KR101339219B1 - 차량 토우인 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차체 마운팅 부시에 나사산을 형성하고, 이 나사산에 치합되는 랙 기어의 슬라이딩 구동을 통해 차륜의 토우인을 유도하도록 하는 차량 토우인 제어장치에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은, 일단은 지오메트리 부시가 장착되고 타단에는 차체 마운팅 부시가 장착되며, 차체 마운팅 부시의 외주면에는 나사산이 형성되는 로어 암과, 로어 암과 차륜의 너클과 연결되며 회전 가능하게 장착되는 커넥터와, 차체 마운팅 부시의 나사산과 치합되어 슬라이딩 가능하게 장착되어 커넥터에 회전력을 전달하여 차량의 토우인을 유도하는 랙 기어를 제공한다.

토우인, 마운팅 부시, 피니언 기어, 랙 기어, 로어 암

Description

차량 토우인 제어장치{APPARATUS FOR CONTROLLING TOE-IN FOR VEHICLE}

본 발명은 차량 토우인 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차체 마운팅 부시에 나사산을 형성하고, 이 나사산에 치합되는 랙 기어의 슬라이딩 구동을 통해 차륜의 토우인을 유도하도록 하는 차량 토우인 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 현가장치는 승차감 및 주행 안정성을 도모하기 위한 장치로, 차체를 차륜으로부터 안정적으로 지지하면서 차륜으로부터 전달되는 진동을 억제하거나 감소시키는 기능을 수행한다.

이러한 현가장치는 차륜을 차체에 연결하고 지지하는 로어 암과, 로어 암의 단부에 장착되어 차체와 연결하는 차체 마운팅 부시와, 지오메트리 부시 및 볼 조인트를 구성한다.

이러한 구성의 현가장치는 차량의 선회시 또는 범프시에 차량이 언더스티어 경향을 갖도록 하기 위해, 타이어의 토우인(Toe-in)을 유도하는 구성이 적용될 수 있다. 이러한 토우인(Toe-in)을 유도하는 구성은 부쉬 타입의 적용 또는 판스프링과 링크 구조등을 적용한 구성이 일반적으로 알려져 있다.

그러나, 종래의 타이어의 토우인을 유도하는 구성은 그 구성이 복잡하고, 차 량의 중량의 절감하는 면에서 불리한 문제점이 있다.

로어 암에 피니언 기어의 기능을 하도록 차체 마운팅 부시의 외주면에 나사산을 형성하고 나사산에 치합되는 랙 기어를 구성하여, 차륜의 토우인 구동력을 랙 기어의 슬라이딩 작용으로 제공하여 간단한 구성으로 토우인 유도가 가능하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량 토우인 제어장치는, 일단은 지오메트리 부시가 장착되고 타단에는 차체 마운팅 부시가 장착되며, 차체 마운팅 부시의 외주면에는 나사산이 형성되는 로어 암과, 로어 암과 차륜의 너클과 연결되며 회전 가능하게 장착되는 커넥터와, 차체 마운팅 부시의 나사산과 치합되어 슬라이딩 가능하게 장착되어 커넥터에 회전력을 전달하여 차량의 토우인을 유도하는 랙 기어를 포함한다.

커넥터는 길이 방향의 중앙 위치에 회전축이 장착되어 로어 암에 회전 가능하게 장착될 수 있다.

커넥터에는, 로어 암 측으로 일단이 연결되며 타단은 랙 기어의 단부에 선택적으로 가압되어 링크 작동되는 링크부재가 장착된다.

랙 기어의 단부는 링크부재에 연결된다.

로어 암에는 랙 기어의 이동을 가이드하는 가이더가 장착될 수 있다.

가이더는, 로어 암의 측면에 돌출된 플레이트로 장착될 수 있다.

첫째, 차량의 토우인 작동을 위한 구동력은 로어 암에 장착되는 랙 기어의 치합 구동으로 제공하여, 간단한 구성으로 효과적인 토우인 제어 작동이 가능하도록 한다.

둘째, 차량 토우인 작동을 위한 간소화된 구성이 가능하여 차량 무게가 절감되고 원가 절감의 효과를 갖는다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 토우인 제어장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 토우인 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 토우인 제어장치(100)는, 일단은 지오메트리 부시(11)가 장착되고 타단에는 차체 마운팅 부시(13)가 장착되며 차체 마운팅 부시(13)의 외주면에는 나사산(15)이 형성되는 로어 암(10)과, 로어 암(10)과 차륜의 너클(17)과 연결되며 회전 가능하게 장착되는 커넥터(20)와, 차체 마운팅 부시(13)의 나사산(15)과 치합되어 슬라이딩 가능하게 장착되어 커넥터(20)에 회전력을 전달하여 차량의 토우인을 유도하는 랙 기어(30)를 포함한다.

로어 암(10)은 현가장치에 적용되는 부재로 차륜(19)을 차체에 연결하고, 아울러 지지하는 기능을 수행한다. 이러한 로어 암(10)이 적용되는 현가장치는 승차감 및 주행 안정성을 도모하기 위한 것으로 차체(미도시)를 차륜으로부터 안정적으로 지지하면서 차륜(19)으로부터 제공되는 진동을 억제하거나 신속하게 감소시키는 기능을 수행한다.

로어 암(10)에는 지오메트리 부시(11)와 차체 마운팅 부시(13)가 장착된다. 이러한 지오메트리 부시(11) 및 차체 마운팅 부시(13)는 각각 로어 암(10)을 일측 및 타측에서 규제하여 차체(미도시)에 연결한다. 지오메트리 부시(11)와 차체 마운팅 부시(13)는 각각 조립 볼트(미도시)를 이용하여 차체에 결합될 수 있다.

로어 암(10)은 충분한 횡강성을 유지하면서 스테빌라이저 바 또는 타이로드 등과 같은 주위의 부품들과 서로 간섭됨이 없이 충분한 여유 간격을 갖도록 설치된다.

로어 암(10)은 커넥터(20)를 이용하여 너클(17)에 연결된다. 너클(17)은 쇽업소버 및 스프링 세트를 연결하기 위한 장치를 말하며, 맥퍼슨 스트럿(MacPherson Strut) 형식에 적용된다. 맥퍼슨 스트럿 형식은 스트럿 어셈블리를 로어 암과 휠 하우스 사이에 장착한 독립 현가장치를 말한다. 이러한 맥퍼슨 스트럿 형식은 공지된 것으로 그 자세한 설명은 생략한다.

도 2는 도 1의 커넥터와 랙 기어의 링크 연결을 개략적으로 도시한 도면이 다.

도 2에 도시된 바와 같이, 커넥터(20)는 길이 방향의 중앙 부분이 로어 암(10)에 회전축 등을 이용하여 회전 가능하게 장착된다. 커넥터(20)는 너클(17)과 로어 암(10)을 연결하도록 플레이트 형상으로 장착될 수 있다. 이에 따라 커넥터(20)의 외력의 작용에 따라 일측 또는 타측으로 회전 작동이 가능하게 된다.

커넥터(20)의 일측은 너클(17)에 결합수단 즉, 볼 조인트(21) 등을 이용하여 회전 가능하게 장착될 수 있다. 커넥터(20)의 타측에는 링크부재(23)가 장착되어, 랙 기어(30)의 슬라이딩 구동력을 전달받도록 장착된다. 즉, 랙 기어(30)의 슬라이딩 작동이 이루어지면 링크부재(23)의 링크 작동에 따라 커넥터(20)의 회전 작동이 이루어진다. 따라서, 커넥터(20)에 연결된 차륜(19)은 차량의 선회시 또는 범프시에 토우인 작용이 가능하게 된다. 이러한 차량의 선회시 또는 범퍼시 차륜(19)의 토우인 작용은 후술하는 랙 기어(30)와 차체 마운팅 부시(13)의 나사산(15)과의 연동 작동을 설명하면서 보다 상세하게 설명한다.

전술한 바와 같이, 로어 암(10)에 장착되는 지오메트리 부시(11)는 내부에 완충부재(미도시)를 구비하여 차체(미도시)에 가해지는 충격을 흡수하여 차체에 전달되는 충격량을 줄임도 가능하다.

차체 마운팅 부시(13)는 로어 암(10)의 일측에 장착되어, 로어 암(10)을 차체에 장착한다. 차체 마운팅 부시(13)는 내부에 완충부재(미도시)를 구비하여 차체에 가해지는 충격의 흡수가 가능함은 물론이다. 차체 마운팅 부시(13)는 로어 암(10)의 외표면과 일정 거리 이격된 상태로 장착될 수 있다. 이를 위해 차체 마운 팅 부시(13)는 브라켓(12)을 이용하여 이격된 장착이 가능하다. 브라켓(12)은 차체 마운팅 부시(13)의 회전을 위한 회전축의 역할을 겸한다.

차체 마운팅 부시(13)의 외주면에는 나사산(15)이 형성되어 피니언 기어의 역할이 가능하다. 즉, 차체 마운팅 부시(13)는 차체와의 연결 작용과 더불어 회전 가능하게 장착되어 나사산(15)의 형성에 의한 피니언 기어의 역할도 함께 이루어진다. 이러한 차체 마운팅 부시(13)는 차량의 고속 선회시나 범프시 로어 암(10)의 비틀림 회전과 연동하여 회전 작동이 이루어진다. 즉, 차량의 선회시나 범프시에 차륜의 운동 방향의 역방향으로 로어 암(10)의 비틀림 등의 작용력이 발생되고, 이러한 로어 암(10)의 비틀림 회전에 따라 차체 마운팅 부시(13)의 회전 작동이 이루어진다. 차체 마운팅 부시(13)의 회전 작동이 이루어지면, 차체 마운팅 부시(13)의 나사산(15)과 치합되는 랙 기어(30)의 슬라이딩 작동이 이루어진다.

랙 기어(30)는 로어 암(10)의 상측에서 차체 마운팅 부시(13)의 나사산(15)과 치합 구동으로 슬라이딩 작동이 이루어진다. 즉, 차량의 선회시 또는 범프시에 작용되는 회전력에 의해 발생되는 차체 마운팅 부시(13)의 회전 작동과 함께, 차체 마운팅 부시(13)의 나사산(15)과의 치합 구동으로 랙 기어(30)가 차륜 방향으로 슬라이딩 작동이 이루어진다.

랙 기어(30)의 슬라이딩 작동이 이루어지면 링크부재(23)의 일단을 가압하여, 링크부재(23)의 링크 작동이 이루어지도록 한다. 랙 기어(30)의 슬라이딩 작동에 따른 링크부재(23)의 링크 작동을 위해, 랙 기어(30)의 단부는 링크부재(23)의 일단에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 또는, 랙 기어(30)와 링크부재(23) 서로간 이 직접 연결되지 않고, 최초 일정 거리 이격된 위치로 장착되어 랙 기어(30)의 슬라이딩 작동에 따라 링크부재(23)의 단부를 가압하여 링크 작동을 실시함도 가능하다. 그러나, 보다 안정적인 링크부재(23)의 링크 작동을 위해 링크부재(23)와 랙 기어(30)의 단부가 회전축 등을 이용한 회전 결합이 이루어질 수 있다.

도 3은 도 1의 차량 토우인 제어장치의 토우인 작동을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 링크부재(23)의 링크 작동이 이루어지면, 커넥터(20)의 링크부재(23)와 연결된 측이 차체의 저면 방향으로 회전 작동된다. 이에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 너클(17)에 연결된 측의 커넥터(20)도 함께 회전되어 차륜의 토우인 작동이 이루어진다. 이에 따라, 차량의 선회시 또는 범프시에 차량의 안정적인 주행이 가능하게 된다.

한편, 랙 기어(30)는 안정적인 슬라이딩 작동을 위해 랙 기어(30)의 이동 위치에 가이더(31)가 장착될 수 있다.

도 4는 랙 기어의 측면에 가이더의 장착을 도시한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 가이더(31)는 랙 기어(30)의 이동을 가이드하기 위해 차체 마운팅 부시(13)와 링크부재(23) 간에 장착가능하다. 가이더(31)는 랙 기어(30)의 가이드 작동을 위해 돌출된 플레이트 형상으로 장착될 수 있다. 이러한 가이더(31)는 랙 기어(30)의 양측에 각각 장착될 수 있다. 그러나 가이더(31)는 랙 기어(30)의 일 측에만 장착되어 슬라이딩을 가이드함도 가능하다.

전술한 바와 같이, 차륜의 선회시 또는 범프시 차륜의 토우인을 유도하는 구 성은 별도의 구동력을 부여하는 구동장치를 마련함이 없이 차륜의 토우인이 유도된다. 즉, 차체 마운팅 부시(13)의 외주면에 나사산(15)을 형성하는 구성과 나사산(15)과 치합되는 랙 기어(30)의 구성을 통해, 너클(17)의 위치를 제어하여 토우인을 유도한다. 따라서, 차륜의 토우인을 유도하기 위한 복잡한 구성을 생략하고 간단한 구성을 통해 용이하게 차량의 주행 성능을 향상시킬 수 있다.

상기 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 토우인 제어 장치의 작용을 이하에서 설명한다.

먼저, 차량의 고속 선회시 또는 범프시에 로어 암(10)에 비틀림 회전력이 작용된다.

이에 따라, 로어 암(10)의 일측에 장착되는 차체 마운팅 부시(13)는 로어 암(10)의 비틀림 회전력과 연동되어 회전 작동이 이루어진다.

따라서, 차체 마운팅 부시(13)의 외주면에 형성된 나사산(15)과 랙 기어(30)의 치합 구동이 이루어진다.

이러한 차체 마운팅 부시(13)와 랙 기어(30)의 치합 구동이 이루어지면, 랙 기어(30)는 슬라이딩 작동된다.

다음, 랙 기어(30)의 슬라이딩 작동이 이루어지면, 랙 기어(30)의 단부는 링크부재(23)를 가압하여 링크 작동이 이루어진다.

이어서, 링크부재(23)의 링크 작동에 따라 커넥터(20)의 회전 작동이 이루어진다.

이에 따라, 커넥터(20)의 회전 작동에 따라, 차륜(19)의 너클(17)의 위치를 변경하여 차륜의 토우인 작동을 유도한다.

한편, 차량의 선회 작용과 범프 작용이 발생되지 않으면, 랙 기어(30)는 최초 위치로 이동되어 차륜을 정상 위치로 위치되도록 한다. 랙 기어(30)의 최초 위치로의 이동은 로어 암(10)의 역 방향 회전 작동이 이루어짐에 따라 연동되어 슬라이딩됨으로써 위치 이동이 이루어진다.

이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 토우인 제어 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 도 1의 커넥터와 랙 기어의 링크 연결을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3은 도 1의 차량 토우인 제어장치의 토우인 작동을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4는 랙 기어의 측면에 가이더의 장착을 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10...로어 암 11...지오메트리 부시

12...브라켓 13...차체 마운팅 부시

15...나사산 17...너클

19...차륜 20...커넥터

21...볼 조인트 23...링크부재

30...랙 기어 31...가이더

Claims (6)

1. 일단은 지오메트리 부시가 장착되고 타단에는 차체 마운팅 부시가 장착되며, 차체 마운팅 부시의 외주면에는 나사산이 형성되는 로어 암;

   상기 로어 암과 차륜의 너클과 연결되며 회전 가능하게 장착되는 커넥터; 및

   상기 차체 마운팅 부시의 나사산과 치합되어 슬라이딩 가능하게 장착되어, 상기 커넥터에 회전력을 전달하여, 차량의 토우인을 유도하는 랙 기어;를 포함하는 차량 토우인 제어 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 커넥터는 길이 방향의 중앙 위치에 회전축이 장착되어 상기 로어 암에 회전 가능하게 장착되는 차량 토우인 제어 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 커넥터는,

   상기 로어 암 측으로 일단이 연결되며 타단은 상기 랙 기어의 단부에 선택적으로 가압되어 링크 작동되는 링크부재;가 장착되는 차량 토우인 제어 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 랙 기어의 단부는 상기 링크부재에 연결되는 차량 토우인 제어 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 로어 암에는 상기 랙 기어의 이동을 가이드하는 가이더;가 장착되는 차량 토우인 제어 장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 가이더는,

   상기 로어 암의 측면에 돌출된 플레이트로 장착되는 차량 토우인 제어 장치.

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