KR101574281B1 - 차량용 서스펜션 - Google Patents

Abstract

차량용 서스펜션을 위한 부품 또는 조립체는 그 중에서도 휠 캐리어를 지지하는 허브 캐리어, 브라켓, 및 허브 캐리어와 브라켓 사이에 개재된 하나 이상의 지지체 바디를 포함한다. 지지체 바디들은 베이스 서스펜션에 대해 또는 베이스 서스펜션에 의해 지지된다. 하나 이상의 지지체 바디는 각각 제1 방향의 미리 정해진 제1 강성 및 제1 방향에 대해 법선인 방향들의 지지체에 대한 제2 강성들을 갖는데, 제1 방향은 차량의 종방향 및 수직 평면과 교차하도록 배향되고, 제2 강성은 제1 강성보다 낮다.

Description

차량용 서스펜션{A VEHICLE SUSPENSION}

본 발명은 각기 다르게 가해진 하중들에 응답하여 휠의 구체적인 응답들을 보장하는 탄성 축들을 포함하는 차량용 서스펜션에 관한 것이다.

일 양태에 따르면, 본 발명은 차량의 베이스 서스펜션용 컴플라이언트(compliant) 시스템에 관한 것이다. 이 시스템은 특히

- 베이스 서스펜션에 의해 지지되도록 구성된 지지체,

- 컴플라이언트 연결부에 의해 지지체에 부착되고, 휠 캐리어를 지지할 수 있게 구성된 허브 캐리어,
- 허브 캐리어와 지지체를 상호 연결시키고, 허브 캐리어가 지지체에 대해 미리 정해진 위치 쪽으로 압박되도록 배치된 적어도 하나의 탄성 요소, 및

연결점들에서 적어도 부분적으로 지지체와 허브 캐리어를 서로 연결시키고, 허브 캐리어와 지지체 간의 컴플라이언트 연결부의 일부를 형성하는 지지체 바디들을 포함한다. 지지체 바디들은 시스템에 제1 방향으로의 이동에 대한 제1 저항성과 제1 방향에 법선인 방향들로의 이동에 대한 제2 저항성을 제공하도록 구성되되, 제1 방향들에 의해 정해지는 이론적인 축들은 휠 캐리어 상에 장착된 휠에 의해 정해지는 경계 외측에 놓인 허초점에서 모이거나 만나도록 되어 있다. 지지체 바디들에 의해 제공되는 제1 방향에 법선인 방향들로의 제2 저항성은 허브 캐리어 상의 연결점들이 지지체에 대해 제1 방향에 법선이거나 직교하는 방향들로, 경계 내에서, 자유롭게 움직이도록 된 것이고, 제1 방향들로의 이동에 대한 제1 저항성은 지지체 바디들의 제1 방향들의 강성에 의해 정해진다.

자동차가 나타난 후 120년 넘게 자동차의 서스펜션 시스템은 매우 발전했다. 이러한 발전은 기본적으로 서스펜션이 차량의 거동에 미치는 영향 및, 그에 따른, 차량이 바람직한 운전 특성을 갖도록 보장하기 위하여 요구되는 서스펜션의 성질들에 대해서 계속 이해해 가는 것에 의해 이루어졌다.

현대의 차량에서, 서스펜션 시스템은 휠을 포함하는 휠 캐리어를 차량 구조체에 연결하는 부품들의 시스템으로 설명할 수 있다.

일반적으로 현대 차량의 서스펜션 시스템은 보통 고무 부싱의 형태를 갖는 조인트들에 대해 관절식으로 결합될 수 있는 하중 지탱용 강성 링크들로 구성된 링크 시스템이다.

서스펜션 구조는 복잡성이 다르고 그 결과 비용과 성능도 다른 여러 가지 구조들로 분류될 수 있다.

일반적인 서스펜션 구조의 예로 맥퍼슨 스트럿(MacPherson strut)식, 더블 위시본(double wishbone)식, 라이브 액슬(live axle)식 및 트위스트 빔 액슬(twist beam axle)식을 들 수 있다.

서스펜션 구조는 액슬의 좌우측 휠들 간의 상호 연결 정도에 따라 세 가지 주요 범주로 더 분류될 수 있는데, 이 범주들은

- 독립식

- 반독립식, 및

- 종속식이다.

독립식 서스펜션 시스템에서는, 좌우측 휠들이 그들 사이에 어떤 연결부(일반적으로 이러한 정의 하에서는 무시되는 부수적인 안티롤 바는 제외함)도 구비하지 않으며 그에 따라 서로 간의 움직임에 영향을 미치지 않는다. 독립식 서스펜션 시스템은 일반적으로 고급 차량 및/또는 고성능 차량의 전방 및/또는 후방에 적용된다.

종속식 서스펜션 시스템에서는, 좌우측 휠들이 서로 강고하게 연결되어 있다. 종속식 서스펜션 시스템은 일반적으로 대형 상용차의 전방 및/또는 후방에 적용된다.

반독립식 서스펜션 시스템에서는, 좌우측 휠 캐리어들이 강고하게 연결되지 않는다. 좌우측 휠들은 한쪽 휠의 움직임이 반대쪽 휠의 움직임에 상당한 영향을 미치게 하는데 충분한 강성을 얻을 수 있는 정도로 연결된다. 이러한 반독립식 서스펜션 시스템은 소위 트위스트 빔 액슬을 포함할 수 있으며, 이는 반독립식 서스펜션 시스템에서 가장 일반적 구조이다. 일반적으로 비용을 고려하여 반독립식 서스펜션 시스템, 특히 트위스트 빔 액슬 시스템이 중소형 차량의 후방에 적용되는 반면에, 전방 시스템은 일반적으로 예컨대 앞에서 언급한 맥퍼슨 스트럿식과 같은 독립식 서스펜션 시스템을 포함한다.

위에서 설명한 바와 같이, 현대의 승용차의 전방 서스펜션 시스템은 거의 예외 없이 독립식 서스펜션 시스템(부수적인 안티롤 바는 제외)인 반면에, 후방 서스펜션 시스템은 고가 차량들에 대한 독립식 시스템과 저가 차량들에 대한 반독립식 시스템으로 구분되는 경향이 있다.

현대의 서스펜션 시스템은 여러 가지 기능들을 가지는데, 일부는 자명하고 나머지는 덜 자명하다. 그 기본적인 기능들은,

- 구조 측면에서, 타이어와 노면 사이의 접촉부에서 발생된 힘을 차량의 주요부(main mass)로 전달하는 것,

- 운전 측면에서, 휠이 제동, 코너링, 가속 등에 의해 발생된 힘을 받을 때 또는 휠이 수직 이동될 때 휠이 차량 구조물에 대해 정확하고 미리 정해진 양 만큼 이동하는 것을 보장하는 것(예를 들어, 제동 및 코너링 도중, 승객을 편안하게 할 뿐만 아니라 기동을 안전하고 안정적이게 하는 차량의 거동을 보장하도록 타이어에 의해 발생되는 힘에 비례하여 휠을 매우 조금만 조향할 필요가 있음), 그리고

- 편안함 측면에서, (바람직하게는) 차량의 객실을 차량이 지나가는 노면의 불균일성으로부터 격리(isolation)시키는 것이다.

편안함을 증가시키는 "진동 필터"의 특성은 입력되는 진동의 주파수(예컨대, 차속에 의해 결정됨), 진폭 및 방향에 따라 다르다. 주된 요건은 서스펜션 시스템이 차량이 주행하는 지면의 불균일성으로부터 유래되거나 또는 속도와 코스의 변경으로부터 유래되는 다음과 같은 변형(strain) 또는 하중에 대처해야만 한다는 것이다.

A. 수직 방향으로 낮은 주파수(

1Hz)와 높은 진폭(±100mm)

B. 수직 방향 및 종방향으로 중간 주파수(

10Hz)와 중간 진폭(5-10mm)

C. 모든 방향으로 높은 주파수(>50Hz)와 낮은 진폭(<2mm).

비전문가들이라면 A 요건을 서스펜션 시스템의 유일한 기능일 것으로 생각할 것이며, 실제로 저주파 수직 제진(low frequency vertical isolation)은 말이 끄는 마차 등에 대해 원래의 서스펜션 시스템을 개발하게 된 기본적인 동기였다.

오늘날의 빠른 주행 속도와 편안함에 대한 높은 기대치로, 서스펜션 시스템은 위에서 언급한 B 요건과 C 요건에도 대처할 필요가 있고, 실제로 이 요건들 하에서 현대 승용차의 설계에 관한 진정한 도전이 이루어지고 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 초기에는 저주파 수직 제진이 서스펜션의 유일한 요건이었고, 필요한 모든 것은 단순한 링크를 구비한 라이브 액슬과 임의의 형태의 스프링잉(springing) 및 댐핑(damping)(나중에 추가됨)이었다.

휠들의 수직 이동 중에 휠 각도를 변경하는 것은 차량의 운전 성능에 치명적이라는 것이 나중에 밝혀졌다.

특히, 주목할 만한 각도들 중 일부는 다음과 같다.

- 전방 또는 후방에서 볼 때 대체로 휠의 수직축과 차량의 수직축 사이의 각도인 캠버각. 즉, 캠버각은 차량의 종축에 대해 횡방향인 휠의 내측 또는 외측 수직 경사임. 이 각은 서스펜션 부품들의 정지 상태에서의 기하학적 형상으로부터 그리고/또는 서스펜션 부품들의 운동학적 및 컴플라이언트 효과로부터 얻을 수 있음.

- 차량의 종축에 대한 휠의 각도 위치인 토우각. 이 각은 양(즉 휠들의 전방이 휠들의 후방보다 서로 더 가까움, 토우-인) 또는 음(즉, 휠들의 후방이 휠들의 전방보다 서로 더 가까움, 토우-아웃)일 수 있음. 이 각은 서스펜션 부품들의 정지 상태에서의 기하학적 형상으로부터 그리고/또는 서스펜션 부품들의 운동학적 및 컴플라이언트 효과로부터 얻을 수 있음.

휠의 바람직한 운동학에 대한 이해가 증가하면서 휠을 제어하기 위해 더욱 복잡한 링크들을 사용할 필요가 생겼고, 궁극적으로 독립 서스펜션 시스템과 같이 각 휠을 제어하는 별도의 링크들을 사용하는 것을 고려하게 되었다.

수평면에서의 하중 하에서, 예컨대, 제동 또는 가속 도중의 전/후방 하중 및 코너링 도중의 측방향 하중 하에서 휠이 어떻게 이동되는지에 대해서는 더 나중에서야 이해하게 되었다. 설계자들은 이 하중들 중 하나 이상으로부터 유래되는 휠 이동의 결과로 휠 각도들이 변경되는 것 또한 차량의 운전 응답성에 치명적이며 그리고 그 결과로서 운전자의 즐거움과 차량의 안정성 및 안전성에도 치명적이라는 것을 밝혀냈다.

이에 따라 서스펜션 링크의 컴플라이언트 특성에 초점을 맞추게 되었고, 그 결과 링크들 간의 관절식 연결을 제공하는 고무 부싱의 강성에 초점을 맞추게 되었다. 이와 함께 이제는 서스펜션 상에 두어지는 컴플라이언트 요건을 충족시키기 위해 특정한 유형의 링크들이 다른 것들에 비해 바람직한 것으로 밝혀졌다.

더욱 최근에는, 서스펜션 시스템의 전방/후방 신축성(flexibility), 즉 종방향 컴플라이언스의 중요성을 인식하게 되었다. 그러한 특성이 돌기(bump)와 움푹 패인 곳(pothole)과 같은 충격을 흡수하고 양호한 노면 소음 차단성을 제공하는 서스펜션의 능력에 필수적이라는 것이 이제는 공지되어 있다. 그러한 특성은 이제 서스펜션 시스템의 기본적인 요건이며, 이러한 "발견"에 의해 새로운 서스펜션 링크의 개발이 구체화되지는 않았지만 최근 자동차 제조업자들이 서스펜션 구조를 선택하는 데에 크게 영향을 미쳤다.

미국 특허 공개 공보 US 2004/0160033 A호(브리지스톤 코포레이션)에서는 한 쌍의 트레일링 암(trailing arm)을 포함하는 토션 빔식 서스펜션 장치를 교시하고 있는데, 여기서 한 쌍의 트레일링 암은 액슬의 축방향으로 서로 이격되고, 전측 단부에서는 차체에 연결되고, 그리고 후측 단부에서는 트레일링 암에 대해 컴플라이언트 거동을 나타내는 브라켓을 통해 휠을 지지한다. 토션 빔은 액슬의 축방향으로 연장되고 연결부에서 한 쌍의 트레일링 암을 서로 연결시킨다. 한 쌍의 트레일링 암의 후측 단부들은 고무 쿠션을 통해 브라켓들에 연결되고, 이에 의해 상기 특허 공개 공보에 따르면 조향 안정성이 개선된다.

미국 특허 공개 공보 US 2007/0052192 A호(카와노베)에서는 상부 연결점 및 제1과 제2 하부 연결점들을 통해 자동차의 트레일링 암들에 탄성 결합된, 휠을 회전 가능하게 지지하는 액슬을 교시하고 있는데, 여기서 트레일링 암들은 차체에 탄성 결합된다. 제1과 제2 하부 연결점들은 상부 연결점보다 낮게 위치되고 차량의 전후 방향으로 간극을 벌리도록 서로에 대해 배치된다. 제1과 제2 하부 연결점들은 탄성 부재를 구비함으로써 휠 캐리어의 스트린전시(stringency)를 모든 방향들로 발생시키고, 각각의 탄성 부재들의 주요 탄성 축들이 차량의 횡방향으로 휠이 지면과 접하는 점의 외부에 있는 위치에서 교차하도록 배열된다. 상기 특허 공보에 따르면, 주요 탄성 축들이 차량의 횡방향으로 휠이 지면과 접하는 점의 외부에 있는 위치에서 교차하는 서스펜션 시스템을 구비하면 탄성 부재들의 강성에 의존하지 않고도 차량의 주행 안정성이 증가되어 탄성 부재들의 설계의 자유도가 증가된다.

미국 특허 공개 공보 US 2006/082091 A호(모슬러)에서는 차체에 장착된 휠 안내 스트럿을 포함하는 독립식 휠 서스펜션을 교시하고 있다. 휠 캐리어는 몇 개의 탄성 선회 베어링들에 의해 스트럿 상에 지지된다. 이 특허 공개 공보에 따르면, 측방향 힘, 종방향 힘 및 수직력을 제어하여 맞춤으로써 고도의 운전 편의성이 제공된다.

유럽 특허 공개 공보 EP 1640249 A1호(PSA)에서는 스텁 액슬(stub axle)을 갖는 트위스트 빔 액슬식 베이스 서스펜션을 구비한 차량을 교시하고 있는데, 스텁 액슬은 고무 블록들을 통합하고 있는 컴플라이언트 시스템에 의해 트위스트 빔 액슬에 장착된다. 스텁 액슬의 변형은 고무 블록들에 의해 제어되고, 활주 슬롯에 배열된 핀들에 의해 최외곽 위치(extreme position)들 내에서 제한된다. 이 특허 공개 공보에서는 탄성 기구가 차량의 축을 가로지르는 축인 것으로 보임에 따라 추가적인 조향 축을 생성하는 것을 제안하고 있지 않다.
미국 특허 공개 공보 US 2004/0160033A호 (카나마타 외)에서는 토션 빔식 서스펜션 장치를 교시하고 있는데, 이 서스펜션 장치는 액슬의 축방향으로 서로 이격되고 그 전측 단부들에서 차체에 연결되고 후측 단부들에서 브라켓들을 통해 지지휠에 연결되어 트레일링 암들에 대해 컴플라이언트 거동을 나타내는 한 쌍의 트레일링 암들을 포함하고 있다. 토션 빔은 액슬의 축방향으로 연장되고 한 쌍의 트레일링 암을 연결 부위들에서 서로 연결시킨다. 한 쌍의 트레일링 암의 후측 단부들은 고무 쿠션들을 통해 브라켓에 연결되고, 이에 의해 상기 특허 공개 공보에 따르면 조향 안정성이 개선된다.
미국 특허 공개 공보 US 5685556 A (혼다)에서는 액슬의 전방과 하부에 위치된 제1 고무 부시 조인트, 액슬 상부에 위치된 제2 고무 부시 조인트 및 액슬의 후방과 하부에 위치된 제3 고무 부시 조인트에 의해 상호 연결된 트레일링 암과 너클을 포함하는 서스펜션 시스템을 교시하고 있다. 고무 부시 조인트들 각각은 종방향 컴플라이언스를 보장하기 위하여 그 축방향으로는 연성이고 축과 직교하는 방향으로는 경성인 특성을 갖는다. 선회 방향에서 볼 때 외측 휠의 내향 토우잉(toeing)을 발생시키기 위하여 제1 고무 부시 조인트의 그 축과 직교하는 방향의 강성은 제3 고무 부시 조인트의 그 축과 직교하는 방향의 강성보다 낮게 설정된다. 제2 및 제3 고무 부시 조인트들의 축들의 후측들은 제동 도중에 내향 토우잉을 발생시키기 위하여 차체의 외측으로 경사져 있다. 따라서 이 특허 공개 공보에 따르면, 높은 종방향 컴플라이언스를 얻고 차량의 선회 도중과 제동 도중에 안정성을 제공하는 것이 가능하다.
유럽 특허 공개 공보 EP 1757468 A(닛산)에서는 상부 연결점과 제1 및 제2 하부 연결점들을 통해 자동차의 트레일링 암들에 탄성 연결된 휠을 지지하는 액슬을 교시하고 있다. 트레일링 암들은 차체에 탄성 연결된다. 제1 및 제2 하부 연결점은 상부 연결점보다 하부에 위치되고 차량의 전후 방향으로 간극을 벌리도록 서로에 대해 배치된다. 제1과 제2 하부 연결점은 탄성 부재들을 구비하고, 각각의 탄성 부재들의 원리적인 탄성축들이 차량의 횡방향으로 휠의 접지점 외부에 있는 위치에서 교차하도록 배치된다. 이 방식으로, 이 특허 공개 공보에 따르면 탄성 부재들의 강성에 의존하지 않고도 운행 안정성이 증가될 수 있어 탄성 부재들의 설계 자유도가 증가된다.

영국 특허 공개 공보 GB 2270508 A호(맥라렌)에서는 차량용 독립식 전방 서스펜션을 교시하고 있는데, 위시본 등을 구성하는 각각의 휠 서스펜션은 그 전부가, 반경 방향 강성이 축방향 강성보다 큰 네 개의 고무 부싱에 의해 차량 섀시에 장착된, 수직 서브 프레임에 장착된다. 위시본은 선회 가능하게 그리고 비컴플라이언트하게 서브 프레임에 장착된다. 서스펜션 시스템의 컴플라이언스는 서브 프레임을 차량 구조체에 연결하는 네 개의 고무 부싱으로부터 얻어진다. 고무 부싱들 각각은 반경 방향으로 강성(stiff)이지만 축방향으로는 연성(soft)인 대체로 중공의 원통형 탄성 중합체 부시를 포함한다. 부시들의 최대 강성 축들은 서로 교차하여 지면에 놓인 장치의 전단 중심을 한정한다. 서브 프레임용 부싱들은 그 축들 전부가 종방향/수직 평면에 놓이고 각 축의 방향이 타이어의 접촉부와 접하도록 배열된다. 이렇게 하여, 서스펜션 링크(및, 서스펜션 링크 자체의 부싱들이 모두 강성이도록 설계되므로, 그에 따라 휠 캐리어)와 차량 섀시 사이에 비틀림 강성이 낮은 축이 생성된다. 이러한 서스펜션 시스템은 편안함을 개선하기 위하여 비틀림 강성이 낮은 횡축을 휠 중심 아래에 형성하는 것을 추구한다. 그러나 이 특허 공개 공보에서는 토우-인/토우-아웃 특성을 개선하기 위해 휠이 움직일 수 있는 수직 축을 제안하지 않고 있다.

본 발명에서는 차량용 서스펜션 시스템의 일반적인 성능을 개선하는 동시에 오늘날의 차량용 서스펜션 시스템에 요구되는 공간 및 비용을 감소시키는 것을 추구한다. 또한, 본 발명에서는 오늘날의 고급 서스펜션 시스템과 비교하여 하중 전달 링크 암 등의 수가 상당히 적은 차량용 서스펜션 시스템을 제공하는 것을 추구한다.

오늘날까지, 종래 기술은, 시스템의 중량 및/또는 주요 부품(particular)들을 실질적으로 증가시키지 않으면서, 안전하고 신뢰성 있는 방식으로, 더 고가이거나 고급인 차량용 서스펜션 시스템에 필적할 만한 특성을 갖는 저가의 서스펜션 시스템을 제공하는, 간단하면서도 신뢰성 있고 저렴한 차량용 서스펜션 시스템을 교시하지 못하고 있다.

본 발명에 따르면, 본 명세서의 도입부와 같은 컴플라이언트 시스템으로서, 특히 지지체 바디들이 휠 캐리어 상에 장착된 휠의 경계 외측에 놓인 허초점에 접하는 방향으로 허브 캐리어의 지지체에 대해 움직일 수 있도록 구성된 컴플라이언트 시스템이 제공된다. 이에 의해 세 개의 제1 방향들이 지지체 바디들이 허브 캐리어와 지지체 사이에서 중앙 집합되는 가상의 볼 조인트를 형성할 수 있게 되고, 위에서 설명한 종래 기술의 서스펜션 시스템들의 단점들을 해소하고 해결한 경제적으로 유리한 차량용 서스펜션 시스템이 제공된다.

일 실시예에 따르면, 지지체 바디들에 의해 제공되는 이동에 대한 제2 저항성은, 허브 캐리어의 지지체에 대한 경계 내에서의 이동 중에, 지지체에 대한 허브 캐리어의 위치에 관계없이 거의 변하지 않는다.

일 실시예에 따르면, 제1 방향들에 의해 정해지는 축들은 축들 또는 그 성분이 차량에 대해 대체로 횡방향으로 배향되도록 배향되고, 동시에 제1 방향들에 의해 정해지는 축들 중 적어도 두 개가, 위에서 볼 때 휠의 경계 외측에 있는 허초점에서 모이도록 배향된다.

일 실시예에 따르면, 컴플라이언트 시스템이 허브 캐리어와 지지체를 서로 연결시키는 적어도 하나의 탄성 요소를 추가로 포함하되, 적어도 하나의 탄성 요소는 허브 캐리어가 지지체에 대해 미리 정해진 위치 쪽으로 압박되도록 배치된다.

일 실시예에 따르면, 지지체 바디들은, 허브 캐리어에 강고하게 연결되고 상기 지지체 상에 마련된 면들과 함께 협동하는 활주 부재에 의해 허브 캐리어와 상기 지지체 사이에 미끄럼 계면들을 한정하는 부품들의 조립체를 구성한다.

일 실시예에 따르면, 지지체 바디들은 섕크(shank) 상에 배치된 두 개의 대향하는 활주 요소로 만들어진 조립체를 구성하되, 활주 요소들은 지지체의 대향하는 면들 상의 미끄럼 계면들을 한정한다.

일 실시예에 따르면, 지지체 바디들은, 허브 캐리어 상에 마련된 면들과 함께 협동하는 활주 부재에 의해 허브 캐리어와 지지체 사이에 미끄럼 계면들을 한정하며 지지체에 강고하게 연결되는 부품들의 조립체를 구성한다.

일 실시예에 따르면, 지지체 바디들은 섕크(shank) 상에 배치된 두 개의 대향하는 활주 요소로 만들어진 조립체를 구성하되, 활주 요소들은 허브 캐리어의 대향하는 면들 상의 미끄럼 계면들을 한정한다.

일 실시예에 따르면, 지지체 바디들을 만드는 조립체는 섕크 상에 배치된 탄성 요소들을 추가로 포함한다.

일 실시예에 따르면, 섕크는 활주 요소들에 압축 예하중을 가하도록 구성된 볼트로 구성된다.

일 실시예에 따르면, 컴플라이언트 시스템은 지지체 바디를 구성하는 세 개의 조립체를 포함하되, 지지체의 각 면에 세 개씩 총 여섯 개의 미끄럼 계면들이 한정된다.

일 실시예에 따르면, 컴플라이언트 시스템은 지지체 바디를 구성하는 세 개의 조립체를 포함하되, 허브 캐리어의 각 면에 세 개씩 총 여섯 개의 미끄럼 계면들이 한정된다.

일 실시예에 따르면, 지지체 바디들은 허브 캐리어와 지지체 사이에 개재되는 구름 수단을 구성하되, 허브 캐리어와 지지체는 구름 수단과 함께 구름 인터페이스들을 한정하도록 구성된 면들을 구비한다.

일 실시예에 따르면, 허브 캐리어와 지지체는 허브 캐리어가 지지체로부터 분리되는 것을 방지하는, 와이어, 로드, 또는 조인트 링크와 같은 링크들에 의해 서로 연결되고, 상기 링크들은 허브 캐리어와 지지체에 탄력적으로 연결될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 컴플라이언트 시스템은 총 여섯 개의 구름 인터페이스를 한정하도록 세 개의 구름 수단을 포함하되, 구름 인터페이스는 허브 캐리어 상에 세 개 그리고 지지체 상에 세 개가 구비된다.

일 실시예에 따르면, 구름 수단은 구체들 또는 롤들로 구성된다.

일 실시예에 따르면, 허브 캐리어는 지지체 바디들에 접하도록 구성된 다수의 외부 부위를 추가로 포함하되, 지지체 바디들은 지지체에 연결되고, 시스템은 지지체 바디들에 접하도록 구성된 다수의 외부 부분을 구비한 백 플레이트를 추가로 포함한다.

일 실시예에 따르면, 지지체는 컴플라이언트 부위 또는 신축성 부위와 활주 부위를 각각 갖는 여섯 개의 지지체 바디들을 지지하되, 신축성 부위와 활주 부위는 지지체를 허브 캐리어와 직렬로 연결한다.

일 실시예에 따르면, 허브 캐리어와 백 플레이트의 외부 부분들은 제1 방향들에 대해 대체로 법선인 방향으로 배향된 대체로 평평한 면을 갖는다.

일 실시예에 따르면, 허브 캐리어와 백 플레이트의 외부 부위들의 대체로 평평한 면은 지지체 바디들의 상기 활주 부위들과 함께 미끄럼 계면들을 형성한다.

일 실시예에 따르면, 허브 캐리어와 지지체가 지지체 바디들과 접하도록 구성된 다수의 외부 부분들을 추가로 포함하되, 지지체 바디들은 백 플레이트의 외부 부분들과 연결된다.

일 실시예에 따르면, 백 플레이트는 컴플라이언트 부위 또는 신축성 부위와 활주 부위를 각각 갖는 여섯 개의 지지체 바디를 지지하되, 신축성 부위와 활주 부위는 지지체를 허브 캐리어와 직렬로 연결한다.

일 실시예에 따르면, 시스템은 세 개의 지지체 바디를 포함하되, 각 지지체 바디는 허브 캐리어와 지지체를 직렬로 연결하는 활주 요소와 신축성 요소를 포함한다.

일 실시예에 따르면, 허브 캐리어와 지지체는 허브 캐리어가 지지체로부터 분리되는 것을 방지하는 링크들에 의해 서로 연결되고, 링크들은 허브 캐리어를 지지체 쪽으로 압박하는 것에 의해 지지체 바디들에 압축 예하중을 가하도록 구성된다.

일 실시예에 따르면, 허브 캐리어와 지지체는 단일 부품으로 마련된다.

일 실시예에 따르면, 컴플라이언트 시스템은 휠 캐리어를 베이스 서스펜션에 연결하는 부품 또는 조립체로 구성되되, 상기 부품 또는 조립체는 미리 정해진 병진 강성 및 회전 강성의 조합을 갖는다.

일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 부품 또는 조립체는 허브 캐리어와 베이스 서스펜션 사이에 회전 강성이 낮은 축을 얻을 수 있도록 구성된다.

일 실시예에 따르면, 회전 강성이 낮은 축은 차량에 대해 대체로 횡방향으로 배향되고 위에서 볼 때 휠의 중심을 통과하거나 그 근처를 지나간다.

일 실시예에 따르면, 컴플라이언트 시스템은 최대 병진 강성 점이 상기 휠의 중심의 바깥에 종 방향으로 놓이는 탄성 시스템을 형성한다.

일 실시예에 따르면, 컴플라이언트 시스템은 후방 트위스트 빔 액슬에 장착되도록 제조된 부품 또는 조립체로서 마련된다.

일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 컴플라이언트 시스템을 포함하는 차량용 전방 서스펜션 시스템이 제공된다.

일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 컴플라이언트 시스템을 포함하는 차량용 후방 서스펜션 시스템이 제공된다.

일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 컴플라이언트 시스템을 포함하는 차량용 서스펜션 시스템으로서, 구동 샤프트에 의해 구동되는 휠에 적용되되, 상기 구동 샤프트는 컴플라이언트 시스템을 통과하도록 된 차량용 서스펜션 시스템이 제공된다.

일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 컴플라이언트 시스템을 포함하는 차량용 서스펜션 시스템으로서, 휠 내장형 모터를 추가로 구비한 차량용 서스펜션 시스템이 제공된다.

일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 컴플라이언트 시스템을 포함하는 차량용 서스펜션 시스템으로서, 휠 내장형 모터는 베이스 서스펜션과 컴플라이언트 시스템 사이에 개재된 차량용 서스펜션 시스템이 제공된다.

일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 컴플라이언트 시스템을 포함하는 차량용 서스펜션 시스템으로서, 컴플라이언트 시스템은 조향 가능한 베이스 서스펜션에 부착되고, 킹핀(kingpin) 축이 서스펜션 시스템과 휠 사이에 개재된 차량용 서스펜션 시스템이 제공된다.

일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 컴플라이언트 시스템을 포함하는 차량용 서스펜션 시스템으로서, 킹핀 축과 피조향 휠 사이에 개재된 차량용 서스펜션 시스템이 제공된다.

일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 컴플라이언트 시스템을 포함하는 차량이 제공된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴플라이언트 시스템을 구비한 차량용 서스펜션의 일부를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 차량용 서스펜션의 일부를 도시한 또 다른 사시도이다.
도 3은 도 1에 따른 차량용 서스펜션의 일부를 도시한 또 다른 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 서스펜션 시스템의 일 실시예를 도시한 분해도이다.
도 5는 도 4에 따른 부품을 합쳐진 상태로 차량의 종축에 대해 횡방향으로 차량의 경계 내측에서 도시한 평면도이다.
도 6은 도 4에 따른 부품을 합쳐진 상태로 차량의 외측에서 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 차량용 서스펜션 부품의 일 실시예를 도시한 분해도이다.
도 8은 도 7에 따른 부품을 합쳐진 상태로 차량의 종축에 대해 횡방향으로 차량의 내측에서 도시한 사시도이다.
도 9는 도 7에 따른 부품을 합쳐진 상태로 차량의 종축에 대해 횡방향으로 차량의 외측에서 도시한 사시도이다.
도 10은 도 7에 따른 부품의 일부를 도시한 평면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 부품 또는 조립체를 도시한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 부품 또는 조립체의 일부를 도시한 사시도이다.
도 13은 탄성 메커니즘을 원리적으로 예시하는 후방 서스펜션의 일부를 도시한 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 부품 또는 조립체의 일부를 도시한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴플라이언트 시스템을 구비한 차량용 서스펜션의 일부를 도시한 사시도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴플라이언트 시스템의 단부를 도시한 도면이다.
도 17은 도 16에 따른 컴플라이언트 시스템을 도시한 분해도이다.
도 18은 도 16에 따른 컴플라이언트 시스템을 도시한 단면도이다.
도 19는 도 16에 따른 컴플라이언트 시스템을 도시한 단면도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴플라이언트 시스템을 구비한 차량용 서스펜션의 일부를 도시한 사시도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴플라이언트 시스템을 도시되지 않은 차량의 경계 내측에서 도시한 평면도이다.
도 22는 도 21에 따른 컴플라이언트 시스템의 단부를 도시한 도면이다.
도 23은 도 21에 따른 컴플라이언트 시스템을 도시되지 않은 차량의 경계 외측에서 도시한 평면도이다.
도 24는 도 21에 따른 컴플라이언트 시스템을 도시한 단면도이다.
도 25는 도 21에 따른 컴플라이언트 시스템을 도시한 분해도이다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴플라이언트 시스템을 구비한 차량용 서스펜션의 일부를 도시한 사시도이다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴플라이언트 시스템을 도시되지 않은 차량의 경계 내측에서 도시한 평면도이다.
도 28은 도 26에 따른 컴플라이언트 시스템의 단부를 도시한 도면이다.
도 29는 도 26에 따른 컴플라이언트 시스템을 도시되지 않은 차량의 경계 외측에서 도시한 평면도이다.
도 30은 도 26에 따른 컴플라이언트 시스템을 도시한 단면도이다.
도 31은 도 26에 따른 컴플라이언트 시스템을 도시한 분해도이다.

본 발명은 허브 캐리어(10) 및 베이스 서스펜션(100)에 고정될 또는 일체화될 선택적인 강성 지지 브라켓(30)에 부착되거나 또는 일체화되도록 마련되는 부품 또는 조립체의 형태를 취할 수 있다.

부품들은 그 자체가 특정의 컴플라이언트 특성(compliant properties)을 나타낼 수 있는 하나 이상의 요소들에 의해 서로 연결된다.

단지 설명의 간결함을 위해, 아래에서는 본 발명에 따른 차량용 서스펜션의 여러 가지 실시예들이 비조향성 후방 서스펜션 시스템을 구성하는 것으로 설명한다.

그러나 본 발명은 결코 후방 서스펜션 시스템에 한정되지 않는다. 본 발명은 전방 서스펜션 또는 전방 액슬과 후방 액슬 사이에 개재되는 액슬들에도 똑같이 적용될 수 있다.

또한, 단지 설명의 간결함을 위해, 아래에서는 본 발명에 따른 차량용 서스펜션의 여러 가지 실시예들이 구동휠(non driven wheel)용 서스펜션 시스템 만을 구성하는 것으로 설명하지만, 본 발명은 통상의 구동 액슬에 의해 구동될 수 있거나 또는 균등한 대안물으로서 휠 내장형 모터에 의해 구동될 수 있는 피동 휠용 서스펜션 시스템에도 똑같이 적용될 수 있다.

또한, 본 발명은 조향성 및 비조향성 액슬 및/또는 서스펜션 시스템에도 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 서스펜션의 일 실시예를 도시한다. 도면에서는 트위스트 빔 액슬식 우측 후방 서스펜션을 도시한다. 도면 부호 100은 부싱(101)을 통해 차량의 섀시(미도시)에 연결되는 트위스트 빔 액슬의 부분을 가리킨다. 차량의 전진 주행 방향을 향하는 부싱(101)이 액슬(100)에 유도된 수평력의 대부분을 섀시로 전달하고 있는 반면, 스프링(102)과 쇽 업소버(103)는 액슬(100)에 유도된 수직력의 대부분을 차량의 섀시로 전달한다.

도 1에 따른 실시예에서, 스프링(102)과 쇽 업소버(103)는 액슬(100)과 도시되지 않은 섀시 사이에 각각 독립적으로 장착되는 두 개의 별도 부품으로 마련된다. 그러나 스프링(102)과 쇽 업소버(103)는 하나의 부품 또는 조립체(미도시)로서도 똑같이 구비될 수 있고, 이 경우 쇽 업소버는 일반적으로 스프링을 수용하는 수단을 갖는다.

도시된 실시예에서, 트위스트 빔 액슬(100)은 여러 개의 부품들로 휠(111)을 지지하는데, 부품들 중 일부는

- 예컨대 볼트(31)들에 의해 액슬(100)의 일부분 상에 장착되거나 일체 형성된 지지체(30),

- 하나 이상의 지지 부위(21)를 포함하는 브라켓 또는 백플레이트(20),

- 지지체(30)에 대해 컴플라이어트하게 유지되고, 예컨대 하나 이상의 볼트 등으로 구성된 연결 수단(25)에 의해 브라켓 또는 백플레이트(20)에 연결된 허브 캐리어(10)(허브 캐리어(10)는 하나 이상의 지지 부위(11)를 포함하고, 허브 캐리어(10)는 도 1에서는 휠(111)에 의해 가려진 휠 캐리어(109)를 베어링(미도시)을 통해서 지지함), 및

- 지지체(30)를 통해 브라켓 또는 백 플레이트(20)의 지지 부위(21)들과 허브 캐리어(10)의 지지 부위(11)들 사이에 개재된 다수의 지지체 바디(1)이다.

도 1에 도시된 액슬(100)은 위에서 설명한 바와 같이 크로스 바(105)가 서스펜션 시스템의 도시된 우측을 서스펜션 시스템의 좌측(미도시)에 연결하는 트위스트 빔 액슬이다.

도면 부호 115는 허브 캐리어(10)에 의해 지지되고 제동력을 제동 디스크(121)에 가하도록 구성된 제동 캘리퍼를 나타내는데, 도 1에서는 휠(111)에 의해 가려져 있다. 본 발명에 따른 차량용 서스펜션 시스템은 제동 기구가 적용되지 않거나 드럼식 제동 장치 등과 같은 대안적인 제동 기구가 적용되는 실시예들에서도 똑같이 잘 작동될 수 있다.

도 2는 도 1에 따른 차량용 서스펜션 시스템의 일부를 도시한 또 다른 사시도이며, 여기서는 휠을 제외하고 도시되어 있고, 또한 도시되지 않은 차량의 경계 외측에서 본 것으로 도시되어 있다. 휠이 도시되지 않음에 따라, 휠 캐리어(109) 상에 장착된 제동 디스크(121)를 볼 수 있다.

또한, 도 2에서는 허브 캐리어(10)의 지지 부위(11, 21)들의 일부와, 이 지지 부위(11, 21)들이 지지체 바디(1)들에 접하거나 실질적으로 접하도록 배치된 브라켓 또는 백 플레이트(20)를 도시한다.
도 3은 도 1에 따른 차량용 서스펜션의 일부를 도시한 또 다른 사시도이며, 여기서는 캘리퍼를 포함한 제동 디스크와 휠은 제외하고 도시하였다. 도면 부호 12는 제거된 제동 캘리퍼(115)용 상부 지지 브라켓을 나타내며, 하부 지지 브라켓은 이 도면에서는 휠 캐리어(109)에 의해 가려져 있다.

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도면에 도시된 바와 같이, 두 개의 고무 부싱(40, 41)이 서스펜션 시스템의 최하측부에 배치되고, 허브 캐리어(10)는 연결 수단(45)에 의해 지지체(30)에 연결된다.

부시들 또는 요소(40, 41)들은 세 방향들로 병진 강성(translational stiffness)을 그리고 세 방향들 모두의 둘레로 회전 강성(rotational stiffness)을 갖는 간단하고 단순한 부싱들을 구성한다.

허브 캐리어(10), 도시된 실시예에서는 지지체 바디(1)들을 포함하는, 지지체(30) 및 브라켓 또는 백 플레이트(20)를 본 발명에 따른 컴플라이언트 거동을 서스펜션 시스템에 제공하는 조립체 또는 부품의 일 실시예로 볼 수 있다.

상기 조립체는 이미 공지되어 있는 간단하고 저렴한 방식의 서스펜션에 대한 "부가"(add-on) 모듈로 생각할 수 있으며, 서스펜션 시스템이 바람직한 컴플라이언트 거동, 즉 특정 하중 하에서의 제어된 변형을 갖게 한다. 그에 따른 컴플라이언트 거동은 더 복잡하고 비싼 다중 링크 서스펜션 시스템의 컴플라이언트 거동과 동등한 것으로 볼 수 있다.

상기 모듈은 휠 내부에 위치될 수 있고, 사실상 휠 캐리어와 기본 서스펜션 시스템 링크 자체 간의 컴플라이언트 인터페이스로 볼 수 있다.

도 4는 앞의 도 1 내지 도 3에 따른 실시예를 도시한 분해도이다. 도면 부호 32는 지지체(30)에 배열된 홀들 또는 구멍들을 가리킨다. 홀들 또는 구멍(32)들은, 허브 캐리어(10)가 지지체(30)를 통해 브라켓 또는 백 플레이트(20)에 연결될 수 있도록, 연결 수단(25)이 하나 이상의 이웃하는 부품들의 일부분을 형성하는 상응하는 스페이서(26)들과 함께 지지체(30)를 통과할 수 있게 하도록 구성된다. 홀들 또는 구멍(32)들은 스페이서(26)들을 포함한 연결 수단(25)이 미리 정해진 변형 범위 내에서 제한 없이 움직일 수 있게 하도록 충분히 커야 한다.

도 5는 도 4에 따른 부품을 합쳐진 상태로 차량의 종축에 대해 횡방향으로 도시되지 않은 차량의 경계 내측에서 도시한 평면도이다.

도 6은 도 4 및 도 5에 따른 부품을 합쳐진 상태로 차량의 경계 외측에서 도시한 사시도이다.

두 개의 고무 부싱(40, 41)들의 기능은, 앞선 도면들에 도시된 실시예에서와 같이, 요구되는 강성 특성에 따른 특정한 형태를 갖는 단일 부싱으로 통합될 수 있다. 이러한 실시예에 의하면 부품 또는 조립체가 더욱 완벽(cleaner)해질 수 있고 그리고/또는 더욱 단순해질 수 있게 된다.

도 7은 본 발명에 따른 차량용 서스펜션 부품의 일 실시예를 도시한 분해도이다. 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 실시예에서는 이전의 도면들에 도시되었던 두 개의 부싱(40, 41)들이 생략되고 지지체(30) 내에 마련된 전용 부시(50)로 대체되었다. 부시(50)는 신축적이거나 또는 컴플라이언트하면서도 강성인 부품들의 조립체를 구성할 수 있다.

도면들에서는 도시되지 않았지만, 다른 실시예에서는 부싱(40, 41)들이 부싱(50)과 협동하도록 된 조립체를 구성하는 것이 가능하다.

도 7에 도시된 바와 같이, 부시(50)는, 도면 부호 53으로 지시되고 강재 인터리프(interleaf) 등을 가리키는, 특정 컴플라이언트 특성을 보장하는 수단을 포함할 수 있다.

브라켓 또는 백 플레이트(20)는 볼트(25) 등을 설치할 수 있는 연결 수단(51)에 의해 지지체(30)와 부시(50)를 통과하여 허브 캐리어(10)에 연결된다.

도 8은 도 7에 따른 부품 또는 조립체를 합쳐진 상태로 차량의 종축에 대해 횡방향으로 도시되지 않은 차량의 경계 내측에서 도시한 사시도이다.

도 9는 도 7 및 도 8에 따른 부품을 합쳐진 상태로 차량의 종축에 대한 대체로 횡방향에서의 차량의 경계 외측에서 도시한 사시도이다.

도 10은 도 7에 따른 지지체(30)의 일부를 도시한 평면도이다.

도 11은 도 1 내지 도 6에 따른 실시예의 부품 또는 조립체를 도시한 단면도이다. 도면에는 휠의 중심선(미도시)을 통과하는 대체로 횡방향 및 수직 단면이 도시되어 있다.

상기 단면은 허브 캐리어(10)와 브라켓 또는 백 플레이트(20)의 지지 부위(11, 21)들을 가른다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 양태에 따른 서스펜션 시스템은 베이스 서스펜션 링크(100)에 강고하게 고정된 부품 또는 조립체의 형태를 취한다.

도면들에 도시된 바와 같이, 허브 캐리어(10)는 도시되지 않은 휠 베어링을 지지하는 스텁 액슬이 강고하게 장착될 수 있게 한다.

비록 도시된 실시예에서 스텁 액슬/베어링 구조가 사용되지만, 본 발명에 따른 서스펜션 시스템은, 베어링 내부 부분이 베어링이 스텁 액슬 없이 허브 캐리어에 직접 장착될 수 있게 하는 플랜지를 구비하고 베어링 외부 부분은 휠 캐리어 부분에 일체화되어 제동 디스크와 휠에 직접 장착되는, 플랜지붙이 허브 유닛의 실시예들에서도 똑같이 유용할 것이다.

도시된 실시예들은 부품들 사이에 개재되는 여러 가지 탄성 요소들 또는 부시들을 포함한다.

위에서 설명한 바에 따르면, 본 발명에 따른 부품 또는 조립체는 다수의 지지체 바디(1)들로 구성될 수 있다. 도면들에 도시된 바와 같이, 지지체(30)는 총 여섯 개의 지지체 바디(1)를 수용하는데, 세 개는 차량 내부를 바라보는 일측에 그리고 세 개는 차량의 내부로부터 반대쪽을 바라보는 측에 수용된다.

도 11에 도시된 바와 같이, 지지체 바디(1)들은, 일실시예에 따르면, 두 개의 부분, 즉 탄성 중합체 또는 고무 부분(2)과 부분 또는 부위(3)를 포함하는데, 지지체(30)에 대한 허브 캐리어(10)의 희망하는 컴플라이언트 거동을 얻을 수 있도록 상기 부분 또는 부위는 외부 부위(11, 21)들의 표면들과 함께 지지 부위(11, 21)들과 상기 부위(3) 사이에 미끄럼 계면(90)을 구비하도록 구성된다.

일 실시예에 따르면, 상기 부위(3)는, 외부 부위(11, 21)들과 접촉할 때 낮은 마찰 특성 및 낮은 마모 특성을 갖는 베어링 소재로 된 블록을 구성할 수 있는 활주부를 구성한다. 활주부 또는 블록(3)은 나일론과 유리 섬유를 포함하는 플라스틱, 합금 또는 탄소 섬유와 같은 소재 및 이들 성분을 포함하는 소재로 만들어 질 수 있다.

상기 부위(3)는 예컨대 기계적 상호 연결에 의해서 또는 접착 등에 의해 고무 부분(2)들에 강고하게 연결되거나 접합될 수 있다.

활주부(3)들은 허브 캐리어(10)와 브라켓 또는 백 플레이트(20)의 외부 부위(11, 21)들의 구역에 마련된 면들과 활주 접촉되는 반면, 고무 부분(2)들은 그 자체가 지지체(30)에 연결된다.

패드/활주체 장치들, 즉 미끄럼 계면(90)들은 서로 반대쪽에 배치될 수 있고, 허브 캐리어(10)와 브라켓 또는 백 플레이트(20)의 외부 부위(11, 21)들은, 부품들의 조립시 예컨대 미끄럼 계면(90)의 표면에 대해 대체로 법선 방향으로 배향되는 수단(25) 또는 이의 균등물에 의해, 지지체 바디(1, 2, 3)들이 부품들의 분리를 방지하기에 충분한 축방향 예하중(preload)을 수용하도록 구성될 수 있다.

도시되지 않은 실시예는 축방향 예하중의 크기를 선택적으로 설정하고 그리고/또는 적용하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 이러한 수단은 편리하게는 예하중을 동적으로 변경시킬 수 있고 이에 의해 본 발명이 적용되는 서스펜션 시스템의 전체적인 특성과 성능이 개조될 수 있는 수단으로 구성될 수 있다.

각 지지체 바디(1, 2, 3)의 목적 또는 효과는 지지체(30)와 허브 캐리어(10) 간의, 또는 실시예에 따라 브라켓 및/또는 백 플레이트(20)로 이루어진 부품 또는 조립체와 허브 캐리어(10) 간의 컴플라이언트 연결을 도입하는 것이다.

컴플라이언트 연결은 지지체 바디(1, 2, 3)들의 축방향으로 병진 강성을 갖는 반면, 지지체 바디(1, 2, 3)들은 지지체 바디들에 의해 정해지는 축에 직교하거나 법선인 방향으로 자유롭게 이동한다.

활주 부위(3)를 포함하는 탄성 중합체 또는 고무 부분(2)의 크기(dimension)와 특성은 시스템에 대한 기능 사양(functional specification)에 의해 요구되는 병진 강성과 하중 지지 능력이 달성되도록 선택될 수 있다.

지지체 바디(1, 2, 3)들은 일 방향으로는 높은 병진 강성을 그리고 제1 방향에 대해 법선인 방향들로는 낮은 병진 강성을 나타내도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 서스펜션 시스템의 작동 도중, 지지체 바디(1, 2, 3)들은 그들의 신축 방향(flexible direction)들로 변위될 수 있다.

비록 앞에서 설명한 실시예들 모두가 인접하는 부품들로 한정되는 활주 베어링들과 활주 표면들과 같은 패드/활주체 장치로 일반적으로 만들어지는 다수의 미끄럼 계면(90)을 제안하고 있지만, 이것이, 아래의 설명으로부터 명백해지는 바와 같이, 어떤 식으로든 본 발명에 따른 차량용 서스펜션 시스템에 한정되는 것으로 볼 수는 없을 것이다.

본 발명에 따라 "이론적인 탄성 개념"을 구체화하는 데 사용되는 부품은 많은 형태들을 취할 수 있고, 지지체 바디들의 기본적인 힘/변위 특성들은 많은 방법으로 재현될 수 있다.

본 발명은 실질적으로 유사한 거동을 제공하는 부품들, 즉 실질적으로 유사한 힘/변위 특성들을 나타내는 부품들을 마찬가지로 구비할 수 있다. 그러한 대안물로는 구름 볼(rolling ball)들, 와이어 등을 포함하는 신축성 또는 비신축성 소형 링크들, 유체로 채워지거나 그렇지 않을 수도 있는 중공 챔버들, 인터리프들, 블레이드들 또는 심지어 와이어들도 있거나 없는 고무 블록들 또는 부싱들을 들 수 있는데, 반드시 이에 한정되지는 않는다.

어떤 실시예에서는, 지지체 바디들이 지지체(30)에 대해 제1 방향(110, 120, 130)들의 하나 이상의 미리 정해진 제1 강성들 및 제1 방향(110, 120, 130)들에 대해 법선인 방향들의 지지체(30)에 대한 제2 강성들을 갖고 구성될 수 있다. 제2 강성들은 대체로 제1 강성들보다 작을 수 있다.

서스펜션 시스템에 활주 베어링들이 적용되는 실시예에서는, 제2 강성들은 0이거나 또는 0에 가깝다.

지지체 바디들의 부분들이, 그것들이 연결되는 부품들, 즉 선택된 실시예에 따르면 일반적으로 허브 캐리어(10)와 브라켓 또는 백 플레이트(20)의 외부 부위(11, 21)들에 고정된, 다시 말해 지지체 바디들의 부분들이 상기 부품들에 대한 실질적인 영구 접촉부를 가지는 실시예에서는, 위에서 제안된 바와 같고 그 중에서도 수단(25, 26)들 등에 의해 구현되는 백투백 배치(back-to-back arrangement)와 분리를 방지하는 축방향 예하중이 요구되지 않을 수 있다. 그러나 상기 백투백 배치는 다른 이유들 때문에 여전히 바람직한데, 일례로 고무는 장력 하에서 작동할 필요가 없는 경우에 그 내구성이 더 우수하다는 것을 들 수 있을 것이다.

도시된 지지체 바디들이 활주 베어링을 포함하는 실시예에서는, 고무 패드들은 허브 캐리어(10)와 브라켓 또는 백 플레이트(20)에 각각 균등하게 연결되거나 접합될 수 있고, 이에 의해 지지체 바디(1)들과 지지체(30) 사이에 미끄럼 계면들이 형성된다.

브라켓 또는 백 플레이트(20)의 구조적인 신축성은, 그리고 조립체들의 나머지 부품들도 어느 정도까지는, 지지체 바디들의 축방향 강성에 비하여 및/또는 더하여 돌출된 "가상의 볼 조인트"(virtual ball joint)의 중심의 병진 강성에 상당히 기여할 수 있다.

위에서 설명한 지지체 바디들은 이론적으로, 그리고 어느 정도까지는 한 지점에서 만나지만, 어떤 사소한 오차 또는 편차가 있다 해도 이는 시스템의 기능에 최소한의 영향만 미칠 것이다.

비록 제시된 실시예가 지지체(30)의 각 측면에 마련된 세 개의 지지체 바디들을 사용하지만, 가상의 강성 중심을 생성하기 위해 지지체 바디들의 수를 달리하여 사용하는 데 이론적인 장애는 없다. 가상의 강성 중심의 투영은 더 많은 수의 지지체 바디들이 제공되는 실시예에서 더 효과적일 수 있다.

또한, 도면에 도시되지는 않았으나, 지지체(30)의 각 측면에 각기 다른 수의 지지체 바디들을 구비시키는 것, 예컨대 네 개의 지지체 바디(1)를 허브 캐리어(10)에 인접하게 구비시키고 다섯 개를 브라켓 또는 백 플레이트(20)에 인접하게 구비시킴으로써, 지지체 바디(1)들이 서로 대향하게 배열되지 않게 하는 것도 가능하다.

본 발명의 도시되지 않은 또 다른 실시예에 따르면, 지지체 바디(1)들을 베이스 서스펜션(100) 상에 직접 배열하는 것도 가능할 것이고, 이에 의하면 지지체(30)가 베이스 서스펜션(100)에 대해 일체화된 부분을 형성할 것이므로 더욱 가볍고 더욱 비용 효과적인 시스템이 얻어질 것이다.

지지체 바디(1)의 탄성 중합체 또는 고무 부분(2)은 예컨대 접합, 나사 체결 또는 리벳팅 등에 의해 지지체(30)에 강고하게 장착되거나 고정될 수 있다. 또한, 지지체 바디(1, 2, 3)들은 압입 끼워맞춤 등에 의해 지지체(30) 내에 그리고/또는 상에 배치될 수 있다.

비록 위의 설명에서는 허브 캐리어(10)와 브라켓 또는 백 플레이트(20)의 외부 부위(11, 21)들이 각각 단지 세 개인 것으로 제안하고 있지만, 어떻든 간에 이것이 본 발명에 따른 서스펜션 시스템의 성능에 필수적인 것인 아니다. 본 발명은 허브 캐리어(10)와 브라켓 또는 백 플레이트(20)의 외부 부위(11, 21)들의 수가 다른 실시예에서도 똑같이 잘 작동한다. 예컨대 허브 캐리어(10)와 브라켓 또는 백 플레이트(20)의 외부 부위(미도시)들의 수가 각각 네 개인 실시예에서, 지지체 바디(1, 2, 3)들은 당연히 그에 상응하여 마련될 수 있다.

도시되지 않은 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 지지체 바디(1)들은 서로를 향해 연장되고 그리고/또는 서로 합쳐져서 "너클 조인트"(knuckle-joint)를 형성하는 구형 접촉면들을 선택적으로 구비한 단일의 커다란 지지체 바디를 형성할 수 있다. 그러한, "백투백"(back-to-back) 레이아웃에 의해서 접촉면들이 하중에 의해 분리될 가능성을 방지할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지체(1, 2, 3)들을 포함하는 허브 캐리어(10)를 도시한 사시도이다. 예시적인 목적으로 조립체 또는 부품의 나머지 부품들은 이 도면에서 생략하였다.

위와 같이, 허브 캐리어(10) 상의 지지체 부위(11)들과 도시되지 않은 브라켓 또는 백 플레이트(20) 상의 지지체 부위(21)들 사이에 설정된 미끄럼 계면(90)들은 본 발명에 따른 컴플라이언트 거동을 제공한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 각 미끄럼 계면(90)은 한편으로는 외부 부위(11)의 대체로 평평한 면과 지지체 바디(1)의 대체로 평평한 부위(3)의 면에 의해 한정된다.

선(110, 120, 130)들은 미끄럼 계면(90)들의 면에 대해 법선 방향으로 배향되는 이론적인 선들을 구성한다. 도시된 바와 같이, 미끄럼 계면(90)들을 설정하는 부품들의 방향으로 인해 선들은 허초점(200)에서 만난다. 허초점(200)은 도시되지 않은 차량 경계의 외부에 놓일 수 있다.

지지체 바디(1, 2, 3)들에 의해 허브 캐리어(10)와 브라켓 또는 백 플레이트(20)가 그들의 위치에서 허초점(200)과 접하는 방향으로 지지체(30)에 대해 이동할 수 있게 되면, 지지체 바디(1, 2, 3)들의 작용으로 세 개의 축방향(110, 120, 130)들의 집합점에 그 중심이 있는 부품(10, 20)들과 지지체(30) 간의 가상적인 볼 조인트가 형성될 것이다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 부품 또는 조립체는 큰 수직 변위를 제외하면 다중 링크 서스펜션 시스템의 컴플라이언트 특성을 나타낼 수 있다.

이 부품 또는 조립체를 트위스트 빔 액슬과 같은 기본적인 서스펜션 구조물 상에 장착하면 전체적인 시스템 성능이 다중 링크 서스펜션의 성능과 동등해질 것이다.

본 명세서의 도입부에서 언급한 바와 같이, 트위스트 빔 서스펜션과 가장 간단한 다중 링크 서스펜션 시스템 간의 제조비용 차이는, 본 발명에 따른 부품 또는 조립체의 추가 비용이 트위스트 빔 액슬의 비용에 추가된 후에도, 비슷한 컴플라이언트 성능을 갖는 다중 링크 시스템과 비교하여 여전히 상당한 비용 절감이 가능할 정도이다.

현대의 서스펜션 컴플라이언트 사양은 서스펜션이 몇 가지 중요한 강성 특성을 나타낼 것을 요구한다. 비록 사양은 자동차 별로 달라지지만 일반화할 수 있으며, 그 중 일부를 열거하면 다음과 같다.

A. 코너링 도중의 높은 캠버각 강성(타이어 접촉부의 측방향 힘)

B. 코너링 도중의 타이어 접촉부의 높은 측방향(변위) 강성

C. 제동 시의 토우-인(타이어 접촉부의 후향 종방향 힘)

D. "편안"한 힘을 위한 낮은 전방/후방 강성(휠 중심의 종방향 힘)

A 내지 C의 요건들은 차량 안정성 및 운전 응답성과 관련된 반면, D 요건은 편안함과 서스펜션의 노면의 불균일성을 흡수할 수 있는 능력에 관한 것이다.

이러한 특성들에 대한 구체적인 이유들은 본 발명의 범위를 벗어나는 것으로 생각된다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 부품 또는 조립체는 다중 링크 시스템의 사양에 직접 필적할 만한 탄성 메커니즘을 형성한다.

탄성 메커니즘은 베이스 서스펜션(100)과 허브 캐리어(10) 사이의, 특정한 조합의 병진 강성을 각각 갖는, 다수의 컴플라이언트 연결부들로 구성된 본 명세서에서 설명한 부품 또는 조립체로부터 만들어진다.

도 13은 탄성 메커니즘을 원리적으로 예시하는 후방 서스펜션의 일부를 도시한 사시도이다.

점(210, 220)들은 대체로 도시되지 않은 휠의 경계 내에 놓이는데, 점(210)은 휠 중심(250) 뒤에 위치되고 점(220)은 점(210) 앞에 위치된다.

점(210, 220, 230)들과 결합된 도시된 스프링들은 서스펜션 시스템의 일부를 형성하지 않으며 단지 예시적인 목적으로 도시된 것이라는 점에 유의해야 한다.

탄성 기구는 일반적으로, 다중 링크 서스펜션 시스템에 대한 사양과 동등한 컴플라이언트 사양을 충족시킬 수 있고 간단한, 그리고 어느 정도까지는 이론적인, 컴플라이언트 기구를 구성한다.

점(230)은 점(210)과 유사한 종방향 위치를 갖지만 도시되지 않은 차량의 경계 외측에 실질적으로 놓이는데, 이에 따라 점(210, 220, 230)들 상에 설치된 스프링들에 의해 도면에 도시된 "순수"한 형태로 탄성 기구를 실현하는 것은 불가능하다.

각 점(210, 220, 230)에서, 베이스 서스펜션(100)과 휠 캐리어(109) 간의 탄성 연결부는 특정한 세트의 병진 강성 특성을 갖는다. 이 특성들은, 점(210, 220, 230)들의 정확한 위치들이 그러하듯, 컴플라이언트 사양의 희망하는 내용(contents)에 따라 변한다.

코너링 도중의 토우-인 또는 토우-아웃 거동은 점(210, 230)들을 각각 휠 중심/타이어 접촉부의 뒤 또는 앞에서 편향시키는 것에 의해 발생될 수 있다. 이 경우, 가해진 코너링 힘들과 점(210, 230)들에서의 측방향 반작용들 사이에서 종방향으로 편향되는 것으로 인해 두 점(210, 230)들에서 서로 동등하고 방향이 반대인 종방향 힘들이 발생될 것이다.

그 결과 발생되는 종방향 편향은 요구되는 또는 희망하는 토우-인 또는 토우-아웃 각 변화에 해당한다.

제동력 하에서, 점(210, 230)들에서의 종방향 반작용(reaction)들은 이 점들이 제동력 자체로부터 측방향으로 편향되는 것에 좌우된다. 따라서, 점(210)에서의 반력이 더 크고 종방향 강성이 더 낮은데, 이는 점(210)이 점(230)보다 종방향으로 더 편향된다는 것을 의미한다. 이는 토우-인에 해당하고, 그래서 본 명세서의 앞에서 언급한 컴플라이언스 요건 C를 충족시킨다.

컴플라이언스 요건 D에 의해 명시된 휠 중심(250)의 낮은 종방향 강성은 점(210, 230)들에서의 종방향 반작용들 사이에서 수직으로 편향되는 것에 의해 달성되고, 휠 중심(250)에 가해진 종방향 힘은 세 개의 모든 점(210, 220, 230)들에서 수직 반작용들을 일으킨다.

점(220)은 점(210, 230)들에 비해 매우 낮은 수직 강성을 갖고, 그 결과 허브 캐리어(10)는 휠 중심의 종방향 힘에 응답하여 점(210, 230)들을 통과하는 축을 중심으로 회전하는 경향을 갖게 된다. 이러한 메커니즘으로 휠 중심에서 서스펜션의 낮은 전방/후방 강성이 달성된다.

부품 또는 조립체가 수직력을 받으면, 수직력에 대한 반작용의 대부분은 휠 중심에 대해 편향되는 거리가 적은 점(210)에서 일어난다. 점(210)은 높은 수직 강성을 갖고, 이에 따라 필요에 따라 휠 중심에서 탄성 메커니즘은 그 전체로서 매우 적은 수직 컴플라이언스를 도입한다.

그러므로 미리 정해진 위치와 강성 특성들을 각각 갖는 세 개의 연결부들로 구성된 탄성 메커니즘은 다중 링크 서스펜션 시스템의 컴플라이언스 사양과 동등한 컴플라이언스 사양을 충족시킬 수 있다.

위에서 설명한 이론적인 메커니즘의 점(210, 220)들은 도시되지 않은 휠의 경계 내측에 실질적으로 놓이고, 그에 따라 점들은 큰 어려움 없이 물리적으로 구현될 수 있다. 한편, 점(230)은 직접 물리적으로 구현될 수 없으며, 이것이 본 발명의 일 양태에 따라 점(230)이 가상적으로 구현되는 이유다.

즉, 도시된 위치에 물리적으로 존재함이 없이 점(230)에 의해 나타나는 것과 실질적으로 동일한 거동을 형성하는 탄성 시스템이 사용되어야만 한다.

강성의 가상 중심들은 서스펜션 링크 설계에 있어서 공통적이다. 강성 중심들은 일반적으로 링크들의 집합을 이용하여 형성되지만, 축의 전단 강성에 대한 비가 높게 나타나는 탄성 부품들을 이용하여 형성될 수도 있다.

링크 축들의 집합점은 또한 두 바디들 사이에서 최대 병진 강성 및 최소 회전 강성을 갖는 점이기도 하다.

집합점에서의 부품들의 어떠한 상대 변위도 링크들 중 하나 또는 둘 다가 그 길이가 변할 것을, 즉 신장되거나 압축될 것을 요구한다.

강성 링크들이 사용되면, 형성된 가상의 볼 조인트는, 이론적으로는 적어도, 무한한 병진 강성을 갖는다.

링크 대신 한 쌍의 강성 롤러 등이 두 바디들을 연결할 수도 있다. 각 바디 상에서, 롤러들 또는 이의 균등물은 가상 볼 조인트의 희망하는 위치에 그 중심을 각각 갖는 원형면들을 따라 구른다. 다시 한번, 롤러들이 접촉면과 직교하는 방향으로 강성이지만 접촉면을 따라 완전히 자유롭게 구를 수 있다면, 두 바디들은 가상 볼 조인트 둘레로 서로에 대해 자유롭게 회전하지만 그 점에서는 매우 높은 그들 간의 병진 강성을 갖는다.

그러나 회전/강성의 가상 중심이 요구되지만 그것이 무한한 병진 강성을 갖지 않는다면, 본 발명의 일 실시예에 따라 시스템이 변형될 수 있다.

롤러들 또는 이의 균등물을 희망하는 강성 중심을 향해 정렬된 스프링들 상에 장착하는 것에 의해, 가상 볼 조인트 위치에서의 병진 강성은 비록 그 점 둘레의 회전 자유도가 변하지 않는다 하더라도 더 이상 무한하지 않다.

상술한 롤러들 등이 2차원 시스템을 나타내는 반면 세 개의 롤러 집합 세트들은 3차원 컴플라이언트 시스템을 나타낸다는 것에 주목해야 한다.

위의 예들은 만족스러운 성능을 나타내며, 가상의 구형 조인트(spherical joint)를 완전히 구속하는 데에는 롤러 또는 이의 균등물 집합 세트들이 세 개 세트 필요할 수 있다.

롤러(들) 또는 이의 균등물의 특성은 위에서 이미 설명한 바와 같은 저마찰 활주 블록 또는 이와 유사한 것을 이용하여 실제로 재현될 수 있는데, 이 경우 블록은 요구되는 컴플라이언스를 제공하도록 고무 패드 상에 장착될 수 있다.

사용 시, 공급된 어떤 지지체 바디 또는 바디들도 축방향 압축력 및 축방향 인장력에 저항하도록 요구될 것이고, 활주 요소들이 대체로 간헐적인 접촉 조건들에 비내성적(intolerant)임에 따라 각 요소들이 압축 예하중 하에 백투백 배치된 한 쌍의 고무 장착 활주체로 구성될 필요가 있다. 이미 언급한 압축 예하중이 어느 한 방향으로 지지체 바디에 의해 가해지는 최대 축방향 하중보다 크면 사용 시 분리가 일어나지 않을 것이다.

위에서 설명한 실시예에서, 지지체 바디(1, 2, 3)들은 지지체(30)에 접합되고 허브 캐리어(10)와 브라켓 또는 백 플레이트(20)의 특별히 가공된 패드들을 각각 구성할 수 있는 외부 부위(11, 21)들 상에서 활주한다.

이렇게 하여, 강성과 기하학적 형상/배향이 주의깊게 선택된다면, 지지체(30)의 각 면에 마련된 세 개의 지지체 바디(1, 2, 3)들은 점(230)에서 요구되는 강성 거동을 재현할 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이, 일반적인 고무 부싱들이 점(210, 220)들의 요건을 재현하는 데 사용될 수 있다.

그러므로 본 발명의 탄성 요소들은 그것이 이론적인 탄성 메커니즘을 모방할 수 있게 하고, 그렇게 할 때, 서스펜션의 컴플라이언스 사양의 모든 요건들을 만족시킬 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 부품 또는 조립체의 일부를 도시한 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 그 중에서도 스크류(91) 등에 의해 압축 장력 하에 있는 지지체 바디(1)들에 의해 한정된 미끄럼 계면(90)은 앞선 도면들에 도시된 바와 같은 백 플레이트를 시스템에 부착하지 않고도 설정될 수 있고, 이에 의해 더 간단하고 공간을 적게 차지하는 컴플라이언트 시스템이 제공될 수 있다. 도 14에 따른 실시예는 본 발명의 임의의 실시예들에 적용될 수 있다.

도 15 내지 도 19는 본 발명에 따른 다른 실시예 또는 변형례를 도시한 여러 도면들이다. 도면들에 도시된 바와 같이, 지지체(30)와 허브 캐리어(10) 간의 상대 운동은 롤링 구체(300) 등에 의해 달성된다.

도 15 내지 도 19에 따른 컴플라이언트 시스템은 구체 또는 롤 형태를 취하는 적어도 세 개의 지지체 바디(300)들을 구비한다.

구체(300)들은 시스템의 전단 중심과 접하도록 놓인 표면들 상에서 구른다.

구체(300) 등은 구체(300)들과 허브 캐리어(10) 및 지지체(30) 간의 바람직한 구름 접촉을 유지하기 위하여 압축 예하중 하에서 움직인다.

전단 중심에서 올바른 병진 강성을 발생시키기 위해, 구체들이 비강성이고 플라스틱, 고무 코팅된 강철 등으로 만들어지는 것이 바람직하다.

압축 예하중은, 이미 언급한 바와 같이, 인장 예하중 하에서 와이어(310)들 또는 이와 유사한 것들을 이용하여 얻을 수 있는데, 이 예하중은 와이어 등 또는, 도 19에 도시된 바와 같은, 탄성 요소들 및/또는 접시 스프링 와셔(Belleville washer)의 탄성에서 생긴다. 와이어(310)들에 예하중을 가하기 위한 도시되지 않은 또 다른 수단으로 웨이브 스프링, 뒷면이 고무로 된 와셔 및/또는 이의 균등물을 들 수 있다.

또한, 와이어(310)들 또는 이의 균등물은 예컨대 고무 부싱들 또는 이의 균등물에 의해 허브 캐리어(10) 및 지지체(30)에 탄력적으로 장착되거나 연결될 수 있다.

구체들 또는 롤(300)들은 바람직하게는 구체들 또는 롤(300)들을 서로에 대해 수용하고 그리고/또는 유지하도록 구성된 구멍들 또는 중공들을 구비한 플레이트 또는 케이지(305) 또는 그 유사물에 의해 제 자리에 구속되거나 유지된다. 플레이트 또는 케이지(305)는 접촉 또는 미끄럼의 상실이 일어날 때 구체들 또는 롤들의 상대 위치가 유지되는 것을 보장하는 점에서 시스템의 기능에 기여할 뿐이다. 케이지 자체는 와이어 또는 이의 균등물에 의해 시스템 내에 위치될 수 있다.

와이어(310)들의 작용선은 와이어들의 인장력들이 구체에 예하중을 가하기만 하고 전단 중심 둘레로 회전을 일으키지 않는 것을 보장하도록 전단 중심을 통과하고/전단 중심 근처를 지나갈 수 있으며, 이에 따라 고무 부싱(40, 41)에 예하중을 가하게 된다.

본 실시예에서, 도시된 부시(40, 41)들의 용도는 위에서 설명한 실시예들의 부시들의 용도와 비슷하다.

도 15 내지 도 19에 따른 실시예가 비교적 개방된 조립체를 구성함에 따라, 주변 환경으로부터 시스템을 보호할 수 있는 형태를 갖추고 이에 의해 활주/구름 요소들이 최적의 작동 환경을 보장받게 할 필요가 있음을 알 수 있다. 보호부는 부품들을 개별적으로 보호하거나 또는 예컨대 큰 벨로우즈 또는 게이터(gaiter)로 지지체(30)와 허브 캐리어(10)의 주변부들을 연결하는 것에 의해 시스템을 전체적으로 감싸는 고무 벨로우즈 또는 게이터의 형태로 될 수 있다.

도 20 내지 도 25는 본 발명에 따른 컴플라이언트 시스템의 또 다른 실시예 또는 변형례를 도시한 여러 도면들이다.

도면들에 도시된 바와 같이, 예시된 실시예 또는 변형례는 상술한 백 플레이트가 불필요해지도록 구성된 활주 베어링들을 이용하는데, 이에 따라 시스템에 필요한 비용 및 공간이 명백히 감소될 수 있다.

지지체 바디(400)의 일부를 구성하는 활주 요소(401)는 특히, 동축 볼트(406) 또는 스터드 또는 이의 균등물에 의해 가해진 예하중 하의 베어링과 탄성 요소로 구성될 수 있다.

도시된 실시예 또는 변형례에서, 볼트(406)가 허브 캐리어(10)에 고정되는 반면 지지체(30)에는 베어링이 활주하는 면이 마련된다.

경계를 정하는 슬롯(408)들이 지지체(30)에 마련되어 볼트(406)들이 자유롭게 움직일 수 있게 한다. 슬롯(408)들의 가장자리들이 정상적인 작동 중에는 명백히 시스템의 기능에 영향을 줄 볼트(406)에 접촉되지 않는 것에 주목해야 한다.

도 20 내지 도 25에 도시된 바와 같이, 시스템은 희망하는 전단 중심에 대해 접선으로 활주하도록 배열된 세 세트의 활주 요소(401)를 포함할 수 있다.

위에서 설명한 실시예들 중 한 실시예에 따라, 컴플라이언트 요소들은 지지체(400)들의 일부를 형성할 수 있다. 컴플라이언트 요소들은 활주 요소(401)들의 비활주 방향을 따라 일정한 강성을 보장하도록 구성될 수 있다. 컴플라이언트 요소들은 스프링, 금속성 또는 비금속성인, 접시 스프링 와셔, 웨이브 스프링 또는 고무 패드 또는 그 유사물을 포함할 수 있다.

적당한 예하중 및 그에 의한 활주 마찰을 얻기 위하여, 비선형 스프링을 사용하는 것이 바람직하다. 비선형 스프링은 완전히 압축되면 강성이 되는 연성 스프링을 강성 스프링에 직렬로 부착시키는 것에 의해 얻을 수 있다. 언급한 특성을 갖는 스프링 중 하나로 접시 스프링 와셔를 들 수 있다.

도 26 내지 도 30은 본 발명에 따른 컴플라이언트 시스템의 또 다른 실시예 또는 변형례를 도시한 여러 도면들이다.

도면들에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 위에서 설명한 실시예들을 조합하여 시스템을 단순화시킨 것이다.

본 실시예에서는 지지체(500)들을 구성하는 조립체의 일부를 형성하는 활주 요소(502)들에 예하중을 설정하기 위하여 도 14 내지 도 19에 따른 실시예에 대해서 이미 설명한 것과 동일한 방식으로 와이어(510)들이 통합되어 있다.

본 실시예에서, 도시된 부시(40, 41)들의 용도는 위에서 설명한 실시예들의 부시들의 용도와 비슷하다.

본 발명에 따른 부품 또는 조립체가 장착되는 기본 서스펜션이 그 자신의 컴플라이언트 성능이 부품 또는 조립체에 의해 발생된 컴플라이언트 성능을 열화시키지 않도록 구성될 필요가 있을 수 있다는 점에 주목할 만하다. 부품 또는 조립체가 트위스트 빔 액슬 상에 구비되는 실시예들에서, 이는 대체로 강성인 부싱(101)들을 이용하여 서스펜션 링크를 차량 구조체에 장착하는 것을 수반할 것이다. 이는 트위스트 빔 액슬이 구비될 필요가 있는 서스펜션의 수직 운동학적 이동에 대해 전혀 중요하지 않을 수 있지만, 휠에서의 컴플라이언트 성능에 미치는 해로운 영향은 최소일 것이다.

본 발명에 따른 부품 또는 조립체의 부품들이 먼지, 수분이나 물, 염분 및 극심한 온도 변화 등에 노출됨에 따라, 소재는 바람직하게는 메커니즘의 전반적인 성능과 신뢰성이 현대의 차량의 일반적인 기대치를 충족시킬 수 있도록 선택된다.

위에서 설명한 바와 같이, 부품들은, 일부 부위에서, 예컨대 탄소 섬유, 임의의 종류의 플라스틱 또는 알루미늄, 주철 또는 스테인레스강 또는 그 합금 등을 포함하는 금속으로 만들어지는 반면, 부품들의 다른 부위는 의도하는 용도에 특히 적합한 소재로 만들어질 수 있다. 일례로, 일종의 활주 베어링 소재를 미끄럼 계면(90)들의 영역에 부착할 수 있다.

미끄럼 계면(90)을 포함하는 부품들이 이물질 등이 없이 작동하는 것이 바람직하므로, 본 발명에 따른 부품 또는 조립체는 부품들을 위해 "깨끗한" 환경을 설정하는 벨로우즈 등과 같은 적당한 함체(enclosure)를 구비할 수 있다.

또한, 미끄럼 계면은 위와 같이 대체로 평평한 면인 것으로 설명될 수 있다. 그러나 이것이 본 발명의 중요한 특징은 아닌데, 왜냐하면 미끄럼 계면이 구 형상 등을 취할 수도 있기 때문이다.

허브 캐리어(10)와 브라켓 또는 백 플레이트(20)를 비용 절감의 가능성이 있는 도시되지 않은 단일 부품으로 통합시키는 것도 가능할 것이다. 그러한 실시예에서는, 지지체 바디들의 가능한 축방향 예하중은 이미 설명한 것과는 다른 메커니즘으로, 예컨대 스페이서, 심(shim), 록(lock), 록플레이트(lockplate), 조정 스크류 또는 이의 균등물에 의해 발휘될 수 있다.

마지막으로, 비록 도면들에는 도시되지 않았지만, 미끄럼 계면(90)은 부품들의 의도치 않은 분리를 방지하는 수단을 포함할 수 있다. 이러한 수단은 미끄럼 계면(90)의 대향 부분으로부터 연장하는 상대체(counterpart)를 수용하도록 구성된 트랙 또는 홈을 포함할 수 있다.

본 발명에 의해 제시된 특징들과 해결책들의 용도와 조합은 제시된 실시예들로 한정되지 않는다. 한 실시예의 하나 이상의 특징이 다른 실시예의 하나 이상의 특징과 조합될 수 있고, 이에 의해 설명하지는 않았지만 유효한 본 발명의 실시예가 얻어질 수 있다.

특허청구범위를 포함한 본 명세서에서 사용되는 "포함"이라는 용어는 언급한 특징, 정수, 단계 또는 부품의 존재를 명시하도록 사용된 것이지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 부품 또는 그 그룹의 존재 또는 부가를 제한하지 않는다.

Claims (38)

1. 차량의 베이스 서스펜션(100)용 컴플라이언트 시스템으로서,
   상기 베이스 서스펜션(100)에 의해 지지되도록 구성된 지지체(30),
   컴플라이언트 연결부에 의해 상기 지지체(30)에 부착되고, 휠 캐리어(109)를 지지할 수 있게 구성된 허브 캐리어(10),
   상기 허브 캐리어(10)와 상기 지지체(30)를 상호 연결시키고, 상기 허브 캐리어(10)가 상기 지지체(30)에 대해 미리 정해진 위치 쪽으로 압박되도록 배치된 적어도 하나의 탄성 요소(40, 41, 50), 및
   연결점들에서 상기 지지체(30)와 상기 허브 캐리어(10)를 적어도 부분적으로 서로 연결시키고, 상기 허브 캐리어(10)와 상기 지지체(30) 간의 상기 컴플라이언트 연결부의 일부를 형성하는 지지체 바디(1, 300, 400, 500)들로서, 상기 시스템에 제1 방향(110, 120, 130)의 움직임에 대한 제1 저항성과 상기 제1 방향(110, 120, 130)에 법선이거나 직교하는 방향들의 움직임에 대한 제2 저항성을 제공하도록 구성되되, 상기 제1 방향(110, 120, 130)들에 의해 정해지는 이론적인 축들은 상기 휠 캐리어(109) 상에 장착된 휠에 의해 정해지는 경계(confines) 외측에 놓인 허초점(200)에서 모이거나 만나고, 상기 제1 방향(110, 120, 130)에 법선인 방향들로의, 상기 지지체 바디(1, 300, 400, 500)들에 의해 제공되는 움직임에 대한 상기 제2 저항성은 상기 허브 캐리어(10) 상의 상기 연결점들이 상기 지지체(30)에 대해 상기 제1 방향(110, 120, 130)에 법선이거나 직교하는 방향들로, 경계 내에서, 자유롭게 움직이도록 된 것이고, 상기 제1 방향(110, 120, 130)들로의 움직임에 대한 상기 제1 저항성은 상기 지지체 바디(1, 300, 400, 500)들의 상기 제1 방향(110, 120, 130)들의 강성에 의해 정해지도록 된 지지체 바디(1, 300, 400, 500)들을 포함하는 컴플라이언트 시스템에 있어서,
   지지체 바디들은 상기 지지체 바디들이 상기 허브 캐리어(10)와 상기 지지체(30) 사이에서 상기 세 개의 제1 방향(110, 120, 130)들이 중앙 집합되는 가상의 볼 조인트를 형성하도록 상기 허초점(200)에 접하는 방향으로 상기 허브 캐리어(10)를 상기 지지체(30)에 대해 움직일 수 있게 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 컴플라이언트 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지체 바디(1, 300, 400, 500)들에 의해 제공되는 움직임에 대한 상기 제2 저항성은, 상기 허브 캐리어(10)의 상기 지지체(30)에 대한 경계 내에서의 움직임 중에, 상기 지지체(30)에 대한 상기 허브 캐리어(10)의 위치에 관계없이 거의 변하지 않는 것을 특징으로 하는 차량의 베이스 서스펜션(100)용 컴플라이언트 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 방향(110, 120, 130)들에 의해 정해지는 상기 축들은 상기 축들 또는 그 성분이 상기 차량에 대해 대체로 횡방향으로 배향되도록 배향되고, 동시에 상기 제1 방향(110, 120, 130)들에 의해 정해지는 상기 축들 중 적어도 두 개가, 위에서 볼 때 상기 휠(111)의 경계 외측에 있는 허초점에서 모이도록 배향된 것을 특징으로 하는 차량의 베이스 서스펜션(100)용 컴플라이언트 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 지지체 바디(400)들은, 상기 허브 캐리어(10)에 강고하게 연결되고 상기 지지체(30) 상에 마련된 면(410)들과 함께 협동하는 활주 부재(401)에 의해 상기 허브 캐리어(10)와 상기 지지체(30) 사이에 미끄럼 계면들을 한정하는 부품들의 조립체를 구성하되,
   상기 지지체 바디(400)들은 섕크(shank)(406) 상에 배치된 두 개의 대향하는 활주 요소(401)로 만들어진 조립체를 구성하고, 상기 활주 요소(401)들은 상기 지지체(30)의 대향 면들 상의 상기 미끄럼 계면들을 한정하는 것을 특징으로 하는 차량의 베이스 서스펜션(100)용 컴플라이언트 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 지지체 바디(400)들은, 상기 허브 캐리어(10) 상에 마련된 면(410)들과 함께 협동하는 활주 부재(401)에 의해 상기 허브 캐리어(10)와 상기 지지체(30) 사이에 미끄럼 계면들을 한정하며 상기 지지체(30)에 강고하게 연결되는 부품들의 조립체를 구성하되,
   상기 지지체 바디(400)들은 섕크(shank)(406) 상에 배치된 두 개의 대향하는 활주 요소(401)로 만들어진 조립체를 구성하고, 상기 활주 요소(401)들은 상기 허브 캐리어(10)의 대향 면들 상의 상기 미끄럼 계면들을 한정하는 것을 특징으로 하는 차량의 베이스 서스펜션(100)용 컴플라이언트 시스템.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 지지체 바디(400)들을 만드는 상기 조립체는 상기 섕크(406) 상에 배치된 탄성 요소(407)들을 추가로 포함하고,
   상기 섕크(406)는 상기 활주 요소(401)들에 압축 예하중을 가하도록 구성된 볼트로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 베이스 서스펜션(100)용 컴플라이언트 시스템.
7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   지지체 바디(400)들을 구성하는 세 개의 조립체를 포함하되, 상기 지지체(30)의 각 면에 세 개씩 또는 상기 허브 캐리어(10)의 각 면에 세 개씩, 총 여섯 개의 미끄럼 계면들이 한정되는 것을 특징으로 하는 차량의 베이스 서스펜션(100)용 컴플라이언트 시스템.
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 지지체 바디(300)들은 상기 허브 캐리어(10)와 상기 지지체(30) 사이에 개재되는 구름 수단을 구성하되, 상기 허브 캐리어(10)와 상기 지지체(30)는 상기 구름 수단과 함께 구름 계면들을 한정하도록 구성된 면(301)들을 구비한 것을 특징으로 하는 차량의 베이스 서스펜션(100)용 컴플라이언트 시스템.
9. 제8항에 있어서,
   총 여섯 개의 구름 계면을 한정하도록 세 개의 구름 수단(300)을 포함하되, 상기 구름 계면들은 상기 허브 캐리어(10) 상에 세 개 그리고 상기 지지체(30) 상에 세 개가 구비되고, 상기 구름 수단(300)은 구체들 또는 롤들로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 베이스 서스펜션(100)용 컴플라이언트 시스템.
10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 허브 캐리어(10)는 상기 지지체 바디(1)들에 접하도록 구성된 다수의 외부 부위(11)를 추가로 포함하고, 상기 지지체 바디(1)들은 상기 지지체(30)에 연결되고, 상기 시스템은 상기 지지체 바디(1)들에 접하도록 구성된 다수의 외부 부분(21)을 구비한 백 플레이트(20)를 추가로 포함하고, 상기 지지체(30)는 컴플라이언트 부위 또는 신축성 부위(2)와 활주 부위(3)를 각각 갖는 여섯 개의 지지체 바디(1)들을 지지하고, 상기 신축성 부위(2)와 상기 활주 부위(3)는 상기 지지체(30)를 상기 허브 캐리어(10)와 직렬로 연결하는 것을 특징으로 하는 차량의 베이스 서스펜션(100)용 컴플라이언트 시스템.
11. 제1항에 있어서,
    후방 트위스트 빔 액슬에 장착되도록 제조된 부품 또는 조립체로서 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 베이스 서스펜션(100)용 컴플라이언트 시스템.
12. 제1항에 따른 컴플라이언트 시스템을 포함하는 차량용 서스펜션 시스템으로서,
    휠 내장형 모터를 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 서스펜션 시스템.
13. 제12항에 있어서,
    상기 휠 내장형 모터는 상기 베이스 서스펜션과 상기 컴플라이언트 시스템 사이에 개재된 것을 특징으로 하는 차량용 서스펜션 시스템.
14. 제1항에 따른 컴플라이언트 시스템을 포함하는 차량용 서스펜션 시스템으로서,
    상기 컴플라이언트 시스템은 조향 가능한 베이스 서스펜션에 부착되고, 킹핀(kingpin) 축이 상기 서스펜션 시스템과 휠 사이에 개재되거나, 상기 컴플라이언트 시스템이 킹핀 축과 피조향 휠 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 차량용 서스펜션 시스템.
15. 제1항에 따른 컴플라이언트 시스템을 포함하는 차량.
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