KR101706212B1 - 차량의 현수 장치 - Google Patents

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KR101706212B1
KR101706212B1 KR1020150177361A KR20150177361A KR101706212B1 KR 101706212 B1 KR101706212 B1 KR 101706212B1 KR 1020150177361 A KR1020150177361 A KR 1020150177361A KR 20150177361 A KR20150177361 A KR 20150177361A KR 101706212 B1 KR101706212 B1 KR 101706212B1
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한경원
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한화테크윈 주식회사
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    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium

Abstract

본 발명은 차량의 현수 장치를 개시한다. 본 발명은 바디부와, 상기 바디부의 일측에 고정되는 피벗부와, 제1 축에 대해서 회동하도록 일단이 상기 피벗부에 장착되는 트레일링 암과, 상기 트레일링 암의 일단과 상기 피벗부 사이에 설치되는 브레이크와, 상기 트레일링 암을 상기 바디부에 연결하는 쇼크 업소버와, 상기 트레일링 암의 타단에 제2 축에 대해서 소정 범위 회동하도록 장착되는 제1 조인트부 및 상기 제1 조인트부의 일측에 장착되는 차륜부를 포함한다.

Description

차량의 현수 장치{Suspension apparatus for a vehicle}
본 발명은 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 현수 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 현수장치는 지면으로부터 차량까지의 높이인 차고를 유지하고 차량의 무게를 지탱하며 차량이 지면으로부터 받는 충격을 완화하는 역할을 수행하는 장치로서, 탄성력을 가지는 스프링 장치와 흡수력을 가지는 댐퍼 장치로 구성되어 있다.
타이어를 이용하여 추진력을 발생시키는 현가 장치 중에는 트레일링 암을 가지는 현가 장치가 있다. 그러나, 트레일링 암을 가지는 현가 장치를 적용한 차량은 조향 또는 가속 및 감속 시에는 차량이 전후 방향으로 기우는 피칭 현상과 차량이 좌우 방향으로 기우는 롤링 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 트레일링 암 형태의 현수장치는 피칭 현상과 롤링 현상을 저감시키기 위한 개선이 필요하다.
피칭 현상과 롤링 현상을 저감시키기 위해서, 쇼크 업소버(Shock absorber)에 자기 유변(Magneto-Rheological) 유체를 이용한 자기 유변 댐퍼(MR damper), 전기 유변(Electro-Rheological) 유체를 이용한 전기 유변 댐퍼(ER damper)를 사용할 수 있으나, 자기 유변 유체나 전기 유변 유체는 가격이 비싸고, 제어를 위한 별도의 장치가 필요한바, 그 적용에 한계가 있다.
한국 등록 특허 제10-1008298호 (발명의 명칭: 자기유변유체를 이용한 일체형 현가장치)에는 자기유변유체를 이용하여 감쇠력을 조절할 수 있는 현가장치가 구체적으로 개시되어 있다.
한국 등록 특허 제10-1008298호. (2011.01.13 공개)
본 발명의 실시예들은 차륜부의 회전 반력을 이용하여 차량의 거동을 제어하는 차량의 현수 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예들은 바디부와, 상기 바디부의 일측에 고정되는 피벗부와, 제1 축에 대해서 회동하도록 일단이 상기 피벗부에 장착되는 트레일링 암과, 상기 트레일링 암의 일단과 상기 피벗부 사이에 설치되는 브레이크와, 상기 트레일링 암을 상기 바디부에 연결하는 쇼크 업소버와, 상기 트레일링 암의 타단에 제2 축에 대해서 소정 범위 회동하도록 장착되는 제1 조인트부 및 상기 제1 조인트부의 일측에 장착되는 차륜부를 포함하는 차량의 현수 장치를 제공한다.
또한, 상기 제1 조인트부에 연결되며, 상기 트레일링 암의 길이 방향으로 연장되는 연장 암과, 상기 연장 암과 연결되고, 제3 축에 대해서 회동하도록 상기 트레일링 암의 일단에 장착되는 제2 조인트부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 연장 암은 상기 제1 조인트부가 회동하면 상기 트레일링 암의 길이 방향으로 선형 운동할 수 있다.
또한, 상기 브레이크는 상기 제2 조인트부가 회동하면, 상기 제2 조인트부의 내주면과 접촉하여 상기 제2 조인트부의 회동을 제한할 수 있다.
또한, 상기 트레일링 암의 일측에는 제1 홈이 형성되고 상기 연장 암 및 상기 제1 조인트부 중 적어도 하나는 상기 제1 홈에 적어도 일부가 삽입되도록, 상기 제1 홈을 향하여 연장되는 제1 제한돌기를 구비할 수 있다.
또한, 상기 제1 제한돌기와 상기 제1 홈 사이에 설치되는 제1 완충부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 조인트부는 기 설정된 외력 보다 큰 외력이 상기 차륜부에서 전달되면 회동할 수 있다.
또한, 상기 제1 조인트의 일측에 구비된 관통홀을 관통하며, 상기 트레일링 암에 고정되는 고정부재 및 상기 관통홀의 측벽과 상기 고정부재를 연결하는 제2 완충부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 트레일링 암의 일측에 형성된 제2 홈을 구비하고, 상기 제1 조인트부는 적어도 일부가 상기 제2 홈에 삽입되는 돌출부를 구비하고, 상기 돌출부와 상기 제2 홈의 사이에 배치되고, 내부에 브레이크액이 저장된 유압 실린더 및 상기 유압실린더와 상기 브레이크를 연결하는 유압 배관을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 조인트가 회동하여 상기 돌출부가 상기 유압 실린더를 가력하면 상기 브레이크액이 상기 유압 배관을 통과하여 상기 브레이크로 유입될 수 있다.
또한, 상기 트레일링 암의 일측에 형성된 제3 홈을 구비하고, 상기 제1 조인트부는 적어도 일부가 상기 제3 홈에 삽입되는 돌출부를 구비하고, 상기 돌출부와 상기 제3 홈의 사이에 배치되는 힘 센서 및 상기 힘 센서와 상기 브레이크와 연결되고, 상기 제1 조인트가 회동하여 상기 돌출부가 상기 힘 센서를 가력하면 상기 브레이크를 구동시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 바디부와, 상기 바디부의 일측에 고정되는 피벗부와, 제1 축 방향에 대해서 회동 하도록 일단이 상기 피벗부에 장착되는 트레일링 암과, 상기 트레일링 암의 일단과 상기 피벗부 사이에 설치되는 브레이크와, 상기 트레일링 암을 상기 바디부에 연결하는 쇼크 업소버와, 상기 트레일링 암의 타단에 장착되는 차륜부 및 상기 트레일링 암의 양단과 회동하도록 연결되고, 상기 차륜부에서 전달된 회전운동을 직선운동으로 변환하는 서스펜션부를 포함하는 차량의 현수 장치를 제공한다.
또한, 상기 서스펜션부와 상기 트레일링 암은 링크 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 서스펜션부는 상기 차륜부와 연결되고, 상기 트레일링 암의 타단에서 제2 축에 대해서 회동하도록 설치되는 제1 조인트와, 상기 트레일링 암의 일단에서 상기 제1 축과 다른 제3 축에 대해서 회동하도록 설치되는 제2 조인트 및 상기 제1 조인트와 상기 제2 조인트를 연결하도록 상기 트레일링 암의 길이 방향으로 연장되는 연장 암을 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 트레일링 암의 일측에 회전 자유도를 형성하여 차륜의 거동을 쉽게 제어 할 수 있다. 또한, 트레일링 암에 소정의 크기 이상의 회전력이 작용하면 트레일링 암의 회전을 제동하여 차량의 롤링이나 피칭을 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 현수 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 일 영역을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 서스펜션부의 동작을 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1의 다른 영역을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 1의 서스펜션부의 동작을 도시한 단면도이다.
도 6은 도 1의 서스펜션부의 일 변형예를 도시한 확대도이다.
도 7은 도 1의 서스펜션부의 다른 변형예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 현수 장치를 도시한 사시도이다.
도 9는 도 8의 A 영역을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량의 현수 장치를 도시한 사시도이다.
도 11은 도 10의 B 영역을 확대하여 도시한 확대도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 현수 장치(100)를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 일 영역을 확대하여 도시한 확대도이며, 도 3a 및 도 3b는 도 1의 서스펜션부(140)의 동작을 도시한 단면도이다. 도 4는 도 1의 다른 영역을 확대하여 도시한 확대도이며, 도 5a 및 도 5b는 도 1의 서스펜션부(140)의 동작을 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 차량의 현수 장치(100)는 바디부(110), 피벗부(120), 트레일링 암(130), 서스펜션부(140), 브레이크(150), 쇼크 업소버(160) 및 차륜부(170)를 구비할 수 있다.
바디부(110)는 차량의 몸체에 해당하고, 피벗부(120)가 장착될 수 있다. 바디부(110)에는 복수개의 차륜부(170)이 장착될 수 있다.
피벗부(120)는 바디부(110)의 일측에 고정될 수 있다. 피벗부(120)의 중심축은 제1 축(i)으로 정의할 수 있다. 트레일링 암(130)은 제1 축(i)에 대해서 회동할 수 있다.
트레일링 암(130)은 피벗부(120)와 차륜부(170) 사이에 설치되고, 바디부(110)의 측면을 따라 연장될 수 있다. 트레일링 암(130)은 피벗부(120)에 대해서 회동하도록 설치될 수 있다. 트레일링 암(130)의 일단(130a)은 피벗부(120)의 제1 축(i)에 대해서 회동할 수 있다. 트레일링 암(130)의 타단(130b)은 제1 조인트(141)가 회동할 수 있도록 장착될 수 있다.
서스펜션부(140)는 트레일링 암(130)의 양단과 회동하도록 설치될 수 있다. 서스펜션부(140)는 차륜부(170)에서 전달되는 회전운동을 직선운동으로 변환 할 수 있다. 서스펜션부(140)는 제1 조인트(141), 제2 조인트(142) 및 연장암(143)을 포함할 수 있다.
제1 조인트(141)는 트레일링 암(130)의 타단(130b)에 소정 범위 회동하도록 설치될 수 있다. 제1 조인트(141)은 트레일링 암(130)의 타단(130b)에서 회전 자유도를 가진다. 제1 조인트(141)는 트레일링 암(130)의 타단(130b)에서 제2 축(j)에 대해서 회동할 수 있다. 제2 축(j)은 차륜부(170)의 회전축으로 정의할 수 있다.
제1 조인트(141)는 트레일링 암(130)의 개구에 적어도 일부가 삽입되어 회전하도록 설치된다. 또한, 제1 조인트(141)는 트레일링 암(130)의 상기 개구를 감싸도록 설치될 수 있다.
제1 조인트(141)의 일측은 차륜부(170)와 연결될 수 있다. 제1 조인트(141)와 차륜부(170) 사이에 지지축(181)이 설치되고, 차륜부(170)는 지지축(181)에 지지되어 제2 축(j)에 대해서 회전할 수 있다.
제2 조인트(142)는 트레일링 암(130)의 일단(130a)에 소정범위 회동하도록 설치될 수 있다. 제2 조인트(142)는 적어도 일부가 트레일링 암(130)의 내부에 배치될 수 있다. 제2 조인트(142)는 내주면이 피벗부(120)에 삽입되도록 설치될 수 있다. 또한, 피벗부(120)와 제2 조인트(142)의 내주면 사이에는 브레이크(150)가 설치될 수 있다.
제2 조인트(142)는 제3 축(k)에 대해서 회동 할 수 있다. 제3 축(k)은 제2 축(j)에서 이격되어 형성된다. 제3 축(k)은 피벗부(120)와 제2 조인트(142)를 연결하는 제3 연결부(147)의 중심으로 정의할 수 있다.
연장암(143)은 제1 조인트(141) 및 제2 조인트(142)와 연결될 수 있다. 연장암(143)은 트레일링 암(130)과 이격되어 설치되며, 트레일링 암(130)의 길이 방향으로 연장될 수 있다.
연장암(143)의 일단은 제1 조인트(141)에 제1 연결부(144)가 삽입되어 설치될 수 있다. 연장암(143)은 제1 조인트(141)와 회전하도록 설치되는바, 제1 조인트(141)가 회동하면 연장암(143)은 트레일링 암(130)의 길이방향으로 선형운동 할 수 있다.
연장암(143)의 일단에는 제1 제한돌기(143a)가 설치될 수 있다. 제1 제한돌기(143a)는 트레일링 암(130)에 형성된 제1 홈(131)에 적어도 일부가 삽입되도록, 제1 홈(131)을 향해 연장될 수 있다.
제1 완충부재(145)는 제1 제한돌기(143a)와 제1 홈(131) 사이에 설치될 수 있다. 제1 완충부재(145)는 소정의 탄성력을 가지는 부재로 특정 부재에 한정되지 않는다. 예를 들어, 스프링, 실리콘, 고무 등으로 형성될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해서 제1 완충부재(145)는 스프링인 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
제1 완충부재(145)는 소정의 범위 이상의 회전력이 제1 조인트(141)에 전달된 경우에만 제1 조인트(141)가 회전하도록 구속할 수 있다. 차량의 가속 또는 감속시에도 제1 조인트(141)에 관성력이 작용할 수 있다. 제1 조인트(141)가 상기 관성력에 민감하게 작동하면 챠량의 조향 또는 주행을 제어하기 어렵게 된다. 제1 완충부재(145)는 차륜부(170)가 가속 또는 감속되는 경우 제1 완충부재(145)의 탄성력으로 인해 제1 조인트(141)가 회전 하지 않도록 하여 차륜부(170)의 회전력이 차량에 전달되게 할 수 있다.
연장암(143)의 타단은 제2 조인트(142) 제2 연결부(146)가 삽입되어 설치될 수 있다. 연장암(143)은 제2 조인트(142)와 회동하도록 설치되는바, 연장암(143)이 선형 운동하면, 제2 조인트(142)는 제3 축(k)에 대해서 회동할 수 있다.
서스펜션부(140)와 트레일링 암(130)은 링크구조를 형성할 수 있다. 상세히, 트레일링 암(130), 제1 조인트(141), 제2 조인트(142) 및 연장암(143)은 4절 링크 구조의 각 링크를 형성할 수 있다. 서스펜션부(140)와 트레일링 암(130)은 링크 구조를 형성하여, 트레일링 암(130)에 전달되는 회전운동을 서스펜션부(140)의 선형운동으로 변형할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
도 6은 도 1의 서스펜션부(140)의 일 변형예를 도시한 확대도이다.
도 6을 참조하면, 서스펜션부(140)는 제1 조인트(141), 제2 조인트(142), 연장암(143)을 구비할 수 있다. 서스펜션부(140)는 제1 조인트(141)와 트레일링 암(130)의 결합 구조에 특징이 있는바, 이하에서는 이에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.
제1 조인트(141)는 트레일링 암(130)에 삽입되는 몸체(141a)를 구비한다. 또한, 몸체(141a)에서 양측으로 연장되는 제1 제한돌기(141b)를 구비할 수 있다. 제1 제한돌기(141b)의 개수는 특정 개수에 한정되지 않는다. 제1 제한돌기(141b)는 적어도 하나 이상 설치될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해서 2개의 제1 제한 돌기(141b)가 설치된 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
트레일링 암(130)은 제1 홈(131a)을 구비할 수 있다. 제1 조인트(141)의 몸체(141a)가 삽입되는 부분에 제1 홈(131a)이 설치되어, 제1 제한돌기(141b)가 제1 홈(131a)에 삽입될 수 있다. 제1 제한돌기(141b)의 적어도 일부가 제1 홈(131a)에 삽입되도록 설치되는바, 제1 제한돌기(141b)는 제1 홈(131a)의 범위 내에서만 회전할 수 있다. 즉, 제1 제한돌기(141b)는 제1 조인트(141)의 회동 범위를 한정할 수 있다.
제1 완충부재(145a)는 제1 홈(131a)과 제1 제한돌기(141b) 사이에 설치되어, 제1 조인트(141)의 회동을 제한 할 수 있다. 제1 완충부재(145a)는 제1 제한돌기(141b)의 외측을 감싸도록 설치될 수 있다. 제1 완충부재(145a)는 소정의 탄성력을 가지는 부재인바, 제1 조인트(141)에 전달되는 회전력이 소정의 탄성력보다 클 경우에만 제1 조인트(141)가 회동 할 수 있다.
차량의 가속 또는 감속시에도 제1 조인트(141)에 관성력이 작용할 수 있다. 제1 조인트(141)가 상기 관성력에 민감하게 작동하면 챠량의 조향 또는 주행을 제어하기 어렵게 된다. 제1 완충부재(145a)는 차륜부(170)가 가속 또는 감속되는 경우 제1 완충부재(145a)의 탄성력으로 인해 제1 조인트(141)가 회전 하지 않도록 하여 차륜부(170)의 회전력이 차량에 전달되게 할 수 있다.
도 7은 도 1의 서스펜션부(140)의 다른 변형예를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 서스펜션부(140)는 제1 조인트(141), 제2 조인트(142), 연장암(143)을 포함할 수 있다. 서스펜션부(140)는 제1 조인트(141)와 트레일링 암(130)의 결합 구조에 특징이 있는바, 이하에서는 이에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.
제1 조인트(141)는 일측에 형성된 관통홀(141c)을 구비할 수 있다. 관통홀(141c)은 적어도 하나 이상으로 형성될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해서 2개의 관통홀(141c)이 형성된 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
고정부재(148)는 관통홀(141c)을 관통하고, 트레일링 암(130)에 고정된다. 고정부재(148)는 제2 완충부재(145b)와 연결될 수 있다. 제2 완충부재(145b)는 관통홀(141c)의 측벽과 고정부재(148)를 연결할 수 있다.
즉, 제2 완충부재(145b)는 소정의 탄성력을 가지는 부재인바, 제1 조인트(141)에 전달되는 회전력이 소정의 탄성력보다 클 경우에만 제1 조인트(141)가 회동 할 수 있다. 제2 완충부재(145b)는 차륜부(170)가 가속 또는 감속되는 경우 제2 완충부재(145b)의 탄성력으로 인해 제1 조인트(141)가 회전 하지 않도록 하여 차륜부(170)의 회전력이 차량에 전달되게 할 수 있다.
다시 도 1 내지 도 5를 참조하면, 브레이크(150)는 피벗부(120)와 제2 조인트(142) 사이에 설치될 수 있다. 브레이크(150)는 트레일링 암(130)과 피벗부(120)의 회동을 제한 할 수 있다. 브레이크(150)는 소정의 점성을 가지거나, 마찰을 가지는 재료로 형성될 수 있다.
브레이크(150)는 제2 조인트(142)의 회동으로 제2 조인트(142)가 브레이크(150)를 가력하면, 트레일링 암(130)이 피벗부(120)에서 회전하지 않도록 할 수 있다. 연장암(143)이 제2 조인트(142)를 밀면 제2 조인트(142)는 제3 연결부(147)를 기준으로 회전 하면서 브레이크(150)과 접촉하여 트레일링 암 (130)의 운동을 제한할 수 있다. 브레이크(150)는 트레일링 암(130)과 피벗부(120)의 회동을 제한 할 수 있다.
쇼크 업소버(160)는 트레일링 암(130)을 바디부(110)에 연결할 수 있다. 쇼크 업소버(160)는 차륜부(170)에서 전달되는 충격을 흡수할 수 있다. 쇼크 업소버(160)는 가스 스프링, 유압 실린더, 피스톤 실린더, 자기 유변(Magneto-Rheological) 댐퍼 또는 전기 유변(electro-rheological) 댐퍼를 사용할 수 있다.
차륜부(170)는 제1 조인트(141)의 일측과 연결될 수 있다. 제1 조인트(141)는 지지축(181)과 연결되고, 차륜부(170)는 지지축(181)에 대해서 회전하도록 설치될 수 있다. 차륜부(170)는 제2 축(j)에 대해서 회전할 수 있다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 서스펜션부(140)의 동작을 설명할 수 있다.
도 3a와 도 3b를 보면, 차륜부(170)에서 생성된 회전력이 서스펜션부(140)로 전달하면, 제1 조인트(141)는 제2 축(j)에 대해 회동할 수 있다. 제1 조인트(141)는 제2 축(j)에 대해서 θ만큼 회전할 수 있다. 제1 조인트(141)가 회동하면 연장암(143)은 트레일링 암(130)의 길이방향으로 선형운동 할 수 있다.
제1 완충부재(145)가 제1 제한돌기(143a)와 제1 홈(131) 사이에 설치되는바, 제1 조인트(141)는 전달받는 회전력이 소정 크기 이상인 경우에 회동할 수 있다. 또한, 제1 제한돌기(143a)가 제1 홈(131)에 삽입되어 있는바, 제1 제한돌기(143a)는 소정의 범위에서만 회동할 수 있다.
도 5a와 도 5b를 보면, 차륜부(170)에서 생성된 회전력이 서스펜션부(140)로 전달하면, 제2 조인트(142)는 제3 축(k)에 대해 회동할 수 있다. 연장암(143)이 선형운동하면, 연장암(143)이 제2 조인트(142)를 가력하여, 제2 조인트(142)는 제3 축(k)에 대해서 회동할 수 있다. 즉, 제2 조인트(142)는 제3 축에 대해서 θ'도 회전할 수 있다.
제2 조인트(142)는 회동하여, 브레이크(150)를 구동시킬 수 있다. 도5 a를 보면, 제2 조인트(142)의 내주면은 브레이크(150)의 표면(s)과 소정의 간격을 유지할 수 있다. 제2 조인트(142)가 제3 축(k)에 대해서 회동하면, 제2 조인트(142)의 내주면이 이동하여 브레이크(150)의 표면(s)을 가력 할 수 있다. 즉, 브레이크(150)는 제2 조인트(142)의 회동으로 구동된다. 브레이크(150)가 구동하면, 트레일링 암(130)이 제1 축(i)에 대해서 회동하는 것을 멈출 수 있다.
트레일링 암을 구비한 차량의 현수 장치는 조향이나, 가속 또는 감속할 때, 차량이 전후 방향으로 기우는 피칭(picching) 현상이나 차량이 좌우 방향으로 기우는 롤링(rolling)현상이 발생할 수 있다.
차량의 조향시에는 횡력(lateral force)이 차륜에 작용하게 되어, 차륜이 헛돌거나 돌지 않게 된다. 그리하여 차륜의 회전력이 트레일링 암을 따라 구동력이 피벗부로 전이되어 차량을 들어올리거나 내리는 롤링 현상이 발생할 수 있다. 롤링현상이 발생하면 차륜의 접지력이 줄어들어 충분한 조향을 할 수 없고, 롤오버(rollover)이 발생할 수 있다.
또한, 차량의 가속 또는 감속시에는 관성에 의해서 차륜의 회전력이 트레일링 암의 피벗부로 전이되어 차체가 들어올리거나 내리는 피칭 현상이 발생할 수 있다. 피칭현상이 발생하면 가감속시 차륜의 접지력에 변화를 주어서 가속 또는 감속 성능이 저하 될 수 있다.
서스펜션부(140)는 차륜부(170)에서 전달되는 회전운동을 직선운동으로 변환하여 롤링이나 피칭현상을 방지할 수 있다. 또한 서스펜션부(140)는 브레이크(150)를 작동시켜서 트레일링 암(130)과 피벗부(120)의 상대운동을 구속하여 차량은 롤링 또는 피칭을 제어할 수 있다.
상세하게, 제1 조인트(141)는 차륜부에서 발생하는 우력(couple of force)으로 회전할 수 있다. 즉, 제1 조인트(141)는 회전 자유도가 생성된다. 제1 조인트(141)가 회전하면, 연장암(143)은 제2 조인트(142)가 제3 축에 대해서 회동하도록 제2 조인트(142)를 가력한다. 제2 조인트(142)가 회동하면, 브레이크(150)가 작동하여 트레일링 암(130)이 피벗부(120)에서 제1 축(i)에 대해 회전하는 것을 막아 차량의 롤링이나 피칭을 방지 할 수 있다.
서스펜션부(140)는 제1 완충부재(145)가 설치되어 소정 크기 이상의 우력이 발생한 경우에만 회동할 수 있다. 제1 완충부재(145)는 가속이나 감속시에 발생하는 우력으로 인해 제1 조인트(141)가 회동하는 것을 방지하여 차량의 구동제어를 향상시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 현수 장치(200)를 도시한 사시도이고, 도 9는 도 8의 A 영역을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 차량의 현수 장치(200)는 서스펜션부(240)에 특징적으로 차이가 있는바, 이하에서는 서스펜션부(240)에 대해서 서술하기로 한다.
서스펜션부(240)는 제1 조인트(241), 유압 실린더(242), 유압 배관(243)을 포함할 수 있다.
제1 조인트(241)는 트레일링 암(130)의 타단(130b)에 소정 범위 회동하도록 설치될 수 있다. 제1 조인트(241)의 일측에는 제1 돌출부(241a)가 제2 홈(231)을 향하여 연장되도록 설치될 수 있다. 제1 돌출부(241a)는 제2 홈(231)에 삽입되어, 소정의 범위에서 회동할 수 있다.
유압 실린더(242)는 제1 돌출부(241a)와 제2 홈(231) 사이에 배치된다. 유압 실린더(242)의 내부에는 브레이크액이 저장될 수 있다. 제1 돌출부(241a)가 유압 실린더(242)를 가력하면 브레이크액이 토출될 수 있다.
유압 배관(243)의 일단은 제2 홈(231)이나 유압 실린더(242)와 연결되고, 타단은 브레이크(250)와 연결된다. 유압 배관(243)은 브레이크액이 유압 실린더(242)에서 브레이크(250)로 이동하도록 할 수 있다. 유압 배관(243)은 트레일링 암(130)의 내부공간에 설치되거나, 트레일링 암(130)의 외측에 설치될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해서 트레일링 암(130)의 내부공간에 설치된 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
제1 조인트(241)에 우력이 작용하여 제1 조인트(241)가 회동할 수 있다. 이때, 제1 돌출부(241a)는 유압 실린더(242)를 가력하여 브레이크액이 유압 실린더(242)에서 토출된다. 브레이크액은 유압 배관(243)을 따라 브레이크(250)로 유입되어 브레이크(250)가 작동된다. 즉, 브레이크(250)가 트레일링 암(130)이 피벗부(120)에서 회동하는 것 막을 수 있다.
차량의 현수 장치(200)는 제1 조인트(241)이 유압 실린더(242)를 구동시켜서 트레일링 암(130)의 회전을 제동할 수 있다. 차량의 현수 장치(200)는 제1 조인트(241)에 회전 자유도를 형성하고, 제1 조인트(241)에 소정의 회전력이 전달되면 트레일링 암(130)의 회전을 멈추게 하여 차량의 롤링이나 피칭을 저감할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량의 현수 장치(300)를 도시한 사시도이고, 도 11은 도 10의 B 영역을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 차량의 현수 장치(300)는 서스펜션부(340)에 특징적으로 차이가 있는바, 이하에서는 서스펜션부(340)에 대해서 서술하기로 한다.
서스펜션부(340)는 제1 조인트(341), 힘 센서(342) 및 제어부(343)를 포함할 수 있다.
제1 조인트(341)는 트레일링 암(130)의 타단(130b)에 소정 범위 회동하도록 설치될 수 있다. 제1 조인트(341)의 일측에는 제2 돌출부(341a)가 제3 홈(331)을 향하여 연장되도록 설치될 수 있다. 제2 돌출부(341a)는 제3 홈(331)에 삽입되어, 소정의 범위에서 회동할 수 있다.
힘 센서(342)는 제2 돌출부(341a)와 제3 홈(331) 사이에 배치된다. 힘 센서(342)는 제2 돌출부(341a)가 가력하는 힘의 크기를 측정하여 제어부(343)로 전달할 수 있다.
제어부(343)는 힘 센서(342)에서 제2 돌출부(341a)가 가력하는 힘의 세기를 전달 받아 브레이크(350)를 구동시킬 수 있다. 즉, 제어부(343)는 힘 센서(342)로부터 차륜부(170)에 작용하는 힘을 검출하고 이를 이용하여 브레이크(350)를 구동시킬 수 있다. 브레이크(350)가 구동되면 트레일링 암(130)이 피벗부(120)에서 회동하는 것을 멈추게 할 수 있다.
또한, 제어부(343)는 쇼크 업소버(160)와 연결되어 자기 유변(Magneto-Rheological) 유체 또는 전기 유변(electro-rheological) 유체의 특성을 제어할 수 있다. 상세히, 제어부(343)는 힘 센서(342)로부터 차륜부(170)에 작용하는 힘을 검출하고 이를 토대로, 자기 유변 유체나 전기 유변 유체의 특성을 변화시켜, 쇼크 업소버(160)에 작용하는 감쇠력(damping force)를 조절할 수 있다.
차량의 현수 장치(300)는 힘 센서(342)에서 제1 조인트(341)에 작용하는 회전력을 측정하고, 전자식 브레이크(350)를 구동시켜서 트레일링 암(130)의 회전을 제동할 수 있다. 차량의 현수 장치(300)는 제1 조인트(341)에 회전 자유도를 형성하고, 제1 조인트(341)에 소정의 회전력이 전달되면 트레일링 암(130)의 회전을 멈추게 하여 차량의 롤링이나 피칭을 저감할 수 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
100: 차량의 현수 장치 110: 바디부
120: 피벗부 130: 트레일링 암
140: 서스펜션부 141: 제1 조인트
142: 제2 조인트 143: 연장암
145: 제1 완충부재 150: 브레이크
160: 쇼크 업소버 170: 차륜부

Claims (14)

  1. 바디부;
    상기 바디부의 일측에 고정되는 피벗부;
    제1 축에 대해서 회동하도록 일단이 상기 피벗부에 장착되는 트레일링 암;
    상기 트레일링 암의 일단과 상기 피벗부 사이에 설치되는 브레이크;
    상기 트레일링 암을 상기 바디부에 연결하는 쇼크 업소버;
    상기 트레일링 암의 타단에 제2 축에 대해서 소정 범위 회동하도록 장착되는 제1 조인트부;
    상기 제1 조인트부의 일측에 장착되는 차륜부;
    상기 제1 조인트부에 연결되며, 상기 트레일링 암의 길이 방향으로 연장되는 연장 암; 및
    상기 연장 암과 연결되고, 상기 제1 축에서 이격된 제3 축에 대해서 회동하도록 상기 트레일링 암의 일단에 장착되는 제2 조인트부; 를 포함하고,
    상기 브레이크는 상기 제2 조인트부가 회동하면, 상기 제2 조인트부의 내주면과 접촉하여 상기 제2 조인트부의 회동을 제한하는, 차량의 현수 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1 항에 있어서,
    상기 연장 암은 상기 제1 조인트부가 회동하면 상기 트레일링 암의 길이 방향으로 선형 운동하는, 차량의 현수 장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1 항에 있어서,
    상기 트레일링 암의 일측에는 제1 홈이 형성되고,
    상기 연장 암 및 상기 제1 조인트부 중 적어도 하나는 상기 제1 홈에 적어도 일부가 삽입되도록, 상기 제1 홈을 향하여 연장되는 제1 제한돌기를 구비하고,
    상기 제1 제한돌기와 상기 제1 홈 사이에 설치되는 제1 완충부재;를 더 포함하는, 차량의 현수 장치.
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 조인트부는 기 설정된 외력 보다 큰 외력이 상기 차륜부에서 전달되면 회동하는, 차량의 현수 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 조인트의 일측에 구비된 관통홀을 관통하며, 상기 트레일링 암에 고정되는 고정부재; 및
    상기 관통홀의 측벽과 상기 고정부재를 연결하는 제2 완충부재;를 더 포함하는, 차량의 현수 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 트레일링 암의 일측에 형성된 제2 홈을 구비하고,
    상기 제1 조인트부는 적어도 일부가 상기 제2 홈에 삽입되는 돌출부를 구비하고,
    상기 돌출부와 상기 제2 홈의 사이에 배치되고, 내부에 브레이크액이 저장된 유압 실린더; 및
    상기 유압실린더와 상기 브레이크를 연결하는 유압 배관;을 더 포함하고,
    상기 제1 조인트가 회동하여 상기 돌출부가 상기 유압 실린더를 가력하면 상기 브레이크액이 상기 유압 배관을 통과하여 상기 브레이크로 유입되는, 차량의 현수 장치.
  10. 삭제
  11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1 항에 있어서,
    상기 트레일링 암의 일측에 형성된 제3 홈을 구비하고,
    상기 제1 조인트부는 적어도 일부가 상기 제3 홈에 삽입되는 돌출부를 구비하고,
    상기 돌출부와 상기 제3 홈의 사이에 배치되는 힘 센서; 및
    상기 힘 센서와 상기 브레이크와 연결되고, 상기 제1 조인트가 회동하여 상기 돌출부가 상기 힘 센서를 가력하면 상기 브레이크를 구동시키는 제어부;를 더 포함하는, 차량의 현수 장치.
  12. 바디부;
    상기 바디부의 일측에 고정되는 피벗부;
    제1 축 방향에 대해서 회동 하도록 일단이 상기 피벗부에 장착되는 트레일링 암;
    상기 트레일링 암의 일단과 상기 피벗부 사이에 설치되는 브레이크;
    상기 트레일링 암을 상기 바디부에 연결하는 쇼크 업소버;
    상기 트레일링 암의 타단에 장착되는 차륜부; 및
    상기 트레일링 암의 타단에 제2 축에 대해서 소정 범위 회동하도록 장착되는 제1 조인트부를 구비하고, 상기 차륜부에서 전달된 회전운동을 직선운동으로 변환하는 서스펜션부;를 포함하고,
    상기 트레일링 암 및 상기 서스펜션부 중 어느 하나의 일측에는 제1 홈을 구비하고,
    상기 트레일링 암 및 상기 서스펜션부 중 다른 하나의 일측에는 상기 제1 홈에 적어도 일부가 삽입되도록 상기 제1 홈을 향하여 연장되는 제1 제한 돌기를 구비하는, 차량의 현수 장치.
  13. 삭제
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 제한돌기와 상기 제1 홈 사이에 설치되는 제1 완충부재;를 더 포함하는, 차량의 현수 장치.
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