KR101769299B1 - 삼륜차량의 후륜서스펜션 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 두 개의 전륜과 한 개의 후륜으로 구성되고 상기 후륜은 서브프레임에 장착되는 삼륜차량의 후륜서스펜션 구조에 있어서, 회전축을 지지하도록 휠센터가 결합된 후륜;과 상기 후륜의 상측에 위치하고 끝단이 하측으로 절곡되어 장착부가 형성되되 상기 후륜이 장착부의 전방측에 놓이도록 결합되는 서브프레임;과 일단은 서브프레임에 결합되고 타단은 휠센터와 결합된 제1암; 및 상기 제1암과 이격되어 일단은 서브프레임에 결합되고 타단은 휠센터와 결합된 제2암;을 포함하며, 상기 제1암과 제2암은 휠센터와 장착부 사이에서 어느 하나는 주동절이 되고 다른 하는 종동절이 되는 4절링크를 형성하도록 결합되는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 구성의 본 발명은 후륜의 토우-인을 유도하여 선회 안정성을 향상시키는 효과가 있으며, 후륜의 상하 운동시 순간 중심이 휠센터의 후방측에서 발생하도록 유도함으로서 승차감을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

삼륜차량의 후륜서스펜션 구조{Structure of rear suspension for three-wheeled car}

본 발명은 삼륜차량의 후륜서스펜션 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전륜이 두 개이고 후륜이 한 개로 구성되는 삼륜차량에 있어 선회 안정성을 향상시키기 위해 종래의 스윙암 구조의 서스펜션을 대신하여 4절링크 방식의 서스펜션 구조로 구성된 후륜서스펜션 구조에 관한 것이다.

친환경 이동 수단으로서 그리고 보다 경량화된 운송수단으로 삼륜차량이 개발된 바 있다.

이와 같이 경량화 및 친환경성을 컨셉으로 개발된 삼륜차량은 전륜이 하나로 구성되거나 후륜이 하나로 구성되는 구조로서 사륜차량과 대비하여 경량화 및 연비 향상 측면에서 장점이 있으나 주행 안정성이 저하되는 단점이 있다.

이 중, 전륜이 두 개이고 후륜이 한 개인 삼륜차에 적용되는 종래의 후륜 서스펜션은 도 1a 에 도시된 바와 같이 (오토바이의 후륜에 일반적으로 적용되던 방식인) 스윙암 타입이 주로 적용되었다.

즉, 도시된 바와 같이, 종래의 서스펜션 구조는 서브프레임의 후방측으로 포크암이 상하로 힌지회동(상하 피벗운동)하며 충격을 완충시키도록 구성된다. 상기 포크암은 도 1b 에 도시된 바와 같이 후륜의 회전축이 후방 끝단에 결합되고 전방 끝단은 서브프레임에 힌지축을 통하여 결합되어 지면의 요철에 따라 (범프와 리바운드를 반복하며) 충격 및/또는 진동을 완충하였다.

하지만, 후륜이 하나인 삼륜차의 경우 (4륜차량과 동일한 타이어가 장착됐을 때를 기준으로) 코너링시 (지면과의 접지력과 비례하는) 코너링력이 절반 수준으로 저하된다. 따라서, 동일한 코스의 선회 시 4륜차량에 비해 후륜의 횡력(차량 선회에 따라 횡측 방향으로 작용하는 힘을 지지하는 힘)이 작아 스핀아웃(spin-out)이 발생할 가능성이 증가되었다. 즉, 선회 안정성이 저하되는 문제점이 있었다.

아울러, 전술한 바와 같은 스윙암 타입 서스펜션 구조는 횡력이 작용할 때, 컴플라이언스 효과(진동 및 변형을 흡수하기 위한 서스펜션용 고무재 부시들이 외력에 의해 변형되어 얼라이먼트가 변하고 핸들이 조향된 것과 같은 현상이 발생하는 효과)로 토우 아웃(toe-out)이 발생되는 경향이 있다.

상기와 같은 컴플라이언스 효과는, 도 1c 에 도시된 바와 같이, 횡력에 대한 가상의 피벗점을 기준으로 회전력이 발생되어 오버스티어 모멘트를 유발하여 차량의 선회 안정성을 저하시킨다. 이에 따라, 후륜이 정상 괘도를 이탈하여 이동하므로 차량의 주행 안정성이 감소되는 문제점이 있었다.

한편, 삼륜차에 있어서 선회시 (선회 안정성을 향상시키기 위해) 후륜의 토우인을 유도하는 가장 직관적인 방법은 (후륜과 서브프레임을 연결하는) 연결부재를 상기 후륜의 후방측에 배치하는 것이다. 하지만, 도 1d 에 도시된 바와 같이, 연결부재가 하나의 암(arm)으로 구성되어 후륜과 서브프레임이 연결될 경우 (차량의 후방 형상에 따라) 결합지점(M)을 낮추어야 하며 충분한 강성을 갖는 구조로 제조되어야 한다. 하지만, 차체 및 서브프레임의 설계상 도 1d 와 같이 하나의 연결부재로 연결시키기는 어려움이 있었으며 어렵게 연결되었을 지라도 서스펜션의 범프(bump)시 (타이어의) 회전축의 전방이동에 따라 승차감이 저하될 우려가 있었다.

그러므로, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소할 뿐만 아니라 선회 안정성이 향상된 삼륜차량의 후륜서스펜션 구조를 제공하는 것에 주목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 두 개의 전륜과 한 개의 후륜으로 구성되고 상기 후륜은 서브프레임에 장착되는 삼륜차량의 후륜서스펜션 구조에 있어서, 회전축을 지지하도록 판 형상의 휠센터가 결합된 후륜;과 상기 후륜의 상측에 위치하고 끝단이 하측으로 절곡되어 장착부가 형성되되 상기 후륜이 장착부의 전방측에 놓이도록 결합되는 서브프레임;과 일단은 서브프레임에 결합되고 타단은 휠센터와 결합된 제1암; 및 상기 제1암과 이격되어 일단은 서브프레임에 결합되고 타단은 휠센터와 결합된 제2암;을 포함하며, 상기 제1암과 제2암은 휠센터와 장착부 사이에서 어느 하나는 주동절이 되고 다른 하는 종동절이 되는 4절링크 구조를 형성하도록 회전가능하게 결합된다.

그리고, 상기 후륜의 양측면이 4절링크 구조로 각각 연결되도록 상기 제1암과 제2암 및 휠센터는 후륜의 일면과 타측면에 각각 하나씩 구비되어 결합된다.

아울러, 상기 제1암은 제2암의 상측에 장착되되, 상기 제1암과 휠센터의 결합지점은 회전축의 전방에 위치하고 제2암과 휠센터의 결합지점은 회전축의 후방에 위치하도록 장착된다.

선택적 실시예로서, 상기 서브프레임은 후륜의 전방측에서 경사부가 절곡형성된다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명은 후륜의 토우-인을 유도하여 선회 안정성을 향상시키는 효과가 있으며, 후륜의 상하 운동시 순간 중심이 휠센터의 후방측에서 발생하도록 유도함으로서 승차감을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고, 종래의 포크암을 삭제함으로서 공간 효용성이 향상되며 서브프레임에는 경사부가 형성되어 차체를 지면에 더 가깝게 낮출 수 있는 효과가 있다.

아울러, 제1암과 제2암이 주동절과 종동절로써 4링크 구조를 형성함으로 상기 제1암과 제2암의 길이 및 장착 위치 등의 조절을 통하여 차량에 따라 더 용이하게 튜닝할 수 있는 장점이 있다.

도 1a 는 종래의 스윙암 서스펜션이 장착된 삼륜차의 모습을 도시한 도면,
도 1b 는 스윙암 서스펜션의 장착구조를 단순화하여 도시한 도면,
도 1c 는 스윙암 서스펜션 구조에서 선회시 작용하는 힘에 의해 오버스티어어 발생되는 현상을 설명하기 위해 후륜에 작용하는 힘을 개략화하여 도시한 도면,
도 1d 는 후륜과 서브프레임이 하나의 암으로 구성된 연결부재에 의해 연결됐을 때 작용하는 힘을 설명하기 위해 구성요소들을 간략화하여 도시한 도면,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 삼륜차량의 후륜서스펜션 구조를 부분적으로 투시하여 도시한 도면,
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 삼륜차량의 후륜서스펜션 구조의 측면 모습을 도시한 도면,
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 삼륜차량의 후륜서스펜션 구조에서 후륜에 작용하는 힘을 설명하기 위해 구성요소들을 간략화하여 도시한 도면,
도 5 은 본 발명의 선택적 실시예들에 따라 다른 형상으로 형성된 서브프레임들이 결합된 모습을 도시한 도면.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 삼륜차량의 후륜서스펜션 구조를 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 두 개의 전륜(미도시)과 한 개의 후륜(10)으로 구성되고 상기 후륜(10)은 서브프레임(30)에 장착되는 삼륜차의 후륜서스펜션 구조에 관한 것으로서, 본 발명의 후륜(10)은 (타이어)의 회전축을 지지하도록 원판 형상이되 회전하지 않는 휠센터(11)가 양측으로 결합되며, 상기 서브프레임(30)은 직사각형 판 형상이되, 상기 후륜(10)의 상측에 위치하고 끝단이 하측으로 절곡되어 장착부(31)가 형성된다. 그리고, 상기 후륜(10)은 장착부(31)의 전방 측에 놓이며, 제1암(21, 23)과 제2암(22, 24)을 통하여 결합된다.

도 2 와 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 제1암(21, 23)과 제2암(22, 24)은 각각이 일단은 서브프레임(30)의 장착부(31)에 결합되고 타단은 휠센터(11)와 결합되되, 상하 간 서로 이격되어 배치된다. 그리고, 상기 제1암(21, 23)과 제2암(22, 24)은 휠센터(11)와 장착부(31) 사이에서 주동절 또는 종돌절로서 4절링크 구조를 형성하도록 볼조인트, 부시 등과 같은 결합부재를 통하여 제한적인 범위 내에서 회전가능하게 결합된다. 아울러, 상기 후륜(10)의 양측면이 4절링크 구조로 각각 연결되도록 상기 제1암(21, 23)과 제2암(22, 24) 및 휠센터(11)는 후륜(10)의 일면과 타측면에 각각 하나씩 구비되어 결합된다.

이때, 도시된 바와 같이, 상기 제1암(21, 23)은 각각의 제2암(22, 24) 윗쪽에 위치하되, 상기 제1암(21, 23)과 휠센터(11)의 결합지점(C)은 회전축의 전방에 위치하고 제2암(22, 24)과 휠센터(11)의 결합지점(D)은 회전축의 후방에 위치하도록 장착된다.

따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명의 서스펜션 구조는 도 4 에 도시된 바와 같이, (4절링크의) 순간 중심(instantaneous center)을 종래의 스윙암 구조보다 더 전방측에서 확보할 수 있다. 즉, 상하 이동에 대한 순간 중심(상하운동의 가상피벗점)을 휠센터(11)의 전방측(또는 전방 상측)에 둠으로서 서스펜션의 범프시 후륜의 후방이동이 가능해져 승차감을 향상시킬 수 있다.

또한, 작용하는 횡력에 의한 움직임은 제1암(21, 23)과 제2암(22, 24)의 장착위치(AB line)를 기준으로 이루어지게 된다. 이에 따라 상기 횡력에 의해 토우 인을 발생시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구조를 적용함으로서 (도 1d 에 도시된) 종래의 구조와 대비하여 튜닝 자유도가 향상되어 언더스티어 경향을 조절하는 것이 훨씬 더 용이해지는 효과가 있다.

한편, 차량의 종류 및 성능에 따라 차체를 낮출 수 있도록 도 5 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 상기 서브프레임(30)은 선택적으로 후륜(10)의 전방측에서 경사부(32)가 절곡형성될 수 있다.

이상과 같이 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10 : 후륜
11 : 휠센터
21, 23 : 제1암
22, 24 : 제2암
30 : 서브프레임
31 : 장착부
32 : 경사부

Claims (4)

1. 두 개의 전륜과 한 개의 후륜으로 구성되고 상기 후륜은 서브프레임에 장착되는 삼륜차량의 후륜서스펜션 구조에 있어서,
   회전축을 지지하도록 휠센터가 결합된 후륜;과
   상기 후륜의 상측에 위치하고 끝단이 하측으로 절곡되어 장착부가 형성되되 상기 후륜이 장착부의 전방측에 놓이도록 결합되는 서브프레임;과
   일단은 서브프레임에 결합되고 타단은 휠센터와 결합된 제1암; 및
   상기 제1암과 이격되어 일단은 서브프레임에 결합되고 타단은 휠센터와 결합된 제2암;을 포함하며,
   상기 제1암과 제2암은 휠센터와 장착부 사이에서 어느 하나는 주동절이 되고 다른 하는 종동절이 되는 4절링크를 형성하도록 결합되며,
   상기 제1암과 휠센터의 결합지점은 회전축의 전방에 위치하고 제2암과 휠센터의 결합지점은 회전축의 후방에 위치하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 삼륜차량의 후륜서스펜션 구조.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 후륜의 양측면이 4절링크 구조로 각각 연결되도록 상기 제1암과 제2암 및 휠센터는 후륜의 일면과 타측면에 각각 하나씩 구비되어 결합되는 것을 특징으로 하는 삼륜차량의 후륜서스펜션 구조.
   
3. 삭제
4. 제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서브프레임은 후륜의 전방측에서 경사부가 절곡형성된 것을 특징으로 하는 삼륜차량의 후륜서스펜션 구조.

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