KR101918347B1 - 차량의 롤강성 가변 장치 - Google Patents

차량의 롤강성 가변 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 차량의 주행 조건에 따라 스테빌라이져바의 롤강성을 가변시킴으로써 주행 성능이 향상되도록 하는 차량의 롤강성 가변 장치가 소개된다.

Description

차량의 롤강성 가변 장치 {VARIABLE ROLL STIFFNESS DEVICE OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 주행 조건에 따라 스테빌라이져바의 롤강성을 가변시키는 차량의 롤강성 가변 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 주행중 노면으로부터 받는 충격이나 진동이 차체에 직접 전달되는 것을 차단하여, 차체나 화물의 손상을 방지하고, 승차감을 향상시키기 위해 현가장치가 구비된다.
이러한 현가장치는 차량 주행시 발생되는 상하진동(bounce), 롤링(rolling), 피칭(pitching), 요우잉(yawing)등의 진동을 유연하게 흡수하여야만, 승차감 및 주행 안정성을 확보할 수 있다.
이와 같은 기능을 수행하기 위한 차량의 현가장치로, 노면으로부터 입력되는 충격을 완화시키는 스프링과, 상기 스프링의 자유 진동을 제어하여 승차감을 향상시키는 쇽업소버와, 선회시 차량이 좌우 방향으로 진동하는 것을 최소화시키기 위한 스테빌라이저바를 포함하여 이루어진다.
여기서, 스테빌라이저바는 일종의 비틀림 스프링으로서, 선회 또는 거친 노면의 주행시 차체의 롤모션을 억제하여 차체의 평형이 유지되도록 한다. 특히, 최근에는 스테빌라이저바의 비틀링 강성을 가변시켜 차체의 롤모션에 유연하게 대응하도록 하는 기술이 개발되고 있다.
일례로, 스테빌라이저바의 중앙에 장착된 액추에이터를 통해 강제적으로 비틀림을 발생시키거나, 스테빌라이저바와 로워암을 연결하는 스텝링크에 장착된 액추에이터를 통해 스텝링크의 길이를 가변시킴으로써 롤강성을 가변하는 등 롤강성을 변화시키기 위한 다양한 기술이 발명되고 있다.
하지만, 스테빌라이저바의 롤강성을 가변시키기 위해서는, 대부분 액추에이터를 구동시키기 위한 유압 또는 모터 등의 동력장치와 그에 따른 부대장치들을 필요로 하고, 이를 제어하기 위한 제어기까지 필요로 한다. 이에 따라, 중량이 증가되며, 부품 비용도 상승되는 문제가 발생된다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
대한민국특허공개공보 10-1998-0057770 A (1998.09.25)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 차량의 주행 조건에 따라 스테빌라이져바의 롤강성을 가변시킴으로써 주행 성능이 향상되도록 하는 차량의 롤강성 가변 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 롤강성 가변 장치는 직선상으로 설치슬롯이 연장 형성된 로워암; 및 상기 로워암의 설치슬롯에 마련되고, 설치슬롯 내에서 회전 가능하게 설치되며, 스테빌라이져바의 링크가 연결됨으로써, 로워암 거동시 스테빌라이져바의 비틀림을 유도하여 롤강성이 증대되도록 하는 레버암;을 포함한다.
상기 로워암은 일측단이 차체 또는 서브프레임에 회전 가능하게 연결되고, 타측단이 볼조인트를 통해 조향 너클에 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 로워암의 설치슬롯은 차체 또는 서브프레임을 포함하도록 연장 형성되고, 상기 레버암은 차체 또는 서브프레임에 회전 가능하게 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 로워암에는 설치슬롯을 관통하여 고정되는 가이드핀이 구비되고, 상기 레버암에는 가이드핀이 관통 연결되는 가이드슬롯이 길이 방향을 따라 연장 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 레버암은 일단부가 차체 또는 서브프레임에 회전 가능하게 설치되고, 타단부에 스테빌라이져바의 링크가 회전 가능하게 연결되며, 중단부에 가이드핀이 관통 연결되는 가이드슬롯이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 로워암이 차체 또는 서브프레임에 회전 가능하게 연결되는 지점과, 레버암이 차체 또는 서브프레임에 회전 가능하게 연결되는 지점과, 로워암과 레버암에 관통 연결되는 가이드핀이 위치된 지점과, 레버암에 스테빌라이져바의 링크가 연결되는 지점은 동일 직선상에 위치된 것을 특징으로 한다.
상기 레버암이 차체 또는 서브프레임에 연결되는 지점은 로워암이 차체 또는 서브프레임에 연결되는 지점보다 레버암에 스테빌라이져바의 링크가 연결되는 지점에 인접하게 위치된 것을 특징으로 한다.
상기 가이드슬롯 내에 관통 연결된 가이드핀은 로워암의 초기 위치에서, 레버암이 차체 또는 서브프레임에 연결되는 지점에 인접하게 위치되고, 로워암의 거동시 스테빌라이져바의 링크가 연결되는 지점을 향해 슬라이딩 이동되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 롤강성 가변 장치에 따르면, 차량의 주행 조건에 따라 스테빌라이져바의 롤강성을 가변시킴으로써 주행 성능이 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 롤강성 가변 장치를 나타낸 도면.
도 2 내지 3은 도 1에 도시된 차량의 롤강성 가변 장치를 설명하기 위한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량의 롤강성 가변 장치에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 롤강성 가변 장치를 나타낸 도면이고, 도 2 내지 3은 도 1에 도시된 차량의 롤강성 가변 장치를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 차량의 롤강성 가변 장치는 도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 직선상으로 설치슬롯(120)이 연장 형성된 로워암(100); 및 상기 로워암(100)의 설치슬롯(120)에 마련되고, 설치슬롯(120) 내에서 회전 가능하게 설치되며, 스테빌라이져바(200)의 링크(220)가 연결됨으로써, 로워암(100) 거동시 스테빌라이져바(200)의 비틀림을 유도하여 롤강성이 증대되도록 하는 레버암(300);을 포함한다.
즉, 본 발명은 로워암(100)에 형성된 설치슬롯(120)에 레버암(300)이 구비되고, 이 레버암(300)에는 스테빌라이져바(200)가 링크(220)를 통해 연결된다. 여기서, 레버암(300)의 경우 회전 가능하게 설치됨에 따라 로워암(100)의 거동시 로워암(100)과 함께 회전되되 레버암(300)의 회전 궤적(R2)과 로어암의 회전 궤적(R1)이 서로 상이함에 따라 레버암(300)에 링크(220)를 통해 연결된 스테빌라이져바(200)의 비틀림량을 로워암(100)의 회전에 따라 가변되도록 한다. 이로 인해, 차량이 주행됨에 따라 로워암(100)의 거동시 스테빌라이져바(200)의 비틀림량이 가변됨으로써, 상황에 맞추어 롤강성이 확보되도록 한다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 로워암(100)은 일측단이 차체 또는 서브프레임(10)에 회전 가능하게 연결되고, 타측단이 볼조인트(20)를 통해 조향 너클에 연결될 수 있다.
즉, 현가장치는 조향 너클, 로워암(100), 스테빌라이져바(200)가 구비되는데, 본 발명의 로워암(100)의 일측단이 차체 또는 서브프레임(10)에 부시파이프(P)를 통해 회전 가능하게 힌지 연결되고, 타측단이 볼조인트(20)를 통해 조향 너클에 연결될 수 있다. 이에 따라, 차량 주행시 노면으로부터 전달되는 충격에 의해 조향 너클과 함께 로워암(100)이 상하 방향으로 거동되고, 로워암(100)에 구비된 레버암(300)이 스테빌라이져바(200)의 링크(220)를 로워암(100)의 거동 방향으로 가압함으로써 스테빌라이져바(200)의 비틀림 강성이 가변되도록 한다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 로워암(100)에는 설치슬롯(120)을 관통하여 고정되는 가이드핀(140)이 구비되고, 상기 레버암(300)에는 가이드핀(140)이 관통 연결되는 가이드슬롯(320)이 길이 방향을 따라 연장 형성될 수 있다. 즉, 로워암(100)의 설치슬롯(120)에는 가이드핀(140)이 마련됨에 따라, 설치슬롯(120)을 관통하여 고정되는 가이드핀(140)이 레버암(300)에도 관통 연결되어 로워암(100)의 상하 거동시 레버암(300)이 함께 이동될 수 있다. 단, 레버암(300)에는 길이 방향을 따라 가이드슬롯(320)이 형성되고, 이 가이드슬롯(320)에 가이드핀(140)이 관통 연결된다. 이에 따라, 로워암(100)의 상하 거동시 가이드핀(140)이 가이드슬롯(320)을 따라 이동됨으로써 로워암(100)과 레버암(300)의 회전 이동 간의 유격을 흡수하여, 로워암(100)과 함께 레버암(300)이 원활히 회전 이동되도록 할 수 있다. 이에 대해서는 하기에 다시 자세하게 설명하도록 하겠다.
상기의 레버암(300)은 일단부가 차체 또는 서브프레임(10)에 회전 가능하게 설치되고, 타단부에 스테빌라이져바(200)의 링크(220)가 회전 가능하게 연결되며, 중단부에 가이드핀(140)이 관통 연결되는 가이드슬롯(320)이 형성될 수 있다. 이렇게, 레버암(300)은 일단부가 차체 또는 서브프레임(10)에 부시파이프(P)를 통해 회전 가능하게 설치될 수 있고, 타단부가 스테빌라이져바(200)의 링크(220)에 힌지 연결을 통해 회전 가능하게 연결되며, 중단부에 형성된 가이드슬롯(320)에 가이드핀(140)이 관통 연결됨으로써, 로워암(100)과 함께 회전 이동되며, 동시에 스테빌라이져바(200)의 비틀림량을 가변시킬 수 있다. 즉, 레버암(300)과 로워암(100)은 모두 차체 또는 서브프레임(10)에 연결됨에 따라, 동일한 방향으로 회전 이동될 수 있으며, 로워암(100)의 가이드핀(140)이 레버암(300)의 가이드슬롯(320)에 연결됨에 따라 로워암(100)의 거동시 레버암(300)도 동시에 이동될 수 있다. 이에 따라, 로워암(100)과 함께 레버암(300)의 이동시 스테빌라이져바(200)의 링크(220)가 당김 또는 밀림에 따라 스테빌라이져바(200)의 비틀림을 유도하여 비틀림량이 가변될 수 있다.
한편, 도 3에서 볼 수 있듯이, 상기 로워암(100)이 차체 또는 서브프레임(10)에 회전 가능하게 연결되는 지점(a)과, 레버암(300)이 차체 또는 서브프레임(10)에 회전 가능하게 연결되는 지점(b)과, 로워암(100)과 레버암(300)에 관통 연결되는 가이드핀(140)이 위치된 지점(c)과, 레버암(300)에 스테빌라이져바(200)의 링크(220)가 연결되는 지점(d)은 동일 직선상에 위치될 수 있다. 이에 따라, 로워암(100)의 거동시 레버암(300)이 함께 동일한 회전 반경을 가지고 회전될 수 있고, 로워암(100)의 상측 방향 또는 하측 방향 거동시 스테빌라이져바(200)의 비틀림 가변량이 어느 한쪽에 더 커지지 않고 균일하게 가변되도록 할 수 있다.
구체적으로, 상기 레버암(300)이 차체 또는 서브프레임(10)에 연결되는 지점(b)은 로워암(100)이 차체 또는 서브프레임(10)에 연결되는 지점(a)보다 레버암(300)에 스테빌라이져바(200)의 링크(220)가 연결되는 지점(d)에 인접하게 위치될 수 있다. 본 발명에서는 로워암(100)의 거동시 스테빌라이져바(200)의 비틀림량이 가변되도록 하는데, 로워암(100)과 레버암(300)이 차체 또는 서브프레임(10)에서 동일 지점에 회전중심점을 가질 경우 로워암(100)과 레버암(300)이 동일한 회전 반경을 가짐에 따라 스테빌라이져바(200)의 비틀림량이 일정한 수준의 선형적으로 증대된다. 따라서, 레버암(300)이 차체 또는 서브프레임(10)에 연결되는 지점(b)과 로워암(100)이 차체 또는 서브프레임(10)에 연결되는 지점(a)의 회전 중심점을 달리하고, 특히 레버암(300)이 차체 또는 서브프레임(10)에 연결되는 지점(b)이 로워암(100)이 차체 또는 서브프레임(10)에 연결되는 지점(a)보다 레버암(300)에 스테빌라이져바(200)의 링크(220)가 연결되는 지점(d)에 인접하게 위치시킴으로써, 로워암(100)의 거동시 로워암(100)의 회전 궤적(R1)보다 레버암(300)의 회전 궤적(R2)이 더 급격하게 변화되도록 한다. 이에 따라, 로워암(100)의 급격한 롤거동시 레버암(300)의 회전 궤적(R2)이 급격하게 증대되어 스테빌라이져바(200)의 비틀림량이 더욱 크게 발생된다.
이와 더불어, 상기 가이드슬롯(320) 내에 관통 연결된 가이드핀(140)은 로워암(100)의 초기 위치에서, 레버암(300)이 차체 또는 서브프레임(10)에 연결되는 지점(b)에 인접하게 위치되고, 로워암(100)의 거동시 레버암(300)에 스테빌라이져바(200)의 링크(220)가 연결되는 지점(d)을 향해 슬라이딩 이동될 수 있다. 이렇게, 로워암(100)의 가이드핀(140)은 로워암(100)의 거동시 레버암(300)이 차체 또는 서브프레임(10)에 연결되는 지점(b)에 인접한 위치에서 레버암(300)에 스테빌라이져바(200)의 링크(220)가 연결되는 지점(d)를 향해 슬라이딩 됨으로써 로워암(100)의 거동시 로워암(100)과 레버암(300)의 회전 궤적에 따른 유격을 흡수할 수 있다. 즉, 로워암(100)과 레버암(300)은 차체 또는 서브프레임(10)에 회전 가능하도록 설치되되 회전중심점이 서로 상이한바, 회전 궤적이 다르다. 이는, 상술한 바와 같이 레버암(300)이 차체 또는 서브프레임(10)에 연결되는 지점(b)이 로워암(100)이 차체 또는 서브프레임(10)에 연결되는 지점(a)보다 레버암(300)에 스테빌라이져바(200)의 링크(220)가 연결되는 지점(d)에 인접하게 위치됨에 따라, 로워암(100)의 거동시 로워암(100)의 회전 궤적(R1)보다 레버암(300)의 회전 궤적(R2)이 더 급격하게 변화된다. 이러한 로워암(100)과 레버암(300)의 회전 궤적의 차이를 흡수하기 위해, 가이드핀(140)이 가이드슬롯(320)에서 슬라이딩 이동되며, 레버암(300)의 회전 궤적(R2)이 로워암(100)의 회전 궤적(R1)보다 작기 때문에, 가이드핀(140)이 레버암(300)이 차체 또는 서브프레임(10)에 연결되는 지점(b)에 인접하게 위치된 상태에서 로워암(100)의 거동시 레버암(300)에 스테빌라이져바(200)의 링크(220)가 연결되는 지점(d)을 향해 슬라이딩 이동되도록 하는 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 작동에 대해서 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 초기 위치에서는 상기 로워암(100)이 차체 또는 서브프레임(10)에 회전 가능하게 연결되는 지점(a)과, 레버암(300)이 차체 또는 서브프레임(10)에 회전 가능하게 연결되는 지점(b)과, 로워암(100)과 레버암(300)에 관통 연결되는 가이드핀(140)이 위치된 지점(c)과, 레버암(300)에 스테빌라이져바(200)의 링크(220)가 연결되는 지점(d)은 동일 직선상에 위치된다. 또한, 가이드핀(140)이 가이드슬롯(320)에서 레버암(300)이 차체 또는 서브프레임(10)에 연결되는 지점(b)에 인접하게 위치된다.
이러한 상태에서, 차량이 주행됨에 따른 노면의 충격에 의해 로워암(100)의 거동시, 로워암(100)과 함께 레버암(300)이 회전되고, 레버암(300)에 링크(220)를 통해 연결된 스테빌라이져바(200)가 강제적으로 비틀림이 발생된다. 다만, 본 발명에서는 레버암(300)이 차체 또는 서브프레임(10)에 연결되는 지점(b)이 로워암(100)이 차체 또는 서브프레임(10)에 연결되는 지점(a)보다 레버암(300)에 스테빌라이져바(200)의 링크(220)가 연결되는 지점(d)에 인접하게 위치됨에 따라, 로워암(100)의 회전 궤적(R1)보다 레버암(300)의 회전 궤적(R2)이 더 작게 형성된다. 이렇게, 로워암(100)의 거동시 로워암(100)의 회전 궤적(R1)보다 레버암(300)의 회전 궤적(R2)이 더 급격하게 변화됨으로써, 스테빌라이져바(200)의 비틀림량이 비선형적으로 증대되고, 그에 따라 스테빌라이져바(200)의 비틀림 강성이 가변된다.
이와 더불어, 가이드슬롯(320)에 마련된 가이드핀(140)은 레버암(300)이 차체 또는 서브프레임(10)에 연결되는 지점(b)에 인접하게 위치된 상태에서 로워암(100)의 거동됨에 따라 레버암(300)에 스테빌라이져바(200)의 링크(220)가 연결되는 지점(d)을 향해 슬라이딩되도록 구성된다. 이에 따라, 로워암(100)이 작은 충격에 의해 거동되는 경우 레버암(300)의 가이드핀(140)이 로워암(100)의 가이드슬롯(320)에서 슬라이딩 이동됨에 따라 스테빌라이져바(200)의 비틀림량이 적어 낮은 비틀림 강성을 가지고, 로워암(100)이 큰 충격에 의해 거동되는 경우 가이드핀(140)이 가이드슬롯(320)의 끝단에 접촉되어 지지됨에 따라 레버암(300)의 회전 궤적(R2)이 급격하게 변경됨으로써 스테빌라이져바(200)의 비틀림량이 커져 큰 비틀림 강성이 가지게 되도록 한다.
즉, 로워암(100)과 레버암(300)의 회전 중심점이 서로 다른 위치에 설치됨에 따라 회전시 유격이 발생되는 것을 가이드핀(140)이 가이드슬롯(320)에서 슬라이딩되는 것으로 유격을 흡수하여 원활한 비틀림량의 가변이 이루어지도록 하는 것이다. 이로 인해, 차량 주행시 요철로를 지나감에 따라 낮은 진동이 발생되어 로워암(100)의 거동량이 적을시 스테빌라이져바(200)의 비틀림 변화량을 작게하여 승차감을 확보하고, 차량의 선회주행함에 따라 로워암(100)이 거동량이 커질시 스테빌라이져바(200)의 비틀림 변화량이 점진적으로 커져, 롤강성이 증대되어 주행 안정성 및 스포티한 조향 서능이 확보되도록 한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 롤강성 가변 장치에 따르면, 차량의 주행 조건에 따라 스테빌라이져바(200)의 롤강성을 가변시킴으로써 주행 성능이 향상된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100:로워암 120:설치슬롯
140:가이드핀 200:스테빌라이져바
220:링크 300:레버암
320:가이드슬롯
10:서브프레임 20:볼조인트
P:부시파이프

Claims (8)

  1. 직선상으로 설치슬롯이 연장 형성된 로워암; 및
    상기 로워암의 설치슬롯에 마련되고, 설치슬롯 내에서 회전 가능하게 설치되며, 스테빌라이져바의 링크가 연결됨으로써, 로워암 거동시 스테빌라이져바의 비틀림을 유도하여 롤강성이 증대되도록 하는 레버암;을 포함하며,
    상기 로워암에는 설치슬롯을 관통하여 고정되는 가이드핀이 구비되고,
    상기 레버암에는 가이드핀이 관통 연결되는 가이드슬롯이 길이 방향을 따라 연장 형성되며,
    상기 레버암은 일단부가 차체 또는 서브프레임에 회전 가능하게 설치되고, 타단부에 스테빌라이져바의 링크가 회전 가능하게 연결되며, 중단부에 가이드핀이 관통 연결되는 가이드슬롯이 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 롤강성 가변 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 로워암은 일측단이 차체 또는 서브프레임에 회전 가능하게 연결되고, 타측단이 볼조인트를 통해 조향 너클에 연결된 것을 특징으로 하는 차량의 롤강성 가변 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 로워암의 설치슬롯은 차체 또는 서브프레임을 포함하도록 연장 형성되고, 상기 레버암은 차체 또는 서브프레임에 회전 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 차량의 롤강성 가변 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 로워암이 차체 또는 서브프레임에 회전 가능하게 연결되는 지점과, 레버암이 차체 또는 서브프레임에 회전 가능하게 연결되는 지점과, 로워암과 레버암에 관통 연결되는 가이드핀이 위치된 지점과, 레버암에 스테빌라이져바의 링크가 연결되는 지점은 동일 직선상에 위치된 것을 특징으로 하는 차량의 롤강성 가변 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 레버암이 차체 또는 서브프레임에 연결되는 지점은 로워암이 차체 또는 서브프레임에 연결되는 지점보다 레버암에 스테빌라이져바의 링크가 연결되는 지점에 인접하게 위치된 것을 특징으로 하는 차량의 롤강성 가변 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 가이드슬롯 내에 관통 연결된 가이드핀은 로워암의 초기 위치에서, 레버암이 차체 또는 서브프레임에 연결되는 지점에 인접하게 위치되고, 로워암의 거동시 스테빌라이져바의 링크가 연결되는 지점을 향해 슬라이딩 이동되는 것을 특징으로 하는 차량의 롤강성 가변 장치.
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