KR102468603B1

KR102468603B1 - 차량용 현가장치

Info

Publication number: KR102468603B1
Application number: KR1020160014860A
Authority: KR
Inventors: 이병규
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-02-05
Filing date: 2016-02-05
Publication date: 2022-11-18
Also published as: KR20170094031A

Abstract

본 발명은 차량용 현가장치에 관한 것으로, 코일스프링(50)이 스프링 자유고의 범위를 벗어나도록 인장되는 풀 리바운드 시에도 코일스프링(50)의 하단이 스프링시트(60)에 항상 지지되도록 함으로써 코일스프링(50)의 하단이 스프링시트(60) 및 현가암(30)으로부터 빠지는 현상을 방지할 수 있도록 된 것이다.

Description

차량용 현가장치{SUSPENSION FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 현가장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주행중 현가암의 리바운드 스트로크가 코일스프링의 스프링 자유고 범위를 벗어나는 경우 코일스프링의 빠짐 현상을 방지할 수 있는 차량용 현가장치에 관한 기술이다.

최근 차량의 튜닝 트렌드는 핸들링 성능이 유리한 유럽 차량을 기준으로 하드(hard)한 특성이 점차 증가하는 추세이고, 또한 차량의 중량은 친환경 추세에 부합되도록 급격하게 가벼워지고 있는 추세이다.

차량이 하드해지기 위해서는 타이어가 상하 하중을 받을 때 지지하는 강성 즉 휠레이트(wheel rate)가 높아야 하고, 휠레이트를 증대하기 위해서는 스프링의 강성이 증대되어야 한다.

그리고, 차량의 하중이 경량화되면 스프링을 압축시켜주는 힘이 작아지게 되고, 이로 인해 스프링의 압축량은 줄어들게 된다.

이와 같이 차량의 하드한 특성을 만족시키기 위해 스프링의 강성이 증대된 상태에서, 친환경 차량을 만족시키기 위해 차량의 하중이 경량화된 경우 타이어가 상하 하중을 받을 때 스프링의 압축량은 더욱 줄어들게 되고, 이러한 원인으로 인해 주행중 현가암의 리바운드 스트로크가 코일스프링의 스프링 자유고 범위를 벗어나는 경우(풀 리바운드 상태) 코일스프링의 빠짐 현상이 발생하는 단점이 있다.

즉, 도 1 및 도 2에는 멀티 링크 타입 현가장치의 일예가 도시되어 있는 바, 현가암(1)의 일단은 차체프레임(2)에 연결되고 타단은 타이어(3)의 너클(4)에 연결되며, 상기 현가암(1)에 코일스프링(5)의 하단이 지지되고, 상기 코일스프링(5)의 상단은 차체멤버(6)에 지지된 구조이다.

상기 현가암(1)은 로워암이고, 차체프레임(2)은 서브프레임이며, 차체멤버(6)는 사이드멤버이다.

도 1은 공차시의 상태로 이때에는 코일스프링(5)의 상하단이 모두 차체멤버(6)와 현가암(1)에 지지된 상태를 유지하게 되지만, 도 2와 같이 코일스프링(5)이 인장될 수 있는 범위(스프링 자유고)를 벗어나는 풀 리바운드 상황에서는 코일스프링(5)의 하단이 현가암(1)으로부터 빠져서 이탈되고, 이로 인해 차량 전복 등의 안전사고가 발생하는 문제가 발생하게 되는 것이다.

풀 리바운드시 코일스프링(5)의 빠짐 현상을 예방하기 위해서는 차량의 휠 스트로크를 줄여야 하는데, 차량의 휠 스트로크는 차량의 성능 및 상품성에 영향을 주는 주요 인자로 휠 스트로크를 변경하는 것은 쉽지 않고, 또한 코일스프링의 빠짐 방지를 위해 리바운드 스크로크를 줄이면 선회 내측 타이어가 지면과 떨어지게 됨으로써 선회 안정성이 나빠지는 단점이 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

대한민국공개특허공보 10-2008-0052760호

본 발명은, 현가암의 리바운드 스트로크가 코일스프링이 인장될 수 있는 범위 즉 스프링 자유고를 벗어나는 풀 리바운드 상황에서도 코일스프링의 하단이 현가암으로부터 빠져서 이탈되는 현상이 발생되지 않도록 하고, 이를 통해 차량의 안정성을 향상시킬 수 있는 차량용 현가장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 현가장치는, 차체프레임과 너클을 연결하도록 설치되고 복수개의 가이드슬롯이 형성된 현가암; 상기 가이드슬롯에 삽입되어서 가이드슬롯을 따라 이동하는 롤러; 및 상기 롤러와 결합되고 코일스프링의 하단이 결합되는 스프링시트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 현가암에는 스프링시트의 이동을 위해 이동공간이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 가이드슬롯은 현가암의 리바운드 스트로크가 코일스프링의 스프링 자유고 범위이내인 경우 스프링시트의 위치를 구속하는 세로방향 슬롯; 상기 세로방향 슬롯과 연결되면서 현가암의 길이방향을 따라 연장 형성된 것으로 현가암의 리바운드 스트로크가 코일스프링의 스프링 자유고 범위를 벗어나는 경우 현가암의 길이방향을 따라 스프링시트의 이동을 안내해서 코일스프링의 이탈을 방지하는 가로방향 슬롯;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 가이드슬롯은 스프링시트의 안정된 이동을 위해 차량의 좌우방향 및 전후방향으로 현가암에 1개 이상 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 코일스프링이 스프링 자유고의 범위를 벗어나도록 인장되는 풀 리바운드 시에도 코일스프링의 하단이 스프링시트에 항상 지지될 수 있도록 함으로써 코일스프링의 하단이 스프링시트 및 현가암으로부터 빠지는 현상을 방지할 수 있게 되고, 이를 통해 차량 주행 중 코일스프링의 빠짐 현상에 의한 차량 전복 등의 안전사고 발생을 예방할 수 있게 되며 더 나아가 타이어와 지면과의 접지력 향상을 통해 차량의 주행 안정성 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 현가장치를 설명하기 위한 도면으로 공차 상태시 도면,
도 2는 종래의 현가장치를 설명하기 위한 도면으로 풀 리바운드 상태시의 도면,
도 3은 본 발명에 따른 현가장치를 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 3에서 스프링시트가 설치된 부위의 확대 도면,
도 5와 도 6은 리바운드 스트로크가 코일스프링의 스프링 자유고 범위이내인 경우의 도면,
도 7과 도 8은 리바운드 스트로크가 코일스프링의 스프링 자유고 범위를 벗어나는 풀 리바운드 시의 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 현가장치에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 차량용 현가장치는 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 일단이 차체프레임(10)에 연결되고 타단이 타이어(20)의 너클(21)에 연결되며 복수개의 가이드슬롯(31)이 형성된 현가암(30); 상기 가이드슬롯(31)에 삽입되어서 가이드슬롯을 따라 이동하는 롤러(40); 및 상기 롤러(40)와 결합되고 코일스프링(50)의 하단이 지지되는 스프링시트(60);를 포함한다.

상기 차체프레임(10)은 서브프레임이고, 현가암(30)은 로워암이 된다.

또한, 상기 현가암(30)의 위쪽으로는 차량의 사이드멤버에 해당하는 차체멤버(70)가 위치하고, 상기 코일스프링(50)은 상단이 차체멤버(70)에 지지되고 하단이 스프링시트(60)에 지지되도록 설치된 구조를 갖는다.

상기 코일스프링(50)이 스프링 자유고의 범위를 벗어나도록 인장되는 풀 리바운드 시 코일스프링(50)의 하단이 스프링시트(60) 및 현가암(30)으로부터 빠지는 현상을 방지할 수 있도록 코일스프링(50)의 하단과 스프링시트(60)는 상호 결합되어서 일체화된 구조가 바람직할 것이다.

상기 현가암(30)에는 스프링시트(60)의 이동을 위해 이동공간(32)이 형성된다.

즉, 상기 현가암(30)은 도시된 바와 같이 단면이 U모양으로 형성된 부재로서, 내부공간이 스프링시트(60)의 이동을 위한 이동공간(32)이 되며, 상기 스프링시트(60)는 이동공간(32)내에서 상하방향 및 좌우방향으로 이동할 수 있게 설치된다.

상기 가이드슬롯(31)은 현가암(30)에 대해 상하로 연장된 세로방향 슬롯(31a) 및 현가암(30)의 길이방향을 따라 연장된 가로방향 슬롯(31b)으로 구성되고, 상기 세로방향 슬롯(31a)과 가로방향 슬롯(31b)은 L모양으로 연결되게 형성된다.

상기 세로방향 슬롯(31a)은 현가암(30)의 리바운드 스트로크가 코일스프링(50)의 스프링 자유고 범위이내인 경우 스프링시트(60)의 위치를 구속하는 역할을 하고, 상기 가로방향 슬롯(31b)은 현가암(30)의 리바운드 스트로크가 코일스프링(50)의 스프링 자유고 범위를 벗어나는 경우 현가암(30)의 길이방향을 따라 스프링시트(60)의 이동을 안내해서 코일스프링(50)의 하단의 이탈을 방지하는 역할을 한다.

상기 가이드슬롯(31)에는 롤러(40)에 끼워지도록 설치되는데, 상기 롤러(40)의 안정된 설치 및 스프링시트(60)의 안정된 이동을 위해 가이드슬롯(31)은 차량의 좌우방향 및 전후방향으로 현가암(30)에 1개 이상 형성된 것이 바람직하다.

상기 롤러(40)는 가이드슬롯(31)을 따라 이동하는 슬라이드 베어링 또는 막대형상의 로드 등으로 대체할 수 있음은 물론이다.

도 5와 도 6은 코일스프링(50)의 스프링 자유고 범위이내에서 리바운드 상태시의 도면으로, 타이어(20)의 리바운드가 발생하면 현가암(30)은 차체프레임(10)과의 연결점을 중심으로 너클(21)이 결합된 일단이 지면이 있는 아래로 회전하게 되고(화살표 R1), 코일스프링(50)은 인장된다.

그런데, 코일스프링(50)은 스프링 자유고 범위내에서 인장이 되므로 코일스프링(50)의 하단은 스프링시트(60)와 접촉한 상태를 유지하게 되고, 스프링시트(60)와 결합된 롤러(40)는 가이드슬롯(31)중에서 세로방향 슬롯(31a)에 삽입된 상태를 유지하게 된다.

상기와 같이 코일스프링(50)이 스프링 자유고 범위이내에서 인장되는 리바운드 상태에서는 코일스프링(50)의 하단은 스프링시트(60)와 항상 접촉한 상태를 유지하게 됨으로써 코일스프링(50)의 하단이 스프링시트(60) 및 현가암(30)으로부터 빠지는 현상이 방지된다.

도 7과 도 8은 코일스프링(50)이 스프링 자유고의 범위를 벗어나도록 인장되는 풀 리바운드 상태시의 도면이다.

풀 리바운드 상태가 되면 현가암(30)은 도 6의 상태일 때보다 더 많이 아래로 회전하고, 코일스프링(50)은 도 6의 상태일 때보다 더 많이 인장된다.

이때, 코일스프링(50)의 하단은 스프링시트(60)와 일체화되게 결합된 상태이므로 인장된 코일스프링(50)의 복원력에 의해 스프링시트(60)를 위로 당기게 되고, 이로 인해 스프링시트(60)와 결합된 롤러(40)는 세로방향 슬롯(31a)에서 이탈된 후 가로방향 슬롯(31b)을 따라 이동하게 된다.

따라서, 코일스프링(50)이 스프링 자유고의 범위를 벗어나도록 인장되는 풀 리바운드 상태시에도 코일스프링(50)의 하단은 항상 스프링시트(60)와 접촉한 상태를 유지하게 됨으로써 코일스프링(50)의 하단이 스프링시트(60) 및 현가암(30)으로부터 빠지는 현상이 방지된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는, 코일스프링(50)이 스프링 자유고의 범위를 벗어나도록 인장되는 풀 리바운드 시에도 코일스프링(50)의 하단이 항상 스프링시트(60)와 접촉한 상태를 유지하게 됨으로써 코일스프링(50)의 하단이 스프링시트(60) 및 현가암(30)으로부터 빠지는 현상이 방지되는 바, 이 결과 차량 주행 중 현가암(30)과 연결된 스프링 하단의 빠짐 현상을 방지할 수 있게 됨으로써 차량 전복 등의 안전사고가 발생하는 것을 예방할 수 있게 되고, 더 나아가 타이어(20)와 지면과의 접지력 향상을 통해 차량의 주행 안정성 향상을 도모할 수 있으며, 상품성 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.

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 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

10 - 차체프레임 20 - 타이어
21 - 너클 30 - 현가암
31 - 가이드슬롯 32 - 이동공간
40 - 롤러 50 - 코일스프링
60 - 스프링시트 70 - 차체멤버

Claims

차체프레임과 너클을 연결하도록 설치되고 복수개의 가이드슬롯이 형성된 현가암;
상기 가이드슬롯에 삽입되어서 가이드슬롯을 따라 이동하는 롤러; 및
상기 롤러와 결합되고 코일스프링의 하단이 결합되는 스프링시트를 포함하고;
상기 가이드슬롯은 스프링시트의 안정된 이동을 위해 차량의 좌우방향 및 전후방향으로 현가암에 1개 이상 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
청구항 1에 있어서,
상기 현가암에는 스프링시트의 이동을 위해 이동공간이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가이드슬롯은 현가암의 리바운드 스트로크가 코일스프링의 스프링 자유고 범위이내인 경우 스프링시트의 위치를 구속하는 세로방향 슬롯;
상기 세로방향 슬롯과 연결되면서 현가암의 길이방향을 따라 연장 형성된 것으로 현가암의 리바운드 스트로크가 코일스프링의 스프링 자유고 범위를 벗어나는 경우 현가암의 길이방향을 따라 스프링시트의 이동을 안내해서 코일스프링의 이탈을 방지하는 가로방향 슬롯;을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
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