KR102497033B1 - 차량용 스테빌라이저 장치 - Google Patents

차량용 스테빌라이저 장치 Download PDF

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KR102497033B1 KR1020170140035A KR20170140035A KR102497033B1 KR 102497033 B1 KR102497033 B1 KR 102497033B1 KR 1020170140035 A KR1020170140035 A KR 1020170140035A KR 20170140035 A KR20170140035 A KR 20170140035A KR 102497033 B1 KR102497033 B1 KR 102497033B1
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Abstract

본 발명에 따른 차량용 스테빌라이저 장치는 서브프레임에 장착된 스테빌라이저 바; 및 상기 스테빌라이저 바의 양단과 차량의 스트러트 어셈블리를 상호 연결하고, 차체 롤링 시 상기 스트러트 어셈블리와 함께 회전함으로써, 상기 스테빌라이저 바의 비틀림을 흡수하도록 그 길이가 가변되거나 상하방향으로 이동되도록 마련된 스테빌라이저 링크 유닛;을 포함할 수 있다.

Description

차량용 스테빌라이저 장치 {STABILIZER APPARATUS FOR VEHICLE}
본 발명은 차량 선회시 기계적으로 롤강성을 상승시키는 차량용 스테빌라이저 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량에 있어서 독립 현가장치를 적용할 경우에는 차량의 기울어진 자세에서 불안정한 상태가 된다. 이에 따라, 차체 롤(roll) 량을 제어하기 위해 스테빌라이저 바를 적용하여 롤 안정성을 향상시키게 된다.
상기 스테빌라이저 바는 차체에 대해 횡방향으로 배치되어, 양단부는 링크를 매개로 현가계통에 설치된다. 즉, 링크는 상기 스테빌라이저 바의 양단부를 차체 측 현가계통의 부품인 쇽업쇼버에 견고하게 지지되도록 설치되어 주행 중 차량의 거동 자세의 변화에 따른 롤 변위시 상기 스테빌라이저 바의 양단부를 지지하여 반력 토크를 제공하는 기능을 수행한다.
따라서, 롤 변위시 상기 스테빌라이저 바에 비틀림 방향으로 외력이 작용할 경우, 링크에서는 스테빌라이저 바에 외력이 작용하는 방향과 반대되는 비틀림 방향으로 지지력을 제공함으로써, 상기 스테빌라이저 바의 비틀림 복원 특성을 구현할 수 있게 한다.
하지만, 종래의 스테빌라이저 바 시스템은 좌,우 휠이 동위상으로 작동시에는 승차감 향상 측면에서 비틀림이 발생하지 않아야 하나, 좌,우 링크가 가변되지 않게 연결되어 있어 작은 스트로크의 위상차이에도 불구하고 스테빌라이저 바에 비틀림이 발생하여 운전자의 승차감에 대한 불만이 제기된다.
이를 억제하기 위해, 스테빌라이저 바에 유압식 액츄에이터를 적용하여, 선회시 좌,우 휠에 서로 다른 힘을 전달하여 롤 강성을 선택적으로 높이는 기술이 제안되었으나, 이는 차량의 중량 및 원가를 상승시키고, 액츄에이터 구동시 발생하는 지연시간으로 인해 운전자가 이질감을 느낀다는 문제점이 있었다.
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.
KR10-2010-0046487 A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 차량 선회시 기계적으로 길이를 가변하거나 스테빌라이저 링크가 상하방향으로 이동하도록 마련함으로써, 중량 및 원가 증가를 최소화하면서도 선회시 롤 강성을 향상시킬 수 있는 차량용 스테빌라이저 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 스테빌라이저 장치는 서브프레임에 장착된 스테빌라이저 바; 및 상기 스테빌라이저 바의 양단과 차량의 스트러트 어셈블리를 상호 연결하고, 차체 롤링 시 상기 스트러트 어셈블리와 함께 회전함으로써, 상기 스테빌라이저 바의 비틀림을 흡수하도록 그 길이가 가변되거나 상하방향으로 이동되도록 마련된 스테빌라이저 링크 유닛;을 포함할 수 있다.
상기 스테빌라이저 링크 유닛은, 일단이 상기 스트러트 어셈블리와 연결되고, 타단에 제1나사부가 형성된 어퍼링크;와 일단이 상기 스테빌라이저 바와 연결되고, 타단에 상기 어퍼링크의 제1나사부가 상대회전가능하도록 결합되는 제2나사부가 형성된 로어링크;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1나사부는 수나사 또는 암나사 중 어느 하나의 형태로 형성되고, 상기 제2나사부는 나머지 하나의 형태로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 스테빌라이저 링크 유닛은 연결된 차체 측에서 리바운드 현상이 발생하는 방향으로 상기 스트러트 어셈블리가 회전할 경우, 함께 회전하여 그 길이가 짧아지고, 상기 스트러트 어셈블리가 반대방향으로 회전할 경우, 함께 회전하여 그 길이가 길어지도록 상기 제1,2나사부가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 스테빌라이저 링크 유닛은 일단이 상기 스테빌라이저 바와 연결되고, 타단이 브라켓과 결합된 링크부재;로 구성되고, 상기 스트러트 어셈블리에는 외주면을 따라 설치되어 상기 브라켓과 결합되며, 상기 스트러트 어셈블리의 회전방향에 따라 상기 브라켓이 상하방향으로 슬라이딩 되도록 가이드하는 가이드부가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 가이드부는 상기 스트러트 어셈블리의 회전력이 상기 링크부재의 상하방향 이동력으로 전환되도록 상기 스트러트 어셈블리의 외주면을 따라 설정각도 기울어지게 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 가이드부는 연결된 차체 측에서 리바운드 현상이 발생하는 방향으로 상기 스트러트 어셈블리가 회전할 경우 상기 링크부재가 상승하고, 상기 스트러트 어셈블리가 반대방향으로 회전할 경우 상기 링크부재가 하강하도록 기울어지게 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 스테빌라이저 장치에 따르면, 차량이 선회될 시 기계적으로 길이를 가변하거나 링크가 상하방향으로 이동하도록 마련함으로써, 별도의 액추에이터를 적용하지 않더라도 효과적으로 롤 강성을 향상시킬 수 있고, 중량 및 원가가 증가하는 것을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 차량용 스테빌라이저 장치를 도시한 사시도,
도 2는 차량 좌회전 시, 본 발명의 차량용 스테빌라이저 장치를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 스테빌라이저 링크 유닛을 도시한 사시도,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 스테빌라이저 링크 유닛의 부분 단면을 도시한 단면도,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 브라켓 및 스트러트 어셈블리를 도시한 사시도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 스테빌라이저 장치에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 차량용 스테빌라이저 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 차량 좌회전 시, 본 발명의 차량용 스테빌라이저 장치를 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 차량용 스테빌라이저 장치는 서브프레임(70)에 장착된 스테빌라이저 바(10); 및 상기 스테빌라이저 바(10)의 양단과 차량의 스트러트 어셈블리(20)를 상호 연결하고, 차체 롤링 시 상기 스트러트 어셈블리(20)와 함께 회전함으로써, 상기 스테빌라이저 바(10)의 비틀림을 흡수하도록 그 길이가 가변되거나 상하방향으로 이동되도록 마련된 스테빌라이저 링크 유닛(30);을 포함할 수 있다.
상기 스테빌라이저 바(10)는 차량 서브 프레임(70)에 마운팅 부시를 통해 장착되도록 마련된다.
본 발명에서, 상기 스테빌라이저 링크 유닛(30)은 스테빌라이저 바(10)의 양단과 차량의 스트러트 어셈블리(20)를 상호 연결시키도록 마련되고, 차량 주행 중 선회가 발생하여 상기 스트러트 어셈블리(20)가 회전하면, 상호 작용으로 인해 함께 회전하여 길이가 가변되거나 상하방향으로 이동되면서 상기 스테빌라이저 바(10)에 전달되는 비틀림 강도를 흡수하는 역할을 수행한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 스테빌라이저 링크 유닛을 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 스테빌라이저 링크 유닛의 부분 단면을 도시한 단면도이다.
구체적으로, 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 스테빌라이저 장치에서, 상기 스테빌라이저 링크 유닛(30)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 일단이 상기 스트러트 어셈블리(20)와 연결되고, 타단에 제1나사부(32)가 형성된 어퍼링크(31);와 일단이 상기 스테빌라이저 바(10)와 연결되며, 타단에 상기 어퍼링크(31)의 제1나사부(32)가 상대회전가능하도록 결합되는 제2나사부(34)가 형성된 로어링크(33);를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 제1나사부(32)는 수나사 또는 암나사 중 어느 하나의 형태로 형성되고, 상기 제2나사부(34)는 나머지 하나의 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
도 2에 도시된 바와 같이 차량이 선회할 경우, 상기 스트러트 어셈블리(20)가 차륜과 함께 회전하는데, 상기 스테빌라이저 링크 유닛(30)은 어퍼링크(31)와 로어링크(33)로 구분되기 때문에 상기 스트러트 어셈블리(20)와 연결된 어퍼링크(31)가 로어링크(33)를 기준으로 상대회전하게 된다.
이러한 어퍼링크(31)의 상대회전으로 인해 제1나사부(32)가 로어링크(33)의 제2나사부(34)에 대해 회전하는데, 제1,2나사부(32,34)는 각각 수나사와 암나사를 이루도록 마련되기 때문에 상대회전할 경우, 어퍼링크(31)가 로어링크(33)를 기준으로 축방향으로 이동하게 된다.
상기 어퍼링크(31)가 축방향으로 이동하면, 이동력이 상기 스트러트 어셈블리(20)를 통해 연결된 차체로 전달되어, 롤(Roll) 반대 방향으로의 힘으로 작용될 수 있다. 이를 통해, 차량의 롤(Roll) 현상을 억제하여 롤강성을 상승시킬 수 있다.
특히, 상기 스테빌라이저 링크 유닛(30)은 연결된 차체 측에서 리바운드 현상이 발생하는 방향으로 상기 스트러트 어셈블리(20)가 회전할 경우, 함께 회전하여 그 길이가 짧아지고, 상기 스트러트 어셈블리(20)가 반대방향으로 회전할 경우, 함께 회전하여 그 길이가 길어지도록 상기 제1,2나사부(32,34)가 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 차량이 좌회전하는 상황인 경우, 관성에 의해 차량은 우측으로 무게중심이 이동하게 되어, 좌측륜에 리바운드, 우측륜에 범프가 일어나는 롤(Roll) 현상이 발생한다.
이때, 좌측에 구비된 스테빌라이저 링크 유닛(30)의 길이가 짧아지고, 우측에 구비된 스테빌라이저 링크 유닛(30)의 길이가 길어지면 롤(Roll) 현상을 억제할 수 있다.
따라서, 본 발명에서 스테빌라이저 링크 유닛(30)을 구성하는 어퍼링크(31) 및 로어링크(33)는 연결된 차체가 리바운드되는 방향으로 스트러트 어셈블리(20)가 회전하면 스테빌라이저 링크 유닛(30)의 길이가 짧아지도록 제1,2나사부(32,34)를 형성한다.
구체적으로, 도 2와 같이 차량이 좌회전하여 좌측륜이 반시계방향으로 회전하면 상기 스트러트 어셈블리(20)도 함께 반시계방향으로 회전하고, 스트러트 어셈블리(20)와 고정연결된 상기 어퍼링크(31)는 시계방향으로 상대회전하게 된다. 이때, 차량은 좌회전 상태이기 때문에 차체 좌측에는 리바운드 현상이 발생하는바, 제1,2나사부(32,34)는 어퍼링크(31)가 시계방향으로 회전할 경우에 로어링크(33)와 가까워지는 방향으로 이동하도록 나사산이 형성된다. 따라서, 좌회전시 좌측에 구비된 스테빌라이저 링크 유닛(30)의 길이가 짧아지면서 좌측 차체에서 발생하는 리바운드 현상을 억제할 수 있다.
반면, 우측륜도 반시계방향으로 회전하여 스트러트 어셈블리(20)도 반시계방향으로 회전하고, 어퍼링크(31)가 시계방향으로 상대회전하게 되는데, 이때, 우측 차체에는 범프 현상이 발생하는바, 범프 현상을 억제하기 위해 제1,2나사부(32,34)는 어퍼링크(31)가 로어링크(33)로부터 멀어지는 방향으로 이동하도록 나사산이 형성되는 것이 바람직할 것이다.
만약, 차량이 우회전하게 된다면 좌측륜에 구비된 스테빌라이저 링크 유닛(30)은 길이가 길어지게 되어 좌측 차체에서의 범프현상을 억제하고, 우측륜에 구비된 스테빌라이저 링크 유닛(30)은 길이가 짧아져 차체 우측에서 발생하는 리바운드 현상을 억제하여 전체적인 차량 롤(Roll)강도를 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 양측 차륜에 각각 구비된 스테빌라이저 링크 유닛(30)은 서로 제1,2나사부(32,34)의 나사산 방향이 서로 반대로 형성된다. 따라서, 별도의 액츄에이터를 적용하지 않고, 기계적으로 차량 선회시 차량 롤(Roll) 강도를 강화할 수 있다.
설계자는 상기 제1,2나사부(32,34)의 피치를 조절함으로써 스테빌라이저 링크 유닛(30)의 길이 변동량을 조절하여 롤 강성을 손쉽게 변동시킬 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 브라켓 및 스트러트 어셈블리를 도시한 사시도이다. 도 5를 참조하면, 제2실시예에 따른 차량용 스테빌라이저 장치는 상기 스테빌라이저 링크 유닛(30)은 일단이 상기 스테빌라이저 바(10)와 연결되고, 타단이 브라켓(35)과 결합된 링크부재(미도시);로 구성되고, 상기 스트러트 어셈블리(20)에는 외주면을 따라 설치되어 상기 브라켓(35)과 결합되며, 상기 스트러트 어셈블리(20)의 회전방향에 따라 상기 브라켓(35)이 상하방향으로 슬라이딩 되도록 가이드하는 가이드부(23)가 형성될 수 있다.
도 5에는 구체적으로 도시되지는 않았지만, 상기 링크부재는 브라켓(35)에 형성된 홀에 타단이 결합되도록 마련된다.
특히, 상기 가이드부(23)는 상기 스트러트 어셈블리(20)의 회전력이 상기 링크부재(미도시)의 상하방향 이동력으로 전환되도록 상기 스트러트 어셈블리(20)의 외주면을 따라 설정각도 기울어지게 형성될 수 있다.
즉, 차량 선회로 인해 스트러트 어셈블리(20)가 회전하면, 스트러트 어셈블리(20)의 외주면에 형성된 가이드부(23)를 따라 브라켓(35)이 대각선 상방 또는 하방으로 슬라이딩하게 되고, 이로 인해 브라켓(35)과 결합된 링크부재가 상승 또는 하강하면서 스테빌라이저 바(10)에 비틀림력을 흡수하는 힘을 전달한다.
구체적으로, 상기 가이드부(23)는 연결된 차체 측에서 리바운드 현상이 발생하는 방향으로 상기 스트러트 어셈블리(20)가 회전할 경우 상기 링크부재가 상승하고, 상기 스트러트 어셈블리(20)가 반대방향으로 회전할 경우 상기 링크부재가 하강하도록 기울어지게 형성될 수 있다.
차량이 좌회전할 경우, 좌측 차륜과 좌측 스트러트 어셈블리(20)는 반시계방향으로 회전하는데, 링크부재는 고정된 상태를 유지하려하기 때문에 브라켓(35)이 가이드부(23)를 따라 슬라이딩하게 된다. 이때, 가이드부(23)는 링크부재를 상승하는 방향으로 이동시키도록 형성됨으로써, 차체의 롤 현상을 저감시킬 수 있다.
또한, 우측 차륜 측에 구비된 가이드부(23)는 스트러트 어셈블리(20)가 반시계방향으로 회전할 경우에 링크부재가 하강하는 방향으로 이동되도록 형성됨으로써 롤(Roll) 현상을 저감시킨다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 스테빌라이저 장치에 따르면, 차량이 선회될 시 기계적으로 길이를 가변하거나 링크가 상하방향으로 이동하도록 마련함으로써, 별도의 액추에이터를 적용하지 않더라도 효과적으로 롤 강성을 향상시킬 수 있고, 중량 및 원가가 증가하는 것을 최소화할 수 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 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10: 스테빌라이저 바
20: 스트러트 어셈블리
23: 가이드부
30: 스테빌라이저 링크 유닛
31: 어퍼링크
32: 제1나사부
33: 로어링크
34: 제2나사부
35: 브라켓
70: 서브프레임

Claims (7)

  1. 서브프레임에 장착된 스테빌라이저 바; 및
    상기 스테빌라이저 바의 양단과 차량의 스트러트 어셈블리를 상호 연결하고, 차체 롤링 시 상기 스트러트 어셈블리와 함께 회전함으로써, 상기 스테빌라이저 바의 비틀림을 흡수하도록 그 길이가 가변되거나 상하방향으로 이동되도록 마련된 스테빌라이저 링크 유닛;을 포함하고,
    상기 스테빌라이저 링크 유닛은,
    일단이 상기 스트러트 어셈블리와 연결되고, 타단에 제1나사부가 형성된 어퍼링크; 및 일단이 상기 스테빌라이저 바와 연결되고, 타단에 상기 어퍼링크의 제1나사부가 상대회전가능하도록 결합되는 제2나사부가 형성된 로어링크;를 포함하고,
    상기 제1나사부는 수나사 또는 암나사 중 어느 하나의 형태로 형성되고, 상기 제2나사부는 나머지 하나의 형태로 형성되고, 제1,2나사부의 나사산 방향이 서로 반대로 형성되며,
    상기 스테빌라이저 링크 유닛은 연결된 차체 측에서 리바운드 현상이 발생하는 방향으로 상기 스트러트 어셈블리가 회전할 경우, 상기 제1,2나사부가 상대회전하여 그 길이가 짧아지고, 상기 스트러트 어셈블리가 반대방향으로 회전할 경우, 상기 제1,2나사부가 상대회전하여 그 길이가 길어지는 것을 특징으로 하는 차량용 스테빌라이저 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 서브프레임에 장착된 스테빌라이저 바; 및
    상기 스테빌라이저 바의 양단과 차량의 스트러트 어셈블리를 상호 연결하고, 차체 롤링 시 상기 스트러트 어셈블리와 함께 회전함으로써, 상기 스테빌라이저 바의 비틀림을 흡수하도록 그 길이가 가변되거나 상하방향으로 이동되도록 마련된 스테빌라이저 링크 유닛;을 포함하고,
    상기 스테빌라이저 링크 유닛은 일단이 상기 스테빌라이저 바와 연결되고, 타단이 브라켓과 결합된 링크부재;로 구성되고,
    상기 스트러트 어셈블리에는 외주면을 따라 설치되어 상기 브라켓과 결합되며, 상기 스트러트 어셈블리의 회전방향에 따라 상기 브라켓이 상하방향으로 슬라이딩 되도록 가이드하는 가이드부가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 스테빌라이저 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 가이드부는 상기 스트러트 어셈블리의 회전력이 상기 링크부재의 상하방향 이동력으로 전환되도록 상기 스트러트 어셈블리의 외주면을 따라 설정각도 기울어지게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 스테빌라이저 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 가이드부는 연결된 차체 측에서 리바운드 현상이 발생하는 방향으로 상기 스트러트 어셈블리가 회전할 경우 상기 링크부재가 상승하고, 상기 스트러트 어셈블리가 반대방향으로 회전할 경우 상기 링크부재가 하강하도록 기울어지게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 스테빌라이저 장치.
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