KR102523716B1 - 상용 차량의 독립현가장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 상용 차량의 독립 현가장치는, 차륜(10)의 중심에 배치된 휠 허브(12) 상에 결합되는 스티어링 너클(20); 스티어링 너클 핀(30)에 의해 회전 가능한 방식으로 상기 스티어링 너클(20)에 연결되는 스티어링 너클 서포트암(40); 상기 스티어링 너클 서포트암(40) 상의 제1 조인트에서 너클 모듈(100)을 통해 회전 가능하게 결합되는 로워 암(50,Lower Arm); 상기 스티어링 너클 서포트암(40) 상의 제2 조인트에서 상기 제1 조인트의 연결 부위보다 상부 측으로 이격된 위치에 연결 설치되는 어퍼 암(60,Upper Arm); 및 상기 로워 암(50)과 어퍼 암(60)을 연결하는 구조를 갖는 댐핑 모듈(70);을 포함하고, 상기 너클 모듈(100)은, 상기 스티어링 너클 서포트암(40) 상에 삽입 결합되는 너클 중심축(110), 상기 너클 중심축(110)과 스티어링 너클 서포트암(40) 사이에 개재되는 회전 부시(120), 회전 부시(120)와 너클 중심축(110) 사이에 배치되는 베어링(130)을 포함한 상태에서, 상기 너클 모듈(100)을 통한 회전축을 중심으로 로워 암(50)을 회전 가능하게 지지하는 것을 특징으로 한다.

Description

상용 차량의 독립현가장치{Independent suspension of commercial vehicles}
본 발명은 공기현가장치와 더블 위시본 형태의 독립현가장치를 상용차량에 적용할 경우에 스티어링너클 서포트암과 컨트롤 아암의 결합방식에 있어서 너클 모듈을 적용하여 자유도를 향상시키고 방진효과를 얻을 수 있도록 하여 차량의 승차감을 향상시키기 위한 기술에 관한 것이다.
주행 중 차체의 진동 현상을 방지하는 현가 장치는 스프링, 쇽업소버 및 스테빌라이져 등을 포함한 상태에서 차량의 승차감과 안정성을 개선하는 역할을 한다.
차량의 현가 장치는 노면으로부터 오는 진동을 흡수하여 각종 부품들이 받는 충격을 완충시켜 차량의 승차감을 결정할 뿐만 아니라, 차량 선회 시 쏠림을 방지하고 차체의 평형을 유지하는 기능을 하게 된다.
이러한 현가장치는 차체와 차륜 사이를 연결하면서 상ㅇ하방향으로 작용하는 외력을 스프링과 쇽업서버로 이루어진 스트러트를 이용해 지지함과 더불어, 기타방향으로는 높은 강성과 유연성을 적절히 조화시켜 차체와 차륜 사이의 상대운동을 기계적으로 적절히 조화시키는 기능을 수행하게 된다.
승용차량에는 독립 현가장치를 설치하여 사용함으로써 조향 성능이 안정되나, 높은 중량을 갖는 트럭 또는 버스와 같은 상용차량은 일체형 현가장치를 사용함으로써 차량의 전반적인 조향 성능이 저하되고, 조종 안정성이 불안정해지는 문제점을 안고 있다.
기존의 한국공개특허 제10-2004-0106110호(현가장치의 컨트롤 암 구조)를 참조하면, 컨트롤 암의 중량을 절감할 수 있는 현가장치의 컨트롤 암 구조로서 차축과 차체를 연결하고, 주행 중에 노면의 진동과 충격을 흡수하여 승차감과 선회 안정성을 높이기 위한 기술적 내용을 제공하지만, 기존의 강판에 플라스틱 재질 등을 부가하여 전체적인 중량을 저감한 상태의 컨트롤 암을 제공하는 방안에 대해서는 구체적으로는 개시하지 않는다는 점에서 한계가 있다.
(특허문헌 1) KR 10-2004-0106110 A
본 발명에서는 공기현가장치와 더블 위시본 형태의 독립현가장치를 상용차량에 적용할 경우에 스티어링너클 서포트암과 로워 아암의 결합방식에 있어서 너클 모듈을 적용하여 자유도를 향상시키고 방진효과를 얻을 수 있도록 하여 차량의 승차감을 향상시키기 위한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 스티어링 너클과 스티어링너클 서포트암이 킹핀을 매개로 하여 제1회전축을 중심으로 회전되는 한편, 스티어링너클 서포트암과 컨트롤 암이 상기 제1회전축과 90도를 유지한 채로, 제2회전축을 중심으로 회전되는 구조에서, 제1,2회전축 이외에 자유도가 제한되어 있어 승차감 저하의 원인을 해소하기 위한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 상용 차량의 독립 현가장치는, 차륜(10)의 중심에 배치된 휠 허브(12) 상에 결합되는 스티어링 너클(20); 스티어링 너클 핀(30)에 의해 회전 가능한 방식으로 상기 스티어링 너클(20)에 연결되는 스티어링 너클 서포트암(40); 상기 스티어링 너클 서포트암(40) 상의 제1 조인트에서 너클 모듈(100)을 통해 회전 가능하게 결합되는 로워 암(50,Lower Arm); 상기 스티어링 너클 서포트암(40) 상의 제2 조인트에서 상기 제1 조인트의 연결 부위보다 상부 측으로 이격된 위치에 연결 설치되는 어퍼 암(60,Upper Arm); 및 상기 로워 암(50)과 어퍼 암(60)을 연결하는 구조를 갖는 댐핑 모듈(70);을 포함하고,
상기 너클 모듈(100)은, 상기 스티어링 너클 서포트암(40) 상에 삽입 결합되는 너클 중심축(110), 상기 너클 중심축(110)과 스티어링 너클 서포트암(40) 사이에 개재되는 회전 부시(120), 회전 부시(120)와 너클 중심축(110) 사이에 배치되는 베어링(130)을 포함한 상태에서, 상기 너클 모듈(100)을 통한 회전축을 중심으로 로워 암(50)을 회전 가능하게 지지하는 것을 특징으로 한다.
상기 너클 모듈(100)은, 상기 회전 부시(120)의 일측에 돌출 형성된 고정턱(124) 반대측 상에 배치되어 베어링(130)을 지지하는 기능을 하는 베어링 캡(140), 상기 베어링 캡(140)을 고정하는 동시에 베어링(130)을 고정하는 기능을 하는 멈춤링(150) 및 베어링(130)의 양쪽 끝단 상에서 이물질 침투방지를 위하도록 배치된 오일씰(160)을 더 포함한다.
상기 회전 부시(120)는 외측 파이프(121), 상기 외측 파이프(121)의 내측으로 이격 형성되는 내측 파이프(123) 및 상기 내측 파이프(123)와 외측 파이프(121) 사이에 충진되는 방진용 고무(125)를 포함한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 상용 차량의 독립현가장치는 스티어링 너클 지지암을 이루는 제1,2 조인트에 너클 모듈을 적용하여 각각 연결 설치되는 어퍼암 및 로워암을 포함하여 구성하되, 버스 또는 트럭과 같은 상용 차량에 스티어링 너클과 스티어링너클 서포트암 간의 킹핀 경사각을 만족하면서, 로워 암과 스티어링 너클 지지암 간의 결합을 회전기능이 있는 부싱을 갖는 너클 모듈에 의해 결합함으로써 설계 자유도를 향상시키는 것을 특징으로 한다.
즉, 스티어링 너클 지지암을 이루는 제1 조인트의 연결 부위보다 내측으로 이격된 위치인 제2 조인트에 연결 설치되는 로워 암과 스티어링 너클 지지암의 결합을 회전기능을 갖는 부싱에 의해 고정함으로써 설계 자유도를 향상시키게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 스티어링너클 지지암과 컨트롤 아암을 연결하는 너클 모듈을 적용한 차량 현가장치를 보인다.
도 2는 도 1의 차량 현가장치의 정면도를 보인다.
도 3은 도 1의 A-A에 따른 단면을 보이는 것으로서, 차량 현가장치에 적용된 너클 모듈의 단면 구조를 보인다.
도 4는 차량 현가장치에 적용된 너클 모듈의 단면 구조를 보인다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 상용 차량의 독립현가장치를 설명한다.
본 발명에 따른 상용 차량의 독립 현가장치는 차륜(10)의 중심에 배치된 휠 허브(12) 상에 결합되는 스티어링 너클(20), 스티어링 너클 핀(30)에 의해 제1회전축을 중심으로 회전 가능한 방식으로 상기 스티어링 너클(20)에 연결되는 스티어링 너클 서포트암(40), 스티어링 너클 서포트암(40) 상의 제1 조인트에서 너클 모듈(100)을 통해 회전 가능하게 결합되는 로워 암(50,Lower Arm), 스티어링 너클 서포트암(40) 상의 제2 조인트에서 상기 제1 조인트의 연결 부위보다 상부 측으로 이격된 위치에 연결 설치되는 어퍼 암(60,Upper Arm) 및 로워 암(50)과 어퍼 암(60)을 연결하는 상태에서 진동 댐퍼와 스프링 요소를 갖는 댐핑 모듈(70)을 포함한다.
어퍼 암(60)은 설치된 위치에서 스티어링 너클 서포트암(40)에 배치되고 로워 암(50)은 설치된 위치에서 어퍼 암(60)의 아래에 배치된다. 로워 암(50)과 어퍼 암(60)은 스티어링 너클 서포트암(40)에 회동 가능하게 결합된 컨트롤 암을 말한다.
댐핑 모듈(70)을 이루는 진동 댐퍼와 스프링 요소는 스티어링 너클 서포트암(40)에 형성된 고정 요소 및 차체의 다른 고정 요소에 각각 고정 될 수 있다.
본 발명은 로워 암(50)이 너클 모듈(100)을 통해 스티어링 너클 서포트암(40)에 고정되어진 상태에서, 상기 너클 모듈(100)을 통한 제2 회전축을 중심으로 회전 가능하게 지지되면서, 방진기능을 갖는 부시 구조의 힌지를 구비하여 현가장치 성능을 향상시키는 특징을 갖는다. 제1회전축은 스티어링 너클 핀(30)을 중심으로 하여 스티어링 너클 서포트암(40)이 스티어링 너클(20)에 대해 회동하는 축을 의미한다. 제2 회전축은 너클 모듈(100)을 중심으로 하여 로워 암(50)이 스티어링 너클 서포트암(40)에 대해 회동하는 축을 의미한다.
스티어링 너클 서포트암(40)과 로워 암(50)은 너클 모듈(100)을 이루는 회전 부시(120)를 힌지로 하여 회전가능하게 결합된다. 회전 부시(120)는 스티어링 너클 서포트암(40) 상에 삽입결합되는 한편, 로워 암(50)과 스티어링 너클 서포트암(40)은 스티어링 너클 서포트암(40)에 결합된 너클 중심축(110)이 로워 암(50)에 볼트(170)로 고정되는 구조를 통해 결합된다. 즉, 타원형 핀 모양을 갖는 너클 중심축(110)의 끝단에 형성된 결합홀(112)을 이용하여 로워 암(50)에 볼트(170)로 고정한다.
너클 모듈(100)은 스티어링 너클 서포트암(40) 상에 삽입 결합되는 너클 중심축(110), 상기 너클 중심축(110)과 스티어링 너클 서포트암(40) 사이에 개재되는 회전 부시(120), 회전 부시(120)와 너클 중심축(110) 사이에 배치되는 베어링(130), 회전 부시(120)의 일측에 돌출 형성된 고정턱(124) 반대측 상에 배치되어 베어링(130)을 지지하는 기능을 하는 베어링 캡(140), 베어링 캡(140)을 고정하는 동시에 베어링(130)을 고정하는 기능을 하는 멈춤링(150), 베어링(130)의 양쪽 끝단 상에서 이물질 침투방지를 위하도록 배치된 오일씰(160) 및 너클 중심축(110)의 끝단에 형성된 결합홀(112)을 이용하여 로워 암(50)에 고정되는 볼트(170)를 포함한다.
회전 부시(120)는 외측 파이프(121), 외측 파이프(121)의 내측으로 이격 형성되는 내측 파이프(123) 및 내측 파이프(123)와 외측 파이프(121) 사이에 충진되는 방진용 고무(125)를 포함한다.
내측 파이프(123)의 일측 둘레에는 베어링 이탈방지용 기능을 하는 고정턱(124)이 형성되어 있으며, 내측 파이프(123)와 너클 중심축(110) 사이에는 베어링(130) 2개가 양쪽으로 너클 중심축(110)을 둘러싸고 있으며, 너클 중심축(110)은 타원형 모양으로 베어링(130)과 접촉되어 회전된다.
베어링(130)의 일측은 회전 부시(120)를 이루는 내측 파이프(123)의 일측에 돌출된 고정턱(124)에 의해 지지된다. 베어링의 재질은 FRP 또는 금속재가 사용된다. 이때, 베어링 캡(140)의 외측에 밀착 배치된 멈춤링(150)은 너클 중심축(110)에 형성된 홈에 끼워지게 되어 고정된다. 한편, 베어링(130)의 양쪽 끝단에는 이물질 침투방지를 위한 오일씰(160)이 결합된다. 또한, 너클 중심축(110)의 중앙부에는 윤할유가 들어갈 수 있는 오일홈(132)이 형성된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 상용 차량의 독립현가장치는 스티어링 너클 지지암을 이루는 제1,2 조인트에 너클 모듈을 적용하여 각각 연결 설치되는 어퍼암 및 로워암을 포함하여 구성하되, 버스 또는 트럭과 같은 상용 차량에 스티어링 너클과 스티어링너클 서포트암 간의 킹핀 경사각을 만족하면서, 로워 암과 스티어링 너클 지지암 간의 결합을 회전기능이 있는 부싱을 갖는 너클 모듈에 의해 결합함으로써 설계 자유도를 향상시키는 것을 특징으로 한다. 즉, 스티어링 너클 지지암을 이루는 제1 조인트의 연결 부위보다 내측으로 이격된 위치인 제2 조인트에 연결 설치되는 로워 암과 스티어링 너클 지지암의 결합을 회전기능을 갖는 부싱에 의해 고정함으로써 설계 자유도를 향상시키게 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (3)

  1. 차륜(10)의 중심에 배치된 휠 허브(12) 상에 결합되는 스티어링 너클(20);
    스티어링 너클 핀(30)에 의해 회전 가능한 방식으로 상기 스티어링 너클(20)에 연결되는 스티어링 너클 서포트암(40);
    상기 스티어링 너클 서포트암(40) 상의 제1 조인트에서 너클 모듈(100)을 통해 회전 가능하게 결합되는 로워 암(50,Lower Arm);
    상기 스티어링 너클 서포트암(40) 상의 제2 조인트에서 상기 제1 조인트의 연결 부위보다 상부 측으로 이격된 위치에 연결 설치되는 어퍼 암(60,Upper Arm); 및
    상기 로워 암(50)과 어퍼 암(60)을 연결하는 구조를 갖는 댐핑 모듈(70);을 포함하고,
    상기 너클 모듈(100)은,
    상기 스티어링 너클 서포트암(40) 상에 삽입 결합되는 너클 중심축(110), 상기 너클 중심축(110)과 스티어링 너클 서포트암(40) 사이에 개재되는 회전 부시(120), 회전 부시(120)와 너클 중심축(110) 사이에 배치되는 베어링(130)을 포함한 상태에서, 상기 너클 모듈(100)을 통한 회전축을 중심으로 로워 암(50)을 회전 가능하게 지지하며,
    상기 너클 모듈(100)은, 상기 회전 부시(120)의 일측에 돌출 형성된 고정턱(124) 반대측 상에 배치되어 베어링(130)을 지지하는 기능을 하는 베어링 캡(140), 상기 베어링 캡(140)을 고정하는 동시에 베어링(130)을 고정하는 기능을 하는 멈춤링(150) 및 베어링(130)의 양쪽 끝단 상에서 이물질 침투방지를 위하도록 배치된 오일씰(160)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 상용 차량의 독립 현가장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 부시(120)는 외측 파이프(121), 상기 외측 파이프(121)의 내측으로 이격 형성되는 내측 파이프(123) 및 상기 내측 파이프(123)와 외측 파이프(121) 사이에 충진되는 방진용 고무(125)를 포함하는,
    상용 차량의 독립 현가장치.
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JPH07117426A (ja) * 1993-10-27 1995-05-09 Mitsubishi Motors Corp サスペンション構造
JPH08156548A (ja) * 1994-12-09 1996-06-18 Toyota Motor Corp サスペンション装置
KR20200031380A (ko) * 2018-09-14 2020-03-24 현대자동차주식회사 차량의 로워암과 너클의 마찰 저감 결합 구조물

Patent Citations (3)

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