KR102530686B1 - 차량용 리프스프링의 와인드업 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 리프스프링의 와인드업 제어장치에 관한 것으로, 리프스프링(1)을 구비한 차량의 제동시 액슬빔(7)과 연결된 연결로드(10) 및 연결로드(10)와 결합된 회전브라켓(20)의 작동으로 회전브라켓(20)에 결합된 스토퍼(30)가 리프스프링(1)의 후방측 상향 변형을 억제하게 됨으로써, 차량 제동시 리프스프링(1) 전체가 길이방향을 따라 물결모양으로 꼬여지는 스프링 와인드업 현상을 억제할 수 있도록 된 것이다.

Description

차량용 리프스프링의 와인드업 제어장치{APPARATUS FOR CONTROLLING WIND UP OF LEAF SPRING}

본 발명은 차량용 리프스프링의 와인드업 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리프스프링이 적용된 차량에서 제동시 리프스프링의 와이드업(Wind-Up) 현상을 방지할 수 있는 차량용 리프스프링의 와인드업 제어장치에 관한 기술이다.

리프스프링이 적용된 상용차량에서 제동쏠림 현상은 차량의 제동시 액슬의 후방 이동량, 리프스프링의 와이드업에 의한 스프링의 꼬임현상, 그리고 수직 지오메트리의 에러에 의해 발생한다.

이중에서 액슬의 후방 이동량은 스프링 부시의 강성(Stiffness)에 의한 변위제어를 통해 비교적 제어가 용이하고, 또한 수직 지오메트리는 설계인자로서 비교적 제어하기가 용이하지만, 상기 리프스프링의 와이드업에 의한 스프링 꼬임현상은 리프스프링의 스프링 프로파일과 강성편차 및 캠버편차 등 다양한 요소가 원인으로 작용하기 때문에 일정 수준으로 관리하는 데에 어려움이 있다.

상기 와인드업 현상은 차량의 제동시 관성 모멘트에 의해 유(U)볼트를 매개로 액슬빔과 결합된 리프스프링의 중간지점을 기점으로 리프스프링의 전방부는 지면을 향해 아래쪽으로 휘어지고 리프스프링의 후방부는 상측을 향해 위로 상승하게 됨으로써, 리프스프링 전체가 길이방향을 따라 물결모양으로 휘어지면서 스프링이 꼬이는 현상이다.

상기와 같은 리프스프링의 와인드업 현상은 리프스프링에 공진을 발생시키고, 이러한 공진은 차체를 가진하여 소음을 유발시키게 되며, 더 나아가 리프스프링의 내구성을 감소시키는 원인이 된다.

또한, 리프스프링의 와인드업 현상은 제동시 차체의 일측 방향 쏠림현상을 유발하게 되고, 이로 인해 제동 안정성 저하 및 더 나아가 사고 발생의 원인이 된다.

이를 방지하기 위해서는 리프스프링의 판스프링 개수를 증가시키거나 또는 각각의 판스프링 사이에 마찰계수가 큰 판스프링을 삽입하는 방법이 있지만, 이러한 방법은 중량과 원가의 상승 폭이 커서 현실적으로는 적용이 불가능하다.

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 10-2010-0058967호

본 발명은, 리프스프링을 구비한 차량의 제동시 리프스프링의 후방부가 상측으로 상승하는 것을 억제해서 리프스프링의 꼬임현상 즉 와이드업 현상을 방지할 수 있는 차량용 리프스프링의 와인드업 제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 리프스프링의 와인드업 제어장치는, 액슬의 회전중심으로부터 이격된 액슬빔에 일단이 회전 가능하게 결합되고 후방을 향해 타단이 연장되게 설치된 연결로드; 차체를 구성하는 사이드프레임에 대해 회전 가능하게 설치되면서 상기 연결로드의 타단이 회전 가능하게 결합된 회전브라켓; 및 상기 회전브라켓에 결합되면서 단부가 리프스프링의 상측으로 이격되게 위치하는 것으로 차량 제동시 회전브라켓이 회전할 때에 리프스프링에 접촉해서 리프스프링의 상방향 변화를 억제하는 스토퍼;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 연결로드의 일단은 액슬의 회전중심으로부터 하측으로 이격된 액슬빔에 회전 가능하게 결합된 것을 특징으로 한다.

상기 사이드프레임에는 고정브라켓이 고정되게 설치되고; 상기 고정브라켓의 하단부에 회전브라켓의 상단부가 회전 가능하게 결합된 것을 특징으로 한다.

상기 회전브라켓은 연결로드와의 결합을 위한 제1힌지축 및 고정브라켓과의 결합을 위한 제2힌지축이 상하로 배치되게 결합된 메인부; 및 상기 메인부에 연결되고 차량 내측으로 굴곡 형성되며 리프스프링의 상측 위치에 스토퍼가 위치하도록 차량 내측으로 굴곡 형성된 부위에 스토퍼가 결합된 서포트부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 스토퍼는 리프스프링의 손상방지 및 소음방지를 위해 고무 또는 실리콘 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 리프스프링을 구비한 차량의 제동시 액슬빔과 연결된 연결로드 및 연결로드와 결합된 회전브라켓의 작동으로 회전브라켓에 결합된 스토퍼가 리프스프링의 후방측 상향 변형을 억제하게 됨으로써, 차량 제동시 리프스프링 전체가 길이방향을 따라 물결모양으로 꼬여지는 스프링 와인드업 현상을 억제할 수 있게 되고, 이를 통해 스프링의 공진 현상 및 공진에 의한 소음을 없앨 수 있게 되며, 더 나아가 리프스프링의 내구성 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 차량 제동시 리프스프링의 와인드업 현상의 억제를 통해 제동시 차체의 쏠림현상을 억제할 수 있게 됨으로써 차량의 제동 안정성을 향상시킬 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따라 리프스프링의 와인드업 제어장치를 구비한 차량 형가장치의 정면도,
도 2는 도 1에서 리프스프링의 와인드업 제어장치가 설치된 부위의 사시도,
도 3은 본 발명에 따라 액슬빔과 연결로드의 일단이 결합된 부위를 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 리프스프링의 와인드업 제어장치에 대해 살펴보기로 한다.

일체 차축식 액슬 차량의 현가장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 다수의 판스프링이 겹쳐져서 이루어진 리프스프링(1)을 포함한다.

상기 리프스프링(1)은 차량의 전후방향을 따라 배치된 상태에서 전방쪽 단부는 스프링브라켓(2)에 회전 가능하게 힌지 결합되고, 상기 스프링브라켓(2)은 차체를 구성한 사이드프레임(3)에 고정되게 결합된다.

그리고, 리프스프링(1)의 후방쪽 단부는 새클(4)의 하단부에 회전 가능하게 힌지 결합되고, 상기 새클(4)의 상단부는 새클브라켓(5)에 회전 가능하게 힌지 결합되며, 상기 새클브라켓(5)은 사이드프레임(3)에 고정되게 결합된다.

또한, 리프스프링(1)의 중간부위는 한 쌍의 유(U)볼트(6)에 의해서 액슬빔(7)에 고정되게 결합된다.

상기와 같이 리프스프링(1)을 구비한 차량은 제동시에 리프스프링(1)이 유볼트(6)를 매개로 액슬빔(7)과 결합된 중간지점을 기점으로 전방부는 지면을 향해 아래로 휘어지고(도 1의 R1 참조) 후방부는 상측으로 휘어져서(도 1의 R2 참조), 리프스프링(1) 전체가 길이방향을 따라 물결모양으로 꼬여지는 스프링 와인드업 현상이 발생하게 된다.

상기와 같은 리프스프링(1)의 와인드업 현상은 리프스프링(1)에 공진을 발생시키고, 이러한 공진은 차체를 가진하여 소음을 유발시키게 되며, 더 나아가 리프스프링(1)의 내구성을 감소시키게 되는 바, 본 발명은 차량 제동시에 리프스프링(1)의 변형을 억제시킴으로써 와이드업 현상의 발생을 방지할 수 있도록 한 것이다.

즉, 본 발명에 따른 차량용 리프스프링의 와인드업 제어장치는 액슬의 회전중심(C1)으로부터 이격된 액슬빔(7)에 일단이 회전 가능하게 결합되고 후방을 향해 타단이 연장되게 설치된 연결로드(10); 차체를 구성하는 사이드프레임(3)에 대해 회전 가능하게 설치되면서 상기 연결로드(10)의 타단이 회전 가능하게 결합된 회전브라켓(20); 및 상기 회전브라켓(20)에 결합되면서 단부가 리프스프링(1)의 상측으로 이격되게 위치하는 것으로 차량 제동시 회전브라켓(20)이 회전할 때에 리프스프링(1)에 접촉해서 리프스프링(1)의 상방향 변화를 억제하는 스토퍼(30);를 포함하다.

여기서, 상기 연결로드(10)의 일단은 액슬의 회전중심(C1)으로부터 하측으로 이격된 액슬빔(7)에 회전 가능하게 결합된 구조가 된다.

즉, 차량의 제동시에 리프스프링(1)은 유볼트(6)를 매개로 액슬빔(7)과 결합된 중간지점을 기점으로 전방부는 지면을 향해 아래로 휘어지려는 힘을 받고 후방부는 상측으로 휘어지려는 힘을 받게 되는데, 이와 같은 리프스프링(1)의 거동에 의해 유볼트(6)를 매개로 결합된 액슬빔(7)도 토션력을 받게 되는 바, 액슬빔(7)의 토션에 의해 연결로드(10)가 길이방향을 따라 원활히 작동하기 위해서는 연결로드(10)의 일단이 액슬의 회전중심(C1)으로부터 하측으로 이격된 액슬빔(7)에 결합된 구조가 바람직한 것이다.

액슬의 회전중심(C1)을 기점으로 후방쪽 위치의 사이드프레임(3)에는 고정브라켓(40)의 상단부가 고정되게 설치되고, 고정브라켓(40)의 하단부는 하측으로 돌출되게 설치되며, 상기 고정브라켓(40)의 하단부에 회전브라켓(20)의 상단부가 회전 가능하게 결합된 구조가 된다.

상기 회전브라켓(20)은 연결로드(10)와의 결합을 위한 제1힌지축(51) 및 고정브라켓(40)과의 결합을 위한 제2힌지축(52)이 상하로 배치되게 결합된 메인부(21), 및 상기 메인부(21)에 연결되고 차량 내측으로 굴곡 형성되며 리프스프링(1)의 상측 위치에 스토퍼(30)가 위치하도록 차량 내측으로 굴곡 형성된 부위에 스토퍼(30)가 결합된 서포트부(22)를 포함한다.

상기 메인부(21)와 서포트부(22)는 일체로 형성되거나 또는 각각 별물로 제작된 후 용접과 같은 결합을 통해서 일체화되게 결합될 수도 있다.

상기 스토퍼(30)는 리프스프링(1)의 손상방지 및 소음방지를 위해 고무 또는 실리콘 중 어느 하나로 형성된 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 액슬의 회전중심(C1)과 스토퍼(30)사이의 거리(L1)는 튜닝을 통해 적적히 조절할 수 있으며, 경우에 따라 현가 기능을 위한 리프스프링(1)의 상하변위와 와이드업을 방지하기 위한 스토퍼(30)의 간극이 일치하는 경우 상기 스토퍼(30)가 범프 스토퍼의 기능을 포함하도록 구성할 수 있으며, 이럴 경우 리프스프링(1)에 별도로 범프 스토퍼를 구현할 필요가 없게 됨으로써 부품수 감축 및 원가절감을 도모할 수 있게 된다.

도 3에는 연결로드(10)의 일단이 액슬빔(7)에 회전 가능하게 결합된 구조가 도시되어 있는 바, 즉 액슬빔(7)의 일측에 별도의 브라켓(53)이 고정 결합되고, 상기 브라켓(53)에 연결로드(10)의 일단이 삽입된 후 제3힌지축(54)을 매개로 회전 가능하게 결합된 구조이다.

따라서, 차량의 제동시에 리프스프링(1)은 유볼트(6)를 매개로 액슬빔(7)과 결합된 중간지점을 기점으로 전방부는 지면을 향해 아래로 휘어지려는 힘을 받고 후방부는 상측으로 휘어지려는 힘을 받게 되며, 이와 같은 리프스프링(1)의 거동에 의해 유볼트(6)를 매개로 결합된 액슬빔(7)도 토션력을 받게 된다.

액슬빔(7)이 토션력을 받게 되면 액슬의 회전중심(C1)으로부터 하측으로 이격된 위치에서 액슬빔(7)에 일단이 결합된 연결로드(10)는 도 1의 도시상태에서 후방을 향하여 우측으로 이동하게 되고, 연결로드(10)의 후방 이동에 의해 회전브라켓(20)의 메인부(21)는 제2힌지축(52)을 중심으로 도 1의 도시상태에서 반 시계반향으로 회전하며, 메인부(21)의 반 시계반향으로 회전에 의해 서포트부(22) 및 서포트부(22)에 결합된 스토퍼(30)도 동일 방향으로 함께 회전하게 되는 바, 이때 스토퍼(30)의 선단부가 리프스프링(1)의 상부면과 접촉해서 리프스프링(1)의 상방향 변형을 억제하게 된다.

상기와 같이 스토퍼(30)가 리프스프링(1)의 후방측 상향 변형을 억제하게 되면, 차량 제동시 리프스프링(1) 전체가 길이방향을 따라 물결모양으로 꼬여지는 스프링 와인드업 현상을 억제할 수 있게 되며, 스프링 와인드업 현상이 억제되면 스프링의 공진 및 이로 인해 발생하던 소음을 없앨 수 있게 되고, 더 나아가 리프스프링(1)의 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 차량 제동시 리프스프링의 와인드업 현상의 억제를 통해 제동시 차체의 쏠림현상을 억제할 수 있게 됨으로써 차량의 제동 안정성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는, 리프스프링(1)을 구비한 차량의 제동시 액슬빔(7)과 연결된 연결로드(10) 및 연결로드(10)와 결합된 회전브라켓(20)의 작동으로 회전브라켓(20)에 결합된 스토퍼(30)가 리프스프링(1)의 후방측 상향 변형을 억제하게 됨으로써, 차량 제동시 리프스프링(1) 전체가 길이방향을 따라 물결모양으로 꼬여지는 스프링 와인드업 현상을 억제할 수 있게 되고, 이를 통해 스프링의 공진 현상 및 공진에 의한 소음을 없앨 수 있게 되며, 더 나아가 리프스프링(1)의 내구성 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.

또한, 차량 제동시 리프스프링의 와인드업 현상의 억제를 통해 제동시 차체의 쏠림현상을 억제할 수 있게 됨으로써 차량의 제동 안정성을 향상시킬 수 있는 장점도 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.

1 - 리프스프링 3 - 사이드프레임
6 - 유볼트 7 - 액슬빔
10 - 연결로드 20 - 회전브라켓
30 - 스토퍼 40 - 고정브라켓
C1 - 액슬의 회전중심

Claims (5)

1. 액슬의 회전중심으로부터 이격된 액슬빔에 일단이 회전 가능하게 결합되고 후방을 향해 타단이 연장되게 설치된 연결로드;
   차체를 구성하는 사이드프레임에 대해 회전 가능하게 설치되면서 상기 연결로드의 타단이 회전 가능하게 결합된 회전브라켓; 및
   상기 회전브라켓에 결합되면서 단부가 리프스프링의 상측으로 이격되게 위치하는 것으로 차량 제동시 회전브라켓이 회전할 때에 리프스프링에 접촉해서 리프스프링의 상방향 변화를 억제하는 스토퍼를 포함하고;
   상기 사이드프레임에는 고정브라켓이 고정되게 설치되고;
   상기 고정브라켓의 하단부에 회전브라켓의 상단부가 회전 가능하게 결합되고;
   상기 회전브라켓은 연결로드와의 결합을 위한 제1힌지축 및 고정브라켓과의 결합을 위한 제2힌지축이 상하로 배치되게 결합된 메인부; 및
   상기 메인부에 연결되고 차량 내측으로 굴곡 형성되며 리프스프링의 상측 위치에 스토퍼가 위치하도록 차량 내측으로 굴곡 형성된 부위에 스토퍼가 결합된 서포트부를 포함하고;
   상기 회전브라켓을 통해 연결로드와 스토퍼가 동시에 작동하는 것을 특징으로 하는 차량용 리프스프링의 와인드업 제어장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 연결로드의 일단은 액슬의 회전중심으로부터 하측으로 이격된 액슬빔에 회전 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 차량용 리프스프링의 와인드업 제어장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 스토퍼는 리프스프링의 손상방지 및 소음방지를 위해 고무 또는 실리콘 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 리프스프링의 와인드업 제어장치.

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