KR102586324B1 - 차량용 현가장치 - Google Patents

Abstract

차량용 현가장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 현가장치는 휠을 회전 가능하게 지지하는 너클과, 차폭 방향으로 배치되어 상기 너클과 차체 측을 연결하는 하나 이상의 컨트롤 아암과, 완충수단을 포함하는 현가장치에 있어서, 상기 하나 이상의 컨트롤 아암 중, 상기 너클과 차체 사이의 하부에 위치되는 로워 컨트롤 아암은 휠 측 선단이 상기 너클의 하부 일측에 연결되어 로워 아웃터 조인트를 형성하고, 차체 측의 2개의 자유단을 통해 차체 측의 전측과 후측에 각각 연결되어 프론트 로워 인너 조인트 및 리어 로워 인너 조인트를 형성하되, 상기 2개의 자유단 중, 하나의 자유단은 차체와의 사이에 컴플라이언스 컨트롤 아암을 개재하여 연결된다.

Description

차량용 현가장치{SUSPENSION SYSTEM FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 현가장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서스펜션의 로워 컨트롤 아암과 차체 사이에 컴플라이언스 컨트롤 아암(Compliance Control Arm)을 적용하여 차체의 상하운동에 해당하는 기구학적 거동과 컴플라이언스 거동을 분리하여 조정할 수 있도록 한 차량용 현가장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량 특히, 자동차에 있어서는 주행 중, 노면으로부터 전달되는 진동이나 충격을 저감하여 승차감 및 주행 안정성 등을 도모하기 위한 수단으로 차축과 차체 사이에 현가장치가 구비된다.

상기 현가장치는 차량의 주행 중, 노면으로부터 전달되는 불규칙한 입력을 효과적으로 차단하여 탑승자에게 안락한 승차감을 제공하고, 운전자의 운전행위 및 노면의 굴곡에 의해 발생되는 차체의 흔들림을 적절히 제어하여 운전 편의성을 제공하며, 불규칙한 노면의 주행 시, 타이어 접지면에서의 수직하중을 적절한 수준으로 유지하여 선회, 제동, 및 구동 시 차량의 조종 안정성을 확보하여야 한다는 기본 조건을 만족시켜야만 한다.

상기 조건을 만족시키기 위해서는 지오메트리 특성에 의한 휠의 자세가 매우 중요한 요소로 작용하게 되는데, 휠의 자세는 차체와의 상대 운동에 따라 크게 변하게 되며, 변하는 휠의 자세에 따라 차량의 전체적인 성능을 크게 좌우하게 된다.

이에 따라, 최근에는 적어도 3개 이상의 링크를 사용하여 노면으로부터 입력되는 충격과, 차체의 진동을 이상적인 기구학적 운동으로 이들을 효과적으로 수용할 수 있는 멀티 링크 타입 서스펜션이 개발되어 양산 차량에 적용되기도 한다.

그러나 멀티 링크 타입 서스펜션의 경우에는 다소의 성능향상은 이루어졌다고는 하지만, 휠의 자세를 이상적으로 실현하기에는 한계가 있으며, 다수의 링크를 사용함으로써, 부품수 및 부피가 커지면서 제작비가 많이 소요되고, 공간 효율이 낮다는 문제점을 내포하고 있다.

한편, 기존은 더블 위시본 타입 서스펜션이나 맥퍼슨 스트럿 타입 서스펜션은 멀티 링크 타입 서스펜션에 비하여 공간 효율의 측면에서는 유리하나, 횡력과 제동력에 의한 토우-인 및 횡강성 유지 등의 조건을 모두 구현하기에는 한계가 있다.

특히, 너클 측 연결요소가 1개이고, 차체 측 연결요소가 2개인 "A"타입의 아암이 적용되는 더블 위시본 타입 현가장치는 어시스트 아암 등을 이용하여 횡력과 제동력에 의한 토우-인 특성을 동시에 구현하는 것은 가능하나, 여전히 횡강성이 감소하는 문제점이 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 서스펜션의 로워 컨트롤 아암과 차체 사이에 컴플라이언스 컨트롤 아암(Compliance Control Arm)을 적용하여 차체의 상하운동에 따른 기구학적 거동과 컴플라이언스 거동을 분리하여 조정할 수 있도록 함으로써, 횡강성 감소를 최소화하면서도 횡력 및 제동력에 의한 토우-인 거동 특성을 동시에 구현할 수 있도록 하는 차량용 현가장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 휠을 회전 가능하게 지지하는 너클과, 차폭 방향으로 배치되어 상기 너클과 차체 측을 연결하는 하나 이상의 컨트롤 아암과, 완충수단을 포함하는 현가장치에 있어서, 상기 하나 이상의 컨트롤 아암 중, 상기 너클과 차체 사이의 하부에 위치되는 로워 컨트롤 아암은 휠 측 선단이 상기 너클의 하부 일측에 연결되어 로워 아웃터 조인트를 형성하고, 차체 측의 2개의 자유단을 통해 차체 측의 전측과 후측에 각각 연결되어 프론트 로워 인너 조인트 및 리어 로워 인너 조인트를 형성하되, 상기 2개의 자유단 중, 하나의 자유단은 차체와의 사이에 컴플라이언스 컨트롤 아암을 개재하여 연결되는 차량용 현가장치가 제공될 수 있다.

상기 하나 이상의 컨트롤 아암은 어퍼 컨트롤 아암과 로워 컨트롤 아암을 포함할 수 있다.

상기 컴플라이언스 컨트롤 아암은 상기 로워 컨트롤 아암의 차체 측의 전측 자유단과 차체 사이에 개재되어 차체 측과의 사이에 프론트 로워 인너 조인트를 형성할 수 있다.

여기서, 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암은 상기 차체 측의 선단에 상기 프론트 로워 인너 조인트가 형성되어 상기 차체에 연결되고, 상기 휠 측의 갈라진 양측 선단에 상호 일정 간격 이격된 2개의 컴플라이언스 조인트가 형성되어 상기 로워 컨트롤 아암의 차체 측의 전측 자유단에 고정되어 일정 간격 이격된 2개의 연결단을 갖는 연결체의 상기 2개의 연결단에 각각 연결될 수 있다.

이때, 상기 리어 로워 인너 조인트의 배치 각도와 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암의 설치 각도는 상기 휠의 외측 후방의 일측에 상기 로워 컨트롤 아암의 순간회전중심이 위치되도록 설정될 수 있다.

또한, 상기 2개의 컴플라이언스 조인트는 상하방향으로 일정 간격 이격되는 상부 및 하부 컴플라이언스 조인트로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 로워 컨트롤 아암과 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암은 상기 상부 및 하부 컴플라이언스 조인트를 연결하는 선을 축으로 하여 상대 회전운동 가능하게 연결될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시 예로, 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암은 상기 로워 컨트롤 아암의 차체 측의 후측 자유단과 차체 사이에 개재되어 차체 측과의 사이에 리어 로워 인너 조인트를 형성할 수 있다.

여기서, 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암은 상기 차체 측의 선단에 상기 리어 로워 인너 조인트가 형성되어 상기 차체에 연결되고, 상기 휠 측의 갈라진 양측 선단에 상호 일정 간격 이격된 2개의 컴플라이언스 조인트가 형성되어 상기 로워 컨트롤 아암의 차체 측의 후측 자유단에 고정되어 일정 간격 이격된 2개의 연결단을 갖는 연결체의 상기 2개의 연결단에 각각 연결될 수 있다.

이때, 상기 프론트 로워 인너 조인트의 배치 각도와 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암의 설치 각도는 상기 휠의 외측 후방의 일측에 상기 로워 컨트롤 아암의 순간회전중심이 위치되도록 설정될 수 있다.

또한, 상기 2개의 컴플라이언스 조인트는 상하방향으로 일정 간격 이격되는 상부 및 하부 컴플라이언스 조인트로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 로워 컨트롤 아암과 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암은 상기 상부 및 하부 컴플라이언스 조인트를 연결하는 선을 축으로 하여 상대 회전운동 가능하게 연결될 수 있다.

또한, 상기 2개의 컴플라이언스 조인트는 볼 조인트 또는 부시로 구성될 수 있다.

또한, 상기 로워 컨트롤 아암은 상기 너클에 연결되는 하나의 휠 측 선단과, 상기 차체 측에 연결되는 2개의 자유단을 갖는 "A" 타입의 아암으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 프론트 로워 인너 조인트와 상기 리어 로워 인너 조인트는 부시 또는 볼 조인트로 구성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 차량용 현가장치는 휠에 횡력 및 제동력(전후력)이 전달될 때, 컴플라이언스 컨트롤 아암의 운동 특성에 의해 로워 컨트롤 아암의 움직임을 조정하여 횡강성은 유지하면서도 토우-인 거동 특성을 나타내도록 함으로써, 컴플라이언스 스티어 특성을 자유롭게 설계할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 현가장치는 부시 변형이 작은 휠의 바운드 및 리바운드(상하운동) 시에는 상기 로워 컨트롤 아암과 컴플라이언스 컨트롤 아암의 상대 운동이 거의 발생하지 않아 차체의 상하운동에 해당하는 기구학적 거동은 그대로 유지하면서도 컴플라이언스 거동을 분리하여 설계할 수 있다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 현가장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 현가장치의 개략적인 평면 모식도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 현가장치의 개략적인 정면 모식도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 현가장치의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 현가장치의 개략적인 평면 모식도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 현가장치의 개략적인 정면 모식도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 현가장치의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 현가장치는 더블 위시본 타입 서스펜션을 예로 하여 설명한다.

즉, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 현가장치는 너클(Knuckle: K), 어퍼 컨트롤 아암(Upper Control Arm: UCA), 로워 컨트롤 아암(Lower Control Arm: LCA), 컴플라이언스 컨트롤 아암(Compliance Control Arm; CCA), 어시스트 아암(Assist Arm: AA)으로 이루어지며, 이외에 도시하지 않는 코일 스프링 및 쇽 업소버로 이루어지는 완충수단을 포함한다.

여기서, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 현가장치는 더블 위시본 타입 서스펜션을 예로 하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 맥퍼슨 스트럿 타입 서스펜션, 위시본 타입 서스펜션과 같이, 상기 현가장치에 적용되는 각 구성요소 중, 핵심 구성요소인 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)이 적용되어 그 기능을 극대화 할 수 있는 로워 컨트롤 아암(LCA, 또는 로워 아암)을 포함하는 서스펜션이면, 모든 서스펜션에 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)을 적용하여 동일한 기능을 구현하는 것이 가능하다.

먼저, 상기 너클(K)은 휠(WH)을 회전 가능하게 지지한다.

상기 어퍼 컨트롤 아암(UCA)은 1개 또는 2개의 아암이 사용될 수 있으며, 본 발명의 제1 실시 예에서는 "A"타입의 아암이 적용된 것을 예시하고 있다.

상기 어퍼 컨트롤 아암(UCA)은 차폭 방향으로 배치되어 휠 측 선단이 상기 너클(K)의 상단부에 연결되어 어퍼 아웃터 조인트(2)를 형성하고, 차체 측의 양측 자유단이 차체에 전후방향으로 연결되면서 프론트 어퍼 인너 조인트(4)와 리어 어퍼 인너 조인트(6)를 형성한다.

상기 로워 컨트롤 아암(LCA)은 상기 어퍼 컨트롤 아암(UCA)과 마찬가지로 1개 또는 2개의 아암이 사용될 수 있으며, 본 발명의 제1 실시 예에서는 "A"타입의 아암이 적용된 것을 예시하고 있다.

물론, 본 발명의 제1 실시 예에서는 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)으로 "A" 타입의 아암을 적용한 예를 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 너클(K) 측 연결요소가 2개이고, 차체 측 연결요소가 2개인 "H"타입의 아암을 예로 하여도, 이에 적용되는 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)의 기능은 동일하게 구현 가능하다.

상기 로워 컨트롤 아암(LCA)은 차폭방향으로 배치되어 휠 측 선단이 상기 너클(K)의 하부 일측에 연결되면서 로워 아웃터 조인트(8)를 형성하고, 차체 측의 양측 자유단 중, 후측 자유단은 차체와 연결되면서 리어 로워 인너 조인트(12)를 형성한다.

또한, 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)은 차체 측의 양측 자유단 중, 전측 자유단에 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)이 일정 간격 이격된 2개의 컴플라이언스 조인트(14)(16)를 통해 연결되며, 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)의 차체 측 선단은 차체에 연결되면서 프론트 로워 인너 조인트(10)를 형성한다.

여기서, 상기 2개의 컴플라이언스 조인트(14)(16)는 상부 컴플라이언스 조인트(14)와 하부 컴플라이언스 조인트(16)로 이루어지며, 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)의 차체 측의 전측 자유단과 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)의 휠 측 선단이 상하방향으로 일정 간격 이격되어 위치하는 상기 상부 및 하부 컴플라이언스 조인트(14)(16)에 의하여 연결된다.

이러한 로워 컨트롤 아암(LCA)과 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)의 연결부에 대하여 보다 구체적으로 설명하면, 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)은 차체 측의 선단에 상기 프론트 로워 인너 조인트(10)가 형성되어 상기 차체에 연결된다.

또한, 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)의 휠 측의 선단은 양측으로 갈라져 상하로 일정 간격 이격된 상기 상부 및 하부 컴플라이언스 조인트(14)(16)가 구성된다.

또한, 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)의 차체 측의 전측 자유단에는 연결체(30)가 고정되는데, 상기 연결체(30)는 상호 일정 간격 이격된 2개의 연결단(31)(33)을 갖는다.

이에, 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)은 상부 및 하부 컴플라이언스 조인트(14)(16)를 통해 상기 연결체(30)의 2개의 연결단(31)(33)에 각각 조립되어 연결된다.

여기서, 상기 상부 및 하부 컴플라이언스 조인트(14)(16)는 볼 조인트로 적용하여 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 부시 등과 같이, 상기 상부 및 하부 컴플라이언스 조인트(14)(16)로 적용되어 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)과 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)을 연결하면서 이들을 연결하는 선을 축(S)으로 하여 상호 간에 상대 회전운동이 가능하도록 하는 구성이면 적용이 가능하다.

그리고 상기 어시스트 아암(AA)은 1개의 아암으로 사용될 수 있으며, 너클(K)의 후방에서 차폭방향으로 배치되어 휠 측 선단이 너클(K)의 후측 중간부와 연결되면서 아웃터 조인트(18)를 형성하고, 차체 측 선단이 차체와 연결되면서 인너 조인트(20)를 형성한다.

상기에서, 각각의 조인트는 부시 또는 볼 조인트에 의하여 연결될 수 있는데, 본 발명의 실시 예에서는 상기 어퍼 컨트롤 아암(UCA)과 로워 컨트롤 아암(LCA), 및 상기 어시스트 아암(AA)의 각 아웃터 조인트(2)(8)(18) 및 상기 상부 및 하부 컴플라이언스 조인트(14)(16)는 볼 조인트를 적용한 것을 예시하고 있다.

또한, 상기 어퍼 컨트롤 아암(UCA)과 로워 컨트롤 아암(LCA), 및 상기 어시스트 아암(AA)의 각 인너 조인트(4)(6)(12)(20), 및 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)의 프론트 인너 조인트(10)는 부시를 적용한 것을 예시하고 있다.

즉, 부시는 공지와 같이, 소직경의 인너 파이프와 대직경의 아웃터 파이프 사이에 방진고무가 끼워져 가류 접착된 상태로, 휠에 입력되는 전후방향 및 좌우방향의 하중을 상기 방진고무가 변형되면서 탄성으로 흡수한다.

또한, 볼 조인트는 공지와 같이, 금속 볼에 환봉이 일체로 형성되는 스터드와, 상기 볼을 감싸주면서 구면 접촉을 통해 자유도를 형성하는 소켓으로 구성되어 임의의 방향으로 회전 가능하고, 동시에 병진 방향으로는 높은 강성을 가지는 조인트로서, 차체의 중량을 지지하면서 피벗의 기능을 동시에 수행한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 현가장치의 개략적인 평면 모식도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 현가장치의 개략적인 정면 모식도이다.

도 2와 도 3을 참조하면, 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)의 순간회전중심(IC)을 통해 휠(WH)의 컴플라이언스 운동 특성을 예측할 수 있게 되는데, 횡력과 제동력이 휠(WH)에 작용하는 동안, 휠(WH)이 토우-인 거동 특성이 증대되도록 하기 위해서는 로워 컨트롤 아암(LCA)의 순간회전중심(IC)이 휠(WH)의 외측 후방에 위치되도록 해야 한다.

이러한 로워 컨트롤 아암(LCA)의 순간회전중심(IC)은 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)의 리어 로워 인너 조인트(12)의 배치 각도와 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)의 설치 각도에 의해 결정된다.

즉, 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)은 차체 측 전방 연결부인 상기 상부 및 하부 컴플라이언스 조인트(14)(16) 지점은 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)의 설치 각도에 의한 프론트 로워 인너 조인트(10)와 상부 및 하부 컴플라이언스 조인트(14)(16)를 지나는 직선의 수직방향으로 운동방향이 결정된다.

또한, 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)은 차체 측 후방 연결부인 리어 로워 인너 조인트(12) 지점은 배치되는 부시의 강성이 약한 축선방향으로 운동방향이 결정된다.

이에 따라, 휠(WH)에 횡력 또는 제동력과 같은 외력이 가해지면, 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)은 차체 측 전방 및 후방 연결부의 각 운동방향에 따른 컴플라이언스 운동 특성에 따라 움직이게 된다.

이때, 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)의 순간회전중심(IC)은 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)의 차체 측 전방 및 후방 연결부의 각 순간적인 운동방향의 수직방향을 따라 연장되는 두 연장선(L1)(L2)이 교차하는 교점의 위치에 형성된다.

이와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 현가장치는 리어 로워 인너 조인트(12)의 배치 각도와 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)의 설치 각도를 설계하는 것으로, 로워 컨트롤 아암(LCA)의 순간회전중심(IC)을 원하는 위치에 설정할 수 있으며, 휠(WH)의 컴플라이언스 운동 특성을 예측하여 로워 컨트롤 아암(LCA)의 순간회전중심(IC)을 고려한 설계가 가능하게 된다.

한편, 휠(WH)이 바운드 및 리바운드와 같이, 부시의 변형이 작게 일어나는 상하 운동 시에는 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)과 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)의 상대 운동이 거의 발생되지 않는다.

도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 현가장치의 사시도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 현가장치도 제1 실시 예와 동일한 더블 위시본 타입 서스펜션을 예로 하여 설명한다.

즉, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 현가장치는 너클(Knuckle: K), 어퍼 컨트롤 아암(Upper Control Arm: UCA), 로워 컨트롤 아암(Lower Control Arm: LCA), 컴플라이언스 컨트롤 아암(Compliance Control Arm; CCA), 어시스트 아암(Assist Arm: AA)으로 이루어지며, 이외에 도시하지 않는 코일 스프링 및 쇽 업소버로 이루어지는 완충수단을 포함한다.

여기서, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 현가장치도 더블 위시본 타입 서스펜션을 예로 하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 맥퍼슨 스트럿 타입 서스펜션, 위시본 타입 서스펜션과 같이, 상기 현가장치에 적용되는 각 구성요소 중, 핵심 구성요소인 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)이 적용되어 그 기능을 극대화 할 수 있는 로워 컨트롤 아암(LCA, 또는 로워 아암)을 포함하는 서스펜션이면, 모든 서스펜션에 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)을 적용하여 동일한 기능을 구현하는 것이 가능하다.

상기 너클(K)은 휠(WH)을 회전 가능하게 지지한다.

상기 어퍼 컨트롤 아암(UCA)은 1개 또는 2개의 아암이 사용될 수 있으며, 본 발명의 제1 실시 예에서는 "A"타입의 아암이 적용된 것을 예시하고 있다.

상기 어퍼 컨트롤 아암(UCA)은 차폭 방향으로 배치되어 휠 측 선단이 상기 너클(K)의 상단부에 연결되어 어퍼 아웃터 조인트(2)를 형성하고, 차체 측의 양측 자유단이 차체에 전후방향으로 연결되면서 프론트 어퍼 인너 조인트(4)와 리어 어퍼 인너 조인트(6)를 형성한다.

상기 로워 컨트롤 아암(LCA)은 상기 어퍼 컨트롤 아암(UCA)과 마찬가지로 1개 또는 2개의 아암이 사용될 수 있으며, 본 발명의 제2 실시 예에서는 "A"타입의 아암이 적용된 것을 예시하고 있다.

물론, 본 발명의 제2 실시 예에서는 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)으로 "A" 타입의 아암을 적용한 예를 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 너클(K) 측 연결요소가 2개이고, 차체 측 연결요소가 2개인 "H"타입의 아암을 예로 하여도, 이에 적용되는 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)의 기능은 동일하게 구현 가능하다.

상기 로워 컨트롤 아암(LCA)은 차폭방향으로 배치되어 휠 측 선단이 상기 너클(K)의 하부 일측에 연결되면서 로워 아웃터 조인트(8)를 형성하고, 차체 측의 양측 자유단 중, 전측 자유단은 차체와 연결되면서 프론트 로워 인너 조인트(10)를 형성한다.

또한, 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)은 차체 측의 양측 자유단 중, 후측 자유단에 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)이 일정 간격 이격된 2개의 컴플라이언스 조인트(14)(16)를 통해 연결되며, 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)의 차체 측 선단은 차체에 연결되면서 리어 로워 인너 조인트(12)를 형성한다.

여기서, 상기 2개의 컴플라이언스 조인트(14)(16)는 상부 컴플라이언스 조인트(14)와 하부 컴플라이언스 조인트(16)로 이루어지며, 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)의 차체 측의 후측 자유단과 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)의 휠 측 선단이 상하방향으로 일정 간격 이격되어 위치하는 상기 상부 및 하부 컴플라이언스 조인트(14)(16)에 의하여 연결된다.

이러한 로워 컨트롤 아암(LCA)과 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)의 연결부에 대하여 보다 구체적으로 설명하면, 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)은 차체 측의 선단에 상기 리어 로워 인너 조인트(12)가 형성되어 상기 차체에 연결된다.

또한, 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)의 휠 측의 선단은 양측으로 갈라져 상로 일정 간격 이격된 상기 상부 및 하부 컴플라이언스 조인트(14)(16)가 구성된다.

또한, 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)의 차체 측의 후측 자유단에는 연결체(30)가 고정되는데, 상기 연결체(30)는 상호 일정 간격 이격된 2개의 연결단(31)(33)을 갖는다.

이에, 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)은 상부 및 하부 컴플라이언스 조인트(14)(16)를 통해 상기 연결체(30)의 2개의 연결단(31)(33)에 각각 조립되어 연결된다.

여기서, 상기 상부 및 하부 컴플라이언스 조인트(14)(16)는 볼 조인트로 적용하여 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 부시 등과 같이, 상기 상부 및 하부 컴플라이언스 조인트(14)(16)로 적용되어 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)과 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)을 연결하면서 이들을 연결하는 선을 축(S)으로 하여 상호 간에 상대 회전운동이 가능하도록 하는 구성이면 적용이 가능하다.

그리고 상기 어시스트 아암(AA)은 1개의 아암으로 사용될 수 있으며, 너클(K)의 후방에서 차폭방향으로 배치되어 휠 측 선단이 너클(K)의 후측 중간부와 연결되면서 아웃터 조인트(18)를 형성하고, 차체 측 선단이 차체와 연결되면서 인너 조인트(20)를 형성한다.

상기에서, 각각의 조인트는 부시 또는 볼 조인트에 의하여 연결될 수 있는데, 본 발명의 실시 예에서는 상기 어퍼 컨트롤 아암(UCA)과 로워 컨트롤 아암(LCA), 및 상기 어시스트 아암(AA)의 각 아웃터 조인트(2)(8)(18) 및 상기 상부 및 하부 컴플라이언스 조인트(14)(16)는 볼 조인트를 적용한 것을 예시하고 있다.

또한, 상기 어퍼 컨트롤 아암(UCA)과 로워 컨트롤 아암(LCA), 및 상기 어시스트 아암(AA)의 의 각 인너 조인트(4)(6)(12)(20), 및 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)의 리어 인너 조인트(12)는 부시를 적용한 것을 예시하고 있다.

즉, 부시는 공지와 같이, 소직경의 인너 파이프와 대직경의 아웃터 파이프 사이에 방진고무가 끼워져 가류 접착된 상태로, 휠에 입력되는 전후방향 및 좌우방향의 하중을 상기 방진고무가 변형되면서 탄성으로 흡수한다.

또한, 볼 조인트는 공지와 같이, 금속 볼에 환봉이 일체로 형성되는 스터드와, 상기 볼을 감싸주면서 구면 접촉을 통해 자유도를 형성하는 소켓으로 구성되어 임의의 방향으로 회전 가능하고, 동시에 병진 방향으로는 높은 강성을 가지는 조인트로서, 차체의 중량을 지지하면서 피벗의 기능을 동시에 수행한다.

즉, 본 발명의 제2 실시 예는 제1 실시 예와 비교하여 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)의 설치 위치에만 차이가 있을 뿐, 다른 구성들은 동일하다.

도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 현가장치의 개략적인 평면 모식도이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 현가장치의 개략적인 정면 모식도이다.

도 5와 도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예와 마찬가지로, 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)의 순간회전중심(IC)을 통해 휠(WH)의 컴플라이언스 운동 특성을 예측할 수 있게 되는데, 횡력과 제동력이 휠(WH)에 작용하는 동안, 휠(WH)이 토우-인 거동 특성이 증대되도록 하기 위해서는 로워 컨트롤 아암(LCA)의 순간회전중심(IC)이 휠(WH)의 외측 후방에 위치되도록 해야 한다.

이러한 로워 컨트롤 아암(LCA)의 순간회전중심(IC)은 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)의 프론트 로워 인너 조인트(10)의 배치 각도와 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)의 설치 각도에 의해 결정된다.

즉, 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)은 차체 측 전방 연결부인 프론트 로워 인너 조인트(10) 지점은 배치되는 부시의 강성이 약한 축선방향으로 운동방향이 결정된다.

또한, 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)은 차체 측 후방 연결부인 상기 상부 및 하부 컴플라이언스 조인트(14)(16) 지점은 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)의 설치 각도에 의한 프론트 로워 인너 조인트(10)와 상부 및 하부 컴플라이언스 조인트(14)(16)를 지나는 직선의 수직방향으로 운동방향이 결정된다.

이에 따라, 휠(WH)에 횡력 또는 제동력과 같은 외력이 가해지면, 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)은 차체 측 전방 및 후방 연결부의 각 운동방향에 따른 컴플라이언스 운동 특성에 따라 움직이게 된다.

이때, 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)의 순간회전중심(IC)은 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)의 차체 측 전방 및 후방 연결부의 각 순간적인 운동방향의 수직방향을 따라 연장되는 두 연장선(L1)(L2)이 교차하는 교점의 위치에 형성된다.

이와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 현가장치는 프론트 로워 인너 조인트(10)의 배치 각도와 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)의 설치 각도를 설계하는 것으로, 제1 실시 예와 동일하게, 로워 컨트롤 아암(LCA)의 순간회전중심(IC)을 원하는 위치에 설정할 수 있으며, 휠(WH)의 컴플라이언스 운동 특성을 예측하여 로워 컨트롤 아암(LCA)의 순간회전중심(IC)을 고려한 설계가 가능하게 된다.

한편, 휠(WH)이 바운드 및 리바운드와 같이, 부시의 변형이 작게 일어나는 상하 운동 시에는 제1 실시 예와 동일하게 상기 로워 컨트롤 아암(LCA)과 컴플라이언스 컨트롤 아암(CCA)의 상대 운동이 거의 발생되지 않는다.

따라서 본 발명의 제1, 제2 실시 예에 따른 차량용 현가장치는 휠(WH)의 상하 운동에 해당하는 기구학적 거동과 컴플라이언스 거동을 분리하여 조정할 수 있다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예들에 한정되는 것은 아니며, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 청구범위에 기재된 기술적 범위 내에서, 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

AA: 어시스트 아암
CCA: 컴플라이언스 컨트롤 아암
K: 너클
LCA: 로워 컨트롤 아암
UCA: 어퍼 컨트롤 아암

Claims (16)

1. 휠을 회전 가능하게 지지하는 너클과, 차폭 방향으로 배치되어 상기 너클과 차체 측을 연결하는 하나 이상의 컨트롤 아암과, 완충수단을 포함하는 현가장치에 있어서,
   상기 하나 이상의 컨트롤 아암 중, 상기 너클과 차체 사이의 하부에 위치되는 로워 컨트롤 아암은 휠 측 선단이 상기 너클의 하부 일측에 연결되어 로워 아웃터 조인트를 형성하고, 차체 측의 2개의 자유단을 통해 차체 측의 전측과 후측에 각각 연결되어 프론트 로워 인너 조인트 및 리어 로워 인너 조인트를 형성하되,
   상기 2개의 자유단 중, 하나의 자유단은 2개의 연결단을 갖는 연결체와, 상기 2개의 연결단에 각각 연결되는 2개의 컴플라이언스 조인트를 갖는 컴플라이언스 컨트롤 아암을 통하여 상기 차체에 연결되는 차량용 현가장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 컴플라이언스 컨트롤 아암은
   상기 차체 측의 선단에 프론트 로워 인너 조인트가 형성되어 상기 차체에 연결되고, 상기 휠 측으로 갈라진 양측 선단에 상호 일정 간격 이격되어 형성된 2개의 컴플라이언스 조인트가 상기 로워 컨트롤 아암의 차체 측의 전측 자유단에 고정된 상기 연결체의 2개의 연결단에 각각 연결되는 차량용 현가장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 리어 로워 인너 조인트의 배치 각도와 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암의 설치 각도는 상기 휠의 외측 후방의 일측에 상기 로워 컨트롤 아암의 순간회전중심이 위치되도록 설정되는 차량용 현가장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 2개의 컴플라이언스 조인트는
   상하방향으로 일정 간격 이격되는 상부 및 하부 컴플라이언스 조인트로 이루어지는 차량용 현가장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 로워 컨트롤 아암과 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암은
   상기 상부 및 하부 컴플라이언스 조인트를 연결하는 선을 축으로 하여 상대 회전운동 가능하게 연결되는 차량용 현가장치.
7. 제3항에 있어서,
   상기 2개의 컴플라이언스 조인트는 볼 조인트 또는 부시로 구성되는 차량용 현가장치.
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,
   상기 컴플라이언스 컨트롤 아암은
   상기 차체 측의 선단에 리어 로워 인너 조인트가 형성되어 상기 차체에 연결되고, 상기 휠 측으로 갈라진 양측 선단에 상호 일정 간격 이격되어 형성된 2개의 컴플라이언스 조인트가 상기 로워 컨트롤 아암의 차체 측의 후측 자유단에 고정된 상기 연결체의 2개의 연결단에 각각 연결되는 차량용 현가장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 프론트 로워 인너 조인트의 배치 각도와 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암의 설치 각도는 상기 휠의 외측 후방의 일측에 상기 로워 컨트롤 아암의 순간회전중심이 위치되도록 설정되는 차량용 현가장치.
11. 제9항에 있어서,
    상기 2개의 컴플라이언스 조인트는
    상하방향으로 일정 간격 이격되는 상부 및 하부 컴플라이언스 조인트로 이루어지는 차량용 현가장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 로워 컨트롤 아암과 상기 컴플라이언스 컨트롤 아암은
    상기 상부 및 하부 컴플라이언스 조인트를 연결하는 선을 축으로 하여 상대 회전운동 가능하게 연결되는 차량용 현가장치.
13. 제9항에 있어서,
    상기 2개의 컴플라이언스 조인트는 볼 조인트 또는 부시로 구성되는 차량용 현가장치.
14. 제1항에 있어서,
    상기 로워 컨트롤 아암은
    상기 너클에 연결되는 하나의 휠 측 선단과, 상기 차체 측에 연결되는 2개의 자유단을 갖는 "A" 타입의 아암으로 형성되는 차량용 현가장치.
15. 제1항에 있어서,
    상기 프론트 로워 인너 조인트와 상기 리어 로워 인너 조인트는 부시 또는 볼 조인트로 구성되는 차량용 현가장치.
16. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 컨트롤 아암은
    어퍼 컨트롤 아암과 로워 컨트롤 아암을 포함하는 차량용 현가장치.

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