KR19980040175A - 자동차의 현가암과 크로스멤버의 체결구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 현가암과 크로스멤버의 체결구조에 관한 것으로서, 특히, 차륜의 움직임을 상하방향으로 조절하도록 된 현가암이, 차체의 강도 및 강성을 증진시키도록 된 크로스멤버의 내부에 삽입되어, 충격 및 진동을 감쇠하도록 된 암 부시를 체결매개로 회동가능하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 현가암과 크로스멤버의 체결구조를 제공하여, 자동차의 승차감을 향상시키고, 현가장치의 횡강성을 증대시킬 수 있다.

Description

자동차의 현가암과 크로스멤버의 체결구조

본 발명은 자동차에 관한 것으로, 보다 상세하게는 현가암의 길이를 연장하는 데에 적합한 자동차의 현가암과 크로스멤버의 체결구조에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 현가장치는 차축과 차체를 연결하여 주행중에 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 차체에 직접적으로 전달되지 않도록 제어하여 차체와 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 만드는 장치로서 노면에서 받는 충격을 완화시키는 섀시 스프링과, 섀시 스프링의 자유진동을 제어하여 승차감을 좋게하는 쇽업소버 및 차량의 롤링을 방지하는 스테빌라이저 등으로 구성된다.

여기서, 상기 섀시 스프링은 차체와 바퀴사이에 설치되어 주행중 노면으로부터 전달되는 충격과 바퀴의 진동을 흡수하여 차체에 전달되지 않도록 하기 위한 것으로서, 금속스프링에는 리프스프링과 코일스프링 및 토션바스프링이 있고, 이밖에 고무스프링과 공기스프링등도 사용되고 있다.

그리고, 상기 쇽업소버는 차량의 주행중 스프링이 받는 충격에 의해 발생하는 고유진동을 흡수함으로써, 진동을 신속하게 감쇠시켜 승차감을 좋게 하기 위한 장치로서, 상하의 운동에너지를 열에너지로 바꾸는 작용을 하고, 그 방식에 따라 고체 마찰식과 유압식이 있지만, 일반적으로 유압식이 많이 사용되며, 또한, 작동상으로는 신장시에 감쇠력을 발휘하는 단동식과, 신장시와 압축시에 모두 감쇠력을 발휘하는 복동식이 있다.

한편, 상기 스태빌라이저는 좌우의 로어 현가암에 양단이 장착되어 좌우의 바퀴가 서로 동시에 상하운동하는 경우에는 작용하지 않지만, 좌우의 바퀴가 서로 상하운동하는 경우에는 비틀려져 그 때에 발생하는 스프링 복원력으로 차체의 기울기를 감소시키는 역할을 하고 있다.

그리고, 상기 현가장치는 자동차의 장착부위에 따라 전방현가장치와 후방현가장치로 구분되어지고, 또 좌우의 바퀴가 1개의 차축으로 연결된 일체 차축식 앞차축을 스프링으로 차체와 연결시킨 차축현가식과, 좌우 양바퀴에 독립적으로 작동할 수 있도록 차체에 설치되면서 스프링 하중량이 가볍고 승차감이 좋으며 접지성이나 조정성 등이 뛰어난 독립현가식으로 나누어진다.

여기서, 상기 전방현가장치는 프레임과 차축사이를 연결하여 차의 중량을 지지하면서 바퀴의 진동을 흡수하는 장치로서, 앞차축의 형식에 따라 차축현가식과, 독립현가식으로 구분되어지는 데, 승차감이나 조종성을 중요시하는 승용차에는 독립현가식이 많이 사용되는 반면에, 버스나 트럭 등에는 차축현가식이 많이 사용되고 있다.

그리고, 후방현가장치는 평행 리이프 스프링형과 가로 놓인 리이프 스프링형, 코일스프링형, 드 디옹형, 공기 스프링형의 차축현가식과, 스윙차축 튜브형과 다이아고널 링크형, 트레일링 암형, 세미 트레일링 암형의 독립현가식으로 구분되어 지고, 상기 독립현가식은 스프링 아래 무게를 가볍게 할 수 있기 때문에 승차감이나 로드 홀딩이 좋아지고 바디의 바닥을 낮출 수 있어 실내 공간이 커지는 등의 효과가 있으므로 승용차나 스포츠 카 등에 사용되고 있다.

상기 현가장치들 중 종래의 세미 틀레일링 암형 후방현가장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 도시생략된 스프링의 자유진동을 억제하여 승차감을 향상시키는 쇽업소버(10)와, 하부차체의 강도 및 강성을 증진시키는 크로스멤버(20), 차륜(30)의 움직임을 조절하도록 된 현가암(40) 및, 자동차가 좌우로 요동되는 것을 방지하도록 된 스테빌라이저(50)로 구성된다.

여기서, 현가암(40)은, 도 2를 참조하면 알 수 있듯이, 마운팅브라켓(21)에 의해 크로스멤버(20)의 외측면에 회동가능하도록 설치되는데, 노면에서 받는 충격이나 진동이 차륜(30)으로부터 현가암(40)을 통해 크로스멤버(20)에 직접 전달되지 않도록, 상기 충격이나 진동을 흡수 및 완화할 수 있는 암 부시를 내재하고, 이를 통해 마운팅브라켓(21)에 결착된다.

상기 암 부시는 도 3에 도시된 바와 같이, 현가암(40)에 그 위주면이 고착되는 외측파이프(Outer Pipe)(61)와, 마운팅브라켓(21)에 결착되는 내측파이프(Inner Pipe)( 6 2)로 구성되어지며, 외측파이프(61)와 내측파이프(62)의 사이에는 고무부재(63)가 내설되어 있는 구조를 가진다.

여기서, 암부시(60)가 현가암(40)에서 전해지는 충격 및 진동을 완화 및 흡수할 수 있는 것은, 임피던스(Impedance)의 미스매칭(Mismatching)에 의한 진동감쇠효과때문인데, 이것은 서로 다른 임피던스의 두 물체가 상호 연결되어 있는 상태에서, 어느 한쪽의 물체에서 발생된 진동이 다른 쪽 물체에 전달될 경우 이 진동은 임피던스의 차이에 의해 진행방향이 바뀌거나 그 일부만 전달되어 진동에 대한 감쇠작용이 발생되며, 상기 임피던스의 차이가 클수록 그 효과가 더욱 크게 나타난다는 것이다.

즉, 외측파이프(61) 및 내측파이프(62)를 구성하는 철재의 임피던스는, 고무부재(63)를 구성하는 고무재질의 임피던스보다 크게 되는 데, 이와 같은 경우, 현가암(40)으로부터 외측파이프(61)에 전해지는 충격이나 진동의 전달방향이 바뀌어지거나, 그 일부만이 내측파이프(62)를 통해 마운팅브라켓(21)으로부터 크로스멤버(20)에 전달됨으로써, 차륜(30)으로부터 현가암(40)에 전해지는 충격이나 진동이 완화 및 흡수되는 것이다.

한편, 상기 현가암(40)은 차체의 하중 또는 노면의 상태에 따라 크로스멤버(20)와의 체결부위 및 차륜(30)과의 체결부위가 각기 회동하게 되는데, 이와 같게되면, 현가암(40)에 체결된 암 부시(60)의 외측파이프(61)가 원축을 중심으로 하여 시계 또는 반시계방향으로 회전을 하게 되고, 이로 인하여 고무부재(63)가 비틀리게 된다.

상기한 바와 같이 고무부재(63)가 비틀리게 되면, 비틀림각에 비례하여 내부재질의 밀도가 증가하게 되고, 이로 인하여 임피던스가 커지기 때문에, 외측파이프(61) 및 내측파이프(62)의 임피던스와의 차이가 작아지게 되어, 암 부시(60)의 충격 및 진동에 대한 감쇠성능이 상대적으로 저하된다.

상기한 바와 같은 암 부시(60)의 임피던스변화특성을 고려하면, 이 암 부시(60)의 비틀림각을 최소화하는 것이 승차감의 향상측면에서 바람직한 것이다.

이를 위한 방편의 일환으로, 근래에 와서 현가암(40)의 길이를 연장하는 방법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있는 바, 현가암(40)의 길이를 연장하게 되면, 현가암(40)의 마운팅되는 점에서의 회동각이 상대적으로 작아질 수 있는 것이다.

또한, 이와 같이 현가암(40)의 길이를 연장하게 되면, 현가장치의 횡강성이 향상되는 효과도 부수적으로 발생될 수 있는 것이다.

그러나, 종래의 현가암(40)와 크로스멤버(20)의 체결구조는, 상기한 바와 같이, 현가암(40)이 크로스멤버(20)의 외측면에 설치되도록 되어 있었기 때문에, 현가암(40)의 길이를 늘이는 데에 한계성이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 본 발명은, 현가암의 길이를 연장할 수 있는 자동차의 현가암과 크로스멤버의 체결구조를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차의 현가암과 크로스멤버의 체결 구조는 , 차륜의 움직임을 상하방향으로 조절하도록 된 현가암이, 차체의 강도 및 강성을 증진시키도록 된 크로스멤버의 내부에 삽입되어, 충격 및 진동을 감쇠하도록 된 암 부시를 체결매개로 회동가능하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 세미 트레일링 암형 후방현가장치를 도시한 개략적인 구조도,

도 2는 도 1에 도시된 현가암이 크로스멤버에 설치되는 체결구조를 도시한 사시도,

도 3은 종래의 암 부시에 대한 사시도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 현가암이 크로스멤버에 설치되는 체결구조를 도시한 사시도,

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 현가암이 크로스멤버에 설치되는 체결구조를 도시한 횡방향의 단면도,

도 6은 도 4 및 도 5에 도시된 현가암과 암 부시에 대한 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 쇽업소버, 20 : 크로스멤버, 21 : 마운팅브라켓, 30 : 차륜, 40, 80 : 현가암, 50 : 스테빌라이저, 60, 90 : 암 부시, 61, 91 : 외측파이프, 62, 92 : 내측파이프, 63, 93 : 고무부재, 101∼104 : 보울트, 111∼114 : 너트

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명에 의한 자동차의 현가암과 크로스멤버의 체결구조에 관한 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 현가암과 크로스멤버의 체결구조는, 도 4에 도시된 바와 같이, 기본적으로, 크로스멤버(70)의 측부에 형성된 요부홈을 통해 현가암(80)의 일단이 삽입되고, 상기 현가암(80)에 고착된 암 부시(90)가 크로스멤버(70)의 내측면에 회동가능하도록 설치되어 있는 구조로 되어 있다.

보다 상세하게는, 도 5에 도시된 바와 같이, 현가암(80)의 일단이 암 부시(90)의 외측파이프(91)에 고착되는데, 이 암 부시(90)의 내측파이프(92)가 철()형태를 갖는 한편, 이 내측파이프(92)의 양쪽 종단에 각기 보울트가 관통될 수 있도록 복수의 보울팅홀이 형성된다.

또한, 크로스멤버(70)의 측부에 형성된 요부홈의 양쪽 측면에는, 상기 암부시(90)를 구성하는 내측파이프(92)의 양쪽 종단에 형성된 보울팅홀을 관통한 보울트(101∼104)가 동일한 위치로 관통될 수 있도록 된 복수의 보울팅홀이 형성되어 있어서, 상기 크로스멤버(70)와 상기 암 부시(90)의 내측파이프(92)는 보울트(101∼104)와 너트(111∼114)에 의해 보울트결합된다.

한편, 도 6은 도 4 및 도 5에 도시된 현가암과 암 부시에 대한 사시도로서, 동도면을 참조하면 알 수 있듯이, 암부시(90)를 구성하는 내측파이프(92)는, 보울팅홀이 형성된 양쪽 종단이 보울팅결합이 용이하도록 납작하게 형성되어 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명은, 현가암(80)의 체결매개인 암 부시(90)가 크로스멤버(70)에 내재되는 구조로 되어 있기 때문에, 종래예에서와 같이, 현가암(도 2의 40 참조)이 크로스멤버(도 2의 20 참조)의 외측면에 설치되는 구조에 비하여, 현가암의 길이가 연장될 수 있는 것이다.

현가암의 길이가 연장됨에 따라서, 암 부시(90)의 비틀림각에 대한 변위가 작아지게 되기 때문에, 고무부재(93)가 비틀리는 정도가 작아져서 비틀림에 의한 임피던스의 증가폭이 감소된다.

이로 인하여, 암 부시(60)의 충격 및 진동에 대한 감쇠성능이 상대적으로 좋아지고, 자동차의 승차감이 향상될 수 있는 것이다.

또한, 부수적으로 현가암의 길이가 연장됨에 의하여 현가장치의 횡강성이 증대되는 효과가 발생된다.

전술한 바와 같이 본 발명에 의한 자동차의 현가암과 크로스멤버의 체결구조에 의하면, 현가암이 크로스멤버의 내부에 설치되어 그 길이가 연장되므로, 자동차의 승차감이 향상되고, 현가장치의 횡강성이 증대되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 차륜의 움직임을 상하방향으로 조절하도록 된 현가암이, 차체의 강도 및 강성을 증진시키도록 된 크로스멤버의 내부에 삽입되어, 충격 및 진동을 감쇠하도록 된 암 부시를 체결매개로 회동가능하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 현가암과 크로스멤버의 체결구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 현가암은, 상기 크로스멤버의 일측에 형성된 요부홈을 통해 상기 크로스멤버의 내부에 삽입되어 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차의 현가암과 크로스멤버의 체결구조.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 암 부시는, 외측파이프에 상기 현가암이 체결되고, 횡방향의 단면모양이 철()형태를 갖는 내측파이프가 양쪽 종단에 형성된 보울팅홀을 통해 상기 크로스멤버와 보울팅결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 현가암과 크로스멤버의 체결구조.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 크로스멤버는, 일측에 형성된 보울팅홀을 통해 상기 암 부시와 보울팅 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 현가암과 크로스멤버의 체결구조.