KR200209836Y1

KR200209836Y1 - A suspension system for an automobile

Info

Publication number: KR200209836Y1
Application number: KR2020000012517U
Authority: KR
Inventors: 박경조
Original assignee: 광승교역주식회사
Priority date: 2000-05-02
Filing date: 2000-05-02
Publication date: 2001-01-15

Abstract

본 고안은 자동차용 현가 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 횡력에 대한 강성을 유지하면서 현가 장치의 설치 공간을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 타이어와의 간섭 등을 최소화할 수 있는 자동차용 현가 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a suspension device for an automobile, and more particularly, to a suspension device for an automobile that can minimize the installation space of a suspension device while minimizing interference with tires while maintaining rigidity against a lateral force. will be.

본 고안의 목적은 현가 장치의 제작 시 코일 스프링과 쇽 업소버의 각도를 각각 최적으로 조립하지 않으면서도, 차량의 횡력 강성 및 쇽 업소버 마찰에 따른 현가 성능 저하를 방지할 수 있는 자동차용 현가 장치를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a suspension device for automobiles that can prevent the suspension performance due to the lateral stiffness and shock absorber friction of the vehicle without optimally assembling the coil spring and shock absorber angles. Is in.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 고안은, 쇽 업소버(55)의 중심선과 코일 스프링(58)의 중심선이 소정 각도 기울어진 상태로 설치되고, 상기한 코일 스프링(58)이 어퍼, 로워 스프링 시트(57, 56) 사이에 개재된 자동차용 현가 장치에 있어서, 상기한 어퍼, 로워 스프링 시트(57, 56) 사이에 개재됨과 아울러 일측 방향으로 횡방향 탄성을 갖도록 구부러진 상태로 제작되어 쇽 업소버(55)와 코일 스프링(1)의 중심선 각도가 작아져도 횡방향 강성을 유지할 수 있도록 구성된 코일 스프링(1)을 포함함을 특징으로 한다.In order to realize the above object, the present invention is installed in a state where the center line of the shock absorber 55 and the center line of the coil spring 58 are inclined at a predetermined angle, and the coil spring 58 is upper and the lower spring sheet ( In the vehicle suspension device interposed between 57 and 56, the shock absorber 55 is interposed between the upper and lower spring seats (57, 56) and bent to have a transverse elasticity in one direction. And it characterized in that it comprises a coil spring (1) configured to maintain the lateral rigidity even if the centerline angle of the coil spring (1) is small.

Description

Suspension system for automobiles {A suspension system for an automobile}

본 고안은 자동차용 현가 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 횡력에 대한 강성을 유지하면서 현가 장치의 설치 공간을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 타이어와의 간섭등을 최소화할 수 있는 자동차용 현가 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a suspension device for an automobile, and more particularly, to a suspension device for an automobile that can reduce the installation space of the suspension device while maintaining the rigidity against the lateral force and minimize interference with tires. will be.

일반적으로, 자동차용 현가 장치는 노면으로부터의 충격 감쇄 및 주행 안정성을 확보하기 위하여 설치된다.In general, the suspension device for automobiles is installed to reduce the impact from the road surface and to ensure driving stability.

상기한 현가 장치중에서 맥퍼슨 타입은 도4에 도시된 바와 같이 휠(미 도시)에 설치된 타이어(50)와, 상기한 휠의 너클(미 도시)에 일단이 연결되고 타단이 차체(51)에 회전 가능하게 설치된 로워 아암(52)과, 상기한 로워 아암(52)에 하단이 고정됨과 아울러 상단이 차체(51)에 고정된 스트러트 어셈블리(53)로 구성되어 있다.Among the suspension devices described above, the McPherson type has a tire 50 installed on a wheel (not shown), one end of which is connected to a knuckle (not shown) of the wheel, and the other end rotates on the vehicle body 51, as shown in FIG. The lower arm 52 and the lower arm 52 are fixed to the lower arm 52 as described above, and the strut assembly 53 is fixed to the vehicle body 51.

또한, 상기한 스트러트 어셈블리(53)는 로워 아암(52)과 일단이 연결됨과 아울러 로드(54)가 차체(51)에 고정된 쇽 업소버(55)와, 상기한 쇽 업소버(55)에 고정된 로워 스프링 시트(56)와 차체에 고정된 어퍼 스프링 시트(57) 사이에 개재된 코일 스프링(58)으로 구성되어 있다.In addition, the strut assembly 53 is fixed to the shock absorber 55 and the shock absorber 55 in which one end is connected to the lower arm 52 and the rod 54 is fixed to the vehicle body 51. The coil spring 58 is interposed between the lower spring seat 56 and the upper spring seat 57 fixed to the vehicle body.

상기한 바와 같은 맥퍼슨 타입 현가 장치에 작용하는 힘은, 차량 중량이 스트러트 어셈블리(53)의 상단에 인가되는 하중F와, 상기한 하중F에 따라 타이어(50)가 노면과 접촉되는 부분에서 작용하는 반력Fa와, 상기한 하중F에 따라 로워 아암(52) 차체 연결 부분에 형성되는 반력FL로 이루어진다.The force acting on the McPherson type suspension device as described above is applied to the load F at which the vehicle weight is applied to the upper end of the strut assembly 53 and the portion at which the tire 50 is in contact with the road surface according to the load F. Reaction force Fa and reaction force FL formed in the lower arm 52 body-body connection part according to said load F are mentioned.

여기서, 실질적으로 차량 중량이 인가되는 쇽 업소버(55)의 중심선C와, 차체(51)로부터 휠 중심(로워 아암이 연결된 부분)으로 연장된 선C' 사이에는 β만큼의 오차각이 형성되는 바, 상기한 현가 장치에 작용하는 힘에 따른 힘 벡터는 도3에 도시된 바와 같이 형성된다.Here, an error angle of β is formed between the centerline C of the shock absorber 55 to which the vehicle weight is substantially applied, and the line C 'extending from the vehicle body 51 to the center of the wheel (the portion where the lower arm is connected). , The force vector according to the force acting on the suspension device is formed as shown in FIG.

즉, 상기한 하중F와 반력 Fa에 따른 힘 벡터가 F로 나타날 때, 오차각β에 따른 힘Fq가 스트러트 어셈블리 중심선C에 직교한 방향으로 작용하게 되는 바, 이는 도6에 도시된 바와 같이 쇽 업소버(55)의 로드(54) 상단에 작용하게 되고, 상기한 힘Fq에 대한 반력Fs, Fk가 쇽 업소버(55)에 형성된다.That is, when the force vector according to the load F and the reaction force Fa is represented by F, the force Fq according to the error angle β acts in a direction orthogonal to the strut assembly centerline C, as shown in FIG. It acts on the top of the rod 54 of the absorber 55, and the reaction forces Fs and Fk against the force Fq are formed in the shock absorber 55.

상기한 힘 Fq, Fk, Fs는 쇽 업소버 로드(54)의 운동 시 로드(54)와 쇽 업소버(55) 사이에 마찰력을 발생시키고, 상기한 마찰력이 진동 감쇄 효과 및 횡력 저항 강성을 저하시키게 되는 바, 이를 감소시키기 위하여 도7에 도시된 바와 같이 쇽 업소버(55)의 중심선C와 차체(51)로부터 휠 중심(로워 아암이 연결된 부분)으로 연장된 선C' 사이에 각도를 갖도록 구성하게 된다.The forces Fq, Fk, and Fs generate a friction force between the rod 54 and the shock absorber 55 during the movement of the shock absorber rod 54, and the friction force lowers the vibration damping effect and the lateral force resistance stiffness. In order to reduce this, as shown in FIG. 7, the angle between the center line C of the shock absorber 55 and the line C 'extending from the vehicle body 51 to the wheel center (part connected to the lower arm) is configured to have an angle. .

즉, 어퍼, 로워 스프링 시트(57, 56)를 쇽 업소버(55)에 고정시킬 때 상기한 각도를 갖도록 용접시킴으로써 코일 스프링(58)이 소정 각도를 갖도록 하는 것이다.In other words, when the upper and lower spring sheets 57 and 56 are fixed to the shock absorber 55, the coil springs 58 have a predetermined angle by welding the welding spring to have the above-described angle.

그러나, 상기한 바와 같이 코일 스프링과 쇽 업소버 사이의 각도를 형성할 때 쇽 업소버의 압축/팽창 동작에 간섭되지 않도록 또, 차량 설계 시 차체와 현가 장치 사이의 구성상 간섭되지 않도록 해야 하기 때문에, 정확하게 각도를 유지하기가 어려운 문제점이 있다.However, as described above, when forming the angle between the coil spring and the shock absorber, it is necessary not to interfere with the compression / expansion operation of the shock absorber and to prevent the interference between the vehicle body and the suspension device in the design of the vehicle. There is a problem that is difficult to maintain the angle.

즉, 상기한 코일 스프링과 쇽 업소버의 각도 사이에 최적의 각도를 갖도록 차량을 설계하는 것이 어려울 뿐만 아니라 특히, 광폭 타이어를 장착하게 되면, 타이어의 폭이 커지기 때문에, 스트러트 어셈블리와 타이어 사이에 간섭이 일어나기 때문에 상기한 각도를 크게 할 수 없는 문제점이 있다.That is, it is not only difficult to design the vehicle to have an optimum angle between the coil spring and the shock absorber angle, but also, especially when the wide tire is mounted, the width of the tire becomes large, so that interference between the strut assembly and the tire is increased. Because of this, there is a problem that the above angle cannot be increased.

따라서, 본 고안의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 현가 장치의 제작 시 코일 스프링과 쇽 업소버의 각도를 각각 최적으로 조립하지 않으면서도, 차량의 횡력 강성 및 쇽 업소버 마찰에 따른 현가 성능 저하를 방지할 수 있는 자동차용 현가 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, and does not optimally assemble the coil spring and shock absorber at the time of manufacture of the suspension device, but the suspension performance decreases due to the lateral stiffness and shock absorber friction of the vehicle. In providing a vehicle suspension device that can prevent the.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 고안은 쇽 업소버의 중심선과 코일 스프링의 중심선이 소정 각도 기울어진 상태로 설치되고, 상기한 코일 스프링이 어퍼, 로워 스프링 시트 사이에 개재된 자동차용 현가 장치에 있어서, 상기한 어퍼, 로워 스프링 시트 사이에 개재됨과 아울러 일측 방향으로 횡방향 탄성을 갖도록 구부러진 상태로 제작되어 쇽 업소버와 코일 스프링의 중심선 각도가 작아져도 횡방향 강성을 유지할 수 있도록 구성된 코일 스프링을 포함함을 특징으로 한다.In order to realize the above object, the present invention is installed in a state in which the center line of the shock absorber and the center line of the coil spring are inclined at a predetermined angle, and the coil spring is interposed between the upper and the lower spring seats. The coil is interposed between the upper and lower spring sheets and is bent to have a transverse elasticity in one direction, and includes a coil spring configured to maintain the lateral rigidity even when the centerline angle of the shock absorber and the coil spring decreases. It features.

도1은 본 고안에 따른 자동차용 현가 장치에 적용되는 코일 스프링을 도시한 정면도,1 is a front view showing a coil spring applied to a suspension device for automobiles according to the present invention;

도2는 도1에서 코일 스프링이 장착된 현가 장치를 도시한 개략 단면도,FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a suspension spring mounted with a coil spring in FIG. 1; FIG.

도3은 도2에 따른 현가 장치에서 작용하는 힘을 도시한 벡터도,3 is a vector diagram showing a force acting on the suspension device according to FIG.

도4는 일반적인 자동차용 현가 장치를 도시한 개략 단면도,4 is a schematic cross-sectional view showing a suspension for a general automobile;

도5는 도4에 따른 현가 장치에서 작용하는 힘을 도시한 벡터도,5 is a vector diagram showing the force acting on the suspension device according to FIG. 4;

도6은 도5에 따른 힘 벡터가 쇽 업소버에 작용하는 상태를 도시한 개략도,6 is a schematic diagram showing a state in which the force vector according to FIG. 5 acts on the shock absorber;

도7은 쇽 업소버 중심과 코일 스프링 중심 사이에 각도가 형성되도록 구성한 현가 장치를 도시한 개략 단면도.Fig. 7 is a schematic sectional view showing a suspension device configured to form an angle between the shock absorber center and the coil spring center.

＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＊ Explanation of symbols on main parts of drawing

1: 코일 스프링 50: 타이어1: coil spring 50: tire

51: 차체 52: 로워 아암51: body 52: lower arm

53: 스트러트 어셈블리 54: 로드53: Strut Assembly 54: Rod

55: 쇽 업소버 56: 로워 스프링 시트55: shock absorber 56: lower spring seat

57: 어퍼 스프링 시트57: upper spring seat

도1과 도2는 본 고안에 따른 자동차용 현가 장치에서 코일 스프링을 도시한 정면도와 코일 스프링의 장착 상태를 도시한 개략 단면도로서, 쇽 업소버(55)와 코일 스프링(1)의 각도를 최적 상태까지 배치하지 않고도 횡력에 대한 강성을 유지할 수 있도록 어퍼, 로워 스프링 시트(57, 56)의 사이에 일측으로 구부러진 코일 스프링(1)이 '('형태로 굴곡 부위가 휠을 향하도록 장착되어 있다.1 and 2 are schematic cross-sectional views showing a coil spring and a mounting state of the coil spring in the suspension device for automobiles according to the present invention, in which the angle between the shock absorber 55 and the coil spring 1 is optimal. The coil spring 1 bent to one side between the upper and lower spring seats 57 and 56 is mounted such that the bent portion faces the wheel in the form of '(') so as to maintain the rigidity against the lateral force without arranging up to.

물론, 상기한 쇽 업소버(55)와 코일 스프링(1)의 장착 후, 코일 스프링(1) 중심선과 쇽 업소버(55) 중심선 사이의 각도는 α이고, 쇽 업소버(55) 중심선과 차체(51)로부터 휠 중심(로워 아암이 연결된 부분)으로 연장된 선까지의 각도는 β이며, 쇽 업소버(55)로부터 힘의 작용선 각도는 δ이다.Of course, after the shock absorber 55 and the coil spring 1 are mounted, the angle between the coil spring 1 centerline and the shock absorber 55 centerline is α, and the shock absorber 55 centerline and the vehicle body 51. Angle from the shock absorber 55 to the line extending from the center to the wheel center (the portion where the lower arm is connected) is β.

상기한 바와 같은 본 고안의 작용 효과를 설명하면 현가 장치에 적용되는 힘 벡터는 차량 중량이 스트러트 어셈블리(53)의 상단에 인가되는 하중F와, 상기한 하중F에 따라 타이어(50)가 노면과 접촉되는 부분에서 작용하는 반력Fa와, 상기한 하중F에 따라 로워 아암(52) 차체(51) 연결 부분에 형성되는 반력FL로 이루어지고, 여기서의 힘 벡터는 도3과 같다.Referring to the effect of the present invention as described above, the force vector applied to the suspension device is a load F applied to the upper end of the strut assembly 53, the weight of the vehicle, the tire 50 according to the load F and the road surface and The reaction force Fa acting on the contacted portion and the reaction force FL formed on the connection portion of the lower arm 52 and the vehicle body 51 in accordance with the above-described load F, wherein the force vector is shown in FIG.

즉, 코일 스프링(1)의 중심선과 쇽 업소버(55)의 사이에는 β만큼의 오차각이 형성되지만, 횡방향으로 구부러진 스프링이 장착되어 있어 자체적으로 횡력을 가지고 있으므로 실질적인 힘의 작용선은 δ인 바, 이에 따른 횡력은 β-δ의 값에 따른 횡력 Fq'가 되는 것이다.That is, an error angle equal to β is formed between the center line of the coil spring 1 and the shock absorber 55, but since the spring bent in the lateral direction is mounted and has its own lateral force, the actual line of action of the force is δ. The lateral force thus becomes the lateral force Fq 'depending on the value of β-δ.

상기한 횡력 Fq'는 코일스프링이 횡방향으로 구부러져 있어 종래 횡력 Fq에 비해 아주 작은 값으로 나타나고, 이로 인해 상기한 횡력Fq'에 의한 쇽 업소버(55)의 마찰 손실은 종래에 비해 대폭 감소된 값으로 나타나게 되는 것이다.The lateral force Fq 'is a coil spring is bent in the lateral direction, and thus appears as a very small value compared to the conventional lateral force Fq, thereby the friction loss of the shock absorber 55 by the lateral force Fq' is significantly reduced compared to the conventional value Will appear.

상기한 횡력Fq'가 종래에 비해 작아지는 것은, 상기한 코일 스프링(1)이 횡방향으로 구부러져 있기 때문에, 상기한 횡력 강성이 향상되었기 때문인 바, 상기한 코일 스프링(1)이 어퍼, 로워 스프링 시트(57, 56)의 사이에서 압축되어 있으면 횡방향으로 구부러져 있기 때문에 횡방향 탄성을 가져 상기한 횡력을 감소시킬 수 있게 되는 것이다.The above-described lateral force Fq 'is smaller than in the prior art because the above-described lateral rigidity is improved because the coil spring 1 is bent in the lateral direction, and the coil spring 1 is upper and lower spring. If the sheets 57 and 56 are compressed between the sheets 57 and 56, they are bent in the transverse direction, so that the aforementioned transverse forces can be reduced due to the transverse elasticity.

여기서, 상기한 횡력Fq'가 작아지면, 쇽 업소버(55)에 인가되는 Fs, Fk가 작은 값으로 나타나게 되고, 이로 인해 마찰에 의한 쇽 업소버(55)의 운동 성능 저하 및 마모등을 감소시킬 수 있게 되는 것이다.Here, when the lateral force Fq 'is reduced, the Fs and Fk applied to the shock absorber 55 appear as small values, thereby reducing the movement performance of the shock absorber 55 due to friction and reducing wear and the like. Will be.

물론, 상기한 쇽 업소버(55)와 코일 스프링(1) 즉, 어퍼, 로워 시트(57, 56)의 각도가 작기 때문에, 차체(51)에 현가 장치를 조립할 때 공간의 제약 등이 매우 작아지게 됨으로써 차량 조립 및 설계가 용이하게 된다.Of course, since the angles of the shock absorber 55 and the coil spring 1, that is, the upper and lower seats 57 and 56 are small, the space limitation and the like are very small when assembling the suspension device on the vehicle body 51. This facilitates vehicle assembly and design.

상기한 횡력을 측정하기 위해서는, 3차원 좌표계를 기준으로 6개의 로드셀을 Z축 3개, X축 2개, Y축1개를 설치하면, 일반적으로 측정 가능하게 된다.In order to measure the lateral force, if six load cells are provided with three Z-axis, two X-axis, and one Y-axis based on a three-dimensional coordinate system, it becomes generally measurable.

상기한 바와 같이 코일 스프링(1)이 한쪽 방향으로 구부러진 형태로 제작하지 않고, 즉, '(' 형으로 제작하지 않고 'S'형등과 같이 다른 형태로 제작하여도, 일측 방향의 횡력에 대응하는 강성을 가지면 효과가 달성된다.As described above, even when the coil spring 1 is not bent in one direction, that is, it is not manufactured in a '(' shape but also in another shape such as an 'S' shape, the coil spring 1 may respond to the lateral force in one direction. With rigidity, the effect is achieved.

상기한 코일 스프링(1)의 제작시에는 구부러진 형상을 고려하지 않고 직선상의 코일 스프링과 같이, 코일 직경, 권취수, 횡탄성계수들을 고려하여 제작하고, 그 후 구부러진것에 대해 유한 요소 해석법을 적용하게 된다.When manufacturing the coil spring 1, the coil diameter, the number of windings, and the transverse elastic modulus are considered in consideration of the bent shape without considering the bent shape, and then the finite element analysis method is applied to the bent one. do.

이상과 같이 본 고안은 일정한 방향으로 횡방향 탄성을 갖도록 구부러진 형상의 코일 스프링을 사용함으로써, 쇽 업소버와 코일 스프링의 각도를 감소시키면서도, 횡력에 대한 강성을 향상시킬 수 있는 이점이 있는 것이다.As described above, the present invention has an advantage of improving the rigidity against the lateral force while reducing the angle of the shock absorber and the coil spring by using a coil spring that is bent to have a transverse elasticity in a constant direction.

또한, 코일 스프링의 어퍼, 로워 스프링 시트를 조금만 벌려도 되기 때문에, 차체 조립 시 점유 공간이 감소되고 타이어와의 간섭등을 방지할 수 있다.In addition, since the upper and lower spring seats of the coil spring may be slightly opened, the occupied space is reduced when the vehicle body is assembled, and interference with the tire can be prevented.

Claims

에 In a suspension device for automobiles wherein the center line of the absorber and the center line of the coil spring are installed at an inclined angle, and the coil spring is interposed between the upper and the lower spring seats.

The coil is interposed between the upper and lower spring sheets and is bent to have a transverse elasticity in one direction, and includes a coil spring configured to maintain the lateral rigidity even when the centerline angle of the shock absorber and the coil spring decreases. Car suspension, characterized in that.