KR20030035821A - 자동차용 현가장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 현가장치에 관한 것으로, 코일스프링일체형쇼크업소버를 개선된 어퍼암과 어퍼링크를 통해 기존 쇼크업소버가 장착되는 부위에 개재함과 아울러, 기존 토오션바스프링을 유지하여 미세한 진동과 함께 큰 진동을 동시에 상쇄하도록 하여 승차감증대와 선회능력향상으로 인한 안전운행에 기여함을 이루기 위해 창출된 것으로,

상기 자동차용 현가장치(3)는,

금속재 중공파이프를 절곡하여 양측 절곡부(31)가 곡률을 달리하는 비대칭형의 '∪'형을 이루며, 개방부(32) 선단에는 힌지홀(33)이 각각 형성되고, 폐쇄부에는 평판형 부재를 가공하여 중심에는 지면과 수직을 이루도록 형성된 체결공(35)과 그 주위로 볼트공(36)이 다수 개 구비된 너클체결부(34)를 형성한 어퍼암(30)과,

금속재 중공파이프를 다수 방향으로 절곡하여 일측선단에는 원통형의 부쉬하우징(51)를 형성하고, 타측에는 고정브라켓(52)을 더 형성하며, 절곡부위 일측에는 다수 개의 체결공(53)을 형성한 소버브라켓(54)을 구비한어퍼링크(50)를 통하여 코일스프링일체형쇼크업소버(40)를 더 장착하도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

자동차용 현가장치{Suspension for vehicle}

본 발명은 자동차용 현가장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 완충장치와 스프링으로 구성되어 프레임, 엔진, 동력전달장치등의 유니트와 차축을 연결하여 주행시 노면의 충격을 흡수하기 위한 자동차용 현가장치의 개선안에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 현가장치는 엔진, 동력전달장치와 더불어 주행에 있어 반드시 필요한 장치로서,

이러한 현가장치는 차축과 차체를 연결하고, 주행중 노면에서 받는 충격을 완화하는 스프링과 스프링의 자유진동을 흡수하는 쇼크업소버 및 자동차의 좌,우 진동을 방지하는 스테이빌라이저등으로 구성되어 전반적인 자동차의 승차감을 향상시키기 위한 장치이다.

이러한 현가장치는 구동성향이 상이한 전륜 및 후륜에 달리 적용되며,

그 가운데 전륜 현가장치는 프레임과 차축사이를 연결하여 차의 중량을 지지하고, 바퀴의 진동을 흡수함과 동시에 조향기구의 일부를 설치하고 있으며,

전륜차축의 형식에 따라 차축현가식과 독립현가식으로 구분되며, 승차감이나 조종성이 중요시되는 승용차에는 독립현가식이, 버스를 비롯한 트럭과 같은 상용차량에는 차축현가식이 널리 사용되고 있다.

상기 차축현가식은 일체로된 차축에 양바퀴가 설치되고, 그 일측에는 판상 또는 코일형상 및 토오션 바와 같은 스프링이 개재되는 형식이며,

독립현가식은 차축을 분할하여 양쪽 바퀴가 서로 관계없이 움직이게 하여, 승차감이나 조종안정성이 향상되게 한 것으로,

위시본(wishbone)형식과 맥퍼슨(macpherson)형식으로 크게 대분할 수 있으며, 승용차에는 비교적 간소한 구성의 맥퍼슨 형식이 주종을 이루나, 고급차를 비롯하여 고성능 자동차에는 위시본형식이 사용된다.

상기와 같은 독립현가식 가운데 맥퍼슨형식은 도 1에서와 같이 조향너클(steering knuckle;10)과 일체로 되어 쇼크업소버(11)가 설치된 스트럿(strut)과 로어암(12), 로어암(12)과 아랫부분을 연결하는 볼조인트 및 스프링등으로 구성된다.

상기와 같이 구성된 현가장치는 스트럿 윗부분은 스러스트베어링(13)이 내장된 서포트(14)를 통해 차체에 결합한다.

이와 같은 맥퍼슨형식의 현가장치는 차체중량은 현가장치 서포트(14)를 통해 차체가 지지하며, 조향과 함께 너클과 일체로 형성된 스트럿이 동시에 회전하도로 되어있다.

이러한 맥퍼슨형식의 독립현가장치는 쇼크업소버(11)와 스프링(15이 일체로 구성됨은 물론 구성부품이 간소하여 생산단가 및 조립공정을 감소시킬 수 있는 장점은 물론, 코일스프링을 통한 안정적인 충격흡수와 이의 진동을 억제하는 쇼크업소버를 이용함으로서 승차감 및 고속선회와 같은 조향성능이 뛰어난 장점을 가진다.

그리하여 최근 생산되는 대부분의 승용차를 포함하여 비교적 고중량인RV(Recreational Vehicle), SUV(SportsUtilityVehicle;지프형)에 이르기까지 폭넓게 적용되는 실정이다.

하지만, 우리나라에서 생산되는 자동차 가운데 독립현가식을 적용하면서 충격흡수를 위한 스프링이 코일형 및 스프링의 진동을 흡수하는 쇼크업소버가 일체형이 아닌 토오션바스프링을 이용하여 쇼크업소버와 분리된 구조가 적용되고 있다.

상기와 같이 토오션바스프링이 적용된 현가장치는 도 2에서와 같이 어퍼암(20)과 로어암(21)이 쇼크업소버(22)를 상간에 개재한 채 일측을 힌지고정하여 장착된다.

또한 노면으로부터 전달되는 충격을 흡수하기 위한 토오션바스프링(23)은 로어암(21) 일측에 차축과 직각을 이루는 방향으로 개재된다.

상기와 같이 토오션바스프링(23)의 현가장치가 장착된 차종의 특징이 대부분 4륜구동과 함께 험로주행능력을 가지는 것으로, 이러한 험로주행은 평지주행에 비하여 노면으로부터 전해지는 충격의 강도가 증가함은 물론,

충격이 가해지는 방향 또한 불규칙한 노면상태로 인해 다양한 방향으로의 충격이 전달되어 자체적으로 진동감쇄능력이 없는 토오션바스프링(23)만으로는 충격흡수에 한계를 나타내는 문제점을 안고 있었다.

또한 이러한 토오션바스프링(23)을 이용한 현가장치는 평탄지 주행에서도 코일형 스프링에 비하여 고속선회시 잔진동의 감쇄가 불가능하여 불안한 조향성과, 이를 통한 승차감 및 주행성능 저하를 초래하였다.

그리하여 이러한 토오션바스프링을 장착한 차량을 구입한 소비자는 상기한여러가지 문제점을 보완하기 위해 별도의 현가장치를 추가로 장착하는등의 경제적 부담과 아울러 현가장치의 추가를 위한 차량 개조가 동반되어야하는 문제점을 안고 있었다.

이에 본 발명에서는 상기한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로 코일스프링일체형쇼크업소버를 개선된 어퍼암과 어퍼링크를 통해 기존 쇼크업소버가 장착되는 부위에 개재함과 아울러, 기존 토오션바스프링을 유지하여 미세한 진동과 함께 큰 진동을 동시에 상쇄하도록 하여 승차감증대와 선회능력향상으로 인한 안전운행에 기여함을 그 목적으로 한다.

도 1은 통상적인 자동차용 현가장치의 일예를 도시한 사시도,

도 2는 종래 기술이 적용된 토오션바스프링을 장착한 자동차현가장치의 일례를 도시한 일부파절 사시도,

도 3은 본 발명인 자동차용 현가장치중 어퍼암을 도시한 사시도,

도 4는 본 발명인 자동차용 현가장치중 어퍼링크를 도시한 평면도,

도 5는 본 발명인 자동차용 현가장치중 어퍼링크를 도시한 사시도,

도 6은 본 발명인 자동차용 현가장치의 사용상태를 도시한 일부파절 사용상태도.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

3;자동차용 현가장치

30;어퍼암

34;너클체결부

40;코일스프링일체형쇼크업소버

50;어퍼링크

51;부쉬하우징

54;소버브라켓

이하 첨부되는 도면과 관련하여 본 발명의 구성 및 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명인 자동차용 현가장치중 어퍼암을 도시한 사시도, 도 4는 본 발명인 자동차용 현가장치중 어퍼링크를 도시한 평면도, 도 5는 본 발명인 자동차용 현가장치중 어퍼링크를 도시한 사시도, 도 6은 본 발명인 자동차용 현가장치의 사용상태를 도시한 일부파절 사용상태도로서 함께 설명한다.

본 발명인 자동차용 현가장치(3)는 기존 토오션바스프링을 개재한 현가장치에 코일스프링일체형쇼크업소버를 부가적으로 장착함으로서 충격흡수, 주행성능, 승차감등을 향상시키기 위한 것을 주목적이다.

이를 이루기 위해서는 기존 어퍼암의 형상을 개선한 도 3에 도시된 바와 같은 어퍼암(30)과, 코일스프링일체형쇼크업소버(40)의 상방을 고정하기 위해 도 4에 도시된 바와 같은 어퍼링크(50)가 요구된다.

상기 어퍼암(30)은 일정한 직경의 금속재 중공파이프를 절곡하여 평면형상이 '∪'형을 이루는 것으로, 양측 절곡부(31)가 곡률을 달리하는 비대칭형으로 개방부(32) 선단에는 차체와 힌지고정하기 위한 힌지홀(33)이 형성된다.

또한 어퍼암(30)은 폐쇄부에 너클볼을 수용하는 너클체결부(34)를 형성하며, 상기 너클체결부(34)는 평판형 부재를 가공한 것으로 중심에는 너클볼을 안치하는 체결공(35)이 지면과 수직을 이루도록 형성되고, 그 주위로 너클(6)과의 체결을 위한 볼트공(36)이 다수 개 구비된다.

상기와 같이 코일스프링일체형쇼크업소버(40)의 장착 공간 확보를 위해 형상을 개선한 어퍼암(30)과 아울러 쇼크업소버(40)의 상방을 고정하는 어퍼링크(50)는;

도 5에서와 같이 금속재 중공파이프를 절곡하여 된 것으로 일측선단에는 차체와의 고정에 요구되는 부쉬를 수용하는 원통형의 부쉬하우징(51)를 형성하고, 타측에는 평판형 부재를 절곡하여된 고정브라켓(52)을 더 형성된다.

이러한 어퍼링크(50)는 부쉬하우징(51)의 수직중심축에 대하여 일정한 각도로 기울어지는 Y축방향으로 소정의 길이로 형성되고, 이와 같이 부쉬하우징(51)에 대하여 수직에 가까운 Y축방향으로 형성된 파이프(Y)에 대하여 X축방향으로 약 90°가 되도록 절곡되는 파이프(X), X축방향으로 절곡된 파이프(X)에 대하여 Z축방향으로 절곡된 파이프(Z)로 구성하여 전체 형상이 3차원적 구성을 나타내도록 한다.

이와 같이 X,Y,Z축의 다수 방향으로 절곡하여된 어퍼링크(50)는 X축방향으로 절곡된 파이프 측방에 코일스프링일체형쇼크업소버(40)의 상방을 고정하기 위해 다수 개의 체결공(53)을 형성한 소버브라켓(54)을 더 구비한다.

상기와 같이 구성된 어퍼암(30)과 어퍼링크(50)는 코일스프링일체형쇼크업소버(40)를 장착하기 위해,

도 6에서와 같이 기존 쇼크업소버와 어퍼암을 탈거하고, 어퍼암이 장착된 부위에 본 발명인 어퍼암(30)을 힌지홀(33)을 통해 차체와 고정하고, 이 때 힌지홀(33)내방에는 우레탄재질의 부쉬를 더 구비하여 하중분산이 용이하도록 한다.

더불어 어퍼암(30)은 너클체결부(34)를 통해 너클볼과 너클(6)을 체결하여 어퍼암(30)의 원활한 작동이 가능하도록 한다.

상기와 같이 기존 어퍼암을 대체하여 장착된 본 발명인 어퍼암(30) 상방에는 어퍼링크(50)가 개재되는데,

이러한 어퍼링크(50)는 기존 어퍼암에 장착된 쇼크업소버를 고정하기 위한 수단으로, 어퍼링크(50)는 일측선단에 개재된 부쉬하우징(51)내방에 우레탄재질의 부쉬를 수용하여 차체 일측과 고정하고, 타측의 고정브라켓(52)을 통해 차체와의 견고한 고정상태가 유지되도록 한다.

이상과 같은 본 발명인 어퍼암(30)과 어퍼링크(50)는 기존 쇼크업소버를 대체하여 코일스프링일체형쇼크업소버(40)를 더 구비하는데, 어퍼링크(50)의 소버브라켓(54) 체결공(53)을 통하여 코일스프링일체형쇼크업소버(40) 상단을 고정하고하단은 기존 로어암에 체결한다.

상기와 같이 어퍼링크(50)를 통해 장착되는 코일스프링일체형쇼크업소버(40)는 어퍼암(30)의 절곡부(31) 내측에 수용되어 장착공간 확보와 완충시 상,하 왕복 운동이 가능한 작동공간을 확보할 수 있도록 한다.

또한 어퍼링크(50)의 소버브라켓(54)에 형성된 체결공(53)은 기존 쇼크업소버가 장착되는 지점보다 다소 외측으로 구성되도록하여, 장착되는 코일스프링일체형쇼크업소버(40)가 직립에 가깝게 설치함으로서 충격흡수시 기타 구성품으로의 하중전달을 절감할 수 있어 내구성증대를 꾀할 수 있다.

이상과 같이 기존 토오션바스프링과 쇼크업소버가 분리구성된 현가장치에서 코일스프링일체형쇼크업소버(40)를 추가한 현가장치는,

코일스프링일체형쇼크업소버(40)를 장착하기 위해 기존의 어퍼암의 형상을 개선한 어퍼암(30)을 동일한 부위에 장착하고, 코일스프링일체형쇼크업소버(40)의 상측을 고정하기 위한 어퍼링크(50)만을 추가하여 구성함과 아울러, 기존 토오션바스프링을 유지하도록 하여,

기존 현가장치에 코일스프링 일체형 쇼크업소버를 부가적으로 구성함으로서 완충작용의 향상과 급제동시 노즈다운(nosedown)을 억제하여 제동거리 단축에 의한 안전성 증대를 이룰 수 있는 장점을 가진다.

더불어 코일스프링일체형쇼크업소버(40)를 장착하는 어퍼링크(50)는 충격흡수시 기존 쇼크업소버를 고정하는 어퍼암에 집중되는 하중을 어퍼링크(50)로의 분산을 유도하여 승차감향상과 관계 부품의 내구성증대을 도모할 수 있다.

이상과 같은 본 발명인 자동차용 현가장치는 노면으로부터의 충격을 흡수하는 토오션바스프링과 더불어 코일스프링 일체형 쇼크업소버를 개선된 어퍼암과 어퍼링크를 통하여 더 장착함으로서,

충격완화에 따른 승차감증대와 고속선회에서의 안정된 주행성을 이룰 수 있으며, 급제동시 노즈다운을 방지하여 제동력 단축에 따른 안전성향상을 이룰 수 있는 유용한 발명이다.

Claims (1)

1. 어퍼암과 로어암이 쇼크업소버를 상간에 개재하고, 로어암 일측으로 차축과 직각을 이루는 방향으로 토오션바스프링을 장착한 자동차용 현가장치를 구성함에 있어서;

   상기 자동차용 현가장치(3)는,

   금속재 중공파이프를 절곡하여 양측 절곡부(31)가 곡률을 달리하는 비대칭형의 '∪'형을 이루며, 개방부(32) 선단에는 힌지홀(33)이 각각 형성되고,

   폐쇄부에는 평판형 부재를 가공하여 중심에는 지면과 수직을 이루도록 형성된 체결공(35)과 그 주위로 볼트공(36)이 다수 개 구비된 너클체결부(34)를 형성한 어퍼암(30)과,

   금속재 중공파이프를 절곡하여 된 것으로 일측선단에는 차체와의 고정에 요구되는 부쉬를 수용하는 원통형의 부쉬하우징(51)를 형성하고, 타측에는 평판형 부재를 절곡하여된 고정브라켓(52)을 포함하여, 부쉬하우징(51)의 수직중심축에 대하여 일정한 각도로 기울어지는 Y축방향으로 소정의 길이로 형성되고,

   상기 Y축방향으로 형성된 파이프(Y)에 대하여 X축방향으로 약 90°가 되도록 절곡되는 파이프(X), X축방향으로 절곡된 파이프(X)에 대하여 Z축방향으로 절곡된 파이프(Z)로 구성하되, X축방향으로 절곡된 파이프(X) 측방에 다수 개의 체결공(53)을 형성한 소버브라켓(54)을 구비한어퍼링크(50)를 통하여 코일스프링일체형쇼크업소버(40)를 더 장착하도록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 현가장치.