KR20040009294A - 차체프레임을 이용한 전륜 현가장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차체프레임을 이용한 전륜 현가장치에 관한 것으로, 차체프레임을 이용해 로워아암을 장착시켜 노면 진동에 대한 반응속도를 감소해 N.V.H. 성능을 향상함과 더불어 현가장치에 의해 점유되는 공간을 줄여 엔진룸 내부의 공간을 확대시킬 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차체를 이루는 서브프레임의 좌·우측서브프레임멤버(3,4)에 차폭을 가로지르도록 고정·결합된 리어크로스멤버(2)에 간격을 두고 고정·결합된 프론트크로스멤버(1)부위에 로워아암(LC)이 결합되되, 이 로워아암(LC)은 좌·우측서브프레임멤버(3,4)에 결합되는 한 쌍의 결합단(5)이 외부에서 가해지는 외력에 대해 좌·우측서브프레임멤버(3,4)에 비틀림을 발생시키도록 각각 스플라인(3a,5a)을 형성해 결합되어진 것을 특징으로 한다.

Description

차체프레임을 이용한 전륜 현가장치{Front suspension using vehicle frame}

본 발명은 차체프레임을 이용한 전륜 현가장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노면에서 받는 충격을 완화하는 스프링을 사용하지 않고 차체프레임을 토션빔으로 이용해 엔진룸의 공간을 넓힐 수 있도록 된 차체프레임을 이용한 전륜 현가장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 현가장치는 차축과 자체를 연결하여 주행중에 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 차체에 직접적으로 전달되지 않도록 제어하여 차체와 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 만드는 장치로서 즉, 현가장치는 차체와 차륜사이에 존재하면서 이 2개의 강체를 하나 혹은 다수의 컨트롤 아암으로 연결하여 상하방향으로는 스프링과 쇽 업소오버에 의하여 지지되고, 기타 방향으로 높은 강성과 유연성을 적절히 조화시킴으로써, 차체와 차륜사이의 상대운동을 기계적으로 적절히 조화시켜 주행중 노면으로부터 받는 진동과 충격을 흡수하여 승차감과 선회 안정성을 향상시키는 장치이다.

이러한 현가장치중 전륜에 장착되는 맥퍼슨 타입 현가장치의 한 예는 도 1에 도시된 바와 같이, 차륜(W)이 장착된 너클(N)과 차체 사이에서 위로 구비된 어퍼콘트롤아암(UC)과, 이에 대향되도록 아래로 구비된 로워콘트롤아암(LC), 상기너클(N)부위와 차체사이에 수직하게 구비되어 노면으로부터 가해지는 충격을 흡수하기 위해 섀시스프링(SP)이 구비된 쇽업소버(S)등으로 이루어지게 된다.

그러나, 이와 같은 맥퍼슨 타입의 현가장치는 외부에서 가해지는 외력에 대한 복원속도가 쇽업소버(S)가 있다 하여도 매우 빨라 상당히 민감하다는 근본적인 단점이 있게 되고 이로 인해, 상기 쇽업소버(S)와 섀시스프링(SP)의 설계시 최적의 반응속도를 조절하여 차량의 N.V.H. 성능 개선에 많은 어려움이 있게 된다.

또한, 이와 같은 맥퍼슨 타입의 현가장치의 가장 큰 단점은 도 2에 도시된 바와 같이, 섀시스프링(SP)이 쇽업소버(S)를 감싸고 있고 이를 위한 설치 공간이 요구되어 엔진룸의 공간이 더욱 좁아지는 즉, 상기 현가장치의 장착 공간은 차륜(W)에 장착된 로워아암(LC)에서 차체패널(P)에 고정된 쇽업소버(S)에 의해 요구되는 필요간격(a)에 대해 쇽업소버(S)를 감싼 섀시스프링(SP)에 의해 요구되는 설치간격(b)이 반드시 요구되고 이로 인해, 상기 설치간격(b)을 수용하기 위해 차체패널(P)이 엔진룸 쪽으로 들어가 엔진룸공간을 더욱 좁게 만들어 엔진룸의 설계시 많은 어려움이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 차체프레임을 이용해 로워아암을 장착시켜 노면 진동에 대한 반응속도를 감소해 N.V.H. 성능을 향상함과 더불어 현가장치에 의해 점유되는 공간을 줄여 엔진룸 내부의 공간을 확대시킬 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차체를 이루는 서브프레임의 좌·우측서브프레임멤버에 차폭을 가로지르도록 고정·결합된 리어크로스멤버에 간격을 두고 고정·결합된 프론트크로스멤버부위에 로워아암이 결합되되, 이 로워아암은 좌·우측서브프레임멤버에 결합되는 한 쌍의 결합단이 외부에서 가해지는 외력에 대해 좌·우측서브프레임멤버에 비틀림을 발생시키도록 각각 스플라인을 형성해 결합되어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래에 따른 현가장치의 구성도

도 2는 도 1에 따른 현가장치의 엔진룸 점유 상태도

도 3은 본 발명에 따른 차체프레임을 이용한 토션빔 타입 현가장치의 개략적인 구성도

도 4는 도 3의 A-A선 부분 단면도

도 5는 도 3의 B-B선 부분 단면도

도 6은 본 발명에 따른 현가장치의 엔진룸 점유 상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 프론트크로스멤버2 : 리어크로스멤버

3 : 좌측서브프레임멤버3a,5a : 스플라인

4 : 우측서브프레임멤버5 : 결합단

6 : 베어링

LC : 로워콘트롤아암UC : 어퍼콘트롤아암

N : 너클P : 차체패널

S : 쇽업소버

SP : 섀시스프링W : 차륜

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 차체프레임을 이용한 현가장치의 개략적인 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 차체를 이루는 서브프레임의 좌·우측서브프레임멤버(3,4)에 차폭을 가로지르도록 고정·결합된 리어크로스멤버(2)에 간격을 두고 고정·결합된 프론트크로스멤버(1)부위에 로워아암(LC)이 결합되되, 이 로워아암(LC)은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 좌·우측서브프레임멤버(3,4)에 결합되는 한 쌍의 결합단(5)이 외부에서 가해지는 외력에 대해 좌·우측서브프레임멤버(3,4)에 비틀림을 발생시키도록 각각 스플라인(3a,5a)을 형성해 결합되어진다.

또한, 상기 좌·우측서브프레임멤버(3,4)에 결합되는 프론트크로스멤버(1)에는 도 5에 도시된 바와 같이, 좌·우측서브프레임멤버(3,4)에 비틀림이 발생할 때 프론트크로스멤버(1)에 의해 저지되지 않도록 베어링(6)이 개재되어진다.

그리고, 상기 로워아암(LC)이 결합된 차륜(W)의 너클부위에는 차체패널(P)에 고정·결합되는 쇽업소버(S)가 섀시스프링(SP)이 없이 구비되어지게 된다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 후륜 현가장치에 사용되는 토션빔 타입을 토션바를 사용하지 않고 차체 프레임을 이용해 차량의 롤링시 비틀림을 발생하여 롤링을 제어하는 스테빌라이저기능을 함은 물론 노면 충격에 대한 완충기능을 섀시스프링(SP)을 이용하지 않고 쇽업소버(S)와 차체프레임을 이용해 현가장치의 민감한 반응을 다소 저감시켜 차량의 N.V.H. 성능이 개선되도록 한 것이다.

즉, 차량의 주행 중 외부(노면)로부터 좌측 차륜(W)을 통해 외력이 가해지면 현가장치에 범프(Bump)가 발생되고 이에 따라, 상기 차륜(W)과 함께 서브프레임의 좌측서브프레임멤버(3)에 결합된 로워아암(LC)의 결합단(5)부위가 상기 차륜(W)부위와 함께 상승되고 이로 인해, 상기 로워아암(LC)의 결합단(5)이 서로 스플라인(3a,5a)결합된 좌측서브프레임멤버(3)를 비틀어 토션(Torsion)을 발생시켜주게 된다.

이와 같이, 범프시 가해지는 충격을 쇽업소버(S)에서 완충시키면서 상기 좌측서브프레임멤버(3)에서 발생된 비틀림이 복원되면서 섀시스프링(SP)의 복원 속도에 비해 상대적으로 더디게 노면 충격을 완충하게 된다.

또한, 차량의 변화가 크게 발생되는 롤링시에도 차륜(W)의 변화에 따라 좌·우측서브프레임멤버(3,4)의 변화 차이에 따라 한 쪽에 즉, 상기 로워아암(LC)의 결합단(5)이 서로 스플라인(3a,5a)결합된 한 쪽 서브프레임멤버를 비틀어 큰 토션(Torsion)을 발생시켜주고 이에 따라, 상기 서브프레임멤버의 비틀림이 복원되면서 스테빌라이저와 동일하게 차량의 자세를 복원시켜주게 된다.

이때, 상기 로워아암(LC)에 결합된 서브프레임멤버(3,4)에서 발생되는 비틀림의 복원력은 노면으로부터 차륜에 가해지는 충격과 선회시 발생되는 롤링을 제어하게 될 때, 상기 서브프레임멤버(3,4)가 차체를 따라 길게 형성되어 있어 섀시스프링(SP)에 비해 작용 경로가 길기 때문에 반응시간이 상대적으로 느려 즉, 탄성 복구 가속이 느려 외부에서 가해지는 외력에 대한 반응시간이 느려 운전자에게 부드러운 승차감을 주게 된다.

한편, 본 발명의 현가장치는 도 6에 도시된 바와 같이 현가장치의 장착 공간이 차륜(W)에 장착된 로워아암(LC)에서 차체패널(P)에 고정된 쇽업소버(S)에 의해 요구되는 필요간격(a)만이 요구되고 즉, 상기 쇽업소버(S)를 감싼 섀시스프링(SP)이 없어 이에 따른 설치간격(b)이 필요치 않아 차체패널(P)을 쇽업소버(S)쪽으로 최대한 근접시킬 수 있는 패널간격(C')을 형성할 수 있어 결국, 엔진룸쪽으로 들어오는 차체패널(P)부분을 줄여 엔진룸공간을 더욱 넓게 만들 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 현가장치르 이루는 로워아암이 차체를 이루는 서브프레임의 좌·우측서브프레임멤버에 비틀림을 발생시키도록 각각 스플라인을 매개로 결합되어져, 외부로부터 가해지는 외력에 대한 작용 경로가 길고 이로 인해 탄성 복구 가속이 느려 외력에 대한 반응시간도 느려 운전자에게 부드러운 승차감을 주는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 쇽업소버를 감싸는 섀시스프링을 사용하지 않고 차체를 이루는 서브프레임을 이용해 토션을 발생시키게 되므로 승차감 향상을 위한 섀시스프링의 설계 요인이 제거됨은 물론 현가장치의 장착공간을 줄여 이에 상응되는 공간을 엔진룸의 확대 공간으로 형성하게 되므로 엔진룸의 설계시 에도 상대적으로 많은 잇점을 갖는 효과가 있게 된다.

Claims (2)

1. 차륜(W)의 너클부위와 차체패널(P)에 고정된 쇽업소버(S)와, 차폭을 가로지르는 리어크로스멤버(2)와 프론트크로스멤버(1)가 서로 간격을 두고 고정·결합된 좌·우측서브프레임멤버(3,4)로 이루어진 차체를 이루는 서브프레임, 어퍼콘트롤아암(UC)과 간격을 두고 그 하부부위로 구비된 로워아암(LC)으로 이루어지되, 이 로워아암(LC)은 상기 좌·우측서브프레임멤버(3,4)에 결합되는 한 쌍의 결합단(5)이 외부에서 가해지는 외력에 대해 좌·우측서브프레임멤버(3,4)에 비틀림을 발생시키도록 각각 스플라인(3a,5a)을 형성해 결합되어진 차체프레임을 이용한 전륜 현가장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 좌·우측서브프레임멤버(3,4)와 프론트크로스멤버(1)에는 베어링(6)이 개재되어진 것을 특징으로 하는 차체프레임을 이용한 전륜 현가장치.