KR20040009364A - 차축식 현가장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 차축식 현가장치는, 좌측샤클부에 고정되고, 내면에 세레이션이 형성된 좌측아암과; 우측샤클부에 고정되고, 내면에 세레이션이 형성된 우측아암과; 양단에 세레이션이 형성되고, 상기 좌측아암 및 우측아암의 세레이션에 삽입설치되는 토션바로 구성되어 있다.

Description

차축식 현가장치 {RIGID AXLE TYPE SUSPENSION}
본 발명은 차량에 적용되는 차축식 현가장치에 관한 것이다.
차량에 있어서의 현가장치는 차체와 휠 사이에 존재하며, 이 두 강체를 하나 혹은 다수의 링크를 이용하여 연결하여 주는 장치로서, 상하 방향으로는 스프링과 쇽업소버 등에 의해 지지되고, 기타 방향으로는 높은 강성과 유연성을 적절히 조화시킴으로써, 차체와 휠 사이의 상대 운동을 기계적으로 적절히 조화시키는 기능을수행하게 된다.
이러한 서스펜션 시스템은 첫째, 차량의 주행중에 발생되는 노면의 불규칙한 입력을 효과적으로 차단하여 탑승자의 안락한 승차감을 제공하고,
둘째, 운전자의 운전 행위 및 노면의 굴곡에 의해 발생된 차체의 흔들림을 적절히 제어하여 운전 편의성을 제공하여야 하며,
셋째, 불규칙한 노면의 주행시 타이어 접지면에서의 수직 하중을 적절한 수준으로 유지하여 선회, 제동 및 구동시 차량의 안정성을 확보하여야 한다는 기본 조건을 만족시켜야만 한다.
상기와 같은 조건을 만족시키기 위하여 여러 종류의 현가장치가 개발되어 실차에 적용되고 있는데, 그 일예로서, 겹판스프링을 채용한 차축식 현가장치를 들 수가 있다.
이러한 차축식 현가장치의 일반적인 구성을 살펴보면, 도 1에서와 같이, 차량의 전후방향으로 배치되는 겹판스프링(10), 겹판스프링(10)이 설치되는 차축(40) 및 차축(40)과 겹판스프링을 고정하는 유볼트(20) 및 너트(21)를 포함하여 이루어져 있다. 겹판스프링(10)이 탄성변형하는 경우 발생하는 길이방향 변화를 흡수하기 위하여, 겹판스프링(10)은 샤클(50)을 매개로 차체에 설치되어 있다. 30은 범프스토퍼이다.
그러나 상기한 차축식 현가장치는 좌우차륜이 동시에 상하운동을 하는 경우 좌측겹판스프링 및 우측겹판스프링이 상하방향의 강성을 확보하고 있으나, 차량이 선회운동을 하는 경우 롤강성을 추가로 증대시킬 수 없다는 문제점이 있었다.
차량 앞쪽에 독립현가장치를 적용하고 뒤쪽에 차축식 현가장치를 적용하는 경우, 독립현가장치에 흔히 채용되는 스태빌라이저를 차축식 현가장치에 적용하는 경우 독립현가장치와 차축식현가장치의 구조상 차이로 인하여 그 적용이 곤란한 문제점이 있었다.
또한, 독립현가장치에 흔히 채용되는 스캐빌라이저를 차축식 현가장치에 적용하더라도, 스태빌라이저로드, 스태빌라이저부쉬 등 관련 부품이 증대하고 스태빌라이저바에 의한 지상고 저하의 문제가 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 차량 선회시 발생하는 겹판스프링의 길이변화를 이용하여 차축식 현가장치의 롤강성을 증대시켜서 조종안정성을 향상시킬 수 있는 차축식 현가장치를 제공함에 있다
도1은 종래의 차축식 현가장치를 도시하는 측면도
도2는 본 발명의 샤클부의 단면도
도3은 본 발명의 좌측샤클플레이트의 사시도
도4는 본 발명의 좌측아암의 사시도
*도면의 주요기호에 대한 간략한 설명*
10 겹판스프링 20 유볼트
40 차축 71 좌측아암
80 토션바
위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 차축식 현가장치는, 차축과; 상기 차축에 설치되는 좌측겹판스프링 및 우측겹판스프링과; 상기 좌측겹판스프링 및 우측겹판스프링을 차축에 고정하는 유볼트와; 차체의 좌측에 고정되는 좌측파이프와; 차체의 우측에 고정되는 우측파이프와; 상기 좌측파이프에 삽입되고, 관통공이 형성된 좌측상부부쉬와; 상기 우측파이프에 삽입되고, 관통공이 형성된 우측상부부쉬와; 상기 좌측겹판스프링의 단부에 삽입되고, 관통공이 형성된 좌측하부부쉬와; 상기 우측겹판스프링의 단부에 삽입되고, 관통공이 형성된 우측하부부쉬와; 상기 좌측상부부쉬의 관통공에 삽입되는 좌측상부샤클핀과, 상기 좌측하부부쉬의 관통공에 삽입되는 좌측하부샤클핀과, 상기 좌측상부샤클핀 및 좌측하부샤클핀에 일체로 결합되는 좌측인너플레이트로 이루어진 좌측샤클플레이트와; 상기 우측상부부쉬의 관통공에 삽입되는 우측상부샤클핀과, 상기 우측하부부쉬의 관통공에 삽입되는 우측하부샤클핀과, 상기 우측상부샤클핀 및 우측하부샤클핀에 일체로 결합되는 우측인너플레이트로 이루어진 우측샤클플레이트와; 상기 좌측샤클플레이트의 좌측상부샤클핀 및 좌측하부샤클핀에 결합되는 좌측아웃터플레이트와; 상기 우측샤클플레이트의 우측상부샤클핀 및 우측하부샤클핀에 결합되는 우측아웃터플레이트와; 상기 좌측샤클플레이트에 고정되고, 내면에 세레이션이 형성된 좌측아암과; 상기 우측샤클플레이트에 고정되고, 내면에 세레이션이 형성된 우측아암과; 양단에 세레이션이 형성되고, 상기 좌측아암 및 우측아암의 세레이션에 삽입설치되는 토션바를 포함하여 구성된다.
위와 같은 구성에 의해, 차량 선회시 발생하는 좌측겹판스프링 및 우측겹판스프링의 길이변화가 토션바에 전달되기 때문에 차축식 현가장치의 롤강성이 증대되어 차량의 조종안정성이 향상된다.
또한, 본 발명에서는 좌측상부샤클핀 및 우측상부샤클핀에 요홈을 형성하고, 상기 요홈에는 완충재가 삽입되는 구성을 채택하고 있다.
위와 같은 구성에 의해 토션바의 좌우유동을 방지할 뿐만 아니라 토션바와 좌측상부샤클핀 또는 우측상부샤클핀의 접촉에 의해 발생되는 소음을 방지할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도2 내지 도4를 참조하여설명한다.
도2는 도2는 본 발명의 샤클부의 단면도이고, 도3은 본 발명의 좌측샤클플레이트의 사시도이며, 도4는 본 발명의 좌측아암의 사시도를 나타내고 있다.
본 발명의 차축식 현가장치는, 차축(40), 차축(40)에 설치되는 좌측겹판스프링(10) 및 우측겹판스프링, 좌측겹판스프링(10)과 우측겹판스프링을 차축(40)에 고정하는 유볼트(20)를 포함한다.
차체의 좌측에는 좌측파이프(15)가 고정되어 있고, 상기 좌측파이프(15)에는 좌측상부부쉬(61)가 삽입되며, 좌측상부부쉬(61)에는 관통공이 형성되어 있다.
상기 좌측겹판스프링(10)의 양단에는 스프링판재를 원통형으로 말아놓은 형태의 스프링아이가 형성되어 있다. 스프링아이가 형성된 스프링단부에 관통공이 형성된 좌측하부부쉬(62)가 삽입된다.
좌측샤클플레이트는 좌측상부샤클핀(51A), 좌측하부샤클핀(51B) 및 좌측인너플레이트(51C)로 이루어져 있다.
좌측상부샤클핀(51A) 및 좌측하부샤클핀(51B)은, 상기 좌측상부부쉬(61) 및 좌측하부부쉬(62)에 삽입된다.
좌측상부샤클핀(51A) 및 좌측하부샤클핀(51B)에 좌측아웃터플레이트(52)를 삽입한 후 너트로 고정된다.
이상과 같은 샤클부의 구조는 종래 공지된 기술이기 때문에 자세한 설명은 생략한다. 또한, 위와 같은 샤클부의 좌측 및 우측은 서로 대칭되는 구조이기 때문에, 우측파이프, 우측상부부쉬, 우측하부부쉬, 우측상부샤클핀, 우측하부샤클핀,우측인너플레이트, 우측샤클플레이트, 우측아웃터플레이트 등은 대응되는 좌측부의 구조와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
다만, 본 발명의 좌측인너플레이트(51C)에는 후술하는 좌측아암(71)을 체결하기 위한 체결공이 형성되어 있다.
좌측아암(71)은 좌측샤클플레이트에 접촉하는 지지부와 속빈형태의 원통부로 이루어져 있고, 속빈 원통부의 내면에는 세레이션이 형성되어 있다. 지지부에는 볼트(72)를 삽입하기 위한 체결공이 형성되어 있다.
좌측인너플레이트(51C)와 좌측아암(71)은 볼트(72) 및 너트(73)에 의해 고정된다.
우측인너플레이트 및 우측아암은 좌측인너플레이트(51C) 및 좌측아암(71)의 형상과 동일하며, 체결구조도 동일하다.
토션바(80)의 양단에는 세레이션이 형성되어 있고, 토션바(80)의 양단은 좌측아암(71) 및 우측아암의 세레이션에 삽입된다.
본 발명에서는, 좌측상부샤클핀(51A)의 헤드부에 요홈(73)이 형성되고, 상기 요홈(73)에 완충재(74)가 삽입되는 것이 바람직하다. 완충재(74)로서는 고무, 실리콘 등을 사용할 수 있다
이하, 본 발명의 조립순서에 대하여 설명한다.
먼저, 좌측상부부쉬(61) 및 좌측하부부쉬(62)를 좌측상부파이프(15) 및 좌측스프링(10)에 삽입한 후, 좌측샤클플레이트를 좌측상부부쉬(61) 및 좌측하부부쉬(62)에 삽입하고 좌측아웃터플레이트(52)를 좌측샤클플레이트에 고정한다. 우측도 마찬가지로 작업한다.
토션바(80)의 양단에서 일정거리 만큼 떨어지도록 좌측아암(71) 및 우측아암을 토션바(80)에 삽입한다.
토션바(80)를 좌측상부샤클핀(51A) 및 우측상부샤클핀 중심에 위치시킨다. 좌측아암(71)을 좌측으로 밀어서 좌측인너플레이트(51C)에 접촉시키고, 볼트(72) 및 너트(73)를 이용하여 좌측인너플레이트(51C)와 좌측아암(71)을 결합시킨다. 우측의 경우도 마찬가지로 작업한다.
이하, 본 발명의 작용에 대하여 설명한다.
차량이 상하방향으로 운동하는 경우, 좌측겹판스프링(10) 및 우측겹판스프링에는 상하방향의 변위가 발생한다. 겹판스프링은 원호형상으로 이루어져 있기 때문에 상하방향의 변위가 발생하는 경우 좌측겹판스프링 및 우측겹판스프링의 길이가 달라지게 되어 좌측샤클플레이트 및 좌측아웃터플레이트가 회전운동을 하게된다.
좌측겹판스프링(10) 및 우측겹판스프링에 동일한 양의 상하방향 변위가 발생하는 경우 좌측샤클플레이트 및 우측샤클플레이트는 동일한 각도로 회전운동을 하기 때문에 토션바에는 아무런 힘도 작용하지 않게 된다.
차량이 좌측으로 선회운동을 하는 경우, 선회외측인 우측겹판스프링은 압축(차체와 차축 사이의 거리가 짧아짐, BUMP)되고, 선회내측인 우측겹판스프링(10)은 인장(차체와 차축 사이의 거리가 멀어짐, REBOUND)된다. 따라서, 좌측샤클플레이트와 우측샤클플레이트는 서로 다른 방향으로 회전하게 된다. 이때, 본 발명의 좌측샤클플레이트와 우측샤클플레이트는 좌측아암(71) 및 우측아암을 통하여토션바(80)에 연결되어 있기 때문에, 토션바(80)의 비틀림강성에 의해 좌측샤클플레이트 및 우측샤클플레이트의 회전운동을 억제하게 된다.
따라서, 본 발명에서는 차량이 선회운동을 하는 경우, 토션바(80)의 비틀림강성에 의해 롤링을 억제하기 때문에 롤강성이 증대되어 차량의 조종안정성을 향상시킬 수 있게된다.
또한, 본 발명에서 차량에 전달되는 횡방향 진동에 의해, 토션바(80)가 횡방향(차폭방향)으로 유동하더라도, 좌측상부샤클핀(51A)의 요홈(73)에 설치된 완충재(74)와 우측상부샤클핀에 설치된 완충재는, 좌측상부샤클핀(51A) 또는 우측상부샤클핀과 토션바(80)의 접촉에 의해 발생되는 소음을 방지하는 작용을 하게 된다.
본 발명은, 좌측샤클플레이트 및 우측샤클플레이트에 좌측아암 및 우측아암을 설치하고, 좌측아암 및 우측아암에 토션바를 삽입하는 구성을 채택함으로써, 선회시 좌측 및 우측겹판스프링에 반대방향의 변위가 발생하는 경우 토션바의 비틀림강성에 의해 현가장치의 롤강성을 증대할 수 있기 때문에 차량의 조종안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 종래 독립현가장치에 적용되는 타입의 스태빌라이저를 채택하는 경우에 비하여, 차량의 지상고를 확보할 수 있게 된다.
또한, 좌측 및 우측아암과 토션바로만 이루어져 있기 때문에, 종래 독립현가장치에 적용되는 타입의 스태빌라이저 장착구조에 비하여 부품이 간단하고, 조립작업이 용이하게 된다.
또한, 본 발명은 좌측 및 우측상부샤클핀에 완충재를 설치하는 구성을 채택함으로써, 좌측 및 우측상부샤클핀과 토션바의 접촉에 의해 발생되는 소음을 방지할 수 있다.

Claims (2)

  1. 차축과;
    상기 차축에 설치되는 좌측겹판스프링 및 우측겹판스프링과;
    상기 좌측겹판스프링 및 우측겹판스프링을 차축에 고정하는 유볼트와;
    차체의 좌측에 고정되는 좌측파이프와;
    차체의 우측에 고정되는 우측파이프와;
    상기 좌측파이프에 삽입되고, 관통공이 형성된 좌측상부부쉬와;
    상기 우측파이프에 삽입되고, 관통공이 형성된 우측상부부쉬와;
    상기 좌측겹판스프링의 단부에 삽입되고, 관통공이 형성된 좌측하부부쉬와;
    상기 우측겹판스프링의 단부에 삽입되고, 관통공이 형성된 우측하부부쉬와;
    상기 좌측상부부쉬의 관통공에 삽입되는 좌측상부샤클핀과, 상기 좌측하부부쉬의 관통공에 삽입되는 좌측하부샤클핀과, 상기 좌측상부샤클핀 및 좌측하부샤클핀에 일체로 결합되는 좌측인너플레이트로 이루어진 좌측샤클플레이트와;
    상기 우측상부부쉬의 관통공에 삽입되는 우측상부샤클핀과, 상기 우측하부부쉬의 관통공에 삽입되는 우측하부샤클핀과, 상기 우측상부샤클핀 및 우측하부샤클핀에 일체로 결합되는 우측인너플레이트로 이루어진 우측샤클플레이트와;
    상기 좌측샤클플레이트의 좌측상부샤클핀 및 좌측하부샤클핀에 결합되는 좌측아웃터플레이트와;
    상기 우측샤클플레이트의 우측상부샤클핀 및 우측하부샤클핀에 결합되는 우측아웃터플레이트와;
    상기 좌측샤클플레이트에 고정되고, 내면에 세레이션이 형성된 좌측아암과;
    상기 우측샤클플레이트에 고정되고, 내면에 세레이션이 형성된 우측아암과;
    양단에 세레이션이 형성되고, 상기 좌측아암 및 우측아암의 세레이션에 삽입설치되는 토션바를 포함하는 차축식 현가장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 좌측상부샤클핀 및 우측상부샤클핀에는 요홈이 형성되고,
    상기 요홈에는 완충재가 삽입되는 것을 특징으로 하는 차축식 현가장치.
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