KR20040010567A

KR20040010567A - 현가 장치

Info

Publication number: KR20040010567A
Application number: KR10-2003-7007095A
Authority: KR
Inventors: 테렌스제임스로이크로프트
Original assignee: 깁스 테크놀로지스 리미티드
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2004-01-31
Also published as: ATE304969T1; AU2002223098B2; RU2297357C2; KR100828205B1; US20040072479A1; CN1478030A; WO2002044006A1; CN1251895C; AU2309802A; EP1337431A1; DE60113560D1; EP1337431B1; GB0029298D0; US6945832B2; DE60113560T2; JP2004520991A; JP4333982B2

Abstract

차량 현가 장치(10)는 24 지점에서 차량 몸체(16)에 회동 가능하게 장착된 제어 아암(20)을 구비한다. 차륜 서포트(14)는 제어 아암에 회동 가능하게 장착된다. 드라이브 수단(32), 본 건의 경우 유압 스트러트(34)는 트런션(trunnion) 마운트(42)에서 몸체(16)에 회동 가능하게 장착된다. 차륜은 도로 표면(44)에서 수직으로 위치되도록 연장될 수도 있거나, 예를 들어, 수륙 양용 차량에서 양호한 해양 성능을 허용하도록 임의의 각도에서 오므라들 수도 있다. 스트러트(32)는 포트(31)(33)를 통해 공급되는 유체에 의해 연장 또는 수축될 수도 있으며; 차륜 스프링 및 댐핑을 위해 사용될 수도 있다. 트런션 마운트(42)가 스트러트의 훨씬 위로 떨어져 나갈 때, 스트러트는 오므라드는 차륜의 행로를 벗어나 회동할 수 있다. 제2 제어 아암(18) 또한 설치될 수도 있는 바; 이것은 이중 위스본 차륜 현가 장치의 부분일 수도 있다.

Description

현가 장치 {Suspension Arrangement}

종래의 현가 장치에 있어서, 쇽 업소바(shock absorber) 또는 현가 지주(strut)는 상단에서 차량 몸체에, 그리고 하단에서 차륜의 제어 아암에 장착된다. 현가 지주는 보통 실린더와 실린더 내부에 끼워진 샤프트를 구성하고, 상기 실린더 및 샤프트는 내부적으로 바이어스 되고 댐팽되어 있다. 상기 실린더는 제어 아암 위에 장착되고, 보통 코일 스프링을 위한 자리(seat)를 수반한다. 상기 코일 스프링은 상기 자리와 차량 몸체 사이에서 압축된다.

보다 정교한 차량 현가 장치들에 있어서, 상단에서 차량 몸체와 하단에서 차륜의 제어 아암에 유압 실린더가 장착되는 것으로 알려져 있다. 상기 실린더는 보통 유압 오일 저장소 형태의 축압기(accumulator)에 연결되는 바, 압축 가스에 의해 가압된다. 상기 압축 가스는 유압 시스템에 탄성을 제공하고, 유압 라인에서의 제한에 의해 댐핑이 제공된다.

종종 수륙 양용 차량의 요구조건은 차륜이 상방 및 양호한 해양 성능을 위해 매끄러운 차체 면을 나타내는 차량 몸체의 안쪽으로 수축될 수 있어야 한다는 것이다. 종래의 현가 장치들은 수축되어 있는 차륜에 간섭 없이 현가 지주 또는 유압 실린더의 충분한 이동을 허용하지 않는다.

종래 기술의 수륙 양용 차량용 수축 가능한 현가 장치들은 미국 특허 제5,690,046호(Grzech)를 포함한다. 이 차량은 수륙 양용 3륜 자동차이며, 전륜 및 후륜에서 코일 스프링 및 댐퍼 유니트를 후퇴시키기 위해 유압 램(ram)을 이용한다. 이러한 방식의 주요 약점은 현가장치가 작동할 때 및 차륜이 후퇴할 때 무시할 수 있을 정도의 위로 휘는(camber) 변화이다. 상대적으로 적은 차륜이 개방된 상태에서는 차륜이 차량의 차체 내부에 수직으로 놓여질 수 있기 때문에 문제가 되지 않는다. 그러나, 그러한 적은 차륜들은 도로 상에서의 지면 유격과, 수륙 양용 차량에서의 데드라이스(deadrise)(측단면의 "vee"의 깊이) 모두를 제한한다. 이것은 차례로 해양 스피트 및 운전 위치를 제한한다. 코너에서의 차륜 캠버 변화 없이 적절한 도로 유지 성능을 얻기 위해, 차량이 도로에서 경사 시켜야만 하고 자동차 타이어를 사용해야만 한다는 사실을 또한 주목해야 한다. 따라서, 이것은 승용차 크기의 수륙 양용 차량에는 적절한 해결책이 아니다.

국제 공개 특허 WO 95/23074(Roycroft)는 도로 차륜을 들어 올리는 회전 비틀림 바(bar)들을 개시한다. 이것은 훌륭한 해결책이지만, 차륜으로부터 떨어진, 차량의 중심에서의 아주 많은 공간을 차지한다. 유사하게, 미국 특허 제5,755,173호(Rorabaugh and costa)는 전륜 축 및 후륜 축에 근접한 차량의 중심을 가로질러 통과하는 측면 스크류 잭을 이용한 시스템을 개시하고 있는 바; 이것 역시 패키징 문제들을 야기 시킬 수 있다. 차륜 현가 장치들은 각각의 차륜 아치 구조 내부에완전히 수용하는 것이 유리하다는 것이 자동차 공학에서 일반적으로 수용되는 바, 이것은 토션 바 및 판 스프링 현가 장치들이 선호되지 않는 이유 중의 하나이다.

본 발명은 현가 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수륙 양용 차량용 현가 장치에만 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 실예로서만 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 현가 장치의 사시도.

도 2는 도 1의 현가 장치의 개략적인 측면도로서, 도로에서 사용시 연장된 위치에서의 차륜 및 현가 장치를 도시한다.

도 3은 도 1의 그것과 유사한 도면으로서, 해양 모드에서 사용시 오므라 든위치에서의 차륜 및 현가 장치를 도시한다.

따라서, 본 발명의 목적은 차륜이 오므라든 상태에서 차량의 향상된 상방 및 안으로 향하는 이동을 제공하는 개량된 현가 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 제1 면에 따르면, 차량 몸체에 회동 가능하게 장착되고 차륜 서포트로 연장하는 제어 아암을 구비하고, 상기 제어 아암과 상기 차륜 서포트는 하나가 다른 하나에 대하여 회동 이동 되도록 장착되고, 상기 차륜 서포트는 차륜을 지지하기 위한 수단을 포함하고, 상기 제어 아암을 위한 마운팅에 이격된 관계를 가지는 차량 몸체에 회동 가능하게 장착되며, 제1 위치에서는 차륜이 도로 접촉을 위해 보통 수직으로 놓여지고 제2 위치에서는 차륜이 물위에서의 차량 사용을 위해 오므라든 위치에 놓여지는 한 쌍의 제한 위치 사이의 이동을 위해, 상기 차륜 서포트 그래서 상기 차륜을 대체하도록 상기 몸체에 대한 그 회동 연결점에 대하여 상기 제어 아암을 회전시키도록 작동되는 드라이브 수단을 더 구비하는 수륙 양용 차량용 현가 장치에 있어서, 상기 드라이브 수단은, 사용할 때와 같이, 그 길이 방향의 중간 위치에서 상기 차량 몸체에 회동 가능하게 장착되고, 상기 차륜 서포트가 상기 제1,2 제한 위치 사이에서 움직일 때, 상기 드라이브 수단은 상기 차량 몸체에 대하여 회동하는 것을 특징으로 하는 수륙 양용 차량용 현가 장치를 제공한다.

바람직하게, 상기 드라이브 수단은 상기 차륜 서포트가 상기 제1,2 제한 위치 사이에서 움직이도록 길이 방향으로 연장 및 변화하고, 상기 드라이브 수단은상기 차륜 서포트가 그것의 제1 제한 위치에 있을 때 상기 드라이브 수단의 거의 중앙 1/3 길이 부분을 구비하는 지역에 놓여 있는 축을 기준으로 상기 차량 몸체에 대하여 회동 가능하게 장착된다.

바람직하게, 상기 현가 장치는 상기 차륜 서포트가 상기 제1,2 제한 위치 사이에서 이동할 때, 상기 드라이브 수단이 20도 각도 또는 그 이상으로 회동 될 수 있도록 개조된다. 보다 바람직하게, 상기 현가 장치는 상기 차륜 서포트가 상기 제1,2 제한 위치 사이에서 움직일 때 거의 35도 각도로 회동 가능하도록 개조된다.

바람직하게, 상기 드라이브 수단은 적어도 하나의 트런션(trunnion)에 의해 상기 차량의 몸체에 회동 가능하게 장착된다.

상기 드라이브 수단은 2중 동작 유압 실린더 또는 램(ram)을 구비할 수도 있으며, 이 경우, 상기 램은 일단에서는 상기 제어 아암에 타단에서는 상기 실린더 내부에 수용된 피스톤에 작동가능하게 연결된 샤프트를 구비할 수도 있다. 이 장치에 있어서, 상기 유압 램은 상기 차륜 서포트가 상기 제1 제한 위치에 있을 때 상기 차륜을 위한 서스펜션을 제공한다.

바람직하게, 상기 제어 아암은 제1 제어 아암이고, 상기 차륜 서포트 역시 상기 제1 제어 아암 위에 장착된 제2 제어 아암에 의해 상기 차량 몸체에 회동 가능하게 부착된다. 보다 바람직하게, 상기 제1 및 제2 제어 아암 모두는 상기 제어 아암들과 상기 차륜 서포트를 평행 사변형과 같은 방식으로 함께 움직이도록 허용하는 볼 조인트에 의해 상기 차륜 서포트에 연결된다. 특히 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 제어 아암들은 이중 위시본(wishbone) 장치를 구비한다.

본 발명의 제2 면에 따르면, 본 발명의 제1 면에 따른 현가 장치를 구비하는 수륙 양용 차량이 제공된다.

우선 도 1 및 도 2를 참조하면, 수륙 양용 차량의 차륜(8)을 위한 현가 장치는 포괄적으로 참조부호 10으로 나타내 진다. 상기 차륜(8)은 차륜 서포트 직립재(14)에 통상적으로 설치된 차축(미도시) 상의 축(12)에 대해 회전 가능하게 설치된다. 상부 제어 아암(18)과 하부 제어 아암(20)은 차량 몸체(16)로부터 차륜 서포트 직립재(14)를 지지한다. 상기 제어 아암들(18)(20)은 서로 정렬되고 서로 이격되어 있으며 각각 평행한 축(22)(24)에 대하여 차량 몸체(16)에 대해 회동 가능하게 장착된다. 이것은 이중 위시본(wishbone) 현가 장치로 통상적으로 알려져 있다.

각각의 볼 조인트(28)(30)들은 제어 아암(18)(20)들을 차륜 서포트 직립재(14)에 연결한다. 상기 볼 조인트들은 상기 차륜 서포트 직립재(14), 따라서차륜(8)의 화살표 A에 의해 표시된 바와 같이 구동 모드에서 조향을 가능하게 하는 측 평면에서의 회전 운동을 허용한다. 또한, 상기 볼 조인트(28)(30)들은 보통의 도로 현가 동작 동안 평행 사변형과 같은 방식으로 상기 제어 아암(18)(20)들이 함께 움직이는 것을 허용한다. 종래의 이중 위시본 구조들과 같이, 상기 차량의 상기 조향 시스템(미도시)은 차륜 서포트 직립재(14)에 연결된다. 조향 되지 않는 차량의 후륜의 경우, 상기 차륜 서포트 직립재(14)는 알려진 방식에 의해 차량 몸체에 부착된 트랙 제어 봉(미도시)에 의해 고정된 위치에 유지된다.

상기 현가 장치(10)는 2중 작동 피스톤(35, 도 2 및 도 3)과, 실린더(34) 내, 외부로 끼워져 이동 가능하도록 된 샤프트(36)를 가진 유압 실린더(34) 형태의 현가 스트러트(strut) 또는 드라이브 수단(32)을 더 구비한다. 현가 및 샤프트(36)의 연장 또는 수축을 제공하는 실린더에 가압 유압유를 제공하기 위한 유압 라인에 연결된 실린더(34)의 각각의 끝단에 포트(31)(33)들이 제공된다. 트런션(trunnion) 형태의 회동 마운트(42)는, 그곳을 통해 샤프트(36)가 동작하는, 실린더(34)의 하단을 차량 몸체(16)에 장착한다. 상기 실린더(34)의 상단은 차량 몸체(16)에 부착되지 않는 바, 상기 실린더를 상기 마운팅(42)에 대해 방해받지 않고 회동되게 한다. 상기 실린더(34)로부터 연장되는 상기 샤프트(36)의 끝단은 참조부호 39 지점에서 축(40)에 대해 회동되도록 제어 아암(20)에 상기 차륜(8)에 근접된 제어 아암의 거의 끝단 위치에서 연결된다.

도 2를 특히 참조하면, 현가 장치(10)는 차륜(8)이 일반적으로 수직 위치에서 도로 표면(44)에 접촉된 상태의 도로 모드에서 도시된다. 상기 현가스트러트(32)의 샤프트(36)는 거의 완전히 연장되고, 샤프트(36)의 부가적 연장은 차륜(8)이 도로 표면(44)에서 후퇴하게 하는 것을 가능하게 한다. 점선 형상 9로 도시된 바와 같이, 상기 차륜(8)이 수축 위치로 이동되면, 실린더가 움직이지 않으면, 차륜(8)이 실린더(34)와 충돌될 수 있음을 볼 수 있다.

차량이 물 속으로 들어가서 해양 모드를 위채 차륜(8)을 상방 및 차량 몸체(16)의 안으로 오므릴 필요가 있을 때, 가압 유압유는 실린더의 하부 포트(31)를 통해 공급된다. 결과적으로, 실린더(34)의 피스톤(35)은 샤프트(36)를 실린더 속으로 수축시키기 위해 동작한다. 샤프트(36)가 수축할 때, 제어 아암(20)은 축(24)에 대하여 화살표 B에 의해 도시된 방향으로 회전되고, 축(40)을 가진 제어 아암에 대한 샤프트(36)의 회동 연결은 점선 46에 의해 표시된 바와 같은 원호를 따라 간다. 제어 아암(20)과 샤프트(36) 사이의 연결(39) 궤적과, 샤프트(36)와 실린더는 축정렬을 이루면서 존재해야 한다는 요구조건은 실린더(34)를 회동 마운트(42)에 대해 제어 아암(20)의 이동에 대응하여 화살표 C에 의해 지시된 바와 같이 회전되도록 야기시킨다. 따라서, 샤프트(36)와 실린더(34)의 축정렬은 수축하는 동안 유지된다.

도 3에 도시된 바와 같이 실린더(34) 속으로 샤프트(36)가 완전히 수축되면, 상기 제어 아암(20) 및 차륜(8)은 차량 몸체(16)를 향하여 거의 60도 각도 상방으로 움직이고, 유압 실린더(34)는 마운트(42)에 대해 거의 35도 각도로 상승된 차륜(8)의 그것과 거의 평행한 위치로 회동된다. 실린더(34)의 이러한 각도 이동은 차륜이 상승할 때 차륜(8)의 경로를 벗어나서 실린더를 움직이고, 차륜의 중요한부분을 차량 몸체의 안쪽으로 움직이게 하는 것을 가능하게 한다.

수축된 위치로부터 도로 모드를 위한 수직 위치로 차륜을 하강시키기 위해, 가압 유압유가 실린더(34)의 상부 포트(33)로 공급된다. 결과적으로, 피스톤(35)은 실린더 내에서 하방으로 움직이고 그러한 샤프트의 연장은 제어 아암(20), 차륜(8) 및 실린더(34)를 도로 모드 위치로 되돌아가도록 움직이게 하고, 방향은 반대이지만 수축을 위한 이동 경로와 동일한 경로가 수반된다.

도 2로부터 알 수 있는 것은, 드라이브 수단(32)이 차량 몸체(16)에 대하여 회동 가능하게 장착된 축(22)은 차륜이 연장된 위치에 있을 때 상기 드라이브 수단의 길이를 따라서 대략 중간 지점에 놓여진다는 것이다. 바람직하게, 상기 축(22)은 상기 차륜이 연장된 위치에 있을 때 상기 드라이브 수단의 중앙의 1/3 길이를 구비하는 지역에서 어느 곳에 놓여지도록 위치된다.

상술한 현가 장치에 있어서, 연장되고 수축된 위치 사이에서 상기 현가 장치 및 차륜 조립체를 움직이기 위한 상기 드라이브 수단(32)은 이중 작동 유압 실린더 또는 램 형태로 제공된다. 그러나, 이것은 이 경우에만 필요로 하는 것은 아니고, 어떤 적당한 형태의 드라이브 수단도 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 드라이브 수단(32)은 공압 실린더 및 피스톤 형태일 수도 있고, 유압, 공압 또는 전기에 의해 구동되는 어떤 다른 적절한 기계적 수단일 수도 있다.

Claims

차량 몸체에 회동 가능하게 장착되고 차륜 서포트로 연장하는 제어 아암을 구비하고, 상기 제어 아암과 상기 차륜 서포트는 하나가 다른 하나에 대하여 회동 이동 되도록 장착되고, 상기 차륜 서포트는 차륜을 지지하기 위한 수단을 포함하고, 상기 제어 아암을 위한 마운팅에 이격된 관계를 가지는 차량 몸체에 회동 가능하게 장착되며, 제1 위치에서는 차륜이 도로 접촉을 위해 보통 수직으로 놓여지고 제2 위치에서는 차륜이 물위에서의 차량 사용을 위해 오므라든 위치에 놓여지는 한 쌍의 제한 위치 사이의 이동을 위해, 상기 차륜 서포트 그래서 상기 차륜을 대체하도록 상기 몸체에 대한 그 회동 연결점에 대하여 상기 제어 아암을 회전시키도록 작동되는 드라이브 수단을 더 구비하는 수륙 양용 차량용 현가 장치에 있어서,

상기 드라이브 수단은, 사용할 때와 같이, 그 길이 방향의 중간 위치에서 상기 차량 몸체에 회동 가능하게 장착되고, 상기 차륜 서포트가 상기 제1,2 제한 위치 사이에서 움직일 때, 상기 드라이브 수단은 상기 차량 몸체에 대하여 회동하는 것을 특징으로 하는 수륙 양용 차량용 현가 장치.
제1항에 있어서,

상기 드라이브 수단은 상기 차륜 서포트가 상기 제1,2 제한 위치 사이에서 움직이도록 길이 방향으로 연장 및 변화하고, 상기 드라이브 수단은 상기 차륜 서포트가 그것의 제1 제한 위치에 있을 때 상기 드라이브 수단의 거의 중앙 1/3 길이를 구비하는 지역에 놓여 있는 축을 기준으로 상기 차량 몸체에 대해 회동 가능하게 장착되는 것을 특징을 하는 수륙 양용 차량용 현가 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 차륜 서포트가 상기 제1,2 제한 위치 사이에서 이동할 때, 상기 드라이브 수단은 20도 각도 또는 그 이상으로 회동할 수 있도록 개조된 것을 특징으로 하는 수륙 양용 차량용 현가 장치.
제3항에 있어서,

상기 차륜 서포트가 상기 제1,2 제한 위치 사이에서 이동할 때, 상기 드라이브 수단은 거의 35도 각도로 회동할 수 있도록 개조된 것을 특징으로 하는 수륙 양용 차량용 현가 장치.
전항의 모든 항에 있어서,

상기 드라이브 수단은 적어도 하나의 트런션(trunnion)에 의해 상기 차량의 몸체에 회동 가능하게 장착된 것을 특징으로 하는 수륙 양용 차량용 현가 장치.
전항의 모든 항에 있어서,

상기 드라이브 수단은 2중 동작 유압 실린더 또는 램(ram)을 구비하는 것을 특징으로 하는 수륙 양용 차량용 현가 장치.
제5항에 있어서,

상기 램은 일단에서 상기 제어 아암에, 타단에서 상기 실린더 내부에 수용된 피스톤에 작동 가능하게 연결된 샤프트를 구비하고, 상기 실린더는 상기 몸체에 회동 가능하게 장착된 것을 특징으로 하는 수륙 양용 차량용 현가 장치.
제6항 또는 제7항에 있어서,

상기 유압 램은 상기 차륜 서포트가 상기 제1 제한 위치에 있을 때 상기 차륜을 위한 서스펜션을 제공하는 것을 특징으로 하는 수륙 양용 차량용 현가 장치.
전항의 모든 항에 있어서,

상기 제어 아암은 제1 제어 아암이고, 상기 차륜 서포트는 상기 제1 제어 아암 위에 장착된 제2 제어 아암에 의해 상기 차량 몸체에 회동 가능하게 부착된 것을 특징으로 하는 수륙 양용 차량용 현가 장치.
제9항에 있어서,

상기 제1 및 제2 제어 아암 모두는 상기 제어 아암들과 상기 차륜 서포트를 평행 사변형과 같은 방식으로 함께 움직이도록 허용하는 볼 조인트에 의해 상기 차륜 서포트에 연결된 것을 특징으로 하는 수륙 양용 차량용 현가 장치.
제9항 또는 제10항에 있어서,

상기 제1 및 제2 제어 아암들은 이중 위시본(wishbone) 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 수륙 양용 차량용 현가 장치.
전항의 모든 항에서 청구된 현가 장치를 구비하는 수륙 양용 차량.