KR20050025432A - 차량의 앤티다이브 현가장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 차량의 앤티다이브 현가장치는, 전륜 및 후륜의 내측에 전륜 및 후륜 스프링이 각각 설치된 현가장치에 있어서, 상기 전륜 및 후륜 스프링의 상단에는 이 전륜 및 후륜 스프링을 연결하는 앤티다이브 링크(50)가 장착되고, 상기 앤티다이브 링크의 중앙 상단에는 차체가 장착되는 메인 스프링(52)이 설치되어 있으므로, 차량의 제동시 및 둔턱 통과시 다이브와 피칭현상을 줄여 승차감 및 안전성을 증대하는 효과가 있다.

Description

차량의 앤티다이브 현가장치{anti-dive suspension of a vehicle}

본 발명은 차량의 앤티다이브 현가장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 전륜 및 후륜 현가장치에는 도1에 도시한 바와 같이 전륜(10) 및 후륜(20)의 내측에 차량의 중량을 지지하는 한편 충격을 완화시키는 스프링(12, 22) 및 쇽 업소바(14, 24)가 각각 취부되어 있고, 상기 스프링(12, 22)의 상단에는 차체가 장착되도록 플레이트(16, 26)가 결합되어 있다.

차량의 전후, 상하 및 좌우 축을 각각 X, Z 및 Y축이라고 하는데, 이 각각의 축을 중심으로 회전 운동하는 것을 각각 롤(Roll), 요(Yaw) 및 피치(Pitch)라고 한다. 차량의 승차감과 조안성을 향상시키려면 각 회전운동량이 적고 그 가속도가 적게 발생해야 한다.

상기 롤, 요 및 피치 중에서 피치 운동은, 일반 주행시에는 플랫(Flat)성, 제동시에는 다이브(Dive)성, 가속시에는 리프트(Lift)성으로 나타낸다. 상기 플랫성과 다이브성 및 리프트성 중에서 운전자에게 가장 불쾌감을 주며 조안성의 저하를 가져오는 것이 제동시 발생하는 다이브(Dive)성이다.

상기 다이브를 줄이도록 종래에는 하드 포인트 설정에 따른 '앤티다이브 지오메트리(anti-dive geometry) 설정'과, 스프링의 고유 진동을 조정하는 '플랫 라이드(Flat Ride) 설정' 설계를 한다. 그리고, 이러한 기계적 구조의 설계만으로는 성능증대의 한계가 있으므로 에어 스프링을 장착하여 전자제어하는 '에어 스프링 ESC 기술'도 개시되어 있다.

그런데, 상기한 바와 같은 종래 기술은 기계식 구조의 성능 증대 한계와 전자제어시의 고가격 및 연비불리의 한계를 가지고 있다. 이러한 기존 기술을 그대로 적용할 경우에는 제동시에 차량이 앞쪽으로 과다하게 쏠리는 현상이 발생하고, 가속시 차량 앞부분의 들림현상이 발생하며, 둔턱 통과시 전방 혹은 후방으로 쏠리는 현상이 발생한다는 문제점이 있었다.

일예로 둔턱 통과시, 도2의 (a)에 도시한 바와 같이 둔턱 통과후 후방으로 피칭이 과대하게 발생하고 요(Yaw) 모멘트의 증대로 머플러와 지면의 간섭이 순간적이고 갑자기 발생하여 차체에 충격을 주거나, 도2의 (b)에 도시한 바와 같이 둔턱 통과후 전방으로 피칭이 과대하게 발생하고 요(Yaw) 모멘트의 증대로 머플러와 지면의 간섭이 순간적이고 갑자기 발생하여 차체에 충격을 주거나, 도2의 (c)에 도시한 바와 같이 둔턱 통과후 차체 진동이 동향으로 발생하여 차체가 갑자기 내려가면서 지면과 간섭이 발생하여 충격을 주게 되는 것이다. 도2에서 FR은 전방의 진동곡선을 나타내고, RR은 후방의 진동곡선을 나타낸다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 차량의 제동시 및 둔턱 통과시 다이브와 피칭현상을 줄여 승차감 및 안전성을 증대하는 앤티다이브 현가장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 의한 차량의 앤티다이브 현가장치는, 전륜 및 후륜의 내측에 전륜 및 후륜 스프링이 각각 설치된 현가장치에 있어서, 상기 전륜 및 후륜 스프링의 상단에는 이 전륜 및 후륜 스프링을 연결하는 앤티다이브 링크가 장착되고, 상기 앤티다이브 링크의 중앙 상단에는 차체가 장착되는 메인 스프링이 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 앤티다이브 링크의 중앙부는 하측으로 절곡된 후 수평으로 연장된 다음 다시 상측으로 절곡되어 상기 메인스프링을 수용하는 수용부를 이루고 있는 것이 바람직하다.

상기 앤티다이브 링크의 양단에는 차체와 제진하며 유동을 구속하도록 유동방지 수단이 결합되어 있는 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 실시예에 대해 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도3에 도시한 바와 같이, 전륜(30) 및 후륜(40)의 내측에는 차량의 중량을 지지하는 한편 충격을 완화시키는 전, 후륜 스프링(32, 42) 및 쇽 업소바(34, 44)가 각각 취부되어 있고, 상기 전륜(32) 및 후륜 스프링(42)의 상단에는 이 전륜 및 후륜 스프링(32, 42)을 연결하는 앤티다이브 링크(50)가 장착되고, 상기 앤티다이브 링크(50)의 중앙 상단에는 차체가 장착되는 메인 스프링(52)이 설치되어 있다.

상기 앤티다이브 링크(50)의 중앙 상단에 설치된 메인 스프링(52)은 차체를 받치는 주 스프링의 역할을 하고, 상기 앤티다이브 링크(50)의 양단 하측에 설치된 전, 후륜 스프링(32, 42)은 차체를 받치는 보조 스프링의 역할을 한다.

상기 앤티다이브 링크(50)의 중앙부는 하측으로 절곡된 후 수평으로 연장된 다음 다시 상측으로 절곡되어 상기 메인 스프링(52)을 수용하는 수용부(50a)를 이루고 있다.

상기 메인 스프링(52)은 하단은 상기 수용부(50a)의 수평면에 안착하고, 상기 메인 스프링(52)의 상단에는 자체가 장착되도록 플레이트(54)가 결합되어 있다.

상기 앤티다이브 링크(50)의 양단에는 차체와 제진하며 유동을 구속하도록 도시하지 않은 부시 등으로 된 유동방지 수단이 결합되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 기술에 의하면 다이브를 유발하는 무게중심이 하향 이동되고, 모멘트 아암의 길이가 짧아지게 되어 제동시 및 둔턱 통과시 다이브와 피칭현상을 줄여 승차감 및 안전성을 증대하게 된다. 이를 도4 및 도5에 따라 설명한다.

도4의 (a)에 도시한 종래 기술의 차량에서 전륜측의 스프링(12)이 설치된 로워 아암의 경사각을 α라 하고 전륜과 지면의 교차점에서 차량의 무게중심(CG)까지의 직선이 이루는 경사각을 β라 하며, 도4의 (b)에 도시한 본 기술의 적용 차량에서 전륜 스프링(32)이 설치된 로워 암의 경사각을 A라 하고 전륜과 지면의 교차점에서 메인 스프링의 안착점(CG1)까지의 직선이 이루는 경사각을 B라 할 때, 앤티다이브량은 α/β에서 A/B 로 변화되어 개선된다. 즉, α와 A가 동일하므로 β가 B로 작아짐에 따라 앤티 다이브량이 증가하는 것이다.

이론적으로 제동시 다이브량은 '차량무게중심(CG)에 작용하는 관성력'과 '차량무게중심 높이(모멘트 아암길이)'에 비례하게 되는 데, 본 기술은 앤티다이브 링크를 차체와 타이어 사이에 적용하여 '모멘트 아암길이(도5에 도시)'를 줄이게 된다.

도4의 (b)의 본 기술이 적용된 차량에서, 차량 하중 지지량은 바퀴 측에서 상당량 차량 중심으로 이동하면서 다이브를 유발하는 차량의 '다이브 하중 작용점(CG1)'이 앤티다이브 링크 위로 위치하게 된다. 따라서 도5에 도시한 바와 같이 종래 기술의 차량의 모멘트 아암길이(H) 보다 본 발명이 적용된 차량의 모멘트 아암길이( H1)가 짧아지게 되어 실제로 차량 모멘트 중심이 낮아지게 되어 승차감이 향상되는 것이다. 도5에서 차량 무게중심(CG)은 피치 센터, 즉 요(Yaw) 모멘트 센터이다.

이에 대한 간단한 설명의 예로서, 자전거를 타고 가다가 둔턱이 나오면 그냥 안장에 앉아 있는 것보다 페달을 밟고 일어서는 것이 충격량을 줄이게 되는데, 그 이유는 사람의 중량이 안장 높이에 있는 것보다 페달에 있을 때가 '피칭 모멘트 암'이 줄어 들게 되어 '다이브 에너지'가 축소되므로 승차감이 향상되는 것이다.

본 기술의 앤티다이브 현가장치에서는, 발생하는 피칭의 중심부과 전륜과 후륜을 연결하는 반대차식 전후 연동링크인 앤티다이브 링크(50)를 메인 스프링(52)과 연결하여 기본적인 차체하중을 지지하는 구조이다. 피칭 충격에너지가 차체에 전달되는 양을 줄이는 것이 불쾌한 차체 움직임을 저감하는 가장 좋은 방법이기 때문에 메인 스프링(52)에서 대부분의 차체 하중을 지지하므로 전, 후륜 스프링(32, 42)를 약하게 설정하여 둔턱 통과시 충격에너지를 앤티다이브 링크의 움직임으로 흡수하고 차체는 대차 중심의 스프링 장착부 움직임 만큼만 요동한다. 즉, 동력학적으로 전, 후륜 스프링(32, 42)은 단순히 앤티다이브 링크(50) 하단에서 차체를 평행 유지할 수 있도록 하는 역할만 수행하므로 스프링의 크기 축소로 원가가 절감되는 효과가 있다.

본 발명은 일반 승용차는 물론, 고성능 스포츠카, 특수 SUV, 특수 목적의 차량 등 모든 차량에 적용할 수 있다.

본 발명에 의한 차량의 앤티다이브 현가장치에 의하면, 제동시 및 둔턱 통과시 다이브와 피칭현상을 줄여 승차감 및 안전성을 증대하는 효과가 있다.

도1은 일반적인 차량의 전륜 및 후륜 현가장치를 나타내는 사시도,

도2의 (a) 내지 (c)는 종래 기술에 의한 현가장치가 적용된 차량의 둔턱통과시의 진동 및 쏠림 상태도,

도3는 본 발명에 의한 차량의 앤티다이브 현가장치를 나타내는 사시도,

도4의 (a)와 (b)는 종래 기술과 본 발명의 기술에 의한 현가장치의 무게 중심 비교설명도,

도5는 종래 기술과 본 발명의 기술에 의한 현가장치의 모멘트 아암 비교설명도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

30 : 전륜 32 : 전륜 스프링

40 : 후륜 42 : 후륜 스프링

50 : 앤티다이브 링크 52 : 메인 스프링

Claims (2)

1. 전륜 및 후륜의 내측에 전륜 및 후륜 스프링이 각각 설치된 현가장치에 있어서,

   상기 전륜 및 후륜 스프링의 상단에는 이 전륜 및 후륜 스프링을 연결하는 앤티다이브 링크가 장착되고,

   상기 앤티다이브 링크의 중앙 상단에는 차체가 장착되는 메인 스프링이 설치된 것을 특징으로 하는 차량의 앤티다이브 현가장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 앤티다이브 링크의 중앙부는 하측으로 절곡된 후 수평으로 연장된 다음 다시 상측으로 절곡되어 상기 메인스프링을 수용하는 수용부를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 차량의 앤티다이브 현가장치.