KR20050050247A

KR20050050247A - 전륜의 캠버각 조정장치

Info

Publication number: KR20050050247A
Application number: KR1020030083949A
Authority: KR
Inventors: 최장한
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-11-25
Filing date: 2003-11-25
Publication date: 2005-05-31
Also published as: KR100534865B1

Abstract

본 발명은 전륜의 캠버각 조정장치에 관한 것으로, 어퍼암(4)의 하측으로 이격되면서 일단이 너클(2)의 상단부에 볼조인트(J)를 매개로 결합되는 너클링크부재(11)와, 일단은 상기 너클링크부재(11)의 선단과 볼조인트(J)를 매개로 결합되고 타단은 상기 너클(2)과 조향기어박스(6)를 연결하는 타이로드(5)와 볼조인트(J)를 통해 결합되는 타이로드링크부재(13)와, 상기 타이로드링크부재(13)를 관통하여 차체측에 결합되면서 타이로드(5)의 직선이동에 따라 타이로드링크부재(13)가 회전될 수 있도록 회전중심의 역할을 수행하는 힌지축부재(15)와, 일단은 차체측에 고정되도록 결합되고 타단은 상기 어퍼암(4)을 감싸도록 설치되어 상기 어퍼암(4)의 직선이동을 안내하는 가이드수단(17)으로 구성되어져, 차량의 선회 주행시 좌우측 타이어(1)의 접지상태가 차량의 직진 주행시와 동일하게 최대한의 접지력을 보유할 수 있게 됨은 물론, 이로 인해 차량의 선회안정성이 대폭 향상될 수 있도록 된 것이다.

Description

전륜의 캠버각 조정장치{system for controling camber angle of front wheel}

본 발명은 전륜의 캠버각 조정장치에 관한 것으로, 특히 차량의 선회 주행시에 전륜의 타이어와 노면과의 접지력을 증대시킬 수 있도록 함으로써 주행안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 전륜의 캠버각 조정장치에 관한 것이다.

일반적인 전륜의 타이어(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 휠에 결합되는 허브볼트 및 너트를 통해 앞차축과 연결된 허브와 결합되고, 이 허브에는 너클(2)이 결합되는 바, 상기 허브와 너클(2)사이에는 허브베어링이 구비되어 있어 상기 타이어(1)와 허브는 너클(2)에 대해 회전이 가능한 구조를 갖게 된다.

그리고, 상기 너클(2)은 차체측으로 연결되는 로어암(3)과 어퍼암(4)등의 각종 서스펜션에 의해 지지되는 구조를 갖도록 되어 있다.

또한, 상기 너클(2)은 스티어링시스템을 구성하는 타이로드(5)와 연결되며, 상기 타이로드(5)는 조향기어박스(6)와 연결되는 구조를 갖게 된다.

따라서, 상기와 같은 전륜구조를 갖춘 차량의 직진 주행시에는 도 2에 도시된 바와 같이 타이어(1)와 노면(R)과의 접지력이 최대가 되어 주행안정성이 확보되는 상태이지만, 일례로 고속주행상태에서 좌측방향으로의 선회 주행시에는 전륜이 선회 반대방향(우측방향)으로 밀려나는 특성(원심력 작용)에 의해 타이어(1)의 접지력이 감소되면서 선회안정성이 크게 저하되는 문제점이 있었다.

한편, 도 1에 도시된 미설명부호 J는 볼조인트 결합부(J)이고, 미설명부호 M은 차체측으로 결합되는 마운팅부(M)이며, 도 2에 도시된 미설명부호 B는 차량의 바디(B)를 나타낸 것이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 선회 주행시 전륜의 너클 상단부를 선회하는 방향쪽으로 이동시킬 수 있도록 구성하여 타이어와 노면과의 접지력을 극대화시킬 수 있도록 함은 물론 이에 따라 선회안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 전륜의 캠버각 조정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 어퍼암의 하측으로 이격되면서 일단이 너클의 상단부에 볼조인트를 매개로 결합되는 너클링크부재와, 일단은 상기 너클링크부재의 선단과 볼조인트를 매개로 결합되고 타단은 상기 너클과 조향기어박스를 연결하는 타이로드와 볼조인트를 통해 결합되는 타이로드링크부재와, 상기 타이로드링크부재를 관통하여 차체측에 결합되면서 타이로드의 직선이동에 따라 타이로드링크부재가 회전될 수 있도록 회전중심의 역할을 수행하는 힌지축부재와, 일단은 차체측에 고정되도록 결합되고 타단은 상기 어퍼암을 감싸도록 설치되어 상기 어퍼암의 직선이동을 안내하는 가이드수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 캠버각 조정장치를 구비한 차량의 전륜구조를 설명하기 위한 개념도로서, 종래 구조와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.

본 발명은 차량의 선회시 전륜의 캠버각이 조향휠의 회전각에 비례하여 선회하는 방향으로 조정될 수 있도록 함으로써 타이어의 접지력 증대를 통해 주행안정성을 확보할 수 있도록 하는 것이다.

즉, 전륜의 타이어(1)는 도 3에 도시된 바와 같이 휠에 결합되는 허브볼트 및 너트를 통해 앞차축과 연결된 허브와 결합되고, 이 허브에는 너클(2)이 결합되는 바, 상기 허브와 너클(2)사이에는 허브베어링이 구비되어 있어 상기 타이어(1)와 허브는 너클(2)에 대해 회전이 가능한 구조를 갖게 된다.

한편, 본 발명에 따른 전륜의 캠버각 조절장치는 도 3에 도시된 바와 같이 크게 너클링크부재(11)와 타이로드링크부재(13)와 힌지축부재(15) 및 가이드수단(17)으로 구성된다.

여기서, 상기 너클링크부재(11)는 상기 어퍼암(4)의 하측으로 평행하게 이격된 상태에서 그 일단이 상기 너클(2)의 상단부측에 볼조인트(J)를 매개로 결합되는 구조로서 되어 있다.

그리고, 상기 타이로드링크부재(13)는 그 일단이 상기 너클링크부재(11)의 선단과 볼조인트(J)를 매개로 결합되고, 반대측의 타단은 상기 너클(2)과 조향기어박스(6)를 연결하는 타이로드(5)의 소정부위와 볼조인트(J)를 통해 결합됨으로써 설치된다.

또한, 상기 힌지축부재(15)는 상기 타이로드링크부재(13)의 소정부위를 관통하여 차체측에 결합됨으로써 설치되며, 이에 따라 상기 힌지축부재(15)는 타이로드(5)가 직선운동을 할 때 타이로드링크부재(13)가 회전될 수 있도록 하는 회전중심의 역할을 수행하게 된다.

여기서, 상기 힌지축부재(15)의 설치위치를 좀더 상세하게 설명하면, 상기 타이로드링크부재(13)의 중간지점과 상기 너클링크부재(11)와 타이로드링크부재(13)를 연결하는 볼조인트(J)사이의 위치에서 상기 타이로드링크부재(13)를 관통하면서 설치된다.

이와 같이, 상기 힌지축부재(15)가 너클링크부재(11)와 타이로드링크부재(13)를 연결하는 볼조인트(J)와 근접하도록 설치되는 이유는, 상기 타이로드(5)의 직선운동에 따라 타이로드링크부재(13)가 원활하게 회전될 수 있도록 하기 위함이다.

그리고, 상기 가이드수단(17)은 일단이 차체측에 고정되도록 결합되고 타단은 상기 어퍼암(4)을 감싸도록 설치되는 구조로 되어 있으며, 너클링크부재(11)와 연동하는 어퍼암(4)의 직선이동을 안내하게 된다.

즉, 상기 가이드수단(17)은 어퍼암(4)을 부분적으로 감싸면서 차체측에 고정되도록 설치되는 가이드용 파이프부재(17a)와, 상기 어퍼암(4)과 가이드용 파이프부재(17a)사이에 설치되는 다수개의 베어링부재(17c)로 구성된다.

이하, 본 발명에 따른 캠버각 조정장치에 대해 도 3과 도 5를 참조로 상세히 설명한다.

도 3에 도시된 전륜은 타이어(1)의 중심선(C)이 노면(R)에 대해 수직한 방향을 유지한 상태이므로 이때의 차량은 직진 주행상태라고 볼 수 있다.

상기와 같이 직진 주행을 하던 차량이 좌측방향으로 선회주행을 하고자 운전자가 조향휠을 좌측방향으로 회전시켜 주게 되면, 이때의 조작력은 조향기어박스(6)를 통해 타이로드(5)로 전달되게 된다.

이에 따라, 상기 조향기어박스(6)를 기준으로 좌측에 위치한 타이로드(5)는 도 4에 도시된 바와 같이 조향기어박스(6)쪽으로 당겨지는 직선이동을 하게 되고, 반대편의 우측 타이로드(5)는 조향기어박스(6)로부터 멀어지는 직선이동을 하게 된다.

상기와 같은 타이로드(5)의 직선운동으로 인해 타이어(1)의 조향이 이루어지면서 직선 주행중이던 차량은 좌측방향으로 선회주행을 하게 된다.

한편, 좌측방향의 선회주행을 위해 타이로드(5)가 우측방향으로 이동할 때 전륜의 좌측 타이어(1)는 정캠버의 상태를 유지하게 되고, 반대측의 우측 타이어(1)는 부캠버의 상태를 유지하게 된다.

즉, 좌측에 위치한 타이로드(5)가 전술한 바와 같이 조향기어박스(6)쪽으로 당겨지는 직선이동을 하게 되면, 상기 타이로드(5)에 연결된 타이로드링크부재(13)도 함께 이동하면서 힌지축부재(15)를 중심으로 반시계방향으로 회전운동을 하게 된다.

이에 따라, 상기 타이로드링크부재(13)와 연결된 너클링크부재(11)는 도시된 상태에서 좌측방향으로 이동하는 직선운동을 하면서 너클(2)의 상단부측을 타이어(1)의 외측방향으로 밀어주게 되며, 이로 인해 상기 좌측의 타이어(1)는 정캠버의 상태를 유지할 수 있게 되는 것이다.

또한, 우측에 위치한 타이로드(5)가 조향기어박스(6)로부터 멀어지는 직선이동을 하게 되면, 상기 타이로드(5)에 연결된 타이로드링크부재(13)도 함께 동일방향으로 이동하면서 힌지축부재(15)를 중심으로 시계방향으로 회전운동을 하게 된다.

이에 따라, 상기 타이로드링크부재(13)와 연결된 너클링크부재(11)는 도시된 상태에서 우측방향으로 이동하는 직선운동을 하면서 너클(2)의 상단부측을 타이어(1)의 내측방향으로 당겨주게 되며, 이로 인해 상기 우측의 타이어(1)는 부캠버의 상태를 유지할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이, 차량이 좌측방향으로 선회 주행할 때 선회방향의 내륜에 해당하는 좌측의 타이어(1)가 정캠버의 상태를 유지함과 더불어 외륜에 해당하는 우측의 타이어(1)가 부캠버의 상태를 유지하게 되면, 상기 좌우측의 타이어(1)는 직진 주행시와 마찬가지로 노면(R)과는 완전한 접지상태를 유지할 수 있게 된다.

즉, 차량이 좌측방향으로 선회 주행을 할 때 차량의 바디(B)와 전륜의 좌우측 타이어(1)는 도 2를 참조로 전술한 바와 같이 선회하는 반대방향(우측방향)으로 밀려나는 특성(원심력 작용)을 가지게 되며, 이에 따라 전륜의 좌측 타이어(1)는 부캠버의 상태를 유지하려고 하고 우측의 타이어(1)는 정캠버의 상태를 유지하려고 하게 된다.

그러나, 본 발명에 따른 캠버각 조정장치에 의해 전륜의 좌측 타이어(1)가 외측으로 돌출되면서 정캠버의 상태를 유지하려는 특성을 갖게 되고, 우측의 타이어(1)가 내측으로 들어가면서 부캠버의 상태를 유지하려는 특성을 갖게 되면, 각각의 힘이 서로 상쇄됨으로써 차량이 선회 주행을 하더라도 좌우측의 타이어(1)는 직진 주행시와 동일한 상태를 유지하게 되는 것이다.

이에 따라, 좌측방향으로 선회할 때 차량의 바디(B)가 원심력에 의해 우측으로 기울어지게 되더라도 전륜의 좌우측의 타이어(1)는 좌측방향으로 밀려나는 힘에 의해 노면(R)과 항상 수직한 상태를 유지하게 됨으로써 직진 주행시와 동일한 상태(최고의 접지상태)를 유지할 수 있게 되는 것이다.

한편, 차량의 우측방향 선회 주행시에도 좌우측의 전륜은 전술한 바와 같이 동일한 원리로서 작동되며, 이에 따라 전륜의 좌우측 타이어(1)는 항상 노면(R)과 수직한 상태로서 최대한의 접지력을 보유할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명은 캠버각 조정장치는 차량의 선회 주행시 타이어(1)의 접지력을 증대시킬 수 있게 되며, 이에 따라 선회안정성을 확보할 수 있는 잇점이 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량의 선회 주행시 좌우측 타이어의 접지상태가 차량의 직진 주행시와 동일하게 최대한의 접지력을 보유할 수 있게 됨으로써, 선회안정성이 대폭 향상됨은 물론 이에 따라 차량에 대한 소비자의 선호도가 높아져 상품성이 향상되는 효과가 있게 된다.

도 1은 일반적인 차량의 전륜구조를 설명하기 위한 개략적인 개념도,

도 2는 도 1의 구조를 갖춘 차량이 직진 주행시와 좌측방향으로의 선회시에 타이어의 접지상태를 보여주기 위한 개념도,

도 3은 본 발명에 따른 캠버각 조정장치를 구비한 차량의 전륜구조를 설명하기 위한 개념도,

도 4는 좌측방향으로의 선회시 전륜의 캠버각이 조정되는 상태를 설명하기 위한 작동상태도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 - 타이어 2 - 너클

3 - 로어암 4 - 어퍼암

5 - 타이로드 6 - 조향기어박스

11 - 너클링크부재 13 - 타이로드링크부재

15 - 힌지축부재 17 - 가이드수단

17a - 파이프부재 17c - 베어링부재

J - 볼조인트

Claims

어퍼암(4)의 하측으로 이격되면서 일단이 너클(2)의 상단부에 볼조인트(J)를 매개로 결합되는 너클링크부재(11)와, 일단은 상기 너클링크부재(11)의 선단과 볼조인트(J)를 매개로 결합되고 타단은 상기 너클(2)과 조향기어박스(6)를 연결하는 타이로드(5)와 볼조인트(J)를 통해 결합되는 타이로드링크부재(13)와, 상기 타이로드링크부재(13)를 관통하여 차체측에 결합되면서 타이로드(5)의 직선이동에 따라 타이로드링크부재(13)가 회전될 수 있도록 회전중심의 역할을 수행하는 힌지축부재(15)와, 일단은 차체측에 고정되도록 결합되고 타단은 상기 어퍼암(4)을 감싸도록 설치되어 상기 어퍼암(4)의 직선이동을 안내하는 가이드수단(17)으로 구성되는 전륜의 캠버각 조절장치.
제 1항에 있어서, 상기 힌지축부재(15)는 상기 타이로드링크부재(13)의 중간지점과 상기 너클링크부재(11)와 타이로드링크부재(13)를 연결하는 볼조인트(J)사이의 위치에서 결합되는 것을 특징으로 하는 전륜의 캠버각 조절장치.
제 1항에 있어서, 상기 가이드수단(17)은 어퍼암(4)을 부분적으로 감싸면서 차체측에 고정되도록 설치되는 가이드용 파이프부재(17a)와, 상기 어퍼암(4)과 가이드용 파이프부재(17a)사이에 설치되는 다수개의 베어링부재(17c)로 구성되는 것을 특징으로 하는 전륜의 캠버각 조절장치.