KR20060065312A

KR20060065312A - 차량의 후륜 캠버각 조정장치

Info

Publication number: KR20060065312A
Application number: KR1020040104136A
Authority: KR
Inventors: 이재윤
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2006-06-14

Abstract

본 발명은 차량의 후륜 캠버각 조정장치에 관한 것으로, 트레일링암(1)내에 고정 설치되는 스텝모터(21)와, 조향각센서(23)의 신호를 통해 상기 스텝모터(21)의 구동을 제어하는 콘트롤러(25)와, 일단은 상기 스텝모터(21)와 동력전달이 가능하도록 결합되고 타단은 상기 트레일링암(1)의 내부에서 길이방향을 따라 배치되는 회전축부재(27)와, 상기 회전축부재(27)에 일체로 결합되어 상기 트레일링암(1)과 간섭됨이 없도록 회전운동하는 적어도 한 개 이상의 동력전달기어(29)와, 상기 동력전달기어(29)의 반경방향과 일직선으로 연결되는 트레일링암(1)의 외주면에서 트레일링암(1)의 직경방향을 따라 형성되는 가이드슬릿(1a)과, 상기 가이드슬릿(1a)을 관통한 밑면이 상기 동력전달기어(29)의 외주면과 치합되는 플랜지부(31b)를 일체로 갖추고서 상기 동력전달기어(29)를 통해 스텝모터(21)의 회전력을 전달받아 상기 가이드슬릿(1a)내에서 회전운동을 하는 스핀들마운팅브라켓트(31)로 구성되어져, 차량의 주행상태에 따라 캠버각의 능동적인 변화가 가능하게 됨으로써 차량은 보다 안정된 직진성과 선회성을 갖출 수 있도록 된 것이다.

Description

차량의 후륜 캠버각 조정장치{system for controling rear wheel camber angle of vehicle}

도 1은 일반적인 소형자동차의 리어현가장치를 설명하기 위한 사시도,

도 2는 도 1에서 트레일링암과 스핀들마운팅브라켓트의 결합관계를 보여주기 위한 정면도,

도 3 내지 도 7은 본 발명에 따른 캠버각 조정장치의 구성도,

도 8은 본 발명에 따른 캠버각 조정장치에 의해 후륜의 캠버각이 변화되는 상태를 보여주기 위한 개념도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 - 트레일링암 1a - 가이드슬릿

21 - 스텝모터 23 - 조향각센서

25 - 콘트롤러 27 - 회전축부재

29 - 동력전달기어 31 - 스핀들마운팅브라켓트

31b - 플랜지부 33 - 가이드브라켓트

33a - 베어링홈 35 - 베어링

본 발명은 차량의 주행상태에 따라 후륜의 캠버각이 자동적으로 조정될 수 있도록 함으로써 주행 안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 차량의 후륜 캠버각 조정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 현가장치는 주행할 때 노면에서 받는 진동이나 충격을 차체에 직접 전달되지 않도록 하여 차체나 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 하는 장치인 바, 그 중에서 토션비임액슬(torsion beam axle)타입이 적용되는 소형자동차의 리어현가장치는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같다.

즉, 차체의 길이방향을 따라 배치되는 좌우측의 트레일링아암(1)과, 이 좌우측의 트레일링아암(1)사이를 연결하도록 차체의 횡방향을 따라 배치되는 토션비임액슬(2)과, 이 토션비임액슬(2)의 내부에 설치되어 상기 트레일링아암(1)사이를 연결하는 토션바아(3)와, 상기 트레일링아암(1)상에 용접결합되는 스프링시트(4)와 스핀들마운팅브라켓트(5) 및 쇽업소버마운팅브라켓트(6)와, 상기 스프링시트(4)와 쇽업소버마운팅브라켓트(6)에 각각 수직한 방향으로 설치되어 차체와 연결되는 코일스프링(7) 및 쇽업소버(8)와, 상기 트레일링아암(1)의 전방측 선단에 결합되어 트레일링아암(1)을 차체측으로 결합시키도록 하는 트레일링아암부시(9)등으로 구성된다.

여기서, 상기 토션비임액슬(2)은 그 양단이 상기 트레일링아암(1)상에 각각 중첩을 이루도록 배치된 상태에서 용접결합을 통해 장착되어지는 구조이고, 상기 토션바아(3)는 그 양단이 상기 트레일링아암(1)을 관통하도록 배치된 상태에서 용 접결합을 통해 장착되어지는 구조이다.

따라서, 상기 토션비임액슬(2)은 주행중 차체에 피칭(pitching)이 발생할 경우 부재가 지닌 비틀림 탄성력을 통해 이를 흡수하게 되고, 상기 토션바아(3)는 차량의 선회 주행시 롤강성을 향상시켜 주는 역할을 수행하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 리어현가장치는 후륜의 캠버각을 결정하는 스핀들마운팅브라켓트(5)가 전술한 바와 같이 트레일링암(1)에 용접결합되어 있는 형태이기 때문에, 차량의 주행상태에 따라 능동적인 캠버각의 조정이 불가능하고 이로 인해 차량은 주행 안정성이 불안해지는 문제점이 있게 된다.

즉, 고속주행상태에서 선회 주행을 할 때에는 차체가 원심력에 의해 선회 외측방향으로 밀려나는 특성을 갖게 된다.

따라서, 선회 내륜에 해당하는 타이어는 노면과의 접지력의 높이기 위해 일시적으로 정캠버(positive camber)의 특성을 갖도록 하고 동시에 선회 외륜에 해당하는 타이어는 일시적으로 부캠버(negative camber)의 특성을 갖도록 하는 것이 바람직하나, 전술한 리어현가장치는 스핀들마운팅브라켓트(5)가 트레일링암(1)에 용접결합되어 있기 때문에 후륜의 캠버각 조정이 불가능하게 되어 선회 주행중인 차량은 선회 안정성이 크게 불안정해지는 문제점이 발생하게 되는 것이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 차량의 주행상태에 따라 트레일링암에 결합된 스핀들마운팅브라켓트의 각도를 능동적으로 변화시킬 수 있도록 구성함으로써, 캠버각의 조정을 통해 직진 안정성은 물론 선회 안정성도 크게 향상시킬 수 있도록 하는 차량의 후륜 캠버각 조정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 트레일링암내에 고정 설치되는 스텝모터와, 조향각센서의 신호를 통해 상기 스텝모터의 구동을 제어하는 콘트롤러와, 일단은 상기 스텝모터와 동력전달이 가능하도록 결합되고 타단은 상기 트레일링암의 내부에서 길이방향을 따라 배치되는 회전축부재와, 상기 회전축부재에 일체로 결합되어 상기 트레일링암과 간섭됨이 없도록 회전운동하는 적어도 한 개 이상의 동력전달기어와, 상기 동력전달기어의 반경방향과 일직선으로 연결되는 트레일링암의 외주면에서 트레일링암의 직경방향을 따라 형성되는 가이드슬릿과, 상기 가이드슬릿을 관통한 밑면이 상기 동력전달기어의 외주면과 치합되는 플랜지부를 일체로 갖추고서 상기 동력전달기어를 통해 스텝모터의 회전력을 전달받아 상기 가이드슬릿내에서 회전운동을 하는 스핀들마운팅브라켓트로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따라 캠버각 조정장치를 구비한 소형자동차의 리어현가장치의 사시도로서, 종래 구조와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.

도 3에는 토션비임액슬(torsion beam axle)타입이 적용되는 소형자동차의 리어현가장치가 도시되어 있다.

즉, 소형자동차의 리어현가장치는 차체의 길이방향을 따라 배치되는 좌우측의 트레일링아암(1)과, 이 좌우측의 트레일링아암(1)사이를 연결하도록 차체의 횡방향을 따라 배치되는 토션비임액슬(2)과, 이 토션비임액슬(2)의 내부에 설치되어 상기 트레일링아암(1)사이를 연결하는 토션바아(3)와, 상기 트레일링아암(1)상에 용접결합되는 스프링시트(4)와 쇽업소버마운팅브라켓트(6)와, 상기 스프링시트(4)와 쇽업소버마운팅브라켓트(6)에 각각 수직한 방향으로 설치되어 차체와 연결되는 코일스프링(7) 및 쇽업소버(8)와, 상기 트레일링아암(1)의 전방측 선단에 결합되어 트레일링아암(1)을 차체측으로 결합시키도록 하는 트레일링아암부시(9)등으로 구성된다.

한편, 상기의 리어현가장치에는 차량의 주행상태에 따라 능동적으로 캠버각을 변화시키는 본 발명에 따른 캠버각 조정장치가 함께 구성된다.

본 발명에 따른 캠버각 조정장치는 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 트레일링암(1)내에 고정 설치되는 스텝모터(21)와, 조향각센서(23)의 신호를 통해 상기 스텝모터(21)의 구동을 제어하는 콘트롤러(25)와, 일단은 상기 스텝모터(21)와 동력전달이 가능하도록 결합되고 타단은 상기 트레일링암(1)의 내부에서 길이방향을 따라 배치되는 회전축부재(27)와, 상기 회전축부재(27)에 일체로 결합되어 상기 트레일링암(1)과 간섭됨이 없도록 회전운동하는 적어도 한 개 이상의 동력전달기어(29)와, 상기 동력전달기어(29)의 반경방향과 일직선으로 연결되는 트레일링암(1)의 외주면에서 트레일링암(1)의 직경방향을 따라 형성되는 가이드슬릿(1a)과, 상기 가이드슬릿(1a)을 관통한 밑면이 상기 동력전달기어(29)의 외주면과 치합 되는 플랜지부(31b)를 일체로 갖추고서 상기 동력전달기어(29)를 통해 스텝모터(21)의 회전력을 전달받아 상기 가이드슬릿(1a)내에서 회전운동을 하는 스핀들마운팅브라켓트(31)로 구성된다.

여기서, 상기 스핀들마운팅브라켓트(31)는 평면모양으로 형성된 스핀들결합부(31a)와, 상기 스핀들결합부(31a)의 양측면으로부터 상기 트레일링암(1)쪽을 향해 절곡 형성된 플랜지부(31b)로 구성되는데, 상기 플랜지부(31b)의 하단은 상기 동력전달기어(29)의 외주면과 동일한 곡률을 갖는 아치(arch)모양으로 형성된다.

그리고, 아치모양으로 형성된 부분에는 상기 동력전달기어(29)의 외주면과 치합을 이루기 위한 기어홈(도시않됨)이 형성된다.

한편, 상기 가이드슬릿(1a)에는 각각 두 개의 가이드브라켓트(33)가 설치되는 바, 상기 두 개의 가이드브라켓트(33)는 가이드슬릿(1a)을 따라 원호모양으로 형성된다.

또한, 상기 두 개의 가이드브라켓트(33)는 가이드슬릿(1a)에서 평행하게 이격되어 서로 마주 대하도록 설치된다.

이에 따라, 상기 스핀들마운팅브라켓트(31)의 플랜지부(31b)는 아치모양으로 형성된 하단이 상기 가이드브라켓트(33)사이로 삽입되어 상기 동력전달기어(29)의 외주면과 치합되는 구조를 갖게 된다.

그리고, 상기 플랜지부(31b)의 양측면 및 상기 플랜지부(31b)의 양측면과 마주 대하는 상기 가이드브라켓트(33)의 일면에는 각각 베어링홈(31c,33a)이 형성되는데, 상기 베어링홈(31c,33a)은 상기 스핀들마운팅브라켓트(31)가 스텝모터(21)의 힘으로 회전될 때 이때의 회전곡률을 따라서 형성된다.

또한, 상기 베어링홈(31c,33a)에는 다수개의 베어링(35)이 설치되는데, 상기 베어링(35)은 스핀들마운팅브라켓트(31)의 회전운동시 베어링홈(31c,33a)을 따라 구름운동을 하면서 상기 스핀들마운팅브라켓트(31)가 원활한 회전운동을 하도록 도움을 주게 된다.

따라서, 차량이 선회 주행을 시작하게 되면 콘트롤러(25)는 조향각센서(23)로부터 전달된 신호에 의해 조향휠의 회전방향과 회전량을 분석하여, 차량이 선회 주행 상태인지를 판별하게 된다.

그리고, 상기 콘트롤러(25)가 선회 주행으로 판별하게 되면, 상기 콘트롤러(25)는 선회 내륜 및 선회 외륜에 해당하는 쪽의 스텝모터(21)로 각각 제어신호를 보내게 되고, 이에 따라 상기 스텝모터(21)는 각각 서로 다른 방향의 회전성을 갖도록 구동을 시작하게 된다.

즉, 선회 내륜쪽에 해당하는 스텝모터(21)는 도 8에 도시된 바와 같이 스핀들마운팅브라켓트(31)가 캠버각이 제로(0 camber)인 상태(직진 주행상태)에서 정캠버(positive camber; + camber)를 갖도록 구동되어지며, 반대로 선회 외륜쪽에 해당하는 스텝모터(21)는 부캠버(negative camber; - camber)를 갖도록 구동되어 진다.

이에 따라, 직진 주행중인 차량은 스핀들마운팅브라켓트(31)가 캠버각이 제로(0 camber)인 상태에서 주행을 하게 됨으로써, 차량은 안정된 직진 안정성을 확보할 수 있게 된다.

또한, 선회 주행중인 차량은 스핀들마운팅브라켓트(31)의 능동적인 회동에 의해 정캠버나 또는 부캠버의 상태를 유지할 수 있게 됨으로써, 차량은 보다 향상된 선회 안정성을 확보할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 후륜이 결합된 스핀들마운팅브라켓트가 차량의 주행상태에 따라 능동적인 회동운동을 하게 됨으로써, 차량은 보다 안정된 직진성과 선회성을 갖출 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims

트레일링암(1)내에 고정 설치되는 스텝모터(21)와;

조향각센서(23)의 신호를 통해 상기 스텝모터(21)의 구동을 제어하는 콘트롤러(25)와;

일단은 상기 스텝모터(21)와 동력전달이 가능하도록 결합되고, 타단은 상기 트레일링암(1)의 내부에서 길이방향을 따라 배치되는 회전축부재(27)와;

상기 회전축부재(27)에 일체로 결합되어 상기 트레일링암(1)과 간섭됨이 없도록 회전운동하는 적어도 한 개 이상의 동력전달기어(29)와;

상기 동력전달기어(29)의 반경방향과 일직선으로 연결되는 트레일링암(1)의 외주면에서 트레일링암(1)의 직경방향을 따라 형성되는 가이드슬릿(1a)과;

상기 가이드슬릿(1a)을 관통한 밑면이 상기 동력전달기어(29)의 외주면과 치합되는 플랜지부(31b)를 일체로 갖추고서, 상기 동력전달기어(29)를 통해 스텝모터(21)의 회전력을 전달받아 상기 가이드슬릿(1a)내에서 회전운동을 하는 스핀들마운팅브라켓트(31);

로 구성되는 차량의 후륜 캠버각 조정장치.
제 1항에 있어서, 상기 가이드슬릿(1a)에는 가이드슬릿(1a)을 따라 원호모양으로 형성된 한 쌍의 가이드브라켓트(33)가 서로 이격되어 마주 대하도록 설치되고, 상기 스핀들마운팅브라켓트(31)의 플랜지부(31b)는 그 하단이 상기 가이드브라 켓트(33)사이로 삽입되어 상기 동력전달기어(29)의 외주면과 치합되는 것을 특징으로 하는 차량의 후륜 캠버각 조정장치.
제 2항에 있어서, 상기 플랜지부(31b)의 양측면 및 상기 플랜지부(31b)의 양측면과 마주 대하는 상기 가이드브라켓트(33)의 일면에는 상기 스핀들마운팅브라켓트(31)의 회전곡률을 따라서 베어링홈(31c,33a)이 형성되고, 상기 베어링홈(31c,33a)에는 다수개의 베어링(35)이 설치된 것을 특징으로 하는 차량의 후륜 캠버각 조정장치.