KR20070055283A - 차량의 스트럿 타입 현가장치 - Google Patents

Abstract

스트럿에서 발생하는 사이드 로드의 크기를 줄일 수 있도록 하여 쇽 업소오버에서 발생하는 마찰을 줄이고 승차감을 향상시킬 수 있도록 한 차량의 스트럿 타입 현가장치를 제공할 목적으로;

휠을 회전 가능하게 지지하는 너클과, 상기 너클의 하단부를 차체와 연결하여 주는 로워 컨트롤 아암과, 코일 스프링과 쇽 업소오버가 일체로 형성되어 상단부가 차체에 현가 지지되고, 하단부가 상기 휠 캐리어의 상단과 연결되는 스트럿 어셈블리를 포함하여 이루어지는 현가장치에 있어서, 휠의 외력에 대한 실제 스트럿에 작용하는 반력축이 어퍼 서포트 포인트에서 작용하는 반력축과 쇽 업소오버축 사이에 위치할 수 있도록 한 차량의 스트럿 타입 현가장치를 제공한다.

코일 스프링. 스트럿, 반력

Description

차량의 스트럿 타입 현가장치{STRUT TYPE SUSPENSION SYSTEM FOR VEHICLE}

도 1은 본 발명에 의한 현가장치의 정면도.

도 2는 본 발명에 의한 현가장치의 요부 확대도.

도 3은 본 발명에 의한 현가장치에 작용하는 힘의 분포를 나타낸 도면.

도 4는 종래 현가장치의 정면도.

도 5는 종래 문제점을 설명하기 위하여 힘의 분포를 나타낸 도면이다.

본 발명은 차량의 전륜에 주로 적용되는 스트럿 타입 현가장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차체에서 발생하는 스트럿 방향의 분력을 아이디얼 포오스 라인(Ideal Force Line)에 접근시킴으로써, 스트럿에서 발생하는 사이드 로드(Side Load; 수직방향 분력)의 크기를 줄일 수 있도록 하여 쇽 업소오버에서 발생하는 마찰을 줄이고 승차감을 향상시킬 수 있도록 한 차량의 스트럿 타입 현가장치에 관한 것이다.

차량에 있어서의 현가장치는 차체와 휠 사이에 존재하며, 이 두 강체를 하나 혹은 다수의 링크를 이용하여 연결하여 주는 장치로서, 상하방향으로는 스프링과 유압 쇽 업소오버등에 의해 지지되고, 기타방향으로는 높은 강성과 유연성을 적절히 조화시킴으로써, 차체와 휠 사이의 상대운동을 기계적으로 적절히 조화시키는 기능을 수행하게 된다.

이러한 서스펜션 시스템은, 차량의 주행중에 발생되는 노면의 불규칙한 입력을 효과적으로 차단하여 탑승자의 안락한 승차감을 제공하고, 운전자의 운전행위 및 노면의 굴곡에 의해 발생된 차체의 흔들림을 적절히 제어하여 운전 편의성을 제공하여야 하며, 불규칙한 노면의 주행시 타이어 접지면에서의 수직하중을 적절한 수준으로 유지하여 선회, 제동 구동시 차량의 안정성을 확보하여야 하다는 기본 조건을 만족시켜야만 한다.

상기와 같은 조건을 만족시키기 위하여 여러 종류의 현가장치가 개발되어 실차에 적용되고 있는데, 본 발명에 관계하는 종래 스트럿형 현가장치의 구성을 살펴보면, 도 4에서와 같이, 휠(100)을 회전 가능하게 지지하는 너클(102)은 그 하단이 로워 컨트롤 아암(104)을 개재시켜 차체와 연결되고, 상단이 코일 스프링(106)과 쇽 업소오버(108)가 일체로 형성되는 스트럿 어셈블리(110)와 일체로 형성된다.

그리고 상기 스트럿 어셈블리(110)의 상단부는 미도시한 차체에 인슐레이터(112)를 개재시켜 현가 지지되며, 쇽 업소오버(108)의 중간부 내측에는 스테빌라이저(114)가 연결된다.

이에따라 노면으로부터 입력되는 진동 및 충격이 스트럿 어셈블리에 의해 감쇠되어 차체에 전달되는 진동과 충격을 최소화하게 되는 것이다.

이러한 현가장치에 있어서, 휠(100)에 가해지는 외력(F)에 대한 어퍼 서포트 포인트에서의 반력(FU)과, 로워 컨트롤 아암(106) 측단에서의 반력(FL)이 도 4와 같이 작용하면서 현가장치로서의 기능을 수행하게 된다.

그러나 상기와 같이 휠에 가해지는 외력에 대한 반력이 작용하면서 현가 기능을 수행하는 과정에서는 부시, 죠인트, 쇽 업소오버등에 의한 마찰이 발생하게 되는데, 실제에 있어서는 사이드 로드(수직방향 분력)에 의한 쇽 업소오버에서 많은 마찰이 발생된다.

이는 어퍼 서포트에서 작용하는 반력축과 실제 스트럿에 작용하는 반력축이 달라짐에 따라 횡방향의 사이드 로드(수직방향 분력)가 발생하게 되는 것이다.

보다 구체적으로 쇽 업소오버에서 발생되는 사이드 로드를 살펴보면, 도 4에서와 같이, FU의 쇽 업소오버축의 사이드 로드를 FS1, 로그와 로드 가이드의 사이드 로드를 FS2, 로드 밸브와 튜브의 사이드 로드를 FS3 라고 할 때, 쇽 업소오버에 의한 마찰력은 μS2 ·FS2 + μS3 ·FS3가 된다.

이에따라 범퍼 스틱킹 현상(Bumper Sticking: 로드와 가이드, 로드 밸브와 튜브 사이의 마찰로 인하여 로드가 움직이지 않고 고정된 상태의 현상)이 발생되는 문제점을 내포하고 있다.

이는 도 5에서와 같이 어퍼 서포트 포인트에서의 반력(FU)과, 실제 스트럿에 작용하는 반력(FA)에 따른 사이드 로드(FS1)가 커짐으로써 발생되는 것이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 차체에서 발생하는 스트럿 방향의 분력(실제 스트럿에 작용하는 반력)을 아이디얼 포오스 라인(Ideal Force Line; 어퍼 서포트 포인트에서 작용하는 반력)에 접근시킴으로써, 스트럿에서 발생하는 사이드 로드의 크기를 줄일 수 있도록 하여 쇽 업소오버에서 발생하는 마찰을 줄이고 승차감을 향상시킬 수 있도록 한 차량의 스트럿 타입 현가장치를 제공함에 있다.

이러한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 휠을 회전 가능하게 지지하는 너클과, 상기 너클의 하단부를 차체와 연결하여 주는 로워 컨트롤 아암과, 코일 스프링과 쇽 업소오버가 일체로 형성되어 상단부가 차체에 현가 지지되고, 하단부가 상기 휠 캐리어의 상단과 연결되는 스트럿 어셈블리를 포함하여 이루어지는 현가장치에 있어서,

휠의 외력에 대한 실제 스트럿에 작용하는 반력축이 어퍼 서포트 포인트에서 작용하는 반력축과 쇽 업소오버축 사이에 위치할 수 있도록 한 차량의 스트럿 타입 현가장치를 제공한다.

이를 위하여 상기 코일 스프링의 중간부분이 소정의 곡률을 갖고 휠측으로 돌출되도록 형성한 것을 특징으로 한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 의한 현가장치의 정면도로서, 휠(2)은 너클(4)에 회전 가능하게 지지된다.

그리고 상기 너클(4)은 하단부가 차폭 방향으로 배치되는 로워 컨트롤 아암 (6)을 개재시켜 차체에 연결되며, 그 상단은 스트럿 어셈블리(8)와 연결된다.

상기에서 스트럿 어셈블리(8)는 코일 스프링(10)과 쇽 업소오버(12)가 일체로 형성되어 차고방향으로 세워지며, 그 상단은 인슐레이터(14)를 개재시켜 차체에 현가 지지된다.

또한, 상기 스트럿 어셈블리(8)의 중간부 내측에는 스테빌라이저 바(16)의 링크(18)가 연결되는데, 이 스테빌라이저 링크(18)는 반드시 상기와 같이 스트럿 어셈블리(8)에 연결되는 것은 아니고, 로워 컨트롤 아암(6)에 연결되는 경우도 있다.

이러한 현가장치에 있어서, 본 발명은 도 2에서와 같이 상기 코일 스프링(10)의 휠측 부분을 휠측으로 볼록하게 돌출 형성하여 휠의 외력에 대한 실제 스트럿에 작용하는 반력축이 어퍼 서포트 포인트에서 작용하는 반력축과 쇽 업소오버축 사이에 위치할 수 있도록 한 것이다.

즉, 상기 코일 스프링(10)의 중간부분을 휠측으로 돌출 형성하면, 스프링(10)의 차체에 대한 반력축이 일반 스프링에 비하여 흴측으로 이동함으로써, 아이디얼 포오스 라인에 더 가깝게 이동하게 되고, 이때 반력축의 이동에 따라 어퍼 스프링 시트(20)에서의 작용점이 편심되는 현상이 발생되고, 이를 보정하기 위하여 스프링(8)의 장착 각도를 도2와 같이 하면 반력의 작용점이 어퍼 스프링 시트(20)의 중심에 위치할 수 있게 된다.

이에따라 휠(2)에 가해지는 외력(F)에 대한 어퍼 서포트 포인트에서의 반력(FU)과, 로워 컨트롤 아암(6) 측단에서의 반력(FL)이 도 1와 같이 작용하면서 현가 장치로서의 기능을 수행하게 된다.

이때 외력(F)에 대한 전체적인 반력의 분포를 살펴보면, 도 3에서와 같이 실제 스트럿에 작용하는 반력(FA)이 종래와 같이 쇽 업소오버 축(ABSA)과 일치하지 않고 아이디얼 포오스 라인(FU;어퍼 서포트에서 작용하는 반력)에 더 가깝게 이동하게 되어 스트럿에서 발생하는 사이드 로드(FS1)의 크기를 줄일 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 스트럿에서 발생되는 사이드 로드(FS1)의 크기를 줄이면, 쇽 업소오버(12)에서 발생되는 마찰력을 줄일 수 있게 되는바, 종래와 같은 범퍼 스틱킹 현상(Bumper Sticking: 로드와 가이드, 로드와 튜브 사이의 마찰로 인하여 로드가 움직이지 않고 고정된 상태의 현상)을 줄임으로써, 이에따른 제반 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

그리고 상기 스프링(10)의 볼록부 곡률을 크게 할수록 스프링(10)의 차체에 대한 반력축(FA)을 아이디얼 포오스 라인(FU)과 더욱 근접시킬 수 있는 바, 현가장치의 설계시 당해 차량의 이상적인 지오메트리를 근접하여 스프링(10)의 볼록부 곡률을 설정하면 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 차체에서 발생하는 스트럿 방향의 분력을 아이디얼 포오스 라인에 접근시킴으로써, 스트럿에서 발생하는 사이드 로드의 크기를 줄일 수 있도록 하여 쇽 업소오버에서 발생하는 마찰을 줄이고 승차감을 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 휠을 회전 가능하게 지지하는 너클과, 상기 너클의 하단부를 차체와 연결하여 주는 로워 컨트롤 아암과, 코일 스프링과 쇽 업소오버가 일체로 형성되어 상단부가 차체에 현가 지지되고, 하단부가 상기 휠 캐리어의 상단과 연결되는 스트럿 어셈블리를 포함하여 이루어지는 현가장치에 있어서,

   휠의 외력에 대한 실제 스트럿에 작용하는 반력축이 어퍼 서포트 포인트에서 작용하는 반력축과 쇽 업소오버축 사이에 위치할 수 있도록 함을 특징으로 하는 차량의 스트럿 타입 현가장치.
2. 휠을 회전 가능하게 지지하는 너클과, 상기 너클의 하단부를 차체와 연결하여 주는 로워 컨트롤 아암과, 코일 스프링과 쇽 업소오버가 일체로 형성되어 상단부가 차체에 현가 지지되고, 하단부가 상기 휠 캐리어의 상단과 연결되는 스트럿 어셈블리를 포함하여 이루어지는 현가장치에 있어서,

   상기 코일 스프링의 중간부분이 소정의 곡률을 갖고 휠측으로 돌출되도록 형성함을 특징으로 하는 차량의 스트럿 타입 현가장치.

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