KR20070056383A - 자동차의 킹핀오프셋 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 킹핀오프셋이 차량의 운행상태에 따라 가변되도록 한 것으로, 더욱 더 상세하게는 중앙처리장치에 입력되는 조향각 및 차속에 따라 스트러트 톱 마운트 중심과 로어암 볼 조인트 중심을 통과하는 연직선의 킹핀축을 회전시켜 차량의 운행상태에 알맞은 상태로 킹핀오프셋이 조절되도록 하는 것이다.

본 발명은 차체를 형성하는 에이프런판넬(800)에 서스펜션쇽업소버(100)의 상부가 결합되고, 상기 서스펜션쇽업소버의 하부는 서스펜션어퍼암(200)에 결합되는 것에 있어서, 상기 서스펜션쇽업소버(100)의 하부가 서스펜션어퍼암(200)의 상부에 회전 가능하게 힌지(300)결합되고, 상기 힌지(300) 결합되어 있는 서스펜션쇽업소버(100)의 하단부에는 섹터기어(130)가 형성되며, 상기 섹터기어(130)에 치합되는 하부웜기어(400)가 하부모터(500)에 의해 일측 및 타측 방향으로 회전 가능하게 서스펜션어퍼암(200)에 설치되고, 상기 하부모터(500)에 의해 일측 및 타측 방향으로 회전이 이루어지는 하부웜기어(400)에 치합되는 섹터기어(130)가 하단부에 형성되어 있는 서스펜션쇽업소버(100)의 상단부에는 랙기어(140)가 형성되며, 상기 랙기어(140)에는 상부모터(600)의 회전력에 의해 일측 및 타측 방향으로 회전이 이루어지는 상부웜기어(700)가 치합되어 설치되는 것에 의해 달성된다.

서스펜션쇽업소버, 섹터기어, 기어, 서스펜션어퍼암, 힌지, 하부웜기어, 하부모터, 상부모터, 상부웜기어, 에이프런판넬

Description

자동차의 킹핀오프셋 조절장치{Device for Adjusting King-Pin Offset of Automobile}

도 1은 일반적인 자동차의 서스펜션부를 보인 단면도

도 2는 일반적인 자동차의 직진시 이상적인 킹핀오프셋 및 발생모멘트 방향을 보인 개략도

도 3은 일반적인 자동차의 회전시 이상적인 킹핀오프셋 및 발생모멘트 방향을 보인 개략도

도 4는 본 발명인 자동차의 킹핀오프셋 조절장치를 보인 단면도

도 5는 도 4의 "A"부를 보인 확대도

도 6은 도 4의 "B"부를 보인 확대도

도 7은 본 발명인 킹핀오프셋 조절장치가 작동된 상태를 보인 작동상태도

도 8은 본 발명인 자동차의 킹핀오프셋 조절장치의 작동상태를 보인 블럭도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 서스펜션쇽업소버 130 : 섹터기어

140 : 랙기어 200 : 서스펜션어퍼암

300 : 힌지 400 : 하부웜기어

500 : 하부모터 600 : 상부모터

700 : 상부웜기어 800 : 에이프런판넬

810 : 슬라이드공 A : 조향각센서

B : 차속센서 C : 중앙처리장치

본 발명은 자동차의 킹핀오프셋이 차량의 운행상태에 따라 가변되도록 한 것으로, 더욱 더 상세하게는 중앙처리장치에 입력되는 조향각 및 차속에 따라 스트러트 톱 마운트 중심과 로어암 볼 조인트 중심을 통과하는 연직선의 킹핀축을 회전시켜 차량의 운행상태에 알맞은 상태로 킹핀오프셋이 조절되도록 하는 자동차의 킹핀오프셋 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 앞바퀴 정렬(front wheel alignment)은 자동차 앞부분의 하중을 지지하는 앞바퀴의 어떤 기하학적인 각도를 의미하며, 그 구성요소는 토인 (toe-in), 캠버(camber)캐스터(caster), 킹핀오프셋(king pin off set), 선회시 토아웃(toe-out on turning)의 5 가지 요소가 서로 보완작용을 하면서 조향휠의 조작을 작은 힘으로 쉽게 할 수 있도록 하고, 조향휠의 조작을 확실하게 하며, 안전성을 부여하고, 타이어의 마멸을 최소로 하는 작용을 하게 된다.

즉 토우각은 자동차의 전후방향 중심면과 한쪽의 휠중심면이 차축의 중심 높이로 이루어지는 각이고, 캠버각은 자동차를 정면에서 보았을 때 타이어의 중심선이 연직선과 이루는 각이며, 킹핀오프셋은 도 1에 도시하고 있는 바와 같이, 서스펜션쇽업소버(100)의 스트러트 톱 마운트(110) 중심과 로어암 볼 조인트 중심을 통과하는 연직선의 킹핀축과, 상기 킹핀축이 노면에 접하는 점과 타이어(T) 중심선이 노면에 접하는 점 사이의 거리이다.

따라서 감속기준의 직진시 이상적인 킹핀오프셋 및 발생모멘트 방향은 도 2에 도시하고 있는 바와 같이, 좌측 앞뒤바퀴는 시계방향의 정(-)오프셋을 , 우측 앞뒤바퀴는 반시계방향의 부(-) 오프셋이다.

한편 좌회전시에는 도 3에 도시하고 있는 바와 같이, 좌측의 앞바퀴는 반시계방향의 정(+)오프셋, 뒷바퀴는 시계방향의 부(-)오프셋을 그리고 우측 앞바퀴는 반시계방향의 부(-)오프셋, 뒷바퀴는 시계방향의 정(+)오프셋을 유지해야만 되고 우회전 시에는 전술한 반대를 유지하여야 된다.

그러나 종래에는 도 1 에 도시한 바와 같이 서스펜션쇽업소버(100)의 하단부가 브라켓(120)에 의해 어퍼암(200)에 고정되게 고정되게 설치되는 관계로, 차량을 운행시 범프 리바운드(Bump/Rebound), 풀턴(Full Turn)등이 발생할 때 마다 변화되는 휠트레드에 따라 킹핀오프셋이 변화되지 않아 차량의 거동 안정화를 이루지 못하게 됨은 물론, 조향감을 저감시키게 되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기 종래와 같은 문제점을 해결 하기 위해 안출된 것으로서, 차량 운행시 조향각 및 차속정보를 이용해서 킹핀축을 제어하여, 차량의 운행상태에 알맞은 킹핀오프셋이 구현되도록 모멘트를 발생시킴으로써, 차실에 탑승한 승원의 승차감과 차량을 운행하는 운전자의 조정안정성이 동시에 향상되도록 하는 자동차의 킹핀오프셋 조절장치를 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 목적은, 차체를 형성하는 에이프런판넬(800)에 서스펜션쇽업소버(100)의 상부가 결합되고, 상기 서스펜션쇽업소버(100)의 하부는 서스펜션어퍼암(200)에 결합되는 것에 있어서, 상기 서스펜션쇽업소버(100)의 하부가 서스펜션어퍼암(200)의 상부에 회전 가능하게 힌지(300)결합되고, 상기 힌지(300) 결합되어 있는 서스펜션쇽업소버(100)의 하단부에는 섹터기어(130)가 형성되며, 상기 섹터기어(130)에 치합되는 하부웜기어(400)가 하부모터(500)에 의해 일측 및 타측 방향으로 회전 가능하게 서스펜션어퍼암(200)에 설치되고, 상기 하부모터(500)에 의해 일측 및 타측 방향으로 회전이 이루어지는 하부웜기어(400)에 치합되는 섹터기어(130)가 하단부에 형성되어 있는 서스펜션쇽업소버(100)의 상단부에는 랙기어(140)가 형성되며, 상기 랙기어(140)에는 상부모터(600)의 회전력에 의해 일측 및 타측 방향으로 회전이 이루어지는 상부웜기어(700)가 치합되어 설치되는 것에 의해 달성된다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 그 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명인 자동차의 킹핀오프셋 조절장치를 보인 단면도이고, 도 5는 도 4의 "A"부를 보인 확대도이며, 도 6은 도 4의 "B"부를 보인 확대도이고, 도 7은 본 발명인 킹핀오프셋 조절장치가 작동된 상태를 보인 작동상태도이며, 도 8은 본 발명인 자동차의 킹핀오프셋 조절장치의 작동상태를 보인 블록도이다.

본 발명의 자동차의 킹핀오프셋 조절장치는 도 4와 도 5 및 도 6과 도 7에 도시하고 있는 바와 같이, 차체를 형성하는 에이프런판넬(800)에 서스펜션쇽업소버(100)의 상부가 결합되고, 상기 서스펜션쇽업소버(100)의 하부는 서스펜션어퍼암(200)에 회전 가능하게 힌지(300) 결합된다.

한편, 상기 서스펜션쇽업소버(100)의 하단부에 형성되어 있는 섹터기어(130)에는 하부모터(500)에 의해 일측 및 타측 방향으로 회전이 이루어지는 하부웜기어(400)가 치합된다.

또한, 상기 서스펜션쇽업소버(100)의 상부에 형성된 랙기어(140)에는 상부모터(600) 의해 일측 및 타측방향으로 회전이 이루어지는 상부웜기어(700)가 치합된다.

한편, 상기 상부모터(500)와 하부모터(600)는 도 8에 도시하고 있는 바와 같이, 조향각센서(A)와 차속센서(B)에 의해 조향각 및 차속이 중앙처리장치(C)로 입력되면, 상기 중앙처리장치(C)는 서스펜션쇽업소버(100)가 차량의 운행상태에 알맞은 위치로 이동되면서 킹핀각이 변형되도록 상부모터(600) 및 하부모터(500)를 정 역방향으로 각각 회전시키게 된다

이때, 상부모터(600)와 하부모터(500)에 각각 결합되어 있는 하부웜기어(400)와 상부웜기어(700)는 상부모터(600)와 하부모터(500)가 회전되는 방향으로 회전이 이루어지게 되고, 상기 상부웜기어(700)와 하부웜기어(400)의 회전방향에 따라 섹터기어(130)와 랙기어(140)가 치합되어 있는 서스펜션쇽업소버(100)가 힌지(300)를 중심으로 회전되면서 이동이 이루어지게 된다.

물론, 상기 서스펜션쇽업소버(100)의 상부가 결합되는 에이프런판넬(800)에는 좌우방향으로 서스펜션쇽업소버(100)가 일정치 이상 좌우로 이동이 이루어지지 않도록 하는 슬라이드공(810)이 횡방향으로 관통되게 형성되어 있어, 상기 서스펜션쇽업소버(100)가 일정치 이상 좌우로 이동한 후에는 더 이상 이동이 이루어지지 않도록 함이 더욱 바람직 하다

이와 같이 구성되는 본 발명의 자동차의 킹핀오프셋 조절장치는 차량을 운행중 조향각 및 차속이 조향각감지센서(A) 및 차속감지센서(B)에 의해 감지된 후 중앙처리장치(C)로 입력되면, 상기 중앙처리장치(C)는 차속 및 조향각 상태에 따라 상부모터(600)와 하부모터(500)에 전원을 공급하며 정방향 및 역방향으로 회전시키게 된다.

이때, 상기 상부모터(600)와 하부모터(500)에 각각 결합되어 있는 상부웜기어(700) 및 하부웜기어(400)는 상부모터(600) 및 하부모터(500)의 회전방향과 동일한 방향을 회전이 이루지게 되고, 상기 하부웜기어(400)와 상부웜기어(700)에 각각 치합되어 있는 서스펜션쇽업소버(100)의 랙기어(140) 및 섹터기어(130)는 일측 및 타측방향으로 이동이 이루어지게 된다.

물론, 상기 랙기어(140)와 섹터기어(130)가 상부웜기어(700)와 하부웜기어(400)에 치합되어 서스펜션쇽업소버(100)가 이동시에는 힌지(300)를 중심으로 회전이 이루어지면서 킹핀축이 변형되는 것에 의해 킹핀오프셋이 조절됨과 동시에 타이어가 결합되어 있는 각휠에 모멘트를 발생시켜 차량의 거동을 제어하게 된다.

따라서 이러한 본 발명은 차량의 선회. 범프 등의 주행조건에 따라 자동으로 킹핀오프셋이 변형되면서 차량의 직진 안전성이 향상되도록 하고, 핸들의 조작력 경감 및 스티어링 복원성을 유도하여 차량을 운행하는 운전자의 조정안정성이 향상되어 지게 됨은 물론, 차실에 탑승한 승원의 승차감이 향상되도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 차량을 운행시 타이어에 펑크등이 발생하여 휠로 충격이 들어와 큰 모멘트를 일으킬 경우에도 킹핀오프셋이 조절되면서 차량의 안전성이 확보될 수 있도록 하는 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.

Claims (3)

1. 차체를 형성하는 에이프런판넬(800)에 서스펜션쇽업소버(100)의 상부가 결합되고, 상기 서스펜션쇽업소버의 하부는 서스펜션어퍼암(200)에 결합되는 것에 있어서, 상기 서스펜션쇽업소버(100)의 하부가 서스펜션어퍼암(200)의 상부에 회전 가능하게 힌지(300)결합되고, 상기 힌지(300) 결합되어 있는 서스펜션쇽업소버(100)의 하단부에는 섹터기어(130)가 형성되며, 상기 섹터기어(130)에 치합되는 하부웜기어(400)가 하부모터(500)에 의해 일측 및 타측 방향으로 회전 가능하게 서스펜션어퍼암(200)에 설치되고, 상기 하부모터(500)에 의해 일측 및 타측 방향으로 회전이 이루어지는 하부웜기어(400)에 치합되는 섹터기어(130)가 하단부에 형성되어 있는 서스펜션쇽업소버(100)의 상단부에는 랙기어(140)가 형성되며, 상기 랙기어(140)에는 상부모터(600)의 회전력에 의해 일측 및 타측 방향으로 회전이 이루어지는 상부웜기어(700)가 치합되어 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차의 킹핀오프셋 조절장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 상부모터(600)와 하부모터(500)는 조향각센서(A)와 차속센서(B)에 의해 감지된 조향각 및 차속에 따라 중앙처리장치(C)에 의해 정역방향으로 회전되면서 서스펜션쇽업소버(100)가 차량의 운행상태에 알맞은 위치로 이동되면서 킹핀각을 변형시키게 됨을 특징으로 하는 자동차의 킹핀오프셋 조절장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 서스펜션쇽업소버(100)의 상부가 결합되는 에이프런판넬(800)에는 좌우방향으로 서스펜션쇽업소버(100)가 일정치 이상 좌우로 이동이 이루어지지 않도록 하는 슬라이드공(810)이 횡방향으로 관통되게 형성됨을 특징으로 하는 자동차의 킹핀오프셋 조절장치.

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