KR20070100466A - 차량의 리어 레이디어스 로드유닛 - Google Patents

차량의 리어 레이디어스 로드유닛 Download PDF

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KR20070100466A
KR20070100466A KR1020060031744A KR20060031744A KR20070100466A KR 20070100466 A KR20070100466 A KR 20070100466A KR 1020060031744 A KR1020060031744 A KR 1020060031744A KR 20060031744 A KR20060031744 A KR 20060031744A KR 20070100466 A KR20070100466 A KR 20070100466A
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radial
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rod
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김태형
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은, 헤드부가 차체 측의 제1마운팅 브래킷에 결합되고 엔드부가 액슬 측의 지지 브래킷에 결합되는 한 쌍의 어퍼 레이디어스 로드와; 상기 어퍼 레이디어스 로드의 하부에 배치되며, 헤드부가 차체 측의 제2마운팅 브래킷에 결합되고 엔드부가 로어암에 결합되는 한 쌍의 로어 레이디어스 로드와; 상기 각 레이디어스 로드의 헤드부 및 엔드부에 삽입되어 차체 및 액슬 측의 마운팅부에 결합되는 부싱부재를 구비한 차량의 리어 레이디어스 로드유닛에 관한 것으로서, 구 형상으로 이루어진 몸체와, 상기 몸체로부터 연장되고 볼트공이 형성되어 상기 마운팅부에 볼트 결합되는 볼트 결합편을 갖는 샤프트와; 상기 샤프트의 몸체의 둘레영역에 가류 처리된 러버와; 상기 러버의 둘레를 감싸며 스틸 재질로 이루어진 케이싱을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 내부공간이 꽉 찬 구조로 이루어진 부싱부재의 구조 개선에 의해 강성이 증대됨으로써 편향주행의 원인 중의 하나인 부품변형을 최소화시킬 수 있으며, 부싱부재가 마운팅부에 볼트 결합됨으로써 편향주행이 발생하였을 경우 와셔를 단순히 삽입하여 레이디어스 로드의 길이를 조정할 수 있으므로 조립성이 향상될 수 있다.
서스펜션, 현가장치, 레이디어스 로드, 길이조정, 부싱

Description

차량의 리어 레이디어스 로드유닛{REAR RADIUS RODE UNIT FOR VEHICLE}
도 1은 종래의 차량의 리어 레이디어스 로드유닛이 장착된 서스펜션장치를 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 리어 레이디어스 로드유닛이 장착된 서스펜션장치를 사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 차량의 리어 레이디어스 로드유닛의 트레드를 설명하기 위한 도 2의 평면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 제1마운팅 브래킷 15 : 지지 브래킷
20 : 제2마운팅 브래킷 25 : 로어암
31, 32 : 어퍼 레이디어스 로드 41, 42 : 로어 레이디어스 로드
50 : 부싱부재 51 : 샤프트
55 : 러버 57 : 케이싱
A, B, C : 트레드(tread)
본 발명은, 차량의 리어 서스펜션장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 주행시 차체와 샤시가 틀어지는 편향주행을 방지할 수 있는 리어 레이디어스 로드유닛에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 리어 서스펜션장치는 주행시 노면에서 받는 충격을 완화하여 승차감을 좋게 하기 위한 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 스프링(102)과, 스프링(102)의 고유진동을 흡수하는 쇽 업쇼바(104)와, 좌우로 흔들리는 것을 방지하는 스테이빌라이저와, 차체(105)와 액슬(103)을 연결하여 차량의 선회력 또는 제동력에 발생되는 힘을 지지하기 위한 레이디어스 로드유닛으로 구성된다.
레이디어스 로드유닛은 차체(105)와 액슬(103)을 연결하며, 크게 어퍼 레이디어스 로드(130)와 어퍼 레이디어스 로드(130)의 하측에 배치된 로어 레이디어스 로드(140)로 구성된다.
어퍼 레이디어스 로드(130)는 한 쌍으로 마련되며, 각 헤드부는 차체 프레임(105)에 고정 설치되는 상부 마운팅 브래킷(미도시)에 결합되고 각 엔드부는 액슬(103) 측에 결합된 지지 브래킷(115)에 결합된다.
이 때, 상부 마운팅 브래킷 및 지지 브래킷(115)에는 후술할 부싱부재(150)의 중앙부를 관통하는 축(107)이 돌출되도록 각각 마련되어 있다.
로어 레이디어스 로드(140)는 한 쌍으로 마련되며, 각 헤드부는 차체 프레임(105)에 고정 설치되는 하부 마운팅 브래킷(120)에 결합되고 각 엔드부는 로어암(125)에 결합된다.
이 때, 하부 마운팅 브래킷(120) 및 로어암(125)에는 후술할 부싱부재(150) 의 중앙부를 관통하는 축(107)이 돌출되도록 각각 마련되어 있다.
여기서, 각 레이디어스 로드(130, 140)의 헤드부 및 엔드부는 원통 형상으로 이루어지는데, 관통 형성된 중앙부에는 부싱부재(150)가 각각 설치된다.
이러한 구성에 의하여, 종래의 리어 레이디어스 로드유닛을 차체(105) 및 액슬(103) 측에 조립하는 과정을 간단히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 작업자는 각 레이디어스 로드(130, 140)의 헤드부 및 엔드부의 중앙부에 부싱부재(150)를 삽입한다.
그 후, 부싱부재(150)가 장착된 어퍼 레이디어스 로드(130) 및 로어 레이디어스 로드(140)의 양단부를 각각 마운팅부(M')에 위치시킨 후 차체(105) 또는 액슬(103) 측에 형성된 축(107)을 중심으로 삽입한다. 이에, 각 레이디어스 로드(130, 140)의 헤드부와 엔드부의 중앙부로 축(107)이 관통된 상태가 된다.
마지막으로, 부싱부재(150)가 축으로부터 이탈되지 않도록 부싱부재(150)의 외측에 핀(155)을 삽입하여 레이디어스 로드유닛의 조립을 완성한다.
이러한 종래의 차량의 리어 레이디어스 로드유닛에 있어서는, 각 부품들의 조립불량 또는 단품불량 등의 이유로 비틀림이 발생하여 편향주행 현상이 일어나는데, 이 때 편향주행의 문제를 해결하기 위해 통상 레이디어스 로드의 길이를 조정하는 작업하게 된다.
그러나, 레이디어스 로드의 변형된 길이만큼 조정하기 위해서는 상기 조립과정의 역순으로 핀을 먼저 분리한 후 나머지 각 부품들을 차체 및 액슬 측으로부터 분리해야하는 번거로움이 있었다.
이에, 상기 작업의 편의를 위해 레이디어스 로드의 길이를 조절할 수 있는 턴버클 타입(turnbuckle type)의 레이디어스 로드를 장착하기도 하는데, 이와 같은 경우에는 고가 및 고중량의 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 레이디어스 로드의 길이 조정이 용이하고, 제조원가가 절감되고 저중량의 리어 레이디어스 로드유닛을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 헤드부가 차체 측의 제1마운팅 브래킷에 결합되고 엔드부가 액슬 측의 지지 브래킷에 결합되는 한 쌍의 어퍼 레이디어스 로드와; 상기 어퍼 레이디어스 로드의 하부에 배치되며, 헤드부가 차체 측의 제2마운팅 브래킷에 결합되고 엔드부가 로어암에 결합되는 한 쌍의 로어 레이디어스 로드와; 상기 각 레이디어스 로드의 헤드부 및 엔드부에 삽입되어 차체 및 액슬 측의 마운팅부에 결합되는 부싱부재를 구비한 차량의 리어 레이디어스 로드유닛에 있어서, 구 형상으로 이루어진 몸체와, 상기 몸체로부터 연장되고 볼트공이 형성되어 상기 마운팅부에 볼트 결합되는 볼트 결합편을 갖는 샤프트와; 상기 샤프트의 몸체의 둘레영역에 가류 처리된 러버와; 상기 러버의 둘레를 감싸며 스틸 재질로 이루어진 케이싱에 의해 달성된다.
여기서, 상기 한 쌍의 어퍼 레이디어스 로드는 거의 "A"자 형상으로 배치되며, 각 헤드부 사이의 트레드(tread)는 대략 945 ~ 960 mm 이고, 각 엔드부 사이의 트레드(tread)는 대략 180 ~ 195 mm인 것이 바람직하다.
또한, 상기 한 쌍의 로어 레이디어스 로드는 거의 평행하며, 트레드(tread)는 대략 725 ~ 750 mm인 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 차량의 리어 레이디어스 로드유닛이 장착된 서스펜션장치를 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 차량의 리어 레이디어스 로드유닛의 트레드를 설명하기 위한 도 2의 평면도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 리어 레이디어스 로드유닛이 적용된 서스펜션 장치는 스프링(2)과, 스프링(2)의 고유진동을 흡수하는 쇽 업쇼바(4)와, 좌우로 흔들리는 것을 방지하는 스테이빌라이저와, 차체와 액슬(3)을 연결하여 차량의 선회력 또는 제동력에 발생되는 힘을 지지하기 위한 레이디어스 로드유닛(radius rod unit)으로 구성된다.
레이디어스 로드유닛은 어퍼 레이디어스 로드(31, 32)와, 어퍼 레이디어스 로드(31, 32)의 하부에 배치된 로어 레이디어스 로드(41, 42)를 포함하여 구성된다.
어퍼 레이디어스 로드는 제1어퍼 레이디어스 로드(31)와 제2어퍼 레이디어스 로드(32)로 구성되고, 각 어퍼 레이디어스 로드(31, 32)는 바 형상인 로드몸체(31a, 32a)와, 로드몸체(31a, 32a)의 일단부에 일체로 결합되고 차체 측에 고정 설치된 제1마운팅 브래킷(10)에 결합되는 헤드부(31b, 32b)와, 로드몸체(31a, 32a)의 타단부에 일체로 결합되고 액슬(3) 측에 설치된 지지 브래킷(15)에 결합되는 엔드부(31c, 32c)로 이루어진다. 이 때, 헤드부(31b, 32b) 및 엔드부(31c, 32c)는 로드몸체(31a, 32a)와 통상적으로 용접 결합되나, 공지된 다른 결합수단을 이용하여 일체로 결합될 수도 있음은 물론이다.
로어 레이디어스 로드는 어퍼 레이디어스 로드(31, 32)의 하부에 배치되며, 제1로어 레이디어스 로드(41)와 제2로어 레이디어스 로드(42)로 구성된다.
각 로어 레이디어스 로드(41, 42)는 어퍼 레이디어스 로드(31, 32)와 거의 유사한 구조로 이루어지는데, 로드몸체(41a, 42a)와, 로드몸체(41a, 42a)의 일단부에 일체로 결합되고 차체 측에 고정 설치된 제2마운팅 브래킷(20)에 결합되는 헤드부(41b, 42b)와, 로드몸체(41a, 42a)의 타단부에 일체로 결합되고 로어암(25)에 결합되는 엔드부(41c, 42c)로 이루어진다. 이 때, 헤드부(41b, 42b) 및 엔드부(41c, 42c)는 로드몸체(41a, 42a)와 통상적으로 용접 결합되나, 공지된 다른 결합수단을 이용하여 일체로 결합될 수도 있음은 물론이다.
여기서, 각 레이디어스 로드(31, 32, 41, 42)의 헤드부(31b, 32b, 41b, 42b) 및 엔드부(31c, 32c, 41c, 42c)의 중앙부는 관통 형성되고, 그 중앙부에는 부싱부재(50)가 삽입되어 결합되어 있으며, 부싱부재(50)의 외측면과 각 헤드부(31b, 32b, 41b, 42b) 및 엔드부(31c, 32c, 41c, 42c) 내측면 사이에는 부싱부재(50)를 각 헤드부(31b, 32b, 41b, 42b )및 엔드부(31c, 32c, 41c, 42c)와 기밀 결합시키는 스냅링(60)이 결합되어 있다. 이 때, 도 2의 확대 분리된 부분은 헤드부(42b) 및 부싱부재(50)의 일부 절취하여 내부 상태를 보여주고 있음을 참고하기 바란다.
부싱부재(50)는 구 형상으로 이루어진 몸체(52)와, 몸체(52)를 중심으로 대칭되도록 일체로 형성되어 각 마운팅부(M)에 볼트(58) 결합되도록 볼트공(53a)이 형성된 볼트 결합편(53)을 갖는 샤프트(51)와; 샤프트(51)의 몸체(52) 주위에 가류 처리되어 밀착 결합된 러버(55)와; 러버(55)의 둘레를 감싸며 스틸 재질로 이루어진 케이싱(57)을 포함하여 이루어진다.
이와 같이, 본 발명의 특징 중의 하나는 종래의 부싱부재(150)의 구조를 상기와 같이 개선함으로써 마운팅부(M)에 비틀림 또는 편차발생시 각 레이디어스 로드(31, 32, 41, 42)의 길이를 용이하게 조절하여 비틀림 또는 편차를 보정할 수 있고, 또한 조립성이 양호하여 조립불량에 따른 편향주행의 원인을 봉쇄할 수 있는 점에 있다. 즉, 본 발명에 따른 부싱부재(50)는 마운팅부(M)에 대해 볼트(58) 결합됨으로써, 마운팅부(M)의 각 브래킷(10, 15, 20) 또는 로어암(25)과 부싱부재(50)의 샤프트(51) 사이에 소정의 두께(일예로, 2t 내지 4t)로 이루어진 와셔를 삽입하여 각 레이디어스 로드(31, 32, 41, 42)의 길이를 손쉽게 조절할 수 있다. 따라서, 각 레이디어스 로드(130, 140)의 길이 조정을 위해 레이디어스 로드(130, 140)를 마운팅부(M')로부터 완전히 분리해야만 했던 종래의 문제점을 해소할 수 있게 된다. 또한, 종래의 고중량 고가의 턴버클 타입(turnbuckle type) 레이디어스 로드를 적용할 필요가 없으므로 제품원가가 절감되고 저중량의 서스펜션 구조를 이룰 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 부싱부재(50)의 구조는 샤프트(51)를 포함하여 3중구조로 이루어지는데, 특히 중앙부가 관통되었던 종래의 부싱부재(50)의 구조와는 달리 구 형상으로 이루어진 샤프트(51)의 몸체(52)에 의해 부싱부재(50)의 내부가 꽉 찬 형상으로 이루어져 있으므로, 차량 선회시 발생하는 비틀림에 대한 변형이 쉽게 일어나지 않으므로 편향주행을 원천적으로 봉쇄할 수 있는 구조가 되는 것이다.
일반적으로, 차량의 편향주행이 발생하는 요인에는 레이디어스 로드유닛의 마운팅부의 조립불량, 부싱부재를 포함한 로드유닛의 부품변형, 그리고 레이디어스 로드의 트레드 변화 등이 있다. 이 때, 마운팅부의 조립불량 및 부싱부재를 포함한 로드유닛의 부품변형의 원인에 대한 해결방안으로는, 상기 기술한 바와 같이 부싱부재(50)가 볼트(58) 결합되는 구조로 이루어져 로드(31, 32, 41, 42)의 길이 보정시에 조립과정이 단순해짐에 따라 조립성이 양호해질 수 있고, 부싱부재(50)의 강성이 증대됨으로써 자체변형을 최소화할 수 있다. 그리고, 레이디어스 로드의 트레드에 따른 편향주행 원인의 해결방안으로는, 후술하는 바와 같이 편향주행을 최소화 시킬 수 있는 레이디어스 로드(31, 32, 41, 42)의 최적 트레드값을 서스펜션에 적용시키면 될 것이다.
즉, 제1어퍼 레이디어스 로드(31)와 제2어퍼 레이디어스 로드(32)는 거의 "A"자 형상으로 배치되는데, 이 때 각 헤드부(31b, 32b) 사이의 트레드(tread, A)는 대략 945 ~ 960 mm이고, 각 엔드부(31c, 32c) 사이의 트레드(B)는 대략 180 ~ 195 mm인 것이 바람직하다. 또한, 제1, 2로어 레이디어스 로드(41, 42)는 거의 평행하게 배치되며, 트레드(C)는 대략 725 ~ 750mm 인 것이 바람직하다. 즉, 각 어퍼 레이디어스 로드(31, 32)의 헤드부(31b, 32b)의 트레드(A)는 넓게, 각 어퍼 레이디어스 로드(31, 32)의 엔드부(31c, 32c)의 트레드(B)는 좁게, 로어 레이디어스 로드(41, 42)의 트레드(C)는 넓게 설정하면, 리어 서스펜션의 강성이 커져 편향주행을 최대한 방지할 수 있다. 이에 대한 시험자료 (표 1) 및 (표 2)를 참조하여 각 레이디어스 로드(31, 41, 41, 42)의 트레드(A, B, C) 변화에 따른 강성의 변화를 간단히 살펴보면 다음과 같다. 참고로, 본 시험에 따른 (표 1) 및 (표 2)는 부싱부재(50)의 강성정도(D)에 따른 요인도 고려했으며, (표 2)는 (표 1)에 따라 총 54경우이나 최적 트레드값이 적용된 경우(7번째)를 포함한 9경우를 3가지의 주행방향(M1, M2, M3)에 따라 각각 두 번씩(N1, N2) 시험한 결과를 나타낸 것이다.
제어인자 L1(mm) L2(mm) L3(mm)
어퍼 레이디어스 로드 A 931 941 951
B 190 200 210
로어 레이디어스 로드 C 698 718 738
부싱부재 D Hs65 Hs75
( 표 . 제어인자 선정 직교표 33 x 21 )
L9 A B C D M1(kgf/mm) M2(kgf/mm) M3(kgf/mm) S/N비 (강건성) β (효율성)
N1 N2 N1 N2 N1 N2
1 L1 L1 L1 L1 1,457.20 1,458.90 938.88 950.01 744.37 765.41 -45.8 2.5
2 L1 L2 L2 L2 1,756.80 1,669.70 1,160.30 1,095.40 912.00 884.14 -45.7 2.96
3 L1 L3 L3 L1 1,724.10 1,769.00 1,162.90 1,140.10 914.10 890.31 -45.8 3.01
4 L2 L1 L2 L1 1,479.60 1,499.70 963.77 999.25 768.20 807.38 -45.6 2.58
5 L2 L2 L3 L1 1,626.80 1,680.70 1,054.70 1,085.40 744.37 846.17 -45.4 2.78
6 L2 L3 L1 L2 1,480.50 1,834.10 1,007.70 1,294.50 810.24 1,034.50 -45.4 2.26
7 L3 L1 L3 L2 2,429.30 2,496.30 1,544.40 1,537.00 1,210.40 1,175.50 -46.4 4.09
8 L3 L2 L1 L1 1,414.10 1,423.40 914.82 953.48 730.77 761.48 -45.6 2.45
9 L3 L3 L2 L1 1,486.90 1,556.00 979.78 1,010.30 786.60 818.06 -45.7 2.63
(표 . 제어인자 변경에 따른 차량진행 방향의 강성변화 시험)
표 2의 7번째 경우에서 볼 수 있듯이, 횡강성치(M1, M2, M3)가 최대가 되는 경우는 A, B, C, D가 각각 L3, L1, L3, L2인 경우이므로, 표 1에 의해 A = 951mm B = 190mm C = 738mm D = Hs75가 된다(부싱부재는 강도가 큰 것이 효과적임). 즉, 표 1에 따르면 어퍼 레이디어스 로드(31, 32)의 헤드부(31b, 32b)의 트레드(A)는 넓 고, 어퍼 레이디어스 로드(31, 32)의 엔드부(31c, 32c)의 트레드(B)는 좁고, 로어 레이디어스 로드(41, 42)의 트레드(C)는 넓은 경우가 횡강성치가 높아 편향주행을 최대한 방지할 수 있게 된다. 또한, 상기 조건에서는 노이즈에 대한 레이디어스 로드유닛의 신호 비(Signal/Noise(S/N))가 가장 낮게 산출되는데, 이는 인가된 노이즈에 대해 레이디어스 로드유닛이 큰 영향을 받지 않을 정도로 강건설계가 되었음을 의미하며, 연비 등의 효율성(β)이 크게 산출된 것은 인가된 노이즈에 대한 차량의 연비 등 효율성이 좋다는 것을 의미한다.
본 실시예에서는 이와 같이 A = 951mm(L3) B = 190mm(L1) C = 738mm(L3)의 경우에 최적상태이나, 차량의 구조상 상기 기술한 트레드 범위 내에서 각 트레드(A, B, C)값이 변화될 수 있을 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 내부공간이 꽉 찬 구조로 이루어진 부싱부재의 구조 개선에 의해 강성이 증대됨으로써 편향주행의 원인 중의 하나인 부품변형을 최소화시킬 수 있으며, 부싱부재가 마운팅부에 볼트 결합됨으로써 편향주행이 발생하였을 경우 와셔를 단순히 삽입하여 레이디어스 로드의 길이를 조정할 수 있으므로 조립성이 향상된 리어 레이디어스 로드유닛을 제공한다.
또한, 강성을 증대시키는 방법의 하나로서, 어퍼 레이디어스 로드와 로어 레이디어스 로드의 트레드의 최적치를 설정하여 적용시킴으로써 편향주행을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

Claims (3)

  1. 헤드부가 차체 측의 제1마운팅 브래킷에 결합되고 엔드부가 액슬 측의 지지 브래킷에 결합되는 한 쌍의 어퍼 레이디어스 로드와; 상기 어퍼 레이디어스 로드의 하부에 배치되며, 헤드부가 차체 측의 제2마운팅 브래킷에 결합되고 엔드부가 로어암에 결합되는 한 쌍의 로어 레이디어스 로드와; 상기 각 레이디어스 로드의 헤드부 및 엔드부에 삽입되어 차체 및 액슬 측의 마운팅부에 결합되는 부싱부재를 구비한 차량의 리어 레이디어스 로드유닛에 있어서, 상기 부싱부재는
    구 형상으로 이루어진 몸체와, 상기 몸체로부터 연장되고 볼트공이 형성되어 상기 마운팅 브래킷 또는 지지 브래킷에 볼트 결합되는 볼트 결합편을 갖는 샤프트와;
    상기 샤프트의 몸체의 둘레영역에 가류 처리된 러버와;
    상기 러버의 둘레를 감싸며 스틸 재질로 이루어진 케이싱을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 리어 레이디어스 로드유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 어퍼 레이디어스 로드는 거의 "A"자 형상으로 배치되며, 각 헤드부 사이의 트레드(tread)는 대략 945 ~ 960 mm 이고, 각 엔드부 사이의 트레드(tread)는 대략 180 ~ 195 mm인 것을 특징으로 하는 차량의 리어 레이디어스 로드유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 로어 레이디어스 로드는 거의 평행하며, 트레드(tread)는 대략 725 ~ 750 mm인 것을 특징으로 하는 차량의 리어 레이디어스 로드유닛.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101028545B1 (ko) * 2008-10-07 2011-04-11 현대자동차주식회사 차량용 레이디어스 로드유닛
CN104999873A (zh) * 2015-08-04 2015-10-28 中冶京诚（湘潭）矿山装备有限公司 一种大型矿用自卸车及其后桥悬架系统
JP2023507202A (ja) * 2020-01-02 2023-02-21 中車株洲電力機車有限公司 ゴムタイヤ付き一軸ボギー台車

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