KR20070107738A - 차륜내 현가장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 차륜내 현가장치는, 차륜 (14); 차륜 (14) 을 회전가능하게 지지하는 캐리어 (70); 차체와 연결되며, 차륜 (14) 으로 이어지는 아암 (90); 차륜 회전 축선에 실질적으로 평행한 축 (721a, 722b) 에 대해 선회가능하도록 캐리어 (7) 와 연결되며, 차륜 회전 축선에 실질적으로 평행한 축 (921a, 922b) 에 대해 선회가능하도록 아암 (90) 과 연결되는 하나 이상의 링크 (R1, R2) 로서, 차량의 종 방향으로 이어지는 하나 이상의 링크 (R1, R2); 및 캐리어 (70) 와 링크 (R1, R2) 사이에 배치되는 탄성 요소 (50) 및 감쇠 요소 (52) 중 하나 이상을 포함한다.

Description

차륜내 현가장치{IN-WHEEL SUSPENSION}
본 발명은 현가장치 구성품의 주요부가 차륜에 배치되는 차륜내 현가장치에 관한 것이다.
예컨대, 일본특허공개공보 제 JP-A-10-338009 호에, 이러한 차륜내 현가장치가 기재되어 있다. 이 공보에 기재된 차륜내 현가장치는 차륜을 지지하는 허브를 포함한다. 차륜은 주로 디스크 및 림을 포함한다. 림은 기준 폭 및 기준 직경을 갖는다. 차륜내 현가장치는 허브의 회전 축선을 한정하는 차륜 캐리어, 및 축 방향으로 지지 부재에 대해 차륜 캐리어의 이동을 안내하는 안내 부재를 포함한다. 지지 부재는 차량의 섀시에 지지 부재를 장착하기 위한 장착 수단을 포함한다. 차륜 캐리어는 길고 얇은 싱글 바에 의해 안내 부재에 장착되고, 안내 부재의 안내에 따라 미끄러진다. 차륜 캐리어는 미끄럼 축선상에서 회전하는 것이 방지된다. 차륜 캐리어는 바의 양 단부에 장착된다. 차륜내 현가장치는 지지 수단에 의해 차륜 캐리어에 전달되는 차량의 하중을 지지하기 위한 수단을 포함한다. 차륜 캐리어, 바, 및 안내 부재는 기준 직경으로 한정되는 직경을 따라 차륜에 수용된다. 차륜 캐리어, 바, 및 안내 부재는 실린더 형상을 갖는 제한된 공간에 수용되는데, 차륜 캐리어, 바, 및 안내 부재의 축 방향으로 이 어지는 이 실린더의 표면 중 하나는 차륜의 디스크에 의해 한정되고, 다른 표면은 림과 접촉하는 가상의 표면에 의해 한정된다.
그러나, 이 차륜내 현가장치로는, 횡방향 힘에 대한 강성, 및 종방향 힘에 대한 강성 등의 차량에 대한 컴플라이언스 (compliance) 특정, 및 현가장치에 필요한 다른 특성을 달성하는 것이 어렵다.
본 발명의 목적은 현가장치 구성품의 주요부가 차륜에 배치되며, 적절한 컴플라이언스 특성을 달성할 수 있는 차륜내 현가장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 양태는 차륜; 차륜을 회전가능하게 지지하는 캐리어; 차체와 연결되며, 차륜으로 이어지는 아암; 차륜 회전 축선에 실질적으로 평행한 축에 대해 선회가능하도록 캐리어와 연결되며, 차륜 회전 축선에 실질적으로 평행한 축에 대해 선회가능하도록 아암과 연결되는 하나 이상의 링크로서, 차량의 종 방향으로 이어지는 하나 이상의 링크; 및 캐리어와 링크 사이에 배치되는 탄성 요소 및 감쇠 요소 중 하나 이상을 포함하는 차륜내 현가장치에 관한 것이다.
수직 또는 실질적으로 수직 방향으로 아암의 이동을 안내하는 기구가 더 제공될 수 있다.
하나 이상의 링크는 제 1 링크 아래에 배치되는 제 2 링크를 포함할 수 있다. 탄성 요소 및 감쇠 요소 중 하나 이상은 캐리어와 제 1 링크 또는 제 2 링크 사이에 배치될 수 있다.
제 1 링크 및 제 2 링크가 캐리어와 연결되는 연결 지점은, 횡방향 힘이 차량에 가해질 때, 토우-인-각 (toe-in-angle) 을 증가시키는 모멘트가 발생되도록, 차륜 중심의 후방측에 설정될 수 있다.
제 1 링크가 아암과 연결되는 연결 지점과 제 2 링크가 아암과 연결되는 연결 지점 사이의 중간지점을, 제 1 링크가 캐리어와 연결되는 연결 지점과 제 2 링크가 캐리어와 연결되는 연결 지점 사이의 중간지점에 연결하는 선은, 차량의 전상방 쪽으로 기울어질 수 있다.
제 1 링크가 아암과 연결되는 연결 지점과 제 2 링크가 아암과 연결되는 연결 지점 사이의 스팬 길이는, 제 1 링크가 캐리어와 연결되는 연결 지점과 제 2 링크가 캐리어와 연결되는 연결 지점 사이의 스팬 길이보다 더 길 수 있다.
제 1 링크 및 제 2 링크 각각은 암과 관련된 축에 대해 선회가능한 아암측 링크, 및 아암측 링크와 선회가능하게 연결되며 캐리어에 관련된 축에 대해 선회가능한 캐리어측 링크를 포함할 수 있다. 제 1 링크 및 제 2 링크 중 하나는 제 1 구속 링크를 통해 캐리어와 연결될 수 있고, 제 1 링크 및 제 2 링크 중 다른 하나는 제 2 구속 링크를 통해 캐리어와 연결될 수 있으며, 또는 제 1 링크 및 제 2 링크는 제 2 구속 링크를 통해 서로 연결될 수 있다.
제 2 구속 링크는 제 1 링크를 제 2 링크와 연결시킬 수 있고, 탄성 요소 및 감쇠 요소 중 하나 이상은 제 2 구속 링크와 캐리어 사이에 배치될 수 있다.
감쇠 요소는 회전 축을 구비하며, 회전 축에 전달되는 회전력을 감쇠시키는 회전식 업쇼버일 수 있다. 또한, 제 1 링크 또는 제 2 링크의 선회 운동에 따라 선회하며, 회전력을 회전식 업쇼버의 회전 축에 전달하는 제 1 링크 또는 제 2 링크에 제공된 기어가, 차륜내 현가장치에 제공될 수 있다.
회전식 업쇼버는 아암의 단부에 형성된 공간에 배치될 수 있다.
제 1 링크 및 제 2 링크 각각은 아암과 관련된 축에 대해 선회가능한 아암측 링크, 및 아암측 링크와 선회가능하게 연결되며, 캐리어와 관련된 축에 대해 선회가능한 캐리어측 링크를 포함할 수 있다. 구속 링크가 제 1 링크의 아암측 링크 및 캐리어측 링크가 서로 연결되는 제 1 연결부를, 제 2 링크의 아암측 링크 및 캐리어측 링크가 서로 연결되는 제 2 연결부에 연결시킬 수 있다. 또한, 제 1 연결부 및 제 2 연결부 중 하나 이상은 탄성 부재를 통해 구속 링크와 선회가능하게 연결될 수 있다.
캐리어에 제공되며, 수직 또는 실질적으로 수직 방향으로 차륜에 이어지는 미끄럼 축 부재; 및 미끄럼 축 부재의 축 방향 및 원주 방향으로 미끄럼 축 부재에 대해 미끄러질 수 있게 미끄럼 축 주위에 제공되며, 아암에 선회가능하게 연결되는 미끄럼 부재가 더 제공될 수 있다.
미끄럼 축 부재가 아암에 연결되는 연결부는 차량 폭 방향으로 미끄럼 축의 측면 부분에 배치될 수 있다.
미끄럼 축 부재는 타이어/차륜 조립체의 중심을 통과하는 수직 축선의 후방측에 배치될 수 있다.
하나 이상의 링크는 제 2 링크를 포함할 수 있다. 제 1 링크는 전방 단부에서 캐리어와 연결될 수 있고, 후방 단부에서 아암과 연결될 수 있다. 제 2 링크는 수직 또는 실질적으로 수직 방향으로 제 1 링크로부터 떨어져 있을 수 있고, 전방 단부에서는 캐리어와, 그리고 후방 단부에서는 아암과 연결될 수 있다. 제 1 링크가 아암과 연결되는 연결 지점과 제 2 링크가 아암과 연결되는 연결 지점 사이의 스팬 길이는, 제 1 링크가 캐리어와 연결되는 연결 지점과 제 2 링크가 캐리어와 연결되는 연결 지점 사이의 스팬 길이보다 더 짧을 수 있다.
미끄럼 부재는 수직 또는 실질적으로 수직 방향으로 서로 떨어져 있는 두 연결부에서 아암에 연결될 수 있다.
미끄럼 축 부재의 축 방향으로 이어지는 선, 및 미끄럼 부재가 아암에 연결되는 두 연결부를 연결하는 선은 비평형 및 비공면 (non-coplanar) 일 수 있다.
미끄럼 부재는 수직 또는 실질적으로 수직 방향으로 서로 떨어져 있는 상부 및 하부를 구비할 수 있으며, 상부 및 하부 각각은 아암에 선회가능하게 연결될 수 있다.
본 발명에 따르면, 현가장치 구성품의 주요부는 차륜에 배치될 수 있다.
첨부의 도면을 참조하는 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 본 발명의 전술한 및 다른 목적, 특징, 및 이점은 분명해질 것이며, 도면에서 동일하거나 대응하는 부분은 동일한 도면 부호로 표시할 것이다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 차륜내 현가장치의 주요부의 구조를 도시하는, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 사시도를 도시한다.
도 2 는 냉각 플레이트 (40) 가 배치되는 방식을 도시하는 사시도를 도시한다.
도 3 은 제 1 실시예에 따른 타이어/차륜 조립체 (10) 의 주요부를 개략적으로 도시하는 측면도를 도시한다.
도 4 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 차륜내 현가장치의 주요부의 구조를 도시하는, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 사시도를 도시한다.
도 5 는 타이어/차륜 조립체 (10) 의 주요부를 개략적으로 도시하는 평면도를 도시한다.
도 6 은 제 2 실시예에 따른 타이어/차륜 조립체 (10) 의 주요부를 개략적으로 도시하는 측면도를 도시한다.
도 7 은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 차륜내 현가장치의 주요부의 구조를 도시하는, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 사시도를 도시한다.
도 8 은 제 3 실시예에 따른 차륜내 현가장치의 주요부의 구조를 개략적으로 도시하는 도면을 도시한다.
도 9 는 제 3 실시예의 수정된 예에 따른 차륜내 현가장치의 주요부의 구조를 개략적으로 도시하는 도면을 도시한다.
도 10 은 제 3 실시예에 따른 차륜내 현가장치의, 횡방향 힘에 대한 강성을 설명하기 위한 도면을 도시한다.
도 11 은 제 3 실시예의 다른 수정된 예에 따른 차륜내 현가장치의 주요부의 구조를 도시하는, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 사시도를 도시한다.
도 12 는 도 11 에 도시된 제 3 실시예의 수정된 예에 따른 차륜내 현가장치의 주요부의 구조를 개략적으로 도시하는 도면을 도시한다.
도 13 은 도 11 에 도시된 제 3 실시예의 수정된 예의 수정된 버전에 따른 차륜내 현가장치의 주요부의 구조를 개략적으로 도시하는 도면을 도시한다.
도 14 는 제 3 실시예에 따른 차륜내 현가장치와 제 3 실시예의 수정된 예에 따른 차륜내 현가장치 간의, 노면으로부터의 입력과 관련된 특성의 비교를 도시하는 도면을 도시한다.
도 15 는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 차륜내 현가장치의 주요부의 구조를 도시하는, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 사시도를 도시한다.
도 16 은 링크 (R1a, R1b) 를 위한 구속 링크 (84) 및 피벗 지지 축 (931a) 의 단면도를 도시한다.
도 17 은 제 4 실시예에 따른 차륜내 현가장치의, 종방향 힘에 대한 컴플라이언스 특성을 설명하기 위한 도면을 도시한다.
도 18 은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 업쇼버 (52) 를 도시하는, 차량의 외측에서 바라보았을 때의, 도 15 에 도시된 타이어/차륜 조립체 (10) 의 아암 (90) 의 단부 부근의 사시도를 도시한다.
도 19 는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 차륜내 현가장치의 주요부의 구조를 도시하는, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 사시도를 도시한다.
도 20 은 차륜내 현가장치를 미끄럼 축 부재 (726) 의 축선에 수직한 방향으로 절삭하였을 때, 미끄럼 축 부재 (726) 및 미끄럼 부재 (60) 사이의 관계를 도시하는 단면도를 도시한다.
도 21 은 링크 (R) 및 아암 (90) 이 서로 연결되는 부분 (고무 부싱 (80)) 의 단면도를 도시한다.
도 22 는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 차륜내 현가장치의 주요부의 구조를 도시하는, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 사시도를 도시한다.
도 23 은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 차륜내 현가장치의 주요부의 구조를 도시하는, 차량의 내측에서 바라본 타이어/차륜 조립체 (10) 의 도면을 도시한다.
도 24 는 상부 볼-조인트 (40) 의 회전 중심을 하부 볼-조인트 (40) 의 회전 중심에 연결하는 선과 미끄럼 축 부재 (726) 사이의 비평형 및 비공면 위치 관계의 예를 도시하는 도면을 도시한다.
도 25 는 본 발명의 제 9 실시예에 따른 차륜내 현가장치의 주요부의 구조를 도시하는, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 사시도를 도시한다.
도 26 은 본 발명의 실시예의 수정된 예에 따른 차륜내 현가장치의 주요부의 구조를 도시하는, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 사시도를 도시한다.
이하에서, 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 차륜내 현가장치의 주요부의 구조를 도시하는, 차량 내측에서 바라본 타이어/차륜 조립체 (10) 의 사시도를 도시한다. 도 1 에서, 좌측은 차량의 전방이다. 이하의 설명에서는, 제 1 실시예에 따른 차륜내 현가장치를 후륜에 적용한다. 그러나, 제 1 실시예에 따른 차륜내 현가장치는 전륜에 적용될 수 있다.
타이어/차륜 조립체 (10) 는 타이어 (12) 및 차륜 (14) 을 포함한다. 이 하에 상세하게 설명된 바와 같이, 현가장치 구성품의 주요부는 차륜 (14) 의 림의 내주면 (14a) 에 의해 한정되는 공간에 배치된다. "차륜에" 라는 용어는 "차륜 (14) 의 림의 내주면 (14a) 에 의해 한정되는 실질적으로 원통형인 공간에" 라는 용어에 대응한다. 그러나, 구성품이 차륜에 배치된다는 설명은 구성품 전체가 항상 차륜에 배치된다는 것을 의미하지는 않는다. 상기 설명은 구성품이 차륜에서 부분적으로 돌출하는 구조를 포함한다.
캐리어 (70) 가 차륜에 배치된다. 캐리어 (70) 는 축 베어링 (70a) 을 통해 타이어/차륜 조립체 (10) 를 회전가능하게 지지한다. 제 1 실시예에 따른 캐리어 (70) 는, 하나는 차륜 중심 부근의 위치로부터 차량의 후상방 쪽으로 이어지고, 다른 하나는 차륜 중심 부근의 위치로부터 차량의 후하방 쪽으로 이어지는 두 개의 아암부 (캐리어 아암) (721, 722) 를 구비한다. 게다가, 캐리어 (70) 는 하방으로 이어지는 또 다른 아암부 (723) 를 구비한다. 링크 피벗 지지 축 (721a, 722b) 이 두 아암부 (721, 722) 의 단부에 각각 배치된다. 업쇼버 (52) 의 하단부 (더 구체적으로는, 업쇼버 (52) 의 외관의 하단부) 는, 하방으로 이어지는 아암부 (723) 의 단부에 장착된다.
브레이크 캘리퍼 (20) 가 두 아암부 사이, 즉 아암부 (721) 와 아암부 (722) 의 연결부 (73) 에 배치된다. 브레이크 캘리퍼 (20) 는 차량의 외측으로부터 연결부 (73) 에 장착된다. 캐리어 (70) 외측에 배치되는 브레이크 로터 (22) 및 브레이크 캘리퍼 (20) 는 타이어/차륜 조립체 (10) 의 회전을 제한하는 브레이크 장치를 구성한다. 연결부 (73) 는 축 베어링 (70a) 과 두 아암부 (721, 722) 의 기부 사이의 부분이다. 연결부 (73) 의 강도/강성은 비교적 크다. 따라서, 이러한 큰 강도/강성을 갖는 연결부 (73) 를 브레이크 캘리퍼 (20) 가 장착되는 부분으로 사용하면, 브레이크가 적용될 때 가해지는 힘에 대해 필요한 강도가 보장된다. 또한, 브레이크 캘리퍼 (20) 는 더 큰 강성을 갖는 캐리어 (70) 에 장착되어, 브레이크 소음을 감소시킨다. 게다가, 사용되는 브레이크 캘리퍼 (20) 의 크기에 기초하여 캐리어 (70) 의 형상을 변화시킴으로써, 다양한 크기의 브레이크 캘리퍼 (20) 가 사용될 수 있다.
아암 (90) 의 단부 (90a) 가 차륜으로 이어진다. 아암 (90) 은 차량 폭 방향으로 이어지는 로드형 부재이다. 아암 (90) 의 타단부 (비도시), 즉 단부 (90a) 에 대향하는 측에 있는 단부는 차량에 연결된다. 제 1 실시예에서, 아암 (90) 의 타단부는 차체 (예컨대, 현가장치 부재) 와 강하게 연결된다. 그러나, 아암 (90) 의 타단부는 예컨대 부싱을 통해 차체와 연결될 수 있다. 도 1 에 도시된 예에서, 아암 (90) 의 타단부는 실질적으로 원형 단면을 갖는 로드형 부재이다. 그러나, 아암 (90) 의 타단부는 필요한 강성/강도가 보장되는 한, 어떠한 단면 및 형상도 가질 수 있다. 두 아암부 (도 1 에서는 볼 수 없음) 가 아암 (90) 의 단부 (90a) 로부터 이어진다. 두 아암부 중 하나는 상방으로 이어지고, 다른 아암부는 하방으로 이어진다. 링크 피벗 지지 축 (921a, 922b) 은 두 아암부의 단부에 각각 배치된다.
차량의 종 방향으로 이어지는 두 링크 (제 1 링크 (R1), 제 2 링크 (R2)) 가, 아암 (90) 과 캐리어 (70) 사이에 제공된다. 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 는, 차륜의 회전 축선과 평행하게 이어지는 축선 (차량 폭 방향으로 이어짐) 에 대해 회전가능하도록, 아암 (90) 및 캐리어 (70) 각각과 연결된다. 더 구체적으로는, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 의 전방 단부는, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 가 아암 (90) 에 대해 선회할 수 있도록, 아암 측에 있는 링크 피벗 지지 축 (921a, 922b) 에 각각 지지된다. 유사하게는, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 의 후방 단부는, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 가 캐리어 (70) 에 대해 선회할 수 있도록, 캐리어 측에 있는 링크 피벗 지지 축 (721a, 722b) 에 각각 지지된다. 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 는 (예컨대, 볼 조인트를 이용하여) 캐리어 (70) 에 대해 실질적으로 자유롭게 선회가능하도록 지지될 수 있다. 선택적으로는, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 는 탄성 부재 (예컨대, 부싱) 를 이용하여 캐리어 (70) 에 대해 선회가능하도록 지지될 수 있다. 또한, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 는 핀을 이용하여 캐리어 (70) 에 대해 선회가능하도록 지지될 수 있다.
이와 같이, 타이어/차륜 조립체 (10) 는 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 를 이용하여 아암 (90) 에 대해 (실제로는, 차체에 대해) 수직/실질적으로 수직 방향으로 이동가능하도록 지지될 수 있다. 즉, 제 1 실시예에 따른 현가장치는 수직/실질적으로 수직 방향 이동의 일정 자유도를 남겨두고 구속된다.
스프링 (코일 스프링) (50) 및 업쇼버 (52) 가 차륜에 배치된다. 더 구체적으로는, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 의 상단부 (로드의 상단부) 는 제 1 링크 (R1) 에 장착된다. 스프링 (50)/업쇼버 (52) 의 하단부 (외관의 하단부) 는 캐 리어에 장착된다. 즉, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 의 상단부는 제 1 링크 (R1) 에 장착되고, 그 하단부는 제 2 링크 (R2) 아래의 위치로 이어지는 아암부 (723) 에 장착된다. 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 는, 차량의 외측에 가까운 위치에서 차량의 종 방향으로 차륜에 배치된다. 이러한 구성에 의하면, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는 차륜에 제공될 수 있다. 링크 피벗 지지 축 (721a, 921a, 722b, 922b) 에 장착되는 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 의 장착부만이, 차량 폭 방향으로 차륜에 이어진다. 이와 같이, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 의 하중점은 차륜 내에 존재한다.
도 1 에서, 스프링 (50) 은 업쇼버 (52) 를 둘러싸도록 하부 스프링 시트와 상부 스프링 시트 사이에 배치된다. 스프링 (50) 및 업쇼버 (52) 는 수직/실질적으로 수직 방향으로 서로 동축으로 연장 및 수축된다. 그러나, 스프링 (50) 및 업쇼버 (52) 는 서로 동축으로 배치될 필요는 없다. 또한, 스프링 코일 또는 공기 스프링 중 어느 하나가 스프링 (50) 으로 사용될 수 있다. 업쇼버 (52) 는 수직/실질적으로 수직 방향으로 입력되는 충격을 약화시키는 유압식 업쇼버, 또는 회전 방향으로 입력되는 충격을 약화시키는 회전형 전자석식 업쇼버 중 어느 하나일 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 수직/실질적으로 수직 방향으로 이동할 때 (타이어/차륜 조립체 (10) 가 흔들림/반발할 때), 상대적으로 캐리어 측에서 바라보면, 제 1 링크 (R1) 는 캐리어 측의 링크 피벗 지지 축 (721a) 에 대해 선회한다. 이러한 선회 운동에 따라, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는 연장 및 수축된다. 그 결과, 노면으로부터 차체에 가해지는 충격이 약화된다.
상기 제 1 실시예에 따른 구조에 의하면, 현가장치 구성품의 주요부는 염가이며 신뢰성이 큰 링크 (R1, R2) 의 이용으로 (미끄럼 기구를 이용하지 않고) 차륜에 배치될 수 있다. 이는 염가로 획득될 수 있는 구조를 갖는 차륜내 현가장치를 제공할 수 있게 한다. 또한, 현가장치 구성품의 주요부를 차륜에 배치함으로써, 차량 폭 방향으로 타이어 입력 지점과 각 부재 사이의 오프셋 거리는 감소된다. 그 결과, 각 부재에 필요한 강도/강성이 감소되어, 차륜내 현가장치의 무게를 줄일 수 있다.
제 1 실시예에 따르면, 링크 연결부 (링크 선회 지지 축 (721a, 722b, 921a, 922b)) 는 차륜에 배치되기 때문에, 토우-각을 변화시키도록 작용하며, 링크 (R1, R2) 및 링크 연결부에 가해지는 모멘트가, 타이어에 가해지는 종방향 힘에 대해 상당히 작다. 이와 같이, 타이어에 가해지는 종방향 힘에 대해, 토우-각은 조금 변한다. 그 결과, 브레이크 적용시의 차량의 안정성을 향상시킬 수 있다.
제 1 실시예에 따르면, 차량 폭 방향으로 타이어 하중점과 스프링 (50)/업쇼버 (52) 사이의 오프셋 거리는 상당히 작고, 차량 무게로 인해 캠버 각을 변화시키도록 작용하는 모멘트는 작다. 따라서, 링크 (R1, R2) 및 링크 연결부에 필요한 강도가 감소되어, 차륜내 현가장치의 무게를 더 줄일 수 있다.
제 1 실시예에 있어서, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 의 중심부는 링크 피벗 지지 축 (721a, 722a, 921a, 922b) 의 외측에 배치되므로, 스프링 (50)/업쇼 버 (52) 가 차륜에 제공될 수 있다. 그러나, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 의 중심부와 링크 피벗 지지 축 (721a, 722a, 921a, 922b) 사이의 오프셋 거리가 충분하지 않으면, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는 차륜으로부터 차량 폭 방향으로 부분적으로 돌출할 수 있다. 선택적으로는, 제 1 링크 (R1) 및/또는 제 2 링크 (R2) 의 중심부(들)는 링크 피벗 지지축 (721a, 722a, 921a, 922b) 의 내측에 배치될 수 있다. 이와 같이, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는 차량 폭 방향으로 제 1 링크 (R1)/제 2 링크 (R2) 와 캐리어 (70) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제 1 실시예에 따르면, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 의 이용은, 수직/실질적으로 수직 방향으로 타이어/차륜 조립체 (10) 의 스트로크에 대해 스프링 (50)/업쇼버 (52) 의 스트로크가 작아지게 한다. 그러므로, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는 한정된 공간 (스프링 (50)/업쇼버 (52) 의 스트로크는 차륜 림의 직경 내에 있음) 을 갖는 차륜에서도 필요한 만큼 연장 및 수축될 수 있다. 게다가, 후술된 비교적 고가인 회전형 전자석식 업쇼버 대신에 저가의 유압식 업쇼버를 이용할 수 있다.
제 1 실시예에 따르면, 도 1 에 도시된 바와 같이, 아암 (90) 은 스프링 (50)/업쇼버 (52) 의 전방측에 배치된다. 따라서, 아암 (90) 은 자갈 등의 도로 잔해로부터 스프링 (50) 을 보호할 수 있다. 게다가, 도 2 에 도시된 바와 같이, 공기를 공급함으로써 업쇼버 (52) 를 냉각시키며, 자갈 등의 도로 잔해로부터 스프링 (50) 을 보호하는 냉각 플레이트 (40) 가 타이어/차륜 조립체 (10) 의 전방에 가까운 공간에 제공될 수 있다. 이와 같이, 아암 (90) 및 냉각 플레이 트 (40) 가 자갈 등의 도로 잔해로부터 스프링 (50) 을 보호하기 때문에, 스프링 (50) 의 내구성은 향상될 수 있다. 게다가, 냉각 플레이트 (40) 에 의해 업쇼버 (52) 가 냉각되기 때문에, 업쇼버 (52) 의 유압 증가의 억제로, 업쇼버 (52) 의 내구성을 향상시킬 수 있다.
제 1 실시예에 있어서, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 의 하단부는 캐리어 (70) 에 장착되고, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 의 상단부는 제 1 링크 (R1) 에 장착된다. 선택적으로는, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 의 하단부는 제 2 링크 (R2) 에 장착될 수 있고, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 의 상단부는 캐리어 (70) 에 장착될 수 있다.
제 1 실시예에 있어서, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 는 서로 평행할 수 있다. 그러나, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 는 서로 평행할 필요는 없다. 또한, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 는 길이가 동일할 수 있다. 선택적으로는, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 는 길이가 상이할 수 있다.
도 3 은 도 1 의 차륜내 현가장치의 주요부를 개략적으로 도시하는 측면도를 도시한다. 도 3 에서도, 좌측이 차량의 전방이다. 제 1 실시예에 있어서, 링크 피벗 지지 축 (921a, 922b) 사이의 중간지점 (M1) 을 링크 피벗 지지 축 (721a, 722b) 사이의 중간지점 (M2) 에 연결하는 선 (T) 은, 도 3 에 개략적으로 도시된 바와 같이, 차량의 전상방으로 기울어진다. 이러한 구조에 의하면, 타이어 접촉 지점에 횡방향 힘이 가해질 때, 링크 (R1, R2) 는 도 3 의 화살표로 도시된 바와 같이 차량의 전상방으로 기울어져 있는 선 (T) 에 대해 회전하도록 이동하므로, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 배향은 토우-인-각이 증가하도록 변화한다. 이와 같이, 횡방향 힘이 타이어 접촉 지점에 가해질 때 발생되는 횡방향 조향력이 언더스티어 (understeer) 에 작용한다. 따라서, 제 1 실시예에 따른 차륜내 현가장치에 의하면, 적절한 조향 특성이 달성될 수 있다.
도 4 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 차륜내 현가장치의 주요부의 구조를 도시하는, 차량의 내측에서 바라본 타이어/차륜 조립체 (10) 의 사시도를 도시한다. 도 4 에서, 좌측이 차량의 전방이다. 이하의 설명에서, 제 2 실시예에 따른 차륜내 현가장치는 후륜에 적용된다. 그러나, 제 2 실시예에 따른 차륜내 현가장치는 전륜에 적용될 수 있다. 제 1 실시예의 부분과/에 동일하거나 대응하는 부분은 동일한 도면 부호로 표시할 것이고, 오직 제 2 실시예에서 특정한 구조만을 이하에서 설명할 것이다.
도 4 에 도시된 제 2 실시예에서, 브레이크 캘리퍼 (20) 는 차량의 전방에 가까운 위치에서 차륜에 배치된다. 아암 (90) 이 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 와 연결되는 연결 지점 (링크 피벗 지지 축 (921a, 922b)) 은, 브레이크 캘리퍼 (20) 의 후방측에 배치된다.
도 5 는 제 2 실시예에 따른 타이어/차륜 조립체 (10) 의 주요부를 개략적으로 도시하는 평면도를 도시한다. 도 5 에서도, 좌측이 차량의 전방이다 (따라서, 도 5 의 타이어/차륜 조립체 (10) 는 우측 후륜이다).
도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 제 2 실시예에서, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 가 캐리어 (70) 와 연결되는 연결 지점 (링크 피벗 지지 축 (721a, 722b) 은, 차륜 중심의 후방측에 배치된다. 또한, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링 크 (R2) 가 아암 (90) 과 연결되는 연결 지점 (링크 피벗 지지 축 (921a, 922b) 은, 차륜 중심의 전방 측에 배치된다. 이러한 경우에, 도 5 에 도시된 바와 같이, 횡방향 힘이 화살표로 도시된 바와 같이 타이어 접촉 지점 (더 구체적으로는, 타이어 접촉 지점은 차륜 중심으로부터 차량의 후방 쪽으로 약간 벗어나 있다) 에 가해질 때, 링크 피벗 지지 축 (721a, 722b) 은 길이 (L1) 만큼 차륜 중심에서 벗어난 위치에 각각 배치되기 때문에, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 토우-인-각을 증가시키는 모멘트가 발생된다. 한편, 링크 피벗 지지 축 (921a, 922b) 은 길이 (L2) 만큼 차륜 중심에서 벗어난 위치에 각각 배치되기 때문에, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 토우-아웃-각을 증가시키는 모멘트가 발생된다. 따라서, 연결 지점이 동일한 강성을 가질 때, 길이 (L1) 가 길이 (L2) 보다 더 길게 설정되면, 횡방향 힘이 타이어 점촉 지점에 가해질 때, 타이어/차륜 조립체 (10) 에는 전체적으로 타이어/차륜 조립체 (10) 의 토우-인-각을 증가시키는 모멘트가 발생한다 (즉, 횡방향 조향력이 언더스티어에 작용한다). 상기의 각 연결 지점과 차륜 중심 사이의 위치 관계 이외에, 타이어 접촉 지점에 횡방향 힘이 가해질 때, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 토우-인-각을 증가시키는 모멘트가 발생되도록, 각 연결 지점의 강성 (부싱의 특성 등) 이 적절히 조절될 수 있다.
제 2 실시예에 있어서, 브레이크 캘리퍼 (20) 를 차륜 중심의 전방측에서 차륜에 배치함으로써, 차륜 중심의 후방측에서 차륜에 부가적인 공간이 획득된다. 그 결과, 링크 피벗 지지 축 (721a, 722b) 은 차륜 중심의 후방측에 더 쉽게 배치될 수 있다. 또한, 제 1 실시예에서와 같이, 브레이크 캘리퍼 (20) 가 차륜 중 심의 후방측에서 차륜에 배치되는 구조에서도, 예컨대 링크 피벗 지지 축 (721a, 722b) 을 차륜 중심의 후방측에 배치함으로써, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 토우-인-각을 증가시키는 모멘트가 발생될 수 있다.
도 6 은 제 2 실시예에 따른 타이어/차륜 조립체 (10) 의 주요부를 개략적으로 도시하는 측면도를 도시한다. 도 6 에서도, 좌측이 차량의 전방이다.
도 4 및 도 6 에 도시된 바와 같이, 제 2 실시예에서, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 가 아암 (90) 과 연결되는 연결 지점 사이의 스팬 길이는, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 가 캐리어 (70) 와 연결되는 연결 지점 사이의 스팬 길이보다 더 길도록 설정된다. 즉, 링크 피벗 지지 축 (921a, 922b) 사이의 스팬 길이 (SP1) 는 링크 피벗 지지 축 (721a, 722b) 사이의 스팬 길이 (SP2) 보다 더 길도록 설정된다. 이와 같이, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 수직/실질적으로 수직 이동으로 인한, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 종방향 이동량 (곡률) 을 감소시킬 수 있다. 그 결과, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 각각의 길이를 감소시킬 수 있다. 이와 같이, 차륜내 현가장치의 무게 및 크기를 감소시킬 수 있으며, 그 강성을 향상시킬 수 있다.
상기 제 2 실시예에 따른 구조에 의하면, 저렴하고 신뢰성 있는 링크 (R1, R2) 를 이용하여 (슬라이딩 기구를 이용하지 않고), 현가장치 구성품의 주요부를 차륜에 배치할 수 있다. 이와 같이, 염가로 획득되는 구조를 갖는 차륜내 현가장치를 제공할 수 있다. 또한, 주요 현가장치 구성품이 차륜에 배치되기 때문에, 차량 폭 방향으로 타이어 입력 지점과 각 부재 사이의 오프셋 거리가 감소된 다. 그 결과, 각 부재에 필요한 강도/강성이 감소되어, 차륜내 현가장치의 무게를 감소시킬 수 있다.
또한, 제 2 실시예에 따르면, 링크 연결부 (링크 피벗 지지 축 (721a, 722b, 921a, 922b)) 는 차륜에 배치된다. 그러므로, 링크 (R1, R2) 및 링크 연결부에 가해지며, 타이어의 종 방향 입력에 대해 발생되는, 토우-각을 변화시키는 모멘트가 상당히 작고, 종 방향 힘에 대한 토우-각의 변화가 작다. 따라서, 브레이크 적용시의 차량의 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제 2 실시예에 따르면, 차량 폭 방향으로 타이어 하중 지점과 스프링 (50)/업쇼버 (52) 사이의 오프셋 거리는 상당히 작고, 차량 무게로 인해 캠버 각을 변화시키는 모멘트는 작다. 따라서, 링크 (R1, R2) 및 링크 연결부에 필요한 강도는 감소되어, 차륜내 현가장치의 무게를 더 감소시킬 수 있다.
제 2 실시예에 있어서, 제 1 링크 (R1) 의 중심부는 링크 피벗 지지 축 (721a, 921a) 의 외측에 배치되고, 제 2 링크 (R2) 의 중심부는 링크 피벗 지지 축 (722b, 922b) 의 외측에 배치되므로, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는 차륜에 배치될 수 있다. 그러나, 오프셋 거리가 충분하지 않으면, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는 차륜으로부터 차량 폭 방향으로 부분적으로 돌출할 수 있다. 상기 구조 대신에, 제 1 링크 (R1) 의 중심부는 링크 피벗 지지 축 (721a, 921a) 의 내측에 배치될 수 있고, 제 2 링크 (R2) 의 중심부는 링크 피벗 중심 축 (722b, 922b) 의 내측에 배치될 수 있으므로, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는 차량 폭 방향으로 제 1 링크 (R1)/제 2 링크 (R2) 와 캐리어 (70) 사이에 배치된다.
상기 제 2 실시예에 따르면, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 의 이용으로, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 스트로크 (수직/실질적으로 수직 방향의 스트로크) 에 대해, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 의 스트로크는 작게 구성될 수 있다. 따라서, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는 한정된 공간을 갖는 차륜에서도 충분하게 연장 및 수축될 수 있다. 또한, 상기의 비교적 고가인 회전형 전자석식 업쇼버 대신에, 저가의 유압식 업쇼버를 이용할 수 있다.
제 2 실시예에 따르면, 아암 (90) 이 스프링 (50)/업쇼버 (52) 의 전방측에 배치되기 때문에, 아암 (90) 은 자갈 등의 도로 잔해로부터 스프링 (50) 을 보호할 수 있다. 도 2 에 대해 상술한 바와 같이, 공기를 공급하여 업쇼버 (52) 를 냉각시키며, 자갈 등의 도로 잔해로부터 업쇼버 (52) 를 보호하는 냉각 플레이트 (40) 가 제공될 수 있다.
도 7 은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 차륜내 현가장치의 주요부의 구조를 도시하는, 차량 내측에서 바라본 타이어/차륜 조립체 (10) 의 사시도를 도시한다. 도 7 에서, 좌측이 차량의 전방이다. 이하의 설명에서, 제 3 실시예에 따른 차륜내 현가장치는 후륜에 적용된다. 그러나, 제 3 실시예에 따른 차륜내 현가장치는 전륜에 적용될 수 있다. 제 1 실시예의 부분과/에 동일하거나 대응하는 부분은 동일한 도면 부호로 표시할 것이다. 제 3 실시예에서 특정한 부분만을 이하에서 설명할 것이다. 제 3 실시예에서, 다수의 링크가 차량 폭 방향으로 평행하게 배치된다. 따라서, 도 8 의 개략도를 이용해서도 제 3 실시예를 설명할 것이다.
제 3 실시예에서, 제 1 링크 (R1) 는 아암 (90) 의 링크 피벗 지지 축 (921a) 에 대해 선회가능한 아암측 링크 (R1a); 및 캐리어 (70) 의 링크 피벗 지지 축 (721a) (도 7 에는 비도시, 도 8 참조) 에 대해 선회가능한 캐리어측 링크 (R1b) 를 포함한다. 이 두 링크 (R1a, R1b) 는 피벗 지지 축 (931a) 에 의해 서로 선회가능하게 연결된다. 이 두 링크 (R1a, R1b) 는 차륜 회전 축선에 실질적으로 평행한 축선에 대해 선회가능하도록 피벗 지지 축 (931a) 에 의해 지지될 수 있다. 이 두 링크 (R1a, R1b) 는 실질적으로 자유롭게 선회가능하도록 (예컨대, 볼 조인트의 이용으로) 지지될 수 있다. 선택적으로는, 이 두 링크 (R1a, R1b) 는 탄성 부재 (예컨대, 부싱) 의 이용으로 선회가능하도록 지지될 수 있다.
도 7 에 도시된 예에서, 캐리어측 링크 (R1b) 는 아암측 링크 (R1a) 에 실질적으로 평행하다. 캐리어측 링크 (R1b) 는 아암측 링크 (R1a) 의 외측에 배치된다. 캐리어측 링크 (R1b) 는 피벗 지지 축 (931a) 으로부터 차량의 후방 쪽으로 이어지도록 배치된다. 따라서, 피벗 지지 축 (721a) (캐리어 (70) 의 아암부 (721) 의 단부) 은 링크 피벗 지지 축 (921a) 의 외측에 배치된다.
유사하게는, 제 2 링크 (R2) 는 아암 (90) 의 링크 피벗 지지 축 (922b) 에 대해 선회가능한 아암측 링크 (R2a); 및 캐리어 (70) 의 링크 피벗 지지 축 (722b) (도 7 에는 비도시, 도 8 참조) 에 대해 선회가능한 캐리어측 링크 (R2b) 를 포함한다. 이 두 링크 (R2a, R2b) 는 피벗 지지 축 (932b) 에 의해 서로 선회가능하게 연결된다. 이 두 링크 (R2a, R2b) 는 차륜 회전 축선에 실질적으로 평행 한 축선에 대해 선회가능하도록 지지된다. 이 두 링크 (R2a, R2b) 는 실질적으로 자유롭게 선회하도록 (예컨대, 볼 조인트의 이용으로) 지지될 수 있다. 선택적으로는, 이 두 링크 (R2a, R2b) 는 탄성 부재 (예컨대, 부싱) 의 이용으로 선회가능하도록 지지될 수 있다.
유사하게는, 도 7 에 도시된 예에서, 캐리어측 링크 (R2b) 는 아암측 링크 (R2a) 에 실질적으로 평행하다. 캐리어측 링크 (R2b) 는 아암측 링크 (R2a) 의 외측에 배치된다. 캐리어측 링크 (R2b) 는 피벗 지지 축 (932b) 으로부터 차량의 후방 쪽으로 이어지도록 배치된다. 따라서, 피벗 지지 축 (722b) (캐리어 (70) 의 아암부 (722) 의 단부) 은 링크 피벗 지지 축 (922b) 의 외측에 배치된다.
제 1 링크 (R1) 는 제 1 구속 링크 (80) 에 의해 캐리어 (70) 와 연결된다. 도 7 에 도시된 예에서, 제 1 링크 (R1) 의 아암측 링크 (R1a) 는 피벗 지지 축 (931a) 을 지나 차량의 전방 쪽으로 이어진다. 제 1 구속 링크 (80) 의 일단부는 아암측 링크 (R1a) 의 단부에 배치되는 선회 지지 축 (940) 에 의해 선회가능하게 지지된다. 제 1 구속 링크 (80) 의 타단부는 피벗 지지 축 (942) 을 통해 캐리어 (70) 에 의해 선회가능하게 지지된다. 제 1 구속 링크 (80) 는 차륜 회전 축선에 실질적으로 평행한 축선에 대해 선회가능하도록 피벗 지지 축 (940, 942) 에 의해 지지된다. 제 1 구속 링크 (80) 는 실질적으로 자유롭게 선회가능하도록 (예컨대, 볼 조인트의 이용으로), 또는 탄성 부재 (예컨대, 부싱) 를 통해 선회가능하도록, 피벗 지지 축 (940, 942) 에 의해 지지될 수 있다.
제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 는 제 2 구속 링크 (82) 를 통해 서로 연 결된다. 더 구체적으로는, 제 2 구속 링크 (82) 는 피벗 지지 축 (944) 을 통해 제 1 링크 (R1) 의 아암측 링크 (R1a) 와 연결된다. 제 2 구속 링크 (82) 는 피벗 지지 축 (946) 을 통해 제 2 링크 (R2) 의 아암측 링크 (R2a) 와 연결된다. 제 2 구속 링크 (82) 는 차륜 회전 축선에 실질적으로 평행한 축선에 대해 선회가능하도록 피벗 지지 축 (944, 946) 에 의해 지지된다. 제 2 구속 링크 (82) 는 실질적으로 자유롭게 회전가능하도록 (예컨대, 볼 조인트의 이용으로), 또는 탄성 부재 (예컨대, 부싱) 를 통해 회전가능하도록 피벗 지지 축 (944, 946) 에 의해 지지될 수 있다. 도 7 에 도시된 바와 같이, 피벗 지지 축 (944, 946) 은 피벗 지지 축 (931a, 932b) 과 각각 동축일 수 있다. 이러한 경우, 하나의 피벗 지지 축이 두 피벗 지지 축 (931a, 944) 의 역할을 할 수 있고, 또 다른 피벗 지지 축은 두 피벗 지지 축 (932b, 946) 의 역할을 할 수 있다. 그 결과, 두 개의 지지 축만이 필요하다.
이와 같이, 타이어/차륜 조립체 (10) 는 제 1 링크 (R1), 제 2 링크 (R2), 및 구속 링크 (80, 82) 의 이용으로 아암 (90) 에 대해 (차체에 대해) 수직/실질적으로 수직 방향으로 이동가능하도록 지지된다. 즉, 제 3 실시예에 따른 현가장치는 수직/실질적으로 수직 이동의 일정 자유도를 남겨두고 구속된다. 제 3 실시예에서, 제 1 링크 (R1) 는 제 1 구속 링크 (80) 에 의해 캐리어 (70) 와 연결되고, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 는 제 2 구속 링크 (82) 에 의해 서로 연결되므로, 현가장치는 수직/실질적으로 수직 이동의 일정 자유도를 남겨두고 구속된다. 그러나, 도 9 에 도시된 바와 같이, 제 1 링크 (R1) 는 제 1 구속 링크 (80) 에 의해 캐리어 (70) 와 연결될 수 있고, 제 2 링크 (R2) 는 제 2 구속 링크 (82) 에 의해 캐리어 (70) 와 연결될 수 있으므로, 현가장치는 수직/실질적으로 수직 방향의 일정 자유도를 남겨두고 구속된다.
제 3 실시예에서도, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는 차륜에 배치된다. 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는 제 2 구속 링크 (82) 와 캐리어 (70) 사이에 배치된다. 더 구체적으로는, 도 7 에 도시된 바와 같이, 제 2 구속 링크 (82) 는 피벗 지지 축 (944) 으로부터 차량의 전상방 쪽으로 이어지는 확장부 (82a) 를 구비한다. 스프링 (50)/업쇼버 (52) 의 상단부 (로드의 상단부) 는 확장부 (82a) 의 단부에 장착된다. 스프링 (50)/업쇼버 (52) 의 하단부 (외관의 하단부) 는 캐리어 (70) 로부터 차량의 전방 쪽으로 비스듬하게 이어지는 아암부 (723) 의 단부에 장착된다. 도 7 에 도시된 바와 같이, 구속 링크 (80) 용 장착부, 즉 피벗 지지 축 (942) 은 아암부 (723) 의 단부에 장착된다. 종래에는 장착부로서 두 개의 캐리어 아암이 필요했다. 그러나, 제 3 실시예에 따르면, 캐리어 아암의 수는 하나로 감소한다. 그 결과, 캐리어 (70) 의 무게를 감소시킬 수 있다. 스프링 (50) 및 업쇼버 (52) 는 서로 동축으로 배치될 필요는 없다. 또한, 스프링 코일 또는 공기 스프링 중 어느 하나를 스프링 (50) 으로 사용할 수 있다. 업쇼버 (52) 는 수직/실질적으로 수직 방향으로 입력되는 충격을 약화시키는 유압식 업쇼버, 또는 회전 방향으로 입력되는 충격을 약화시키는 회전형 전자석식 업쇼버 중 어느 하나일 수 있다.
이러한 구조에 의하면, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 수직/실질적으로 수직 방향으로 이동할 때 (타이어/차륜 조립체 (10) 가 흔들림/반발할 때), 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는 연장 및 수축된다. 그 결과, 노면으로부터 차체에 가해지는 충격이 감소된다. 도 9 에 도시된 수정된 예에서, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는 제 1 실시예에서와 같이 제 1 링크 (R1) 또는 제 2 링크 (R2) (도 9 의 수정된 예에서는 제 1 링크 (R1)) 와 캐리어 (70) 사이에 배치된다.
상기 제 3 실시예에 따른 구조에 의하면, 현가장치 구성품의 주요부는 저렴하며 신뢰성 있는 링크 (R1, R2) 의 이용으로 (미끄럼 기구를 이용하지 않고) 차륜에 배치될 수 있다. 이와 같이, 염가로 달성되는 구조를 갖는 차륜내 현가장치를 제공할 수 있다. 또한, 현가장치 구성품의 주요부를 차륜에 배치함으로써, 차량 폭 방향으로 타이어 입력 지점과 각 부재 사이의 오프셋 거리는 감소된다. 따라서, 각 부재에 필요한 강도/강성은 감소되어, 차륜내 현가장치의 무게를 감소시킬 수 있다.
또한, 제 3 실시예에 따른 구조에 의하면, 제 1 링크 (R1) 는 두 개의 링크 (R1a, R1b) 로 형성되며, 제 2 링크 (R2) 는 두 개의 링크 (R2a, R2b) 로 형성된다. 링크의 수가 증가해도, 각 링크의 길이는 감소될 수 있다. 이와 같이, 각 링크의 무게 및 크기는 감소될 수 있고, 각 링크의 강성은 향상될 수 있다. 즉, 도 10A 및 도 10B 에 도시된 바와 같이, 제 3 실시예에 따르면, 링크 연결부 (링크 피벗 지지 축 (721a, 722b, 921a, 922b 등)) 가 제 1 실시예의 링크 연결부와 동일한 강도를 갖고, 각 링크의 길이가 도 10C 에 도시된 제 1 실시예의 링크의 길이의 3 분의 1 일 경우, 횡방향 힘의 입력에 대한 차량 폭 방향의 변위는 감소될 수 있는데, 즉 횡방향 힘의 입력에 대한 강성이 향상될 수 있다. 도 10A 및 도 10B 는 차륜 중심에 대한 링크 피벗 지지 축 (921a, 922b) 의 위치, 및 차륜 중심에 대한 링크 (R1b, R2b) 가 각각 이어져 나오는 링크 연결부 (931a, 932b) 의 위치 (즉, 링크 연결부 (931a, 932b) 로부터 링크 (R1b, R2b) 가 각각 이어지는 방향) 가 상이한 구조를 도시한다.
유사하게는, 제 3 실시예에 따르면, 링크 연결부 (링크 피벗 지지 축 (721a, 722b, 921a, 922b 등)) 는 차륜에 배치되기 때문에, 링크 (R1, R2) 및 링크 연결부에 가해지는 타이어/차륜 조립체의 토우-각을 변화시키는 모멘트는 종 방향으로 타이어에 입력되는 충격에 대해 상당히 작으며, 종방향 힘의 충격 입력에 대한 토우-각의 변화가 작다. 따라서, 브레이크 적용시의 차량의 안정성을 향상시킬 수 있다.
제 3 실시예에 따르면, 차량 폭 방향으로 타이어 하중점과 스프링 (50)/업쇼버 (52) 사이의 오프셋 거리는 상당히 작고, 차량 무게로 인해 캠버 각을 변화시키는 모멘트는 작다. 따라서, 링크 (R1, R2) 및 링크 연결부에 필요한 강도가 감소되어, 차륜내 현가장치의 무게를 더 감소시킬 수 있다.
상기 제 3 실시예에 따르면, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 의 스트로크는 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 의 이용으로, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 스트로크 (수직/실질적으로 수직 방향으로의 스트로크) 에 대해 작게 구성될 수 있다. 그러므로, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는 한정된 공간을 갖는 차륜에서도 필요한 양만큼 연장 및 수축될 수 있다. 게다가, 후술할 비교적 고가의 회전형 전자석식 업쇼버 대신에 저가의 유압식 업쇼버를 이용할 수 있다.
제 3 실시예에 따르면, 아암 (90) 은 스프링 (50)/업쇼버 (52) 의 전방측에 배치된다. 따라서, 아암 (90) 은 자갈 등의 도로 잔해로부터 스프링 (50) 을 보호할 수 있다. 게다가, 도 2 에 대해 상술한 바와 같이, 공기를 공급함으로써 업쇼버 (52) 를 냉각시키고, 자갈 등의 도로 잔해로부터 업쇼버 (52) 를 보호하는 냉각 플레이트 (40) 가 제공될 수 있다.
제 3 실시예에 있어서, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 의 구조는 상술한 것과 상이할 수 있다. 즉, 제 2 링크 (R2) 는 제 1 구속 링크 (80) 에 의해 캐리어 (70) 와 연결될 수 있다. 이러한 경우, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 는 제 2 구속 링크 (82) 에 의해 서로 연결될 수 있고, 제 2 구속 링크 (82) 는 제 1 링크 (R1) 로부터 이어질 수 있으며, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는 확장부와 캐리어 (70) 사이에 배치될 수 있다.
제 3 실시예에 있어서, 길이 조절 기구 (예컨대, 턴버클 (turnbuckle)) 가 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 중 하나 이상에 제공될 수 있다. 이와 같이, 차량 높이는 스프링 (50) 을 변화시키지 않고 링크의 길이를 조절함으로써 조절될 수 있다.
제 3 실시예 및 제 1 실시예에 있어서, 링크 피벗 지지 축 (921a, 922b) 사이의 중간지점을 링크 피벗 지지 축 (721a, 722b) 사이의 중간지점에 연결하는 선은, 차량의 측면에서 보았을 때, 차량의 전상방 쪽으로 기울어질 수 있다. 이와 같이, 횡방향 힘이 입력될 때 발생하는 횡방향 조향력은 언더스티어에 작용하도 록 구성될 수 있다. 제 3 실시예 및 제 2 실시예에 있어서, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 가 아암 (90) 과 연결되는 연결지점 사이의 스팬 길이는, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 가 캐리어 (70) 와 연결되는 연결지점 사이의 스팬 길이보다 더 길도록 설정될 수 있다.
이어서, 도 11 내지 도 14 를 참조하여 제 3 실시예의 다른 수정된 예를 설명할 것이다.
도 11 은 제 3 실시예의 수정된 예에 따른 차륜내 현가장치의 주요부의 구조를 도시하는, 차량의 내측에서 바라본 타이어/차륜 조립체 (10) 의 사시도를 도시한다. 이하의 설명에서, 제 3 실시예의 수정된 예에 따른 차륜내 현가장치는 후륜에 적용된다. 그러나, 제 3 실시예의 수정된 예에 따른 차륜내 현가장치는 전륜에 적용될 수 있다. 이하의 설명에서, 제 3 실시예의 부분과/에 동일하거나 대응하는 부분은 동일한 도면 부호로 표시할 것이고, 수정된 예에서 특정한 부분만을 설명할 것이다. 수정된 예에서, 다수의 링크가 차량 폭 방향으로 평행하게 배치된다. 따라서, 도 12 의 개략도를 이용해서도 설명이 이루어질 것이다.
수정된 예는 제 2 구속 링크 (82) 가 피벗 지지 축 (944) 으로부터 이어지는 확장부 (82a) 를 갖지 않는 도 8 에 도시된 예와 상이하다. 수정된 예에서, 제 2 구속 링크 (82) 는 피벗 지지 축 (944) 을 통해 제 1 링크 (R1) 의 아암측 링크 (R1a) 와 연결되고, 제 2 구속 링크 (82) 는 피벗 지지 축 (946) 을 통해 제 2 링크 (R2) 의 아암측 링크 (R2a) 와 연결된다.
이와 같이, 타이어/차륜 조립체 (10) 는 제 1 링크 (R1), 제 2 링크 (R2), 및 억제 링크 (80, 82) 의 이용으로 아암 (90) 에 대해 (차체에 대해) 수직/실질적으로 수직 방향으로 이동할 수 있도록 지지된다. 즉, 수정된 예에 따른 현가장치는 수직/실질적으로 수직 이동의 일정 자유도를 남겨두고 구속된다. 수정된 예에서, 제 2 링크 (R2) 는 제 1 구속 링크 (80) 를 통해 캐리어 (70) 와 연결되고, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 는 제 2 구속 링크 (82) 를 통해 서로 연결된다. 이와 같이, 현가장치는 수직/실질적으로 수직 이동의 일정 자유도를 남겨두고 구속된다. 그러나, 도 9 에 도시된 것과 동일한 개념하에서, 제 1 링크 (R1) 는 제 1 구속 링크 (80) 를 통해 캐리어 (70) 와 연결될 수 있고, 제 2 링크 (R2) 는 제 2 구속 링크 (82) 를 통해 캐리어 (70) 와 연결될 수 있으므로, 현가장치는 수직/실질적으로 수직 이동의 일정 자유도를 남겨두고 구속된다.
수정된 예에서도, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는 차륜에 배치된다. 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는 제 2 링크 (R2) 의 캐리어측 링크 (R2b) 와 캐리어 (70) 사이에 배치된다. 더 구체적으로는, 제 2 링크 (R2) 의 캐리어측 링크 (R2b) 는 피벗 지지 축 (721a) 으로부터 차량의 후방 쪽으로 이어지는 확장부를 구비한다. 스프링 (50)/업쇼버 (52) 의 하단부 (외관의 하단부) 는 확장부의 단부에 장착된다. 스프링 (50)/업쇼버 (52) 의 상단부 (로드의 상단부) 는, 캐리어 (70) 로부터 차량의 후방 쪽으로 비스듬하게 이어지는 아암부 (724) 의 단부에 장착된다.
이와 같이, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 수직/실질적으로 수직 방향으로 이동할 때 (타이어/차륜 조립체 (10) 가 흔들림/반발할 때), 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는 연장 및 수축되다. 그 결과, 노면으로부터의 입력에 의해 차체에 가해지는 충격이 약화된다. 수정된 예 및 상기 실시예에서, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 의 구조는 상기의 구조와 상이할 수 있다 (도 13 참조).
수정된 예에 따르면, 도 14B 에 도시된 바와 같이, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는, 링크 (R1, R2) 의 단부에서, 차체측을 캐리어측에 연결하는 링크 (R1, R2) 에 장착된다. 따라서, 스프링 아암 비가 0.5 이면, 캐리어측에 가해지는 힘은, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 가 차체측과 캐리어측 사이의 위치에서 링크 (R1, R2) 에 장착될 때 (14A 참조) 보다 더 크다. 그러나, 이를 제외하고는, 실질적으로 동일한 효과가 달성될 수 있다. 즉, 캐리어측이 받는 힘은 감소될 수 있고, 캐리어측의 링크 연결부 및 캐리어 (70) 에 필요한 강도는 감소될 수 있다. 그 결과, 캐리어 (70) 의 무게 및 크기를 감소시킬 수 있고, 캐리어의 강성도 향상시킬 수 있다.
도 15 는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 차륜내 현가장치의 주요부의 구조를 도시하는, 차량의 내측에서 바라본 타이어/차륜 조립체 (10) 의 사시도를 도시한다. 도 15 에서, 좌측이 차량의 전방이다. 이하의 설명에서, 제 4 실시예에 따른 차륜내 현가장치는 후륜에 적용된다. 그러나, 제 4 실시예에 따른 차륜내 현가장치는 전륜에 적용될 수 있다. 제 1 실시예의 부분과/에 동일하거나 대응하는 부분은 동일한 도면 부호로 표시할 것이고, 제 4 실시예에서 특정한 부분만을 이하에서 설명할 것이다.
도 15 에 도시된 바와 같이, 제 1 링크 (R1) 는 아암 (90) 의 링크 피벗 지 지 축 (921a) 에 대해 선회가능한 아암측 링크 (R1a); 및 캐리어 (70) 의 링크 피벗 지지 축 (721a) ( 도 15 에는 비도시) 에 대해 선회가능한 캐리어측 링크 (R1b) 를 포함한다. 이 두 링크 (R1a, R1b) 는 피벗 지지 축 (931a) 에 의해 서로 선회가능하게 연결된다. 이후에 상세하게 설명되는 바와 같이, 링크 (R1a, R1b) 는 차륜 회전 축선에 실질적으로 평행한 축선에 대해 선회할 수 있도록 피벗 지지 축 (931a) 에 의해 지지된다.
유사하게는, 제 2 링크 (R2) 는 아암 (90) 의 링크 피벗 지지 축 (922b) 에 대해 선회가능한 아암측 링크 (R2a); 및 캐리어 (70) 의 링크 피벗 지지 축 (722b) 에 대해 선회가능한 캐리어측 링크 (R2b) 를 포함한다. 두 링크 (R2a, R2b) 는 피벗 지지 축 (932b) 에 의해 서로 선회가능하게 연결된다. 이후에 상세하게 설명되는 바와 같이, 링크 (R2a, R2b) 는 차륜 회전 축선에 실질적으로 평행한 축선에 대해 선회할 수 있도록 피벗 지지 축 (932a) 에 의해 지지된다.
제 1 링크 (R1) 의 피벗 지지 축 (921a, 721a, 931a) 및 제 2 링크 (R2) 의 피벗 지지 축 (922b, 722b, 932b) 은 서로 평행하며, 차륜 회전 축선에 실질적으로 평행하다. 이 상태에서, 타이어/차륜 조립체 (10) 는 수직/실질적으로 수직 방향 및 실질적으로 종 방향으로 아암 (90) 에 대해 (차체에 대해) 이동할 수 있다. 즉, 현가장치의 수직/실질적으로 수직 방향 및 실질적으로 종 방향으로, 현가장치 이동의 일정 자유도가 보장된다. 그러나, 회전 방향으로의 현가장치의 이동은 제한된다.
제 4 실시예에서도, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는 차륜에 배치된다. 스프 링 (50) 은 제 1 링크 (R1) 와 캐리어 (70) 사이에 배치된다. 스프링 코일 또는 공기 스프링 중 어느 하나가 스프링 (50) 으로 사용될 수 있다. 도 15 에 도시된 제 4 실시예에서, 업쇼버 (52) 는 회전형 전자석식 업쇼버이고, 아암 (90) 의 중공 단부 (90a) 배치된다. 이 업쇼버 (52) 의 구조는 이후 제 5 실시예에서 상세하게 설명할 것이다. 상기 각 실시예에 도시된 바와 같이, 업쇼버 (52) 는 스프링 (50) 과 동축 또는 비동축으로 배치되는 유압식 업쇼버일 수 있다.
제 5 실시예에서, 제 1 링크 (R1) 의 두 링크 (R1a, R1b) 의 피벗 지지 축 (931a), 및 제 2 링크 (R2) 의 두 링크 (R2a, R2b) 의 피벗 지지 축 (932b) 은 구속 링크 (84) 에 의해 서로 연결된다.
도 16 은 차륜내 현가장치를 두 피벗 지지 축 (931a, 932b) 을 포함하는 평면으로 절삭하여 획득한 단면도를 도시한다. 도 16 은 링크 (R1a, R1b) 의 피벗 지지 축 (931a) 과 구속 링크 (84) 사이의 관계를 도시한다. 도 16 은 제 1 링크 (R1) 측에 있는 부분의 단면만을 도시한다. 그러나, 제 2 링크 (R2) 측에 있는 부분의 단면, 즉 링크 (R2a, R2b) 의 피벗 지지 축 (932b) 및 구속 링크 (84) 의 단면은 도 16 에 도시된 단면과 동일하다.
도 16 에 도시된 바와 같이, 두 링크 (R1a, R1b) 는 부싱 (981a, 981b) 을 통해 피벗 지지 축 (931a) 과 각각 연결된다. 도 16 에 도시된 예에서, 부싱 (981a, 981b) 의 내측 원통은 구속 링크 (84) 에, 그리고 부싱 (981a, 981b) 의 외측 원통은 링크 (R1a, R1b) 에 각각 장착된다. 고무 부재 (982a, 982b) 가 부싱 (981a, 981b) 의 내측 원통과 외측 원통 사이에 각각 배치된다. 선택적으로 는, 부싱 (981a, 981b) 의 외측 원통은 구속 링크 (84) 에, 그리고 부싱 (981a, 981b) 의 내측 원통은 링크 (R1a, R1b) 에 각각 고정될 수 있다. 부싱 (981a, 981b) 대신에, 비틀림 스프링 상수를 갖는 다른 탄성 부재 (예컨대, 볼-부싱과 비틀림 스프링의 조합물) 가 이용될 수 있다.
이와 같이, 피벗 지지 축 (931a) 주위의 링크 (R1a, R1b) 의 상대 선회 운동은 부싱 (981a, 981b) 에 의해 각각 제한된다. 즉, 차량의 측면에서 보았을 때, 링크 (R1a) 와 구속 링크 (84) 사이의 각, 및 링크 (R1b) 와 구속 링크 (84) 사이의 각은, 부싱 (981a, 981b) 의 비틀림 강성 (Ka, Kb) 과의 관계로 인해 제한된다. 유사하게는, 제 2 링크 (R2) 에서, 링크 (R2a) 와 구속 링크 (84) 사이의 각, 및 링크 (R2b) 와 구속 링크 (84) 사이의 각은, 부싱의 비틀림 강성과의 관계로 인해 제한된다. 부싱 (981a, 981b) 의 비틀림 강성 (Ka, Kb) 은 서로 동일할 수 있다. 선택적으로는, 부싱 (981a, 981b) 의 비틀림 강성 (Ka, Kb) 은 서로 상이할 수 있다.
도 17 은 제 4 실시예에 따른 현가장치의 성능 (종방향 컨플라이언스) 를 설명하는 도면이다. 도 17 은 타이어/차륜 조립체 (10) 의 개략적인 측면도를 도시한다. 도 17 에 도시된 바와 같이, 브레이크가 적용될 때, 하중 (F) 이 타이어/차륜 조립체 (10) 에 가해지면, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 간의 위치 관계는, 실선으로 표시된 관계에서 쇄선으로 표시된 관계로 변한다. 즉, 캐리어측 링크 (R1b, R2b) 는 차량의 후방 쪽으로 이동하는 한편, 각각의 링크 (R1a, R1b, R2a, R2b) 가 구속 링크 (84) 와 형성하는 각의 변화는 대응하는 부싱의 비틀 림 반응력에 의해 제한된다. 그러므로, 제 4 실시예에 따르면, 작은 비틀림 스프링 상수를 갖는 부싱 (981a, 981b) 을 설치함으로써, 브레이크 적용시, 최적의 종방향 컴플라이언스를 달성할 수 있으며, 각 링크의 연결부의 강성이 높게 유지된다. 그 결과, 작동시 안락한 승차감 및 안정성을 모두 달성할 수 있다. 제 4 실시예에 따르면, 상기의 설명으로부터 명백하게 알 수 있는 바와 같이, 비틀림 방향으로 가해지는 부싱 (981a, 981b) 의 탄성력에 의해, 종 방향의 진동이 효과적으로 약화될 수 있다. 그러므로, 제 4 실시예에 따른 차륜내 현가장치는, 실질적으로 종 방향으로 입력되는 힘을 약화시키기 위한 업쇼버가 더 이상 필요하지 않다. 제 4 실시예에 따른 차륜내 현가장치는 수직/실질적으로 수직 방향으로 입력되는 힘을 약화시키는 업쇼버만이 필요하다.
제 4 실시예에 따른 구조에 의하면, 현가장치 구성품의 주요부는 저가이며 신뢰성 있는 링크 (R1, R2) 의 이용으로 (미끄럼 기구를 이용하지 않고) 차륜에 배치될 수 있다. 이와 같이, 저비용으로 획득되는 구조를 갖는 차륜내 현가장치를 제공할 수 있다. 또한, 현가장치 구성품의 주요부는 차륜에 배치되기 때문에, 차량 폭 방향으로 타이어 입력점과 각 부재 사이의 오프셋 거리는 감소된다. 그 결과, 각 부재에 필요한 강도/강성이 감소되어, 차륜내 현가장치의 무게를 줄일 수 있다.
또한, 제 4 실시예에 따르면, 링크 연결부 (링크 피벗 지지 축 (721a, 722b, 921a, 922b)) 는 차륜에 배치된다. 그러므로, 링크 (R1, R2) 및 링크 연결부에 가해지며, 종 방향의 타이어로의 입력에 대해 발생하는 토우-각을 변화시키는 모멘 트가 상당히 작아, 종방향 힘에 대한 토우-각의 변화가 작다. 따라서, 브레이크 적용시의 차량의 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제 4 실시예에 따르면, 차량 폭 방향으로 타이어 하중점과 스프링 (50)/업쇼버 (52) 사이의 오프셋 거리가 상당히 작아, 차량 무게로 인해 캠버 각을 변화시키는 모멘트가 작다. 따라서, 링크 (R1, R2) 및 링크 연결부에 필요한 강도가 감소되어, 차륜내 현가장치의 무게를 더 감소시킬 수 있다.
제 4 실시예에 따르면, 아암 (90) 이 스프링 (50)/업쇼버 (52) 의 전방측에 배치되기 때문에, 아암 (90) 은 자갈 등의 도로 잔해로부터 스프링 (50) 을 보호할 수 있다. 도 2 에 대해 상술한 바와 같이, 공기를 공급함으로써 업쇼버 (52) 를 냉각시키며, 자갈 등의 도로 잔해로부터 업쇼버 (52) 를 보호하는 냉각 플레이트 (40) 가 제공될 수 있다.
제 4 실시예에서, 부싱은 링크 (R1, R2) 가 구속 링크 (84) 와 연결되는 연결부에 배치된다. 그러나, 링크 (R1, R2) 중 하나는 구속 링크 (84) 와 강하게 연결될 수 있고, 다른 링크만이 부싱을 통해 구속 링크 (84) 와 연결될 수 있다.
제 4 실시예에 있어서, 링크 (R1) 의 두 링크 (R1a, R1b) 는 두 개의 부싱 (981a, 981b) 을 통해 구속 링크 (84) 와 각각 연결된다 (동일한 구조가 링크 (R2) 에 제공된다). 그러나, 링크 (R1a, R1b) 중 하나는 구속 링크 (84) 와 강하게 연결될 수 있고, 다른 링크만이 부싱 (981a 또는 981b) 을 통해 구속 링크 (84) 와 연결될 수 있다.
본 발명의 제 5 실시예는 회전형 전자석식 업쇼버가 업쇼버 (52) 로 이용되 는 구조에 관한 것이다. 제 5 실시예에 따른 구조는 상기 제 1 실시예 내지 제 4 실시예 중 어느 하나에 적용될 수 있다. 이하의 설명에서, 제 5 실시예에 따른 구조는 제 4 실시예에 적용된다.
도 18 은 차량의 외측에서 바라보았을 때, 도 15 에 도시된 타이어/차륜 조립체 (10) 의 아암 (90) 의 단부에 가까운 부분의 사시도를 도시한다. 도 18 에 도시된 바와 같이, 아암 (90) 은 적어도 단부 (90a) 에서는 관 형상으로 형성된다. 회전형 전자석식 업쇼버인 업쇼버 (52) 는 단부 (90a) 의 중공부에 배치된다. 업쇼버 (52) 는 고강성 장착부 (비도시) 를 통해 아암 (90) 에 고정된다.
업쇼버 (52) 는 아암 (90) 의 중공부로부터 돌출하는 회전 축 (52a) 을 구비한다. 업쇼버 (52) 는 회전 축 (52a) 에 입력되는 회전력을 약화시킨다. 회전 축 (52a) 이 회전할 때, 회전 축 (52a) 의 회전을 억제하도록 작용하는 자기장이, 업쇼버 본체에 수용된 자석에 의해 발생된다. 이와 같이, 회전 축 (52a) 에 입력되는 회전력은 약화된다.
제 5 실시예에서, 기어 (52b) 가 업쇼버 (52) 의 회전 축 (52a) 에 형성된다. 선택적으로는, 기어 (52b) 는 업쇼버 (52) 의 회전축 (52a) 상에 제공된다. 기어 (52b) 는 아암측 링크 (R1a) 와 일체로 형성된 기어 (54) 와 맞물린다. 기어 (54) 는 그 피벗 축으로서 아암측 링크 (R1a) 의 링크 피벗 지지 축 (921a) 을 이용한다. 업쇼버 (52) 는 그 회전 축 (52a) 이 링크 피벗 지지 축 (921a) 에 평행하도록 배치된다. 업쇼버 (52) 및 기어 (54) 에는 링크 피벗 지지 축 (921a) 주위의 회전 방향과 다른 방향으로 가해지는 힘에 대한 큰 강성이 제 공된다.
제 5 실시예에서, 기어 (54) 가 링크 (R1, R2) 의 선회 운동에 따라 선회할 때, 회전력이 회전 축 (52a) 으로 전달되어, 업쇼버 (52) 에 의해 약화된다. 이와 같이, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 수직/실질적으로 수직 방향으로 이동할 때 (타이어/차륜 조립체 (10) 가 흔들림/반발할 때), 스프링 (50) 은 링크 (R1, R2) 의 선회 운동에 따라 연장 및 수축되고, 업쇼버 (52) 의 회전 축 (52a) 은 일반적인/반대 방향으로 회전한다. 그 결과, 노면으로부터의 입력으로 인해 차체에 가해지는 충격이 약화된다.
제 5 실시예에서, 기어 (54) 는 아암측 링크 (R1a) 와 일체로 형성된다. 그러나, 기어 (54) 는 다른 링크 (R1b, R2a, R2b) 중 어느 하나와 일체로 형성될 수 있다. 이러한 경우에도, 기어 (54) 가 기어 (54) 가 제공되는 링크의 링크 피벗 지지 축에 대해 선회할 때, 기어 (54) 와 맞물리는 회전 축 (52a) 이 회전하여, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 수직/실질적으로 수직 방향으로 이동할 때 (타이어/차륜 조립체가 흔들림/반발할 때), 차체에 가해지는 충격을 약화시킨다. 상기 제 5 실시예에 따르면, 유압식 업쇼버 대신에 회전형 전자석식 업쇼버가 업쇼버 (52) 로 이용되고, 업쇼버 (52) 는 아암 (90) 에 배치되므로, 현가장치 구성품의 배치의 유연성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제 5 실시예에 따르면, 업쇼버 (52) 가 아암 (90) 에 수용되기 때문에, 업쇼버 (52) 는 자갈 등의 도로 잔해로부터 효과적으로 보호된다.
도 19 는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 차륜내 현가장치의 주요부를 도시하 는, 차량의 내측에서 바라본 타이어/차륜 조립체 (10) 의 사시도이다. 도 19 에서, 좌측이 차량의 전방이다. 이하의 설명에서, 제 6 실시예에 따른 차륜내 현가장치는 후륜에 적용된다. 그러나, 제 6 실시예에 따른 차륜내 현가장치는 전륜에 적용될 수 있다. 제 1 실시예의 부분과/에 동일하거나 대응하는 부분은 동일한 도면 부호로 표시할 것이고, 제 6 실시예에서 특정한 부분만을 이하에서 설명할 것이다.
제 6 실시예에서, 캐리어 (70) 는 도 19 에 도시된 바와 같이 수직/실질적으로 수직 방향으로 이어지는 미끄럼 축 지지부 (724) 를 구비한다.
브레이크 캘리퍼 (20) 는 두 아암부 사이, 즉 아암부 (721) 와 아암부 (722) 사이의 연결부에 제공된다.
축선이 수직/실질적으로 수직 방향으로 이어지는 미끄럼 축 부재 (726) 가, 미끄럼축 지지 부재 (724) 에 고정된다. 미끄럼 축 부재 (726) 에는 축 방향으로 미끄럼 축 부재 (726) 에 대해 미끄러질 수 있으며, 미끄럼 축 부재 (726) 에 대해 회전할 수 있는 미끄럼 부재 (60) 가 제공된다. 더 구체적으로는, 도 20 에 도시된 바와 같이, 미끄럼 축 부재 (726) 는 적어도 미끄럼 부재 (60) 가 미끄러지는 영역에서는 축 방향으로 일정한 원형 단면을 갖는다. 미끄럼 축 부재 (726) 는 미끄럼 축 부재 (726) 에 대응하는 개구부를 갖는 미끄럼 부재 (60) 를 통과한다. 부싱 (62) (예컨대, 오일이 스며든 금속 부싱) 이 미끄럼 부재 (60) 와 미끄럼 축 부재 (726) 사이에 제공되어, 이 부재 (60, 726) 들이 원활하게 이동하게 함으로써, 그 사이에 발생하는 미끄럼 저항을 감소시킬 수 있다.
두 아암부 (90b) 가 아암 (90) 의 단부 (90a) 로부터 이어진다. 아암부 (90b) 중 하나는 상방으로 이어지고, 다른 아암부 (90b) 는 하방으로 이어진다. 아암부 (90b) 의 각 단부에는 중심 축선이 차량 폭 방향으로 이어지는 원통부가 형성되어 있으므로, 링크 피벗 지지부 (921a, 922b) 가 배치된다.
링크 (R1, R2) 및 아암 (90), 및/또는 링크 (R1, R2) 및 캐리어 (70) 는, 중심 축선이 차량 폭 방향으로 이어지는 원통형 고무 부싱 (80) 을 통해, 서로 연결되어, 차량에서 필요한 종방향 컴플라이언스를 달성한다. 도 21 에 도시된 바와 같이, 각 고무 부싱 (80) 은 차량 폭 방향으로 이어지는 부싱 축선과 동축으로 배치되는 내측 원통 및 외측 원통을 포함한다. 고무 부재가 내측 원통과 외측 원통 사이에 제공된다. 도 21 에 도시된 예에서, 부싱의 내측 원통은 링크 (R1, R2) 에 고정되고, 부싱의 외측 원통은 아암 (90) 측에서는 링크 피벗 지지부 (921a, 922b) 에, 그리고 캐리어측에서는 링크 피벗 지지부 (721a, 722b) 에 고정된다.
이와 같이, 타이어/차륜 조립체 (10) 는 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 의 이용으로 아암 (90) 에 대해 (차체에 대해) 수직/실질적으로 수직 방향으로 이동가능하도록 지지된다. 즉, 제 6 실시예에 따른 현가장치는 수직/실질적으로 수직 방향 이동의 일정 자유도는 남겨두고 구속되는 한편, 필요한 컴플라이언스 특성이 유지된다.
차량 폭 방향으로 타이어 하중점과 스프링 (50)/업쇼버 (52) 사이의 오프셋 거리가 상당히 작아, 차량 무게로 인해 캠버 각을 변화시키는 모멘트가 작기 때문 에, 링크 (R1, R2) 및 링크 연결부에 필요한 강도를 감소시킬 수 있다.
제 6 실시예에 따르면, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는 차체측과 캐리어측 사이의 위치에서 차체측을 캐리어측에 연결하는 제 1 링크 (R1) 또는 제 2 링크 (R2) 에 장착된다. 따라서, 캐리어측에 가해지는 힘을 감소시킬 수 있고, 캐리어측 및 캐리어 (70) 상의 링크 연결부에 필요한 강도를 감소시킬 수 있다. 그 결과, 캐리어 (70) 의 무게 및 크기를 감소시킬 수 있고, 캐리어 (70) 의 강성을 향상시킬 수 있다.
미끄럼 부재 (60) 는 아암 (90) 에 선회가능하게 연결되는데, 이는 제 6 실시예서 특정한 구조이다. 도 19 에 도시된 예에서, 미끄럼 부재 (60) 는 도 20 에 도시된 바와 같은 볼-조인트 (40) 를 통해 아암 (90) 에 연결된다. 볼-조인트 (40) 는 볼 스터드 (ball stud) (42) 를 포함한다. 볼 스터드 (42) 에 테이퍼 축부 (42b) 가 형성되어 있다. 볼 스터드 (42) 의 구형상 부분에 대향하는 측의, 단부 가까운 위치에서, 테이퍼 축부 (42b) 에는 스크류 축부 (42c) 가 형성되어 있다. 도 20 에 도시된 예에서, 볼-조인트 (40) 에 포함된 볼 스터드 (42) 의 테이퍼 축부 (42b) 는, 아암 (90) 으로부터 차량의 전방 쪽으로 이어지는 아암부 (90c) 에 형성된 테이퍼 구멍에 장착된다. 이때, 너트가 스크류 축부 (42c) 에 체결되므로, 미끄럼 부재 (60) 는 아암 (90) 에 선회가능하게 연결된다.
볼 조인트 (40) 는 차량 폭 방향으로 미끄럼 축 부재 (726) 의 측면 부분에 배치될 수 있다. 즉, 미끄럼 축 부재 (726) 의 축 방향에서 보았을 때 (도 20 에서 처럼 바라볼 때), 미끄럼 축 부재 (726) 의 회전 중심을 미끄럼 축 부재 (726) 의 축선의 중심에 연결하는 선은, 차량 폭 방향으로 이어지는 선에 실질적으로 평행할 수 있다. 이와 같이, 차륜내 현가장치는 종방향 힘을 적절하게 약화시킬 수 있다. 횡방향 힘이 타이어/차륜 조립체 (10) 에 가해질 때, 횡방향 힘은 미끄럼 축 부재 (726) 주위에 모멘트를 발생시키지 않으면서, 미끄럼 축 부재 (726) 및 미끄럼 부재 (60) 에 의해 수용될 수 있다. 이와 같이, 횡방향 힘에 대한 차륜내 현가장치의 강성을 향상시킬 수 있다.
상기 제 6 실시예에서 특정한 구조에 의하면, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 수직/실질적으로 수직 방향으로 이동할 때, 미끄럼 부재 (60) 는 미끄럼 축 부재 (726) 에 대해 수직/실질적으로 수직 방향으로 미끄러지면서 미끄럼 축 주위를 회전하여, 아암 (90) 이 수직/실질적으로 수직 방향으로 이동하게 한다. 따라서, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 흔들림/반발할 때, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 토우-각을 변화시킬 수 있다.
즉, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 수직/실질적으로 수직 방향으로 이동할 때, 비교적 아암 측에서 바라보면, 캐리어 (70) 는 한 쌍의 링크 (R1, R2) 사이의 순간적인 중심에 대해 선회한다. 이때, 차량의 종 방향으로 미끄럼 축 부재 (726) 의 변위는 볼 조인트 (40) 에 의해 제한된다. 그러므로, 미끄럼 축 부재 (726) 는 미끄럼 부재 (60) 에 대해 회전한다 (즉, 볼 조인트 (40) 에 의한, 차량의 종 방향으로의 미끄럼 축 부재 (726) 의 이동의 제한은, 미끄럼 부재 (60) 에 대한 미끄럼 축 부재 (726) 의 회전에 의해 상쇄된다). 그 결과, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 토우-각이 변한다.
제 6 실시예에 따르면, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 수직/실질적으로 수직 방향으로 아암 (90) 에 대해 이동할 때, 캐리어 (70) 가 적절한 경로를 따라 이동하도록 적절히 조정함으로써, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 수직/실질적으로 수직 방향으로 이동할 때 (타이어/차륜 조립체 (10) 가 흔들림/반발할 때), 타이어/차륜 조립체 (10) 의 토우-각을 원하는 만큼 변화시킬 수 있다. 예컨대, 도 19 에 도시된 바와 같이, 볼 조인트 (40) 는 차량 폭 방향으로 미끄럼 축 부재 (726) 의 내측 부분에 배치된다. 이와 같이, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 수직/실질적으로 수직 방향으로 이동할 때, 비교적 아암측에서 보면, 미끄럼 축 부재 (726) 는 차량의 내측 쪽으로 당겨지도록 회전한다. 그 결과, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 흔들림/반발할 때, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 배향은, 토우-인-각이 증가하도록 변화될 수 있다.
동일한 관점에서, 미끄럼 축 부재 (726) 의 기울기를 적절히 조절함으로써, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 수직/실질적으로 수직 방향으로 이동할 때 (타이어/차륜 조립체 (10) 가 흔들림/반발할 때), 타이어/차륜 조립체 (10) 의 토우-각을 원하는 만큼 변화시킬 수 있다. 예컨대, 차량의 측면에서 바라볼 때, 미끄럼 축 부재 (726) 의 상단부가 미끄럼 축 부재의 하단부의 전방측에 있도록, 미끄럼 축 부재 (726) 를 기울임으로써, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 흔들릴 때, 토우-인-각을 더 많이 변화시킬 수 있다.
제 6 실시예에 있어서, 타이어/차륜 조립체 (10) 에 종방향 힘이 가해질 때, 예컨대 고무 부싱 (80) 의 탄성 변형으로 인해, 필요한 컴플라이언스가 유지된다. 따라서, 종방향 힘이 타이어/차륜 조립체 (10) 에 가해질 때, 미끄럼 축 부재 (726) 는 아암 (90) 에 대해 차량의 후방 쪽으로 이동한다. 이때, 볼 조인트 (40) 에 의해, 차량의 종 방향으로의 미끄럼 축 부재 (726) 의 이동이 제한된다. 따라서, 미끄럼 축 부재 (726) 는 미끄럼 부재 (60) 에 대해 회전하고, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 토우-각은 변한다.
상기 제 6 실시예에 따르면, 종방향에 대해 필요한 컴플라이언스와 함께, 종방향 힘이 가해질 때, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 토우-각을 원하는 만큼 변화시킬 수 있다. 예컨대, 도 19 에 도시된 바와 같이, 볼 조인트 (40) 가 차량 폭 방향으로 미끄럼 축 부재 (726) 의 내측 부분에 배치되기 때문에, 종방향 힘이 가해질 때, 비교적 아암측에서 바라보면, 끄럼 축 부재 (726) 는 차량의 내측 쪽으로 당겨지도록 회전한다. 이와 같이, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 흔들림/반발할 때, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 배향은 토우-인-각이 증가하도록 변화될 수 있다.
제 6 실시예에 있어서, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 가 아암 (90) 과 연결되는 연결 지점들 사이의 스팬 길이는, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 가 캐리어 (70) 와 연결되는 연결 지점들 사이의 스팬 길이보다 더 짧도록 설정된다. 즉, 그 무게가 소정의 범위 내에 있는 점유물이 내장되어 있고, 조향 각이 중립 값이며, 차량이 정지상태에 있는 통상의 조건에서, 한 쌍의 링크 (R1, R2) 사이의 순간적인 중심은, 차량의 전방에 가까운 측 (미끄럼 축 부재 (726) 가 제공되어 있는 측) 상에 설정될 수 있다. 이와 같이, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 수직/실질적으로 수직 이동에 따른 미끄럼 부재 (60) 의 수직/실질적으로 수직 이동의 양 은 감소될 수 있다. 그 결과, 미끄럼 축 부재 (726) 및 미끄럼 부재 (60) 를 포함하는 미끄럼 기구의 무게 및 크기는 감소될 수 있다.
제 6 실시예에 있어서, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 의 중심부를 링크 피벗 지지 축 (721a, 722b, 921a, 922b) 의 외측에 배치함으로써, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는 차륜에 배치될 수 있다. 오프셋 거리가 충분하지 않을 경우, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는 차량 폭 방향으로 차륜으로부터 부분적으로 돌출할 수 있다. 선택적으로는, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 중 하나 이상의 중심부를 링크 피벗 지지 축 (721a, 722b, 921a, 922b) 의 내측에 배치함으로써, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는 차량 폭 방향으로 제 1 링크 (R1)/제 2 링크 (R2) 와 캐리어 (70) 사이에 배치될 수 있다.
도 19 에 도시된 제 6 실시예에 있어서, 스프링 (50) 은 업쇼버 (52) 를 둘러싸도록 하부 스프링 시트와 상부 스프링 시트 사이에 배치되고, 스프링 (50) 및 업쇼버 (52) 는 수직/실질적으로 수직 방향으로 서로 동축으로 연장 및 수축된다. 그러나, 스프링 (50) 및 업쇼버 (52) 는 서로 동축으로 배치될 필요는 없다. 또한, 스프링 코일 또는 공기 스프링 중 어느 하나가 스프링 (50) 으로 사용될 수 있다. 업쇼버 (52) 는 수직/실질적으로 수직 방향으로 입력되는 충격을 약화시키는 유압식 업쇼버, 또는 회전 방향으로 입력되는 충격을 약화시키는 회전형 전자석식 업쇼버 중 어느 하나일 수 있다.
도 22 는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 내륜내 현가장치의 주요부를 도시하는, 차량의 내측에서 바라본 타이어/차륜 조립체의 사시도를 도시한다. 도 22 에서, 좌측이 차량의 전방이다. 이하의 설명에서, 제 7 실시예에 따른 차륜내 현가장치는 후륜에 적용된다. 그러나, 제 7 실시예에 따른 차륜내 현가장치는 전륜에 적용될 수 있다. 제 7 실시예의 부분과/에 동일하거나 대응하는 부분은 동일한 도면 부호로 표시할 것이고, 이하의 설명에서는 제 7 실시예에서 특정한 부분만을 설명할 것이다.
제 7 실시예에 따른 차륜내 현가장치는, 미끄럼 축 부재 (726) 및 미끄럼 부재 (60) 를 포함하는 미끄럼 기구가 차륜 중심의 후방측에 배치되는 제 6 실시예에 따른 차륜내 현가장치와 상이하다. 즉, 제 7 실시예에 따른 차륜내 현가장치 및 제 6 실시예에 따른 차륜내 현가장치는, 종 방향으로 차륜 중심에 대해 서로 대칭이다.
더 구체적으로는, 제 7 실시예에서, 미끄럼 부재 (60) 는 아암 (90) 에 선회가능하게 연결된다. 도 20 및 도 22 에 도시된 바와 같이, 볼 조인트 (40) 의 테이퍼 축부 (42b) 는 아암 (90) 으로부터 차량의 후방 쪽으로 이어지는 아암부 (90c) 에 형성된 테이퍼 구멍에 장착되고, 이때 너트가 스크류 축부 (42c) 에 체결되므로, 미끄럼 부재 (60) 는 아암 (90) 에 선회가능하게 연결된다.
제 7 실시예에서도, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 아암 (90) 에 대해 수직/실질적으로 수직 방향으로 이동할 때, 캐리어 (70) 가 적절한 경로를 따라 이동하도록 조절함으로써, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 수직/실질적으로 수직 방향으로 이동할 때 (타이어/차륜 조립체 (10) 가 흔들림/반발할 때), 타이어/차륜 조립체 (10) 의 토우-각을 원하는 만큼 변화시킬 수 있다. 예컨대, 도 22 에 도시된 바와 같이, 볼 조인트 (40) 가 차량 폭 방향으로 미끄럼 축 부재 (726) 의 외측 부분에 배치되기 때문에, 비교적 아암측에서 바라보면, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 수직/실질적으로 수직 방향으로 이동할 때, 미끄럼 축 부재 (726) 는 차량의 외측 쪽으로 당겨지도록 회전한다. 그 결과, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 흔들림/반발할 때, 토우-인-각이 증가하도록, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 배향을 변화시킬 수 있다.
동일한 관점에서, 미끄럼 축 부재 (726) 의 기울기를 적절히 조절함으로써, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 수직/실질적으로 수직 방향으로 이동할 때 (타이어/차륜 조립체 (10) 가 흔들림/반발할 때), 타이어/차륜 조립체 (10) 의 토우-각을 원하는 만큼 증가시킬 수 있다. 예컨대, 미끄럼 축 부재 (726) 의 상단부가 미끄럼 축 부재의 하단부의 후방측에 있도록 미끄럼 축 부재 (726) 를 기울임으로써, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 흔들릴 때, 토우-인-각이 더 증가하도록, 타이어/차륜 조립체 (10) 를 변화시킬 수 있다.
제 7 실시예에 있어서, 타이어/차륜 조립체 (10) 에 종방향 힘이 가해질 때, 미끄럼 축 부재 (726) 는 아암 (90) 에 대해 차량의 후방 쪽으로 이동한다. 이때, 볼 조인트 (40) 에 의해, 차량의 종 방향으로의 미끄럼 축 부재 (726) 의 변위가 제한된다. 그러므로, 미끄럼 축 부재 (726) 는 미끄럼 부재 (60) 에 대해 회전하고 (즉, 볼 조인트 (40) 에 의한, 차량의 종 방향으로의 미끄럼 축 부재 (726) 의 이동 제한은, 미끄럼 부재 (60) 에 대한 미끄럼 축 부재 (726) 의 회전에 의해 상쇄되고), 타이어/차륜 조립체 (10) 의 토우-각은 변화한다. 제 7 실시 예에 따르면, 종방향 힘에 대해 필요한 컴플라이언스를 유지하면서, 종방향 힘이 가해질 때, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 토우-각을 원하는 만큼 변화시킬 수 있다. 예컨대, 도 22 에 도시된 바와 같이, 볼 조인트 (40) 를 차량 폭 방향으로 미끄럼 축 부재 (726) 의 외측에 배치함으로써, 종방향 힘이 가해질 때, 비교적 아암측에서 바라보면, 미끄럼 축 부재 (726) 는 차량의 외측 쪽으로 당겨지도록 회전한다. 이와 같이, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 흔들림/반발할 때, 토우-인-각이 증가하도록 타이어/차륜 조립체 (10) 의 배향을 변화시킬 수 있다.
제 7 실시예에 있어서, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 (R2) 가 아암 (90) 과 연결되는 연결 지점들 사이의 스팬 길이는, 제 1 링크 (R1) 및 제 2 링크 (R2) 가 캐리어 (70) 와 연결되는 연결 지점들 사이의 스팬 길이보다 더 짧도록 설정된다. 즉, 통상의 조건에서, 한 쌍의 링크 (R1, R2) 사이의 순간적인 중심은 차량의 후방에 가까운 측 (미끄럼 축 부재 (726) 가 제공되는 측) 에 설정될 수 있다. 이와 같이, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 수직/실질적으로 수직 이동에 따른 미끄럼 부재 (60) 의 수직/실질적으로 수직 이동량은 감소될 수 있다. 그 결과, 미끄럼 축 부재 (726) 및 미끄럼 부재 (60) 를 포함하는 미끄럼 기구의 무게 및 크기는 감소될 수 있다.
도 23 은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 차륜내 현가장치의 주요부의 구조를 도시하는, 차량의 내측에서 바라본 타이어/차륜 조립체의 사시도를 도시한다. 도 23 에서, 좌측이 차량의 전방이다. 이하의 설명에서, 제 8 실시예에 따른 차륜내 현가장치는 후륜에 적용된다. 그러나, 제 8 실시예에 따른 차륜내 현가 장치는 전륜에 적용될 수 있다. 제 6 실시예의 부분과/에 동일하거나 대응하는 부분은 동일한 도면 부호로 표시할 것이고, 제 8 실시예에서 특정한 부분만을 상세하게 설명할 것이다.
제 8 실시예에서, 미끄럼 부재 (60) 및 아암 (90) 은, 수직/실질적으로 수직 방향으로 서로 떨어져 있는 두 지점에서 서로 연결된다. 도 23 에 도시된 예에서, 미끄럼 부재 (60) 는 두 볼-조인트 (40) 를 통해 아암 (90) 에 연결된다 (미끄럼 부재 (60) 가 아암 (90) 에 연결되는 방식의 예에 대한 도 20 참조). 더 구체적으로는, 두 볼-조인트 (40) 의 테이퍼 축부는 아암 (90) 으로부터 차량의 전방 쪽으로 이어지는 두 아암부 (90c) 에 형성된 각각의 테이퍼 구멍에 장착되고, 두 개의 너트가 두 개의 스크류 축부 (42c) 에 각각 체결되므로, 미끄럼 부재 (60) 는 두 지점에서 아암 (90) 에 선회가능하게 연결된다.
제 8 실시예에 따르면, 미끄럼 부재 (60) 를 두 지점에서 아암 (90) 에 연결함으로써, 캠버 각을 변화시키는 힘에 대한 차륜내 현가장치의 강성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제 8 실시예에 따르면, 차량 폭 방향으로 타이어 하중점과 스프링 (50)/업쇼버 (52) 사이의 오프셋 거리는 상당히 작아, 차량 무게로 인해 캠버 각을 변화시키는 모멘트는 작다. 따라서, 미끄럼 부재 (60) 를 두 지점에서 아암 (90) 에 연결함으로써 제공되는, 캠버 각을 변화시키는 힘에 대한 차륜내 현가장치의 향상된 강성과의 조합으로, 제 2 링크 (R2) 및 제 2 링크 (R2) 의 링크 연결부에 필요한 강성은 감소될 수 있다.
제 8 실시예에 있어서, 미끄럼 부재 (60) 및 아암 (90) 은 두 지점에서 서로 연결된다. 따라서, 회전 방향 및 캠버 각이 변하는 방향으로의 현가장치의 이동의 자유도가 제한된다. 그러므로, 링크 (R) 의 수는 두 개일 필요가 없다. 그러므로, 도 23 에 도시된 차륜내 현가장치에는, 제 2 링크 (R2) 가 제공되지 않는다.
제 8 실시예에 있어서, 미끄럼 부재 (60) 및 아암 (90) 은, 하나는 차륜 중심 위에 있고, 다른 하나는 차륜 중심 아래에 있는 두 지점에서 서로 연결된다. 게다가, 미끄럼 축 부재 (726) 의 축 방향으로 이어지는 선, 및 미끄럼 부재 (60) 가 아암 (90) 에 연결되는 두 연결부를 연결하는 선 (두 볼 조인트 (40) 의 회전 중심을 연결하는 선) 은 비평형 및 비공면일 수 있다. 이러한 경우, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 수직/실질적으로 수직 방향으로 이동할 때 (타이어/차륜 조립체 (10) 가 흔들림/반발할 때), 비교적 아암측에서 바라보면, 볼-조인트 (40) 에 대한 미끄럼 축 부재 (726) 의 이동은, 하부 볼-조인트 (40) 에 대한 미끄럼 축 부재 (726) 의 이동과 상이하다. 따라서, 미끄럼 축 부재 (726) 의 축 방향은 아암 (90) (차체) 에 대해 변한다. 이와 같이, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 캠버 각은 변한다.
제 8 실시예에 따르면, 미끄럼 축 부재 (726) 의 축 방향으로 이어지는 선과 미끄럼 부재 (60) 가 아암 (90) 에 연결되는 두 연결부를 연결하는 선 사이의 비평형 및 비공면 관계를 적절히 설정함으로써, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 흔들림/반발할 때, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 캠버 각을 원하는 만큼 변화시킬 수 있다. 예컨대, 도 24 에 도시된 바와 같이, 상부 볼-조인트 (40) 를 미끄럼 축 부재 (726) 에 연결하는 선이, 차량 폭 방향으로 이어지는 선으로부터 각 (α) 만큼 시계 방향으로 빗겨가도록, 상부 볼-조인트 (40) 는 차량 폭 방향으로 미끄럼 축 부재 (726) 의 내측 부분에 배치된다. 게다가, 하부 볼-조인트 (40) 를 미끄럼 축 부재 (726) 에 연결하는 선이, 차량 폭 방향으로 이어지는 선으로부터 각 (α) 만큼 반시계 방향으로 빗겨가도록, 하부 볼-조인트 (40) 는 차량 폭 방향으로 미끄럼 축 부재 (726) 의 내측 부분에 배치된다. 이러한 구조에 의하면, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 흔들릴 때, 미끄럼 축 부재 (726) 의 상단부가 미끄럼 축 부재 (726) 의 하단부의 외측에 위치되도록, 미끄럼 축 부재 (726) 는 기울어진다. 그 결과, 타이어/차륜 조립체 (10) 가 흔들릴 때, 음의 캠버 각이 증가하도록, 타이어/차륜 조립체 (10) 의 배향을 변화시킬 수 있다.
도 25 는 본 발명의 제 9 실시예에 따른 차륜내 현가장치의 주요부의 구조를 도시하는, 차량의 내측에서 바라본 타이어/차륜 조립체의 사시도를 도시한다. 도 25 에서, 좌측이 차량의 전방이다. 이하의 설명에서, 제 9 실시예에 따른 차륜내 현가장치는 후륜에 적용된다. 그러나, 제 9 실시예에 따른 차륜내 현가장치는 전륜에 적용될 수 있다. 제 6 실시예의 부분과/에 동일하거나 대응하는 부분은 동일한 도면 부호로 표시하며, 제 9 실시예에서 특정한 부분만을 상세하게 설명할 것이다.
제 9 실시예 및 제 8 실시예에서, 미끄럼 부재 (60) 및 아암 (90) 은 수직/실질적으로 수직 방향으로 서로 떨어져 있는 두 지점에서 서로 연결된다. 제 9 실시예에서, 미끄럼 부재 (60) 는 실질적으로 수직 방향으로 서로 떨어져 있는 상 부 (60a) 및 하부 (60b) 를 구비한다. 상부 (60a) 및 하부 (60b) 는 서로 독립적으로 아암 (90) 에 선회가능하게 연결된다. 도 25 에 도시된 예에서, 미끄럼 부재 (60) 의 상부 (60a) 는 상부 볼-조인트 (40) 를 통해 아암 (90) 에 연결된다. 미끄럼 부재 (60) 의 하부 (60b) 는 하부 볼-조인트 (40) 를 통해 아암 (90) 에 연결된다 (미끄럼 부재 (60) 가 아암 (90) 에 연결되는 방식의 예에 대한 도 20 참조).
제 9 실시예에 있어서, 미끄럼 부재 (60) 는 상부 (60a) 및 하부 (60b) 를 구비한다. 따라서, 횡방향 힘이 가해질 때, 횡방향 힘은 두 연결부에 의해 수용된다. 따라서, 미끄럼 부재 (60) 와 미끄럼 축 부재 (726) 사이의 부적절한 위치 관계가 방지될 수 있다. 즉, 제 9 실시예에 따르면, 미끄럼 부재 (60) 및 아암 (90) 이 두 지점에서 서로 연결되기 때문에, 횡방향 힘이 가해질 때 발생할 수 있는, 미끄럼 부재 (60) 와 미끄럼 축 부재 (726) 사이의 부적절한 위치 관계가 방지될 수 있으며, 캠버 각을 변화시키는 힘에 대한 강성이 향상된다.
명세서에 설명된 본 발명의 실시예들은, 예시로서 또한 제한적이지 않게 모든 양태에서 고려된다. 그러므로, 청구항에 상당하는 의미 및 범위 내에 있는 모든 변화는 본 발명에 포함된다.
예컨대, 상기 실시예에서, 아암 (90) 이 자갈 등의 도로 잔해로부터 스프링 (50)/업쇼버 (52) 를 보호하도록, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는 아암 (90) 의 후방 측에 배치된다. 그러나, 본 발명은 이러한 구조로 제한되지 않는다. 스프링 (50)/업쇼버 (52) 는 아암 (90) 의 전방측에 배치될 수 있다.
또한, 상기 실시예들에서는, 일 세트의 미끄럼 기구 (미끄럼 축 부재 (726) 및 미끄럼 부재 (60)) 가 이용된다. 그러나, 두 세트 이상의 미끄럼 기구가 이용될 수 있다. 예컨대, 도 26 에 도시된 바와 같이, 두 세트의 미끄럼 기구 (두 개의 미끄럼 축 부재 (726) 및 두 개의 미끄럼 부재 (60)) 의 이용으로, 상기 실시예의 효과와 동일한 효과가 달성될 수 있다. 도 26 에 도시된 실시예에서, 스프링 (50)/업쇼버 (52) 의 상단부는 차량 폭 방향으로 차량의 외측으로부터 제 1 링크 (R1) 에 장착된다.
또한, 상기 실시예들에서, 아암 (90) 및 미끄럼 부재 (60) 는 볼-조인트 (40) 를 통해 서로 연결된다. 그러나, 본 발명은 이러한 구조로 제한되지 않는다. 예컨대, 아암 (90) 및 미끄럼 부재 (60) 는 부싱을 통해 서로 연결될 수 있다.

Claims (18)

  1. 차륜;
    차륜을 회전가능하게 지지하는 캐리어;
    차체와 연결되며, 차륜으로 이어지는 아암;
    차륜 회전 축선에 실질적으로 평행한 축에 대해 선회가능하도록 캐리어와 연결되며, 차륜 회전 축선에 실질적으로 평행한 축에 대해 선회가능하도록 아암과 연결되는 하나 이상의 링크로서, 차량의 종 방향으로 이어지는 하나 이상의 링크; 및
    캐리어와 링크 사이에 배치되는 탄성 요소 및 감쇠 요소 중 하나 이상을 포함하는 차륜내 현가장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    수직 또는 실질적으로 수직 방향으로 아암의 이동을 안내하는 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차륜내 현가장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 링크는 제 1 링크 아래에 배치되는 제 2 링크를 포함하며, 그리고
    탄성 요소 및 감쇠 요소 중 하나 이상은 캐리어와 제 1 링크 또는 제 2 링크 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 차륜내 현가장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    제 1 링크 및 제 2 링크가 캐리어와 연결되는 연결 지점은, 횡방향 힘이 차량에 가해질 때, 토우-인-각을 증가시키는 모멘트가 발생되도록, 차륜 중심의 후방측에 설정되는 것을 특징으로 하는 차륜내 현가장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    제 1 링크가 아암과 연결되는 연결 지점과 제 2 링크가 아암과 연결되는 연결 지점 사이의 중간지점을, 제 1 링크가 캐리어와 연결되는 연결 지점과 제 2 링크가 캐리어와 연결되는 연결 지점 사이의 중간지점에 연결시키는 선이 차량의 전상방 쪽으로 기울어지는 것을 특징으로 하는 차륜내 현가장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    제 1 링크가 아암과 연결되는 연결 지점과 제 2 링크가 아암과 연결되는 연결 지점 사이의 스팬 길이가, 제 1 링크가 캐리어와 연결되는 연결 지점과 제 2 링크가 캐리어와 연결되는 연결 지점 사이의 스팬 길이보다 더 긴 것을 특징으로 하는 차륜내 현가장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    제 1 링크 및 제 2 링크 각각은 아암과 관련된 축에 대해 선회가능한 아암측 링크, 및 아암측 링크와 선회가능하게 연결되며, 캐리어와 관련된 축에 대해 선회가능한 캐리어측 링크를 포함하며, 그리고
    제 1 링크 및 제 2 링크 중 하나는 제 1 구속 링크를 통해 캐리어와 연결되고, 제 1 링크 및 제 2 링크 중 다른 하나는 제 2 구속 링크를 통해 캐리어와 연결되며, 또는 제 1 링크 및 제 2 링크는 제 2 구속 링크를 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 차륜내 현가장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    제 2 구속 링크는 제 1 링크를 제 2 링크와 연결시키며, 그리고
    탄성 요소 및 감쇠 요소 중 하나 이상은 제 2 구속 링크와 캐리어 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 차륜내 현가장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    감쇠 요소는 회전 축을 구비하며, 회전 축에 전달되는 회전력을 감쇠시키는 회전식 업쇼버이며, 그리고
    제 1 링크 또는 제 2 링크의 선회 운동에 따라 선회하며, 회전력을 회전식 업쇼버의 회전 축에 전달하는, 제 1 링크 또는 제 2 링크에 제공되는 기어를 차륜내 현가장치는 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차륜내 현가장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    회전식 업쇼버는 아암의 단부에 형성된 공간에 배치되는 것을 특징으로 하는 차륜내 현가장치.
  11. 제 3 항에 있어서,
    제 1 링크 및 제 2 링크 각각은 아암과 관련된 축에 대해 선회가능한 아암측 링크, 및 아암측 링크와 선회가능하게 연결되며, 캐리어와 관련된 축에 대해 선회가능한 캐리어측 링크를 포함하고,
    구속 링크가 제 1 링크의 아암측 링크 및 캐리어측 링크가 서로 연결되는 제 1 연결부를, 제 2 링크의 아암측 링크 및 캐리어측 링크가 서로 연결되는 제 2 연결부에 연결시키며, 그리고
    제 1 연결부 및 제 2 연결부 중 하나 이상은 탄성 부재를 통해 구속 링크와 선회가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 차륜내 현가장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    캐리어에 제공되며, 차륜에서 수직 또는 실질적으로 수직 방향으로 이어지는 미끄럼 축 부재; 및
    미끄럼 축 부재의 축 방향 및 원주 방향으로 미끄럼 축 부재에 대해 미끄러질 수 있도록 미끄럼 축 부재 주위에 제공되며, 아암에 선회가능하게 연결되는 미끄럼 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차륜내 현가장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    미끄럼 축 부재가 아암에 연결되는 연결부가, 차량 폭 방향으로 미끄럼 축 부재의 측면 부분에 배치되는 것을 특징으로 하는 차륜내 현가장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    미끄럼 축 부재는 타이어/차륜 조립체의 중심을 통과하는 수직 축선의 후방측에 배치되는 것을 특징으로 하는 차륜내 현가장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    하나 이상의 링크는 제 2 링크를 포함하고,
    제 1 링크는 전방 단부에서는 캐리어와, 그리고 후방 단부에서는 아암과 연결되고,
    제 2 링크는 수직 또는 실질적으로 수직 방향으로 제 1 링크와 떨어져 있으며, 전방 단부에서는 캐리어와, 그리고 후방 단부에서는 아암과 연결되며, 그리고
    제 1 링크가 아암과 연결되는 연결 지점과 제 2 링크가 아암과 연결되는 연결 지점 사이의 스팬 길이가, 제 1 링크가 캐리어와 연결되는 연결 지점과 제 2 링크가 캐리어와 연결되는 연결 지점 사이의 스팬 길이보다 더 짧은 것을 특징으로 하는 차륜내 현가장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    미끄럼 부재는 수직 또는 실질적으로 수직 방향으로 서로 떨어져 있는 두 연결부에서 아암에 연결되는 것을 특징으로 하는 차륜내 현가장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    미끄럼 축 부재의 축 방향으로 이어지는 선, 및 미끄럼 축 부재가 아암에 연결되는 두 연결부를 연결하는 선이 비평형 및 비공면 (non-coplanar) 인 것을 특징으로 하는 차륜내 현가장치.
  18. 제 12 항에 있어서,
    미끄럼 부재는 수직 또는 실질적으로 수직 방향으로 서로 떨어져 있는 상부 및 하부를 구비하며, 상부 및 하부 각각은 아암에 선회가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 차륜내 현가장치.
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