KR20070114678A - 독립현가장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존의 독립현가장치가 안고 있는 문제점들을 개선한 장치이다. 제5도에서 보인 바와 같이, 자동차에 쓰이는 종래의 독립현가장치는 바퀴와 자동차 Chassis를 연결시켜주는 팔(이하 Control arm이라 한다)이 Chassis에 고정된 핀을 중심으로 원운동할 수 밖에 없는 구조이기 때문에 완충 작용 시 지표면과 맞닿은 바퀴 면이 좌우로 움직이게 된다. 노면이 고른 길에서는 바퀴의 상하운동이 크지 않기 때문에 지면에 닿은 바퀴 면이 옆으로 떠밀려서 발생하는 문제점들이 두드러지지 않는다. 하지만 노면이 거칠어지면서 바퀴의 상하운동이 심해지면 땅에 닿은 바퀴 면이 강제로 옆으로 밀리면서 승차감이 나빠지고 타이어 마모가 증가하는 등 몇 가지 문제를 일으키게 된다.

이러한 문제점들을 해소하는 방편으로, 기존장치의 완충 작용 시 핀에 작용하던 저항을 없애기 위해 Chassis(10)와 Control arm(30)을 체결시키는 핀(31)이 Chassis(10) 내부에서 어느 정도 자유롭게 움직일 수 있도록 케이스(15)를 만들어 주었다. 핀(31)이 케이스(15) 내에서 자유롭게 움직이게 됨에 따라 Control arm(30)은 Chassis(10)에 연결된 핀(31)이 아닌 바퀴와 연결된 볼조인트(40)를 중심으로 원운동하는 구조로 바뀌게 된다. 그리고 핀(31)이 케이스(15) 안에서 움직일 수 있게 됨에 따라 Control arm(30)에 대한 통제력을 잃고 바퀴가 멋대로 흔들리는 문제를 해결하기 위해 Chassis(10)에 국자(20)라고 이름붙인 쇠막대기의 한쪽 끝단(21)을 부착하고 국자(20)의 또 다른 끝단(35)과 Control arm(30)의 중간을 연 결하여 바퀴의 상하 움직임은 허용하되 좌우 흔들림은 제거하였다. 즉 본 발명은 Chassis(10)에 Control arm(30)을 연결시키는 핀(31)이 자유롭게 움직일 수 있는 케이스(15)를 마련하고 Chassis(10)와 Control arm(30) 그리고 국자(20)를 삼각 형태로 연결시키는 구조를 갖고 있다. 그런 구조로 인한 잇점은 Control arm(30)을 Chassis(10)에 연결하는 핀에 작용하던 강력한 저항을 해소함으로써 지면에 닿은 바퀴 면을 옆으로 밀어내던 힘을 없애고 동시에 바퀴의 흔들림도 제거하는 것이다. 즉, 본 발명은 윤거(Tread) 변화 없이 캠버각도 일정하게 유지할 수 있는 독립현가장치이다.

현가장치, 윤거(Tread), 승차감, 캠버각(Camber angle), 자동차

Description

독립현가장치{Independent Suspension}

본 발명은 한쪽 방향의 운동은 자유롭게 하되 나머지 방향의 운동은 억제하는 현가장치에 관한 것으로 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 자동차의 독립식 현가장치로 사용될 수 있다. 자동차는 승차감을 개선시키고 차체를 충격으로부터 보호하기 위해 현가장치를 사용한다. 현가장치는 나름대로의 장단점이 있기 때문에 현가장치를 통해 얻고자 하는 목적에 따라 서로 다른 방식이 사용된다.

자동차는 승차감을 개선시키기 위해 현가장치를 사용한다. 자동차에 쓰이는 현가장치는 크게 차축 방식과 독립현가 방식이 있다. 차축 방식은 바퀴 축 양 끝단에 바퀴를 장착하고 차축 위에 자동차를 얹는 방식으로 구조가 간단하며 튼튼한 장점이 있으나 승차감이 좋지 않다. 이에 반해 독립현가 방식은 승차감은 좋지만 구조가 복잡하고 큰 힘을 감당하기 어렵다.

독립현가 방식은 구조가 상대적으로 약한 탓에 승용차나 소형버스 또는 1톤 이하의 화물트럭에 주로 사용되고 있다. 독립현가 방식은 그 종류가 매우 다양하지만 요즘 많이 쓰이는 맥퍼슨 방식(Mcperson Type)과 마찬가지로 바퀴의 요동을 막기 위해 바퀴와 자동차 Chassis를 연결시켜주는 팔(이하 Control arm이라 한다)을 Chassis에 핀으로 고정시켜야 한다. 따라서 완충작용이 일어나면 바퀴는 핀을 중심으로 원운동을 할 수 밖에 없기 때문에 지면과 맞닿은 바퀴 면이 강제로 옆으로 끌리거나 밀리게 된다. 즉, 윤거(Tread)가 변할 수 밖에 없다. 윤거가 큰 폭으로 변하면 Chassis에 상당히 강한 충격이 가해지게 된다. 윤거의 정의에 대해서는 제6도에 나타내었다. 현재 쓰이고 있는 독립현가장치의 상당수는 캠버각(Camber angle)을 일정하게 유지하는 것은 가능하지만 기본적으로 지면과 맞닿은 바퀴 면이 강제로 옆으로 밀리는 것을 막을 수 없는 구조를 갖고 있다.

독립현가장치는 여러 가지 방법으로 구현할 수 있는데 그 중 가장 많이 쓰이는 방식 중 하나인 맥퍼슨 방식(Mcperson Type)을 예로 들어서 종래의 독립현가장치가 안고 있는 문제점들에 대해 기술하고자 한다.

제5도의 사진은 맥퍼슨 방식으로 제작된 독립현가장치의 실물 사진이다. Chassis와 바퀴를 연결하는 Control arm이 볼조인트(Ball Joint)와 거의 수평을 이루고 있음을 알 수 있다. Control arm이 볼조인트와 거의 수평을 이루는 까닭은 바퀴가 완충작용에 의해 상하운동을 할 경우 바퀴를 매달고 있는 Control arm이 Chassis에 체결된 볼트를 중심으로 원운동하면서 생기는 문제를 최소화하기 위함이다. 이렇게 원운동을 할 경우 Control arm을 수평에 가깝게 유지하는 것이 지면과 맞닿은 바퀴 면이 옆으로 끌리거나 밀리는 현상을 최소화할 수 있기 때문에 수평에 가깝게 제작한 것이다. 즉, 윤거가 변할 수 밖에 없는 구조에서 윤거 변화량을 최 소화하기 위해 Control arm을 수평에 가깝게 만드는 것이다. 만약에 Control arm이 수평이 아니고 비교적 큰 각을 이루고 있다면 완충 작용 시 지표면에 닿은 바퀴 면이 좌우로 심하게 움직이게 되어 타이어 마모가 많아질 뿐 아니라 승차감을 몹시 해치게 된다. 종래에는 주행 중에 바퀴가 좌우로 흔들리는 것을 막기 위해 제5도 사진에서 보듯 Control arm을 핀으로 Chassis에 고정시켜야만 했는데 그로 인한 문제점은 세 가지 정도를 들 수 있다.

첫째, 승차감의 제한된 개선이다. 독립현가장치를 채택하는 이유는 승차감을 개선하기 위함이다. 그러나 앞서 지적한 바와 같이 Control arm을 자동차 차체에 고정시킨 형태는 완충 작용 시 바퀴가 원운동 하는 구조이므로 아무리 Control arm을 수평에 가깝게 설치해도 지표면과 맞닿은 바퀴 면이 강제로 좌측 또는 우측으로 밀리거나 끌릴 수 밖에 없다. 따라서 완충작용이 크면 지표면에서 바퀴가 심하게 끌리거나 밀릴 수 밖에 없기 때문에 승차감이 급격히 떨어지게 된다. 즉, 종래의 장치는 독립현가장치의 가장 큰 장점인 승차감을 충분히 살릴 수 없는 구조를 갖고 있다.

둘째, 종래의 독립현가장치의 문제점에서 지적한 바와 같이 Control arm이 원운동할 때 지표면에 닿은 바퀴 면이 좌우로 밀릴 수 밖에 없는 구조이기 때문에 불필요한 타이어 마멸이 발생한다는 것이다. 노면이 비교적 평평하면 바퀴면의 좌우 이동 폭이 작아서 승차감 저해나 타이어 마멸을 거의 느낄 수 없겠지만 노면이 울퉁불퉁해서 바퀴가 상하로 심하게 요동칠 경우에는 바퀴면의 좌우 이동 폭이 커질 수 밖에 없기 때문에 지면과 맞닿은 부분이 심하게 마멸되게 된다.

셋째, 자동차의 주행 안정성이 떨어질 수 있다는 것이다. 지표면에 닿은 바퀴 면이 좌우로 강제로 옆으로 움직이면 짧은 거리이긴 하지만 완충과정에서 자동차 스스로 미끄럼을 타기 때문에 주행 안정성이 떨어지게 된다. 따라서 종래의 독립현가장치는 자동차가 울퉁불퉁한 눈길이나 빗길을 달릴 경우 차축 방식 보다 쉽게 옆으로 미끄러질 수 있는 문제점이 있다. 짧은 거리이긴 하지만 자동차가 달리면서 스스로 옆으로 미끄럼을 탄다는 것은, 발생확률은 낮다고 하더라도, 눈길이나 빗길에서 안전사고와 연결될 수도 있는 문제이다.

위에서 제시한 3가지 문제점들은 한결같이 바퀴의 윤거가 변하기 때문에 생기는 문제들이다. 따라서 윤거 변화가 없는 독립현가장치를 만드는 것이 본 발명이 해결해야 할 과제이다.

본 발명은 기존의 독립현가장치가 안고 있는 문제점들은 Control arm이 고착 핀을 중심으로 원운동하기 때문에 완충 작용 시 핀에 강한 저항이 발생하고 이 저항이 지면과 맞닿은 바퀴를 강제로 옆으로 밀거나 끌어당기면서 발생한다고 판단했다. 제2도를 보자. 본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위해 Chassis(10) 내부에 핀(31)이 움직일 수 있는 케이스(15)을 만들어 줌으로써 Control arm(30)이 핀(31)이 아닌 볼조인트(40)를 중심으로 원운동하는 구조로 바꾸어 완충 작용 시 발생하던 저항을 없앴다. 그리고 핀(31)이 케이스(15) 내에서 자유롭게 움직일 수 있게 됨에 따라 바퀴가 멋대로 흔들리는 문제를 해결하기 위해 Control arm(30)의 중간에 국자(20)를 덧붙여서 Control arm(30)의 움직임을 통제했다. 즉, 종래의 독립현 가장치가 안고 있는 문제들을 해결하기 위해 본 발명은 핀(31)이 움직일 수 있는 여유 공간인 케이스(15)를 만들어 주고 바퀴의 요동을 제거하기 위해 국자(20)라는 쇠막대기를 추가했다. 즉, 기존의 장치에 케이스(15)와 국자(20)를 덧붙이는 것이 문제 해결 수단이다. 국자란 명칭은 시제품 제작을 위한 스케치 작업을 했을 때 그 모습이 마치 주방용품인 국자와 닮았다고 해서 붙여진 이름이다.

노면 상태가 비교적 좋은 길에서는 본 발명과 기존의 독립현가장치의 차이점은 두드러지지 않는다. 왜냐하면 완충작용이 거의 일어나지 않기 때문에 기존 독립현가장치의 윤거 변화 또한 매우 작기 때문이다. 그러나 노면이 거칠어지면 기존 독립현가장치는 지표면에 닿는 바퀴 면이 좌우로 강제로 밀려나거나 끌려들어가는 거리가 커지기 때문에 심한 충격이 Chassis(10)에 전달되게 된다. 이때 발생하는 강한 충격은 승차감을 해치고 차량에 무리를 주게 된다. 그러나 본 발명은 거친 노면 위를 주행할 때 Control arm(30)을 통해 Chassis에 전해지던 충격을 없앴기 때문에 독립현가장치의 최대 잇점인 승차감을 최대화 할 뿐 아니라 차량 수명 연장에 긍정적인 효과가 있다.

본 발명을 적용하면 타이어 마모를 줄일 수 있다. 기존의 독립현가장치는 상당히 많은 방식들에서 Control arm(30)이 핀(31)을 중심으로 원운동할 때 지표면과 맞닿은 바퀴 면이 옆으로 미끄러질 수 밖에 없는 구조이기 때문에 불필요한 타이어 마모가 발생한다. 그러나 본 발명은 윤거 변화가 없는 구조이므로 지표면과 맞닿은 바퀴 면이 미끄럼을 타지 않기 때문에 타이어 마모를 줄일 수 있다.

본 발명은 차량의 주행 안정성도 높여주는 효과가 있다. 본 발명은 윤거가 변하지 않기 때문에 바퀴가 옆으로 미끄러지지 않는다. 따라서 주행 안정성이 기존 현가장치 보다 뛰어나다. 일반도로에서는 차이를 느낄 수 없겠지만 빗길이나 눈길처럼 미끄러운 길을 달릴 때 노면이 거칠다면 자동차가 스스로 미끄럼을 타는 기존 독립현가장치 보다 뛰어난 주행 안정성을 얻을 수 있다.

또한 본 발명은 자동차가 커브길을 달릴 때 자동차의 수평을 잡아주는 효과도 있다. 제2도에서는 본 발명을 바퀴 아래쪽에 장착한 모습을 보여주고 있지만 더블 위시본 형태처럼 앞바퀴 위쪽에도 장착할 경우를 생각해 보자. 차량이 제7도에 보인 것과 같이 커브 길을 주행하고 있다면 오른 쪽 앞바퀴는 지면의 저항을 심하게 받아서 바깥쪽으로 넘어지려고 하는 힘이 생긴다. 제2도에서 보면 이 힘은 핀(31)을 바퀴 쪽으로 잡아당기게 된다. 핀(31)이 바퀴 쪽으로 당겨지면 스프링의 압축을 방해하게 되어 자동차의 지상고(Height from ground)가 유지되려는 경향이 생기게 된다. 즉, 자동차가 주행 중에 커브를 돌면 회전 바깥 쪽 앞바퀴가 커브 길에서 받는 저항은 차체가 내려앉는 것을 방해하는 힘으로 작용하게 된다.

회전 바깥쪽에 위치한 뒷바퀴도 자동차의 균형을 잡아주는 역할을 하게 된다. 제7도에서 보듯 뒷바퀴의 진행방향과 차량이 움직이는 방향이 다르기 때문에 뒷바퀴는 차량으로부터 이탈하려는 힘을 받는다. 이 힘이 핀(31)을 잡아당겨 스프링이 압축되는 것을 방해하기 때문에 자동차의 지상고를 유지시키려는 현상이 생긴다. 회전 바깥쪽에 위치한 뒷바퀴는 항상 차량의 수평을 유지하려는 힘을 가지게 되고, 앞바퀴는 바퀴 축 위 쪽에 본 발명을 설치했을 경우에만 차량의 수평을 유지 하려는 힘이 생긴다. 결국 본 발명은 커브길에서도 차량의 균형을 유지하려는 힘을 갖게 되어 롤링을 완화시켜줌으로써 주행 중 안정성에 있어서 종래 장치 보다 유리하다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 대표도인 제2도를 보자. 기존의 독립현가장치는 핀(31)이 Chassis(10)에 고정되어 있어 바퀴의 요동을 없애주지만 본 발명은 핀(31)이 케이스(15) 안에서 자유롭게 움직일 수 있도록 되어 있다. 얼핏 보기에 이런 상태라면 바퀴가 제멋대로 흔들려서 주행이 어려울 것처럼 보인다. 독립현가 방식을 최초로 고안한 사람도 이런 고민을 했을 것이다. 그러나 기존 장치에 국자(20)라고 명명된 쇠막대 하나를 추가하면 바퀴가 요동치는 현상을 없애고 캠버각을 일정하게 유지할 수 있는데 그 방법과 이유를 알아보기로 하자.

우선 본 발명의 기본적 원리를 담고 있는 제1도를 살펴보자. 만약에 꼭지점 D가

상에서만 움직이기 때문에 상하운동은 자유롭지만 좌우 움직임은 조금도 없다는 것을 증명할 수 있다면 이것을 응용하여 윤거 변화가 전혀 없으면서 캠버각도 일정한 독립현가장치를 만들 수 있을 것이다. 이에 대한 증명과정을 보자.

삼각형 ABC에서

=

일 때

의 연장선 상에 점 D를 잡고

=

가 되게 하면 꼭지점 A에서 꼭지점 D를 연결하는 직선은 각(angle)

에 상관없이 항상

와 수직을 이루게 된다. 이것을 증명하면 다음과 같다.

정의로부터 삼각형 ABC는 이등변 삼각형이다. 0≤

≤90일 때 이등변 삼각형 ABC의 내각의 합은 180도이므로

마찬가지로 삼각형 ADC도 이등변삼각형으로 정의되었으므로

두 식으로부터

따라서

그러므로 꼭지점 A에서 꼭지점 D를 연결하는 직선은 각(angle)

에 상관없이 항상

와 수직을 이루게 된다.

이등변 삼각형의 정리 중 위 명제에 대해 증명한 문헌을 찾지 못했으므로 증명 결과를 편의상 정만희의 정리〔Jeong's theorem〕라고 부르기로 한다. Jeong's theorem 은 각

에 상관없이 이등변 삼각형에서 항상 성립하므로 꼭지점 A가 고정되어 있고 꼭지점 B가

상에서 움직이더라도 꼭지점 A를 지나고

에 수직인 직선은 항상 꼭지점 D를 지난다는 것을 알 수 있다. 즉, 꼭지점 B가

선상에서 움직이더라도 꼭지점 D는 오직

와 직교하는

선상에서만 움직인다.

캠버각과 윤거가 변하지 않는 새로운 독립현가장치를 만들 수 있는 이론적 근거가 마련되었으므로 다시 제2도를 보자. 본 발명은 Chassis(10)에 Control arm(30)의 핀(31)이 자유롭게 움직일 수 있도록 케이스(15)를 설치한다. 이렇게 하면 종래 독립현가장치에서 보았던 핀(31)에 작용하던 강한 저항을 없앨 수 있으며 저항이 제거된 현가장치에서는 더 이상 바퀴가 옆으로 밀리거나 끌리는 일은 생기지 않기 때문에 핀 고정에 따른 기존 독립현가장치의 문제점들을 해결할 수 있다. 하지만 핀(31)이 자유롭게 움직이면 Control arm(30)의 움직임이 통제되지 않기 때문에 바퀴가 제멋대로 휘청거리게 된다. 따라서 Control arm(30)의 움직임을 정확히 통제할 장치가 필요한데 그것이 국자(20)이다. 본 발명은 기존의 장치에 쇠막대기에 불과한 국자(20)를 하나 더 추가한 간결한 구조를 갖고 있다.

좀 더 자세한 내용을 알기 위해 세부적인 셋팅방법으로 들어가기로 한다. Control arm(30)의 핀(31)이 케이스(15) 내에서 움직이더라도 핀(31)과 핀(21)이 항상 일직선 상에서 움직이도록 케이스(15)를 제작한다. Control arm(30)의 정중앙에 국자(20)를 핀(35)로 체결해 준다. Control arm(30)의 한 쪽 끝단은 볼조인트(40)에 연결하여 바퀴의 움직임을 제어하도록 한다. 핀(21)과 핀(35)는 유격이 없는 상태로 체결하되 회전이 가능하도록 한다. 또한, 핀(31)과 핀(35) 그리고 볼조인트(40)는 일직선 상에 놓이도록 한다. 핀(21)과 핀(35) 사이의 거리와 핀(35)와 핀(31) 사이의 거리가 같도록 만든다. 마지막으로 핀(35)와 볼조인트(40) 사이의 거리도 핀(21)과 핀(35) 사이의 거리와 같도록 만들어 준다. 즉, 핀(21)과 핀(35) 사이의 거리, 핀(35)와 핀(31) 사이의 거리 그리고 핀(35)와 볼조인트(40) 사이의 거리가 모두 같도록 하면 정확한 셋팅이 완료된다.

본 발명의 기본 개념을 설명한 제1도와 앞서 셋팅 내용을 비교해 보자. 현가장치를 위와 같이 셋팅했을 때, Jeong's theorem에 따르면, 각도

에 상관없이 볼조인트(40)는 항상 고정된 자리에서 회전만 가능한 핀(21)의 수직 하단에 위치하게 된다. 즉, 바퀴가 완충작용을 위해 상하 운동 시 볼조인트(40)는 항상 핀(21)의 수직 하단에 있어야 하기 때문에 캠버각의 흔들림과 윤거 변화를 완벽하게 제거할 수 있다는 사실을 알 수 있다.

지금까지의 과정을 다시 정리해 보면 다음과 같다. 본 발명은 완충작용에 의해 바퀴가 상하 운동을 하는 과정에서 종래의 독립현가장치에서 나타났던 Control arm(30)을 통해 바퀴로 전달되던 저항을 제거했기 때문에 지면에 맞닿은 바퀴면이 옆으로 밀리는 현상이 없어졌다. 또한 국자(20)가 Control arm(30)의 움직임을 적절히 제어함으로써 볼조인트(40)의 위치가 좌우로 조금도 흔들리지 않게 되어 Chassis(10)에 Control arm(30)을 고정시키지 않았음에도 불구하고 바퀴의 캠버각과 윤거는 변하지 않고 일정하게 유지된다.

그렇다면 본 발명이 완충과정에서는 어떻게 작동하는지 살펴보자. 자동차 무게에 의해 지면에 강하게 밀착된 바퀴로 어떤 저항도 전달하지 않는 Control arm(30)은 핀(31)이 아닌 볼조인트(40)를 중심으로 원운동하게 된다. 이에 따라 핀(31)은 케이스(15) 내에서 차량 안쪽으로 밀려들어 가게 된다. 이때 국자(20)는 Chassis(10)에 체결된 핀(21)을 중심으로 원운동하게 된다. 완충작용이 일어날 때 핀(35)의 이동거리는 국자(20)와 Control arm(30)에서 동일하다. 제3도는 제2도에 나타낸 본 발명이 완충작용을 일으킨 모습을 보여주고 있다.

본 발명을 자동차에 장착할 때 캠버각을 조절하는 방법을 알아보자. 결론부터 말하면, 핀(21)의 위치가 캠버각을 결정짓는다. 왜냐하면 Jeong's theorem에 의해 볼조인트(40)는 언제나 핀(21)의 수직하단에 위치해야 하기 때문이다. 제2도와 같이 장착한 경우 핀(21)이 바퀴에서 멀어지면 볼조인트(40)를 끌고 가기 때문에 바퀴의 위쪽이 벌어지는 형태가 되고 핀(21)의 위치를 바퀴에 가깝게 하면 바퀴의 아래쪽이 벌어지는 형태가 될 것이다. 제2도는 맥퍼슨 방식에 본 발명을 장착한 경우를 나타내었다. 얼핏 보면 스프링이 Chassis(10) 위에 얹힌 것처럼 보이지만 실제로는 막대기 형태로 뻗어 나온 Chassis(10)가 스프링 앞면에 위치하고 있기 때문에 그렇게 보일 뿐이다.

만약에 본 발명의 셋팅 조건이 Jeong's theorem과 다르면 기존 장치처럼 지표면에 맞닿은 바퀴면이 강제로 옆으로 끌리거나 밀리는 현상이 발생한다. 즉, 윤거가 변한다. 윤거 변화량을 어느 정도 까지 허용할 것인지는 제작자의 결정에 따른 문제이나 본 발명을 제2도에서 보인 것처럼 바퀴 축의 아래쪽에 연결할 경우는 윤거가 변하지 않도록 Jeong's theorem에 충실하게 설계하는 것이 바람직하다. 그러나 바퀴 축 위쪽에 본 발명을 설치할 경우는 적당한 캠버각 변화를 허용할 수 있다면 공간상 이득을 얻을 수 있을 것이다. 또한, 실제 자동차 바퀴의 캠버각을 수학적 이론에 부합할 정도로 매우 정확하게 유지하고자 한다면 제2도의 각

를 가급적 크게 만드는 것이 좋다. 그래야만 완충작용 시 각

의 변화폭이 커지고 원상회복 또한 정확도가 높아지기 때문이다.

본 발명을 독립현가장치로 사용할 때 주의할 것은 제2도와 같이 만들 경우 Control arm(30)이 핀(21) 보다 높게 올라가지 않도록 해야 한다는 것이다. Control arm(30)이 핀(21) 보다 높은 위치로 이동할 경우에는 제4도에 보인 것처럼 국자(20)의 방향이 바뀌어야 한다. 제4도는 제2도의 변형된 형태로 캠버각이 변할 수 밖에 없지만 국자의 길이와 위치를 잘 조절하면 캠버각 변화를 미세하게 만들 수 있다. 즉, 캠버각과 윤거의 변화를 엄격하게 통제할 필요가 없고 약간의 변화를 허용할 수 있을 때 현가장치를 제4도 와 같이 만들어 공간 상 이득을 얻을 수 있다.

본 발명을 소형 자동차에 적용할 경우 바퀴와 자동차 본체를 연결해 주는 현가장치로 사용할 수도 있고 횡방향으로 적용되는 힘에 대한 저항이 크기 때문에 스프링 대신 쇽업소바를 장착하여 트럭과 같이 무거운 짐을 싣는 차량의 화물 적재함과 바퀴축이 어긋나지 않도록 하는 용도로 사용할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 작동원리를 증명할 수 있는 Jeong's theorem을 설명하기 위한 도면.

도 2는 기존 맥퍼슨 방식의 독립현가장치에 본 발명을 적용했을 경우를 나타낸 수직 단면도. 본 발명의 대표도이다.

도 3은 도2에서 보인 장치가 완충작용으로 인해 Chassis가 내려앉았을 때 본 발명 장치의 작동상태를 나타내는 수직 단면도.

도 4는 도2의 장치의 변형으로 약간의 캠버각 변화를 용납하고 공간상 이득을 얻을 수 있는 장치의 단면도이다.

도 5는 기존 독립현가장치의 실물 사진으로 Control arm이 Chassis에 고정된 핀을 중심으로 원운동을 할 수 밖에 없는 구조임을 나타내는 사진

도 6은 윤거(Tread)의 정의를 설명하기 위한 도면

도 7은 본 발명을 장착하고 커브 길을 주행할 때 나타나는 수평유지 기능을 설명하기 위한 도면

Claims (5)

1. Control arm의 한쪽 끝단을 Chassis에 체결하고 Control arm의 다른 쪽 끝단을 자동차 바퀴처럼 진동하는 물체에 연결하는 독립현가장치에 있어서,

   Control arm(30)의 한 쪽 끝단 핀(31)을 사용하여 Chassis(10)와 연결하되 Chassis(10)에 동 끝단의 핀(31)이 움직일 수 있는 여유 공간인 케이스(15)를 두며,

   Control arm(30)의 다른 쪽 끝단(40) 쪽으로 연장된 Chassis(10)에 국자(20)의 한쪽 끝단(21)을 회전 가능하도록 체결하고,

   Control arm(30)의 몸체에 국자(20)의 또 다른 끝단인 핀(35)를 회전 가능하도록 삼각 형태로 체결하여,

   완충작용이 발생할 때 Control arm(30)이 Chassis(10)에 연결되지 않은 끝단(40)을 중심으로 원운동 하도록 만든 현가장치
2. 청구항 1에 있어서, Control arm(30)의 핀(31)이 움직일 수 있는 케이스(15)를 Chassis(10)에 설치하지 않고,

   Control arm(30)의 핀(31)을 없애고 동 위치에 케이스(15)를 삽입한 후,

   Chassis(10)의 케이스(15) 자리에 고정 핀을 설치하여 Control arm(30)에 삽입된 케이스(15)와 Chassis(10)의 고정 핀을 체결한 현가장치
3. 청구항 1에 있어서, 국자(20)를 체결시키는데 사용하는 핀(21)과 핀(35) 사이의 거리는 Control arm(30)의 한쪽 끝단인 핀(31)과 다른 쪽 끝단(40) 사이의 거리의 절반이며,

   국자(20)와 Control arm(30)을 체결시키는 핀(35)은 Control arm(30)의 정중앙에 위치시켜, Control arm(30)의 끝단(40)의 운동 궤적이 직선 형태를 갖는 현가장치
4. 청구항 3에 있어서, 국자(20)를 체결시키는데 사용하는 핀(21)과 핀(35) 사이의 거리가 Control arm(30)의 끝단인 핀(31)과 또 다른 끝단(40) 사이의 거리의 절반이 아니거나,

   국자(20)와 Control arm(30)을 체결시키는 핀(35)의 위치가 Control arm(30)의 정중앙이 아니어서 Control arm(30)의 끝단(40)의 운동궤적이 직선 형태가 아닌 현가장치
5. 청구항 4에 있어서, 핀(35)를 기준으로 Control arm(30)을 수직방향으로 둘로 나누었을 때, 핀(21)이 Control arm(30)의 끝단(31)과 케이스(15)가 포함된 분면(分面)에 배치된 현가장치

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