KR20080053860A - 스트럿용 인슐레이터 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스트럿 축의 상단부와 차체 사이에 구성되는 인슐레이터의 내부에 스트럿의 회전방향 작동과 연동하는 상부 및 하부 캠 디스크를 구성하여 차량의 선회 주행 시, 스트럿 축의 작동점을 하강시켜 결과적으로 롤 센터를 높임으로써 차량의 선회 시, 롤(ROLL) 특성을 향상시키는 스트럿용 인슐레이터 유닛을 제공한다.

스트럿, 인슐레이터 유닛, 롤 특성, 롤 센터

Description

스트럿용 인슐레이터 유닛{INSULATOR UNIT OF STRUT}

도 1은 일반적인 스트럿 타입 현가장치의 지오메트리 특성을 나타내는 개념도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인슐레이터 유닛이 적용되는 스트럿 타입 현가장치의 정면 구성도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인슐레이터 유닛의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인슐레이터 유닛에 적용되는 상부 및 하부 캠 디스크의 사시도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인슐레이터 유닛의 차량 선회시 작동 상태도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인슐레이터 유닛에 의해 차량의 직진시와 선회시의 롤 센터 이동 원리를 도시한 지오메트리 선도이다.

본 발명은 스트럿 축의 상단부와 차체 사이에 구성되는 스트럿용 인슐레이터 유닛에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 현가장치는 차체와 휠 사이에 존재하며, 이 두 강체를 하나 혹은 다수의 링크를 이용하여 연결하여 주는 장치로서, 상하방향으로는 스프링과 쇽업소버 등에 의해 지지되고, 기타방향으로는 높은 강성과 유연성을 적절히 조화시킴으로써, 차체와 휠 사이의 상대운동을 기계적으로 적절히 조화시키는 기능을 수행하게 된다.

이러한 현가장치는 차량의 주행 중에 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 주행 시, 타이어 접지면에서의 수직하중을 적절한 수준으로 유지하여 선회, 제동 구동시 차량의 안정성을 확보하여야 하는 기본 조건을 만족시켜야만 한다.

상기와 같은 조건을 만족시키기 위해서는 현가장치의 지오메트리 특성을 이해해야 하며, 도 1에서는 일반적인 맥퍼슨 스트럿 타입 현가장치를 예로 하여 그 지오메트리 특성을 나타내는 개념도를 도시하고 있다.

상기 맥퍼슨 스트럿 타입의 현가장치는 스트럿 축(S)(즉, 킹핀 축)의 수직 연장선(L1)과 로워암(A)의 수평 연장선(L2)의 교점이 휠(W)의 순간 회전중심(O)이 되고, 타이어 접지점(P)에서 순간 회전중심(O)을 이은 선이 스윙암(SA)이 된다.

즉, 휠(W)은 스윙암(SA)을 중심으로 회전하며, 양 스윙암(SA)의 교점이 롤 센터(RS)가 된다. 따라서, 롤 센터(RS)의 높이(T)는 스트럿 축(S)의 기울기와 로워암(A)의 기울기에 의해서 결정된다.

상기한 롤 센터(RS)는 높을수록 차량의 중심과 롤 센터(RS)의 길이를 줄여 롤 모멘트 암을 줄임으로 차량의 선회시 롤(ROLL)을 줄일 수 있다.

그러나 상기한 바와 같이, 차량의 선회시, 그 롤 특성을 좋게 하기 위하여 롤 센터(RS)를 높이기 위해서는 스트럿 축(S)을 차체의 내부로 기울여야 하는데, 이 경우에는 엔진룸 내부 공간이 협소해져 설계상의 어려움이 있으며, 다른 방법으로는, 로워암(A)을 더욱 경사지게 하는 방법이 있으나, 이 경우에는 로워암 부시가 상승하게 되어 스테빌라이저 바 및 드라이브 샤프트 드의 부품과 간섭 문제가 발생하는 단점이 있다.

반면, 맥퍼슨 스트럿 타입의 지오메트리 특성의 측면에서 볼 때, 상기한 롤 센터(RS)가 높아지게 되면, 스윙암(SA)의 길이(L)가 짧아져서, 차량의 범프(BUMP) 혹은 리바운드(REBOUND)시 과도한 캠버 변화 혹은 트레드 변화를 초래하여 처음부터 롤 센터를 높여 레이아웃을 설정하는 것 또한, 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 단점 및 문제점을 해소하면서, 스트럿 축과 로워암의 기울기에 따라 롤 센터가 정해지는 지오메트리 특성을 이용하여 차량의 주행 방향에 따라 기구적으로 롤 센터를 가변하여, 차량의 직진 주행시에는 종래의 성능을 유지하면서 차량의 선회시에는 롤 특성을 향상시킬 수 있도록 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 스트럿 축의 상단부와 차체 사이에 구성되는 인슐레이터의 내부에 스트럿의 회전방향 작동과 연동하는 상부 및 하부 캠 디스크를 구성하여 차량의 선회 주행 시, 스트럿 축의 작동점을 하강시켜 결과적으로 롤 센터를 높임으로써 차량의 선회 시, 롤(ROLL) 특성을 향상시키는 스트럿용 인슐레이터 유닛을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 스트럿용 인슐레이터 유닛은 컵 형상으로 내부에 공간부를 형성하는 원형의 인슐레이터 하우징; 상기 인슐레이터 하우징과 함께 차체 패널에 체결되며, 상기 스트럿 축의 상단부가 중심을 통하여 관통되는 인슐레이터 커버; 상기 인슐레이터 하우징의 내부에서, 상기 인슐레이터 커버의 내부면에 설치되는 하부 고무; 상기 인슐레이터 하우징의 내부에서, 상기 하부 고무의 상부면에 가류 접착되며, 그 상부면에는 다수개의 하부캠을 형성하는 하부 캠 디스크; 상기 인슐레이터 하우징의 내부에서, 상기 하부 캠 디스크의 하부캠에 대응 접촉하여 캠 작동하는 상부캠을 하부면에 형성하여 상기 스트럿 축의 상부 일측에 스플라인 결합되는 상부 캠 디스크; 상기 인슐레이터 하우징의 내부에서, 상기 스트럿 축의 상부 일측에 끼워져 상기 상부 캠 디스크의 상부면에 가류 접착되는 상부 고무; 상기 인슐레이터 하우징의 내부에서, 상기 스트럿 축의 상단에 끼워져 상부 고무의 상부면에 안착된 상태로 스트럿 축에 체결너트를 통하여 고정되는 부시; 상기 인슐레이터 하우징의 상부 내부면과 상기 부시의 상부면 사이에 개재되는 지지스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하부 캠 디스크는 인슐레이터 하우징에 대하여 회전방향으로 고정하는 고정핀으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 상부 및 하부 캠 디스크 상의 상부캠과 하부캠은 서로 대응 접촉하여 캠 작동을 이루도록 각각의 디스크 둘레를 따라 3개씩 형성되는 것이 바람직하다.

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

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인슐레이터 유닛이 적용되는 스트럿 타입 현가장치의 정면 구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인슐레이터 유닛의 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인슐레이터 유닛에 적용되는 상부 및 하부 캠 디스크의 사시도이다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 스트럿용 인슐레이터 유닛이 적용되는 맥퍼슨 스트럿 타입의 현가장치의 구성을 간단하게 살펴보면, 도 2에서 도시한 바와 같이, 휠(W)을 회전 가능하게 지지하는 너클(2)은 그 하단이 로워암(4)을 개재시켜 차체와 연결되고, 상기 너클(2)의 상측은 스트럿 축(S)을 통하여 차체(6)에 연결된다.

상기 스트럿 축(S)의 상단부와 차체(6)의 장착부 사이에는 인슐레이터 유닛(10)이 개재시켜 현가 지지된다.

여기서, 상기한 인슐레이터 유닛(10)의 본 실시예에 따른 구성은, 도 3에서 도시한 바와 같이, 컵 형상으로 내부에 공간부를 형성하는 원형의 인슐레이터 하우징(11)이 구비된다.

그리고 상기 인슐레이터 하우징(11)과 함께 차체(60 패널의 하부면에 인슐레이터 커버(13)가 체결되는데, 상기 인슐레이터 커버(13)는 그 중심을 통하여 상기 스트럿 축(S)의 상단부가 관통되어 설치된다.

상기 인슐레이터 하우징(11)의 내부에는 상기 인슐레이터 커버(13)의 내부면에 하부 고무(15)가 설치되고, 상기 하부 고무(15)의 상부면에는 하부 캠 디스크(17)가 가류 접착된다.

상기 하부 캠 디스크(17)는, 도 4에서 도시한 바와 같이, 그 상부면에 3개의 하부캠(19)을 형성하며, 상기 인슐레이터 하우징(11)에 대하여 회전방향으로 고정되도록 인슐레이터 하우징(11)의 내주면에 형성되는 고정핀(21)이 끼워져 연결된다.

그리고 상기 인슐레이터 하우징(11)의 내부에는 상기 하부 캠 디스크(17)의 상부에서 상기 스트럿 축(S)의 상부 일측에 상부 캠 디스크(23)가 스플라인 결합되며, 상기 상부 캠 디스크(23)의 하부면에는 상기 하부 캠 디스크(170의 하부캠(19)에 대응 접촉하여 캠 작동하는 상부캠(25)을 일체로 형성하여 구성된다.

여기서, 상기 상부 및 하부 캠 디스크(23)(17) 상의 상부캠(25)과 하부캠(19)은 서로 대응 접촉하여 캠 작동을 이루도록 각각의 디스크 둘레를 따라 3개씩 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 상부 캠 디스크(23)의 상부면에는 상부 고무(27)가 상기 스트럿 축(S)의 상부 일측으로부터 끼워져 가류 접착된다.

그리고 상기 스트럿 축(S)의 상단에는 부시(29)가 끼워져 상부 고무(27)의 상부면에 안착된 상태로 스트럿 축(S)에 체결너트(31)를 통하여 고정된다.

또한, 상기 인슐레이터 하우징(11)의 상부 내부면과 상기 부시(29)의 상부면 사이에는 지지스프링(33)이 개재되어 상기 부시(29)를 하방향으로 미는 탄성력을 제공하게 된다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 스트럿용 인슐레이터 유닛(10)의 작동은 평소 차량이 직진 주행하는 경우에는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상부 및 하부 캠 디스크(23)(17) 상호간의 간격이 상부캠(25)과 하부캠(19)의 상호 캠작동에 의해 벌어진 상태가 되며, 이러한 상태에서, 차체에 인슐레이터 유닛(10)을 통하여 연결되는 스트럿 축(S)의 작동점을 제1작동점(C1)라고 정의한다.

반면, 차량이 선회 주행하는 경우에는, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상부 및 하부 캠 디스크(23)(17) 상호간의 간격이 상부캠(25)과 하부캠(19)의 상호 캠작동에 의해 서로 좁혀지게 되며, 이러한 상태에서, 차체에 인슐레이터 유닛(10)을 통하여 연결되는 스트럿 축(S)의 작동점을 제2작동점(C2)라고 정의한다.

즉, 상기 제2작동점(C2)은, 도 6에서 실제보다 과장하여 도시하였으나, 제1작동점(C1)보다 아래로 내려가게 되며, 이러한 작동에 의해 결과적으로 롤 센터(RS)는 높아지게 되어 차량의 중심과 롤 센터(RS)의 길이를 줄임으로써 롤 모멘트 암을 줄여 차량의 선회시 롤(ROLL) 특성을 향상시킬 수 있게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명의 스트럿용 인슐레이터 유닛에 의하면, 스트럿 축의 상단부와 차체 사이에 구성되는 인슐레이터의 내부에 스트럿의 회전방향 작동과 연동하는 상부 및 하부 캠 디스크를 구성하여 차량의 직진 주행시에는 종래의 성능을 유지하면서, 차량의 선회시에는 스트럿 축의 작동점을 하강시켜 결과적으로 롤 센터를 높임으로써 차량의 선회 시, 롤(ROLL) 특성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 스트럿 축의 상단부와 차체 사이에 장착되는 스트럿용 인슐레이터 유닛에 있어서,

   컵 형상으로 내부에 공간부를 형성하는 원형의 인슐레이터 하우징;

   상기 인슐레이터 하우징과 함께 차체 패널에 체결되며, 상기 스트럿 축의 상단부가 중심을 통하여 관통되는 인슐레이터 커버;

   상기 인슐레이터 하우징의 내부에서, 상기 인슐레이터 커버의 내부면에 설치되는 하부 고무;

   상기 인슐레이터 하우징의 내부에서, 상기 하부 고무의 상부면에 가류 접착되며, 그 상부면에는 다수개의 하부캠을 형성하는 하부 캠 디스크;

   상기 인슐레이터 하우징의 내부에서, 상기 하부 캠 디스크의 하부캠에 대응 접촉하여 캠 작동하는 상부캠을 하부면에 형성하여 상기 스트럿 축의 상부 일측에 스플라인 결합되는 상부 캠 디스크;

   상기 인슐레이터 하우징의 내부에서, 상기 스트럿 축의 상부 일측에 끼워져 상기 상부 캠 디스크의 상부면에 가류 접착되는 상부 고무;

   상기 인슐레이터 하우징의 내부에서, 상기 스트럿 축의 상단에 끼워져 상부 고무의 상부면에 안착된 상태로 스트럿 축에 체결너트를 통하여 고정되는 부시;

   상기 인슐레이터 하우징의 상부 내부면과 상기 부시의 상부면 사이에 개재되는 지지스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 스트럿용 인슐레이터 유닛.
2. 제1항에 있어서,

   상기 하부 캠 디스크는 인슐레이터 하우징에 대하여 회전방향으로 고정하는 고정핀으로 연결되는 것을 특징으로 하는 스트럿용 인슐레이터 유닛.
3. 제1항에 있어서,

   상기 상부 및 하부 캠 디스크 상의 상부캠과 하부캠은 서로 대응 접촉하여 캠 작동을 이루도록 각각의 디스크 둘레를 따라 3개씩 형성되는 것을 특징으로 하는 스트럿용 인슐레이터 유닛.

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