KR20090060806A

KR20090060806A - 자동차의 현가장치

Info

Publication number: KR20090060806A
Application number: KR1020070127743A
Authority: KR
Inventors: 최주용
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2007-12-10
Filing date: 2007-12-10
Publication date: 2009-06-15

Abstract

본 발명은 자동차의 현가장치에 관한 것으로, 차량의 직진 주행시에는 실린더(10)가 피스톤뭉치(20) 및 피스톤로드(30)에 대해 상하 직선왕복 이동을 하면서 노면으로부터 절단된 충격을 효과적으로 흡수하여 차체쪽으로의 전달은 차단하게 되므로 승차감을 향상시킬 수 있게 되고, 선회 주행시에는 상기 실린더(10)와 상기 피스톤로드(30)가 일체로 연결되어 하나의 강체가 됨으로써 스태빌라이저 바의 롤 강성 유지에 도움을 주게 되므로 선회 안정성을 향상시킬 수 있도록 된 것이다.

스태빌라이저 바 링크, 승차감, 선회 안정성

Description

자동차의 현가장치{Suspension system of vehicle}

본 발명은 자동차의 현가장치에 관한 것으로, 특히 차량의 직진 주행시에는 승차감 향상에 도움을 줄 수 있도록 함과 더불어 선회 주행시에는 선회 안정성의 향상을 위해 스태빌라이저 바의 롤 강성을 유지시킬 수 있도록 하는 자동차의 현가장치에 관한 기술이다.

일반적으로, 차량의 현가장치는 차축과 차체를 연결하여 주행할 때 노면에서 받는 진동이나 충격을 차체에 직접 전달되지 않도록 함으로써 차체 및 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 하는 장치이다.

상기 현가장치에는, 선회주행 중 차체에 발생되는 롤링(rolling)현상을 감소시킴으로써 주행 안정성을 도모하는 스태빌라이저 바(stabilizer bar)가 함께 포함되어 구성된다.

한편, 상기 스태빌라이저바는 탄성을 구비한 원봉의 형태로서 제작되며, 특히 맥퍼슨 타입 전륜 현가장치(Mcpherson typed front suspension)인 경우 양단은 스태빌라이저 바 링크(stabilizer bar link)를 매개로 쇽업소버(shock absorber)와 연결되도록 설치되고, 양단 사이의 보통 두 군데 정도는 스태빌라이저 바 부 시(stabilizer bar bush)를 매개로 차체에 해당하는 서브프레임(sub-frame)에 결합됨으로써 설치된다.

이와 같이 설치된 상기 스태빌라이저 바는 차량의 선회주행 시 발생하는 롤(roll)에 의해 양쪽 바퀴에 범프(bump) 및 리바운드(rebound)가 발생하게 되면, 이에 반대되는 비틀림력을 발생토록 하여 차량의 롤을 억제시키게 된다.

한편, 기존에 사용하고 있는 상기 스태빌라이저 바 링크는 보통 환봉 형상으로 된 한 개의 강체이기 때문에 차량의 선회 주행시에는 상기 스태빌라이저 바의 롤 강성을 유지시키는 데에는 유용할 뿐, 차량의 직진 주행시에는 현가장치로서 별다른 기능을 수행할 수 없는 단점이 있었다.

즉, 차량의 직진 주행시에는 승차감의 향상에 도움을 주지 못하는 단점이 있는 것이다.

이에 본 발명은, 차량의 직진 주행시에는 승차감의 향상에 도움을 줄 수 있도록 하고, 아울러 차량의 선회 주행시에는 선회 안정성의 향상을 위해 스태빌라이저 바의 롤 강성을 유지시킬 수 있는 스태빌라이저 바 링크를 갖춘 자동차의 현가장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상단은 쇽업소버에 결합되고 하단은 스태빌라이저 바의 양 끝단에 결합되어 설치되는 스태빌라이저 바 링크를 구비한 자동차의 현가장치에 있어서, 상기 스태빌라이저 바 링크는, 상단이 상기 쇽업소버에 결합되어 설치되고 밑면에 피스톤구멍이 형성된 실린더와; 바깥 둘레면이 상기 실린더의 안쪽 둘레면과 접촉하도록 상기 실린더내에 설치되면서 상기 실린더의 길이방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 피스톤뭉치와; 상단은 상기 실린더의 피스톤구멍과 상기 피스톤뭉치의 중심부를 관통하여 너트와 체결되고 하단은 상기 스태빌라이저 바 링크의 끝단에 결합되어 설치되는 피스톤로드와; 상기 피스톤뭉치 및 상기 피스톤로드의 상단 외주면에 형성된 유체통로와; 상기 실린더내에 채워진 작동유체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 차량의 직진 주행시에는 실린더가 피스톤뭉치 및 피스톤로드에 대해 상하 직선왕복 이동을 하면서 노면으로부터 절단된 충격을 효과적으로 흡수하여 차체쪽으로의 전달은 차단하게 되므로 승차감을 향상시킬 수 있게 되고, 선회 주행시에는 상기 실린더와 상기 피스톤로드가 일체로 연결되어 하나의 강체가 됨으로써 스태빌라이저 바의 롤 강성 유지에 도움을 주게 되므로 선회 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예는 맥퍼슨 타입 전륜 현가장치(Mcpherson typed front suspension)에서 쇽업소버와 스태빌라이저 바 링크의 양단을 연결하도록 설치된 스 태빌라이저 바 링크에 관한 것으로, 본 발명에 따른 상기 스태빌라이저 바 링크는 차량의 직진 주행시에는 승차감의 향상에 도움을 주게 되고, 차량의 선회 주행시에는 선회 안정성의 향상을 위해 스태빌라이저 바의 롤 강성을 유지시킬 수 있는 구성으로 되어 있다.

즉, 본 발명 실시예에 따른 스태빌라이저 바 링크(1)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 실린더(10)와 피스톤뭉치(20)와 피스톤로드(30)와 유체통로(22c,35)와 작동유체(50)를 포함하여 구성된다.

상기 실린더(10)는 상단이 조인트(11)를 매개로 쇽업소버에 결합되어 설치되며, 그 밑면에는 피스톤구멍(12)이 형성된다.

상기 실린더(10)의 안쪽 둘레면(13)은 타원형으로 형성된다.

상기 피스톤뭉치(20)는 상기 실린더(10)내에 설치되는 것으로서 그 바깥 둘레면은 상기 실린더(10)의 안쪽 둘레면(13)과 접촉하도록 설치되며, 필요시 상기 실린더(10)의 길이방향을 따라 왕복이동을 하게 된다.

상기 피스톤뭉치(20)는 베어링(21)과 피스톤(22) 및 피스톤링(23)으로 구성된다.

상기 베어링(21)의 중앙부에는 상하면을 관통하는 피스톤구멍(21a)이 형성되고, 상기 피스톤구멍(21a)으로는 상기 피스톤로드(30)의 상단이 관통하게 되며, 이로 인해 상기 베어링(21)은 상기 피스톤로드(30)의 상단 외주면에 끼워져 설치되는 구조를 갖는다.

상기 피스톤(22)에는, 상기 베어링(21)이 내측에 끼워지도록 하측으로 개구 된 베어링홈(22a)이 형성되고, 상기 베어링홈(22a)의 중앙부를 관통하는 피스톤구멍(22b)이 형성되며, 상기 피스톤구멍(22b)의 주변에서 상기 베어링홈(22a)을 관통하는 다수개의 유체통로(22c)가 형성된다.

상기 피스톤링(23)은 상기 피스톤(22)의 외주면에 결합되어 설치되는 것으로, 그 바깥 둘레면은 상기 실린더(10)의 안쪽 둘레면(13)과 접촉하도록 설치된다.

여기서, 상기 피스톤(22)은 그 평면이 타원으로 형성되고, 상기 피스톤(22)의 바깥 둘레면에 결합된 상기 피스톤링(23)은 그 평면이 상기 피스톤(22)보다 반경방향으로 더 확장된 타원형으로 형성되며, 상기 실린더(10)의 안쪽 둘레면(13)은 상기 피스톤링(23)의 바깥 둘레면 전체와 면접촉을 이루도록 타원형으로 형성된다.

상기 피스톤로드(30)의 상단은 상기 실린더(10)의 피스톤구멍(12)과 상기 피스톤뭉치(20)의 중심부를 순차적으로 관통하여 너트(41)와 체결되고, 반대편의 하단은 조인트(31)를 매개로 상기 스태빌라이저 바 링크의 끝단(양단)에 각각 결합되어 설치된다.

상기 피스톤로드(30)는, 상기 실린더(10)의 피스톤구멍(12)을 관통하는 하단 원봉부(32)와, 상기 하단 원봉부(32)보다 작은 직경으로 형성되면서 상기 하단 원봉부(32)의 상측으로 연속적으로 형성되어 상기 베어링(21)의 피스톤구멍(21a)을 관통하는 상단 원봉부(33)와, 상기 상단 원봉부(33)의 윗면 중앙에 돌출 형성되어 상기 피스톤(22)의 피스톤구멍(22b)을 관통한 후 상기 너트(41)와 체결되는 결합부(34)와, 상기 하단 원봉부(32)와 상기 상단 원봉부(33)의 바깥 둘레면 및 상기 상단 원봉부(33)의 윗면으로 일체로 개구된 다수개의 유체통로(35)를 구비하도록 구성된다.

상기 베어링(21)은 상기 하단 원봉부(32)와 상기 상단 원봉부(33)의 단차면(36)상에 안착되어 설치된다.

상기 작동유체(50)는 상기 실린더(10)내에 채워진다.

한편, 상기 너트(41)와 상기 피스톤(22)사이에는 와셔(43)가 설치된다.

상기 와셔(43)의 중앙에는 상하면을 관통하는 구멍(43a)이 형성되며, 상기 구멍(43a)으로는 상기 피스톤로드(30)의 결합부(34)가 관통하게 된다.

또한, 상기 와셔(43)의 바깥 테두리에는 상기 구멍(43a)을 향하여 파여진 와셔홈(43b)이 형성되는 바, 상기 와셔홈(43b)은 상기 피스톤(22)의 유체통로(22c)와 동일한 개수로 형성된다.

상기 피스톤(22)의 유체통로(22c)는 상기 와셔홈(43b)에 의해 밀폐되지 않는 구조이다.

이하, 본 발명 실시예의 작용에 대해 설명한다.

차량의 직진 주행시에는 조향이 이루어지지 않으므로 너클과 결합된 쇽업소버의 회전은 발생하지 않게 되며, 이때 본 발명에 따른 스태빌라이저 바 링크(1)는 도 3에 도시된 바와 같이 유체통로(22c,35)가 서로 연결된 상태를 유지하고 있게 된다.

차량의 직진 주행시 차륜은 범프(bump) 및 리바운드(rebound)에 따른 상하 운동만을 하게 되므로, 상기 쇽업소버와 연결된 상기 스태빌라이저 바 링크(1)의 실린더(10)는 도 3에 도시된 화살표 M1과 같이 피스톤뭉치(20) 및 피스톤로드(30) 에 대해 상하 직선운동을 반복 수행하게 된다.

이때, 상기 실린더(10)내에 채워진 작동유체(50)는 상기 유체통로(22c,35)를 따라 상기 피스톤뭉치(20)의 상단의 공간 및 하단의 공간으로 이동하면서 상기 실린더(10)의 상하방향 직선운동에 도움을 주게 되며, 상기 실린더(10)의 상하방향 직선 운동시 차륜을 통해 노면으로부터 전달되는 충격을 효과적으로 감쇠시키게 된다.

이와 같이, 차륜을 통해 노면으로부터 전달되는 충격이 본 발명에 따른 스태빌라이저 바 링크(1)에서 효과적으로 감쇠되면, 노면의 충격이 스테빌라이저 바쪽으로 전달되는 것이 차단되며 더 나아가 차체에 해당하는 서브프레임쪽으로의 전달이 차단되므로 직진 주행중인 차량은 승차감이 크게 향상된다.

그리고, 차량의 선회 주행시에는 조향이 이루어지게 되므로 너클과 결합된 쇽업소버는 조향각에 따라 시계방향 또는 반 시계방향 중 일방향으로 회전을 하게 되고, 상기 쇽업소버와 연결된 상기 스태빌라이저 바 링크(1)의 실린더(10)도 상기 쇽업소버와 동일한 일방향으로 회전을 하게 된다.

상기 실린더(10)가 회전하면 상기 피스톤(22) 및 피스톤링(23)도 동일한 방향으로 회전을 하게 된다.

즉, 상기 실린더(10)는 안쪽 둘레면(13)이 타원으로 형성된 구조이고, 상기 피스톤링(23)은 바깥 전체의 둘레면이 상기 실린더(10)는 안쪽 둘레면(13)과 면접촉을 이루도록 설치된 구조이기 때문에, 상기 실린더(10)가 회전하면 타원형 구조로 연결된 상기 피스톤링(23) 및 상기 피스톤(22)도 함께 동일 방향으로 회전을 하 게 되는 것이다.

이때, 상기 피스톤(22)과 피스톤로드(30)사이에는 베어링(21)이 설치되어 있으므로, 상기 피스톤(22)의 회전은 상기 피스톤로드(30)로 전달되지 않으며, 이로 인해 상기 피스톤(22)만이 회전하고 상기 피스톤로드(30)는 회전하지 않는다.

이와 같이, 상기 피스톤(22)이 일방향으로 회전하면 상기 피스톤(22)에 형성된 유체통로(22c)와 상기 피스톤로드(30)에 형성된 유체통로(35)는 도 4와 같이 서로의 연결이 차단된 상태가 된다.

상기 유체통로(22c,35)의 연결이 차단되면 상기 실린더(10)는 피스톤뭉치(20) 및 피스톤로드(30)에 대해 상하 직선운동을 하지 못하는 상태가 되므로, 본 발명에 따른 스태빌라이저 바 링크(1)는 실린더(10)와 피스톤로드(30)가 일체로 결합된 하나의 강체로서의 역할을 하게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 스태빌라이저 바 링크(1)는 차량의 선회 주행시 스태빌라이저 바의 롤 강성을 유지에 도움을 주게 됨으로써, 선회 안정성을 향상시키는 고유의 기능을 그대로 구현할 수 있게 된다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 스태빌라이저 바 링크의 결합상태 사시도와 분해상태 사시도 및 결합상태의 단면도,

도 4는 차량의 선회 주행시 본 발명에 따른 스태빌라이저 바 링크의 작동상태를 보여주기 위한 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 - 스태빌라이저 바 링크 10 - 실린더

20 - 피스톤뭉치 21 - 베어링

22 - 피스톤 22c,35 - 유체통로

23 - 피스톤링 30 - 피스톤로드

32 - 하단 원봉부 33 - 상단 원봉부

34 - 결합부 36 - 단차면

50 - 작동유체

Claims

상단은 쇽업소버에 결합되고 하단은 스태빌라이저 바의 양 끝단에 결합되어 설치되는 스태빌라이저 바 링크를 구비한 자동차의 현가장치에 있어서,

상기 스태빌라이저 바 링크(1)는,

상단이 상기 쇽업소버에 결합되어 설치되고 밑면에 피스톤구멍(12)이 형성된 실린더(10)와;

바깥 둘레면이 상기 실린더(10)의 안쪽 둘레면(13)과 접촉하도록 상기 실린더(10)내에 설치되면서 상기 실린더(10)의 길이방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 피스톤뭉치(20)와;

상단은 상기 실린더(10)의 피스톤구멍(12)과 상기 피스톤뭉치(20)의 중심부를 관통하여 너트(41)와 체결되고 하단은 상기 스태빌라이저 바 링크의 끝단에 결합되어 설치되는 피스톤로드(30)와;

상기 피스톤뭉치(20) 및 상기 피스톤로드(30)의 상단 외주면에 형성된 유체통로(22c,35)와;

상기 실린더(10)내에 채워진 작동유체(50);

를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 현가장치.
청구항 1에 있어서, 상기 피스톤뭉치(20)는,

상기 피스톤로드(30)의 상단 외주면에 끼워져 설치되도록 상하면의 중앙부를 관통하는 피스톤구멍(21a)이 형성된 베어링(21)과;

상기 베어링(21)이 내측에 끼워지도록 하측으로 개구된 베어링홈(22a)이 형성되고, 상기 베어링홈(22a)의 중앙부를 관통하는 피스톤구멍(22b)이 형성되며, 상기 피스톤구멍(22b)의 주변에서 상기 베어링홈(22a)을 관통하는 다수개의 유체통로(22c)가 형성된 피스톤(22)과;

상기 피스톤(22)의 외주면에 결합되면서 바깥 둘레면이 상기 실린더(10)의 안쪽 둘레면(13)과 접촉하도록 설치되는 피스톤링(23);

으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 현가장치.
청구항 2에 있어서, 상기 피스톤로드(30)는,

상기 실린더(10)의 피스톤구멍(12)을 관통하는 하단 원봉부(32)와;

상기 하단 원봉부(32)보다 작은 직경으로 형성되면서 상기 하단 원봉부(32)의 상측으로 연속적으로 형성되어 상기 베어링(21)의 피스톤구멍(21a)을 관통하는 상단 원봉부(33)와;

상기 상단 원봉부(33)의 윗면 중앙에 돌출 형성되어 상기 피스톤(22)의 피스톤구멍(22b)을 관통한 후 상기 너트(41)와 체결되는 결합부(34)와;

상기 하단 원봉부(32)와 상기 상단 원봉부(33)의 바깥 둘레면 및 상기 상단 원봉부(33)의 윗면으로 일체로 개구된 다수개의 유체통로(35)를 구비하도록 구성됨은 물론;

상기 베어링(21)은 상기 하단 원봉부(32)와 상기 상단 원봉부(33)의 단차 면(36)상에 안착되어 설치된 것;

을 특징으로 하는 자동차의 현가장치.
청구항 2에 있어서, 상기 피스톤(22)은 그 평면이 타원으로 형성되고;

상기 피스톤(22)의 바깥 둘레면에 결합된 상기 피스톤링(23)은 그 평면이 상기 피스톤(22)보다 반경방향으로 더 확장된 타원형으로 형성되며;

상기 실린더(10)의 안쪽 둘레면(13)은 상기 피스톤링(23)의 바깥 둘레면 전체와 면접촉을 이루는 타원형으로 형성된 것;

을 특징으로 하는 자동차의 현가장치.
청구항 2에 있어서, 상기 너트(41)와 상기 피스톤(22)사이에 와셔(43)가 설치되고;

상기 와셔(43)에는 상기 피스톤(22)의 유체통로(22c)를 밀폐시키지 못하도록 와셔홈(43b)이 형성된 것;

을 특징으로 하는 자동차의 현가장치.