KR20090082204A - 휠 가이드 암을 구비한 안정화기 장치 - Google Patents

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페터 호프만
벤자민 배우머
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젯트에프 프리드리히스하펜 아게
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Abstract

본 발명은 자동차 차축의 안정화기 장치에 관한 것이다. 차축은 하나의 롤링 안정화기(2) 및 각각의 휠에 대해 하나 이상의 휠 가이드 암(1)을 포함한다. 휠 가이드 암(1)의 섀시 측 연결부(6)는, 휠 가이드 암(1)의 편향 운동에 의해 롤링 안정화기(2)의 비틀림 작동이 일어나도록, 롤링 안정화기(2)의 단부 영역과 연결된다. 본 발명에 따라 안정화기 장치는, 롤링 안정화기(2)가 휠 가이드 암(1)의 섀시 측 영역에 견고하게 연결되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 안정화기 장치는 휠 가이드 암이 직접 롤링 안정화기 및 섀시 또는 차축 지지체에 구조적으로 간단하며 견고하게 연결되는 것을 가능하게 한다. 또한, 안정화기와 차축의 장착과 관련한 간소화, 및 필요한 설치 공간과 관련한 그리고 중량 및 비용과 관련한 개선이 달성된다.
휠 가이드 암, 롤링 안정화기, 섀시, 차축 지지체, 연결부.

Description

휠 가이드 암을 구비한 안정화기 장치{STABILIZER DEVICE WITH WHEELED GUIDE ARM}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 롤링 안정화기를 구비한 차축의 안정화기 장치에 관한 것이다.
롤링 안정화기의 작동이 상기 롤링 안정화기와 연결된 휠 가이드 암에 의해 직접 이루어지는 -예컨대 휠 서스펜션의 인장 스트럿 또는 압축 스트럿에 의해- 상기와 같은 차축은 1:1 의 안정화기 변속이 이루어질 수 있다는 점에서 바람직하다. 달리 표현하면, 휠의 편향 운동이 -진자 지지체가 연결된 통상의 횡방향 안정화기에서와 같이- 일정한 비율로 변환되는 것이 아니라, 전체 범위에서 안정화기의 상응하는 비틀림 운동으로 변환된다. 따라서, 이러한 직접 작동되는 안정화기 장치에서는 예컨대 상응하게 더 얇고 더 가벼운 안정화기가 사용될 수 있다.
또한, 안정화기를 휠 가이드 암에 직접 연결하는 이러한 구성에 의해, 안정화기 단부를 고유의 진자 지지체를 통해 각각 2개의 볼-앤드-소켓 조인트에 통상적으로 연결하는 것이 생략되고, 통상의 구부러진 안정화기 레그가 생략됨으로써, 중량이 절감되며, 추가로 휠 서스펜션의 영역에 유용한 공간이 남게 된다.
이러한 안정화기 장치는 예컨대 DE 10 2004 020 073 A1 또는 EP 1 564 041 A2에 공지되어 있다. 상기 공지된 안정화기 장치에서는, 휠 서스펜션의, 인장 스트럿으로 형성된 휠 가이드 암의 섀시 측 단부가 롤링 안정화기의 단부에 직접 연결된다. 이로 인해, 한편으로는 1:1 의 안정화기 변속비가 얻어지고, 다른 한편으로는 진자 지지체에 의한 안정화기의 통상의 복잡한, 별도의 연결이 생략된다.
그러나, 이러한 공지된 안정화기 장치에서, 휠 가이드 암의 섀시 측 단부를 안정화기 단부에 연결하는 것은 비교적 복잡하다. 또한, 선행 기술에 공지된 안정화기 장치에서는, 휠 가이드 암을 통해 전달되는 휠 가이드 힘이 안정화기 및 안정화기 베어링을 통해 차축 지지체 또는 차량 섀시 내로 도입된다. 그러나, 안정화기 및 안정화기 베어링이 상기 휠 가이드 힘을 차량 섀시 내로 흡수 및 도입시키도록 설계되지 않기 때문에, 선행 기술에 공지된 해결책에서는 힘의 도입 및 진동 감쇠와 관련해서 일반적으로 많은 절충이 이루어져야 한다.
휠 가이드 암을 안정화기 단부에 연결하는 것과 관련해서, 안정화기의 회전 축이 차량 횡 방향으로 연장하는 한편, 휠 가이드 암들의 회전 축들, 예컨대 문제가 되는 인장 스트럿 또는 압축 스트럿의 회전 축들이 일반적으로 차량 횡방향에 대해 예각으로 연장하는 것이 어려움을 가중시킨다. 휠 가이드 암의 섀시 측 단부를 롤링 안정화기에 직접 연결하는 경우에, 차량 횡축에 대해 예각으로 연장하는 휠 가이드 암의 회전 축이 차량 횡 방향으로 연장하는 회전 축으로 변환되어야 하기 때문에, 선행 기술에서는 휠 가이드 암과 롤링 안정화기의 연결 영역에서의 구조가 훨씬 더 복잡해진다.
본 발명의 목적은 선행 기술에서 나타나는 상기 단점들을 갖지 않는 휠 가이드 안정화기 장치를 제공하는 것이다. 상기 안정화기 장치에서는 특히 휠 가이드 암의 섀시 측 단부가 롤링 안정화기 및 섀시 또는 차축 지지체에 간단하고 견고하게 연결될 수 있어야 한다. 또한, 안정화기 장치에 의해 요구되는 설치 공간과 관련해서 선행 기술에 비한 개선이 이루어져야 하고, 안정화기 및 차축 조립시 간소화가 이루어져야 한다.
상기 목적은 청구항 1의 특징을 가진 안정화기 장치에 의해 달성된다.
바람직한 실시예들은 종속 청구항에 제시된다.
본 발명에 따른 안정화기 장치는 공지된 방식으로 롤링 안정화기를 구비한 차축에 사용된다. 차축은 각각의 휠에 대해 하나 이상의 휠 가이드 암을 갖는다. 공지된 방식으로 휠 가이드 암의 섀시 측을 롤링 안정화기의 관련 단부 영역에 연결하는 것은, 휠 가이드 암의 편향 운동에 의해 직접 롤링 안정화기의 비틀림 작동이 이루어지도록, 형성된다.
안정화기 장치는 롤링 안정화기가 휠 가이드 암의 섀시 측 단부 영역과 견고하게 연결되는 것을 특징으로 한다.
안정화기 단부와 암 단부의 견고한 -즉 조인트 없는- 연결은, 이로 인해 안정화기 단부와 휠 가이드 암의 구조적으로 복잡하며 고장이 잦은 피벗식 연결이 완전히 생략될 수 있다는 점에서 바람직하다. 또한, 이로 인해 암의 편향 운동이 안정화기의 상응하는 회전 운동으로 완전히 유격 없이 직접 변환될 수 있어서, 안정화기의 바람직한 직접적인 응답이 더 개선된다.
진자 지지체를 통한 롤링 안정화기의 종래 연결에 비해, 상기 구성은 진자 지지체 및 그것의 비교적 복잡한 조립이 생략된다는 장점, 및 휠 가이드 암의 섀시 측 단부 및 안정화기의 별도의 베어링 대신에, 차량 측면마다 암과 안정화기에 대한 하나의 공통 베어링만이 필요하다는 장점, 및 구부러진 안정화기 단부가 생략될 수 있고, 이는 안정화기의 제조를 간소화시키며 그 질량을 감소시킨다는 장점을 갖는다.
또한, 안정화기가 차량에 간단히 조립되고, 그에 따라 비용이 절감된다는 다른 장점이 얻어진다.
여기서는, 특히 서로 평행하지 않고 예각으로 연장하는, 휠 가이드 암과 안정화기의 회전 축들로 인해, 휠 가이드 암과 안정화기의 견고한 연결시 유도되는 안정화기의 휨이 비교적 적고, 따라서 대부분의 안정화기 구성에 의해 흡수될 수 있다는 사실이 기초가 된다.
휠 가이드 암의 편향 운동과 관련된, 차량 횡방향으로 롤링 안정화기의 휨으로 인해, 이 구성은 예컨대 더 가벼운 차량 또는 후차축에 사용되는 바와 같은 더 얇은 안정화기에 사용하기에 특히 적합하다.
본 발명에 따라 휠 가이드 암의 섀시 측 연결부는 볼-앤드-소켓 조인트로서 형성된다. 이로 인해, 안정화기의 휨에 의해 생기는 2차 모멘트 및 힘의 흡수가 개선되고, 휠 가이드 암의 편향 운동이 안정화기, 그에 따라 대향 배치된 차량 측면의 휠 가이드 암으로 직접 전달된다.
휠 가이드 암을 차량 섀시에 연결하기 위해 탄성 중합체 베어링 대신 볼-앤드-소켓 조인트를 사용함으로써, 휠 가이드 암과 상기 휠 가이드 암의 2개의 베어링 점으로 이루어진 시스템의 전체 강성이 증가하기는 한다. 그러나, 휠 가이드 암의 휠 측 피벗 점의 상응하는 변형에 의해, 휠 가이드 암의 전체 강성이 원하는 대로 설정될 수 있다. 그에 따라 가능해지는, 휠 측 탄성 중합체 베어링의 훨씬 더 부드러운 설정에 의해, 한편으로는 더 개선된 음향적 분리가 이루어질 수 있고, 다른 한편으로는 비용이 절감될 수 있는데, 그 이유는 휠 측 피벗 점에 대해 -본 발명의 다른 실시예에 따라 제공되는 바와 같이- 예컨대 부드러운 고무 베어링이 특히 중간 파이프 없이 사용될 수 있기 때문이다.
본 발명의 다른, 특히 바람직한 실시예에 따라, 휠 가이드 암이 섀시 측에서 연결되는 볼-앤드-소켓 조인트의 볼 핀은, 휠 가이드 암의 섀시 측 단부의, 휠을 향한 측면에 배치된다. 이로 인해, 토션 바아 단부가 휠 가이드 암의 섀시 측 단부에 매우 간단히 직접 직선으로 연결되는데, 그 이유는 이 실시예에서 볼 핀과 토션 바아 단부는 볼-앤드-소켓 조인트의 직경으로 대향하는 측면에 배치될 수 있기 때문이다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 볼-앤드-소켓 조인트의 조인트 하우징은 휠 가이드 암 자체로 형성된다. 이 실시예에 의해, 휠 가이드 암에 대한 매우 컴팩트하고, 장소 및 중량 절감되며 높은 비틀림 강성을 갖는 디자인이 가능하다.
본 발명의 다른 대안적 실시예에 따라, 볼-앤드-소켓 조인트의 조인트 하우징은 휠 가이드 암 내로 압입된다. 이 실시예는 예컨대 박판 딥 드로잉 부품으로 구성된 휠 가이드 암과 같은 휠 가이드 암에 특히 적합하다. 이러한 배경에서, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라 조인트 하우징의 단부면이 볼 핀 측에서 외부로 및/또는 내부로 플랜지된다.
외부로의 플랜징에 의해, 특히 제조된 또는 딥 드로잉된 휠 가이드 암의 사용시, 조인트 하우징의 간단하고 유격 없고 확실한 고정이 이루어진다. 또한, 방사방향 외부로 및 내부로 조인트 하우징의 볼 핀 측 단부면의 동시 플랜징은 암에 조인트 하우징의 고정을 위한 그리고 조인트 하우징에 볼 핀 측 조인트 하우징 커버와 밀봉 벨로우즈의 고정을 위한 바람직한 2 중 기능의 의미로 사용될 수 있다.
전달할 토크 및 힘이 휠 가이드 암과 롤링 안정화기 사이의 연결부에 의해 흡수될 수 있다면, 롤링 안정화기와 휠 가이드 암의 섀시 측 단부 영역의 견고한 연결이 구조적으로 어떻게 형성되는지와는 관계없이 본 발명이 구현된다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예에 따라, 롤링 안정화기의 단부와 휠 가이드 암의 섀시 측 단부 영역 사이의 견고한 연결이 롤링 안정화기와 휠 가이드 암의 프리즘 연결 영역의 형태로 형성된다. 이 실시예는 이로 인해 안정화기의 길이 공차(및 자동차의 좌측 차량 측면과 우측 차량 측면 사이의 다른 공차 체인의 효과)가 안정화기의 장착시 롤링 안정화기와 휠 가이드 암의 서로 형태 상보적인 프리즘 연결 영역의 상응하는 변위에 의해 보상될 수 있다는 점에서 바람직하다.
롤링 안정화기와 휠 가이드 암의 섀시 측 단부 영역 사이의 연결부는 예컨대 링형 연결 클램프를 포함한다. 상기 연결 클램프는 롤링 안정화기와 휠 가이드 암의 형태 상보적인 연결 영역들을 링형으로 둘러싸고 서로 가압한다. 바람직하게는 연결 클램프가 스크루 터미널로서 형성되고, 상기 스크루 터미널에 의해 롤링 안정화기와 휠 가이드 암의 2개의 연결 영역들이 상기 연결 클램프 내에 포함된 나사 결합에 의해 서로에 대해 가압될 수 있다. 이로 인해, 안정화기의 장착이 더욱 간단해진다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라, 안정화기는 하나 이상의 S형으로 휘어진 길이 보상 영역을 갖는다. 안정화기 내에 배치된 길이 보상 영역으로 인해, 좌측 차량 측면과 우측 차량 측면의 휠 서스펜션 사이의 응력이 방지될 수 있는데, 그 이유는 안정화기와 견고하게 결합된 휠 가이드 암의 편향시 발생하는, 휘어짐과 그에 수반되는 안정화기의 효과적인 길이 변화가 길이 보상 영역에 의해 흡수되어 손상을 일으키지 않기 때문이다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예에 따라, 휠 가이드 암은 휠 서스펜션의 인장 스트럿 또는 압축 스트럿이다. 본 발명은 원칙적으로 컨트롤 암, 세미 트레일링 암 또는 종방향 암과 같은 다양한 암 형태에 적용될 수 있지만, 인장 또는 압축 스트럿에서 스트럿의 선회 축과 안정화기의 회전 축 사이의 예각이 매우 작다는 점에서, 인장 스트럿 또는 압축 스트럿과 관련한 본 발명의 사용이 특히 바람직하다. 이로 인해, 휠 가이드 암의 편향 운동시 안정화기의 매우 작은 휘어짐 및 특히 직접적인 변속 및 작동이 나타난다. 또한, 본 발명의 상기 실시예에서 롤링 안정화기는 설치 공간의 문제점 없이 -인장 또는 압축 스트럿도 연결되는- 차축 지지체의 전방 또는 후방 영역에 장소 절감 방식으로 배치될 수 있다.
이하, 실시예를 도시하는 도면을 참고로 본 발명을 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 안정화기 장치의 실시예에서 휠 가이드 암과 안정화기 단부 사이의 연결을 나타낸 저면도.
도 1은 차량 하부 면으로부터 바라본 본 발명에 따른 안정화기 장치의 실시예에서 롤링 안정화기(2)의 단부(3)와 휠 가이드 암(1) 사이의 연결을 도시한다. 도 1에는 주행 방향과 관련한 좌측의 안정화기 단부(3) 및 좌측 휠의 관련 휠 가이드 암(1)의 섀시 측 단부 영역이 도시된다. 차량의 주행 방향은 파선 화살표 D로 표시된 바와 같이, 도면과 관련해서 하부를 향해 연장한다.
도 1에는 차량의, 여기서는 중실로 형성된 롤링 안정화기(2)의, 차량과 관련해서 좌측의 단부 영역(3)이 도시되고, 또한, 여기서는 자동차의 좌측 휠들 중 하나의 휠의 휠 서스펜션의 인장 스트럿인, 부분적으로만 도시된 휠 가이드 암(1)의 섀시 측 단부영역이 도시된다.
도 1에 도시된 롤링 안정화기(1)의 단부(3)는 가압된 또는 (도시되지 않은) 나사 결합에 의해 장착된 연결 클램프(4)에 의해, 휠 가이드 암(1)의 단부 영역에 일체형으로 형성된 연결 돌출부(5)와 견고하게 그리고 상대 회전 불가능하게 연결된다.
휠 가이드 암(1)의 섀시 측 연결부는 볼-앤드-소켓 조인트(6)의 형태이다. 휠 가이드 암(1)의 섀시 측 단부는 동시에 볼-앤드-소켓 조인트의 조인트 하우징이고, 볼-앤드-소켓 조인트(6)의 볼 핀(7)은 섀시 또는 (상세히 도시되지 않은) 차축 지지체(8)와 연결된다.
조인트 볼(9)의 중심점을 통과하는 연결선(10')의 화살표 방향은 도면에 따라 휠 가이드 암(1)의 휠 측 연결 점의 방향이고, 상기 연결 점에서 휠 가이드 암(1)은 자동차의 관련 휠의 (장소 때문에 도시되지 않은) 휠 캐리어와 연결된다.
즉, 휠 가이드 암(1)은 관련 휠의 편향 운동시 -도 1에 도시된 그의 위치에서- 점선으로 표시된 회전 축(10)을 중심으로 선회된다. 따라서, 휠 가이드 암(1)의 회전 축(10)은 롤링 안정화기(2)의, 볼-앤드-소켓 조인트(6)(그리고 다른 차량 측면에 있는 그 대응부)에 의해 고정된 롤링 안정화기(2)의 회전 축(11)과 일치하지 않는다. 오히려, 휠 가이드 암(1)과 롤링 안정화기(2)의 회전 축(10, 11)은 예각 α을 형성한다. 이러한 이유 때문에, 롤링 안정화기(2)는 휠 가이드 암(1)의 편향 운동시 그 자신의 축(11)을 중심으로 선회되거나 비틀려질 뿐만 아니라, 휠 가이드 암(1)의 편향 운동 방향과는 반대로 휘어지게 된다.
달리 표현하면, 롤링 안정화기(2)는 자동차 휠이 안으로 -즉 차량과 관련해서 상부로- 편향될 때, 차량과 관련해서 하부로 휘어지게 된다. 그러나, 롤링 안정화기의 이러한 휘어짐은 작은 각도 범위로 주어지며 이와 관련된 안정화기의 휨 하중의 관점 하에서도 실제로 무시될 수 있는 것으로 나타났다. 안정화기(2)의 휨과 관련된, 안정화기(2)의 유효 길이 변화 -안정화기 단부(3) 사이의 간격 변화- 는 안정화기(2)에서 하중 경감 곡선(12)에 의해 중화됨으로써, 안정화기의 휨으로 인해 좌측 휠 서스펜션과 우측 휠 서스펜션 사이의 상당한 응력이 생기지 않는다.
롤링 안정화기의 작동이 롤링 안정화기와 피벗식으로 연결된 휠 가이드 암에 의해 직접 이루어지는 선행 기술과는 달리, 안정화기 단부(3)와 휠 가이드 암(1)의 섀시 측 단부 사이의 본 발명에 따른 견고한 연결에 의해, 차축 구성이 구조적으로 매우 간단해지고, 이에 따라 간단한 조립 및 비용 절감의 면에서 바람직한 결과가 얻어진다.
진자 지지체를 통한 롤링 안정화기의 통상적인 연결과는 달리, 본 발명에 의해 진자 지지체 및 그 조립의 생략과 관련한 많은 장점이 추가로 얻어지고, 또한 휠 가이드 암의 섀시 측 탄성 중합체 베어링의 생략에 의해 그리고 안정화기의 추가 베어링의 생략에 의해, 휠 가이드 암의, 휠 측 탄성 중합체 베어링이 부드럽고 저렴하게 실시 가능하고, 결국 안정화기가 짧고 간단한 형상을 가지며 저렴하고 쉽게 실시 가능하다.
결과적으로, 본 발명에 의해, 휠 가이드 암이 롤링 안정화기 및 차량 섀시에 간단히 그리고 작동 동안 견고하게 연결되는 것과 관련해서 선행 기술에 비해 많은 장점을 갖는 안정화기 장치가 형성된다. 또한, 선행 기술에 비해, 필요한 설치 공간과 관련한 개선이 이루어지고 안정화기 및 차축의 장착과 관련한 간소화가 이루어진다.
따라서, 본 발명은 특히 주행 역학적 요구가 많은 차축 시스템에 사용하기 위한 휠 가이드 안정화기 장치의 생산과 조립시 구조적 개선 및 비용 절감에 많이 기여한다.

Claims (12)

  1. 자동차 차축의 안정화기 장치로서, 차축은 하나의 롤링 안정화기(2) 및 각각의 휠에 대해 하나 이상의 휠 가이드 암(1)을 포함하고, 상기 휠 가이드 암(1)의 섀시 측 연결부(6)는, 상기 휠 가이드 암(1)의 편향 운동에 의해 상기 롤링 안정화기(2)의 비틀림 작동이 일어나도록, 상기 롤링 안정화기(2)의 단부(3)와 연결되고, 상기 롤링 안정화기(2)는 상기 휠 가이드 암(1)의 상기 섀시 측 단부 영역과 견고하게 연결되는, 안정화기 장치에 있어서,
    상기 휠 가이드 암(1)의 상기 섀시 측 연결부는 볼-앤드-소켓 조인트(6)로서 형성되는 것을 특징으로 하는 안정화기 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 휠 가이드 암(1)의 휠 측 연결부는 중간 파이프 없이 고무 베어링으로 형성되는 것을 특징으로 하는 안정화기 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 볼-앤드-소켓 조인트(6)의 볼 핀(7)은 휠을 향한, 상기 휠 가이드 암(1)의 측면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 안정화기 장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 볼-앤드-소켓 조인트(6)의 조인트 하우징은 상기 휠 가이드 암(1)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 안정 화기 장치.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 볼-앤드-소켓 조인트(6)의 상기 조인트 하우징은 상기 휠 가이드 암(1) 내에 압입되는 것을 특징으로 하는 안정화기 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 조인트 하우징의 단부면은 볼 핀 측에서 외부로 플랜지되는 것을 특징으로 하는 안정화기 장치.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 조인트 하우징의 상기 단부면은 볼 핀 측에서 내부로 플랜지되는 것을 특징으로 하는 안정화기 장치.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 롤링 안정화기(2)와 상기 휠 가이드 암(1)의 상기 섀시 측 단부 영역과의 견고한 연결은 상기 롤링 안정화기(2)와 상기 휠 가이드 암(1)의 프리즘 연결 영역(5)의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 안정화기 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 롤링 안정화기(2)와 상기 휠 가이드 암(1)의 상기 섀시 측 단부 영역과의 연결부는 상기 롤링 안정화기(2)와 상기 휠 가이드 암(1)의 상기 연결 영역(5)을 링형으로 둘러싸는 연결 클램프(4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 안정화기 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 연결 클램프(4)는 스크루 터미널로 형성되는 것을 특징으로 하는 안정화기 장치.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 롤링 안정화기(2)는 S형으로 휘어진 하나 이상의 길이 보상 영역(12)을 갖는 것을 특징으로 하는 안정화기 장치.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 휠 가이드 암(1)은 휠 서스펜션의 인장 스트럿 또는 압축 스트럿인 것을 특징으로 하는 안정화기 장치.
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