KR20110021460A - 맥퍼슨 스트럿의 스텝링크 마운팅 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 현가장치의 스트럿 체결 구조에 있어서, 상측에 스프링이 결합되며 바퀴의 조향에 따라 회전하는 스트럿; 및 중심축이 상기 스트럿의 회전축과 경사지도록 결합되되 일측은 스트럿의 하단의 바닥면과 연결되고 타측은 차체에 연결된 조인트링크;를 포함하고, 상기 스트럿과 연결된 바퀴가 외륜이 되도록 회전하면, 상기 스트럿이 조인트링크를 가압하고 상기 조인트링크의 반발력이 스트럿에 회전하는 방향에 반대방향으로 작용하여 토우-아웃을 유도하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명은 차량의 회전시, 외륜의 회전에 개입하여 토우아웃을 유도함으로써 차량의 선회 안전성을 향상시키는 효과가 있다.

스트럿, 조인트링크, 볼조인트

Description

맥퍼슨 스트럿의 스텝링크 마운팅 구조{MOUNTING STRUCTURE FOR STAB LINK OF MCPHERSON STRUT}

본 발명은 차량의 현가장치 중 맥퍼슨 타입인 스트럿 체결 구조에 관한 것이다.

차량의 현가장치는 차량 조종의 안정성 확보, 안락한 승차감 제공, 차량의 적정한 높이 유지, 충격 완화, 휠 얼라이먼트 유지, 차량 무게 지지, 타이어의 접지상태 유지 등등을 목적으로 다양한 종류가 개발되어 왔다.

그 중에서는 맥퍼슨 타입으로 불리는 스트럿 타입의 현가장치는 공간을 적게 차지하며, 접지성이 양호하고 구조가 간단하고 제조비용이 비교적 저렴해 승용차량에 널리 사용되고 있다.

상기 스트럿 타입의 현가장치는 쇼크 업소버를 내장한 스트럿 상측에 코일스프링을 장착한 구조로서 각 바퀴별로 장착된 독립 현가장치이다.

아울러, 롤링을 감소시키기 위해 스테빌라이져바가 추가적으로 장착되기도 하며, 상기 스테빌라이져바와 스트럿은 볼조인트와 볼스터드가 커플링된 조인트링크에 의하여 연결되는 것이 일반적인 구조이다.

상기 스테빌라이져바는 차체가 롤릴할 때 발생하는 좌우측의 바퀴의 스트로크(stroke: 상사점과 하사점의 변동폭) 차에 따라 스프링 작용을 일으키게 하는 토션스프링으로서 롤링을 감소시켜 안티롤바로도 불려진다. 스테빌라이져바는 중앙을 대칭으로 한 형상으로서 좌우 양바퀴가 동시에 오르내리는 경우에는 스프링작용이 발생하지 않고 양 측의 바퀴들에서 높이 차가 발생 때에 스테빌라이져바의 비틀림에 의해서 탄성이 발생되도록 구성된다.

그리고, 타이어의 상하운동과 조향운동이 가능하도록 요동과 미끄럼이 자유롭도록 구성하기 위해 일측 또는 양측 끝단에 볼이 형성된 볼조인트와 상기 볼의 미끄럼을 허용하고 이탈하지 않도록 내부에 수용하는 볼스터드의 결합은 현가장치에 있어 널리 사용되고 있다.

한편, 차량의 주행 중에는 상황에 따라 토(toe) 각이 변하며, 토 각의 변화에 적극적으로 개입하여 조안성(조종안정성)을 향상시키는 다양한 방법들이 연구되고 있다. 전술한 바와 같은 맥퍼슨 타입이 주로 사용되는 차량의 경우, 전륜에서 토 아웃(toe out)이 발생되고, 후륜에서는 토 인(toe in)이나 토 변화가 없는 것이 조안성을 향상에 효과를 가져오는 것으로 알려졌다..

종래의 스트럿 체결 구조는 다음과 같다.

도 1 은 전륜의 우측부분을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 바퀴(미도시)가 측면에 장착되는 디스크(40)와 상기 디스크(40)를 제동시키는 캘리퍼(50)는 조향장치에 따라 바퀴와 함께 회전한다. 그리고, 스트럿(10)은 킹핀각 및 캠버각의 정도에 따라 바퀴와 소정의 각도를 갖고 경사져 설치되며, 바퀴의 회전에 따라서 함께 회전한다.

도면에서 좌측은 차량의 전방측이므로 차량의 좌턴시에는 도면의 좌측하단의 화살표에 도시된 방향으로 바퀴, 디스크(40), 캘리퍼(50)가 함께 회전하고, 너클암(미도시) 등에 의해 연결된 스트럿(10)도 함께 회전하게 된다.

그리고, 스트럿(10)은 스테빌라이져바(30)와 조인트링크(20)를 통하여 연결된다. 상기 조인트링크(20)는 일측이 스테빌라이져바(30)의 끝단에 결합되고 타측은 차량의 전방을 향하여 스트럿(10)의 일측에 결합된다.

하지만, 이와 같은 결합 구조의 경우, 스테빌라이져바(30)의 유무에 따라 차량의 회전시 토우-인 현상이 유도되거나 토우-아웃이 축소되는 문제점이 있었다.

즉, 도 1 에 도시된 바와 같이, 차량의 좌회전시, 도면에 도시된 부분에 장착된 바퀴는 외륜(外輪)이 된다. 따라서, 원심력에 의해 차체의 하중이 쏠리게 되고, 그에 따라 증가한 하중은 스트럿(10)에 전달되며, 스트럿(10)에 연결된 조인트링크(20)에도 전달된다. 그러나, 스테빌라이져바(30)가 고정되지 않고 움직임에 따 라서, 스트럿(10)이 조인트링크(20)를 가압하는 힘은 스트럿(10)의 회전 반발력의 방향을 변화시켰다.

즉, 전술한 바와 같이, 스테빌라이져바(30)는 차량의 주행성에 도움을 주는 장치로서 반드시 장착되는 것이 바람직하나, 도 2 에 도시된 바와 같이 (스트럿과 링크된) 스테빌라이져바(30)가 미장착됐을 경우(파란선)에는 조인트링크(20)가 고정되어 원래의 셋팅된 바와 같이 토우-아웃이 유도되어 선회안정성이 확보되나 스테빌라이져바(30)가 장착됐을 경우(빨간선)에는 토우-아웃이 축소되거나 오히려 토우-인이 발생하여 선회안정성에 불리하게 작용하는 문제점이 있었다.

한편, 참고적으로 볼조인트(21a, 21b)와 볼스터드(22a, 22b)가 조인트링크(20)의 일측과 타측에서 각각 서로 반대방향을 향하도록 장착되며, 이와 같이 볼스터드(22a. 22b)와 볼조인트(21a, 21b)가 반대방향을 향하도록 구성된 이유는 좌우륜에서 공용으로 사용할 수 있는 장점이 있기 때문에 물류비 절감 등을 이유로 사용돼 왔다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하고자 발명된 것으로, 차량의 선회시 내륜(內輪)의 조향각 보다 외륜의 조향각이 더 커지도록 토우-인 현상을 유도하여 선회안전성의 향상을 목적으로 한다.

본 발명의 구성은, 현가장치의 스트럿 체결 구조에 있어서, 상측에 스프링이 결합되며 바퀴의 조향에 따라 회전하는 스트럿; 및 중심축이 상기 스트럿의 회전축 과 경사지도록 결합되되 일측은 스트럿의 하단의 바닥면과 연결되고 타측은 차체에 연결된 조인트링크;를 포함하고, 상기 스트럿과 연결된 바퀴가 외륜이 되는 회전하면, 상기 스트럿이 조인트링크를 가압하고 상기 조인트링크의 반발력이 스트럿에 회전하는 방향에 반대방향으로 작용하여 토우-아웃을 유도하는 것을 특징으로 한다.

상기 조인트링크의 타측은 차체에 구비된 스테빌라이져바의 일측 끝단에 연결된다.

그리고, 상기 조인트링크의 각 끝단에는 볼조인트와 볼스터드가 결합되어 구비되고 상기 브라켓과 스테빌라이져바의 끝단에서 볼트에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명은 차량의 회전시, 외륜의 회전에 개입하여 토우아웃을 유도함으로써 차량의 선회 안전성을 향상시키는 효과가 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스트럿 결합구조를 더욱 상세하게 설명한다.

도 3 을 참조하면, 본 발명에 따른 스트럿 결합구조에서 상기 스트럿(10)은 하단의 바닥면에 조인트링크(20)와 체결되는 브라켓(미도시)이 별도로 구비되거나 바닥면의 일부가 돌출형성되어, 끝단에서 볼스터드(22a)와 볼조인트(21a)가 커플링된 조인트링크의 일측과 결합 된다.

상기 조인트링크(20)의 타측 끝단에서도 또한 커플링된 볼스터드(22b)와 볼조인트(21b)가 구비된다.

상기 조인트링크(20)는 각각의 끝단에서 스트럿(10) 및 스테빌라이져바(30)에서 볼트결합 등에 의해 결속되며, 볼스터드(22a, 22b)와 볼조인트(21a, 21b)의 결합에 의해 약간의 이동은 물론 단일 평면상의 회전뿐만 아니라 다양한 방향으로의 회전이 허용된다.

한편, 스트럿(10)과 조인트링크(20)는 각 끝단에서 연결되되, 도시된 바와 같이 스트럿(10)의 중심축인 회전축(킹핀축)과 조인트링크(20)의 중심축은 소정의 각도를 갖고 경사진 상태로 연결된다. 즉, 스트럿(10)의 중심축과 조인트링크(20)의 중심축의 각 끝단이 한 지점에서 만나도록 연결되나 조인트링크(20)의 중심축이 스트럿(10)의 중심축보다 더 경사진(누워있는) 상태로 연결된다.

이와 같이 연결된 조인트링크(20)는 스테빌라이져바(30) 끝단의 상하 움직임과는 상관없이 일정한 자세로 유지되므로, 장착된 바퀴가 외륜이 되는 차량의 회전시(도면에서는 좌턴시) 차량의 하중이동에 따라 스트럿(10)에서 전달된 하중에 대한 반발력은 바퀴의 조향각에 비례적으로 발생한다.

즉, 상기 반발력은 스트럿(10)의 하단에서 작용하며, 그 방향은 스트럿(10)을 바퀴의 조향방향의 반대 방향(상측에 점선으로 표시된 화살표 방향)으로 작용한다.

따라서, 조향에 따라 차량의 회전시 그 회전방향에서 바퀴가 외륜이 되는 경우, 스트럿에는 조인트링크의 반발력이 작용하여 토우-아웃이 자연스럽게 유도된다.

도 4 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스트럿 체결 구조는 스테빌라이져바(30)의 유무와 상관없이 토우-아웃이 유도되며 스테빌라이져바(30)가 장착된 경우에도 종래의 스트럿 체결 구조보다 더 큰 토우-아웃이 유도됨을 확인할 수 있다.

이상과 같이 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

도 1 은 종래의 스트럿 체결 구조를 나타내는 사시도,

도 2 는 종래의 스트럿 체결 구조에서 바퀴의 조향각에 따른 토 각의 변화를 나타낸 그래프,

도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스트럿 체결 구조를 나타내는 사시도,

도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스트럿 체결 구조에서 바퀴의 조향각에 따른 토 각의 변화를 나타낸 그래프.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

10 : 스트럿 20 : 조인트링크

30 : 스테빌라이져바

Claims (3)

1. 현가장치의 스트럿 체결 구조에 있어서,

   상측에 스프링이 결합되며 바퀴의 조향에 따라 회전하는 스트럿; 및

   중심축이 상기 스트럿의 회전축과 경사지도록 결합되되 일측은 스트럿의 하단의 바닥면과 연결되고 타측은 차체에 연결된 조인트링크;를 포함하고,

   상기 스트럿과 연결된 바퀴가 외륜이 되도록 차량이 회전하면, 상기 스트럿이 조인트링크를 가압하고 상기 조인트링크의 반발력이 스트럿에 회전하는 방향에 반대방향으로 작용하여 토우-아웃을 유도하는 것을 특징으로 하는 스트럿 체결 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 조인트링크의 타측은 차체에 구비된 스테빌라이져바의 일측 끝단에 연결되는 것을 특징으로 하는 스트럿 체결 구조.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 조인트링크의 각 끝단에는 볼조인트와 볼스터드가 결합되어 구비되고 상기 브라켓과 스테빌라이져바의 끝단에서 볼트에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 스트럿 체결 구조.

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