KR20110037944A - Ｊ자형 스프링 부재를 가진 이중 판 현가장치 - Google Patents

Ｊ자형 스프링 부재를 가진 이중 판 현가장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의, 섀시 레일 및 상기 섀시 레일에 대해 실질적으로 직각으로 배치된 길이방향 굴대를 가진 형태의 차량을 위한 차량 현가 장치는, 소정 탄성 특성을 가진 주 스프링, 주 커플링에서 상기 차량의 상기 섀시에 결합되기 위한 제1 부분, 상기 길이방향 굴대에 결합하기 위한 제2 부분을 구비한다. 주 판스프링은, 제1 피봇 커플링에서 상기 차량의 상기 셰시에 피봇 가능하게 결합하기 위한 제1 단부, 및 제2 피봇 커플링에서 상기 차량의 상기 섀시에 결합되기 위한 제2 단부를 구비하며, 굴대 커플러부는 상기 제1 단부와 상기 제2 단부의 중간에 배치된다. 2차 판스프링은, 피봇 커플링에서 상기 차량의 상기 섀시에 피봇 가능하게 결합되기 위한 제1 단부, 및 상기 굴대에 결합되기 위한 제2 단부를 구비한다. 처짐 제한 부재는, 상기 주 판스프링과 상기 2차 판스프링 사이의 거리를 제어하기 위한 상기 주 판스프링과 상기 제2 판스프링 중 선택 가능한 판스프링에 결합된다. 상기 처짐 제한 부재는 J자형 스프링 부재로서 구성된다.

Description

Ｊ자형 스프링 부재를 가진 이중 판 현가장치{DUAL LEAF VEHICLE SUSPENSION WITH J-SHAPED SPRING ELEMENT}
본 발명은 일반적으로, 차량용 현가 시스템에 관한 것으로서, 특히 실질적으로 "J" 또는 "L"자 형상을 가진 스프링 지지 부재 상에서 판 현가 장치(leaf suspension arrangement)와 이중 판 현가 사이에 배치되는 주 스프링 변형 감소 부재를 가진 이중 판 현가를 사용하는 판 현가 장치에 관한 것이다.
본 출원은, 2008년 5월 2일에 출원된 미국 가특허 출원 제61/126,426호의 출원일을 우선일로 주장한다.
판 스프링 시스템은 오랫동안 차량의 현가를 위해 사용되어 왔다. 차량용 판 스프링 현가 시스템의 중앙 부재는, 실질적으로 사각형 단면을 가진 스플이 강철의 원호형 길이로서 구성되는 "반타원형"이라고 지칭된다. 원호의 중앙에, 차량의 굴대에 결합하기 위한 장치가 구비된다. 단부에는, 스프링을 차량의 본체에 부착하기 위한 결합 구멍이 구비된다. 중차량(heavy vehicle)에 대해, 판 스프링은 여러 가지 다른 길이의 스프링의 층을 형성하도록 서로 적층된다. 판 스프링은 중차량 및 궤도 캐리지(railway carriage)에 여전히 사용되고 있다. 매우 무거운 차량의 경우에, 판 스프링은 하중을 차량의 섀시의 넓은 영역에 분산시키는 이점을 제공한다. 한편, 코일 스프링은 하중을 단일 점으로 전달한다.
호치키스라는 프랑스 자동차 회사로부터 명칭이 유래된 잘 알려져 있는 호치키스 드라이브는, 단부가 각각의 반타원형 판 스프링의 중앙에 결합되는 중실 굴대(solid axle)를 사용한다. 이러한 형태의 드라이브 장치에는 여러 가지 문제점이 있다. 우선, 이러한 드라이브 시스템은 높은 스프링밑질량(unsprung mass)으로 특징된다. 또한, 중실 굴대를 사용하면, 결합된 좌우 휠 이동이 발생된다. 급격한 방향 전환 및 신속한 가속 동안에, 이러한 공지된 시스템은 수직 처짐 및 와인드업을 겪는다.
호치키스 시스템과 관련된 문제를 해결하기 위한 한 가지 종래기술의 노력은, 중실 굴대의 각각의 단부에 평행 판 스프링 장치를 사용한다. 이러한 공지된 장치는, 감소된 파워 도약 형태의 증가된 굴대 제어를 제공한다. 이러한 공지된 장치의 다른 이점에, 조향중 구름(roll under steer), 자동 하중 레벨링 및 자동차총중량이 포함되며, 호치키스 시스템으로부터 변환하기 위해 프레임 변경이 필요하지 않다. 그러나, 공지된 평행 판 스프링 장치는 중실 굴대를 사용하며, 따라서 독립적 현가의 이점을 제공하지 못한다. 또한, 이러한 공지된 장치는, 높은 스프링밑질량의 단점을 가진다.
더디옹(de Dion) 튜브 차량 현가 장치는 공지된 형태의 반독립적 현가 장치이며, 호치키스 드라이브에 대해 향상된 것이다. 이러한 형태의 현가 장치에서, 휠 허브 및 차동 장치에 만능 조인트가 사용되며, 대향하는 휠을 평행하게 유지하는 중실 관형 빔이 추가로 구비된다. 더디옹 튜브는 섀시에 직접 연결되지 않고, 처지도록 의도되지 않았다.
더디옹 현가 장치의 이점에, 호치키스 드라이브에 비해 스프링밑중량의 감소가 포함된다. 이것은 차동장치를 섀시에 결합시킴으로써 달성된다. 또한, 현가 장치의 언로딩 시에 캠버 변화가 없다. 양쪽 휠의 캠버가 영의 각도로 세팅되기 때문에, 광폭 타이어로부터의 견인(traction)이 향상되고, 고파워 작동 시의 휠의 도약이 독립적 현가 장치에 비하여 감소된다. 그러나, 더디옹 튜브는 스프링밑중량을 증가시킨다.
따라서, 본 발명의 목적은, 판 스프링 기술을 사용하면서 독립적 현가 장치의 이점을 제공하는 차량 현가 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 판 스프링 기술을 사용하면서, 여전히 감소된 관성 효과를 위한 감소된 스프링밑질량 및 향상된 차량 핸들링 응답을 제공하는 차량 현가 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 판 스프링 기술을 사용하면서 현가 관성을 감소시키는 차량 현가 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 판 스프링 기술을 사용하면서 잡음, 진동, 및 거칠음(harshness)(NVH)을 감소시키는 차량 현가 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 판 스프링 기술을 사용하면서 측방향 휠 진동을 감소시키는 차량 현가 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 판 스프링 기술을 사용하면서 굴대 브래킷에서 측면 와인드업을 감소시키는 차량 현가 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 판 스프링 기술을 사용하면서 전방 및 후방 이동을 감소시키는 차량 현가 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 판 스프링 기술을 사용하면서 비대칭 휠 주행 동안에 반독립적 현가 효과를 제공하는 차량 현가 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 코일 스프링 부재와 조합하여 판 스프링 기술을 사용하는 차량 현가 장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적 및 다른 목적은, 섀시 레일 및 상기 섀시 레일에 대해 실질적으로 직각으로 배치된 길이방향 굴대를 가진 형태의 차량을 위한 차량 현가 장치를 제공하는 본 발명에 의해 달성된다. 본 발명의 제1 면모(aspect)에 따라, 평면 길이방향 구조, 제1 피봇 커플링에서 상기 차량의 상기 섀시에 피봇 가능하게 결합되기 위한 제1 단부, 제2 피봇 커플링에서 상기 차량의 상기 섀시에 결합되기 위한 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 상기 제2 단부의 중간에 배치된 커플러부를 구비하고 있는 주 판스프링이 구비되어 있다. 또한, 평면 길이방향 구조, 피봇 커플링에서 상기 차량의 상기 섀시에 피봇 가능하게 결합되기 위한 제1 단부, 및 상기 길이방향 굴대에 결합되기 위한 제2 단부를 구비하고 있는 2차 판스프링이 구비되어 있다. 바람직하게, 상기 주 판스프링과 상기 2차 판스프링 사이의 거리를 제어하기 위한 상기 주 판스프링과 상기 제2 판스프링 중 선택 가능한 판스프링에 결합되어 있는 처짐 제한 부재가 구비되어 있다. 상기 2차 판스프링의 평면 길이방향 구조는 상기 섀시 레일에 대해 소정 각도 변위된 위치에 배치되며, 상기 2차 판스프링의 평면 길이방향 구조는 몇몇 실시예에서 상기 섀시 레일에 대해 실질적으로 평행할 수 있다.
본 발명의 상기 면모의 일실시예에서, 소정 탄성 특성을 가진 스프링 형태의 주 탄성 부재가 옵션으로서 구비되어 있다. 상기 옵션으로서의 주 탄성 부재는, 일실시예에서, 사전 결정된 탄성 특성, 주 커플링에서 상기 차량의 상기 섀시에 결합되기 위한 제1 부분, 및 상기 길이방향 굴대에 결합되기 위한 제2 부분을 구비하고 있는 스프링이며, 상기 주 스프링과 상기 2차 판스프링의 상기 제2 단부는 각각, 상기 길이방향 굴대의 각각의 길이방향 영역에서 상기 길이방향 굴대의 각각의 부분과 연통하고 있다. 상기 주 스프링은, 본 발명의 일실시예에서, 공기 보조 탄성 부재이다. 다른 실시예에서, 상기 주 스프링은 코일 스프링이다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 처짐 제한 부재는 J자형 스프링 부재이다. 그러나, 상기 처짐 제한 부재는, L자형 스프링 부재, C자형 스프링 부재, 기둥형 또는 I자형 스프링 부재, 폐쇄형 또는 O자형 스프링 부재, U자형 스프링 부재, 또는 임의의 다른 적절한 구조와 같은 다른 구조일 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본 명세서에서, 용어 "J자형 스프링 부재"는 모든 그러한 다른 실시예 및 그들의 균등물을 포함하는 것으로 간주되어야 한다.
몇몇 실시예에서, 상기 2차 판스프링의 상기 평면 길이방향 구조는 상기 차량의 상기 섀시에 대해 어떤 각도로 배치되어 있고, 상기 2차 판스프링의 상기 제2 단부는, 상기 공기 보조 주 스프링과 결합되는 상기 길이방향 굴대의 각각의 부분에 대해 길이방향 굴대를 따라 축방향으로 이동되어 있는 길이방향 굴대의 각각의 부분과 연통되도록 배치되어 있다.
본 발명의 다른 면모에 따라, 섀시 레일 및 상기 섀시 레일에 대해 실질적으로 직각으로 배치된 길이방향 굴대를 가진 형태의 차량을 위한 차량 현가 장치가 제공되었다. 주 탄성 부재는, 결정 가능 탄성 특성, 상기 차량의 상기 섀시에 결합되기 위한 제1 부분, 및 상기 길이방향 굴대에 결합되기 위한 제2 부분을 구비하고 있다. 평면 길이방향 구조, 2차 피봇 커플링에서 상기 차량의 상기 섀시에 피봇 가능하게 결합되기 위한 제1 단부, 및 상기 길이방향 굴대에 결합되기 위한 제2 단부를 구비하고 있는 2차 판스프링이 구비되어 있다. 또한, 판스프링 처짐의 양을 제한하기 위해 상기 2차 판스프링에 결합되어 있는 처짐 제한 부재가 구비되어 있다.
상기 주 탄성 부재가 공기 압력 보조 주 스프링인 본 발명의 일실시예에서, 그러한 공기 스프링은, 공기 압력에 반응하는 탄성 특성, 주 스프링에서 차량의 섀시에 결합되기 위한 제1 부분, 및 길이방향 축에 결합되기 위한 제2 부분을 가진다. 다른 실시예에서, 상기 주 탄성 부재는 코일 스프링이다.
본 발명의 이러한 다른 면모의 일실시예에서, 상기 2차 판스프링의 상기 제2 부분과 상기 길이방향 굴대의 중간에 배치되어 있는 피봇 결합 장치가 더 구비되어 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 평면 길이방향 구조를 가진 주 판스프링이 구비되어 있고, 상기 제1 부분은, 제1 주 피봇 커플링에서 상기 차량의 상기 섀시에 피봇 가능하게 결합되기 위한 제1 단부이며, 제2 주 피봇 커플링에서 상기 차량의 상기 섀시에 피봇 가능하게 결합되기 위해 상기 제1 단부로부터 이격된 다른 단부가 구비되어 있다. 상기 길이방향 굴대에 결합되기 위한 상기 제2 부분은, 상기 주 판 스프링의 제1 단부와 상기 다른 단부의 중간에 배치되어 있다. 상기 주 판스프링은 상기 처짐 제한 부재와 연통하도록 배치되어 있다.
본 발명의 매우 바람직한 실시예에서, 피봇 결합 장치는 상기 주 판스프링의 상기 제2 부분과 상기 길이방향 굴대의 중간에 위치되어 있다.
또 다른 실시예에서, 상기 2차 판스프링은 상기 주 판스프링에 대해 각도 이격되어 배치되어 있다. 상기 제1 주 피봇 커플링과 상기 제2 주 피봇 커플링은, 몇몇 실시예에서, 실질적으로 동일 평면에 배치되어 있다.
본 발명의 또 다른 면모에 따라, 실질적으로 길이방향 구조를 가진 판스프링 부재, 및 상기 판스프링 부재에 결합되어 있는 처짐 제한 부재를 포함하는, 차량용 현가 장치가 제공되었다.
몇몇 실시예에서, 상기 판스프링 부재와 조합으로 이중 판 현가장치를 구성하기 위한 추가적 판스프링 부재가 더 구비되어 있으며, 상기 판스프링 부재는, 상기 처짐 제한 부재가 상기 판스프링 부재와 상기 추가적 판스프링 부재의 중간에 위치 되도록 위치되어 있다.
매우 바람직한 실시예에서, 상기 처짐 제한 부재는, 상기 판스프링 부재 중 하나의 판스프링에 결합된 J자형 스프링 부재를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 다른 상기 판스프링 부재와 연통하는 상기 J자형 스프링 부재에 부착된 탄성 접촉 부재가 더 구비되어 있다.
본 발명의 방법 면모에 따라, 제1 판 부재와 제2 판 부재를 가진 이중 판 현가장치를 가진 형태의 차량의 승차 특성을 제어하기 위한 방법이 제공되었다. 상기 방법은, 상기 제1 판 부재와 상기 제2 판 부재 사이의 거리를 제한하는 단계를 포함한다. 이러한 방식으로, 제동 또는 가속으로부터 발생할 수 있고 상기 제1 판 부재와 상기 제2 판 부재 사이의 거리를 감소시킬 상기 판스프링 부재 중 하나의 판스프링 부재의 과도한 처짐이 방지된다.
본 발명의 이러한 방법 면모의 일실시예에서, 상기 제1 판 부재와 상기 제2 판 부재 사이의 거리를 제한하는 상기 단계는, 상기 제1 판 부재와 상기 제2 판 부재 사이에 처짐 제한 부재를 삽입하는 단계를 포함한다.
몇몇 실시예에서, 상기 처짐 제한 부재는, 상기 제1 판 부재와 상기 제2 판 부재 중 하나의 판 부재에 결합된 J자형 스프링 부재이다.
본 발명의 이러한 방법 면모의 일실시예에서, 상기 제1 판 부재 및 상기 제2 판 부재와 조합하여 주 탄성 부재를 구비하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 이해는, 첨부된 도면과 관련하여 다음의 상세히 설명을 읽음으로써 쉽게 된다.
도 1은 본 발명의 특정 실시예의 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 원리에 따라 구성된 회전 조인트 현가 장치 및 J자형 스프링 부재의 단순화된 측면도이다.
도 3은, J자형 스프링 부재가 부착된 반부(half) 판 스프링의 단순화된 측면도이다.
도 4는, 코일 스프링으로 구성된 제1 스테이지를 가진 본 발명의 원리에 따라 구성된 현가 시스템의 단순화된 측면도이다.
도 5는, 공기 스프링 형태의 공기 압력 반응 탄성 부재로 구성된 제1 스테이지를 가진 본 발명의 원리에 따라 구성된 현가 시스템의 단순화된 측면도이다.
도 6의 (a) 및 (b)는, J자형 스프링 부재가 없을 때 판 스프링의 와인드업으로부터 발생하는 응력(도 6의 (a)), 및 J자형 스프링 부재가 사용될 때 달성되는 이로운 효과(도 6의 (b))를 나타내는 단순화된 개략도이다.
도 1은 본 발명의 특정 실시예의 사시도이다. 이러한 도면에 도시된 바와 같이, 차량 현가 시스템(100)은, 대체로 섀시(110)로 표시된 섀시를 가진다. 섀시는, 크로스 브레이스(116, 118)에 의해 서로 결합되는 한 쌍의 실질적으로 평행한 섀시 레일(112a, 112b)를 가진다.
차동 구동 장치(120)는 섀시에 고정 결합되고, 구동 샤프트(122)의 회전 이동을 반부(half) 샤프트(125a, 125b)에서의 실질적 직교 회전 이동으로 변환시킨다. 각각의 반부 샤프트는, 차동 구동 장치에 대해 인접 및 말단이 되도록 배치되는 관련 쌍의 만능 조인트(도면부호를 부여하지 않음)를 가진다. 따라서, 관련 길이방향 축(도시되지 않음)을 각각 가진 반부 샤프트는, 특히 인접 만국 조인트에 의해 횡축 이동을 수용한다.
반부 샤프트(125a, 125b)는 말단 단부에서 각각의 판 스프링(130a, 130b)에 대해 결합되는 것으로 도시되어 있다. 예로서 판 스프링(130a)을 참조하면, 판 스프링은, 본 발명의 구체적 실시예에서, 전방 단부에서 브래킷(132a)에 피봇 가능하게 결합된다. 후방 단부에서, 판 스프링(130a)은 링크(134a)에 피봇 가능하게 결합된다. 이러한 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이러한 특정 실시예에서, 역시 전방 단부에서 브래킷(132a)에 결합되는 반부 판 스프링(136a)이 있다. 후방 단부에서, 반부 판 스프링(136a)은 반부 샤프트(125a)의 말단 단부에 결합된다. 반부 판 스프링(136a)은 본 발명의 이러한 특정 실시예에서 지렛목(fulcrum)(133a)과 맞물리는 것으로 도시되어 있다.
본 발명의 이러한 실시예에서, 반부 판 스프링(136a)에 J자형 스프링 부재(160)이 부착된다. J자형 스프링 부재(160)는, 본 발명의 이러한 특정 실시예에서, 2개의 패스너(이러한 도면에서 특정하게 도면부호가 부여되지 않음)에 의해 반부 판 스프링(136a)에 결합된다. J자형 스프링 부재(160) 및 J자형 스프링 부재와 판 스프링(130a) 사이에 배치되는 탄성 지렛목 부재(이러한 도면에 도시되지 않음)와 같이 J자형 스프링 부재(160)와 관련되는 구조의 추가적 부재, 및 반부 판 스프링(136a) 및 판 스프링(130a)의 특성에 대한 그들의 운동 및 다른 효과를 아래에서 더욱 상세히 설명한다. 또 하나의 J자형 스프링 부재는, 본 발명의 실시예에서, 반부 판 스프링(136b)에 설치된다. 그러나, 반부 판 스프링(136b)에 있는 상기 또 하나의 J자형 스프링 부재는 도면의 간결성을 위해 도시되지 않았다.
또한, 이러한 도면에, 댐퍼(142)에 의해 크로스 브레이스(116)에 결합되고 다른 댐퍼(144)에 의해 크로스 브레이스(118)에 결합되는 횡방향 빔(140)이 도시되어 있다. 횡방향 빔(140)에, 링크 부재(152, 154)가 부착되는 피봇 부재(150)가 설치된다. 링크 부재는 브래킷(도면부호가 부여되지 않음)을 통해 크로스 부재(118)에 부착된다.
여기에서 설명되는 본 발명의 J자형 스프링 부재(160)는 도 1에 도시된 특정 현가 장치에 그 응용이 한정되는 것이 아니라는 것을 이해하여야 한다. 본 명세서의 교시에 비추어, 당업자는 다른 차량의 현가 장치에 수용될 필요성에 따라 J자형 스프링 부재의 추가적 실시예를 발생시킬 수 있을 것이다. 그러한 추가적 실시예에, 예를 들면, 도 6의 (b)에 도시된 L자형 스프링 부재를 더욱 가까이 닮은 J자형 스프링 부재, C자형 스프링 부재(도시되지 않음), 기둥형 또는 I자형 스프링 부재(도시되지 않음), 폐쇄형 또는 O자형 스프링 부재(도시되지 않음), U자형 스프링 부재(도시되지 않음) 등이 포함될 수 있다. 그러나, 여기에 설명된 본 발명의 설명을 위한 목적을 위해, "J자형 스프링 부재"라는 용어는 그러한 모든 다른 실시예 및 그들의 균등물을 포함하는 것으로 간주되어야 한다.
도 2는, 본 발명의 원리에 따라 구성되는 J자형 스프링 부재(160)를 더 구비하는 회전식 조인트 현가 장치(200)의 단순화된 측면도이다. 앞에서 설명된 구조의 부재들과 유사한 대응 부재를 가지는 구조의 부재들은 이러한 도면에서 유사한 도면부호를 가진다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 이러한 특정 실시예에서, 앞에서 설명한 바와 같이, 전방 및 후방 단부에서 피봇 가능하게 결합되는 판 스프링(130a)이 구비되는 것을 알 수 있다. 본 발명의 이러한 특정 실시예에서, 결합 부재(214)에 있는 피복 마운팅(213)에 대해 말단에 있는 단부에서 피봇 마운트(212)에 피봇 가능하게 결합되는 반부 판 스프링(210)이 구비된다. 결합 부재 자체는 굴대 샤프트(215)에 결합된다.
도 2는 또한, 클램핑 부재(222, 224)들 사이에 판 스프링(130a)이 견고하게 클램핑되는 피봇 링크 마운팅 장치(220)를 도시하고 있다. 클램핑 부재(224)는, 커플링(214)과 맞물리는 피봇 조인트(226)에 결합된다. 이러한 배치는, 피봇 조인트 장치 및 판 스프링 부재에 대한 시스템 내부 하중을 감소시키는 또 다른 이동을 가능하게 한다.
본 발명에 따라, 패스너(162)에 의해 반부 판 스프링(210)에 결합되는 J자형 스프링 부재(160)가 구비된다. J자형 스프링 부재는, 본 발명의 이러한 특정 실시예에서, 탄성 중합체로 형성되는 지렛목 부재(164)를 가진다. 지렛목 부재(164)는, 아래에서 설명되는 바와 같이, 차량 현가 장치의 전체 스프링 특성을 바람직하게 변화시키기도록 판 스프링(130a)과 연통한다.
도 3은, J자형 스프링 부재가 부착되는 반부 판 스프링의 단순화된 측면도이다. 앞에서 설명된 구조의 부재는 유사한 도면부호를 가진다. 이러한 도면에 도시된 바와 같이, J자형 스프링 부재(160)는 패스너(162)에 의해 반부 판 스프링(21)에 결합된다. J자형 스프링 부재는 그 상부에, 예를 들면 탄성 중합체로 형성되는 지렛목 부재(164)가 설치된다. J자형 스프링 부재(160)는 그 단부들 각각에, 종래이 방식으로 섀시(도시되지 않음)와 굴대(도시되지 않음)에 대한 J자형 스프링 부재의 피봇식 결합을 용이하게 하는 종결부(terminations)(168)를 가진다.
도 4는, 코일 스프링으로 구성되는 제1 스테이지를 가진 본 발명의 원리에 따라 구성되는 현가 시스템의 단순화된 측면도이다. 앞에서 설명된 구조의 부재는 유사한 도면부호를 가진다. 코일 스프링(455)은 제1 스테이지 판 스프링(457)과 조합되어 수직 하중 지지를 제공한다. 제2 스테이지의 하부 판(460)은 추가적 제어를 위해 사용된다. 본 발명의 이러한 특정 실시예에서, 굴대(411)의 중심은, 본 측면도에서 알 수 있듯이, 구부러진 화살표(462)와 일치하는 경로를 따라 주행한다. 본 발명에 따라, J자형 스프링 부재(160)는 패스너(이러한 도면에서 도면부호가 특정하게 부여되지 않음)에 의해 하부 판(460)에 결합된다. 앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서, J자형 스프링 부재는 제1 스테이지 판 스프링(457)에 결합되는데, 그러한 다른 실시예는 도시되지 않았다.
도 5는, 공기 스프링(455a) 형태의 공기 압력 반응 탄성 부재로 구성되는 제1 스테이지를 가진 본 발명의 원리에 따라 구성되는 현가 시스템의 단순화된 측면도이다. 앞에서 설명된 구조의 부재는 유사한 도면부호를 가진다. 공기 스프링(455a)은 제1 스테이지 판 스프링(457)과 조합되어 수직 하중 지지를 제공한다. 도 4와 관련하여 설명하였듯이, 제2 스테이지의 하부 판(460)은 추가적 제어를 위해 사용된다. 본 측면도에서 알 수 있듯이, 굴대(411)의 중심은, 구부러진 화살표(462)와 일치하는 경로를 따라 주행한다. 본 발명에 따라, J자형 스프링 부재(160)는 패스너(이러한 도면에서 도면부호가 특정하게 부여되지 않음)에 의해 하부 판(460)에 결합된다.
도 6의 (a) 및 (b)는, J자형 스프링 부재가 없을 때 판 스프링으로부터 발생하는 응력(도 6의 (a)), 및 J자형 스프링 부재가 사용될 때 달성되는 이로운 효과(도 6의 (b))를 나타내는 단순화된 개략도이다. 이 도면들은, 크라이슬러 중형 트럭(3500 시리즈)상에 설치되는 본 발명의 실시예에 인가되는 응력의 컴퓨터 모델을 도시하고 있다. 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, J자형 스프링 부재가 구비되지 않으며, 결과적인 주 판스프링의 와인드업으로 인해, 1700 MPa를 초과하는 응력이 발생된다. 이러한 와인드업 응력으로부터 발생하는 회전 이동은 18.43°의 크기이며, 그것은 약 34.5 Nm/도의 강성도 변수가 된다.
도 6의 (b)는, J자형 스프링 부재(실질적으로 L자형 스프링 부재로서 형성됨)가 사용될 때 판스프링에 인가되는 컴퓨터 모델 응력을 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 주 스프링은, 700 MPa 미만으로부터 약 660.85 MPa 범위의 응력을 받는다. 따라서, 응력은 J자형 스프링 부재의 실시에 의해 상당히 감소된다. 또한, 이러한 와인드업 응력으로부터 발생하는 회전 이동은 4.40°의 크기이며, 그것은 약 152 Nm/도의 강성도 변수가 된다. 이것은, 스프링밑질량의 심각한 증가 없이 4.41 배로 강성도가 증가하는 것과 동일하다.
본 발명은 특정 실시예 및 응용의 면에서 설명되었지만, 당업자는 이러한 교시에 비추어, 본 명세서에서 설명된 본 발명의 범위를 초과하지 않고 본 발명의 정신을 이탈함이 없이 추가적 실시예를 발생시킬 수 있다. 따라서, 본 공개에서의 도면 및 설명은 본 발명의 이해를 쉽게 하기 위해 제공되며, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 않된다.
100: 차량 현가 시스템
110: 섀시
112a, 112b: 섀시 레일
120: 차동 구동 장치
130a, 130b: 판 스프링
160: J자형 스프링 부재

Claims (20)

  1. 섀시 레일 및 상기 섀시 레일에 대해 실질적으로 직각으로 배치된 길이방향 굴대를 가진 형태의 차량을 위한 차량 현가 장치에 있어서,
    평면 길이방향 구조, 제1 피봇 커플링에서 상기 차량의 상기 섀시에 피봇 가능하게 결합되기 위한 제1 단부, 제2 피봇 커플링에서 상기 차량의 상기 섀시에 결합되기 위한 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 상기 제2 단부의 중간에 배치된 커플러부를 구비하고 있는 주 판스프링,
    평면 길이방향 구조, 피봇 커플링에서 상기 차량의 상기 섀시에 피봇 가능하게 결합되기 위한 제1 단부, 및 상기 길이방향 굴대에 결합되기 위한 제2 단부를 구비하고 있는 2차 판스프링, 및
    상기 주 판스프링과 상기 2차 판스프링 사이의 거리를 제어하기 위한 상기 주 판스프링과 상기 제2 판스프링 중 선택 가능한 판스프링에 결합되어 있는 처짐 제한 부재
    를 포함하는, 차량 현가 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    사전 결정된 탄성 특성, 주 커플링에서 상기 차량의 상기 섀시에 결합되기 위한 제1 부분, 및 상기 길이방향 굴대에 결합되기 위한 제2 부분을 구비하고 있는 주 스프링을 더 포함하며,
    상기 주 스프링과 상기 2차 판스프링의 상기 제2 단부는 각각, 상기 길이방향 굴대의 각각의 길이방향 영역에서 상기 길이방향 굴대의 각각의 부분과 연통하고 있는,
    차량 현가 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 주 스프링은 공기 보조 탄성 부재인, 차량 현가 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 주 스프링은 코일 스프링인, 차량 현가 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 처짐 제한 부재는 J자형 스프링 부재를 포함하는, 차량 현가 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 2차 판스프링의 상기 평면 길이방향 구조는 상기 차량의 상기 섀시에 대해 실질적으로 평행하게 배치되어 있는, 차량 현가 장치.
  7. 섀시 레일 및 상기 섀시 레일에 대해 실질적으로 직각으로 배치된 길이방향 굴대를 가진 형태의 차량을 위한 차량 현가 장치에 있어서,
    결정 가능 탄성 특성, 상기 차량의 상기 섀시에 결합되기 위한 제1 부분, 및 상기 길이방향 굴대에 결합되기 위한 제2 부분을 구비하고 있는 주 탄성 부재,
    평면 길이방향 구조, 2차 피봇 커플링에서 상기 차량의 상기 섀시에 피봇 가능하게 결합되기 위한 제1 단부, 및 상기 길이방향 굴대에 결합되기 위한 제2 단부를 구비하고 있는 2차 판스프링, 및
    판스프링 처짐의 양을 제한하기 위해 상기 2차 판스프링에 결합되어 있는 처짐 제한 부재
    를 포함하는, 차량 현가 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 2차 판스프링의 상기 제2 부분과 상기 길이방향 굴대의 중간에 배치되어 있는 피봇 결합 장치를 더 포함하는, 차량 현가 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    평면 길이방향 구조, 제1 피봇 커플링에서 상기 차량의 상기 섀시에 피봇 가능하게 결합되기 위한 제1 단부, 제2 피봇 커플링에서 상기 차량의 상기 섀시에 결합되기 위한 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 상기 제2 단부의 중간에 배치된 커플러부를 구비하고 있는 주 판스프링을 더 포함하며,
    상기 주 판스프링은 상기 처짐 제한 부재와 연통하도록 배치되어 있는,
    차량 현가 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 2차 판스프링은 상기 주 판스프링에 대해 실질적으로 평행하게 배치되어 있는, 차량 현가 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 주 탄성 부재는 코일 스프링인, 차량 현가 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 주 탄성 부재는 공기 압력 반응 탄성 부재인, 차량 현가 장치.
  13. 실질적으로 길이방향 구조를 가진 판스프링 부재, 및
    상기 판스프링 부재에 결합되어 있는 처짐 제한 부재
    를 포함하는, 차량용 현가 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    이중 판 현가장치를 구성하기 위한 추가적 판스프링 부재를 더 포함하며,
    상기 추가적 판스프링 부재는 상기 판스프링 부재에 대해 예정된 위치에 배치되어 있어, 상기 처짐 제한 부재는 상기 판스프링 부재와 상기 추가적 판스프링 부재의 중간에 위치 되어 있는,
    차량용 현가 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 처짐 제한 부재는 J자형 스프링 부재를 포함하는, 차량용 현가 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 J자형 스프링 부재에 부착된 탄성 접촉 부재를 더 포함하는, 차량용 현가 장치.
  17. 제1 판 부재와 제2 판 부재를 가진 이중 판 현가장치를 가진 차량의 승차 특성을 제어하기 위한 방법에 있어서,
    상기 제1 판 부재와 상기 제2 판 부재 사이의 거리를 제한하는 단계를 포함하는, 차량의 승차 특성을 제어하기 위한 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 판 부재와 상기 제2 판 부재 사이의 거리를 제한하는 상기 단계는, 상기 제1 판 부재와 상기 제2 판 부재 사이에 처짐 제한 부재를 삽입하는 단계를 포함하는, 차량의 승차 특성을 제어하기 위한 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 처짐 제한 부재는, 상기 제1 판 부재와 상기 제2 판 부재 중 하나의 판 부재에 결합된 J자형 스프링 부재인, 차량의 승차 특성을 제어하기 위한 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 제1 판 부재 및 상기 제2 판 부재와 조합하여 주 탄성 부재를 구비하는 단계를 더 포함하는, 차량의 승차 특성을 제어하기 위한 방법.
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