KR20110058461A - Control arm of multilink suspension system for vehicle - Google Patents

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김성일
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Abstract

PURPOSE: A control arm of a multi link suspension device of a vehicle is provided to remove hysteresis caused by the rotational deformation of a rubber bush in the conventional suspension device. CONSTITUTION: A control arm of a multi link suspension device of a vehicle comprises an axial load absorbing part and a piston(40). The axial load absorbing part is installed between a wheel side main body and a vehicle body side main body, forming a large-diameter cylinder(38) on the wheel side main body. The piston is formed on an end of the vehicle body side main body and installed to form right and left sealed spaces inside the cylinder.

Description

자동차의 멀티링크 현가장치의 컨트롤 아암{CONTROL ARM OF MULTILINK SUSPENSION SYSTEM FOR VEHICLE}CONTROL ARM OF MULTILINK SUSPENSION SYSTEM FOR VEHICLE}

본 발명은 멀티 링크를 보유하는 현가장치에서 링크(컨트롤 아암)의 차체측 연결부에 개재되는 고무부시의 회전 변형에 의한 히스테리시스를 획기적으로 개선하여 차량의 주행시 차량 거동의 선형 응답성을 향상시킴으로써 조종 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 멀티링크 현가장치의 컨트롤 아암에 관한 것이다.The present invention dramatically improves the hysteresis due to the rotational deformation of the rubber bushing interposed on the body side connection portion of the link (control arm) in the suspension having the multi-link, thereby improving the linear response of the vehicle behavior during driving. It relates to a control arm of a multilink suspension which can be improved.

차량에 있어서의 현가장치는 차체와 휠 사이에 존재하며, 이 두 강체를 하나 혹은 다수의 링크를 이용하여 연결하여 주는 장치로서, 상하방향으로는 스프링과 유압 쇽 업소오버등에 의해 지지되고, 기타방향으로는 높은 강성과 유연성을 적절히 조화시킴으로써, 차체와 휠 사이의 상대운동을 기계적으로 적절히 조화시키는 기능을 수행하게 된다.Suspension in a vehicle exists between a vehicle body and a wheel, and is a device that connects these two rigid bodies by using one or more links. It is supported by springs and hydraulic shock absorbers in the vertical direction, and in other directions. By properly matching the high rigidity and flexibility, it performs a function to mechanically match the relative movement between the vehicle body and the wheel.

이러한 현가장치는 여러 종류로 개발되어 자동차에 적용되고 있는데, 최근에는 고성능차의 성능을 극대화하기 위하여 멀티 링크가 적용되는 현가장치가 늘어나고 있는 실정이다.Such suspension devices have been developed in various types and applied to automobiles. Recently, in order to maximize the performance of high-performance cars, suspension systems to which multi-links are applied are increasing.

상기와 같은 멀티 링크 현가장치는 성능 튜닝 인자가 증가하여 성능 향상에 는 유리하지만 링크와 차체의 연결점 개수가 증가됨에 따라 조종 안정성을 저하시키는 고무 부시의 숫자가 비례적으로 증대하게 된다.The multi-link suspension as described above is advantageous in improving the performance by increasing the performance tuning factor, but the number of rubber bushes that decrease the steering stability increases proportionally as the number of links between the link and the vehicle body increases.

그리고 상기 고무 부시는 스프링과 같은 탄성 변형뿐 만 아니라 댐퍼와 같은 점성력을 발생시키며, 이들 점성력에 의하여 현가장치 히스테리가 발생되기 때문에 휠의 상하 거동시 휠 하중이 다르게 되어 현가장치 거동의 정밀성이 떨어지면서 조종 안정성에 큰 영향을 미치게 된다.In addition, the rubber bush generates not only elastic deformation such as spring but also viscous force such as damper, and since the suspension hysteresis is generated by these viscous forces, the wheel load is different when the wheel is moved up and down, and thus the precision of the suspension behavior is reduced. This will greatly affect the stability of the steering.

이러한 점을 고려하여 종래 현가장치에 적용되는 컨트롤 아암의 일예를 살펴보면, 도 5에서와 같이, 일정 두께와 길이를 갖는 강체인 링크 본체(100)를 두고, 휠측 연결부에는 볼 죠인트(102)가 장착되어 휠을 지지하는 휠 캐리어와 연결되며, 그 반대측 차체측단에는 아이(104)가 형성되어 그 사이에 고무부시(106)를 두고 차체와 연결되는 구성을 갖는다.Considering this point, one example of the control arm applied to the conventional suspension device, as shown in Fig. 5, has a rigid body link body 100 having a certain thickness and length, and the ball joint 102 is mounted on the wheel side connection portion It is connected to the wheel carrier for supporting the wheel, and the opposite side of the vehicle body side is formed with the eye 104 is connected to the vehicle body with a rubber bushing 106 therebetween.

그러나 상기와 같은 컨트롤 아암에 있어서는 차체를 기준으로 휠측단이 상하 거동이 계속 반복적으로 이루어지게 되는데, 이때 고무부시의 반복적인 변형에 의하여 히스테리시스가 발생하게 되며, 이러한 히스테리시스 발생은 컨트롤 아암의 증가시 비례적으로 고무부시가 증가하면서 고무부시 숫자가 늘어난 만큼 점성 에너지가 증가하여 히스테리시스 크기가 증가하여 조종 안정성에 악영향을 미치게 된다.However, in the control arm as described above, the wheel-side end is continuously made up and down repeatedly based on the vehicle body, and hysteresis occurs by repeated deformation of the rubber bush, and this hysteresis is proportional to the increase of the control arm. As the rubber bush increases, the number of rubber bushes increases, so that the viscous energy increases and the hysteresis size increases, which adversely affects the steering stability.

이에 따라 멀티링크 차량에 있어서는 히스테리시스를 줄이기 위한 고무부시 (중철부시)가 개발되어 적용되고 있지만 근본적인 해결책은 되지 못하고 있다.Accordingly, in the multi-link vehicle, a rubber bush (saddle saddle bushing) for reducing hysteresis has been developed and applied, but it is not a fundamental solution.

따라서 본 발명자은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명은 멀티 링크를 보유하는 현가장치에서 링크(컨트롤 아암)의 차체측 연결부에 개재되는 고무부시의 회전 변형에 의한 히스테리시스를 획기적으로 개선하여 차량의 주행시 차량 거동의 선형 응답성을 향상시킴으로써 조종 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 멀티링크 현가장치의 컨트롤 아암을 제공함에 목적이 있다.Therefore, the present inventors have been invented to solve the above problems, and the present invention significantly improves the hysteresis by the rotational deformation of the rubber bush interposed on the vehicle body side connection portion of the link (control arm) in the suspension device having the multi-link. Therefore, it is an object of the present invention to provide a control arm of a multi-link suspension which can improve the steering stability by improving the linear response of the vehicle behavior when driving the vehicle.

이러한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 청구항 1에서와 같이, 다수의 멀티 링크가 적용되는 멀티링크 현가장치에 있어서, 상기 멀리 링크를 형성하는 컨트롤 아암을 형성하되, 아암 본체를 휠측 본체와 차체측 본체로 분리하여 그 사이에 축방향 하중 흡수부를 두고 상호 연결됨과 동시에 휠측 연결부 및 차체측 연결부 모두 볼 죠인트를 개재시켜 휠 캐리어와 차체에 연결되는 멀티 링크 현가장치의 컨트롤 아암을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, as in claim 1, in the multi-link suspension to which a plurality of multi-link is applied, to form a control arm for forming the far link, the arm main body and the wheel body main body side The control arm of the multi-link suspension, which is separated into the main body and is interconnected with an axial load absorber therebetween, is connected to the wheel carrier and the vehicle body by interposing a ball joint with both the wheel side connection and the body side connection.

상기에서 축방향 하중 흡수부는 청구항 2에서와 같이, 휠측 본체에 대직경의 원통형 실린더를 형성하고, 차체측 본체의 단부에 상기 실린더내에서 슬라이드 가능한 피스톤을 형성하여 결합시 상기 실린더 내부가 피스톤을 기준으로 좌,우 밀폐 공간부가 형성되도록 하고, 이의 좌,우 밀폐 공간부에 좌, 우 탄성체를 충전하여 이루어짐을 특징으로 한다.In the axial load absorbing portion as described in claim 2, as shown in claim 2 to form a cylindrical cylinder of a large diameter on the wheel body, and to form a slidable piston in the cylinder at the end of the vehicle body side body when the inside of the cylinder relative to the piston The left and right sealed spaces are formed, and the left and right sealed spaces are filled in the left and right elastic bodies.

상기에서 좌,우 탄성체는 청구항 3에서와 같이 고무임을 특징으로 하며, 상기 피스톤의 외주연에는 청구항 4에서와 같이 좌,우 일정 길이를 갖는 원통형 부재 가 형성됨을 특징으로 한다.In the above, the left and right elastic body is characterized in that the rubber as in claim 3, the outer periphery of the piston is characterized in that the cylindrical member having a predetermined length, left and right as in claim 4.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명은, 축방향 하중을 컨트롤 아암의 중간부에 형성되어 있는 축방향 하중 흡수부에서 흡수하게 되는 바, 차량의 컴플라이언스 특성을 확보하고, 차체측 연결부에 적용되어 히스테리시스를 발생하던 기존의 고무 부시가 볼 죠인트로 대체되면서 히스테리시스는 사라지게 되는 것이다.According to the above configuration, the present invention absorbs the axial load in the axial load absorbing portion formed in the middle portion of the control arm, thereby ensuring the compliance characteristics of the vehicle and applying the hysteresis to the vehicle side connection portion. Hysteresis disappears when the existing rubber bush is replaced by a ball joint.

따라서 스트러트형 멀티링크 현가장치와 같은 고성능 멀티 링크 차량에 적용시 고무부시의 회전변형에 의한 히스테리시스를 획기적으로 개선하여 주행시 차량 거동의 선형 응답성이 향상되어 조종 안정성을 크게 개선할 수 있게 되는 것이다.Therefore, when applied to a high-performance multi-link vehicle such as a strut-type multi-link suspension device, the hysteresis due to the rotational deformation of the rubber bush is greatly improved, thereby improving the linear response of the vehicle behavior during driving, thereby greatly improving the steering stability.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention that can specifically realize the above object will be described in detail.

도 1은 본 발명이 적용되는 스트러트형 멀티링크 현가장치의 일예를 나타낸 도면으로서, 부호 2는 휠을 지칭하며, 상기 휠(2)은 휠 캐리어(4)에 회전 가능하게 지지된다.1 is a view showing an example of a strut-type multilink suspension to which the present invention is applied, and reference numeral 2 denotes a wheel, and the wheel 2 is rotatably supported by the wheel carrier 4.

상기 휠(2)을 회전 가능하게 지지하는 휠 캐리어(4)는 내측 하단 부분이 로워 컨트롤 아암(6)을 개재시켜 차체와 연결되는데, 상기 로워 컨트롤 아암(6)은 전,후측 컨트롤 아암(8)(10)으로 이루어진다.The wheel carrier 4 rotatably supporting the wheel 2 has an inner lower portion connected to the vehicle body via a lower control arm 6, and the lower control arm 6 is connected to the front and rear control arms 8. It consists of (10).

상기에서 전측 컨트롤 아암(8)은 텐션 아암(Tension Arm), 후측 컨트롤 아암(10)은 레터럴 아암(Lateral Arm)의 역할을 수행하게 된다.In the above, the front control arm 8 serves as a tension arm, and the rear control arm 10 serves as a lateral arm.

그리고 상기 전측 컨트롤 아암(8)의 휠 연결부(8a)는 휠 캐리어(4)와 볼 죠인트로 연결되고, 차체측 연결부(8b)는 수직형 고부부시를 개재시켜 연결된다.The wheel connection portion 8a of the front control arm 8 is connected to the wheel carrier 4 by a ball joint, and the vehicle body side connection portion 8b is connected via a vertical high bushing.

또한, 상기 후측 컨트롤 아암(10)의 휠측 연결부(10a)는 휠 캐리어(4)와 볼 죠인트로 연결되고, 차체측 연결부(10b) 또한 볼 죠인트를 개재시켜 연결된다.In addition, the wheel side connection portion 10a of the rear control arm 10 is connected to the wheel carrier 4 by a ball joint, and the vehicle body side connection portion 10b is also connected via a ball joint.

그리고 상기 휠 캐리어(4)의 내측 상단 부분은 코일 스프링(12)과 쇽 업소오버(14)가 일체로 형성되어 일정각을 유지하면서 세워지는 형태로 배치되는 스트러트 어셈블리(16)에 의하여 차체에 현가 지지된다.In addition, the inner upper portion of the wheel carrier 4 is suspended on the vehicle body by the strut assembly 16 disposed in a form in which the coil spring 12 and the shock absorber 14 are integrally formed and maintained at an angle. Supported.

이에 따라 노면으로부터 입력되는 각종 진동 및 충격이 상기 스트러트 어셈블리(16)에 의해 감쇠되어 최소의 상태에서 차체에 전달되는 것이다.Accordingly, various vibrations and shocks input from the road surface are attenuated by the strut assembly 16 and transmitted to the vehicle body in a minimum state.

그리고 상기와 같은 스트러트 어셈블리(16)의 상단부는 차체와의 사이에 마운트(18)를 개재시켜 현가 지지되는데, 상기 마운트(18)의 내부 구조는 공지된 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.In addition, the upper end of the strut assembly 16 as described above is supported by suspension between the vehicle body through the mount 18. Since the internal structure of the mount 18 is well known, a detailed description thereof will be omitted.

도 1의 미설명 부호 20은 스테빌라이저 바이며, 22는 조향 로드를 지칭한다. Reference numeral 20 in FIG. 1 denotes a stabilizer bar, and 22 denotes a steering rod.

이러한 스트러트형 멀티링크 현가장치에서 레터럴 아암으로 작동하는 후측 컨트롤 아암(10)을 도2 내지 도 4와 같이 구성하였다.In the strut-type multilink suspension, a rear control arm 10 acting as a lateral arm is constructed as shown in Figs.

즉, 후측 컨트롤 아암(10)을 형성함에 있어서, 아암 본체(30)를 휠측 본체(32)와 차체측 본체(34)로 분리하고 중간부에 축방향 하중 흡수부(36)를 두고 상호 연결하여 일체형으로 형성하였다.That is, in forming the rear control arm 10, the arm main body 30 is separated into the wheel side main body 32 and the vehicle body side main body 34, and the axial load absorbing portion 36 is connected to the middle part and connected to each other. It was formed integrally.

상기 축방향 하중 흡수부(36)를 형성함에 있어서는 휠측 본체(32)에 대직경 의 원통형 실린더(38)를 형성하고, 차체측 본체(34)의 단부에는 상기 실린더(38)내에서 슬라이드 이동할 수 있는 피스톤(40)을 형성하여 상기 실린더(38)내에 피스톤(40)이 삽입된 상태에서 밀폐되도록 하였다.In forming the axial load absorbing portion 36, a cylindrical cylinder 38 having a large diameter is formed on the wheel-side body 32, and an end portion of the vehicle body-side body 34 can slide in the cylinder 38. The piston 40 is formed to be closed in the state in which the piston 40 is inserted into the cylinder 38.

이에 따라 실린더(30) 내부에는 피스톤(40)을 기준으로 좌,우 밀폐 공간부(42)(44)가 형성되고, 이의 좌,우 밀폐 공간부(42)(44)에는 고무와 같은 재질의 좌, 우 탄성체(46)(48)를 충전하였다.Accordingly, the left and right sealed spaces 42 and 44 are formed in the cylinder 30 based on the piston 40, and the left and right sealed spaces 42 and 44 thereof are made of rubber-like material. The left and right elastic bodies 46 and 48 were filled.

상기에서 피스톤(40)은 단순히 일정 두께를 갖는 원판형 부재로 형성할 수 있으나, 외주측에 실린더(38)와 일정의 폭으로 면접촉을 이룰 수 있는 원통형 부재(50)를 장착하여 컨트롤 아암(10)의 구부러짐이 발생되지 않도록 하는 것이 바람직하다.In the above, the piston 40 may be simply formed as a disc-shaped member having a predetermined thickness, but is mounted on the outer circumferential side with a cylindrical member 50 capable of making surface contact with the cylinder 38 at a predetermined width. It is preferable to prevent the bending of 10) from occurring.

그리고 상기에서 탄성체(46)는 반드시 고무 재질이어야 한다는 제한은 없으며, 일정 탄성을 갖는 고형물이라면 아무런 제한이 없다.In addition, the elastic body 46 is not necessarily limited to a rubber material, and there is no limitation as long as the solid material has a certain elasticity.

상기와 같이 구성되는 컨트롤 아암(10)을 적용하는 경우에 있어서는 노면으로부터의 상하 충격이나 횡력이 입력되어 휠측단이 차체측단을 기준으로 상하 회동하면서 축방향 하중이 입력되는 경우, 축방향 하중은 축방향 하중 흡수부(36)에서 흡수 감쇠되고, 볼 죠인트로 이루어지는 휠측 연결부(10a)와 차체측 연결부(10b)에 서는 회전 운동만을 담당하게 되는 것이다.In the case of applying the control arm 10 configured as described above, when the up-down impact or the lateral force from the road surface is input and the axial load is input while the wheel end rotates up and down with respect to the vehicle body side end, the axial load is axial. Absorbed and attenuated by the directional load absorbing portion 36, the wheel side connecting portion 10a and the vehicle body connecting portion 10b made of the ball joint are responsible only for the rotational movement.

즉, 컨트롤 아암(10)에 신장되는 축방향 하중이 작용하면, 휠측 본체(32)와 차체측 본체(34)는 차체측 본체(34)가 고정체인 차체에 연결되어 있기 때문에 인장력을 받게 된다. 그러면 좌측 밀폐 공간부(42)의 탄성체(46)는 압축 하중을 받고, 휠측 공간부(44)의 탄성체(48)는 인장 하중을 받으면서 그 자체 탄성력으로 축방향 하중을 흡수 감쇠시키게 된다.That is, when the axial load extended to the control arm 10 acts, the wheel side main body 32 and the vehicle body side main body 34 are subjected to a tensile force because the vehicle body side main body 34 is connected to a vehicle body that is a stationary body. Then, the elastic body 46 of the left hermetic space 42 receives a compressive load, and the elastic body 48 of the wheel side space 44 receives the tensile load and absorbs and damps the axial load with its own elastic force.

그리고 상기와는 반대로 컨트롤 아암(10)에 압축되는 축방향 하중이 작용하면, 휠측 본체(32)와 차체측 본체(34)는 압축력을 받게 된다. 그러면 좌측 밀폐 공간부(42)의 탄성체(46)는 차체측 본체(34)가 고정체인 차체에 연결되어 있기 때문에 인장 하중을 받고, 휠측 공간부(44)의 탄성체(48)는 압축 하중을 받으면서 그 자체 탄성력으로 축방향 하중을 흡수 감쇠시키게 된다.In contrast to the above, when the axial load compressed on the control arm 10 acts, the wheel side body 32 and the vehicle body side main body 34 receive a compressive force. Then, the elastic body 46 of the left closed space 42 receives a tensile load because the body side main body 34 is connected to a vehicle body that is a stationary body, and the elastic body 48 of the wheel side space 44 receives a compressive load. The elastic force itself absorbs and damps the axial load.

상기와 같이 축방향 하중을 흡수부(36)에서 흡수하게 되는 바, 차량의 컴플라이언스 특성을 확보하고, 차체측 연결부에 적용되어 히스테리시스를 발생하던 기존의 고무 부시가 볼 죠인트로 대체되면서 히스테리시스는 사라지게 되는 것이다.As described above, the axial load is absorbed by the absorbing part 36. As a result, the compliance characteristics of the vehicle are secured, and the hysteresis disappears as the existing rubber bush, which is applied to the vehicle side connection part and generates hysteresis, is replaced with a ball joint. will be.

따라서 스트러트형 멀티링크 현가장치와 같은 고성능 멀티 링크 차량에 적용시 고무부시의 회전변형에 의한 히스테리시스를 획기적으로 개선하여 주행시 차량 거동의 선형 응답성이 향상되어 조종 안정성을 크게 개선할 수 있게 되는 것이다.Therefore, when applied to a high-performance multi-link vehicle such as a strut-type multi-link suspension device, the hysteresis due to the rotational deformation of the rubber bush is greatly improved, thereby improving the linear response of the vehicle behavior during driving, thereby greatly improving the steering stability.

상기에서 본 발명의 현가장치에 대한 바람직한 실시 예를 개시하고 있으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 발명하여 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.Although the preferred embodiment of the suspension device of the present invention has been disclosed above, the present invention is not limited to the above embodiment, and the present invention can be easily invented by those skilled in the art to which the present invention pertains. It includes all changes to the extent considered equivalent.

도 1은 본 발명이 적용되는 스트러트형 멀티 링크 현가장치의 사시도.1 is a perspective view of a strut type multi-link suspension device to which the present invention is applied.

도 2는 본 발명에 의한 컨트롤 아암의 요부 분해 사시도.Figure 2 is an exploded perspective view of the main portion of the control arm according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 컨트롤 아암의 사시도.3 is a perspective view of a control arm according to the present invention;

도 4는 본 발명의 컨트롤 아암에 적용되는 축방향 하중 흡수부의 단면도.4 is a cross-sectional view of an axial load absorber applied to the control arm of the present invention.

도 5는 종래 컨트롤 아암의 구성 및 작동도.5 is a configuration and operation diagram of a conventional control arm.

Claims (4)

다수의 멀티 링크가 적용되는 멀티링크 현가장치에 있어서, In the multi-link suspension to which a plurality of multi-link is applied, 상기 멀리 링크를 형성하는 컨트롤 아암을 형성하되, 아암 본체를 휠측 본체와 차체측 본체로 분리하여 그 사이에 축방향 하중 흡수부를 두고 상호 연결됨과 동시에 휠측 연결부 및 차체측 연결부 모두 볼 죠인트를 개재시켜 휠 캐리어와 차체에 연결됨을 특징으로 하는 멀티 링크 현가장치의 컨트롤 아암.A control arm is formed to form the far link, wherein the arm body is separated into a wheel side body and a body side body, and is connected to each other with an axial load absorbing part therebetween, and both the wheel side connection and the body side connection part interpose a ball joint. The control arm of the multi-link suspension, which is connected to the carrier and the bodywork. 제1항에 있어서, 축방향 하중 흡수부는 휠측 본체에 대직경의 원통형 실린더를 형성하고, 차체측 본체의 단부에 상기 실린더내에서 슬라이드 가능한 피스톤을 형성하여 결합시 상기 실린더 내부가 피스톤을 기준으로 좌,우 밀폐 공간부가 형성되도록 하고, 이의 좌,우 밀폐 공간부에 좌, 우 탄성체를 충전하여 이루어짐을 특징으로 하는 멀티링크 현가장치의 컨트롤 아암.2. The axial load absorbing portion of claim 1, wherein the axial load absorbing portion forms a large-diameter cylindrical cylinder on the wheel-side body, and forms a slidable piston at the end of the body-side body on the left side of the cylinder when engaged. The control arm of the multi-link suspension characterized in that the right sealed space is formed, and the left and right sealed spaces are filled in the left and right elastic bodies. 제2항에 있어서, 좌,우 탄성체는 고무임을 특징으로 하는 멀티링크 현가장치의 컨트롤 아암.The control arm of claim 2, wherein the left and right elastic bodies are rubber. 제2항에 있어서, 피스톤의 외주연에는 좌,우 일정 길이를 갖는 원통형 부재가 형성됨을 특징으로 하는 멀티링크 현가장치의 컨트롤 아암. The control arm of claim 2, wherein a cylindrical member having a predetermined length is formed at an outer circumference of the piston.
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