KR20110062642A - 자동차의 후륜 현가장치 - Google Patents

Abstract

트레일링 아암과 휠 캐리어 사이의 연결 부분이 토우 인을 방해하는 요소로 작용하지 않도록 하여 언더스티어 경향에 유리하도록 하기 위하여;

휠을 회전가능하게 지지하는 휠 캐리어와 트레일링 아암의 후단부를 연결하되, 레볼루트 조인트 구조로 연결한 자동차의 후륜 현가장치를 제공한다.

토우, 트레일링 아암, 언더스티어

Description

자동차의 후륜 현가장치{REAR SUSPENSION SYSTEM OF VEHICLE}

본 발명은 자동차의 후륜 현가장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선회에 의하여 휠에 횡력이 가해질 때 그 횡력의 크기에 따라 토우(TOE)량을 제어하여 언더 스티어를 효율적으로 유도함으로써, 조종 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 자동차의 후륜 현가장치에 관한 것이다.

차량에 있어서의 현가장치는 차체와 휠 사이에 존재하며, 이 2개의 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.

이러한 현가장치는 차량의 주행중에 발생되는 노면의 불규칙한 입력을 효과적으로 차단하여 탑승자에게 안락한 승차감을 제공하고, 운전자의 운전행위 및 노면의 굴곡에 의해 발생된 차체의 흔들림을 적절히 제어하여 운전 편의성을 제공하며, 불규칙한 노면의 주행시 타이어 접지면에서의 수직하중을 적절한 수준으로 유지하여 선회, 제동 구동시 차량의 조종성 및 안정성을 확보하여야 한다는 기본 조 건을 만족시켜야만 한다.

이러한 조건을 만족시키기 위해서는 현가장치의 지오메트리에 의한 휠의 자세가 매우 중요한 요소로 작용하게 되는데, 특히, 토우는 차량의 직진 안정성 및 선회 안전성에 많은 영향을 미치게 되며, 선회시의 조종 안정성 측면에서 볼 때 언더 스티어로 유도하는 것이 바람직하다.

이와같이 언더 스티어 제어를 위해서는 선회시 전륜 외측 휠은 토우 아웃, 후륜 외측 휠은 토우 인의 특성을 갖도록 설정한다.

이는 선회시 외측 휠에 하중의 비중이 커지므로 외측 휠의 특성이 예민해지기 때문인데, 이는 선회시 외측 휠에는 횡력이 들어오며, 범프하는 특성을 지니므로 이러한 상황 발생시 휠에 토우 인 특성을 갖도록 하는 것이 언더스티어에 유리하기 때문이다.

이러한 점을 고려하여 판형 트레일링 아암이 적용되는 일반적인 후륜 현가장치는 공지에서와 같이, 휠을 회전 가능하게 지지하는 휠 캐리어의 하측단은 전후 일정 간격을 두고 차폭방향으로 배치되는 전,후 로워 컨트롤 아암을 이용하여 차체의 서브 프레임에 연결함과 동시에 차체 길이방향으로 배치되는 판형 트레일링 아암을 이용하여 차체와 연결하고 있다.

그리고 상기 휠 캐리어의 상단부는 차폭 방향으로 배치되는 어퍼 컨트롤 아암을 이용하여 차체와 연결하며, 적정 위치에는 차고방향으로 코일 스프링과 쇽 업소오버를 일체 또는 분리하여 배치하고 있다.

이에 따라 상하 진동 및 충격에 대하여는 쇽 업소오버 및 코일 스프링에서 완충 감쇠시키고, 횡력 및 전,후력에 대하여는 컨트롤 아암의 각 연결부에 적용되는 부시에 의하여 흡수되면서 현가장치로서의 제 기능을 발휘하게 되는 것이다.

이러한 판형 트레일링 아암이 적용되는 후륜 현가장치에서 판형 트레일링 아암과 휠 캐리어를 연결함에 있어서, 종래에는 도 6에서와 같이, 휠 캐리어(100)의 전측부 상하부에 고정구(102)(104)를 돌출시켜 형성하고, 이의 고정구(102)(104)에 판형 트레일링 아암(104)의 후단부를 연결하되, 상하 모두 전,후 일정간격을 두고 고정볼트(106)(108),(110)(112)를 체결하는 하드 마운팅 구조로 연결하고 있다.

그러나 상기와 같은 구조로 판형 트레일링 아암과 휠 캐리어를 연결하는 경우에는 판형 트레일링 아암과 휠 캐리어의 접촉 면적이 크기 때문에 견고 연결이 이루어진다는 장점은 있으나, 그 연결부위가 넓은 면적을 차지함으로써, 휠에 횡력이 가해지고 범프 거동이 이루어지는 경우에는 트레일링 아암 자체가 변형되면서 휠이 토우 인 경향을 띠게 된다.

이에 따라 선회시 휠의 토우 인 특성을 갖도록 하기 위하여 트레일링 아암의 유연성을 이용하기 위하여 트레일링 아암의 횡방향 강성을 낮추는 방향으로 설계하게 되는 바, 강도 측면에서 불리하게 작용하게 되어 내구 특성을 저해하는 요소가 되는 문제점을 내포하고 있다.

그리고 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 트레일링 아암과 휠 캐리어 사이의 연결 부분에 부시등을 추가하는 설계가 이루어지도 하는데, 이의 경우 단품의 재료비를 증가시켜 원가 상승 요인이 된다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 트레일링 아암과 휠 캐리어 사이의 연결 부분이 토우 인을 방해하는 요소로 작용하지 않도록 하여 언더스티어 경향에 유리하도록 한 자동차의 후륜 현가장치를 제공함에 있다.

이러한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 판형 트레일링 아암이 적용되는 자동차의 후륜 현가장치에 있어서, 휠을 회전가능하게 지지하는 휠 캐리어와 트레일링 아암의 후단부를 연결하되, 레볼루트 조인트 구조로 연결함을 특징으로 하는 자동차의 후륜 현가장치를 제공한다.

상기에서 레볼루트 조인트 구조는 휠 캐리어의 전측부 상,하부에 소정의 길이로 돌출 형성된 고정구에 수직방향으로 각각 고정공을 형성하고 이의 고정구에 트레일링 아암의 후단부를 고정볼트로 체결하여 고정함을 특징으로 한다.

상기에서와 같이 본 발명은 트레일링 아암과 휠 캐리어를 연결함에 있어서, 수직형 조인트 방식 즉, 레볼루트 조인트(Revolute Joint) 방식을 채용함으로써, 선회에 따라 횡력이 입력되거나 범프시 연결부 자체의 회전에 의하여 토우 인 특성이 강화되어 언더스티어 경향을 띠게 되는 바, 조종 안정성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 현가장치의 일예를 보인 사시도로서, 설명의 편의상 오른쪽 현가장치만을 도시하고 있으며, 그 반대측의 현가장치는 대칭의 형태로 배치됨을 전제한다.

상기 현가장치는 휠(2)을 회전 가능하게 지지하는 휠 캐리어(4)의 하측단은 전후 일측간격을 두고 차폭방향으로 배치되는 전,후 로워 컨트롤 아암(6)(8)을 이 용하여 미도시한 차체의 서브 프레임에 연결함과 동시에 차체 길이방향으로 배치되는 트레일링 아암(10)을 이용하여 차체와 연결하고 있다.

그리고 상기 휠 캐리어(4)의 상단부는 차폭 방향으로 배치되는 어퍼 컨트롤 아암(12)을 이용하여 차체와 연결하며, 적정 위치에는 차고 방향으로 코일 스프링(14)과 쇽 업소오버(16)를 일체 또는 분리하여 배치하는데, 본 발명에서는 상기 코일 스프링(14)이 후측 로워 컨트롤 아암(8)상에 배치되는 것으로 도시하고 있다.

이에 따라 상하 진동 및 충격에 대하여는 쇽 업소오버(16) 및 코일 스프링(14)에서 완충 감쇠시키고, 횡력 및 전,후력에 대하여는 컨트롤 아암(6)(8)(12)의 각 연결부에 적용되는 부시에 의하여 흡수되면서 현가장치로서의 제 기능을 발휘하게 되는 것이다.

이러한 후륜 현가장치에 있어서, 본 발명은 선회등에 의하여 횡력이 입력되는 경우에는 지오메트리에 의하여 토우 인으로 유도되어 조종 안정성을 향상시킬 수 있도록 상기 트레일링 아암(10)과 휠 캐리어(4)를 연결한 것에 그 특징이 있다.

도 2는 본 발명에 의하여 트레일링 아암(10과 휠 캐리어(4)가 연결된 상태를 도시한 요부 확대 사시도로서, 휠 캐리어(4)의 전측부 상,하부에 소정의 길이로 돌출 형성된 고정구(20)(22)에 수직방향으로 각각 고정공(24)(26)을 형성하고 이에 트레일링 아암(10)의 후단부를 조립한 후 고정볼트(28)(30)를 체결하는 방법으로 연결하였다.

즉, 본 발명은 트레일링 아암(10)과 휠 캐리어(4)를 연결함에 있어서, 수직형 조인트 방식 즉, 레볼루트 조인트(Revolute Joint) 방식을 채용함으로써, 횡력 이 입력되거나 범프시 종래에 비하여 휠(2)이 토우 인 특성이 유리하게 이루어지게 되는 것이다.

이는 트레일링 아암(10)의 변형없이 연결부 자체의 회전에 의하여 도 4와 같이 토우 인 특성을 얻을 수 있기 때문이다.

그리고 본 발명과 종래 기술을 비교하여 해석을 해 본 결과, 지오메트리는 동일하지만 그 연결 방식 즉 조인트 구조의 타이로 인하여 선회 안정성 측면의 특성이 확연히 다르게 나타나는데, 도 5에서와 같이 선회시 후륜 외측 휠의 토우 인 특성이 강화되어 언더스티어 경향이 증대됨을 알 수 있다.

상기 본 발명의 설명에서 후륜 현가장치의 경우 선회시 토우 인 특성이 강화되어야 선회 안정성과 조종 안정성이 향상된다고 설명하고 있는 것은 선회시 후륜 외측 휠을 한정하여 설명한 것이다.

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.

도 1은 본 발명에 의한 현가장치의 사시도.

도 2는 도 1의 A 부분 확대 사시도.

도 3은 도 2의 B - B 선 단면도.

도 4는 횡력 입력시 휠의 토우 제어를 나타낸 도면.

도 5는 본 발명의 실험 결과를 나타낸 도면.

도 6은 종래 기술을 설명하기 위한 도면이다.

Claims (2)

1. 판형 트레일링 아암이 적용되는 자동차의 후륜 현가장치에 있어서,

   휠을 회전가능하게 지지하는 휠 캐리어와 트레일링 아암의 후단부를 연결하되, 레볼루트 조인트 구조로 연결함을 특징으로 하는 자동차의 후륜 현가장치.
2. 제1항에 있어서, 레볼루트 조인트 구조는 휠 캐리어의 전측부 상,하부에 소정의 길이로 돌출 형성된 고정구에 수직방향으로 각각 고정공을 형성하고 이의 고정구에 트레일링 아암의 후단부를 고정볼트로 체결하여 고정함을 특징으로 하는 자동차의 후륜 현가장치.

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