KR20120054255A - 멀티링크 서스펜션의 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 텐션암이 서브프레임과 허브를 연결하고 차량의 선회에 따라 부시가 탄성압축되어 회동하는 멀티링크 서스펜션의 구조에 있어서, 상기 서브프레임에 장착되며 회전축에 기어가 장착된 모터; 및 상기 모터에 장착된 기어에 치합하는 기어가 형성되고, 텐션암의 축방향을 따라 활주 가능하도록 장착되는 스토퍼;를 포함하고, 상기 스토퍼는 모터의 작동에 따라 상기 부시에 작용하는 축하중을 지지하도록 텐션암에 밀착되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성의 본 발명은, 차량의 선회시 작용하는 텐션암의 하중을 지지함으로서 부시의 파손을 방지할 수 있으며 선회 안정성을 향상시킬 수 있다.

Description

멀티링크 서스펜션의 구조{Structure of multi-link suspension}

본 발명은 차량의 전륜에 장착되는 멀티링크 서스펜션에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 텐션바에 작용하는 횡력을 더 효율적으로 지지하도록 횡강성이 보강된 멀티링크 서스펜션의 구조에 관한 것이다.

멀티링크 서스펜션은 독립된 여러 개의 암들이 휠과 결합된 허브를 서브프레임에 연결하는 구조를 갖는다. 즉, 멀티링크 서스펜션은 모든 암들이 물리적으로 분리된 구조이며, 배치 및 설계가 자유로운 장점이 있어 승용 차량에 널리 사용되고 있다.

이중, 도 1 에 도시된 바와 같은 "L 암 타입" 과 "역 L 암 타입" 은 전륜 서스펜션에 주로 사용되는 구조로서 선형 조타감이 뛰어난 장점이 있다.

"L 암 타입" 과 "역 L 암 타입" 모두 레터럴암과 텐션암이 분리되어 서브프레임과 허브를 연결하는 구조로서, (스티어링 기어박스와 연결된) 타이로드의 이동에 따라 레터럴암과 텐션암이 회동하며 허브를 지지한다.

그리고, 회동 가능하며 노면의 충격전달을 완화시키도록 레터럴암과 텐션암의 끝단에는 각각 부시핀이 결합된 고무재 부시(또는 경우에 따라 볼조인트 등)가 장착된다.

상기 텐션암은 휠의 드라이브샤프트(미도시)과 거의 평행하게 배치되는 레터럴암과는 달리 서브프레임에 연결되는 끝단이 레터럴암 보다 전방측(역 L 암 타입) 또는 후방측(L 암 타입)에 장착된다.

한편, 도 1 에 도시된 바와 같이 차량이 선회하여 결합된 측의 휠이 외륜(外輪)이 되는 경우, "역 L 암 타입" 은 레터럴암 및 텐션암 모두 횡력이 작용하는 방향이 (각각의) 축방향(암의 길이방향)과 어긋나게 되므로 직접적으로 하중이 전달되지 않는 구조였으나, "L 암 타입" 은 텐션암의 축방향으로 횡력에 의한 충방향 하중이 직접적으로 전달되는 구조였다.

그리고, 도시된 바와 같이 상기 텐션암은 부시가 서브프레임의 마운팅브라켓에서 세로로 세워진 상태(부시핀이 지면과 평행하게 배치된 상태)로 장착되어 텐션암의 회동시 부시가 탄성압축되도록 장착되는 구조이므로, (텐션암의) 축방향으로 작용하는 하중은 부시의 내구 수명을 저하시키며, 파손된 부시는 차량의 선회시 안정성을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해소하고자 발명된 것으로서, 특히 전륜이 "L 암 타입" 의 멀티링크 서스펜션으로 적용된 차량에 있어 서스펜션의 내구 수명을 향상시키고 차량선회 안정성을 향상시킬 수 있는 멀티링크 서스펜션의 구조를 제공하는 것에 주목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 텐션암이 서브프레임과 허브를 연결하고 차량의 선회에 따라 부시가 탄성압축되어 회동하는 멀티링크 서스펜션의 구조에 있어서, 상기 서브프레임에 장착되며 회전축에 기어가 장착된 모터; 및 상기 모터에 장착된 기어에 치합하는 기어가 형성되고, 텐션암의 축방향을 따라 활주 가능하도록 장착되는 스토퍼;를 포함하고, 상기 스토퍼는 모터의 작동에 따라 상기 부시에 작용하는 축하중을 지지하도록 텐션암에 밀착되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 모터의 회전운동을 스토퍼의 직선운동으로 전환하기 위하여, 웜와 웜기어의 구성도 가능하나, 신속한 스토퍼의 활주가 가능하도록 상기 모터의 회전축에는 피니언기어가 장착되고, 스토퍼는 랙기어가 형성되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 스토퍼는 텐션암을 향하는 측면에서 상측으로 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부에는 탄성재질의 탄성부재가 장착된다.

상기 돌출부의 양측으로는 홀(hole)이 형성되되, 상기 홀에는 스토퍼의 활주를 가이드 하는 가이드레일 한 쌍이 평행하게 배치된다. 또한, 상기 텐션암의 끝단에는 반구(半球)형의 하드스토퍼가 돌출되고, 상기 탄성부재와 하드스토퍼 사이에는 컨텍가이드가 가이드레일에 장착되되, 상기 컨텍가이드는 하드스토퍼와 마주하는 면이 오목하게 형성된다.

상기와 같은 구성의 본 발명은, 차량의 선회시 작용하는 텐션암의 하중을 지지함으로서 부시의 파손을 방지할 수 있으며 선회 안정성을 향상시킬 수 있다.

아울러, 탄성부재가 장착되어 스토퍼와 텐션암의 접촉시 충격을 방지할 수 있으며, 가이드레일이 부설되어 스토퍼의 이탈을 방지할 수 있다. 그리고, 반구형태의 하드스토퍼는 오목면이 형성된 컨텍가이드에 밀착되므로 텐션암의 상하 요동시 발생될 수 있는 간섭현상을 방지할 수 있다.

도 1 은 종래의 "L 암 타입" 및 "역 L 암 타입" 의 멀티링크 서스펜션을 도시한 평면도 및 "L 암 타입" 의 텐션바에 장착된 부시를 도시한 부분확대도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티링크 서스펜션의 평면도 및 부분확대도,
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 모터 및 스토퍼가 장착된 모습을 도시한 이미지,
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 모터 및 스토퍼가 장착된 모습을 도시한 측면도.

본 발명에 따른 멀티링크 서스펜션은 "역 L 암 타입"에도 적용이 가능하나, 구조적으로 텐션암의 축방향에 휠의 횡력이 더 크게 작용하는 "L 암 타입" 에 더 큰 효과를 얻을 수 있으므로 "L 암 타입"을 기준으로 설명한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명한다.

도 2 를 참조하면, 전술한 바와 같이, "L 암 타입" 의 멀티링크 서스펜션은 ("#" 자형) 서브프레임(100)이 텐션암(110)과 레터럴암(120)을 통해 (차량의 휠과 결합된) 허브(140)로 연결된다. 상기 레터럴암(120)은 스티어링장치의 작동에 따라 좌우로 이동하여 허브(140)를 회전시키는 타이로드(130)와 거의 평행하게 배치되되, 텐션암(110)은 절곡된 형상을 가지며, 소정의 경사를 이루도록 비스듬한 상태로 서브프레임(100)과 허브(140)에 연결된다. 상기 서브프레임(100)과 결합되는 텐션암(110)의 끝단은 원통형상으로 형성되며, 부시(111)가 삽입된다. 그리고, 상기 부시(111)는 양끝단이 (서브프레임에 마련된) 마운팅브라켓에 고정되는 부시핀(112)이 삽입되어 서브프레임(100)에 장착되되, 상기 부시(111)는 (도 3 에 도시된 바와 같이) 텐션암(110)의 상하 방향 회전을 허용하도록(상하 방향 회전시 탄성압축이 발생하지 않도록) 세워진 상태(부시핀이 눕혀진 상태)로 장착된다. 따라서, 허브(140)의 회전에 따라(타이로드의 이동에 따라) 텐션암(110)이 회전하는 동안에는 부시(111)가 일측으로 탄성압축된다.

그리고, 도 3 에 더 상세히 나타난 바와 같이, (마운팅브라켓의 외측에서) 서브프레임(100)에는 모터(10) 및 스토퍼(20)가 장착된다. 상기 모터(20)는 회전축이 텐션암(110)의 축방향과 직각을 이루는 방향을 이루도록 배치되며 회전축에는 피니언기어(11)가 장착된다. 그리고, 스토퍼(20)는 상기 피니언기어(11)와 치합하도록 상면에 랙기어(21)가 형성되어 모터의 회전에 따라 텐션암(110)의 축방향으로 활주하도록 장착되되, 텐션암(110)과 마주하는 면에는 돌출부(22)가 상측으로 돌출형성되고, 상기 돌출부(22)에는 소정의 탄성을 갖는 탄성부재(40)가 장착된다. 아울러, 스토퍼(20)의 아래 장착되어 상기 스토퍼(20)가 활주하도록 가이드하는 베이스플레이트(70) 및 두 개가 평행하게 배치되며 상기 돌출부(22)에 형성된 홀(hole)을 관통하여 스토퍼(20)를 가이드하는 가이드레일(30)이 추가적으로 장착된다. 상기 가이드레일(30)은 일측이 마운트브라켓에 고정되고 타측은 서브프레임(100)의 바닥면에서 돌출된 부분에 고정되되, 상기 탄성부재(40)의 전방(도 3 에서 우측)에는 컨텍가이드(50)가 장착된다. (마운트브라켓의 일부는 개구되어) 상기 컨텍가이드(50)는 탄성부재(40)의 이동에 따라 (마운트브라켓의 내측으로) 활주가능하되, 텐션암(110)과 마주하는 면에는 오목면이 형성된다.

아울러, 상기 텐션암(110)의 끝단에서 컨텍가이드의 오목면과 마주하는 부분에는 반구(半球) 형의 하드스토퍼(60)가 형성된다. 상기 하드스토퍼(60)와 컨텍가이드(50)의 오목면은 밀착시 (텐션암에 가해지는) 횡하중은 지지하되, 미끄럼은 허용되도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 멀티링크 서스펜션은, 도 4 에 도시된 바와 같이, 텐션암(110)에 선회에 따른 횡력이 작용하지 않는 직진 주행시에는 텐션암(110)의 상하 요동에 간섭을 발생시키지 않도록 (컨텍가이드와 하드스토퍼 사이가) 충분한 간극(A)을 두고 이격되되, 차량의 선회가 시작되면 더 작은 간극(B)을 두고 (부시의 탄성 압축을 지지하도록) 대기 상태에 위치한다.

즉, 상기 모터(10)는 스티어링 휠의 입력에 따라 허브의 회전 각도를 예측하여 차량의 선회각에 따라 간극을 축소하도록 제어된다. 따라서, 차량의 선회에 따라 텐션암(110)에 미리 정해진 기준 이상의 횡력이 가해지면 부시의 탄성압축에 의해 하드스토퍼(60)가 컨텍가이드(50)에 밀착되고 스토퍼(20)는 이를 지지함으로서 부시(111)에 작용하는 하중을 분담하여 부시(111)의 과도한 탄성변형을 방지한다.

한편, 상기 모터(10)를 제어하기 위한 로직은 다양한 방식으로 구성될 수 있으나, 예를 들면, 모터(10)를 제어하는 ECU 가 (스티어링 기어박스에 장착되어 타이로드를 이동시키는) 스티어링 랙의 이동을 감지하고, 상기 스티어링 랙의 변위가 미리 정해진 셋팅값 보다 크면 모터(10)에 전류를 인가하여 스토퍼(20)를 이동시키되, 상기 모터(20)에 인가된 전류량은 스티어링 랙의 변위에 따라 결정되어 컨텍가이드(50)와 하드스토퍼(60) 사이의 간극이 정해지도록 구성된다.

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.

10 : 모터
20 : 스토퍼
30 : 가이드레일
40 : 탄성부재
50 : 컨택가이드
60 : 하드스토퍼
110 : 텐션암

Claims (5)

1. 텐션암이 서브프레임과 허브를 연결하고 차량의 선회에 따라 부시가 탄성압축되어 회동하는 멀티링크 서스펜션의 구조에 있어서,
   상기 서브프레임에 장착되며 회전축에 기어가 장착된 모터; 및
   상기 모터에 장착된 기어에 치합하는 기어가 형성되고, 텐션암의 축방향을 따라 활주 가능하도록 장착되는 스토퍼;를 포함하고,
   상기 스토퍼는 모터의 작동에 따라 상기 부시에 작용하는 축하중을 지지하도록 텐션암에 밀착되는 것을 특징으로 하는 멀티링크 서스펜션의 구조.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 모터의 회전축에는 피니언기어가 장착되고, 스토퍼는 랙기어가 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티링크 서스펜션의 구조.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 스토퍼는 텐션암을 향하는 측면에서 상측으로 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부에는 탄성재질의 탄성부재가 장착된 것을 특징으로 하는 멀티링크 서스펜션의 구조.
   
4. 제 3 항에 있어서, 상기 돌출부의 양측으로는 홀(hole)이 형성되되, 상기 홀에는 스토퍼의 활주를 가이드 하는 가이드레일 한 쌍이 평행하게 배치된 것을 특징으로 하는 멀티링크 서스펜션의 구조.
   
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 텐션암의 끝단에는 반구(半球)형의 하드스토퍼가 돌출되고, 상기 탄성부재와 하드스토퍼 사이에는 컨텍가이드가 가이드레일에 장착되되, 상기 컨텍가이드는 하드스토퍼와 마주하는 면이 오목하게 형성된 것을 특징으로 하는 멀티링크 서스펜션의 구조.
   

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