KR20160067460A - 자동차의 후륜 현가장치 - Google Patents

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KR20160067460A
KR20160067460A KR1020140172886A KR20140172886A KR20160067460A KR 20160067460 A KR20160067460 A KR 20160067460A KR 1020140172886 A KR1020140172886 A KR 1020140172886A KR 20140172886 A KR20140172886 A KR 20140172886A KR 20160067460 A KR20160067460 A KR 20160067460A
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이승학
이정관
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현대자동차주식회사
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G13/00Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of vibration dampers
    • B60G13/02Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of vibration dampers having dampers dissipating energy, e.g. frictionally
    • B60G13/04Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of vibration dampers having dampers dissipating energy, e.g. frictionally mechanically, e.g. having frictionally-engaging springs as damping elements

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Abstract

본 발명은 자동차의 후륜 현가장치에 관한 것으로서, 사이드로드 스프링을 적용하면서 스프링 시트의 형상을 개선하여 공간의 제약을 극복하는 동시에 레버비를 증대시킬 수 있고, 스프링의 낮은 강성으로도 승차 주파수를 만족시킬 수 있으며, 스프링의 강성을 낮출 수 있으므로 스프링의 선경 축소가 가능하여 경량화 및 재료비 절감을 도모할 수 있는 자동차의 후륜 현가장치를 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 차체 측 부재와 차륜 측 부재 사이에 설치되어 하중을 지지하는 스프링을 포함하는 자동차의 후륜 현가장치에 있어서, 상기 차체 측 부재에 대해 스프링의 상단과 상기 차륜 측 부재에 대해 스프링의 하단을 고정하게 되는 각 고정부의 스프링 좌면이, 차륜 반대쪽 방향인 차량 내측 방향을 향해 경사지게 스프링의 상단과 하단을 지지하도록, 차량 내측 방향을 향하도록 경사진 경사면의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 자동차의 후륜 현가장치가 개시된다.

Description

자동차의 후륜 현가장치{Rear suspension system for vehicle}
본 발명은 자동차의 후륜 현가장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사이드로드 스프링을 적용하면서 스프링 시트의 형상을 개선하여 공간의 제약을 극복하는 동시에 레버비를 증대시킬 수 있고, 스프링의 낮은 강성으로도 승차 주파수를 만족시킬 수 있으며, 스프링의 강성을 낮출 수 있으므로 스프링의 선경 축소가 가능하여 경량화 및 재료비 절감을 도모할 수 있는 자동차의 후륜 현가장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 현가장치는 차체와 휠 사이에 위치하며, 이 두 강체를 하나 혹은 다수의 링크를 이용하여 연결하여 주는 장치로서, 차체와 휠 사이의 상대운동을 기계적으로 적절히 조화시키는 기능을 수행하고, 노면의 충격이 차체나 탑승자에게 전달되지 않도록 충격을 흡수하는 기능을 수행한다.
현가장치는 여러 종류로 개발되어 자동차에 적용되고 있으며, 코일 스프링과 쇽 업소버 등을 통해 차체와 휠 사이를 지지하는바, 쇽 업소버의 상단에는 인슐레이터가 설치된다.
자동차의 현가장치 중 소형 승용차의 전륜에 주로 적용되는 맥퍼슨 스트럿 타입(Mcpherson strut type)의 현가장치는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 차체 측과 차륜 측을 연결하도록 설치되는 쇽 업소버(스트럿)(3), 쇽 업소버(3)의 피스톤 로드(5) 바깥 둘레를 감싸는 형태로 설치되는 코일 스프링(6), 쇽 업소버(3)의 피스톤 로드(5) 상단에 구비되고 차체 측과 연결되도록 설치되는 인슐레이터(도 1의 개략도에서는 도시하지 않음)를 포함하는 구성으로 되어 있다.
또한, 전륜 맥퍼슨 스트럿 타입의 현가장치에서는 범프(bump)/리바운드(rebound)시 쇽 업소버의 외통과 피스톤 로드 사이에 횡방향 하중(FQ)에 의해 마찰이 증가하여 승차감에 악영향을 줄 수 있으므로 횡방향 하중을 저감시키기 위한 사이드로드(side load) 스프링이 적용되고 있다.
여기서, 사이드로드 스프링은 상하 구간에 따라 직경(스프링 외경)이 달라지는 스프링, 즉 그 예로서 도 1에서와 같이 상부로 가면서 직경이 작아지는 스프링, 또는 상하로 가면서 직경이 작아지는 스프링 등을 말한다.
상기와 같이 전륜 맥퍼슨 스트럿 타입의 현가장치에 적용되는 사이드로드 스프링은 스트럿의 마찰을 저감하는데 주목적이 있으며, 도 1에 나타낸 바와 같이 스트럿 상단은 거의 0에 가까운 횡하중을 필요로 하지만, 쇽 업소버의 외통과 피스톤 로드가 만나는 스프링 하단에서는 큰 횡하중을 필요로 한다.
또한, 현가장치는 차량의 주행 중에 발생하는 노면의 불규칙한 입력을 효과적으로 차단하여 탑승자에게 안락한 승차감을 제공하고, 운전자의 운전행위 및 노면의 굴곡에 의해 발생한 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 조건을 만족시켜야만 한다.
이와 같은 조건을 만족시키기 위해서는 서스펜션 지오메트리에 의한 휠의 자세가 매우 중요한 요소로 작용하게 되는데, 휠의 자세는 차체와의 상대운동에 따라 크게 변하게 되며, 변하는 휠의 자세에 따라 차량의 전체적인 성능을 크게 좌우하게 된다.
이에 따라 최근에는 적어도 3개 이상의 링크를 사용하여 노면으로부터 입력되는 충격 및 진동, 차체의 진동을 이상적인 기구학적 운동으로 효과적으로 수용할 수 있는 멀티 링크 타입(multi-Link Type)의 현가장치가 개발되어 양산 차량에 적용되고 있다.
이러한 멀티 링크 타입의 현가장치는 후륜 현가장치에 주로 적용되고 있으며, 보통의 멀티 링크 타입의 현가장치에서는 쇽 업소버를 차륜 쪽에 가까운 차량 외측에 장착하고, 스프링의 상단을 차체에 고정시키기 위해 스프링은 차륜 쪽에서 먼 차량 내측으로 배치한다.
한편, 현가장치의 스프링은 차량의 하중을 지지하면서 주행 중에 차량이 받는 충격을 흡수하게 되는데, 주행 주파수에 큰 영향을 미치므로 승차감 성능에 중요한 역할을 하게 된다.
특히, 차량 후륜 현가장치의 스프링을 설계함에 있어서 공간의 제약으로 인해 스프링의 레버비(스프링 변위/휠 변위, λ)가 낮게 설계될 경우 스프링에 가해지는 하중 증가 → 응력 증가 → 선경 증가 → 중량 및 재료비 상승의 문제가 발생하게 된다.
또한, 레버비가 낮을 경우 차량의 자세 유지(ride height) 및 주행 주파수의 설계를 위해서 강성이 증가하게 되고, 휠 리바운드 스트로크(변위)가 클 경우 스프링이 빠지는 현상이 발생할 수 있으므로 튜닝 자유도가 떨어지게 된다.
도 2는 종래의 후륜 멀티 링크 현가장치에서 스프링 위치에 따른 작용을 설명하기 위한 도면으로, 스프링이 'a'의 위치에 설치된 경우와 'b'의 위치에 설치된 경우를 가정하여 비교한다.
도 2에서 Fa, Fb, W는 하중을 나타내며, 화살표는 각 하중의 작용방향을 나타낸다.
차량의 하중은 고정되어 있고, 이 하중과 전후륜 승차 주파수(ride frequency)의 비에 의해 Kw 역시 고정된 차량 특성 값이다.
이러한 차량 특성을 만족시키는 스프링을 'a'의 위치에 설계하면 스프링 강성은
Figure pat00001
이고, 'b'의 위치에 설계하면 스프링 강성은
Figure pat00002
이다.
또한,
Figure pat00003
,
Figure pat00004
,
Figure pat00005
,
Figure pat00006
이므로 의 관계가 성립한다.
이와 같이 레버비(λab)가 클수록 작은 강성의 스프링을 사용할 수 있지만 전술한 바와 같이 스프링 외측으로 쇽 업소버와 차륜이 위치하므로 스프링의 위치를 차량 외측 방향으로 이동시키는데에는 공간의 제약이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 사이드로드 스프링을 적용하면서 스프링 시트의 형상을 개선하여 공간의 제약을 극복하는 동시에 레버비를 증대시킬 수 있고, 스프링의 낮은 강성으로도 승차 주파수를 만족시킬 수 있으며, 스프링의 강성을 낮출 수 있으므로 스프링의 선경 축소가 가능하여 경량화 및 재료비 절감을 도모할 수 있는 자동차의 후륜 현가장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 차체 측 부재와 차륜 측 부재 사이에 설치되어 하중을 지지하는 스프링을 포함하는 자동차의 후륜 현가장치에 있어서, 상기 차체 측 부재에 대해 스프링의 상단과 상기 차륜 측 부재에 대해 스프링의 하단을 고정하게 되는 각 고정부의 스프링 좌면이, 차륜 반대쪽 방향인 차량 내측 방향을 향해 경사지게 스프링의 상단과 하단을 지지하도록, 차량 내측 방향을 향하도록 경사진 경사면의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 자동차의 후륜 현가장치를 제공한다.
바람직한 실시예에서, 상기 고정부는 스프링 시트로서 차체 측 부재와 차륜 측 부재에 설치되어 스프링의 상단과 하단을 각각 지지하여 고정하는 어퍼 시트와 로어 시트인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정부는 스프링 패드로서 스프링의 상단과 하단에 결합되어 스프링의 상단과 하단을 각각 지지하는 탄성 재질의 진동 저감용 어퍼 패드와 로어 패드인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스프링은, 스프링의 중심선이 직선이 아닌 C형의 만곡진 곡선을 이루도록 전체 형상이 C 형상을 가지는 사이드로드 스프링이고, 차륜 쪽 방향인 차량 외측 방향으로 볼록해지도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스프링은, 상하방향의 전체 구간 중 중앙구간에서 스프링 외경을 일 측방으로 볼록해지도록 증대시킨 D 형상을 가지는 사이드로드 스프링이고, 차륜 쪽 방향인 차량 외측 방향으로 볼록해지도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
이로써, 본 발명에 따른 자동차의 후륜 현가장치에서는 사이드로드 스프링을 적용하면서 스프링 시트의 형상을 개선하므로 공간의 제약을 극복하여 레버비를 증대시킬 수 있고, 하중 지지시 스프링의 낮은 강성으로도 승차 주파수를 만족시킬 수 있게 된다.
또한, 스프링의 강성을 낮출 수 있으므로 스프링의 선경 축소가 가능하여 경량화 및 재료비 절감을 도모할 수 있고, 선경이 작아지므로 압축시 선간 여유 확보도 유리해지므로 품질 면에서도 유리한 이점이 있게 된다.
또한, 동일한 압축변위에 대해서 스프링이 지지하는 하중이 감소하므로 스프링의 응력이 감소하게 되고, 내구 확보 측면에서 유리해지는 이점이 있게 된다.
도 1은 일반적인 맥퍼슨 스트럿 타입의 현가장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 종래의 후륜 멀티 링크 현가장치에서 스프링 위치에 따른 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 후륜 현가장치에서 스프링의 형상 및 장착 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 후륜 현가장치에서 어퍼 시트와 로어 시트 위에 각각 패드를 적용한 스프링 상, 하단용 고정부를 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 후륜 현가장치에 적용 가능한 사이드로드 스프링을 예시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 자동차의 후륜 현가장치에 관한 것으로, 전륜에 적용되는 맥퍼슨 스트럿 타입의 현가장치에서와 유사하게 사이드로드 스프링을 적용하면서 스프링 시트(또는 스프링 패드)의 형상을 개선한 점에 특징이 있는 것이다.
전륜 맥퍼슨 스트럿 타입의 현가장치에서 사이드로드 스프링의 적용은 스트럿(쇽 업소버의 외통과 피스톤 로드 사이)의 마찰을 저감하는 것이 주목적이지만, 본 발명에 따른 후륜 현가장치에서 사이드로드 스프링의 적용은 튜닝의 자유도를 높이고 중량 저감 및 재료비 절감에 주목적을 두고 있다.
다만, 전륜 맥퍼슨 스트럿 타입의 현가장치에 적용하는 사이드로드 스프링의 경우 도 1에서와 같이 스프링 상단이 거의 0에 가까운 횡하중을 필요로 하고 쇽 업소버의 외통과 피스톤 로드가 만나는 스프링 하단에서는 큰 횡하중을 필요로 하는 구조이지만, 본 발명에서와 같이 사이드로드 스프링을 후륜에 적용하여 레버비를 증대시키고 강성 및 중량 저감, 재료비 절감을 위해서는 스프링의 상, 하단에 대략 동일한 크기의 횡하중을 발생시켜야 그 효과가 극대화되므로 전륜에서와 다른 구조가 필요하다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 후륜 현가장치에서 스프링의 형상 및 장착 구조를 나타내는 도면이다.
본 발명의 후륜 현가장치는 멀티 링크 타입(multi-Link Type)의 현가장치가 될 수 있으며, 이때 쇽 업소버는 차륜(휠) 쪽에 상대적으로 가까운 차량 외측으로 장착될 수 있고, 스프링의 상단을 차체에 고정시키기 위해 스프링은 차륜(휠)으로부터 상대적으로 먼 차량 내측으로 장착될 수 있다.
즉, 쇽 업소버가 차량 외측으로, 스프링이 쇽 업소버의 내측(차량 내측)으로 배치되는 것이다.
도 3은 상기한 스프링의 형상과 장착 상태를 예시한 것으로, 여기서 스프링(17)은 후술하는 바와 같이 C형 또는 D형의 사이드로드 스프링의 형상을 가질 수 있으며, 도 3은 C형의 사이드로드 스프링(17)을 적용한 실시예를 도시한 것이다.
본 발명에서는 공간의 제약으로 인해 스프링의 위치는 종래와 같은 위치로 유지될 수 있지만, 하중 축을 종래에 비해 차량 외측 방향(휠 쪽으로 가까워지는 방향)으로 이동시켜 종래의 문제점을 해결한다.
스프링(17)의 하중 축을 차량 외측(휠 쪽 방향) 방향 이동시키기 위한 방법으로, 차체 측 부재(11)에 대해 스프링(17)의 상단과 차륜 측 부재(12)에 대해 스프링(17)의 하단을 고정하게 되는 각 고정부의 스프링 좌면이, 차량 내측 방향(차륜 반대쪽 방향)을 향해 경사지게 스프링(17)의 상단과 하단을 지지하도록, 차량 내측 방향을 향하도록 경사진 경사면의 형상을 가질 수 있다.
여기서, 고정부는 스프링의 상단과 하단을 차체에 고정하기 위한 요소로서 차체 측 부재(11)와 차륜 측 부재(12)에 고정 장착되는 스프링 시트(13,14)가 될 수 있으며, 이러한 스프링 시트(13,14)는 스프링(17)의 상단이 고정 지지되는 어퍼 시트(13)와, 스프링의 하단이 고정 지지되는 로어 시트(14)를 포함한다.
즉, 차체 측과 차륜 측 부재(11,12))에 고정 장착되는 스프링 시트, 즉 어퍼 시트(13)와 로어 시트(14)에서 스프링(17)의 상단과 하단이 지지되는 지지면(스프링 안착면, 스프링 좌면)이 차량 내측을 향해 경사진 경사면으로 구성되는 것이다.
이때, 상기 어퍼 시트(13)와 로어 시트(14)에는 스프링(17)의 상단과 하단이 직접 결합되어 지지되거나, 스프링(17)의 상단과 하단이 패드(도 4에서 도면부호 13',14')를 개재한 상태로 이 패드(13',14')를 통해 어퍼 시트(13)와 로어 시트(14)에 지지될 수 있다(도 4 참조).
따라서, 상기 지지면은 스프링(17)의 상단과 하단이 직접 지지되는 어퍼 시트(13)와 로어 시트(14)의 지지면(경사면)이거나(도 3 참조), 스프링(17)의 상단과 하단에 결합되어 있는 패드(13',14')가 지지되는 어퍼 시트(13)와 로어 시트(14)의 지지면이 될 수 있다(도 4 참조).
이때, 시트(13,14)의 경사면(지지면)은 차량 내측 방향을 향하는 면이 되고, 이에 시트(13,14)의 경사면이 차량 내측 방향(휠 반대쪽 방향)을 향해 경사지게 스프링(17)의 상단과 하단을 지지하게 된다.
도 4는 어퍼 시트(13)와 로어 시트(14) 위에 각각 패드(13',14')를 적용한 스프링 상, 하단용 고정부를 예시한 도면으로, 패드(13',14')가 올려지는 어퍼 시트(13)와 로어 시트(14)의 지지면이 각각 차량 내측 방향을 향하고 있는 경사면으로 형성되어 있음을 보여주고 있다.
본 발명의 현가장치에서 상기 어퍼 시트(13)는 차체 측 부재(11)에 장착될 수 있고, 로어 시트(14)는 차륜 측 부재(12)인 현가장치의 로어 링크나 액슬 측에 평평한 면을 형성하여 그 평평한 면에 장착될 수 있다.
또는 상기 고정부는 스프링(17)의 상단과 하단이 결합되고 어퍼 시트(13)와 로어 시트(14)의 각 스프링 시트 위에 장착 지지되는 진동 저감 용도의 스프링 패드(13'14')가 될 수 있다.
즉, 상기한 어퍼 시트(13)와 로어 시트(14)에 경사면을 형성하는 것 대신, 도면상 예시하지는 않았으나, 어퍼 시트(13)와 로어 시트(14)의 스프링 지지면을 수평으로 평평한 면으로 형성하되, 각 시트(13,14)의 평평한 면 위에 장착되어 진동 저감과 스프링 접촉을 원활하게 해주기 위한 탄성 재질의 스프링 패드(일종의 인슐레이터)(13',14')가 스프링(17)의 상단과 하단을 경사지게 지지하도록 차량 내측 방향을 향해 경사진 형상을 가지도록 한다.
상기 스프링 패드(13',14')는 스프링(17)의 상단을 차량 내측 방향을 향해 경사지게 지지하는 어퍼 패드(13')와, 스프링(17)의 하단을 차량 외측 방향을 향해 경사지게 지지하는 로어 패드(14')를 포함한다.
이 경우 어퍼 패드(13')와 로어 패드(14')의 형상은 도 3에 나타낸 어퍼 시트(13)와 로어 시트(14)의 형상과 차이가 없으며, 각 패드에서 스프링(15)의 상단과 하단이 안착 지지되는 지지면(스프링 안착면, 스프링 좌면)이 차량 내측을 향하는 경사면이 되도록 한다.
또는 도 3에 나타낸 스프링 시트 없이, 즉 어퍼 시트와 로어 시트 없이, 탄성 재질의 어퍼 패드(13')와 로어 패드(14')를 직접 차체 측 부재(11)와 차륜 측 부재(12)(로어 링크 또는 액슬)에 장착하고, 어퍼 패드(13')와 로어 패드(14')에 직접 스프링(17)의 상단과 하단을 지지시키는 것이 가능하다.
이 경우 어퍼 패드(13')와 로어 패드(14')의 형상은 도 3에 나타낸 어퍼 시트(13)와 로어 시트(14)의 형상과 차이가 없으며, 스프링(17)의 상단과 하단이 안착 지지되는 지지면(스프링 안착면, 스프링 좌면)이 차량 내측을 향하는 경사면이 되도록 한다.
이와 같이 스프링(17)의 상단과 하단을 지지하는 상, 하측의 고정부에서 스프링 안착면(지지면)의 경사진 형상과 기울기는 차체에 고정되는 스프링 시트(어퍼 시트와 로워 시트) 또는 진동 저감을 위한 스프링 패드(어프 패드와 로워 패드)에서 구현하는 것이 가능하다.
이러한 형상의 시트 또는 패드를 적용할 경우 스프링이 압축되면 하중의 분포가 차량의 외측으로 집중되기 때문에 하중 축의 이동이 차량 외측 방향으로 발생하게 된다.
이때, 스프링이 좌우로 밀리는 것을 방지하기 위해 스프링(17)의 상단부와 하단부를 잡아주는 걸림 구조가 필요하며, 스프링(17)의 상단과 하단이 어퍼 시트(13)와 로어 시트(14), 또는 어퍼 패드(13')와 로어 패드(14')에 직접 결합되는 경우 도 3에 예시된 바와 같이 스프링(17)의 상단부와 하단부 내측에 삽입되어 스프링에 대해 측방으로의 걸림 작용을 하도록 돌출된 걸림턱(15,15',16,16')을 시트(13,14) 또는 패드(13',14')에 형성함이 바람직하다.
도면부호 15, 16은 어퍼 시트(13)와 로어 시트(14)에 각각 형성된 걸림턱을 나타내고, 도면부호 15', 16'은 어퍼 패드(13')와 로어 패드(14')에 각각 형성된 걸림턱을 나타낸다.
한편, 하중 축을 차량 외측 방향으로 이동시키기 위해 스프링 시트(또는 패드)의 경사면 기울기가 과도할 경우 압축시 스프링과 시트(패드) 접촉이 안 되는 경우가 발생할 수 있다.
따라서, 하중 축을 차량 외측으로 더 이동시키기 위해 차량 외측으로 볼록한 형상을 가지는 사이드로드 스프링을 적용한다.
사이드로드 스프링의 형상은 도 5에 나타낸 바와 같이 일반적인 원통형 스프링의 형상을 C형이나 D형으로 변형한 것이 적용될 수 있다.
이때, C형의 사이드로드 스프링과 D형의 사이드로드 스프링은 차량 외측(휠쪽) 방향으로 볼록한 형상을 가지도록 설치되며, 이를 통해 하중 축을 차량 외측 방향으로 이동시킴으로써 레버비를 증대시킬 수 있게 된다.
도 5의 (a)는 C형의 사이드로드 스프링을, (b)는 D형의 사이드로드 스프링을 예시한 것으로, C형의 사이드로드 스프링은, 스프링 외경이 상하 전 구간에서 같을 수 있지만, 스프링의 중심선이 직선이 아닌 C형의 만곡진 곡선이 되도록 제작된 것이다.
이때, C형의 사이드로드 스프링을 차량 외측 방향으로 볼록해지도록 장착하여 스프링의 하중 축을 스프링 중심에서 차량 외측 방향으로 옵셋시킨다.
또한, D형의 사이드로드 스프링은 상하방향의 전체 구간 중 중앙구간에서 스프링 외경을 일 측방으로 볼록해지도록 증대시켜 차량 내측에 비해 차량 외측 쪽의 부분이 볼록해지도록 설치될 수 있게 한 것이다.
이와 같이 C형 또는 D형의 사이드로드 스프링을 적용함으로써 하중 축을 차량 외측 방향으로 더 이동시킬 수 있으며, 이러한 하중 축의 이동이 발생하면 도 2에서 스프링 위치 'a'에서 하중 Fb가 작용하는 효과를 낼 수 있다.
이 경우, 도 2에 대해 앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서의 스프링 강성(Ka')을 수식으로 표현하면 다음과 같다.
Figure pat00008
Figure pat00009
이와 같이 본 발명의 스프링 구조를 적용할 경우 공간 제약 조건상에서 낮은 강성의 스프링을 이용하여 승차 주파수를 만족하고 차량의 하중을 지지시킬 수 있게 된다.
낮은 강성의 스프링을 적용할 수 있음은 스프링의 선경 축소가 가능하여 경량화 및 재료비 절감을 도모할 수 있음을 의미하고, 선경이 작아지므로 압축시 선간 여유 확보도 유리해지므로 품질 면에서도 유리해짐을 의미한다.
이와 같이 하여, 차량 외측으로 타이어, 타이어 근처의 차량 외측으로 쇽 업소버, 차량 내측으로 스프링이 장착되는 멀티 링크 시스템의 구조에서, 스프링의 레버비를 증대시키기 위해서는 스프링을 차량 외측으로 이동 배치하여야 하지만, 타이어와 쇽 업소버가 위치하기 때문에, 차량 외측으로의 스프링 위치 이동에 제약이 있다.
따라서, 본 발명에서와 같이 스프링 시트 또는 스프링 패드에 차량 내측 방향으로 경사진 스프링 지지면(스프링 안착면, 스프링 좌면)을 형성함으로써 스프링의 상단과 하단을 차량 내측 방향으로 경사지게 지지할 수 있도록 하고, 더불어 차량 외측으로 볼록한 형상을 가지는 C형 또는 D형의 사이드로드 스프링을 적용함으로써 레버비 증대와 하중 축 이동의 효과를 극대화한다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였는바, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
11 : 차체 측 부재
12 : 차륜 측 부재
13 : 어퍼 시트
13' : 어퍼 패드
14 : 로어 시트
14' : 로어 패드
15, 15', 16, 16' : 걸림턱
17 : 스프링

Claims (5)

  1. 차체 측 부재와 차륜 측 부재 사이에 설치되어 하중을 지지하는 스프링을 포함하는 자동차의 후륜 현가장치에 있어서,
    상기 차체 측 부재에 대해 스프링의 상단과 상기 차륜 측 부재에 대해 스프링의 하단을 고정하게 되는 각 고정부의 스프링 좌면이, 차륜 반대쪽 방향인 차량 내측 방향을 향해 경사지게 스프링의 상단과 하단을 지지하도록, 차량 내측 방향을 향하도록 경사진 경사면의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 자동차의 후륜 현가장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정부는 스프링 시트로서 차체 측 부재와 차륜 측 부재에 설치되어 스프링의 상단과 하단을 각각 지지하여 고정하는 어퍼 시트와 로어 시트인 것을 특징으로 하는 자동차의 후륜 현가장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정부는 스프링 패드로서 스프링의 상단과 하단에 결합되어 스프링의 상단과 하단을 각각 지지하는 탄성 재질의 진동 저감용 어퍼 패드와 로어 패드인 것을 특징으로 하는 자동차의 후륜 현가장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 스프링은,
    스프링의 중심선이 직선이 아닌 C형의 만곡진 곡선을 이루도록 전체 형상이 C 형상을 가지는 사이드로드 스프링이고, 차륜 쪽 방향인 차량 외측 방향으로 볼록해지도록 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차의 후륜 현가장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 스프링은,
    상하방향의 전체 구간 중 중앙구간에서 스프링 외경을 일 측방으로 볼록해지도록 증대시킨 D 형상을 가지는 사이드로드 스프링이고, 차륜 쪽 방향인 차량 외측 방향으로 볼록해지도록 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차의 후륜 현가장치.
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