KR20170092347A

KR20170092347A - 차량용 현가장치

Info

Publication number: KR20170092347A
Application number: KR1020160013571A
Authority: KR
Inventors: 유상훈
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-02-03
Filing date: 2016-02-03
Publication date: 2017-08-11
Also published as: KR102507221B1

Abstract

본 발명은 차량용 현가장치에 관한 것으로, 타이어(20)의 풀 리바운드 시 현가암(30)과 차체멤버(60)를 연결하는 메인스프링(60)의 하단이 현가암(30)으로부터 빠지는 현상을 예방할 수 있도록 된 것이다.

Description

차량용 현가장치{SUSPENSION FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 현가장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주행중 타이어의 풀 리바운드시 현가암과 차체멤버를 연결하는 코일스프링의 빠짐 현상을 방지할 수 있는 차량용 현가장치에 관한 기술이다.

최근 차량의 튜닝 트렌드는 핸들링 성능이 유리한 유럽 차량을 기준으로 하드(hard)한 특성이 점차 증가하는 추세이고, 또한 차량의 중량은 친환경 추세에 부합되도록 급격하게 가벼워지고 있는 추세이다.

차량이 하드해지기 위해서는 타이어가 상하 하중을 받을 때 지지하는 강성 즉 휠레이트(wheel rate)가 높아야 하고, 휠레이트를 증대하기 위해서는 스프링의 강성이 증대되어야 한다.

그리고, 차량의 하중이 경량화되면 스프링을 압축시켜주는 힘이 작아지게 되고, 이로 인해 스프링의 압축량은 줄어들게 된다.

이와 같이 차량의 하드한 특성을 만족시키기 위해 스프링의 강성이 증대된 상태에서, 친환경 차량을 만족시키기 위해 차량의 하중이 경량화된 경우 타이어가 상하 하중을 받을 때 스프링의 압축량은 더욱 줄어들게 되고, 이러한 원인으로 인해 주행중 타이어의 풀 리바운드(full rebound)시 스프링의 빠짐 현상이 발생하는 단점이 있다.

즉, 도 1 및 도 2에는 멀티 링크 타입 현가장치의 일예가 도시되어 있는 바, 현가암(1)의 일단은 차체프레임(2)에 연결되고 타단은 타이어(3)의 너클(4)에 연결되며, 상기 현가암(1)에 코일스프링(5)의 하단이 지지되고, 상기 코일스프링(5)의 상단은 차체멤버(6)에 지지된 구조이다.

상기 현가암(1)은 로워암이고, 차체프레임(2)은 서브프레임이며, 차체멤버(6)는 사이드멤버이다.

도 1은 공차시의 상태로 이때에는 코일스프링(5)의 상하단이 모두 차체멤버(6)와 현가암(1)에 지지된 상태를 유지하게 되지만, 도 2와 같이 코일스프링(5)이 인장될 수 있는 범위(스프링 자유고)를 벗어나는 풀 리바운드 상황에서는 코일스프링(5)의 하단이 현가암(1)으로부터 빠져서 이탈되고, 이로 인해 차량 전복 등의 안전사고가 발생하는 문제가 발생하게 되는 것이다.

풀 리바운드시 코일스프링(5)의 빠짐 현상을 예방하기 위해서는 차량의 휠 스트로크를 줄여야 하는데, 차량의 휠 스트로크는 차량의 성능 및 상품성에 영향을 주는 주요 인자로 휠 스트로크를 변경하는 것은 쉽지 않다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

대한민국공개특허공보 10-2008-0052760호

본 발명은, 코일스프링이 인장될 수 있는 범위(스프링 자유고)를 벗어나는 풀 리바운드 상황에서도 코일스프링의 하단이 현가암으로부터 빠져서 이탈되는 현상이 발생되지 않도록 하고, 이를 통해 차량의 안정성을 향상시킬 수 있는 차량용 현가장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 현가장치는, 차체프레임과 너클을 연결하는 현가암에 설치된 것으로 외력 작용시 상하로 이동하는 스프링브라켓; 상기 현가암의 위쪽에 위치한 차체멤버와 스프링브라켓의 상면을 지지하도록 설치된 메인스프링; 및 상기 메인스프링의 반대쪽에 위치해서 스프링브라켓의 하면을 지지하도록 설치된 서브스프링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 현가암에 고정 설치된 브라켓하우징을 더 포함하고; 상기 스프링브라켓은 브라켓하우징내에서 상하로 이동 가능하게 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 스프링브라켓의 상면에 고정 설치된 메인스프링패드를 더 포함하고; 상기 메인스프링패드에는 스프링걸림홈이 형성되고; 상기 스프링걸림홈에 메인스프링의 하단이 걸려지게 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 브라켓하우징은 스프링브라켓과 메인스프링이 설치되도록 상측으로 개구된 상부챔버; 및 상기 상부챔버의 아래에 위치하고 서브스프링이 설치되는 하부챔버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 상부챔버의 상단 테두리에는 타이어의 풀 리바운드시 스프링브라켓과의 접촉으로 스프링브라켓이 브라켓하우징으로부터 빠지는 현상을 방지하는 스토퍼플랜지가 형성되고; 상기 상부챔버와 하부챔버가 연결되는 부위에는 타이어의 범프시 스프링브라켓과 접촉하는 스토퍼단차면이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 스프링브라켓의 하면 및 하부챔버의 바닥에 고정 설치된 서브스프링패드를 더 포함하고; 상기 서브스프링패드에 서브스프링의 양단이 지지되도록 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 메인스프링의 스프링 상수 값과 서브스프링의 스프링 상수 값은 공차 상태에서 서로 평형을 이루고; 공차 상태시 스프링브라켓은 스토퍼플랜지와 스토퍼단차면사이에 위치하는 것을 특징으로 한다.

상기 메인스프링의 스프링 상수 값은 서브스프링의 스프링 상수 값보다 큰 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 타이어의 풀 리바운드 시 현가암과 차체멤버를 연결하는 메인스프링의 하단이 현가암으로부터 빠지는 현상을 예방할 수 있게 됨으로써, 차량 주행 중 스프링의 빠짐현상에 의한 차량 전복 등의 안전사고 발생을 예방할 수 있게 되고, 더 나아가 차량의 안정성 향상을 통해 상품성 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 현가장치를 설명하기 위한 도면으로 공차 상태시 도면,
도 2는 종래의 현가장치를 설명하기 위한 도면으로 풀 리바운드 상태시의 도면,
도 3은 본 발명에 따른 현가장치를 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 3에서 스프링브라켓이 설치된 부위의 확대도로서 공차 상태시의 도면,
도 5 내지 도 6은 풀 범프시 및 풀 리바운드 상태시의 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 현가장치에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 차량용 현가장치는 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 일단이 차체프레임(10)에 연결되고 타단이 타이어(20)의 너클(21)에 연결된 현가암(30); 상기 현가암(30)에 설치된 것으로 외력 작용시 상하로 이동하는 스프링브라켓(40); 상기 현가암(30)의 위쪽에 위치한 차체멤버(50)와 스프링브라켓(40)의 상면을 지지하도록 설치된 메인스프링(60); 및 상기 메인스프링(60)의 반대쪽에 위치해서 스프링브라켓(40)의 하면을 지지하도록 설치된 서브스프링(70);을 포함한다.

상기 차체프레임(10)은 서브프레임이고, 현가암(30)은 로워암이며, 차체멤버(50)는 사이드멤버이고, 메인스프링(60)과 서브스프링(70)은 스틸재질의 코일스프링이 된다.

또한, 본 발명은 상기 현가암(30)에 고정 설치된 브라켓하우징(80)을 더 포함하고, 상기 스프링브라켓(40)은 브라켓하우징(80)내에서 상하로 이동 가능하게 설치된 구조를 기본으로 한다.

상기 스프링브라켓(40)이 현가암(30)에 바로 설치된 구조도 가능하며, 이럴 경우 브라켓하우징(80)의 사용을 배제할 수 있게 됨으로써 중량감소 및 원가절감을 도모할 수 있게 된다.

본 발명은 상기 스프링브라켓(40)의 상면에 고정 설치된 메인스프링패드(90)를 더 포함한다.

상기 메인스프링패드(90)는 고무 또는 합성수지로서 스프링브라켓(40)의 상면에 가류 접착 또는 본드와 같은 접착부재 등을 사용해서 결합되며, 스틸로 제작된 스프링브라켓(40) 및 메인스프링(60)의 직접적인 접촉을 방지함으로써 스틸끼리의 간섭에 의한 소음발생을 방지하게 된다.

상기 메인스프링패드(90)에는 스프링걸림홈(91)이 형성되고, 상기 스프링걸림홈(91)에 메인스프링(60)의 하단이 걸려지도록 설치된다.

상기 스프링걸림홈(91)은 메인스프링(60)과의 결합력을 강화시키는 역할을 하는 것으로, 이를 통해 풀 리바운드시 메인스프링(60)의 하단이 메인스프링패드(90)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기 브라켓하우징(80)은 스프링브라켓(40)과 메인스프링(60)이 설치되도록 상측으로 개구된 상부챔버(81), 및 상기 상부챔버(81)의 아래에 위치하고 서브스프링(70)이 설치되는 하부챔버(82)를 포함한다.

상기 상부챔버(81)의 상단 테두리에는 리바운드시 스프링브라켓(40)의 빠짐을 방지하기 위한 스토퍼플랜지(83)가 형성되고, 상기 상부챔버(81)와 하부챔버(82)가 연결되는 부위에는 범프시 스프링브라켓(40)과 접촉하는 스토퍼단차면(84)이 형성된다.

즉, 상기 스토퍼플랜지(83)는 타이어(20)의 풀 리바운드시 스프링브라켓(40)과의 접촉하고, 이를 통해 스프링브라켓(40)이 브라켓하우징(80)으로부터 빠지는 현상을 방지함으로써 결과적으로 메인스프링(60)의 하단이 현가암(30)으로부터 빠지는 현상을 방지하는 역할을 한다.

그리고, 상기 스토퍼단차면(84)은 타이어(20)의 범프시 메인스프링(60)에 의해 지지되고 있는 스프링브라켓(40)과 접촉하게 됨으로써, 타이어(20)의 범프 량을 제어하는 역할을 하게 된다.

또한, 본 발명은 상기 스프링브라켓(40)의 하면 및 하부챔버(82)의 바닥에 고정 설치된 서브스프링패드(100)를 더 포함하고, 상기 서브스프링패드(100)에 서브스프링(70)의 양단이 지지되도록 설치된다.

상기 서브스프링패드(100)는 고무 또는 합성수지로서 스프링브라켓(40)의 하면 및 하부챔버(82)의 바닥에 가류 접착 또는 본드와 같은 접착부재 등을 사용해서 결합되며, 스틸로 제작된 스프링브라켓(40) 및 서브스프링(100)의 직접적인 접촉을 방지함으로써 스틸끼리의 간섭에 의한 소음발생을 방지하게 된다.

본 발명에 따라 상기 메인스프링(60)의 스프링 상수 값은 서브스프링(70)의 스프링 상수 값보다 큰 것이 바람직하다.

도 3 및 도 4는 공차 상태로서 공차 상태시 메인스프링(60)의 스프링 상수 값과 서브스프링(70)의 스프링 상수 값은 서로 평형을 이루게 되며, 이때의 스프링브라켓(40)은 스토퍼플랜지(83)와 스토퍼단차면(84)사이에 위치하고 있게 된다.

상기와 같은 공차 상태에서 타이어(20)의 범프가 발생하면 현가암(30)은 차체프레임(10)과의 연결점을 중심으로 회전해서 위로 상승하게 되고(도 5의 화살표 R1), 이때에 스프링 상수 값이 상대적으로 작은 서브스프링(70)은 도 5와 같이 압축되며, 스프링브라켓(40)은 메인스프링(60)의 지지력에 의해 브라켓하우징(80)의 스토퍼단차면(84)과 접촉하게 됨으로써 타이어(20)의 범프 량을 제어하게 된다.

그리고, 타이어(20)의 풀 리바운드가 발생하면 현가암(30)은 차체프레임(10)과의 연결점을 중심으로 회전해서 아래로 하강하게 되고(도 6의 화살표 R2), 이때에 스프링 상수 값이 상대적으로 작은 서브스프링(70)은 도 6과 같이 인장되고, 동시에 스프링브라켓(40)은 브라켓하우징(80)의 스토퍼플랜지(83)와 접촉하게 되고, 메인스프링(60)은 인장된다.

따라서, 풀 리바운드시 스프링브라켓(40)이 브라켓하우징(80)의 스토퍼플랜지(83)와 접촉하게 됨으로써 브라켓하우징(80)으로부터 스프링브라켓(40)의 빠짐현상이 방지되고, 결과적으로 메인스프링(60)의 하단이 현가암(30)으로부터 빠지는 현상이 방지되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는, 타이어(20)의 풀 리바운드 시 메인스프링(60)의 하단과 결합된 스프링브라켓(40)이 브라켓하우징(80)으로부터 빠지는 현상이 방지되고, 이를 통해 메인스프링(60)의 하단이 현가암(30)으로부터 빠지는 현상이 방지되는 바, 이 결과 차량 주행 중 현가암(30)과 연결된 스프링의 빠짐현상을 방지할 수 있게 됨으로써 차량 전복 등의 안전사고가 발생하는 것을 예방할 수 있게 되고, 더 나아가 차량의 안정성 향상을 통해 상품성 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

10 - 차체프레임 20 - 타이어
21 - 너클 30 - 현가암
40 - 스프링브라켓 50 - 차체멤버
60 - 메인스프링 70 - 서브스프링
80 - 브라켓하우징 90 - 메인스프링패드
100 - 서브스프링패드

Claims

차체프레임과 너클을 연결하는 현가암에 설치된 것으로 외력 작용시 상하로 이동하는 스프링브라켓;
상기 현가암의 위쪽에 위치한 차체멤버와 스프링브라켓의 상면을 지지하도록 설치된 메인스프링; 및
상기 메인스프링의 반대쪽에 위치해서 스프링브라켓의 하면을 지지하도록 설치된 서브스프링;을 포함하는 차량용 현가장치.
청구항 1에 있어서,
상기 현가암에 고정 설치된 브라켓하우징을 더 포함하고;
상기 스프링브라켓은 브라켓하우징내에서 상하로 이동 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
청구항 1에 있어서,
상기 스프링브라켓의 상면에 고정 설치된 메인스프링패드를 더 포함하고;
상기 메인스프링패드에는 스프링걸림홈이 형성되고;
상기 스프링걸림홈에 메인스프링의 하단이 걸려지게 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
청구항 2에 있어서,
상기 브라켓하우징은 스프링브라켓과 메인스프링이 설치되도록 상측으로 개구된 상부챔버; 및
상기 상부챔버의 아래에 위치하고 서브스프링이 설치되는 하부챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
청구항 4에 있어서,
상기 상부챔버의 상단 테두리에는 타이어의 풀 리바운드시 스프링브라켓과의 접촉으로 스프링브라켓이 브라켓하우징으로부터 빠지는 현상을 방지하는 스토퍼플랜지가 형성되고;
상기 상부챔버와 하부챔버가 연결되는 부위에는 타이어의 범프시 스프링브라켓과 접촉하는 스토퍼단차면이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
청구항 4에 있어서,
상기 스프링브라켓의 하면 및 하부챔버의 바닥에 고정 설치된 서브스프링패드를 더 포함하고;
상기 서브스프링패드에 서브스프링의 양단이 지지되도록 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
청구항 5에 있어서,
상기 메인스프링의 스프링 상수 값과 서브스프링의 스프링 상수 값은 공차 상태에서 서로 평형을 이루고;
공차 상태시 스프링브라켓은 스토퍼플랜지와 스토퍼단차면사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
청구항 1에 있어서,
상기 메인스프링의 스프링 상수 값은 서브스프링의 스프링 상수 값보다 큰 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.