KR20180110055A - 차량 섀시용 판스프링 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 차량의 종축에 대해 횡방향으로 배치될 수 있으면서 자신의 단부들은 휠 캐리어들(4 및 5)과 결합될 수 있는 횡방향 판스프링(6)을 포함하는 차량 섀시용 판스프링 조립체에 관한 것이며, 차량의 차체의 바닥부와 연결될 수 있는 빔 형태의 크로스멤버(10)에는 와트 링키지 장치(19) 또는 파나르 로드 장치를 위한 수용부가 제공된다. 횡방향 판스프링으로서 형성되는 지지 스프링 및 차체 가이드 장치를 포함하는 휠 서스펜션의 경우 조립체의 필요한 부품들의 개수 및 그 구조 치수들을 감소시키기 위해, 횡방향 판스프링(6)은 크로스멤버(10)에 배치되어야 한다.

Description

차량 섀시용 판스프링 조립체

본 발명은 차량의 종축에 대해 횡방향으로 배치될 수 있으면서 자신의 단부들은 휠 캐리어들과 결합될 수 있는 횡방향 판스프링(transverse leaf spring)을 포함하는 차량 섀시용 판스프링 조립체(leaf spring assembly)에 관한 것이며, 차량의 차체의 바닥부와 연결될 수 있는 빔(beam) 형태의 크로스멤버(crossmember)에는 와트 링키지 장치(Watt linkage device) 또는 파나르 로드 장치(Panhard rod device)를 위한 수용부가 제공된다.

또한, 본 발명은, 차량의 차체가 횡방향 판스프링을 통해 상대적으로 지지되는 휠 캐리어들과; 휠 가이드 시스템에 상대적으로 차체를 횡방향 가이드하기 위한 와트 링키지 장치를; 포함하는 차량의 휠 가이드 시스템에도 관한 것이며, 상기 휠 가이드 시스템은 2개의 단부 측 고정점들을 구비한 크로스멤버를 통해 차체의 바닥부에 고정되고, 중앙에는 베어링 저널을 포함하며, 이 베어링 저널에는 와트 링키지 장치의 두 와트 로드(Watt rod)들과 연결되는 로커암(rocker arm)이 배치된다.

차량 섀시에는, 지지 스프링으로서, 차량 횡방향으로 연장되는 하나 이상의 판스프링이 제공될 수 있으며, 이 판스프링은 휠 캐리어들에 제공되는 휠들에 상대적으로 차량의 차체를 탄력적으로 지지한다. 상응하는 횡방향 판스프링들은, 독립 휠 서스펜션들로서, 강성 액슬들(rigid axle)로서, 또는 강성 액슬의 특수한 형태를 형성하는 트위스트빔 액슬들(twist beam axle)로서 구현되는 휠 가이드 유닛들 내에서 이용될 수 있다. 트위스트빔 액슬들은, 전륜 구동 장치를 장착한 소형급 차량 및 중형급 차량에서 주로 리어액슬로서 이용되며, 그리고 차량에 간단하게 조립되는 비용 효과적이면서도 공간 절약형인 구조이다.

또한, 횡방향 판스프링들은 원칙상 독립 휠 서스펜션을 포함한 섀시들을 위해서도 제공될 수 있으며, 이런 경우에 각각의 휠 캐리어는 예컨대 다중 링키지를 통해, 그리고 경우에 따라서는 서브프레임을 통해 차량 차체에 링크되며, 그리고 횡방향 판 스프링을 통해 상기 차량 차체에 지지된다.

휠 서스펜션들에서 지지 스프링들로서 이용되는 횡방향 판스프링들은 개별 판(leaf)형 스프링 부재를 통해, 또는 하나의 스프링 어셈블리 내에 배치되는 복수의 판형 스프링 부재들을 통해 형성될 수 있다. 코일 스프링들의 이용에 비해 횡방향 판스프링의 이용의 장점들은 상대적으로 더 낮은 비용, 상대적으로 더 적은 공간 소요, 판스프링의 고유 완충 거동, 및 경우에 따라서는 횡방향 판스프링의 스태빌라이저 작용에 있다.

횡방향 판스프링은 자신의 두 단부에 수용부들을 구비하여 이 수용부들을 통해 휠 캐리어들에서 안내되거나, 또는 휠 캐리어들에 직접 제공되는 수용부들에 판스프링 단부들이 지지된다. 또한, 횡방향 판스프링은, 통상적인 방식으로, 두 단부에 대해 각각 이격되어 있으면서 두 단부 사이에 있는 영역 내에서 직접적으로, 또는 서브프레임을 통해 차체와 연결된다.

와트 링키지 장치들 또는 파나르 로드 장치들은 수축 또는 반동 운동 동안 섀시에 상대적으로 차체를 안내하기 위해 제공된다. 이런 목적을 위해, 대부분, 차체의 바닥부에 크로스멤버가 고정되며, 이 크로스멤버는 와트 링키지 장치 또는 파나르 로드의 폴(pawl)을 위한 회동점(pivot point)을 포함한다.

DE 10 2011 116 034 A1호로부터는, 휠 가이드 장치로서, 자동차용 트위스트빔 액슬이 공지되어 있으며, 상기 트위스트빔 액슬은 서로 상대적으로 이격 배치되어 휠 캐리어들을 수용하는 2개의 종방향 컨트롤암들을 포함한다. 또한, 트위스트빔 액슬은 두 종방향 컨트롤암들을 서로 연결하면서 비틀림 가능한 튜브 부재로 구성된다. 종방향 컨트롤암들은 각각 튜브 부재를 넘어 연장되고 자신들의 단부들에서 가이드 회전축들을 수용하며, 이 가이드 회전축들을 통해 트위스트빔 액슬은 차체의 바닥부에서 회동 가능하게 안내된다. 횡방향 판스프링 장치는 자신의 두 단부 각각에서 커플링 장치를 통해 두 종방향 컨트롤암 각각과 연결된다. 또한, 자동차의 차체와 휠 가이드 장치 사이에는 와트 링키지 장치로서, 또는 파나르 로드 장치로서 형성되는 차체 가이드 장치도 제공되어 있다. 와트 링키지 장치의 경우, 빔 형태의 크로스멤버가 차체의 바닥부에 고정되며, 그리고 차량 종방향으로 연장되는 베어링 저널을 통해 중앙 링크되는 로커암을 수용하며, 로커암의 단부들은 각각 하나의 와트 로드를 통해 휠 가이드 장치와 연결된다.

본 발명의 과제는, 일반적인 유형을 형성하는 종래 기술을 기반으로, 횡방향 판스프링으로서 형성된 지지 스프링; 및 차체 가이드 장치;를 포함한 휠 서스펜션의 경우, 조립체의 필요한 부품들의 개수 및 그 구조 치수들을 감소시키는 것에 있다.

상기 과제는 특허 독립 청구항 제1항 및 제10항의 특징부의 특징들을 통해 해결된다. 바람직한 구현예들은, 특히 각각 그 자체만으로도, 또는 상호 간의 다양한 조합으로 본 발명의 일 양태를 나타낼 수 있는 특허 종속 청구항들에 명시되어 있다.

차량 섀시를 위한 판스프링 조립체는 차량의 종축에 대해 횡방향으로 배치될 수 있는 횡방향 판스프링을 포함하며, 이 횡방향 판스프링의 단부들은 휠 캐리어들과 결합될 수 있다. 또한, 차량의 차체의 바닥부와 연결될 수 있는 빔 형태의 크로스멤버에는 와트 링키지 장치 또는 파나르 로드 장치를 위한 수용부가 제공된다. 이 경우, 본 발명에 따라서, 횡방향 판스프링은 크로스멤버에 배치된다.

그에 따라서, 크로스멤버를 통해, 차체 가이드 장치뿐만 아니라 횡방향 판 스프링 역시도 차체의 바닥부에서 안내된다. 이 경우, 빔 형태로 연장되는 크로스멤버는, 와트 링키지 장치 또는 파나르 로드 장치로서 구현될 수 있는 각각의 차체 가이드 장치 및 횡방향 판스프링과 함께, 결과적으로 콤팩트한 구성과 종래 공지된 해결책들에 비해 더 적은 개수의 부품들을 포함하는 하나의 구조 유닛을 형성한다.

그에 비해, DE 10 2011 116 034 A1호에 따르는 트위스트빔 액슬의 경우, 휠 중심점의 높이에 링크되는 횡방향 판스프링, 및 종방향 컨트롤암들의 단부들에 링크되는 와트 로드들은 차량 종방향으로 서로 상대적으로 이격되고 서로 분리되어 차체의 바닥부에, 또는 서브프레임에 고정된다. 그 결과로, 상대적으로 더 큰 장착 공간이 요구되고 상대적으로 더 많은 개수의 부품들이 필요하다는 단점들이 발생한다.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 횡방향 판스프링은 차체의 바닥부의 반대 방향으로 향해 있는 크로스멤버의 면에 배치되어야 한다. 이 경우, 크로스멤버 및 횡방향 판스프링의 종방향 중심축들은 공통 평면에서 연장될 수 있다. 그 대안으로, 물론, 횡방향 판스프링의 중앙 영역에 제공되는 수용부; 및 크로스멤버;의 수직으로 연장되는 면들을 서로 연결하는 가능성 역시도 있다.

또한, 크로스멤버는, 상호 간에 소정의 각도를 이루며 연장되면서 동일한 길이를 갖도록 형성되는 2개의 다리부들을 포함해야 하며, 이들 다리부들은 상기 바닥부에 대해 평행하게 연장되는 스트럿(strut)을 통해 서로 연결되며, 그리고 횡방향 판스프링은 차체의 바닥부의 반대 방향으로 향해 있는 스트럿의 면에 배치된다. 그에 따라, 다리부들은 바닥부에 대해 예각을 이루며 연장되며, 그럼으로써 횡방향 판스프링을 수용하는 스트럿은 바닥부에 대해 이격되게 된다.

횡방향 판스프링은 크로스멤버에 견고하게 고정될 수 있다. 또한, 물론, 횡방향 판스프링이 그 내에서 종방향으로 이동 가능하게 안내되거나, 또는 경우에 따라 제한되어서도 회전 가능하게 안내되는 베어링들을 크로스멤버에 고정하는 가능성 역시도 있다. 크로스멤버에 횡방향 판스프링을 견고하게 고정하는 경우, 상기 횡방향 판스프링은 차체의 바닥부의 반대 방향으로 향해 있는 크로스멤버의 스트럿의 면에 제공될 수 있다. 크로스멤버에 제공되는 하나 이상의 파지 부재는, 이 파지 부재 내에 횡방향 판스프링이 댐핑 몸체를 통해 수용되는 방식으로 형성될 수 있다.

또한, 크로스멤버 및 횡방향 판스프링은 섬유 강화 플라스틱으로 제조되어야 한다. 이 경우, 크로스멤버와 횡방향 판스프링이 단일 소재로 이루어진 공통 부품으로서 제조되는 가능성이 있다.

마지막으로, 차량의 휠 서스펜션은, 차량의 차체가 횡방향 판스프링을 통해 상대적으로 지지되는 휠 캐리어들과; 휠 서스펜션에 상대적으로 차체를 횡방향 가이드하기 위한 와트 링키지를; 구비한다. 와트 링키지는, 2개의 단부 측 고정점들을 구비하고 중앙에 베어링 저널을 포함하는 빔 형태의 크로스멤버를 통해, 차체의 바닥부에 고정된다. 이 경우, 베어링 저널에는, 와트 링키지의 두 와트 로드들과 연결된 로커암, 또는 파나르 로드가 링크된다. 본 발명에 따라서, 판스프링 조립체는 특허 청구항 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따라서 형성되어야 한다. 이 경우, 휠 서스펜션은 차량의 리어액슬을 형성하는 트위스트빔 액슬로서 형성될 수 있다.

본 발명은 특허 독립 청구항 제1항 및 제10항과 특허 종속 청구항들의 특징들의 명시된 조합으로만 제한되지 않는다. 더 나아가, 특히 개별 특징들이 특허청구범위, 실시예들의 하기 기재내용에서, 또는 직접적으로 도면들에서 분명하게 제시된다면, 상기 개별 특징들을 서로 조합하는 또 다른 가능성들도 달성된다. 또한, 도면부호들의 이용을 통해 특허청구범위가 도면들을 참조한다고 하더라도, 특허청구범위의 보호 범위는 어느 경우에도 설명한 실시예들로 제한되지 않아야 한다.

본 발명의 추가 설명에 대해서는 본 발명의 바람직한 실시형태들에 대한 하기 기재내용이 참조된다.

도 1은, 횡방향 판스프링이 크로스멤버에 배치되는, 본 발명에 따라 형성된 차량의 액슬의 제1 실시형태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 하나의 크로스멤버와 하나의 횡방향 판스프링으로 구성되는 하나의 구조 유닛을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 따르지만, 하나의 와트 링키지만큼 보충되어 있는 구조 유닛을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 구조 유닛이면서 와트 링키지의 로커암의 영역에 덮개부가 배치되어 있는, 상기 구조 유닛을 도시한 사시도이다.

도 1에는, 휠 가이드 시스템이 1로 표시되어 있으며, 상기 휠 가이드 시스템의 경우 종방향 컨트롤암들(2 및 3)을 통해 안내되는 2개의 휠 캐리어들(4 및 5)이 횡방향 판스프링(6)을 통해 서로 연결되어 있다. 두 휠 캐리어(4 및 5)는 그 밖의 점에서는 별도로 도시하지 않은 횡방향 컨트롤암들을 통해 차량의 차체에서, 또는 중간 프레임에서 안내된다. 또한, 두 휠 캐리어(4 및 5)에는, 휠 가이드 시스템(1)의 수축 및 반동 운동의 완충을 위해 마찬가지로 차량의 차체와 연결되어 있는 댐퍼들(7 및 8)이 작용한다.

횡방향 판스프링(6)은, 중앙 영역에서, 상부 방향으로 향하는 면(9)을 통해, 차체의 바닥부의 반대 방향으로 향해 있는 크로스멤버(10)의 면(10a)에 고정되거나 그에서 안내된다. 크로스멤버(10)는, 면(9)에 대해 실질적으로 평행하게 연장되는 중앙 섹션(11)을 포함하며, 이 중앙 섹션으로부터는 횡방향 판스프링(6)에 대해 예각을 이루며 연장되는 다리부들(12 및 13)이 양측으로 돌출된다. 상기 다리부들(12 및 13)은 다시금 비스듬하게 연장되는 스트럿들(14 및 15) 및 고정 부재들(16 및 17)을 통해 별도로 도시하지 않은 차량의 차체에 고정된다.

또한, 크로스멤버(10)로부터는, 차량 종방향으로 연장되는 베어링 저널(18)도 돌출되며, 상기 베어링 저널은 와트 링키지 장치(19)의 안내를 위해 이용된다. 이 경우, 2-암 레버로서 형성되는 로커암(20)은 중앙에서 베어링 저널(18) 상에서 지지되며, 그리고 자신의 단부들에서는 볼 조인트들(21)을 통해 와트 로드들(22 및 23)과 연결된다. 와트 로드들(22 및 23)은 로커암(20)의 반대 방향으로 향해 있는 단부들에서 볼 조인트들(24)을 통해 휠 캐리어들(4 및 5)에 작용한다(도 3 및 도 4 참조). 와트 링키지 장치(19)는 휠 가이드 시스템(1)에 상대적으로 차체를 횡방향 가이드하기 위해 제공된다.

도 2에는, 크로스멤버(10)가, 로커암 및 와트 로드들을 제외하고 횡방향 판스프링(6)을 포함한 공통 구조 유닛으로서 도시되어 있다. 도 3에서는, 횡방향 판스프링(6)이 스페이서 부재들(25 및 26)을 통해 크로스멤버(10)에 고정되어 있는 점을 알 수 있다. 상기 도면에서는 이미 로커암(20) 및 와트 로드들(22 및 23)이 크로스멤버(10)에 배치되어 있다. 마지막으로, 도 4에 따라서는, 로커암(20)이 덮개부(27)에 의해 덮여 있다.

1: 휠 가이드 시스템
2: 종방향 컨트롤암
3: 종방향 컨트롤암
4: 휠 캐리어
5: 휠 캐리어
6: 횡방향 판스프링
7: 댐퍼
8: 댐퍼
9: 6의 상부 면
10: 크로스멤버
10a: 10의 면
11: 10의 중앙 섹션
12: 10의 다리부
13: 10의 다리부
14: 10의 스트럿
15: 10의 스트럿
16: 10의 고정 부재
17: 10의 고정 부재
18: 베어링 저널
19: 와트 링키지 장치
20: 로커암
21: 볼 조인트
22: 와트 로드
23: 와트 로드
24: 볼 조인트
25: 스페이서 부재
26: 스페이서 부재
27: 덮개부

Claims (10)

1. 차량의 종축에 대해 횡방향으로 배치될 수 있으면서 자신의 단부들은 휠 캐리어들(4 및 5)과 결합될 수 있는 횡방향 판스프링(6)을 포함하는 차량 섀시용 판스프링 조립체이며, 차량의 차체의 바닥부와 연결될 수 있는 빔(beam) 형태의 크로스멤버(10)에는 와트 링키지 장치(Watt linkage device)(19) 또는 파나르 로드 장치(Panhard rod device)를 위한 수용부(18)가 제공되는, 상기 차량 섀시용 판스프링 조립체에 있어서,
   횡방향 판스프링(6)은 크로스멤버(10)에 배치되는 것을 특징으로 하는, 차량 섀시용 판스프링 조립체.
2. 제1항에 있어서, 횡방향 판스프링(6)은 차체의 바닥부의 반대 방향으로 향해 있는 크로스멤버(10)의 면(10a)에 배치되는 것을 특징으로 하는, 차량 섀시용 판스프링 조립체.
3. 제1항에 있어서, 크로스멤버(10)는 상호 간에 소정의 각도를 이루며 연장되면서 동일한 길이를 갖도록 형성되는 2개의 다리부들(12 및 13)을 포함하고, 상기 다리부들은 상기 바닥부에 대해 평행하게 연장되는 중앙 섹션(11)을 통해 서로 연결되며, 그리고 상기 횡방향 판스프링은 차체의 바닥부의 반대 방향으로 향해 있는 중앙 섹션(11)의 면(10a)에 배치되는 것을 특징으로 하는, 차량 섀시용 판스프링 조립체.
4. 제1항에 있어서, 횡방향 판스프링(6)은 크로스멤버(10)에 견고하게 고정되는 것을 특징으로 하는, 차량 섀시용 판스프링 조립체.
5. 제1항에 있어서, 횡방향 판스프링(6)은 차체의 바닥부의 반대 방향으로 향해 있는 크로스멤버(10)의 중앙 섹션(11)의 면(10a)에 견고하게 고정되는 것을 특징으로 하는, 차량 섀시용 판스프링 조립체.
6. 제3항에 있어서, 상기 중앙 섹션(11)의 면(10a)으로부터 스페이서 부재들(25 및 26)이 돌출되며, 상기 스페이서 부재들에는 횡방향 판스프링(6)이 견고하게 고정되는 것을 특징으로 하는, 차량 섀시용 판스프링 조립체.
7. 제1항에 있어서, 크로스멤버(10) 및 횡방향 판스프링(6)은 섬유 강화 플라스틱으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 차량 섀시용 판스프링 조립체.
8. 제1항에 있어서, 크로스멤버(10)와 횡방향 판스프링(6)은 단일 소재로 이루어진 공통 부품으로서 제조되는 것을 특징으로 하는, 차량 섀시용 판스프링 조립체.
9. 제3항에 있어서, 크로스멤버(10)에는 파지 부재가 고정되며, 상기 파지 부재 내에는 횡방향 판스프링이 댐핑 몸체를 통해 수용되는 것을 특징으로 하는, 차량 섀시용 판스프링 조립체.
10. 차량의 차체가 횡방향 판스프링(6)을 통해 상대적으로 지지되는 휠 캐리어들(4 및 5)과; 휠 가이드 시스템(1)에 상대적으로 차체를 횡방향 가이드하기 위한 와트 링키지 장치(19)를; 포함하는 차량의 휠 가이드 시스템이며, 상기 휠 가이드 시스템은 2개의 단부 측 고정점들(16 및 17)을 구비한 빔 형태의 크로스멤버(10)를 통해 차체의 바닥부에 고정되고, 중앙에는 베어링 저널(18)을 포함하며, 상기 베어링 저널에는 와트 링키지 장치(19)의 두 와트 로드들(22 및 23)과 연결되는 로커암(20) 또는 파나르 로드 장치가 배치되는, 상기 차량의 휠 가이드 시스템에 있어서,
    판스프링 조립체는 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따라서 형성되는 것을 특징으로 하는, 차량의 휠 가이드 시스템(1).

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