KR20200027401A - 독립 후방 서스펜션 시스템 - Google Patents

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KR20200027401A
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안-타오 양
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발슈 다이나믹 메카트로닉스 엘티디
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Abstract

본 발명은 바닥과 지면 사이의 거리를 줄일 수 있는 저층 버스용 독립 후방 서스펜션 시스템을 제공하며, 이 시스템은 승객에게 용이한 접근성을 제공하고 휠 아치 사이에 넓은 공간을 제공할 수 있다.

Description

독립 후방 서스펜션 시스템 {An Independent Rear Suspension System}
본 발명은 독립형 서스펜션 시스템, 특히 저상 버스용 독립형 후방 서스펜션을 제공한다.
승객 승차 및 하차의 용이성을 향상시키기 위해 기존의 엔진 구동 도시 버스 특히, 휠베이스가 4 미터를 초과하는 버스는 바닥 높이를 최소화해야 한다. 승객실(passenger compartment)로 인해, 엔진은 후방 오버행에 할당된다. 그러나 후륜 구동 도시 버스의 경우, 중앙 장착형 차동 장치를 채용하는지 또는 측면 장착형 차동 장치를 채용하는지 여부와는 무관하게, 후방 차축 (rear axle) 위의 바닥 높이가 높기 때문에 후방 차축 근처에 계단 또는 경사면이 필요하다.
또한 프론트 엔진 후륜 구동 미니 버스의 경우 특히, 휠베이스가 4m 이하이고 엔진이 프론트 오버행에 배치된 경우, 변속기는 엔진 후방에 연결되고, 프로펠러 샤프트가 토크를 후방 차축 (rear axle)에 전달한다. 프로펠러 샤프트는 전방에 위치한 변속기와 후방 차축을 연결하기 때문에 바닥 높이를 낮출 수 없다. 승객 승선을 가능하도록 하기 위해 입구에 계단이나 경사면이 형성된다.
후륜 엔진 후륜 구동 미니 버스의 경우 특히, 4 미터 이하의 휠베이스를 갖고 후방 오버행에 배치된 엔진을 갖는 미니 버스의 경우, 변속기가 엔진 앞에 연결되고 프로펠러 샤프트가 변속기를 후방 차축 (rear axle)에 연결한다. 프로펠러 샤프트의 위치로 인해, 후방 차축 (rear axle)의 바닥 높이를 낮출 수 없다. 후방 차축 (rear axle) 부근에 계단이나 경사면이 필요하다.
모터 구동이고 전륜 구동인 미니 버스 특히, 휠베이스가 4m 미만이고 전방 오버행에 모터가 배치된 버스의 경우, 저상 승객실(low floor passenger compartment)이 전방 차축 (front axle) 후방 차축 (rear axle) 사이에 제공된다. 그러나, 구동에 관여하지 않는 후방 차축(rear dead axle)을 호스트하기 위해 후방 자축 상부에는 높은 바닥부와 계단이 형성된다.
모터 구동이고 후륜 구동인 미니 버스의 경우 특히, 휠베이스가 4m 미만이고 모터가 후방 오버행에 배치된 경우, 저상 승객실이 전방 차축과 후방 차축 사이에 제공된다. 그러나, 구동에 관여하는 후방 차축(rear dead axle)과 드라이브 트레인을 호스트 하기 위해서는 후방 차축 뒷 부분의 바닥 높이가 상승된다. 따라서, 후방 차축 부근에 계단이 필요하다.
위에 언급 된 버스 구성은 동력원의 유형 및 배치 및 구동 휠의 위치와 관계없이 차량 전체에 걸쳐 낮은 바닥 높이를 달성 할 수 없으며 경사 또는 단계가 항상 필요하다.
현재 사용되는 차량 현가 장치(vehicle suspension)는 차륜 내부 구조물을 통해 섀시(chassis)에 연결된다. 이 경우, 서스펜션 마운팅 근처의 구조물은 하중을 견딜 수 있는 강도를 가져야 한다. 특히, 바디- 온-프레임 구조의 차량(body-on-frame configuration vehicle)은 섀시(chassis)만으로도 엔진, 변속기, 서스펜션 및 액슬의 하중을 충분히 견딜 수 있는 강도를 갖는다.
서스펜션 링크(suspension linkage)가 바퀴의 안쪽 구조에 연결되므로, 휠 얼라인먼트 수행하기 위해서는 서비스 기술자는 차량 밑에 위치해야 한다. 이러한 상태를 만들기 위해서는, 차량을 들어 올리거나 서비스 기술자가 서비스 도랑(service ditch) 안으로 들어가야 한다.
멀티 링크 또는 더블 위시 본 (double-wishbone) 서스펜션의 경우, 코너링 중에 서스펜션 시스템이 횡 방향 하중을 받을 때, 외부 상부 링크는 장력을 받고 외부 하부 링크는 압축되는 반면, 내부 상부 링크는 압축되고 내부 하부 링크에는 장력이 가해진다.
본 발명의 주요 목적은 후방 차축 위의 바닥 높이를 최소화 할 수있는 저상 버스(low floor bus)용 독립형 후방 서스펜션 구조를 제공하는 것이다.
2 차 목적은 바퀴 사이의 섀시 구조에 모든 부하를 집중시키지 않는 독립형 후방 서스펜션 구조를 제공하고 섀시에 요구되는 구조적 요건을 완화함으로써, 더 넓은 승객실(passenger compartment) 공간을 제공하는 것이다.
세 번째 목표는 휠 얼라인먼트(wheel alignment)를 수행하는 동안 서비스 기술자가 차량 밑에 있어야 할 필요가 없도록 하는 저층 버스용 독립형 후방 서스펜션을 제공하는 것이며, 이로써, 시간 소모를 줄이고 위험을 최소화 하는 것이다.
또한, 서스펜션 주행 중 적절한 캠버 변수를 갖는 저층 버스용 독립형 후방 서스펜션을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 차륜의 바깥 쪽의 섀시 구조에 연결되는 저상 버스용 독립형 후방 서스펜션을 제공함으로써, 외부의 하부 링크에 장력을 가하여 상기 외부의 하부 링크의 좌굴(buckling)을 방지하는 것을 목적으로 한다.
또한 7 개의 키네마틱 링크(kinematic links)와 10 개의 키네마틱 쌍(kinematic pairs)으로 구성된 저상 버스에 독립형 후방 서스펜션을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전기 기계(electric machine)가 바퀴 마찰을 제공하는 후방 트레일링 암(rear trailing arm)에 부착되는 저상버스용 독립형 후방 서스펜션을 제공하는 것을 목적으로 한다.
독립형 후방 서스펜션 시스템은 새시 구조(chassis structure), 제 1 키네마틱 링크 (kinematic link), 제 2 키네마틱 링크, 제 3 키네마틱 링크, 제 4 키네마틱 링크, 제 5 키네마틱 링크, 너클 조립체, 제 1 볼 조인트, 제 2 볼 조인트, 제 3 볼 조인트, 제 4 볼 조인트, 제 5 볼 조인트, 제 6 볼 조인트, 제 7 볼 조인트, 제 8 볼 조인트, 제 9 볼 조인트, 제 10 볼 조인트 및 후륜을 포함한다.
상기 제 1 볼 조인트는 상기 새시 구조체에 부착된다. 상기 제 1 키네마틱 링크는 상기 제 1 볼 조인트에 부착된다. 상기 제 2 볼 조인트는 상기 제 1 키네마틱 링크에 부착된다. 상기 제 2 볼 조인트는 상기 너클 조립체에 부착된다. 상기 너클 조립체는 상기 제 4 볼 조인트에 부착된다. 상기 제 4 볼 조인트는 상기 제 2 키네마틱 링크에 부착된다. 상기 제 2 키네마틱 링크는 상기 제 3 볼 조인트에 부착된다. 상기 제 3 볼 조인트는 상기 새시 구조에 부착되고,상기 제 5 볼 조인트는 상기 새시 구조에 부착된다.
상기 제 5 볼 조인트는 상기 제 3 키네마틱 링크에 부착된다. 상기 제 3 키네마틱 링크는 상기 제 6 볼 조인트에 부착된다. 상기 제 6 볼 조인트는 상기 너클 조립체에 부착된다. 상기 제 8 볼 조인트는 상기 너클 조립체에 부착된다. 상기 제 8 볼 조인트는 상기 제 4 키네마틱 링크에 부착된다. 상기 제 7 볼 조인트는 상기 제 4 키네마틱 링크에 부착된다. 상기 제 7 볼 조인트는 상기 새시 구조에 부착된다. 상기 제 9 볼 조인트는 상기 새시 구조에 부착된다. 상기 제 9 볼 조인트는 상기 제 5 키네마틱 링크에 부착된다. 상기 제 5 키네마틱 링크는 상기 제 10 볼 조인트에 부착된다. 상기 제 10 볼 조인트는 상기 너클 조립체에 부착된다.
상기 제 1 볼 조인트, 상기 제 2 볼 조인트, 상기 제 3 볼 조인트, 상기 제 4 볼 조인트, 상기 제 5 볼 조인트 및 상기 제 6 볼 조인트는 상기 후륜의 전방에 배치된다. 상기 제 7 볼 조인트, 상기 제 8 볼 조인트, 상기 제 9 볼 조인트 및 상기 제 10 볼 조인트는 상기 후륜 후방에 배치된다. 상기 제 3 볼 조인트는 상기 제 4 볼 조인트의 전방에 배치되고, 상기 제 5 볼 조인트는 상기 제 6 볼 조인트의 전방에 배치된다.
상기 제 1 볼 조인트는 상기 제 2 볼 조인트의 바깥쪽에 배치된다. 상기 제 7 볼 조인트는 상기 제 8 볼 조인트의 바깥쪽에 배치되고, 상기 제 9 볼 조인트는 상기 제 10 볼 조인트의 바깥쪽에 배치된다. 상기 제 5 볼 조인트는 상기 제 3 볼 조인트의 상부에 배치되고, 상기 제 6 볼 조인트는 상기 제 4 볼 조인트 주위에 배치되며, 상기 제 7 볼 조인트는 상기 제 9 볼 조인트의 상부위에 배치되고, 상기 제 8 볼 조인트는 상기 제 10 볼 조인트의 상부에 배치된다.
상기 제 1 내지 제 10 볼 조인트 중 적어도 하나는 고무 부싱으로 대체된다. 전기 기계(electric machine)는 상기 너클 조립체에 부착된다. 상기 제 7 볼 조인트와 상기 제 8 볼 조인트는 후륜(rear wheel)의 전방에 배치된다.
본 발명은 저상 버스용 독립형 후방 서스펜션 시스템을 제공함으로써, 버스 바닥과 지면 사이의 거리를 줄이고, 승객에게 용이한 접근을 제공하고 휠 아치들 사이에 넓은 공간을 제공한다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 장치의 사시도이다.
도 2는 제 1 실시예에 따른 장치의 측면도이다.
도 3는 제 1 실시예에 따른 장치의 배면도이다.
도 4는 제 1 실시예에 따른 장치의 평면도이다.
도 1 내지도 4에 도시 된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예는 새시 (미도시), 제 1 키네마틱 링크 (kinematic link) (101), 제 2 키네마틱 링크 (102), 제 3 키네마틱 링크 (103), 제 4 키네마틱 링크 (104), 제 5 키네마틱 링크 (105), 너클조립체(106), 제 1 볼 조인트 (201), 제 2 볼 조인트 (202), 제 3 볼 조인트 (203), 제 4 볼 조인트 (204), 제 5 볼 조인트 (205), 제 6 볼 조인트 (206), 제 7 볼 조인트 (207), 제 8 볼 조인트 (208), 제 9 볼 조인트 (209) 및 제 10 볼 조인트 (210)를 포함한다.
명료한 설명을 위해, 이하에서는 서스펜션 부품의 단지 한쪽 면에 대해서만 설명한다. 후방 차축은 후륜 (002)의 회전축에 형성된다. 도 3 및도 4에서, 차량 중심선 (001)은 차량의 중심 평면을 나타낸다.
너클 조립체 (106)는 후륜 (002)의 내측에 배치되고, 후륜 (002)은 너클 조립체 (106)에 회전 가능하게 연결된다. 제 1 운동 키네마틱 (101)는 후륜 (002)의 전방에 횡방향으로(transversely) 배치되고, 제 1 볼 조인트(201)를 거쳐 새시(chassis)에 연결되고, 제 2 볼 조인트(202)를 거쳐 너클 조립체(106)에 연결된다. 제 2 키네마틱 링크 (102)는 너클 조립체 (106)의 내측에 길이방향으로(longitudinally) 배치되고, 제 4 볼 조인트(204)를 거쳐 너클 조립체(106)에 연결되고, 제 3 볼 조인트(203)를 거쳐 새시(chassis)에 연결된다. 제 3 키네마틱 링크(103)는 제 2 키네마틱 링크(102)의 상부와 너클 조립체(106)의 내측에 길이 방향으로(longitudinally) 배치된다. 제 3 키네마틱 링크(103)는 제 6 볼 조인트(206)를 거쳐 너클 조립체 (106)에 연결되고, 제 5 볼 조인트(205)를 거쳐 너클 어셈블리(206)를 거쳐 새시에 연결된다. 제 5 키네마틱 링크(105)는 후방 휠 (002)의 후방에 횡 방향으로(transversely) 배치되고 제 9 볼 조인트(209)를 통해 섀시에 연결되고 제 10 볼 조인트(210)를 거쳐 너클 조립체(106)에 연결된다. 제 4 키네마틱 링크(104)는 제 5 키네마틱 링크(105)의 상부와 후륜 (002)의 후방에 횡 방향으로(transversely) 배치되고, 제 7 볼 조인트 (207)를 통해 새시에 연결되고, 제 8 볼 조인트 (208)를 통해 너클 조립체(106)에 연결된다. 전기 기계 (electric machine) (미도시)가 너클 조립체(106)의 내부에 배치되어 후륜 (002)에 견인력을 제공한다.
제 1 볼 조인트(201), 제 2 볼 조인트(202), 제 3 볼 조인트(203), 제 4 볼 조인트(204), 제 5 볼 조인트(205) 및 제 6 볼 조인트(206)는 후륜 (002)의 내측에 배치된다. 제 7 볼 조인트(207), 제 8 볼 조인트 (208), 제 9 볼 조인트 (209) 및 제 10 볼 조인트 (210)는 후륜 (002)의 후방에 배치된다. 제 3 볼 조인트(203)는 제 4 볼 조인트(204)의 전방에 배치되고, 제 5 볼 조인트(201)는 제 6 볼 조인트 (206)의 전방에 배치된다. 제 1 볼 조인트(201)는 제 2 볼 조인트(202)의 바깥쪽에 배치되고, 제 7 볼 조인트(207)는 제 8 볼 조인트(208)의 바깥쪽에 위치하고, 제 9 볼 조인트 (209)는 제 10 볼 조인트(210)의 바깥쪽에 배치된다. 제 5 볼 조인트(205)는 제 3 볼 조인트(203)의 상부에 배치되고, 제 6 볼 조인트(206)는 제 4 볼 조인트(204)의 상부에 배치된다. 제 7 볼 조인트(207)는 제 9 볼 조인트(209)의 상부에 배치되고, 제 8 볼 조인트(208)는 제 10 볼 조인트(210)의 상부에 배치된다.
볼 조인트(ball joint) 대신에 고무 부싱(rubber bushing)을 사용할 수도 있다.
다른 실시예에서, 제 7 볼 조인트(207) 및 제 8 볼 조인트(208)는 후륜(002)의 전방에 배치될 수도 있다. 이러한 실시예에 따르더라도, 상기에서 언급한 기능이나 특성이 변하는 것은 아니다.

Claims (4)

  1. 새시 구조(chassis structure), 제 1 키네마틱 링크 (kinematic link), 제 2 키네마틱 링크, 제 3 키네마틱 링크, 제 4 키네마틱 링크, 제 5 키네마틱 링크, 너클 조립체, 제 1 볼 조인트, 제 2 볼 조인트, 제 3 볼 조인트, 제 4 볼 조인트, 제 5 볼 조인트, 제 6 볼 조인트, 제 7 볼 조인트, 제 8 볼 조인트, 제 9 볼 조인트, 제 10 볼 조인트 및 후륜을 포함하며,
    상기 제 1 볼 조인트는 상기 새시 구조체에 부착되고,
    상기 제 1 키네마틱 링크는 상기 제 1 볼 조인트에 부착되고,
    상기 제 2 볼 조인트는 상기 제 1 키네마틱 링크에 부착되고,
    상기 제 2 볼 조인트는 상기 너클 조립체에 부착되고,
    상기 너클 조립체는 상기 제 4 볼 조인트에 부착되고,
    상기 제 4 볼 조인트는 상기 제 2 키네마틱 링크에 부착되고,
    상기 제 2 키네마틱 링크는 상기 제 3 볼 조인트에 부착되고,
    상기 제 3 볼 조인트는 상기 새시 구조에 부착되고,
    상기 제 5 볼 조인트는 상기 새시 구조에 부착되고,
    상기 제 5 볼 조인트는 상기 제 3 키네마틱 링크에 부착되고,
    상기 제 3 키네마틱 링크는 상기 제 6 볼 조인트에 부착되고,
    상기 제 6 볼 조인트는 상기 너클 조립체에 부착되고,
    상기 제 8 볼 조인트는 상기 너클 조립체에 부착되고,
    상기 제 8 볼 조인트는 상기 제 4 키네마틱 링크에 부착되고,
    상기 제 7 볼 조인트는 상기 제 4 키네마틱 링크에 부착되고,
    상기 제 7 볼 조인트는 상기 새시 구조에 부착되며,
    상기 제 9 볼 조인트는 상기 새시 구조에 부착되고,
    상기 제 9 볼 조인트는 상기 제 5 키네마틱 링크에 부착되고,
    상기 제 5 키네마틱 링크는 상기 제 10 볼 조인트에 부착되며,
    상기 제 10 볼 조인트는 상기 너클 조립체에 부착되고,
    상기 제 1 볼 조인트, 상기 제 2 볼 조인트, 상기 제 3 볼 조인트, 상기 제 4 볼 조인트, 상기 제 5 볼 조인트 및 상기 제 6 볼 조인트는 상기 후륜의 전방에 배치되고;
    상기 제 7 볼 조인트, 상기 제 8 볼 조인트, 상기 제 9 볼 조인트 및 상기 제 10 볼 조인트는 상기 후륜 후방에 배치되며;
    상기 제 3 볼 조인트는 상기 제 4 볼 조인트의 전방에 배치되고, 상기 제 5 볼 조인트는 상기 제 6 볼 조인트의 전방에 배치되며;
    상기 제 1 볼 조인트는 상기 제 2 볼 조인트의 바깥쪽에 배치되고, 상기 제 7 볼 조인트는 상기 제 8 볼 조인트의 바깥쪽에 배치되고, 상기 제 9 볼 조인트는 상기 제 10 볼 조인트의 바깥쪽에 배치되며;
    상기 제 5 볼 조인트는 상기 제 3 볼 조인트의 상부에 배치되고, 상기 제 6 볼 조인트는 상기 제 4 볼 조인트 주위에 배치되며, 상기 제 7 볼 조인트는 상기 제 9 볼 조인트의 상부위에 배치되고, 상기 제 8 볼 조인트는 상기 제 10 볼 조인트의 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 독립형 후방 서스펜션 시스템.
  2. 제 1 항에있어서, 상기 제 1 내지 제 10 볼 조인트 중 적어도 하나는 고무 부싱으로 대체된 것을 특징으로 하는 독립형 후방 서스펜션 시스템.
  3. 제 1 항에있어서, 전기 기계(electric machine)가 상기 너클 조립체에 부착된 것을 특징으로 하는 독립형 후방 서스펜션 시스템.
  4. 제 1 항에있어서, 상기 제 7 볼 조인트와 상기 제 8 볼 조인트는 후륜(rear wheel)의 전방에 배치된 것을 특징으로하는 독립형 후방 서스펜션 시스템.
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