KR20210147535A - 리프 스프링 서스펜션 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 서스펜션 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 차량용 리프 스프링 서스펜션 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 리프 스프링 서스펜션 시스템은 스팬의 변화가 가능하도록 섀시(20)에 장착되는 메인 스프링(10); 메인 스프링(10)의 상부에 결합되는 헬퍼 스프링(30); 및 헬퍼 스프링(30)의 양 단을 각각 섀시(20)에 회동가능하게 결합하는 한 쌍의 링크 조립체(50);를 포함한다.

Description

리프 스프링 서스펜션 시스템{LEAF SPRING SUSPENSION SYSTEM}

본 발명은 차량용 서스펜션 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 차량용 리프 스프링 서스펜션 시스템에 관한 것이다.

자동차는, 주행 중 노면으로부터 발생되는 진동이나 충격이 휠과 차축을 통해 프레임에 전달되는 것을 방지하는 현가장치를 포함한다. 현가장치는 승차감을 향상시키고 적재된 수화물의 손상을 방지하며 충격에 의해 차체가 파손되는 것을 방지한다.

차량에 적용되는 현가장치 중에서 상용차 또는 화물차 등의 후륜에는 큰 하중의 지지에 적합한 리프 스프링 서스펜션이 주로 사용되고 있다.

도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 리프 스프링 서스펜션은 서로 다른 길이를 갖는 복수의 스프링 판을 포개어 형성되는 메인 스프링(1)을 포함한다. 스프링 판의 길이방향(L) 움직임을 방지하도록 각 스프링 판은 센터 볼트(2)로 체결된다.

메인 스프링(1)은 스프링 아이(spring eye)를 통해 차량의 섀시(chassis, 3)에 장착된다. 메인 스프링(1)의 일 측(차량의 전방에 근접한 측)은 핀(4)을 통해 차량의 섀시(3)에 장착되고, 메인 스프링(1)의 타 측(차량의 후방에 근접한 측)은 메인 스프링(1)의 스팬(span)의 변화가 가능하도록 섀클(shackle, 5)을 통해 차체에 장착된다.

화물차량 또는 상용차량 등에서 공차와 적차 시 하중 차이가 과다하므로 각 상태별로 목표 승차감을 제공하기 위하여 리프 스프링 서스펜션에는 헬퍼 스프링(helper spring, 6)이 추가적으로 구비된다. 헬퍼 스프링(6)은 메인 스프링(1)의 상단에 장착되고, U-볼트(7)를 통해 메인 스프링(1)에 고정된다.

다만, 헬퍼 스프링(6)이 장착되는 차량의 경우 차량 주행 시 헬퍼 스프링(6)이 브라켓(8)에 접촉하게 되면서 그 때마다 충격과 소음이 발생한다는 문제점이 있다. 이와 같은 문제의 해결책으로서 헬퍼 스프링(6)과 브라켓(8) 사이에 고무 패드(rubber pad, 9)가 개재되었다. 다만, 이를 통하여 내구력을 유지하기에는 한계가 있었으며 중형급 이상의 화물차에서는 이의 적용이 어려웠다. 즉, 헬퍼 스프링(6)과 브라켓(8)간 지속적으로 발생하는 슬립(slip)과 충격 소음을 줄이는 것에는 큰 어려움이 있어왔다.

또한, 헬퍼 스프링(6)의 U-볼트(7)를 통한 고정은 시간의 경과에 따른 축력(axial force)의 저하로 인하여 유지되지 못하고, 헬퍼 스프링(6)을 구성하는 스프링 판 간에 틀어짐 현상이 발생하며 브라켓(8)과 간섭이 발생하여 브라켓(8)의 파손이나 더 큰 충격 소음을 야기하는 문제점이 있다.

공개특허공보 제10-2008-0102809호 (공개일자: 2008.11.26)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

본 발명은 개선된 리프 스프링 서스펜션 시스템을 제공하고자 한다.

특히, 본 발명은 리프 스프링 서스펜션에서 헬퍼 스프링과 브라켓 간의 충격 소음을 방지할 수 있는 리프 스프링 서스펜션 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 헬퍼 스프링을 구성하는 스프링 판 간의 좌우 뒤틀림을 방지할 수 있는 리프 스프링 서스펜션 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 구조의 단순화를 통해 재료비 등 원가 절감이 가능한 리프 스프링 서스펜션 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 향상된 승차감을 제공하는 리프 스프링 서스펜션 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자(이하 '통상의 기술자')에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징은 다음과 같다.

본 발명에 따른 리프 스프링 서스펜션 시스템은, 스팬의 변화가 가능하도록 섀시에 장착되는 메인 스프링; 상기 메인 스프링의 상부에 결합되는 헬퍼 스프링; 및 상기 헬퍼 스프링의 양 단을 각각 섀시에 회동가능하게 결합하는 한 쌍의 링크 조립체;를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 한 쌍의 링크 조립체 중 각 링크 조립체의 회동에 의해 연동하여 회전 가능하게 형성되고, 상기 헬퍼 스프링에 대하여 수직한 방향으로 섀시에 장착되는 한 쌍의 토션 바아;를 더 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 한 쌍의 토션 바아를 연결하고, 상기 한 쌍의 토션 바아의 사이에서 신축가능하게 형성되는 충격흡수장치;를 더 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 링크 조립체는, 상기 헬퍼 스프링의 양 단에 각각 결합되는 제1 링크부; 및 상기 제1 링크부에 연결되고 섀시에 대하여 회동가능하게 구성되는 제2 링크부;를 포함한다.

본 발명의 구현예에 따르면, 상기 제1 링크부는, 상기 헬퍼 스프링의 폭방향 일 단에 결합되는 제1 바아; 및 상기 헬퍼 스프링의 폭방향 타 단에 결합되는 제2 바아;를 포함한다.

본 발명의 구현예에 따르면, 상기 헬퍼 스프링의 양 단은 스프링 아이(spring eye)로 형성되고, 상기 제1 링크부는, 상기 제1 바아, 스프링 아이 및 제2 바아를 관통하여 장착되는 핀부재;를 더 포함한다.

본 발명의 구현예에 따르면, 상기 핀부재의 양 단부에는 스냅링이 장착된다.

본 발명의 구현예에 따르면, 상기 제2 링크부는, 상기 제1 바아 및 제2 바아를 관통하여 상기 제1 바아 및 제2 바아에 결합되는 로드부재; 및 상기 로드부재의 일 측이 장착되는 제1 정션 및 상기 제1 정션의 타 측에 형성되고 제1 정션의 피벗점을 구성하는 제2 정션을 포함하는 회동링크;를 포함한다.

본 발명의 구현예에 따르면, 상기 회동링크의 회동에 의해 연동하여 회전하도록 일 측이 상기 제2 정션에 고정결합되고 상기 헬퍼 스프링에 수직한 방향으로 섀시에 장착되는 토션 바아;를 더 포함한다.

본 발명의 구현예에 따르면, 상기 제2 정션에 각각 결합되는 토션 바아를 상기 헬퍼 스프링과 평행한 방향으로 연결하고, 상기 토션 바아 사이에서 신축가능하게 구성되는 충격흡수장치;를 더 포함한다.

본 발명의 구현예에 따르면, 상기 제2 링크부는, 상기 제1 링크부에 결합되는 로드부재; 및 상기 로드부재가 결합되는 제1 정션 및 상기 제1 정션의 타 측에 형성되고 피벗점을 구성하는 제2 정션을 포함하는 회동링크;를 포함한다.

본 발명의 구현예에 따르면, 상기 로드부재는 상기 제1 링크부를 관통하여 장착되고, 끝단에는 스냅링이 장착된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 헬퍼 스프링은 복수의 스프링 판을 포함하고, 상기 복수의 스프링 판 사이에는 비드부재가 개재된다.

본 발명의 구현예에 따르면, 상기 복수의 스프링 판은, 하측면의 표면으로부터 함몰 형성되는 제1 롤링그루브를 포함하는 제1 스프링 판; 상기 제1 스프링 판의 하부에 배치되고, 상측면의 표면으로부터 함몰 형성되고 상기 제1 롤링그루브와 포개어지는 제2 롤링그루브를 포함하는 제2 스프링 판;을 포함하고, 상기 비드부재는 제1 롤링그루브 및 제2 롤링그루브 사이에 개재된다.

본 발명의 구현예에 따르면, 상기 비드부재는 구 형상으로 형성되고, 상기 제1 롤링그루브 및 제2 롤링그루브는 곡면으로 형성된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 좌측 후륜 및 우측 후륜에 각각 형성되는 리프 스프링 서스펜션 시스템을 포함하는 차량으로서, 스팬의 변화가 가능하도록 섀시에 장착되는 메인 스프링; 상기 메인 스프링의 상부에 결합되는 헬퍼 스프링; 상기 헬퍼 스프링의 양 단을 각각 섀시에 회동가능하게 결합하는 한 쌍의 링크 조립체; 상기 한 쌍의 링크 조립체 중 각 링크 조립체의 회동에 의해 연동하여 회전 가능하게 형성되고, 일 측은 좌측 전륜 측 링크 조립체에 연결되고 타 측은 우측 전륜 측 링크 조립체에 연결되는 한 쌍의 토션 바아; 및 상기 한 쌍의 토션 바아를 연결하고, 상기 한 쌍의 토션 바아의 사이에서 신축가능하게 형성되는 충격흡수장치;를 포함한다.

본 발명에 따른 리프 스프링 서스펜션 시스템은 링크 조립체를 포함함으로써 충격 소음을 방지할 수 있고 헬퍼 스프링이 뒤틀어 지면서 발생하는 브라켓의 파손이나 정렬 문제 등을 해소할 수 있다.

본 발명에 따른 리프 스프링 서스펜션 시스템은 링크 조립체와 토션 바아를 포함함으로써 급격한 변곡점을 갖던 기존 시스템의 하중-변위 그래프를 완만한 변곡점을 갖도록 수정함으로써 충격감을 해소하고 향상된 승차감을 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면, 기존 충격흡수장치 두 개를 하나로 줄일 수 있도록 하여 원가 절감을 가능하게 하는 리프 스프링 서스펜션 시스템이 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 단순화된 구조로 차량의 롤링을 억제하고 동시에 범프 및 리바운드 움직임을 개선할 수 있는 리프 스프링 서스펜션 시스템이 제공된다.

본 발명에 따른 리프 스프링 서스펜션 시스템은 비드부재 및 롤링그루브를 포함하여 헬퍼 스프링을 구성하는 스프링 판 간의 뒤틀림을 방지할 수 있다.

본 발명의 효과는 전술한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 인식될 수 있을 것이다.

도 1 및 2는 통상의 리프 스프링 서스펜션을 도시하고,
도 3은 본 발명에 따른 리프 스프링 서스펜션 시스템을 도시하고,
도 4a는 본 발명에 따른 리프 스프링 서스펜션 시스템의 헬퍼 스프링을 구성하는 스프링 판 및 비드부재의 분해사시도를 도시하고,
도 4b는 도 4a의 중앙부 부분 확대도로서 도 4a를 하측에서 비스듬히 바라본 상태를 도시하고,
도 4c는 도 4a의 중앙부 부분 확대도로서 도 4b를 상측에서 비스듬히 바라본 상태를 도시하고,
도 4d는 도 4a의 결합도를 도시하고,
도 5는 본 발명에 따른 리프 스프링 서스펜션 시스템을 위한 링크 조립체의 제1 링크부를 도시하고,
도 6은 도 5의 우측면도를 도시하고,
도 7a는 본 발명에 따른 리프 스프링 서스펜션 시스템을 위한 링크 조립체의 제2 링크부를 도시하고,
도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 제2 링크부의 회동링크를 도시하고,
도 8은 섀시의 내측면을 도시한 것으로서, 토션 바아를 위한 제1 브라켓을 도시하고,
도 9는 본 발명에 따른 리프 스프링 서스펜션 시스템를 위한 토션 바아와 충격흡수장치의 결합도를 도시하고,
도 10 및 11은 본 발명에 따른 리프 스프링 서스펜션 시스템의 동작을 설명하고,
도 12는 본 발명에 따른 리프 스프링 서스펜션 시스템의 범프 모션을 설명하고,
도 13은 본 발명에 따른 리프 스프링 서스펜션 시스템의 우측 선회 시 모션을 도시하고,
도 14a는 기존 헬퍼 스프링 시스템의 하중(W)-변위(d) 그래프를 도시하고,
도 14b는 본 발명에 따른 리프 스프링 서스펜션 시스템의 하중(W)-변위(d) 그래프를 도시한다.

발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.

어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 리프 스프링 서스펜션 시스템은 메인 스프링(10), 헬퍼 스프링(30) 및 링크 조립체(50)를 포함한다.

메인 스프링(10)은 길이가 서로 다른 복수의 스프링 판을 포개어 센터 볼트 등으로 결합하여 구성된다. 메인 스프링(10)은, 메인 스프링(10)의 양 단에, 즉, 길이방향 양 단에 스프링 아이(spring eye)를 형성하여 차량의 섀시(20)에 결합된다. 메인 스프링(10)의 일 측은 부시(bush)를 포함하는 스프링 아이를 통해 섀시(20)와 핀결합을 한다. 메인 스프링(10)의 타 측은 차량의 주행 중 노면 상황 등에 따라 메인 스프링(10)의 스팬(span) 변화가 가능하도록 섀클을 통해서 섀시(20)에 장착된다.

헬퍼 스프링(30)은 둘 이상의 스프링 판을 포개어 형성되고, 메인 스프링(10)의 상부에 결합된다. 헬퍼 스프링(30)은 메인 스프링(10)에 U-볼트를 통해 결합될 수 있다.

헬퍼 스프링(30)의 양 단, 보다 구체적으로는 길이방향 양 단에는 아이(eye)가 형성되고, 아이 내에는 부시(bush)가 장착된다. 부시는 황동 재질의 부시일 수 있고, 헬퍼 스프링(30)을 회동가능하게 구성한다.

도 4a 내지 4d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구현예에 따르면, 헬퍼 스프링(30)은 제1 스프링 판(32) 및 제2 스프링 판(34)을 포함한다. 제1 스프링 판(32)은 헬퍼 스프링(30)의 최상부에 배치되고, 제2 스프링 판(34)은 제1 스프링 판(32)의 하부에 배치된다. 여기에서 헬퍼 스프링(30)이 두 개의 스프링 판을 포함하는 것으로 설명하고 있지만 스프링 판의 개수를 둘로 제한하려는 것은 아니며 그 개수는 필요에 따라 가감될 수 있다.

제1 스프링 판(32) 및 제2 스프링 판(34)에는 표면으로부터 함몰 형성되는 롤링그루브(130)가 형성될 수 있다. 롤링그루브(130)는 제1 스프링 판(32)의 하측면과 제2 스프링 판(34)의 상측면에 형성된다. 제1 스프링 판(32)과 제2 스프링 판(34)을 포개었을 때 제1 스프링 판(32)의 롤링그루브(130)와 제2 스프링 판(34)의 롤링그루브(130)는 포개어지면서 구(sphere)를 형성한다.

제1 스프링 판(32)과 제2 스프링 판(34)에 의해 형성되는 구에는 비드부재(230)가 배치된다. 비드부재(230)는 롤링그루브(130)에 의해 제1 스프링 판(32) 및 제2 스프링 판(34)에 형성되는 구와 대응하는 형상으로 형성된다.

링크 조립체(50)는 헬퍼 스프링(30)의 양 단을 섀시(20)에 결합한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 링크 조립체(50)는 제1 링크부(150) 및 제2 링크부(250)를 포함할 수 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 링크부(150)는 헬퍼 스프링(30)의 양 단에 각각 결합된다. 제1 링크부(150)는 제1 바아(152), 제2 바아(154) 및 핀부재(156)를 포함한다.

제1 바아(152)의 일 측(152a)과 제2 바아(154)의 일 측(154a)는 헬퍼 스프링(30)에 결합되고, 보다 구체적으로는 헬퍼 스프링(30)의 아이에 결합된다. 제1 바아(152)의 일 측(152a)은 헬퍼 스프링(30)의 폭방향(BD) 일 단에 결합되고, 제2 바아(154)의 일 측(154a)은 헬퍼 스프링(30)의 폭방향(BD) 타 단에 결합된다. 제1 바아(152)는 섀시(20)로부터 원위부에 형성되고, 제2 바아(154)는 제1 바아(152)보다 섀시(20)로부터 근접부에 형성된다.

핀부재(156)는 제1 바아(152)의 일 측(152a), 헬퍼 스프링(30)의 스프링 아이 및 제2 바아(154)의 일 측(154a)를 관통하여 장착되고, 핀부재(156)의 양 단부에는 스냅링(158)이 장착될 수 있다. 스냅링(158)은 측면 이탈 방지를 위하여 구비된다.

본 발명의 구현예에 따르면, 제2 바아(154)에는 벤딩부(1154)가 형성될 수 있다. 벤딩부(1154)는 헬퍼 스프링(30)의 폭방향(BD) 내측으로 일정 각도 벤딩되어 형성된다. 벤딩부(1154)는 헬퍼 스프링(30)의 작동 시 헬퍼 스프링(30)의 변형으로 인하여 제1 링크부(150)가 후술하는 토션 바아(70)와의 간섭되는 것을 방지하기 위하여 구성된다.

도 7a 및 7b를 참조하면, 제2 링크부(250)는 제1 링크부(150)에 연결되고, 섀시(20)에 대하여 회동가능하게 섀시(20)에 장착된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 제2 링크부(250)는 회동링크(252) 및 로드부재(254)를 포함할 수 있다.

로드부재(254)는 제1 링크부(150)에 연결된다. 로드부재(254)는 제1 바아(152) 및 제2 바아(154)를 관통하여 제1 바아(152) 및 제2 바아(154)에 결합되고, 제1 바아(152)의 타 측(152b) 및 제2 바아(154)의 타 측(154b)를 관통하여 결합한다. 또한, 로드부재(254)는 제1 바아(152) 및 제2 바아(154)가 로드부재(254)의 축방향을 따라 유동하지 않도록 제1 바아(152) 및 제2 바아(154)를 결합한다.

로드부재(254)에는 스냅링(158b)이 장착될 수 있다. 측면 이탈 방지를 위하여 스냅링(158b)은 제1 바아(152)의 외측 로드부재(254) 상에 장착될 수 있다.

또한, 회동링크(252)는 섀시(20)에 대하여 회동가능하게 장착된다. 회동링크(252)의 일 측에는 로드부재(254)가 장착되고, 타 측은 섀시(20)에 대하여 회동링크(252)가 회동가능하도록 섀시(20)에 장착된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 회동링크(252)는 제1 정션(252a) 및 제2 정션(252b)을 포함한다.

제1 정션(252a)은 회동링크(252)의 일 측에 형성되고, 제1 정션(252a)에는 로드부재(254)가 장착된다. 로드부재(254)는 회동링크(252)에 대하여 회전하지 않고 회동링크(252)에 고정결합된다.

제2 정션(252b)은 제1 정션(252a) 반대측인 회동링크(252)의 타 측에 형성된다. 제2 정션(252b)은 섀시(20)에 연결되고, 회동링크(252)가 제2 정션(252b)을 중심으로 회동가능하도록 회동링크(252)의 피벗점을 구성한다. 즉, 회동링크(252)가 회동하는 동안 제2 정션(252b)의 섀시(20)에 대한 위치는 변하지 않도록 구성된다.

회동링크(252)의 제1 정션(252a) 측은 회동을 용이하게 하기 위하여 섀시(20)로부터 일정 간극 오프셋(O)을 두고 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 리프 스프링 서스펜션 시스템은 한 쌍의 토션 바아(70) 및 충격흡수장치(90)를 더 포함할 수 있다.

토션 바아(70)는 링크 조립체(50)의 회동에 의하여 연동하여 회전 가능하게 형성되고, 헬퍼 스프링(30)에 대해 수직한 방향으로 섀시(20)에 장착된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 토션 바아(70)는 제2 정션(252b)에 장착된다. 토션 바아(70)의 단부는 회동링크(252)와 함께 회동하도록 제2 정션(252b)에 장착된다. 본 발명의 구현예에 따르면, 토션 바아(70)의 단부는 톱니 구조로 형성되어 회동링크(252)와 함께 회동하도록 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 구현예에 따르면, 회동링크(252)의 측면 이동 방지를 위해서 각 단부에는 스냅링(256)이 장착될 수 있다.

토션 바아(70)는 각 링크 조립체(50)에 연결된다. 즉, 좌측(LH) 후륜에 형성되는 두 개의 링크 조립체(50)에, 각각, 토션 바아(70)의 일측 단부가 연결된다. 토션 바아(70)의 타측 단부는 우측(RH) 후륜에 형성되는 두 개의 링크 조립체(50)에 각각 연결된다.

도 8을 참조하면, 섀시(20)의 내측면에는 제1 브라켓(170)이 형성된다. 제1 브라켓(170)은 토션 바아(70)를 섀시(20)에 장착하기 위해 마련된다. 공간 활용의 측면에서 링크 조립체(50)는 섀시(20)의 외측면에 형성되고 제1 브라켓(170)은 이의 반대인 섀시(20)의 내측면에 형성된다. 제1 브라켓(170)은 토션 바아(70)의 섀시(20)에 대한 위치는 고정시키면서도 토션 바아(70)의 회전은 자유롭게 가능하도록 토션 바아(70)를 섀시(20)에 장착한다.

충격흡수장치(90)는 댐핑 장치로서, 한 쌍의 토션 바아(70)를 연결한다. 즉, 충격흡수장치(90)는 헬퍼 스프링(30)의 길이방향과 동일한 방향으로 섀시(20)에 연결된다. 충격흡수장치(90)의 일 측은 한 쌍의 토션 바아(70) 중 어느 하나에 장착되고, 타 측은 한 쌍의 토션 바아(70) 중 다른 하나에 장착된다. 충격흡수장치(90)는 토션 바아(70)의 사이에서 신축가능하게 형성된다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구현예에 따르면, 충격흡수장치(90)는 제2 브라켓(190)을 통해 토션 바아(70)의 중앙부에 장착될 수 있다. 제2 브라켓(190)은 각 토션 바아(70)에 장착되고, 제2 브라켓(190) 각각에는 마운팅 홀(1190)이 구비되어 토션 바아(70)에 볼트 결합할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 전술한 바와 같은 리프 스프링 서스펜션 시스템을 포함하는 차량이 제공된다.

이하에서는 본 발명에 따른 리프 스프링 서스펜션 시스템의 작용 및 효과를 설명하기로 한다.

본 발명에 따르면, 기존 헬퍼 스프링과 브라켓 사이의 공간을 링크 조립체(50)로 구성함으로써 기존에 브라켓(8)과 헬퍼 스프링(6) 사이에서 발생하는 충격 소음을 제거할 수 있다.

도 10 및 11을 참조하면, 범프(B)/리바운드(R) 운동 시, 메인 스프링(10)은 M으로 표시되는 궤적으로 운동을 하고, 헬퍼 스프링(30)도 메인 스프링(10)과 함께 움직이게 된다. 이 때, 헬퍼 스프링(30)은 H로 표시되는 궤적을 따라 운동하게 되면서 제1 링크부(150) 및 순차적으로 제2 링크부(250)를 회전시키게 된다.

범프(B) 운동 시에는 회동링크(252)가 상측으로 회전하게 되어 r₁ 방향으로 움직인다. 회동링크(252)는 수직방향의 위치에서는 회전을 멈추고 캠버(C)가 작아지는 방향으로 캠버(C) 변화만 발생한다.

리바운드(R) 운동 시에는 회동링크(252)가 하측으로 움직이게 되어 r₂ 방향으로 움직인다. 회동링크(252)가 충분히 하강하였을 때에는 헬퍼 스프링(30)에서 형상 변화가 발생하여 캠버(C)가 증가하는 방향으로 캠버(C)의 변화가 발생한다. 헬퍼 스프링(30)은 링크 조립체(50)에 연결되어 있으므로 범프(B)/리바운드(R) 운동 시의 기존 기술에서 발생하는 소음은 완전히 해소된다.

본 발명에 따르면, 각 토션 바아(70)를 연결하는 충격흡수장치(90)는 전방과 후방을 연결한다. 범프(Bump, B) 및 리바운드(Rebound, R) 모션 시 토션 바아(70)에는 비틀림이 아닌 회전이 발생하므로 충격흡수장치의 길이 변화를 야기하여 결과적으로 감쇠력을 생성한다. 기존 시스템에는 좌우 두 개의 충격흡수장치가 구비되었으나 본 발명에 따르면 하나의 충격흡수장치로 작동할 수 있으므로 재료비 절감과 구조의 단순화를 도모할 수 있다.

도 12는 범프(B) 모션을 도시하고 있다.

도 12를 참조하면, 범프(B)/리바운드(R) 운동에서 좌측 후륜 및 우측 후륜의 헬퍼 스프링(30)은 동일한 방향으로 움직인다.

이에 범프(B) 시에 차량의 전방(FW)에 가까운 토션 바아(70)는 반시계방향으로 회전하고, 차량의 전방(FW)에서 보다 먼 토션 바아(70)는 시계방향으로 회전한다. 이와 같은 회전을 이용하여 충격흡수장치(90)를 신축가능하게 하도록 전후방의 토션 바아(70)의 중심부를 연결하는 충격흡수장치(90)를 구비한다. 즉, 범프(B) 시에는 충격흡수장치(90)는 신장되고, 감쇠력이 발생하게 된다.

반대로 리바운드(R) 시에는 차량의 전방(FW)에 가까운 토션 바아(70)는 시계방향으로 회전하고, 차량의 전방(FW)에서 보다 먼 토션 바아(70)는 반시계방향으로 회전한다. 이들에 연결된 충격흡수장치(90)는 축소되고, 감쇠력이 발생한다.

일반적으로 충격흡수장치의 설계 시 브레이크 챔버와의 간섭 문제로 인하여 공간을 확보하기가 쉽지 않고, 스트로크 문제로 인해서 브라켓을 과하게 설계하는 경우도 발생하고 이로 인하여 최저 지상고 문제가 발생하는 경우도 있다. 본 발명에 따른 충격흡수장치(90)는 이와 같은 문제를 일거에 해결할 수 있으며, 충격흡수장치 한 개만으로 양 측을 모두 제어가능하므로 재료비 측면에서 이점이 있다.

또한, 헬퍼 스프링(30)의 양 단에 링크 조립체(50)를 각각 구성함으로써 전후방향의 변위도 링크 조립체(50)에서 서로 흡수할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 토션 바아(70)는 차량의 좌우 다른 거동, 즉, 롤(roll) 모션 발생 시 토션 바아(70)의 비틀림이 발생하여 기존 리프 스프링 서스펜션 시스템이 갖는 스테빌라이저 바아(stabilizer bar)를 대신할 수 있다.

도 13을 참조하면, 차량의 선회 시에는 좌측 및 우측 중 어느 하나는 범프(B) 운동을 하고, 다른 하나는 리바운드(R) 운동을 하게 된다. 이와 같은 경우에는 회동링크(252)의 회동방향이 상이하므로 토션 바아(70)에 비틀림 운동이 발생한다. 이 때 발생하는 원복력으로 차량의 롤링을 억제할 수 있으므로, 본 발명에 따르면, 기존 스태빌라이저 바아의 역할을 대체할 수 있다.

또한, 도 4a 내지 4d를 재참조하면, 헬퍼 스프링(30)은 복수의 스프링 판으로 구성되므로 판 간의 좌우 뒤틀림을 방지하기 위하여 본 발명은 헬퍼 스프링(30)의 양 단에 아이를 적용하여 링크 조립체(50)로 고정한다. 최상판인 제1 스프링 판(32)의 경우에는 링크 조립체(50)를 통해 고정되므로 판 간 뒤틀림을 방지할 수 있지만 제2 스프링 판(34) 이하의 판은 고정이 되지 않으므로 여전히 뒤틀림의 문제가 생길 수 있다. 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 헬퍼 스프링(30)의 길이방향 중심부와 U-볼트 사이에 롤링그루브(130)를 형성하고 비드부재(230)를 장착한다. 비드부재(230)는 판 간의 이동을 제한하므로 제2 스프링 판(34) 이하 판의 좌우 뒤틀림이 발생을 방지할 수 있다.

본 발명에 다른 구현예에 따르면, 헬퍼 스프링(30)에 관통공을 형성하고 스프링 판을 핀에 의해 결합할 수 있다. 다만, 바람직하게는, 전술한 바와 같이, 롤링그루브(130)와 비드부재(230)를 통해 판 간의 이탈을 방지하도록 구성된다. 헬퍼 스프링(30)의 경우 길이방향 중심부에 응력이 집중되므로 헬퍼 스프링(30)에 형성되는 관통공의 부분에는 응력이 보다 집중될 수 있다. 이는 스프링 내구성에 영향을 미칠 수 있는 반면, 롤링그루브(130) 및 비드부재(230)의 뒤틀림 방지구조는 이와 같은 영향 없이 판 간의 이탈을 방지할 수 있다.

도 14a 및 14b를 참조하면, 본 발명에 따른 리프 스프링 서스펜션 시스템은 링크 조립체(50)를 포함하여 승차감을 보다 향상시킬 수 있다. 스프링 특성에 있어서 기존 기술에서는, 도 14a의 하중(W)-변위(d) 그래프에서 확인할 수 있는 바와 같이, 헬퍼 스프링(30)의 접촉 시 급격한 스프링 상수의 변화가 발생하는데, 이는 승차감에서 불리하게 작용한다. 반면, 본 발명에 따르면, 링크 조립체(50)를 포함하여 헬퍼 스프링(30)의 스프링 아이가 곡면의 궤적을 따라 완만하게 변화하기 때문에 하중(W)-변위(d) 그래프도, 도 14b와 같이, 점진적으로 증가하는 경향을 갖게 되며, 결국 향상된 승차감을 제공할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

10: 메인 스프링 20: 섀시
30: 헬퍼 스프링 32: 제1 스프링 판
34: 제2 스프링 판 50: 링크조립체
70: 토션 바아 90: 충격흡수장지
130: 롤링그루브 150: 제1 링크부
152: 제1 바아 154: 제2 바아
156: 핀부재 158a, 158b, 256: 스냅링
170: 제1 브라켓 190: 제2 브라켓
230: 비드부재 250: 제2 링크부
252: 회동링크 252a: 제1 정션
252b: 제2 정션 254: 로드부재
1154: 벤딩부 1190: 마운팅 홀

Claims (16)

1. 스팬의 변화가 가능하도록 섀시에 장착되는 메인 스프링;
   상기 메인 스프링의 상부에 결합되는 헬퍼 스프링; 및
   상기 헬퍼 스프링의 양 단을 각각 섀시에 회동가능하게 결합하는 한 쌍의 링크 조립체;
   를 포함하는 것인 리프 스프링 서스펜션 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 한 쌍의 링크 조립체 중 각 링크 조립체의 회동에 의해 연동하여 회전 가능하게 형성되고, 상기 헬퍼 스프링에 대하여 수직한 방향으로 섀시에 장착되는 한 쌍의 토션 바아;
   를 더 포함하는 것인 리프 스프링 서스펜션 시스템.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 한 쌍의 토션 바아를 연결하고, 상기 한 쌍의 토션 바아의 사이에서 신축가능하게 형성되는 충격흡수장치;
   를 더 포함하는 것인 리프 스프링 서스펜션 시스템.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 링크 조립체는,
   상기 헬퍼 스프링의 양 단에 각각 결합되는 제1 링크부; 및
   상기 제1 링크부에 연결되고 섀시에 대하여 회동가능하게 구성되는 제2 링크부;
   를 포함하는 것인 리프 스프링 서스펜션 시스템.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 제1 링크부는,
   상기 헬퍼 스프링의 폭방향 일 단에 결합되는 제1 바아; 및
   상기 헬퍼 스프링의 폭방향 타 단에 결합되는 제2 바아;
   를 포함하는 것인 리프 스프링 서스펜션 시스템.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 헬퍼 스프링의 양 단은 스프링 아이(spring eye)로 형성되고,
   상기 제1 링크부는,
   상기 제1 바아, 스프링 아이 및 제2 바아를 관통하여 장착되는 핀부재;
   를 더 포함하는 것인 리프 스프링 서스펜션 시스템.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 핀부재의 양 단부에는 스냅링이 장착되는 것인 리프 스프링 서스펜션 시스템.
8. 청구항 5에 있어서, 상기 제2 링크부는,
   상기 제1 바아 및 제2 바아를 관통하여 상기 제1 바아 및 제2 바아에 결합되는 로드부재; 및
   상기 로드부재의 일 측이 장착되는 제1 정션 및 상기 제1 정션의 타 측에 형성되고 제1 정션의 피벗점을 구성하는 제2 정션을 포함하는 회동링크;
   를 포함하는 것인 리프 스프링 서스펜션 시스템.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 회동링크의 회동에 의해 연동하여 회전하도록 일 측이 상기 제2 정션에 고정결합되고 상기 헬퍼 스프링에 수직한 방향으로 섀시에 장착되는 토션 바아;
   를 더 포함하는 것인 리프 스프링 서스펜션 시스템.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 정션에 각각 결합되는 토션 바아를 상기 헬퍼 스프링과 평행한 방향으로 연결하고, 상기 토션 바아 사이에서 신축가능하게 구성되는 충격흡수장치;
    를 더 포함하는 것인 리프 스프링 서스펜션 시스템.
11. 청구항 4에 있어서, 상기 제2 링크부는,
    상기 제1 링크부에 결합되는 로드부재; 및
    상기 로드부재가 결합되는 제1 정션 및 상기 제1 정션의 타 측에 형성되고 피벗점을 구성하는 제2 정션을 포함하는 회동링크;
    를 포함하는 것인 리프 스프링 서스펜션 시스템.
12. 청구항 11에 있어서, 상기 로드부재는 상기 제1 링크부를 관통하여 장착되고, 끝단에는 스냅링이 장착되는 것인 리프 스프링 서스펜션 시스템.
13. 청구항 1에 있어서,
    상기 헬퍼 스프링은 복수의 스프링 판을 포함하고,
    상기 복수의 스프링 판 사이에는 비드부재가 개재되는 것인 리프 스프링 서스펜션 시스템.
14. 청구항 13에 있어서, 상기 복수의 스프링 판은,
    하측면의 표면으로부터 함몰 형성되는 제1 롤링그루브를 포함하는 제1 스프링 판;
    상기 제1 스프링 판의 하부에 배치되고, 상측면의 표면으로부터 함몰 형성되고 상기 제1 롤링그루브와 포개어지는 제2 롤링그루브를 포함하는 제2 스프링 판;을 포함하고,
    상기 비드부재는 제1 롤링그루브 및 제2 롤링그루브 사이에 개재되는 것인 리프 스프링 서스펜션 시스템.
15. 청구항 14에 있어서, 상기 비드부재는 구 형상으로 형성되고, 상기 제1 롤링그루브 및 제2 롤링그루브는 곡면으로 형성되는 것인 리프 스프링 서스펜션 시스템.
16. 좌측 후륜 및 우측 후륜에 각각 형성되는 리프 스프링 서스펜션 시스템을 포함하는 차량으로서,
    스팬의 변화가 가능하도록 섀시에 장착되는 메인 스프링;
    상기 메인 스프링의 상부에 결합되는 헬퍼 스프링;
    상기 헬퍼 스프링의 양 단을 각각 섀시에 회동가능하게 결합하는 한 쌍의 링크 조립체;
    상기 한 쌍의 링크 조립체 중 각 링크 조립체의 회동에 의해 연동하여 회전 가능하게 형성되고, 일 측은 좌측 전륜 측 링크 조립체에 연결되고 타 측은 우측 전륜 측 링크 조립체에 연결되는 한 쌍의 토션 바아; 및
    상기 한 쌍의 토션 바아를 연결하고, 상기 한 쌍의 토션 바아의 사이에서 신축가능하게 형성되는 충격흡수장치;
    를 포함하는 것인 차량.
    

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