KR20220068548A - 독립 현가 시스템 - Google Patents

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KR20220068548A
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upper arm
wheel
unit
distance
suspension system
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KR1020200155436A
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박정환
공도현
김재훈
박태웅
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Abstract

본 발명은 독립 현가 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 있어서 독립 현가 시스템은 휠의 좌우 조향각을 조절하는 조향유닛, 상기 휠의 양측면 전후방에 각각 체결되어 상기 휠에 인가되는 충격을 흡수하는 쇽업소버 및 상기 쇽업소버와 조향유닛 사이에 위치하고, 휠과 조향유닛 사이의 거리를 가변하도록 구성되는 링크유닛를 포함하고, 상기 링크유닛은 제 1쇽업소버와 상기 조향유닛 사이에 각각 위치하는 제 1어퍼 암 및 제 2쇽업소버와 상기 조향유닛 사이에 위치하는 제 2 어퍼 암 및 상기 제 1어퍼 암 및 제 2어퍼 암 사이에 체결되어 상기 제 1어퍼 암 및 제 2어퍼 암 사이의 거리를 가변하도록 구성되는 지상고 조절부를 포함한다.

Description

독립 현가 시스템{Independent Suspension System}
본 발명은 독립 현가 시스템에 관한 것으로, 더 바람직하게, 차량의 휠에 각각 체결될 수 있는 현가 시스템으로서, 차체와 휠 사이의 거리가 가변될 수 있는 구조를 통해 사용자의 승차감 개선을 수행하는 독립 현가 시스템에 관한 것이다.
종래 차량의 현가장치는 차축과 차체를 연결하여 차량의 주행중에 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격이 차체에 직접 전달되지 않도록 해서 차체나 화물의 손상을 방지하고, 승차감을 향상시키는 역할을 한다. 이러한 현가장치는 노면으로부터 받는 충격을 완화시키는 현가스프링과, 이 현가스프링의 자유진동을 억제하여 승차감을 향상시키는 쇽업소버 및, 차량의 롤링을 억제하는 스태빌라이저 등을 구비한다.
상용차량의 현가장치는 좌우의 차륜이 하나의 차축으로 연결된 일체 차축식 현가장치를 주로 많이 사용하고, 현가스프링으로는 리프스프링이나 공기스프링이 주로 사용되고 있다.
한편 일체 차축식 현가장치를 사용하는 상용차량의 조향장치는 조향기어의 출력축에 장착되어 회전하는 피트먼아암과, 이 피트먼 아암의 운동을 너클아암에 전달하는 드래그링크, 이 드래그링크의 운동을 전달받아 너클 스핀들을 조작하는 너클 아암 및, 좌우의 너클 아암을 연결하는 타이로드 등으로 구성된다.
상기와 같은 공기스프링을 사용하는 일체 차축식 현가장치와 조향장치를 구비한 상용차량에서 상기 공기스프링은 단지 리프 스프링을 대체하는 역할을 하고 승차감과 핸들링 특성을 개선하는 데에는 크게 기여하지 못하고 있고, 정밀한 지오메트리를 구현하기에는 구조적인 특성상 설계 자유도를 확보하기 어렵다.
더욱이, 최근에는 각각의 현가장치에 모터 어셈블리를 통해 휠의 조향각 입력을 수행하는 독립조향식 현가장치가 개발되고 있다. 다만, 상기와 같은 독립 조향식 현가장치의 경우, 쇽업소버가 모터 어셈블리의 조향축과 일치하기 위해서는 차량의 높이 방향으로 돌출된 형태를 필수적으로 요구되는 문제점이 존재하였다.
뿐만 아니라, 도 1에 개시하고 있는 바와 같이, 쇽업소버의 일단이 차체 프레임에 고정되는 경우, 휠 범프에 따라 쇽업소버의 길이 변화량이 작아 승차감 저하 등의 문제점이 존재하였다.
이에 따라 최근에는 휠과 차체 사이의 높이 변화를 통해 다양한 주행 환경에서 편안한 승차감을 제공할 수 있는 현가 시스템이 요구되고 있다.
특허문헌1: 일본공개특허 특개2005-112300호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 휠과 차체 사이의 거리가 가변될 수 있는 독립 현가 시스템를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 휠의 좌우 및 캠버의 변화에 지지가 가능한 독립 현가 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다. 또한 본 발명의 목적들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 독립 현가 시스템은 다음과 같은 구성을 포함한다.
본 발명의 일 실시예로서, 독립 현가 시스템은 휠의 좌우 조향각을 조절하는 조향유닛; 상기 휠의 양측면 전후방에 각각 체결되어 상기 휠에 인가되는 충격을 흡수하는 쇽업소버; 및 상기 쇽업소버와 조향유닛 사이에 위치하고, 휠과 조향유닛 사이의 거리를 가변하도록 구성되는 링크유닛;를 포함하고, 상기 링크유닛은 제 1쇽업소버와 상기 조향유닛 사이에 각각 위치하는 제 1어퍼 암 및 제 2쇽업소버와 상기 조향유닛 사이에 위치하는 제 2 어퍼 암; 및 상기 제 1어퍼 암 및 제 2어퍼 암 사이에 체결되어 상기 제 1어퍼 암 및 제 2어퍼 암 사이의 거리를 가변하도록 구성되는 지상고 조절부;를 제공한다.
또한, 상기 조향유닛은 차체에 위치하는 조향입력부를 통해 상기 휠로 인가되는 조향각이 설정되도록 제어되는 독립 현가 시스템을 제공한다.
또한, 상기 지상고 조절부는, 상기 제 1어퍼 암 개구부 내측에 위치하는 고정 브라켓; 상기 제 2어퍼 암 개구부 내측에 위치하는 가이드 브라켓; 상기 고정 브라켓에 체결되는 상하조절부; 및 상기 상하조절부와 일단이 인접하여 상기 고정 브라켓과 상기 가이드 브라켓에 체결되며, 상기 상하조절부의 구동력에 따라 회전되어 상기 고정 브라켓과 상기 가이드 브라켓 사이의 거리를 가변하도록 구성되는 거리조절 스크류;를 더 포함하는 독립 현가 시스템을 제공한다.
또한, 상기 조향유닛을 관통하여 상기 거리조절 스크류와 체결되는 가이드;를 더 포함하고, 상기 거리조절 스크류의 회전방향에 따라 상기 가이드가 상기 거리조절 스크류와 일체로 상하 방향으로 이동되도록 구성되는 독립 현가 시스템을 제공한다.
또한, 상기 제 1어퍼 암과 체결되도록 상기 고정 브라켓의 양측단에 구성되는 고정 돌출부;를 더 포함하고, 상기 거리조절 스크류가 회전되는 경우, 상기 고정 브라켓은 상기 거리조절 스크류가 수평상태를 유지하도록 상기 제 1어퍼 암 사이의 기울기에 대응하여 상기 고정 돌출부를 중심축으로 경사지도록 구성되는 독립 현가 시스템을 제공한다.
또한, 상기 가이드 브라켓의 양측단에 위치하는 가이드 돌출부를 포함하고, 상기 고정 브라켓과 마주하도록 상기 가이드 돌출부를 중심축으로 경사지도록 구성되는 독립 현가 시스템을 제공한다.
또한, 상기 조향유닛과 체결되는 일단을 기준으로 상기 제 1어퍼 암 및 제 2어퍼 암 사이의 거리가 가까워지는 경우, 상기 조향유닛과 상기 휠 사이의 거리가 멀어 지도록 구성되는 독립 현가 시스템을 제공한다.
또한, 상기 조향유닛과 체결되는 일단을 기준으로 상기 제 1어퍼 암 및 제 2어퍼 암 사이의 거리가 멀어지는 경우, 상기 조향유닛과 상기 휠 사이의 거리가 가까워 지도록 구성되는 독립 현가 시스템을 제공한다.
또한, 상기 휠과 상기 쇽업소버가 체결되는 위치에 구성되는 휠 부시;를 더 포함하는 독립 현가 시스템을 제공한다.
또한, 상기 쇽업소버와 상기 조향유닛이 체결되는 위치에 구성되는 지지부시;를 더 포함하는 독립 현가 시스템을 제공한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 독립 현가 시스템을 제공하여, 차량의 주행환경에 대응하여 차체와 휠 사이의 거리가 가변될 수 있어 승차감 개선의 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 독립 현가 시스템을 통해 충분한 3축 강성을 제공할 수 있는 현가 시스템을 제공하는바, 선회 안정성 및 충분한 제동력을 제공할 수 있는 독립 현가 시스템를 제공한다.
도 1은 종래 기술로서, 현가 시스템의 구성도를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로서, 독립 현가 시스템의 사시도를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로서, 독립 현가 시스템의 쇽업소버의 체결도를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예로서, 독립 현가 시스템의 조향유닛을 도시하고 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예로서, 독립 현가 시스템의 지상고 조절부를 도시하고 있다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예로서, 독립 현가 시스템의 고정 브라켓의 확대도를 도시하고 있다.
도 5c는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 독립 현가 시스템의 고정 브라켓의 확대도를 도시하고 있다.
도 5d는 본 발명의 일 실시예로서, 독립 현가 시스템의 가이드 브라켓의 확대도를 도시하고 있다.
도 5e는 본 발명의 일 실시예로서, 독립 현가 시스템의 가이드를 도시하고 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예로서, 독립 현가 시스템에 각각 위치하는 부시 체결 위치를 도시하고 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예로서, 독립 현가 시스템의 구동도를 도시하고 있다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...시스템" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 독립 현가 시스템은 각각의 휠에 체결되는 하나의 현가 시스템을 지칭하는 것으로, 다륜 차량의 경우, 각각의 차륜에 독립적 조향이 가능한 독립 현가 시스템이 제공될 수 있다.
이하, 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대해 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 독립적으로 회전이 가능하도록 각각의 휠에 구성되는 독립 현가 시스템에 관한 것이다.
더욱이, 본 발명은 각각의 휠에 장착되어 휠의 조향각이 전후 방향으로 제한 없이 전환되도록 구성되는바, 각각의 휠에 장착되는 독립 현가 시스템은 서로 다른 각도를 갖도록 제어부(미도시)에 의해 조향각이 제어될 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 휠에는 인휠 모터를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제어부는 차량에 입력되는 조향입력신호를 수신하고, 차량에 위치하는 센서부(미도시)를 통해 주행환경 및 도로 상태 정보를 수신할 수 있으며, 이를 통해 독립 현가 시스템의 높이를 가변하도록 구성될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예로서, 하나의 휠에 체결되는 독립 현가 시스템을 대상으로 구성간의 결합관계를 살펴보도록 하겠다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로서, 독립 현가 시스템(10)의 사시도를 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 휠(400)을 기준으로 휠(400)의 충격을 흡수하도록 구성되는 쇽업소버(300), 쇽업소버(300)의 상단 일단이 체결되고, 조향유닛(100)과 휠(400) 사이의 간격이 가변되도록 구성되는 링크유닛(200), 링크유닛(200) 상단에 위치하여 휠(400)의 조향각을 제어하도록 조향입력부(110)를 포함하는 조향유닛(100)으로 구성된다.
쇽업소버(300)는 휠(400)의 중심축과 체결되도록 구성되고, 휠(400)의 양측의 전방 및 후방으로 연장되어 구성된다. 더 바람직하게, 제 1쇽업소버(310)는 제 1어퍼 암(210)과 체결되고 제 2쇽업소버(320)는 제 2어퍼 암(220)과 체결되도록 구성된다. 제 1쇽업소버(310) 및 제 2쇽업소버(320)는 휠(400)의 양 측면과 접하는 두개의 로드로 각각 구성된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서는 휠(400)의 중심축과 체결되는 4개의 로드를 포함하는 쇽업소버(300)를 구성하고, 전방으로 연장되는 2개의 로드를 제 1쇽업소버(310), 후방으로 연장되는 2개의 로드를 제 2쇽업소버(320)라 지칭한다.
휠(400) 중심축에 체결되는 제 1쇽업소버(310) 및 제 2쇽업소버(320)는 휠 부시(330)를 포함하여 구성되는바, 휠(400) 중심축, 제 1쇽업소버(310) 및 제 2쇽업소버(320)가 휠 부시(330)를 감싸도록 위치할 수 있다. 더 바람직하게, 휠 부시(330)는 휠(400) 중심축을 감싸도록 위치하고, 휠 부시(330) 외측면은 제 1쇽업소버(310) 및 제 2쇽업소버(320)가 감싸도록 위치될 수 있다. 본 발명의 휠 부시(330)는 조향각 변화에 의한 횡력, 노면 충격에 의해 3축으로 압축/인장될 수 있다.
조향유닛(100)은 차체에 고정되는 조향입력부(110), 조향입력부(110)와 인접하여 위치하여 독립 현가 시스템(10)이 일체로 회전되도록 구성되는 프레임(120)을 포함하여 구성된다. 조향입력부(110)는 제어부의 조향입력 신호가 인가되는 경우 프레임(120)에 회전력을 인가하고, 프레임(120)과 휠(400)이 일체로 회전되어 휠(400)의 조향각이 변화되도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에서 조향입력부(110)는 모터로 구성될 수 있으며, 다른 실시예에서 프레임(120)과 체결되는 피니언 기어로 구성되어 현가 시스템(10)이 일체로 회전되도록 구성된다.
링크유닛(200)은 제 1쇽업소버(310) 및 제 2쇽업소버(320)와 체결되도록 전후 방향으로 두 개의 링크를 포함하도록 구성된다. 더 바람직하게, 제 1쇽업소버(310)와 체결되는 제 1어퍼 암(210), 제 2쇽업소버(320)와 체결되는 제 2어퍼 암(220)을 포함하도록 구성된다. 또한, 제 1어퍼 암(210)과 제 2어퍼 암(220)의 개구부를 관통하고, 제 1어퍼 암(210)과 제 2어퍼 암(220)의 거리를 가변하여 조향유닛(100)과 휠(400) 사이의 거리를 가변하도록 구성되는 지상고 조절부(230)를 포함한다.
지상고 조절부(230)는 제 1어퍼 암(210) 개구부에 위치하는 고정 브라켓(231)과 제 2어퍼 암(220)의 개구부에 위치하는 가이드 브라켓(232) 사이에 체결되는 거리조절 스크류(233)의 회전량에 따라 제 1어퍼 암(210)과 제 2어퍼 암(220) 사이의 거리가 가변되도록 구성된다. 즉, 거리조절 스크류(233)의 회전력이 인가되도록 고정 브라켓(231)에 위치하는 상하조절부(234)를 포함하고, 상하조절부(234)는 거리조절 스크류(233)와 인접하여 상기 거리조절 스크류(233)가 양 방향으로 회전되도록 구성된다.
회전되는 거리조절 스크류(233)와 외접하도록 구성되는 가이드 브라켓(232)은 거리조절 스크류(233)의 회전력에 의해 길이 방향으로 이동하고, 가이드 브라켓(232)에 체결되는 제 2어퍼 암(220)이 이동하여 제 1어퍼 암(210)과 사이의 거리가 가변된다. 즉, 거리조절 스크류(233)의 회전력이 인가되는 경우 제 1어퍼 암(210)과 제 2어퍼 암(220)이 조향유닛(100)과 체결되는 일단을 기준으로 이루는 각도가 변화되도록 구성된다. 따라서, 제 1어퍼 암(210)과 제 2어퍼 암(220)이 서로 인접한 위치로 전환되는 경우, 조향유닛(100)과 휠(400) 사이의 거리가 최대인 상태가 되며, 제 1어퍼 암(210)과 제 2어퍼 암(220)이 서로 멀리 떨어져 위치되는 경우 조향유닛(100)과 휠(400) 사이의 거리가 최소인 상태가 된다. 더 바람직하게, 거리조절 스크류(233)의 회전력이 인가되는 경우에도 제 1어퍼 암(210)과 제 2어퍼 암(220)은 높이 방향의 중심선을 기준으로 서로 대칭되도록 구성된다.
더욱이, 거리조절 스크류(233)는 조향유닛(100)을 관통하여 위치하는 가이드(235) 내측으로 적어도 일부가 위치하도록 구성된다. 가이드(235)는 거리조절 스크류(233)의 높이 방향 변화를 안내하도록 구성되는바, 더 바람직하게, 제 1어퍼 암(210)과 제 2어퍼 암(220)의 각도 변화에 따른 거리조절 스크류(233)의 높이 변화를 안내하도록 구성된다.
도 3은 휠(400)과 체결되는 쇽업소버(300) 및 휠(400)의 중심축을 기준으로 형성되는 휠 부시(330)를 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 휠(400)의 일측면의 회전축에 체결되는 제 1쇽업소버(310) 및 제 2쇽업소버(320)를 포함한다. 더 바람직하게, 제 1쇽업소버(310)의 일단과 제 2쇽업소버(320)의 일단은 휠(400) 중심축과 동축상에 위치하도록 구성된다. 휠 부시(330)는 휠(400) 회전축의 중심축을 감싸도록 위치하고, 외측면은 제 1쇽업소버(310) 및 제 2쇽업소버(320)에 의해 감싸지도록 구성된다. 또한, 본 발명의 독립 현가 시스템(10)의 경우, 차량의 제동력이 발생하는 경우 2개의 로드로 구성되는 제 1쇽업소버(310) 및 2개의 로드로 구성되는 제 2쇽업소버(320)의 스프링 강성을 제어하여 토우 인 및 토우 아웃을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 제 1쇽업소버(310)의 일단이 휠(400)과 마주하도록 위치하고, 제 2쇽업소버(320)의 일단이 제 1쇽업소버(310)의 측면상에 위치하도록 구성된다. 더욱이, 제 1쇽업소버(310) 및 제 2쇽업소버(320)의 내측에 휠 부시(330)가 위치하도록 구성된다. 더 바람직하게, 휠(400) 중심축 외측으로 제 1쇽업소버(310) 및 제 2쇽업소버(320)가 체결되도록 구성되는 브라켓을 더 포함할 수 있다.
휠 부시(330)는 휠(400)의 회전축에 인가되는 충격을 흡수하도록 구성되는바, 더욱이, 휠(400)에 발생하는 횡력, 노면 충격 등을 흡수할 수 있도록 3축으로 압축/인장 될수 있도록 구성된다.
도 4에서는 조향입력부(110)를 포함하는 조향유닛(100)의 확대도를 도시하고 있다.
조향입력부(110)는 차체에 체결되어 위치하는바, 조향유닛(100), 링크유닛(200) 및 쇽업소버(300)가 일체로 회전되도록 구성된다. 더 바람직하게, 조향입력부(110)는 구동모터로 구성될 수 있으며, 또는 랙기어 타입으로 프레임(120)과 체결되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예로서, 조향입력부(110)는 웜기어 타입으로 구성되며, 모터와 체결되는 웜기어의 회전력에 의해 차체를 기준으로 조향유닛(100)이 회전되도록 구성된다.
이처럼 조향입력부(110)는 제어부에 수시된 사용자의 조향입력에 대응하여 조향유닛(100)의 프레임(120)을 회전하도록 구성되는바, 조향유닛(100)과 체결되는 쇽업소버(300) 및 링크유닛(200)은 조향유닛(100)과 일체로 회전되어 휠(400)의 조향입력에 대응되는 방향으로 회전되도록 구성된다.
도 5a는 본 발명의 링크유닛(200)의 구성을 도시하고 있는바, 링크유닛(200)의 지상고 조절부(230)를 도시하고 있다.
지상고 조절부(230)는 제 1어퍼 암(210)과 제 2어퍼 암(220) 사이에 위치하도록 구성되고, 조향유닛(100)의 하단에 위치한다. 더 바람직하게, 지상고 조절부(230)는 제 1어퍼 암(210) 개구부에 위치하는 고정 브라켓(231), 제 2어퍼 암(220)의 개구부에 위치하는 가이드 브라켓(232)을 포함한다. 고정 브라켓(231)에 일단이 고정되어 회전되도록 구성되는 거리조절 스크류(233)는 가이드 브라켓(232)을 관통하여 위치하고, 거리조절 스크류(233)의 외측면과 가이드 브라켓(232)의 관통홀 내측이 접하도록 위치된다. 따라서, 거리조절 스크류(233)의 회전에 의해 가이드 브라켓(232)은 고정 브라켓(231)과의 거리가 가변되도록 구성되고, 이에 따라 제 1어퍼 암(210)과 제 2어퍼 암(220) 사이에 형성되는 각도가 변화되도록 구성된다.
고정 브라켓(231)에 위치하는 거리조절 스크류(233)의 일단은 상하조절부(234)와 인접하여 위치하는바, 상하조절부(234)는 제어부의 요청에 대응하여 거리조절 스크류(233)의 회전력을 인가하도록 구성된다.
더욱이, 제 1어퍼 암(210)과 제 2어퍼 암(220)은 조향유닛(100)을 기준으로 서로 대칭되는 각도를 갖도록 구성되는바, 제 1어퍼 암(210)과 제 2어퍼 암(220) 사이의 거리가 가까워 질수록 거리조절 스크류(233)는 조향유닛(100)의 저면으로부터 멀리 떨어져 위치하도록 이동된다. 이에, 거리조절 스크류(233)는 조향유닛(100)을 관통하여 위치하는 가이드(235) 내측에 위치하도록 구성되는바, 가이드(235)는 제 1어퍼 암(210)과 제 2어퍼 암(220) 사이의 거리관계에 대응하여 거리조절 스크류(233)의 높이를 안내하도록 구성된다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 제 1어퍼 암(210) 개구부 내측면과 마주하는 고정 브라켓(231) 양측면에는 고정 돌출부(236)를 포함하는바, 고정 돌출부(236)를 기준으로 고정 브라켓(231)은 제 1어퍼 암(210)의 각도 변화시에도 거리조절 스크류(233)와 수직한 상태를 유지하도록 회전된다.
뿐만 아니라, 상하조절부(234)는 고정 브라켓(231) 외측면에 위치하여 거리조절 스크류(233)의 일단과 기어 체결되도록 구성되는바, 상하조절부(234)의 회전력에 따라 거리조절 스크류(233)가 회전되도록 구성된다.
거리조절 스크류(233)가 회전되는 경우, 고정 브라켓(231)의 관통홀 및 가이드(235)와 마주하는 거리조절 스크류(233)는 자유롭게 회전되도록 구성되고, 가이드 브라켓(232) 관통홀은 거리조절 스크류(233)와 내접하여 거리조절 스크류(233)의 회전에 따라 상기 거리조절 스크류(233)의 길이 방향으로 이동하도록 구성된다.
도 5c에서는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 랙기어로 구성되는 거리조절 스크류(1233)를 도시하고 있다.
거리조절 스크류(1233)는 랙기어로 구성되는 영역을 포함하고, 랙기어로 형성되는 영역은 상하조절부(1234)의 구동축에 위치하는 피니언 기어와 체결되도록 구성된다.
따라서, 상하조절부(1234)의 피니언 기어가 회전되고 랙기어 영역을 포함하는 거리조절 스크류(1233)가 고정 브라켓(1231)을 관통하여 가이드 브라켓(1232)과 고정 브라켓(1231) 사이의 거리를 가변하도록 구성될 수 있다.
도 5d에 개시된 바와 같이, 가이드 브라켓(232)은 제 2어퍼 암(220)의 개구부와 마주하는 양측에 회전축이 되도록 구성되는 가이드 돌출부(237)를 포함하고, 거리조절 스크류(233)가 내접되도록 구성되는 관통홀을 포함한다.
더욱이, 거리조절 스크류(233)가 회전되는 경우, 가이드 브라켓(232)은 거리조절 스크류(233)의 길이 방향으로 이동하도록 구성된다. 이에 가이드 브라켓(232)은 제 2어퍼 암(220)의 이동에 대응하여 가이드 돌출부(237)를 기준으로 회전하여 거리조절 스크류(233)와 수직인 상태를 유지할 수 있다.
정리하면, 도 5b 내지 도 5d에 도시된 바와 같이, 고정 브라켓(231)과 가이드 브라켓(232)은 서로 수평인 상태로 마주하도록 구성되고, 거리조절 스크류(233)의 회전수에 대응하여 가이드 브라켓(232)이 거리조절 스크류(233)의 길이 방향으로 이동되도록 구성된다. 더욱이, 가이드 브라켓(232)의 이동에 대응하여 제 2어퍼 암(220)과 제 1어퍼 암(210)이 동시에 이동하여 제 1어퍼 암(210) 사이의 거리가 가변되도록 구성된다.
뿐만 아니라, 고정 브라켓(231)과 가이드 브라켓(232)은 거리조절 스크류(233)의 회전과 무관하게 서로 수평상태로 마주하도록 제 1어퍼 암(210) 및 제 2어퍼 암(220)의 개구부 내측을 따라 회전될 수 있도록 구성된다.
도 5e에서는 제 1어퍼 암(210)과 제 2어퍼 암(220) 사이의 거리 변화에 대응하여 거리조절 스크류(233)의 높이 변화를 안내하도록 구성되는 가이드(235)를 포함한다.
가이드(235)는 고정 브라켓(231)과 가이드 브라켓(232) 사이에 위치하는 거리조절 스크류(233)와 체결되고, 조향유닛(100)을 관통하여 위치하도록 구성된다. 거리조절 스크류(233)가 회전되는 경우, 제 1어퍼 암(210)과 제 2어퍼 암(220)이 조향유닛(100)과 이루는 각도가 변화되는바, 거리조절 스크류(233)가 높이 방향으로 이동된다. 따라서, 가이드(235)는 거리조절 스크류(233)의 높이 방향 이동을 안내하도록 조향유닛(100)을 관통하여 위치되도록 구성된다.
제 1어퍼 암(210)과 제 2어퍼 암(220)의 끝단이 서로 멀어지는 방향으로 거리조절 스크류(233)가 회전되는 경우, 거리조절 스크류(233)는 높이 방향으로 하향 이동되고, 가이드(235)는 상기 거리조절 스크류(233)의 이동 방향을 따라 이동되도록 구성된다.
이와 반대로 제 1어퍼 암(210)과 제 2어퍼 암(220)의 끝단이 서로 가까워지는 방향으로 거리조절 스크류(233)가 회전되는 경우, 거리조절 스크류(233)는 높이 방향으로 상향 이동되고, 가이드(235)는 상기 거리조절 스크류(233)의 높이 방향을 따라 일체로 이동되도록 구성된다.
즉, 가이드(235)는 거리조절 스크류(233)의 높이 방향 이동을 안내하는 기능을 수행하도록 조향유닛(100)을 관통하여 위치된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예로서, 독립 현가 시스템(10)에 위치하는 부시의 체결부위를 도시하고 있다.
차량의 주행시 좌우로 횡력이 발생하는 경우 토우 변화량으로서, 외륜 내측으로 힘이 작용하는바 토우 변화량이 산출될 수 있다. 이는 차량의 선회에 있어서 안정성 확보와 관련된 인자로서, 본 발명의 독립 현가 시스템(10)에서는 휠(400) 양측면 중심축과 쇽업소버(300)가 체결되는 위치, 쇽업소버(300)의 타단과 제 1어퍼 암(210) 및 제 2어퍼 암(220)이 체결되는 위치에 부시를 포함하여 토우 변화량에 대응하도록 구성된다.
더 바람직하게, 휠(400) 중심축과 쇽업소버(300)가 체결되는 위치에 휠 부시(330)를 포함하고, 쇽업소버(300)와 각각의 어퍼 암이 체결되는 위치에 지지부시(240)가 위치하도록 구성된다.
휠 부시(330)와 지지부시(240)의 강성 제어는 쇽업소버(300)의 스프링 강성 설정과 더불어 따라 휠(400)의 토우 인/아웃의 제어가 가능하도록 구성될 수 있으며, 더욱이, 휠(400)의 캠버가 정캠버 또는 역캠버가 되도록 구현이 가능하다.
즉, 본 발명은 4개의 로드로 구성되는 쇽업소버(300)와 6개의 위치에 각각 체결되는 부시를 포함하는바, 차량의 주행 또는 제동시 토우 인/아웃 및 캠버값의 설정이 가능한 독립 현가 시스템(10)을 제공한다.
도 7에서는 링크유닛(200)의 지상고 조절부(230)를 통해 조향유닛(100)과 휠(400) 사이의 거리가 가변되는 독립 현가 시스템(10)을 도시하고 있다.
거리조절 스크류(233)가 일방향으로 회전하여 고정 브라켓(231)과 가이드 브라켓(232)이 가장 가까이 위치하는 경우, 조향유닛(100)이 높이 방향으로 최저상태로 전환되는바, 휠(400)과 조향유닛(100)이 상대적으로 가장 가까운 위치로 전환된다. 더욱이, 제 1어퍼 암(210)과 제 2어퍼 암(220)은 길이 방향으로 가장 멀리 떨어져 위치하도록 구성되는바, 쇽업소버(300)가 수평상태로 배치되면서 범프량이 최저인 상태로 전환된다. 따라서, 차량은 부드러운 승차감을 유지하여 주행이 가능하도록 구성된다.
이와 반대로, 거리조절 스크류(233)가 타 방향으로 회전하는 경우, 휠(400)과 조향유닛(100)이 상대적으로 가장 멀리 떨어진 상태로 전환되고 제 1어퍼 암(210)과 제 2어퍼 암(220)이 가장 가까운 위치로 전환된다. 더 바람직하게, 도 7의 우측에 도시된 바와 같이, 제 1어퍼 암(210)과 제 2어퍼 암(220)은 실질적으로 높이 방향으로 수평한 상태로 전환될 수 있다.
휠(400)과 조향유닛(100)의 거리가 최대인 상태에서는 쇽업소버(300)는 높이 방향으로 실질적으로 직립하도록 구성되고 범프에 따른 스트로크가 커지도록 구성된다. 따라서, 도로 상황에 따라 발생하는 충격이 쇽업소버(300)를 통해 모두 흡수할 수 있도록 구성된다.
이처럼, 본 발명은 상하조절부(234)를 통해 인가되는 회전력에 의해 제 1어퍼 암(210)의 일단과 제 2어퍼 암(220)의 일단 사이의 거리가 가변되고, 이를 통해 쇽업소버(300)의 스트로크 비가 달라지도록 구성되는바, 다양한 주행환경에 대응한 독립 현가 시스템(10)을 제고할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 기술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 기술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10: 현가 시스템
100: 조향유닛
110: 조향입력부
120: 프레임
200: 링크유닛
210: 제 1어퍼 암
220: 제 2어퍼 암
230: 지상고 조절부
231: 고정 브라켓
232: 가이드 브라켓
233: 거리조절 스크류
234: 상하조절부
235: 가이드
236: 고정 돌출부
237: 가이드 돌출부
240: 지지부시
300: 쇽업소버
310: 제 1쇽업소버
320: 제 2쇽업소버
330: 휠 부시
400: 휠

Claims (12)

  1. 휠의 좌우 조향각을 조절하는 조향유닛;
    상기 휠의 양측면 전후방에 각각 체결되어 상기 휠에 인가되는 충격을 흡수하는 쇽업소버; 및
    상기 쇽업소버와 조향유닛 사이에 위치하고, 휠과 조향유닛 사이의 거리를 가변하도록 구성되는 링크유닛;를 포함하고,
    상기 링크유닛은 제 1쇽업소버와 상기 조향유닛 사이에 각각 위치하는 제 1어퍼 암 및 제 2쇽업소버와 상기 조향유닛 사이에 위치하는 제 2 어퍼 암; 및
    상기 제 1어퍼 암 및 제 2어퍼 암 사이에 체결되어 상기 제 1어퍼 암 및 제 2어퍼 암 사이의 거리를 가변하도록 구성되는 지상고 조절부;를 포함하는 독립 현가 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 조향유닛은 차체에 위치하는 조향입력부를 통해 상기 휠로 인가되는 조향각이 설정되도록 제어되는 독립 현가 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 지상고 조절부는,
    상기 제 1어퍼 암 개구부 내측에 위치하는 고정 브라켓;
    상기 제 2어퍼 암 개구부 내측에 위치하는 가이드 브라켓;
    상기 고정 브라켓에 체결되는 상하조절부; 및
    상기 상하조절부와 일단이 인접하여 상기 고정 브라켓과 상기 가이드 브라켓에 체결되며, 상기 상하조절부의 구동력에 따라 회전되어 상기 고정 브라켓과 상기 가이드 브라켓 사이의 거리를 가변하도록 구성되는 거리조절 스크류;를 더 포함하는 독립 현가 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 조향유닛을 관통하여 상기 거리조절 스크류와 체결되는 가이드;를 더 포함하고,
    상기 거리조절 스크류의 회전방향에 따라 상기 가이드가 상기 거리조절 스크류와 일체로 상하 방향으로 이동되도록 구성되는 독립 현가 시스템.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1어퍼 암과 체결되도록 상기 고정 브라켓의 양측단에 구성되는 고정 돌출부;를 더 포함하고,
    상기 거리조절 스크류가 회전되는 경우, 상기 고정 브라켓은 상기 거리조절 스크류가 수평상태를 유지하도록 상기 제 1어퍼 암 사이의 기울기에 대응하여 상기 고정 돌출부를 중심축으로 경사지도록 구성되는 독립 현가 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 가이드 브라켓의 양측단에 위치하는 가이드 돌출부를 포함하고, 상기 고정 브라켓과 마주하도록 상기 가이드 돌출부를 중심축으로 경사지도록 구성되는 독립 현가 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 조향유닛과 체결되는 일단을 기준으로 상기 제 1어퍼 암 및 제 2어퍼 암 사이의 거리가 가까워지는 경우, 상기 조향유닛과 상기 휠 사이의 거리가 멀어 지도록 구성되는 독립 현가 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 조향유닛과 체결되는 일단을 기준으로 상기 제 1어퍼 암 및 제 2어퍼 암 사이의 거리가 멀어지는 경우, 상기 조향유닛과 상기 휠 사이의 거리가 가까워 지도록 구성되는 독립 현가 시스템.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 휠과 상기 쇽업소버가 체결되는 위치에 구성되는 휠 부시;를 더 포함하는 독립 현가 시스템.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 쇽업소버와 상기 조향유닛이 체결되는 위치에 구성되는 지지부시;를 더 포함하는 독립 현가 시스템.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 거리조절 스크류는 랙기어 영역을 포함하고, 상기 상하조절부의 회전력에 따라 상기 거리조절 스크류가 상기 고정 브라켓과 상기 가이드 브라켓 사이의 거리가 가변되도록 구성되는 독립 현가 시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 상하조절부는 피니언 기어로 구성되고, 상기 랙기어 영역과 기어 체결되도록 구성되는 독립 현가 시스템.
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