KR20220153971A - 차량용 서스펜션 장치 - Google Patents

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KR20220153971A
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pair
suspension device
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KR1020210061659A
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김영하
박종성
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현대모비스 주식회사
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Abstract

본 발명은 차량용 서스펜션 장치에 관한 것으로, 차량의 길이 방향으로 연장되는 사이드멤버부와, 차량의 폭 방향으로 연장되는 크로스멤버부가 구비되는 멤버부와, 차량의 폭 방향으로 이격되어 배치되고, 차륜에 결합되어 지지되는 한 쌍의 너클부 및 멤버부에 의해 지지되고, 양측이 한 쌍의 너클부에 각각 연결되어 노면으로부터 가해지는 충격을 흡수하며, 한 쌍의 상기 너클부간의 상대 높이를 조절하는 자세유지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 서스펜션 장치{SUSPENSION APPARATUS FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 서스펜션 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 멀티 링크 타입의 차량용 서스펜션 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 서스펜션(suspension)은 승차감 및 주행 안정성을 도모하기 위한 장치로써, 주로 차체를 차륜으로부터 안정적으로 지지하면서 차륜으로부터 제공되는 진동을 억제하거나 또는 신속하게 감소시키는 기능을 수행한다.
이러한 서스펜션은 그 구조에 따라 맥퍼슨 스트럿, 더블 위시본, 멀티 링크 타입으로 분류될 수 있다. 멀티 링크 서스펜션은 독립된 3~5개의 링크를 사용하여 차륜이 노면에 수직으로 접지되도록 설계된 독립식 서스펜션으로, 링크의 배치가 자유롭고, 설계를 정교하게 할 수 있으며, 전후·좌우 바퀴에 구동력이 걸린 상태에서 서스펜션이 상하로 이동했을 때 일어나는 얼라인먼트 변화에 대처하기 쉬워 조종 안정성을 확보할 수 있다.
그러나 종래의 멀티 링크 서스펜션은 차륜과 차체의 연결, 차량의 하중 지지, 차량의 롤 현상 방지의 기능을 암류, 코일 스프링, 스테빌라이저 바 등에 의해 개별적으로 수행함에 따라 중량이 크고, 조립 시 작업 공수가 많은 문제점이 있다. 또한, 코일 스프링의 경우 차량의 높이 방향으로 연장되도록 설치됨에 따라 과도한 부피를 차지하게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0422691호(2004.03.02 등록, 발명의 명칭: 자동차용 스테빌라이져 링크)에 개시되어 있다.
본 발명은 단일한 구조로 차륜과 차체의 연결, 차량의 하중 지지 및 차량의 롤 현상 방지의 기능을 동시에 수행할 수 있는 차량용 서스펜션 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 차량용 서스펜션 장치는: 차량의 길이 방향으로 연장되는 사이드멤버부와, 상기 차량의 폭 방향으로 연장되는 크로스멤버부가 구비되는 멤버부; 상기 차량의 폭 방향으로 이격되어 배치되고, 차륜에 결합되어 지지되는 한 쌍의 너클부; 및 상기 멤버부에 의해 지지되고, 양측이 한 쌍의 상기 너클부에 각각 연결되어노면으로부터 가해지는 충격을 흡수하며, 한 쌍의 상기 너클부간의 상대 높이를 조절하는 자세유지부;를 포함한다.
또한, 상기 자세유지부는, 상기 멤버부에 회전 가능하게 결합되는 지지부; 상기 지지부의 양측에 고정되고, 일측이 상기 너클부에 연결되며, 탄성복원력에 의해 상기 너클부의 높이 변화를 상쇄시키는 한 쌍의 탄성부; 및 상기 탄성부의 타측과 마주보는 위치에 고정되고, 상기 지지부의 회전 방향에 따라 상기 탄성부의 타측과 접촉 또는 분리되는 고정부;를 포함한다.
또한, 상기 지지부는, 상기 멤버부와 마주보게 배치되는 바디부; 상기 바디부의 중앙부에 배치되고, 상기 바디부를 멤버부에 대해 회전 가능하게 지지하는 조인트부; 및 상기 바디부의 양측에 배치되고, 상기 멤버부에 연결되어 상기 바디부의 회전 각도를 제한하는 부시부;를 포함한다.
또한, 한 쌍의 상기 탄성부는 상기 지지부의 회전 시, 한 쌍의 상기 너클부에 서로 반대 방향의 탄성복원력을 가한다.
또한, 상기 탄성부는, 상기 지지부에 고정되고, 제1안착부 및 제2안착부가 구비되는 체결부; 일측이 상기 제1안착부에 안착되고, 타측이 상기 너클부에 연결되는 제1탄성부재; 및 일측이 상기 제2안착부에 안착되고, 타측이 상기 고정부에 선택적으로 접촉되는 제2탄성부재;를 포함한다.
또한, 상기 제1안착부와 상기 제2안착부는 개구된 측이 서로 다른 방향을 향하도록 상기 체결부의 내부로 함몰 형성된다.
또한, 상기 제1탄성부재와 상기 제2탄성부재는 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic) 재질로 구비된다.
또한, 상기 제1탄성부재와 상기 제2탄성부재는 소정 곡률로 만곡지게 연장된다.
또한, 상기 고정부는 멤버부에 고정된다.
본 발명에 따른 차량용 서스펜션 장치는 자세유지부의 단일 구조에 의해 차륜과 차체의 연결, 차량의 하중 지지 및 차량의 롤 현상 방지의 기능을 동시에 수행함에 따라 기존 차량에 로어암, 코일 스프링, 스테빌라이저 등의 부품을 별도로 설치하는 경우에 비해 조립 공정을 단순화시킬 수 있고, 전체적인 중량을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 차량용 서스펜션 장치는 차량의 하중을 지지하는 탄성부가 차량의 높이 방향으로의 부피가 축소되도록 차량의 폭 방향으로 연장됨에 따라 차량의 실내공간을 보다 넓게 확보할 수 있어 PBV 등 미래차 시스템에 적용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 서스펜션 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 샤시모듈 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자세유지부의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자세유지부의 구성을 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자세유지부의 구성을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 6, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 일 실시예에 따른 차량용 서스펜션 장치의 작동상태를 개략적으로 나타내는 작동도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 서스펜션 장치의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(또는 접속)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결(또는 접속)"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결(또는 접속)"되어 있는 경우도 포함한다. 본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(또는 구비)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 "포함(또는 구비)"할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭할 수 있다. 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 특정 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 그 부호들은 다른 도면을 토대로 설명될 수 있다. 또한, 특정 도면에 참조 부호가 표시되지 않은 부분이 있더라도, 그 부분은 다른 도면들을 토대로 설명될 수 있다. 또한, 본 출원의 도면들에 포함된 세부 구성요소들의 개수, 형상, 크기 및 크기의 상대적인 차이 등은 이해의 편의를 위해 설정된 것으로서, 실시예들을 제한하지 않으며 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 서스펜션 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 샤시모듈 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 서스펜션 장치(1)는 멤버부(100), 브라켓부(200), 너클부(300), 자세유지부(400)를 포함한다.
멤버부(100)는 차량의 후방 하측면에 설치되어 차체의 강성을 보강한다. 멤버부(100)는 서스펜션 및 구동 시스템으로부터 발생하는 진동, 하중 등을 충분히 잘 견딜 수 있도록 스틸, 알루미늄등과 같은 높은 강성을 지닌 재질로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멤버부(100)는 사이드멤버부(110), 크로스멤버부(120), 마운팅부(130)를 포함한다.
사이드멤버부(110)는 길이 방향이 전후 방향 즉, 차량의 길이 방향과 나란한 방향으로 연장되도록 형성되어 차체의 길이방향 강성을 보강한다. 사이드멤버부(110)는 한 쌍으로 구비되고, 차량의 좌우 폭 방향으로 소정 간격 이격되도록 배치된다. 사이드멤버부(110)의 구체적인 형상은 도 1 내지 도 2에 도시된 형상에 한정되는 것은 아니고, 차량의 길이 방향 강성을 보강할 수 있는 형상의 기술사상 안에서 다양한 설계변경이 가능하다.
크로스멤버부(120)는 길이 방향이 좌우 방향, 즉 차량의 폭방향과 나란한 방향으로 연장되도록 형성되어 차체의 폭 방향 강성을 보강한다. 크로스멤버부(120)는 서로 이격되어 마주보는 한 쌍의 사이드멤버부(110)의 사이에 배치된다. 크로스멤버부(120)는 한 쌍으로 구비되고, 차량의 길이 방향으로 소정 간격 이격되도록 배치된다. 한 쌍의 크로스멤버부(120)는 양단부가 한 쌍의 사이드멤버부(110)에 각각 용접 또는 볼팅 등에 의해 결합된다. 크로스멤버부(120)의 구체적인 형상은 도 1 내지 도 2에 도시된 형상에 한정되는 것은 아니고, 차량의 폭 방향 강성을 보강할 수 있는 형상의 기술사상 안에서 다양한 설계변경이 가능하다.
마운팅부(130)는 차체에 연결되어 사이드멤버부(110) 및 크로스멤버부(120)를 차체의 하방에 고정시킨다. 마운팅부(130)는 복수개로 구비되어 사이드멤버부(110)의 양단부에 각각 배치될 수 있다. 마운팅부(130)의 구체적인 형상은 도 1 내지 도 2에 도시된 형상에 한정되는 것은 아니고, 차체에 연결되어 사이드멤버부(110) 및 크로스멤버부(120)를 지지할 수 있는 형상의 기술사상 안에서 다양한 설계변경이 가능하다.
브라켓부(200)는 멤버부(100)에 고정되고, 내측에 서스펜션 암(2)의 일측이 장착된다. 서스펜션 암(2)은 차륜과 차체를 연결시키는 구성으로, 멀티 링크 타입의 서스펜션에 일반적으로 적용되는 링크암으로 예시될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 브라켓부(200)는 사이드멤버부(110) 또는 크로스멤버부(120)의 외측면에 용접 또는 볼팅 등에 의해 결합된다. 브라켓부(200)는 서스펜션 암(2)의 일측 단부가 내부로 삽입될 수 있도록 내부가 비어있는 형태로 형성된다. 브라켓부(200)는 서스펜션 암(2)이 내부로 진입될 수 있도록 적어도 한 면이 개구되어 있도록 형성된다. 서스펜션 암(2)은 일측 단부가 부시 등을 매개로 브라켓부(200)에 회전 가능하게 연결된다. 브라켓부(200)의 개수, 설치 위치는 서스펜션 암(2)의 개수 및 배치 등에 따라 다양하게 설계 변경이 가능하다.
너클부(300)는 차륜(미도시)의 결합되어 지지되고, 서스펜션 암(2)과 후술하는 자세유지부(400)가 연결되는 공간을 마련한다. 너클부(300)는 한 쌍으로 구비되어 차량의 폭 방향으로 이격되어 배치되고, 양측 차륜에 개별적으로 결합된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 너클부(300)는 일측이 차륜을 회전 가능하게 지지하는 휠베어링(미도시) 등을 매개로 차륜의 내측에 결합되어 지지된다. 너클부(300)의 타측은 사이드멤버부(110)와 마주보게 배치된다. 너클부(300)의 타측은 서스펜션 암(2)의 타측 단부와, 자세유지부(400)가 연결 가능하게 형성된다. 너클부(300)의 구체적인 형상은 도 1, 도 2에 도시된 형상에 한정되는 것은 아니고, 서스펜션 암(2)과 자세유지부(400)의 개수, 배치 등에 따라 다양한 형상으로 설계 변경이 가능하다.
자세유지부(400)는 멤버부(100)에 의해 지지되고, 양측이 한 쌍의 너클부(300)에 각각 연결되어 차륜을 멤버부(100)에 연결시킨다. 자세유지부(400)는 탄성복원력을 갖도록 구비된다. 자세유지부(400)는 탄성복원력에 의해 차량의 하중을 지지하고, 차량의 주행 시 노면으로부터 멤버부(100) 또는 차체로 가해지는 충격, 진동 등을 흡수한다. 또한, 자세유지부(400)는 차량의 선회 동작 시 횡가속도에 의한 하중의 쏠림 또는 불규칙한 노면으로 인해 양측 차륜에 높이 차이가 발생하는 경우, 양측 차륜의 높이 변화를 상쇄시키는 방향으로 탄성복원력을 가해 한 쌍의 너클부(300)간의 상대 높이를 조절함으로써 차량의 롤링 현상을 방지한다. 즉, 자세유지부(400)는 기존 차량의 서스펜션에 설치된 로어암, 코일 스프링, 스테빌라이저에 의해 별도로 수행되던 기능을 일체로서 수행할 수 있도록 구비된다. 이에 따라 자세유지부(400)는 기존 로어암, 코일 스프링, 스테빌라이저 등의 부품을 별도로 설치하는 경우에 비해 조립 공정을 단순화시킬 수 있고, 서스펜션 부품의 전체적인 중량을 절감할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자세유지부의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자세유지부의 구성을 개략적으로 나타내는 분해사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자세유지부의 구성을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자세유지부(400)는 지지부(410), 탄성부(420), 고정부(430)를 포함한다.
지지부(410)는 멤버부(100)에 회전 가능하게 결합되고, 후술하는 탄성부(420)를 지지한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부(410)는 바디부(411), 조인트부(412), 부시부(413)를 포함한다.
바디부(411)는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부(410)의 개략적인 외관을 형성하고, 멤버부(100)와 마주보게 배치된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 바디부(411)는 일면이 크로스멤버부(120)의 내측면과 마주보게 배치된다. 바디부(411)는 중앙부가 차량의 폭 방향으로의 중심선 또는 크로스멤버부(120)의 중심선과 일치되도록 배치된다. 바디부(411)는 양측이 중앙부를 기준으로 차량의 폭 방향과 나란한 방향으로 연장된다. 바디부(411)의 구체적인 형상은 도 3에 도시된 형상에 한정되는 것은 아니고, 멤버부(100)와 마주보게 배치되어 탄성부(420)를 지지할 수 있는 형상의 기술사상 안에서 다양한 설계 변경이 가능하다.
조인트부(412)는 바디부(411)의 중앙부에 배치되고, 바디부(411)를 멤버부에 대해 회전 가능하게 지지한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 조인트부(412)는 바디부(411)의 일면으로부터 크로스멤버부(120)의 내측면을 향해 수직하게 돌출되는 회전축의 형상으로 형성될 수 있다. 조인트부(412)는 일측이 바디부(411)의 일면에 용접 등에 의해 일체로 연결되고, 타측이 크로스멤버부(120)의 내측면에 회전 가능하게 연결된다. 이에 따라 조인트부(412)는 양측 차륜의 역상 발생 시 자세유지부(400)의 회전을 전체적으로 지지하는 중심축으로서 기능할 수 있다.
부시부(413)는 멤버부(100)에 연결되어 바디부(411)의 회전 각도를 제한한다. 부시부(413)는 한 쌍으로 구비되어 바디부(411)의 양측에 각각 배치된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 부시부(413)는 고무, 실리콘 등 탄성 변형 가능한 재질을 포함하는 원통 형상의 마운팅 부시로 예시될 수 있다. 한 쌍의 부시부(413)는 바디부(411)의 양측에 배치되어 크로스멤버부(120)의 내측면에 연결된다. 부시부(413)는 양측 차륜의 역상으로 인해 바디부(411)에 회전력이 가해지는 경우, 압축 변형에 의해 바디부(411)가 소정 각도 회전되는 것을 허용함과 동시에, 탄성복원력에 의해 바디부(411)가 소정 각도를 초과하여 회전되는 것을 제한한다. 이에 따라 부시부(413)는 바디부(411)의 과도한 회전으로 인한 인접 부품과의 간섭 및 후술하는 탄성부(420)의 손상 등을 방지할 수 있다.
탄성부(420)는 차량의 폭 방향으로 연장되어 일측이 너클부(300)에 연결된다. 탄성부(420)는 한 쌍으로 구비되어 지지부(410)의 양측에 각각 고정된다. 탄성부(420)는 탄성복원력에 의해 너클부(300)의 높이 변화를 상쇄시킨다. 탄성부(420)는 지지부(410)의 회전 시, 한 쌍의 너클부(300)에 서로 반대 방향의 탄성복원력을 가한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부(420)는 체결부(421), 제1탄성부재(422), 제2탄성부재(423)를 포함한다.
체결부(421)는 지지부(410)에 고정되고, 후술하는 제1탄성부재(422)와 제2탄성부재(423)를 지지한다. 체결부(421)는 한 쌍으로 구비되어 지지부(410)의 양측에 각각 배치된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 체결부(421)는 지지부(410)의 단부 측면에 용접 등에 의해 고정된다. 체결부(421)의 내부에는 제1안착부(421a)와 제2안착부(421b)가 구비된다. 제1안착부(421a)와 제2안착부(421b)는 체결부(421)의 내부로 함몰 형성되는 홈의 형태로 형성될 수 있다. 제1안착부(421a)와 제2안착부(421b)는 개구된 측이 서로 다른 방향을 향하도록 체결부(421)의 내부로 함몰 형성된다. 이에 따라 체결부(421)는 대략 "ㄹ"자의 형태를 갖도록 구비될 수 있다.
제1탄성부재(422)는 일측이 제1안착부(421a)에 안착되고, 타측이 너클부(300)에 연결된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1탄성부재(422)는 길이 방향이 차량의 폭 방향으로 연장되는 판스프링의 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 제1탄성부재(422)는 일측 단부가 제1안착부(421a)의 내부로 삽입되고, 볼트 등에 의해 체결부(421)에 고정된다. 제1탄성부재(422)의 타측 단부는 브라켓 등과 같은 고정 수단을 매개로 너클부(300)의 타측에 연결된다. 제1탄성부재(422)는 노면으로부터 가해지는 하중 또는 횡가속도에 의해 너클부(300)의 높이가 변화되는 경우, 형상이 가변되며 너클부(300)의 높이 변화를 상쇄시키는 방향으로 탄성복원력을 가한다.
제2탄성부재(423)는 일측이 제2안착부(422b)에 안착되고, 타측이 후술하는 고정부(300)와 마주보게 배치된다. 제2탄성부재(423)는 지지부(410)의 회전 방향에 따라 고정부(300)에 선택적으로 접촉된다. 제2탄성부재(423)는 고정부(300)와의 접촉 시, 형상이 가변되며 바디부(411)의 회전 방향과 반대되는 방향으로 바디부(411)에 탄성복원력을 가한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2탄성부재(423)는 길이 방향이 차량의 폭 방향으로 연장되는 판스프링의 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 제2탄성부재(423)는 일측 단부가 제2안착부(421b)의 내부로 삽입되고, 볼트 등에 의해 체결부(421)에 고정된다. 제1탄성부재(422)의 타측 단부는 하면이 고정부(400)의 상면과 마주보도록 배치된다.
제1탄성부재(422)와 제2탄성부재(423)는 충분한 탄성력과 가벼운 중량을 동시에 확보할 수 있도록 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic) 재질로 구비될 수 있다. 제1탄성부재(422)와 제2탄성부재(423)는 너클부(300)의 높이 변화 시 일정 구간에서의 응력집중 현상을 유도할 수 있도록 소정 곡률로 만곡지게 연장되는 형태로 구비될 수 있다. 이에 따라 제1탄성부재(422)와 제2탄성부재(423)는 너클부(300)의 높이 변화 시 단순히 일직선의 형태로 형성되는 경우에 비해 더 큰 폭으로 변형될 수 있어 보다 강한 탄성 복원력을 발생시킬 수 있다.
고정부(430)는 탄성부(420)의 타측과 마주보는 위치에 고정된다. 고정부(430)는 한 쌍으로 구비되어 한 쌍의 탄성부(420)의 타측과 각각 마주보도록 배치된다. 고정부(430)는 지지부(410)의 회전 방향에 따라 탄성부(420)의 타측과 접촉 또는 분리된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부(430)는 상면이 제2탄성부재(422)의 타측 하면과 수평하게 마주보는 평판의 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 고정부(430)는 지지부(410)의 회전 시 제2탄성부재(422)의 타측에 접해 제2탄성부재(422)의 탄성 변형을 유도하는 고정점으로서 기능한다. 고정부(430)는 멤버부(100), 보다 구체적으로 크로스멤버부(120)의 내측면에 용접 되어 위치 고정될 수 있다. 그러나, 고정부(430)의 고정 위치는 이러한 위치에 한정되는 것은 아니고, 사이드멤버부(110) 또는 별도의 차체 구조 등 다양한 위치로 설계 변경이 가능하다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 서스펜션 장치의 작동 과정을 상세하게 설명하도록 한다.
도 6, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 일 실시예에 따른 차량용 서스펜션 장치의 작동상태를 개략적으로 나타내는 작동도이다.
도 6을 참조하면, 차량이 정지되어 있거나 평지를 주행하는 경우, 한 쌍의 탄성부(420)는 동일한 탄성복원력에 의해 차체를 지지함에 따라 차량의 수평상태를 유지한다.
차량의 주행 시 노면의 일정한 굴곡 등에 의해 양측 차륜에 동일한 하중이 가해지는 경우 양측 차륜은 동상을 유지하며 상방으로 함께 이동된다.
이에 연동되어 한 쌍의 너클부(300) 또한 동일한 높이를 유지하며 상방으로 이동된다.
제1탄성부재(422)는 너클부(300)의 이동에 의해 상측으로 휘어지고, 변형량에 비례한 탄성복원력에 의해 너클부(300)를 하방으로 가압한다. 이 경우, 한 쌍의 제1탄성부재(422)는 양측 차륜에 동일한 하중이 가해짐에 따라 한 쌍의 너클부(300)를 동일한 탄성복원력으로 가압한다.
너클부(300)가 하방으로 가압됨에 따라 차륜은 지면과의 접지 상태를 유지한다.
한편, 한 쌍의 너클부(300) 또한 동일한 높이를 유지함에 따라 지지부(410)에는 회전력이 발생되지 않는다.
지지부(410)가 수평 상태를 유지함에 따라 고정부(430)에 대한 제2탄성부재(423)의 상대 이동 또한 발생되지 않고, 제2탄성부재(423)는 지지부(410)에 별도의 탄성복원력을 가하지 않는 중립 상태를 유지한다.
도 7을 참조하면, 차량이 선회하거나 불규칙한 노면을 주행함에 따라 양측 차륜에 역상이 발생되는 경우, 한 쌍의 너클부(300)는 서로 반대 방향으로 이동되며 상대 높이가 증가된다.
예를 들어 좌측 차륜이 상방으로 이동되고, 우측 차륜이 하방으로 이동되는 경우, 좌측에 배치된 제1탄성부재(422)는 너클부(300)의 상방 이동에 의해 상측으로 휘어지고, 변형량에 비례한 탄성복원력에 의해 너클부(300)를 하방으로 가압한다.
좌측 차륜이 상방으로 이동되고, 우측 차륜이 하방으로 이동됨에 따라 바디부(411)는 조인트부(412)를 축으로 시계방향으로 소정 각도 회전된다.
바디부(411)가 시계 방향으로 회전됨에 따라 좌측에 배치된 제2탄성부재(423)는 고정부(300)에 접촉되어 상측으로 휘어지고, 바디부(411)의 회전 각도에 비례하여 바디부(411)에 반시계방향으로 향하는 탄성복원력을 가한다.
이와 동시에 부시부(413)는 바디부(411)가 소정 각도 이상 회전되는 것을 제한하고, 바디부(411)의 회전에 따른 압축 변형량에 비례하여 바디부(411)에 반시계방향으로 향하는 탄성복원력을 가한다.
한편, 우측에 배치된 제1탄성부재(422)는 너클부(300)의 하방 이동에 의해 하측으로 휘어지고, 변형량에 비례한 탄성복원력에 의해 너클부(300)를 상방으로 당겨준다.
우측에 배치된 제2탄성부재(423)는 바디부(411)의 시계방향 회전에 따라 고정부(300)로부터 분리되고, 별도의 탄성복원력을 가하지 않는 중립 상태를 유지한다.
즉, 좌측 차륜은 제1탄성부재(422)가 가하는 하방으로의 탄성복원력과, 제2탄성부재(423)가 가하는 반시계 방향으로의 탄성복원력에 의해 상방 이동이 억제되고, 우측 차륜은 제1탄성부재(422)가 가하는 상방으로의 탄성복원력에 의해 하방 이동이 억제된다. 이에 따라 양측 차륜은 횡가속도 등에 따른 역상 발생시에도 노면과의 접지상태를 안정적으로 유지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1 : 차량용 서스펜션 장치 2 : 서스펜션 암
100 : 멤버부 110 : 사이드멤버부
120 : 크로스멤버부 130 : 마운팅부
200 : 브라켓부 300 : 너클부
400 : 자세유지부 410 : 지지부
411 : 바디부 412 : 조인트부
413 : 부시부 420 : 탄성부
421 : 체결부 421a : 제1안착부
421b : 제2안착부 422 : 제1탄성부재
423 : 제2탄성부재 430 : 고정부

Claims (9)

  1. 차량의 길이 방향으로 연장되는 사이드멤버부와, 상기 차량의 폭 방향으로 연장되는 크로스멤버부가 구비되는 멤버부;
    상기 차량의 폭 방향으로 이격되어 배치되고, 차륜에 결합되어 지지되는 한 쌍의 너클부; 및
    상기 멤버부에 의해 지지되고, 양측이 한 쌍의 상기 너클부에 각각 연결되어 노면으로부터 가해지는 충격을 흡수하며, 한 쌍의 상기 너클부간의 상대 높이를 조절하는 자세유지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 서스펜션 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 자세유지부는,
    상기 멤버부에 회전 가능하게 결합되는 지지부;
    상기 지지부의 양측에 고정되고, 일측이 상기 너클부에 연결되며, 탄성복원력에 의해 상기 너클부의 높이 변화를 상쇄시키는 한 쌍의 탄성부; 및
    상기 탄성부의 타측과 마주보는 위치에 고정되고, 상기 지지부의 회전 방향에 따라 상기 탄성부의 타측과 접촉 또는 분리되는 고정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 서스펜션 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 멤버부와 마주보게 배치되는 바디부;
    상기 바디부의 중앙부에 배치되고, 상기 바디부를 멤버부에 대해 회전 가능하게 지지하는 조인트부; 및
    상기 바디부의 양측에 배치되고, 상기 멤버부에 연결되어 상기 바디부의 회전 각도를 제한하는 부시부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 서스펜션 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    한 쌍의 상기 탄성부는 상기 지지부의 회전 시, 한 쌍의 상기 너클부에 서로 반대 방향의 탄성복원력을 가하는 것을 특징으로 하는 차량용 서스펜션 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 탄성부는,
    상기 지지부에 고정되고, 제1안착부 및 제2안착부가 구비되는 체결부;
    일측이 상기 제1안착부에 안착되고, 타측이 상기 너클부에 연결되는 제1탄성부재; 및
    일측이 상기 제2안착부에 안착되고, 타측이 상기 고정부에 선택적으로 접촉되는 제2탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 서스펜션 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1안착부와 상기 제2안착부는 개구된 측이 서로 다른 방향을 향하도록 상기 체결부의 내부로 함몰 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 서스펜션 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제1탄성부재와 상기 제2탄성부재는 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic) 재질로 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 서스펜션 장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 제1탄성부재와 상기 제2탄성부재는 소정 곡률로 만곡지게 연장되는 것을 특징으로 하는 차량용 서스펜션 장치.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 고정부는 멤버부에 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 서스펜션 장치.
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