KR20230082963A - 차량용 현가장치 - Google Patents

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KR20230082963A
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유상훈
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Abstract

본 발명은 차량용 현가장치에 관한 것으로, 풀 리바운드 상태에서 추가로 리바운드가 더 발생함에 따라 스프링(80)이 인장될 수 있는 범위(스프링 자유고)를 벗어난 상황이 발생하더라도, 스프링(80)이 스프링패드(70)로부터 완전히 빠져서 이탈되는 스프링(80)의 빠짐 현상을 방지할 수 있도록 된 것이다.

Description

차량용 현가장치{SUSPENSION FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 현가장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주행 중 풀 리바운드(full rebound) 상황에서 리바운드 상황이 추가로 발생한 경우에도 현가암과 차체멤버를 연결하는 스프링의 빠짐 현상을 방지할 수 있는 구성을 갖춘 차량용 현가장치에 관한 기술이다.
최근 차량의 튜닝 트렌드는 핸들링 성능이 유리한 유럽 차량을 기준으로 하드(hard)한 특성이 점차 증가하는 추세이고, 또한 차량의 중량은 친환경 추세에 부합되도록 급격하게 가벼워지고 있는 추세이다.
차량이 하드해지기 위해서는 타이어가 상하 하중을 받을 때 지지하는 강성 즉 휠 레이트(wheel rate)가 높아야 하고, 휠 레이트를 증대시키기 위해서는 현가암과 차체멤버를 연결하는 스프링의 강성이 증대되어야 한다.
그리고, 차량의 하중이 경량화되면 스프링을 압축시켜주는 힘이 작아지게 되고, 이로 인해 스프링의 압축량은 줄어들게 된다.
이와 같이 차량의 하드한 특성을 만족시키기 위해 스프링의 강성이 증대된 상태에서, 친환경 차량을 만족시키기 위해 차량의 하중이 경량화된 경우 타이어가 상하 하중을 받을 때 스프링의 압축량은 더욱 줄어들게 되고, 이러한 원인으로 인해 주행 중 풀 리바운드(full rebound) 상황에서 리바운드 상황이 추가로 발생한 경우(스프링이 인장될 수 있는 범위를 벗어난 상황, 스프링 자유고를 벗어난 상황, 타이어가 깊이가 깊은 웅덩이를 통과하는 상황) 현가암과 차체멤버를 연결하는 스프링의 빠짐 현상이 발생하는 단점이 있고, 이로 인해 차량 전복 등의 안전사고가 발생하는 문제가 발생하게 된다.
상기와 같은 스프링의 빠짐 현상을 예방하기 위해서는 차량의 휠 스트로크를 줄여야 하는데, 차량의 휠 스트로크는 차량의 성능 및 상품성에 영향을 주는 주요 인자로 휠 스트로크를 변경하는 것은 쉽지 않다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
대한민국공개특허공보 10-2008-0052760호
본 발명은, 주행 중 풀 리바운드 상황에서 리바운드 상황이 추가로 발생한 경우 즉, 스프링이 인장될 수 있는 범위(스프링 자유고)를 벗어난 상황에서도 현가암과 차체멤버를 연결하는 스프링의 빠짐 현상을 방지할 수 있는 구성을 갖춘 차량용 현가장치로서, 이를 통해 차량의 안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 현가암과 차체를 연결하는 스프링과 결합되어서 스프링을 지지하는 스프링패드를 포함하는 차량용 현가장치에 있어서, 상기 스프링패드는 차체와 접촉해서 결합되는 차체결합부; 상기 차체결합부의 외측 둘레를 따라 형성되고, 스프링의 단부가 삽입되는 스프링조립부; 및 상기 차체결합부와 연결되고, 스프링조립부의 아래쪽으로 연장되며, 스프링조립부로부터 스프링의 단부가 빠졌을 때에 스프링의 이동을 가이드해서 스프링패드로부터 스프링의 이탈을 방지하는 가이드부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 차체결합부는 아래로 돌출된 오목홈을 구비한 컵부, 및 컵부의 상단에서 수평으로 연장된 원형의 플랜지부를 포함하고; 상기 차체는 컵부 및 플랜지부의 형상에 대응되게 형성되어서 컵부의 안쪽면 및 플랜지부의 윗면과 접촉하도록 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 컵부의 안쪽면과 플랜지부의 윗면에는 다수개의 음각홈이 형성되고; 상기 음각홈과 음각홈이 형성되지 않은 부위는 단구조로 형성되어서 음각홈이 형성되지 않은 부위의 면이 차체와 접촉하도록 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 차체결합부에는 차체고정돌기가 돌출되게 구비되고; 상기 차체고정돌기는 차체를 관통해서 차체와 결합된 것을 특징으로 한다.
상기 스프링조립부는 스프링의 단면과 매칭되는 원호단면의 홈으로 형성되고; 상기 스프링조립부에는 다수개의 스프링접촉돌기가 돌출되게 구비되며; 상기 스프링조립부에 끼워진 스프링은 스프링접촉돌기와 접촉해서 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 스프링조립부의 하단 끝과 가이드부의 상단이 연결되는 부위는 외측으로 돌출된 단턱부로 형성되고; 상기 단턱부가 스프링조립부에 끼워진 스프링을 지지하는 것을 특징으로 한다.
상기 차체고정돌기를 포함해서 스프링패드는 강성확보를 위해 플라스틱재질로 형성되고; 상기 플라스틱재질로 형성된 차체고정돌기는 차체를 관통하는 구멍과의 공차관리를 통해서 차체에 고정되게 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 차체고정돌기를 포함해서 스프링패드는 강성확보를 위해 플라스틱재질로 형성되고; 상기 플라스틱재질로 형성된 차체고정돌기의 단부는 차체의 관통시 조립성을 향상시키기 위해 경사면으로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 차체고정돌기를 포함해서 스프링패드는 충격흡수 및 소음방지를 위해 고무재질로 형성되고; 상기 고무재질로 형성된 차체고정돌기의 단부는 차체를 관통한 후 고정력을 확보하기 위하여 화살촉모양으로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 차체고정돌기를 포함해서 스프링패드는 고무재질로 형성되고; 상기 스프링조립부와 가이드부의 표면에는 스프링과의 마찰을 줄이기 위해 코팅부재가 결합된 것을 특징으로 한다.
상기 스프링패드는 고무재질로 형성되고; 상기 스프링패드의 형상유지를 위해 차체결합부의 내부에는 스틸재질의 내철이 결합된 것을 특징으로 한다.
공차 상황 또는 범프시 스프링은 압축되고 스프링의 단부는 스프링조립부에 끼워진 상태를 유지하고; 스프링 자유고를 벗어나지 않는 정상적인 풀 리바운드 상황이 발생할 때에 스프링은 인장되고 스프링의 단부는 스프링조립부에 끼워진 상태를 유지하며; 풀 리바운드 상황에서 추가로 리바운드가 더 발생하면 스프링의 단부는 스프링조립부로부터 빠지고, 스프링조립부로부터 빠진 스프링의 단부는 가이드부에 가이드됨에 따라 스프링패드로부터 스프링의 이탈이 방지되는 것을 특징으로 한다.
상기 풀 리바운드 상황에서 추가로 리바운드가 더 발생한 상황이 해제되면 인장되었던 스프링은 다시 압축되고, 스프링의 압축시 가이드부에 가이드되고 있던 스프링의 단부는 스프링조립부속으로 다시 삽입되어서 스프링패드와 결합된 상태로 복귀하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 현가장치는, 풀 리바운드 상태에서 추가로 리바운드가 더 발생함에 따라 스프링이 인장될 수 있는 범위(스프링 자유고)를 벗어난 상황이 발생하더라도, 스프링이 스프링패드로부터 완전히 빠져서 이탈되는 스프링의 빠짐 현상을 방지할 수 있게 되며, 이를 통해 차량 전복 등의 안전사고가 발생하는 것을 예방할 수 있게 되고, 더 나아가 차량의 안정성 향상을 통해 상품성 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 실시예는, 핸들링을 우선시하는 튜닝 및 고성능차량 처럼 휠 레이트가 높은 차량에서 풀 리바운드시 후륜 스프링의 이탈을 방지할 수 있는 구성으로, 이를 통해 리바운드 스트로크를 추가로 확보할 수 있는 장점이 있고, 특히 고성능 차량임에도 불구하고 임팩트 쇼크(shock) 개선을 통해 우수한 승차감을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스프링패드가 차체에 결합된 차량 현가장치로서 공차 상태일 때의 도면,
도 2는 도 1의 스프링패드의 정면도,
도 3은 스프링패드의 사시도,
도 4는 도 2의 단면도,
도 5는 도 1의 풀 리바운드 상태일 때의 도면,
도 6은 도 5의 스프링패드와 스프링을 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 5의 풀 리바운드 상태에서 추가로 리바운드가 더 발생한 상태일 때의 도면,
도 8은 도 7의 스프링패드와 스프링을 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명에 따라 고무재질로 형성된 스프링패드의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예를 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시 된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따른 제어부(제어기)는 차량의 다양한 구성 요소의 동작을 제어하도록 구성된 알고리즘 또는 상기 알고리즘을 재생하는 소프트웨어 명령어에 관한 데이터를 저장하도록 구성된 비휘발성 메모리(도시되지 않음) 및 해당 메모리에 저장된 데이터를 사용하여 이하에 설명되는 동작을 수행하도록 구성된 프로세서(도시되지 않음)를 통해 구현될 수 있다. 여기서, 메모리 및 프로세서는 개별 칩으로 구현될 수 있다. 대안적으로는, 메모리 및 프로세서는 서로 통합된 단일 칩으로 구현될 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 프로세서의 형태를 취할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량용 현가장치에 대해 살펴보기로 한다.
도 1 내지 도 9에는 본 발명을 설명하기 위한 멀티 링크 타입 후륜 현가장치의 일예가 도시되어 있다.
본 발명에 따른 차량용 현가장치는 도시된 바와 같이, 현가암(10)의 일단은 차체프레임(20)에 연결되고 타단은 타이어(30)의 너클(40)에 연결된다.
현가암(10)은 후륜 로워암이고, 차체프레임(20)은 후륜 서브프레임 또는 크로스멤버이다.
현가암(10)의 일단에는 현가암부시가 결합되고, 볼트(50)가 현가암부시 및 차체프레임(20)을 관통해서 너트와 체결됨에 따라 현가암(10)의 일단은 차체프레임(20)과 결합된다.
현가암(10)의 타단은 너클(40)과 결합된다.
본 발명에 따른 실시예는 현가암(10)의 위쪽에 위치한 차체(60)에 스프링패드(70)가 고정되게 결합되고, 현가암(10)에 하단이 지지되고 차체멤버(60)에 고정된 스프링패드(70)에 상단이 결합되어서 지지되는 스프링(80)을 포함한다.
차체(60)는 사이드멤버가 되고, 스프링(80)은 스프링패드(70)를 통해 현가암(10)과 차체(60)를 연결하는 코일스프링이 된다.
본 발명에 따른 스프링패드(70)는 차체(60)와 접촉해서 결합되는 차체결합부(71); 상기 차체결합부(71)의 외측 둘레를 따라 형성되고, 스프링(80)의 단부(상단)가 삽입되는 스프링조립부(72); 및 상기 차체결합부(71)와 연결되고, 스프링조립부(72)의 아래쪽으로 연장되며, 스프링조립부(72)로부터 스프링(80)의 단부가 빠졌을 때에 스프링(80)의 이동을 가이드해서 스프링패드(70)로부터 스프링(80)의 이탈을 방지하는 가이드부(73);를 포함한다.
차체결합부(71)는 아래로 돌출된 오목홈을 구비한 컵부(71a), 및 컵부(71a)의 상단에서 수평으로 연장된 원형의 플랜지부(71b)를 포함한다.
차체(60)는 컵부(71a) 및 플랜지부(71b)의 형상에 대응되게 형성되어서 컵부(71a)의 안쪽면 및 플랜지부(71b)의 윗면과 접촉하도록 설치된다.
본 발명에 따라 컵부(71a)의 안쪽면과 플랜지부(71b)의 윗면에는 다수개의 음각홈(74)이 형성되고, 음각홈(74)과 음각홈(74)이 형성되지 않은 부위는 단(step)구조로 형성되어서 음각홈(74)이 형성되지 않은 부위의 면이 차체(60)와 접촉하도록 설치된다.
본 발명에 따른 스프링패드(70)는 다수개의 음각홈(74)으로 인해 중량 절감 또는 중량 최적화를 이룩할 수 있으며, 특히 차체(60)와의 안착성 확보를 위해 다수개의 음각홈(74)을 형성해서 단구조를 확보함에 따라 차체(60)와의 결합력을 보가 향상시킬 수가 있게 된다.
차체(60)와 스프링패드(70)의 결합력 확보를 위해 스프링패드(70)의 차체결합부(71)에는 차체고정돌기(75)가 상측으로 돌출되게 구비되고, 차체고정돌기(75)는 차체(60)를 관통해서 차체(60)와 결합된 구조가 된다.
즉, 스프링패드(70)에서 컵부(71a)의 바닥면에 차체고정돌기(75)가 상측으로 돌출되게 구비되고, 컵부(71a)속으로 삽입된 차체(60)의 바닥에 구멍(61)이 형성되며, 차체고정돌기(75)가 구멍(61)을 관통해서 돌출됨에 따라 차체(60)와 결합된 구조가 된다.
스프링패드(70)에서 스프링조립부(72)는 스프링(80)의 단면과 매칭되는 곡률을 가진 원호단면의 홈으로 형성되고, 스프링조립부(72)에는 다수개의 스프링접촉돌기(76)가 돌출되게 구비되며, 스프링조립부(72)에 끼워진 스프링(80)은 스프링접촉돌기(76)와 접촉해서 설치된 구조가 된다.
즉, 스프링조립부(72)에 끼워진 스프링(80)의 상단은 스프링조립부(72)에 형성된 다수개의 스프링접촉돌기(76)와 점접촉으로 접촉하도록 설치되며, 이로 인해 스프링(80)의 상단과 스프링조립부(72)와의 마찰을 줄일 수 있게 된다.
스프링접촉돌기(76)에 의한 점접촉으로 스프링(80)의 상단과 스프링조립부(72)와의 마찰이 감소하면, 풀 리바운드 상태에서 추가로 리바운드가 더 발생할 때에 스프링조립부(72)로부터 스프링(80)의 상단이 원활하게 미끄러지면서 빠지게 되는 것을 유도할 수 있게 된다.
풀 리바운드 상태에서 추가로 리바운드가 더 발생하면 스프링(80)의 하방향 인장은 풀 리바운드 상태일 때보다 더욱 커지게 되고, 이때에 스프링(80)의 상단이 스프링조립부(72)로부터 원활하게 빠지지 않게 되면, 스프링(80)의 과도한 인장에 의해 스프링패드(70)도 과도하게 아래로 당겨지게 되며, 이로 인해 스프링패드(70)는 내구손상을 입게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 실시예는 스프링접촉돌기(76)에 의한 점접촉으로 스프링(80)의 상단과 스프링조립부(72)와의 마찰이 줄여주고, 이로 인해 풀 리바운드 상태에서 추가로 리바운드가 더 발생할 때에 스프링조립부(72)로부터 스프링(80)의 상단이 원활하게 미끄러지면서 빠지게 되는 것을 유도해서 최종적으로 스프링(80)의 인장에 의한 스프링패드(70)의 내구손상을 방지할 수 있도록 한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 실시예는 스프링조립부(72)의 하단 끝과 가이드부(73)의 상단이 연결되는 부위는 외측으로 돌출된 단턱부(77)로 형성되며, 단턱부(77)는 스프링조립부(72)에 끼워진 스프링(80)을 지지하게 된다.
단턱부(77)에 의한 스프링(80)의 지지에 의해 풀 리바운드시 스프링(80)의 상단은 스프링조립부(72)로부터 빠지지 않게 되며, 풀 리바운드 상태에서 추가로 리바운드가 더 발생했을 때에만 스프링(80)의 인장력이 단턱부(77)의 지지력보다 커지게 되므로 이때에는 스프링(80)의 상단이 스프링조립부(72)로부터 빠지게 된다.
본 발명에 따른 제1실시예의 스프링패드(70)는 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이 차체고정돌기(75)를 포함한 모든 부위가 강성확보를 위해 플라스틱(plastic)재질로 형성된 구성이고, 플라스틱재질로 형성된 차체고정돌기(75)는 차체(60)를 관통하는 구멍(61)과의 공차관리를 통해서 차체(60)에 고정되게 결합되는 구조가 된다.
플라스틱재질로 형성된 차체고정돌기(75)의 단부는 경사면(75a)으로 형성되며, 이로 인해 차체고정돌기(75)가 차체(60)의 구멍(61)을 관통할 때에 원활하게 관통할 수 있게 된다.
경사면(75a)으로 인해 차체고정돌기(75)는 끝으로 갈수록 단면이 점차 줄어드는 뾰족한 모양으로 형성된다.
본 발명에 따른 제2실시예의 스프링패드(70)는 도 9에 도시된 바와 같이 차체고정돌기(75)를 포함한 모든 부위가 충격흡수 및 소음방지를 위해 고무(rubber)재질로 형성된 구성이다.
스프링(80)은 스틸(steel)로 형성되고, 스틸끼리의 접촉으로 발생하는 충격과 소음 및 치핑(chipping)방지를 위해 스프링패드(70)는 차체고정돌기(75)를 포함한 모든 부위가 고무재질 또는 탄성을 구비한 재질로 형성될 수 있다.
고무재질로 형성된 차체고정돌기(75)의 단부는 차체(60)의 구멍(61)를 관통한 후 고정력을 확보하기 위하여 화살촉(75b)모양으로 형성된 구조인 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 스프링패드(70)가 고무재질로 형성되면 스프링(80)과의 마찰력이 증가하게 되고, 마찰력 증가에 따른 스프링패드(70)의 손상 또는 풀 리바운드 상태에서 추가로 리바운드가 더 발생할 때에 스프링조립부(72)로부터 스프링(80)의 상단이 원활하게 미끄러지면서 빠지지 않게 되는 바, 이를 방지하기 위해 본 발명에 따른 실시예는 스프링패드(70)에서 스프링(80)과 접촉하는 스프링조립부(72) 및 가이드부(73)의 표면에 스프링(80)과의 마찰을 줄이기 위하여 코팅부재(78)가 결합된 구조가 특징이다.
또한, 스프링패드(70)가 고무재질로 형성되면 스프링패드(70)의 형상유지를 위해 차체결합부(71)의 내부에는 스틸재질의 내철(79)이 결합될 수 있다.
내철(79)은 스프링조립부(72)의 안쪽으로 위치하도록 결합된다.
도 1은 공차 상태이고, 도 4는 공차 상태일 때 스프링패드(70) 및 스프링(80)의 상태이다.
공차 상태일 때 스프링(80)은 스프링 자유고를 벗어나지 않는 정상적인 상태이므로, 스프링(80)은 압축 상태를 유지하고, 스프링(80)의 단부는 스프링패드(70)에서 스프링조립부(72)에 끼워진 상태를 유지하고 있게 된다.
도 1의 공차 상태에서 범프(bump)가 발생하면, 현가암(10)은 볼트(50)를 중심으로 도시상태에서 반 시계방향으로 회전하고, 타이어(30)는 상측으로 이동하며, 스프링(80)은 도 1의 상태일 때보다 더 압축된 상태가 된다.
따라서, 스프링 자유고를 벗어나지 않는 정상적인 풀 범프(full bump) 상황에서도 스프링(80)의 상단은 스프링조립부(72)에 끼워진 상태를 유지하고 있게 된다.
도 5는 풀 리바운드(full rebound) 상태이고, 도 6은 풀 리바운드 상태일 때 스프링패드(70) 및 스프링(80)의 상태이다.
도 1의 공차 상태에서 풀 리바운드가 발생하면, 현가암(10)은 볼트(50)를 중심으로 도 1의 도시상태에서 시계방향으로 회전해서 도 5와 같이 되고, 타이어(30)는 하측으로 이동하며, 스프링(80)은 도 1의 상태일 때보다 인장된 상태가 된다.
풀 리바운드 상태는 스프링 자유고를 벗어나지 않는 정상적인 상태이며, 풀 리바운드가 발생하여 스프링(80)이 인장되더라도 이때의 스프링(80)의 인장력은 단턱부(77)에 의한 스프링(80)의 지지력보다 작게 된다.
따라서, 스프링 자유고를 벗어나지 않는 정상적인 풀 리바운드 상황이 발생하여 스프링(80)이 인장되더라도 스프링조립부(72)에 끼워진 스프링(80)의 상단이 단턱부(77)의 지지에 의해 스프링조립부(72)로부터 빠지는 것이 방지되며, 이로 인해 스프링(80)의 상단은 스프링조립부(72)에 끼워진 상태를 계속해서 유지하고 있게 된다.
도 7은 풀 리바운드 상태에서 추가로 리바운드가 더 발생한 상태이고, 도 8은 추가 리바운드 발생시 스프링패드(70)및 스프링(80)의 상태이다.
도 5의 풀 리바운드 상태에서 추가로 리바운드가 더 발생하면, 현가암(10)은 볼트(50)를 중심으로 도 5의 도시상태에서 시계방향으로 더 많이 회전해서 도 7과 같이 아래로 이동한 양이 더 많아지게 되고, 타이어(30)는 하측으로 더 많이 이동한 상태가 되며, 스프링(80)은 도 5의 상태일 때보다 더 많이 인장된 상태가 된다.
스프링(80)이 도 5의 상태일 때보다 더 많이 인장되어서 도 7과 같이 되면, 보통의 현가장치는 스프링 자유고를 벗어난 상황이 발생해서 스프링(80)이 빠져서 이탈되는 현상이 발생한다.
하지만, 본 발명에 따른 실시예는 풀 리바운드 상태에서 추가로 리바운드가 더 발생하더라도 스프링(80)의 상단이 스프링패드(70)로부터 완전히 빠져서 이탈되는 현상을 방지할 수 있다.
즉, 풀 리바운드 상황에서 추가로 리바운드가 더 발생하면 스프링(80)이 도 6의 상태일 때보다 더 많이 인장되어서 스프링(80)의 인장력이 커지게 되고, 이때 스프링(80)의 인장력은 단턱부(77)에 의한 스프링(80)의 지지력보다 커지게 되어, 스프링(80)의 단부는 스프링조립부(72)로부터 빠지게 된다.
스프링조립부(72)로부터 스프링(80)의 단부가 빠지더라도 스프링(80)의 단부는 스프링패드(70)의 가이드부(73)에 의해 가이드된 상태가 되며, 이로 인해 스프링패드(70)로부터 스프링(80)이 완전히 빠져서 이탈되는 현상을 방지할 수 있게 된다.
그리고, 도 7 내지 도 8과 같은 풀 리바운드 상황에서 추가로 리바운드가 더 발생한 상황이 해제되면 인장되었던 스프링(80)은 다시 압축되고, 스프링(80)의 압축시 가이드부(73)에 가이드되고 있던 스프링(80)의 단부는 도 4 및 도 6과 같이 스프링조립부(72)속으로 다시 삽입되어서 스프링패드(70)와 결합된 상태가 되도록 복귀하게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는, 풀 리바운드 상태에서 추가로 리바운드가 더 발생함에 따라 스프링(80)이 인장될 수 있는 범위(스프링 자유고)를 벗어난 상황이 발생하더라도, 스프링(80)이 스프링패드(70)로부터 완전히 빠져서 이탈되는 스프링(80)의 빠짐 현상을 방지할 수 있게 되며, 이를 통해 차량 전복 등의 안전사고가 발생하는 것을 예방할 수 있게 되고, 더 나아가 차량의 안정성 향상을 통해 상품성 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따른 실시예는, 핸들링을 우선시하는 튜닝 및 고성능차량 처럼 휠 레이트가 높은 차량에서 풀 리바운드시 후륜 스프링의 이탈을 방지할 수 있는 구성으로, 이를 통해 리바운드 스트로크를 추가로 확보할 수 있는 장점이 있고, 특히 고성능 차량임에도 불구하고 임팩트 쇼크(shock) 개선을 통해 우수한 승차감을 확보할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10 - 현가암 20 - 차체프레임
30 - 타이어 40 - 너클
50 - 볼트 60 - 차체
61 - 구멍 70 - 스프링패드
71 - 차체결합부 71a - 컵부
71b - 플랜지부 72 - 스프링조립부
73 - 가이드부 74 - 음각홈
75 - 차체고정돌기 75a - 경사면
75b - 화살촉 76 - 스프링접촉돌기
77 - 단턱부 78 - 코팅부재
79 - 내철 80 - 스프링

Claims (13)

  1. 현가암과 차체를 연결하는 스프링과 결합되어서 스프링을 지지하는 스프링패드를 포함하는 차량용 현가장치에 있어서,
    상기 스프링패드는 차체와 접촉해서 결합되는 차체결합부;
    상기 차체결합부의 외측 둘레를 따라 형성되고, 스프링의 단부가 삽입되는 스프링조립부; 및
    상기 차체결합부와 연결되고, 스프링조립부의 아래쪽으로 연장되며, 스프링조립부로부터 스프링의 단부가 빠졌을 때에 스프링의 이동을 가이드해서 스프링패드로부터 스프링의 이탈을 방지하는 가이드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 차체결합부는 아래로 돌출된 오목홈을 구비한 컵부, 및 컵부의 상단에서 수평으로 연장된 원형의 플랜지부를 포함하고;
    상기 차체는 컵부 및 플랜지부의 형상에 대응되게 형성되어서 컵부의 안쪽면 및 플랜지부의 윗면과 접촉하도록 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 컵부의 안쪽면과 플랜지부의 윗면에는 다수개의 음각홈이 형성되고;
    상기 음각홈과 음각홈이 형성되지 않은 부위는 단구조로 형성되어서 음각홈이 형성되지 않은 부위의 면이 차체와 접촉하도록 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 차체결합부에는 차체고정돌기가 돌출되게 구비되고;
    상기 차체고정돌기는 차체를 관통해서 차체와 결합된 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 스프링조립부는 스프링의 단면과 매칭되는 원호단면의 홈으로 형성되고;
    상기 스프링조립부에는 다수개의 스프링접촉돌기가 돌출되게 구비되며;
    상기 스프링조립부에 끼워진 스프링은 스프링접촉돌기와 접촉해서 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 스프링조립부의 하단 끝과 가이드부의 상단이 연결되는 부위는 외측으로 돌출된 단턱부로 형성되고;
    상기 단턱부가 스프링조립부에 끼워진 스프링을 지지하는 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 차체고정돌기를 포함해서 스프링패드는 강성확보를 위해 플라스틱재질로 형성되고;
    상기 플라스틱재질로 형성된 차체고정돌기는 차체를 관통하는 구멍과의 공차관리를 통해서 차체에 고정되게 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 차체고정돌기를 포함해서 스프링패드는 강성확보를 위해 플라스틱재질로 형성되고;
    상기 플라스틱재질로 형성된 차체고정돌기의 단부는 차체의 관통시 조립성을 향상시키기 위해 경사면으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
  9. 청구항 4에 있어서,
    상기 차체고정돌기를 포함해서 스프링패드는 충격흡수 및 소음방지를 위해 고무재질로 형성되고;
    상기 고무재질로 형성된 차체고정돌기의 단부는 차체를 관통한 후 고정력을 확보하기 위하여 화살촉모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
  10. 청구항 4에 있어서,
    상기 차체고정돌기를 포함해서 스프링패드는 고무재질로 형성되고;
    상기 스프링조립부와 가이드부의 표면에는 스프링과의 마찰을 줄이기 위해 코팅부재가 결합된 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 스프링패드는 고무재질로 형성되고;
    상기 스프링패드의 형상유지를 위해 차체결합부의 내부에는 스틸재질의 내철이 결합된 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    공차 상황 또는 범프시 스프링은 압축되고 스프링의 단부는 스프링조립부에 끼워진 상태를 유지하고;
    스프링 자유고를 벗어나지 않는 정상적인 풀 리바운드 상황이 발생할 때에 스프링은 인장되고 스프링의 단부는 스프링조립부에 끼워진 상태를 유지하며;
    풀 리바운드 상황에서 추가로 리바운드가 더 발생하면 스프링의 단부는 스프링조립부로부터 빠지고, 스프링조립부로부터 빠진 스프링의 단부는 가이드부에 가이드됨에 따라 스프링패드로부터 스프링의 이탈이 방지되는 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 풀 리바운드 상황에서 추가로 리바운드가 더 발생한 상황이 해제되면 인장되었던 스프링은 다시 압축되고, 스프링의 압축시 가이드부에 가이드되고 있던 스프링의 단부는 스프링조립부속으로 다시 삽입되어서 스프링패드와 결합된 상태로 복귀하는 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치.
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