KR910007985Y1 - 토우 콘트롤(Toe Control)에 의한 리어(Rear)서스펜션 메카니즘 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

토우 콘트롤(Toe Control)에 의한 리어(Rear)서스펜션 메카니즘

제1도는 본 고안 메카니즘의 사시도.

제2도는 본 고안 실시예를 표현하기 위하여 각 링크의 변환 상태를 보인 개략도.

제3도는 본 고안의 평면도로서 작동상태를 나타낸 것으로 a는 전후력 작용시, b는 횡력 작용시

제4도의 a, b는 종래의 적용된 차체 저부 휠의 진행방향을 나타낸 예시도이고, c는 본 고안이 적용된 차체 저부 휠의 진행방향을 나타낸 예시도.

제5도의 a, b는 종래 메카니즘의 예시도.

제6도의 a, b는 또다른 종래 메카니즘의 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 스핀들 2 : 리어너클

3 : 상부링크 4 : 제1하부링크

5 : 제2하부링크 6 : 제3하부링크

본 고안은 자동차의 리어 서스펜션 메카니즘(Rear Suspension Mechanism)에 있어서, 직진주행시나 선회시 노면의 반력 및 횡풍등의 여러가지 조건에 의한 외부의 방해(Disturbance)에 의해 차량이 불안정해지려는 경향을 로우드휠(Road Wheel)의 토우(Toe)조절을 통하여 가능한 한 안정된 상태로 유지될 수 있도록 하기 위한 자동차의 리어 서스펜션 메카니즘에 관한 것으로, 특히 멀티 링크 시스템(Multi-Link System)을 채택하여 링크 연결부의 컴플라이언스(Compliance)에 의해 생기는 휠의 변위 상태를 적절히 제어하기 위해 휠 차체에 대한 가상회전 중심축(또는 순간 나선운동축 : Instantaneous screw axis)의 위치와 기울기를 휠주위의 적당한 위치에 설정함으로써, 토우 콘트롤이 가능하게 형성한 토우콘트롤에 의한 리어 서시펜션 메카니즘에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 리어 서스펜션에 있어서, 로우드 휠(Road Wheel)은 주행중 노면 저항을 받게 되면 (감속시나 제동시등등)제 5도a,b에서와 같이 서스펜션의 컴플라이언스(Compliance)특성에 의해 타이어(t)는 직진상태에서 토우 아웃(Toe-out)상태로 변하게 되고 이 변화는 차량의 조향현상을 야기시키게 되어 직진성의 악화를 가져오게 되는데 특히, 고속선회시 하중이 많이 걸리는 외륜이 컴플라이언스에 의해 토우 아웃으로 변화하게 되면 차체의 스웨이(SWAY)또는 요우잉(YAWING)현상을 조기발생시키게 되는 결과가 되며, 심한 경우에는 요우잉 양이 점점커져 운전자로 하여금 불안감을 느끼게함은 물론 한계 선회성능의 저하와 로우드 홀딩(Road-hlolding)성능을 저하시킨다는 문제점을 내포하고 있었다.

따라서 이를 해결하기 위한 방안으로 보다 안정된 선회성능이 이루어지도록 하기 위해 제 6도a,b와 같이 휠의 스핀들과 일체로 리어너클을 형성하고, 이 리어너클에 볼조인트로 링크를 연결하였으나 이 또한 로우드 휠이 주행중 노면의 저항을 받게 되면 각 링크의 변위에 따라 타이어(t)와 리어너클이 동시에 실선에서 가상선으로 변위되는데 이러한 타이어의 변위 상태는 충격의 흡수 및 조향성이 불안정하여 한계 선회성능의 확보 및 부드러운 선회성능을 확보하지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기한 제반사안을 고려하여 차량이 직진 중행시나 선회시에 외부의 방해(노면의 반력, 횡풍, 선회시의 원심력등등)에 의해 발생되는 불안정한 주행상태를 보다 안정된 상태가 되게 하여 직진안정성, 횡풍안정성, 선회안정성, 선회시제 동안정성들을 향상시키고 더 나아가서는 한계 선회성능의 향상 및 부드러운 선회성능을 확보할 수 있도록 한 토우 콘트롤에 의한 리어 서스펜션 메카니즘을 제공하려는데 그 목적이 있는 것이다.

이하, 본 고안의 구성을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1도는 본 고안 메카니즘의 사시도로서, 스핀들(1)과 일체로 리어너클(2)을 형성하여 이 리어너클(2)의 상단부에는 상부링크(3)를 볼 조인트(C)로 연결 고정하고, 하부의 내측에는 제1하부링크(4), 제 2하부링크(5), 제 3하부링크(6)를 각각의 볼조인트(H),(B),(A)로 연결 고정하되, 제 2하부링크(5) 상에는 상단에 통상의 코일스프링(7)이 설치된 쇽업쇼버(8)를 회동 가능하게 고정하여서 구성한 것이다.

도면중 미설명 부호 9는 차체이고 10, 10'은 휠이며, T, Bo, Ao는 제 1, 2, 3하부링크(4)(5)(6)와 차체(9)와의 연결부이다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

제 2도에서와 같이 리어너클(2)의 볼 조인트(C)를 포함하고, 제3하부링크(6)의 AoA와 제2하부링크 BoB를 각각 포함하는 두 평면 CAoA, CBoB에서 제 3하부링크 AoA와 제 2하부링크 BoB를 가상으로 연장시켜 만나는 점 G'와 볼 조인트(C)와 가상으로 교선을 표시하여 노면과 만나는 점 G의 위치를 휠(10)중심의 뒤쪽바깥에 위치시키므로써, 제 3도a,b의 평면에서 보는 바와 같이 전, 후력 및 횡력에 대하여 휠(10)을 토우 인(Toe-in)쪽으로 변하게 하는 것이다.

즉, 휠(10)의 차체에 대한 운동의 순간 중심점이 바깥 뒤쪽에 위치케 되면서, 전, 후력 작용시 휠(10)은 G점을 중심으로 차체내쪽으로 회전하려 하는 것이다.

이를 좀 구체적으로 설명하며 직전주행중 전, 후 방향의 충격이 휠(10)은 가해지거나(노면의 요철) 횡력이 가해지면 첨부된 도면 제3도a, b와 같이 제 3하부링크(6) A와 제2하부링크(5)의 B와 제 1하부링크(4)의 H는 G점을 중심으로 가상선과 같이 휠(10)의 전방측을 내측으로 제 3하부링크(6)가 잡아당기게 되어 A에서 A'로 위치변화되고 제2하부링크(5)는 B에서 B'로 위치변화되며, 제1하부링크(4)는 휠(10)의 후방측을 외측으로 밀면서 A에서 A'로 위치변화되어 휠(10)이 토우인(Touin)이 되도록 하여 링크의 컴플라이언스(Compliance)의해 생기려는 토우 아웃(Toe-out)현상을 방지하므로써 토우의 변화를 가능한 억제시켜 조향(steer)현상을 없애주므로써 직전주행 성능을 향상시키게 되고, 횡풍의 충격시에는 차체를 횡풍 방향에 대하여 멀어지는 쪽으로 가게 하여 차체(9)의 쏠림을 안정시킬 수 있도록 하였다.

또한, 차체의 선회시를 설명하면 도시된 도면 제4도a, b, c에서와 같이, 종래의 차체저부 휠로써 선회시에는 제 4도a와 같이 초기 상태에서 차체의 전륜 휠(10')이 좌측으로 위치변화되어 선회하게 되면 후륜 휠(10)은 차체의 진행방향과 직선상으로 위치되어 선회하게 되어 차체의 후미부분이 원심력 및 스웨어 또는 요우잉 현상에 의해 제4도b와 같이 진행하고자 하는 중심 방향에서 외측으로 벗어나면서 주행하게 되어 선회시의 안정성을 저해 하였으나 본 공안이 적용된 차체 저부휠의 차체는 제4도c와 같이 좌회전시 주행하는 각도에 따라 전륜휠(10')이 좌측으로 위치 변화된 상태에서 주행하게 되면 후륜휠(10)은 전기 멀티 링크 시스템의 토우 콘트롤에 의해 전륜휠(10')과 같이 동위상으로 되어지므로써 중심방향 내측으로 주행하여 부드러운 선회 성능 및 한계선회 성능이 향상되게 하였고, 이러한 토우 콘트롤에 의해 변위되는 후륜휠(10)은 선회제동시 전륜휠(10')과 동위상으로 되어 있어 제동 안전성을 향상시킬 수 있는 것이다.

이상에서와 같이 본 고안에 의하면 직진 주행시나 선회시 휠에 가해지는 노면으로부터의 충격 및 횡풍에 따라 각 링크의 변위에 의해 휠이 최적의 상태로 위치 변위 되어 직진 안정성과 횡풍 안정성과 선회 안정성과 선회시 제동 안정성을 양호하게 할 수 있는 유용한 고안인 것이다.

Claims (2)

1. 스핀들(1)과 일체를 리어너클(2)을 형성하여 이 리어너클(2)의 상단부에는 상부링크(3)를 볼 소인트(C)로 연결 고정하고, 하부의 내측에는 제1하부링크(4), 제 2하부링크(5), 제 3하부링크(6)를 각각의 볼 조인트(H),(B),(A)로 연결 고정하되, 제2하부링크(5)상에는 상단에 통상의 코일 스프링(7)이 설치된 쇽업쇼버(8)를 회동가능하게 고정한 멀티 링크 시스템을 이용하여 휠(10)의 변위 상태를 제어함을 특징으로 하는 토우 콘트롤(Toe Control)에 의한 리어 서스펜션 메카니즘.
2. 제1항에 있어서 하중에 대한 각 링크 연결부의 컴플라이언스에 의하여 생기는 휠(10)의 변위 상태를 콘트롤 하기 위하여 멀티 링크 시스템에 의해 만들어지는 휠(10)자체에 대한 가상회전 중심축(Instantaneous Screw Axis)의 위치와 지면과 교점인 G점을 휠(10)의 외부의 적당한 위치에 설정함으로써 토우 제어가 가능하도록 한 토우 콘트롤(Toe Control)에 의한 리어 서스펜션 메카니즘.