KR0139520B1 - 자동차의 현가장치 - Google Patents

Abstract

휠을 회전 가능하게 지지하여주는 너클과; 상기 너클이 차체에 대하여 상하 요동 가능하게 그의 상하부를 차체 또는 서브 프레임과 연결하여 주는 어퍼 및 로워 컨트롤 아암과; 양단에 연결부가 형성되어 상단의 연결부는 어퍼 콘트롤 아암과 연결되고, 하단 연결부는 크랭크 레버의 일측 아암부 선단과 연결되는 커넥팅 링크와; 중앙에 힌지부를 두고 둔각의 상태로 일측과 상측으로 돌설되는 아암부이 일체로 형성되어 상기의 힌지부가 어퍼 및 로워 콘트롤 아암의 차체측 연결부 사이의 차체 또는 서브 프레임에 힌지 고정되는 크랭크 레버와; 쇽 업소오버와 그 외측의 스프링 조립체로 형성되어 하측단은 차체 또는 서브 프레임에 힌지 고정되고, 상단부가 휠측으로 기울어진 상태로 상기 크랭크 레버의 상측 아암부 상단부와 연결되는 스트러트 어셈블리로 구성되는 자동차의 현가장치를 제공함으로써, 휠의 상하 운동시 횡방향으로 배치되는 완충기구에 의하여 진동을 흡수토록 하여 승차감을 향상시키고, 완충기구의 변위량을 휠의 변위량보다 크게 하여 차체로 들어오는 충격감소 및 미세 진동시 좋은 응답성을 가질 수 있도록 한 것이다.

Description

자동차의 현가장치

제 1도는 본 발명에 의한 현가장치의 사시도,

제 2도는 본 발명에 의한 현가장치의 정면도,

제 3도는 본 발명에 적용되는 크랭크 레버의 정면도,

제 4도는 본 발명에 의한 현가장치의 작동 상태도,

제 5도 (a)(b)는 종래 기술을 설명하기 위한 종래 현가장치의 개략 적인 구성도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:너클2:휠

10:어퍼 콘트롤 아암20:로워 콘트롤 아암

30:커넥팅 링크40:크랭크 레버

50:스트러트 어셈블리

본 발명은 자동차의 현가장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휠의 상하운동시 횡방향으로 배치되는 완충기구에 의하여 진동을 흡수토록하여 승차감을 향상시키고, 완충기구의 변위량을 휠의 변위량보다 크게하여 체체로 들어오는 충격감소 및 미세 진동시 좋은 응답성을 가질 수 있도록 한 자동차의 현가장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에 있어서의 현가장치(Suspension System)라 함은 차축과 프레임을 연결하고, 주행중 노면으로부터 받는 진동과 충격을 흡수하여 승차감과 자동차의 안전성을 향상시키는 장치로서, 노면에서의 충격을 완화하기 위하여 상하방향의 연결이 유연하여야 하고, 휠에 발생되는 구동력, 제동력, 선회시의 원심력등을 이겨낼 수 있는 수평방향의 연결이 견고해야만 한다.

이러한 현가장치에는 그의 구조적인 특성에 따라 여러종류로 구분되어지며, 당해 차량에 가장 이상적인 기구학적 특성을 갖는 현가장치가 선별 적용되고 있는데, 승용차의 경우에는 차축을 분할하여 양휠이 서로 관계없이 독립적으로 동작되게 하여 승차감과 안전성이 좋은 독립 현가장치를 적용하고 잇다.

독립 현가장치에는 여러 종류의 현가장치가 있는데, 최근의 승용차에 있어서는 제 5도의 (a)와 같이 쇽 업소오버(71)와 스프링(72)으로 형성되어 그의 하단이 휠(70)을 회전가능하게 지지하는 너클(73)에 고정되고 상단이 차체(74)에 지지되는 완충기구인 스트러트 아암(75)과; 상기 너클(73)의 하측을 차체(74)의 하부와 연결하여 주는 로워 컨트롤 아암(76)으로 구성되는 맥퍼슨 타입 현가장치와, 제5도의 (b)와 같이 휠(80)을 지지하는 너클(81)의 상, 하부를 어퍼 및 로워 콘트롤 아암(82)(83)을 개재시켜 서브 프레임 또는 차체(84)에 연결하고 상기 어퍼 및 로워 콘트롤 아암(82)(83)의 사이에는 완충기구인 스프링(8)을 배치하여 구성되는 위시본 타입 현가장치가 주로 적용되고 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 현가장치에 있어서는 양자 공통적으로 완충기구가 상하수직으로 세워지거나 약간의 경사를 갖고 배치되는 바, 휠로부터 전달되는 충격이 완충기구로 직접 전달되기 때문에 그의 충격을 완화시키는데에 한계가 있어 승차감이 좋게하는 데에는 한계가 있으며, 설계상에 많은 제약이 뒤따르게 된다는 문제점이 있다.

그리고 상기와 같은 현가장치에 있어서는 대개 기구학적인 구조상으로 완충기구의 스프링 상수(Spring Rate)를 휠 상수(Wheel Rate) 혹은 서스펜션 상수(Suspension Rate)보다 크게 설계됨으로써, 미세 변위에 대한 억제기능이 초기상태에서 정밀하지 못하여 미세진동에 대한 응답성이 좋치 않다는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 휠의 상하운동시 횡방향으로 배치되는 완충기구에 의하여 진동을 흡수토록하여 승차감을 형성시키고자 하는데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 완충기구의 변위량을 휠을 변위량보다 크게하여 차체로 들어오는 충격감소 및 미세 진동시 좋은 응압성을 가질 수 있도록 하는데에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 휠을 회전 가능하게 지지하여주는 너클과; 상기 너클이 차체에 대하여 상하 요동 가능하게 그의 상하부를 차체 또는 서브 프레임과 연결하여 주는 어퍼 및 로워 컨트롤 아암과; 양단에 연결부가 형성되어 상단의 연결부는 어퍼 콘트롤 아암과 연결되고, 하단 연결부는 크랭크 레버의 일측 아암부 선단과 연결되는 커넥팅 링크와; 중앙에 힌지부를 두고 둔각의 상태로 일측과 상측으로 돌설되는 아암부이 일체로 형성되어 상기의 힌지부가 어퍼 및 로워 콘트롤 아암의 차체측 연결부 사이의 차체 또는 서브 프레임에 힌지 고정되는 크랭크 레버와; 쇽 업소오버와 그 외측의 스프링 조립체로 형성되어 하측단은 차체 또는 서브 프레임에 힌지 고정되고, 상단부가 휠측으로 기울어진 상태로 상기 크랭크 레버의 상측 아암부 상단부와 연결되는 스트러트 어셈블리로 구성함에 특징이 있다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도 및 제2도는 본 발명에 의한 현가장치의 사시도 및 정면도로서, 너클(1)은 휠(2)을 회전 가능하게 지지하며, 상하부에 어퍼 및 로워 콘트롤 아암(10)(20)이 연결되어 차체에 연결된다.

상기 너클(1)이 조향륜에 적용되는 경우에는 후측으로 돌설되는 돌출부(3)가 형성되어 이에 타이로드(4)가 연결되어져 타이로드(4)의 동작에 의하여 조향이 이루어지게 된다.

상기 너클(1)의 상단으로 연결되는 어퍼 콘트롤 아암(10)은 내측이 전후측으로 분기되면서 U형으로 전후 2개의 차체측 연결부(11)가 형성되고, 휠측단은 중앙부에 하나의 연결부(12)가 형성되어 차체측 연결부(11)는 차체 또는 서브 프레임(5)에 형성되는 브라켓(13)과 연결되고, 휠측 연결부(12)는 너클(1)의 상단과 볼 죠인트 연결된다.

그리고 상기 너클(1)의 하단을 차체 또는 서브 프레임(5)에 연결하여 주는 로워 콘트롤 아암(20)은 전후 2개의 아암으로 형성되며, 그의 양단에는 연결부(21)(22)가 형성되어 차체측 연결부(21)는 고무부시를 개재시켜 차체 또는 서브 프레임(5)에 형성되는 브라켓(23)과 연결되고, 휠측 연결부(22)는 너클(1)의 하면에 볼 죠인트 연결된다.

상기에서 어퍼 및 로워 콘트롤 아암(10)(20)의 차체측 연결부에 개재되는 고무부시는 적당한 탄성을 갖고 형성되어 어퍼 및 로워 콘트롤 아암(10)(20)이 자유롭게 상하요동이 이루어지도록 형성됨은 물론이다.

상기 어퍼 콘트롤 아암(10)의 휠측단 저부에 연결되는 컨넥팅 링크(30)는 양단에 연결부(31)(32)가 형성되어 상단의 연결부(31)는 어퍼 콘트롤 아암(10)과 연결되고, 하단 연결부(32)는 후술하는 크랭크 레버(40)의 일측 아암부(42) 선단과 연결된다.

상기 컨넥팅 링크(30)의 연결부(31)(32)는 단순한 힌지 고정방식에 의하여 연결할 수도 있지만 탄성부재인 고무부시를 개재시켜 연결하는 것이 바람직하다.

상기 컨넥팅 링크(30)의 하단 연결부(32)와 연결되는 크랭크 레버(40)는 중앙에 힌지부(41)를 두고 둔각의 상태로 일측과 상측으로 돌설되는 아암부(42)(43)이 일체로 형성되어 상기 힌지부(41)가 어퍼 및 로워 콘트롤 아암(10)(20)의 차체측 연결부(11)(21) 사이의 차체 또는 서브 프레임(5)에 형성되는 브라켓(44)에 힌지 고정된다.

그리고 상기 크랭크 레버(40)의 상측 아암부(43)의 선단에는 후술하는 스트러트 어셈블리(50)와 연결하였다.

이에따라 상기 크랭크 레버(40)는 휠(2)의 상하 진동에 다른 어퍼 콘트롤 아암(10)의 상하 진동이 컨넥팅 링크(30)을 통하여 크랭크 레버(40)로 전달되어져 크랭크 레버(40)는 어퍼 콘트롤 아암(10)의 상하 요동에 의하여 좌우 회동이 이루어지게 된다.

상기 크랭크 레버(40)의 상측 아암부(43) 선단에 연결되는 스트러트 어셈블리(50)는 쇽 업소오버(51)와 그 외측의 스프링(52) 조립체로 형성되어 내측단이 서브 프레임(5)의 중앙부 상측으로 돌설되는 브라켓(53)에 힌지 고정되고 상단부가 상기 크랭크 레버(40)와 연결이 이루어지게 된다.

이에따라 상기 스트러트 어셈블리(50)는 차체에 대하여 횡방향으로 설치되며, 그의 상측단이 하측단보다 다소 높은 상태로 배치되어 크랭크 레버(40)를 통해 들어오는 충격을 흡수하게 된다.

상기와 같은 구성은 하나의 휠에 대한 현가장치를 설명한 것으로서, 각 휠에는 상기와 같은 구성의 현가장치를 갖게 되며, 좌우휠에 대한 현가장치의 배치는 제1도와 같이 이루어지게 된다.

상기와 같은 현가장치에 적용되는 크랭크 레버(40)는 상측 아암부(43)와 일측 아암부(43)의 길이는 제 3도에서와 같이 상측 아암부(43)의 길이(a)가 일측 아암부(42)의 길이(b) 보다 크게 형성하여 그의 길이비 a/b는 1 보다 크게 형성하는 것이 바람직하다.

상기에서 크랭크 레버(40)의 상측 아암부(43)의 길이(a)를 일측 아암부(42)의 길이(b)보다 작게 형성한 것은 제 4도에서와 같이 휠(2)의 변위(δw)가 스트러트 어셈블리(50)의 변위(δs)와 거의 비슷하게 하게나 또는 스트러트 어셈블리(50)의 변위(δs)가 휠(2)의 변위(δw) 보다 크게하여 지렛대 원리로서 휠(2)이 미세 진동을 하더라도 응답성을 좋게하여 승차감을 개선할 수 있게 한 것이다.

이에따라 제4도에서와 같이 지면으로부터 휠(2)로 들어오는 힘(F1)은 휠(2)과 어퍼 및 로워 콘트롤 아암(10)(20)을 상측으로 회동시키려는 힘으로 작용하면서 1차로 충격이 완화되고, 1차로 충격이 완화된 힘은 어퍼 콘트롤 아암(10)에 연결되어 있는 컨넥팅 링크(30)를 통하여 크랭크 레버(40)의 일측 아암부(42) 선단을 수직력 F2로 상측으로 당겨 올리게 된다.

그러면 크랭크 레버(40)는 상기 수직력 F2에 의하여 힌지부(41)을 기준으로 반시계방향으로 회동하면서 상측 및 일측 아암부(43)(42) 길이비(a:b)에 의하여 수직력 F2를 스트러트 어셈블리(50)로 전달하게 되며, 스트러트 어셈블리(50)에서는 이를 다시 완화시켜 힘 F3로 차체 또는 서브 프레임(5)에 전달되어진다.

이와 같이 지면으로부터 들어오는 힘이 여러단계를 걸쳐 완화되고 최종적으로 횡방향으로 배치되는 스트러트 어셈블리(50)에 의하여 완충이 이루어진 상태에서 차체 또는 서브 프레임(5)에 전달되는 바, 차체에서 전달되는 충격이 매우 작으므로 승차감을 향상시키게 된다.

그리고 종래의 현가장치에 있어서는 스트러트 어셈블리가 수직으로 세워지는 까닭에 현가장치에서 차중을 충분히 이겨낼 수 있도록 현가장치가 설계 되는 바, 스트러트 어셈블리의 스프링 상수가 커져야 하지만, 본 발명에 의하면 스트러트 어셈블리(50)가 횡방향으로 배치되고 이의 스트러트 어셈블리(50)와 휘(2) 사이에는 기구학적으로 연동되는 크랭크 레버(40)가 개재 설치되기 때문에 스트러트 어셈블리(50)의 스프링 상수를 작게 설정할 수 있게 된다.

상기에서와 같이 스트러트 어셈블리(50)의 스프링 상수를 작게 설정한다는 것은 휠(2)의 상하 요동시 휠(2)의 변위(δw)보다 스트러트 어셈블리(50)의 변위(δs)가 크게 발생된다는 것을 의미하므로 결국은 미세 진동에 대한 응답성이 좋게 되어 미세한 로울링 제어에 많은 효과가 있는 것이다.

또한, 상기와는 반대로 휠이 하강하는 경우에도 그 힘은 관련부품들을 상기와는 역방향으로 동작시킬 뿐 상기와 동일 경로를 거쳐 차체에 전달됨으로써, 그의 충격 흡수효과는 동일하다.

이상에서와 같이 본 발명은 간단한 구조로서 휠의 상하 운동시 횡방향으로 배치되는 스트러트 어셈블리에 의하여 진동을 흡수토록하여 승차감을 향상시키고, 스트러트 어셈블리의 변위량을 휠의 변위량보다 크게하여 차체로 들어오는 충격 감소 및 미세 진동시 좋은 응답성을 가질수 있는 신규한 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 휠을 회전 가능하게 지지하는 너클을 어퍼 및 로워 아암을 통해 서브 프레임과 연결하고, 상기 어퍼 및 로워 아암의 상하 회동을 서브 프레임상에 차폭방향으로 배치되는 스트러트 어셈블리에 전달하여 완충작용이 이루어지도록 하는 자동차의 현가장치에 있어서, 양단에 연결부가 형성되어 상단의 연결부가 어퍼 콘트롤 아암과 연결되는 커넥팅 링크와; 중앙에 힌지부를 두고 둔각의 상태로 일측과 상측으로 아암부가 각각 일체로 돌설되어 상기 힌지부가 로워 및 어퍼 콘트롤 아암의 차체측 연결부 사이의 서브 프레임에 힌지 고정되며, 외측으로 돌설되는 일단의 아암부 선단이 상기 커넥팅 아암의 하단 연결부와 연결되고, 상측으로 돌설되는 아암부 선단이 스트러트 어셈블리와 연결되는 크랭크 레버와; 를 포함하여 이루어지는 자동차의 현가장치.
2. 제1항에 있어서, 크랭크 레버의 상측 아암부의 길이를 일측 아암부의 길이보다 크게 형성함을 특징으로 하는 자동차의 현가장치.