KR0136261B1 - 자동차의 앤티-롤 시스템 - Google Patents

Abstract

기존의 현가장치와 지오메트리 간섭을 일으키지 않으면서 롤 강도에 따라 용이하게 롤 억제 능력을 가변시킬 수 있도록 하여 롤을 효과적으로 억제시킬 수 있도록 중간부에 힌지부를 두고 둔각의 상태로 휠측과 상측으로 길게 돌출되는 수평부와 수직부가 일체로 형성되어 상기 서브 프레임에 힌지 피봇 고정되는 로워 컨트롤 아암과 : 상기 로워 컨트롤 아암의 수직부 선단에 외측단이 피봇 연결되어 차체에 대하여 횡방향으로 배치되는 커넥팅 아암과 ; 중심부가 서브 프레임에 회전 가능하게 입설되는 마운트에 고정되어 평면에서 보았을 때, 좌우 회전이 가능하며, 그의 전후단이 상기 커넹킹 아암에 연결되는 탄성부재를 구비하여 구성되는 자동차의 앤티-롤 시스템.

Description

자동차의 앤티-롤 시스템

제1도는 본 발명에 의한 앤티-롤 시스템의 사시도.

제2도는 제1도의 평면도.

제3도는 양측 휠이 동시에 범프 및 리바운드될 때의 작동상태로서, (a)는 정면도이고, (b)는 평면도.

제4도는 양측 휠이 역상이 이루어질 때의 작동상태도로서, (a)는 정면도이고, (b)는 평면도.

제5도는 (a)(b)는 종래 기술의 설명을 위한 스테이빌라이저 바아의 사시도 및 장착 상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 서브 프레임 11a, 11b : 로워 컨트롤 아암

12a, 12b : 힌지부 13a, 13b : 수평부

14a, 14b : 수직부 15a, 15b : 커넥팅 아암

16 : 탄성부재 17 : 마운트

본 발명은 자동차의 앤티-롤 시스템(Anti-Roll System)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존의 현가장치와 지도메트리(Geometry) 간섭을 일으키지 않도록 하고, 롤 강도(Roll Stiffness)에 따라 용이하게 롤 억제 능력을 가변시킬 수 있도록 한 자동차의 앤티-롤 시스템에 관한 것이다.

자동차에 있어서는 주행중 노면으로부터 받는 진동과 충격을 흡수하여 승차감과 자동차의 안전성을 향상시키기 위한 수단으로 현가장치가 구비된다.

이에 따라 현가장치에서는 자동차의 주행중에 발생되는 차체의 상하진동(Bounce), 롤링(Rolling), 피칭(Pitching), 요우잉(Yawing) 등의 진동을 유연하게 흡수하여야만 승차감은 물론 안정성을 확보하게 된다.

상기와 같은 자동차의 진동에 있어서 본 발명이 관계하는 롤링은 선회할 때와 같이 차체가 옆방향으로 진동하는 것을 말하며, 이의 롤링은 선회시의 안정성에 많은 영향을 미치게 된다.

즉, 롤링은 어떤 점을 기준으로 하여 발생되어지고, 이 점을 롤 센터(Roll Center)라고 칭하며 자동차의 롤링은 차체의 무게 중심이 롤센터보다 높기 때문에 발생되는데, 롤 센터 높이가 많이 변하면 한쪽에서 다른쪽으로의 무게 이동량이 많이 변하게 되고, 이러한 현상은 타이어에서의 슬립 앵글 변화가 많이 발생되므로 조향변화가 심하게 되어 직진 안정성을 비롯한 조종 안정성이 나빠지게 되는 것이다.

따라서 종래에는 자동차의 주행중에 자연적으로 발생되는 롤을 억제하기 위한 수단으로 공지의 스테이빌라이저 바이를 이용하였다.

즉, 상기의 스테이빌라이저 바아(70)는 제5도의 (가)에서와 같이 양단이 일측으로 절곡된 절곡부(71)를 갖는 일종의 토오션 바아로서, 자동차에 적용할 때에도 제5도 (나)에서와 같이 차체의 횡방향으로 배치되어 중간부는 차체 또는 서브 프레임에 고정되고 절곡부(71)의 단부가 현가장치(72)의 로워 컨트롤 아암(73)에 고정하였다.

이에 따라 휠의 상하 진동에 의하여 로워 컨트롤 아암(73)이 상하 진동을 할 때 스테이빌라이저 바아(70)의 자체 탄성력에 의하여 차체의 기울기를 최소화함으로써, 롤링을 억제할 수 있도록 한 것이다.

이러한 종래의 롤 억제 수단에 있어서, 승차감을 좋게 하기 위하여는 스테이빌라이저 바아의 스프링 특성이 작은 것을 사용하게 되지만 선회시 원심력에 의하여 롤 억제기능이 제대로 이루어지지 않게 되며, 반대로 스테이빌라이저 바아의 스프링 특성을 크게 하면 고정액슬과 비슷한 경향이 생기게 되어 현가장치의 지오메트리 간섭을 일으키고 승차감을 저하시킨다는 문제점이 있다.

그리고 상기와 같은 스테이빌라이저 바아는 스프링 특성이 한가지로 한정되어 있는 바, 다른 것으로 교체하지 않는 한 스프링 특성을 가변시킬 수 없으며, 스테이빌라이저 바아를 교환하는 데에 많은 어려움이 있다는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기의 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기존의 현가장치와 지오메트리(Geometry) 간섭을 일으키지 않으면서 롤 강도(Roll Stiffness)에 따라 용이하게 롤 억제 능력을 가변시킬 수 있도록 하여 롤을 효과적으로 억제시킴으로써, 승차감을 향상시킬 수 있는 자동차의 앤티-롤 시스템을 제공하려는 것이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 중간부에 힌지부를 두고 둔각의 상태로 휠측과 상측으로 길게 돌출되는 수평부와 수직부가 일체로 형성되어 상기 서브 프레임에 힌지 피봇 고정되는 로워 컨트롤 아암과 ; 상기 로워 컨트롤 아암의 수직부 선단에 외측단이 피봇 연결되어 차체에 대하여 횡방향으로 배치되는 커넥팅 아암과 ; 중심부가 서브 프레임에 회전 가능하게 입설되는 마운트에 고정되어 평면에서 보았을 때, 좌우 회전이 가능하며, 그의 전후단이 상기 커넥팅 아암에 연결되는 탄성부재를 구비하여 구성되는 자동차의 엔티-롤 시스템을 제공함에 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 안티-롤 시스템의 사시도 및 평면도로서, 부호 1은 서브 프레임을 지칭한다.

상기 서브 프레임(1)은 차체의 저부에 마운팅되어 현가장치가 연결되는 고정부재로서, 본 발명은 상기 서브 프레임(1)의 좌우측에 전후측으로 일정의 간격을 두고 횡방으로 배치되어 휠(2a)(2b)을 회전가능하게 지지하여 주는 너클(3a)(3b)의 하측부를 서브 프레임(1)과 연결하여 주는 전, 후 로워 컨트롤 아암(11a)(11b), (4a)(4b)의 동작에 의하여 동작되는 안티-롤 시스템(10)을 형성하였다.

상기 안티-롤 시스템(10)은 전, 후 로워 컨트롤 아암(11a)(11b), (4a)(4b)중 전측 로워 컨트롤 아암(11a)(11b)의 동작에 의하여 동작되도록 한 것을 일 실시예로 설명한다.

즉, 전측 로워 컨트롤 아암(11a)(11b)은 중간부에 힌지부(12a)(12b)를 두고 둔각의 상태로 휠측과 상측으로 길게 돌출되는 수평부(13a)(13b)와 수직부(14a)(14b)가 일체로 형성되어 상기 서브 프레임(1)에 고무부시를 개재시켜 힌지 피봇 고정된다.

상기 전측 로워 컨트롤 아암(11a)(11b)의 수평부(13a)(13b) 선단은 너클(3a)(3b)에 피봇 연결되어 휠(2a)(2b)의 상하 운동에 따른 너클(3a)(3b)의 상하 동작에 의하여 수평부(13a)(13b)가 힌지부(12a)(12b)를 힌지로 상하 회동하면 수직부(14a)(14b)는 좌우로 회동이 이루어지게 된다.

그리고 상기 로워 컨트롤 아암(11a)(11b)의 수직부(14a)(14b) 선단에는 봉 형태의 커넥팅 아암(15a)(15b) 외측단부가 피봇 연결되며, 상기 커넥팅 아암(15a)(15b)의 내측단은 소정의 길이를 갖고 차체의 길이방향으로 서브 프레임(1)상에 배치되는 판상의 탄성부재(16)의 전후단에 연결된다.

상기에서 탄성부재(16)는 그의 중심부가 서브 프레임(1)에 회전 가능하게 입설되는 마운트(17)(베어링 사용가능)에 고정되어 평면에서 보았을 때, 좌우 회전이 가능해진다.

상기 탄성부재(16)로는 판 스프링을 이용하거나 혹은 이에 상당한 탄성을 지닌 부재를 사용하면 된다.

그리고 각 부품을 연결하는 부분은 단순한 힌지 연결수단을 이용할 수 있으나, 적정한 자체 탄성을 지닌 고무부시를 개재시켜 미세 진동에 대하여는 이들 고무부시에서 흡수토록 하고 각 부품의 동작시에는 유연성을 갖도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 장치는 로워 컨트롤 아암(11a)(11b)의 상하 동작시 동작이 이루어지게 되는데, 먼저, 휠(2a)(2b)이 범프될 때의 작동을 설명하면 다음과 같다.

제3도 (a)(b)는 양 휠(2a)(2b)이 동일하게 범프하거나 리바운드될 때의 작동관계를 도시한 것으로서 양 휠(2a)(2b)이 동시에 범프되면 로워 컨트롤 아암(11a)(11b)의 수평부(13a)(13b)가 휠(2a)(2b)과 함께 실선과 같은 상태로 회동하게 된다.

그러면, 로워 컨트롤 아암(11a)(11b)의 수직부(14a)(14b)는 차체측으로 회동되면서 이에 연결되어 있는 커넥팅 아암(15a)(15b)을 내측으로 밀게 된다.

이와 같이 커넥팅 아암(15a)(15b)이 내측으로 밀리면 탄성부재(16)는 커넥팅 아암(15a)(15b)으로부터 동시에 반시계방향으로 회전시키려는 힘을 받게 되는 바, 단순히 마운트(17)를 힌지로 반시계방향으로 회전이 이루어지게 되어 아무런 작동을 하기 않게 된다.

그리고 상기와는 반대로 양 휠(2a)(2b)이 동시에 리바운드될 때에는 로워 컨트롤 아암(11a)(11b)이 제3도 (a)(b)의 점선과 같이 하향 회동하면서 이에 연결되어 있는 컨넥팅 아암(15a)(15b)을 외측으로 당기게 된다.

이와 같이 컨넥팅 아암(15a)(15b)이 외측으로 당겨지면 탄성부재(16)는 커넥팅 아암(15a)(15b)으로 부터 동시에 시계방향으로 회전하려는 힘을 받게 되는 바, 단순히 마운트(17)를 힌지로 시계방향으로 회전이 이루어지게 되어 아무런 작동을 하지 않게 된다.

그러나 상기와는 달리 한쪽 휠(2a)은 범프를 하고, 다른 휠(2b)은 리바운드를 하는 경우에 있어서는 즉, 차체의 롤이 생기는 경우에 있어서는 제4도(가)(나)의 실선에서와 같이 범프하는 휠(2a)측에 연결된 커넥팅 아암(15a)은 내측으로 밀리고, 리바운드하는 휠(2b)측의 커넥팅 아암(15b)은 외측으로 당겨지게 된다.

이와 같이, 일측 커넥팅 아암(15a)은 내측으로 밀리고, 타측의 커넥팅 아암(15b)은 외측으로 당겨지게 되면, 이에 연결된 탄발부재(16)는 상호 반대방향으로 힘을 받게 되는 바, 제4도 (나)에서와 같이 변형이 이루어지면서 그의 자체 탄성력으로 자체의 롤을 억제하게 된다.

상기와 같은 작용에서 볼 때, 마운트(17)로부터 전후측으로 돌출되는 탄성부재(16)의 길이가 길면 지렛대 원리에 의하여 부드러운 탄성을 갖게 되고, 돌출길이가 짧으면 짧을수록 딱딱한 탄성을 갖게 되는 바, 적용차량의 특성에 알맞게 돌출길이를 가변시켜 적용하는 것이 바람직하다.

그리고 로워 컨트롤 아암(11a)(11b)의 수평부(13a)(13b) 길이(a)와 수직부(14a)(14b)의 길이(b)는 운동폭이 큰 수평부(13a)(13b)의 동작을 수직부(14a)(14b)와 협소한 공간에 배치되는 탄성부재(16)의 길이를 고려하여 ab가 되도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성 동작되는 본 발명이 앤티-롤 시스템에 있어서는 롤을 억제하여 주는 탄성부재가 서브 프레임의 중간부 상측에 배치되기 때문에 기존의 현가장치와는 지오메트리 간섭이 발생될 염려가 전혀 없게 된다.

그리고 탄성부재의 자체 탄성력에 의하여 롤이 억제되는 바, 롤 억제능력을 변경하고자 하는 경우에는 알맞는 스프링 특성을 갖는 탄성부재로 간단히 교체하여 주면 롤 억제 능력을 용이하게 변경할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 중간부에 힌지부(12a)(12b)를 두고 둔각의 상태로 휠측과 상측으로 길게 돌출되는 수평부 (13a)(13b)와 수직부(14a)(14b)가 일체로 형성되어 상기 서프 프레임(1)에 힌지 피봇 고정되는 로워 컨트롤 아암(11a)(11b)과, 상기 로워 컨트롤 아암(11a)(11b)의 수직부(14a)(14b) 선단에 외측단이 피봇 연결되어 차체에 대하여 횡방향으로 배치되는 커넥팅 아암(15a)(15b)과, 중심부가 서브 프레임(1)에 회전 가능하게 입설되는 마운트(17)에 고정되어 평면에서 보았을 때, 좌우 회전이 가능하며, 그의 전후단이 상기 커넥팅 아암(15a)(15b)에 연결되는 탄성부재(16)를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 자동차의 앤티-롤 시스템.
2. 제1항에 있어서 로워 컨트롤 아암(11a)(11b)의 수평부(13a)(13b) 길이(a)와 수직부(14a)(14b)의 길이(b)는 a≥b가 되도록 형성한 것을 특징으로 하는 자동차의 앤티-롤 시스템.
3. 제1항에 있어서, 탄성부재(16)를 판 스프링 부재로 형성함으로 특징으로 하는 자동차의 앤티-롤 시스템.