KR100325585B1 - 자동차의 현가장치용 로워 암 부쉬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차가 주행하는 도로의 형태 및 상황에 따라 타이어의 중심점을 이동시킬 수 있어 자동차의 선회안정성 및 승차감을 향상시킬 수 있는 현가장치용 로워 암 부쉬를 제공한다. 그 부쉬는 핀(12)이 삽입되는 내측관(20); 내측관(20)을 포위하며 고무로 형성되는 완충부재(22); 완충부재(22)를 포위하며, 외측에 나선(24a)이 형성되는 외측관(24); 및 암(12)의 단부에 형성된 장착공(12a)에 일체로 압입되며, 외측관(24)에 회전 가능하게 교합되는 구동관(26)으로 구성된다. 외측관(24)의 외측에는 나선(24a)이 형성되며, 구동관(26)의 내측에는 외측관(24)의 나선(24a)에 회전 가능하게 교합되는 나선(26a)이 형성된다.

Description

자동차의 현가장치용 로워 암 부쉬{LOWER ARM BUSH FOR SUSPENSION SYSTEM IN VEHICLE}

본 발명은 자동차의 주행중 충격을 완화시키기 위한 현가장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차가 주행하는 노면상태에 따라 로워 암(lower arm)을 이동시켜 승차감 및 주행안전성을 향상시킬 수 있는 자동차의 현가장치용 로워 암 부쉬(lower arm bush)에 관한 것이다.

일반적으로, 승용 자동차는 물론 상용차와 같은 차량에는 그 차량의 구동 및 안전성을 위해 다양한 장치 및 시스템을 구비하고 있다. 즉, 엔진과 같은 동력발생장치, 동력발생장치에서 발생된 동력을 전달하기 위한 동력전달장치, 차량의 방향을 변경하기 위한 조향장치, 차량의 속도를 제어하거나 정지시키기 위한 제동장치 등을 구비하고 있다. 또한, 차량의 승차감 및 주행 안전성을 위한 현가장치를 구비하고 있는 바, 그 현가장치는 더블 위스본식, 맥퍼슨식, 전자제어식 등과 같이 다양한 형태로 구성되어 이용되고 있다.

이 중에서, 더블 위시본 현가장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 구동축(1)의 양측의 상부에 설치되는 어퍼 암(2)과 하부에 설치되는 로워 암(3)을 구비하고 있다. 어퍼 암(2)과 로워 암(3)은 조향너클(4)에 의해 상호 연결되는 바, 각각의 암과 조향너클의 연결부에는 각각 볼조인트(4a,4b)가 설치되어 있다. 이와 같이, 각각의 암이 볼조인트(4a,4b) 및 조향너클(4)에 의해 상호 연결됨으로써, 차량주행시 발생되는 충격을 완화시키고, 외부 하중에 대하여 타이어의 위치를 유지할 수 있으며, 조향시 바퀴의 원활한 회전을 가능하게 할 수 있는 것이다.

한편, 로워 암(3)의 단부에는 부쉬(5)에 의해 차체 또는 프레임이 장착될 수 있도록 프레임 브래킷(6)이 장착된다. 부쉬(5)는 도 2에 도시된 바와 같이, 핀(7)및 너트(8)에 의해 로워 암(3) 및 프레임 브래킷(6)에 장착된다. 부쉬(5)는 핀(7)이 삽입되는 내측관(5a)과, 그 내측관(5a)을 포위하며 고무로 형성되는 완충부재(5b)와, 그 완충부재(5b)를 포위하는 외측관(5c)으로 구성된다. 결국, 부쉬(5)는 내측관(5a)과 외측관(5c) 사이에 완충부재(5b)가 압입되는 구조를 갖는 것이다.

그러나, 이와 같이 구성된 현가장치를 구비한 자동차가 굴곡면을 주행하거나 또는 돌출부를 통과하는 경우 타이어는 도 1에 표시된 바와 같은 궤적을 따라 상하로 이동하게 된다. 이때, 로워 암(3)은, 부쉬(5)의 완충부재(5b)가 원주방향으로 비틀려짐으로써 제한된 범위 내에서 회전운동하게 되는 것이다. 즉, 타이어는 차량의 측면에서 볼 때, 상하운동만을 일직선상을 따라 반복적으로 행하게 된다. 이에 따라, 어퍼 암(2)과 로워 암(3)을 연결하는 조향너클(4)의 양단에 설치된 각각의 볼 조인트(4a,4b)를 연결하는 가상의 라인과 타이어의 중심점을 지나는 수직선이 형성하는 상대각인 캐스터 각(caster angle)의 변화율이 극히 제한적으로 형성되는 문제점이 있다. 즉, 차량이 곡면을 선회주행하는 경우 차체는 원심방향 외측으로 경사지지만 그 외측의 타이어는 상승운동을 하게 되며 반대측, 즉, 원심방향 내측의 타이어는 상대적으로 하강운동을 하는 바, 이때 캐스터 각 및 타이어의 중심점의 변화를 기대할 수 없으므로 차체가 불안정하여 승차감이 저하되는 문제점이 있는 것이다.

실제로, 차량이 안정적으로 굴곡면 및 돌기부를 통과하여 안정된 승차감을 확보하기 위해서는 상승운동하는 타이어의 중심점이 순간적으로 차량의 후방측으로이동할 수 있는 기하학적 구조를 갖추고 있어야 하는 것으로 나타났다. 즉, 예컨대, 차량이 좌선회하는 경우 상승되는 우측 타이어의 중심점은 차량의 후방으로 이동되는 반면, 반대측 타이어의 중심점은 차량의 전방으로 순간이동을 하여 양측 타이어의 중심점을 연결하는 축선은 직진 주행에 대비해 볼 때 시계방향으로 각도변화가 일어나게 되므로 차량이 원심력 방향으로 벗어나게 되는 언더 스티어(under steer)현상이 나타나게 되며 이에 따라 차량의 선회 안정성을 도모할 수 있는 것이며, 또한 차량이 돌출부를 통과함에 따라 타이어가 상승할 때 캐스터 각을 인위적으로 감소시키면 임팩트 쇼크를 감소시킬 수 있으므로 승차감을 향상시킬 수 있는 것이다. 그러나, 종래의 현가장치에서는 전술된 바와 같이 타이어의 중심점의 변화율이 극히 제한적이므로 차량의 만족할 만한 선회 안정성 및 승차감을 기대할 수 없는 문제점이 있엇다.

더욱이, 부쉬를 로워 암에 장착하기 위해서는 필수적으로 로워 암에 대한 부쉬의 압입공정이 필요하므로 작업성이 저하되는 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상술된 문제점들을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 자동차의 선회안정성 및 승차감을 향상시킬 수 있는 자동차의 현가장치용 로워 암 부쉬를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 타이어의 중심점의 변화율의 폭을 확대시킬 수 있을뿐 아니라 캐스터 각을 인위적으로 감소시킬 수 있는 자동차의 현가장치용 로워 암 부쉬를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 현가장치의 암에 간단하고 용이하게 장착될 수 있는 자동차의 현가장치용 로워 암 부쉬를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 자동차의 더블 위스본식 전방 현가장치의 개략적 구조 및 타이어의 중심점의 변화를 보여주는 부분 사시도.

도 2는 도 1의 선 Ⅱ-Ⅱ에 따른 단면도로서 원통형 로워 암 부쉬의 구조를 보여주는 부분 확대단면도.

도 3은 본 발명에 따른 자동차의 현가장치용 로워 암 부쉬의 구조를 보여주는 도 2와 유사한 확대 단면도.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

10: 부쉬 12: 로워 암

14: 프레임 브래킷 16: 핀

18: 너트 20: 내측관

22: 완충부재 24: 외측관

24a, 26a: 나선 26: 구동관

이 같은 목적들은 자동차의 각각의 타이어에 연결되는 로워 암을 핀 및 너트를 이용하여 프레임 브래킷에 장착하기 위한 현가장치용 로워 암 부쉬에 있어서, 상기 핀이 삽입되는 내측관; 상기 내측관을 포위하며 고무로 형성되는 완충부재; 상기 완충부재를 포위하며, 외측에 나선이 형성되는 외측관; 및 상기 로워 암의 단부에 형성된 장착공에 일체로 압입되며, 상기 외측관에 회전가능하게 교합되는 구동관을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 현가장치용 로워 암 부쉬에 의해 달성될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 현가장치용 로워 암 부시를 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 현가장치용 로워 암 부쉬(10)는 전술된 바와 같이 로워 암(12)을 프레임 브래킷(14)에 장착하기 위한 것으로서, 핀(16) 및 너트(18)에 의해 그 로워 암(12) 및 프레임 브래킷(14)에 장착된다. 한편, 부쉬(10)는 기본적으로 핀(12)이 삽입되는 내측관(20)과, 그 내측관(20)을 포위하며 고무로 형성되는 완충부재(22)와, 그 완충부재(22)를 포위하는 외측관(24)을 포함한다.

특히, 본 발명에 따른 부쉬(10)의 외측관(24)의 외측에는 나선(24a)이 형성된다. 그 나선(24a)은 왼나사 방식으로 가공되는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 부쉬(10)는 외측관(24)에 형성된 나선(24a)에 상응하는 나선(26a)이 형성된 구동관(26)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 물론, 구동관(26)에 형성된 나선(26a)은 외측관(24)에 형성된 나선(24a)에 회전가능하게 교합되도록, 왼나사 방식으로 가공된다. 또한, 구동관(26)은 로워 암(12)의 단부에 형성된 장착공에 고정적으로 압입되도록 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 자동차의 현가장치용 로워 암 부쉬의 장착방식 및 작용모드에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 작업자는 구동관(26)을 로워 암(12)에 형성된 장착공(12a)에 압입하여 고정시킨다. 이후, 내측관(20), 완충부재(22) 및 외측관(24)을 조립하여 부쉬(10)를 형성하거나 또는 이미 완제품으로 형성되어 있는 부쉬(10)를 로워 암(12)에 설치한다. 보다 상세히 설명하면, 부쉬(10)의 외측관(24)을 구동관(26)에 삽입하여 부쉬(10)를 회전시키면 외측관(24)에 형성된 나선(24a)이 구동관(26)에 형성된 나선(26a)에 나사결합됨으로써 로워 암(12)에 대한 부쉬(10)의 장착이 완료된다. 또한, 구동관(26)에 대한 외측관(24)의 결합 및 상호간의 회전운동뿐 아니라 내마모성을 향상시키기 위해 각각의 나선(24a,26a)에 그리스와 같은 윤활유를 도포하여 상호 조립하는 것이 바람직하다.

이후, 작업자는 장착프레임(14)의 관통공(14a)에 부쉬(10)의 내측관(20)의 내경과 연통하도록 배치한 상태에서 그 연통공에 핀(16)을 삽입한 후 너트(18)를 조여 프레임 브래킷(14)에 대한 로워 암(12)의 장착을 완료한다. 이와 같이, 본 발명에 따른 부쉬(10)에 의해 로워 암(12)은 핀(16)을 축으로 하여 회전운동할 수 있도록 프레임 브래킷(14)에 장착되는 것이다.

이와 같이, 부쉬(10)에 의해 현가장치의 로워 암(12)이 프레임 브래킷(14)에 장착된 상태에서, 예컨대 자동차가 굴곡차선을 선회 주행하면, 차체는 원심방향의 외측으로 경사지게 되며, 이때 원심방향의 외측 타이어는 상승운동을 하게되는 반면 반대측의 원심방향 내측의 타이어는 하강운동을 하게 된다. 이와 같은 타이어의 상하운동에 따라, 로워 암(12)은 부쉬(10)를 체결하고 있는 핀(16)을 축으로 하여 원주방향으로 회전하게 되는 것이다.

로워 암(12)이 핀(16)의 원주방향으로 회전하게 되면, 원심방향의 외측의 타이어에 연계된 로워 암에 일체화된 부쉬(10)의 구동관(26)이 핀(16)에 고정된 부쉬(10)의 외측관(24)에 대해 왼나사 결합방식에 따라 회전됨으로서 자동차의 후방으로 이동하게 된다. 이에 따라, 그 로워 암에 연결된 원심방향 외측의 타이어의 중심점은 후방으로 이동하게 된다. 반면에, 원심방향 내측의 타이어에 연계된 로워 암에 일체화된 부쉬(10)의 구동관(26)은 핀(16)에 고정된 부쉬(10)의 외측관(24)에 대해 반대방향으로 회전됨으로써 자동차의 전방으로 이동하게 됨에 따라, 로워 암에 연결된 원심방향 내측의 타이어의 중심점은 전방으로 이동하게 되는 것이다.

이와 같이, 원심방향의 내측에 위치하는 타이어의 중심점 및 외측에 위치하는 타이어의 중심점이 순간적으로 상호 반대방향으로 이동됨으로써, 이들 각각의 타이어의 중심점을 연결하는 축선은 기준축선, 즉, 자동차가 평탄한 도로를 직진방향으로 주행하는 경우 양측 타이어의 중심점을 연결하는 축선에 비해 시계방향 또는 시계반대방향으로 각도의 변화가 발생하게 된다. 그 결과, 자동차에 원심방향으로 벗어나려는 언더 스티어 성향이 발생되어 자동차가 안정적으로 선회할 수 있는 것이다.

또한, 자동차가 돌출부를 통과하는 경우에는 상술된 바와 같이 부쉬(10)의 외측관(24)과 구동관(26)간의 상호 회전운동에 의해 해당 타이어에 연계된 로워 암이 차량의 후방으로 이동하게 된다. 이에 따라, 현가장치의 어퍼 암과 로워 아암을 연결하는 가상의 연장선과 양측의 타이어의 중심점을 지나는 수직선에 의해 형성되는 캐스터 각이 작아지게 됨으로써, 결과적으로 차체에 전달되는 충격쇼크가 감소되는 것이다.

결과적으로, 본 발명에 따른 자동차의 현가장치용 로워 암 부쉬에 의하면, 자동차가 주행하는 도로의 형태 및 상황에 따라 타이어의 중심점을 이동시킬 수 있어 자동차의 선회안정성 및 승차감이 향상되는 효과가 있다.

또한, 별도의 압입 공정없이 나사결합식으로 암에 부쉬를 결합할 수 있어 작업성이 향상되는 잇점이 있다.

이상에서, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 기술분야의 당업자라면 첨부된 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

Claims (2)

1. 자동차의 타이어에 연결되는 로워 암(12)을 핀(16) 및 너트(18)를 이용하여 프레임 브래킷(14)에 장착하기 위한 현가장치용 로워 암 부쉬에 있어서,

   상기 핀(16)이 삽입되는 내측관(20);

   상기 내측관(20)을 포위하며 고무로 형성되는 완충부재(22);

   상기 완충부재(22)를 포위하며, 외측에 나선(24a)이 형성되는 외측관(24); 및

   상기 로워 암(12)의 단부에 형성된 장착공(12a)에 일체로 압입되며, 상기 외측관(24)에 회전가능하게 교합되는 구동관(26)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 현가장치용 로워 암 부쉬.
2. 제 1항에 있어서, 상기 외측관(24)의 외측에는 나선(24a)이 형성되며, 상기 구동관(26)의 내측에는 상기 외측관(24)의 나선(24a)에 회전 가능하게 교합되는 나선(26a)이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 현가장치용 로워 암 부쉬.