KR20030082835A - 토 변화 조정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토(toe) 변화 조정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차의 토인(toe-in), 토아웃(toe-out)의 값을 조정할 수 있는 토 변화 조정장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 장치는 전후방향으로 관통홀이 형성되고, 수평방향으로 관통홀과 소통되는 링크홀이 형성되는 하우징; 관통홀에 삽입되어 하우징의 전후방향으로 왕복운동하고, 내부에 전측 선단에서 수렴되는 가이드홈들이 형성되는 작동부; 링크홀에 삽입되고, 일단이 가이드홈들에 각각 삽입되어 작동부의 왕복운동에 따라 좌우방향으로 동시에 왕복운동되는 래터럴 링크들; 및 작동부를 전후방향으로 왕복운동시키는 동력원을 포함한다. 이러한 작동부를 전후방향으로 왕복운동시키는 동력원은 유압엑추에이터 또는 모터인 것을 특징으로 한다.

Description

토 변화 조정장치{Apparatus for regulating a toe displacement}

본 발명은 토(toe) 변화 조정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차의 토인(toe-in), 토아웃(toe-out)의 값을 조정할 수 있는 토 변화 조정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 토 변화는 차량의 직진 안정성, 언더 스티어, 오버 스티어 특성에 큰 기여율을 갖는 설계 파라미터의 하나이고, 롤시의 토 변화는 롤스티어라고도 한다. 토인은 자동차의 앞타이어 또는 뒷타이어를 위에서 보았을 때, 양 타이어가 평행을 이루지 않고 팔(八)자형으로 앞쪽이 다소 좁아져 안으로 향하고 있는 것이고, 토아웃은 반대로 뒤쪽이 다소 좁고 앞쪽이 벌어져 있는 것이다. 토인으로 설정하는 것은 직진시 노면의 파도 형상의 기복에서 기인하는 토 변화를 억제하여 양호한 직진 안정성을 확보하기 위한 것이다. 또한, 토아웃 변화로 하는 것은 이것이 차량을 언더 스티어 특성으로 하기 위한 효과적 수단이기 때문이다.

도 1은 리어 서스펜션의 래터럴 링크(lateral link, 1)의 장착위치를 도시하고 있다. 이 래터럴 링크(1)에 의해 타이어의 토각을 조정하게 된다. 일반적인 리어 서스펜션은, 도 1에 도시된 바와 같이, 차체의 하중을 지지하는 크로스 빔(2)에 Y자형의 트레일링 암(3)이 설치되고, 이 트레일링 암(3)의 일단에는 타이어(4)가 결합된다. 이러한 리어 서스펜션 구조에 래터럴 링크(1)는 일단이 크로스 빔(2)에 이너 부시(inner bush, 5)에 의해 결합되고, 타단은 트레일링 암의 측면에 아우터부시(outer bush, 6)에 의해 결합된다.

도 2 및 도 3은 래터럴 링크들 사이의 토 변화 조정장치를 상세히 도시하고 있다. 먼저, 도 2는 턴버클식 토 변화 조정장치를 보여주고 있다. 즉, 각각의 일단의 외주면상에 나사산이 서로 반대방향으로 형성된 이너 및 아우터 래터럴 링크(inner and outer lateral link, 5, 6)가 턴버클(7)의 양단부에 각각 체결되어 있다. 따라서, 차량을 리프팅 시킨후 턴버클(7)을 회전시켜 이너 및 아우터 래터럴 링크(5, 6)의 둘사이의 거리를 넓히거나 좁혀 토각을 조정하게 된다.

다음으로, 도 3은 스터드 볼트식 토 변화 조정장치를 보여주고 있다. 즉, 각각의 일단의 내주면상에 나사산이 서로 반대방향으로 형성된 이너 및 아우터 래터럴 링크(5, 6)가 스터드 볼트(9)에 의해 각각 체결되어 있다. 마찬가지로, 차량을 리프팅 시킨후 스터드 볼트를 회전시켜 이너 및 아우터 래터럴 링크(5, 6)의 둘사이의 거리를 넓히거나 좁혀 토각을 조정하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 토 변화 조정장치는 토각을 조정하기 위해서 반드시 차량을 정지시킨후 차체를 리프팅 시킨후 스패너를 사용하여 토각을 조정해야 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 차량의 운전석에서 토 변화 공차 범위내에서 쉽게 토각을 조정할 수 있는 토 변화 조정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 래터럴 링크의 장착위치를 도시한 개념도.

도 2a는 종래의 래터럴 링크의 토 변화 조정장치를 도시한 확대단면도.

도 2b는 종래의 래터럴 링크의 다른 토 변화 조정장치를 도시한 확대단면도.

도 3a는 본 발명의 토 변화 조정장치를 작동전 상부에서 본 단면도.

도 3b는 본 발명의 토 변화 조정장치를 작동전 정면에서 본 단면도.

도 4a는 본 발명의 토 변화 조정장치를 작동후 상부에서 본 단면도.

도 4b는 본 발명의 토 변화 조정장치를 작동후 정면에서 본 단면도.

도 5는 본 발명의 토 변화 조정장치의 작동상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 하우징11: 관통홀

12: 링크홀20: 작동부

21: 가이드홈22: 돌기

30: 래터럴 링크31: 스프링

40: 동력원50: 변위센서

60: 제어부70: 가변 스위치

71: 인디케이터

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 장치는 전후방향으로 관통홀이 형성되고, 수평방향으로 관통홀과 소통되는 링크홀이 형성되는 하우징; 관통홀에 삽입되어 하우징의 전후방향으로 왕복운동하고, 내부에 전측 선단에서 수렴되는 가이드홈들이 형성되는 작동부; 링크홀에 삽입되고, 일단이 가이드홈들에 각각 삽입되어 작동부의 왕복운동에 따라 좌우방향으로 동시에 왕복운동되는 래터럴 링크들; 및 작동부를 전후방향으로 왕복운동시키는 동력원을 포함한다.

이러한 작동부를 전후방향으로 왕복운동시키는 동력원은 유압엑추에이터 또는 모터인 것을 특징으로 한다. 래터럴 링크의 외주면에 스프링이 설치된다. 또한, 작동부 및 래터럴 링크들의 변위를 측정하기 위한 변위센서가 설치된다. 바람직하게는, 운전석에서 상기 작동부를 작동시키기 위한 제어부 및 가변 스위치를 더 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 토 변화 조정장치(100)는, 도 3a, 도 3b, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 하우징(10), 작동부(20) 및 래터럴 링크들(30), 동력원(40)을 포함한다.

하우징(10)은 전후방향으로 관통홀(11)이 형성되고 이 관통홀(11)의 모양은 사각뿔의 상단부가 절단된 형상을 가진다. 또한, 하우징(10)의 수평방향으로 관통홀(11)과 소통되는 링크홀(12)이 형성된다.

작동부(20)는 관통홀(11)에 삽입되어 하우징(10)의 전후방향으로 왕복운동하고, 내부에 전측 선단에서 수렴되는 경사진 가이드홈들(21)이 형성된다. 작동부(20)는 그 일단에서 후방으로 연장되는 돌기(22)를 가진다.

래터럴 링크들(30)은 가이드홈들(21)에 각각 삽입되어 작동부(20)의 왕복운동에 따라 좌우방향으로 동시에 왕복운동한다. 바람직하게는, 래터럴 링크들(30)의 외주면 상에 각각 스프링(31)이 설치되어 작동부(20)가 전방으로 작동하여 래터럴 링크들(30) 사이의 거리가 넓은 경우에는 스프링들(31)이 압축되고, 반대인 경우에는 스프링들(31)이 다시 복원된다.

여기서, 이러한 작동부(20)를 전후방향으로 왕복운동시키는 동력원(40)은 유압엑추에이터 또는 모터이다. 동력원(40)이 유압엑추에이터인 경우에는 작동부(20) 및 돌기(22)가 널리 공지된 유압시스템의 피스톤 및 실린더의 기능을 수행하게 된다. 본 발명의 기술분야에 속한 당업자라면 다양한 동력원을 사용할 수 있다. 예를들어, 동력원이 모터인 경우, 모터의 회전력을 작동부(20)의 전후방향의 왕복운동으로 전환시키게 된다.

바람직하게는, 도 5에 도시된 바와 같이, 작동부(20) 및 래터럴 링크들(30)의 변위를 측정하기 위해 하우징(10)의 소정위치에 변위센서(50)가 설치되고, 이 변위센서(50)로부터 변위를 측정하여 도로의 상태에 따라 운전석에서 상기 작동부(20)를 작동시키기 위해 제어부(60) 및 가변 스위치(70)가 설치된다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 토 변화 조정장치(100)가 작동된 상태를 도시하고 있다.

즉, 도로의 여건에 따라, 변위센서(50)에 감지된 데이타 값을 제어부(60)에서 입력받아 노면의 상태를 운전자가 인식할 수 있도록 대쉬보드(dash board)에 설치된 인디케이터(indicator, 71)를 통해 수치적으로 알려주게 된다. 이때, 타이어에 횡압력이 큰 경우에 운전자는 가변 스위치(70)를 온(on)하게 되고, 가변 스위치(70)의 신호를 인가받아 모터 또는 유압엑추에이터(40)가 작동하게 된다. 이러한 동력원에 의해 하우징(10)의 관통홀(11)을 통해 작동부(20)가 전방으로 슬라이딩된다. 동시에, 작동부(20)의 내부에 형성된 가이드홈들(21)에 각각 삽입된 래터럴 링크들(30)이 좌우방향으로 각각 이동하면서 둘사이의 거리가 벌어지게 되고, 스프링(31)은 압축된다. 이러한 방식으로 횡력에 상응하는 힘을 발생시키게 된다. 반대로, 타이어에 가해지는 횡력이 작은 경우 가변 스위치(70)를 오프(off)시키면, 래터럴 링크들(30)도 가이드홈들(21)을 따라 스프링(31)의 복원력에 의해 되돌아오게 되고, 작동부(20)가 후방으로 슬라이딩되면서 되돌아온다.

따라서, 타이어에 횡력 또는 전후력이 가해지면, 서스펜션의 탄성 변형에 의하여 토각 변화를 낳게 하여, 그것에 상응하여 스티어링 특성도 변화하게 된다. 이 경우, 본 발명은 도로여건에 따른 토각 변화를 가해지는 힘에 상응하여 바라는 스티어 특성이 얻어지도록 운전석에서 가변 스위치(70)를 조작하여 래터럴 링크들(30)을 제어하게 된다. 그리하여, 본 발명은 타이어에 가해지는 가로방향의 횡력이 작은 경우는 래터럴 링크들(30)의 사이의 거리를 좁게하여 토아웃으로 설정되고, 횡력이 큰 경우에는 래터럴 링크들(30)의 사이의 거리를 크게하여 토인이 되도록 설정되어 가로방향의 가속도의 낮은 선회에서의 회전성과 가속도의 높은 선회에서의 안정성을 추구하게 된다.

상기된 바와 같은 본 발명에 따른 장치는, 차량의 운전석에서 토 변화 공차 범위내에서 도로의 여건에 적절한 토각을 손쉽게 조정하여 최적의 주행성능을 구현할 수 있는 효과가 있다.

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

Claims (6)

1. 전후방향으로 관통홀이 형성되고, 수평방향으로 상기 관통홀과 소통되는 링크홀이 형성되는 하우징;

   상기 관통홀에 삽입되어 상기 하우징의 전후방향으로 왕복운동하고, 내부에 전측 선단에서 수렴되는 가이드홈들이 형성되는 작동부;

   상기 링크홀에 삽입되고, 일단이 상기 가이드홈들에 각각 삽입되어 상기 작동부의 왕복운동에 따라 좌우방향으로 동시에 왕복운동되는 래터럴 링크들; 및

   상기 작동부를 전후방향으로 왕복운동시키는 동력원을 포함하는 토 변화 조정장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 동력원은 유압엑추에이터인 것을 특징으로 하는 토 변화 조정장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 동력원은 모터인 것을 특징으로 하는 토 변화 조정장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 래터럴 링크의 외주면에 스프링이 설치되어 상기 동력원이 꺼진 경우 상기 스프링의 복원력에 의해 상기 래터럴 링크가 리턴되는 것을 특징으로 하는 토 변화 조정장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 작동부 및 래터럴 링크들의 변위를 측정하기 위한 변위센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 토 변화 조정장치.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 운전석에서 상기 작동부를 작동시키기 위한 제어부 및 가변 스위치를 더 포함하는 토 변화 조정장치.