KR100872635B1 - 승용차의 프론트 서스펜션 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 승용차의 프론트 서스펜션 구조에 관한 것으로, 쇽업소버(50)의 외주에 장착되어 있던 스프링(60)이 어퍼암(10)에 일체로 형성된 스프링시트(11)에 지지되는 구조로 이루어진다.

따라서, 스프링(60)에 의해 제한되던 어퍼암(10)의 후방 공간이 확보되어 어퍼암(10)의 후방 부시 설치지점(Cr)을 차량 후방쪽으로 연장할 수 있게 됨에 따라 포밍 공정만으로 어퍼암(10)을 제작할 수 있게 되어 성형성이 향상되고 비용이 절감된다.

또한, 로어암(20)에 스프링(60)에 의한 하중이 걸리지 않게 됨으로써 로어암(20)에 걸리는 하중이 감소되어 과도 하중에 의한 좌굴 및 후방 부시 설치지점(B)의 처짐 현상이 해소되는 효과가 있다.

서스펜션, 어퍼암, 로어암, 스프링

Description

승용차의 프론트 서스펜션 구조{front suspension structure of passenger car}

본 발명은 승용차의 프론트 서스펜션 구조에 관한 것으로, 특히 어퍼암의 성형성이 향상되고 로어암의 내구성이 향상될 수 있도록 된 승용차의 프론트 서스펜션 구조에 관한 것이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 승용차의 프론트 서스펜션 구조는 차체 프레임의 측면 상/하부에 각각의 전/후 부시를 매개로 어퍼암(10)과 로어암(20)이 장착되고, 상기 어퍼암(10)과 로어암(20)의 사이에 너클(30)이 상/하 볼조인트로 연결되며, 상기 너클(30)에는 드라이브샤프트(40)가 관통 지지되고, 상기 로어암(20)에는 차체를 지지하는 쇽업소버(50)가 설치되며, 상기 쇽업소버(50)에는 충격 흡수를 위한 스프링(60)이 설치되어 있었다.

한편, 상기 어퍼암(10)은 단조 가공된 것을 사용하였는데, 이는 FLD(forming Limit Diagram)를 작성해 본 결과 도 3에 도시된 바와 같이 차체측 면(전방 부시 설치지점(Cf)와 후방 부시 설치지점(Cr) 사이의 면)의 후방 부시 설치지점(Cr) 쪽 부분에 크랙(C)이 발생하므로 포밍(forming)만으로는 제작이 불가하였기 때문이었 다.

또한, 상기 후방 부시 설치지점(Cr)을 차량 후방쪽으로 더 연장할 경우 포밍공정만으로 성형이 가능하나 도 2에서와 같이 상기 후방 부시 설치지점(Cr)과 상기 스프링(60) 사이의 갭(g)이 작아 그러한 방법도 사용할 수 없었으므로 불가피하게 크랙이 발생하지 않는 형상으로 1차 포밍 후 2차 단조 가공 실시를 통해 최종적인 형상을 가지도록 하였었다.

따라서, 종래의 어퍼암(10)은 포밍 공정에 더하여 단조 공정을 필요로 하므로 성형성이 좋지 않으며, 또한 소요 비용도 증가하게 되는 문제점이 있었다.

한편, 상기 종래의 서스펜션 구조에서는 상기 쇽업소버(50)에 스프링(60)이 설치되어 있어서, 상기 로어암(20)에 쇽업소버(50)에 걸리는 하중뿐만 아니라 스프링(60)에 걸리는 하중까지 작용하므로 로어암(20)에 과도한 하중이 작용하게 된다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이 로어암(20)은 전방 부시 설치지점(A)과 너클 연결지점(B)을 연결하는 선이 횡력(F)과 동일선상에 위치할수록 즉, L의 절대값이 작을수록 양호한 횡강성을 얻게 되는데, 횡강성 강화를 위해서 전방 부시 설치지점(A)을 전방으로 이동할수록 쇽업소버 설치지점(S)이 상대적으로 후방 부시 설치지점(G)과 너클 연결지점(B)을 연결하는 선에 가깝게 되므로 후방 부시 설치지점(G)에 하중이 많이 걸리게 되어 도 5에 도시된 바와 같이 좌굴(D부위)이 발생한다.

또한, 통상 전방 부시(A점에 사용되는 부시)에 비하여 후방 부시(G점에 사용되는 부시)는 무른 성질의 것을 사용하고 있으므로 상기와 같이 가중된 하중에 의 해 후방 부시 설치지점(G)에 하방 처짐이 발생되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 어퍼암의 후방 부시 설치지점을 후방으로 연장할 수 있게 되어 단조 가공을 실시할 필요가 없게 됨으로써 성형성이 향상되고 비용이 절감됨은 물론, 로어암에 가해지는 하중을 감소시킬 수 있게 되어 로어암의 좌굴 및 후방 부시 설치지점의 처짐 현상을 방지할 수 있도록 된 승용차의 프론트 서스펜션 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 승용차의 프론트 서스펜션 구조는, 차체 프레임에 어퍼암과 로어암이 장착되고, 상기 어퍼암과 상기 로어암의 사이에 너클이 연결되며, 상기 로어암에 진동 감쇄를 위한 쇽업소버가 설치되고, 상기 어퍼암에 스프링시트가 일체로 형성되며, 상기 스프링시트에 스프링의 하단이 안착되도록 장착된 것을 특징으로 한다.

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상기와 같이 스프링이 어퍼암 상면으로 이동함으로써 어퍼암의 후방 공간이 확보되어 어퍼암의 후방 부시 설치지점을 차량 후방으로 연장 성형할 수 있게 됨에 따라 크랙의 발생을 우려하지 않고 포밍 공정만으로 어퍼암을 성형할 수 있게 되었 다. 즉, 어퍼암의 성형성이 향상되고, 공정 수가 줄어듦으로써 제작 비용이 감소하게 된다.

또한, 스프링에 걸리는 하중만큼 로어암에 걸리는 하중이 감소하므로 과도 하중에 의한 로어암의 좌굴 및 후방 부시 설치지점의 처짐 현상이 방지되는 효과가 있다.

또한, 종래에는 쇽업소버에 스프링을 설치하기 위해 별도로 제작된 스프링시트를 쇽업소버에 용접하였으나, 본 발명에서는 스프링시트가 어퍼암 제작시 일체로 형성되므로 별도의 제작 및 장착 공정이 필요 없게 되어 그에 따른 비용이 절감되는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 도 6과 도 7을 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 서스펜션 구조의 평면도이고, 도 7은 이의 사시도이다.

도시된 바와 같이, 어퍼암(10)과 로어암(20)은 소정의 높이 차를 두고 차체 프레임에 부시를 매개로 회동가능하게 장착되어 있다.

상기 어퍼암(10)과 로어암(20)의 사이에는 너클(30)이 볼조인트를 매개로 연결되어 있어서, 그 너클(30)에 드라이브샤프트(40)가 삽입되어 지지된다.

상기 로어암(20)에는 쇽업소버(50)의 하단이 부시를 매개로 고정되고, 그 상단은 차체를 지지하도록 마운팅된다.

한편, 상기와 같은 구조에 있어서 충격 흡수를 위한 스프링(60)은 상기 어퍼 암(10)에 설치된다.

즉, 어퍼암(10)에 원형의 스프링시트(11)를 일체로 형성하여, 그 스프링시트(11)에 스프링(60)의 하단이 지지되도록 하고, 스프링(60)의 상단은 그 상측 차체에 마운트된다.

여기서, 상기 쇽업소버(50)와 스프링(60)의 상측 마운트 구조는 종래의 일반적인 구조와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기와 같이 스프링(60)이 종래 쇽업소버(50)에서 어퍼암(10)으로 이동함으로써 쇽업소버(50)의 외주에 아무것도 존재하지 않게 됨으로써 어퍼암(10)의 후방 공간이 확장된다.

따라서, 어퍼암(10)의 후방 부시 설치지점(Cr)이 차량 후방 쪽으로 이동되도록 어퍼암(10)을 형성할 수 있게 된다.

즉, 어퍼암(10)의 전방 및 후방 부시 설치지점(Cf, Cr)의 사이 길이를 종래 보다 확장하여 성형할 수 있게 되므로 포밍에 의한 성형시 크랙(C)이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

따라서, 어퍼암(10)을 포밍에 의해서만 형성할 수 있게 되므로 어퍼암(10)의 성형성이 향상되고, 종래 추가로 실시하던 단조 공정이 필요 없게 되어 그로 인한 비용의 증가가 발생하지 않아 제작 비용이 절감된다.

한편, 상기와 같이 어퍼암(10)으로 스프링(60)이 이동함에 따라 스프링(60)에 걸리는 하중은 어퍼암(10)에 작용하게 되고, 상기 로어암(20)에는 영향을 미치지 않는다.

즉, 로어암(20)에는 쇽업소버(50)를 매개로 한 하중만이 전달되므로 종래에 비하여 걸리는 하중이 크게 줄어듦으로써 과도 하중에 의한 좌굴 및 후방 부시 설치지점(G)의 처짐 현상이 발생하지 않게 된다.

또한 상기와 같이 쇽업소버(50)에 의한 하중 부담이 감소됨으로써 로어암(20)의 전방 부시 설치지점(A)의 위치를 너클 연결지점(B)을 통한 횡력(F)의 작용선에 가깝게 위치시킬 수 있게 되어 횡강성의 향상을 도모할 수 있게 된다.

한편, 종래에는 쇽업소버(50)의 외주에 스프링(60)을 설치하기 위해 스프링시트를 별물로 제작하고 이를 쇽업소버(50)에 용접고정하는 공정을 실시하였으므로 비용이 많이 들었으나, 본 발명은 스프링시트(11)를 어퍼암(10) 제작시 일체로 성형함으로써 스프링시트 제작 및 장착을 위한 별도의 비용 증가가 없게 된다.

도 1은 종래 승용차의 프론트 서스펜션 구조를 도시한 사시도,

도 2는 도 1의 평면도,

도 3은 어퍼암의 성형 한계 다이어그램,

도 4는 로어암의 형상과 횡력 및 쇽업소버 위치에 따른 횡강성을 설명하기 위한 모식도,

도 5는 로어암에 좌굴이 발생하는 것을 보인 응력 분포도,

도 6은 본 발명에 따른 승용차의 프론트 서스펜션 구조를 도시한 평면도,

도 7은 도 6의 사시도이다.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

10 : 어퍼암 11 : 스프링시트

20 : 로어암 30 : 너클

40 : 드라이브샤프트 50 : 쇽업소버

60 : 스프링

Claims (4)

1. 차체 프레임에 어퍼암(10)과 로어암(20)이 장착되고, 상기 어퍼암(10)과 상기 로어암(20)의 사이에 너클(30)이 연결되며, 상기 로어암(20)에 진동 감쇄를 위한 쇽업소버(50)가 설치되고, 상기 어퍼암(10)에 스프링시트(11)가 일체로 형성되며, 상기 스프링시트(11)에 스프링(60)의 하단이 안착되도록 장착된 것을 특징으로 하는 승용차의 프론트 서스펜션 구조.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 스프링(60)의 이동에 의해 확보된 공간으로 상기 어퍼암(10)의 후방 부시 설치지점(Cr)이 연장 위치된 것을 특징으로 하는 승용차의 프론트 서스펜션 구조.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 로어암(20)의 전방 부시 설치지점(A)의 위치를 너클 연결지점(B)을 통 한 횡력(F)의 작용선에 근접하여 위치시킨 것을 특징으로 하는 승용차의 프론트 서스펜션 구조.

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