대형 상용차의 리어 텐덤 서스펜션(a rear tandem suspension of large commercial vehicles)

공개특허 특2003-0093771
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(19)대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(51) 。Int. Cl.7
B60G 11/04
(11) 공개번호
(43) 공개일자
특2003-0093771
2003년12월11일
(21) 출원번호 10-2002-0031615
(22) 출원일자 2002년06월05일
(71) 출원인 현대자동차주식회사
서울 서초구 양재동 231
(72) 발명자 김우철
경기도군포시산본동세종아파트633동1104호
(74) 대리인 한양특허법인
심사청구 : 있음
(54) 대형 상용차의 리어 텐덤 서스펜션
요약
본 발명은 대형 상용차의 리어 텐덤 서스펜션에 관한 것으로, 판스프링(3)의 양단은 전·후 액슬(4,5)에 핀(13)으로
고정되고, 판스프링(3)의 중앙은 프레임(1)에 일체로 장착된 트러니언 베이스(2)에 토션바스프링(14)으로 연결된 구
조로 이루어진다.
따라서, 상기 액슬(4,5)에 판스프링(3)의 미끄럼 이탈을 막는 트러스트 브라켓을 설치하지 않게 됨으로써 선회시 이
트러스트 브라켓과 판스프링(3)의 충돌에 의한 충격과 소음이 발생하지 않게 되고, 상기 토션바스프링(14)으로 인해
프레임(1)에 대해 판스프링(3)이 상대 변위를 가질 수 있게 됨으로써 적절한 언더스티어 성능을 유지할 수 있게 된다.
대표도
도 3
명세서
도면의 간단한 설명
도 1은 일반적인 대형 상용차량의 리어 텐덤 서스펜션을 도시한 도면,
도 2는 차량 선회시 종래 리어 텐덤 서스펜션의 작동상태를 나타낸 평면도,
도 3은 차량 선회시 본 발명에 따른 리어 텐덤 서스펜션의 작동상태를 나타낸 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 판스프링 단부 장착 상태도,
도 5는 본 발명에 따른 판스프링 중앙부 장착 상태도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
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1 : 프레임, 2 : 트러니언 베이스,
3 : 판스프링, 3a,3b : 구멍,
2a,3c,3d : 안착홈, 4,5 : 액슬,
6,7 : 스프링시트, 8 : 브라켓,
9 : 레디어스로드, 10 : U볼트,
11 : 너트, 12 : 트러스트 브라켓,
13 : 핀, 14 : 토션바스프링,
14a : 헤드, 14b : 베이스,
15 : 스프링시트.
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 발명은 상용차의 서스펜션에 관한 것으로, 특히 대형 상용차의 리어 텐덤 서스펜션에 관한 것이다.
일반적으로 대형 상용차는 많은 양의 화물을 적재하는 경우가 많으므로, 후축을 2축으로 구성하여 하중을 분산시킴
으로써 차체를 안정적으로 지지할 수 있도록 하고 있으며, 이와 같은 후 2축 시스템을 리어 더블 액슬(rear double ax
le) 또는 리어 텐덤 액슬(rear tandem axle) 시스템이라 한다.
그리고, 상기 리어 텐덤 액슬 시스템에 적용되는 서스펜션 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 프레임(1)에 고정된 트
러니언 베이스(2)에 판스프링(3)이 장착되고, 이 판스프링(3)의 양단은 전·후의 액슬(4,5)위에 스프링시트(6,7)을 사
이에 두고 얹혀져 있으며, 상기 액슬(4,5)들은 상기 트러니언 베이스(2)와 프레임(1)에 장착된 브라켓(8)에 장착된 레
디어스로드(9)들에 연결되어 불규칙한 진동이 억제되도록 되어 있다.
한편, 상기와 같은 구조의 서스펜션을 갖춘 차량은 선회주행시 도 2와 같은 거동을 보이게 된다.
즉, 도시된 바와 같이, 차량이 조향되면 프레임(1)과 이에 고정(판스프링(3)은 트러니언 베이스(2)의 상부에 U볼트(1
0)와 너트(11)에 의해 장착되어 있다. 도 1참조.)된 판스프링(3)은 먼저 차량 진행 방향으로 방향 전환되나, 전·후 액
슬(4,5)은 주행 관성에 의해 진행하던 방향으로 계속 진행하게 된다.
이후 상기 판스프링(3)이 스프링시트(6,7) 위를 미끄러지면서 이동하여 전·후 액슬(4,5)의 양측에 장착된 트러스트
브라켓(12)을 밀어 액슬(4,5)의 진행방향을 전환시킴으로써 완전한 방향전환이 이루어지도록 되어 있다.(전방 액슬(4
)의 경우에는 차량 선회 방향 쪽의 트러스트 브라켓(12)에 판스프링(3)의 앞부분이 닿게 되고, 후방 액슬(5)의 경우에
는 그 반대편 트러스트 브라켓(12)에 판스프링(3)의 뒷부분이 닿게 된다.)
따라서, 전·후 액슬(4,5)이 항상 언더스티어(under steer)방향으로 정렬되어 선회 안정성이 향상되고, 타이어 마모
가 감소되는 장점이 있다.
그러나, 상기와 같은 구조에서는 고 하중을 받는 판스프링(3)이 마찰력을 이기고 이동하여 트러스트 브라켓(12)을 치
게 되므로 선회시 큰 충격과 소음이 발생하고 전·후 액슬(4,5)의 정렬 상태가 항상 바뀐다는 문제점이 있었다.
따라서, 상기 판스프링(3)의 전후 단부를 해당 액슬(4,5)에 고정하여 판스프링(3)이 액슬(4,5) 상에서 이동하지 못하
도록 하면 상기 문제점을 해결할 수는 있으나, 이와 같이 판스프링(3)이 액슬(4,5)에 고정되어 프레임(1)과 액슬(4,5)
간에 상대 변위가 발생하지 않으면 적절한 언더스티어 성능을 확보할 수 없게 되며, 특히 대형 상용차와 같이 선회반
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경이 크고, 휠 베이스가 작으며, 후 2축을 가진 차량에서는 횡방향 끌림에 의한 타이어 마모량이 크게 증가하고, 선회
시 차량에 단속적인 진동(통통 튀는 현상)이 발생하게 되는 또 다른 문제점이 발생하게 된다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
이에 본 발명은 상기와 같은 점들을 감안하여 안출된 것으로, 판스프링의 단부가 액슬에 고정되면서도 프레임과 판스
프링 간에 소정량의 상대 거동이 가능함으로써 적절한 언더스티어링 성능 상실과 타이어 마모량 증대 및 단속적인 이
상 진동에 대한 우려 없이, 선회시 판스프링과 트러스트 브라켓 간의 충돌로 인한 충격과 소음의 발생이 방지되고, 액
슬의 정렬 상태를 일정하게 유지할 수 있도록 된 대형 상용차의 리어 텐덤 서스펜션을 제공함에 그 목적이 있다.
발명의 구성 및 작용
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 판스프링의 단부가 액슬에 핀으로 고정되고, 중간부분은 트러니언 베
이스에 토션바스프링으로 고정되는 구조로 이루어진다.
따라서, 판스프링의 단부가 액슬에 고정되어 액슬의 상부에서 미끄러져 이동되지 않게 됨은 물론, 트러스트 브라켓을
설치할 필요가 없게 되며, 중간부분은 프레임에 대해 소정량(토션바스프링의 탄성한도범위) 상대 변위를 가질 수 있
게 되어 언더스티어 성능을 적절히 유지할 수 있게 된다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 차량 선회시 본 발명에 따른 리어 텐덤 서스펜션의 작동상태를 나타낸 평면도로서, 본 발명은 판스프링(3)의
단부는 전·후 액슬(4,5)에 핀(13)으로 고정되고, 판스프링(3)의 중앙부는 트러니언 베이스(2)에 토션바스프링(14)을
매개로 장착된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 핀(13)은 액슬(4,5)의 상면에 장착된 단순한 원통형의 핀으로서 판스프링(3)의 단부에
형성된 구멍(3a)에 삽입되어 판스프링(3)을 액슬(4,5) 상에서 미끄러져 이동하지 못하나, 피봇 포인트(pivot point)역
할을 하여 회동될 수는 있도록 한다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 토션바스프링(14)은 판스프링(3)의 중앙에 형성된 구멍(3b)을 관통하여 판스프
링(3)의 각 스프링판들을 조이는 센터볼트 역할을 겸하도록 되어 있으며, 상부의 헤드(14a)는 판스프링(13) 최상판의
상면에 형성된 안착홈(3c)에 삽입되고, 하부의 베이스(14b)는 상기 트러니언 베이스(2)의 상면에 형성된 안착홈(2a)
에 삽입되며, 판스프링(3)과 상기 트러니언 베이스(2)의 사이에는 판스프링(3)의 최하판 하면에 형성된 안착홈(3d)에
삽입된 스프링시트(15)가 구비되어, 하중을 지지하면서 트러니언 베이스(2)와 판스프링(3) 간의 마찰면적을 줄여준
다.
이제 본 발명의 작용을 설명한다.
우선 본 발명에서는 판스프링(3)의 단부가 액슬(4,5)에 핀(13)으로 고정되어 있으므로 판스프링(3)이 액슬(4,5)의 상
면에서 이탈되지 않도록 스토퍼 역할을 해 주는 트러스트 브라켓(12)이 설치될 필요가 없게 된다.
이와 같이, 판스프링(3)이 액슬(4,5)의 상면에서 미끄럼이동되지 않음으로써, 또한 상기 트러스트 브라켓(12)이 존재
하지 않음으로써 종래 선회주행시 판스프링(3)과 액슬(4,5)이 부딪혀 강한 충격과 충돌 소음이 발생하던 현상이 해소
되고, 액슬(4,5) 정렬 상태도 일정하게 유지된다.
또한, 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이, 차량 선회 주행시 토션바스프링(14)에 의해 프레임(1)과 판스프링(3)간에
상대 변위가 발생할 수 있도록 되어 있다.(판스프링(3)은 토션바스프링(14)의 헤드(14a)와 일체로 회전하고, 트러니
언 베이스(2)는 토션바스프링(14)의 베이스(14b)와 일체로 회전하면서 토션바스프링(14)이 비틀려짐으로써 상호간
에 위상차가 발생한다.)
즉, 상기 트러니언 베이스(2)가 프레임(1)에 고정되어 있고, 판스프링(3)과 트러니언 베이스(2)는 토션바스프링(14)에
의해 연결되어 있기 때문에, 트러니언 베이스(2)는 프레임(1)과 동시에 차체 진행 방향으로 선회되나, 이때 판스프링(
3)은 상기 토션바스프링(14)의 비틀림량 만큼의 위상차를 가지고 프레임(1)의 위상변화를 추종하게 되므로 선회시
언더스티어 성능을 발휘하게 된다.
따라서, 양호한 선회 안정성이 유지되고, 타이어 마모량도 증가하지 않게 된다.
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또한, 판스프링(3)이 액슬(4,5)에서 미끄러지지 않도록 고정되어 있음으로써 선회시 차량에 단속적인 진동(통통 튀는
현상)이 발생하지 않게 된다.
발명의 효과
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 선회시 판스프링과 트러스트 브라켓의 충돌 충격 및 소음이 발생하지 않게
되고, 트러스트 브라켓이 사용되지 않으므로 중량이 감소되며, 액슬의 정렬상태가 일정하게 유지되는 효과가 있다.
또한, 판스프링의 단부가 액슬상에 고정되어 있음에도 불구하고 판스프링과 프레임 사이에 상대변위가 발생할 수 있
도록 함으로써 선회시 언더스티어성능을 유 지할 수 있도록 되어 있으며, 이에 따라 선회 안정성, 타이어 마모 정도를
양호하게 유지할 수 있게 된다.
그리고, 액슬의 상부에서 판스프링이 미끄럼 이동되지 않으므로 선회시 차량에 불안정한 단속적 진동이 발생하지 않
게 되는 효과가 있다.
(57) 청구의 범위
청구항 1.
프레임(1)에 일체로 고정된 트러니언 베이스(2)에 판스프링(3)이 장착되고, 이 판스프링(3)의 양단은 각각 후 2축 전
·후 액슬(4,5)에 지지되는 구조의 대형 상용차의 리어 텐덤 서스펜션에 있어서,
상기 판스프링(3)의 양단은 상기 전·후 액슬(4,5)에 핀(13)을 매개로 고정되어 액슬(4,5)의 상면에서 미끄럼 이동은
불가능하나, 회동은 가능한 상태로 연결되는 것을 특징으로 하는 대형 상용차의 리어 텐덤 서스펜션.
청구항 2.
제 1항에 있어서, 상기 트러니언 베이스(2)와 상기 판스프링(3)은 토션바스프링(14)에 의해 연결되어 프레임(1)에 대
해 판스프링(3)의 상대 변위 발생이 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 대형 상용차의 리어 텐덤 서스펜션.
청구항 3.
제 2항에 있어서, 상기 트러니언 베이스(2)와 판스프링(3)의 사이에는 스프링시트(15)가 설치되어 양자간의 마찰면
적을 줄여주도록 된 것을 특징으로 하는 대형 상용차의 리어 텐덤 서스펜션.
도면
도면1
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도면2
도면3
도면4
도면5