KR100953312B1 - 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치 - Google Patents

Abstract

커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치의 마운팅 부시유닛의 구성요소인 부시의 외주면 상에 부시 브라켓에 대한 부시의 전후방향 거동을 발생시키는 거동발생수단을 구성하여 차량의 선회 주행에 따른 범프, 리바운드 작동 시에 부시에 발생되는 비틀림 회전력을 이용하여 후륜 측의 토우를 조절하여 안정적인 롤 스티어를 구현하는 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치를 제공한다.

커플드 토션 빔 액슬, 트레일링 암, 마운팅 부시유닛, 토우, 돌기

Description

커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치{COUPLED TORSION BEAM AXLE TYPE SUSPENSION SYSTEM}

본 발명은 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 선회 주행에 따른 범프, 리바운드 작동 시에 부시에 발생되는 비틀림 회전력을 이용하여 후륜 측의 토우를 조절하여 안정적인 롤 스티어를 구현하는 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치에 관한 것이다.

통상적으로, 커플드 토션 빔 액슬(CTBA ; Coupled Torsion Beam Axle)타입의 현가장치는 단순한 부품 구성으로 인하여 설계 성능 영역이 높지 않음에도 불구하고, 낮은 생산 단가와 작은 질량에 비해 상대적으로 높은 주행 안정성으로 주로 경차 및 준 중형차의 후륜 현가장치로 적용되어져 왔다.

이러한 커플드 토션 빔 액슬(CTBA)타입 현가장치의 구성은, 도 1에 도시된 바와 같이, 차체 횡방향으로 토션 빔(101)이 구비되고, 상기 토션 빔(101)의 양단에는 타이어와 휠을 장착하기 위한 캐리어(103)를 장착한 트레일링 암(105)이 용접 고정된다.

상기 각 트레일링 암(105)의 후방에는 스프링(107)을 장착하기 위한 스프링 시트(109)와 쇽 업소버(111)를 연결하기 위한 쇽 업소버 핀(113)이 구성된다. 또한, 상기 각 트레일링 암(105)의 선단에는 차체와 연결하기 위한 마운팅 부시유닛(115)이 구성된다.

여기서, 상기 마운팅 부시유닛(115)은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 트레일링 아암(105)의 선단에 아웃터 레이스(125)가 고정되고, 아웃터 레이스(125)의 내부에는 인너 레이스(127)가 부시고무(129)를 개재하여 부시(121)를 구성하며, 인너 레이스(127)를 관통하는 볼트(131)를 이용하여 차체 측의 부시 브라켓(123)에 체결되는 구조를 이룬다.

이러한 구성을 갖는 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치는 그 중앙에 위치한 토션 빔(101)의 토션 변형 특성으로 인하여 휠(Wheel)의 변형이 이루어지는 특징이 있으며, 토션 빔(101)의 변형 및 트레일링 암(105)의 위치 및 마운팅 부시유닛(115) 특성에 의해서 범프(Bump)시에 토우 인(Toe-In)으로 유도가 가능한 특징이 있다.

즉, 차량의 선회 시, 차량의 안정성을 고려해서는 다소 언더 스티어 경향을 유지해야 하는데, 이를 위해서는 후륜측의 선회 외륜이 토우 인으로 유도되고, 후륜측의 선회 내륜은 토우 아웃으로 유도되어야 이상적이다.

그러나 상기와 같은 종래의 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 선회 주행 또는 선회 제동시에 범프가 일어나는 후륜측의 선회 외륜(W1)에는 횡력(F1) 및 제동력(F2)이 입력되어 토우 아웃으로 유도되는 경향이 있으며, 선회 내측에서는 리바운드가 일어나 선회 내륜(W2)이 설정된 토우각을 그 대로 유지하거나 토우 인의 경향을 나타내게 됨으로, 전체적으로 오버 스티어로 유도되어 선회 안정성이 다소 떨어지는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 부시의 외주면 상에 부시 브라켓에 대한 부시의 전후방향 거동을 발생시키는 거동발생수단을 구성하여 차량의 선회 주행에 따른 범프, 리바운드 작동 시에 부시에 발생되는 비틀림 회전력을 이용하여 후륜 측의 토우를 조절하여 안정적인 롤 스티어를 구현하는 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치는 토션 빔의 양단에 각각 트레일링 암을 연결하고, 상기 좌,우측 트레일링 암에는 그 선단에 차체와의 장착을 위한 마운팅 부시유닛를 구성하며, 그 후방 내측에는 스프링을 장착하기 위한 스프링 시트와 쇽 업소버 핀을 구성하고, 그 후방 외측에는 캐리어를 장착하기 위한 스핀들 브라켓을 구성하는 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치에서,

상기 마운팅 부시유닛은 차체의 범프, 리바운드 작동에 따라 부시 브라켓에 대하여 비틀림 회전하는 부시의 외주면 상에 구성되어 그 비틀림 회전력을 이용하여 상기 부시 브라켓에 대한 부시의 전후방향 거동을 발생시키는 거동발생수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 거동발생수단은 상기 부시의 아웃터 레이스 외주면 전후방에 각각 하향 경사지게 일체로 형성되어 그 각각의 선단이 상기 부시 브라켓의 전,후방 내면에 각각 접촉되는 반 타원형상의 돌기로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 양측 돌기는 상기 아웃터 레이스의 수평 중심선에 대하여 그 하측의 외주면 전후방의 양단측에 각각 설정각도로 형성되는 것으로 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치에 의하면, 부시의 외주면 상에 부시 브라켓에 대한 부시의 전후방향 거동을 발생시키는 거동발생수단을 구성하여 차량의 선회 주행에 따른 범프, 리바운드 작동 시에 부시에 발생되는 비틀림 회전력을 이용하여 후륜 측의 토우를 조절하여 전체적인 차체의 자세를 언더 스티어로 유도함으로써 차량의 선회 안정성을 향상시키는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치의 사시도이고, 도 5는 도 4의 B-B 선에 따른 단면도이다.

먼저, 본 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치의 전체적인 구성은, 도 4에서 도시된 바와 같이, 차체 횡방향으로 토션 빔(1)이 구비되고, 상기 토션 빔(1)의 양단에는 타이어와 휠을 장착하기 위한 캐리어(3)를 장착한 트레일링 암(5)이 용접 고정된다.

상기 각 트레일링 암(5)의 후방에는 스프링(7)을 장착하기 위한 스프링 시트(9)와 쇽 업소버(11)를 연결하기 위한 쇽 업소버 핀(13)이 구성된다. 또한, 상기 각 트레일링 암(5)의 선단에는 차체와 연결하기 위한 마운팅 부시유닛(15)이 구성된다.

상기 마운팅 부시유닛(15)은 기본적으로 상기 트레일링 암(5)에 고정되는 부시(21)와 차체에 장착되는 부시 브라켓(23)으로 구성된다.

상기 부시(21)는 상기 트레일링 아암(5)의 선단에 아웃터 레이스(25)가 고정되고, 아웃터 레이스(25)의 내부에는 인너 레이스(27)가 부시고무(29)를 개재하여 구성되고, 상기 인너 레이스(27)를 관통하는 볼트(31)를 통하여 차체 측의 상기 부시 브라켓(23)에 체결되는 구조를 이룬다.

이러한 부시(21)의 아웃터 레이스(25) 외주면 상에는 차체의 범프, 리바운드 작동에 따라 상기 부시 브라켓(23)에 대하여 비틀림 회전하면서 상기 부시 브라켓(23)에 대한 부시(21)의 전후방향 거동을 발생시키는 거동발생수단이 구성되는데, 상기 거동발생수단은, 도 5에서 도시한 바와 같이, 반 타원형상의 돌기(33,35)로 상기 부시(21)의 아웃터 레이스(25) 외주면 전후방에 각각 하향 경사지게 일체로 형성된다.

즉, 상기 양측 돌기(33,35)는 그 각각의 선단이 최초 상기 부시 브라켓(23)의 전,후방 내면(37,39)에 각각 접촉되는데, 상기 아웃터 레이스(25)의 수평 중심선(S)에 대하여 그 하측의 외주면 전후방의 양단측에 각각 설정각도(θ)로 형성된다.

한편, 상기 부시 브라켓(23)은, 도 5에서 도시한 바와 같이, 사각의 박스 형상으로 형성되며, 후방 측에는 홈(41)이 형성되는데, 상기 홈을 통하여 트레일링 암(5) 선단의 부시(21)를 장착하게 된다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치의 작동을 도 6과 도 7을 통하여 설명한다.

도 6에서 도시한 바와 같이, 차량의 우측으로 선회 주행 시의 경우를 예로 하여 설명하면, 범프가 일어나는 후륜측 선회 외륜(W1)은, 도 7의 (S1)에서 도시한 바와 같이, 좌측 마운팅 부시유닛(15)의 부시(21)가 도면에서 반시계 방향으로 비틀림 회전하여 그 후방 돌기(35)가 부시 브라켓(23)의 후방 내면(39)에 대하여 접촉된 상태로 상향 이동하면서 그 아웃터 레이스(25)를 전방으로 이동시키게 된다.

반대로, 리바운드가 일어나는 후륜측 선회 내륜(W2)은, 도 7의 (S2)에서 도시한 바와 같이, 우측 마운팅 부시유닛(15)의 부시(21)가 도면에서 시계 방향으로 비틀림 회전하여 그 전방 돌기(33)가 부시 브라켓(23)의 전방 내면(37)에 대하여 접촉된 상태로 상향 이동하면서 그 아웃터 레이스(25)를 후방으로 이동시키게 된다.

이에 따라, 전체적인 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치는, 도 6에서 도시한 바와 같이, 그 양측 마운팅 부시유닛(15)의 내부 전후방 돌기(33,35)의 작동에 의해 선회 외측인 좌측 트레일링 암(5)은 전방으로 당기고, 선회 내측인 우측 트레일링 암(5)은 후방으로 밀어 선회 방향에 대하여 차체의 언더 스티어 경향을 갖도록 유도한다.

이상에서는 현재로서 실질적이라 고려되는 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것으로 이해되어서는 안된다. 오히려, 전술한 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 일반적인 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치의 사시도이다.

도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 단면도이다.

도 3은 종래 기술에 따른 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치의 선회 주행시의 조향 특성도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치의 사시도이다.

도 5는 도 4의 B-B 선에 따른 단면도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치의 선회 주행시의 조향 특성도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치에 적용되는 마운팅 부시유닛의 범프, 리바운드 작동시의 작동 상태도이다.

Claims (3)

1. 토션 빔의 양단에 각각 트레일링 암을 연결하고, 상기 좌,우측 트레일링 암에는 그 선단에 차체와의 장착을 위한 마운팅 부시유닛를 구성하며, 그 후방 내측에는 스프링을 장착하기 위한 스프링 시트와 쇽 업소버 핀을 구성하고, 그 후방 외측에는 캐리어를 장착하기 위한 스핀들 브라켓을 구성하는 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치에서,

   상기 마운팅 부시유닛은

   차체의 범프, 리바운드 작동에 따라 부시 브라켓에 대하여 비틀림 회전하는 부시의 외주면 상에 구성되어 그 비틀림 회전력을 이용하여 상기 부시 브라켓에 대한 부시의 전후방향 거동을 발생시키는 거동발생수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치.
2. 제1항에서,

   상기 거동발생수단은

   상기 부시의 아웃터 레이스 외주면 전후방에 각각 하향 경사지게 일체로 형성되어 그 각각의 선단이 상기 부시 브라켓의 전,후방 내면에 각각 접촉되는 반 타원형상의 돌기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치.
3. 제1항에서,

   상기 양측 돌기는

   상기 아웃터 레이스의 수평 중심선에 대하여 그 하측의 외주면 전후방의 양단측에 각각 설정각도로 형성되는 것을 특징으로 하는 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치.

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