KR100300709B1 - 자동차의뒤2축식토션바서스펜션 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 뒤 2축식 토션바 서스펜션에 관한 것으로서, 특히 차체 프레임(51)에 상단부가 고정되고 리어 프론트 액슬(52)과 리어 리어 액슬(53) 사이에 위치되는 베이스 브래킷(54)과, 상기 리어 프론트 액슬(52) 및 리어 리어 액슬(53)의 상측과 하측으로 연장된 2개의 연결 브래킷(55f,55r)과, 상기 2개의 연결 브래킷(55f,55r)의 상측 및 하측에 일단이 회동 가능토록 고정되어 타단이 상기 베이스 브래킷(54)의 상단부와 하단부에 각각 힌지 고정되고 이 힌지부(62,67) 끝단에 반베벨 기어가 형성된 각 2개씩의 상측 토크 로드(60) 및 하측 토크 로드(65)와, 상기 베이스 브래킷(54)에 지지되고 양단에 형성된 베벨 기어(72,77)가 상기 상측 토크 로드(60) 및 하측 토크 로드(65)의 반베벨 기어와 치합되어 상기 두개의 리어 액슬(52,53)에 변위가 발생되면 비틀림 탄성에 의해 축하중을 균등하게 하거나 완충 작용을 하는 상측 토션바 스프링(70) 및 하측 토션바 스프링(75)으로 구성된 것을 특징으로 함으로써, 완충 구조가 간단해지고 조립성이 개선되도록 한 자동차의 뒤 2축식 토션바 서스펜션에 관한 것이다.

Description

자동차의 뒤 2축식 토션바 서스펜션

본 발명은 자동차의 뒤 2축식 토션바 서스펜션에 관한 것으로서, 특히 두 개의 리어 액슬과 차체 프레임 사이에 4개의 토크 로드를 설치하고 각 쌍의 토크 로드 사이에 베벨 기어식으로 치합되는 토션바 스프링을 설치함으로써 완충 구조가 간단해지고 조립성이 개선되도록 한 자동차의 뒤 2축식 토션바 서스펜션에 관한 것이다.

일반적으로 대형 트럭이나 특장차 등에서는 뒤 바퀴 쪽에 2개의 리어 액슬 및 2쌍의 바퀴를 채용하는 경우가 있다.

이와 같은 두 개의 리어 액슬 차량에서 2축식 리어 현가 장치는 차체 프레임의 하중을 지탱해주는 동시에 지면으로부터 발생된 진동 및 충격을 흡수하여 차량의 보디, 승객, 화물에 이러한 충격이 직접 전달되지 않게 하고, 또한, 휠의 불규칙한 진동을 억제하여 보다 안정된 주행을 할 수 있게 하는 장치이다.

상기 2축식 리어 현가 장치는 도 1에 도시된 것과 같이 리어 프론트 액슬(1)과 리어 리어 액슬(2) 사이에 트러니언 베이스(3) 및 판 스프링(4)을 이용하여 차체 프레임(5)과 상기 두 리어 액슬(1,2) 사이의 진동 및 충격을 흡수하는 트러니언식 서스펜션 있고, 도 2에 도시된 바와 같은 복수의 리어 액슬(11,12) 사이에 4절 링크로 연결된 균형 부재(16) 및 고무 스프링(19)을 이용한 고무 서스펜션도 있다.

여기서, 종래 뒤 2축식 고무 서스펜션의 구조를 도 2를 참조하여 자세히 설명하면, 리어 프론트 액슬(11)과 리어 리어 액슬(12) 사이에 균형 회전축(13)이 위치되고, 이 균형 회전축(13)은 차체 프레임(15)에 고정된 베이스 브래킷(14)에 의해 지지된다. 그리고, 상기 균형 회전축(13)에는 상측으로 갈수록 점차 폭이 넓어지는 균형 부재(16)가 요동 가능토록 설치되고, 이 균형 부재(16)의 하부 양측에서 상기 두 개의 리어 액슬(11,12) 사이에 액슬의 변위에 따라 요동하는 두 개의 하측 토크 로드(17)가 연결된다.

특히, 상기 균형부재(16)와 두 개의 하측 토크 로드(17) 사이에는 균형 회전축(13)을 중심으로 복수의 고무 스프링(19)이 설치되는 바, 이 고무 스프링(19)은 상기 하측 토크 로드(17)에 볼트(21) 체결되어 고정된다.

그리고, 상기 리어 프론트 액슬(11)과 리어 리어 액슬(12) 상측에서 차체 프레임(15) 방향으로 연결 브래킷(20)이 설치되고, 이 연결 브래킷(20)의 상단에서 상기 베이스 브래킷(14)의 양측으로 두 개의 상측 토크 로드(18)가 역시 액슬의 변위에 따라 요동 가능토록 연결되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 뒤 2축식 고무 서스펜션은 주행중 두 개의 리어 액슬(11,12)에 차체 프레임(15)을 중심으로 동일한 변위가 발생되면, 두 개의 리어 액슬(11,12)과 연결 브래킷(20)이 동시에 상측으로 이동하게 된다. 이때, 상측 토크 로드(19)와 하측 토크 로드(18)도 베이스 브래킷(14) 및 균형 부재(16)를 중심으로 리어 액슬(11,12)에 연결된 쪽이 상측으로 이동하게 된다.

따라서, 상기 하측 토크 로드(17)와 균형 부재(16) 사이에 있는 고무 스프링(19f,19r)이 모두 압축되면서 두 개의 리어 액슬(11,12)에서 차체 프레임(15) 측으로 전달되는 진동이나 충격을 흡수하면서 축 하중을 균일하게 함과 동시에 완충 기능을 수행하게 된다.

한편, 상기 리어 프론트 액슬(11)이나 리어 리어 액슬(12) 중 하나만 변위가 발생될 때(여기서는 리어 리어 액슬 쪽이라고 가정하면)에는 한쪽 리어 액슬(11) 측은 평행한 상태에 있게 되나, 균형 회전축(13)을 중심으로 다른 쪽 리어 액슬(12)측은 상측 또는 하측으로 이동되고 동시에 상측과 하측 토크 로드(17,18)도 리어 액슬(12)의 이동방향으로 회동하게 된다.

이때, 상기 균형 부재(16)와 하측 토크 로드(17) 사이에 있는 고무 스프링(19)이 인장되거나 압축되면서 한쪽 바퀴부터 전달되는 진동을 흡수하면서 빠른 시간 안에 두 개의 리어 액슬(11,12) 사이의 축 하중이 균등하게 되도록 한다.

그러나, 상기와 같이 구성되고 작동되는 종래의 뒤 2축식 고무 서스펜션은 균형 부재(16)와 하측 토크 로드(17) 사이에 복수의 고무 스프링(19)이 볼팅 고정되어 진동 및 충격을 흡수하기 때문에 서스펜션 구조가 복잡할 뿐만 아니라 설치 비용이 상승되고 조립성이 나빠지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 상측 및 토크 로드 사이에 2개의 토션바 스프링을 설치하여 두 개의 리어 액슬에서 전달되는 진동 및 충격을 흡수토록 함으로써 서스펜션 구조가 간단해짐은 물론 부품 및 원가가 절감되고 조립성이 개선되도록 한 자동차의 뒤 2축식 토션바 서스펜션을 제공하는 데 있다.

도 1은 트러니언식 뒤 2축 서스펜션이 도시된 개략적인 사사도,

도 2는 종래 자동차의 뒤 2축식 고무 서스펜션이 도시된 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 자동차의 뒤 2축식 토션바 서스펜션이 도시된 구성도이다.

도 4는 상기 도 3의 "A" 방향 투시도,

도 5는 본 발명의 작동 상태도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

51 : 차체 프레임 52 : 리어 프론트 액슬

53 : 리어 리어 액슬 54 : 베이스 브래킷

54a : 회전축 54b : 지지부

58 : 베어링 60 : 상측 토크 로드

65 : 하측 토크 로드 62, 67 : 힌지부

62a, 67a : 반베벨기어 70 : 상측 토션바 스프링

75 : 하측 토션바 스프링 72, 77 : 베벨 기어

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 자동차의 뒤 2축식 토션바 서스펜션은, 차체 프레임에 상단부가 고정되고 리어 프론트 액슬과 리어 리어 액슬 사이에 위치되는 베이스 브래킷과, 상기 리어 프론트 액슬 및 리어 리어 액슬의 상측과 하측으로 연장된 2개의 연결 브래킷과, 상기 2개의 연결 브래킷의 상측 및 하측에 일단이 회동 가능토록 고정되어 타단이 상기 베이스 브래킷의 상단부와 하단부에 각각 힌지 고정되고 이 힌지부 끝단에 반베벨 기어가 형성된 각 2개씩의 상측 토크 로드 및 하측 토크 로드와, 상기 베이스 브래킷에 지지되고 양단에 형성된 베벨 기어가 상기 상측 토크 로드 및 하측 토크 로드의 반베벨 기어와 치합되어 상기 두개의 리어 액슬에 변위가 발생되면 비틀림 탄성에 의해 축하중을 균등하게 하거나 완충 작용을 하는 상측 토션바 스프링 및 하측 토션바 스프링으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 자동차의 뒤 2축식 토션바 서스펜션은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 차체 프레임(51)에 상단부가 고정되고 리어 프론트 액슬(52)과 리어 리어 액슬(53) 사이에 위치되는 베이스 브래킷(54)과, 상기 리어 프론트 액슬(52) 및 리어 리어 액슬(53)의 상측과 하측으로 연장된 2개의 연결 브래킷(55f,55r)과, 상기 2개의 연결 브래킷(55f,55r)의 상측 및 하측에 일단이 회동 가능토록 고정되어 타단이 상기 베이스 브래킷(54)의 상단부와 하단부에 각각 힌지 고정되고 이 힌지부(62,67) 끝단에 반베벨 기어가 형성된 각 2개씩의 상측 토크 로드(60) 및 하측 토크 로드(65)와, 상기 베이스 브래킷(54)에 지지되고 양단에 형성된 베벨 기어(72,77)가 상기 상측 토크 로드(60) 및 하측 토크 로드(65)의 반베벨 기어와 치합되어 상기 두개의 리어 액슬(52,53)에 변위가 발생되면 비틀림 탄성에 의해 축하중을 균등하게 하거나 완충 작용을 하는 상측 토션바 스프링(70) 및 하측 토션바 스프링(75)으로 구성되어 있다.

여기서, 상기 상측 토크 로드(60) 및 하측 토크 로드(60)는 리어 액슬(52,53)이 요동되면 힌지부(62,67)의 반베벨 기어(62a,67a)가 상기 베이스 브래킷(54)에 고정된 회전축(54a)을 중심으로 회전되어 상기 토션바 스프링(70,75)의 베벨 기어(72,77)를 회전시키면서 충격 및 진동을 흡수토록 되어 있다.

그리고, 상기 상측 토션바 스프링(70) 및 하측 토션바 스프링(75)은 양단의 베벨 기어(72,77)가 양쪽 반베벨 기어(62a,67a)와 대각선 방향으로 엇갈리게 결합되고, 상기 베벨 기어(72,77) 사이에는 비틀림 탄성을 갖는 긴 봉형의 토션바가 베이스 브래킷(54)에 회전 가능토록 지지되어 있다.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 두 개의 리어 액슬(52,53)에 동일 변위가 발생되면 토션바 스프링(70,75)의 양쪽 베벨 기어(72,77)가 반대로 회전되면서 토션바에 비틀림을 주게 되고, 한쪽 리어 액슬에만 변위가 발생되면 한쪽 베벨 기어를 통해 다른 쪽도 동일 방향으로 회전되면서 양쪽 리어 액슬의 축하중을 균등하게 한다.

여기서, 상기 토션바 스프링(70,75)은 베이스 브래킷(54)에서 돌출된 고정부(54b)에 회전 가능토록 베어링(58)에 의해 지지되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 자동차의 뒤 2축식 토션바 서스펜션의 작용을 설명하면 다음과 같다.

자동차 주행중 두 개의 리어 액슬(52,53)에 차체 프레임(51)을 중심으로 동일한 변위가 발생되면, 상기 차체 프레임(51)에 고정된 베이스 브래킷(54)을 중심으로 두 개의 리어 액슬(52,53)과 함께 여기에 연결된 4개의 상,하측 토크 로드(60,65)가 동시에 상측 또는 하측으로 이동하게 된다.

즉, 도 5a에 도시된 바와 같이 리어 프론트 액슬(52) 및 리어 리어 액슬(53)이 동시에 상측으로 이동하게 되면, 상측 토크 로드(60) 및 하측 토크 로드(65)도 베이스 브래킷(54)의 회전축(54a)에 고정된 힌지부(62,67)를 중심으로 상측으로 회동하게 된다.

이때, 상측 토크 로드(60) 및 하측 토크 로드(65)의 이동 방향에 따라 힌지부(62,67)의 반베벨 기어(62a,67a)가 회전하게 되고, 이 반베벨 기어(62a,67a)와 맞물린 토션바 스프링(70,75)의 베벨 기어(72,77)도 회전하게 된다. 따라서, 토션바 스프링(70,75)의 양측 베벨 기어가 상호 반대 방향으로 회전하게 되므로 토션바가 비틀려지면서 차체 프레임(51)과 두 개의 리어 액슬(52,53) 사이에서 발생되는 변위를 흡수하여 완충 작용을 하게 된다.

한편, 상기 리어 프론트 액슬(52)이나 리어 리어 액슬(53) 중 어느 하나만 변위가 발생되고 다른 하나에는 변위가 발생되지 않을 경우에는 토션바 스프링(70,75)의 작용으로 빠른 시간 내에 두 리어 액슬 사이의 축 하중이 균등하게 된다. 즉, 도 5b에 도시된 바와 같이 리어 프론트 액슬(52) 쪽이 상측으로 이동하게 되면 리어 프론트 액슬(52)측의 상,하측 토크 로드(60f,65f)를 통해 토션바 스프링(70,75)에 비틀림을 주게 되고, 이 토션바 스프링(70,75)의 비틀림은 리어 리어 액슬(53)측의 상,하측 토크 로드(60r,65r)에 전달되면서 반력이 생겨 빠른 시간 안에 두 개의 리어 액슬(52,53) 사이의 축 하중이 균등하게 된다.

또, 상기 리어 프론트 액슬(52)이나 리어 리어 액슬(53)에 서로 다른 방향으로 변위가 발생되는 경우에는 상기 토션바 스프링(70,75)이 스프링의 역할을 수행하지 않고 이퀄라이저의 역할을 한다. 즉, 두 액슬중 한쪽 액슬이 들리고 다른 액슬이 내려간다고 하면 토션바 스프링(70,75)의 양측에 설치된 베벨 기어(72,77)의 배치 구조상 토션바 스프링이 비틀어지지 않고 회전만 하게 된다.

상기와 같이 구성되고 작용하는 본 발명에 의한 자동차의 뒤 2축식 토션바 서스펜션은 차체 프레임(51)과 2개의 리어 액슬(52,53)측에 설치된 2쌍의 토크 로드(60,65)사이에 토션바 스프링(70,75)을 설치하여 축 하중을 흡수하기 때문에 완충 구조가 간단해져 부품 및 원가가 절감됨은 물론 조립성이 개선되는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 차체 프레임에 상단부가 고정되고 리어 프론트 액슬과 리어 리어 액슬 사이에 위치되는 베이스 브래킷과, 상기 리어 프론트 액슬 및 리어 리어 액슬의 상측과 하측으로 연장된 2개의 연결 브래킷과, 상기 2개의 연결 브래킷의 상측 및 하측에 일단이 회동 가능토록 고정되어 타단이 상기 베이스 브래킷의 상단부와 하단부에 각각 힌지 고정되고 이 힌지부 끝단에 반베벨 기어가 형성된 각 2개씩의 상측 토크 로드 및 하측 토크 로드와, 상기 베이스 브래킷에 지지되고 양단에 형성된 베벨 기어가 상기 상측 토크 로드 및 하측 토크 로드의 반베벨 기어와 치합되어 상기 두개의 리어 액슬에 변위가 발생되면 비틀림 탄성에 의해 축하중을 균등하게 하거나 완충 작용을 하는 상측 토션바 스프링 및 하측 토션바 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 뒤 2축식 토션바 서스펜션.
2. 제1항에 있어서, 상기 상측 토크 로드 및 하측 토크 로드는 리어 액슬이 요동되면 힌지부의 반베벨 기어가 상기 베이스 브래킷에 고정된 회전축을 중심으로 회전되어 상기 토션바 스프링의 베벨 기어를 회전시키도록 된 것을 특징으로 하는 자동차의 뒤 2축식 토션바 서스펜션.
3. 제1항에 있어서, 상기 상측 토션바 스프링 및 하측 토션바 스프링은 양단의 베벨 기어가 양쪽 반베벨 기어와 대각선 방향으로 엇갈리게 결합되고, 상기 베벨 기어 사이에는 비틀림 탄성을 갖는 긴 봉형의 토션바가 상기 베이스 브래킷에 회전 가능토록 지지된 것을 특징으로 하는 자동차의 뒤 2축식 토션바 서스펜션.
4. 제1항에 있어서, 상기 토션바 스프링은 상기 베이스 브래킷에서 돌출된 고정부에 베어링에 의해 지지된 것을 특징으로 하는 자동차의 뒤 2축식 토션바 서스펜션.

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