KR100345125B1 - 차량용 토션 빔 타입 현가장치의 토션 빔 마운팅 구조 - Google Patents

Abstract

노면에서 휠의 횡력이 가해질 때 휠의 자세가 토우 아웃으로 유도되는 것을 방지하여 후륜 현가장치에 요구되는 추종성과 직진 안정성, 그리고 선회 안정성을 향상으로 조종 안정성을 높일 목적으로;차폭 방향으로 배치되는 토션 빔의 양측단에 트레일링 아암이 일체로 형성되고, 이 트레일링 아암의 후단부 외측에 휠을 지지하는 스핀들이 일체로 형성되며, 상기 트레일링 아암의 전단부가 토션 빔의 전측으로 돌출되어 그 선단 부분에 마운트부가 형성되고, 이의 마운트부를 차체에 마운트하는 토션 빔 타입 현가장치에 있어서,

상기 마운트부는 내, 외측 파이프 사이에 고무부시가 개재시켜 형성하되, 상기 내측 파이프를 외측 파이프의 중심에서 후측으로 편심되는 위치에 배치하여 이루어지는 차량용 토션 빔 타입 현가장치의 토션 빔 마운팅 구조를 제공한다.

Description

차량용 토션 빔 타입 현가장치의 토션 빔 마운팅 구조{TORSION BEAM MOUNT OF SUSPENSION SYSTEM FOR VEHICLE}

본 발명은 차량의 후륜에 적용되는 토션 빔 타입의 현가장치를 형성하는 토션 빔의 마운트 구조에 관한 것이다.

차량에 있어서의 현가장치는 차체와 휠 사이에 존재하며, 이 두 강체를 하나 혹은 다수의 링크를 이용하여 연결하여 주는 장치로서, 상하 방향으로는 스프링과 유압 쇽 업소오버 등에 의해 지지되고, 기타 방향으로는 높은 강성과 유연성을 적절히 조화시킴으로써, 차체와 휠 사이의 상대 운동을 기계적으로 적절히 조화시키는 기능을 수행하게 된다.

이러한 서스펜션 시스템은 첫째, 차량의 주행중에 발생되는 노면의 불규칙한 입력을 효과적으로 차단하여 탑승자의 안락한 승차감을 제공하고,

둘째, 운전자의 운전 행위 및 노면의 굴곡에 의해 발생된 차체의 흔들림을 적절히 제어하여 운전 편의성을 제공하여야 하며,

셋째, 불규칙한 노면의 주행시 타이어 접지면에서의 수직 하중을 적절한 수준으로 유지하여 선회, 제동 구동시 차량의 안정성을 확보하여야 한다는 기본 조건을 만족시켜야만 한다.

상기와 같은 조건을 만족시키기 위하여는 여러 종류의 현가장치가 개발되어 실차에 적용되고 있는데, 그 일예로서, 토션 빔 타입 현가장치를 들 수가 있다.

이러한 토션 빔 타입 현가장치의 일반적인 구성을 살펴보면, 도 8에서와 같이, 차폭 방향으로 배치되는 토션 빔(102)의 양측단에 트레일링 아암(104)(106)이 일체로 형성되고, 이 트레일링 아암(104)(106)의 후단부 외측에 휠(108)(110)을 지지하는 스핀들(112)(114)이 일체로 형성된다.

그리고 상기 트레일링 아암(104)(106)의 전단부가 토션 빔(102)의 전측으로 돌출되어 그 선단 부분에 마운트부(116)(118)가 형성되고 이의 마운트부(116)(118)를 차체에 마운트 하게 된다.

또한, 상기와 같은 마운트부(116)(118)를 형성함에 있어서, 트레일링 아암(104)(106)의 전단부에 내측 파이프(120)와 외측 파이프(122) 사이에 고무부시(124)를 개재시켜 형성하고, 상기 내측 파이프(120)의 관통공을 관통하는 고정볼트(126)에 의하여 차체 브라켓(128)에 고정하는 마운트 구조를 갖는다.

이에 따라 노면의 조건 및 차량 운행 상태에 따라 휠(108)(110)과 함께 트레일링 아암(104)(106)의 후단 부분이 승강하게 되면 상기 마운트부(116)(118)를 힌지로 하여 승강 운동을 하게 되는데, 이때 미도시한 완충수단에 의하여 상하 진동 및 충격이 감쇠됨과 동시에 상기 고무부시(124)의 적절한 탄성력에 의하여 유연하게 흡수되는 것이다.

그러나 상기와 같은 현가장치에 의하면 마운트부에 적용되는 고무부시가 균일한 두께를 보유한 상태에서 내,외측 파이프 사이에 개재되는 바, 도 9에서와 같이, 선회등으로 인하여 선회 외측 휠(108)에 어떤 하중 즉, 전후력(F) 및 횡력(Fy)등이 입력되면, 이의 하중은 마운트부의 후측에 위치한 휠(108)에 가해지기 때문에 가상선과 같은 상태에서 실선과 같은 상태로 밀리게 된다.

이의 밀림은 고무부시의 탄성력에 의하여 가능해지며, 이와 같이 현가장치 전체가 도면에서 반시계 방향으로 회전하게 되면, 결국은 선회 외측 휠(108)이 토우 아웃의 상태로 유도된다.

이와 같이 휠에 전후력 및 횡력이 가해짐에 따라 차량 선회시 외륜의 자세가토우 아웃 경향을 갖는다는 것은 자동차의 후륜 현가장치에서 요구되는 추종성과 직진 안정성, 그리고 선회 안정성에 악영향을 미치게 됨으로써, 결국은 조종 안정성을 좋지 않게 한다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 휠에 횡력이 가해질 때 휠의 자세가 토우 아웃으로 유도되는 것을 방지하여 후륜 현가장치에 요구되는 추종성과 직진 안정성, 그리고 선회 안정성을 향상으로 조종 안정성을 높일 수 있는 차량용 토션 빔 현가장치의 토션 빔 마운트 구조를 제공함에 있다

도 1은 본 발명의 적용 부위를 설명하기 위한 토션 빔 타입 현가장치의 평면도.

도 2의 (A)(B)는 본 발명의 제1 실시예에 의한 고무부시의 측면도 및 그 단면도.

도 3은 본 발명의 제1 실시예가 적용된 상태의 작동 상태도.

도 4는 본 발명에 의한 제2 실시예를 도시한 현가장치의 평면도.

도 5는 본 발명에 의한 제2 실시예의 작동 상태도.

도 6은 본 발명에 의한 제3 실시예의 단면도.

도 7은 본 발명에 의한 제3 실시예의 측면도.

도 8은 종래 부시의 단면도.

도 9는 종래 부시 적용에 따른 작동 상태도이다.

이러한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 차폭 방향으로 배치되는 토션 빔의 양측단에 트레일링 아암이 일체로 형성되고, 이 트레일링 아암의 후단부 외측에 휠을 지지하는 스핀들이 일체로 형성되며, 상기 트레일링 아암의 전단부가 토션 빔의 전측으로 돌출되어 그 선단 부분에 마운트부가 형성되고, 이의 마운트부를 차체에 마운트하는 토션 빔 타입 현가장치에 있어서,상기 마운트부는 내, 외측 파이프 사이에 고무부시가 개재시켜 형성하되, 상기 내측 파이프를 외측 파이프의 중심에서 후측으로 편심되는 위치에 배치하여 이루어지는 차량용 토션 빔 타입 현가장치의 토션 빔 마운팅 구조를 제공한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명이 적용 부위를 설명하기 위한 현가장치의 평면도로서, 부호 2는 토션 빔을 지칭한다.

상기 토션 빔(2)은 양측단에 트레일링 아암(4)(6)이 일체로 형성되고, 이 트레일링 아암(4)(6)의 후단부 외측에 휠(8)(10)을 지지하는 스핀들(12)(14)이 일체로 형성된다.

그리고 상기 트레일링 아암(4)(6)의 전단부가 토션 빔(2)의 전측으로 돌출되어 그 선단 부분에 마운트부(16)(18)가 형성되고 이의 마운트부(16)(18)를 차체에 마운트 하게 된다.

상기 토션 빔(2)을 트레일링 아암(4)(6)의 전단부에 형성되어 있는 마운트부(16)(18)를 이용하여 차체에 연결함에 있어서, 상기 마운트부(16)(18)를 도 2 A에서와 같이, 내측 파이프(20)와 외측 파이프(22) 사이에 고무부시(24)를 개재시켜 형성하되, 상기 내측 파이프(22)를 후측으로 편심된 위치에 배치하였다.

물론 상기에서 후측으로 편심된 위치라고 함은 트레일링 아암(4)(6)의 축선(L)상에서 후측을 의미한다.

그리고 도 2의 B에서와 같이, 상기 내측 파이프(22)를 관통하는 볼트(26)를 통해 차체 브라켓(28)에 고정되는데, 축공이 차폭방향으로 배치된다.

이에 따라 횡력(Fy)이 도 2의 B의 화살표와 같이 도면의 좌측에서 우측으로 작용한다고 가정하면, 외측 파이프(22)에서는 Fy'라는 힘이 생성되고 그에 따른 내측 파이프(20)에 대하여 모우멘트가 생긴다.

내측 파이프(20)에서 외측 파이프(22)까지의 거리가 앞쪽과 뒤쪽이 서로 다른 ℓ₁,ℓ₂도 다르기 때문에 모우멘트 차이가 생기고, Fy'xℓ₂Fy'xℓ₁이 되어 부시는 도2b처럼 토우인 자세 변화가 생긴다.

이에 따라 도 3에서와 같이 도면에서 좌측륜에 횡력(Fy)가 가해지는 경우에는 상기와 같은 작동에 의하여 토션 빔(2)의 전체가 가상선과 같은 상태에서 실선과 같은 상태로 변화되면서 좌측 휠(8)의 자세가 토우 인 상태로 유도된다.

이와 같이 우측으로의 선회에 따른 휠(8)(10)에 횡력(Fy)이 작용하게 되면 결국 선회 외측 휠(8)이 토우 인 상태가 되는 바, 선회시 후륜 현가장치에서 요구되는 추종성과 직진 안정성, 그리고 선회 안정성을 향상으로 조종 안정성을 높일 수 있게 되는 것이다.

그리고 좌측으로의 선회시에는 횡력이 상기와는 반대로 발생되므로 우측 휠(10)이 토우 인으로 유도되면서 상기와 동일한 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 제2 실시예를 도시한 것으로서, 이는 마운트부(16)(18)를 형성하되, 제1 실시예에서와 같이 내,외측 파이프(30)(32),(34)(36) 사이에 고무부시(38)(40))가 개재되는 형태의 수직형 부시로 형성하고, 상기 내측 파이프(30)(32)는 토션 빔(2)의 중간부 후측 부분의 일정 위치와 상기 마운트부(16)(18)를 연결하는 직선상에 편심되게 배치한 것이다.

이에 따라 상기 내측 파이프(30)(32) 도 5에서와 같이 후부 내측으로 편심된 상태를 유지하게 되는 것이다.

이와 같이 형성되는 마운트부(16)(18)를 적용한 상태에서 우측으로의 선회가 이루어지면서 도면(도5참조)의 좌측에서 우측으로 횡력(Fy)이 가해진다고 가정하면, 좌측 마운트부(16)의 외측 파이프(34)가 가상선과 같이 우측으로 이동하면서 앞쪽으로 이동하고, 반대측인 우측 마운트부(16)의 외측 파이프(36)가 우측으로 이동하면서 후측으로 이동하게 되어 결국은 도 3과 같은 토션 빔(2)의 위치가 변하게 됨으로써, 선회 외측 휠(8)이 토우 인 경향으로 유도되어 상기 제1 실시예와 같은 작용 효과를 얻을 수 있게 된다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 제3 실시예를 도시한 것으로서, 이는 상기 제1 실시예와 마찬가지로, 마운트부(16)(18)를 내,외측 파이프(50)(52) 사이에 고무부시(54)가 개재되는 수평형 부시로 형성하되, 상기 내측 파이프(50)의 양측단에 후측으로 원판형 보강판(56)(58)을 배치하고, 그 둘레에 고무부시(54)의 일부가 둘러싸는 형태로서 은폐시켜 형성한것이다.

이에 따라 도면(도6참조)의 좌측에서 우측으로 횡력(Fy)이 가해진다고 가정하면, 좌측 마운트부(16)의 외측 파이프(52)가 가상선과 같이 우측으로 이동하는 과정에서 도 6에서와 같이 전방측과 후방측에 부시의 측면 틈새(a,a')의 차이가 a＞a'가 되어 횡력에 대한 부시의 변형 과정에서 후측부분의 외측 파이프(52)가 먼저 보강판(58)과 접촉되면서 이 이상 밀리지 않고, 전측 부분만 밀리게 됨으로써, 결국은 도 3과 같은 토션 빔(2)의 위치가 변하게 되어 선회 외측 휠(8)이 토우 인 경향으로 유도되어 상기 제1 실시예와 같은 작용 효과를 얻을 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 토션 빔과 차체를 연결하는 마운트의 고무부시를 편심되게 형성하여 횡력의 입력시 휠의 자세가 토우 인 상태로 유도되어 후륜 현가장치에 요구되는 추종성과 직진 안정성, 그리고 선회 안정성을 향상으로 조종 안정성을 높일 수 있는 발명인 것이다.

Claims (4)

1. 차폭 방향으로 배치되는 토션 빔의 양측단에 트레일링 아암이 일체로 형성되고, 이 트레일링 아암의 후단부 외측에 휠을 지지하는 스핀들이 일체로 형성되며, 상기 트레일링 아암의 전단부가 토션 빔의 전측으로 돌출되어 그 선단 부분에 마운트부가 형성되고, 이의 마운트부를 차체에 마운트하는 토션 빔 타입 현가장치에 있어서,

   상기 마운트부는 내, 외측 파이프 사이에 고무부시가 개재시켜 형성하되, 상기 내측 파이프를 외측 파이프의 중심에서 후측으로 편심되는 위치에 배치하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 토션 빔 타입 현가장치의 토션 빔 마운팅 구조.
2. 청구항 1에 있어서, 마운트부는 수평형으로 이루어지되, 내측 파이프가 외측 파이프의 중심에서 트레일링 아암의 축선상 후측에 편심되어 배치됨을 특징으로 하는 차량용 토션 빔 타입 현가장치의 토션 빔 마운팅 구조.
3. 청구항 1에 있어서, 마운트부는 수직형으로 이루어지되, 내측 파이프가 토션 빔의 중간부 후측 부분의 일정 위치와 상기 마운트부를 연결하는 직선상에 편심되게 배치됨을 특징으로 하는 차량용 토션 빔 타입 현가장치의 토션 빔 마운팅 구조.
4. 청구항 1에 있어서, 마운트부는 수평형으로 이루어지되, 내측 파이프의 양단부 후측부에 원판형 보강판을 형성하고, 이 보강판이 고무부시에 의해 은폐되도록 형성한것을 특징으로 하는 차량용 토션 빔 타입 현가장치의 토션 빔 마운팅 구조.