KR100774332B1 - 차량용 커플드 토션 빔 액슬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토션 빔과 트레일링 암의 용접 접합부에 일부 곡선구간을 용접하지 않고 탄성소재를 개재하여 가류 접착함으로써, 과도한 비틀림 토크를 흡수할 수 있도록 하여 용접 접합부의 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 차량용 커플드 토션 빔 액슬을 제공한다.

커플드 토션 빔 액슬, 트레일링 암, CTBA,

Description

차량용 커플드 토션 빔 액슬{COUPLED TORSION BEAM AXLE SUSPENSION OF A VEHICLE}

도 1은 일반적인 커플드 토션 빔 액슬 타입의 후륜 현가장치의 사시도이다.

도 2는 일반적인 커플드 토션 빔 액슬에 비틀림 토크 작용시의 응력 분포도이다.

도 3은 종래 기술에 따른 차량용 커플드 토션 빔 액슬의 평면도이다.

도 4는 도 3의 A-A 선에 따른 단면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬의 평면도이다.

도 6은 도 5의 B 부분의 분해 사시도이다.

도 7은 도 5의 C-C 선에 따른 단면도이다.

본 발명은 차량용 커플드 토션 빔 액슬에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 토션 빔과 트레일링 암의 용접 접합부에 일부 곡선구간을 용접하지 않고 탄성소재를 개재하여 가류 접착함으로써, 과도한 비틀림 토크를 흡수할 수 있도록 하여 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 차량용 커플드 토션 빔 액슬에 관한 것이다.

통상적으로, 커플드 토션 빔 액슬(CTBA; Coupled Torsion Beam Axle) 타입의 현가장치는 단순한 부품으로 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) 타입의 현가장치의 구성은, 도 1에 도시된 바와 같이, 토션 빔(1)과 토션 바(미도시)가 구비되고, 상기 토션 빔(1)의 양단에는 타이어와 휠을 장착하기 위한 캐리어(3)를 일측에 장착한 트레일링 암(5)이 용접 고정된다.

상기 각 트레일링 암(5)의 일측은 차체(미도시)와 연결하기 위한 쇽 업소버(7)와 부시(9)가 구성되고, 스프링 시트(11)를 통하여 차체와의 사이에 스프링(13)이 설치된다.

이러한 커플드 토션 빔 액슬은 그 중앙에 위치한 토션 빔(1)의 토션 변형 특성으로 인하여 휠(Wheel)의 변형이 이루어지는 특징이 있으며, 토션 변형 및 트레일링 암(5; Trailing Arm)의 위치 및 부시(9) 특성에 의해서 범프(Bump)시에 토우인(Toe-In)으로 유도가 가능한 특징이 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 커플드 토션 빔 액슬은 차량 주행시 후륜 서스펜션에 작용하는 하중을 받을 경우, 변형모드가 비틀림 모드가 되어, 도 2에서와 같이, 좌우측의 토션 빔(1)과 트레일링 암(5)의 용접 접합부(W)에 응력이 높게 발생된다.

즉, 종래 커플드 토션 빔 액슬의 구성으로는, 도 3과 도 4에서 도시한 바와 같이, 응력이 과도하게 발생하는 좌우측의 토션 빔(1)과 트레일링 암(5)의 용접 접합부 영역에 용접에 의한 접합구조로 이루어져 구조적으로 취약한 형상이 되었을 뿐만 아니라, 용접품질의 관리가 엄격하게 실시되지 않을 경우 파손이 매우 쉽게 발생할 수 있는 문제점을 내포하고 있다.

이러한 문제점을 보다 구체적으로 살펴보면, 종래 커플드 토션 빔 액슬(CTBA)은 구조적인 특성으로 인해 양측 트레일링 암(5)에 대하여 토션 빔(1)의 결합부에 대하여 용접을 실시하여 접합되며, 이러한 용접 접합부는 커플드 토션 빔 액슬(CTBA)의 변형모드에서 응력이 집중되는 영역에 위치하므로 내구문제가 발생하기 쉽다는 것이다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여, 상기 트레일링 암(5)과 토션 빔(1)의 좌우측 용접 접합부(W)의 강성 및 강도를 보강하기 위해 보강판 등을 추가로 접합하기는 하나, 트레일링 암(5)과 토션 빔(1)의 접합부(W)는 형상이 매우 복잡하여 용접 작업성이 저하되어 이에 따른 용접품질 문제가 다발하고 있는 실정이며, 상기 트레일링 암(5)과 토션 빔(1)의 결합부 강성은 차량의 조종안정성 및 운동성능에 큰 영향을 나타내고 있으나, 용접 접합부(W)의 품질 및 내구문제로 인해 설계의 제약이 많아 성능향상이 어렵다는 문제점을 여전히 안고 있는 실정이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 토션 빔과 트레일링 암의 용접 접합부에 일부 곡선구간을 용접하지 않고 탄성소재를 개재하여 가류 접착함으로써, 과도한 비틀림 토 크를 흡수할 수 있도록 하여 용접 접합부의 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 차량용 커플드 토션 빔 액슬을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 커플드 토션 빔 액슬은 토션 빔의 양단에 좌우측의 트레일링 암을 상호 연결하며, 상기 좌우측 트레일링 암에는 그 선단에 차체와의 장착을 위한 부시를 구성하고, 그 후방 내측에는 에는 스프링을 장착하기 위한 스프링 시트와 쇽 업소버 핀을 구성하며, 그 후방 외측에는 캐리어를 장착하기 위한 스핀들 브라켓을 구성하는 차량의 커플드 토션 빔 액슬에 있어서,

상기 토션 빔과 양측 트레일링 암의 각 접합부는 토션 빔과 양측 트레일링 암 사이의 중앙 곡선부에 탄성부재를 개재한 상태로 가류 접착하여 탄성 변형부로 형성하고, 상기 토션 빔의 양단부는 트레일링 암에 용접하여 용접 고정부로 형성하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 탄성부재는 고무소재로 이루어지는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 상기 탄성부재를 상기 토션 빔의 중앙 곡선부와 동일한 곡선형상으로 형성되는 러버부시로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬의 평면도이고, 도 6은 도 5의 B 부분의 분해 사시도이다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 커플드 토션 빔 액슬은 토션 빔(101)이 구비되며, 상기 토션 빔(101)의 양단에는 트레일링 암(103)이 각각 연결된다.

그리고 스프링 시트(105)는 트레일링 암(103)의 내측 후방에 용접되고, 스핀들 브라켓(107)은 트레일링 암(103)의 외측 후방에 용접된다.

또한, 상기 트레일링 암(103)의 선단에는 차체와의 장착을 위한 부시(109)가 용접 설치되고, 트레일링 암(103)의 후방 일측에는 쇽 업소버(미도시)를 장착하기 위한 쇽 업소버 핀(111)이 용접된다.

여기서, 상기 토션 빔(101)과 양측 트레일링 암(103)의 각 접합부(W)는, 도 6에서와 같이, 토션 빔(101)과 양측 트레일링 암(103) 사이의 중앙 곡선부(P1)에 탄성부재(113)를 개재한 상태로 가류 접착하여 탄성 변형부(S1)를 형성하고, 상기 토션 빔(101)의 양단부(P2)는 상기 트레일링 암(103)에 직접 용접하여 용접 고정부(S2)로 형성하여 구성된다.

즉, 비틀림 응력이 가장 과도하게 걸리는 토션 빔(101)과 양측 트레일링 암(103)의 각 접합부(W)를, 도 7에서 도시한 바와 같이, 탄성부재(113)를 개재한 탄성 변형부(S1)와, 용접 고정되는 용접 고정부(S2)로 이원화하여 플랙시블(flexible)하게 함으로써 일부 비틀림 응력이 탄성부재(113)에 의해 흡수될 수 있으며, 과도한 응력에 의한 내구성을 보존 할 수 있도록 해준다.

그리고 상기 탄성부재(113)는 고무소재의 패드로 이루어지는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 상기 탄성부재(113)를 상기 토션 빔(101)의 중앙 곡선부(P1)와 동일한 곡선형상으로 형성되는 러버부시로 구성하여 적용하였다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 커플드 토션 빔 액슬은 토션 빔(101)과 트레일링 암(103)의 접합부(W)에 중앙의 곡선부(P1)를 용접하지 않고 탄성소재(113)에 의한 가류 접착으로 과도한 비틀림 토크에 의한 응력을 효과적으로 흡수할 수 있도록 하여 전체적인 접합부(W)의 내구성을 유지해 줄 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 차량용 커플드 토션 빔 액슬에 의하면, 토션 빔과 트레일링 암의 접합부에 중앙의 곡선구간을 용접하지 않고 탄성소재를 개재하여 가류 접착함으로써, 과도한 비틀림 토크에 의해 발생되는 응력을 흡수할 수 있도록 하여 접합부의 내구성을 유지하여 트레일링 암과 토션 빔과의 접합부 용접 품질을 보존하며, 그 내구성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 토션 빔의 양단에 좌우측의 트레일링 암을 상호 연결하며, 상기 좌우측 트레일링 암에는 그 선단에 차체와의 장착을 위한 부시를 구성하고, 그 후방 내측에는 에는 스프링을 장착하기 위한 스프링 시트와 쇽 업소버 핀을 구성하며, 그 후방 외측에는 캐리어를 장착하기 위한 스핀들 브라켓을 구성하는 차량의 커플드 토션 빔 액슬에 있어서,

   상기 토션 빔과 양측 트레일링 암의 각 접합부는 토션 빔과 양측 트레일링 암 사이의 중앙 곡선부에 탄성부재를 개재한 상태로 가류 접착하여 탄성 변형부로 형성하고, 상기 토션 빔의 양단부는 트레일링 암에 용접하여 용접 고정부로 형성하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 커플드 토션 빔 액슬.
2. 제1항에 있어서,

   상기 탄성부재는 고무소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 커플드 토션 빔 액슬.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 탄성부재는 상기 토션 빔의 중앙 곡선부와 동일한 곡선형상으로 형성되는 러버부시로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 커플드 토션 빔 액슬.

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