KR100908173B1 - 챔버 가변형 ｃｔｂａ 부시 - Google Patents

챔버 가변형 ｃｔｂａ 부시 Download PDF

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Abstract

본 발명은 챔버 가변형 CTBA 부시에 관한 것으로, 부시 장착부가 형성된 한 쌍의 트레일링 암과, 상기 트레일링 암을 지지하는 토션빔이 구비된 커플드 토션 빔 액슬(CTBA)의 부시 장착부에 삽입되는 CTBA 부시에 있어서, 상기 CTBA 부시는, 상기 부시 장착부에 삽입되는 원통형의 하우징; 및 중공이 형성된 고무 재질의 원통형으로 만들어져 상기 하우징의 내부에 결합되며, 중공이 형성된 고무 재질의 원통형으로 만들어져 상기 하우징의 내부에 결합되며, 외기가 연통되도록 상기 중공을 중심으로 상기 중공의 길이 방향을 따라 관통 형성된 복수의 에어 챔버가 구비된 러버부재를 포함하여 구성되며, 외력에 의해 상기 에어 챔버들 중 적어도 어느 하나가 가변되면서 외력에 의한 진동을 감쇄하는 것을 특징으로 한다.
CTBA, 커플드 토션빔 액슬, CTBA 부시, 러버부재, 지지 돌기, 내부 돌기, 접촉 돌기, 에어 챔버, 스프링 특성 가변, 에어 챔버 가변

Description

챔버 가변형 ＣＴＢＡ 부시{Chamber adjustable bush for coupled torsion beam axle}
본 발명은 챔버 가변형 CTBA 부시에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량에 하중이 가해질 때 부시의 고유 형상에 의해 챔버 내에 감쇠기가 형성되어 에어 댐퍼 역할을 하는 챔버 가변형 CTBA 부시에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 CTBA(Coupled Torsion Beam Axle)는 차량의 후륜 휠 사이에 장착되어 차량의 코너링과 브레이킹시 조정 안정성과 승차감 향상을 담당하는 부분으로, 최근 소형차의 후륜 서스펜션 타입으로 적용되는 경우가 늘고 있다.
이러한 CTBA는 하나의 강체 링크로 취급되며 전체적인 움직임을 구속하는 링크로 모든 부품이 취부되는 구조를 갖는 트레일링 암과, 주로 차량의 롤 거동에 대한 영향을 제어하며 롤 강성 및 좌우 횡력에 대한 트레일링 암의 운동을 구속하는 역할을 하는 토션빔(또는 토션바)와, 지면에서 들어오는 진동 및 충격을 완화시키는 마운팅 부시로 구성된다.
CTBA는 차체와 연결하는 지지점이 2개로 다른 서스펜션 타입에 비해 적은 편이다. 이에 비해 입력되는 하중은 다양하게 들어오며 크기도 상대적으로 큰 값이 입력된다. 따라서 부시의 성능에 따라 차량의 성능 변화가 많으며, 승차감 및 조정 안정성 측면에서 중요한 부분을 차지한다.
통상 CTBA의 부시는 횡력에 대한 강성은 조정 안정성 측면에서 스프링 특성을 크게 설정하고, 전후력에 대해서는 승차감 측면에서 스프링 특성을 작게 설정하는 것이 일반적이다.
그러나 스프링 특성을 낮추는 경우 진동 절연 성능이 저하되는 문제가 있다. 따라서 스프링 특성을 유지하고 진동 절연율을 향상시킬 수 있는 방법이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 차량에 하중이 가해질 때 부시의 고유 형상에 의해 챔버 내에 감쇠기가 형성되어 에어 댐퍼 역할을 하는 챔버 가변형 CTBA 부시를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 부시 장착부가 형성된 한 쌍의 트레일링 암과, 상기 트레일링 암을 지지하는 토션빔이 구비된 커플드 토션 빔 액슬(CTBA)의 부시 장착부에 삽입되는 CTBA 부시에 있어서, 상기 CTBA 부시는, 상기 부시 장착부에 삽입되는 원통형의 하우징; 및 중공이 형성된 고무 재질의 원통형으로 만들어져 상기 하우징의 내부에 결합되며, 중공이 형성된 고무 재질의 원통형으로 만들어져 상기 하우징의 내부에 결합되며, 외기가 연통되도록 상기 중공을 중심으로 상기 중공의 길이 방향을 따라 관통 형성된 복수의 에어 챔버가 구비된 러버부재를 포함하여 구성되며, 외력에 의해 상기 에어 챔버들 중 적어도 어느 하나가 가변되면서 외력에 의한 진동을 감쇄하는 것을 특징으로 하는 챔버 가변형 CTBA 부시를 제공한다.
상기 에어 챔버는 외주면과 중공의 사이 일측에 상기 중공의 길이 방향을 따라 관통 형성된 제1 에어 챔버와, 상기 제1 에어 챔버와 대향되는 외주면과 중공의 사이 타측에 상기 중공의 길이 방향을 따라 관통 형성된 제2 에어 챔버로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 CTBA 부시는 외주면을 형성하는 외벽과, 상기 외벽과 마주보도록 형성되어 상기 중공을 형성하며 상기 제1 에어 챔버 및 제2 에어 챔버를 감싸는 형태로 내부를 충진하는 내벽을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 외벽은 상기 제1 에어 챔버 및 제2 에어 챔버를 향해 각각 돌출 형성되되 상기 제1 에어 챔버 및 제2 에어 챔버의 길이 방향을 따라 설치되는 복수의 지지 돌기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 내벽은 상기 제1 에어 챔버 및 제2 에어 챔버를 향해 각각 돌출 형성되되 상기 지지 돌기의 사이에 위치하도록 설치되는 내부 돌기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 내벽은 상기 내부 돌기와 이격된 양측에 각각 돌출 형성되되 상기 지지 돌기와 대향되도록 설치되어 외력이 가해질 때 상기 지지 돌기와 밀착되는 복수의 접촉 돌기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
외력이 가해질 때 상기 제1 에어 챔버 및 제2 에어 챔버의 변형이 용이하도록 상기 제1 에어 챔버 및 제2 에어 챔버를 사이에 두고 상기 중공의 양측 내벽에 각각 유선형으로 절개 형성된 절개부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 챔버 가변형 CTBA 부시는 차량에 큰 하중이 가해질 때 부시의 고유 형상에 의해 챔버 내에 감쇠기가 형성됨으로써 에어 댐퍼 역할을 할 수 있다.
또한, 감쇠기가 형성되면서 댐핑되는 순간 스프링 특성이 감소되어 승차감을 개선하는 효과도 있다.
이하에서는 두 개의 에어 챔버가 형성된 챔버 가변형 CTBA 부시를 본 발명의 일 실시 예로 하고 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
첨부된 도 1은 본 발명에 따른 챔버 가변형 CTBA 부시를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 챔버 가변형 CTBA 부시를 도시한 단면도이며, 도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이다. 도 4는 일반적인 차량 거동시 본 발명에 따른 챔버 가변형 CTBA 부시의 공기의 흐름을 도시한 단면도이고, 도 5는 차량의 전방으로부터 큰 하중이 가해졌을 때 본 발명에 따른 CTBA 부시의 공기 흐름을 도시한 단면도이며, 도 6은 차량의 범프 또는 롤 거동시 본 발명의 챔버 가변형 CTBA 부시 내부를 도시한 단면도이다. 도 7은 본 발명의 챔버 가변형 CTBA 부시에 따른 결합 사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 챔버 가변형 CTBA 부시의 진동 감쇄 효과를 도시한 그래프이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 CTBA(Coupled Torsion Beam Axle, 100)의 한 구성 요소로, 토션빔(120)에 의해 지지되는 트레일링 암(110)에 형성된 부시 장착부(112)에 삽입되어 차량의 전후 방향 및 좌우 방향에서 가해지는 진동을 감쇄하는 역할을 한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, CTBA 부시(200)는 부시 장착부(112)에 삽입되어 고정되는 부분인 원통형의 하우징(210)과, 하우징(210) 내부에 삽입되어 실제 댐핑(damping, 감쇄) 작용을 하는 러버부재(220)로 구성된다.
러버부재(220)는 원통형의 고무 재질로 만들어지며, 중앙에 중공(도시하였으나 도면 부호는 따로 표시하지 않음)이 형성되어 있다. 중공의 양측에는 CTBA 부시(200)에 외력이 가해질 때 후술할 제1 에어 챔버(226) 및 제2 에어 챔버(228)의 변형이 용이하도록 절개부(229)가 형성된다. 절개부(229)는 에어 챔버와 마찬가지로 중공의 길이 방향을 따라 넓게 관통 형성된다.
러버부재(220)는 외주면을 형성하는 외벽(222)과, 외벽(222)에 마주보도록 형성되며 중공을 형성하는 내벽(224)으로 구성된다. 내벽(224)은 러버부재(220)의 내부를 충진하고 있으며, 외벽(222)과 내벽(224) 사이에 제1 에어 챔버(226) 및 제2 에어 챔버(228)가 형성되고, 내벽(224)은 제1 에어 챔버(226) 및 제2 에어 챔버(228)를 감싸는 형태를 갖는다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 에어 챔버(226)는 외기가 연통되도록 중공의 길이 방향을 따라 관통 형성되며, 외주면을 형성하는 외벽(222)와 중공을 형성하는 내벽(224)의 사이 일측에 위치한다.
마찬가지로 제2 에어 챔버(228) 역시 외기가 연통되도록 중공의 길이 방향을 따라 관통 형성되며, 외벽(222)과 내벽(224)의 사이에 위치하되 제1 에어 챔버(226)와 대향되는 부분에 위치한다.
제1 에어 챔버(226) 및 제2 에어 챔버(228)는 외벽(222) 및 내벽(224)에 형성된 돌기들에 의해 직선형의 관 형상이 아닌 내부에 굴곡이 있는 관 형상을 갖는다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 외벽(222)에는 지지 돌기(222a)가 형성되고 내벽(224)에는 내부 돌기(224a) 및 접촉 돌기(224b)가 형성되어 서로 마주봄으로써 제1 에어 챔버(226) 및 제2 에어 챔버(228) 내부에 굴곡을 만든다.
지지 돌기(222a)는 외벽(222)으로부터 돌출 형성되되 제1 에어 챔버(226) 및 제2 에어 챔버(228)를 향하도록 돌출 형성된다. 즉, 제1 에어 챔버(226) 및 제2 에어 챔버(228)의 내측으로 돌출 형성된다. 지지 돌기(222a)는 제1 에어 챔버(226) 및 제2 에어 챔버(228)의 길이 방향을 따라 복수 개로 형성된다.
내부 돌기(224a)는 내벽(224)으로부터 돌출 형성되되 제1 에어 챔버(226) 및 제2 에어 챔버(228)를 향하도록 돌출 형성된다. 즉, 제1 에어 챔버(226) 및 제2 에어 챔버(228)의 내측으로 돌출 형성된다. 내부 돌기(224a)는 지지 돌기(222a)의 사이에 위치하는 것이 바람직하며, 지지 돌기(222a)의 크기보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
접촉 돌기(224b)는 내부 돌기(224a)의 양측에 위치하도록 형성되며, 지지 돌기(222a)의 위치에 대응하여 지지 돌기(222a)와 서로 마주보도록 복수 개가 돌출 형성된다.
차량의 정차나 평편한 도로를 주행하는 등의 일상적인 거동시 CTBA 부시(200) 내부의 공기 흐름은 도 4에 도시된 바와 같다. 외기는 러버부재(220)의 제1 에어 챔버(226) 및 제2 에어 챔버(228)를 통과하여 흐르게 되고, 지지 돌기(222a)와 내부 돌기(224a) 및 접촉 돌기(224b)는 서로 이격된 상태를 유지하여 공기의 흐름을 차단하지 않는 상태이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 차량의 전방으로부터 큰 외력이 가해져 CTBA 부 시(200)에 전달되면, 관성에 의해 차량의 후방 쪽에 형성된 제2 에어 챔버(228)가 가압된다.
이때 지지 돌기(222a) 및 접촉 돌기(224b)의 크기보다 큰 내부 돌기(224a)는 가압되어 외벽(222)에 밀착되고, 지지 돌기(222a)와 접촉 돌기(224b)가 서로 접촉하여 밀착되면서 순간적으로 감쇠기(B)를 형성한다. 차량의 후방으로부터 큰 외력이 가해지면 반대로 제1 에어 챔버(226)에 감쇠기가 형성된다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 차량의 범프(bump) 또는 롤(roll) 거동과 같이 차량의 좌우에서 큰 외력이 가해져 CTBA 부시(200)에 전달되면, 내부 돌기(224a)는 외벽(222)에 밀착하고 한쪽의 지지 돌기(222a) 및 접촉 돌기(224b)만 접촉하여 순간적으로 감쇠기(B)를 형성한다.
고무로 만들어진 러버부재(220) 자체의 형상이 외력에 의해 순간적으로 밀폐된 감쇠기(B)를 형성함으로써 감쇠기(B)가 에어 댐퍼의 역할을 하게 된다.
순간적으로 감쇠기(B)가 형성되면 제1 에어 챔버(226)와 제2 에어 챔버(228) 중 어느 하나 또는 전부가 폐쇄되면서 러버부재(220)의 강성이 변화된다. 이에 따라 CTBA 부시(200)의 스프링 특성이 변화되므로 가해진 진동과 다른 주파수로 진동하면서 진동 감쇄가 일어난다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 CTBA 부시(200) 적용시(C) 종래의 CTBA 부시 적용시(D)에 비해 입력되는 진동의 진폭 및 크기가 작아진 것을 볼 수 있다. 차량의 전후 방향 또는 좌우 방향에서 외력이 가해질 때 본 발명의 일 실시 예에 따른 CTBA 부시(200)는 에어 챔버의 형상이 가변되면서 CTBA 부시(200)의 강성을 변화시켜 스프링 특성을 가변시키므로 외력에 의한 진동의 크기를 줄일 수 있다.
또한, CTBA 부시(200) 내부에 순간적으로 감쇠기(B)가 형성되어 에어 댐퍼 역할을 함으로써 외력에 의한 진동의 진폭을 줄여 감쇄 성능이 향상되고, 승차감이 개선되는 효과가 있다.
한편 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변형 실시할 수 있는 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 챔버 가변형 CTBA 부시를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 챔버 가변형 CTBA 부시를 도시한 단면도.
도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 단면도.
도 4는 일반적인 차량 거동시 본 발명에 따른 챔버 가변형 CTBA 부시의 공기의 흐름을 도시한 단면도.
도 5는 차량의 전방으로부터 큰 하중이 가해졌을 때 본 발명에 따른 CTBA 부시의 공기 흐름을 도시한 단면도.
도 6은 차량의 범프 또는 롤 거동시 본 발명의 챔버 가변형 CTBA 부시 내부를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 챔버 가변형 CTBA 부시에 따른 결합 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 챔버 가변형 CTBA 부시의 진동 감쇄 효과를 도시한 그래프.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : CTBA 110 : 트레일링 암
112 : 부시 장착부 120 : 토션빔
200 : CTBA 부시 210 : 하우징
220 : 러버부재 222 : 외벽
222a : 지지 돌기 224 : 내벽
224a : 내부 돌기 224b : 접촉 돌기
226 : 제1 에어 챔버 228 : 제2 에어 챔버

Claims (8)

  1. 트레일링 암(110)의 부시 장착부(112)에 삽입되는 원통형의 하우징(210); 및
    중공을 형성시키는 고무 재질의 원통형 내,외벽(222)(224)으로 구성되어 상기 하우징(210)의 내부에 결합되되, 외기가 연통되도록 상기 외벽(222)과 내벽(224) 사이 일측에 상기 중공의 길이 방향을 따라 관통된 제1 에어 챔버(226)와, 상기 제1 에어 챔버(226)와 대향되는 상기 외벽(222)과 내벽(224) 사이 타측에 상기 중공의 길이 방향을 따라 관통된 제2 에어 챔버(228)가 형성된 러버부재(220);를 포함하며,
    상기 외벽(222)에는 상기 에어 챔버(226)(228)들의 길이방향을 따라 각각 이격되게 돌출된 복수의 지지 돌기(222a)가 구비되며,
    상기 내벽(224)에는 상기 지지 돌기(222a)들의 사이로 돌출된 내부 돌기(224a)와, 상기 내부 돌기(224a)의 양측으로 각각 돌출되되 상기 지지 돌기(222a)와 대향되어 외력이 가해질 때 상기 지지 돌기(222a)와 밀착되어 밀폐된 감쇠기(B)를 형성시키는 복수의 접촉 돌기(224b)가 구비되는 챔버 가변형 CTBA 부시(200).
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    외력이 가해질 때 상기 제1 에어 챔버(226) 및 제2 에어 챔버(228)의 변형이 용이하도록 상기 제1 에어 챔버(226) 및 제2 에어 챔버(228)를 사이에 두고 상기 중공의 양측 내벽에 각각 유선형으로 절개 형성된 절개부(229)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버 가변형 CTBA 부시(200).
  8. 제1항에 있어서, 상기 내부 돌기(224a)는,
    상기 지지 돌기(222a)의 크기보다 크게 돌출 형성되어 외력이 가해질 때 상기 외벽(222)에 밀착되는 것을 특징으로 하는 챔버 가변형 CTBA 부시(200).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001047826A (ja) * 1999-08-09 2001-02-20 Daihatsu Motor Co Ltd 車両用サスペンション
JP2005256989A (ja) * 2004-03-12 2005-09-22 Honda Motor Co Ltd サスペンションブッシュ

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