KR100911402B1 - 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치 - Google Patents

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이재윤
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치는, 토션 빔의 양단에 트레일링 암이 연결되고, 상기 트레일링 암의 단부에 휠과 타이어를 장착하기 위한 스핀들 플레이트가 구성되는 것으로서, 상기 트레일링 암의 단부에는 상기 스핀들 플레이트에 대응하여 전후 및 상하 측에 돌기가 각각 형성되어 있고, 상기 전후 방향측 돌기들 및 상하 방향측 돌기들은 각각 서로 다른 길이로서 돌출되게 형성되며, 상기 스핀들 플레이트는 상기 각 돌기가 끼워질 수 있는 결합홈들이 형성되어 있고, 상기 결합홈들은 서로 동일한 깊이를 지니며 형성되는 것을 특징으로 한다.
커플드 토션 빔 액슬, CTBA, 트레일링 암, 스핀들 플레이트, 토우, 캠버

Description

커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치 {SUSPENSION OF COUPLED TORSION BEAM AXLE TYPE}
본 발명의 예시적인 실시예는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스핀들 플레이트의 정밀 기계 가공 없이 초기 토우값과 캠버값을 부여할 수 있도록 하는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에 관한 것이다.
일반적으로, 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 안정성을 갖추어 주로 경차 및 준 중형차의 리어 현가장치로 적용되어져 왔다.
이러한 커플드 토션 빔 액슬(CTBA) 타입의 현가장치는, 도 5에 도시된 바와 같이 차체의 횡방향으로 토션 빔(1)이 배치되고, 토션 빔(1)의 양단에는 휠과 타이어를 장착하기 위한 스핀들 플레이트(3)를 장착한 트레일링 암(5)이 용접된다.
상기 각 트레일링 암(5)의 선단에는 차체와 연결하기 위한 마운팅 부시(7)가 구성되고, 중앙과 후방 일측에는 스프링(13)을 장착하기 위한 스프링 시트(9)와 쇽 업소버(15)를 연결하기 위한 쇽 업소버 핀(11)이 설치된다.
이러한 종래 기술에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치는 그 중앙에 위치한 토션 빔(1)의 토션 변형 특성으로 인하여 휠(Wheel)의 변형이 이루어지는 특징이 있으며, 토션 빔(1)의 변형, 트레일링 암(5)의 위치 및 마운팅 부시(7)의 특성에 의해서 범프(Bump)시에 토우인(Toe-In)으로 유도가 가능한 특징이 있다.
한편, 상기에서와 같은 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치는 휠 거동에 의한 토우 및 캠버의 조절이 불가능하므로, 제작 단계에서 기계 가공을 통해 초기 토우값 및 캠버값을 부여하게 된다.
즉, 종래 기술에서는 도 6에서와 같이 휠과 타이어(미도시)를 장착하기 위해 트레일링 암(5)의 단부에 용접된 스핀들 플레이트(3)의 면 가공을 통하여 도면에 화살표로 표시한 바와 같은 초기 토우값 및 캠버값을 부여하게 된다.
그런데, 종래 기술에서는 스핀들 플레이트(3)의 면 가공을 통해 초기 토우값 및 캠버값을 부여함으로 스핀들 플레이트(3)를 면 가공하는데 따른 가공비와 재료비의 상승을 초래하게 된다는 문제점을 내포하고 있다.
왜냐하면, 스핀들 플레이트(3)의 정밀한 기계 가공이 필요하기 때문에 가공비가 상승하게 되고, 면 가공을 위해 설계 사양 보다 더 두꺼운 스핀들 플레이트를 필요로 하기 때문에 재료비가 상승하게 되는 것이다.
또한, 종래 기술에서는 스핀들 플레이트(3)를 정밀 가공함으로 작업 시간이 많이 소요되며, 가공 정밀도가 떨어지는 경우 차량의 설계 사양과 정확하게 일치하는 초기 토우값 및 캠버값을 부여하지 못하게 된다는 문제점도 내포하고 있다.
본 발명의 예시적인 실시예는 상기에서와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 스핀들 플레이트의 정밀 기계 가공 없이 트레일링 암과 스핀들 플레이트의 결합 구조를 개선함으로써 초기 토우값 및 캠버값을 용이하게 부여할 수 있도록 하는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치는, 토션 빔의 양단에 트레일링 암이 연결되고, 상기 트레일링 암의 단부에 휠과 타이어를 장착하기 위한 스핀들 플레이트가 구성되는 것으로서, 상기 트레일링 암의 단부에는 상기 스핀들 플레이트에 대응하여 전후 및 상하 측에 돌기가 각각 형성되어 있고, 상기 전후 방향측 돌기들 및 상하 방향측 돌기들은 각각 서로 다른 길이로서 돌출되게 형성되며, 상기 스핀들 플레이트는 상기 각 돌기가 끼워질 수 있는 결합홈들이 형성되어 있고, 상기 결합홈들은 서로 동일한 깊이를 지니며 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에 있어서, 상기 스핀들 플레이트는 상기 돌기들이 결합홈들에 끼워진 상태로 상기 트레일링 암의 단부에 용접될 수 있다.
상기 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에 있어서, 상기 각 돌기들은 이들의 끝단부에 내측 방향으로 경사진 경사면이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에 있어서, 상기 트레일링 암의 단부에는 상기 스핀들 플레이트에 대응하여 전후 및 상하 측에 돌기가 각각 형성되어 있고, 상기 전후 방향측 돌기들 및 상하 방향측 돌기들은 서로 동일한 길이로서 돌출되게 형성되며, 상기 스핀들 플레이트는 상기 각 돌기가 끼워질 수 있는 결합홈들이 형성되어 있고, 상기 결합홈들은 서로 동일한 깊이를 지니며 형성될 수도 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에 의하면, 스핀들 플레이트의 면 가공을 통해 초기 토우값 및 캠버값을 부여하는 종래 기술과 달리 스핀들 플레이트의 정밀 기계 가공을 배제하고, 트레일링 암과 스핀들 플레이트의 연결 구조를 개선함으로써 차량의 설계 사양과 정확히 일치하는 초기 토우값 및 캠버값을 용이하게 부여할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 스핀들 플레이트의 면 가공을 배제함으로 스핀들 플레이트의 면 가공에 따른 가공비 및 재료비를 절감할 수 있으며, 정밀 가공에 따른 작업 시간을 절약할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 예시적인 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 예시적인 실시예에 반드시 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에 적용되는 트레일링 암 및 스핀들 플레이트 부위의 분해 사시도이다.
단, 본 실시예의 구성을 설명함에 있어, 종래 기술의 구성과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 적용하여 설명한다.
도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치(100)는 기본적으로, 토션 빔(미도시)의 양단에 트레일링 암(10)이 용접되고, 그 트레일링 암(10)의 단부에는 휠과 타이어(미도시)를 장착하기 위한 스핀들 플레이트(30)가 구성된다.
여기서, 상기 스핀들 플레이트(30)에는 휠과 타이어가 장착되는 통상적인 구조의 휠 베어링 어셈블리, 브레이크 어셈블리 등이 연결되게 설치된다.
이러한 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치(100)에 있어, 나머지 구성 요소들은 종래 기술에서 언급한 바 있으므로, 본 명세서에서 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예에서는 스핀들 플레이트(30)의 면 가공을 통해 토우 및 캠버값을 부여하는 종래 기술과 달리, 스핀들 플레이트(30)의 면 가공을 배제하고, 트레일링 암(10)과 스핀들 플레이트(30)의 연결 구조를 개선함으로써 초기 토우값 및 캠버값을 용이하게 부여할 수 있는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치(100)를 제공한다.
이를 위해 본 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치(100)에 있어, 상기 트레일링 암(10)의 단부에는 스핀들 플레이트(30)에 대응하여 전후 및 상하 측에 돌기(51~54)가 각각 형성되어 있다.
즉, 도면에서의 좌우 방향을 기준으로 트레일링 암(10)를 위에서 보았을 때, 그 트레일링 암(10) 단부의 전,후방 측에 제1 및 제2 돌기(51, 52)가 서로 마주하며 각각 형성된다(도 2a 참조).
그리고 도면에서의 좌우 방향을 기준으로 트레일링 암(10)을 정면에서 보았을 때, 그 트레일링 암(10) 단부의 상,하 측에 제3 및 제4 돌기(53, 54)가 서로 마주하며 각각 형성된다(도 2b 참조).
이 경우 본 실시예에서는 도 2a에서와 같이 상기 제1 및 제2 돌기(51, 52)가 서로 다른 길이로서 돌출되게 형성되는 바, 바람직하게는 도면에서 실선과 점선으로 표시한 바와 같이 전방 측의 제1 돌기(51)가 후방 측의 제2 돌기(52) 보다 상대적으로 길게 형성된다.
그리고 본 실시예에서는 도 2b에서와 같이 상기 제3 및 제4 돌기(53, 54)가 서로 다른 길이로서 돌출되게 형성되는 바, 바람직하게는 도면에서 실선과 점선으로 표시한 바와 같이 상측의 제3 돌기(53)가 하측의 제4 돌기(54) 보다 상대적으로 짧은 길이로서 형성된다.
여기서, 상기한 돌기들(51~54)은 이들의 끝단부에 내측 방향으로 경사진 경사면(51a, 52a, 53a, 54a)을 형성하고 있다.
상기에서와 같은 돌기들(51, 52, 53, 54)은 트레일링 암(10)의 단부에 일체로 돌출되게 형성될 수 있으며, 용접을 통해 그 단부에 별도로 고정되게 설치될 수도 있다.
한편, 본 실시예에서 상기 스핀들 플레이트(30)는 트레일링 암(10)의 단부에 용접되는 것으로, 각각의 돌기(51~54)가 끼워질 수 있는 결합홈들(31~34)이 형성된다.
이러한 스핀들 플레이트(30)는 트레일링 암(10)의 돌기(51~54)들이 결합홈들(31~34)에 끼워진 상태로 트레일링 암(10)에 용접된다.
이 경우 상기 결합홈들(31~34)은 서로 동일한 깊이를 지니며 형성되는 것이 바람직하다.
따라서 상기와 같이 구성되는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치(100)에 의하면, 트레일링 암(10)의 돌기(51~54)들이 스핀들 플레이트(30)의 결합홈들(31~34)에 끼워진 상태로, 스핀들 플레이트(30)는 트레일링 암(10)의 단부에 용접된다.
이 경우, 도 3a에서와 같이 트레일링 암(10)의 전방측 제1 돌기(51)가 후방측 제2 돌기(52) 보다 상대적으로 길게 형성되고, 이들 돌기(51, 52)가 동일한 깊이를 지닌 스핀들 플레이트(30)의 결합홈(31, 32)에 끼워진 상태로 그 스핀들 플레이트(30)가 트레일링 암(10)의 단부에 용접되므로, 본 실시예에서는 도면에서 화살표로 표시한 바와 같은 토우인(toe in)의 토우값을 부여할 수 있게 되는 것이다.
또한, 도 3b에서와 같이 트레일링 암(10)의 상측 제3 돌기(53)가 하측 제4 돌기(54) 보다 상대적으로 짧은 길이로서 형성되고, 이들 돌기(53, 54)가 동일한 깊이를 지닌 스핀들 플레이트(30)의 결합홈(33, 34)에 끼워진 상태로 그 스핀들 플레이트(30)가 트레일링 암(10)의 단부에 용접되므로, 본 실시예에서는 도면에서 화 살표로 표시한 바와 같은 음(-)의 캠버값을 부여할 수 있게 되는 것이다.
여기서, 본 실시예에서는 상기 돌기들(51~54)의 끝단부에 내측 방향으로 경사진 경사면(51a, 52a, 53a, 54a)을 형성하고 있기 때문에, 결합홈들(31~34)에 대한 돌기들(51~54)의 결합시 언급한 바 있는 토우값 및 캠버값을 더욱 용이하게 부여할 수 있게 된다.
이로써 본 실시예에서는 스핀들 플레이트(30)의 면 가공을 통해 초기 토우값 및 캠버값을 부여하는 종래 기술과 달리, 스핀들 플레이트(30)의 면 가공을 배제하고, 트레일링 암(10)과 스핀들 플레이트(30)의 연결 구조를 개선함으로써 차량의 설계 사양과 정확히 일치하는 초기 토우값 및 캠버값을 용이하게 부여할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 스핀들 플레이트(30)의 면 가공을 배제함으로, 스핀들 플레이트(30)의 면 가공에 따른 가공비 및 재료비를 절감할 수 있으며, 정밀 가공에 따른 작업 시간을 절약할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에 적용되는 트레일링 암과 스핀들 플레이트의 결합 구조를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치(200)는 전기 실시예의 구조를 기본으로 하면서, 트레일링 암(110) 단부 측의 전,후방측 돌기들(151, 152) 및 상하 방향측 돌기들(153, 154)이 서로 동일한 길이로서 돌출되게 형성된다.
즉, 본 실시예에서는 도 4a에서와 같이 트레일링 암(110) 단부의 전,후방 측 에 제1 및 제2 돌기(151, 152)가 서로 동일한 길이를 지니며 돌출되게 형성된다.
그리고 본 실시예에서는 도 4b에서와 같이 트레일링 암(110) 단부의 상,하 측에 제3 및 제4 돌기(153, 154)가 서로 동일한 길이를 지니며 돌출되게 형성된다.
이에 대응하여 본 실시예에 의한 스핀들 플레이트(130)는 언급한 바 있는 각각의 돌기(151~154)가 끼워질 수 있는 결합홈들(131~134)이 형성되는 바, 도 4a에서와 같이 제1 및 제2 돌기(151, 152)에 대응하는 제1 및 제2 결합홈(131, 132)이 서로 다른 깊이를 지니며 형성된다.
바람직하게는, 전방 측의 제1 돌기(151)에 대응하는 제1 결합홈(131)의 깊이가 후방측의 제2 돌기(152)에 대응하는 제2 결합홈(132)의 깊이 보다 상대적으로 작게 형성된다.
그리고 상기 스핀들 플레이트(130)는 도 4b에서와 같이 제3 및 제4 돌기(153, 154)에 대응하는 제3 및 제4 결합홈(133, 134)이 서로 다른 깊이를 지니며 형성된다.
바람직하게는, 상측의 제3 돌기(153)에 대응하는 제3 결합홈(133)의 깊이가 하측의 제4 돌기(154)에 대응하는 제4 결합홈(134)의 깊이 보다 상대적으로 크게 형성된다.
따라서 본 실시예에서는 도 4a에서와 같이 트레일링 암(110)의 전,후방측 제1 및 제2 돌기(151, 152)가 서로 동일한 길이로서 형성되고, 제1 돌기(151)에 대응하는 스핀들 플레이트(130)의 제1 결합홈(131) 깊이가 후방측의 제2 돌기(152)에 대응하는 제2 결합홈(132)의 깊이 보다 작게 형성되므로, 제1 및 제2 돌기(151, 152)가 스핀들 플레이트(130)의 제1 및 제2 결합홈(131, 132)에 끼워진 상태로 그 스핀들 플레이트(130)가 트레일링 암(110)의 단부에 용접됨에 따라, 도면에서 화살표로 표시한 바와 같은 토우인(toe in)의 토우값을 부여할 수 있게 되는 것이다.
또한, 본 실시예에서는 도 4b에서와 같이 트레일링 암(110)의 상,하측 제3 및 제4 돌기(153, 154)가 서로 동일한 길이로서 형성되고, 제3 돌기(153)에 대응하는 스핀들 플레이트(130)의 제3 결합홈(133) 깊이가 하측의 제4 돌기(154)에 대응하는 제4 결합홈(134)의 깊이 보다 크게 형성되므로, 제3 및 제4 돌기(153, 154)가 스핀들 플레이트(130)의 제3 및 제4 결합홈(133, 134)에 끼워진 상태로 그 스핀들 플레이트(130)가 트레일링 암(110)의 단부에 용접됨에 따라, 도면에서 화살표로 표시한 바와 같은 음(-)의 캠버값을 부여할 수 있게 되는 것이다.
이와 같은 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치(200)의 나머지 구성 및 작용 효과는 전기 실시예에서와 같으므로 이하에서 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에 적용되는 트레일링 암 및 스핀들 플레이트 부위의 분해 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 트레일링 암을 도시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에 적용되는 트레일링 암과 스핀들 플레이트의 결합 구조를 도시한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에 적용되는 트레일링 암과 스핀들 플레이트의 결합 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 종래 기술에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치를 도시한 사시도이다.
도 6은 종래 기술에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에 적용되는 트레일링 암과 스핀들 플레이트 부위를 도시한 도면이다.

Claims (6)

  1. 토션 빔의 양단에 트레일링 암이 연결되고, 상기 트레일링 암의 단부에 휠과 타이어를 장착하기 위한 스핀들 플레이트가 구성되는 커플트 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에 있어서,
    상기 트레일링 암의 단부에는 상기 스핀들 플레이트에 대응하여 전후 및 상하 측에 돌기가 각각 형성되어 있고, 상기 전후 방향측 돌기들 및 상하 방향측 돌기들은 각각 서로 다른 길이로서 돌출되게 형성되며,
    상기 스핀들 플레이트는 상기 각 돌기가 끼워질 수 있는 결합홈들이 형성되어 있고, 상기 결합홈들은 서로 동일한 깊이를 지니며 형성되고,
    상기 각 돌기들은 이들의 끝단부에 내측 방향으로 경사진 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 스핀들 플레이트는,
    상기 돌기들이 결합홈들에 끼워진 상태로 상기 트레일링 암의 단부에 용접되는 것을 특징으로 하는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치.
  3. 삭제
  4. 토션 빔의 양단에 트레일링 암이 연결되고, 상기 트레일링 암의 단부에 휠과 타이어를 장착하기 위한 스핀들 플레이트가 구성되는 커플트 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에 있어서,
    상기 트레일링 암의 단부에는 상기 스핀들 플레이트에 대응하여 전후 및 상하 측에 돌기가 각각 형성되어 있고, 상기 전후 방향측 돌기들 및 상하 방향측 돌기들은 서로 동일한 길이로서 돌출되게 형성되며,
    상기 스핀들 플레이트는 상기 각 돌기가 끼워질 수 있는 결합홈들이 형성되어 있고, 상기 결합홈들은 서로 다른 깊이를 지니며 형성되고,
    상기 각 돌기들은 이들의 끝단부에 내측 방향으로 경사진 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 스핀들 플레이트는,
    상기 돌기들이 결합홈들에 끼워진 상태로 상기 트레일링 암의 단부에 용접되는 것을 특징으로 하는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치.
  6. 삭제
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