KR100936986B1 - 현가장치용 롤 억제유닛 - Google Patents

현가장치용 롤 억제유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에서 토션 빔 상에 장착블록과, 상기 장착블록을 통해 장착되는 지지플레이트를 포함하여 구성함으로써, 차량의 범프 또는 리바운드에 따른 상기 토션 빔의 롤 변형을 상기 지지플레이트와의 접촉에 의해 최소화하여 차량의 선회 안정성을 향상시키고, 전체적인 내구성을 증대시키도록 하는 현가장치용 롤 억제유닛을 제공한다.
현가장치, 커플드 토션 빔 액슬, 토션 빔, 롤, 롤 억제유닛

Description

현가장치용 롤 억제유닛{ROLL CONTROL UNIT FOR SUSPENSION SYSTEM }
본 발명은 현가장치용 롤 억제유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 토션드 빔 액슬 타입의 현가장치가 적용되는 차량에서 주행 중 범프 또는 리바운드에 따른 토션 빔의 롤 변형을 최소화시키도록 하는 현가장치용 롤 억제유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 현가장치는 차축과 차체를 연결하는 것으로, 차량의 주행 중, 노면에서 받는 진동이나 충격이 차체에 직접적으로 전달되지 않도록 하여 승차감을 좋게 한다.
이러한 현가장치는 차축의 형식에 따라 크게 일체차축 현가 방식과 독립 현가 방식으로 구분되며, 통상적으로 승차감이나 조종성을 중요시하는 승용차 등에는 독립 현가 방식이 이용되고 있다.
독립 현가장치 중, 커플드 토션 빔 액슬(CTBA ; Coupled Torsion Beam Axle 이하, ‘CTBA’라 함.) 타입의 후륜 현가장치는 단순한 부품으로 인하여 설계 성능 영역이 높지 않음에도 불구하고, 낮은 생산 단가와 작은 중량에 비해 상대적으로 높은 주행 안정성으로 주로 경차 및 준 중형차의 후륜 현가장치로 적용되어져 왔 다.
이러한 커플드 토션 빔 액슬(CTBA) 타입의 현가장치의 구성은, 도 1에 도시된 바와 같이, 토션 빔(1)이 구비되고, 상기 토션 빔(1)의 양단에는 타이어(3)와 휠(5)을 장착하기 위한 스핀들 브라켓(7)를 일측에 장착한 트레일링 암(9)이 용접된다.
상기 각 트레일링 암(9)의 선단에는 차체(미도시)와 연결하기 위한 부시(11)가 구성되고, 상기 각 트레일링 암(9)의 중앙과 후방 일측에는 스프링(13)을 장착하기 위한 스프링 시트(15)와 쇽 업소버(17)를 연결하기 위한 장착핀(19)이 설치된다.
이러한 구성을 갖는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치는 상기한 바와 같이, 원가 및 중량, 공간 활용성에서 유리하나, 한편으로 선회 안정성 및 내구성 측면에서 한계를 가지고 있다.
즉, 차량의 범프 또는 리바운드 시, 상기 토션 빔에서 롤(Roll)이 발생되고, 이러한 롤은 정의 캠버(Camber)로 타이어 접지력을 저하시키며, 이에 따라 차량 선회 안정성이 매우 저하되는 문제점이 있다.
또한, 상기 토션 빔에 과도한 롤이 발생됨에 따라 현가장치의 내구성이 저하되고, 롤 발생을 억제하기 위해서는 스프링 강성, 댐퍼 특성, 트레일링 암 단면 등의 여러 설계인자를 조정해야만 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에서 토션 빔 상에 장착블록과, 상기 장착블록을 통해 장착되는 지지플레이트를 포함하여 구성함으로써, 차량의 범프 또는 리바운드에 따른 상기 토션 빔의 롤 변형을 상기 지지플레이트와의 접촉에 의해 최소화하여 차량의 선회 안정성을 향상시키고, 전체적인 내구성을 증대시키도록 하는 현가장치용 롤 억제유닛을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 현가장치용 롤 억제유닛은, 토션 빔의 양단에 좌, 우측 트레일링 암이 구비되는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에서 차량의 범프 또는 리바운드 시, 상기 토션 빔에서 발생되는 롤을 최소화하기 위한 현가장치용 롤 억제유닛에 있어서, 상기 토션 빔의 상부 중앙에 고정되는 장착블록; 일단부가 상기 장착블록의 양측에 각각 삽입된 상태로 볼트를 통해 장착되는 한 쌍의 지지플레이트; 및 상기 토션 빔의 롤 변형 시, 상기 각 지지플레이트와 함께 상기 토션 빔의 상부를 지지하도록 상기 각 지지플레이트의 타단부에 장착되는 캡부재를 포함하며,
상기 장착블록은 상기 각 지지플레이트의 일단부가 삽입되도록 상기 토션 빔의 길이방향에 대응하는 양측면에 높이방향을 따라 일정간격으로 다수개의 삽입홈이 형성되고, 상면에는 다수개의 볼트홀이 형성되며, 하면에는 장착홈이 형성되고, 상기 장착홈에는 상기 각 볼트홀에 대응하여 너트가 장착될 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 현가장치용 롤 억제유닛은, 토션 빔의 양단에 좌, 우측 트레일링 암이 구비되는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에서 차량의 범프 또는 리바운드 시, 상기 토션 빔에서 발생되는 롤을 최소화하기 위한 현가장치용 롤 억제유닛에 있어서, 상기 토션 빔의 상부 중앙에 고정되는 장착블록; 상기 장착블록의 양측에 동일한 길이로 돌출되도록 상기 장착블록을 관통하여 삽입된 상태로, 중앙이 볼트를 통해 장착되는 지지플레이트; 및 상기 토션 빔의 롤 변형 시, 상기 지지플레이트와 함께 상기 토션 빔의 상부를 지지하도록 상기 지지플레이트의 양단에 장착되는 캡부재를 포함하며,
상기 장착블록은 상기 지지플레이트가 관통되도록 상기 토션 빔의 길이방향에 대응하여 높이방향을 따라 일정간격으로 다수개의 삽입홀이 형성되고, 상면에는 다수개의 볼트홀이 형성되며, 하면에는 장착홈이 형성되고, 상기 장착홈에는 상기 각 볼트홀에 대응하여 너트가 장착될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 현가장치용 롤 억제유닛에 의하면, 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에서 상기 토션 빔 상에 장착블록과, 상기 장착블록을 통해 장착되는 지지플레이트를 포함하여 구성함으로써, 차량의 범프 또는 리바운드에 따른 상기 토션 빔의 롤 변형을 상기 지지플레이트를 통해 최소화하여 차량의 선회 안정성을 향상시키고, 현가장치의 전체적인 내구성을 증대시키는 효과가 있다.
또한, 상기 장착블록 상에서 요구되는 위치에 맞게 상기 지지플레이트의 위치를 가변하여 장착함으로써, 상기 토션 빔의 롤 변형 최대한계량 조절이 가능해지는 효과도 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 현가장치용 롤 억제유닛이 적용된 현가장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 현가장치용 롤 억제유닛의 분해 사시도이며, 도 4는 도 3의 A-A 선에 따른 단면도이다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따른 현가장치용 롤 억제유닛은 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에서 토션 빔 상에 장착블록과, 상기 장착블록을 통해 장착되는 지지플레이트를 포함하여 구성함으로써, 차량의 범프 또는 리바운드에 따른 상기 토션 빔의 롤 변형을 상기 지지플레이트와의 접촉에 의해 최소화하여 차량의 선회 안정성을 향상시키고, 전체적인 내구성을 증대시키도록 한다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 현가장치용 롤 억제유닛(101)은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 토션 빔(103)의 양단에 좌, 우측 트레일링 암(105)(107)이 구비되는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에 적용되며, 기본적으로 장착블록(110), 한 쌍의 지지플레이트(120), 및 캡부재(130)로 구성된다.
본 실시예에서, 상기 장착블록(110)은 상기 토션 빔(103)에서 롤 변형이 발생되지 않는 위치인 상기 토션 빔(103)의 상부 중앙에 고정된다.
여기서, 상기 장착블록(110)은, 도 3과, 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 각 지지플레이트(120)의 일단부가 삽입되도록 상기 토션 빔(103)의 길이방향에 대응하는 양측면에 높이방향을 따라 일정간격으로 다수개의 삽입홈(111)이 형성된다.
또한, 상기 장착블록(110)의 상면에는 일정간격으로 4개의 볼트홀(113)이 형성되며, 하면에는 장착홈(115)이 형성된다.
이러한 장착홈(115)에는 상기 각 볼트홀(113)에 대응하여 너트(117)가 장착된다.
본 실시예에서, 상기 지지플레이트(120)는 한 쌍으로 구성되며, 일단부가 상기 장착블록(110)의 양측에 형성된 각 삽입홈(111) 중 해당 삽입홈(111)에 각각 삽입된 상태로, 볼트(121)를 통해 상기 장착블록(110) 상에 장착된다.
여기서, 상기 각 지지플레이트(120)는 그 형상이 상기 토션 빔(103)의 상부면과 동일한 형상으로 라운드지게 형성되고, 상기 삽입홈(111)에 삽입되는 일단부에는 상기 볼트홀(113)에 대응하여 관통홀(123)이 형성된다.
이러한 각 지지플레이트(120)의 타단부에는 상기 캡부재(130)가 장착되며, 상기 캡부재(130)는 상기 토션 빔(103)의 롤 변형 시, 상기 각 지지플레이트(120)와 함께 상기 토션 빔(103)의 상부를 지지하게 된다.
여기서, 상기 캡부재(130)는 상기 토션 빔(103)에서 발생되는 롤에 의한 롤 변형 시, 상기 토션 빔(103)과의 접촉에 의한 마찰을 최소화하도록 그 재질이 고무소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 캡부재(130)는 상기 토션 빔(103)의 상부면과 동일한 형상으로 라운드지게 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 캡부재(130)는 상기 토션 빔(103)의 상부와 사이에 일정간격의 갭(D)을 유지하게 되는데, 상기 갭(D)은 상기 각 삽입홈(111) 중 해당 삽입홈(111)에 끼워지는 각 지지플레이트(120)의 위치에 대응하여 그 크기가 달라지게 된다.
즉, 상기 장착블록(110) 상에서 상부에 위치된 삽입홈(111) 상에 상기 각 지지플레이트(120)가 장착될 경우에는, 상기 갭(D)의 크기는 최대가 되며, 반면에, 상기 장착블록(110) 상에서 하부에 위치된 삽입홈(111) 상에 상기 각 지지플레이트(120)가 장착되면, 상기 갭(D)의 크기는 최소가 된다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 현가장치용 롤 억제유닛의 작용을 상세히 설명한다.
차량의 주행에 따른 범프 또는 리바운드에 의해 상기 토션 빔(103)에서 롤 변형이 발생되면, 상기 각 지지플레이트(120) 중 해당 지지플레이트(120)와 캡부재(130)가 롤 변형되는 상기 토션 빔(103)의 상부를 지지하게 되고, 이에 따라, 상기 토션 빔(103)의 롤 변형이 더 이상 진행되지 않게 된다.
즉, 상기 각 지지플레이트(120)와 캡부재(130)는 상기 토션 빔(103)의 롤 변형 시, 변형되는 상기 토션 빔(103)의 상부를 지지함으로써, 상기 토션 빔(103)의 롤 변형을 최소화시키게 된다.
또한, 상기 각 지지플레이트(120)는 상기 장착블록(110) 상에 형성되는 각 삽입홈(11) 중 해당 삽입홈(11)에 선택적으로 장착됨으로써, 상기 삽입홈(111)의 위치에 따라 상기 캡부재(130)와 토션 빔(103) 사이의 갭(D) 크기의 차이가 발생되며, 상기 갭(D)의 크기에 따라 상기 각 지지플레이트(120)와 캡부재(130)가 롤 변형되는 상기 토션 빔(103)의 롤 변형 최대 한계량를 조절 할 수 있게 된다.
따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 현가장치용 롤 억제유닛(101)에 의하면, 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에서 상기 토션 빔(103) 상에 장착블록(110)과, 상기 장착블록(110)을 통해 장착되는 한 쌍의 지지플레이트(120)를 포함하여 구성함으로써, 차량의 범프 또는 리바운드에 따른 상기 토션 빔(103)의 롤 변형을 상기 지지플레이트(120)를 통해 최소화하여 현가장치의 전체적인 내구성 증대 및 선회 안정성을 향상시키게 된다.
또한, 상기 장착블록(110) 상에서 요구되는 위치에 맞게 상기 지지플레이트(120)의 위치를 가변하여 장착함으로써, 상기 토션 빔(103)의 롤 변형 최대한계량 조절이 가능해진다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 현가장치용 롤 억제유닛이 적용된 현가장치의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 현가장치용 롤 억제유닛의 분해 사시도이며, 도 7는 도 5의 B-B 선에 따른 단면도이다.
먼저, 본 발명의 다른 실시예에 따른 현가장치용 롤 억제유닛(201)은, 도 5에서 도시한 바와 같이, 토션 빔(103)의 양단에 좌, 우측 트레일링 암(105)(107)이 구비되는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에 적용된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 현가장치용 롤 억제유닛(201)은 기본적으로 장착블록(210), 지지플레이트(220), 및 캡부재(230)로 구성된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 장착블록(210)은 상기 토션 빔(103)에서 롤 변형이 발생되지 않는 위치인 상기 토션 빔(103)의 상부 중앙에 고정된다.
여기서, 상기 장착블록(210)은, 도 6과 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 지지플레이트(220)가 관통되도록 상기 토션 빔(103)의 길이방향에 대응하여 높이방향을 따라 일정간격으로 다수개의 삽입홀(211)이 형성된다.
또한, 상기 장착블록(210)의 상면 중앙에는 일정간격으로 4개의 볼트홀(213)이 형성되며, 하면에는 장착홈(215)이 형성된다.
이러한 장착홈(215)에는 상기 각 볼트홀(213)에 대응하여 너트(217)가 장착된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 지지플레이트(220)는 상기 장착블록(210)의 양측에 동일한 길이로 돌출되도록 상기 장착블록(210)의 각 삽입홀(211) 중 해당 삽입홀(211)을 관통하여 삽입되고, 볼트(221)를 통해 상기 장착블록(210) 상에 장착된다.
여기서, 상기 지지플레이트(220)는 그 형상이 상기 토션 빔(103)의 상부면과 동일한 형상으로 라운드지게 형성되고, 상기 볼트(221)가 삽입되도록 중앙에는 4개의 관통홀(223)이 일정간격으로 형성된다.
이러한 지지플레이트(220)의 양단에는 캡부재(230)가 장착되며, 상기 캡부 재(230)는 상기 토션 빔(103)의 롤 변형 시, 상기 지지플레이트(220)와 함께 상기 토션 빔(103)의 상부를 지지하게 된다.
여기서, 상기 캡부재(230)는 상기 토션 빔(103)에서 발생되는 롤에 의한 롤 변형 시, 상기 토션 빔(103)과의 접촉에 의한 마찰을 최소화하도록 그 재질이 고무소재로 이루어지며, 상기 토션 빔(103)의 상부면과 동일한 형상으로 라운드지게 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 캡부재(230)는 상기 토션 빔(103)의 상부와 사이에 일정간격의 갭(D1)을 유지하게 되는데, 상기 갭(D1)은 상기 각 삽입홀(211) 중 해당 삽입홀(211)에 끼워지는 상기 지지플레이트(220)의 위치에 대응하여 그 크기가 달라지게 된다.
즉, 상기 장착블록(210) 상에서 상부에 위치된 삽입홀(211) 상에 상기 지지플레이트(220)가 관통되어 장착될 경우에는, 상기 갭(D1)의 크기는 최대가 되며, 반면에, 상기 장착블록(210) 상에서 하부에 위치된 삽입홀(211) 상에 상기 지지플레이트(220)가 관통되어 장착될 경우에는 상기 갭(D1)의 크기는 최소가 된다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 현가장치용 롤 억제유닛의 작용을 상세히 설명한다.
차량의 주행에 따른 범프 또는 리바운드에 의해 상기 토션 빔(103)에서 롤 변형이 발생되면, 상기 장착블록(210)의 양측으로 돌출된 상기 지지플레이트(220) 양측 단부 중, 해당 단부와 캡부재(230)가 롤 변형되는 상기 토션 빔(103)의 상부를 지지하게 되고, 이에 따라, 상기 토션 빔(103)의 롤 변형이 더 이상 진행되지 않게 된다.
즉, 상기 지지플레이트(220)와 캡부재(230)는 상기 토션 빔(103)의 롤 변형 시, 변형되는 상기 토션 빔(103)의 상부를 지지함으로써, 상기 토션 빔(103)의 롤 변형을 최소화시키게 된다.
또한, 상기 지지플레이트(220)는 상기 장착블록(210) 상에 형성되는 각 삽입홀(211) 중 해당 삽입홀(211)에 선택적으로 관통된 상태로 장착됨으로써, 상기 삽입홀(211)의 위치에 따라 상기 캡부재(230)와 토션 빔(103) 사이의 갭(D1) 크기의 차이가 발생되며, 상기 갭(D1)의 크기에 따라 상기 지지플레이트(220)와 캡부재(230)가 롤 변형되는 상기 토션 빔(103)의 롤 변형 최대 한계량을 조절 할 수 있게 된다.
따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 현가장치용 롤 억제유닛(201)에 의하면, 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에서 상기 토션 빔(103) 상에 장착블록(210)과, 상기 장착블록(210)을 통해 장착되는 지지플레이트(220)를 포함하여 구성함으로써, 차량의 범프 또는 리바운드에 따른 상기 토션 빔(103)의 롤 변형을 상기 지지플레이트(220)를 통해 최소화하여 현가장치의 전체적인 내구성 증대 및 선회 안정성을 향상시키게 된다.
또한, 상기 장착블록(210) 상에서 요구되는 위치에 맞게 상기 지지플레이트(220)의 위치를 가변하여 장착함으로써, 상기 토션 빔(103)의 롤 변형 최대한계의 조절이 가능해진다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
도 1은 일반적인 커플드 토션 빔 액슬 타입의 후륜 현가장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 현가장치용 롤 억제유닛이 적용된 현가장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 현가장치용 롤 억제유닛의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 현가장치용 롤 억제유닛이 적용된 현가장치의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 현가장치용 롤 억제유닛의 분해 사시도이다.
도 7은 도 5의 B-B 선에 따른 단면도이다.

Claims (4)

  1. 토션 빔의 양단에 좌, 우측 트레일링 암이 구비되는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에서 차량의 범프 또는 리바운드 시, 상기 토션 빔에서 발생되는 롤을 최소화하기 위한 현가장치용 롤 억제유닛에 있어서,
    상기 토션 빔의 상부 중앙에 고정되는 장착블록;
    일단부가 상기 장착블록의 양측에 각각 삽입된 상태로 볼트를 통해 장착되는 한 쌍의 지지플레이트; 및
    상기 토션 빔의 롤 변형 시, 상기 각 지지플레이트와 함께 상기 토션 빔의 상부를 지지하도록 상기 각 지지플레이트의 타단부에 장착되는 캡부재를 포함하며,
    상기 장착블록은 상기 각 지지플레이트의 일단부가 삽입되도록 상기 토션 빔의 길이방향에 대응하는 양측면에 높이방향을 따라 일정간격으로 다수개의 삽입홈이 형성되고, 상면에는 다수개의 볼트홀이 형성되며, 하면에는 장착홈이 형성되고, 상기 장착홈에는 상기 각 볼트홀에 대응하여 너트가 장착되는 것을 특징으로 하는 현가장치용 롤 억제유닛.
  2. 삭제
  3. 토션 빔의 양단에 좌, 우측 트레일링 암이 구비되는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에서 차량의 범프 또는 리바운드 시, 상기 토션 빔에서 발생되는 롤을 최소화하기 위한 현가장치용 롤 억제유닛에 있어서,
    상기 토션 빔의 상부 중앙에 고정되는 장착블록;
    상기 장착블록의 양측에 동일한 길이로 돌출되도록 상기 장착블록을 관통하여 삽입된 상태로, 중앙이 볼트를 통해 장착되는 지지플레이트; 및
    상기 토션 빔의 롤 변형 시, 상기 지지플레이트와 함께 상기 토션 빔의 상부를 지지하도록 상기 지지플레이트의 양단에 장착되는 캡부재를 포함하며,
    상기 장착블록은 상기 지지플레이트가 관통되도록 상기 토션 빔의 길이방향에 대응하여 높이방향을 따라 일정간격으로 다수개의 삽입홀이 형성되고, 상면에는 다수개의 볼트홀이 형성되며, 하면에는 장착홈이 형성되고, 상기 장착홈에는 상기 각 볼트홀에 대응하여 너트가 장착되는 것을 특징으로 하는 현가장치용 롤 억제유닛.
  4. 삭제
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