KR100986072B1 - 차량용 커플드 토션 빔 액슬 - Google Patents

Abstract

쇽 업소버 마운터와 스프링 시트의 위치를 트레일링 암의 내측에서 외측으로 이동하여 구성함으로써 트레일링 암에 걸리는 비틀림 토션을 최소화하여 토션 빔과 트레일링 암의 용접부 내구성을 향상시키며, 스프링 시트와 스핀들 브라켓을 일체로 제작하여 휠과 트레일링 암 사이의 갭을 확보하며, 쇽 업소버 마운터의 위치를 외측으로 이동함에 따른 트렁크 룸의 공간을 확보할 수 있는 등, 레이아웃 측면에서 설계 자유도를 향상시키는 차량용 커플드 토션 빔 액슬을 제공한다.

커플드 토션 빔 액슬, 트레일링 암, CTBA, 스프링 시트

Description

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

본 발명은 차량용 커플드 토션 빔 액슬에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 쇽 업소버 마운터와 스프링 시트의 위치를 트레일링 암의 내측에서 외측으로 이동하여 구성함으로써 트레일링 암에 걸리는 비틀림 토션을 최소화하여 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 차량용 커플드 토션 빔 액슬에 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 후륜 현가장치로 적용되어져 왔다.

이러한 커플드 토션 빔 액슬(CTBA) 타입의 현가장치의 구성은, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 차체 횡방향으로 토션 빔(101)이 배치되고, 상기 토션 빔(101)의 양단에는 타이어(T)와 휠을 장착하기 위한 스핀들 브라켓(103)를 일측에 장착한 트레일링 암(105)이 용접된다.

상기 각 트레일링 암(105)의 선단에는 차체와 연결하기 위한 마운팅 부 시(107)가 구성되고, 상기 트레일링 암(105)의 후방과 중앙 내측에는 스프링(113)을 장착하기 위한 스프링 시트(109)와 쇽 업소버(115)를 연결하기 위한 쇽 업소버 마운터(111)가 설치된다.

이러한 커플드 토션 빔 액슬은 후륜 현가장치의 뼈대가 됨과 동시에, 쇽 업소버(115), 타이어(T), 스프링(113), 및 차체에서 들어오는 하중을 복잡하게 받게 되며, 하중을 복잡하게 받으면서도 충분한 내구 성능을 만족하여야 한다.

즉, 상기한 토션 빔(101)은 트레일링 암(105)에 비하여 큰 변형량을 가지며, 2개의 트레일링 암(105) 사이에 발생하는 토션(차체 롤링 시)과 벤딩(범프 리바운드시)을 견디는 역할을 한다.

반면, 상기한 트레일링 암(105)은 토션 빔(101)에 비하여 변형이 거의 없으며, 차체, 토션 빔(101), 스프링(113), 범프 스토퍼(117), 쇽 업소버(115)에서 들어오는 힘을 지지하는 역할을 한다.

따라서 상기한 커플드 토션 빔 액슬(CTBA)을 설계할 경우, 토션 빔(101)에 가해지는 외력을 저감하여 변형을 최소화시키는 노력이 필요하다.

그러나 종래의 커플드 토션 빔 액슬은, 도 3에서 도시한 바와 같이, 트레일링 암(105)의 일측을 회전중심(SP)으로 잡고, 트레일링 암(105)이 구속되어 있다고 가정하면, 상기 트레일링 암(105)은 휠의 가진에 의하여 상방향의 힘(F1)을 받으며, 상기 스프링(113)과 쇽 업소버(115)에 의하여 하방향의 힘(F2,F3)을 받게 된다.

즉, 상기한 3가지의 힘(F1,F2,F3)은 모두 트레일링 암(105)에 회전방향(T방 향)의 모멘트(M)를 가하게 되므로 트레일링 암(105)은 회전방향으로 가혹한 토션을 받게 되고, 이는 토션 빔(101)에 가혹한 벤딩력으로 작용하여 토션 빔(101)과 각 트레일링 암(105)의 용접부(W) 상단은 압축력을 받게 되며, 상기 용접부(W)의 하단은 인장력을 받게 되어 용접부(W) 하단이 내구에 취약한 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 쇽 업소버 마운터와 스프링 시트의 위치를 트레일링 암의 내측에서 외측으로 이동하여 구성함으로써 트레일링 암에 걸리는 비틀림 토션을 최소화하여 토션 빔과 트레일링 암의 용접부 내구성을 향상시키는 차량용 커플드 토션 빔 액슬을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 스프링 시트와 스핀들 브라켓을 일체로 제작하여 구조를 단순화하고, 이에 따른 휠과 트레일링 암 사이의 갭을 확보하며, 쇽 업소버 마운터의 위치를 외측으로 이동함에 따른 트렁크 룸의 공간을 확보할 수 있는 등, 레이아웃 측면에서 설계 자유도를 향상시키는 차량용 커플드 토션 빔 액슬을 제공하는 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 실현하기 의한 본 발명의 차량용 커플드 토션 빔 액슬은 토션 빔의 양단에 좌우측의 트레일링 암을 상호 고정 연결하며, 상기 좌우측 트레일링 암에는 그 선단에 차체와의 장착을 위한 부시를 구성하고, 상기 트레일링 암에는 스프링을 장착하기 위한 스프링 시트와 쇽 업소버 마운터 및 휠 캐리어를 장착하기 위한 스핀들 브라켓을 구성하는 차량의 커플드 토션 빔 액슬에 있어서,

상기 스프링 시트는 그 외측면에 상기 스핀들 브라켓을 일체로 형성하여 구 성하고, 그 내측단을 통하여 상기 트레일링 암의 후방 외측에 용접 고정되고, 상기 쇽 업소버 마운터는 상기 트레일링 암의 중앙 외측에 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 각 트레일링 암은 상기 토션 빔과의 용접부를 경계로 그 후단부가 내향 절곡 형성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 차량용 커플드 토션 빔 액슬에 의하면, 쇽 업소버 마운터와 스프링 시트의 위치를 트레일링 암의 내측에서 외측으로 이동하여 구성함으로써 휠의 가진에 의한 상방향의 힘(F1)과 스프링과 쇽 업소버에 의한 하방향의 힘(F2,F3)을 상쇄시켜 트레일링 암에 걸리는 비틀림 토션을 최소화하여 토션 빔과 트레일링 암의 용접부 내구성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 차량용 커플드 토션 빔 액슬은 스프링 시트와 스핀들 브라켓을 일체로 제작하여 구조를 단순하게 하는 이점이 있으며, 이에 따른 휠과 트레일링 암 사이의 갭을 확보하고, 쇽 업소버 마운터의 위치를 외측으로 이동함에 따른 트렁크 룸의 공간을 확보하여 레이아웃 측면에서 설계 자유도를 향상시키는 효과가 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬의 평면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬의 일측 확대 평면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 커플드 토션 빔 액슬은, 도 1과 도 2에서 도시한 바와 같이, 차폭방향으로 토션 빔(1)이 구비되며, 상기 토션 빔(1)의 양단에는 트레일링 암(3)이 각각 용접부(W)를 형성하여 고정 연결된다.

그리고 스프링 시트(5)는 트레일링 암(3)의 외측 후방에 용접되고, 스핀들 브라켓(7)은 상기 스프링 시트(5)의 외측면에 일체로 용접 고정된다.

또한, 상기 트레일링 암(3)의 선단에는 차체와의 장착을 위한 부시(9)가 용접 설치되고, 트레일링 암(3)의 외측 중앙에는, 도 5에서와 같이, 쇽 업소버(11)를 장착하기 위한 쇽 업소버 마운터(13)가 용접 설치된다.

여기서, 상기 각 트레일링 암(3)은 상기 토션 빔(1)과의 용접부(W)를 경계로 그 후단부가 내향 절곡 형성된다.

즉, 상기 트레일링 암(3)의 후단부가 내향 절곡 형성됨으로 인하여 상기 스프링 시트(5)가 휠 사이에 배치될 공간을 확보하게 되며, 더욱이 상기 스프링 시트(5)의 외측면에 구성되는 스핀들 브라켓(7)도 함께 배치될 수 있게 된다.

이러한 구성을 갖는 커플드 토션 빔 액슬에는, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 스프링(미도시)이 트레일링 암(3)의 외측 후방에서 스프링 시트(5)를 통하여 차체와의 사이에 설치되며, 상기 쇽 업소버(11)가 트레일링 암(3)의 외측 중앙에서 쇽 업소버 마운터(13)에 의해 차체와의 사이에 설치된다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 차량용 커플드 토션 빔 액슬은 쇽 업소버 마운터(13)와 스프링 시트(5)의 위치를 트레일링 암(3)의 외측에 배치하여 구 성함으로써 휠의 가진에 의한 상방향의 힘(F1; 도 3 참조)과 스프링(미도시)과 쇽 업소버(11)에 의한 하방향의 힘(F2,F3; 도 3참조)이 모두 트레일링 암(3)의 외측방에서 상호 대응하여 상쇄되며, 이에 따라 트레일링 암(3)에 걸리는 비틀림 토션을 최소화하게 된다.

또한, 상기 본 발명의 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬은 스프링 시트(5)와 스핀들 브라켓(7)이 일체로 제작되어 단순한 구조를 가지며, 이에 따른 휠과 트레일링 암(3) 사이의 갭을 확보할 수 있으며, 쇽 업소버(11)도 트레일링 암(3)의 외측방에 배치되도록 함으로써 트렁크 룸(미도시)의 공간을 확보할 수 있게 된다.

이상에서는 현재로서 실질적이라 고려되는 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것으로 이해되어서는 안된다. 오히려, 전술한 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

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

도 2는 종래 기술에 따른 커플드 토션 빔 액슬의 평면도이다.

도 3은 종래 기술에 따른 커플드 토션 빔 액슬에 작용하는 외력 작용도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬의 평면도이다.

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

Claims (2)

1. 토션 빔의 양단에 좌우측의 트레일링 암을 상호 고정 연결하며, 상기 좌우측 트레일링 암에는 그 선단에 차체와의 장착을 위한 부시를 구성하고, 상기 트레일링 암에는 스프링을 장착하기 위한 스프링 시트와 쇽 업소버 마운터 및 휠 캐리어를 장착하기 위한 스핀들 브라켓을 구성하는 차량의 커플드 토션 빔 액슬에 있어서,

   상기 각 트레일링 암은 상기 토션 빔과의 용접부를 경계로 그 후단부가 내향 절곡 형성되며,

   상기 스프링 시트는 그 외측면에 상기 스핀들 브라켓을 일체로 형성하여 구성하고, 그 내측단을 통하여 상기 트레일링 암의 후방 외측에 용접 고정되고,

   상기 쇽 업소버 마운터는 상기 트레일링 암의 중앙 외측에 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 커플드 토션 빔 액슬.
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