KR101013981B1

KR101013981B1 - 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치

Info

Publication number: KR101013981B1
Application number: KR1020080120112A
Authority: KR
Inventors: 이후광
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-11-28
Filing date: 2008-11-28
Publication date: 2011-02-14
Also published as: US20100133774A1; KR20100061207A; US7854439B2

Abstract

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치는, ⅰ)차체의 폭 방향으로 배치되는 토션 빔과, ⅱ)상기 토션 빔의 양단부에 상기 차체의 전후 방향으로 각각 장착되는 좌우측 트레일링 암과, ⅲ)상기 각 트레일링 암의 일측 단부에 체결되고, 차륜을 장착하기 위한 스핀들이 일체로서 형성되는 스핀들 블록을 포함한다.

커플드 토션 빔 액슬, CTBA, 현가장치, 스핀들

Description

커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치 {SUSPENSION OF COUPLED TORSION BEAM AXLE TYPE}

본 발명의 예시적인 실시예는 자동차의 현가장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 현가장치는 차축과 차체를 연결하는 것으로, 차량의 주행 중 노면에서 받는 진동이나 충격이 차체에 직접적으로 전달되지 않도록 하여 승차감을 좋게 하는 장치를 말한다.

상기 현가장치는 프론트 현가장치와 리어 현가장치로 분류되는데, 이 중에서 리어 현가장치는 커플드 토션 빔 액슬(CTBA ; Coupled Torsion Beam Axle) 타입의 현가장치를 예로 들 수 있다.

이러한 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치는 단순한 부품으로 인한 낮은 생산 단가와 작은 질량에 비하여 상대적으로 높은 주행 안정성을 구현할 수 있으므로, 주로 경차 또는 준 중형차의 리어 현가장치에 적용된다.

종래 기술에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치는 차체의 폭 방향으로 토션 빔이 구비되고, 그 토션 빔의 양단부에는 차체의 전후 방향으로 좌우 트레 일링 암이 장착된다.

상기 각 트레일링 암의 일측 단부에는 차체와의 연결을 위한 부시가 장착되고, 다른 일측 단부에는 현가 스프링을 장착하기 위한 스프링 브라켓 및 차륜을 장착하기 위한 스핀들 플레이트가 장착된다.

여기서, 종래 기술은 상기 스핀들 플레이트가 트레일링 암의 단부에 용접을 통하여 장착된다.

그런데, 종래 기술에서는 트레일링 암과 스핀들 플레이트의 용접 부위에 비틀림과 같은 열 변형이 일어남으로 그 열 변형 부위에 국부적인 응력이 집중된다.

따라서, 종래 기술에서는 상기 용접 부위에 크랙이 발생하는 등 전체 장치의 내구 강도가 저하된다는 문제점을 내포하고 있다.

본 발명의 예시적인 실시예는 상기에서와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 용접부를 형성하는 스핀들 플레이트를 삭제하고, 스핀들이 트레일링 암에 체결될 수 있는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

따라서 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치는, ⅰ)차체의 폭 방향으로 배치되는 토션 빔과, ⅱ)상기 토션 빔의 양단부에 상기 차체의 전후 방향으로 각각 장착되는 좌우측 트레일링 암과, ⅲ)상기 각 트레일링 암의 일측 단부에 체결되고, 차륜을 장착하기 위한 스핀들이 일체로서 형성되는 스핀들 블록을 포함한다.

상기 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에 있어서, 상기 스핀들 블록은 상기 각 트레일링 암의 단부에 삽입되며, 상기 스핀들이 일측면에 일체로서 돌출되게 형성되고, 복수의 체결 볼트들에 의해 상기 각 트레일링 암의 단부에 체결되는 블록 형태의 몸체부를 포함할 수 있다.

상기 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에 있어서, 상기 몸체부는 상기 체결 볼트들이 결합되는 제1,2,3 체결홈이 수직 방향을 기준으로 상면, 하면 및 다른 일측면에 각각 형성될 수 있다.

상기 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에 있어서, 상기 각 트레일링 암 은 상기 체결 볼트들이 상기 몸체부로 체결될 수 있는 복수의 볼트홀들이 형성될 수 있다.

상기 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에 있어서, 상기 각 트레일링 암은 제1 부재와 제2 부재가 상호 용접되어 이루어질 수 있다.

상기 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에 있어서, 상기 각 트레일링 암의 단부에는 상기 제1,2,3 체결홈에 대응하여 상기 체결 볼트가 관통할 수 있는 제1,2,3 볼트홀이 각각 형성될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에 의하면, 스핀들을 장착하기 위한 스핀들 플레이트가 트레일링 암에 용접되는 종래 기술과 달리, 스핀들이 일체로 형성된 스핀들 블록이 트레일링 암에 체결되므로 그 스핀들 플레이트를 삭제할 수 있다.

또한, 본 실시예는 종래 기술과 달리, 스핀들 플레이트의 용접에 따른 열 변형부, 및 용접 부위의 국부적인 응력 집중을 제거할 수 있으므로, 전체 장치의 내구 강도를 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 실시예는 종래 기술에서와 같은 스핀들 플레이트를 삭제할 수 있으므로, 부품 수, 중량, 및 제작 원가를 절감할 수 있다.

이에 더하여, 본 실시예에서는 토션 빔과 트레일링 암을 용접하는 과정에, 용접 부위에 열 팽창 및 수축 등과 같은 용접 비틀림이 발생하더라도 스핀들 블록의 제1,2,3 체결홈을 차량 좌표에 맞게 가공한 상태로, 스핀들 블록을 트레일링 암 의 단부에 체결하게 되면 휠 얼라인먼트가 자동적으로 이루어지는 효과도 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 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 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치의 일측 부위를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면 구성도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치(100)는 자동차의 리어 현가장치로서 이루어진다.

본 실시예에 의한 상기 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치(100)는 기본적으로, 토션 빔(10)과, 좌우측 트레일링 암(30)과, 스핀들 블록(50)을 포함하여 구성되며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

상기 토션 빔(10)은 브이(V)자 형의 단면을 지니며, 차체의 폭 방향으로 배치된다.

상기 각 트레일링 암(30)은 토션 빔(10)의 양단부에 용접 접합되며, 차체의 전후 방향으로 배치된다.

여기서, 상기 각 트레일링 암(30)은 일측 단부에 차체와의 장착을 위한 부시 케이스(31)가 용접 접합되고, 다른 일측 단부에는 현가 스프링(미도시)의 장착을 위한 스프링 브라켓(35)이 용접 접합된다.

상기 각 트레일링 암(30)은 토션 빔(10)의 양단부에 용접되는 제1 부재(41)와, 제1 부재(41)의 가장자리 내측으로 끼워지며 제1 부재(41)와 용접 접합되는 제2 부재(42)를 포함하여 이루어진다.

이 경우, 상기 제1 부재(41)는 "⊂" 형태의 단면으로 이루어지며, 제2 부재(42)는 제1 부재(41)에 대응하여 "⊃" 형태의 단면으로 이루어진다.

본 실시예에서, 상기 스핀들 블록(50)은 각 트레일링 암(30)의 다른 일측 단부에 장착되며, 차륜(W)을 장착하기 위한 스핀들(55)을 일체로 형성하고 있다.

상기 스핀들 블록(50)은 복수의 체결 볼트들(90)을 통해 각 트레일링 암(30)의 단부에 볼트 체결된다.

바람직하게, 상기 스핀들 블록(50)은 스틸 또는 알루미늄 소재로 이루어지며, 단조 또는 주조 성형으로서 제작될 수 있다.

이러한 스핀들 블록(50)은 도 3에서와 같이, 각 트레일링 암(30)의 단부에 삽입되고, 일측면에 언급한 바 있는 스핀들(55)이 일체로서 돌출되게 형성되는 몸체부(51)를 포함하고 있다.

상기 몸체부(51)는 대략 사각형의 블록 형태로서 이루어지며, 체결 볼트들(90)을 통해 각 트레일링 암(30)의 단부에 체결된다.

이를 위해, 상기 몸체부(51)는 도면에서 수직 방향을 기준으로 상면, 하면 및 다른 일측면에 체결 볼트(90)가 나사 결합될 수 있는 제1,2,3 체결홈(52a, 52b, 52c)을 각각 형성하고 있다.

여기서, 상기 몸체부(51)에서 제3 체결홈(52c)은 몸체부(51)의 다른 일측면 에 있어, 트레일링 암(30)의 단부 내측으로 돌출된 돌출 부위(54)에 형성된다.

그리고, 상기에서 스핀들(55)은 차륜(W)을 장착하기 위한 휠 베어링 등이 구성되는 것으로서, 몸체부(51)의 일측면에 일체로서 마련되며, 그 일측면에서 트레일링 암(30)의 단부 외측으로 돌출되게 형성된다.

한편, 상기한 바와 같은 좌우측 트레일링 암(30)의 단부에는 스핀들 블록(50)의 몸체부(51)를 체결하기 위해 체결 볼트(90)가 결합될 수 있는 제1,2,3 볼트홀(45, 46, 47)을 각각 형성하고 있다.

구체적으로, 상기 각 트레일링 암(30)은 도 4에서와 같이, 제1 및 제2 부재(41, 42)의 단부에 있어 이들이 서로 겹쳐지는 부위의 상측면에 제1 볼트홀(45)이 형성되고, 하측면에 제2 볼트홀(46)이 형성된다.

그리고, 상기 제3 볼트홀(47)은 각 트레일링 암(30)의 단부에 있어, 제1 부재(41)에 형성되는 바, 몸체부(51)의 돌출 부위(54)에 대응하여 오목하게 들어간 오목부(49)의 상기 단부측 벽면에 형성된다.

따라서 상기와 같이 구성되는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치(100)에 의하면, 스핀들(55)이 일체로 형성된 스핀들 블록(50)은 체결 볼트들(90)을 통하여 각 트레일링 암(30)의 단부에 체결된다.

즉, 상기 스핀들 블록(50)의 몸체부(51)는 트레일링 암(30)의 단부에 삽입된다. 이 경우 상기 몸체부(51)의 제1,2,3 체결홈(52a, 52b, 52c)은 트레일링 암(30)의 제1,2,3 볼트홀(45, 46, 47)과 상호 매칭된다.

이 상태에서, 체결 볼트(90)가 제1,2,3 볼트홀(45, 46, 47)을 통하여 제 1,2,3 체결홈(52a, 52b, 52c)에 나사 결합됨으로써 상기 스핀들 블록(50)은 트레일링 암(30)의 단부에 체결될 수 있는 것이다.

이 경우, 상기 스핀들 블록(50)의 스핀들(55)은 차륜(W)을 장착하기 위해 트레일링 암(30)의 단부 외측으로 돌출된 상태에 있다.

이로써 본 실시예는, 스핀들을 장착하기 위한 스핀들 플레이트가 트레일링 암(30)에 용접되는 종래 기술과 달리, 스핀들(55)이 일체로 형성된 스핀들 블록(50)이 트레일링 암(30)에 체결되므로 상기한 스핀들 플레이트를 삭제할 수 있다.

이에 더하여, 본 실시예에서는 토션 빔(10)과 트레일링 암(30)을 용접하는 과정에, 용접 부위에 열 팽창 및 수축 등과 같은 용접 비틀림이 발생하더라도 스핀들 블록(50)의 제1,2,3 체결홈(52a, 52b, 52c)을 차량 좌표에 맞게 가공한 상태로, 그 스핀들 블록(50)을 체결 볼트(90)를 통하여 트레일링 암(30)의 단부에 체결하게 되면, 휠 얼라인먼트가 자동적으로 이루어지게 된다.

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 타입 현가장치의 일측 부위를 도시한 도면이다.

도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 단면 구성도이다.

도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에 적용되는 스핀들 블록을 도시한 사시도이다.

도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치에 적용되는 트레일링 암을 도시한 분해 사시도이다.

Claims

차체의 폭 방향으로 배치되는 토션 빔;

상기 토션 빔의 양단부에 상기 차체의 전후 방향으로 각각 장착되는 좌우측 트레일링 암; 및

상기 각 트레일링 암의 일측 단부에 체결되고, 차륜을 장착하기 위한 스핀들이 일체로서 형성되어 있는 스핀들 블록

을 포함하며,

상기 스핀들 블록은, 상기 각 트레일링 암의 단부에 삽입되며, 상기 스핀들이 일측면에 일체로서 돌출되게 형성되고, 복수의 체결 볼트들에 의해 상기 각 트레일링 암의 단부에 체결되는 블록 형태의 몸체부를 포함하고,

상기 몸체부는 상기 체결 볼트들이 결합되는 제1,2,3 체결홈이 수직 방향을 기준으로 상면, 하면 및 다른 일측면에 각각 형성되는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치.
삭제
제1 항에 있어서,

상기 각 트레일링 암은,

상기 체결 볼트들이 상기 몸체부로 체결될 수 있는 복수의 볼트홀들이 형성되는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치.
제3 항에 있어서,

상기 각 트레일링 암은 제1 부재와 제2 부재가 상호 용접되어 이루어지는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치.
제1 항에 있어서,

상기 각 트레일링 암의 단부에는,

상기 제1,2,3 체결홈에 대응하여 상기 체결 볼트가 관통할 수 있는 제1,2,3 볼트홀이 각각 형성되는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치.