KR101121898B1 - 자동차용 토션 빔 액슬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 토션 빔 액슬에 관한 것으로, 차체를 가로 질러 설치되는 토션 빔과, 상기 토션 빔의 양 단부에 차체 길이 방향으로 배치되는 트레일링 암과, 바퀴가 장착되며 장착된 바퀴를 조향할 수 있게 상기 트레일링 암에 회동 가능하게 장착되는 휠 관절부재를 포함한 것이다.

본 발명은 능동형 현가 장치를 위한 4륜 조향 (4 Wheel Steering ; 4WS) 시스템에 적용할 수 있어 능동형 현가 장치를 적용한 차량의 제조 원가를 절감하고, 차량의 상품성을 증대시키는 효과가 있는 것이다.

Description

자동차용 토션 빔 액슬{Tortion Beam Axle for Vehicle}

본 발명은 자동차용 토션 빔 액슬에 관한 것으로 더 상세하게는 뒷 바퀴의 토우 각을 조절할 수 있도록 발명된 것이다.

일반적으로 자동차의 현가장치(suspension system)는 차축과 차체를 연결하여 주행할 때 차축이 노면에서 받는 진동이나 충격을 차체에 직접 전달되지 않도록 하여 차체나 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 하는 장치이다.

이 현가장치는 노면으로 오는 진동을 흡수하며 각종 부품들이 받는 충격을 완충시켜 차량의 승차감을 결정하고, 차체의 선회 시 쏠림을 방지하고 차체의 평형을 유지하는 기능을 하는 것이다.

상기한 자동차의 후륜 현가 장치에 적용되는 토션 빔 액슬은 도 1에서 도시한 바와 같이 차체를 가로질러 설치되는 토션 빔(10) 및 상기 토션 빔(10)의 양 단부에 차체 길이 방향으로 배치되는 트레일링 암(20)을 포함한다.

상기 트레일링 암(20)은 일 단에 구비되는 부시(21)를 통해 차체에 장착되고, 타단에 쇽 업쇼바가 장착되는 것이다.

또 상기 트레일링 암(20)에는 뒷 바퀴가 장착되는 스핀들 브라켓트(20a)가 용접되어 장착된다.

상기 토션 빔 액슬(1)은 다른 독립 현가 장치에 사용되는 차 축(멀티 링크, 듀얼 링크 등)보다 구조가 간단하여 제조 원가 절감에 유리한 구조물인 것이다.

그러나 종래의 토션 빔 액슬(1)은 뒷 바퀴가 장착되는 스핀들 브라켓트(20a)가 용접되어 고정되므로 뒷 바퀴의 토우 앵글이 구속되어 주행 중 뒷 바퀴의 토우 각 변화 및 조향이 불가능한 문제점이 있었던 것이다.

상기한 문제점으로 종래 토션 빔 액슬(1)은 제조 원가 절감에 유리한 구조물임에도 앞 바퀴 및 뒷 바퀴의 조향 및 토우 각 조절이 가능하여 능동형 현가 장치(Active Drive System)를 위한 4륜 조향(4 Wheel Steering ; 4WS) 시스템에 적용이 불가능한 것이다.

따라서 능동형 현가 장치가 적용되는 차량의 제조 원가가 증대되었던 것이다.

본 발명의 목적은 트레일링 암에 장착되는 뒷 바퀴의 토우 각 조절이 가능하여 능동형 현가 장치를 위한 4륜 조향 (4 Wheel Steering ; 4WS) 시스템에 적용할 수 있는 자동차용 토션 빔 액슬을 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 목적은 차체를 가로 질러 설치되는 토션 빔과;

상기 토션 빔의 양 단부에 차체 길이 방향으로 배치되는 트레일링 암과;

바퀴가 장착되며 장착된 바퀴를 조향할 수 있게 상기 트레일링 암에 회동 가능하게 장착되는 휠 관절부재를 포함한 자동차용 토션 빔 액슬을 제공함으로써 해결되는 것이다.

본 발명은 능동형 현가 장치를 위한 4륜 조향 (4 Wheel Steering ; 4WS) 시스템에 적용할 수 있어 능동형 현가 장치를 적용한 차량의 제조 원가를 절감하고, 차량의 상품성을 증대시키는 효과가 있는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명인 자동차용 토션 빔 액슬을 도시한 사시도로서, 트레일링 암의 일 단부에 바퀴가 장착되는 휠 관절부재가 구비된 예를 나타내고 있다.

도 3은 본 발명인 자동차용 토션 빔 액슬의 요부 확대 사시도로서, 휠 관절부재의 상, 하부에 각각 트레일링 암에 연결되는 조인트부가 구비되어 트레일링 암에 장착된 예를 나타내고 있다.

도 4는 도 3의 A-A'단면도로서, 휠 관절부재의 조인트부의 연결 구조를 나타내고 있다.

도 5는 본 발명의 작동 상태를 도시한 개략도로서, 휠 관절부재가 볼 조인트를 중심으로 회전하여 뒷 바퀴의 토우각이 조절되는 예를 나타내고 있다.

이하, 도 2 내지 도 3에서 도시한 바와 같이 본 발명인 토션 빔 액슬(1)의 토션 빔(10)은 양 단에 차체의 양 측에 차체의 길이 방향으로 배치되어 양 측 뒷 바퀴(2)가 각각 장착되는 트레일링 암(20)이 장착되도록 차체를 가로지르는 빔 형상을 가지는 것이다.

또 상기 트레일링 암(20)은 일단에 바퀴(2)가 장착되는 휠 관절부재(30)가 구비되며, 타단에 차체에 연결되는 부시(21)가 구비된다.

상기 휠 관절부재(30)는 뒷 바퀴(2)가 장착되는 바퀴 장착부(31)를 구비하며 일 측에 능동형 현가 장치에 연결되는 링크부(32)가 돌출된다.

그리고 상기 휠 관절부재(30)는 상, 하부에 이격되게 구비되는 복수의 조인트부(40)로 상기 트레일링 암(20)에 회동 가능하게 연결되어 바퀴(2)의 조향 및 토우 각을 조절할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

상기 복수의 조인트부(40)는 휠 관절부재(30)의 상, 하부에 각각 구비되는 것을 기본으로 하며, 바퀴(2)에 걸리는 하중을 분산 지지함으로써, 연결부분의 내 구성을 증대시키고 토우 각 조절 시 작동이 원활하도록 하는 것이다.

또 상기 조인트부(40)는 트레일링 암(20)에 이격되게 돌출된 측면부를 구비하며 측면부 사이로 휠 관절부재(30)의 몸체가 개재되는 한 쌍의 조인트 브라켓트(41)와;

상기 휠 관절부재(30)의 몸체에 결합하여 장착되며 내부에 구름 운동하는 볼(42a)이 삽입된 볼 조인트(42)와;

상기 볼 조인트(42)의 볼(42a)을 관통하여 결합하며 양 단부가 상기 조인트 브라켓트(41)의 양 측면부에 각각 고정되는 고정 축(43)을 포함한다.

즉, 상기 휠 관절부재(30)는 볼 조인트(42)의 볼(42a)을 중심으로 양 측 방향으로 회전되어 장착된 바퀴(2)의 토우 각을 조절할 수 있는 것이다.

한편, 상기 조인트 브라켓트(41)는 상, 하부에 상기 조인트부(40)가 결합하는 관통공이 형성되며, 트레일링 암(20)의 상, 하부에 각각 용접되어 장착되는 것으로 고장력 강판의 한 종류인 2상 조직강판(DP590;Dual Phase)으로 제조되는 것이 바람직하다.

상기 2상 조직강판은 두 개의 상이 공존하는 강판으로 본 발명에서는 페라이트상과 마르텐사이트 상이 공존하는 것을 사용하며, 상기한 2상 조직강은 마르텐사이트상에 인접하는 폐라이트 상의 입계에 인접하는 가동 전위에 의해 항복비가 낮아지게 된다.

이러한 이유로 2상 조직강판은 인하여 가공 시 탄성 회복량이 작아서 형상 돌결성이 우수하고, 연신이 커 가공 성 및 피로 내구성이 우수한데, 이러한 이상 조직 강판 중 인장강도 590Mpa급 소재를 이용하여 상기 조인트 브라켓트(41)를 제조함으로써 휠 관절부재(30)에 가해지는 하중을 견고하게 지지하고, 장기간 안정적으로 사용이 가능한 것이다.

한편, 상기한 본 발명인 토션 빔 액슬(1)은 후륜 현가 장치에 적용되는 구조물로써, 휠 관절부재(30)의 일 측에 구비되는 링크부(32)에 앞 바퀴 및 뒷 바퀴의 토우 각을 조절하는 능동형 현가 장치가 연결되어 사용되는 것이다.

상기 능동형 현가 장치는 각각의 바퀴를 유압 실린더의 피스톤 작동으로 완충시키는 것으로 자동차의 주행 시 자동차의 주행 상태, 즉, 노면 상태에 따른 차체 진동, 선회 및 제동 시 관성에 의한 진동 등을 각종 센서에 의해 감지하여 각 유압 실린더의 유압을 전자적으로 제어하는 것으로 이 외의 구성은 공지된 것으로 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.

또 도 5에서 도시한 바와 같이 본 발명인 토션 빔 액슬(1)의 양 측에서 각각의 휠 관절부재(30)에 장착된 뒷 바퀴(2)는 휠 관절부재(30)의 회동에 의해 각각 조향이 가능하여 조향 및 토우 각 조절이 가능한 것이다.

따라서 본 발명인 토션 빔 액슬(1)은 양 측 뒷 바퀴(2)를 각각 선회시킬 수 있어 능동형 현가 장치를 위한 4륜 조향 시스템(4 Wheel Steering System)에 적용이 가능한 것이다.

그리고 본 발명인 토션 빔 액슬(1)은 양 측 바퀴의 조향을 가능하게 하는 다른 독립 현가 장치에 사용되는 차축(멀티 링크, 듀얼 링크 등)보다 구조가 간단하여 4륜 조향 시스템에 적용되는 차량의 제조 원가를 절감할 수 있는 것이다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

도 1은 종래 자동차용 토션 빔 액슬을 도시한 사시도

도 2는 본 발명인 자동차용 토션 빔 액슬을 도시한 사시도

도 3은 본 발명인 자동차용 토션 빔 액슬의 요부 확대 사시도

도 4는 도 3의 A-A'단면도

도 5는 본 발명의 작동 상태를 도시한 개략도

*도면 중 주요 부호에 대한 설명*

1 : 토션 빔 액슬 10 : 토션 빔

20 : 트레일링 암 30 : 휠 관절부재

40 : 조인트부 41 : 조인트 브라켓트

42 : 볼 조인트 43 : 고정 축

Claims (6)

1. 차체를 가로 질러 설치되는 토션 빔과;

   상기 토션 빔의 양 단부에 차체 길이 방향으로 배치되는 트레일링 암과;

   바퀴가 장착되며 장착된 바퀴를 조향할 수 있게 상기 트레일링 암에 회동 가능하게 장착되는 휠 관절부재를 포함하며,

   상기 휠 관절부재는 상, 하부에 이격되게 구비되는 복수의 조인트부로 상기 트레일링 암에 회동 가능하게 연결되고,

   상기 조인트부는 트레일링 암에 이격되게 돌출된 측면부를 구비하며 측면부 사이로 휠 관절부재의 몸체가 개재되는 한 쌍의 조인트 브라켓트와;

   상기 휠 관절부재의 몸체에 결합하여 장착되며 내부에 구름 운동하는 볼이 삽입된 볼 조인트와;

   상기 볼 조인트의 볼을 관통하여 결합하며 양 단부가 상기 조인트 브라켓트에 각각 고정되는 고정 축을 포함한 것을 특징으로 하는 자동차용 토션 빔 액슬.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 휠 관절부재는 일 측에 능동형 현가 장치에 연결되는 링크부가 돌출된 것을 특징으로 하는 자동차용 토션 빔 액슬.
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 조인트 브라켓트는 상기 트레일링 암의 단부 상, 하부에 각각 용접되어 장착되고, 2상 조직강판으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 토션 빔 액슬.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 2상 조직강판은 페라이트상과 마르텐사이트 상이 공존하는 것을 특징으로 하는 자동차용 토션 빔 액슬.

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