KR101154690B1 - 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치의 트레일링암 부시 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치의 트레일링암 부시에 관한 것으로, 차량의 주행 중 작용하는 하중의 크기에 따라 강성이 가변하면서 충격을 흡수하게 됨으로써, 승차감 향상에 큰 도움이 될 뿐만 아니라 주행 안정성 및 조정 안정성을 향상시킬 수 있게 되고, 더 나아가 차량의 NVH 성능도 크게 향상시킬 수 있도록 된 것이다.

Description

토션빔 액슬 타입 리어 현가장치의 트레일링암 부시{Trailing arm bush of torsion beam axle type rear suspension system}

본 발명은 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치에 적용된 트레일링암 부시에 관한 기술이다.

일반적으로, 자동차의 현가장치는 주행할 때 노면에서 받는 진동이나 충격을 차체에 직접 전달되지 않도록 함으로써 차체나 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 하는 장치인 바, 그 중에서 토션빔 액슬(torsion beam axle) 타입으로 주로 중소형 승용 자동차의 후륜에 적용되는 리어 현가장치는 도 1에 도시된 바와 같다.

즉, 차체의 좌우측에서 차체의 전후 방향을 따라 배치되면서 전방쪽 일단이 부시를 매개로 차체에 결합되어 설치되는 한 쌍의 트레일링암(1)과, 차체의 좌우 방향으로 배치되면서 양단이 상기 한 쌍의 트레일링암(1)에 결합되어 설치되는 토션빔 액슬(2)과, 상기 토션빔 액슬(2)의 내부공간에 위치함과 더불어 차체의 좌우 방향으로 배치되어서 양단이 상기 한 쌍의 트레일링암(1)을 관통한 형태로 결합되어 설치되는 토션바(3)를 포함하여 구성된다.

상기 토션빔 액슬(2)을 기준으로 차체의 후방쪽으로 위치한 상기 트레일링암(1)의 후방단에는 스프링시트(4)와 스핀들브라켓(5)이 각각 결합되어 설치되는데, 상기 스프링시트(4)에는 코일스프링(6)의 하단이 안착되고, 상기 코일스프링(6)의 측부에는 차체와 연결되는 쇽업소버(7)의 하단이 결합되어 설치된다.

그리고, 전방을 향하는 상기 트레일링암(1)의 끝에는 트레일링암 부시(10)가 결합되고, 상기 트레일링암 부시(10)는 부시축(8)을 매개로 부시브라켓(9)과 결합되며, 상기 부시브라켓(9)은 차체와 결합된 구성을 갖는다.

상기 트레일링암 부시(10)는 외통(11)과 내통(12) 사이에 고무재질의 완충부재(13)가 일체로 결합되어 이루어진 구성으로, 상기 외통(11)은 상기 트레일링암(1)과 결합되고, 상기 내통(12)의 중앙부를 상기 부시축(8)이 관통하여 설치되며, 상기 완충부재(13)에는 상기 내통(12)을 중심으로 한 전후방향 부위에 상기 완충부재(13)의 변형을 흡수하기 위한 전방구멍(13a)과 후방구멍(13b)이 형성된 구조이다.

상기와 같이 구성된 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치는 타이어를 통해 입력되는 하중이 차체로 전달되는 경로에 트레일링암 부시(10)가 존재하는 구성으로, 상기 트레일링암 부시(10)를 구성하는 완충부재(13)의 강성값을 낮추게 되면 차체로 전달되는 충격 흡수가 용이하여 승차감 향상을 도모할 수 있게 된다.

하지만, 완충부재(13)의 강성값을 무작정 낮추게 되면 트레일링암 부시(10)의 중심이 휠 거동에 따라 불규칙하게 변하게 됨으로써 주행 안정성 및 조정 안정성이 악화되고, 또한 차량의 NVH 성능에 불리한 단점이 있다.

따라서, 트레일링암 부시(10)의 강성값을 변화시킬 때에는 승차감과 주행 안정성 및 조정 안정성, 그리고 차량의 NVH 성능 등을 고려해야 한다.

본 발명은, 둔턱이 존재하는 험로 주행시 및 둔턱이 존재하지 않는 평로 주행시의 상황에 따라 강성이 가변되는 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치의 트레일링암 부시를 제공함으로써, 승차감과 주행 안정성 및 조정 안정성 향상을 도모할 수 있도록 하고, 이와 함께 차량의 NVH 성능 향상을 이룩할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치의 트레일링암 부시는, 외통과 내통 사이에 구비되면서 상기 내통을 중심으로 전후 및 상하방향의 위치에 각각 전방구멍과 후방구멍 및 상부구멍과 하부구멍이 형성된 완충부재와; 상기 완충부재의 일측면에 밀착되면서 상기 상부구멍과 상기 하부구멍속으로 끼워져 설치되는 2개의 로드부를 구비한 부시스톱퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 2개의 로드부는 상기 상부구멍 및 상기 하부구멍과의 사이에 틈새가 존재하도록 끼워져서 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 부시스톱퍼는 상기 완충부재의 일측면에 밀착되는 원판부를 더 구비하고; 상기 원판부의 일면에 상기 2개의 로드부가 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 2개의 로드부가 형성된 상기 원판부의 일면에는 상기 원판부가 상기 완충부재의 일측면에 밀착될 때 상기 완충부재속으로 삽입되면서 외측면이 상기 완충부재와 면접촉하여 밀착을 이루는 2개의 플랜지돌기가 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 전방구멍과 상기 후방구멍은 차체에 대해 수평한 180도 간격으로 형성되고; 상기 상부구멍과 상기 하부구멍은 차체에 대해 수직한 180도 간격으로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 전방구멍과 상기 후방구멍 및 상기 상부구멍과 상기 하부구멍은 상기 내통을 중심으로 서로 대칭적인 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 트레일링암 부시에 의하면, 차량의 주행 중 작용하는 하중의 크기에 따라 강성이 가변하면서 충격을 흡수하게 됨으로써, 승차감 향상에 큰 도움이 될 뿐만 아니라 주행 안정성 및 조정 안정성을 향상시킬 수 있게 되고, 더 나아가 차량의 NVH 성능도 크게 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 버터플라이 밸브 장치를 설명하기 위한 도면,
도 2는 종래의 밸브 장치를 사용하였을 때 플랩밸브의 개도에 따른 스월 계수의 변화를 보여주기 위한 그래프 선도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 버터플라이 밸브 장치를 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 3의 밸브 장치가 포트(통로)에 설치된 상태의 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 버터플라이 밸브 장치를 사용하였을 때 플랩밸브의 개도에 따른 스월 계수의 변화를 보여주기 위한 그래프 선도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 버터플라이 밸브 장치가 포트(통로)에 설치된 상태의 단면도이다.

이하 본 발명의 실시예에 대해 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

토션빔 액슬 타입 리어 현가장치는 도 1을 참조로 설명한 바와 같이 차체의 좌우측에서 차체의 전후 방향을 따라 배치되면서 전방쪽 일단이 부시를 매개로 차체에 결합되어 설치되는 한 쌍의 트레일링암(1)과, 차체의 좌우 방향으로 배치되면서 양단이 상기 한 쌍의 트레일링암(1)에 결합되어 설치되는 토션빔 액슬(2)과, 상기 토션빔 액슬(2)의 내부공간에 위치함과 더불어 차체의 좌우 방향으로 배치되어서 양단이 상기 한 쌍의 트레일링암(1)을 관통한 형태로 결합되어 설치되는 토션바(3)를 포함하여 구성된다.

상기 토션빔 액슬(2)을 기준으로 차체의 후방쪽으로 위치한 상기 트레일링암(1)의 후방단에는 스프링시트(4)와 스핀들브라켓(5)이 각각 결합되어 설치되는데, 상기 스프링시트(4)에는 코일스프링(6)의 하단이 안착되고, 상기 코일스프링(6)의 측부에는 차체와 연결되는 쇽업소버(7)의 하단이 결합되어 설치된다.

그리고, 전방을 향하는 상기 트레일링암(1)의 끝에는 트레일링암 부시(10)가 결합되고, 상기 트레일링암 부시(10)는 부시축(8)을 매개로 부시브라켓(9)과 결합되며, 상기 부시브라켓(9)은 차체와 결합된 구성을 갖는다.

한편, 본 발명에 따른 상기 트레일링암 부시(10)는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 외통(11)과 내통(12) 사이에 고무재질의 완충부재(13)가 일체로 결합되어 이루어진 구성으로, 상기 외통(11)은 상기 트레일링암(1)과 결합되고, 상기 내통(12)의 중앙부를 상기 부시축(8)이 관통하여 설치되며, 상기 완충부재(13)에는 전방구멍(13a)과 후방구멍(13b) 및 상부구멍(13c)과 하부구멍(13d)이 형성된 구조이다.

상기 전방구멍(13a)과 상기 후방구멍(13b)은 상기 내통(12)을 중심으로 차체에 대해 수평한 180도 간격으로 형성되면서 상기 내통(12)을 중심으로 서로 대칭적인 형상으로 형성되고, 상기 상부구멍(13c)과 상기 하부구멍(13d)은 상기 내통(12)을 중심으로 차체에 대해 수직한 180도 간격으로 형성되면서 상기 내통(12)을 중심으로 서로 대칭적인 형상으로 형성된 구조이다.

또한, 본 발명에 따른 상기 트레일링암 부시(10)는 상기 완충부재(13)의 일측면에 밀착되면서 설치되는 부시스톱퍼(14)를 더 포함하여 이루어진 구성으로, 상기 부시스톱퍼(14)는 상기 완충부재(13)의 일측면에 밀착되는 원판부(14a)와, 상기 원판부(14a)의 일면에 일체로 형성되면서 상기 원판부(14a)가 상기 완충부재(13)의 일측면에 밀착될 때 상기 상부구멍(13c)과 상기 하부구멍(13d)으로 각각 삽입되어 설치되는 2개의 로드부(14b)와, 상기 2개의 로드부(14b)가 형성된 상기 원판부(14a)의 일면에 일체로 형성되어서 상기 원판부(14a)가 상기 완충부재(13)의 일측면에 밀착될 때 상기 완충부재(13)속으로 삽입되면서 외측면이 상기 완충부재(13)와 면접촉하여 밀착을 이루는 2개의 플랜지돌기(14c)를 구비한 구성이다.

여기서, 상기 2개의 로드부(14b)는 상기 상부구멍(13c) 및 상기 하부구멍(13d)과의 사이에 틈새(C1)가 존재하도록 끼워져서 설치된 구조를 갖는다.

이하, 본 발명에 따른 실시예의 작용에 대해 설명한다.

본 발명에 따른 트레일링암 부시(10)는 타이어를 통해 입력되는 하중이 차체로 전달되는 경로에 존재하므로, 둔턱이 존재하지 않는 평로 주행시 상기 트레일링암 부시(10)에 작용하는 전후방향 하중(F1)은 크고, 상하방향 하중(F2)은 반대로 작은 하중이 작용하게 된다.

이때, 크기가 작은 상하방향 하중(F2)은 전,후방구멍(13a,13b)을 통한 완충부재(13)의 변형과 그리고 상,하부구멍(13c,13d) 및 로드부(14b)사이의 존재하는 틈새(C1)를 통한 완충부재(13)의 변형에 의해 충분히 흡수되어서 차체로의 전달이 차단되며, 이로 인해 승차감 향상에 도움을 줄 수 있게 된다.

또한, 하중이 큰 전후방향의 하중(F1)에 의해 상,하부구멍(13c,13d)과 로드부(14b)사이의 존재하는 틈새(C1) 중 전후방향의 틈새가 없어지면서 완충부재(13)와 상기 로드부(14b)가 직접 접촉하게 되므로, 트레일링암 부시(10)는 전후방향 강성이 크게 증가하게 된다.

이와 같이, 트레일링암 부시(10)의 전후방향 강성이 증가하면 승차감이 나빠지게 되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 트레일링암 부시(10)의 중심이 휠의 거동에 따라 전후방향으로 불규칙하게 변하게 되는 것이 방지됨으로써, 승차감 향상과 차량의 주행 안정성 및 조정 안정성은 크게 향상되고 더 나아가 차량의 NVH 성능도 크게 향상된다.

그리고, 차량이 둔턱이 존재하는 험로 주행시 상기 트레일링암 부시(10)에 작용하는 전후방향 하중(F1)은 작고, 상하방향 하중(F2)은 반대로 큰 하중이 작용하게 된다.

이때, 크기가 작은 전후방향 하중(F1)은 전,후방구멍(13a,13b)을 통한 완충부재(13)의 변형과 그리고 상,하부구멍(13c,13d) 및 로드부(14b)사이의 존재하는 틈새(C1)를 통한 완충부재(13)의 변형에 의해 충분히 흡수되어서 차체로의 전달이 차단되며, 이로 인해 승차감 향상에 도움을 줄 수 있게 된다.

또한, 하중이 큰 상하방향의 하중(F2)에 의해 상,하부구멍(13c,13d)과 로드부(14b)사이의 존재하는 틈새(C1) 중 상하방향의 틈새가 없어지면서 완충부재(13)와 상기 로드부(14b)가 직접 접촉하게 되므로, 트레일링암 부시(10)는 상하방향 강성이 크게 증가하게 된다.

이와 같이, 트레일링암 부시(10)의 상하방향 강성이 증가하면 승차감이 나빠지게 되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 트레일링암 부시(10)의 중심이 휠의 거동에 따라 상하방향으로 불규칙하게 변하게 되는 것이 방지됨으로써, 승차감 향상과 차량의 주행 안정성 및 조정 안정성은 크게 향상되고 더 나아가 차량의 NVH 성능도 크게 향상된다.

한편, 도 4에는 종래의 트레일링암 부시와 본 발명에 따른 트레일링암 부시를 비교하여 나타낸 그래프 선도가 도시되어 있다.

즉, 종래의 트레일링암 부시는 하중의 변화에 따라 강성이 일정하게 변화하는 형태로 나타난다. 이는 크기가 작은 하중에 대해서는 충격흡수가 가능하지만 반대로 충격이 큰 하중에 대해서는 약한 강성으로 인해 큰 변형이 발생하므로, 큰 하중 작용시 승차감과 주행 안정성과 조정 안정성 및 차량의 NVH 성능이 나쁜 상태임을 알 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 트레일링암 부시는 약한 하중이 작용하는 1차 구간에서는 강성이 일정하게 변화하면서 충격흡수를 하게 되고, 큰 하중이 작용하는 2차 구간에서는 부시스톱퍼(14)의 작용으로 강성이 크게 증가함에 따라 변형이 최소화되는 바, 이에 따라 큰 하중 작용시에도 승차감과 주행 안정성 및 조정 안정성의 향상을 도모할 수 있게 되고, 더 나아가 차량의 NVH 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

10 - 트레일링암 부시 11 - 외통
12 - 내통 13 - 완충부재
14 - 부시스톱퍼

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 외통과 내통사이에 구비되어 상기 내통을 중심으로 전후 및 상하방향의 위치에 각각 전방구멍과 후방구멍 및 상부구멍과 하부구멍이 형성된 완충부재와, 상기 완충부재의 일측면에 밀착되면서 상기 상부구멍과 상기 하부구멍속으로 끼워져서 설치된 2개의 로드부를 구비한 부시스톱퍼로 이루어진 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치의 트레일링암 부시에 있어서,
   상기 부시스톱퍼는 상기 완충부재의 일측면에 밀착되는 원판부를 더 구비하고;
   상기 원판부의 일면에 상기 2개의 로드부가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치의 트레일링암 부시.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 2개의 로드부가 형성된 상기 원판부의 일면에는 상기 원판부가 상기 완충부재의 일측면에 밀착될 때 상기 완충부재속으로 삽입되면서 외측면이 상기 완충부재와 면접촉하여 밀착을 이루는 2개의 플랜지돌기가 일체로 형성된 것
   을 특징으로 하는 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치의 트레일링암 부시.
5. 청구항 3에 있어서, 상기 전방구멍과 상기 후방구멍은 차체에 대해 수평한 180도 간격으로 형성되고;
   상기 2개의 로드부가 틈새를 갖도록 끼워지는 상기 상부구멍과 상기 하부구멍은 차체에 대해 수직한 180도 간격으로 형성된 것
   을 특징으로 하는 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치의 트레일링암 부시.
6. 청구항 3에 있어서, 상기 전방구멍과 상기 후방구멍 및 상기 2개의 로드부가 틈새를 갖도록 끼워지는 상기 상부구멍과 상기 하부구멍은 상기 내통을 중심으로 서로 대칭적인 형상으로 형성된 것
   을 특징으로 하는 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치의 트레일링암 부시.

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