KR101461921B1 - 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치 - Google Patents

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김선평
이재길
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현대자동차 주식회사
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Abstract

커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치는 토션 빔의 양단에 각각 트레일링 암을 연결하고, 상기 좌,우측 트레일링 암은 선단에 차체와의 장착을 위한 차체체결유닛을 구성하며, 후방 내측에 스프링을 장착하기 위한 스프링 시트와 쇽 업소버 핀이 구성되고, 후방 외측에는 캐리어를 장착하기 위한 스핀들 브라켓이 구성되는 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치에 있어서, 상기 차체체결유닛은 상기 트레일링 암의 선단에 일체로 구성되는 트레일링 암 부시; 상기 트레일링 암 부시의 전방에 배치되어 상기 트레일링 암 부시에 차폭방향과 평행하게 체결되는 회전링크; 및 상기 트레일링 암 부시의 전방 외측에 대응하여 상기 회전링크 상에 차고방향으로 형성되어 차체의 하측에 차고방향으로 체결되며, 전후력 입력에 따라 부시의 회전을 억제하는 차체 마운팅 부시를 포함한다.

Description

커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치{COUPLED TORSION BEAM AXLE TYPE SUSPENSION SYSTEM}
본 발명은 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치(Coupled Torsion Beam Axle type Suspension)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 후륜측 선회 외륜의 횡력에 대한 거동(토우)특성을 제어하면서, 전후력에 대한 싱글 임팩트 특성을 개선하는 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치에 관한 것이다.
일반적으로 커플드 토션 빔 액슬(CTBA ; Coupled Torsion Beam Axle)타입의 현가장치(이하, CTBA라고 칭함)는 독립현가방식의 현가장치에 비하여 승차감 및 조종 안정성 등의 설계 성능 영역이 높지 않음에도 불구하고, 단순한 부품 구성으로 인하여 낮은 생산 단가와 중량이 작은 이점으로 주로 경차 및 중,소형급 차량의 후륜 현가장치로 적용되어 왔다.
도 1은 종래 기술의 일 예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술의 일 예에 따른 CTBA는 차폭방향으로 토션 빔(1)이 구비되고, 상기 토션 빔(1)의 양단에는 휠 타이어를 장착하기 위한 캐리어(3)가 장착되는 트레일링 암(5)이 각각 고정된다.
상기 트레일링 암(5)의 후방 내측에는 스프링(7)을 장착하기 위한 스프링 시트(9)와 쇽 업소버(11)를 연결하기 위한 쇽 업소버 핀(13)이 구성된다. 또한, 상기 트레일링 암(5)의 선단에는 차체와 연결하기 위한 차체체결유닛(15)이 구성된다.
상기 차체체결유닛(15)은 트레일링 암(5)의 선단에 트레일링 암 부시(21)가 구성되고, 상기 트레일링 암 부시(21)는 볼트(25)를 이용하여 차체 측의 마운팅 브라켓(23)에 체결되는 구조를 이룬다.
이러한 구성을 갖는 CTBA는 중앙에 위치한 토션 빔(1)의 비틀림 변형 특성으로 인하여 휠(Wheel)의 변형이 이루어지는 특징이 있으며, 이러한 토션 빔(1)의 비틀림 변형 이외에도 트레일링 암(5)의 위치 및 차체체결유닛(15)의 구성에 의해서도 휠의 변형이 이루어지는 특징이 있다.
즉, 차량은 선회 주행 시, 주행 안정성을 고려해서 다소 언더 스티어 경향을 유지해야 하는데, 이를 위해서는 후륜 측의 선회 외륜이 토우 인(toe-in)으로 유도되고, 후륜 측의 선회 내륜은 토우 아웃(toe-out)으로 유도되어야 이상적이다.
그러나 상기한 바와 같은 종래의 CTBA는 다음과 같은 거동상의 문제점을 내포하고 있다.
도 2는 종래 기술의 일 예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치의 횡력 입력에 따른 거동 특성을 나타내는 평면도이다.
도 2에서와 같이, 종래 기술의 일 예에 따른 CTBA는 횡력(F1)에 대해 기구학적 자유도가 "0"으로 거동이 불가하나, 트레일링 암 부시(21)의 변형에 의해 CTBA 전체가 회전하여 후륜 측의 선회 외륜(W1)에서 토우각을 발생시키는 구조로, 차량의 선회 주행 시에 범프(bump)되는 후륜 측의 선회 외륜(W1)은 횡력(F1)이 입력되어 토우 아웃(toe-out)으로 유도되는 경향이 있으며, 리바운드(rebound)되는 선회 내륜(W2)은 횡력(F1)이 입력되어 설정된 토우 각을 그대로 유지하거나 토우 인(toe-in)이 유도되는 경향이 있어 차량은 전체적으로 오버 스티어(Over steer)로 거동하여 선회 안정성이 저하되는 문제점이 있다.
즉, 이는 차체에 대한 CTBA의 기구학적 순간회전 중심점(SP; 즉, 차체에 체결된 양측 트레일링 암 부시(21)의 체결방향으로 연장된 연장선의 교차점)이 양측 휠 센터(WC)의 전방에 위치됨에 따라 후륜 측의 선회 외륜(W1)은 횡력(F1)에 의해 토우 아웃(toe-out) 경향을 나타내고, 선회 내륜(W2)은 횡력(F1)에 의해 토우 인(toe-int)의 경향을 나타내게 된다.
이러한 종래 CTBA의 선회 안정성 문제를 해결하기 위하여, 최근에는 차체에 대한 CTBA의 순간회전 중심점(SP)이 양측 휠 센터(WC)의 후방에 위치되도록 차체와 트레일링 암(5)의 차체 체결부 구조를 개선하였다.
도 3은 종래 기술의 다른 예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치의 평면도이다.
도 3을 참조하면, 개선된 다른 예에 따른 CTBA는 차체에 대한 순간회전 중심점(SP)이 양측 휠 센터(WC)의 후방에 위치되도록 차체와 체결을 위한 차체체결유닛(15)으로, 차체와 트레일링 암 부시(21) 사이에 회전링크(31)를 적용하였다.
즉, 상기 회전링크(31)는 후단부가 상기 트레일링 암 부시(21)와 차폭방향에 평행하게 체결되고, 전단부는 차체에 대하여 회전방향으로 자유도를 갖는 차체 마운팅 부시(33)가 구성되어 차체의 하부 일측에 체결된다.
이때, 상기 차체 마운팅 부시(33)는 트레일링 암 부시(21)에 대하여 차폭 방향 외측의 전방에서 차체에 체결되도록 회전링크(31) 상에 형성되어 차체에 차고방향으로 체결된다.
따라서 차체에 대한 CTBA의 순간회전 중심점(SP)은 차체 마운팅 부시(33)의 중심(S1)과 트레일링 암 부시(21)의 중심(S2)을 연결하는 연장선의 교차점에서 형성되어 양측 휠 센터(WC)의 후방에 위치하게 된다.
이와 같이, 다른 예에 따른 CTBA는 차체에 대한 순간회전 중심점(SP)이 양측 휠 센터(WC)의 후방에 위치되어 횡력(F1)과 전후력(F2)에 대하여 다음과 같은 거동 특성을 갖는다.
도 4는 종래 기술의 다른 예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치의 횡력 및 전후력 입력에 따른 거동 특성을 나타내는 평면도이다.
도 4의 (C1)에서와 같이, 상기 다른 예에 따른 CTBA는 차량의 선회 주행 시와 같이, 양측 후륜에 횡력(F1)이 입력되는 경우, 범프(bump)되는 후륜 측의 선회 외륜(W1)은 토우 인(toe-in)으로 유도되고, 리바운드(rebound)되는 선회 내륜(W2)은 설정된 토우 각을 그대로 유지하거나 토우 아웃(toe_out)으로 유도되어 차량은 전체적으로 언더 스티어(under steer)로 거동하여 선회 안정성을 확보하게 된다.
한편, CTBA는 횡력(F1)만이 아니라 후륜에 전후력(F2)이 입력되는 경우에도 순간회전 중심점(SP)을 기준으로 회전이 유도된다.
즉, 도 4의 (C2)와 같이, 다른 예에 따른 CTBA는 제동 시나 과속 방지턱과 같이, 양측 후륜에 동시에 전후력이 입력되는 더블 임팩트 상황에서 양측 후륜이 대칭적으로 회전하기 때문에 전체적인 CTBA의 회전 효과가 상쇄되어 주행 안정성이 보장된다.
그러나 도 4의 (C3)와 같이, 다른 예에 따른 CTBA는 험로 주행 시와 같이, 양측 후륜 중, 한쪽에만 비대칭적으로 전후력(F2)이 입력되는 싱글 임팩트 상황에서 해당 후륜이 토우 아웃(toe-out)으로 유도되면서 전체적인 CTBA의 거동 특성을 불안하게 하여 주행 안정성이 저하되는 문제점이 여전히 존재한다.
본 발명의 실시 예는 회전링크 상에 설치되는 차체 마운팅 부시의 인너 파이트와 아웃터 파이프 사이의 전,후측에 전후력에 따른 부시의 회전을 억제하는 회전억제수단을 구성하여 후륜 측 선회 외륜의 횡력에 대한 거동(토우)특성을 안정적으로 제어하면서, 양측 후륜의 전후력에 대한 싱글 임팩트 특성을 개선하는 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 토션 빔의 양단에 각각 트레일링 암을 연결하고, 상기 좌,우측 트레일링 암은 선단에 차체와의 장착을 위한 차체체결유닛을 구성하며, 후방 내측에 스프링을 장착하기 위한 스프링 시트와 쇽 업소버 핀이 구성되고, 후방 외측에는 캐리어를 장착하기 위한 스핀들 브라켓이 구성되는 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치에 있어서, 상기 차체체결유닛은 상기 트레일링 암의 선단에 일체로 구성되는 트레일링 암 부시; 상기 트레일링 암 부시의 전방에 배치되어 상기 트레일링 암 부시에 차폭방향과 평행하게 체결되는 회전링크; 및 상기 트레일링 암 부시의 전방 외측에 대응하여 상기 회전링크 상에 차고방향으로 형성되어 차체의 하측에 차고방향으로 체결되며, 전후력 입력에 따라 부시의 회전을 억제하는 차체 마운팅 부시를 포함하는 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 회전링크는 상기 트레일링 암 부시가 삽입되어 체결되도록 포켓을 구성하는 포켓부; 상기 포켓부에 대하여 전방 외측에 일체로 형성됨과 동시에 상기 차체 마운팅 부시의 아웃터 파이프를 형성하는 수평부로 형성될 수 있다.
또한, 상기 차체 마운팅 부시는 상기 회전링크와 일체로 형성되는 아웃터 파이프; 상기 아웃터 파이프의 내부에 배치되어 차체와 체결되는 인너 파이프; 상기 아웃터 파이프와 인너 파이프 사이에 접착 고정되는 러버 브리지; 및 상기 아웃터 파이프와 인너 파이프 사이의 전,후측에 구성되어 상기 전후력에 의해 일측이 끼워져 상기 인너 파이프에 대하여 상기 아웃터 파이프의 회전을 억제하는 회전억제수단을 포함할 수 있다.
또한, 상기 회전억제수단은 상기 아웃터 파이프의 차체 길이방향 전,후측 내주면에 일체로 형성되며, 상기 인너 파이프에 대향하여 적어도 하나 이상의 걸림돌기와 걸림홈을 형성하는 아웃터 걸림블록; 및 상기 인너 파이프의 차체 길이방향 전,후측 외주면에 일체로 형성되며, 상기 아웃터 걸림블록에 형성된 걸림돌기와 걸림홈에 각각 삽입되도록 적어도 하나 이상의 걸림홈과 걸림돌기를 형성하는 인너 걸림블록으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 아웃터 걸림블록과 인너 걸림블록의 각각의 걸림돌기와 걸림홈은 치산과 치골로 이루어지는 치형일 수 있다.
또한, 상기 아웃터 걸림블록과 인너 걸림블록의 각 걸림돌기 사이에는 외측으로 유격이 형성될 수 있다.
또한, 상기 차체 마운팅 부시의 중심과 상기 트레일링 암 부시의 중심을 지나는 연장선은
상기 트레일링 암 부시의 중심을 지나는 차체 길이방향 중심선에 대하여 예각을 이루되, 양측 연장선의 교차점인 순간회전 중심점이 양측 휠 센터보다 후방에 위치되도록 설정될 수 있다.
또한, 상기 차체 마운팅 부시는 차체의 사이드 멤버 하면에 체결될 수 있다.
본 발명의 실시 예는 회전링크의 적용에 따라 차체에 대한 CTBA의 순간회전 중심점이 양측 휠 센터보다 후방에 위치되도록 하여 차량의 선회 주행 시, 횡력에 의해 후륜 측의 선회 외륜은 토우 인(toe-in)으로 유도되고, 선회 내륜은 토우 아웃(toe_out)으로 유도되어 차량이 전체적으로 언더 스티어(under steer)로 거동하여 선회 안정성을 확보할 수 있다.
또한, 험로 주행 시와 같이, 양측 후륜 중, 한쪽에만 비대칭적으로 전후력이 입력되는 싱글 임팩트 상황에서 상기 전후력에 의해 차체 마운팅 부시의 아웃터 파이프가 후방으로 밀려나면서, 아웃터 파이프 상의 아웃터 걸림블록과 인너 파이프 상의 인너 걸림블록이 상호 결합되어 차체 마운팅 부시가 회전방향으로 고정되도록 함으로써, 해당 후륜이 토우 아웃(toe-out) 방향으로 회전하는 것을 억제하며, 이로 인해 전체적인 CTBA의 주행 안정성을 확보할 수 있다.
또한, 험로 주행 중, 선회 주행을 하게 되는 경우와 같이, 전후력과 횡력이 동시에 입력되는 비정상적인 복합하중 조건에서도 상기 아웃터 걸림블록과 인너 걸림블록의 각 걸림돌기 사이에 외측으로 형성되는 유격에 의해 후륜측 선회 외륜은 전후력에 의한 토우 아웃(toe-out) 경향을 억제하면서, 횡력에 의한 토우 인(toe-in) 방향으로의 거동은 일정구간 허용하여 주행 안정성을 확보할 수 있다.
도 1은 종래 기술의 일 예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치의 사시도이다.
도 2는 종래 기술의 일 예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치의 횡력 입력에 따른 거동 특성을 나타내는 평면도이다.
도 3은 종래 기술의 다른 예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치의 평면도이다.
도 4는 종래 기술의 다른 예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치의 횡력 및 전후력 입력에 따른 거동 특성을 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치에 적용되는 차체체결유닛의 확대 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치의 횡력 및 전후력 입력에 따른 거동 특성을 나타내는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치에 적용되는 차체 마운팅 부시의 전후력 입력 상태의 확대 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
또한, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 종래 기술을 포함하여 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.
또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 설명의 편의상, 평면도인 도 4의 상측을 전방, 하측을 후방이라 정의하여 설명하며, 본 발명의 실시 예에 따른 CTBA는 차량의 후륜 양측에 대하여 대칭으로 설치되는 것인 바, 설명의 편의상 일측에 대해서만 설명하여도 양측에 동일하게 적용되는 것으로 한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치의 평면도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치에 적용되는 차체체결유닛의 확대 평면도이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치의 횡력 및 전후력 입력에 따른 거동 특성을 나타내는 평면도이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치에 적용되는 차체 마운팅 부시의 전후력 입력 상태의 확대 평면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치(Coupled Torsion Beam Axle type Suspension, 이하, CTBA라 칭함)는 차폭방향으로 토션 빔(1)이 구비되고, 상기 토션 빔(1)의 양단에는 캐리어(미도시)를 장착하기 위한 스핀들 브라켓(17)이 구성되는 트레일링 암(5)이 각각 고정된다.
상기 트레일링 암(5)의 후방 내측에는 스프링(미도시)을 장착하기 위한 스프링 시트(9)와 쇽 업소버(미도시)를 연결하기 위한 쇽 업소버 핀(미도시)이 구성된다. 또한, 상기 트레일링 암(5)의 선단에는 차체와 연결하기 위한 차체체결유닛(15)이 구성된다.
이러한 본 발명의 실시 예에 따른 CTBA에서, 상기 차체체결유닛(15)은 트레일링 암 부시(21), 회전링크(31), 차체 마운팅 부시(33)로 구성된다.
상기 트레일링 암 부시(21)는 상기 트레일링 암(5)의 선단에 일체로 구성된다.
상기 회전링크(31)는 상기 트레일링 암 부시(21)의 전방에 배치되어 상기 트레일링 암 부시(21)에 차폭방향과 평행하게 체결된다.
여기서, 도 6을 참조하면, 상기 회전링크(31)는 후측에 상기 트레일링 암 부시(21)가 삽입되어 체결되도록 포켓을 구성하는 포켓부(31a)가 형성되고, 상기 포켓부(31a)에 대하여 전방 외측에 수평부(31b)가 일체로 형성되어 상기 차체 마운팅 부시(33)가 장착된다.
또한, 도 5를 참조하면, 상기 차체 마운팅 부시(33)는 상기 트레일링 암 부시(21)의 전방 외측에 대응하여 상기 회전링크(31)의 수평부(31b) 상에 차고방향으로 형성되어 차체의 하측 즉, 사이드 멤버(미도시)의 하면에 차고방향으로 체결된다.
여기서, 상기 차체 마운팅 부시(33)의 중심(S1)과 상기 트레일링 암 부시(21)의 중심(S2)을 지나는 연장선(L1)은 상기 트레일링 암 부시(21)의 중심을 지나는 차체 길이방향 중심선(L2)에 대하여 예각(θ)을 이루는데, 양측 연장선(L1)의 교차점인 순간회전 중심점(SP)이 양측 휠 센터(WC)보다 후방에 위치되도록 설정된다.
한편, 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 CTBA는 상기 차체 마운팅 부시(33)의 내부에 전후력 입력 시, 부시의 회전을 억제하는 회전억제수단(41)이 구성된다.
즉, 상기 차체 마운팅 부시(33)는 상기 회전링크(31)와 일체로 아웃터 파이프(33a)가 형성되고, 상기 아웃터 파이프(33a)의 내부에는 차체와 체결되는 인너 파이프(33b)가 배치되며, 상기 아웃터 파이프(33a)와 인너 파이프(33b) 사이에는 러버 브리지(33c)가 접착 고정되어 이루어진다.
또한, 상기 회전억제수단(41)은 상기 아웃터 파이프(33a)와 인너 파이프(33b) 사이의 전,후측에 각각 구성되어 상기 전후력(F2)에 의해 전측 또는 후측 중, 하나가 서로 끼워져 결함됨으로써, 상기 인너 파이프(33b)에 대하여 상기 아웃터 파이프(33a)의 회전을 억제하여 부시 자체의 회전을 억제한다.
이러한 회전억제수단(41)은 아웃터 걸림블록(41a)과 인너 걸림블록(41b)으로 구성된다.
상기 아웃터 걸림블록(41a)은 상기 아웃터 파이프(33a)의 차체 길이방향 전측과 후측의 각 내주면에 일체로 형성되며, 상기 인너 파이프(33b)에 대향하는 면에는 4개의 걸림돌기(43)와 3개의 걸림홈(45)이 형성된다.
또한, 상기 인너 걸림블록(41b)는 상기 인너 파이프(33b)의 차체 길이방향 전측과 후측의 외주면에 일체로 형성되며, 상기 아웃터 걸림블록(41b)에 형성된 걸림돌기(43)와 걸림홈(45)에 각각 삽입되어 결합되도록 2개의 걸림홈(45)과 3개의 걸림돌기(43)가 형성된다.
즉, 본 발명의 실시 예에서는 상기 아웃터 걸림블록(41a)과 인너 걸림블록(41b)의 상호 결합을 위하여 걸림돌기(43)와 걸림홈(45)을 적용하였으나, 반드시 이러한 구성에 한정되는 것은 아니며, 차체 마운팅 부시(33)의 아웃터 파이프(33a)를 통하여 전후력이 입력될 때, 서로 결합되어 인너 파이프(33B)에 대하여 아웃터 파이프(33a)가 회전방향으로 고정되도록 하는 구성이면 적용이 가능하다. 그 일 예로 상기한 걸리돌기(43)와 걸림홈(45)이 치산과 치골로 이루어지는 치형을 적용할 수 있으며, 하나씩의 돌기와 홈을 적용할 수 있다.
또한, 도 7을 참조하면, 상기 아웃터 걸림블록(41a)과 인너 걸림블록(41b)가 서로 결합된 상태에서, 각각의 걸림돌기(43) 사이에는 외측으로 유격(G)이 형성되는데, 상기 유격(G)은 험로의 선회 주행 시와 같이, 후륜측 선회 외륜(W1)에 전후력(F2)과 횡력(F1)이 동시에 입력되는 비정상적인 복합하중 조건에서, 전후력(F2)에 의한 토우 아웃(toe-out) 경향은 억제하면서, 횡력(F1)에 의한 토우 인(toe-in) 방향으로의 거동은 일정구간 허용하여 주행 안정성을 확보해주기 위함이다.
따라서 상기한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 CTBA는 도 5에서와 같이, 트레일링 암 부시(21)와 체결되는 회전링크(31) 상에 사이드 멤버(미도시)의 하면에 체결하기 위한 차체 마운팅 부시(33)가 구성된다.
이때, 상기 차체 마운팅 부시(33)의 중심(S1)과 상기 트레일링 암 부시(21)의 중심(S2)을 지나는 양측 연장선(L1)의 교차점으로 이루어지는 차체에 대한 CTBA의 순간회전 중심점(SP)이 양측 휠 센터(WC)보다 후방에 위치된다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 CTBA는 양측 트레일링 암(5)과 차체 사이에서 양측 회전링크(31)이 차체 마운팅 부시(33)와 트레일링 암 부시(21)의 중심(S1)(S2)을 피봇점으로 하여 4절 링크기구를 이룬다.
이에, 도 8의 (C11)를 참조하면, 상기 CTBA는 차량의 선회 주행 시와 같이, 후륜에 횡력(F1)이 입력되는 경우, 순간회전 중심점(SP)을 기준으로 회전하여 범프(bump)되는 후륜 측의 선회 외륜(W1)이 토우 인(toe-in)으로 유도되어 차량은 전체적으로 언더 스티어(under steer)로 거동하여 선회 안정성을 확보하게 된다.
또한, 도 8의 (C12)를 참조하면, 험로 주행 시와 같이, 양측 후륜(W) 중, 한쪽에만 비대칭적으로 전후력(F2)이 입력되는 싱글 임팩트 상황에서는 상기 전후력(F2)에 의해 차체 마운팅 부시(33)의 아웃터 파이프(33a)가 후방으로 밀려나면서, 아웃터 파이프(33a) 상의 아웃터 걸림블록(41a)이 인너 파이프(33b) 상의 인너 걸림블록(41b)에 결합된다.
이에 따라, 상기 차체 마운팅 부시(33)는 회전방향으로 고정되어 해당 후륜(W)이 토우 아웃(toe-out) 방향으로 회전하는 것을 억제하게 되어 전체적인 CTBA의 주행 안정성을 확보해 주게 된다.
이때, 도 7에서와 같이, 험로 주행 중, 선회 주행을 하게 되는 경우와 같이, 전후력(F2)과 횡력(F1)이 동시에 입력되는 비정상적인 복합하중 조건에서도 상기 아웃터 걸림블록(41a)과 인너 걸림블록(41b)의 각 걸림돌기(43) 사이에 외측으로 형성되는 유격(G)에 의해 후륜측 선회 외륜(W1)은 전후력(F2)에 의한 토우 아웃(toe-out) 경향을 억제하면서, 횡력(F1)에 의한 토우 인(toe-in) 방향으로의 거동은 일정구간 허용하여 주행 안정성을 확보해주게 된다.
이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
1: 토션 빔
3: 캐리어
5: 트레일링 암
9: 스프링 시트
15: 차체체결유닛
21: 트레일링 암 부시
31: 회전링크
31a: 포켓부
31b: 수평부
33: 차체 마운팅 부시
33a: 아웃터 파이프
33b: 인너 파이프
33c: 러버 브리지
41: 회전억제수단
41a: 아웃터 걸림블록
41b: 인너 걸림블록
43: 걸리돌기
45: 걸림홈
SP: 순간회전 중심점

Claims (15)

  1. 토션 빔의 양단에 각각 트레일링 암을 연결하고, 상기 좌,우측 트레일링 암은 선단에 차체와의 장착을 위한 차체체결유닛을 구성하며, 후방 내측에 스프링을 장착하기 위한 스프링 시트와 쇽 업소버 핀이 구성되고, 후방 외측에는 캐리어를 장착하기 위한 스핀들 브라켓이 구성되는 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치에 있어서,
    상기 차체체결유닛은
    상기 트레일링 암의 선단에 일체로 구성되는 트레일링 암 부시;
    상기 트레일링 암 부시의 전방에 배치되어 상기 트레일링 암 부시에 차폭방향과 평행하게 체결되는 회전링크; 및
    상기 트레일링 암 부시의 전방 외측에 대응하여 상기 회전링크 상에 차고방향으로 형성되어 차체의 하측에 차고방향으로 체결되며, 전후력 입력에 따라 부시의 회전을 억제하는 차체 마운팅 부시;
    를 포함하는 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전링크는
    상기 트레일링 암 부시가 삽입되어 체결되도록 포켓을 구성하는 포켓부;
    상기 포켓부에 대하여 전방 외측에 일체로 형성됨과 동시에 상기 차체 마운팅 부시의 아웃터 파이프를 형성하는 수평부;
    로 형성되는 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 차체 마운팅 부시는
    상기 회전링크와 일체로 형성되는 아웃터 파이프;
    상기 아웃터 파이프의 내부에 배치되어 차체와 체결되는 인너 파이프;
    상기 아웃터 파이프와 인너 파이프 사이에 접착 고정되는 러버 브리지; 및
    상기 아웃터 파이프와 인너 파이프 사이의 전,후측에 구성되어 상기 전후력에 의해 일측이 끼워져 상기 인너 파이프에 대하여 상기 아웃터 파이프의 회전을 억제하는 회전억제수단;
    을 포함하는 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 회전억제수단은
    상기 아웃터 파이프의 차체 길이방향 전,후측 내주면에 일체로 형성되며, 상기 인너 파이프에 대향하여 적어도 하나 이상의 걸림돌기와 걸림홈을 형성하는 아웃터 걸림블록; 및
    상기 인너 파이프의 차체 길이방향 전,후측 외주면에 일체로 형성되며, 상기 아웃터 걸림블록에 형성된 걸림돌기와 걸림홈에 각각 삽입되도록 적어도 하나 이상의 걸림홈과 걸림돌기를 형성하는 인너 걸림블록으로 이루어지는 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 아웃터 걸림블록과 인너 걸림블록의 각각의 걸림돌기와 걸림홈은
    치산과 치골로 이루어지는 치형인 것을 특징으로 하는 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 아웃터 걸림블록과 인너 걸림블록의 각 걸림돌기 사이에는 외측으로 유격이 형성되는 것을 특징으로 하는 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 차체 마운팅 부시의 중심과 상기 트레일링 암 부시의 중심을 지나는 연장선은
    상기 트레일링 암 부시의 중심을 지나는 차체 길이방향 중심선에 대하여 예각을 이루되, 양측 연장선의 교차점인 순간회전 중심점이 양측 휠 센터보다 후방에 위치되도록 설정되는 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 차체 마운팅 부시는
    차체의 사이드 멤버 하면에 체결되는 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치.
  9. 토션 빔의 양단에 각각 트레일링 암을 연결하고, 상기 좌,우측 트레일링 암은 선단에 차체와의 장착을 위한 차체체결유닛을 구성하며, 후방 내측에 스프링을 장착하기 위한 스프링 시트와 쇽 업소버 핀이 구성되고, 후방 외측에는 캐리어를 장착하기 위한 스핀들 브라켓이 구성되는 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치에 있어서,
    상기 차체체결유닛은 상기 트레일링 암의 선단에 일체로 구성되는 트레일링 암 부시; 상기 트레일링 암 부시의 전방에 배치되어 상기 트레일링 암 부시와 체결되는 회전링크; 및 상기 회전링크 상에 형성되어 차체의 하측에 차고방향으로 체결되는 차체 마운팅 부시를 포함하되,
    상기 트레일링 암 부시의 중심과 상기 차체 마운팅 부시의 중심을 지나는 양측 연장선의 교차점인 순간회전 중심점이 양측 휠 센터보다 후방에 위치되도록 설정되고,
    상기 차체 마운팅 부시는 아웃터 파이프와 인너 파이프 사이의 전,후측에 구성되어 전후력에 의해 일측이 끼워져 상기 인너 파이프에 대하여 상기 아웃터 파이프의 회전을 억제하는 회전억제수단을 포함하는 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 회전링크는
    상기 트레일링 암 부시가 삽입되어 체결되도록 포켓을 구성하는 포켓부;
    상기 포켓부에 대하여 전방 외측에 일체로 형성됨과 동시에 상기 차체 마운팅 부시의 아웃터 파이프를 형성하는 수평부;
    로 형성되는 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 차체 마운팅 부시는
    상기 회전링크와 일체로 형성되는 아웃터 파이프;
    상기 아웃터 파이프의 내부에 배치되어 차체와 체결되는 인너 파이프;
    상기 아웃터 파이프와 인너 파이프 사이에 접착 고정되는 러버 브리지; 및
    상기 아웃터 파이프의 차체 길이방향 전,후측 내주면에 일체로 형성되어 상기 인너 파이프에 대향하여 적어도 하나 이상의 걸림돌기와 걸림홈을 형성하는 아웃터 걸림블록과, 상기 인너 파이프의 차체 길이방향 전,후측 외주면에 일체로 형성되어 상기 아웃터 걸림블록에 형성된 걸림돌기와 걸림홈에 각각 삽입되도록 적어도 하나 이상의 걸림홈과 걸림돌기를 형성하는 인너 걸림블록으로 구성되어 상기 전후력에 의해 일측이 서로 끼워져 상기 인너 파이프에 대하여 상기 아웃터 파이프의 회전을 억제하는 회전억제수단;
    을 포함하는 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 아웃터 걸림블록과 인너 걸림블록의 각각의 걸림돌기와 걸림홈은
    치산과 치골로 이루어지는 치형인 것을 특징으로 하는 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 아웃터 걸림블록과 인너 걸림블록의 각 걸림돌기 사이에는 외측으로 유격이 형성되는 것을 특징으로 하는 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치.
  14. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 차체 마운팅 부시의 중심과 상기 트레일링 암 부시의 중심을 지나는 연장선은
    상기 트레일링 암 부시의 중심을 지나는 차체 길이방향 중심선에 대하여 예각을 이루는 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치.
  15. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 차체 마운팅 부시는
    차체의 사이드 멤버 하면에 체결되는 커플드 토션 빔 액슬 타입 현가장치.
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