KR101491180B1 - 자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치에 관한 것으로, 토션빔 액슬(12)이 차체의 후방으로 오픈된 구조로서 상하 방향으로 작용하는 굽힘 강성에 유리하고, 이로 인해 중,고속시 주행시 주행 소음이 크게 줄어드는 장점이 있으며, 더 나아가 진동 절연 효과도 도모할 수 있게 되므로 차량의 NVH 성능을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 플라스틱 재질의 보강리브(13)를 적용함으로 인해 중량 감소 및 원가 절감을 도모할 수 있도록 된 것이다.

리어 현가장치, 토션빔 액슬, CTBA

Description

자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치{Torsion beam axle type rear suspension system and manufacture method for vehicle}

본 발명은 중소형 승용 자동차에 주로 적용되어 사용하는 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치에 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 트레일링 암(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.

상기와 같이 구성된 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치는, 주행중 차체에 피칭(pitching)이 발생할 경우 토션빔 액슬(2)과 토션바(3)의 비틀림 탄성력을 통해 이를 흡수하게 되고, 또한 차량의 선회 주행시에는 롤강성을 향상시켜 줌으로써 선회 안정성을 확보할 수 있도록 그 역할을 수행하게 된다.

그러나, 상기와 같이 토션바(3)가 적용된 종래의 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치는 토션빔 액슬(2)이 하방향으로 오픈된 ∧자 단면 구조가 주를 이루고 있는 바, 상기 토션빔 액슬(2)은 주행 소음이 100Hz ∼ 200Hz 영역에 해당하는 중,고속시 상하 방향으로 작용하는 굽힘 강성에 취약하여 차량의 NVH(Noise Vibration Harshness) 성능에 불리한 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 차량의 중,고속 주행시 상하 방향으로 작용하는 굽힘 강성에 유리한 토션빔 액슬을 적용하여 NVH 성능을 향상시킬 수 있도록 함과 더불어, 상기 토션빔 액슬의 내부공간에 플라스틱 재질의 보강리브를 적용하여 비틀림 강성 증대와 중량 감소 및 원가 절감을 도모할 수 있도록 하는 자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치는, 차체의 좌우 방향으로 배치되면서 양단이 차체의 좌우측에 위치한 한 쌍의 트레일링암에 결합되어 설치됨과 더불어 차체의 후방을 향하는 방향으로 오픈된 단면구조를 갖도록 형성된 토션빔 액슬과; 상기 토션빔 액슬의 내부공간에 위치하도록 상기 토션빔 액슬과 일체로 결합되면서 상기 트레일링암과 결합되어 설치된 보강리브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 토션빔 액슬이 차체의 후방으로 오픈된 구조로서 상하 방향으로 작용하는 굽힘 강성에 유리하고, 이로 인해 중,고속시 주행시 주행 소음이 크게 줄어드는 장점이 있으며, 더 나아가 진동 절연 효과도 도모할 수 있게 되므로, 차량의 NVH 성능이 크게 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 플라스틱 재질의 보강리브를 적용함으로 인해 중량 감소 및 원가 절감을 도모할 수 있는 효과도 있다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 차체의 좌우측에서 차체의 전후 방향을 따라 배치되면서 전방쪽 일단이 부시를 매개로 차체에 결합되어 설치되는 한 쌍의 트레일링암(11)과, 차체의 좌우 방향으로 배치되면서 양단이 상기 트레일링암(11)에 결합되어 설치됨과 더불어 차체의 후 방을 향하는 방향으로 오픈된 디귿(ㄷ)자형 단면구조를 갖도록 형성된 토션빔 액슬(12)과, 상기 토션빔 액슬(12)의 내부공간에 위치하도록 상기 토션빔 액슬(12)과 일체로 결합되면서 상기 트레일링암(11)과 결합되어 설치된 보강리브(13)를 포함하여 구성된다.

상기 토션빔 액슬(12)을 기준으로 차체의 후방쪽으로 위치한 상기 트레일링암(11)의 후방단에는 스프링시트(14)와 스핀들브라켓(15)이 각각 결합되어 설치되는데, 상기 스프링시트(14)에는 코일스프링(16)의 하단이 안착되고, 상기 코일스프링(16)의 측부에는 차체와 연결되는 쇽업소버(17)의 하단이 결합되어 설치된다.

한편, 본 발명에 따른 상기 보강리브(13)는 도 2 및 도 3과 같이 상기 토션빔 액슬(12)의 길이방향을 따라 상기 토션빔 액슬(12)의 양단 사이를 엑스(X)자 형태로 가로지르도록 설치된 제1리브(13a)와 제2리브(13b)로 구성된다. 상기 제1리브(13a)와 상기 제2리브(13b)는 서로 교차하는 부위, 즉 상기 토션빔 액슬(12)의 중간부위에서 서로 결합된다.

그리고, 상기 토션빔 액슬(12)은 도 4와 같이 길이방향을 따라 차체의 상하 방향 및 전후 방향으로 휘어짐이 없이 일자 형태로 형성된 구조를 기본으로 하고 있으나, 전단 강성 및 비틀림 강성을 향상시키기 위하여 도 5와 같은 형상으로 형성될 수도 있다.

즉, 상기 토션빔 액슬(12)은 길이방향을 따라 차체의 전후 방향으로는 휘어짐이 없이 일자 형태로 형성되고, 차체의 상하 방향으로는 상기 트레일링암(12)과 결합된 양단보다 중간부위가 차체의 상 방향으로 더 높게 위치하도록 형성되면서 상기 중간 부위에서 상기 양단으로 갈수록 상 방향으로 돌출된 높이가 점차 줄어드는 곡면형상으로 형성될 수도 있는 것이다. 즉, 상기 토션빔 액슬(12)은 전체적인 형상이 5에 도시된 바와 같이, 위로 볼록하면서, 아래로 오목한 형상을 갖는다.

이럴 경우, 상기 토션빔 액슬(12)의 곡률 각도(θ1)는 4도(°) 내지 15(°) 인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 실시예는 강성 확보 차원에서 상기 토션빔 액슬(12)은 스틸(steel) 재질로 형성되고, 상기 보강리브(13)는 중량 감소 및 원가 절감을 위하여 플라스틱(plastic) 재질로 형성된 것을 특징으로 한다.

따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치는, 주행중 차체에 피칭(pitching)이 발생할 경우 토션빔 액슬(12) 및 보강리브(13)가 부재가 지닌 특성을 통해 이를 흡수하게 되고, 또한 차량의 선회 주행시에는 롤강성을 향상시켜 줌으로써 선회 안정성을 확보할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 토션빔 액슬(12)이 차체의 후방으로 오픈된 구조이기 때문에 상하 방향으로 작용하는 굽힘 강성에 유리한 장점이 있으며, 이로 인해 주행 소음이 100Hz ∼ 200Hz 영역에 해당하는 중,고속시 주행시 주행 소음이 크게 줄어드는 장점이 있고, 더 나아가 진동 절연 효과도 도모할 수 있게 되는 바, 이 결과 차량의 NVH(Noise Vibration Harshness) 성능을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

도 6에는 종래의 토션빔 액슬(2)과 본 발명에 따른 토션빔 액슬(12)을 대상으로 주행 소음을 측정한 그래프가 도시되어 있는 바, 중,고속 주행 영역 중 160Hz 전후의 영역을 보면 차체의 하방향으로 오픈된 구조를 갖춘 종래의 토션빔 액슬(2)의 주행 소음보다 차체의 후방으로 오픈된 구조를 갖춘 본 발명에 따른 토션빔 액슬(12)의 주행 소음이 크게 줄어든 상태임을 알 수 있다.

또한, 본 발명은 종래에 토션바와 동일한 역할을 하는 보강리브(13)가 플라 스틱 재질로 형성됨으로써, 중량 감소 및 원가 절감을 도모할 수 있는 장점도 있다.

도 1은 종래의 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치를 설명하기 위한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치의 도면,

도 3은 본 발명에 따른 토션빔 액슬과 보강리브의 분해 상태 도면,

도 4와 도 5는 본 발명에 따른 토션빔 액슬의 형상을 실시예별로 도시한 도면,

도 6은 종래의 토션빔 액슬과 본 발명에 따른 토션빔 액슬을 대상으로 주행 소음을 측정한 결과치에 대한 그래프이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

11 - 트레일링암 12 - 토션빔 액슬

13 - 보강리브 13a - 제1리브

13b - 제2리브

Claims (7)

1. 차체의 좌우 방향으로 배치되면서 양단이 차체의 좌우측에 위치한 한 쌍의 트레일링암에 결합되어 설치됨과 더불어 차체의 후방을 향하는 방향으로 오픈된 단면구조를 갖도록 형성된 토션빔 액슬과;

   상기 토션빔 액슬의 내부공간에 위치하도록 상기 토션빔 액슬과 일체로 결합되면서 상기 트레일링암과 결합되어 설치된 보강리브;를 포함하고,

   상기 보강리브는, 상기 토션빔 액슬의 길이방향을 따라 상기 토션빔 액슬의 양단 사이를 엑스(X)자 형태로 가로지르도록 설치되는 제1리브와 제2리브로 구성되며, 상기 제1리브와 상기 제2리브는 상기 토션빔 액슬의 중간에서 서로 교차하는 부위에서 서로 결합되고;

   상기 토션빔 액슬은 길이방향을 따라 차체의 전후 방향으로는 휘어짐이 없이 일자 형태로 형성되며;

   차체의 상하 방향으로는 상기 트레일링암과 결합된 양단보다 중간부위가 차체의 상 방향으로 더 높게 위치하도록 형성되면서 상기 중간 부위에서 상기 양단으로 갈수록 상 방향으로 돌출된 높이가 점차 줄어드는 위로 볼록하면서 아래로 오목한 곡면형상으로 형성된 것;

   을 특징으로 하는 자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서, 상기 토션빔 액슬의 곡률 각도(θ1)는 4도(°) 내지 15(°) 인 것;

   을 특징으로 하는 자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 토션빔 액슬은 스틸(steel) 재질로 형성된 것;

   을 특징으로 하는 자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 보강리브는 플라스틱(plastic) 재질로 형성된 것;

   을 특징으로 하는 자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치.

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