KR102197156B1 - 차량용 커플드 토션빔 액슬 - Google Patents

차량용 커플드 토션빔 액슬 Download PDF

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Abstract

차량용 커플드 토션빔 액슬에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 차량용 커플드 토션빔 액슬은: 직선 방향으로 연장되는 토션빔과, 토션빔의 양측에 고정되는 트레일링 암과, 트레일링 암의 단부에 착탈 가능하게 설치되는 브라켓부와, 브라켓부의 내측에 삽입된 상태로 고정되어 브라켓부와 함께 이동되며 진동을 저감시키는 부시 및 부시의 외측을 감싸는 브라켓부가 트레일링 암의 단부에 삽입된 상태에서 트레일링 암과 브라켓부를 관통하여 설치되는 체결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 커플드 토션빔 액슬{COUPLED TORSION BEAM AXLE FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 커플드 토션빔 액슬에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부시를 고정하기 위한 부품 수가 감소되어 제품의 중량을 감소시킬 수 있으며, 부시의 설치위치 변경을 용이하게 할 수 있는 차량용 커플드 토션빔 액슬에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 커플드 토션빔 액슬(CTBA: COUPLED TORSION BEAM AXLE)의 기본 구성은, 토션빔의 양쪽에 트레일링 암이 용접으로 고정된다. 또한 트레일링 암의 전방에는 차체에 부착하기 위한 부시가 설치되며, 트레일링 암의 후방에는 스핀들, 댐퍼 및 스프링 등이 장착되기 위한 브라켓이 설치된다.
차량용 커플드 토션빔 액슬을 사용하는 서스펜션 장치는 부시를 통해 차체의 사이드 멤버에 장착된다. 또한 부시는 양쪽의 휠(wheel)을 통해 들어오는 외력을 저감시키는 기능을 한다.
부시의 강성은 휠이 받는 각종 힘에 따라 서스펜션의 거동에 가장 큰 영향을 미치는 요소이다. 부시의 강성이 크면 힘에 대한 변위가 작아지고, 부시의 강성이 작아지면 힘에 대한 변위가 커짐으로써 서스펜션의 거동에 영향을 준다.
이러한 서스펜션의 거동은 차량의 조종 안정성과 승차감에 직결되는 요소이므로 부시의 설치 위치의 가변도 중요한 설계요소이다.
또한 부시는 아웃파이프에 압입되어 고정이 이루어지며, 아웃파이프는 트레일링 암에 설치된 부시파이프에 압입된다. 부시를 고정하기 위해 아웃파이프와 부시파이프가 2중으로 사용되므로 부품수가 증가되어 제품의 중량이 증가되는 문제점이 있다. 그리고 부시의 설치위치가 가변될 경우 트레일링 암을 별도로 제작해야 되는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2009-0115475호(2009.05.18 공개, 발명의 명칭: 차량용 커플드 토션빔 액슬)에 게시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 부시를 고정하기 위한 부품 수가 감소되어 제품의 중량을 감소시킬 수 있으며, 부시의 설치위치 변경을 용이하게 할 수 있는 차량용 커플드 토션빔 액슬을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 차량용 커플드 토션빔 액슬은: 직선 방향으로 연장되는 토션빔과, 토션빔의 양측에 고정되는 트레일링 암과, 트레일링 암의 단부에 착탈 가능하게 설치되는 브라켓부와, 브라켓부의 내측에 삽입된 상태로 고정되어 브라켓부와 함께 이동되며 진동을 저감시키는 부시 및 부시의 외측을 감싸는 브라켓부가 트레일링 암의 단부에 삽입된 상태에서 트레일링 암과 브라켓부를 관통하여 설치되는 체결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 브라켓부는, 트레일링 암의 내측으로 삽입되는 내측몸체 및 내측몸체에서 연장되어 부시의 외측을 감싸는 형상으로 설치되는 파이프 형상의 외측부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 브라켓부는, 내측몸체의 측면을 관통하는 구멍을 복수 개 형성하며 체결부의 설치 위치를 변경할 수 있는 고정홀부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 고정홀부는, 내측몸체의 길이방향을 따라 복수 개의 구멍이 연이어 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 부시는, 외측부재의 내측에 고정되며 외측부재를 부시의 외측파이프로 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한 체결부는, 트레일링 암과 고정홀부를 관통하며 설치되는 체결볼트 및 체결볼트에 체결되는 너트부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 체결부는 트레일링 암과 내측몸체를 관통하며 복수로 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 커플드 토션빔 액슬은, 브라켓부의 외측부재를 부시의 외측파이프로 사용하므로, 부시를 고정하기 위한 부품 수가 감소되어 제품의 중량을 감소시킬 수 있다.
또한 본 발명은, 내측몸체를 따라 복수의 구멍을 구비하는 고정홀부에 의해 부시의 설치위치 변경을 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 커플드 토션빔 액슬을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 커플드 토션빔 액슬의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 브라켓부가 트레일링 암에서 분리된 상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 트레일링 암이 부시와 결합된 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부시가 트레일링 암을 향한 방향으로 이동되어 고정된 상태를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 내측몸체의 외측에 체결부가 체결되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 체결부가 부시와 인접한 고정홀부에 체결되는 상태를 도시한 사시도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 커플드 토션빔 액슬를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 커플드 토션빔 액슬을 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 커플드 토션빔 액슬의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 브라켓부가 트레일링 암에서 분리된 상태를 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 트레일링 암이 부시와 결합된 상태를 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부시가 트레일링 암을 향한 방향으로 이동되어 고정된 상태를 도시한 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 내측몸체의 외측에 체결부가 체결되는 상태를 도시한 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 체결부가 부시와 인접한 고정홀부에 체결되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 커플드 토션빔 액슬(1)은, 직선 방향으로 연장되는 토션빔(10)과, 토션빔(10)의 양측에 고정되는 트레일링 암(20)과, 트레일링 암(20)의 단부에 착탈 가능하게 설치되는 브라켓부(30)와, 브라켓부(30)의 내측에 삽입된 상태로 고정되어 브라켓부(30)와 함께 이동되며 진동을 저감시키는 부시(40) 및 부시(40)의 외측을 감싸는 브라켓부(30)가 트레일링 암(20)의 단부에 삽입된 상태에서 트레일링 암(20)과 브라켓부(30)를 관통하여 설치되는 체결부(50)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
토션빔(10)은 좌우 방향으로 연장되는 빔 형상이며, 이러한 토션빔(10)의 양측에 트레일링 암(20)이 고정된다.
트레일링 암(20)은 토션빔(10)에 교차하는 방향으로 설치되며, 트레일링 암(20)의 전방(도 2기준 우측)에는 사각관 형상의 연장부재(22)가 구비된다. 연장부재(22)의 양측면에는 체결부(50)가 설치되기 위한 연결공(26)이 복수로 형성된 측면홀부(24)가 위치한다.
측면홀부(24)의 연결공(26)은 연장부재(22)의 길이방향을 따라 복수로 설치되며, 이러한 연결공(26)은 브라켓부(30)에 구비된 고정홀부(36)의 구멍과 연통된다.
브라켓부(30)는 트레일링 암(20)의 단부에 착탈 가능하게 설치되는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 변형이 가능하다. 일 실시예에 따른 브라켓부(30)는 트레일링 암(20)의 연장부재(22) 내측으로 삽입된 상태에서 체결부(50)에 의해 이동이 구속된다. 또한 브라켓부(30)는 부시(40)를 감싸는 형상으로 설치된다.
일 실시예에 따른 또한 브라켓부(30)는, 트레일링 암(20)의 내측으로 삽입되는 내측몸체(32) 및 내측몸체(32)에서 연장되어 부시(40)의 외측을 감싸는 형상으로 설치되는 파이프 형상의 외측부재(34)를 포함한다.
또한 브라켓부(30)는, 내측몸체(32)의 측면을 관통하는 구멍을 복수 개 형성하며 체결부(50)의 설치 위치를 변경할 수 있는 고정홀부(36)를 더 포함한다. 고정홀부(36)는 내측몸체(32)의 길이방향을 따라 복수 개의 구멍이 연이어 설치된다.
내측몸체(32)는 사각관 형상이며, 외측부재(34)는 부시(40)의 외측을 감싸며 부시(40)의 외측파이프 기능을 겸한다.
부시(40)의 사양 변경에 따라 브라켓부(30)의 형상과 사용도 변경이 가능하다. 따라서 부시(40)의 사양 변경에 따라 트레일링 암(20)과 토션빔(10)의 설계변경 없이 브라켓부(30)만 설계변경하여 트레일링 암(20)에 고정하면 되므로 부품을 공용으로 사용할 수 있다.
그리고 트레일링 암(20)의 연장부재(22)에 결합되는 브라켓부(30)의 위치를 변경하는 작업만으로도 부시(40)의 설치위치를 조절할 수 있으므로 생산비용을 절감할 수 있다.
부시(40)는 브라켓부(30)의 내측에 삽입된 상태로 고정되어 브라켓부(30)와 함께 이동되며 진동을 저감시키는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 변경이 가능하다. 일 실시예에 따른 부시(40)는, 외측부재(34)의 내측에 고정되며 외측부재(34)를 부시(40)의 외측파이프로 사용하므로 부품수를 감소시킬 수 있다.
부시(40)는 외측부재(34)의 내측에 위치하는 내측파이프(42)와, 내측파이프(42)와 외측부재(34)의 사이에 설치되며 탄성을 구비한 재질로 이루어지는 탄성부재(44)를 포함한다. 외측부재(34)는 부시(40)의 외측파이프의 기능을 하므로, 부시(40)와 브라켓부(30)는 일체의 모듈로 생산되며 조립작업도 일체로 이루어진다.
따라서 부시(40)를 브라켓부(30)에 고정하기 위한 용접작업이 삭제되므로 파이프의 열 변형에 의한 불량 발생 가능성이 없어진다. 그리고 부시(40)의 단품축소로 제품관리가 용이히며, 생산원가를 절감할 수 있다.
체결부(50)는 부시(40)의 외측을 감싸는 브라켓부(30)가 트레일링 암(20)의 단부에 삽입된 상태에서, 트레일링 암(20)과 브라켓부(30)를 관통하여 설치되는 기술사상 안에서 다양한 종류의 체결장치가 사용될 수 있다. 일 실시예에 따른 체결부(50)는, 트레일링 암(20)과 고정홀부(36)를 관통하며 설치되는 체결볼트(52) 및 체결볼트(52)에 체결되는 너트부재(54)를 포함한다.
또한 체결부(50)는 트레일링 암(20)과 내측몸체(32)를 관통하며 복수로 설치되므로, 종래 압입으로 고정하는 기술 대비 조립이 신속하고 정확하게 이루어질 수 있다.
또한 완성차에서 부시(40)가 파손될 경우, 트레일링 암(20)에서 브라켓부(30)를 분리하여 다른 브라켓부(30)로 교체하는 작업만으로 부시(40)의 교체작업이 이루어지므로 유지보수 비용을 절감할 수 있다.
또한 체결부(50)는 체결볼트(52)와 너트부재(54)로 이루어진 고정구조가 2개 이상 적용되어 이중 볼팅을 하므로 이음 발생을 방지하며 브라켓부(30)의 회전을 보다 용이하게 구속할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 커플드 토션빔 액슬(1)의 조립구조를 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 부시(40)를 트레일링 암(20)에서 멀리 위치한 곳에 고정시킬 경우, 내측몸체(32)의 단부에 형성된 고정홀부(36)가 연장부재(22)에 구비된 측면홀부(24)에 연통되도록 한다.
그리고 2개의 체결볼트(52)와 너트부재(54)를 이용하여 내측몸체(32)를 고정시킨다. 이때 내측몸체(32)가 연장부재(22)의 내측에 삽입된 상태에서, 체결볼트(52)가 연장부재(22)와 내측몸체(32)를 관통하게 설치한다.
그리고 너트부재(54)를 체결볼트(52)에 고정시켜 체결볼트(52)의 이동을 구속하므로 트레일링 암(20)에 브라켓부(30)를 고정시킨다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 트레일링 암(20)에 가깝게 부시(40)를 설치할 경우, 연장부재(22)의 내측으로 내측몸체(32)를 이동시킨 후 부시(40)와 가까운 곳에 위치한 고정홀부(36)가 연장부재(22)의 측면홀부(24)에 연통되도록 한다.
그리고 2개의 체결볼트(52)와 너트부재(54)를 이용하여 내측몸체(32)를 고정시킨다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 브라켓부(30)의 외측부재(34)를 부시(40)의 외측파이프로 사용하므로, 부시(40)를 고정하기 위한 부품 수가 감소되어 제품의 중량을 감소시킬 수 있다. 또한 내측몸체(32)를 따라 복수의 구멍을 구비하는 고정홀부(36)에 의해 부시(40)의 설치위치 변경을 용이하게 할 수 있다. 또한 부시(40)를 압입으로 고정하기 위한 압입장비 및 압입력과 이탈력 관리가 필요하지 않으므로 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한 완성차의 부시(40) 파손시 체결부(50)의 분해만으로 부시(40)의 교환작업이 이루어지므로 유지보수 비용을 절감할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 차량용 커플드 토션빔 액슬
10: 토션빔 20: 트레일링 암
22: 연장부재 24: 측면홀부
26: 연결공 30: 브라켓부
32: 내측몸체 34: 외측부재
36: 고정홀부 40: 부시
42: 내측파이프 44: 탄성부재
50: 체결부 52: 체결볼트
54: 너트부재

Claims (7)

  1. 직선 방향으로 연장되는 토션빔;
    상기 토션빔의 양측에 고정되는 트레일링 암;
    상기 트레일링 암의 단부에 착탈 가능하게 설치되는 브라켓부;
    상기 브라켓부의 내측에 삽입된 상태로 고정되어 상기 브라켓부와 함께 이동되며, 진동을 저감시키는 부시; 및
    상기 부시의 외측을 감싸는 상기 브라켓부가 상기 트레일링 암의 단부에 삽입된 상태에서, 상기 트레일링 암과 상기 브라켓부를 관통하여 설치되는 체결부;를 포함하고,
    상기 브라켓부는,
    상기 트레일링 암의 내측으로 삽입되는 내측몸체;
    상기 내측몸체에서 연장되어 상기 부시의 외측을 감싸는 형상으로 설치되는 파이프 형상의 외측부재; 및
    상기 내측몸체의 측면을 관통하는 구멍을 복수 개 형성하며, 상기 체결부의 설치 위치를 변경할 수 있는 고정홀부;를 포함하며,
    상기 고정홀부는,
    상기 내측몸체의 길이방향을 따라 복수 개의 구멍이 연이어 설치되고,
    상기 부시는,
    상기 외측부재의 내측에 고정되며, 상기 외측부재를 상기 부시의 외측파이프로 사용하며,
    상기 트레일링 암은 사각관 형상의 연장부재가 구비되고, 상기 내측몸체는 사각관 형상인 것을 특징으로 하는 차량용 커플드 토션빔 액슬.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 체결부는,
    상기 트레일링 암과 상기 고정홀부를 관통하며 설치되는 체결볼트; 및
    상기 체결볼트에 체결되는 너트부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 커플드 토션빔 액슬.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결부는 상기 트레일링 암과 상기 내측몸체를 관통하며 복수로 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 커플드 토션빔 액슬.
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