KR102215230B1

KR102215230B1 - 자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치

Info

Publication number: KR102215230B1
Application number: KR1020190092408A
Authority: KR
Inventors: 박우영; 박경옥; 박경환
Original assignee: 박우영
Priority date: 2019-07-30
Filing date: 2019-07-30
Publication date: 2021-02-10
Also published as: KR20210014392A

Abstract

본 발명은 좌우에 서로 이격되어 구비되며 전후 방향으로 연장되며 전방 단부에 트레일링암부시가 구비된 한 쌍의 트레일링암(120)과, 좌우 방향으로 연장된 형태로 양단이 상기 트레일링암(120)에 결합되는 토션빔액슬(110)을 포함하며; 상기 토션빔액슬(110)의 강성을 조정하는 것이 가능한 강성조정부(160)를 더 포함하는 자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치(100)에 관한 것이다.

Description

자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치{Torsion Beam Axle Type Rear Suspension System For Vehicle}

본 발명은 자동차에 적용되어 사용하는 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접부의 분리가 방지되고, 토션빔액슬의 강성을 증가시키고 차종에 따라 강성을 조정할 수 있고, 조정된 강성의 예측이 가능한 자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치

자동차의 현가장치는 주행할 때 노면에서 받는 진동이나 충격을 차체에 직접 전달되지 않도록 함으로써 차체나 화물의 손상을 방지하고 좋은 승차감을 가지도록 하는 장치이다.

자동차의 현가장치 중 토션빔 액슬(Torsion Beam Axle) 타입으로 주로 중소형 승용차의 후륜에 적용되는 리어 현가장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 차체(도시하지 않음)의 좌우측에서 차체의 전후 방향을 따라 배치되는 한 쌍의 트레일링암(1)과, 차체의 좌우 방향으로 연장되어 양단이 상기 한 쌍의 트레일링암(1)에 용접 등의 방법으로 결합된 토션빔액슬(2)을 포함하여 구성된다.

상기 토션빔액슬(2)은 단면이 원형이 중공체로 형성된다. 상기 토션빔액슬(2)은 대한민국 등록번호 제10-0902837호 등록특허공보의 도 1에 도시된 바와 같은 형태로 형성되는 등 강성을 증가시킬 수 있는 다양한 형태로 형성된다.

상기 토션빔액슬(2)을 기준으로 차체의 후방쪽의 상기 트레일링암(1)의 단부에는 스프링시트(3)와 스핀들브라켓(4)이 각각 결합되어 설치된다. 상기 스프링시트(3)에는 코일스프링(5)의 하단이 안착되고, 상기 코일스프링(5)의 측부에 위치하는 댐퍼브라켓(도면부호 표기 생략됨)에는 차체와 연결되는 쇽업소버(6)의 하단이 결합되어 설치된다. 전방쪽의 상기 트레일링암(1)의 단부에는 트레일링암부시(7)가 결합되고, 상기 트레일링암부시(7)는 부시축(8)을 매개로 부시브라켓(9)과 결합되며, 상기 부시브라켓(9)은 차체에 결합된다.

상기와 같이 구성된 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치는 중량 감소 및 원가 절감을 실현하기 토션빔액슬(2)은 가벼운 중량의 것을 사용하며, 따라서 상기 토션빔액슬(2)의 강성이 작게 되며, 차량의 선회 주행시 트레잉일암(1)을 통해 횡력이 입력되면 강성이 작은 상기 토션빔액슬(2)은 차체의 전후 및 좌우방향으로의 움직임이 심하여 선회 주행 중인 차량에 롤링(Rolling) 현상이 발생하게 되는 문제점이 있었다. 이를 방지하기 위해 토션빔액슬(2)의 강성을 크게 하면 선회 안정성은 향상이 되나 승차감이 나빠지게 되는 바, 종래의 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치는 차량의 선회 안정성과 승차감을 동시에 만족시키기가 어려운 단점이 있었다.

대한민국 공개번호 제10-2012-0011512호 공개특허공보 대한민국 등록번호 제10-0902837호 등록특허공보

본 발명은 상기와 같은 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 토션빔액슬의 강성을 조정하여 차량에 맞추어 선회 안정성과 승차감을 모두 만족할 수 있는 강성을 갖도록 하는 것이 가능하며, 용접부가 분리되는 것을 방지할 수 있는 자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 위하여 본 발명은 좌우에 서로 이격되어 구비되며 전후 방향으로 연장되며 전방 단부에 트레일링암부시가 구비된 한 쌍의 트레일링암과, 좌우 방향으로 연장된 형태로 양단이 상기 트레일링암에 결합되는 토션빔액슬을 포함하며; 상기 토션빔액슬의 강성을 조정하는 것이 가능한 강성조정부를 더 포함하는 자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치를 제공한다.

상기에서, 강성조정부는 상기 토션빔액슬 내를 따라 좌우 방향으로 연장되어 양단이 좌우측에서 트레일링암을 지나 트레일링암으로부터 돌출되며 일측 단부는 트레일링암에 고정된 조정바와, 조정바의 돌출된 타측 단부에 나사체결되어 결합되는 조정나사를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 강성조정부는 상기 토션빔액슬 내를 따라 좌우 방향으로 연장되어 양단이 좌우측에서 트레일링암을 지나 트레일링암으로부터 돌출된 조정바와, 상기 조정바의 돌출된 단부에 각각 나사체결되어 결합되는 조정나사를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 조정바는 중심부에서 단부가 각각 결합된 탄성 변형 가능한 조정본체를 매개로 연결되어, 조정나사의 체결에 의하여 조정본체가 탄성변형되어 토션빔액슬의 강성이 조정되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 토션빔액슬의 중심부에는 전방 및/또는 후방으로 개구된 절개부가 형성되고, 상기 조정본체는 링형태로 형성되며 개구된 절개부로 일부가 돌출되도록 구비된 것을 특징으로 한다.

상기에서, 조정본체가 돌출된 절개부의 일측으로 토션빔액슬에 결합되어 조정본체의 돌출된 방향으로 연장된 표시수단이 구비되며, 상기 표시수단에는 그 연장 방향을 따라 하나 이상의 표시눈금이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르는 자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치(100)에 의하면 토션빔액슬(110)의 강성을 조정하는 것이 가능하며, 따라서 차량에 맞추어 선회 안정성과 승차감을 모두 만족할 수 있는 강성을 갖도록 조정할 수 있고, 조정된 강성을 확인하는 것이 가능하여 차량에 따라 쉽게 그에 맞는 강성을 갖도록 조정할 수 있고, 토션빔액슬(110)과 트레일링암(120)의 용접 결합이 손상되어 분리되는 것을 억제하여 향상된 수명을 가지는 효과가 있다.

도 1은 종래의 자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치를 도시한 사시도 및 일부 확대도이며,
도 2는 본 발명의 자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치를 개략적으로 도시한 평면도이며,
도 3은 도 2의 "A"부의 단면도이다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치를 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 3은 도 2의 "A"부의 단면도이다.

본 발명에 따르는 자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치(100)는 좌우에 서로 이격되어 구비되며 전후 방향으로 연장되며 전방 단부에 트레일링암부시가 구비된 한 쌍의 트레일링암(120)과, 좌우 방향으로 연장된 형태로 양단이 상기 트레일링암(120)에 결합되는 토션빔액슬(110)을 포함한다. 상기 토션빔액슬(110)을 기준으로 차체의 후방 쪽으로 상기 트레일링암(120)에는 스프링시트(130)와 스핀들브라켓(150)이 각각 결합되어 설치된다. 도 2에서 도면부호 140은 스프링시트(130)의 일측에 위치하며 차체와 연결되는 쇽업소버의 하단이 결합되어 설치되는 댐퍼브라켓을 도시한 것이다. 상기 토션빔액슬(110)은 단면이 원형인 중공체로 형성될 수도 있고, 단면이 "c"자와 같은 후방으로 개구된 형태로 형성될 수도 있다.

상기 토션빔액슬(110)의 양단은 트레일링암(120)에 용접으로 결합된다. 상기 스프링시트(130)와 스핀들브라켓(150)은 트레일링암(120)에 용접으로 결합한다. 상기 댐퍼브라켓(140)은 스프링시트(130)와 일체로 성형되어 제조되고, 트레일링암(120)에 용접 결합될 수 있다.

본 발명에 따르는 자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치(100)는 상기 토션빔액슬(110)의 강성을 조정하는 것이 가능한 강성조정부(160)를 더 포함한다.

상기 강성조정부(160)는 상기 토션빔액슬(110) 내를 따라 좌우 방향으로 연장되어 양단이 좌우측에서 트레일링암(120)을 지나 트레일링암(120)으로부터 돌출된 조정바(163)를 포함한다. 상기 트레일링암(120)에는 좌우 방향으로 관통된 암통공(121)이 형성되고, 조정바(163)는 암통공(121)을 지나 돌출된다.

상기 조정바(163)의 일측 단부는 트레일링암(120)에 용접 등이 방법으로 고정되고, 조정바(163)의 돌출된 타측 단부에 조정나사(165)가 나사체결되어 결합된다. 상기 조정바(163)의 돌출된 양측 단부에 각각 조정나사(165)가 나사체결되어 결합되는 것도 가능하다.

상기 조정나사(165)를 체결 방향으로 회전시키면, 조정나사(165)가 트레일링암(120)을 토션빔액슬(110) 쪽으로 가압한다(트레일링암(120)에 용접 등이 방법으로 고정된 경우에도 고정부에 의하여 트레일링암(120)을 토션빔액슬(110) 쪽으로 가압된다). 따라서 토션빔액슬(110)과 트레일링암(120)의 용접 결합은 더욱더 견고하게 된다.

상기 조정바(163)에는 인장력이 작용하고 트레일링암(120)에는 압축력이 작용한다. 조정나사(165)의 체결 정도에 따라 조정바(163)에 작용하는 인장력과 트레일링암(120)에 작용하는 압축력의 크기가 조정되고, 따라서 조정나사(165)의 체결 정도에 따라 토션빔액슬(110)과 트레일링암(120) 조합체의 강성이 조절된다.

상기 조정바(163)의 돌출된 양측 단부에 각각 조정나사(165)가 나사체결되어 결합된 경우, 어느 일측 또는 양측의 조정나사(165)의 체결 정도를 조정하는 것이 가능하다.

상기 조정바(163)는 중심부에서 분리되고, 분리된 조정바(163)의 양측 단부가 조정본체(161)에 연결되는 구조로 구비될 수 있다. 상기 조정본체(161)는 조정바(163)의 당김에 의하여 탄성 변형 가능한 형태로 구비된다. 상기 조정본체(161)는 예를 들면, 링형태로 구비되고, 서로 반대 방향에서 조정바(163)에 결합된다. 상기 조정본체(161)는 링형태로 한정되지 않고, 변형이 용이한 다이아몬드 형태나, 다각형 형태로 구비될 수 있다. 상기 조정바(163)와 조정본체(161)는 강과 같은 금속으로 이루어질 수도 있고, 조정본체(161)는 엔지니어링 플라스틱(예를 들면, 나이론 6 또는 나이론 66)으로 이루어질 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 조정나사(165)의 체결에 의하여 조정바(163)에 의하여 양측에서 조정본체(161)가 당겨지면(B방향), 전후 방향으로는 압축되는 변형을 하여(C 방향) 전후방향으로 축소되는 형태로 변형된다. 조정본체(161)가 원형인 경우 좌우 방향으로 장축을 가지는 타원형으로 변형된다.

상기 토션빔액슬(110)의 중심부에는 전방(및/또는 후방)으로 개구된 절개부(111)가 형성된다. 토션빔액슬(110)은 단면이 원형인 중공체로 형성된 경우 후방으로도 절개부가 형성될 수 있으며, 단면이 "c"자와 같이 후방으로 개구된 형태로 형성된 경우에는 후방으로 별도의 절개부가 형성될 필요는 없다.

상기 조정본체(161)는 토션빔액슬(110) 내에 구비되며, 전방 측 일부가 개구된 절개부(111)를 통하여 돌출된다. 조정나사(165)의 체결 방향으로의 회전에 의하여 조정바(163)가 양측에서 조정본체(161)를 당기면, 절개부(111)를 통하여 돌출된 조정본체(161)의 돌출 부분의 돌출 정도(t)가 감소한다. 체결된 상태에서 조정나사(165)의 체결 반대 방향으로의 회전에 의하여 조정본체(161)의 돌출 부분의 돌출 정도(t)는 증가한다.

따라서 조정본체(161)의 돌출 정도(t)에 의하여, 토션빔액슬(110)에 작용하는 압축력과 조정바(163)에 작용하는 인장력이 상대 비교될 수 있고, 이 상대 비교에 의하여 차량마다 돌출 정도(t)를 세팅하여 차량에 맞는 강성을 가지도록 조정하는 것이 가능하게 된다.

상기 조정본체(161)가 돌출된 절개부(111)의 일측으로 토션빔액슬(110)에 결합되어 조정본체(161)의 돌출된 방향으로 연장된 표시수단(170)이 더 구비될 수 있다. 상기 표시수단(170)에는 그 연장 방향을 따라 하나 이상의 표시눈금(171)이 형성된다. 조정본체(161)의 돌출 정도(t)를 표시눈금(171)에 대비하여 확인하면서 조정나사(165)의 체결 정도를 조정하여 보다 정확한 조립 작업을 신속하게 할 수 있다.

100: 자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치
110: 토션빔액슬 120: 트레일링암
130: 스프링시트 140: 댐퍼브라켓
150: 스핀들브라켓 160: 강성조정부

Claims

좌우에 서로 이격되어 구비되며 전후 방향으로 연장되며 전방 단부에 트레일링암부시가 구비된 한 쌍의 트레일링암(120)과, 좌우 방향으로 연장된 형태로 양단이 상기 트레일링암(120)에 결합되는 토션빔액슬(110)을 포함하며;
상기 토션빔액슬(110)의 강성을 조정하는 것이 가능한 강성조정부(160)를 더 포함하며;
상기 강성조정부(160)는 상기 토션빔액슬(110) 내를 따라 좌우 방향으로 연장되어 양단이 좌우측에서 트레일링암(120)을 지나 트레일링암(120)으로부터 돌출되며 일측 단부는 트레일링암(120)에 고정된 조정바(163)와, 조정바(163)의 돌출된 타측 단부에 나사체결되어 결합되는 조정나사(165)를 포함하며;
상기 조정바(163)는 중심부에서 단부가 각각 결합된 탄성 변형 가능한 조정본체(161)를 매개로 연결되어, 조정나사(165)의 체결에 의하여 조정본체(161)가 탄성변형되어 토션빔액슬(110)의 강성이 조정되는 것을 특징으로 하는 자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치(100).
삭제
제1 항에 있어서, 상기 강성조정부(160)는 상기 토션빔액슬(110) 내를 따라 좌우 방향으로 연장되어 양단이 좌우측에서 트레일링암(120)을 지나 트레일링암(120)으로부터 돌출된 조정바(163)와, 상기 조정바(163)의 돌출된 단부에 각각 나사체결되어 결합되는 조정나사(165)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치(100).
삭제
제1 항에 있어서, 상기 토션빔액슬(110)의 중심부에는 전방 및/또는 후방으로 개구된 절개부(111)가 형성되고, 상기 조정본체(161)는 링형태로 형성되며 개구된 절개부(111)로 일부가 돌출되도록 구비된 것을 특징으로 하는 자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치(100).
제1 항에 있어서, 상기 조정본체(161)가 돌출된 절개부(111)의 일측으로 토션빔액슬(110)에 결합되어 조정본체(161)의 돌출된 방향으로 연장된 표시수단(170)이 구비되며, 상기 표시수단(170)에는 그 연장 방향을 따라 하나 이상의 표시눈금(171)이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치(100).