KR20030018914A - 자동차의 토션 비임 현가장치 - Google Patents

Abstract

롤링시 현가장치의 회전중심을 높게 하여 선회시 휠의 자세를 토우 인 상태로 크게 변하도록 함으로써, 추종성의 향상으로 조종 안정성을 향상시키고, 스테이빌라이저 바아의 생략으로 중량과 원가를 저감할 목적으로;

차폭 방향으로 배치되는 토션 빔의 양측단에 트레일링 아암이 일체로 형성되고, 이 트레일링 아암의 후단부 외측으로 휠을 지지하며, 상기 트레일링 아암의 전단부가 토션 빔의 전측으로 돌출되어 그 선단 부분이 차체에 마운트 되는 토션 빔 현가장치에 있어서,

상기 토션 빔을 하방 개구형으로 하되, 양측 부분은 직선형으로 형성하고, 중간부분을 일정높이 만큼 상측으로 올라간 곡선 형태의 볼록부로 형성함을 특징으로 자동차의 토션 빔 현가장치를 제공한다.

Description

자동차의 토션 비임 현가장치{TORSION BEAM SUSPENSION SYSTEM OF VEHICLE}

본 발명은 자동차의 토션 빔 현가장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 토션 빔의 비틀림시 회전중심을 높게 하여 선회시 휠의 자세를 토우 인으로 변화시켜 주어 조종 안전성을 향상시키고, 구조의 단순화로 중량은 물론 원가를 절감시킬 수있도록 한 자동차의 후륜 현가장치에 관한 것이다.

예컨대, 차량에 있어서의 현가장치는 차체와 휠 사이에 존재하며, 이 두 강체를 하나 혹은 다수의 링크를 이용하여 연결하여 주는 장치로서, 상하방향으로는 스프링과 유압 쇽 업소오버등에 의해 지지되고, 기타방향으로는 높은 강성과 유연성을 적절히 조화시킴으로써, 차체와 휠 사이의 상대운동을 기계적으로 적절히 조화시키는 기능을 수행하게 된다.

이러한 현가장치는 첫째, 차량의 주행중에 발생되는 노면의 불규칙한 입력을 효과적으로 차단하여 탑승자의 안락한 승차감을 제공하고,

둘째, 운전자의 운전행위 및 노면의 굴곡에 의해 발생된 차체의 흔들림을 적절히 제어하여 운전 편의성을 제공하여야 하며,

셋째, 불규칙한 노면의 주행시 타이어 접지면에서의 수직하중을 적절한 수준으로 유지하여 선회, 제동 구동시 차량의 안정성을 확보하여야 한다는 기본 조건을 만족시켜야만 한다.

상기와 같은 조건을 만족시키기 위하여는 여러종류의 현가장치가 개발되어 실차에 적용되고 있는데, 그 일예로서, 토션 빔 타입 현가장치를 들 수가 있으며, 이 현가장치는 구성이 매우 간단하고, 선회시에는 좌,우륜이 독립 현가장치의 기능을 하고 법프 및 리바운드시에는 일체형 처럼 작동하는 장점을 갖고 있다.

이러한 토션 빔 타입 현가장치의 일반적인 구성을 살펴보면, 도 1 및 도 2에서와 같이, 차폭 방향으로 배치되는 토션 빔(2)의 양측단에 트레일링 아암(4)(6)이 일체로 형성되고, 이 트레일링 아암(4)(6)의 후단부 외측에 휠(8)(10)을 지지하는휠 지지체(12)(14)이 일체로 형성된다.

그리고 상기 트레일링 아암(4)(6)의 전단부가 토션 빔(2)의 전측으로 돌출되어 그 선단 부분에 마운트부(16)(18)가 형성되어 이의 마운트 부(16)(18)에는 고무부시를 개재시켜 차체에 마운트하게 되고, 트레일링 아암(4)(6)의 후측에는 코일 스프링(20)(22)과 쇽 업소오버(24)(26)로 이루어지는 완충수단이 배치된다.

이에따라 노면의 조건 및 차량 운행 상태에 따라 트레일링 아암의 후측 부분이 휠과 함께 승강하게 되면 상기 마운트 부를 힌지로 하여 승강 운동이 이루어지 되며, 이때 상기 완충수단에 의하여 상하 진동 및 충격이 감쇠됨과 동시에 상기 고무부시의 적절한 탄성력에 의하여 유연하게 흡수되는 것이다.

이러한 현가장치에 있어서, 선회시와 같은 롤링시에는 도 2에서와 같이 토션 빔(2)의 중간부분에 회전중심(SHEAR CENTER, SC)이 형성된다.

상기 회전중심(SC)의 위치는 토션 빔(2)의 형상에 따라 달라지게 되는데, 도 3은 토션 빔(2)을 반분하여 일측은 하방 오픈형을 도시하고, 타측은 전방 오픈형으로 도시하고 있다.

상기 하방 오픈형은 도3 및 도 4에서와 같이, 회전중심(SC1)이 토션 빔(2)의 상측에 형성되고, 전방 오픈형은 토션 빔(2)의 후측에 회전중심(SC2)이 형성된다.

즉, 회전중심(SC1, 2)이 개구되는 방향의 반대 방향측에 형성됨을 알 수 있는데, 이의 회전중심은 휠의 지오메트리 특성 특히, 토우 특성에 직접적인 연관된다.

도 5에서와 같이, 회전중심이 높은 하방 오픈형이 선회시 토우 인 변화가 크게 나타남을 알 수 있다.

결국, 상기 그래프를 볼 때 회전중심의 위치가 높게 설정된 것 일수록 조종 안정성을 향상시킬 수 있게 되는 바, 상대적으로 전방, 또는 후방 오픈형상보다는 하방 오픈형이 유리한다는 것을 알 수 있는 것이다.

이러한 점을 고려하여 종래 토션 빔 현가장치의 구성을 살펴보면, 도 6 및 도 7에서와 같이, 토션 빔(100)이 직선 형태로 이루어지고, 롤 강성을 증대시키기 위하여 그 내측에 스테이빌라이저 바아(102)가 배치되는 것이 보편적이다.

그러나 상기와 같은 토션 빔을 적용하는 경우에는 토션 빔이 직선형태로 이루어지게 되는 바, 회전중심을 높이는데에 한계가 있으며, 스테이빌라이저 바아가 내장됨에 따라 중량이 증대됨은 물론 이에따라 원가가 상승된다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된것으로서, 본 발명의 목적은 종래에 비하여 회전중심을 높게 하여 선회시 휠의 자세를 토우 인 상태로 크게 변하도록 함으로써, 추종성의 향상으로 조종 안정성을 향상시킬 수 있는 토션 빔 현가장치를 제공함에 있다.

그리고 본 발명의 다른 목적은 스테이빌라이저 바아의 생략으로 중량과 원가를 저감할 수 있도록 하는데에 있다.

도 1은 일반적인 토션 빔 현가장치의 사시도.

도 2는 도 1에 의한 현가장치의 작동도.

도 3은 토션 빔의 형상에 따른 회전중심을 설명하기 위한 도면.

도 4는 토션 빔의 형상에 따른 회전중심의 위치를 설명하기 위한 도면.

도 5는 토션 빔의 형상에 따른 토우 변화를 나타낸 그래프선도.

도 6은 종래 토션 빔의 배면도.

도 7은 도 6의 A - A 선에서 본 단면도.

도 8은 본 발명에 의한 토션 빔 어셈블리의 사시도.

도 9는 본 발명에 의한 토션 빔 어셈블리의 배면도.

도 10은 도 9의 B - B 선에서 본 단면도이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 차폭 방향으로 배치되는 토션 빔의 양측단에 트레일링 아암이 일체로 형성되고, 이 트레일링 아암의 후단부 외측으로 휠을 지지하며, 상기 트레일링 아암의 전단부가 토션 빔의 전측으로 돌출되어 그 선단 부분이 차체에 마운트되는 토션 빔 현가장치에 있어서,

상기 토션 빔을 하방 개구형으로 하되, 양측 부분은 직선형으로 형성하고, 중간부분을 일정높이 만큼 상측으로 올라간 곡선 형태의 볼록부로 형성함을 특징으로 자동차의 토션 빔 현가장치를 제공한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 8은 본 발명에 의한 현가장치에 적용되는 토션 빔 어셈블리의 사시도로서, 상기 도 1과 동일 부품으로 구성되지만 본 발명과의 차별을 위하여 다른 부호를 부여함을 전제한다.

상기 토션 빔(52)은 양측단에 트레일링 아암(54)(56)이 일체로 형성되고, 이 트레일링 아암(54)(56)의 후단부 외측에 휠을 회전 가능하게 지지하는 미 도시한 휠 캐리어가 장착되는 브라켓(58)(60)이 일체로 형성되어 있다.

그리고 상기 트레일링 아암(54)(56)의 전단부가 토션 빔(52)의 전측으로 일정길이 만큼 돌출되어 그 선단 부분에 마운트 부(62)(64)가 형성되며, 이의 마운트 부(62)(64)에는 미 도시한 고무부시를 개재시켜 차체에 마운트하게 된다.

또한, 상기 휠 캐리어 브라켓(58)(60)의 내측 부분에는 코일 스프링과 쇽 업소오버로 이루어지는 미 도시한 완충수단을 구비하게 되는 것이다.

이와같이 이루어지는 현가장치에 있어서, 본 발명은 도 9에서와 같이, 토션빔(52)의 양측단부는 직선형으로 형성하되, 중간부분을 일정높이 만큼 상측으로 올라간 곡선 형태의 볼록부(66)로 형성하였다.

상기와 같이 토션 빔(52)의 중간부에 블록부(66)를 형성하면, 회전중심(SC)이 도 10에서와 같이 높은 위치에 형성되는 바, 선회시 휠을 자세를 토우 인으로 변하게 하여 줌으로써, 조종 안정성을 높일 수 있게 되는 것이다.

그리고 중간부분이 블록부(66)에 의해서 작용면적이 커지게 되는 바, 이곳에 대한 강성이 증대되어 스테이빌라이저 바아를 적용한 정도의 효과를 얻게 되므로 종래와 같이 스테이빌라이저 바아를 적용할 필요가 없게 되는 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명에 의하면, 간단한 구조로서 종래에 비하여 회전중심을 높게 함으로써, 선회시 휠의 자세를 토우 인 상태로 크게 변하도록 하여 추종성의 향상으로 조종 안정성을 향상시킬 수 있으며, 스테이빌라이저 바아의 생략으로 중량과 원가를 저감할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (1)

1. 차폭 방향으로 배치되는 토션 빔의 양측단에 트레일링 아암이 일체로 형성되고, 이 트레일링 아암의 후단부 외측으로 휠을 지지하며, 상기 트레일링 아암의 전단부가 토션 빔의 전측으로 돌출되어 그 선단 부분이 차체에 마운트되는 토션 빔 현가장치에 있어서,

   상기 토션 빔을 하방 오픈형으로 하되, 양측 부분은 직선형으로 형성하고, 중간부분을 일정높이 만큼 상측으로 올라간 곡선 형태의 볼록부로 형성함을 특징으로 자동차의 토션 빔 현가장치.