KR20060071803A - 씨티비에이 시스템의 트레일링 암과 스핀들 마운팅브래킷의 결합구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 씨티비에이 시스템의 트레일링 암과 스핀들 마운팅 브래킷의 결합구조에 관한 것으로서, 상기 스핀들 마운팅 브래킷에는 상기 트레일링 암의 굴곡진 영역이 삽입되도록 상기 트레일링 암에 비해 직경이 큰 입구측 삽입공과 상기 트레일링 암과 직경이 동일한 출구측 삽입공이 형성되고; 상기 트레일링 암과 상기 입구측 삽입공사이에 형성되는 빈공을 차단하는 기밀유지 판이 상기 스핀들 마운팅 브래킷에 장착되는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 씨티비에이 시스템에서 트레일링 암과 스핀들 마운팅 브래킷과의 결합부의 노치를 제거하여 강도 및 내구성능을 향상시킬 수 있다. 그리고, 스핀들 마운팅 브래킷과 스프링 시트를 일체화시킴으로써 스핀들 마운팅 브래킷과 스프링 시트의 금형을 따로 제작했던 것을 하나의 금형으로 제작할 수 있으므로 금형 제작비를 줄일 수 있다. 또한, 두 번을 해야 했던 용접을 한 번만 해도 되므로 작업 공정이 축소되고 효율성을 증대시킬 수 있다.

씨티비에이, 스핀들 마운팅 브래킷, 스프링 시트

Description

씨티비에이 시스템의 트레일링 암과 스핀들 마운팅 브래킷의 결합구조{structure for connecting trailing arm with spindle mounting bracket in CTBA system}

도 1은 종래의 후륜 서스펜션의 구조도,

도 2는 도 1의 후륜 서스펜션에서 트레일링 암에 스핀들 마운팅 브래킷과 스프링 시트가 장착된 구조도,

도 3은 본 발명에 따른 스핀들 마운팅 브래킷과 트레일링 암의 결합 구조도,

도 4는 도 3의 스핀들 마운팅 브래킷과 트레일링 암의 조립 후 후면 구조도,

도 5는 도 4의 스핀들 마운팅 브래킷의 공란을 메우는 기밀유지 판의 구조도,

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

3 : 트레일링 암 4 : 스핀들 마운팅 브래킷

5, 6 : 삽입공 7 : 가이드

8 : 볼트 10 : 기밀유지 판

11 : 돌기 12 : 볼트 체결공

13 : 너트

본 발명은 씨티비에이 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 씨티비에이 시스템을 구성하는 트레일링 암과 스핀들 마운팅 브래킷의 결합구조에 관한 것이다.

주로 경차에 사용되는 씨티비에이 시스템(이하 CTBA시스템이라 칭함)은 후륜 서스펜션을 구성하는 크로스멤버(토션 빔 & 토션 바) 및 암(트레일링 암)류를 일체형으로 조립하는 서스펜션 구조로, 경량화 및 공간 확보에 유리하여 최근 소형 승용차를 중심으로 적용이 확대되고 있다.

CTBA(Coupled Torsion Axle)의 구성은 도 1에서 도시된 바와 같이, 토션 빔 및 토션 바의 양측에 트레일링 암(103)이 용접되며 트레일링 암(103)의 앞쪽에는 차체에 장착하기 위한 부시(102)가, 후방에는 스핀들 및 댐퍼/스프링이 장착되기 위한 스핀들 마운팅 브라켓(미도시)이 접합된다. 또한 좌우측의 접합부의 강성/강도를 보강하기 위해 보강판이 추가로 접합된다.

그런데, 차량 주행 시 트레일링 암(103)은 노면으로부터 입력되는 상하 하중을 스핀들 마운팅 브래킷(105)과 스프링 시트(105)를 통해 차체에 전달하는 역할을 하는데, 이 때 차량에 입력되는 모든 하중을 트레일링 암(103)이 받게 되므로 강도 및 내구성능을 만족하기 위해서 구조적으로 매우 튼튼해야 하며, 이로 인해 중량 및 비용의 증대가 불가피한 구조를 가지고 있다.

도 2는 트레일링 암(103)에 스핀들 마운팅 브래킷(104)과 스프링 시트(105)가 장착된 구조를 도시한 것으로 트레일링 암(103)에 가해지는 상하 하중을 함께 표시하였다. 차량 주행 시 노면으로 입력되는 상하력은 스핀들 마운팅 브래킷(104)을 통해 트레일링 암(103)에 전달되는데, 일반적으로 차량 최대중량의 3배 이상의 하중이 가해지기도 한다. 그러므로, 차량 주행 시 입력되는 이러한 상하 하중에 대해 스핀들 마운팅 브래킷(104)과 트레일링 암(103)의 결합부는 구조적으로 충분한 강도 및 내구성능을 가지도록 설계되어야 한다.

그런데, 종래의 트레일링 암(103)과 스핀들 마운팅 브래킷(104) 및 스프링 시트(105)의 결합부는 도 2와 같이 스핀들 마운팅 브래킷(104)의 끝단에 용접부의 기밀단속으로 노치(notch)가 있어 이 부분에서의 응력집중현상이 발생하였다. 이에 따라 스핀들 마운팅 브래킷(104)과 트레일링 암(103) 사이의 노치(notch)에는 노면으로부터의 상하력 입력에 대해 압축(compression)이 과도하게 발생할 수 있으며, 이러한 응력집중현상은 도 2의 내구력 해석결과에 도시한 바와 같다.

또한, 스프링 시트(105)와 트레일링 암(103) 사이의 노치(notch)에도 응력집중현상이 발생할 수 있는데, 이는 스프링 반력에 의해 발생하며, 스핀들 마운팅 브래킷(104)의 노치(notch)와는 반대로 인장력이 발생한다. 이러한 노치에 발생하는 응력집중현상은 실제 차량에서 크랙(crack)이 발생하는 시발점이 될 수 있다. 따라서, 트레일링 암(103)과 스핀들 마운팅 브래킷(104) 및 스프링 시트(105)의 결합부에서 노치를 제거하여 취약한 결합구조를 개선함으로써 트레일링 암의 전체적인 구조성능을 높여야 한다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 트레일링 암과 스핀들 마운팅 브래킷과의 결합부의 노치를 제거하여 강도 및 내구성능을 향상시키는 씨티비에이 시스템의 스핀들 마운팅 브래킷과 트레일링 암의 결합 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 씨티비에이 시스템의 트레일링 암과 스핀들 마운팅 브래킷의 결합구조에 있어서, 상기 스핀들 마운팅 브래킷에는 상기 트레일링 암의 굴곡진 영역이 삽입되도록 상기 트레일링 암에 비해 직경이 큰 입구측 삽입공과 상기 트레일링 암과 직경이 동일한 출구측 삽입공이 형성되고; 상기 트레일링 암과 상기 입구측 삽입공사이에 형성되는 빈공을 차단하는 기밀유지판이 상기 스핀들 마운팅 브래킷에 장착되는 것에 의해 달성된다.

상기 트레일링 암과 면접하는 상기 기밀유지판의 판면에는 한 쌍의 돌기가 소정 이격거리를 두고 형성되어 있고, 상기 트레일링 암의 판면에는 상기 기밀유지판의 돌기를 수용하여 안내하는 가이드 홈이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 기밀유지판과 상기 스핀들 마운팅 브래킷은 볼트체결에 의해 상호 고정되는 것이 바람직하다.

상기 스핀들 마운팅 브래킷은 스프링 시트와 일체로 형성되어, 상기 트레일링 암과의 조립과정이 용이해진다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 스핀들 마운팅 브래킷과 트레일링 암의 결합 구조도이고, 도 4는 도 3의 스핀들 마운팅 브래킷과 트레일링 암의 조립 후 후면 구조도이고, 도 5는 도 3에서 조립 후 스핀들 마운팅 브래킷의 공란을 메우는 기밀유지 판의 구조도이다. 본 발명에 따라 도 3에 도시된 바와 같이, 스핀들 마운팅 브래킷(4)과 스프링 시트를 일체로 만들어 트레일링 암(3)에 장착 시 용접 단속을 없앤 구조이다. 이것으로 상하력 입력 시 용접부 끝단에 발생하는 노치효과로 인한 응력집중현상을 제거함으로써 스핀들 마운팅 브래킷(4)과 트레일링 암(3) 사이의 결합구조를 보강한 것이다.

일반적인 구조에서, 스핀들 마운팅 브래킷(4)은 상하력이 작용하여 스핀들 마운팅 브래킷(4)의 끝단부에 압축력이 작용하고, 스프링 시트 끝단부에는 스프링 반력이 작용하여 인장력이 발생하였었다. 본 발명에서는 종래의 이 두 끝단부를 일치시킴으로써, 압축력과 인장력을 상쇄시키고 이 부분에 발생하는 노치효과를 제거할 수 있다. 두 단품의 일체로 노치효과를 제거한 것뿐만 아니라, 트레일링 암(3)에 결합하기 위해 두 번 행해졌던 용접작업을 트레일링 암(3)에 결합시킨 후 한번에 행할 수 있어 용접 작업성 또한 개선할 수 있다. 트레일링 암(3)과 스핀들 마운팅 브래킷(4) 및 스프링 시트 사이의 결합성능은 시스템의 내구안전성을 위하여 반드시 확보되어야 하는 요소로서, 종래에는 이 결합부의 내구성능을 확보하기 위해 트레일링 암두께를 전체적으로 증가시켜 용접부 노치의 응력수준을 낮추는 정도였다.

본 발명에서는 트레일링 암(3)의 두께증가 없이 결합부의 결합성능을 국부적으로 증대시켜 비용의 절감도 도모할 수 있다. 그러나 트레일링 암(3)의 파이프는 타이어와의 갭(gap)을 확보하기 위해서 직선 형상이 아니라 도 3에 나타난 것과 같이 곡선으로 형성되어 있다. 그러므로, 본 발명의 스핀들 마운팅 브래킷(4)이 트레일링 암(3)에 결합을 위해서 스핀들 마운팅 브래킷(4)의 입구측 삽입공(6)은 트레일링 암(3)의 직경보다 크게 형성해야 하는 반면, 출구측 삽입공(5)은 트레일링 암(3)의 직경과 동일하게 형성해야 한다. 이 상태로 결합을 하게 되면 차량 내측으로는 문제가 되지 않지만 차량 외측으로는 도 3에서 나타난 바와 같이 빈 공간이 발생하게 된다. 이 공간을 메우기 위해서 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은, 기밀유지 판(10)을 마련하여, 트레일링 암(3)의 파이프를 따라 움직일 수 있도록 파이프에 가이드 홈(7)을 내고 기밀유지 판(10)의 끝단도 가이드 홈(7)에 맞도록 돌기(11)를 가공한다. 트레일링 암(3)의 파이프의 빗면을 따라 움직일 수 있고 틈이 생기지 않도록 트레일링 암(3)의 파이프의 기울기에 맞춰 가공하고 볼트로 체결하도록 한다. 이때, 홀을 가공할 때는 체결위치가 변할 수 있으므로 타원 모양으로 한다. 이 기밀유지 판(10)이 스핀들 마운팅 브래킷(4)과 스프링 시트 일체형 구조에 결합될 수 있도록 도 4에 도시된 바와 같이 용접 너트를 장착한다. 위치가 고정이 되면 기밀유지 판(10)과 스핀들 마운팅 브래킷 구조물(4)과 트레일링 암(3)을 한 번에 용접을 한다.

이러한 구성에 의하여, 스핀들 마운팅 브래킷과 스프링 시트를 일체형으로 구성하고, 스프링 시트 일체형 스핀들 마운팅 브래킷에 곡선형상의 트레일링 암이 용이하게 삽입되도록 입구측 삽입공을 종래에 비해 더 크게 형성한다. 그에 따라 상기 입구측 삽입공에 빈공간이 생기게 되므로 본 발명의 기밀유지 판을 스프링 시트 일체형 스핀들 마운팅 브래킷에 부착함으로써 기밀성이 유지된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, CTBA 시스템에서 트레일링 암과 스핀들 마운팅 브래킷과의 결합부의 노치를 제거하여 강도 및 내구성능을 향상시킬 수 있다. 그리고, 스핀들 마운팅 브래킷과 스프링 시트를 일체화시킴으로써 스핀들 마운팅 브래킷과 스프링 시트의 금형을 따로 제작했던 것을 하나의 금형으로 제작할 수 있으므로 금형 제작비를 줄일 수 있다. 또한, 두 번을 해야 했던 용접을 한 번만 해도 되므로 작업 공정이 축소되고 효율성을 증대시킬 수 있다.

Claims (5)

1. 씨티비에이 시스템의 트레일링 암과 스핀들 마운팅 브래킷의 결합구조에 있어서,

   상기 스핀들 마운팅 브래킷에는 상기 트레일링 암의 굴곡진 영역이 삽입되도록 상기 트레일링 암에 비해 직경이 큰 입구측 삽입공과 상기 트레일링 암과 직경이 동일한 출구측 삽입공이 형성되고;

   상기 트레일링 암과 상기 입구측 삽입공사이에 형성되는 빈공을 차단하는 기밀유지판이 상기 스핀들 마운팅 브래킷에 장착되는 것을 특징으로 하는 트레일링 암과 스핀들 마운팅 브래킷의 결합구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 트레일링 암과 면접하는 상기 기밀유지판의 판면에는 한 쌍의 돌기가 소정 이격거리를 두고 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 트레일링 암과 스핀들 마운팅 브래킷의 결합구조.
3. 제2항에 있어서,

   상기 트레일링 암의 판면에는 상기 기밀유지판의 돌기를 수용하여 안내하는 가이드 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 트레일링 암과 스핀들 마운팅 브래킷의 결합구조.
4. 제3항에 있어서,

   상기 기밀유지판과 상기 스핀들 마운팅 브래킷은 볼트체결에 의해 상호 고정되는 것을 특징으로 하는 트레일링 암과 스핀들 마운팅 브래킷의 결합구조.
5. 제3항에 있어서,

   상기 스핀들 마운팅 브래킷은 스프링 시트와 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 트레일링 암과 스핀들 마운팅 브래킷의 결합구조.

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