KR20100034222A - 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치는, 토션 빔과, 상기 토션 빔의 양단에 연결되는 트레일링 암을 포함하여 이루어지며, 상기 각 트레일링 암에는 일측에 차체와의 장착을 위한 제1 장착부를 일체로 형성하고, 다른 일측에 캐리어를 장착하기 위한 제2 장착부를 일체로 형성하며, 상기 제2 장착부에 스프링 시트가 용접 설치되며, 상기 토션 빔은 볼트를 통해 상기 각 트레일링 암의 제1 및 제2 장착부 사이에 연결되게 설치되는 것을 특징으로 한다.

커플드 토션 빔 액슬, CTBA, 리어 현가장치, 트레일링 암, 토션 빔, 주물, 볼트 체결

Description

커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치 {REAR SUSPENSION OF COUPLED TORSION BEAM AXLE TYPE}

본 발명의 예시적인 실시예는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 토션 빔과 트레일링 암의 결합 구조를 개선한 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치에 관한 것이다.

일반적으로, 커플드 토션 빔 액슬(CTBA ; Coupled Torsion Beam Axle) 타입의 현가장치는 단순한 부품으로 인하여 설계 성능 영역이 높지 않음에도 불구하고, 낮은 생산 단가와 작은 질량에 비해 상대적으로 높은 주행 안정성으로 주로 경차 및 준 중형차의 리어 현가장치로 적용되어져 왔다.

상기 커플드 토션 빔 액슬 타입 리어 현가장치의 구성은, 도 4에 도시된 바와 같이, 토션 빔(101)이 구비되고, 그 토션 빔(101)의 양단에는 타이어와 휠을 장착하기 위한 캐리어(103)를 일측에 장착한 트레일링 암(105)이 고정된다.

그리고 상기 각 트레일링 암(105)의 일측은 차체(미도시)와 연결하기 위한 쇽 업소버(107)와 부시(109)가 구성되고, 스프링 시트(111)를 통하여 차체와의 사이에 스프링(113)이 설치된다.

이러한 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치는 트레일링 암(105)의 중앙에 위치한 토션 빔(101)의 토션 변형 특성으로 인하여 휠(Wheel)의 변형이 이루어지는 특징이 있으며, 토션 변형 및 트레일링 암(105)의 위치 및 부시(109) 특성에 의해서 범프(Bump) 시에 토우인(Toe-In)으로 유도가 가능한 특징이 있다.

상기에서와 같은 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치에 있어, 상기 토션 빔(101)과 트레일링 암(105)의 결합 구조는 일 예로서, 도 5에서와 같이 브이(V)자 형의 폐단면을 지닌 토션 빔(101)의 양단이 트레일링 암(105)에 각각 용접 접합된다.

여기서, 각각의 트레일링 암(105)은 제1 부재(106a)와 제2 부재(106b)가 서로 끼워진 상태로 용접 접합되며, 일측 단부에 차체와의 장착을 위한 부시 케이스(121)가 용접 접합되고, 다른 일측 단부에는 캐리어(미도시)의 장착을 위한 제1 마운트 브라켓(123)이 용접 접합되며, 스프링(미도시)을 장착하기 위한 제2 마운트 브라켓(125)이 용접 접합된다.

또한, 토션 빔(101)과 트레일링 암(105)의 결합 부위에는 그 결합 부위로 집중되는 응력을 분산시키기 위한 보강판(127)이 용접 접합된다.

한편, 종래 기술에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치에 있어, 다른 예에 따른 토션 빔(101)과 트레일링 암(105)의 결합 구조는 도 6 및 도 7에서와 같이, 브이(V)자 형의 개단면을 지닌 토션 빔(101)의 양단이 좌우측 트레일링 암(105)에 각각 용접 접합된다.

그리고 상기 토션 빔(101)의 내측에는 각 트레일링 암(105)으로 관통하여 용 접 접합되는 토션 바(102)를 구비하고 있다.

여기서, 각각의 트레일링 암(105)은 전기 예에서와 같이 두 개의 부재가 서로 끼워진 상태로 용접 접합되며, 일측 단부에 부시 케이스(121)가 용접 접합되고, 다른 일측 단부에 언급한 바 있는 제1 및 제2 마운트 브라켓(123, 125)이 용접 접합된다.

또한, 토션 빔(101)과 트레일링 암(105)의 좌우측 용접 접합부, 및 토션 바(102)와 트레일링 암(105)의 용접 접합부에는 이들 접합부의 강성 및 강도를 보강하기 위한 보강판(127)이 용접 접합된다.

그런데, 상기와 같은 종래 기술에서는 차량 주행시 현가장치에 작용하는 하중을 받을 경우, 주요한 변형 모드가 전단 및 비틀림 모드가 되어 토션 빔(101)과 트레일링 암(105)의 접합부, 토션 바(102)와 트레일링 암(105)의 접합부, 및 제1 및 제2 마운트 브라켓(123, 125)의 접합부 등에 응력이 집중된다.

즉, 종래 커플드 토션 빔 액슬 타입의 현가장치 구성으로는 응력이 과도하게 발생하는 영역에 용접에 의한 접합구조로 이루어져 구조적으로 취약한 형상이 되었을 뿐만 아니라, 용접품질의 관리가 엄격하게 실시되지 않을 경우 파손이 매우 쉽게 발생할 수 있는 문제점을 내포하고 있다.

상기한 문제점을 보다 구체적으로 살펴보면, 종래 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치는 구조적인 특성으로 인해 양측 트레일링 암(105)에 대하여 토션 빔(101)과 토션 바(102)가 그 결합부에 대하여 용접을 실시하여 접합되며, 이러한 용접 접합부는 전단/비틀림 모드에서 응력이 집중되는 영역에 위치하므로 내구문제 가 발생하기 쉽다는 것이다.

이와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 종래 기술에서는 상기한 바와 같이 토션 빔(101)과 트레일링 암(105)의 접합부, 및 토션 바(102)와 트레일링 암(105)의 접합부에 보강판(127)을 용접 접합하여 그 접합부들의 강성 및 강도를 보강하기도 하나, 이들 접합부의 형상이 매우 복잡하여 용접 작업성이 저하되고, 이에 따른 용접품질 문제가 다발하고 있는 실정이며, 이들 접합부의 강성은 차량의 조종안정성 및 운동성능에 큰 영향을 나타내고 있으나, 용접 접합부의 품질 및 내구문제로 인해 설계의 제약이 많아 성능향상이 어렵다는 문제점을 여전히 안고 있는 실정이다.

본 발명의 예시적인 실시예는 상기에서와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 토션 빔과 트레일링 암의 결합 구조를 개선하여 전단/비틀림 모드로 인해 응력이 높게 나타나는 영역에 용접에 의한 접합을 배제함으로써 과도한 하중 및 용접 불량으로 발생할 수 있는 내구 문제를 예방하고, 토션 빔과 트레일링 암의 부품 수를 줄여 전체 장치의 중량, 제작 비용 및 조립 공차를 감소시킬 수 있도록 하는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치를 제공한다.

따라서 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치는, 토션 빔과, 상기 토션 빔의 양단에 연결되는 트레일링 암을 포함하여 이루어지며, 상기 각 트레일링 암에는 일측에 차체와의 장착을 위한 제1 장착부를 일체로 형성하고, 다른 일측에 캐리어를 장착하기 위한 제2 장착부를 일체로 형성하며, 상기 제2 장착부에 스프링 시트가 용접 설치되며, 상기 토션 빔은 볼트를 통해 상기 각 트레일링 암의 제1 및 제2 장착부 사이에 연결되게 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치에 있어서, 상기 토션 빔은 중공 빔 형태의 빔 부재와, 상기 빔 부재의 양단에 설치되는 마운트 브라켓으로 구성될 수 있다.

상기 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치에 있어서, 상기 마운트 브 라켓은 볼트 체결을 위한 복수의 볼트홀이 형성될 수 있다.

상기 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치에 있어서, 상기 각 트레일링 암은 마그네슘 소재로서 이루어지며, 그 몸체의 단면이 에이치(H) 형상으로 이루어질 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치에 의하면, 주물 구조의 몸체에 차체와의 장착을 위한 제1 장착부 및 캐리어의 장착을 위한 제2 장착부를 일체로 형성하는 트레일링 암을 구비함으로, 종래 기술에서와 같은 부시 케이스, 제1 마운트 브라켓을 삭제하는 등 토션 빔과 트레일링 암의 부품 수를 줄여 전체 장치의 중량, 제작 비용 및 조립 공차를 감소시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 상기한 트레일링 암에 볼트를 통해 토션 빔이 체결되므로, 전단/비틀림 모드로 인해 응력이 높게 나타나는 영역에 용접에 의한 접합을 배제함으로써 과도한 하중 및 용접 불량으로 발생할 수 있는 내구 문제를 예방할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치에 있어, 트레일링 암과 토션 빔의 결합 구조를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 결합 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치(100)는 기본적으로, 토션 빔(10)과, 그 토션 빔(10)의 양단에 연결되는 좌우측 트레일링 암(30)을 포함하여 이루어진다.

상기한 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치(100)는 토션 빔(10)과 트레일링 암(30)의 결합 구조를 개선한 것으로, 전단/비틀림 모드로 인해 응력이 높게 나타나는 영역에 용접에 의한 접합을 배제함으로써 과도한 하중 및 용접 불량으로 발생할 수 있는 내구 문제를 예방하고, 토션 빔(10)과 트레일링 암(30)의 부품 수를 줄여 총 중량, 제작 비용 및 조립 공차를 감소시킬 수 있는 구조로서 이루어진다.

이를 위해 본 실시예에 의한 상기 트레일링 암(30)은 마그네슘 소재의 주조 공정을 통해 성형된 몸체(31)를 구비한다.

상기 몸체(31)는 일측에 차체와의 장착을 위한 제1 장착부(33)를 일체로 형성하고, 다른 일측에 캐리어(미도시)를 장착하기 위한 제2 장착부(35)를 일체로 형성하고 있다.

즉, 상기 트레일링 암(30)은 주조 공정을 통해 성형되므로, 몸체(31), 제1 장착부(33), 및 제2 장착부(35)를 일체로 형성하게 된다.

여기서, 상기 몸체(31)는 도 3에서와 같이 그 단면이 에이치(H) 형상으로 이 루어지는 것이 바람직하다.

상기 제1 장착부(33)는 그 트레일링 암(30)을 차체에 장착하기 위한 부시(미도시)를 설치하기 위한 것으로, 원형의 구멍을 지닌 부시 케이스(34)로서 이루어진다.

그리고 상기 제2 장착부(35)는 종래 기술에서와 같은 백 플레이트의 기능을 하게 되는 것으로, 원형의 구멍을 지닌 장착 케이스(36)로서 이루어진다.

이 경우, 상기 제2 장착부(35)에는 코일 스프링(미도시)을 장착하기 위한 스프링 시트(37)가 용접 설치된다.

본 실시예에서, 상기 토션 빔(10)은 이의 양단이 볼트(B)를 통해 각 트레일링 암(30)의 사이드 면에 연결되게 설치되는 바, 각 트레일링 암(30)의 제1 및 제2 장착부(33, 35) 사이에 연결된다.

이러한 토션 빔(10)은 원형의 중공을 지닌 관 형태의 빔 부재(11)와, 그 빔 부재(11)의 양단에 설치되는 플랜지 형태의 마운트 브라켓(13)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 각 마운트 브라켓(13)에는 볼트(B)의 체결을 위한 복수의 볼트홀들(14)이 형성된다.

따라서 상기와 같이 구성되는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치(100)에 의하면, 주물 구조의 몸체(31)에 차체와의 장착을 위한 제1 장착부(33) 및 캐리어의 장착을 위한 제2 장착부(35)를 일체로 형성하는 트레일링 암(30)을 구비함으로, 종래 기술에서와 같은 부시 케이스, 제1 마운트 브라켓을 삭제하는 등 토션 빔(10)과 트레일링 암(30)의 부품 수를 줄여 전체 장치의 중량, 제작 비용 및 조립 공차를 감소시킬 수 있게 되는 것이다.

또한, 본 실시예에서는 상기한 트레일링 암(30)에 볼트(B)를 통해 토션 빔(10)이 체결되므로, 전단/비틀림 모드로 인해 응력이 높게 나타나는 영역에 용접에 의한 접합을 배제함으로써 과도한 하중 및 용접 불량으로 발생할 수 있는 내구 문제를 예방할 수 있는 것이다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치에 있어, 트레일링 암과 토션 빔의 결합 구조를 도시한 분해 사시도이다.

도 2는 도 1의 결합 사시도이다.

도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면 구성도이다.

도 4는 종래 기술에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치를 도시한 사시도이다.

도 5는 종래 기술에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치에 있어, 일 예에 따른 토션 빔과 트레일링 암의 결합 구조를 도시한 사시도이다.

도 6은 종래 기술에 따른 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치에 있어, 다른 예에 따른 토션 빔과 트레일링 암의 결합 구조를 도시한 평면 구성도이다.

도 7은 도 6의 저면 구성도이다.

Claims (3)

1. 토션 빔과, 상기 토션 빔의 양단에 연결되는 트레일링 암을 포함하여 이루어지는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치에 있어서,

   상기 각 트레일링 암에는 일측에 차체와의 장착을 위한 제1 장착부를 일체로 형성하고, 다른 일측에 캐리어를 장착하기 위한 제2 장착부를 일체로 형성하며, 상기 제2 장착부에 스프링 시트가 용접 설치되며,

   상기 토션 빔은 볼트를 통해 상기 각 트레일링 암의 제1 및 제2 장착부 사이에 연결되게 설치되는 것을 특징으로 하는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 토션 빔은,

   중공 빔 형태의 빔 부재와, 상기 빔 부재의 양단에 설치되는 마운트 브라켓으로 구성되며, 상기 마운트 브라켓에 볼트 체결을 위한 복수의 볼트홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 현가장치.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 각 트레일링 암은 마그네슘 소재로서 이루어지며, 그 몸체의 단면이 에이치(H) 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리 어 현가장치.

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