KR20100118635A - 자동차용 토션빔액슬 타입 리어 현가장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

자동차용 토션빔액슬 타입 리어 현가장치 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR20100118635A
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type rear
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김병호
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이수철
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주식회사 동희산업
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Abstract

본 발명은 자동차용 토션빔액슬 타입 리어 현가장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 토션빔(10,110)과 트레일링암(20,120)의 결합시 상기 토션빔(10,110)의 양단이 상기 트레일링암(20,120)의 정확한 위치에 결합되도록 상기 트레일링암(20,120)의 결합위치가 규제될 뿐만 아니라 상기 토션빔(10,110)의 방향성도 함께 규제됨으로써, 롤센터의 높이가 변하는 현상이나 또는 토션빔(10,110)의 비틀림의 중심점이 변하는 현상 등이 예방되고, 이로 인해 리어 현가장치의 성능 극대화를 도모할 수 있도록 된 것이다.
리어 현가장치, 토션빔액슬, 토션빔, 트레일링암

Description

자동차용 토션빔액슬 타입 리어 현가장치 및 이의 제조방법{Torsion beam axle type rear suspension system and manufacture method for vehicle}
본 발명은 중소형 승용 자동차에 주로 적용되어 사용하는 토션빔액슬 타입 리어 현가장치에 관한 기술이다.
일반적으로, 자동차의 현가장치는 주행할 때 노면에서 받는 진동이나 충격을 차체에 직접 전달되지 않도록 함으로써 차체나 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 하는 장치인 바, 그 중에서 토션빔액슬(torsion beam axle) 타입으로 주로 중소형 승용 자동차의 후륜에 적용되는 리어 현가장치는 도 1에 도시된 바와 같다.
즉, 차체의 좌우방향을 따라 배치되어 설치되는 토션빔(1)과, 차체의 전후방향을 따라 배치되면서 상기 토션빔(1)의 양단에 각각 결합되어 설치되는 한 쌍의 트레일링암(2)과, 상기 트레일링암(2)의 전방 끝에 일체로 결합되어 차체와 연결되는 트레일링암부시(3) 등을 포함하여 구성된다.
상기 토션빔(1)을 기준으로 차체의 후방쪽으로 위치한 상기 트레일링암(2)의 후방단에는 스프링시트(4)와 스핀들브라켓(5)이 각각 결합되어 설치되는데, 상기 스프링시트(4)에는 코일스프링(미도시)의 하단이 안착되고, 상기 스핀들브라켓(5) 에는 차륜의 너클이 결합된다.
상기와 같이 구성된 토션빔액슬 타입 리어 현가장치는, 주행중 차체에 피칭(pitching)이 발생할 경우 토션빔(1)의 비틀림 탄성력을 통해 이를 흡수하게 되고, 또한 차량의 선회 주행시에는 롤강성을 향상시켜 줌으로써 선회 안정성을 확보할 수 있도록 그 역할을 수행하게 된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 토션빔액슬 타입 리어 현가장치는 토션빔(1)과 트레일링암(2)의 결합시 상기 트레일링암(2)의 위치 규제 및 상기 토션빔(1)의 방향성 규제에 어려움이 따르는 문제점이 있었다.
즉, 토션빔액슬 타입 리어 현가장치의 성능 극대화를 도모하기 위해서는 토션빔(1)의 단부와 결합되는 트레일링암(2)의 결합위치 및 상기 토션빔(1)의 방향성이 항상 정확해야 하는데, 종래의 토션빔액슬 타입 리어 현가장치는 상기 트레일링암(2)의 결합위치와 상기 토션빔(1)의 방향성이 정해져 있기 않기 때문에, 결합의 기준위치(M1)로부터 상기 트레일링암(2)이 차체의 전후방향으로 이동한 상태로 결합될 수 있고, 또한 상기 트레일링암(2)의 양단이 상하방향으로 회전된 상태로 토션빔(1)의 단부에 결합될 수 있다.
상기 트레일링암(2)의 양단이 상하방향으로 회전된 상태로 토션빔(1)의 단부에 결합된 상태는, 상기 토션빔(1)이 빔의 길이방향 중심에 대해 회전된 상태로 상기 트레일링암(2)과 결합된 상태와 동일한 것이기 때문에, 상기 토션빔(1)은 방향성이 불량인 상태에 해당한다.
이와 같이, 토션빔(1) 및 트레일링암(2)의 불량 결합이 발생하면 토션빔액슬 타입 리어 현가장치는 롤센터의 높이가 변하게 되고, 또한 토션빔(1)의 비틀림의 중심점이 변하게 되는 바, 이에 따라 토션빔액슬 타입 리어 현가장치의 성능이 감소하는 문제가 발생하게 된다.
본 발명은, 토션빔과 트레일링암의 결합시 상기 트레일링암의 위치 및 상기 토션빔의 방향성이 동시에 규제될 수 있도록 함으로써 상기 토션빔의 단부가 상기 트레일링암의 정확한 위치에 항상 결합될 수 있도록 하고, 이를 통해 토션빔액슬 타입 리어 현가장치의 성능 극대화를 도모할 수 있는 자동차용 토션빔액슬 타입리어 현가장치 및 이의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 일 실시예의 토션빔액슬 타입 리어 현가장치는, 양단이 직선구간과 곡선구간을 구비하도록 타원형으로 형성된 토션빔과; 상기 토션빔의 양단과 동일하게 직선구간과 곡선구간을 구비한 타원형으로 형성됨과 더불어 상기 토션빔의 양단에 끼워진 후 상기 토션빔과 결합되는 돌기부가 일체로 형성된 한 쌍의 트레일링암;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 일 실시예에 따른 토션빔액슬 타입 리어 현가장치의 제조방법은, 토션빔의 양단과 트레일링암에 일체로 형성된 돌기부를 각각 타원형으로 가공하는 단계와: 타원형으로 가공된 상기 토션빔의 양단과 상기 돌기부를 서로 끼워서 조립하는 단계와; 조립 완료된 상기 토션빔의 양단과 상기 돌기부를 용접 결합하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 다른 실시예의 토션빔액슬 타입 리어 현가장치는, 양단이 직선구간과 곡선구간을 구비하도록 타원형으로 형성된 토션빔과; 양단이 차체의 전후방향을 향하도록 배치되는 한 쌍의 트레일링암과; 일단은 상기 트레일링암과 결합되어 설치되고 타단은 상기 토션빔의 양단에 끼워진 후 상기 토션빔과 결합되는 한 쌍의 연결브라켓;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 다른 실시예에 따른 토션빔액슬 타입 리어 현가장치의 제조방법은, 토션빔의 양단과 연결브라켓 중 토션빔결합부를 각각 타원형으로 가공하는 단계와: 상기 토션빔결합부와 일체로 형성된 상기 연결브라켓의 트레일링암결합부를 트레일링암과 용접 결합하는 단계와; 타원형으로 가공된 상기 토션빔의 양단과 상기 토션빔결합부를 서로 끼워서 조립하는 단계와; 조립 완료된 상기 토션빔의 양단과 상기 토션빔결합부를 용접 결합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 토션빔과 트레일링암의 결합시 상기 토션빔의 양단이 상기 트레일링암의 정확한 위치에 결합되도록 상기 트레일링암의 결합위치가 규제될 뿐만 아니라 상기 토션빔의 방향성도 함께 규제됨으로써, 롤센터의 높이가 변하는 현상이나 또는 토션빔의 비틀림의 중심점이 변하는 현상 등이 예방되고, 이로 인해 토션빔액슬 타입 리어 현가장치의 성능 극대화를 효과가 있다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 일 실시예의 토션빔액슬 타입 리어 현가장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 차체의 좌우방향을 따라 배치되어 설치되는 토션빔(10)과, 차체의 전후방향을 따라 배치되면서 상기 토션빔(10)의 양단에 각각 결합되어 설치되는 한 쌍의 트레일링암(20)과, 상기 트레일링암(20)의 전방 끝에 일체로 결합되어 차체와 연결되는 트레일링암부시(30) 등을 포함하여 구성된다.
상기 토션빔(10)을 기준으로 차체의 후방쪽으로 위치한 상기 트레일링암(20)의 후방단에는 스프링시트(41)와 스핀들브라켓(43)이 각각 결합되어 설치되는데, 상기 스프링시트(41)에는 코일스프링(미도시)의 하단이 안착되고, 상기 스핀들브라켓(43)에는 차륜의 너클이 결합된다.
한편, 상기 토션빔(10)과 상기 한 쌍의 트레일링암(20)은 돌기부(50)를 매개로 결합되는 구조를 갖는다.
즉, 상기 트레일링암(20)에는 돌기부(50)가 일체로 형성되는데, 상기 돌기부(50)는 상기 토션빔(10)의 단부가 결합되는 위치에 형성된다.
그리고, 상기 토션빔(10)의 양단과 상기 트레일링암(20)에는 돌기부(50)는 각각 직선구간(11,51)과 곡선구간(13,53)을 구비하도록 타원형으로 형성된다.
여기서, 상기 트레일링암(20)에 돌기부(50)가 일체로 형성되고, 상기 돌기부(50)를 매개로 상기 토션빔(10)과 상기 트레일링암(20)이 결합되는 이유는, 상기 토션빔(10)과 상기 트레일링암(20)의 결합시 상기 트레일링암(20)의 결합위치를 규제하기 위함이다.
즉, 상기 돌기부(50)는 상기 토션빔(10)의 단부가 결합되는 정확한 위치에 형성되기 때문에, 상기 토션빔(10)의 양단속으로 상기 돌기부(50)가 끼워지면 상기 토션빔(10)의 양단은 결합의 기준위치(M11)에 정확히 위치한 상태가 된다.
이 상태에서, 상기 토션빔(10)의 양단과 상기 돌기부(50)는 용접에 의해 서로 결합이 이루어지게 되며, 상기 토션빔(10)의 양단과 용접 결합된 상기 트레일링암(20)은 차체의 전후방향으로 이동한 상태로 상기 토션빔(10)과 결합될 수 없게 된다.
따라서, 본 발명은 상기 토션빔(10)과 상기 트레일링암(20)의 결합시 상기 트레일링암(20)의 결합위치가 정확한 위치에 결합되도록 규제되는 구성이며, 이로 인해 토션빔액슬 타입 리어 현가장치는 롤센터의 높이가 변하는 현상이나 또는 토션빔(10)의 비틀림의 중심점이 변하는 현상 등이 예방되므로, 토션빔액슬 타입 리어 현가장치의 성능 극대화를 도모할 수 있게 된다.
또한, 상기 토션빔(10)의 양단과 상기 트레일링암(20)의 돌기부(50)가 각각 직선구간(11,51)과 곡선구간(13,53)을 구비한 타원형으로 형성되는 이유는, 상기 상기 토션빔(10)과 상기 트레일링암(20)의 결합시 상기 토션빔(10)의 방향성을 규제하기 위함이다.
즉, 상기 돌기부(50)가 상기 토션빔(10)의 단부속으로 끼워질 때 직선구간(11,51)과 곡선구간(13,53)이 정확히 일치하여야만 끼워져서 조립이 이루어지게 되므로, 상기 트레일링암(2)의 양단이 상하방향으로 회전된 상태로 토션빔(10)의 단부에 결합되는 현상을 방지할 수 있게 되며, 이로 인해 상기 토션빔(10)의 방향성을 규제할 수 있게 되므로, 본 발명 실시예의 토션빔액슬 타입 리어 현가장치는 롤센터의 높이가 변하는 현상이나 또는 토션빔(10)의 비틀림의 중심점이 변하는 현상 등이 예방되므로, 토션빔액슬 타입 리어 현가장치의 성능 극대화를 도모할 수 있게 된다.
한편, 도 3에는 본 발명 일 실시예에 따른 토션빔액슬 타입 리어 현가장치의 제조방법이 간단한 순서도로 도시되어 있다.
즉, 토션빔(10)을 제작한 다음 프레스 장비를 이용하여 상기 토션빔(10)의 양단을 직선구간(11)과 곡선구간(13)을 구비한 타원형으로 가공한다.
그리고, 상기 토션빔(10)의 양단이 결합되는 위치에 돌기부(50)가 구비되도록 상기 돌기부(50)가 일체로 돌출 형성된 트레일링암(20)을 제작한 다음, 프레스 장비를 이용하여 상기 돌기부(50)를 직선구간(51)과 곡선구간(53)을 구비한 타원형으로 가공한다.(단계 S11)
이와 같이 타원형으로 가공된 상기 돌기부(50)를 상기 토션빔(10)의 양단속으로 각각 끼워서 서로 조립한 다음(단계 S12), 조립 완료된 상기 토션빔(10)의 양단과 상기 돌기부(50)를 용접함으로써 상기 토션빔(10)과 상기 트레일링암(20)을 서로 결합시키고(단계 S13), 상기의 단계(S11 ∼ S13)를 포함한 과정을 거쳐서 최종적으로 완제품의 토션빔액슬 타입 리어 현가장치의 제조를 완료하게 된다.
한편, 타원형으로 가공된 상기 토션빔(10)의 양단과 상기 돌기부(50)는 상기 곡선구간(13,53)이 차체의 전후방향을 향하도록 상기 돌기부(50)가 상기 토션빔(10)의 양단속으로 끼워져서 조립이 이루어지게 된다.
그리고, 도 4에는 본 발명에 따른 다른 실시예의 토션빔액슬 타입 리어 현가 장치가 도시되어 있는데, 다른 실시예의 토션빔액슬 타입 리어 현가장치는 양단이 직선구간(111)과 곡선구간(113)을 구비하도록 타원형으로 형성된 토션빔(110)과, 양단이 차체의 전후방향을 향하도록 배치되는 한 쌍의 트레일링암(120)과, 일단은 상기 트레일링암(120)과 결합되어 설치되고 타단은 상기 토션빔(110)의 양단에 끼워진 후 상기 토션빔(110)과 결합되는 한 쌍의 연결브라켓(150)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 연결브라켓(150)은, 상기 트레일링암(120)과 결합되는 트레일링암결합부(151)와, 상기 트레일링암결합부(151)와 일체로 형성되면서 상기 토션빔(110)의 양단과 동일하게 직선구간(153a)과 곡선구간(153b)을 구비하고 상기 토션빔(110)의 양단에 끼워진 후 상기 토션빔(110)과 결합되는 토션빔결합부(153)로 구성된다.
즉, 본 발명 다른 실시예의 토션빔액슬 타입 리어 현가장치는 토션빔(110)과 트레일링암(120)이 결합이 연결브라켓(150)을 매개로 이루어지는 구성인 것이다.
상기 연결브라켓(150)의 트레일링암결합부(151)가 상기 트레일링암(120)에 용접 결합될 때 상기 트레일링암결합부(151)는 상기 토션빔(110)의 단부가 결합되기 위한 기준위치(M13)에 정확히 결합된다.
이와 같이, 트레일링암(120)에 연결브라켓(150)의 트레일링암결합부(151)가 용접 결합되고, 타원으로 형성된 상기 연결브라켓(150)의 토션빔결합부(153)가 타원으로 형성된 토션빔(110)의 양단속으로 끼워진 후 용접 결합되면, 도 2를 참조로 전술한 일 실시예의 토션빔액슬 타입 리어 현가장치와 마찬가지로 상기 토션 빔(110)과 상기 트레일링암(120)의 결합시 상기 트레일링암(120)의 결합위치가 정확한 위치에 결합되도록 위치가 규제되고, 동시에 상기 토션빔(110)의 방향성도 함께 규제된다.
따라서, 본 발명 다른 실시예의 토션빔액슬 타입 리어 현가장치도 롤센터의 높이가 변하는 현상이나 또는 토션빔(110)의 비틀림의 중심점이 변하는 현상 등이 예방되므로, 토션빔액슬 타입 리어 현가장치의 성능 극대화를 도모할 수 있게 된다.
도 4에 도시된 미설명 도면부호 130, 141, 143은 각각 트레일링암부시, 스프링시트, 스핀들브라켓이다.
한편, 도 5에는 본 발명 다른 실시예에 따른 토션빔액슬 타입 리어 현가장치의 제조방법이 간단한 순서도로 도시되어 있다.
즉, 토션빔(110)을 제작한 다음 프레스 장비를 이용하여 상기 토션빔(110)의 양단을 직선구간(111)과 곡선구간(113)을 구비한 타원형으로 가공한다.
그리고, 트레일링암결합부(151)와 토션빔결합부(153)를 구비한 연결브라켓(150)을 제작한 다음, 상기 토션빔결합부(153)를 프레스 장비를 이용하여 직선구간(151)과 곡선구간(153)을 구비한 타원형으로 가공한다.(단계 S111)
상기 토션빔결합부(153)의 가공이 끝나면 상기 트레일링암결합부(151)를 트레일링암(120)에 용접 결합하여 상기 연결브라켓(150)을 상기 트레일링암(120)에 결합시키고(단계 S1121), 타원형으로 가공된 상기 토션빔결합부(153)를 상기 토션빔(110)의 양단속으로 각각 끼워서 서로 조립한다.(단계 S113)
조립 완료된 상기 토션빔(110)의 양단과 상기 토션빔결합부(153)를 용접함으로써 상기 토션빔(110)과 상기 트레일링암(120)을 서로 결합시키고(단계 S114), 상기의 단계(S111 ∼ S114)를 포함한 과정을 거쳐서 최종적으로 완제품의 토션빔액슬 타입 리어 현가장치의 제조를 완료하게 된다.
한편, 타원형으로 가공된 상기 토션빔(110)의 양단과 상기 토션빔결합부(153)는 상기 곡선구간(113,153b)이 차체의 전후방향을 향하도록 상기 토션빔결합부(153)가 상기 토션빔(110)의 양단속으로 끼워져서 조립이 이루어지게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 토션빔액슬 타입 리어 현가장치는 토션빔(10,110)과 트레일링암(20,120)의 결합시 상기 토션빔(10,110)의 양단이 상기 트레일링암(20,120)의 정확한 위치에 결합되도록 상기 트레일링암(20,120)의 결합위치가 규제되는 구성이고, 또한 상기 토션빔(10,110)의 방향성도 함께 규제되는 구성이므로, 상기 토션빔(10,110)과 상기 트레일링암(20,120)의 정확한 결합을 통해 토션빔액슬 타입 리어 현가장치의 성능 극대화를 도모할 수 있는 장점이 있다.
도 은 종래의 토션빔액슬 타입 리어 현가장치를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 토션빔액슬 타입 리어 현가장치의 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 토션빔액슬 타입 리어 현가장치의 제조방법을 설명하기 위한 순서도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 토션빔액슬 타입 리어 현가장치의 도면,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 토션빔액슬 타입 리어 현가장치의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10,110 - 토션빔 20,120 - 트레일링암
50 - 돌기부 150 - 연결브라켓
151 - 트레일링암결합부 153 - 토션빔결합부

Claims (9)

  1. 양단이 직선구간(11)과 곡선구간(13)을 구비하도록 타원형으로 형성된 토션빔(10)과;
    상기 토션빔(10)의 양단과 동일하게 직선구간(51)과 곡선구간(53)을 구비한 타원형으로 형성됨과 더불어 상기 토션빔(10)의 양단에 끼워진 후 상기 토션빔(10)과 결합되는 돌기부(50)가 일체로 형성된 한 쌍의 트레일링암(20);
    을 포함하는 자동차용 토션빔액슬 타입 리어 현가장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 토션빔(10)과 상기 돌기부(50)는 상기 곡선구간(13,53)이 차체의 전후방향을 향하도록 설치된 것;
    을 특징으로 하는 자동차용 토션빔액슬 타입 리어 현가장치.
  3. 양단이 직선구간(111)과 곡선구간(113)을 구비하도록 타원형으로 형성된 토션빔(110)과;
    양단이 차체의 전후방향을 향하도록 배치되는 한 쌍의 트레일링암(120)과;
    일단은 상기 트레일링암(120)과 결합되어 설치되고 타단은 상기 토션빔(110)의 양단에 끼워진 후 상기 토션빔(110)과 결합되는 한 쌍의 연결브라켓(150);
    을 포함하는 자동차용 토션빔액슬 타입 리어 현가장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 연결브라켓(150)은,
    상기 트레일링암(120)과 결합되는 트레일링암결합부(151)와;
    상기 트레일링암결합부(151)와 일체로 형성되면서 상기 토션빔(110)의 양단과 동일하게 직선구간(153a)과 곡선구간(153b)을 구비하고 상기 토션빔(110)의 양단에 끼워진 후 상기 토션빔(110)과 결합되는 토션빔결합부(153);
    로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 토션빔액슬 타입 리어 현가장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 토션빔(110)과 상기 토션빔결합부(153)는 상기 곡선구간(113,153b)이 차체의 전후방향을 향하도록 설치된 것;
    을 특징으로 하는 자동차용 토션빔액슬 타입 리어 현가장치.
  6. 토션빔(10)의 양단과 트레일링암(20)에 일체로 형성된 돌기부(50)를 각각 타원형으로 가공하는 단계(S11)와:
    타원형으로 가공된 상기 토션빔(10)의 양단과 상기 돌기부(50)를 서로 끼워서 조립하는 단계(S12)와;
    조립 완료된 상기 토션빔(10)의 양단과 상기 돌기부(50)를 용접 결합하는 단계(S13);
    를 포함하는 자동차용 토션빔액슬 타입 리어 현가장치의 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 토션빔(10)의 양단과 상기 돌기부(50)는 각각 직선 구간(11,51)과 곡선구간(13,53)을 구비한 타원형으로 가공되고;
    상기 토션빔(10)의 양단과 상기 돌기부(50)가 서로 끼워져서 조립될 때 상기 곡선구간(13,53)이 차체의 전후방향을 향하도록 조립되는 것;
    을 특징으로 하는 자동차용 토션빔액슬 타입 리어 현가장치의 제조방법.
  8. 트레일링암결합부(151)와 토션빔결합부(153)를 구비한 연결브라켓(150)을 제작한 다음 토션빔(110)의 양단과 상기 토션빔결합부(153)를 각각 타원형으로 가공하는 단계(S111)와:
    상기 트레일링암결합부(151)를 트레일링암(120)에 용접 결합하는 단계(S112)와;
    타원형으로 가공된 상기 토션빔(110)의 양단과 상기 토션빔결합부(153)를 서로 끼워서 조립하는 단계(S113)와;
    조립 완료된 상기 토션빔(110)의 양단과 상기 토션빔결합부(153)를 용접 결합하는 단계(S114);
    를 포함하는 자동차용 토션빔액슬 타입 리어 현가장치의 제조방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 토션빔(110)의 양단과 상기 토션빔결합부(153)는 각각 직선구간(111,153a)과 곡선구간(113,153b)을 구비한 타원형으로 가공되고;
    상기 토션빔(110)의 양단과 상기 토션빔결합부(153)가 서로 끼워져서 조립될 때 상기 곡선구간(113,153b)이 차체의 전후방향을 향하도록 조립되는 것;
    을 특징으로 하는 자동차용 토션빔액슬 타입 리어 현가장치의 제조방법.
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