KR20120057143A

KR20120057143A - 자동차용 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치

Info

Publication number: KR20120057143A
Application number: KR1020100118750A
Authority: KR
Inventors: 홍덕희
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2010-11-26
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2012-06-05

Abstract

본 발명은 자동차용 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치에 관한 것으로, 토션빔 액슬(2)의 중간부위에 토션빔 액슬 보강장치(10)를 설치하여 상기 토션빔 액슬(2) 중간부위의 횡강성 증대를 도모할 수 있게 됨에 따라, 차량 주행중 노면으로부터 입력된 외부하중인 충격력에 의해 토션빔 액슬(2) 중간부의 탄력적 휘어짐 변형 양(L2)을 크게 줄일 수 있게 되고, 이를 통해 과도한 롤링 발생을 없앨 수 있어서 승차감 향상 및 차량의 NVH 성능을 크게 향상시킬 수 있도록 된 것이다.

Description

자동차용 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치{Coupled torsion beam axle type rear suspension system for vehicle}

본 발명은 중소형 승용 자동차에 주로 적용되어 사용하는 커플드 토션빔 액슬 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 장치이다.

자동차의 현가장치 중 토션빔 액슬(torsion beam axle) 타입으로 주로 중소형 승용차의 후륜에 적용되는 리어 현가장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 차체의 좌우측에서 차체의 전후 방향을 따라 배치되는 한 쌍의 트레일링암(1)과, 차체의 좌우 방향으로 배치되면서 양단이 상기 한 쌍의 트레일링암(1)에 결합되어 설치되는 토션빔 액슬(2)을 포함하여 구성된다.

상기 토션빔 액슬(2)을 기준으로 차체의 후방쪽으로 위치한 상기 트레일링암(1)의 후방단에는 스프링시트(3)와 스핀들브라켓(4)이 각각 결합되어 설치되는데, 상기 스프링시트(3)에는 차체와 연결된 코일스프링(5)의 하단이 안착되고, 상기 코일스프링(5)의 측부에는 차체와 연결된 쇽업소버(6)의 하단이 결합되어 설치된다.

그리고, 전방을 향하는 상기 트레일링암(1)의 끝에는 트레일링암 부시(7)가 결합되고, 상기 트레일링암 부시(7)는 부시축(8)을 매개로 부시브라켓(9)과 결합되며, 상기 부시브라켓(9)은 차체와 결합된 구성을 갖는다.

상기와 같이 구성된 리어 현가장치는 주행 중 노면으로부터 충격이 전달되면 스핀들브라켓(4)에 결합된 차륜의 타이어와 코일스프링(5) 및 쇽업소버(6)가 이를 흡수하여 차체쪽으로 전달을 최소화시킴에 따라 승차감을 향상시키게 된다.

하지만, 차량이 깊게 패인 웅덩이나 또는 높게 돌출된 과속 방지턱을 통과하거나 또는 경사로를 주행할 때에는 노면으로부터 전달되는 충격력이 크고, 이와 같이 큰 충격력이 전달되면 차륜의 타이어와 코일스프링(5) 및 쇽업소버(6)가 이를 충분히 흡수하지 못하게 된다.

이럴 경우, 타이어와 코일스프링(5) 및 쇽업소버(6)에서 흡수되지 못한 나머지의 충격력은 트레일링암(1)을 통해서 토션빔 액슬(2)로 전달되는데, 종래의 토션빔 액슬(2)은 상기 트레일링암(1)과 연결된 좌우 양단보다 중간부의 횡강성이 약한 구조여서 상기 중간부의 탄력적 휘어짐 변형 양(L1)이 도 2와 같이 클 수밖에 없고, 이에 따라 과도한 롤링이 발생하여 승차감이 좋지 않을 뿐만 아니라 차량의 NVH(Noise Vibration Harshness) 성능이 나빠지는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 토션빔 액슬의 중간부위 강성을 증대시켜서 노면으로부터 큰 충격력이 입력되어 상기 토션빔 액슬로 전달되는 경우 상기 토션빔 액슬의 중간부위 탄력적 휘어짐 변형 양을 최소화시킬 수 있도록 하고, 이를 통해 상기 과도한 롤링을 억제하여 승차감을 향상시킬 수 있도록 함과 더불어 차량의 NVH 성능 향상에 도움을 줄 수 있는 자동차용 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치는, 차체의 좌우 방향을 향하는 양단이 트레일링암과 결합되어 설치된 토션빔 액슬과; 상기 토션빔 액슬의 강성을 증대시키기 위해 상기 토션빔 액슬에 분리 가능하게 결합된 토션빔 액슬 보강장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 토션빔 액슬 보강장치는 상기 토션빔 액슬의 윗면과 전면을 감싸는 프론트 보강패널 및 상기 토션빔 액슬의 후면을 감싸는 리어 보강패널로 구성되고; 상기 프론트 보강패널과 상기 리어 보강패널은 다수개의 볼트에 의해 분리 가능하게 조립된 구조이다.

그리고, 상기 토션빔 액슬 보강장치는 상기 토션빔 액슬에서 양단 사이의 중간부위에 결합되어 설치된 것이 바람직하다.

상기 토션빔 액슬은 양단 사이의 중간부위가 하방으로 개구된 역브이(∧)자 단면을 갖도록 형성되고; 상기 프론트 보강패널의 전방쪽 끝단은 상기 토션빔 액슬의 전면쪽 하단 끝에 걸려지는 형태로 결합되어 설치되며; 상기 리어 보강패널의 후방쪽 끝단은 상기 토션빔 액슬의 후면쪽 하단 끝에 걸려지는 형태로 결합되어 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치는, 토션빔 액슬의 중간부위에 토션빔 액슬 보강장치를 설치하여 상기 토션빔 액슬 중간부위의 횡강성 증대를 도모할 수 있게 됨에 따라, 차량 주행중 노면으로부터 입력된 외부하중인 충격력에 의해 토션빔 액슬 중간부의 탄력적 휘어짐 변형 양을 크게 줄일 수 있게 되고, 이를 통해 과도한 롤링 발생을 없앨 수 있어서 승차감 향상 및 차량의 NVH 성능을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치에 대한 도면,
도 2는 도 1의 종래 현가장치에서 외부하중 입력시 토션빔 액슬의 변형상태를 보여주기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 따라 토션빔 액슬 보강장치가 구비된 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치에 대한 도면,
도 4는 본 발명에 따라 토션빔 액슬 보강장치의 사시도,
도 5는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 현가장치에서 외부하중 입력시 토션빔 액슬의 변형상태를 보여주기 위한 도면이다.

이하 본 발명의 실시예에 대해 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 차체의 좌우측에서 차체의 전후 방향을 따라 배치되는 한 쌍의 트레일링암(1)과, 차체의 좌우 방향으로 배치되면서 양단이 상기 한 쌍의 트레일링암(1)에 결합되어 설치되는 토션빔 액슬(2)을 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명은 상기 토션빔 액슬(2)의 강성을 증대시키기 위해 상기 토션빔 액슬(2)에 분리 가능하게 결합된 토션빔 액슬 보강장치(10)를 더 구비한 구성이다.

본 발명에 따라 상기 토션빔 액슬(2)은 양단 사이의 중간부위가 하방으로 개구된 역브이(∧)자 단면을 갖도록 형성된 구조이다.

상기 토션빔 액슬 보강장치(10)는 상기 토션빔 액슬(2)의 윗면과 전면을 감싸는 프론트 보강패널(11) 및 상기 토션빔 액슬(2)의 후면을 감싸는 리어 보강패널(12)로 구성되고, 상기 프론트 보강패널(11)과 상기 리어 보강패널(12)은 다수개의 볼트(13)에 의해 분리 가능하게 조립된 구성이다.

보다 상세히 설명하면, 상기 프론트 보강패널(11)과 상기 리어 보강패널(12)의 일단은 다수개의 볼트(13)를 매개로 조립되고, 상기 프론트 보강패널(11)의 전방쪽 끝단은 상기 토션빔 액슬(2)의 전면쪽 하단 끝에 걸려지는 형태로 결합되어 설치되며, 상기 리어 보강패널(12)의 후방쪽 끝단은 상기 토션빔 액슬(2)의 후면쪽 하단 끝에 걸려지는 형태로 결합되어 설치된 구조인 것이다.

그리고, 상기와 같이 구성된 상기 토션빔 액슬 보강장치(10)는 상기 토션빔 액슬(2)에서 양단 사이의 중간부위에 결합되어 설치된 것이 바람직하다.

이하, 본 발명 실시예의 작용에 대해 설명한다.

주행 중 노면으로부터 입력된 충격력이 비교적 작은 경우 스핀들브라켓(4)에 결합된 차륜의 타이어와 코일스프링(5) 및 쇽업소버(6)가 이를 자체적으로 충분히 흡수하여 차체쪽으로 전달을 최소화시킴에 따라 차량의 승차감은 크게 향상된다.

그리고, 차량이 깊게 패인 웅덩이나 또는 높게 돌출된 과속 방지턱을 통과하거나 또는 경사로를 주행할 때에는 비교적 큰 충격력이 입력되는 바, 이와 같이 큰 충격력이 입력되면 일부의 충격력은 타이어와 코일스프링(5) 및 쇽업소버(6)가 흡수하게 되고, 그 외 흡수되지 못한 나머지의 충격력은 트레일링암(1)을 통해서 토션빔 액슬(2)로 전달된다.

이와 같이, 토션빔 액슬(2)로 외부 하중인 충격력이 입력되면 상기 토션빔 액슬(2)은 트레일링암(1)과 연결된 좌우 양단보다 중간부의 횡강성이 약한 구조여서 상기 중간부가 도 6과 같이 아래쪽으로 탄력적 휘어지는 변형을 하게 된다.

그런데, 본 발명은 토션빔 액슬(2)의 중간부위에 토션빔 액슬 보강장치(10)가 결합된 구성이므로, 상기 토션빔 액슬(2)의 중간부는 상기 토션빔 액슬 보강장치(10)에 의해 횡강성이 크게 증대되고 나아가 내구성이 크게 증대된 구성을 갖게 됨에 따라 상기 토션빔 액슬(2) 중간부의 탄력적 휘어짐 변형 양(L2)은 도 2에 도시된 종래의 구조에 비해 크게 줄어들게 된다.

상기와 같이 차량 주행중 노면으로부터 입력된 외부하중인 충격력에 의해 토션빔 액슬(2)의 중간부 탄력적 휘어짐 변형 양(L2)이 종래에 비해 크게 줄어들게 되면, 상기 토션빔 액슬(2)은 내구성이 크게 향상되고, 특히 장기간 사용시에도 상기 토션빔 액슬(2)에서 크랙(creak)이 발생하는 현상을 방지할 수 있게 될 뿐만 아니라, 더 나아가 상기 토션빔 액슬(2)의 파손 발생을 미리 예방할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 구조에 따라 토션빔 액슬(2)의 중간부 탄력적 휘어짐 변형 양(L2)이 크게 줄어들게 되면, 과도한 롤링 발생을 없앨 수 있게 됨으로써 승차감 향상 및 차량의 NVH 성능을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 실시예는 토션빔 액슬 보강장치(10)를 구성하는 볼트(13)의 체결력을 조절하면 차량의 중량 및 주행 조건에 따라 토션빔 액슬(2)의 중간부 강성을 쉽고 편리하게 튜닝할 수 있는 장점도 있다.

1 - 트레일링암 2 - 토션빔 액슬
10 - 토션빔 액슬 보강장치 11 - 프론트 보강패널
12 - 리어 보강패널 13 - 볼트

Claims

차체의 좌우 방향을 향하는 양단이 트레일링암과 결합되어 설치된 토션빔 액슬과;
상기 토션빔 액슬의 강성을 증대시키기 위해 상기 토션빔 액슬에 분리 가능하게 결합된 토션빔 액슬 보강장치
를 포함하는 자동차용 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치.
청구항 1에 있어서, 상기 토션빔 액슬 보강장치는
상기 토션빔 액슬의 윗면과 전면을 감싸는 프론트 보강패널 및 상기 토션빔 액슬의 후면을 감싸는 리어 보강패널로 구성되고;
상기 프론트 보강패널과 상기 리어 보강패널은 다수개의 볼트에 의해 분리 가능하게 조립된 것
을 특징으로 하는 자동차용 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 토션빔 액슬 보강장치는 상기 토션빔 액슬에서 양단 사이의 중간부위에 결합되어 설치된 것
을 특징으로 하는 자동차용 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치.
청구항 3에 있어서, 상기 토션빔 액슬은 양단 사이의 중간부위가 하방으로 개구된 역브이(∧)자 단면을 갖도록 형성되고;
상기 프론트 보강패널의 전방쪽 끝단은 상기 토션빔 액슬의 전면쪽 하단 끝에 걸려지는 형태로 결합되어 설치되며;
상기 리어 보강패널의 후방쪽 끝단은 상기 토션빔 액슬의 후면쪽 하단 끝에 걸려지는 형태로 결합되어 설치된 것
을 특징으로 하는 자동차용 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치.