KR20120077085A - Ｃｔｂａ 현가장치의 토션 빔 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 CTBA 현가장치의 토션 빔에 관한 것으로, 상기 토션 빔의 양단은 트레일링 암에 결합되고, 상기 토션 빔의 단면은 V형상의 폐단면이고, 상기 토션 빔의 길이 방향으로 하나 이상의 비드가 볼록하게 좌우 대칭으로 형성되는 CTBA 현가장치의 토션 빔을 제공하여,
롤 포밍을 이용하여 다단 성형을 통해 점진적으로 소성 가공을 함으로써 고강도 소재를 성형할 수 있고, 단면이 폐단면으로 제작되어 비틀림 강도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 비드를 형성하여 구조 강성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

ＣＴＢＡ 현가장치의 토션 빔{TORSION BEAM OF COUPLED TORSION BEAM AXLE TYPE SUSPENSION}

본 발명은 자동차 후륜에 사용되는 CTBA 현가장치의 토션 빔에 관한 것으로, 보다 상세하게는 CTBA 현가장치의 트레일링 암에 결합되고 단면이 V형이고, 폐단면으로 이루어지는 고강도의 토션 빔에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 현가장치는 차량의 주행 중 노면으로부터 지속적으로 발생되는 진동이나 충격이 휠이나 차축(Axle)을 통해 프레임에 전달되는 것을 방지하기 위하여 사용된다.

나아가, 차량의 현가장치는 탑승자의 승차감을 향상시킴과 동시에 적재된 수화물의 손상을 방지하고, 무리한 충격에 의한 차체의 손상을 방지할 뿐만 아니라 휠의 불규칙한 진동을 억제하여 주행의 안전을 도모할 수 있는 장치이다.

상기와 같은 현가장치는 차축식과 독립식이 있는데, 독립식은 좌우의 휠을 하나의 액슬로 연결하지 않아 다른 휠의 움직임과는 무관하게 독립적으로 움직일 수 있는 방식이고, 차축식은 리어 휠에 사용되는 커플드 토션 빔 액슬(CTBA, Coupled Torsion Beam Axle, 이하 'CTBA'라 한다) 현가장치는 양측에 형성되는 트레일링 암에 각각 결합되어 상기 트레일링 암을 연결한 상태로 사용된다.

도 1은 종래의 CTBA 현가장치의 사시도인데, 종래의 CTBA 현가장치는 토션 빔(10)의 양측에는 트레일링 암(20)이 용접 결합되고, 상기 트레일링 암(20)의 안쪽에는 스프링(40)이 장착되는 브라켓(30)이 접합되는 구조로 되어 있었다.

종래에는 CTBA 현가장치의 토션 빔(10)을 판재 또는 관재를 프레스 형성하여 제작하였는데, 경량화를 위해 고강도 소재를 성형하는 경우에는 소재 강도 및 탄성 회복에 의한 성형의 한계가 있고, 핫스탬핑(hot stamping)을 이용하는 방법도 있으나 핫스탬핑을 이용하여 고강도의 빔을 제작하는 경우에는 열간 생산이므로 생산성이 낮을 뿐만 아니라 비용 상승의 원인이 되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 단면은 V형상의 폐단면으로 하고, 길이 방향으로 하나 이상의 비드가 대칭으로 절곡 형성되며 고강도 소재로 형성되는 차량용 CTBA 현가장치의 토션 빔을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예는 차량용 CTBA 현가장치의 토션 빔에 있어서, 상기 토션 빔의 양단은 트레일링 암에 결합되고, 상기 토션 빔의 단면은 V형상의 폐단면인 CTBA 현가장치의 토션 빔을 제공한다.

본 발명에 따른 실시예는 토션 빔은 길이 방향으로 하나 이상의 비드가 볼록하게 형성되고, 상기 토션 빔은 좌우 대칭인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 실시예의 토션 빔은 고강도 소재로 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 비드의 개수는 구조 강성에 따라 조절되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 실시예의 토션 빔의 상단부와 하단부는 양 끝단으로 돌출되어 상기 트레일링 암과 밀착고정되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명은 롤 포밍을 이용하여 다단 성형을 통해 점진적으로 소성 가공을 함으로써 고강도 소재를 성형할 수 있고, 단면이 폐단면으로 제작되어 비틀림 강도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 비드를 형성하여 구조 강성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 CTBA 현가장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예의 토션 빔의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예의 토션 빔의 제작 과정을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예의 토션 빔을 제작하는 롤 포밍 시스템 및 단계별 공정 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 실시예의 토션 빔이 장착된 CTBA 현가장치의 사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 위주로 설명한다.

이러한 실시예는 본 발명에 따른 일실시예로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현할 수 있으므로, 본 발명의 권리범위는 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다 할 것이다.

또한, 종래의 부품과 동일한 부품을 지시하는 경우에는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.

먼저, 도 2는 본 발명에 따른 실시예의 CTBA 현가장치의 토션 빔(100)의 단면도인데, 상기 토션 빔(100)은 단면이 대략 V형상이고, 폐단면을 형성한다. 상기와 같이, 폐단면으로 형성하는 이유는 토션 빔(100)의 비틀림 강도를 향상시키기 위함이다.

상기 토션 빔(100)은 좌우 대칭이고, 길이 방향으로 볼록하게 형성되는 하나 이상의 비드(104,105)가 형성되어 있는데, 비드(104,105)의 개수를 조절함으로써 구조 강성을 향상시킴과 동시에 구조 강성을 조절할 수 있다. 즉, 구조 강성을 향상시키기 위해서는 비드(104,105)의 개수를 증가시키면 된다.

또한, 상기와 같이 구조 강성을 향상시키기 위해서는 토션 빔(100)의 재질을 고강도 소재를 사용하여 제작하는 것이 좋다.

이하에서는 본 발명에 따른 실시예의 고강도 소재를 이용한 토션 빔(100)의 제작 공정에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 도 4는 본 발명에 따른 실시예의 토션 빔(100)을 제작하기 위한 롤 포밍 시스템 및 단계별 공정 개념도인데, 공급 코일(160)을 풀어주는 언코일러(110)가 공정라인 전방에 구성되어 언코일 단계(S110)를 이루고, 상기 언코일러(110)로부터 풀려 나온 띠상의 코일(160)을 평판의 띠상 강판패널(170)로 펴주는 스트레이트너(120)가 그 후방에 구비되어 스트레이트닝 단계(S120)를 이룬다.

그리고, 상기 스트레이트너(120)의 후방에는 스트레이트너(120)로부터 공급된 띠상 강판패널(170)에, 성형될 메인 빔의 조립을 위한 여러 용도의 구멍을 성형하는 브레이크 프레스(130)가 구비되어 피어싱 단계(S130)를 진행한다.

또한, 상기한 복수의 롤 포머(R1~R7)들로 구성되는 롤 포머 유닛(140)은 상기 브레이크 프레스(130)의 후방에 배치되어 상기 언코일러(110), 스트레이트너(120) 및 브레이크 프레스(130)를 거쳐 공급되는 띠상의 강판 패널(170)을 순차적으로 절곡 성형하여 얻고자 하는 성형 빔의 형상으로 롤 포밍 성형하는 롤 포밍 단계(S140)를 진행하게 된다.

그리고, 상기 롤 포머 유닛(140)의 후방에는 일정 곡률을 갖는 롤 포밍 성형품의 곡률을 성형하기 위한 다수 개의 좌우측 곡률 성형롤로 구성되는 라운드 벤더(150)가 구비되어 성형하고자 하는 곡률의 반경에 따라 설치하여 롤 포밍 성형을 완료한 상기 성형 빔을 통과시킴으로써 일정 곡률의 완성품을 제조하는 벤딩 단계(S150)를 이루게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 실시예의 토션 빔(100)을 제작하는 과정을 나타낸 것으로서 6단계(S0 내지 S5)로 이루어지는 롤플라워(roll flower)를 나타낸 것이다.

즉, 스트레이트닝 단계(S120)와 피어싱 단계(S130)를 거친 강판 패널(70)을 순차적으로 벤딩시켜 성형품을 제작하는 과정을 도시한 것이다.

도 3의 a는 스트레이트닝 단계(S120)를 거친 평평한 강판 패널(170)을 나타낸 것(S0)이고, 도 3의 b는 강판 패널(170)의 성형이 시작되는 단계(S1)를 도시한 것이고, 도 3의 c는 순차적으로 조금씩 성형이 되면서 원하는 모양의 제품을 성형하는 단계(S2 내지 S5)를 도시한 것이고, 도 3의 d는 상기 성형된 토션 빔(100)을 더욱 절곡되도록 하여 절곡이 완료되면 벤딩 단계(S150)에서 벤딩한 후 상기 강판 패널(170)의 양 끝단(171,172)을 맞대기 용접하여 V형상의 폐단면을 갖는 토션 빔(100)을 도시한 것이다.

상기 토션 빔(100)의 맞대기 용접은 용접부(W)에 CMT 용접을 하고, 롤플라워(roll flower)의 형태로 대칭구조가 되도록 폐단면을 성형한다.

상기와 같이 본 발명에 따른 실시예에서는 다단 성형을 통하여 점진적인 소성 가공에 의하여 고강도 소재를 용이하게 성형할 수 있으며, 비드(104,105)의 개수는 롤의 수에 따라 1열 또는 2열로 조정할 수 있는데, 이는 필요한 구조 강성에 따라 롤의 수를 조절함으로써 가능하다.

즉, 구조 강성이 크게 요구되는 경우에는 비드(104,105)의 개수를 증가시킴으로써 구조 강성을 향상시킬 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 실시예에서는 토션 빔(100)과 트레일링 암(20)을 결합시키되, 토션 빔(100)의 상단부(102)와 하단부(106)가 양 끝단으로 돌출되어 있어 토션 빔(100)이 트레일링 암(20)에 밀착되도록 한 채 용접하여 토션 빔(100)을 트레일링 암(20)에 고정시키도록 되어 있다.

10: 토션 빔 20: 트레일링 암
30: 브라켓 40: 스프링
100: 토션 빔 102: 상단부
104,105: 비드 106: 하단부
110: 언코일러 120: 스트레이트너
130: 브레이크 프레스 140: 롤 포머 유닛
150: 라운드 벤더 160: 공급 코일
170: 강판 패널 171,172: 강판 패널 끝단
W:용접부

Claims (6)

1. 차량용 CTBA 현가장치의 토션 빔에 있어서,
   상기 토션 빔의 양단은 트레일링 암에 결합되고, 상기 토션 빔의 단면은 V형상의 폐단면인 CTBA 현가장치의 토션 빔.
2. 제1항에 있어서,
   상기 토션 빔은 길이 방향으로 하나 이상의 비드가 볼록하게 형성되는 것을 특징으로 하는 CTBA 현가장치의 토션 빔.
3. 제1항에 있어서,
   상기 토션 빔은 좌우 대칭인 것을 특징으로 하는 CTBA 현가장치의 토션 빔.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 토션 빔은 고강도 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 CTBA 현가장치의 토션 빔.
5. 제2항에 있어서,
   상기 비드의 개수는 구조 강성에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 CTBA 현가장치의 토션 빔.
6. 제1항에 있어서,
   상기 토션 빔의 상단부와 하단부는 양 끝단으로 돌출되어 상기 트레일링 암과 밀착고정되는 것을 특징으로 하는 CTBA 현가장치의 토션 빔.

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