KR20170065045A - 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 서스펜션 - Google Patents

Abstract

본 발명은 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치에 관한 것으로, 트레일링 암(1) 및 차체(12)와 연결되면서 연료탱크(11)를 지지하는 스태빌라이저 바(21)가 차량의 롤링 거동시에 토션빔(3)과 함께 비틀림 변형되면서 롤링에 의한 차체의 거동력을 흡수할 수 있도록 된 것이다.

Description

커플드 토션빔 액슬 타입 리어 서스펜션{COUPLED TORSION BEAM AXLE TYPE REAR SUSPENSION}

본 발명은 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 서스펜션에 관한 것으로, 보다 상세하게는 트레일링 암 및 차체와 연결되면서 연료탱크를 지지하는 스태빌라이저 바가 설치된 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 서스펜션에 관한 기술이다.

일반적으로, 차량의 서스펜션은 차축과 차체를 연결하여 주행할 때 노면에서 받는 진동 또는 충격이 차체에 직접 전달되지 않도록 함으로써, 차체나 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 하는 장치로서, 크게 프런트 서스펜션과 리어 서스펜션으로 분류된다.

경차 및 준중형 승용차의 리어 서스펜션으로는 낮은 단가와 질량에 비해 상대적으로 높은 주행 안정성을 발휘하는 커플드 토션 빔 액슬을 주로 사용하고 있다.

즉, 커플드 토션 빔 액슬 타입의 리어 서스펜션은 도 1에 도시된 바와 같이 차체의 좌우측에서 전후방향을 따라 배치되면서 전방쪽 일단이 부시를 매개로 차체에 결합되어 설치되는 한 쌍의 트레일링 암(1), 차량의 좌우방향으로 배치되면서 양단이 상기 한 쌍의 트레일링 암(1)에 결합되어 설치되는 토션빔 액슬(2), 상기 토션빔 액슬(2)의 내부공간에서 토션빔 액슬(2)의 길이방향을 따라 좌우로 배치되고 양단이 상기 한 쌍의 트레일링 암(1)에 결합되어 설치된 토션빔(3)을 포함한다.

상기 토션빔 액슬(2)을 기준으로 후방쪽으로 위치한 상기 트레일링 암(1)의 후방단에는 스프링시트(4)와 스핀들브라켓(5)이 각각 결합되고, 상기 스프링시트(4)에는 코일스프링(6)의 하단이 안착되고, 상기 코일스프링(6)의 측부에는 차체와 연결되는 쇽업소버(7)의 하단이 결합된다.

상기와 같이 구성된 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 서스펜션은, 주행중 차체에 피칭(pitching)이 발생할 경우 토션빔(3)의 비틀림 탄성력을 통해 이를 흡수하게 되고, 또한 차량의 선회 주행시에는 롤강성을 향상시켜 줌으로써 선회 안정성을 확보하는 역할을 한다.

그런데, 상기와 같이 구성된 종래의 커플드 토션 빔 액슬 타입 리어 서스펜션은 토션빔(3)만이 비틀림 변형을 전담하는 구성으로, 이로 인해 토션빔(3)에 응력이 집중됨에 따라 토션빔(3)의 내구성은 시간이 경과할수록 급격하게 나빠지는 단점이 있다.

또한, 커플드 토션 빔 액슬 타입 리어 서스펜션을 장착한 차량의 핸들링 성능은 차체의 비틀림 강성과 밀접한 관계가 있으며, 이로 인해 핸들링 성능의 향상을 위해서는 차체의 비틀림 강성을 증대시켜야 하는 바, 토션빔(3)만이 비틀림 변형을 전담하는 종래의 구조로는 차량의 핸들링 성능을 향상시킬 수 없는 단점도 있다.

또한, 커플드 토션 빔 액슬 타입 리어 서스펜션을 장착한 차량은 토션빔 액슬(2)의 전방쪽에 연료탱크(11)가 장착되는 바, 종래에는 차체(12)에 양단이 연결된 전방밴드(13)와 후방밴드(14)를 이용해서 상기 연료탱크(11)를 지지하였으며, 이로 인해 부품수 증가로 인한 중량증가, 연비악화 및 비용이 증가하는 단점이 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

대한민국공개특허공보 10-2011-0061393호

이에 본 발명은 상기한 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 트레일링 암 및 차체와 연결되면서 연료탱크를 지지하는 스태빌라이저 바를 이용해서 토션빔과 함께 비틀림 변형을 분담하는 구조가 되게 함으로써 토션빔의 내구성 향상을 도모하고, 상기 스태빌라이저 바의 튜닝을 통해서 차량의 롤강성에 대한 튜닝의 자유도를 향상시킬 수 있는 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 서스펜션을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 스태빌라이저 바를 통해 토션빔의 내구성 향상을 도모함으로써 토션빔 액슬의 두께를 줄일 수 있게 되고, 이를 통해 경량화와 비용절감 및 연비향상을 도모할 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 스태빌라이저 바를 이용해서 연료탱크를 지지할 수 있도록 함으로써 연료탱크의 지지를 위한 밴드의 사용을 줄일 수 있도록 하고, 이를 통해 비용을 절감할 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 스태빌라이저 바를 통해서 후륜의 롤강성을 추가로 확보할 수 있게 됨에 따라 차량의 언더 스티어의 경향을 증대시킬 수 있게 되고, 이를 통해 주행 안정성의 향상을 도모할 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 차체와 연결된 스태빌라이저 바를 이용해서 차체의 비틀림 강성을 증대시킬 수 있게 되고, 이를 통해 차량의 핸들링 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전후방향으로 배치된 좌우 한 쌍의 트레일링 암을 연결하는 토션빔 액슬, 및 상기 토션빔 액슬의 내부공간에 설치되고 양단이 트레일링 암에 결합된 토션빔을 포함하는 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치에 있어서, 상기 토션빔 액슬의 길이방향을 따라 좌우방향으로 배치되고 차체와 연결되면서 연료탱크를 지지하는 스태빌라이저 바; 및 상기 스태빌라이저 바의 양단에 일단이 각각 연결되고 트레일링 암에 타단이 각각 연결된 한 쌍의 스태빌라이저 바 링크;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 스태빌라이저 바는 차량의 롤링 거동시에 토션빔과 함께 비틀림 변형되는 것을 특징으로 한다.

상기 스태빌라이저 바 링크의 타단과 트레일링 암의 결합점은 리어 휠의 휠 센터와 동일한 위치에 설치되거나 또는 최대로 근접된 위치에 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 스태빌라이저 바에는 한 쌍의 고무부시가 이격되게 결합되고; 상기 고무부시는 부시브라켓에 의해 감싸여지고; 상기 부시브라켓은 차체의 좌우측에 위치한 사이드멤버에 각각 볼트 체결되어 결합된 것을 특징으로 한다.

상기 한 쌍의 고무부시사이에는 연료탱크와 면접촉으로 접촉해서 연료탱크를 지지하는 적어도 한 개 이상의 지지브라켓이 스태빌라이저 바에 의해 관통되게 구비되고; 상기 스태빌라이저 바와 지지브라켓사이에는 스태빌라이저 바의 비틀림 변형이 가능하도록 메탈베어링이 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 지지브라켓은 연료탱크의 지지력 향상을 위해 접착실러를 매개로 연료탱크와 면접촉으로 결합된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 서스펜션에 의하면, 트레일링 암 및 차체와 연결되고 연료탱크를 지지하는 스태빌라이저 바가 차량의 롤링 거동시에 토션빔과 함께 비틀림 변형되면서 롤링에 의한 차체의 거동력을 흡수할 수 있게 됨으로써, 토션빔을 포함한 리어 서스펜션의 내구성을 크게 향상시킬 수 있게 되고, 더 나아가 스태빌라이저 바의 튜닝을 통해서 차량의 롤강성에 대한 튜닝의 자유도를 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 스태빌라이저 바를 통해서 토션빔의 내구성 향상을 도모할 수 있게 됨으로써 토션빔 액슬의 두께를 줄일 수 있게 되고, 이를 통해 경량화와 비용절감 및 연비향상을 도모할 수 있는 효과도 있다.

또한, 스태빌라이저 바를 통해서 후륜의 롤강성을 추가로 확보할 수 있게 됨에 따라 차량의 언더 스티어의 경향을 증대시킬 수 있게 되는 바, 이를 통해 주행 안정성의 향상을 도모할 수 있는 효과도 있다.

또한, 스태빌라이저 바가 차체에 해당하는 좌우측의 사이드멤버에 연결되게 설치됨으로써, 차체의 비틀림 강성을 크게 증대시킬 수 있게 되고, 이를 통해 차량의 핸들링 성능을 향상시킬 수 있는 효과도 있다.

또한, 차량의 롤강성 향상에 기여하는 스태빌라이저 바를 이용해서 연료탱크의 후방쪽 밑면을 지지할 수 있게 됨으로써, 연료탱크의 지지를 위한 밴드의 사용 개수를 줄일 수 있게 되고, 이를 통해 부품수 감축 및 비용절감을 도모할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 종래의 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치를 설명하기 위한 도면,
도 2는 종래의 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치가 장착된 차량에서 연료탱크의 지지구조를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 따라 스태빌라이저 바를 구비한 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치의 분해 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치가 잗착된 차량의 저면도,
도 5는 도 3의 정면도,
도 6과 도 7은 도 5의 Ⅰ-Ⅰ선 및 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치에 대해 살펴보기로 하겠는 바, 종래와 동일한 구성요소에는 동일한 도면부호를 붙이면서 설명한다.

본 발명에 따른 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치는 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이 차체의 좌우측에서 전후방향을 따라 배치되면서 전방쪽 일단이 부시를 매개로 차체에 결합되어 설치되는 한 쌍의 트레일링 암(1), 차량의 좌우방향으로 배치되면서 양단이 상기 한 쌍의 트레일링 암(1)에 결합되어 설치되는 토션빔 액슬(2), 상기 토션빔 액슬(2)의 내부공간에서 토션빔 액슬(2)의 길이방향을 따라 좌우로 배치되고 양단이 상기 한 쌍의 트레일링 암(1)에 결합되어 설치된 토션빔(3)을 포함한다.

상기 토션빔 액슬(2)을 기준으로 후방쪽으로 위치한 상기 트레일링 암(1)의 후방단에는 스프링시트(4)와 스핀들브라켓이 각각 결합되고, 상기 스프링시트(4)에는 코일스프링의 하단이 안착되고, 상기 코일스프링의 측부에는 차체와 연결되는 쇽업소버의 하단이 결합된다.(도 1 참조)

또한, 본 발명은 상기 토션빔 액슬(2)의 길이방향을 따라 좌우방향으로 배치되고 차체(12)와 연결되면서 연료탱크(11)를 지지하는 스태빌라이저 바(21), 및 상기 스태빌라이저 바(21)의 양단에 일단이 각각 연결되고 트레일링 암(1)에 타단이 각각 연결된 한 쌍의 스태빌라이저 바 링크(22)를 더 포함한다.

주행 중인 차량에 롤링(rolling)이 발생하면 롤링에 의한 차체의 거동력은 트레일링 암(1)을 통해서 토션빔(3)으로 전달되고, 이와 동시에 트레일링 암(1)과 스태빌라이저 바 링크(22)를 통해서 스태빌라이저 바(21)로 전달되는 바, 이때 토션빔(3)과 스태빌라이저 바(21)는 부재가 지닌 탄성력으로 비틀림 변형되면서 롤링에 의한 차체의 거동력을 흡수하고 또한 롤강성의 향상을 통해서 주행 안정성 및 선회 안정성을 향상시켜 주게 된다.

상기와 같이 차량의 롤링 거동시에 토션빔(3)과 스태빌라이저 바(21)가 함께 비틀림 변형되면서 롤링에 의한 차체의 거동력을 흡수하게 되면, 스태빌라이저 바(21)가 토션빔(3)과 함께 비틀림 변형을 분담하는 구조가 됨으로써 토션빔(3)을 포함한 리어 서스펜션의 내구성을 크게 향상시킬 수 있게 되고, 더 나아가 스태빌라이저 바(21)의 튜닝을 통해서 차량의 롤강성에 대한 튜닝의 자유도를 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 스태빌라이저 바(21)를 통해서 토션빔(3)의 내구성 향상을 도모할 수 있게 됨으로써 토션빔 액슬(2)의 두께를 줄일 수 있게 되고, 이를 통해 경량화와 비용절감 및 연비향상을 도모할 수 있는 장점도 있다.

또한, 스태빌라이저 바(21)를 통해서 후륜의 롤강성을 추가로 확보할 수 있게 됨에 따라 차량의 언더 스티어의 경향을 증대시킬 수 있게 되는 바, 이를 통해 주행 안정성의 향상을 도모할 수 있는 장점도 있다.

본 발명에 따라 상기 스태빌라이저 바 링크(22)의 타단과 트레일링 암(1)의 결합점(M1)은 리어 휠(15)의 휠 센터(C1)와 동일한 위치에 설치되거나 또는 휠 센터(C1)에 최대로 근접된 위치에 설치되는 것이 바람직한 바, 이는 롤링의 거동력을 스태빌라이저 바 링크(22)를 통해서 스태빌라이저 바(21)로 원활히 전달하기 위함이며, 이를 통해 스태빌라이저 바(21)가 원활하게 비틀림 변형되면서 롤링에 의한 차체의 거동력을 충분히 흡수할 수 있도록 하기 위함이다.

본 발명에 따른 스태빌라이저 바(21)는 차체(12)와 연결된 구조를 갖도록 설치되는 바, 보다 상세하게 설명하면 상기 스태빌라이저 바(21)에는 한 쌍의 고무부시(31)가 이격되게 결합되고, 상기 고무부시(31)는 부시브라켓(32)에 의해 감싸여지고, 상기 부시브라켓(32)은 차체(12)의 좌우측에 위치한 사이드멤버(16)에 각각 볼트(33)로 체결된 구조가 된다.

상기와 같이 스태빌라이저 바(21)가 차체(12)에 해당하는 좌우측의 사이드멤버(16)에 연결되도록 설치되면 차체(12)의 비틀림 강성을 증대시킬 수 있게 되고, 이를 통해 차량의 핸들링 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

즉, 커플드 토션 빔 액슬 타입 리어 서스펜션을 장착한 차량의 핸들링 성능은 차체의 비틀림 강성과 밀접한 관계가 있으며, 이로 인해 핸들링 성능의 향상을 위해서는 차체의 비틀림 강성을 증대시켜야 하는 바, 본 발명에 다른 실시예는 스태빌라이저 바(21)가 차체(12)와 연결된 구조를 갖게 됨으로써 토션빔(3)과 스태빌라이저 바(21)에 의해서 차체(12)의 비틀림 강성이 크게 증대되고, 이로 인해서 차량의 핸들링 성능도 크게 향상되는 것이다

또한, 커플드 토션 빔 액슬 타입 리어 서스펜션을 장착한 차량은 토션빔 액슬(2)의 전방쪽에 연료탱크(11)가 장착되는 바, 본 발명에 따라 상기 연료탱크(11)의 전방쪽 밑면은 전방밴드(13)에 의해 지지되고, 후방쪽 밑면은 스태빌라이저 바(21)에 의해서 지지된 구조를 갖는다.

본 발명에 따른 실시예는 차량의 롤강성 향상에 기여하는 스태빌라이저 바(21)를 이용해서 연료탱크(11)의 후방쪽 밑면을 지지하는 구조로, 종래와 같은 후방밴드의 사용을 없앨 수 있게 됨으로써 부품수 감축과 중량감소 및 연비향상과 비용절감을 도모할 수 있는 장점이 있다.

상기 스태빌라이저 바(21)가 연료탱크(11)를 지지하는 구조에 대해 보다 상세히 설명하면, 상기 한 쌍의 고무부시(31)사이에 적어도 한 개 이상의 지지브라켓(41)이 스태빌라이저 바(21)에 의해 관통되게 구비되고, 상기 지지브라켓(41)은 연료탱크(11)의 후방쪽 밑면과 면접촉으로 설치되며, 상기 스태빌라이저 바(21)와 지지브라켓(41)사이에는 스태빌라이저 바(21)의 비틀림 변형이 가능하도록 메탈베어링(42)이 설치된 구조를 갖는다.

즉, 본 발명에 따른 실시예는 스태빌라이저 바(21)에 결합된 한 개 이상의 지지브라켓(41)을 매개로 연료탱크(11)의 후방쪽 밑면을 지지하는 구조인 것이다.

주행 중인 차량의 거동시 스태빌라이저 바(21)는 상하방향, 전후방향, 좌우방향의 움직임은 거의 발생하지 않고 대신에 비틀림 변형만이 발생하게 되는 바, 따라서 스태빌라이저 바(21)와 지지브라켓(41)사이에 메탈베어링(42)을 설치해서 스태빌라이저 바(21)의 원활한 비틀림 변형을 가능하게 한다.

한편, 상기 지지브라켓(41)에는 접착실러(42)가 도포되고, 상기 접착실러(42)가 연료탱크(11)의 밑면에 면접촉으로 접착되어서 결합되는 바, 이를 통해 지지브라켓(41)에 의한 연료탱크(11)의 지지력을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는, 트레일링 암(1) 및 차체(12)와 연결되고 연료탱크(11)를 지지하는 스태빌라이저 바(21)가 차량의 롤링 거동시에 토션빔(3)과 함께 비틀림 변형되면서 롤링에 의한 차체의 거동력을 흡수할 수 있게 됨으로써, 토션빔(3)을 포함한 리어 서스펜션의 내구성을 크게 향상시킬 수 있게 되고, 더 나아가 스태빌라이저 바(21)의 튜닝을 통해서 차량의 롤강성에 대한 튜닝의 자유도를 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 스태빌라이저 바(21)를 통해서 토션빔(3)의 내구성 향상을 도모할 수 있게 됨으로써 토션빔 액슬(2)의 두께를 줄일 수 있게 되고, 이를 통해 경량화와 비용절감 및 연비향상을 도모할 수 있는 장점도 있다.

또한, 스태빌라이저 바(21)를 통해서 후륜의 롤강성을 추가로 확보할 수 있게 됨에 따라 차량의 언더 스티어의 경향을 증대시킬 수 있게 되는 바, 이를 통해 주행 안정성의 향상을 도모할 수 있는 장점도 있다.

또한, 본 발명에 따른 스태빌라이저 바(21)는 차체(12)에 해당하는 좌우측의 사이드멤버(16)에 연결된 구조로 설치되는 바, 이를 통해 차체(12)의 비틀림 강성을 크게 증대시킬 수 있게 됨으로써 차량의 핸들링 성능을 향상시킬 수 있는 장점도 있다.

또한, 본 발명에 따라 차량의 롤강성 향상에 기여하는 스태빌라이저 바(21)를 이용해서 연료탱크(11)의 후방쪽 밑면을 지지할 수 있게 됨으로써, 연료탱크(11)의 지지를 위한 밴드의 사용 개수를 줄일 수 있게 되고, 이를 통해 부품수 감축 및 비용절감을 도모할 수 있는 장점도 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1 - 트레일링 암 2 - 토션빔 액슬
3 - 토션빔 11 - 연료탱크
12 - 차체 13 - 전방밴드
16 - 사이드멤버 21 - 스태빌라이저 바
22 - 스태빌라이저 바 링크

Claims (6)

1. 전후방향으로 배치된 좌우 한 쌍의 트레일링 암을 연결하는 토션빔 액슬, 및 상기 토션빔 액슬의 내부공간에 설치되고 양단이 트레일링 암에 결합된 토션빔을 포함하는 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치에 있어서,
   상기 토션빔 액슬의 길이방향을 따라 좌우방향으로 배치되고 차체와 연결되면서 연료탱크를 지지하는 스태빌라이저 바; 및
   상기 스태빌라이저 바의 양단에 일단이 각각 연결되고 트레일링 암에 타단이 각각 연결된 한 쌍의 스태빌라이저 바 링크;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 스태빌라이저 바는 차량의 롤링 거동시에 토션빔과 함께 비틀림 변형되는 것을 특징으로 하는 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 스태빌라이저 바 링크의 타단과 트레일링 암의 결합점은 리어 휠의 휠 센터와 동일한 위치에 설치되거나 또는 최대로 근접된 위치에 설치된 것을 특징으로 하는 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 스태빌라이저 바에는 한 쌍의 고무부시가 이격되게 결합되고;
   상기 고무부시는 부시브라켓에 의해 감싸여지고;
   상기 부시브라켓은 차체의 좌우측에 위치한 사이드멤버에 각각 볼트 체결되어 결합된 것을 특징으로 하는 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 한 쌍의 고무부시사이에는 연료탱크와 면접촉으로 접촉해서 연료탱크를 지지하는 적어도 한 개 이상의 지지브라켓이 스태빌라이저 바에 의해 관통되게 구비되고;
   상기 스태빌라이저 바와 지지브라켓사이에는 스태빌라이저 바의 비틀림 변형이 가능하도록 메탈베어링이 설치된 것을 특징으로 하는 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 지지브라켓은 연료탱크의 지지력 향상을 위해 접착실러를 매개로 연료탱크와 면접촉으로 결합된 것을 특징으로 하는 커플드 토션빔 액슬 타입 리어 현가장치.

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