KR20180065643A - 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리 - Google Patents

커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리에 관한 것으로써 보다 상세하게는, 커플드 토션 빔 액슬 시스템(coupled torsion beam axle)의 트레일링 암을 차체 프레임에 장착하기 위한 마운팅 어셈블리에 관한 발명이다.

Description

커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리{Mounting assembly of coupled torsion beam axle}
본 발명은 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리에 관한 것으로써 보다 상세하게는, 커플드 토션 빔 액슬 시스템(coupled torsion beam axle)의 트레일링 암을 차체 프레임에 장착하기 위한 마운팅 어셈블리에 관한 발명이다.
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 안정성을 갖추어 주로 경차 및 준 중형차의 후륜 현가장치로 적용되어져 왔다.
이러한 커플드 토션 빔 액슬(CTBA) 타입의 현가장치의 구성은, 도 1에 도시된 바와 같이 그 선단에 장착된 부시(10)를 통해 차체 프레임(2)에 장착되는데, 그 차체 프레임(2)에는 트레일링 암(4)을 장착하기 위한 마운트 브라켓(6)이 구비된다.
여기서 마운트 브라켓(6)은 ?ㄷ?형상으로 이루어지며, 차체 프레임(2)에 용접 접합된다.
그리고 상기 마운트 브라켓(6)의 양측면에는 차체 보강을 위한 보강판(8)이 각각 구비되는 바, 이 보강판(8)들은 차체 프레임에 용접 접합된다.
또한, 상기 부시(10)는 트레일링 암(4)의 선단에 고정되는 아웃터 파이프(14)와 상기 아웃터 파이프(14)의 내부에 배치되는 인너 파이프(12)와, 아웃터 파이프(14)와 인너 파이프(12) 사이에서 아웃터 파이프(14)의 내주면과 인너 파이프(12)의 외주면에 가류 접착되는 인슐레이터(16)로 이루어진다.
따라서 종래 기술에서는 부시(10)를 마운트 브라켓(6)에 전후 방향으로 배치한 후, 체결 볼트(18)를 보강판(8)과 마운트 브라켓(6)을 관통하여 부시(1)의 인너 파이프(22)에 삽입한 상태에서 체결 볼트(18)의 단부에 너트(20)를 결합하는 방식으로서 트레일링 암(4)을 차체 프레임(2)에 장착하게 된다.
상기와 같은 구성에서는 도 2에 도시된 바와 같이 부시(10)의 유동을 막기 위하여 부시(10)와 마운트 브라켓(6) 사이의 간격이 일정 간격 이하가 되도록 유지해야 하는데, 이와 같은 구조는 부시(10)가 유동하면서 마운트 브라켓(100)을 직접 타격하게 되기 때문에 차체로 큰 하중이 전달되어지는 문제점이 있으며, 이때 직접 타격부 주변의 용접점 주위에서 크랙이 발생하게 되는 문제점이 있었다.
또한, 부시(10)를 마운팅하기 위해 별도의 너트(20)를 보강판(8)에 Co2 용접으로 보강판(8)에 결합하게 되는데, Co2 용접으로 인한 열변형에 의해 주변부에 크랙이 발생하는 문제점이 있었다.
한국 등록특허공보 제1189287호
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로서, 차체 보강을 위한 부품 수를 저감시킬 수 있어 중량 및 원가를 절감할 수 있으며, 내구 하중을 효율적으로 분산 및 흡수시켜 내구 성능을 향상시키는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리에 있어서,
마운트 브라켓의 내벽면으로부터 상단부와 하단부가 서로 다른 높이를 갖도록 단차부가 형성된 원판 플레이트;
원판 플레이트의 중앙부에 형성되며, 하단부의 상단과 단차부가 상단부와 높이가 같아지도록 돌출되어 형성되는 수용부;
수용부에 끼워지는 너트;
부시의 유동에 의해 마운트 브라켓에 가해지는 하중을 흡수하도록 상단부에 부착되는 패드를 포함하는 보강 플레이트가 결합되는 것을 특징으로 한다.
보강 플레이트는,
차체 프레임에 접합되어 구성되는 'ㄷ'형상의 마운트 브라켓과, 원통형상이며 양측에 볼트홀이 형성되어 양측이 상기 마운트 브라켓의 내벽면과 마주보도록 상기 마운트 브라켓 내부에 삽입되는 부시의 사이에 결합되는 것을 특징으로 한다.
패드는 상면이 하단부의 높이가 되도록 돌출되어 부착되는 것을 특징으로 한다.
하단부는 마운트 브라켓의 내벽면에 맞닿아 결합되는 것을 특징으로 한다.
보강 플레이트가 상기 마운트 브라켓에 결합될 때 패드는 마운트 브라켓의 내벽면과 맞닿도록 상단부에 부착되는 것을 특징으로 한다.
수용부는, 내측에 너트의 일단을 수용하기 위한 수용홈과 내측에 너트가 끼워지는 수용홀로 구성되는 것을 특징으로 한다.
부시의 볼트홀에는 마운트 브라켓을 관통하는 볼트가 끼워지는 것을 특징으로 한다.
보강 플레이트는 부시의 양측 중 부시를 통과한 볼트의 단부가 위치하는 쪽에 결합되는 것을 특징으로 한다.
부시를 관통한 볼트의 단부는 너트에 결합되는 것을 특징으로 한다.
패드의 두께는 단차부의 높이와 같은 것을 특징으로 한다.
너트의 축방향 길이는 단차부의 높이와 같은 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 차체 보강을 위한 부품 수를 저감시킬 수 있어 중량 및 원가를 절감할 수 있으며, 내구 하중을 효율적으로 분산 및 흡수시켜 내구 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리.
도 2는 종래의 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리 구조에서 부시와 마운트 브라켓 사이의 간격 개념도.
도 3은 본 발명의 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리의 보강 플레이트 개념도.
도 4는 본 발명의 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리의 단면도.
도 5는 본 발명의 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리 구조에서 부시와 마운트 브라켓 사이의 간격 개념도.
도 6은 본 발명의 마운트 브라켓 내측에서의 보강 플레이트 개념도.
도 7은 본 발명의 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리 구조에 부시가 결합된 개념도.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
본 발명은 커플드 토션 빔 액슬(coupled torsion beam axle) 시스템의 마운팅 어셈블리에 관한 것으로써 보다 상세하게는, 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 트레일링 암을 차체 프레임에 장착하기 위한 마운팅 어셈블리에 관한 발명이다.
도 3은 본 발명의 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리의 보강부 개념도를 도시하고 있고, 도 4는 본 발명의 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리의 단면도를 도시하고 있으며, 도 5는 본 발명의 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리 구조에서 부시와 마운트 브라켓 사이의 간격 개념도를 도시하고 있고, 도 6은 본 발명의 마운트 브라켓 내측에서의 보강부 개념도를 도시하고 있으며, 도 7은 본 발명의 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리 구조에 부시가 결합된 개념도를 도시하고 있다.
양단부가 트레일링 암에 마운팅됨으로써 차량의 서스펜션에 설치되는 본 발명의 커플드 토션 빔 액슬(coupled torsion beam axle) 시스템의 마운팅 어셈블리는, 차체 프레임(30)에 접합되어 구성되는 'ㄷ'형상의 마운트 브라켓(32)과, 원통형상이며 양측에 볼트홀이 형성되어 양측이 상기 마운트 브라켓(32)의 내벽면과 마주보도록 상기 마운트 브라켓(32) 내부에 삽입되는 부시(54)와, 상기 마운트 브라켓(32)과 상기 부시(54) 사이에 결합되는 보강 플레이트(34)로 구성된다.
상기 보강 플레이트(34)는, 상기 부시(54)의 유동 시 상기 부시(54)가 상기 마운트 브라켓(32)을 직접적으로 타격함으로써 차체로 전달되는 하중을 막기 위한 구성으로, 상기 마운트 브라켓(32)의 내벽면으로부터 상단부(38)와 하단부(40)가 서로 다른 높이를 갖도록 단차부가 형성된 원판 플레이트(36)와, 상기 원판 플레이트(36)의 중앙부에 형성되며 상기 하단부(40)의 상단과 단차부(42)가 상기 상단부(38)와 높이가 같아지도록 돌출되어 형성되는 수용부(44)와, 상기 수용부(44)에 끼워지는 너트(52)와, 부시(54)의 유동에 의해 마운트 브라켓(32)에 가해지는 하중을 흡수하도록 상기 상단부(38)에 부착되는 패드(50)를 포함하여 구성된다.
상기 원판 플레이트(36)는 원형상의 플레이트로, 원판 플레이트(36)의 중심을 가로지르는 중심선을 기준으로 하여 상기 상단부(38)와 상기 하단부(40)로 나뉘게 되며, 원판 플레이트(36)의 중심선 부분에는 상기 마운트 브라켓의(32) 내벽면으로부터 상기 상단부(38)와 상기 하단부(40)가 서로 다른 이격 거리를 갖도록 상기 상단부(38)와 상기 하단부(40)의 높이를 서로 다른 높이로 형성하기 위한 상기 단차부(42)가 형성된다.
상기 원판 플레이트(36)의 중앙부에 형성되는 상기 수용부(44)는 상기 단차부(42)의 중앙부와 상기 하단부(40)의 상단 중앙부 일부분이 상기 상단부(38)의 높이와 같아지도록 돌출되어 형성되는 것으로, 내측에 너트(52)의 일단을 수용하기 위한 수용홈(46)과 내측에 너트(52)가 끼워지는 수용홀(48)로 구성된다.
상기 패드(50)는 상면이 상기 하단부(40)의 높이와 같아지도록 돌출되어 상기 상단부(38)에 부착되는 것으로, 상기 패드(50)의 두께는 상기 단차부(42)의 높이와 같은 두께로 적용된다.
본 발명의 실시예에서 상기 패드(50)의 형상은 반원형상으로 도시되었지만 이는 일실시예에 불과한 것으로, 보강 플레이트(34)의 형상에 따라 변형되어 적용될 수 있으며, 또한 상기 보강 플레이트(34)는 원판 형상으로 도시되었지만 이는 일실시예에 불과한 것으로 다른 형상으로 변형되어 적용될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 상기 보강 플레이트(34)는 상기 마운트 브라켓(32)의 내벽면에 결합되어 장착된다.
상기 마운트 브라켓(32)의 양측면에는 상기 마운트 브라켓(32) 내부에 상기 부시(54)가 삽입되었을 때 상기 부시(54)의 볼트홀과 같은 중심축을 갖는 위치에 관통홀이 형성된다.
상기 마운트 브라켓(32)과 상기 부시(54)는 볼트(60)에 의해 결합되는 것으로, 상기 마운트 브라켓(32)의 일측면에 형성된 관통홀을 관통한 볼트(60)가 상기 부시(54)의 볼트홀을 관통한 후 상기 마운트 브라켓(32)의 타측면에 형성된 관통홀을 관통하게 된다.
이때 상기 보강 플레이트(34)는 상기 부시(54)의 양측 중 상기 부시(54)를 통과한 상기 볼트(60)의 단부가 위치하는 쪽의 상기 마운트 브라켓(32) 내벽면에 결합된다.
상기 마운트 브라켓(32)에 결합되는 상기 보강 플레이트(34)는, 상기 원판 플레이트(36)의 하단부(40)가 상기 마운트 브라켓(32)의 내벽면에 맞닿으며, 상기 상단부(38)는 상기 마운트 브라켓(32) 내벽면으로부터 일정 간격 이격되어 위치하게 되고, 상기 상단부(38)에 부착된 상기 패드(50)가 상기 마운트 브라켓(32)의 내벽면에 맞닿아 위치하게 된다.
상기 하단부(40)는 상기 마운트 브라켓(32)에 용접되어 접합될 수도 있지만 볼트 체결 등의 방법으로도 결합될 수 있다.
상기 수용홀(48)에 끼워지는 상기 너트(52)의 축방향 길이는 상기 단차부(42)의 높이와 같은 길이로 적용되어, 상기 보강 플레이트(34)가 상기 마운트 브라켓(32)에 결합되었을 때, 상기 너트(52)의 일단은 상기 상단부(38)와 같은 평면상에 위치하게 되고, 상기 너트(52)의 타단은 상기 수용홈(46)에 수용되어 상기 마운트 브라켓(32) 내벽면 측으로 일정 길이 돌출된 것처럼 보여진다.
상기 너트(52)는 상기 볼트(60)의 중심축과 같은 중심축을 갖는 것으로, 상기 마운트 브라켓(32) 내벽면 측으로 돌출된 상기 너트(52)의 타단은 상기 마운트 브라켓(32)의 타측 내벽면에 용접되어 결합된다.
즉, 상기 너트(52)의 타단은 상기 마운트 브라켓(32)의 타측 내벽면에 형성된 관통홀의 둘레를 감싸도록 결합되어, 상기 부시(54)의 볼트홀을 관통한 상기 볼트(60)의 단부가 상기 너트(52)에 볼트 결합 된 후 상기 마운트 브라켓(32)의 타측 내벽면에 형성된 관통홀을 관통하게 된다.
상기 부시(54)의 유동으로 인하여 상기 부시(54)가 상기 원판 플레이트(36)를 타격하였을 때 상기 상단부(38)의 형상 변형을 막기 위하여 상기 상단부(38)의 외측 둘레부분을 상기 마운트 브라켓(32)을 향해 일정 각도 절곡하여 구성함으로써 상기 부시(54)의 타격 시에도 상기 상단부(38)의 형상 변형을 방지할 수 있도록 형성하였다.
또한, 상기 단차부(42)는 직각형태의 단면이 아닌 곡선형태의 단면을 갖도록 곡면으로 형성됨으로써 상기 부시(54)의 타격 시에도 상기 단차부(42)의 형상 변형을 방지할 수 있도록 하였다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 마운팅 어셈블리는, 부시(54)의 유동을 막기 위하여 상기 보강 플레이트(34)와 상기 부시(54) 사이에 일정 간격의 갭을 유지하면서도, 부시(54)의 유동 시 상기 부시(54)가 마운트 브라켓(32)이 아닌 보강 플레이트(34)를 직접 타격하게 되어, 상기 부시(54)가 상기 보강 플레이트(34)를 타격하였을 때 상기 부시(54)로부터 가해지는 내구 하중을 상기 패드(50)에서 효율적으로 분산 및 흡수시키게 되어 상기 마운트 브라켓(32)에는 부시(54)의 타격으로 인한 충격 및 하중이 직접적으로 전달되지 않아 내구 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 종래에는 보강판(8)과 부시(10)의 마운팅을 위한 너트(20) 각각을 별도로 적용하여 마운트 브라켓(6)에 결합하였지만 본 발명에서는 상기 너트(52)를 상기 보강 플레이트(34)와 일체형으로 형성했기 때문에 부품 수가 줄여 공정이 단순해지며 따라서 중량 및 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
2 : 종래의 차체 프레임
4 : 종래의 트레일링 암
6 : 종래의 마운트 브라켓
8 : 종래의 보강판
10 : 종래의 부시
12 : 종래의 인너 파이프
14 : 종래의 아웃터 파이프
16 : 종래의 인슐레이터
18 : 종래의 볼트
20 : 종래의 너트
30 : 차체 프레임
32 : 마운트 브라켓
34 : 보강 플레이트
36 : 원판 플레이트
38 : 상단부
40 : 하단부
42 : 단차부
44 : 수용부
46 : 수용홈
48 : 수용홀
50 : 패드
52 : 너트
54 : 부시
56 : 인너 파이프
58 : 아우터 파이프
60 : 볼트

Claims (11)

  1. 양단부가 트레일링 암에 마운팅됨으로써 차량의 서스펜션에 설치되는 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리에 있어서,
    마운트 브라켓의 내벽면으로부터 상단부와 하단부가 서로 다른 높이를 갖도록 단차부가 형성된 원판 플레이트;
    상기 원판 플레이트의 중앙부에 형성되며, 상기 하단부의 상단과 상기 단차부가 상기 상단부와 높이가 같아지도록 돌출되어 형성되는 수용부;
    상기 수용부에 끼워지는 너트;
    부시의 유동에 의해 마운트 브라켓에 가해지는 하중을 흡수하도록 상기 상단부에 부착되는 패드;를 포함하는 보강 플레이트가 결합되는 것
    을 특징으로 하는 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보강 플레이트는,
    차체 프레임에 접합되어 구성되는 ?ㄷ?형상의 마운트 브라켓과,
    원통형상이며, 양측에 볼트홀이 형성되어 양측이 상기 마운트 브라켓의 내벽면과 마주보도록 상기 마운트 브라켓 내부에 삽입되는 부시의 사이에 결합되는 것
    을 특징으로 하는 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 패드는 상면이 상기 하단부의 높이가 되도록 돌출되어 부착되는 것을 특징으로 하는 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 하단부는 상기 마운트 브라켓의 내벽면에 맞닿아 결합되는 것을 특징으로 하는 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 보강 플레이트가 상기 마운트 브라켓에 결합될 때 상기 패드는 상기 마운트 브라켓의 내벽면과 맞닿도록 상기 상단부에 부착되는 것을 특징으로 하는 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수용부는,
    내측에 너트의 일단을 수용하기 위한 수용홈과 내측에 너트가 끼워지는 수용홀로 구성되는 것을 특징으로 하는 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 부시의 볼트홀에는 상기 마운트 브라켓을 관통하는 볼트가 끼워지는 것을 특징으로 하는 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보강 플레이트는 상기 부시의 양측 중 상기 부시를 통과한 상기 볼트의 단부가 위치하는 쪽에 결합되는 것을 특징으로 하는 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 부시를 관통한 상기 볼트의 단부는 상기 너트에 결합되는 것을 특징으로 하는 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 패드의 두께는 상기 단차부의 높이와 같은 것을 특징으로 하는 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 너트의 축방향 길이는 상기 단차부의 높이와 같은 것을 특징으로 하는 커플드 토션 빔 액슬 시스템의 마운팅 어셈블리.
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