KR100398196B1

KR100398196B1 - 토션빔액슬 타입 리어서스펜션

Info

Publication number: KR100398196B1
Application number: KR10-2000-0081308A
Authority: KR
Inventors: 박영욱
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-12-23
Filing date: 2000-12-23
Publication date: 2003-09-19
Also published as: KR20020051760A

Abstract

본 발명은 토션빔액슬 타입 리어서스펜션에 관한 것으로, 차체의 횡방향으로 설치된 (메인)부시(12)에 더하여 그 측부에 차체의 전후방향으로 러버(13b)가 함입성형되고 횡방향으로 마주보는 보강판(13e)이 구비된 서브부시(13)가 중앙의 인너파이프(13a) 상단이 차체에 연결되도록 종방향으로 설치된 구조로 이루어진다.

따라서, 임팩트 승차감을 저하시키는 전후방향 강성의 큰 증가 없이 횡방향의 강성을 보강할 수 있게 될 뿐만 아니라, 동상 리바운드시의 충격량을 감소시키고 양측 차륜의 독립적 거동성을 확보할 수 있게 되는 효과가 있게 된다.

Description

토션빔액슬 타입 리어서스펜션{torsion beam axle typed rear suspension}

본 발명은 토션빔액슬 타입 리어서스펜션에 관한 것으로, 전후방향 강성의 큰 증가 없이 횡방향 강성을 보강할 수 있으며 양측 차륜의 동시 리바운드시 충격 흡수력이 향상됨은 물론 독립적 완충작용이 이루어지도록 된 토션빔액슬 타입 리어서스펜션에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 서스펜션은 차축과 차체 사이를 연결시켜 주행중에 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격등을 적절히 감쇠시켜 차체의 손상과 탑승자의 승차감을 향상시킬 수 있도록 된 것이며, 그 중 도 1에 도시된 바와 같은 토션빔액슬(Torsion Beam Axle)타입 리어서스펜션은 스프링(S)과 쇽업소버(A)를 각각 설치하고 토션빔(10)의 비틀림을 이용하여 양측 휠(W)의 거동이 최적상태로 이루어지도록 하고 있는 바, 그 구조가 간단하고 플로어를 낮게 할 수 있으며 비용이 저렴하여 널리 사용되고 있다.차체와의 연결은 상기 토션빔(10) 양측의 트레일링아암(11) 단부에 형성된 부시설치부(11a)에 횡방향으로 삽입 설치되는 부시(12)를 매개로 이루어지며, 상기 스프링(S)과 쇽업소버(A)의 상단도 마운팅브라켓과 볼트 등의 체결수단을 매개로 차체에 연결됨은 물론이다.

따라서, 차량 주행중에는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스프링(S)의 강성(Ks)과 쇽업소버(A)의 완충력 및 상기 부시(12)의 3방향 강성(Kx,Ky,Kz)에 의해 진동과 충격의 흡수 및 휠(W)의 거동이 이루어지게 된다.

한편, 상기 부시(12)는 인너파이프와 아우터파이프의 사이에 원통형 러버가 삽입되어 있는 구조로 되어 있으며, 일반적으로 설치상태에서 전후방향 강성은 작고 축방향 강성은 큰 특성을 가지고 있으나, 실제의 경우에는 차체와의 힌지포인트가 이 부시(12)로 한정되어 있으므로 외력이 부시(12)에 집중되어 작용하게 됨으로써 외력 특히 횡력에 대해서는 상기 부시(12)의 횡방향 강성(Ky)만으로는 충분히 대응하기가 곤란한 경우가 발생하며, 이와 같이 토션빔액슬 타입 리어서스펜션은 구조적으로 횡강성이 취약하다는 약점을 가지고 있다.

따라서, 취약한 횡강성을 보완하기 위해 상기 부시(12)에 횡방향 스토퍼를 적용하기도 하고, 부시(12) 자체의 강성을 높게 설정하여 사용하기도 한다.그러나, 스토퍼 적용시에는 불필요한 조인트부의 마찰 발생으로 소음이 발생하고 그 부분에 내구문제가 발생하며, 전체적으로 강성이 높게 설정된 부시의 경우에는 전후방향의 강성(Kx)도 함께 증가됨으로써 임팩트(impact) 승차감이 저하되는 단점이 있었다.

또한, 상기 타입의 리어서스펜션에서는 토션빔(10)의 스태빌라이징 효과와 스프링(S)에 의해 좌/우 휠(W)의 거동이 제어되는데, 좌/우 휠(W)의 동상 범프(bump)시에는 상기 스프링(S)에 의해 완충작용이 이루어져 문제가 없지만 동상 리바운드(rebound)시에는 보통의 일체 차축식 서스펜션과 같이 거동하여 충격이 크게 발생하고 좌/우 휠(W)의 연관 거동성이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로, 전후 강성의 큰 증가 없이 횡강성을 보강할 수 있고, 더불어 동상 리바운드시 충격 흡수력이 증가되며, 좌/우 휠(W)의 독립 거동성을 어느 정도 확보할 수 있도록 된 토션빔액슬 타입 리어서스펜션을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스프링과 쇽업소버를 개별적으로 갖추고, 토션빔 양단의 트레일링아암 단부의 부시설치부에 횡방향으로 삽입장착되는 차체 마운팅용 부시를 갖춘 토션빔액슬 타입의 리어서스펜션에 있어서, 상기 트레일링아암의 부시설치부 인접 부위에 서브부시설치부가 형성되고, 이 서브부시설치부에 내부의 러버에 횡방향 보강판이 삽입된 서브부시가 종방향으로 삽입장착되며 그 상단이 차체에 고정되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 토션빔액슬 타입 리어서스펜션의 구성도,

도 2는 도 1의 리어서스펜션에서 발생하는 완충작용을 도식적으로 나타낸 도면,

도 3은 본 발명에 따른 토션빔액슬 타입 리어서스펜션의 구성도,

도 4는 도 3에 도시된 서브부시의 평단면도 및 A-A선 종단면도,

도 5는 본 발명에 따른 토션빔액슬 타입 리어서스펜션에서 발생하는 완충작용을 도식적으로 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 토션빔 11 : 트레일링아암

11a : 부시설치부 11b : 서브부시설치부

12 : 부시 13 : 서브부시

13a : 인너파이프 13b : 러버

13c : 아우터파이프 13d : 공간

13e : 보강판 A : 쇽업소버

S : 스프링 W : 휠

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 토션빔액슬 타입 리어서스펜션의 구성도로서, 본 발명은 토션빔(10) 양단의 트레일링아암(11) 단부에 형성된 부시설치부(11a)에 차체에 마운팅되는 부시(12)가 횡방향으로 삽입설치된 토션빔액슬 타입의 리어서스펜션에 있어서, 상기 부시설치부(11a)의 측부에 서브부시설치부(11b)가 형성되어, 이 서브부시설치부(11b)에 서브부시(13)가 종방향으로 삽입장착된 것에 그 특징이 있다.

상기 서브부시(13)는 도 4에 도시된 바와 같이, 인너파이프(13a)와, 이 인너파이프(13a)를 둘러싸고 있는 러버(13b)와, 이 러버(13b)를 둘러싸고 있는 아우터파이프(13c)로 구성되는데, 상기 러버(13b)는 양측부가 인너파이프(13a)쪽으로 함입된 형상으로 형성되어 러버(13b)와 아우터파이프(13c)의 사이에 공간(13d)이 형성되며, 상기 서브부시설치부(11b)에 설치될때 이 공간(13d)이 차량의 전후방향상에 위치하도록 삽입장착된다.따라서, 장착상태에서 서브부시(13)는 전후방향으로 소프트(soft)한 강성을 가진다.또한, 상기 서브부시(13)에는 상기 공간(13d)이 형성되지 않은 러버(13b) 몸체의 내부에 상호 마주보는 호형의 보강판(13e)들이 구비되며, 상기와 같이 공간(13d)이 차량의 전후방향으로 위치하도록 서브부시(13)가 설치되면, 자연적으로 상기 보강판(13e)들은 차량의 횡방향으로 위치하게 되며, 이로써 장착상태에서 서브부시(13)는 횡방향으로 스티프(stiff)한 강성을 가진다.또한, 도시된 바와 같이, 상기 러버(13b)는 중앙부분이 높고, 외측으로 갈수록 완만하게 높이가 낮아지는 형상을 가지고 있으며, 상기 서브부시(13)는 그 상단 즉, 인너파이프(13a)의 상단이 마운팅브라켓트 및 볼트와 같은 체결 매개부품을 통하여 차체에 연결됨은 물론이다.

이상과 같은 구조의 서브부시(13)가 구비된 토션빔액슬 타입 리어서스펜션의 강성 특성을 도 5를 참조로 살펴 본다.전술한 바와 같이, 상기 서브부시(13)는 장착상태에서 횡방향으로는 러버(13b)가 함입성형되어 있지 않고, 이에 더하여 횡방향으로 마주보는 보강판(13e)들에 의해 러버(13b)의 횡방향 신축작용이 제한됨으로써 보다 스티프한 강성을 갖게 된다.따라서, 기 설치되어 있던 부시(12)의 횡방향 강성(Ky ; 부시 자체가 횡방향으로 삽입장착되어 있으므로 이 부시(12) 자체의 강성 특성만 보더라도 전후방향에 비하여 횡방향 강성이 더 큰 특성을 가지고 있었다.)에 더하여 상기 서브부시(13)의 횡방향 강성(Ky')이 더해져 리어서스펜션 전체의 횡강성은 크게 증가되는 결과를 가져온다.한편, 이와 같이 횡방향 강성을 증가시킬때 종래에는 차량 전후방향의 강성도 동시에 증가하여 임팩트 승차감이 저하되는 현상이 발생하였으나, 본 발명에서는 신설되는 서브부시(13)의 전후방향 강성(Kx')이 러버(13b)가 함입성형되어 탄력을 가지는 부분의 두께가 얇은 것에 의해 매우 소프트하므로 기존 부시(12)의 전후방향 강성(Kx)에 더하여 전체적인 전후방향 강성(Kx + Kx') 증가치는 그리 크지 않으며, 결과적으로 임팩트 승차감의 저하량은 미미하다. 그리고, 이는 설계시 상기 부시(12)의 전후방향 강성(Kx)을 재설정함으로써 종래의 수준과 동일한 강성을 갖도록 조정할 수 있음은 물론이다.

한편, 상기 서브부시(13)는 리바운드시 러버(13b)의 길이방향(상하방향) 신축력에 의하여 토션빔(10) 양측에서 스프링 작용을 함으로써 토션빔액슬 타입 리어서스펜션의 동상 리바운드시에 충격의 완충작용을 하게 되며, 또한 각각 개별적으로 작용하므로 좌/우 휠의 독립적 거동성 향상에 도움이 된다.

또한, 상기 서브부시(13)는 범프시 스프링(S)과 병렬 스프링으로 작용하게 되는 바, 설계시 서브부시(13)의 상하방향 강성(Kz') 조정을 통해 스프링(S)의 강성(Ks)을 필요 사항에 맞추어 조절할 수 있게 되므로 스프링(S) 설계의 자유도가 증대되는 이점도 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, (메인)부시의 측부에 전후방향으로는 소프트하고 횡방향으로는 스티프한 강성을 갖는 서브부시를 설치함으로써 임팩트 승차감의 큰 저하 없이 횡강성을 증가시킬 수 있게 되는 효과가 있다.또한, 동상 리바운드시 상기 서브부시의 스프링 작용에 의하여 완충효과를 향상시킬 수 있으며, 상단이 차체에 연결된 서브부시들이 토션빔의 양측에서 독립적으로 작용하므로 동상 리바운드시 토션빔액슬 타입 리어서스펜션이 일반적인 일체차축식 리어서스펜션과 같이 작용하는 것을 방지하여 양측 휠의 독립적 거동성 을 확보하는데도 도움이 되는 효과가 있다.

Claims

스프링(S)과 쇽업소버(A)를 개별적으로 갖추고, 토션빔(10) 양단의 트레일링아암(11) 단부의 부시설치부(11a)에 횡방향으로 삽입장착되는 차체 마운팅용 부시(12)를 갖춘 토션빔액슬 타입 리어서스펜션에 있어서,

상기 트레일링아암(11)의 부시설치부(11a) 인접 부위에 서브부시설치부(11b)가 형성되고, 이 서브부시설치부(11b)에 아우터파이프(13c)에 내장된 러버(13b) 양측이 함입성형되어 공간(13d)이 형성되고, 러버(13b)중 함입성형되지 않은 부분에는 상호 마주보는 호형의 보강판(13e)이 내장되며, 중앙의 인너파이프(13a)로부터 외측의 아우터파이프(13c)에 이르기까지 러버(13b)의 상하방향길이가 점차 줄어드는 구조의 서브부시(13)가 상기 인너파이프(13a)의 상단이 차체에 고정되도록 종방향으로 삽입설치되되, 상기 공간(13d)이 차체의 전후방향으로 위치되고 상기 보강판(13e)이 차체의 횡방향으로 위치되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 토션빔액슬타입 리어서스펜션.
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