KR20040048642A

KR20040048642A - torsion beam type suspension

Info

Publication number: KR20040048642A
Application number: KR1020020076567A
Authority: KR
Inventors: 조영건
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-12-04
Filing date: 2002-12-04
Publication date: 2004-06-10

Abstract

PURPOSE: A suspension system is provided to improve the riding comfort by lifting up the mounting position of a trailing arm through the security of an under steer. CONSTITUTION: A shear center(B1) of a center part in a torsion beam(24) is located ahead a shear center(B2) of both ends in the torsion beam by bending the center part of the torsion beam forward a vehicle. The both ends of the torsion beam is formed in parallel with the width wise direction of the vehicle.

Description

토션 빔식 현가장치{torsion beam type suspension}Torsion beam type suspension

본 발명은 토션 빔식 현가장치에 관한 것이다.The present invention relates to a torsion beam suspension system.

자동차의 현가장치는 차체와 바퀴를 연결하는 장치로서, 주행중 노면으로부터 받는 충격이나 진동을 흡수하여 승차감과 자동차의 안정성을 향상시키는 장치이다. 이러한 현가장치는 크게 좌우의 바퀴를 차축으로 연결한 일체식과 좌우 바퀴가 따로 작동하는 독립식으로 구분되며, 노면으로부터의 충격을 흡수하는 스프링과, 스프링의 자유진동을 억제하여 승차감을 향상시키는 쇽 업쇼버(shock absorber) 및 바퀴의 작동을 제어하는 암이나 링크 등으로 구성된다.Suspension of a vehicle is a device that connects the vehicle body and the wheel, and absorbs the shock or vibration received from the road surface while driving to improve the ride comfort and stability of the vehicle. These suspensions are largely divided into one-piece in which the left and right wheels are connected to the axle and independent type in which the left and right wheels operate separately, and a spring that absorbs the shock from the road surface and a shock-up that suppresses the free vibration of the spring to improve riding comfort. It consists of a shock absorber and an arm or a link that controls the operation of the wheel.

이중에서 독립식의 일종인 토션 빔식 현가장치는 좌우의 트레일링 아암을 토션 빔 또는 크로스 빔이라 불리는 한 개의 부재로 결합한 것으로서, 단순한 부품으로 인하여 설계 성능 영역이 높지 않음에도 불구하고 낮은 생산 단가와 낮은 질량에 비해 상대적으로 높은 주행 안정성으로 수십년에 걸쳐서 주로 경차 및 준준형 후륜현가장치에 사용되어 왔다.The torsion beam suspension, which is a standalone type, combines the left and right trailing arms into a single member called a torsion beam or a cross beam, and because of the simple components, low production cost and low It has been used in light and quasi-rear suspensions for decades with relatively high running stability relative to mass.

종래 토션 빔식 현가장치는 도1에 도시한 바와 같이, 좌, 우 한쌍의 트레일링 아암(2, 2')이 토션 빔(4)에 의해 연결되고, 상기 트레일링 아암(2, 2`)의 앞단부는 고무부싱을 가진 조인트(6, 6`)에 의해 차체(도시안됨)를 피봇식으로 지지하며, 상기 트레일링 아암(2, 2')의 뒷단부에는 휠(8, 8`)이 결합된 구조이다. 또한, 상기 트레일링 아암(2, 2')과 차체 사이에는 현가 스프링(10. 10`)이 설치되고, 상기 트레일링 아암(2, 2')의 뒷단부에는 쇽업소버(12, 12`)가 연결되어 있다.In the conventional torsion beam suspension device, as shown in FIG. 1, a pair of left and right trailing arms 2 and 2 'are connected by the torsion beam 4, and the trailing arms 2 and 2' are separated from each other. The front end pivotally supports the vehicle body (not shown) by the joints 6 and 6` with rubber bushings, and the wheels 8 and 8` are coupled to the rear ends of the trailing arms 2 and 2 '. Structure. In addition, a suspension spring (10.10 ') is provided between the trailing arms (2, 2') and the vehicle body, and shock absorbers (12, 12 ') are provided at the rear end of the trailing arms (2, 2'). Is connected.

이와 같이 구성된 토션 빔식 현가장치는 토션 빔(4)의 토션 변형 특성으로 인하여 휠(8, 8`)의 변형이 이루어지는 특징이 있으며, 토션 변형 및 트레일링 아암의 위치 및 부싱 특성에 의해 범프(bump)시 토우인(toe-in : 바퀴를 윗쪽에서 내려다 본 경우에 양 바퀴의 앞쪽 사이거리가 뒤쪽 사이거리보다 작은 상태)으로 유도가 가능한 특징이 있다.The torsion beam suspension configured as described above is characterized in that the wheels 8 and 8` are deformed due to the torsional deformation characteristics of the torsion beam 4, and the torsion beam suspension and the position of the trailing arm and the bushing characteristics are bumped. Toe-in: When looking down from the top of the wheel, the distance between the front of the two wheels is smaller than the rear distance.

그런데, 토션 빔식 현가장치의 승차감을 개선시키기 위해서는 범프시 휠 센터(wheel center)를 뒤쪽으로 밀어주는 효과를 만들어야 한다. 이와 같은 효과를 만들기 위해서는 트레일링 아암의 차체 마운팅 위치를 위쪽으로 조절하면 휠이 전체적으로 범프하면서 뒤쪽으로 이동할 수 있게 된다. 이때 트레일링 아암(2, 2`)의 차체 마운팅 위치를 높여주게 되면, 전단 중심(shear center: 도2에서 B1, B2로 표시)도 같이 높여 주어야 롤축(roll axis : 도3에서 R1으로 표시)이 일정한 기울기를 가지게 되어, 범프(bump)시 토우인(toe-in)이 유지된다.However, in order to improve the riding comfort of the torsion beam suspension device, it is necessary to make an effect of pushing the wheel center back when bumping. To achieve this effect, adjust the body mounting position of the trailing arm upwards to allow the wheel to bump and move backwards. At this time, if the body mounting position of the trailing arms (2, 2`) is increased, the shear center (indicated by B1 and B2 in Fig. 2) should be raised together with the roll axis (indicated by R1 in Fig. 3). This constant slope keeps the toe-in on bump.

범프시 토우인이 유지되는 이유는 도2에 도시한 바와 같이, 트레일링 아암(2)의 마운팅 위치(A)와 토션빔(4)의 전단중심(B1)을 축으로 휠(8)이 회전하게 되는데, 도3에 도시한 바와 같이 마운팅 위치(A)와 전단중심(B1)이 이루는 롤축(R1)이 앞쪽으로 기울어져 있기 때문이다.The reason why the toe-in is maintained during bumping is as shown in FIG. 2, so that the wheel 8 rotates about the mounting position A of the trailing arm 2 and the shear center B1 of the torsion beam 4. This is because the roll shaft R1 formed by the mounting position A and the shear center B1 is inclined forward as shown in FIG.

그러나 전단중심은 사이드 비임(side beam), 배기 파이프 등의 문제로 높이는데 한계가 있었다. 이러한 한계를 극복하기 위해 종래 미국특허 5813691호에서는 토션빔의 중간을 높도록 휘게 하여 전체적인 전단중심을 높이고 있으나, 언더스티어(understeer) 특성면에서 충분하지 못하다는 문제점이 있었다.However, the shear center has a limit in raising due to problems such as side beams and exhaust pipes. In order to overcome this limitation, the conventional US Pat. No. 58,136,91, bends the middle of the torsion beam high to increase the overall shear center, but there is a problem in that it is not sufficient in terms of understeer characteristics.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 언더스티어 특성을 증가시켜 충분한 언더스티어 확보가 가능하게 하여 트레일링 아암의 마운팅 위치를 높여 승차감을 개선하는 토션 빔식 현가장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, to provide a torsion beam suspension device to increase the mounting position of the trailing arm by increasing the understeer characteristics to ensure a sufficient understeer to improve the riding comfort.

도1은 일반적인 토션 빔식 현가장치를 나타내는 사시도,1 is a perspective view showing a conventional torsion beam suspension device;

도2는 종래 토션 빔식 현가장치를 나타내는 개략도(평면도),Figure 2 is a schematic diagram (top view) showing a conventional torsion beam suspension system,

도3은 종래 토션 빔식 현가장치의 롤축을 나타내기 위한 측면도,Figure 3 is a side view for showing the roll axis of the conventional torsion beam type suspension device;

도4는 본 발명에 의한 토션 빔식 현가장치를 나타내는 개략도(평면도),4 is a schematic view (top view) showing a torsion beam suspension device according to the present invention;

도5는 본 발명에 의한 토션 빔식 현가장치의 롤축을 나타내기 위한 측면도,5 is a side view for showing a roll axis of the torsion beam suspension device according to the present invention;

도6은 도4의 토션 빔의 다양한 단면 형상도이다.6 is a cross-sectional view of various cross sections of the torsion beam of FIG. 4.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

22, 22` : 트레일링 아암 24 : 토션 빔22, 22`: trailing arm 24: torsion beam

26, 26` : 조인트 28, 28' : 휠26, 26`: joint 28, 28 ': wheel

A : 마운팅 위치 B1, B2 : 전단중심A: Mounting position B1, B2: Shear center

R1, R2 : 롤축R1, R2: roll shaft

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 좌, 우 한쌍의 트레일링 아암이 토션 빔에 의해 연결되고, 상기 트레일링 아암의 앞단부가 조인트에 의해 차체를 마운팅하는 토션 빔식 현가장치에 있어서, 상기 토션 빔은 그 중간부가 차량의 전방으로 휘어져, 토션 빔의 중간부의 전단중심이 토션 빔의 양단부의 전단중심보다 전방에 위치하고 있는 것을 특징으로 한다.In the present invention for achieving the above object, a pair of left and right trailing arms are connected by a torsion beam, and the torsion beam suspension device in which the front end of the trailing arm mounts the vehicle body by a joint, the torsion beam It is characterized in that the intermediate portion is bent in front of the vehicle, the shear center of the middle portion of the torsion beam is located ahead of the shear center of both ends of the torsion beam.

상기 토션 빔의 양단부는 차량의 폭방향과 평행하게 되어 있다.Both ends of the torsion beam are parallel to the width direction of the vehicle.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention;

도4에 도시한 바와 같이 그 요부를 개략적으로 도시한 바와 같이, 좌, 우 한쌍의 트레일링 아암(22, 22')이 토션 빔(24)에 의해 연결되고, 상기 트레일링 아암(22, 22`)의 앞단부는 고무부싱을 가진 조인트(26, 26`)에 의해 차체(도시안됨)를 피봇식으로 지지하며, 상기 트레일링 아암(22, 22')의 뒷단부에는 휠(28, 28`)이 결합되어 있다. 그리고, 현가 스프링, 쇽업소버 등의 구성은 도1의 구성과 동일하다.As shown schematically in FIG. 4, the left and right pairs of trailing arms 22 and 22 'are connected by torsion beams 24, and the trailing arms 22 and 22 are shown. The front end of the `) pivotally supports the body (not shown) by the joints 26, 26` with rubber bushings, and the wheels 28, 28` on the rear ends of the trailing arms 22, 22 '. ) Is combined. The suspension spring, shock absorber and the like are the same as those in FIG.

상기 토션 빔(24)은 그 중간부가 차량의 전방으로 볼록하게 휘어져, 토션 빔의 중간부의 전단중심(B1)이 토션 빔의 양단부의 전단중심(B2)보다 전방에 위치하고 있다. 토션 빔(24)의 양단부는 차량의 폭방향과 평행하게 되어 있다.The torsion beam 24 has its middle portion convexly curved toward the front of the vehicle, so that the shear center B1 at the middle portion of the torsion beam is located in front of the shear center B2 at both ends of the torsion beam. Both ends of the torsion beam 24 are parallel to the width direction of the vehicle.

상기 토션 빔(24)은 그 전길이에 걸쳐 포물선을 그리며 차량의 전방측으로 중간부가 볼록하게 휘어진 구조로 구성될 수도 있다.The torsion beam 24 may be configured to have a parabola over its entire length and bend convexly toward the front side of the vehicle.

그리고, 상기 토션 빔(24)은 도6에 도시한 바와 같이 원호상의 단면을 이루고 있는데, 그 개구부는 차량의 하방(D1), 후방(D2), 전방(D3), 상방(D4)등 다양한 방향으로 트이게 구성된다. 그리고 토션 빔(24)은 U형, ㄷ형 등의 단면형상으로 이루어질 수도 있다.In addition, the torsion beam 24 forms an arcuate cross section as shown in FIG. 6, and the opening is formed in various directions such as the lower side D1, the rear side D2, the front side D3, and the upper side D4 of the vehicle. It is composed openly. And the torsion beam 24 may be made of a cross-sectional shape, such as U-shaped, c-shaped.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 토션 빔식 현가장치를 종래와 비교하여 보면, 종래 토션 빔식 현가장치에서는 도2에 도시한 바와 같이 토션빔의 중간부의 전단중심(B1)과 양단부의 전단중심(B2)이 동일한 수평라인에 위치하고 있으므로, 도3에 도시한 바와 같이 조인트(26)의 마운팅 위치(A)와 전단중심(B1)을 잇는 롤축(R1)과 마운팅 위치(A)와 전단중심(B2)를 잇는 롤축(R1)이 동일하다. 그러나 본 발명에 의한 토션 빔 현가장치에서는, 도4에 도시한 바와 같이 토션빔의 중간부의 전단중심(B1)이 양단부의 전단중심(B2)보다 차량의 전방에 위치하고 있으므로, 도5에 도시한 바와 같이 조인트(26)의 마운팅 위치(A)와 전단중심(B1)을 잇는 롤축(R1)이, 마운팅 위치(A)와 전단중심(B2)를 잇는 롤축(R2)보다 상향으로 이동하게 되어 횡력 토우인을 종래보다 높일 수 있게 된다.As compared with the conventional torsion beam suspension according to the present invention configured as described above, in the conventional torsion beam suspension, as shown in Fig. 2, the shear center B1 at the middle of the torsion beam and the shear center B2 at both ends are Since it is located on the same horizontal line, as shown in Fig. 3, the roll axis R1 connecting the mounting position A of the joint 26 and the shear center B1, and the mounting position A and the shear center B2 are connected. Roll shaft R1 is the same. However, in the torsion beam suspension device according to the present invention, as shown in Fig. 4, the front end center B1 of the middle portion of the torsion beam is located in front of the vehicle rather than the front end center B2 of both ends. Similarly, the roll shaft R1 connecting the mounting position A and the shear center B1 of the joint 26 moves upwardly than the roll shaft R2 connecting the mounting position A and the shear center B2, so that the lateral force is It can be higher than before.

본 발명에 의한 토션 빔식 현가장치에 의하면, 범프시의 토우인을 증가시켜 토션 빔식 현가장치가 근본적으로 가지고 있는 낮은 언더스티어(understeer) 특성을 증가시켜 충분한 언더스티어 확보가 가능하므로, 트레일링 아암의 마운팅 위치를 높여 승차감을 개선할 수 있게 된다.According to the torsion beam suspension according to the present invention, it is possible to secure a sufficient understeer by increasing the toe-in during bumping, thereby increasing the low understeer characteristic of the torsion beam suspension. Increasing the position will improve the ride comfort.

Claims

좌, 우 한쌍의 트레일링 아암이 토션 빔에 의해 연결되고, 상기 트레일링 아암의 앞단부가 조인트에 의해 차체를 마운팅하는 토션 빔식 현가장치에 있어서,In a torsion beam suspension device in which a pair of left and right trailing arms are connected by a torsion beam, and the front end of the trailing arm mounts the vehicle body by a joint.

상기 토션 빔은 그 중간부가 차량의 전방으로 휘어져, 토션 빔의 중간부의 전단중심이 토션 빔의 양단부의 전단중심보다 전방에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 토션 빔식 현가장치.The torsion beam suspension device, characterized in that the middle portion of the torsion beam is bent in front of the vehicle, the shear center of the middle portion of the torsion beam is located in front of the shear center of both ends of the torsion beam.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 토션 빔의 양단부는 차량의 폭방향과 평행하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 토션 빔식 현가장치.Both end portions of the torsion beam are parallel to the width direction of the vehicle.