KR20210112595A - Ctba 부시 및 ctba 현가 시스템 - Google Patents

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신영균
강민수
고백곤
김성일
이치훈
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명의 논틸팅 CTBA 시스템(100) 또는 틸딩 CTBA 현가 시스템(100-1)은 외부 하중에 대해 회전을 발생시키지 않는 부시 코어(2)와 회전을 발생시키는 부시 파이프(3) 사이에 부시 매스(4)가 구비되고, 횡강성 성능과 횡 스티어 성능이 함께 높아지도록 상기 부시 파이프(3)의 내주면에 형성된 갭 추가 확보 단면 구조 및 핸들링 성능과 승차감 성능이 함께 높아지도록 상기 부시 매스(4)의 X자 매스 바디(4A)로 형성된 비대칭 브릿지 구조가 조합된 강성 조절 구간부(5)를 포함한 CTBA 부시(1)가 적용됨으로써 CTBA 부시(1)의 상충 성능 인자인 축방향 강성과 전후 강성을 상호 조합으로 최적화하여 횡강성과 횡 스티어 성능이 유지된 상태에서 R&H(Riding and Handling) 성능이 크게 향상되는 특징을 구현한다.

Description

CTBA 부시 및 CTBA 현가 시스템{CTBA Bush and Coupled Torsion Beam Axle Suspension System Thereof}
본 발명은 CTBA 부시에 관한 것으로, 특히 X자 비대칭 브릿지 구조와 갭 추가 확보 단면 구조를 적용한 CTBA 부시로 R&H(Riding and Handling) 성능 향상이 이루어진 CTBA 현가 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 부시는 연결 부품의 상대 움직임을 위해 고무가 적용된 탄성체를 포함함으로써 상대 움직임이 가능하여야 하는 차량의 현가 시스템에 적용된다.
일례로 상기 부시 중 CTBA 부시는 CTBA(Coupled Torsion Beam Axle) 현가 시스템에서 좌우 차륜을 가로 지르는 토션빔의 좌우양쪽으로 위치된 좌우 트레일링 암(Trailing Arm)의 각각에 차체와 체결되도록 적용됨으로써 토 아웃(Toe out)에 대해 구조적으로 취약한 CTBA 타입 현가 시스템의 특성을 보완하여 준다. 이 경우 차륜의 토아웃(Toe out)은 토인(Toe in)과 달리 오버스티어(Oversteer)현상을 유발함으로써 차량의 조종안정성을 크게 저하시키는 현상이다.
특히 상기 CTBA 현가 시스템은 CTBA 부시의 적용방식에 따라 틸팅(Tilting) CTBA 현가 시스템과 논틸팅(Non Tilting) CTBA 현가 시스템으로 구분된다.
일례로 상기 틸팅 CTBA 현가 시스템은 좌우 트레일링 암에 소정의 벌림 각도(예, 예각)를 부시틸팅각으로 하여 좌우의 CTBA 부시를 취부 함으로써 선회에 따른 횡력 입력 시 좌우 부시의 거동방향이 유도되는 회전모멘트 발생을 가능하게 하는 구조이다. 또한 상기 논틸팅 CTBA 현가 시스템은 좌우 트레일링 암에 동일 선상(예, 수평)으로 부시틸팅각 없이 좌우의 CTBA 부시를 취부 함으로써 선회에 따른 횡력 입력 시 회전모멘트 발생 없이 좌우 부시의 거동방향이 유도되는 구조이다.
그러므로 상기 틸팅 CTBA 현가 시스템 또는 상기 논틸팅 CTBA 시스템은 CTBA 부시의 레이아웃 구조를 달리 적용함으로써 R&H(Riding and Handling) 및 NVH(Noise, Vibration, Harshness)와 함께 조향(Steering)과 내구(Durability) 등을 적절한 수준으로 유지하여 준다.
일본 특개 1998-038002(1998.2.13)
하지만, CTBA 부시가 갖는 성능 인자인 축방향 강성(즉, 부시의 횡단면 강성)과 전후 강성(즉, 부시의 종단면 강성)은 서로 상충되는 결과를 발생시킴으로써 그 중요성이 부각되고 있는 R&H(Riding and Handling) 성능 향상을 위한 부시 개선을 어렵게 한다.
특히 상기 논틸팅 CTBA 현가 시스템에 적용된 CTBA 부시는 횡강성과 횡 스티어 간 동일한 부시 변화방향으로 튜닝이 용이하다는 장점에 비해 틸팅 CTBA 현가 시스템에 적용된 CTBA 부시 보다 횡력(Lateral Force) 스티어 성능에 불리한 특성을 갖는 방식이다.
이로 인하여 상기 논틸팅 CTBA 현가 시스템의 CTBA 부시는 차량 상품성 향상에 요구되는 R&H(Riding and Handling) 성능이 틸팅 CTBA 현가 시스템의 CTBA 부시 대비 저하될 수밖에 없다.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 부시 설계 시 상충 성능 인자인 축방향 강성과 전후 강성을 탄성체인 부시 매스의 X자 비대칭 브릿지 구조와 외부 하중에 대해 회전을 발생시키는 부시 파이프의 갭 추가 확보 단면 구조를 상호 조합한 CTBA 부시가 적용됨으로써 횡강성과 횡 스티어 성능을 유지한 상태에서 R&H(Riding and Handling) 성능이 최적화되는 CTBA 현가 시스템의 제공에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 CTBA 부시는 횡강성 성능과 횡 스티어 성능이 함께 높아지도록 외부 하중에 대해 회전을 발생시키는 부시 파이프의 단면을 갭 추가 확보 단면 구조로 형성하여 주는 축방향 강성 조절부 및 핸들링 성능과 승차감 성능이 함께 높아지도록 상기 부시 파이프를 외경으로 하면서 부시 코어를 내경으로 하는 부시 매스의 형상을 X자 비대칭 브릿지 구조로 형성하여 주는 전후 강성 조절부가 포함되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 전후 강성 조절부는 핸들링 브릿지와 라이딩 브릿지로 상기 X자 비대칭 브릿지 구조를 형성하고, 상기 부시 매스의 형상은 상기 핸들링 브릿지와 상기 라이딩 브릿지를 교차시킨 X자 매스 바디로 이루어진다.
바람직한 실시예로서, 상기 핸들링 브릿지의 브릿지 두께는 상기 라이딩 브릿지의 브릿지 두께 보다 두껍게 형성되어 서로 다른 브릿지 두께로 형상되고, 상기 핸들링 브릿지의 브릿지 경사각은 상기 라이딩 브릿지의 브릿지 경사각 보다 큰 각으로 형성되어 부시 중심에 대해 서로 다른 브릿지 경사각을 형성한다.
바람직한 실시예로서, 상기 브릿지 두께의 비율은 상기 라이딩 브릿지에 대해 상기 핸들링 브릿지를 1,35로 설정해 주고, 상기 브릿지 경사각의 비율은 상기 라이딩 브릿지에 대해 상기 핸들링 브릿지를 1,75로 설정해 준다.
바람직한 실시예로서, 상기 축방향 강성 조절부는 상기 부시 파이프의 횡단면 중심에 대한 전방 갭 단차 파이프와 후방 갭 단차 파이프로 상기 갭 추가 확보 단면 구조를 형성하고, 상기 갭 추가 확보 단면 구조는 상기 전방 갭 단차 파이프와 상기 부시 코어 간 형성된 전방 갭 폭, 상기 후방 갭 단차 파이프와 상기 부시 코어 간 형성된 후방 갭 폭을 형성한다.
바람직한 실시예로서, 상기 전방 갭 단차 파이프와 상기 후방 갭 단차 파이프는 상기 부시 파이프의 길이 방향으로 일정 구간에 형성된다.
바람직한 실시예로서, 상기 전방 갭 폭과 상기 후방 갭 폭은 서로 다른 폭 크기로 전후방 갭 폭 차이를 형성하고, 상기 전후방 갭 폭 차이는 상기 전방 갭 폭의 크기를 상기 후방 갭 폭의 폭 크기보다 크게 형성하여 이루어진다.
바람직한 실시예로서, 상기 갭 두께의 비율은 상기 후방 갭 단차 파이프에 대해 상기 전방 갭 단차 파이프를 0,52로 설정해 준다.
바람직한 실시예로서, 상기 부시 매스에는 한쪽 부위로 상기 부시 매스에 형성된 보이드의 공간으로 위치된 내측 스토퍼가 구비되고, 반대쪽 부위로 상기 부시 매스의 매스 엔드 바디에 결합되어 상기 부시 파이프와 이격된 위치를 갖는외측 스토퍼가 구비된다.
바람직한 실시예로서, 상기 외측 스토퍼에는 외측 스토퍼 표면 반경 방향으로 양각 처리된 접촉 리브가 형성된다.
그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 CTBA 현가 시스템은 외부 하중에 대해 회전을 발생시키지 않는 부시 코어와 회전을 발생시키는 부시 파이프 사이에 부시 매스를 구비하고, 횡강성 성능과 횡 스티어 성능이 함께 높아지도록 상기 부시 파이프의 내주면에서 전방 갭 폭과 후방 갭 폭의 폭 크기 차이로 형성된 갭 추가 확보 단면 구조 및 핸들링 성능과 승차감 성능이 함께 높아지도록 상기 부시 매스의 X자 매스 바디로 형성된 비대칭 브릿지 구조가 조합된 강성 조절 구간부를 구비한 CTBA 부시; 차폭을 가로지르도록 배열된 CTBA; 상기 CTBA 부시를 좌측 CTBA 부시로 하여 상기 CTBA의 한쪽 부위에 체결된 좌측 트레일링 암; 및 상기 CTBA 부시를 우측 CTBA 부시로 하여 상기 CTBA의 반대쪽 부위에 체결된 우측 트레일링 암이 포함되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 좌측 CTBA 부시와 상기 우측 CTBA 부시의 각각에는 체결위치 표시부가 형성되고, 상기 체결위치 표시부는 상기 좌측 트레일링 암과 상기 우측 트레일링 암을 식별하여 준다.
바람직한 실시예로서, 상기 좌측 CTBA 부시와 상기 좌측 트레일링 암의 체결방식 및 상기 우측 CTBA 부시와 상기 우측 트레일링 암의 체결방식은 선회에 따른 횡력으로 회전모멘트를 발생시키지 않도록 부시틸팅각이 적용되지 않는다.
바람직한 실시예로서, 상기 좌측 CTBA 부시와 상기 좌측 트레일링 암의 체결방식 및 상기 우측 CTBA 부시와 상기 우측 트레일링 암의 체결방식은 선회에 따른 횡력으로 회전모멘트를 발생시키도록 부시틸팅각이 적용된다.
이러한 본 발명의 CTBA 현가 시스템에 적용된 CTBA 부시는 하기와 같은 작용 및 효과를 구현한다.
첫째, 축방향 강성과 전후 강성의 상호 조합에 의한 최적화로 CTBA 부시에 필요한 횡강성과 횡 스티어 성능 저하 없이 R&H(Riding and Handling) 성능을 최적화한 CTBA 부시가 제조 가능하다. 둘째, 내/외 파이프 사이의 가류 매스에 대한 좌/우 비대칭 설계를 적용함으로써 전/후 강성 증대 시 핸들링 성능 증대 되나 승차감 성능 저하와 같은 성능 인자 상충에 따른 CTBA 부시의 설계 어려움이 해소될 수 있다. 셋째, 좌/우 비대칭 가류 매스 구조가 부시 내부 구조로 적용된 상태에서 부시 외형 구조로 외측 스토퍼 구조, 외측 스토퍼 표면 반경 방향 양각 처리 구조, 전/후 스토퍼 갭 이원화 구조 중 어느 하나 이상이 다양하게 부가될 수 있다. 넷째, 외측 스토퍼 구조를 부시 외형 구조로 부가함으로써 횡력의 토우-아웃 축소가 가능하다. 다섯째, 외측 스토퍼 표면 반경 방향 양각 처리 구조를 부시 외형 구조로 부가함으로써 돌기의 접촉 효율 증대로 핸들링 성능 개선이 가능하다. 여섯째, 전/후 스토퍼 갭 이원화 구조를 부시 외형 구조로 부가함으로써 부시 선형성 증대로 승차감 개선이 가능하다. 일곱째, 횡강성과 횡 스티어 성능 및 R&H 성능이 최적화된 CTBA 부시로 논틸팅 CTBA 시스템이 구현됨으로써 틸팅 CTBA 현가 시스템 대비 동등한 횡력 스티어 성능이 구현될 수 있다. 여덟째, 논틸팅 CTBA 현가 시스템이 적용된 차량의 상품성을 크게 향상할 수 있다.
도 1,2는 본 발명에 따른 강성 조절 구간부가 적용된 CTBA 부시의 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 CTBA 부시의 X자 매스 바디에 핸들링(Handling) 브릿지와 라이딩(Riding) 브릿지의 브릿지 두께차로 전후 강성(즉, 부시의 종단면 강성)을 위한 전후 강성 조절부가 강성 조절 구간부에 적용된 예이며, 도 4는 본 발명에 따른 CTBA 부시의 부시 파이프(즉, 외측 파이프)에 전방 갭 파이프와 후방 갭 파이프의 갭 두께차로 축방향 강성(즉, 부시의 횡단면 강성)을 위한 축방향 강성 조절부가 강성 조절 구간부에 적용된 예이고, 도 5,6은 본 발명에 따른 부시 축방향의 좌우로 내측 스토퍼와 외측 스토퍼가 구비된 CTBA 부시의 레이아웃 예이며, 도 7은 본 발명에 따른 CTBA 현가 시스템 중 CTBA 부시가 부시 틸팅각 없이 적용된 논틸팅 CTBA 현가 시스템의 예이고, 도 8은 본 발명에 따른 논틸팅 CTBA 현가 시스템이 노면 입력 하중에서 CTBA 부시의 전후 강성 조절부 작용으로 핸들링 및 승차감 영역 강성을 향상시킨 예이며, 도 9,10은 본 발명에 따른 논틸팅 CTBA 현가 시스템이 노면 입력 하중에서 CTBA 부시의 축방향 강성 조절부 작용으로 부시 선향 변형 구간을 향상시킨 예이고, 도 11,12는 본 발명에 따른 논틸팅 CTBA 현가 시스템이 내/와측 스토퍼 작용으로 횡력 시 토인(Tow in) 경향을 향상시킨 예이며, 도 13,14는 본 발명에 따른 논틸팅 CTBA 현가 시스템이 CTBA 부시를 통해 향상한 R&H(Riding and Handling) 성능을 승차감 성능 선도 및 조종안정성 성능 선도로 각각 나타낸 예이며, 도 15는 본 발명에 따른 CTBA 현가 시스템 중 CTBA 부시가 적용된 틸팅 CTBA 현가 시스템의 예이다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 1 및 도 2를 참조하면, CTBA(Coupled Torsion Beam Axle) 부시(1)는 기본 구성요소로 연결 부품의 상대 움직임에서 NVH(Noise, Vibration, Harshness), 조향(Steering) 및 내구(Durability)에 대한 부시의 기본 성능을 제공하면서 부가 구성요소로 부시의 축방향/전후강성/선형성/횡강성을 강화하여 부시의 향상된 R&H(Riding and Handling) 성능을 제공하여 준다.
구체적으로 상기 기본 구성요소는 내측 파이프로 기능 하는 부시 코어(2), 외측 파이프로 기능 하는 부시 파이프(3) 및 탄성체로 기능 하는 부시 매스(4)를 포함한다. 이 경우 상기 부시 매스(4)는 가류 성형되어 부시 코어(2)와 부시 파이프(3) 사이에 형성된다.
일례로 상기 부시 코어(2)는 노면입력 하중에 대해 고정 상태를 유지하도록 연결 부품과 체결되며, 강 또는 엔지니어링 플라스틱으로 제조된다. 상기 부시 파이프(3)는 노면입력 하중으로 부시 매스(4)에 대해 반대 방향으로 회전되며, 부시 매스(4)의 강성 대비 상대적으로 강한 강성을 형성하도록 엔지니어링 플라스틱으로 제조된다. 상기 부시 매스(4)는 부시 파이프(3)에 대해 반대 방향으로 회전되어 탄성 변형을 발생시키고, 부시 파이프(3)의 강성 대비 상대적으로 약한 강성을 형성하도록 고무로 제조된다.
특히 상기 부시 코어(2)는 중공 파이프 형상으로 이루어지고. 좌우 양쪽 중 한쪽 끝부위가 부시 매스(4)로 감싸이지 않는 길이로 형성된다, 상기 부시 파이프(3)는 중공 파이프 형상으로 이루어지고. 좌우 양쪽 중 한쪽 끝부위에서 상대적으로 큰 직경으로 파이프 플랜지(3-1)를 형성한다.
또한, 상기 부시 매스(4)는 X자 매스 바디(4A), 보이드(Void)(4B) 및 매스 엔드 바디(4C)로 이루어진다. 상기 X자 매스 바디(4A)는 중앙에 부시 코어(2)가 위치된 X자 형상 브릿지 폭(Bridge Width)을 이용하여 부시 매스 단면을 X자 형상으로 만들어 주고, 상기 보이드(Void)(4B)는 X자 형상 브릿지 폭(Bridge Width)으로 점유되지 않은 빈 공간을 일단 개구형상(즉, 한쪽 트임 형상)으로 부시 매스에 만들어 주며, 상기 매스 엔드 바디(4C)는 부시 파이프(3)를 벗어난 위치(즉, 파이프 플랜지(3-1))로 연장되어져 보이드(4B)가 막힌 끝단 부위를 형성하는 부위로 제공된다.
구체적으로 상기 부가 구성요소는 축방향/전후강성을 강화하여 부시의 R&H(Riding and Handling) 성능을 향상시켜 주는 강성 조절 구간부(5) 및 횡강성을 강화하여 부시의 횡력 토인 경향을 강화시켜 주는 스토퍼(8,9)로 구분된다.
일례로 상기 강성 조절 구간부(5)는 부시 매스(4)의 X자 매스 바디(4A)로 이루어져 전후강성을 강화하여 부시의 승차감 및 핸들링을 개선시켜 주는 전후 강성 조절부(6), 부시 파이프(3)의 내주면으로 이루어져 선형성을 강화하여 부시의 승차감을 개선시켜 주는 축방향 강성 조절부(7)로 이루어지고, 상기 전후 강성 조절부(6)와 상기 축방향 강성 조절부(7)의 조합으로 R&H(Riding and Handling) 성능을 향상시켜 준다.
특히 상기 축방향 강성 조절부(7)는 부시 파이프(3)의 길이방향(즉, 부시의 횡단면 길이 방향)에서 부시 파이프(3)의 파이프 플랜지(3-1) 반대쪽으로 형성하되, 부시 파이프(3)의 전체 길이(Lb) 대비 45~55%를 갖는 강성 조절 길이(La)로 형성된다. 이 경우 상기 강성 조절 길이(La)는 부시 파이프(3)와 부시 매스(4)의 강성 차에 따라 그 비율 값을 달리할 수 있다.
일례로 상기 스토퍼(8,9)는 부시 파이프(3)의 파이프 플랜지(3-1)를 기준으로 한쪽(즉, 좌측방향)에서 부시 매스(4)에 구비된 내측 스토퍼(8)와 반대쪽(즉, 우측방향)에서 부시 매스(4)에 구비된 외측 스토퍼(9)로 구분된다. 이 경우 상기 내측 스토퍼(8)는 부시 매스(4)에 형성된 보이드(Void)(4B)의 공간을 이용해 X자 매스 바디(4A)와 일체로 형성되고, 상기 외측 스토퍼(9)는 부시 매스(4)를 이루는 매스 엔드 바디(4C)에 가류 접착된다.
특히 상기 내측 스토퍼(8)는 X자 매스 바디(4A)의 형상으로 4곳에 형성된 보이드(Void)(4B)의 공간에 각각 위치된다.
그러므로 상기 CTBA 부시(1)는 부시 코어(2), 부시 파이프(3), 부시 매스(4), 핸들링(Handling) 브릿지(6-1), 라이딩(Riding) 브릿지(6-2), 전방 갭 단차 파이프(7-1), 후방 갭 단차 파이프(7-2), 내측 스토퍼(8) 및 외측 스토퍼(9)를 포함한다.
한편, 도 3 내지 도 6은 전후 강성 조절부(6), 축방향 강성 조절부(7), 내측 스토퍼(8) 및 외측 스토퍼(9)에 대한 상세 구조를 예시한다.
도 3을 참조하면, 상기 전후 강성 조절부(6)는 차량 전방(X)과 차량 후방(-X)을 가리키는 CTBA 부시(1)의 X축을 기준으로 하여 부시 매스(4)의 X자 매스 바디(4A)가 핸들링(Handling) 브릿지(6-1)와 라이딩(Riding) 브릿지(6-2)로 구분되어 형성된다.
구체적으로 상기 핸들링 브릿지(6-1)와 상기 라이딩 브릿지(6-2)는 부시 매스(4)의 중심을 교차한 X자 형상을 이룸으로써 X자 매스 바디(4A)의 형상과 일치된다.
특히 상기 핸들링 브릿지(6-1)와 상기 라이딩 브릿지(6-2)는 브릿지 경사각을 서로 다른 값으로 적용한 핸들링 경사각(K-1)과 라이딩 경사각(K-2)으로 구분하면서 브릿지 두께를 서로 다른 값으로 적용한 핸들링 브릿지 두께(Ta)와 라이딩 브릿지 두께(Tb)로 구분한다.
일례로 상기 핸들링 브릿지(6-1)는 X축의 일측에서 CTBA 부시(1)의 중심을 지나는 핸들링 라인(Oa-Oa)을 예각의 핸들링 경사각(K-1)으로 형성하면서 핸들링 브릿지 두께(Ta)로 X자의 한쪽 라인 폭을 형성하여 주고, 상기 라이딩 브릿지(6-2)는 X축의 반대측에서 CTBA 부시(1)의 중심을 지나는 라이딩 라인(Ob-Ob)을 예각의 라이딩 경사각(K-2)으로 형성하면서 라이딩 브릿지 두께(Tb)로 X자의 반대쪽 라인 폭을 형성하여 준다. 그러므로 상기 핸들링 브릿지(6-1)의 핸들링 라인(Oa-Oa)과 상기 라이딩 브릿지(6-2)의 라이딩 라인(Ob-Ob)은 CTBA 부시(1)의 중심에서 서로 교차하여 X자 형상을 이룸으로써 X자 매스 바디(4A)의 형상과 일치된다.
특히 상기 핸들링 브릿지(6-1)의 핸들링 경사각(K-1)은 노면입력하중에 대해 핸들링 성능을 강화시켜 주는 각도 범위에서 설계를 통해 파악된 최적 각도로 부여되고 더불어 상기 라이딩 브릿지(6-2)의 라이딩 경사각(K-2)은 노면입력하중에 대해 승차감 성능을 강화시켜 주는 각도 범위에서 설계를 통해 파악된 최적 각도로 부여됨으로써 핸들링 경사각(K-1)이 라이딩 경사각(K-2)보다 크게 적용된다.
이로부터 상기 핸들링 경사각(K-1)과 상기 라이딩 경사각(K-2)은 최적화된 각도비율(Angle Ratio)로 설정될 수 있다. 일례로 상기 핸들링 경사각(K-1)과 상기 라이딩 경사각(K-2)의 각도비율(Angle Ratio)은 1,75가 최적 각도비율로 설정된다.
또한, 상기 핸들링 브릿지(6-1)의 핸들링 브릿지 두께(Ta)는 노면입력하중에 대해 핸들링 성능을 강화시켜 주는 두께 범위에서 설계를 통해 파악된 최적 두께로 부여되고 더불어 상기 라이딩 브릿지(6-2)의 라이딩 브릿지 두께(Tb)는 노면입력하중에 대해 승차감 성능을 강화시켜 주는 두께 범위에서 설계를 통해 파악된 최적 두께로 부여됨으로써 핸들링 브릿지 두께(Ta)가 라이딩 브릿지 두께(Tb)보다 크게 적용된다.
이로부터 상기 핸들링 브릿지 두께(Ta)와 상기 라이딩 브릿지 두께(Tb)는 최적화된 두께비율(Thickness Ratio)로 설정될 수 있다. 일례로 상기 핸들링 브릿지 두께(Ta)와 상기 라이딩 브릿지 두께(Tb)의 두께비율(Thickness Ratio)은 1,35가 최적 두께비율로 설정된다.
그러므로 상기 핸들링 브릿지(6-1)는 상대적으로 큰 각도의 핸들링 경사각(K-1)과 상대적으로 큰 두께의 핸들링 브릿지 두께(Ta)를 형성하고 반면 상기 라이딩 브릿지(6-2)는 상대적으로 작은 각도의 라이딩 경사각(K-2)과 상대적으로 작은 두께의 라이딩 브릿지 두께(Tb)를 형성함으로써 부시 매스(4)의 X자 매스 바디(4A)에 좌우 비대칭 레이아웃을 적용해 전후 강성(즉, 부시의 종단면 강성)이 유지된 상태에서 핸들링 성능이 증대되도록 한다.
이와 같은 상기 핸들링 브릿지(6-1)와 상기 라이딩 브릿지(6-2)의 특징은 전후 방향 강성 증대로 핸들링 성능 증대가 이루어지는 반면 승차감 성능 저하를 발생시키던 CTBA 부시(1)의 고질적인 성능인자 상호상충 문제에 대한 설계 어려움 해소에 기여할 수 있도록 한다.
도 4를 참조하면, 상기 축방향 강성 조절부(7)는 차량 전방(X)과 차량 후방(-X)을 가리키는 CTBA 부시(1)의 X축을 기준으로 하여 부시 파이프(3)의 내주면에서 갭 두께(Gap Thickness)를 서로 다른 값으로 적용한 전방 갭 단차 파이프(7-1)와 후방 갭 단차 파이프(7-2)로 구분된다.
구체적으로 상기 전방 갭 단차 파이프(7-1)는 차량 전방(X)쪽을 부시 파이프(3)의 전방 반원 구간으로 하여 전방 파이프 내측 두께(ta)를 형성하는 반면 상기 후방 갭 단차 파이프(7-2)는 차량 후방(-X)쪽을 부시 파이프(3)의 후방 반원 구간으로 하여 후방 파이프 내측 두께(tb)를 형성한다. 특히 상기 전방 파이프 내측 두께(ta)는 부시 파이프(3)와 부시 코어(2) 간 전방 갭을 형성하고, 상기 후방 파이프 내측 두께(tb)는 부시 파이프(3)와 부시 코어(2) 간 후방 갭을 형성함으로써 부시 파이프(3)가 부시 코어(2)에 대해 전/후방 갭 차이를 형성할 수 있도록 한다.
일례로 상기 전방 갭 단차 파이프(7-1)의 전방 파이프 내측 두께(ta)는 노면입력하중에 대해 부시 매스(4)의 1차 선형성 증대 구간(즉, 차량 전방 방향)을 형성하는 두께 범위에서 설계를 통해 파악된 최적 두께로 부여되고, 반면 상기 후방 갭 단차 파이프(7-2)의 후방 파이프 내측 두께(tb)는 노면입력하중에 대해 부시 매스(4)의 2차 선형성 증대 구간(즉, 차량 후방 방향)을 형성하는 두께 범위에서 설계를 통해 파악된 최적 두께로 부여된다.
즉, 상기 전방 갭 단차 파이프(7-1)는 상대적으로 작은 두께의 전방 파이프 내측 두께(ta)를 형성하는 반면 상기 후방 갭 단차 파이프(7-2)는 상대적으로 큰 두께의 후방 파이프 내측 두께(tb)를 형성함으로써 후방 파이프 내측 두께(tb)를 전방 파이프 내측 두께(ta) 보다 더 크게(즉, 더 두껍게) 적용하면서 이들 조합을 통해 부시 파이프(3)가 전후방 스토퍼 갭 이원화 레이아웃을 형성할 수 있도록 한다.
이를 위해 상기 전방 파이프 내측 두께(ta)와 상기 후방 파이프 내측 두께(tb)는 최적화된 갭 두께 비율(Gap Thickness Ratio)로 설정될 수 있다. 일례로 상기 전방 파이프 내측 두께(ta)와 상기 후방 파이프 내측 두께(tb)의 갭 두께 비율(Gap Thickness Ratio)은 0,52가 최적 갭 두께 비율로 설정된다.
그 결과 상기 전방 파이프 내측 두께(ta)에 의한 부시 파이프(3)와 부시 코어(2) 간 전방 갭 폭(Wa)의 크기는 상기 후방 파이프 내측 두께(tb)에 의한 부시 파이프(3)와 부시 코어(2) 간 후방 갭 폭(Wb)의 크기보다 크게 형성되고, 이러한 전후방 갭 폭 차이(Wa-Wb)는 부시 파이프(3)의 전방 반원 구간이 후방 반원 구간 대비 전방 갭을 추가 확보할 수 있도록 함으로써 부시 선형성 증대 효과로 승차감이 더욱 개선될 수 있도록 한다.
즉, 상기 부시 파이프(3)가 부시 코어(2)에 대해 형성하는 전방 갭 폭(Wa)은 노면입력하중에 대해 부시 매스(4)에 1차 선형성 증대 구간(즉, 차량 전방 방향)을 만들어 주고, 상기 부시 파이프(3)가 부시 코어(2)에 대해 형성하는 후방 갭 폭(Wb)은 노면입력하중에 대해 부시 매스(4)에 2차 선형성 증대 구간(즉, 차량 후방 방향)을 형성할 수 있도록 한다.
나아가 상기 전방 갭 단차 파이프(7-1)와 상기 후방 갭 단차 파이프(7-2)의 각각에는 단차면(7-3)이 형성되고, 상기 단차면(7-3)에는 부시 파이프(3)의 파이프 플랜지(3-1)쪽을 향해 예각으로 경사각이 형성됨으로써 부시매스(4)의 X자 매스 바디(4A)에 대한 가류 접착력을 높여 준다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 내측 스토퍼(8)는 파이프 플랜지(3-1)의 한쪽에서 부시 파이프(3)로부터 노출 길이를 가짐으로써 노면입력 하중에 대한 CTBA 부시(1)의 거동 시 상대부품(예, 차체)과 접촉으로 CTBA 부시(1)의 내구(Durability)를 유지시켜 준다. 이 경우 상기 내측 스토퍼(8)는 보이드(4B)의 끝단 부위에서 형성됨으로써 X자 매스 바디(4A)와 일체로 형성된 구조물로 부시매스(4)를 구성한다.
특히 상기 내측 스토퍼(8)는 접촉 표면으로 복수개의 접촉 돌기(8-1)를 형성함으로써 접촉력 향상으로 내구성 개선에 기여한다.
또한, 상기 외측 스토퍼(9)는 파이프 플랜지(3-1)의 반대쪽에서 부시 매스(4)의 매스 엔드 바디(4C)에 가류 접착됨으로써 매스 엔드 바디(4C)의 길이만큼 파이프 플랜지(3-1)와 이격되고, 원판 형상으로 이루어진다. 그러므로 상기 외측 스토퍼(9)는 선회에 따른 노면입력 하중이 횡력으로 작용할 때 횡력 토 아웃(Tow out)을 축소하여 준다.
특히 상기 외측 스토퍼(9)는 접촉 리브(9-1)를 형성하고, 상기 접촉 리브(9-1)는 외측 스토퍼(9)의 표면 반경 방향으로 양각 처리됨으로써 원주 방향 최외각 돌출을 통한 접촉 효율 증대로 핸들링 성능 개선에 기여한다.
한편, 도 7은 CTBA 현가 시스템 중 CTBA 부시(1)가 적용된 논틸팅 CTBA(Non Tilting Coupled Torsion Beam Axle) 현가 시스템(100)의 예를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 상기 논틸팅 CTBA 현가 시스템(100)은 좌측 CTBA 부시(1-1), 우측 CTBA 부시(1-2), CTBA(Coupled Torsion Beam Axle)(110), 좌측 트레일링 암(120-1) 및 우측 트레일링 암(120-2)을 포함한다.
특히 상기 논틸팅 CTBA 현가 시스템(100)은 좌/우측 트레일링 암(120-1,120-2)에 결합되어 마운팅볼트를 이용해 차체(도시되지 않음)와 체결되는 좌/우측 CTBA 부시(1-1,1-2)의 각각이 부시 틸팅각을 형성하지 않음으로써 좌측 CTBA 부시(1-1)와 우측 CTBA 부시(1-2)가 동일 선상에서 배열된다.
그러므로 상기 논틸팅 CTBA 현가 시스템(100)은 횡강성과 횡 스티어 간 동일한 부시 변화방향으로 좌/우측 CTBA 부시(1-1,1-2)의 각각에 대한 튜닝이 용이한 장점을 구현하여 준다.
구체적으로 상기 좌/우측 CTBA 부시(1-1,1-2)의 각각은 도 1 내지 도 6을 통해 기술된 CTBA 부시(1)와 동일하다. 다만 상기 좌측 CTBA 부시(1-1)는 좌측 트레일링 암(120-1)에 적용되고 반면 상기 우측 CTBA 부시(1-2)는 우측 트레일링 암(120-2)에 적용되는 차이가 있다.
이를 위해 상기 좌측 CTBA 부시와 상기 우측 CTBA 부시의 각각에는 체결위치 표시부를 형성한다.
일례로 상기 좌측 CTBA 부시(1-1)는 부시 파이프(3)의 외주면으로 좌측 표시부(1-1A)를 형성하여 상기 체결위치 표시부로 적용하고, 상기 우측 CTBA 부시(1-2)는 부시 파이프(3)의 외주면으로 우측 표시부(1-2A)를 형성하여 상기 체결위치 표시부로 적용한다. 이 경우 상기 좌측 표시부(1-1A)는 2개의 돌기를 부시 파이프(3)의 외주면에 형성하는 반면 상기 우측 표시부(1-2A)는 1개의 돌기를 부시 파이프(3)의 외주면에 형성함으로써 좌/우측 트레일링 암(120-1,120-2)에 대한 좌/우측 CTBA 부시(1-1,1-2)의 구별을 용이하게 하여 준다.
구체적으로 상기 CTBA(110)는 차량의 차폭을 가로질러 좌우 차륜쪽으로 이어지도록 배열되고, V 단면 또는 U단면 또는 폐 단면 구조로 이루어지며, 노면입력으로 작용하는 선회 횡력에 대해 비틀림을 형성한다.
그리고 상기 좌측 트레일링 암(120-1)은 CTBA(110)의 한쪽 끝부위(즉, 차량의 좌측방향)에 결합되고, 마운팅볼트를 이용해 차체(도시되지 않음)로 체결되는 좌측 CTBA 부시(1-1)와 함께 마운팅 브래킷을 이용해 새시스프링(도시되지 않음)이 안착되는 장소로 제공된다.
또한, 상기 우측 트레일링 암(120-2)은 CTBA(110)의 반대쪽 끝부위(즉, 차량의 우측방향)에 결합되고, 마운팅볼트를 이용해 차체(도시되지 않음)로 체결되는 우측 CTBA 부시(1-2)와 함께 마운팅 브래킷을 이용해 새시스프링(도시되지 않음)이 안착되는 장소로 제공된다.
그러므로 상기 좌/우측 트레일링 암(120-1,120-2)의 각각은 노면입력으로 작용하는 선회 횡력에 대해 좌/우측 CTBA 부시(1-1,1-2)의 부시거동을 가능하게 하고, 노면입력으로 작용하는 범프(Bump) 또는 리바운드(Rebound)에 대해 범프 이동 또는 리바운드 이동을 발생한다.
한편, 도 8 내지 도 14는 상기 논틸팅 CTBA 현가 시스템(100)에서 CTBA 부시(1)의 작용 효과를 예시한다. 이 경우 차량의 좌회전을 예시하여 우측 CTBA 부시(1-2)로 설명되나 우회전 시 좌측 CTBA 부시(1-1)도 작용 방향성만 차이가 있을 뿐 동일한 작용 효과를 구현 함으로 이해될 수 있다.
이로부터 상기 논틸팅 CTBA 현가 시스템(100)은 좌/우측 CTBA 부시(1-1,1-2)의 핸들링/라이딩 브릿지(6-1,6-2)와 함께 최적화된 각도비율 및 최적화된 두께비율에 의한 좌우 비대칭 브릿지 형상으로 전후 강성 증대 시 핸들링 성능을 높이나 승차감 성능을 낮추는 단점을 해소하고, 좌/우측 CTBA 부시(1-1,1-2)의 전/후방 갭 단차 파이프(7-1,7-2)와 함께 최적화된 갭 두께 비율을 통한 전방 갭 추가 확보로 축방향 강성 증대 시 횡강성 유리 하나 횡 스티어 불리한 단점을 해소할 수 있다.
도 8을 참조하면, 차량 움직임에 따른 노면입력 하중을 받는 논틸팅 CTBA 현가 시스템(100)에서 우측 CTBA 부시(1-2)의 부시 거동으로 향상된 핸들링 및 승차감 성능이 시험 결과로 예시된다.
도시된 논틸팅 CTBA 현가 시스템(100)이 점선에서 실선으로 서스펜션 거동을 발생시키는 경우와 같이, 핸들링 브릿지(6-1)는 부시 파이프(3)의 회전으로 상하방향에 가깝게 위치됨으로써 핸들링이 영향을 받는 상하 거동에 영향을 끼치고, 라이딩(Riding) 브릿지(6-2)는 부시 파이프(3)의 회전으로 전후방향에 가깝게 위치됨으로써 승차감이 영향을 받는 전후 거동에 영향을 끼치게 된다.
그러므로 상기 논틸팅 CTBA 현가 시스템(100)에 적용된 상기 우측 CTBA 부시(1-2)는 노면 입력 하중에 대해 핸들링 강성 방향(a)을 약 35˚ 방향에 집중시켜줌으로써 최적화된 두께의 핸들링 브릿지 두께(Ta)(도 3 참조)를 갖는 핸들링 브릿지(6-1)가 형성한 하용 각도 범위의 핸들링 경사각(K-1)(도 3 참조)에 포함됨을 분석 결과로 확인할 수 있다.
또한, 상기 우측 CTBA 부시(1-2)는 노면 입력 하중에 대해 라이딩 강성 방향(b)을 약 10˚ 방향에 집중시켜줌으로써 최적화된 두께의 라이딩 브릿지 두께(Tb)(도 3 참조)를 갖는 라이딩 브릿지(6-2)가 형성한 하용 각도 범위의 라이딩 경사각(K-2)(도 3 참조)에 포함됨을 분석 결과로 확인할 수 있다.
그러므로 상기 논틸팅 CTBA 현가 시스템(100)은 우측 CTBA 부시(1-2)의 핸들링 브릿지(6-1)로 핸들링 성능 향상을 위한 핸들링 구간 증대 영역(예, 40°범위)이 가능하면서 라이딩 브릿지(6-2)로 승차감 성능 향상을 위한 임펙트 구간 특성 저감 영역(예, 15°범위)이 가능함을 알 수 있다.
이와 같이 상기 논틸팅 CTBA 현가 시스템(100)은 CTBA 부시(1)로 적용된 좌/우측 CTBA 부시(1-1,1-2)를 통해 R&H(Riding and Handling) 성능 향상이 이루어진다.
특히 상기 논틸팅 CTBA 현가 시스템(100)의 좌/우측 CTBA 부시(1-1,1-2)의 부시 거동은 차량 선회 및 주행뿐만 아니라 승객의 승차 또는 화물 적재 등과 같이 서스펜션에 대한 하중 부하 증가에서도 동일한 작용 및 효과가 있음을 실험적으로 증명하였다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 차량 움직임에 따른 노면입력 하중을 받는 논틸팅 CTBA 현가 시스템(100)에서 우측 CTBA 부시(1-2)의 부시 거동으로 승차감 성능 개선에 기여하는 향상된 부시 선형성 증대가 하중-변형 선도의 시험 결과로 예시된다.
일례로 상기 우측 CTBA 부시(1-2)는 노면 입력 하중에 대해 상대적으로 작은 두께의 전방 파이프 내측 두께(ta)를 갖는 전방 갭 단차 파이프(7-1)로 부시 파이프(3)와 부시 코어(2) 간 전방 갭 폭(Wa)의 크기가 형성되고, 차량 전방(X)을 향한 부시 파이프(3)의 전방 반원 구간이 상기 전방 갭 폭(Wa)으로 인해 1차 선형성 증대 구간(q-1)을 형성함이 분석 결과로 확인할 수 있다.
또한, 상기 우측 CTBA 부시(1-2)는 노면 입력 하중에 대해 상대적으로 큰 두께의 후방 파이프 내측 두께(tb)를 갖는 후방 갭 단차 파이프(7-2)로 부시 파이프(3)와 부시 코어(2) 간 후방 갭 폭(Wb)의 크기가 형성되고, 차량 후방(-X)을 향한 부시 파이프(3)의 후방 반원 구간이 상기 후방 갭 폭(Wb)으로 인해 2차 선형성 증대 구간(q-2)을 형성함이 분석 결과로 확인할 수 있다.
특히 상기 1차 선형성 증대 구간(q-1)과 상기 2차 선형성 증대 구간(q-2) 사이를 구분해 주는 변곡 구간(Q)은 전방 갭 단차 파이프(7-1)의 전방 파이프 내측 두께(ta)와 후방 갭 단차 파이프(7-2)의 후방 파이프 내측 두께(tb)에 대한 갭 두께 비율(Gap Thickness Ratio)을 이용하여 상기 전방 갭 폭(Wa)과 상기 후방 갭 폭(Wb)의 전후방 갭 폭 차이(Wa-Wb)를 최적화하여 형성된 경우이다.
이로부터 상기 전후방 갭 폭 차이(Wa-Wb)는 변곡 구간(Q)의 위치 조절을 위해 다르게 설정될 수 있음이 예시된다.
그러므로 상기 논틸팅 CTBA 현가 시스템(100)은 우측 CTBA 부시(1-2)의 전방 파이프 내측 두께(ta)와 후방 파이프 내측 두께(tb) 간 두께 차로 부시 파이프(3)의 전방 반원 구간에 대한 전방 갭 추가 확보로부터 승차감 개선에 기여하는 부시 선형성 증대가 가능함을 알 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 차량 움직임에 따른 노면입력 하중을 받는 논틸팅 CTBA 현가 시스템(100)에서 횡강성 성능 및 부시 내구 성능 확보에 기여하는 우측 CTBA 부시(1-2)의 내/외측 스토퍼(8,9)의 작용이 토인(Tow in)-횡력(Lateral Force) 선도의 시험 결과로 예시된다.
도시된 바와 같이, 상기 토인(Tow in)-횡력(Lateral Force) 선도는 우측 CTBA 부시(1-2)에서 서로 반대방향으로 위치된 내측 스토퍼(8)와 외측 스토퍼(9)의 레이아웃을 반영한다.
일례로 차량의 선회에 따른 노면입력 하중이 발생시키는 횡력 토아웃(Lateral Force Toe out)에 대한 우측 CTBA 부시(1-2)의 토인(Tow in) 경향성을 스토퍼 미적용을 기준으로 할 때, 내측 스토퍼(8)는 횡력 토아웃 축소 성능이 스토퍼 미적용 대비 크지 않는 반면 외측 스토퍼(9)는 횡력 토아웃 축소 성능이 스토퍼 미적용 대비 커지는 효과를 알 수 있다.
그러므로 상기 논틸팅 CTBA 현가 시스템(100)은 우측 CTBA 부시(1-2)의 내/외측 스토퍼(8,9)로 토인 성능을 유지하고, 특히 외측 스토퍼(9)를 통해 횡력 토우-아웃 축소 효과를 증대하여 횡강성 확보가 유리해짐으로써 부시 내구 성능 확보와 함께 논틸팅 CTBA 현가 시스템(100)의 열세 성능 보완이 가능함을 알 수 있다.
나아가 상기 논틸팅 CTBA 현가 시스템(100)은 우측 CTBA 부시(1-2)의 외측 스토퍼(9)에 형성된 접촉 리브(9-1)가 표면 반경 방향의 양각 처리로 원주 방향 최외각 돌출을 이용한 접촉 효율 증대가 이루어짐으로써 핸들링 성능 개선도 가능함을 알 수 있다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 상기 논틸팅 CTBA 현가 시스템(100)에서 좌/우측 CTBA 부시(1-1,1-2)로 향상한 R&H(Riding and Handling) 성능을 승차감 성능 선도 및 조종안정성 성능 선도의 시험 결과가 예시된다.
일례로 승차감 시뮬레이션 선도의 요 게인(Yaw Gain)-조타주파수(Steer Frequncy)는 논틸팅 CTBA 현가 시스템(100)을 통한 승차감 획득 값(E)이 승차감 기준 값(e)을 추종함을 알 수 있다.
일례로 조종안정성 시뮬레이션 선도의 롤각(Roll Angle)-시간(Time)은 논틸팅 CTBA 현가 시스템(100)을 통한 조종안정성 획득 값(F)이 조종안정성 기준 값(f)을 추종함을 알 수 있다.
한편, 도 15는 CTBA 현가 시스템 중 CTBA 부시(1)가 적용된 틸팅 CTBA(Tilting Coupled Torsion Beam Axle) 현가 시스템(100-1)의 예를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 상기 틸팅 CTBA 현가 시스템(100-1)은 좌측 CTBA 부시(1-1), 우측 CTBA 부시(1-2), CTBA(Coupled Torsion Beam Axle)(110), 좌측 트레일링 암(120-1) 및 우측 트레일링 암(120-2)을 포함한다.
다만, 상기 틸팅 CTBA 현가 시스템(100-1)은 좌/우측 CTBA 부시(1-1,1-2)의 각각이 예각의 부시틸팅각을 적용함으로써 도 5를 통해 예시된 부시틸팅각을 적용하지 않는 논틸팅 CTBA 현가 시스템(100)과 부시 레이아웃 차이만 있을 뿐 구성요소를 동일하게 적용한다.
그러므로 상기 틸팅 CTBA 현가 시스템(100-1)은 논틸팅 CTBA 현가 시스템(100) 대비 효과가 다소 낮을 수 있으나, 핸들링 성능을 높이나 승차감 성능을 낮추는 전후 강성 증대에 따른 성능 인자 상충 관계가 좌/우측 CTBA 부시(1-1,1-2)의 핸들링/라이딩 브릿지(6-1,6-2)가 갖는 좌우 비대칭 브릿지 형상으로 개선될 수 있고 또한 횡강성 유리 하나 횡 스티어 불리한 축방향 강성 증대에 따른 성능 인자 상충 관계가 좌/우측 CTBA 부시(1-1,1-2)의 전/후방 갭 단차 파이프(7-1,7-2)가 갖는 전방 갭 추가 확보로 개선될 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 논틸팅 CTBA 시스템(100) 또는 틸딩 CTBA 현가 시스템(100-1)은 외부 하중에 대해 회전을 발생시키지 않는 부시 코어(2)와 회전을 발생시키는 부시 파이프(3) 사이에 부시 매스(4)가 구비되고, 횡강성 성능과 횡 스티어 성능이 함께 높아지도록 상기 부시 파이프(3)의 내주면에 형성된 갭 추가 확보 단면 구조 및 핸들링 성능과 승차감 성능이 함께 높아지도록 상기 부시 매스(4)의 X자 매스 바디(4A)로 형성된 비대칭 브릿지 구조가 조합된 강성 조절 구간부(5)를 포함한 CTBA 부시(1)가 적용됨으로써 CTBA 부시(1)의 상충 성능 인자인 축방향 강성과 전후 강성을 상호 조합으로 최적화하여 횡강성과 횡 스티어 성능이 유지된 상태에서 R&H(Riding and Handling) 성능이 크게 향상된다.
1 : CTBA(Coupled Torsion Beam Axle) 부시
1-1 : 좌측 CTBA 부시 1-1A : 좌측 표시부
1-2 : 우측 CTBA 부시 1-2A : 우측 표시부
2 : 부시 코어 3 : 부시 파이프
3-1 : 파이프 플랜지 4 : 부시 매스
4A : X자 매스 바디 4B : 보이드(Void)
4C : 매스 엔드 바디 5 : 강성 조절 구간부
6 : 전후 강성 조절부 6-1 : 핸들링(Handling) 브릿지
6-2 : 라이딩(Riding) 브릿지
7 : 축방향 강성 조절부 7-1 : 전방 갭 단차 파이프
7-2 : 후방 갭 단차 파이프 7-3 : 단차면
8 : 내측 스토퍼 8-2 : 접촉 돌기
9 : 외측 스토퍼 9-1 : 접촉 리브
100 : 논틸팅 CTBA(Non Tilting Coupled Torsion Beam Axle) 현가 시스템
100-1 : 틸팅 CTBA(Tilting Coupled Torsion Beam Axle) 현가 시스템
110 : CTBA(Coupled Torsion Beam Axle)
120-1 : 좌측 트레일링 암 120-2 : 우측 트레일링 암

Claims (16)

  1. 횡강성 성능과 횡 스티어 성능이 함께 높아지도록 외부 하중에 대해 회전을 발생시키는 부시 파이프의 단면을 갭 추가 확보 단면 구조로 형성하여 주는 축방향 강성 조절부 및
    핸들링 성능과 승차감 성능이 함께 높아지도록 상기 부시 파이프를 외경으로 하면서 부시 코어를 내경으로 하는 부시 매스의 형상을 X자 비대칭 브릿지 구조로 형성하여 주는 전후 강성 조절부
    가 포함되는 것을 특징으로 하는 CTBA 부시.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 전후 강성 조절부는 핸들링(Handling) 브릿지와 라이딩(Riding) 브릿지로 상기 X자 비대칭 브릿지 구조를 형성하고, 상기 부시 매스의 형상은 상기 핸들링 브릿지와 상기 라이딩 브릿지를 교차시킨 X자 매스 바디로 이루어지는 것을 특징으로 하는 CTBA 부시.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 핸들링 브릿지와 상기 라이딩 브릿지는 서로 다른 브릿지 두께와 함께 부시 중심에 대해 서로 다른 브릿지 경사각을 형성하는 것을 특징으로 하는 CTBA 부시.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 핸들링 브릿지의 브릿지 두께는 상기 라이딩 브릿지의 브릿지 두께 보다 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 CTBA 부시.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 핸들링 브릿지의 브릿지 경사각은 상기 라이딩 브릿지의 브릿지 경사각 보다 큰 각으로 형성되는 것을 특징으로 하는 CTBA 부시.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 축방향 강성 조절부는 상기 부시 파이프의 횡단면 중심에 대한 전방 갭 단차 파이프와 후방 갭 단차 파이프로 상기 갭 추가 확보 단면 구조를 형성하고, 상기 갭 추가 확보 단면 구조는 상기 전방 갭 단차 파이프와 상기 부시 코어 간 형성된 전방 갭 폭, 상기 후방 갭 단차 파이프와 상기 부시 코어 간 형성된 후방 갭 폭을 형성 해주는 것을 특징으로 하는 CTBA 부시.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 전방 갭 단차 파이프와 상기 후방 갭 단차 파이프는 상기 부시 파이프의 길이 방향으로 일정 구간에 형성되는 것을 특징으로 하는 CTBA 부시.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 전방 갭 폭과 상기 후방 갭 폭은 서로 다른 폭 크기로 전후방 갭 폭 차이를 형성하는 것을 특징으로 하는 CTBA 부시.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 전후방 갭 폭 차이는 상기 전방 갭 폭의 크기를 상기 후방 갭 폭의 폭 크기보다 크게 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 CTBA 부시.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 부시 매스에는 한쪽 부위로 내측 스토퍼를 반대쪽 부위로 외측 스토퍼가 구비되는 것을 특징으로 하는 CTBA 부시.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 내측 스토퍼는 상기 부시 매스에 형성된 보이드(Void)의 공간으로 위치되는 것을 특징으로 하는 CTBA 부시.
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 외측 스토퍼는 상기 부시 매스의 매스 엔드 바디에 결합되어 상기 부시 파이프와 이격된 위치를 갖는 것을 특징으로 하는 CTBA 부시.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 외측 스토퍼에는 외측 스토퍼 표면 반경 방향으로 양각 처리된 접촉 리브가 형성되는 것을 특징으로 하는 CTBA 부시.
  14. 외부 하중에 대해 회전을 발생시키지 않는 부시 코어와 회전을 발생시키는 부시 파이프 사이에 부시 매스를 구비하고, 횡강성 성능과 횡 스티어 성능이 함께 높아지도록 상기 부시 파이프의 내주면에서 전방 갭 폭과 후방 갭 폭의 폭 크기 차이로 형성된 갭 추가 확보 단면 구조 및 핸들링 성능과 승차감 성능이 함께 높아지도록 상기 부시 매스의 X자 매스 바디로 형성된 비대칭 브릿지 구조가 조합된 강성 조절 구간부를 구비한 CTBA 부시;
    차폭을 가로지르도록 배열된 CTBA(Coupled Torsion Beam Axle);
    상기 CTBA 부시를 좌측 CTBA 부시로 하여 상기 CTBA의 한쪽 부위에 체결된 좌측 트레일링 암; 및
    상기 CTBA 부시를 우측 CTBA 부시로 하여 상기 CTBA의 반대쪽 부위에 체결된 우측 트레일링 암
    이 포함되는 것을 특징으로 하는 CTBA 현가 시스템.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 좌측 CTBA 부시와 상기 우측 CTBA 부시의 각각에는 체결위치 표시부가 형성되고, 상기 체결위치 표시부는 상기 좌측 트레일링 암과 상기 우측 트레일링 암을 식별하여 주는 것을 특징으로 하는 CTBA 현가 시스템.
  16. 청구항 14에 있어서, 상기 좌측 CTBA 부시와 상기 좌측 트레일링 암의 체결방식 및 상기 우측 CTBA 부시와 상기 우측 트레일링 암의 체결방식은 선회에 따른 횡력으로 회전모멘트를 발생시키지 않도록 부시틸팅각이 적용되지 않는 것을 특징으로 하는 CTBA 현가 시스템.
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