KR100953312B1

KR100953312B1 - Coupled torsion beam axle type suspension system

Info

Publication number: KR100953312B1
Application number: KR1020080054317A
Authority: KR
Inventors: 고강혁
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-06-10
Filing date: 2008-06-10
Publication date: 2010-04-20
Also published as: KR20090128247A

Abstract

커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치의 마운팅 부시유닛의 구성요소인 부시의 외주면 상에 부시 브라켓에 대한 부시의 전후방향 거동을 발생시키는 거동발생수단을 구성하여 차량의 선회 주행에 따른 범프, 리바운드 작동 시에 부시에 발생되는 비틀림 회전력을 이용하여 후륜 측의 토우를 조절하여 안정적인 롤 스티어를 구현하는 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치를 제공한다.On the outer circumferential surface of the bushing, which is a component of the mounting bushing unit of the coupled torsion beam axle-type suspension system, a movement generating means is generated to generate the front and rear movement of the bush to the bushing bracket. It provides a coupled torsion beam axle-type suspension that realizes a stable roll steer by adjusting the toe of the rear wheel by using the torsional rotational force generated in the bush.

커플드 토션 빔 액슬, 트레일링 암, 마운팅 부시유닛, 토우, 돌기 Coupled torsion beam axle, trailing arm, mounting bush unit, toe, protrusion

Description

Coupled Torsion Beam Axle Type Suspension {COUPLED TORSION BEAM AXLE TYPE SUSPENSION SYSTEM}

본 발명은 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 선회 주행에 따른 범프, 리바운드 작동 시에 부시에 발생되는 비틀림 회전력을 이용하여 후륜 측의 토우를 조절하여 안정적인 롤 스티어를 구현하는 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치에 관한 것이다.The present invention relates to a coupled torsion beam axle-type suspension device, and more particularly, stable roll steer by adjusting the tow of the rear wheel by using torsional rotational force generated in the bush during bump and rebound operation of the vehicle. It relates to a coupled torsion beam axle type suspension.

통상적으로, 커플드 토션 빔 액슬(CTBA ; Coupled Torsion Beam Axle)타입의 현가장치는 단순한 부품 구성으로 인하여 설계 성능 영역이 높지 않음에도 불구하고, 낮은 생산 단가와 작은 질량에 비해 상대적으로 높은 주행 안정성으로 주로 경차 및 준 중형차의 후륜 현가장치로 적용되어져 왔다.In general, the coupled torsion beam axle (CTBA) type suspension system has a relatively high running stability in comparison to low production cost and small mass, despite the fact that the design performance range is not high due to the simple component configuration. It has been applied mainly to the rear suspension of light and semi-medium cars.

이러한 커플드 토션 빔 액슬(CTBA)타입 현가장치의 구성은, 도 1에 도시된 바와 같이, 차체 횡방향으로 토션 빔(101)이 구비되고, 상기 토션 빔(101)의 양단에는 타이어와 휠을 장착하기 위한 캐리어(103)를 장착한 트레일링 암(105)이 용접 고정된다. The structure of the coupled torsion beam axle (CTBA) type suspension device, as shown in Figure 1, is provided with a torsion beam 101 in the vehicle body transverse direction, both ends of the torsion beam 101 is a tire and a wheel The trailing arm 105 with the carrier 103 for mounting is welded and fixed.

상기 각 트레일링 암(105)의 후방에는 스프링(107)을 장착하기 위한 스프링 시트(109)와 쇽 업소버(111)를 연결하기 위한 쇽 업소버 핀(113)이 구성된다. 또한, 상기 각 트레일링 암(105)의 선단에는 차체와 연결하기 위한 마운팅 부시유닛(115)이 구성된다. Behind each trailing arm 105 is a spring absorber pin 113 for connecting the shock absorber 111 and the spring seat 109 for mounting the spring 107 is configured. In addition, a mounting bush unit 115 for connecting to the vehicle body is configured at the tip of each trailing arm 105.

여기서, 상기 마운팅 부시유닛(115)은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 트레일링 아암(105)의 선단에 아웃터 레이스(125)가 고정되고, 아웃터 레이스(125)의 내부에는 인너 레이스(127)가 부시고무(129)를 개재하여 부시(121)를 구성하며, 인너 레이스(127)를 관통하는 볼트(131)를 이용하여 차체 측의 부시 브라켓(123)에 체결되는 구조를 이룬다. Here, the mounting bush unit 115, as shown in Figure 2, the outer race 125 is fixed to the tip of the trailing arm 105, the inner race 127 inside the outer race 125 ) Forms the bush 121 through the bush rubber 129, and forms a structure that is fastened to the bush bracket 123 on the vehicle body side by using the bolt 131 penetrating the inner race 127.

이러한 구성을 갖는 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치는 그 중앙에 위치한 토션 빔(101)의 토션 변형 특성으로 인하여 휠(Wheel)의 변형이 이루어지는 특징이 있으며, 토션 빔(101)의 변형 및 트레일링 암(105)의 위치 및 마운팅 부시유닛(115) 특성에 의해서 범프(Bump)시에 토우 인(Toe-In)으로 유도가 가능한 특징이 있다.Coupled torsion beam axle type suspension having such a configuration is characterized by the deformation of the wheel (Wheel) due to the torsional deformation characteristics of the torsion beam 101 located in the center, the deformation and trailing of the torsion beam 101 Due to the position of the arm 105 and the characteristics of the mounting bushing unit 115, the toe-in may be induced at the time of the bump.

즉, 차량의 선회 시, 차량의 안정성을 고려해서는 다소 언더 스티어 경향을 유지해야 하는데, 이를 위해서는 후륜측의 선회 외륜이 토우 인으로 유도되고, 후륜측의 선회 내륜은 토우 아웃으로 유도되어야 이상적이다. That is, when the vehicle is turning, the understeer tendency should be maintained in consideration of the stability of the vehicle. To this end, the turning outer ring of the rear wheel side is guided to the toe-in, and the turning inner ring of the rear wheel side is ideally guided to the toe-out.

그러나 상기와 같은 종래의 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 선회 주행 또는 선회 제동시에 범프가 일어나는 후륜측의 선회 외륜(W1)에는 횡력(F1) 및 제동력(F2)이 입력되어 토우 아웃으로 유도되는 경향이 있으며, 선회 내측에서는 리바운드가 일어나 선회 내륜(W2)이 설정된 토우각을 그 대로 유지하거나 토우 인의 경향을 나타내게 됨으로, 전체적으로 오버 스티어로 유도되어 선회 안정성이 다소 떨어지는 단점이 있다. However, in the conventional coupled torsion beam axle-type suspension as shown in FIG. 3, the lateral force F1 and the braking force F2 are applied to the turning outer ring W1 on the rear wheel side where bumps occur during turning driving or turning braking. ) Tends to be input to the toe-out, and rebound occurs inside the turning to maintain the set toe angle as the turning inner ring (W2) or to toe-in. There is a downside to falling.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 부시의 외주면 상에 부시 브라켓에 대한 부시의 전후방향 거동을 발생시키는 거동발생수단을 구성하여 차량의 선회 주행에 따른 범프, 리바운드 작동 시에 부시에 발생되는 비틀림 회전력을 이용하여 후륜 측의 토우를 조절하여 안정적인 롤 스티어를 구현하는 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치를 제공하는 것이다. Therefore, the present invention has been invented to solve the disadvantages of the prior art as described above, the problem to be solved by the present invention comprises a behavior generating means for generating the forward and backward behavior of the bush relative to the bush bracket on the outer peripheral surface of the bush The present invention provides a coupled torsion beam axle-type suspension that realizes a stable roll steer by adjusting the toe of the rear wheel by using torsional rotational force generated in the bush during bump and rebound operation of the vehicle.

상기와 같은 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치는 토션 빔의 양단에 각각 트레일링 암을 연결하고, 상기 좌,우측 트레일링 암에는 그 선단에 차체와의 장착을 위한 마운팅 부시유닛를 구성하며, 그 후방 내측에는 스프링을 장착하기 위한 스프링 시트와 쇽 업소버 핀을 구성하고, 그 후방 외측에는 캐리어를 장착하기 위한 스핀들 브라켓을 구성하는 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치에서,Coupled torsion beam axle-type suspension of the present invention for achieving the above technical problem is connected to the trailing arms on both ends of the torsion beam, respectively, and the left and right trailing arms for mounting with the vehicle body at the front end In the coupled torsion beam axle-type suspension, which constitutes a mounting bushing unit, the rear inner side constitutes a spring seat and shock absorber pin for mounting a spring, and the rear outer side constitutes a spindle bracket for mounting a carrier.

상기 마운팅 부시유닛은 차체의 범프, 리바운드 작동에 따라 부시 브라켓에 대하여 비틀림 회전하는 부시의 외주면 상에 구성되어 그 비틀림 회전력을 이용하여 상기 부시 브라켓에 대한 부시의 전후방향 거동을 발생시키는 거동발생수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The mounting bush unit is formed on the outer circumferential surface of the bush that is torsionally rotated with respect to the bush bracket in accordance with the bump and rebound operation of the vehicle body and generates a behavior generating means for generating the forward and backward behavior of the bush with respect to the bush bracket using the torsional rotational force. It is characterized by including.

상기 거동발생수단은 상기 부시의 아웃터 레이스 외주면 전후방에 각각 하향 경사지게 일체로 형성되어 그 각각의 선단이 상기 부시 브라켓의 전,후방 내면에 각각 접촉되는 반 타원형상의 돌기로 이루어지는 것이 바람직하다.Preferably, the behavior generating means is formed integrally with the outer race outer circumferential surface of the bush so as to be inclined downward, respectively, and each end thereof is formed of a semi-elliptical protrusion in contact with the front and rear inner surfaces of the bush bracket.

상기 양측 돌기는 상기 아웃터 레이스의 수평 중심선에 대하여 그 하측의 외주면 전후방의 양단측에 각각 설정각도로 형성되는 것으로 할 수 있다.The projections on both sides may be formed at the set angles on both ends of the front and rear of the outer peripheral surface of the lower race with respect to the horizontal center line of the outer race.

상술한 바와 같이, 본 발명의 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치에 의하면, 부시의 외주면 상에 부시 브라켓에 대한 부시의 전후방향 거동을 발생시키는 거동발생수단을 구성하여 차량의 선회 주행에 따른 범프, 리바운드 작동 시에 부시에 발생되는 비틀림 회전력을 이용하여 후륜 측의 토우를 조절하여 전체적인 차체의 자세를 언더 스티어로 유도함으로써 차량의 선회 안정성을 향상시키는 효과가 있다.As described above, according to the coupled torsion beam axle-type suspension device of the present invention, by forming a behavior generating means for generating the front and rear movement of the bush with respect to the bush bracket on the outer peripheral surface of the bush, By using the torsional rotational force generated in the bush during the rebound operation, the tow of the rear wheel is adjusted to guide the overall body position to the understeer, thereby improving turning stability of the vehicle.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치의 사시도이고, 도 5는 도 4의 B-B 선에 따른 단면도이다.4 is a perspective view of the coupled torsion beam axle-type suspension according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG.

먼저, 본 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치의 전체적인 구성은, 도 4에서 도시된 바와 같이, 차체 횡방향으로 토션 빔(1)이 구비되고, 상기 토션 빔(1)의 양단에는 타이어와 휠을 장착하기 위한 캐리어(3)를 장착한 트레일링 암(5)이 용접 고정된다. First, the overall configuration of the coupled torsion beam axle-type suspension according to the present embodiment, as shown in Figure 4, the torsion beam 1 is provided in the vehicle body transverse direction, both ends of the torsion beam 1 The trailing arm 5 with the carrier 3 for mounting the tire and the wheel is welded and fixed.

상기 각 트레일링 암(5)의 후방에는 스프링(7)을 장착하기 위한 스프링 시트(9)와 쇽 업소버(11)를 연결하기 위한 쇽 업소버 핀(13)이 구성된다. 또한, 상기 각 트레일링 암(5)의 선단에는 차체와 연결하기 위한 마운팅 부시유닛(15)이 구성된다. At the rear of each trailing arm 5 is a spring absorber 9 for mounting the spring 7 and a shock absorber pin 13 for connecting the shock absorber 11. In addition, a mounting bushing unit 15 for connecting to the vehicle body is formed at the tip of each trailing arm 5.

상기 마운팅 부시유닛(15)은 기본적으로 상기 트레일링 암(5)에 고정되는 부시(21)와 차체에 장착되는 부시 브라켓(23)으로 구성된다. The mounting bush unit 15 basically consists of a bush 21 fixed to the trailing arm 5 and a bush bracket 23 mounted to the vehicle body.

상기 부시(21)는 상기 트레일링 아암(5)의 선단에 아웃터 레이스(25)가 고정되고, 아웃터 레이스(25)의 내부에는 인너 레이스(27)가 부시고무(29)를 개재하여 구성되고, 상기 인너 레이스(27)를 관통하는 볼트(31)를 통하여 차체 측의 상기 부시 브라켓(23)에 체결되는 구조를 이룬다. The bush 21 is an outer race 25 is fixed to the tip of the trailing arm 5, the inner race 27 is configured through the bush rubber 29 inside the outer race 25, A bolt 31 passing through the inner race 27 forms a structure that is fastened to the bush bracket 23 on the vehicle body side.

이러한 부시(21)의 아웃터 레이스(25) 외주면 상에는 차체의 범프, 리바운드 작동에 따라 상기 부시 브라켓(23)에 대하여 비틀림 회전하면서 상기 부시 브라켓(23)에 대한 부시(21)의 전후방향 거동을 발생시키는 거동발생수단이 구성되는데, 상기 거동발생수단은, 도 5에서 도시한 바와 같이, 반 타원형상의 돌기(33,35)로 상기 부시(21)의 아웃터 레이스(25) 외주면 전후방에 각각 하향 경사지게 일체로 형성된다. On the outer circumferential surface of the outer race 25 of the bush 21, the front and rear movement of the bush 21 with respect to the bush bracket 23 is generated while torsionally rotating with respect to the bush bracket 23 according to the bump and rebound operation of the vehicle body. The behavior generating means is configured to be inclined downwardly in front and rear of the outer circumferential surface of the outer race 25 of the bush 21 with semi-elliptical projections 33 and 35, respectively, as shown in FIG. 5. Is formed.

즉, 상기 양측 돌기(33,35)는 그 각각의 선단이 최초 상기 부시 브라켓(23)의 전,후방 내면(37,39)에 각각 접촉되는데, 상기 아웃터 레이스(25)의 수평 중심선(S)에 대하여 그 하측의 외주면 전후방의 양단측에 각각 설정각도(θ)로 형성된다.That is, the two protrusions 33 and 35 have their respective ends in contact with the front and rear inner surfaces 37 and 39 of the bush bracket 23, respectively, and the horizontal center line S of the outer race 25 is present. Are formed at the set angles [theta] on both ends of the front and rear of the lower peripheral surface.

한편, 상기 부시 브라켓(23)은, 도 5에서 도시한 바와 같이, 사각의 박스 형상으로 형성되며, 후방 측에는 홈(41)이 형성되는데, 상기 홈을 통하여 트레일링 암(5) 선단의 부시(21)를 장착하게 된다.On the other hand, the bush bracket 23, as shown in Figure 5, is formed in a rectangular box shape, the groove 41 is formed on the rear side, through the groove bush (tip of the trailing arm 5) ( 21).

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치의 작동을 도 6과 도 7을 통하여 설명한다.Therefore, the operation of the coupled torsion beam axle-type suspension having the configuration as described above will be described with reference to FIGS.

도 6에서 도시한 바와 같이, 차량의 우측으로 선회 주행 시의 경우를 예로 하여 설명하면, 범프가 일어나는 후륜측 선회 외륜(W1)은, 도 7의 (S1)에서 도시한 바와 같이, 좌측 마운팅 부시유닛(15)의 부시(21)가 도면에서 반시계 방향으로 비틀림 회전하여 그 후방 돌기(35)가 부시 브라켓(23)의 후방 내면(39)에 대하여 접촉된 상태로 상향 이동하면서 그 아웃터 레이스(25)를 전방으로 이동시키게 된다.As illustrated in FIG. 6, a case of turning the vehicle to the right side of the vehicle will be described as an example. As shown in FIG. 7 (S1), the rear wheel-side turning outer ring W1 in which the bump occurs is left mounted bushing. The bush 21 of the unit 15 is torsionally rotated counterclockwise in the drawing so that the rear protrusion 35 moves upward while being in contact with the rear inner surface 39 of the bush bracket 23. 25) to move forward.

반대로, 리바운드가 일어나는 후륜측 선회 내륜(W2)은, 도 7의 (S2)에서 도시한 바와 같이, 우측 마운팅 부시유닛(15)의 부시(21)가 도면에서 시계 방향으로 비틀림 회전하여 그 전방 돌기(33)가 부시 브라켓(23)의 전방 내면(37)에 대하여 접촉된 상태로 상향 이동하면서 그 아웃터 레이스(25)를 후방으로 이동시키게 된다.On the contrary, as shown in (S2) of FIG. 7, the rear wheel-side turning inner ring W2 in which the rebound occurs, the bush 21 of the right mounting bushing unit 15 is twisted in the clockwise direction in the drawing, and the front projection thereof is performed. 33 moves the outer race 25 backward while moving upward while being in contact with the front inner surface 37 of the bush bracket 23.

이에 따라, 전체적인 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치는, 도 6에서 도시한 바와 같이, 그 양측 마운팅 부시유닛(15)의 내부 전후방 돌기(33,35)의 작동에 의해 선회 외측인 좌측 트레일링 암(5)은 전방으로 당기고, 선회 내측인 우측 트레일링 암(5)은 후방으로 밀어 선회 방향에 대하여 차체의 언더 스티어 경향을 갖도록 유도한다.Accordingly, the entire coupled torsion beam axle-type suspension is, as shown in Fig. 6, the left trailing arm that is outside the swing by the operation of the inner front and rear protrusions 33 and 35 of the two mounting bushing unit 15. 5 pulls forward, and the right trailing arm 5, which is inside the swing, pushes backward to induce the understeer tendency of the vehicle body with respect to the swing direction.

이상에서는 현재로서 실질적이라 고려되는 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것으로 이해되어서는 안된다. 오히려, 전술한 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. In the above, the present invention has been described with reference to the presently considered embodiments, but the present invention should not be construed as being limited to the above embodiments. Rather, it should be construed as including all modifications of the range which are easily changed by those skilled in the art from the above-described embodiment of the present invention and considered equivalent.

도 1은 일반적인 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치의 사시도이다. 1 is a perspective view of a typical coupled torsion beam axle-type suspension.

도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 단면도이다.2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 3은 종래 기술에 따른 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치의 선회 주행시의 조향 특성도이다. 3 is a view illustrating steering characteristics during turning driving of a coupled torsion beam axle-type suspension according to the prior art.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치의 사시도이다. Figure 4 is a perspective view of a coupled torsion beam axle-type suspension in accordance with an embodiment of the present invention.

도 5는 도 4의 B-B 선에 따른 단면도이다.5 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 4.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치의 선회 주행시의 조향 특성도이다.FIG. 6 is a steering characteristic diagram during turning driving of the coupled torsion beam axle type suspension apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 커플드 토션 빔 액슬타입 현가장치에 적용되는 마운팅 부시유닛의 범프, 리바운드 작동시의 작동 상태도이다.7 is an operation state diagram of the bump, rebound operation of the mounting bushing unit applied to the coupled torsion beam axle-type suspension according to an embodiment of the present invention.

Claims

A trailing arm is connected to both ends of the torsion beam, respectively, and the left and right trailing arms form a mounting bushing unit for mounting the vehicle body at the front end thereof. In the coupled torsion beam axle-type suspension, which constitutes a pin, and on the rear outer side, a spindle bracket for mounting a carrier,

The mounting bush unit

And a motion generating means configured on the outer circumferential surface of the bush which is torsionally rotated with respect to the bush bracket according to the bump and rebound operation of the vehicle body to generate the forward and backward behavior of the bush with respect to the bush bracket by using the torsional rotational force. Coupled torsion beam axle type suspension system.

In claim 1,

The behavior generating means

Coupled torsion beam axle type suspension device, characterized in that the front end of the outer race outer surface of the bush is integrally formed inclined downward and each end thereof is a semi-elliptical projection in contact with the front and rear inner surface of the bush bracket, respectively. .

In claim 1,

The two side projections

Coupled torsion beam axle-type suspension, characterized in that formed on both ends of the front and rear of the outer peripheral surface of the lower side with respect to the horizontal center line of the outer race at a set angle.