KR101705148B1 - 차량용 서브프레임의 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 상측패널과 하측패널 사이로 로워암의 마운트부시가 삽입되되, 상기 상측패널과 하측패널에 형성된 볼트홀들 사이로 상기 마운트부시의 볼팅파이프의 양단이 수직으로 위치하여 개통되면 고정볼트가 삽입되는 서브프레임의 구조에 있어서, 상기 상측패널과 하측패널의 내측으로 어느 한 곳이나 두 곳 모두에는 볼팅파이프에 맞닿아 로워암의 진입을 단속하는 가이드부재가 부설되되, 상기 로워암이 가이드부재에 의해 정지된 위치에서 상기 볼팅파이프는 고정볼트가 삽입되도록 상측패널과 하측패널의 볼트홀들과 개통되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성의 본 발명은 로워암의 진입시 가이드부재가 상기 로워암을 정위치에서 정지시키므로 볼팅체결을 위한 로워암의 가장착 시 고정볼트를 더욱 용이하게 삽입시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 서브프레임의 구조{Structure of subframe for vehicle}

본 발명은 차량용 서브프레임의 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 서브프레임의 후방측(차체의 장착 위치 기준, 도 1 에서 아래측)에 위치한 G점으로 로워암이 진입할 때 올바른 체결 위치로 유도하는 가이드부재를 구비한 차량용 서브프레임의 구조에 관한 것이다.

승용차량들은 프레임바디를 대신하여 중량이 가볍고 생산성이 뛰어난 모노코크바디가 주로 사용된다. 모노코크바디는 별도의 프레임이 삭제된 구조로서 차체에 엔진을 포함한 파워트레인이 직접 장착된다.

따라서, 상기 모노코크바디는 차체 자체가 프레임 기능을 하여 서스펜션 및 섀시 부품들이 각각 장착되나, (엔진과 트랜스미션 및 디퍼렌셜기어가 통합적으로 결합되어 구성된) 파워트레인의 진동이 직접적으로 차체에 전달되는 것을 방지하며 차량 충돌시 충격을 분산하기 위하여 차량의 하부에 서브프레임(subframe)이 장착된다.

상기 서브프레임은 서스팬션 스트럿(strut) 및 너클 등과 같은 조향장치 및 현가장치 등이 연결될 수 있도록 차체 하부에 장착된다. 한편, 상기 서브프레임은 일반적으로 "#"자 형과 ("H" 자 형이라고도 불리는) "I" 자 형으로 제조된다.

"#" 자 형 서브프레임은 일반적으로 토크가 큰 엔진이 장착될 때 적용되며 4 곳(4점식 마운트 방식)에서 마운팅부재들(두 개의 롤로드와 하나의 엔진마운트 및 하나의 트랜스미션마운트)과 함께 파워트레인을 지지하고, "I" 자 형 서브프레임은 일반적으로 토크가 작은 엔진이 장착될 때 적용되며 3 곳(3점식 마운트 방식)에서 마운팅부재들(하나의 롤로드와 하나의 엔진마운트 및 하나의 트랜스미션마운트)과 함께 파워트레인을 지지한다.

이 중, "I" 자형 서브프레임은 도 1 에 도시된 바와 같은 형상을 갖는다. 상기 서브프레임은 두 개의 상측 및 하측 패널들이 테두리를 따라 상하로 접합되어 결합된 구조로서, 양측이 차체의 엔진룸 하부에서 차량의 사이드멤버에 고정되도록 로워암이 결합된다. 상기 로워암은 서브프레임의 상측패널과 하측패널 사이에서 개구된(상측패널과 하측패널 사이가 벌어진) 소정의 공간에 부분적으로 삽입되고 볼팅(또는 리벳팅)으로 결합되는 구조이다.

상기 로워암에는 서브프레임에 가해지는 진동이 차체에 직접적으로 전달되지 않도록 두 개의 마운트부시들이 결합된다. 상기 마운트부시는 탄성재질의 고무부시 및 볼팅체결이 가능하도록 상기 고무부시를 관통하여 결합된 관(管) 형상의 볼팅파이프가 결합되어 구성된다.

상기 로워암은 서브프레임 앞쪽의 A점과 뒷쪽의 G점에서 체결된다. 상기 마운트부시는 A점에서 (볼팅파이프가 눕혀지도록) 가로로 장착되며 G점에서는 (볼팅파이프가 세워지도록) 세로로 장착된다.

한편, 상기 로워암은 서브프레임의 G점으로 먼저 진입한 후, 소정의 각도로 회전하여 A점에 진입하는 순서로 조립된다.

이때, 로워암이 G점에 진입할 시, 볼트 체결을 위해서 마운트부시는 볼팅파이프의 중심이 서브프레임에 형성된 볼트홀과 개통되도록 위치되어야 한다.

그러나, 고정볼트의 삽입시 로워암이 흔들리면 볼팅파이프가 정위치를 이탈하는 문제가 있었으며, 이는 조립공정시 작업시간의 지연 및 작업자의 불편을 초래하였다.

따라서, 본 발명은 조립 공정시 작업자의 편의성을 향상하도록 로워암의 진입 후 로워암을 (가조립 상태에서) 가이드할 수 있는 차량용 서브프레임의 구조를 제공하는 것에 주목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상측패널과 하측패널 사이로 로워암의 마운트부시가 삽입되되, 상기 상측패널과 하측패널에 형성된 볼트홀들 사이로 상기 마운트부시의 볼팅파이프의 양단이 수직으로 위치하여 개통되면 고정볼트가 삽입되는 서브프레임의 구조에 있어서, 상기 상측패널과 하측패널의 내측으로 어느 한 곳이나 두 곳 모두에는 볼팅파이프에 맞닿아 로워암의 진입을 단속하는 가이드부재가 부설되되, 상기 로워암이 가이드부재에 의해 정지된 위치에서 상기 볼팅파이프는 고정볼트가 삽입되도록 상측패널과 하측패널의 볼트홀들과 개통되는 것을 특징으로 한다.

상기 가이드부재는 바(bar) 형상으로서 상측패널 및 하측패널에 형성되어 각각이 볼팅파이프의 상단과 하단에서 맞닿게 되되, 상측패널에 형성된 가이드부재와 하측패널에 형성된 가이드부재는 서로 빗각을 이루며 엇갈리도록 다른 방향을 향하여 배치된다.

상기 가이드부재는 상측패널 또는 하측패널 내에서 용접으로 접합된다.

그리고, 상기 가이드부재는 상측패널 또는 하측패널에서 두 개가 서로 이격되어 배치되되, 그 사이로 볼팅파이프가 진입하여 안착되도록 상기 가이드부재들은 탄성재질로 제조되며 서로 대향하여 오목홈이 형성되고 일측 끝단에서만 접합된다.

상기와 같은 구성의 본 발명은 로워암의 진입시 가이드부재가 상기 로워암을 정위치에서 정지시키므로 볼팅체결을 위한 로워암의 가장착 시 고정볼트를 더욱 용이하게 삽입시킬 수 있는 효과가 있다.

상측패널과 하측패널의 가이드부재들은 서로 엇갈린 방향으로 배치되어 최소한의 크기를 갖는 가이드부재가 더 효율적으로 로워암의 진입을 단속할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 상기 가이드부재는 볼팅파이프가 사이에 삽입고정되도록 두 개가 배치되어 볼팅체결시 로워암을 더 견고히 고정시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 서브프레임에 로워암이 결합된 모습을 도시한 평면도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 서브프레임에 로워암이 결합된 모습을 도시한 평면도 및 서브프레임에 형성된 가이드부재들에 의해 볼팅파이프의 진입이 단속된 모습을 도시한 도면,
도 3 은 도 2 의 A-A 단면도,
도 4 는 도 2 의 B-B 단면도,
도 5 는 본 발명의 다른 실시예에 따라 가이드부재가 서브프레임 내에 부설된 모습을 도시한 투시도,
도 6 은 도 5 의 가이드부재들 사이로 볼팅파이프가 진입하여 안착되는 모습을 순차적으로 도시한 부분단면도,
도 7 은 본 발명의 다양한 실시예들에 따라 가이드부재가 부설된 모습들을 도시한 단면도들.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 서브프레임의 구조를 더욱 상세히 설명한다.

본 발명의 서브프레임(100)은 상측패널(100a)과 하측패널(100b)의 상하로 배치되어 결합되되, 로워암(200)이 결합되는 A점과 G점에서는 로워암(200)이 삽입될 수 있도록 (도 3 과 도 4 와 같이) 개구된 형태로 형성된다. 그리고, 로워암(200)이 삽입되는 지점에서는 고정볼트(30) 및 너트(31)를 통해 볼팅체결되도록 볼트홀들이 형성된다. 아울러, 상기 로워암(200)은 서브프레임(100)에 삽입되는 부분들에서 고무부시(22)와 볼팅파이프(21)로 구성된 마운트부시(20)가 장착되되, 위에서 설명된 바와 같이 A점에서는 볼팅파이프가 가로로 배치되는 상태로 삽입되며 G점에서는 볼팅파이프(21)가 양단이 상측패널(100a)과 하측패널(100b) 사이에서 수직을 이루도록 세로로 배치된다. 상기 마운트부시(20)는 고무부시(21)의 중앙에서 볼팅파이프(21)과 양면을 관통하도록 배치되되, 볼팅파이프(21)의 끝단은 양측으로 고무부시(22)에서 돌출되도록 장착되고(도 3, 도 4 참조), 고무부시(22)는 원통형 형상이되 탄성변형을 촉진하도록 소정의 크기로 간극(23)이 형성된 형상을 갖는다.

도 2 를 참조하면, 본 발명의 상측패널(100a)과 하측패널(100b)에는 로워암(200)의 진입시 볼팅파이프(21)에 맞닿아 이동을 단속하는 가이드부재(10: 10a, 10b, 10c)가 형성된다. 상기 가이드부재(10)는 상측패널(100a)과 하측패널(100b) 중 어느 한 곳 또는 두 곳 모두에 형성된다.

상기 가이드부재(10)는 가이드부재(10)에 의해 로워암(200)이 정지된 위치에서 볼팅파이프(21)가 상측패널(100a)과 하측패널(100b)의 볼트홀들과 개통될 수 있는 위치에 부설된다.

본 발명에 따른 상기 가이드부재(10)는 막대 모양의 바(bar) 형상으로서 상측패널(100a) 및 하측패널(100b) 모두에 형성되어 각각이 볼팅파이프(21)의 상단과 하단에서 맞닿게 구성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상측패널(100a)에 형성된 가이드부재(10a, 10b)와 하측패널(100b)에 형성된 가이드부재(10c)는 서로 엇갈리도록 다른 방향을 향하여 배치되는 것이 바람직하다.

따라서, 도 3 과 도 4 에 도시된 바와 같이, 상측패널(100a)과 하측패널(100b) 각각에 부설된 가이드부재들(10a, 10b, 10c)은 각각이 다른 방향에서 고무부시(22)에서 돌출된 볼팅파이프(21)의 양측 끝단을 지지함으로서 로워암(200)이 정위치를 벗어나 서브프레임(100) 내부로 과도하게 진입하는 것을 방지한다. 이때, 상측패널(100a) 및 하측패널(100b)의 볼트홀들은 볼팅파이프(21)의 중앙과 정렬되어 개통되므로 고정볼트(30) 및 너트(31)를 사용하여 로워암을 고정시킬 수가 있다.

상기 가이드부재들(10a, 10b, 10c)은 종래의 서브프레임에 용접이나 리벳팅 등을 통하여 부설될 수 있으므로 종래의 서브프레임에 추가적으로 부설하여 구성할 수 있다. 그리고, 가이드부재 규격의 공용화를 통하여 서브프레임의 크기 및 형상에 상관없이 공통적으로 적용되도록 구성되는 것이 바람직하다.

아울러, 도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 가이드부재(10)는 두 개의 가이드부재들 사이로 볼팅파이프가 진입하여 안착될 수 있도록 구성될 수 있다.

즉, 두 개의 가이드부재들(10)은 서로 이격되어 배치되되, 볼팅파이프(21)의 진입시 입구측이 되는 일측이 탄성적으로 확장되도록 배치된다. 상기 가이드부재들(10)은 소정의 탄성을 갖는 금속재질로 제조되며 (입구측의 대향측에서) 부분적으로 리벳(12)이나 용접 등을 통해 상측패널(100a) 또는 하측패널(100b)에 접합된다.

그리고, 사이로 진입한 볼팅파이프(21)가 구속되도록 서로 대향하여 오목홈(11)이 형성된다. 상기 오목홈(11)의 곡률과 가이드부재들 사이의 거리 및 배치각도는 볼팅파이프(21)의 직경에 따라 결정된다.

도 6 에 도시된 바와 같이, (서브프레임 안쪽으로 로워암이 진입함에 따라) 볼팅파이프(21)가 가이드부재들(10)을 향해 접근하여 진입할 때, 상기 가이드부재들(10)의 끝단은 볼팅파이프(21)의 외주면을 따라 탄성확장하되 볼팅파이프(21)가 오목홈(11)에 위치하여 안착되면 로워암(200)은 서브프레임(100) 내에서 고정된 상태로 가장착된다. 이와 같이 로워암(200)이 고정된 상태에서 작업자는 고정볼트(30)를 더 용이하게 삽입할 수 있다.

본 발명에 따른 가이드부재는 도 7 에 도시된 바와 같이, 상측패널 및 하측패널 중 어느 한 곳 또는 두 곳 모두에 하나 또는 두 개의 가이드부재들을 다양하게 조합하여 배치함으로서, 로워암이 정위치를 벗어나는 것을 방지할 수 있다. 이때, 가이드부재들은 전술한 바와 같은 오목홈이 추가적으로 형성될 수 있다.

이상과 같이 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10 : 가이드부재
11 : 오목홈
20 : 마운트부시
21 : 볼팅파이프
100 : 서브프레임
200 : 로워암

Claims (4)

1. 상측패널과 하측패널 사이로 로워암의 마운트부시가 삽입되되, 상기 상측패널과 하측패널에 형성된 볼트홀들 사이로 상기 마운트부시의 볼팅파이프의 양단이 수직으로 위치하여 개통되면 고정볼트가 삽입되는 서브프레임의 구조에 있어서,
   상기 상측패널과 하측패널의 내측으로 어느 한 곳이나 두 곳 모두에는 볼팅파이프에 맞닿아 로워암의 진입을 단속하는 가이드부재가 부설되되, 상기 로워암이 가이드부재에 의해 정지된 위치에서 상기 볼팅파이프는 고정볼트가 삽입되도록 상측패널과 하측패널의 볼트홀들과 개통되며,
   상기 가이드부재는 상측패널 또는 하측패널에서 두 개가 서로 이격되어 배치되되, 그 사이로 볼팅파이프가 진입하여 안착되도록 상기 가이드부재들은 탄성재질로 제조되며 서로 대향하여 오목홈이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 서브프레임의 구조.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드부재는 바(bar) 형상으로서 상측패널 및 하측패널에 형성되어 각각이 볼팅파이프의 상단과 하단에서 맞닿게 되되, 상측패널에 형성된 가이드부재와 하측패널에 형성된 가이드부재는 서로 엇갈리도록 다른 방향을 향하여 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 서브프레임의 구조.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 가이드부재는 상측패널 또는 하측패널 내에서 용접으로 접합되는 것을 특징으로 하는 차량용 서브프레임의 구조.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가이드부재는 일측 끝단에서만 접합된 것을 특징으로 하는 차량용 서브프레임의 구조.
   

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