KR102175261B1 - 전륜 스트럿 마운팅 유닛 및 이를 적용한 차량 - Google Patents

전륜 스트럿 마운팅 유닛 및 이를 적용한 차량 Download PDF

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Abstract

본 발명의 전륜 스트럿 마운팅 유닛은 마운팅 볼트(40)의 헤드부위가 돌출되는 환형링 형상의 스트럿 플레이트(10), 스트럿 플레이트(10)가 저면부위로 끼워딤과 더불어 내부 공간으로 수용된 마운팅 볼트(40)의 헤드부위로 움직임이 구속되는 스트럿 캡(20), 마운팅 볼트(40)의 헤드부위가 들어오도록 개폐되는 스윙도어(25), 스트럿 캡(20)의 내부공간에서 스윙도어(25)를 탄발지지하는 힌지 스프링(30)을 포함함으로써 차량의 전륜쪽 프론트 스트럿을 구성하는 탑 프론트 스트럿 마운팅(100)과 스트럿 로드(200-1)의 마운팅 부위가 스트럿 플레이트(10)와 마운팅 볼트(40)에 의한 강한 고정력으로 외란 조건에서도 내구성 저하를 가져오지 않고, 마운팅 볼트(40)로 구속된 스트럿 캡(20)에 의한 외부노출차단으로 부품 이탈에 의한 이물질 끼임과 이음을 방지하면서 스트럿 현가(200)의 A/S가 용이한 특징을 갖는다.

Description

전륜 스트럿 마운팅 유닛 및 이를 적용한 차량{Front Strut Mounting Unit and Vehicle thereby}
본 발명은 전륜 스트럿 마운팅에 관한 것으로, 특히 이물질 끼임과 이음 방지 작용을 일체화 한 전륜 스트럿 마운팅 유닛이 적용된 차량에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 전륜 부위를 이루는 펜더 에이프론(fender apron)부위로 형성된 탑 프론트 스트럿 마운팅은 차량의 전륜쪽에 설치된 프론트 스트럿 현가의 스트럿 로드(Strut Rod)를 볼팅 체결함으로써 차체 강성 확보 및 차체 비틀림 억제와 함께 안전한 자량 운전을 가능하게 하는 균일한 차량 하중 분포로 도와주는 부위이다.
그러므로, 탑 프론트 스트럿 마운팅과 스트럿 로드(Strut Rod)가 볼팅 체결된 마운팅부위는 차량의 승차감과 조종안정성 및 소음진동 성능에 중요한 인자로 작용하는 입력점으로 작용하고, 보다 강화된 입력점 강성이 요구된다.
이를 위해, 중대형 차량에서는 스트럿 캡과 카울탑 커버로 구성된 보강부재나 또는 스트럿 캡 일체형 카울탑 커버로 구성된 보강부재로 마운팅부위의 강성을 보강하고, 이를 통해 프론트 스트럿 현가의 입력점 강성을 강화시켜 준다.
국내특허공개 10-2014-0024655(2014년03월03일)
하지만, 스트럿 캡과 카울탑 커버 또는 캡 일체형 카울탑 커버를 이용한 구조는 카울 부위와 연계된 상태에서 볼팅 체결된 마운팅부위를 단순히 감싸 줌으로써 시간 경과에 따른 내구성 약화를 가져오고, 이러한 내구성 약화는 입력점 강성 저하와 함께 차량 품질문제도 함께 가져올 수밖에 없다.
내구성 약화에 의한 품질문제의 예로서, 스트럿 캡 이탈 및 마운팅부위 노출로 인한 스트럿 로드 부식 우려, 마운팅부위 유동 및 이물질 유입에 의한 이음 발생, 마운팅부위 강성 부족에 의한 차량 핸들링 성능 악화 및 주행성 저하 등이 있다. 특히, 탑 프론트 스트럿 마운팅과 스트럿 로드의 마운팅부위에 끼인 이물질 과 이음은 별도의 인슐레이터 캡으로 해소될 수 있으나, 이는 인슐레이터 캡의 장착을 위한 별도 의장라인을 필요로 함으로써 조립성 저하라는 또 다른 문제를 가져올 수밖에 없다.
한편, 스트럿 캡과 카울탑 커버 또는 캡 일체형 카울탑 커버를 이용한 구조는 카울탑 커버가 카울 부위와 연계됨으로써 스트럿 탈착시 카울탑 커버 전체가 탈착되어야 하므로 A/S 측면도 불리할 수밖에 없다.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 탑 프론트 스트럿 마운팅과 스트럿 로드의 마운팅부위에 볼팅 체결된 부품 들이 서로 연계되어 고정됨으로써 지속적으로 가해지는 범프와 리바운드 조건에서도 내구성 저하를 가져오지 않고, 특히 부품 이탈에 의한 이물질 끼임과 이음을 방지한 전륜 스트럿 마운팅 유닛 및 이를 적용한 차량의 제공에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전륜 스트럿 마운팅 유닛은 등간격으로 이격된 제1,2,3 볼팅 홀이 천공된 환형링 형상의 스트럿 플레이트; 상기 제1,2,3 볼팅 홀로 각각 삽입된 상태에서 헤드부위가 상기 스트럿 플레이트의 밖으로 돌출되는 마운팅 볼트; 상기 스트럿 플레이트가 저면부위로 끼워지고, 내부 공간으로 수용된 상기 마운팅 볼트의 헤드부위로 움직임이 구속되는 스트럿 캡; 상기 스트럿 캡의 내부공간으로 상기 마운팅 볼트의 헤드부위가 들어오도록 상기 스트럿 캡에 힌지 고정되어 개폐되는 스윙도어; 상기 스트럿 캡의 내부공간에서 상기 스윙도어를 탄발지지하는 힌지 스프링; 이 포함된 것을 특징으로 한다.
상기 스트럿 캡은 상기 스트럿 플레이트가 저면부위로 끼워진 상태에서 상기 마운팅 볼트를 향해 회전됨으로써 상기 마운팅 볼트의 헤드부위가 내부공간으로 수용된다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전륜 스트럿 마운팅 유닛을 적용한 차량은 마운팅 볼트의 헤드부위가 돌출되는 환형링 형상의 스트럿 플레이트, 스트럿 플레이트가 저면부위로 끼워짐과 더불어 내부 공간으로 수용된 마운팅 볼트의 헤드부위로 움직임이 구속되는 스트럿 캡, 마운팅 볼트의 헤드부위가 들어오도록 개폐되는 스윙도어, 스트럿 캡의 내부공간에서 스윙도어를 탄발지지하는 힌지 스프링으로 이루어진 전륜 스트럿 마운팅 유닛; 엔진룸의 좌우양쪽에서 차륜이 위치되는 공간을 형성해주는 에이프런부위로 형성되고, 상기 마운팅 볼트가 관통하는 볼팅홀이 뚫려진 탑 프론트 스트럿 마운팅; 상기 탑 프론트 스트럿 마운팅의 하부로 장착되고, 상기 마운팅 볼트가 관통하는 볼팅홀이 뚫려진 스트럿 로드로 이루어진 스트럿 현가; 가 포함된 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 전륜 스트럿 마운팅 유닛은 탑 프론트 스트럿 마운팅과 스트럿 로드의 마운팅부위를 스트럿 캡으로 완전히 감싸면서 서로 간 고정에 의한 일체화가 이루어짐으로써 이를 적용한 차량은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째로 스트럿 캡 이탈과 같은 현상이 방지된 내구 강화가 이루어지고, 둘째로 마운팅부위에 대한 부식발생이 개선되며, 셋째로 마운팅부위 유동 및 이물질 유입을 방지함으로써 이음이 억제되고, 넷째로 마운팅부위의 강성 유지에 의한 주행성 향상으로 차량 핸들링 성능이 개선되며, 다섯째로 기존 의장라인을 이용한 조립작업과 조립성 향상이 가능하고, 여섯째로 스트럿 현가 탈착 시 카울탑 커버 전체에 대한 탈착이 불필요하며, 일곱째로 카울탑 일체형 구조대비 원가절감이 이루어진다.
도 1은 본 발명에 따른 전륜 스트럿 마운팅 유닛의 구성이고, 도 2,3은 본 발명에 따른 전륜 스트럿 마운팅 유닛의 구성요소에 대한 세부 구조이며, 도 4는 본 발명에 따른 전륜 스트럿 마운팅 유닛의 결합 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 전륜 스트럿 마운팅 유닛이 프론트 스트럿에 적용된 차량의 예이며, 도 6은 본 발명에 따른 전륜 스트럿 마운팅 유닛의 프론트 스트럿 체결 상태이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1,2,3은 본 실시예에 따른 전륜 스트럿 마운팅 유닛의 구성을 나타낸다.
도시된 바와 같이, 전륜 스트럿 마운팅 유닛은 스트럿 플레이트(10), 스트럿 캡(20), 힌지 스프링(30), 마운팅 볼트(40)로 구성된다.
구체적으로, 상기 스트럿 플레이트(10)는 중앙홀이 천공된 환형링 구조의 인서트 바디(11)와, 인서트 바디(11)의 직경(D)보다 작은 직경으로 동심원을 형성해 인서트 바디(11)에서 돌출된 밀착 바디(13), 인서트 바디(11)와 밀착 바디(13)를 관통하도록 뚫려진 제1,2,3 볼팅 홀(15-1,15-2,15-3)로 구성된다. 특히, 상기 제1,2,3 볼팅 홀(15-1,15-2,15-3)은 120도 각도(a)의 등 간격으로 형성된다. 또한, 상기 제1,2,3 볼팅 홀(15-1,15-2,15-3)의 내경에는 암나사가 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 스트럿 캡(20)은 원기둥형상의 캡 바디(21), 캡 바디(21)에서 방사상으로 뻗은 중공 박스형상을 이루어 개구된 바닥부를 갖는 제1,2,3 브랜치 암(23-1,23-2,23-3), 제1,2,3 브랜치 암(23-1,23-2,23-3)의 각각에 개폐가능하도록 힌지 고정된 스윙 도어(25)로 구성된다. 특히, 상기 제1,2,3 브랜치 암(23-1,23-2,23-3)은 120도 각도(a)의 등 간격으로 형성되고, 동일한 한쪽 측면쪽으로 스윙 도어(25)를 각각 구비하며, 내측 직경(D)보다 외측 직경(d)이 작게 형성된 부위를 가짐으로써 각각의 바닥부에 단차를 형성해 스트럿 플레이트(10)의 인서트 바디(11)가 끼워진다. 이때, 상기 제1,2,3 브랜치 암(23-1,23-2,23-3)가 형성하는 내측 직경(D)은 상기 인서트 바디(11)의 외측직경(D)과 동일함으로써 결합상태에서 고정력을 형성한다. 또한, 상기 스윙 도어(25)는 제1,2,3 브랜치 암(23-1,23-2,23-3)의 안쪽 공간에 구비된 힌지 스프링(30)으로 탄발지지됨으로써 열림 후 힌지 스프링(30)의 탄성복원력을 이용해 원복된다.
구체적으로, 상기 힌지 스프링(30)은 스트럿 캡(20)을 이루는 제1,2,3 브랜치 암(23-1,23-2,23-3)의 안쪽 공간으로 각각 구비된 토션 스프링 타입으로 이루어진다. 그러므로, 상기 힌지 스프링(30)은 한쪽의 연장부가 스윙 도어(25)를 탄발지지함으로써 열려진 스윙 도어(25)가 다시 닫히는 탄성복원력을 제공한다.
구체적으로, 상기 마운팅 볼트(40)는 외주면에 숫나사를 형성한 볼트축과 공구를 이용하기 위한 헤드로 이루어져 스트럿 플레이트(10)의 인서트 바디(11)에 형성된 제1,2,3 볼팅 홀(15-1,15-2,15-3)로 체결된다. 그러므로, 마운팅 볼트(40)는 통상적인 볼트와 동일하다.
한편, 도 4는 전륜 스트럿 마운팅 유닛의 결합 단면을 나타낸다.
도시된 바와 같이, 전륜 스트럿 마운팅 유닛은 스트럿 플레이트(10)와 스트럿 캡(20), 힌지 스프링(30) 및 마운팅 볼트(40)가 서로 결합됨으로써 조립된다.
이러한 조립상태가 되면, 상기 마운팅 볼트(40)는 인서트 바디(11)의 제1,2,3 볼팅 홀(15-1,15-2,15-3)로 체결되어 스트럿 플레이트(10)와 결합되고, 상기 스트럿 플레이트(10)는 인서트 바디(11)가 스트럿 캡(20)을 이루는 제1,2,3 브랜치 암(23-1,23-2,23-3)의 바닥부에 형성된 단차면으로 끼워짐으로써 스트럿 캡(20)과 고정력을 형성하며, 상기 스트럿 캡(20)은 스윙 도어(25)를 통해 제1,2,3 브랜치 암(23-1,23-2,23-3)의 안쪽 공간으로 마운팅 볼트(40)의 헤드가 위치됨으로써 마운팅 볼트(40)로 구속되고, 상기 힌지 스프링(30)은 닫혀진 스윙 도어(25)에 탄성력을 가함으로써 외력에 의한 스윙 도어(25)의 열림을 방지한다.
한편, 도 5는 본 실싱에 따른 전륜 스트럿 마운팅 유닛이 프론트 스트럿에 적용된 차량의 예를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 프론트 스트럿은 탑 프론트 스트럿 마운팅(100), 탑 프론트 스트럿 마운팅(100)에 장착되는 스트럿 로드(200-1)를 구비한 스트럿 현가(200)로 구성된다.
상기 탑 프론트 스트럿 마운팅(100)은 엔진룸의 좌우양쪽에서 차륜이 위치되는 공간을 형성해주는 에이프런부위로 형성되고, 120도 등 간격으로 내주면에 암나사가 형성된 볼팅홀을 구비한다.
상기 스트럿 로드(200-1)는 쇽업소버의 구성요소이고, 쇽업소버 실린더 하우징에 120도 등 간격으로 내주면에 암나사가 형성된 볼팅홀을 구비한다. 그러므로, 상기 스트럿 로드(200-1)는 쇽업소버와 함께 현가장치를 구성함으로써 상기 스트럿 현가(200)는 차륜의 너클부위를 이용해 체결되는 스트럿 타입 현가장치이다.
상기 전륜 스트럿 마운팅 유닛(1)은 도 1내지 4를 통해 기술된 스트럿 플레이트(10), 스트럿 캡(20), 힌지 스프링(30), 마운팅 볼트(40)로 구성된다.
한편, 도 6은 전륜 스트럿 마운팅 유닛(1)이 탑 프론트 스트럿 마운팅(100)에 체결되는 조립상태를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 마운팅 볼트(40)가 인서트 바디(11)의 제1,2,3 볼팅 홀(15-1,15-2,15-3)과 탑 프론트 스트럿 마운팅(100)의 볼팅홀을 통과해 스트럿 로드(200-1)에 형성된 볼팅홀과 나사 체결됨으로써 스트럿 플레이트(10)가 탑 프론트 스트럿 마운팅(100)에 고정된 상태로 장착된다.
이어, 탑 프론트 스트럿 마운팅(100)에 스트럿 플레이트(10)가 고정된 상태에서 인서트 바디(11)에 제1,2,3 브랜치 암(23-1,23-2,23-3)의 바닥부에 형성된 단차면을 끼워줌으로써 스트럿 플레이트(10)에 스트럿 캡(20)을 결합하여 준다. 이때, 스트럿 캡(20)은 스트럿 플레이트(10)의 인서트 바디(11)로 돌출된 마운팅 볼트(40)의 헤드부위를 피해 위치시켜 준다.
이 후, 제1,2,3 브랜치 암(23-1,23-2,23-3)에 구비된 스윙 도어(25)가 마운팅 볼트(40)의 헤드부위와 접촉되도록 스트럿 캡(20)을 마운팅 볼트(40)쪽으로 회전시켜 주고, 스윙 도어(25)와 마운팅 볼트(40)의 헤드부위가 서로 접촉된 상태에서 스트럿 캡(20)을 더욱 회전시켜준다. 그러면, 스윙 도어(25)는 힌지 스프링(30)을 밀어내면서 열려짐으로써 마운팅 볼트(40)의 헤드부위가 제1,2,3 브랜치 암(23-1,23-2,23-3)의 안쪽 공간으로 수용되고, 열려진 스윙 도어(25)는 힌지 스프링(30)이 가하는 탄성복원력으로 다시 닫혀진 상태로 원복된다.
그 결과, 마운팅 볼트(40)는 스트럿 플레이트(10)와 탑 프론트 스트럿 마운팅(100) 및 스트럿 로드(200-1)를 강하게 고정시켜주고, 스트럿 캡(20)은 스트럿 플레이트(10)와 끼워진 상태에서 제1,2,3 브랜치 암(23-1,23-2,23-3)의 안쪽공간으로 위치된 마운팅 볼트(40)의 헤드부위로 구속된 상태가 된다.
그러므로, 탑 프론트 스트럿 마운팅(100)과 스트럿 로드(200-1)의 마운팅부위가 전륜 스트럿 마운팅 유닛(1)과 연계됨으로써 다음과 같은 장점이 구현된다.
첫째로, 스트럿 플레이트(10)와 마운팅 볼트(40)에 의한 강한 고정력 유지로 입력점 강성 저하와 함께 차량 품질문제를 함께 가져오는 시간 경과에 따른 내구성 약화가 방지된다. 둘째로, 마운팅 볼트(40)로 구속된 스트럿 캡(20)에 의한 외부노출차단으로 스트럿 캡(20)의 이탈 및 마운팅부위 노출로 인한 스트럿 로드 부식 우려, 마운팅부위 유동 및 이물질 유입에 의한 이음 발생, 마운팅부위 강성 부족에 의한 차량 핸들링 성능 악화 및 주행성 저하 등이 방지된다. 셋째로, 스트럿 캡(20)을 분리한 후 마운팅 볼트(40)를 풀어 스트럿 플레이트(10)를 탑 프론트 스트럿 마운팅(100)에서 분리하는 간단한 작업만으로 스트럿 현가(200)가 탈착될 수 있으므로 A/S 측면도 유리하다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 전륜 스트럿 마운팅 유닛은 마운팅 볼트(40)의 헤드부위가 돌출되는 환형링 형상의 스트럿 플레이트(10), 스트럿 플레이트(10)가 저면부위로 끼워짐과 더불어 내부 공간으로 수용된 마운팅 볼트(40)의 헤드부위로 움직임이 구속되는 스트럿 캡(20), 마운팅 볼트(40)의 헤드부위가 들어오도록 개폐되는 스윙도어(25), 스트럿 캡(20)의 내부공간에서 스윙도어(25)를 탄발지지하는 힌지 스프링(30)을 포함함으로써 차량의 전륜쪽 프론트 스트럿을 구성하는 탑 프론트 스트럿 마운팅(100)과 스트럿 로드(200-1)의 마운팅 부위가 스트럿 플레이트(10)와 마운팅 볼트(40)에 의한 강한 고정력으로 외란 조건에서도 내구성 저하를 가져오지 않고, 마운팅 볼트(40)로 구속된 스트럿 캡(20)에 의한 외부노출차단으로 부품 이탈에 의한 이물질 끼임과 이음을 방지하면서 스트럿 현가(200)의 A/S가 용이하다.
10 : 스트럿 플레이트 11 : 인서트 바디
13 : 밀착 바디 15-1,15-2,15-3 : 제1,2,3 볼팅 홀
20 : 스트럿 캡 21 : 캡 바디
23-1,23-2,23-3 : 제1,2,3 브랜치 암
25 : 스윙 도어 30 : 힌지 스프링
40 : 마운팅 볼트
100 : 탑 프론트 스트럿 마운팅
200 : 스트럿 현가 200-1 : 스트럿 로드

Claims (9)

  1. 등간격으로 이격된 제1,2,3 볼팅 홀이 천공된 환형링 형상의 스트럿 플레이트;
    상기 제1,2,3 볼팅 홀로 각각 삽입된 상태에서 헤드부위가 상기 스트럿 플레이트의 밖으로 돌출되는 마운팅 볼트;
    상기 스트럿 플레이트가 저면부위로 끼워지고, 내부 공간으로 수용된 상기 마운팅 볼트의 헤드부위로 움직임이 구속되는 스트럿 캡;
    상기 스트럿 캡의 내부공간으로 상기 마운팅 볼트의 헤드부위가 들어오도록 상기 스트럿 캡에 힌지 고정되어 개폐되는 스윙도어;
    상기 스트럿 캡의 내부공간에서 상기 스윙도어를 탄발지지하는 힌지 스프링;
    이 포함된 것을 특징으로 하는 전륜 스트럿 마운팅 유닛.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 스트럿 캡은 상기 스트럿 플레이트가 저면부위로 끼워진 상태에서 상기 마운팅 볼트를 향해 회전됨으로써 상기 마운팅 볼트의 헤드부위가 내부공간으로 수용되는 것을 특징으로 하는 전륜 스트럿 마운팅 유닛.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 스트럿 플레이트는 중앙홀이 천공된 환형링 형상을 이루어 상기 스트럿 플레이트가 저면부위로 끼워지는 직경을 갖는 인서트 바디, 상기 인서트 바디와 동심원을 형성하면서 상기 인서트 바디의 돌출된 하부를 이루는 밀착 바디로 구성되고, 상기 볼팅홀은 상기 인서트 바디와 상기 밀착 바디를 관통하도록 뚫려진 것을 특징으로 하는 전륜 스트럿 마운팅 유닛.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 스트럿 캡은 원기둥형상의 캡 바디, 상기 캡 바디에서 방사상으로 뻗은 개구된 바닥부를 갖는 제1,2,3 브랜치 암으로 구성되고;
    상기 제1,2,3 브랜치 암은 상기 스트럿 플레이트가 저면부위로 끼워지는 단차면, 상기 마운팅 볼트의 헤드부위가 수용되는 내부공간을 구비하며, 상기 스윙도어와 상기 힌지 스프링을 구비한 것을 특징으로 하는 전륜 스트럿 마운팅 유닛.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 단차면은 상기 스트럿 플레이트의 외경이 끼워져 고정되는 직경으로 형성된 것을 특징으로 하는 전륜 스트럿 마운팅 유닛.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 힌지 스프링은 토션 스프링이고, 한쪽의 연장부가 상기 스윙 도어를 탄발지지하는 것을 특징으로 하는 전륜 스트럿 마운팅 유닛.
  7. 청구항1내지 6중 어느 한 항에 의한 볼팅홀이 뚫려진 스트럿 플레이트, 스트럿 캡, 스윙도어, 힌지 스프링, 마운팅 볼트로 이루어진 전륜 스트럿 마운팅 유닛;
    엔진룸의 좌우양쪽에서 차륜이 위치되는 공간을 형성해주는 에이프런부위로 형성되고, 상기 마운팅 볼트가 관통하는 볼팅홀이 뚫려진 탑 프론트 스트럿 마운팅;
    상기 탑 프론트 스트럿 마운팅의 하부로 장착되고, 상기 마운팅 볼트가 관통하는 볼팅홀이 뚫려진 스트럿 로드로 이루어진 스트럿 현가;
    가 포함된 것을 특징으로 하는 전륜 스트럿 마운팅 유닛을 적용한 차량.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 탑 프론트 스트럿 마운팅의 볼팅홀과 상기 스트럿 로드의 볼팅홀은 상기 스트럿 플레이트의 볼팅홀과 동일한 수량인 것을 특징으로 하는 전륜 스트럿 마운팅 유닛을 적용한 차량.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 스트럿 로드의 볼팅홀은 상기 스트럿 현가의 구성요소인 쇽업소버 실린더 하우징에 형성된 것을 특징으로 하는 전륜 스트럿 마운팅 유닛을 적용한 차량.
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