KR102237071B1 - 서브프레임 부시 - Google Patents

Abstract

서브프레임 부시가 개시된다. 개시된 서브프레임 부시는 서브프레임을 차체에 장착하기 위한 것으로서, ⅰ)서브프레임의 부시 마운팅부에 압입되는 아웃터 파이프와, ⅱ)아웃터 파이프의 내부에 삽입되는 제1 인너 파이프와, ⅲ)제1 인너 파이프의 내부에 삽입되며, 서브프레임과 차체를 상하 방향으로 연결하는 제2 인너 파이프와, ⅳ)제2 인너 파이프의 상단부 및 하단부 측에 각각 배치되는 스토퍼와, ⅴ)아웃터 파이프의 내주면과 제1 인너 파이프의 외주면 사이, 제1 인너 파이프의 내주면과 제2 인너 파이프의 외주면 사이, 및 스토퍼와 제1 인너 파이프의 상하 단부 사이에 각각 구비되는 러버를 포함할 수 있다.

Description

서브프레임 부시 {SUBFRAME BUSH}

본 발명의 실시예는 차량용 서브프레임에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서브프레임을 차체에 장착하기 위한 서브프레임 부시에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 서브프레임은 차축과 차체 프레임을 유연하게 연결하여, 주행 중 노면에서 받는 진동이나 충격을 흡수하여 승차감 및 자동차의 안정성을 향상시키고 있다.

서브프레임은 마운팅 부시를 개재하여 차체에 장착된다. 마운팅 부시는 엔진의 공전 및 운전 시 발생하는 소음, 진동 그리고 불균일한 노면 등으로 인하여 발생되는 충격이 차체로 전달되는 것을 차단하도록, 아웃 파이프와 인너 파이프 그리고 이들 사이에 개재되는 러버로 구성되어 있다.

이와 같은 서브프레임 부시는 차체 하부의 진동을 절연하여 NVH를 개선하기 위해서는 상하 강성이 낮은 것이 유리하며, 차량의 핸들링 성능을 위해서는 전후 좌우 강성이 높은 것이 유리하다.

그러나, 종래 기술의 서브프레임 부시는 상하/좌우/전후 강성을 독립적으로 제어할 수 없기 때문에, NVH 성능 및 핸들링 성능 모두를 개선하는 것은 어려운 실정이다.

즉, 종래 기술의 서브프레임 부시는 러버의 양과 경도에 비례하여 방향별 강성이 증가하는 타입으로, 러버의 경도를 올리거나 러버의 양을 늘리게 되면 모든 방향의 강성이 올라가게 되므로, 방향별 강성 튜닝에 한계가 있다. 특히, 핸들링을 중시하는 유럽 차량의 경우에는 전후/좌우의 횡강성을 높이기 위해 러버를 배제한 솔리드 타입을 사용하고 있다.

부연 설명하면, 종래 기술의 서브프레임 부시는 핸들링 성능을 개선하기 위해 전후/좌우 강성을 높이면 상하 강성도 함께 증가하게 되므로, NVH 성능을 약화시킬 수 있다.

서브프레임에 동일 하중이 작용할 때 서브프레임 부시의 변형 거동을 살펴보면, 종래 기술에서는 서브프레임 부시의 상하 강성을 낮추기 위해 인너 파이프 및 아웃터 파이프에 대한 러버의 접촉면적을 작게 하거나 러버의 경도를 낮추고 인너 파이프와 아웃터 파이프 사이의 거리를 증대시킬 수 있다. 그러나 이 경우는 서브프레임 부시의 전후/좌우 강성이 감소하게 된다.

그리고, 종래 기술에서는 서브프레임 부시의 전후/좌우 강성을 높이기 위해 인너 파이프 및 아웃터 파이프에 대한 러버의 접촉면적을 크게 하거나 러버의 경도를 높이고 인너 파이프와 아웃터 파이프 사이의 거리를 감소시킬 수 있다. 하지만 이 경우는 서브프레임 부시의 상하 강성 역시 함께 증가하게 된다.

따라서, 종래 기술에서는 서브프레임 부시의 전후/좌우/상하 강성을 개별적으로 제어하는데 한계가 있기 때문에, 차량의 핸들링 성능 및 NVH 성능을 동시에 개선하는데 어려움이 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 서브프레임의 입력 하중에 따른 상하 및 전후/좌우 강성을 개별적으로 제어할 수 있도록 한 서브프레임 부시를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 서브프레임 부시는, 서브프레임을 차체에 장착하기 위한 것으로서, ⅰ)서브프레임의 부시 마운팅부에 압입되는 아웃터 파이프와, ⅱ)상기 아웃터 파이프의 내부에 삽입되는 제1 인너 파이프와, ⅲ)상기 제1 인너 파이프의 내부에 삽입되며, 상기 서브프레임과 차체를 상하 방향으로 연결하는 제2 인너 파이프와, ⅳ)상기 제2 인너 파이프의 상단부 및 하단부 측에 각각 배치되는 스토퍼와, ⅴ)상기 아웃터 파이프의 내주면과 제1 인너 파이프의 외주면 사이, 상기 제1 인너 파이프의 내주면과 제2 인너 파이프의 외주면 사이, 및 상기 스토퍼와 상기 제1 인너 파이프의 상하 단부 사이에 각각 구비되는 러버를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 서브프레임 부시에 있어서, 상기 제1 인너 파이프는 상단 및 하단 가장자리 부분에 플랜지를 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 서브프레임 부시에 있어서, 상기 러버는 상기 아웃터 파이프의 내주면과 제1 인너 파이프의 외주면 사이에 가류 접착되는 메인 러버와, 상기 제1 인너 파이프의 내주면과 제2 인너 파이프의 외주면 사이에서 상기 제2 인너 파이프의 외주면에 가류 접착되어 상기 제1 인너 파이프와 제2 인너 파이프 간의 충격을 방지하는 적어도 하나의 제1 서브 러버와, 상기 스토퍼와 상기 제1 인너 파이프의 상하측 플랜지 사이에 각각 가류 접착되는 제2 서브 러버를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 서브프레임 부시에 있어서, 상기 스토퍼에는 상기 제2 인너 파이프의 중공과 연결되는 체결홀이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 서브프레임 부시에 있어서, 상기 제1 서브 러버는 링 형상으로서 상기 제1 인너 파이프의 내주면과 제2 인너 파이프의 외주면 사이에 한 쌍으로서 서로 이격되게 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 서브프레임 부시에 있어서, 상기 메인 러버와 제1 서브 러버는 상기 제2 서브 러버 보다 큰 경도를 갖는 것으로 구비될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 서브프레임의 입력 하중에 따른 상하 및 전후/좌우 강성을 개별적으로 제어함으로써 차량의 핸들링 성능 및 NVH 성능을 동시에 개선할 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 서브프레임 부시를 도시한 결합 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 서브 프레임 부시를 도시한 일부 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 서브 프레임 부시를 도시한 결합 단면 구성도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 서브 프레임 부시의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 서브프레임 부시를 도시한 결합 사시도이고, 도 2는 도 1의 일부 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 단면 구성도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 서브프레임 부시(100)는 차축과 차체 프레임을 유연하게 연결하여, 주행 중 노면에서 받는 진동이나 충격을 흡수하여 승차감 및 자동차의 안정성을 향상시키기 위한 서브프레임에 적용될 수 있다.

이러한 서브프레임 부시(100)는 도 3에서와 같이 서브프레임(1)을 차체(3)에 장착하기 위한 것으로서, 체결볼트(5)를 통해 서브프레임(1)을 차체(3)에 장착하는 마운팅 부시로서 구비된다.

본 발명의 실시예에 따른 서브프레임 부시(100)는 서브프레임(1)의 입력 하중에 따른 상하 및 전후/좌우 강성을 개별적으로 제어하며, 차량의 핸들링 성능 및 NVH 성능을 동시에 개선할 수 있는 구조로 이루어진다.

즉, 본 발명의 실시예에서는 서브프레임(1)의 입력 하중에 따른 상하 강성을 낮추며 차체(3) 하부의 진동을 절연하여 차량의 NVH 성능을 개선할 수 있고, 서브프레임(1)의 입력 하중에 따른 전후/좌우 강성(횡 강성)을 높이며 차량의 핸들링 성능을 개선할 수 있는 서브프레임 부시(100)를 제공한다.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 상기 서브프레임 부시(100)는 기본적으로, 아웃터 파이프(10), 제1 인너 파이프(30), 제2 인너 파이프(50), 스토퍼(70) 그리고 러버(20, 40, 60)를 포함하고 있다.

상기 아웃터 파이프(10)는 원형 단면의 파이프 형상으로서 서브프레임(1)의 부시 마운팅부(7)에 압입 설치된다. 상기 제1 인너 파이프(30)는 아웃터 파이프(10)에 대응하는 원형 단면의 파이프 형상으로서 그 아웃터 파이프(10)의 내부에 삽입 설치된다. 여기서 상기 제1 인너 파이프(30)는 상단 및 하단 가장자리 부분에 상하측 플랜지(31)를 형성하고 있다.

그리고, 상기 제2 인너 파이프(50)는 제1 인너 파이프(30)에 대응하는 원형 단면의 파이프 형상으로서 그 제1 인너 파이프(30)의 내부에 삽입 설치된다. 상기 제2 인너 파이프(50)는 체결볼트(5)를 통해 서브프레임(1)과 차체(3)를 상하 방향으로 연결하며 서브프레임(1)의 조립위치를 구속하는 바, 제2 인너 파이프(50)의 중공에는 체결볼트(5)가 결합된다.

상기 스토퍼(70)는 진동에 의한 변위 발생 시 서브프레임(1)의 상하 방향 위치를 제어해 주는 것으로, 제2 인너 파이프(50)의 상단부 및 하단부 측에 각각 배치되며, 체결볼트(5)를 통해 고정된다. 이에 상기 각각의 스토퍼(70)에는 제2 인너 파이프(50)의 중공과 연결되는 체결홀(71)이 형성된다.

본 발명의 실시예에서 상기 러버(20, 40, 60)는 아웃터 파이프(10)와 제1 인너 파이프(30) 사이, 제1 인너 파이프(30)와 제2 인너 파이프(50) 사이, 및 스토퍼(70)와 제1 인너 파이프(30)의 상하 단부 사이에 각각 구비된다.

이러한 러버(20, 40, 60)는 메인 러버(20), 제1 서브 러버(40) 및 제2 서브 러버(60)로 구비될 수 있다. 상기 메인 러버(20)는 전후/좌우 방향의 강성을 제어하는 것으로 아웃터 파이프(10)의 내주면과 제1 인너 파이프(30)의 외주면 사이에 가류 접착된다. 상기 제1 서브 러버(40)는 제1 인너 파이프(30)의 내주면과 제2 인너 파이프(50)의 외주면 사이에서 제2 인너 파이프(50)의 외주면에 가류 접착된다. 그리고 상기 제2 서브 러버(60)는 상하 방향의 강성을 제어하는 것으로 스토퍼(70)와 제1 인너 파이프(30)의 상하측 플랜지(31) 사이에 각각 가류 접착된다.

여기서, 상기 제1 서브 러버(40)는 제1 인너 파이프(30)의 내주면과 제2 인너 파이프(50)의 외주면 사이에서 이들 제1 인너 파이프(30)와 제2 인너 파이프(50) 간의 충격을 방지하기 위한 부시로서, 링 형상으로 구비된다. 예를 들면, 상기 제1 서브 러버(40)는 제1 인너 파이프(30)의 내주면과 제2 인너 파이프(50)의 외주면 사이에 한 쌍으로서 서로 이격되게 형성된다. 그리고, 상기 메인 러버(20)와 제1 서브 러버(40)는 제2 서브 러버(60) 보다 큰 경도를 갖는 것으로 구비될 수 있다.

따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 서브프레임 부시(100)에 의하면, 서브프레임(1)에 동일 하중이 작용하는 것으로 기준으로, 도 4a에서와 같이, 서브프레임 부시(100)에 하중이 상하 방향으로 입력되는 경우, 제1 서브 러버(40)가 미끄러지면서 제1 및 제2 인너 파이프(30, 50) 간의 상대 운동이 발생하게 된다.

그리고, 이 경우는 메인 러버(20)를 통한 전후/좌우 강성에 영향을 미치지 않고, 제2 서브 러버(60)를 통해 상하 방향의 강성을 감소시키며, 차체(3) 하부의 진동을 절연하여 차량의 NVH 성능을 개선할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 도 4b에서와 같이, 서브프레임 부시(100)에 하중이 전후/좌우 방향으로 입력되는 경우, 제1 서브 러버(40)를 통해 제1 및 제2 인너 파이프(30, 50) 간의 위치를 구속하며, 이들 제1 및 제2 인너 파이프(30, 50)의 충격을 방지할 수 있다.

그리고, 이 경우는 제2 서브 러버(60)를 통한 상하 강성에 영향을 미치지 않고, 메인 러버(20)를 통해 전후/좌우 강성을 증대시키며 차량의 핸들링 성능을 개선할 수 있다.

이로써, 본 발명의 실시예에서는 서브프레임(1)의 입력 하중에 따른 상하 및 전후/좌우 강성을 개별적으로 제어하며, 차량의 핸들링 성능 및 NVH 성능을 동시에 개선할 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에서는 서브프레임(1)에 동일 하중이 작용할 때, 상하 강성은 낮추고, 전후/좌우 강성을 솔리드 타입 수준으로 확보할 수 있기 때문에, 차량의 핸들링 성능 및 NVH 성능을 동시에 개선할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

1... 서브 프레임 3... 차체
5... 체결볼트 7... 부시 마운팅부
10... 아웃터 파이프 20... 메인 러버
30... 제1 인너 파이프 31... 플랜지
40... 제1 서브 러버 50... 제2 인너 파이프
60... 제2 서브 러버 70... 스토퍼
71... 체결홀

Claims (6)

1. 서브프레임을 차체에 장착하기 위한 서브프레임 부시로서,
   서브프레임의 부시 마운팅부에 압입되는 아웃터 파이프;
   상기 아웃터 파이프의 내부에 삽입되는 제1 인너 파이프;
   상기 제1 인너 파이프의 내부에 삽입되며, 상기 서브프레임과 차체를 상하 방향으로 연결하는 제2 인너 파이프;
   상기 제2 인너 파이프의 상단부 및 하단부 측에 각각 배치되는 스토퍼; 및
   상기 아웃터 파이프의 내주면과 제1 인너 파이프의 외주면 사이, 상기 제1 인너 파이프의 내주면과 제2 인너 파이프의 외주면 사이, 및 상기 스토퍼와 상기 제1 인너 파이프의 상하 단부 사이에 각각 구비되는 러버;를 포함하고,
   상기 제1 인너 파이프는 상단 및 하단 가장자리 부분에 플랜지를 형성하며,
   상기 러버는, 상기 아웃터 파이프의 내주면과 제1 인너 파이프의 외주면 사이에 가류 접착되는 메인 러버와, 상기 제1 인너 파이프의 내주면과 제2 인너 파이프의 외주면 사이에서 상기 제2 인너 파이프의 외주면에 가류 접착되어 상기 제1 인너 파이프와 제2 인너 파이프 간의 충격을 방지하는 적어도 하나의 제1 서브 러버와, 상기 스토퍼와 상기 제1 인너 파이프의 상하측 플랜지 사이에 각각 가류 접착되는 제2 서브 러버를 포함하는 서브프레임 부시.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서,
   상기 스토퍼에는 상기 제2 인너 파이프의 중공과 연결되는 체결홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 서브프레임 부시.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 서브 러버는 링 형상으로서 상기 제1 인너 파이프의 내주면과 제2 인너 파이프의 외주면 사이에 한 쌍으로서 서로 이격되게 형성되는 것을 특징으로 하는 서브프레임 부시.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 메인 러버와 제1 서브 러버는 상기 제2 서브 러버 보다 큰 경도를 갖는 것을 특징으로 하는 서브프레임 부시.

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