KR20120121439A - 크로스 플레이트를 이용한 버스용 실내 음압 저감 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크로스 플레이트를 이용한 버스용 실내 음압 저감 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 서스펜션의 양쪽 써포트빔을 크로스 플레이트로 연결하여 부밍 소음을 개선하는 동시에 서스펜션 모듈의 조립 작업성을 향상시킬 수 있도록 한 크로스 플레이트를 이용한 버스용 실내 음압 저감 장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 서포트빔에 크로스 플레이트 연결을 위한 베이스 플레이트를 용접하는 기존 방식과 달리, 서포트빔의 에어스프링 장착용 베이스판을 이용하여 크로스 플레이트를 연결함으로써, 부밍 소음을 개선하는 동시에 서스펜션 모듈의 조립 작업성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 크로스 플레이트를 이용한 버스용 실내 음압 저감 장치를 제공하고자 한 것이다.

Description

크로스 플레이트를 이용한 버스용 실내 음압 저감 장치{Device for reducing sound pressure level using cross plate}

본 발명은 크로스 플레이트를 이용한 버스용 실내 음압 저감 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 서스펜션의 양쪽 서포트빔을 크로스 플레이트로 연결하여 부밍 소음을 개선하는 동시에 서스펜션 모듈의 조립 작업성을 향상시킬 수 있도록 한 크로스 플레이트를 이용한 버스용 실내 음압 저감 장치에 관한 것이다.

대형 버스는 일반 승용차와 달리 다양한 종류의 소음이 실내로 유입되며, 대표적으로 부밍(booming, 우웅), 럼블(rumble, 퍼버벅), 래틀(rattle, 그르륵), 배기 소음, 보조 브레이크 소음, 투과 소음 등이 있다.

이러한 실내 유입 소음은 승객 편의성 및 장거리 승차감에 직접적인 영향을 끼치는 인자들로서, 최근에는 승객의 요구 수준이 높아짐에 따라 소음 저감 기술이 대형 버스의 상품성에 중요한 요소로 자리잡고 있다.

실내 유입 소음들 중, 특히 부밍 소음은 '우웅' 하며 고막을 압박하는 소음으로서, 음압 수준(Sound pressure level)이 높아 승객에게 불쾌감을 주는 소음이며, 대형 버스의 상품성을 저하시키는 요인이 되고 있다.

이러한 부밍음 해소를 위한 종래 기술로서, 대형 버스용 서스펜션 모듈에 별도의 횡방향 부재인 크로스 플레이트가 설치되고 있다.

즉, 첨부한 도 7에 도시된 바와 같이 대형 버스용 서스펜션 모듈의 구성중 서포트빔(10)이 액슬축(12)의 양단부에 전후로 연장되는 형태로 장착되고, 서포트빔(10)의 외측단부에 서스펜션용 에어스프링(14)이 장착된 상태에서, 도 5에 도시된 바와 같이 각 서포트빔(10)이 횡방향 부재인 크로스 플레이트(30)에 의하여 연결된다.

이렇게 서포트빔(10)에 횡방향 부재인 크로스 플레이트(30)를 설치함으로써, 휠 베이스 정렬이 어긋남을 억제하여 타이어 편마모 및 편향 주행 감소를 도모할 수 있고, 또한 서포트빔의 특정 공진 모드 제어가 가능한 장점을 제공할 수 있다.

좀 더 상세하게는, 액슬축(12)의 양단부에 장착된 각 서포트빔(10)을 크로스 플레이트(30)로 연결함으로써, 서포트빔(10)의 횡방향 모드(Y 방향으로 벌어지는 모드)에 의해 부밍 소음이 발생하는 것을 크게 저감시킬 수 있다.

다시 말해서, 부밍 소음 측정 결과를 나타내는 첨부한 도 4의 개선 전 이미지에서 보듯이, 붉은색으로 표기된 부밍 소음 영역(부밍 소음은 주로 1300rpm 에서 크게 발생함)이 발생하나, 서포트빔을 크로스 플레이트로 연결함에 따라 부밍 소음을 저감시킬 수 있다.

그러나, 종래의 서포트빔에 장착된 크로스 플레이트는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 서포트빔은 차량 주행 시 지면을 따라 움직임이 발생하고, 따라서 변위를 억제하는 크로스 플레이트를 추가 장착할 경우, 노면에서 입력되는 강제 변위로 인하여 크로스 플레이트에 내구 문제가 발생하는 문제점이 있다.

이러한 문제를 해결하고자, 강성이 매우 큰 횡방향 부재 즉, 강성이 매우 큰 크로스 플레이트를 장착하기도 하지만, 이는 원가상승의 큰 요인으로 작용하고, 또한 서포트빔 하단면에 크로스 플레이트를 직접 용접함에 따라 내구 문제 발생시 즉각적인 차량의 성능 저하로 이어질 수 있는 문제점이 있다.

즉, 첨부한 도 5에서 보듯이 종래에는 서포트빔(10)의 서스펜션용 에어스프링(14) 설치 위치와 인접한 부분에 베이스 플레이트(32)를 일체로 용접하고, 베이스 플레이트(32) 간을 일자형의 크로스 플레이트(30)로 연결하였는 바, 서포트빔(10)이 차량 주행시 지면을 따라 반복적으로 움직임에 따라 서포트빔(10)과 베이스 플레이트(32) 간의 용접 부분에 집중하중이 작용하여, 결국 서포트빔(10)과 베이스 플레이트(32) 간의 용접부에 크랙이 발생하고, 첨부한 도 6a 및 도 6b의 사진에서 보듯이 크랙이 서포트빔(10)의 내부 단면까지 진전하여, 결국 서포트빔의 파손으로 인하여 서포트빔의 제성능을 기대할 수 없는 문제점이 있었다.

둘째, 서포트빔에 대한 베이스 플레이트의 용접 위치가 조금만 틀어져도, 베이스 플레이트 간을 연결하는 크로스 플레이트의 조립 작업이 어렵고, 또한 베이스 플레이트의 용접 위치가 틀어진 상태에서 크로스 플레이트를 연결하게 되면 크로스플레이트가 차체 폭방향을 따라 일직선으로 배열되지 못하여 노면에서 입력되는 충격으로 인해 내구 문제가 발생하는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 서포트빔에 크로스 플레이트 연결을 위한 베이스 플레이트를 용접하는 기존 방식과 달리, 서포트빔의 에어스프링 장착용 베이스판을 이용하여 크로스 플레이트를 연결함으로써, 부밍 소음을 개선하는 동시에 서스펜션 모듈의 조립 작업성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 크로스 플레이트를 이용한 버스용 실내 음압 저감 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 액슬축의 양단부에서 전후로 연장된 서포트빔을 포함하는 크로스 플레이트를 이용한 버스용 실내 음압 저감 장치에 있어서, 상기 서포트빔의 에어스프링 장착용 베이스판의 안쪽부분에 조립단을 일체로 연장 형성하고, 크로스 플레이트의 양끝단부를 각 조립단에 일체로 조립하여서 달성된 것을 특징으로 하는 크로스 플레이트를 이용한 버스용 실내 음압 저감 장치를 제공한다.

본 발명의 바람직한 구현예로서, 상기 크로스 플레이트는: 에어스프링 장착용 베이스판의 각 조립단과 조립되도록 양끝단에 형성되는 장착단과; 각 장착단을 일체로 연결하며 차체 폭방향을 따라 일자로 연장된 수평단과; 서스펜션 모듈 장착용 벨트의 간섭을 회피하기 위하여 장착단과 수평단의 경계 부분에 상방향으로 절곡 형성되는 조립공간 확보용 절곡단; 으로 구분되는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 절곡단은 크로스 플레이트의 장착단을 중심으로 상방향을 향하여 160°로 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 크로스 플레이트의 장착단과 수평단과 조립공간 확보용 절곡단에 걸쳐 길이방향을 따라 강성 보강을 위한 요홈라인이 형성된 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 크로스 플레이트의 절곡단 중간 부분과 수평단에 걸쳐 길이방향을 따라 강성 보강을 위한 요홈라인이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따르면, 서포트빔의 에어스프링 장착용 베이스판을 이용하여 크로스 플레이트를 연결함으로써, 서포트빔이 Y 방향(차체 폭방향)으로 벌어지는 것을 직접 억제하는 동시에 부밍 소음을 크게 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 크로스 플레이트를 서포트빔에 연결하기 위한 베이스 플레이트를 배제하여 조립 부품수 절감 및 원가 절감을 도모할 수 있다.

또한, 본 발명의 크로스 플레이트에 절곡단을 부가하여, 서스펜션 모듈을 차체 저부에 끌어올리는 서스펜션 모듈 장착용 벨트와의 간섭을 회피하여, 서스펜션 모듈 장착용 벨트를 걸어줄 수 있는 공간을 확보함으로써, 조립 작업성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 서포트빔의 에어스프링 장착용 베이스판을 직접 이용하여 크로스 플레이트를 조립함으로써, 기존에 서포트빔에 베이스 플레이트를 이용하여 조립함에 따라 서포트빔에 크랙이 발생하던 현상을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 크로스 플레이트를 이용한 버스용 실내 음압 저감 장치를 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 크로스 플레이트의 서스펜션 모듈 장착용 벨트와의 간섭 회피 구조를 설명하는 개략도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 크로스 플레이트에 강성 보강을 위한 요홈라인이 형성된 것을 보여주는 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 크로스 플레이트의 장착 전후 부밍 소음 발생량을 측정한 그래프,
도 5는 종래의 크로스 플레이트 장착 구조를 설명하는 사시도,
도 6a 및 도 6b는 종래의 크로스 플레이트 장착 구조에서 발생하는 서포트빔의 크랙 현상을 설명하는 사진,
도 7은 대형 버스의 서스펜션 모듈 구성을 설명하는 개략도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 베이스 플레이트를 서포트빔에 용접하고 베이스 플레이트 간을 크로스 플레이트로 연결하던 기존 방식과 달리, 서포트빔의 에어스프링 장착용 베이스판을 직접 이용하여 크로스 플레이트를 연결함으로써, 기존의 베이스 플레이트 부품을 배제하면서도 부밍 소음을 개선할 수 있고, 또한 서스펜션 모듈의 조립 작업을 위한 공간 확보 구조를 크로스 플레이트에 부가하여 조립 작업성을 향상시킬 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.

첨부한 도 7을 참조로 전술한 바와 같이, 대형 버스용 서스펜션 모듈의 구성중 서포트빔(10)이 액슬축(12)의 양단부에 전후로 연장되는 형태로 장착되고, 서포트빔(10)의 외측단부에 서스펜션용 에어스프링(14)이 장착된 상태에서, 양쪽의 서포트 빔을 크로스 플레이트로 연결하여, 휠 베이스 정렬이 어긋남을 억제하여 타이어 편마모 및 편향 주행 감소를 도모하고, 서포트빔의 특정 공진 모드 제어를 도모하게 된다.

본 발명에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이 액슬축(12)의 양단부에서 전후로 연장된 서포트빔(10)에 서스펜션 모듈의 일 구성인 서스펜션용 에어스프링(14)이 장착되는 바, 이 서스펜션용 에어스프링(14)을 설치하기 위한 에어스프링 장착용 베이스판(16)을 이용하여 크로스 플레이트(20)가 장착된다.

상기 크로스 플레이트(20)를 장착하기 위하여, 에어스프링 장착용 베이스판(16)의 일측단부를 안쪽방향으로 더 연장하여, 연장된 부분이 크로스 플레이트(20)의 양단부가 밀착 조립되는 조립단(18)으로 형성되도록 한다.

따라서, 상기 크로스 플레이트(20)의 양단부 즉, 장착단(22)이 에어스프링 장착용 베이스판(16)의 일측단부에 연장 형성된 조립단(18) 위에 밀착되어 볼트 등과 같은 체결수단에 의하여 조립된다.

상기 크로스 플레이트(20)는 전체적으로 길다란 평판 구조로서 차체 폭방향을 따라 직선으로 배치되며, 3개의 구간으로 구분된다.

보다 상세하게는, 상기 크로스 플레이트(20)의 양끝단부는 에어스프링 장착용 베이스판(16)의 각 조립단(18)과 조립되는 장착단(22)으로 형성되고, 각 장착단(22)의 사이 구간은 차체 폭방향을 따라 일자로 연장되는 수평단(24)으로 형성되며, 특히 장착단(22)과 수평단(24)의 경계 부분에는 상방향으로 경사지게 절곡되는 조립공간 확보용 절곡단(26)이 일체로 형성된다.

이러한 형상으로 구비된 크로스 플레이트는 에어스프링 장착용 베이스판(16)의 조립단(18)에 직접 조립되어, 서포트빔(10)이 Y방향(도 7의 화살표 참조)으로 벌어지는 것을 직접 억제하여, 실내로 유입되는 부밍 소음을 크게 저감시키는 역할을 하게 된다.

이렇게 횡방향 변위 즉, 서포트빔(10)이 Y방향으로 벌어지는 것을 억제하기 위해서는 평평한 일(一)자형 크로스 플레이트가 가장 효과적이지만, 평평한 일자형크로스 플레이트는 서스펜션 모듈 조립성을 저하시키는 이유가 된다.

다시 말해서, 첨부한 도 2에서 보는 바와 같이 차체 프레임(42)의 저부에 서스펜션 모듈(44)을 조립하는 공정은 서스펜션 모듈 장착용 벨트(40)를 이용하게 되는데, 차체 프레임(42)에 서스펜션 모듈 장착용 벨트(40)를 걸어주는 과정과, 벨트의 하단 버클부분을 서스펜션 모듈(44)의 서포트빔(10) 소정 위치에 체결하는 과정과, 호이스트 등에 의하여 서스펜션 모듈 장착용 벨트(40)로 고정된 서스펜션 모듈(44)을 차체 프레임(42)의 저부로 들어올려 밀착시키는 과정과, 서스펜션 모듈(44)을 차체 프레임(42)의 저부에 조립하는 과정으로 이루어진다.

이때, 상기 크로스 플레이트(20)가 평평한 일(一)자형 구조로 구비되는 경우, 서스펜션 모듈 장착용 벨트(40)의 하단 버클 부분(46)이 크로스 플레이트(20)에 닿는 간섭 현상이 발생하여, 결국 버클 부분(46)을 서스펜션 모듈(44)의 서포트빔(10)에 걸어서 체결하기 위한 작업 공간이 확보되지 못하여 서스펜션 모듈(44)을 차체 프레임(42)의 저부로 들어올려 조립하는 작업이 매우 어려운 문제점이 있었다.

이에, 본 발명의 크로스 플레이트(20)의 장착단(22)과 수평단(24)의 경계 부분에는 상방향으로 경사지게 절곡되는 조립공간 확보용 절곡단(26)이 일체로 형성된 것이며, 바람직하게는 조립공간 확보용 절곡단(26)은 크로스 플레이트(20)의 장착단(22)을 중심으로 상방향을 향하여 160°로 절곡 형성된다.

따라서, 외부에서 보았을 때, 크로스 플레이트(20)의 조립공간 확보용 절곡단(26)의 저부 공간을 통하여 서스펜션 모듈 장착용 벨트(40)의 버클 부분을 체결할 수 있는 공간이 확보되므로, 작업자가 서스펜션 모듈 장착용 벨트(40)의 버클 부분(46)을 서포트빔(10)에 용이하게 체결할 수 있고, 결국 서스펜션 모듈(44)을 차체 프레임(42)의 저부로 들어올려 조립하는 작업이 매우 수월하게 진행될 수 있다.

이때, 크로스 플레이트(20)가 평평한 일자형 구조가 아닌 조립공간 확보용 절곡단(26)을 갖는 경우에는 일자형 구조에 비하여 횡방향 강성이 약해지므로, 부밍 소음 저감 효율을 떨어뜨리게 된다.

이에, 본 발명의 크로스 플레이트(20)의 전체 구간, 즉 장착단(22)과 수평단(24)과 조립공간 확보용 절곡단(26)에 걸쳐 그 길이방향을 따라 강성 보강을 위한 요홈라인(28, joggle)이 형성됨으로써, 크로스 플레이트(20)의 횡방향 강성이 보강되어진다.

그러나, 실차 계측을 통한 변위 이력을 파악하고, 이를 활용하여 강도/내구해석을 수행한 결과, 상기 요홈라인(28)의 형성 위치는 크로스 플레이트의 강도와 수명에 영향을 끼치는 것으로 측정되었는 바, 크로스 플레이트(20)의 장착단(22)과 수평단(24)과 조립공간 확보용 절곡단(26)에 걸쳐 요홈라인(28, joggle)이 형성된 경우에는 도 3a에서 보는 바와 같이 장착단(22) 부분에 응력이 집중되는 현상이 발생됨을 확인하였다.

반면, 도 3b에서 보는 바와 같이 크로스 플레이트(20)의 절곡단(26) 중간 부분과 수평단(24)에 걸쳐 길이방향을 따라 강성 보강을 위한 요홈라인(28)을 형성한 경우, 응력이 집중되는 현상을 회피할 수 있음을 알 수 있었고, 따라서 크로스 플레이트(20)의 내구 수명을 만족할 수 있는 위치 즉, 크로스 플레이트(20)의 절곡단(26) 중간 부분과 수평단(24)에 걸쳐 강성 보강용 요홈라인(28)을 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 크로스 플레이트(20)를 서포트빔(10)에 설치된 서스펜션용 에어스프링(14)에 장착함에 따라, 첨부한 도 4에 도시된 바와 같이 장착 전(붉은색으로 표기된 부밍 소음 영역)에 비하여 후방 소음은 4 ~ 6.5dBA 저감하는 것으로 계측되었고, 사람이 인지할 수 있는 음압 변화가 3dBA 임을 감안하면, 승객이 체감할 수 있을 만큼의 개선 효과를 얻을 수 있고, 또한 전방 운전석 역시 부밍 소음 개선 효과가 있는 것을 확인할 수 있었다.

10 : 서포트빔
12 : 액슬축
14 : 서스펜션용 에어스프링
16 : 에어스프링 장착용 베이스판
18 : 조립단
20 : 크로스 플레이트
22 : 장착단
24 : 수평단
26 : 조립공간 확보용 절곡단
28 : 요홈라인
30 : 크로스 플레이트
32 : 베이스 플레이트
40 : 서스펜션 모듈 장착용 벨트
42 : 차체 프레임
44 : 서스펜션 모듈
46 : 버클 부분

Claims (5)

1. 액슬축(12)의 양단부에서 전후로 연장된 서포트빔(10)을 포함하는 크로스 플레이트(20)를 이용한 버스용 실내 음압 저감 장치에 있어서,
   상기 서포트빔(10)의 에어스프링 장착용 베이스판(16)의 안쪽부분에 조립단(18)을 일체로 연장 형성하고, 크로스 플레이트(20)의 양끝단부를 각 조립단(18)에 일체로 조립하여서 달성된 것을 특징으로 하는 크로스 플레이트를 이용한 버스용 실내 음압 저감 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 크로스 플레이트(20)는:
   에어스프링 장착용 베이스판(16)의 각 조립단(18)과 조립되도록 양끝단에 형성되는 장착단(22)과;
   각 장착단(22)을 일체로 연결하며 차체 폭방향을 따라 일자로 연장된 수평단(24)과;
   서스펜션 모듈 장착용 벨트(40)의 간섭을 회피하기 위하여 장착단(22)과 수평단(24)의 경계 부분에 상방향으로 절곡 형성되는 조립공간 확보용 절곡단(26);
   으로 구성되는 것을 특징으로 하는 크로스 플레이트를 이용한 버스용 실내 음압 저감 장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 절곡단(26)은 크로스 플레이트(20)의 장착단(22)을 중심으로 상방향을 향하여 160°로 형성된 것을 특징으로 하는 크로스 플레이트를 이용한 버스용 실내 음압 저감 장치.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 크로스 플레이트(20)의 장착단(22)과 수평단(24)과 조립공간 확보용 절곡단(26)에 걸쳐 길이방향을 따라 강성 보강을 위한 요홈라인(28)이 형성된 것을 특징으로 하는 크로스 플레이트를 이용한 버스용 실내 음압 저감 장치.
   
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 크로스 플레이트(20)의 절곡단(26) 중간 부분과 수평단(24)에 걸쳐 길이방향을 따라 강성 보강을 위한 요홈라인(28)이 형성된 것을 특징으로 하는 크로스 플레이트를 이용한 버스용 실내 음압 저감 장치.

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