KR100540184B1 - 차량탑재물 탑재구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량탑재물 탑재구조에 관한 것이다. 종래 차량탑재물은 차량의 탑재대에 대하여 한 몸체처럼 거동하도록 고정하고 있기 때문에 차량이 운행하는 과정에서 차량에 비틀림 등의 변형이 발생하게 되면 그 차량의 변형량만큼 탑재물이 변형되어 탑재물이 손상되는 문제점이 있었으며, 탑재물을 탑재대에 탑재하기 위하여는 많은 수의 브래킷과 볼트 및 너트를 이용하여 체결하여야 하므로 탑재시간이 지연되는 등의 문제점이 있었다. 본 발명은 전방측에서는 탑재물이 탑재대에 대하여 6방향 자유도를 구속하는 상태로 장착되고, 후방측에서는 탑재물이 탑재대에 대하여 전후직선방향과 전후방향축회전방향의 2자유도를 제외한 4방향 자유도를 구속하는 상태로 장착함으로써 탑재대에 비틀림 등의 변형이 발생하더라도 그 변형이 탑재물에 비틀림 하중으로서 작용하는 일이 없게 되어 탑재물의 손상을 방지할 수 있게 되며, 탑재시간이 단축되도록 한 것이다.

Description

차량탑재물 탑재구조{STRUCTURE FOR LOADING BAGGAGE INTO VEHICLE}

도 1은 종래 차량탑재물 탑재구조를 보인 분해사시도,

도 2는 도 1의 부분 확대사시도,

도 3 내지 도 10는 본 발명에 의한 차량탑재물 탑재구조의 제 1실시례를 보인 것으로,

도 3은 본 발명에 의한 차량탑재물 탑재구조를 보인 분해사시도,

도 4는 도 3의 부분 확대사시도,

도 5는 본 발명에 의한 탑재물 탑재상태를 보인 부분 측면도,

도 6은 탑재물장착핀의 분해사시도,

도 7 및 도 8은 탑재물장착핀에 의한 탑재물 탑재물 탑재 과정을 보인 것으로,

도 7은 탑재물장착핀을 탑재물측 장착공에 삽입할 수 있도록 전환한 상태의 단면도 및 평면도,

도 8은 탑재물장착핀을 탑재물측 장착공에 삽입하여 탑재물측 장착공 주위에 걸리도록 전환한 상태의 단면도 및 평면도,

도 9 및 도 10은 본 발명에 의한 비틀림 하중 제거 원리를 나타낸 것으로,

도 9는 전후직선이동 방향 자유도를 나타낸 종단측면도,

도 10은 전후방향축회전 방향 자유도를 나타낸 종단정면도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 탑재대 11 : 탑재대 메인프레임

12 : 탑재대 후방프레임 20 : 전방크로스빔

30 : 후방크로스빔 21,31 : 탑재대측 장착공

32 : 힌지 33a,33b : 힌지편

40,50 : 전,후방탑재물장착핀

60 : 탑재물 62 : 탑재물측 장착공

본 발명은 차량탑재물 탑재구조에 관한 것으로, 특히 비틀림 하중을 제거할 수 있는 차량탑재물 탑재구조에 관한 것이다.

도 1 및 도 2는 종래의 차량탑재물 탑재구조를 나타낸 도면으로서, 차량(V)의 탑재대(100) 양측에는 ㄷ형강으로 된 좌우 한 쌍의 탑재대 메인프레임(110)이 평행하게 배치되고, 탑재물(200)의 하면 양측에는 ㄷ형강으로 된 좌우 한 쌍의 탑재물 메인프레임(210)이 상기 탑재대 메인프레임(110)에 대응하여 평행하게 배치된다.

상기 탑재대 메인프레임(110)의 양측면에는 ㄱ형강으로 된 복수개의 탑재대측 브래킷(120)이 볼트(130)와 너트(140)로 고정 부착되고, 상기 탑재물 메인프레 임(210)의 양측면에는 ㄱ형강으로 된 복수개의 탑재물측 브래킷(220)이 볼트(230)와 너트(240)로 고정 부착된다.

도 1 및 도 2에서 미설명 부호 600은 차륜이다.

이러한 종래의 차량탑재물 탑재구조에서 탑재대(100)에 탑재물(200)을 탑재함에 있어서는, 탑재대 메인프레임(110) 위에 실(sill)(300)을 사이에 두고 탑재물 메인프레임(210)이 안착됨과 아울러 탑재대측 브래킷(120) 위에 탑재물측 브래킷(220)이 일치하도록 탑재대(100) 위에 탑재물(200)을 탑재하고, 탑재대측 브래킷(120)과 탑재물측 브래킷(220)을 관통하는 볼트(400)와 이에 체결되는 너트(500)에 의하여 탑재물(200)을 탑재대(100)에 고정한다.

즉, 종래의 탑재구조에서는 탑재대(100)와 탑재물(200)이 탑재대 메인프레임(110)과 탑재물 메인프레임(210)이 실(300)을 사이에 두고 면과 면이 접촉함과 아울러 탑재대측 브래킷(120)과 탑재물측 브래킷(220)이 각각 면과 면이 접촉하는 면착 방식으로 탑재되는 것이다.

그러나 이러한 종래의 차량탑재물 탑재구조는 탑재대(100)와 탑재물(200)이 단단하게 연결되어 탑재대(100)와 탑재물(200)이 한 몸체처럼 거동하게 되기 때문에 차량 운행 시 탑재대(100)가 변형되면 탑재물(200)도 탑재대(100)의 변형량만큼 변형하게 된다.

통상적으로 한 쌍으로 이루어진 탑재대 메인프레임(110)은 좌우가 각각 비대칭으로 변형하게 되며, 특히 도로가 튀어나오거나 웅덩이가 페인 곳을 운행할 경우에는 좌우 비대칭 변형이 순간적으로 커지게 된다. 이 경우 탑재대 메인프레임 (100)의 좌우 비대칭 변형은 탑재대 메인프레임(110)에 안착된 탑재물 메인프레임(210)과 탑재대측 브래킷(120)과 탑재물측 브래킷(220) 및 볼트(400)와 너트(500)를 통하여 탑재물(200)에 비틀림 하중으로 작용하게 된다.

따라서 종래 차량탑재물 탑재구조는 체결부위 즉, 탑재대측 브래킷(120)과 탑재물측 브래킷(220) 및 탑재물(200) 자체가 이러한 비틀림 하중을 견디도록 충분한 강성을 가지도록 설계되어야 한다. 이러한 설계 방식은 피로파괴 및 균열의 우려가 있다.

또한 탑재대(100)에 탑재물(200)을 탑재함에 있어서 복수개의 탑재대측 브래킷(120)과 탑재물측 브래킷(220)에 대한 볼트(400)의 관통작업과 너트(500)의 체결작업이 필요하므로 탑재작업이 번거롭고 탑재시간이 지연되는 문제점도 있다.

따라서 탑재물(200)이 고가의 정밀장비이거나 위험물일 경우 탑재물(200)의 구조적 안전을 최대로 확보하기 위하여 탑재물(200)에 가해지는 비틀림 하중을 제거하여 탑재물(200)에 손상이 발생하지 않는 차량탑재물 탑재구조가 요구되고 있는 실정이다.

따라서 본 발명의 목적은 탑재물을 탑재한 차량의 운행 시 탑재대의 비대칭 변형이 탑재물에 비틀림 하중으로 작용하지 않도록 한 차량탑재물 탑재구조를 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 탑재대에 대한 탑재물의 탑재시 장착작업수가 감소하여 탑재작업을 신속, 간편하게 수행할 수 있도록 한 차량탑재물 탑재구조를 제공하 려는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 탑재대에 탑재물을 탑재하는 차량탑재물 탑재구조에 있어서, 상기 탑재대는, 좌우 한 쌍의 탑재대 메인프레임과, 상기 한 쌍의 탑재대 메인프레임의 후방을 연결하는 탑재대 후방프레임과, 상기 탑재대 메인프레임의 전방에는 고정 설치되어 그 양측단부에 상기 탑재물에 고정되는 전방크로스빔과, 상기 탑재대 후방에 전후직선이동방향 및 전후방향축회전방향의 2방향 자유도로 설치되어 그 양측단부에 상기 탑재물이 고정되는 후방크로스빔으로 구성됨을 특징으로 하는 차량탑재물 탑재구조가 제공된다.

상기 탑재대 후방프레임의 좌우방향 중간부에는 전후방향축을 구성하는 힌지가 고정설치되고, 상기 후방크로스빔의 좌우방향 중간부에는 상기 힌지에 대하여 전후직선방향 이동과 전후방향축회전방향 회전이 가능하게 지지되는 힌지편이 설치된다.

상기 탑재대 후방프레임은 서로 간격을 두고 배치되는 한 쌍의 부재로 구성되고, 상기 힌지는 그 전후단부가 한 쌍의 부재에 고정되며, 상기 힌지편은 상기 한 쌍의 부재 사이에 배치된다.

상기 후방크로스빔은 상하 한 쌍의 부재로 구성되고, 이들 한 쌍의 부재의 좌우방향 양단이 연결편에 의해 연결되며, 상기 힌지편은 그 상,하단이 상기 한 쌍의 부재의 하면과 상면에 각각 고정 결합된다.

상기 전,후방크로스빔의 양측단부에는 전,후방탑재물장착핀이 각각 돌출 설 치되고, 상기 탑재물의 저면에는 상기 전,후방탑재물장착핀에 대응하는 탑재물측 장착공이 천공된다.

이하, 본 발명에 의한 차량탑재물 탑재구조를 첨부도면에 도시한 실시례에 따라서 상세히 설명한다.

도 3 내지 도 10는 본 발명에 의한 차량탑재물 탑재구조의 제 1실시례를 보인 것으로, 도 3은 본 발명에 의한 차량탑재물 탑재구조를 보인 분해사시도, 도 4는 도 3의 부분 확대사시도, 도 5는 본 발명에 의한 탑재물 탑재상태를 보인 부분 측면도, 도 6은 탑재물장착핀의 분해사시도, 도 7 및 도 8은 탑재물장착핀에 의한 탑재물 탑재물 탑재 과정을 보인 것으로, 도 7은 탑재물장착핀을 탑재물측 장착공에 삽입할 수 있도록 전환한 상태의 단면도 및 평면도, 도 8은 탑재물장착핀을 탑재물측 장착공에 삽입하여 탑재물측 장착공 주위에 걸리도록 전환한 상태의 단면도 및 평면도, 도 9 및 도 10은 본 발명에 의한 비틀림 하중 제거 원리를 나타낸 것으로, 도 9는 전후직선이동 방향 자유도를 나타낸 종단측면도, 도 10은 전후방향축회전 방향 자유도를 나타낸 종단정면도이다.

도 3에서 10은 차량(V)의 후미에 연결되는 탑재대이고, 40은 상기 탑재대(10)에 탑재되는 탑재물이다.

상기 탑재대(10)는 도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 그 양측에 ㄷ형강으로 된 좌우 한 쌍의 탑재대 메인프레임(11)과, 상기 한 쌍의 탑재대 메인프레임(11)의 후방을 연결하는 탑재대 후방프레임(12)과, 상기 탑재대 메인프레임(11)의 전방에 고정 설치되는 전방크로스빔(20)과, 상기 탑재대 후방프레임(12)의 후방에 전후방향직선이동방향 및 전후방향축회전방향(Rolling 방향)의 2방향 자유도로 연결되는 후방크로스빔(30)과, 상기 전방크로스빔(20)의 양단부에 구비되는 전방탑재물장착핀(40) 및 상기 후방크로스빔(30)의 양단부에 구비되는 후방탑재물장착핀(50)을 포함하여 구성된다.

상기 전방크로스빔(20)과 후방크로스빔(30)의 양측단부에는 상하방향으로 관통되는 탑재대측 장착공(21,31)이 형성된다.

상기 후방크로스빔(30)을 탑재대 후방프레임(12)에 대하여 전후방향이동 및 전후방향축회전 가능하게 지지하기 위하여 탑재대 후방프레임(12)의 좌우방향 중간부에는 전후방향축이 되는 힌지(32)가 고정되고, 후방크로스빔(30)의 좌우방향 중간부에는 상기 힌지(32)에 의하여 전후방향축회전 가능하게 지지되는 힌지편(33a,33b)이 고정 설치된다.

상기 후방크로스빔(30)은 상측에 하나의 부재만을 설치하여도 무방하나 기계적 강도와 안전성을 보장하기 위하여 상하 한 쌍의 부재(30A,30B)로 구성하고, 이들 한 쌍의 부재(30A,30B)의 좌우방향 양단을 연결편(30C)에 의해 연결하는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 힌지편(33a,33b)은 그 상,하단이 후방크로스빔(30)을 구성하는 한 쌍의 부재(30A,30B)의 하면과 상면에 고정된다.

또한 상기 탑재대 후방프레임(12)을 하나만 설치하고, 이 하나의 탑재대 후방프레임(12)의 좌우방향 중간부에 상기 힌지(32)를 설치할 수도 있으나, 후방크로스빔(30)의 전후방향 이동구간을 제한하기 위하여 탑재대 후방프레임(12)을 전후방향으로 일정 간격을 두고 배치되는 두 개의 부재(12A,12B)로 구성하고, 이들 두 개 의 부재(12A,12B)에 힌지(32)의 전후단부를 고정하며, 상기 후방크로스빔(30)의 힌지편(33a,33b)이 이들 두 개의 탑재대 후방프레임(12A,12B) 사이에 위치하도록 하는 것이 바람직하다. 또한 상기 힌지편(33a,33b)은 하나만 설치할 수도 있다.

상기 탑재물(60)의 바닥판(61) 네모서리부에는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 각각 상기 전방탑재물장착핀(40)과 후방탑재물장착핀(50)에 대응하는 탑재물측 장착공(62)이 형성된다.

상기 전방탑재물장착핀(40)과 후방탑재물장착핀(50)은, ISO 1161에 의한 트위스트 락 핀(Twist Lock Pin)이 사용된다.

상기 전방탑재장착핀(40)과 후방탑재물장착핀(50)은 도 6 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 전방크로스빔(20)과 후방크로스빔(30)의 양측 탑재대측 장착공(21,31)에 용접 고정되는 원통부(41a,51a)와 이 원통부(41a,51a)의 상하단에 용접 고정되며 관통공(41c,51c)이 천공된 원판부(41b,51b)를 가지는 원통체(41,51)와, 상기 원통체(41,51)의 관통공(41c,51c)에 삽입되는 슬리브(42,52)와, 상기 원통체(41,51)의 상면에 고정되며 상기 관통공(41c,51c)과 동축을 이루는 관통공(43a,53a)과 양단의 스토퍼(43b,53b) 및 이들 스토퍼(43b,53b)의 사이에 스토퍼(43b,53b)보다 낮게 형성되는 안착면(43c,53c)을 가지는 가아더(43,53)와, 상기 슬리브(42,52)와 가아더(43,53)의 관통공(43a,53a)에 승강 및 회전 가능하게 삽입관통되며 상단에는 상기 탑재물측 장착공(62)을 통하여 탑재물(60)의 바닥판 상면에 걸리는 걸림편(44a,54a)이 형성되고 하단부에는 나사부(44b,54b)가 형성되는 핀몸체(44,54)와, 상기 핀몸체(44,54)의 나사부(44b,54b)에 체결되는 너트(45,55)로 구 성된다.

상기 원통부(41a,51a)와 원판부(41b,51b)는 용접에 의하여 고정 결합되며, 가아더(43,53)는 상측 원판부(41b,51b)에 용접 고정된다.

또한 상기 핀몸체(44,54)에는 상기 슬리브(42,52)의 하단과 너트(45,55)의 사이에 위치하는 와셔(46,56)가 끼워지며, 핀몸체(44,54)의 하단에는 이탈방지핀(47,57)이 끼워지는 이탈방지핀공(44c,54c)이 형성된다.

상기 탑재물측 장착공(62)과 가아더(43,53) 및 걸림편(44a,54a)은 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 평면에서 보았을 때 서로 마주보는 장변과 장변 양단의 반원부를 가지는 대략 장원형으로 형성되며, 가아더(43,53)의 스토퍼(43b,53b) 사이의 간격은 걸림편(44a,54a)의 단경과 같은 폭으로 형성되어 걸림편(44a,54a)이 가아더(43,53)의 스토퍼(43b,53b)사이의 안착면(43c,53c)에 안착되었을 때 걸림편(44a,54a)의 단경방향 측면이 스토퍼(43b,53b)에 걸려서 임의로 회전할 수 없도록 구성된다.

도면에서 도 3 내지 도 5에서 미설명 부호 W는 차륜이다.

이하, 본 발명의 차량탑재물 탑재구조에 의한 탑재물 탑재과정을 설명한다.

탑재물(60)을 탑재대(10) 위에 올려놓으면서 전,후방크로스빔(20,30)의 전,후방탑재물장착핀(40,50)이 탑재물(60)의 탑재물측 장착공(62)에 삽입되도록 하는 것에 의하여 탑재대(10)에 대한 탑재물(60)의 탑재가 완료된다.

이를 구체적으로 설명하면, 도 7에 도시한 바와 같이, 핀몸체(44,54)를 밀어올려서 그 상단의 걸림편(44a,54a)이 가아더(43,53)의 스토퍼(43b,53b)위에 올라앉 게 하면, 가아더(43,53)와 걸림편(44a,54a) 및 탑재물측 장착공(62)의 평면에서 보았을 때의 형상이 동일한 형상(서로 마주보는 한 쌍의 장변과 장변의 양측에 반원부가 있는 대략 장원 형상)으로 되며, 이 상태에서 탑재물측 장착공(62)이 걸림편(44a,54a)에 일치되도록 하면서 탑재물(60)을 탑재대(10) 위에 올려놓으면, 걸림편(44a,54a)과 스토퍼(43b,53b)가 탑재물측 장착공(62)에 삽입된다.

이 상태에서 핀몸체(44,54)를 90도 회전시키면서 끌어내리면 도 8에 도시한 바와 같이, 걸림편(44a,54a)이 안착면(43c,53c)에 안착됨과 아울러 걸림편(44a,54a)의 하면이 탑재물(60)의 바닥판(61)에 걸리게 되며, 이 상태에서 도 8에 도시한 바와 같이, 너트(45,55)를 조이는 방향으로 돌려서 너트(45,55)가 와셔(46,56)를 개재하여 슬리브(42,52)의 하단에 밀착되게 함으로써 탑재대(10)에 대한 탑재물(60)의 장착이 완료된다. 이때, 걸림편(44a,54a)의 단경방향 양측면이 스토퍼(43b,53b)에 걸리게 되어 핀몸체(44,54)가 임의로 돌아갈 수 없는 상태로 되어 탑재물(60)의 장착상태를 유지하게 된다. 또한 너트(45,55)를 조인 상태에서 너트(45,55)의 이완을 방지하기 위하여 핀몸체(44,54)의 하단에 천공된 이탈방지핀공(44c,54c)에 이탈방지핀(47,57)을 끼운다.

이하, 본 발명의 차량탑재물 탑재구조의 작용을 설명한다.

상술한 바와 같이 탑재대(10)에 탑재물(60)이 탑재된 상태에서, 탑재물(60)의 전방측은 탑재대 메인프레임(11)에 고정되어 있는 전방크로스빔(20)에 고정 장착되어 있기 때문에 전방측에서는 탑재물(60)이 탑재대(10)에 대하여 6방향(전후이동방향, 좌우이동방향, 상하이동방향, 전후방향축회전방향, 좌우방향축회전방향, 상하방향축회전방향)의 자유도가 구속되어 있는 상태이며, 탑재물(60)의 후방측은 탑재대 메인프레임(11)에 대하여 전후방향축회전방향 회전과 전후직선방향 이동이 가능하게 설치된 후방크로스빔(30)에 고정 장착되어 있기 때문에 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이 후방측에서는 4방향(좌우이동방향, 상하이동방향, 좌우방향축회전방향, 상하방향축회전방향)의 자유도는 구속되어 있고 2방향(전후방향축회전방향 회전과 전후직선방향 이동)의 자유도는 구속되어 있지 않은 상태로 된다.

이 상태에서 탑재대(10)에 탑재물(60)이 탑재된 차량(V)이 운행될 때, 탑재대(10)의 탑재대 메인프레임(11)의 좌우 비대칭 변형이 발생할 경우에도 탑재물(60)의 후방에서는 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이 탑재대(10)에 대하여 전후방향축회전방향과 전후이동방향의 2방향 자유도가 부여되기 때문에 탑재물(60)은 탑재대(10)에 대하여 독립적으로 거동하게 되어 탑재대(10)의 좌우 비대칭 변형이 탑재물(60)에 대한 비틀림 하중으로 작용하지 않게 된다.

또한 탑재대(10)에 탑재물(60)을 탑재함에 있어서 4개의 전,후방탑재물장착핀(40,50)을 탑재물측 장착공(62)에 끼우는 것만으로써 탑재대(10)에 대한 탑재물(60)의 탑재가 완료되므로 탑재에 소요되는 작업시간이 단축된다.

이상과 같이 본 발명의 차량탑재물 탑재구조에 의하면 탑재물을 탑재한 차량의 운행 시 탑재대의 비대칭 변형이 발생하더라도 이 비대칭 변형이 탑재물에 비틀림 하중으로 작용하지 않게 되므로 탑재물의 손상을 방지할 수 있게 되며, 고가의 정밀장비이거나 위험물일 경우에도 안전하게 탑재하여 운반할 수 있게 되는 효과가 있는 것이다.

또한 본 발명의 차량탑재물 탑재구조에 의하면 탑재대에 대한 탑재물의 탑재시 볼트 체결 등의 장착작업수가 감소하여 탑재작업을 신속, 간편하게 수행할 수 있게 되는 효과가 있는 것이다.

Claims (5)

1. 탑재대에 탑재물을 탑재하는 차량탑재물 탑재구조에 있어서,

   상기 탑재대는, 좌우 한 쌍의 탑재대 메인프레임과, 상기 한 쌍의 탑재대 메인프레임의 후방을 연결하는 탑재대 후방프레임과,

   상기 탑재대 메인프레임의 전방에는 고정 설치되어 그 양측단부에 상기 탑재물에 고정되는 전방크로스빔과,

   상기 탑재대 후방에 전후직선이동방향 및 전후방향축회전방향의 2방향 자유도로 설치되어 그 양측단부에 상기 탑재물이 고정되는 후방크로스빔으로 구성됨을 특징으로 하는 차량탑재물 탑재구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 탑재대 후방프레임의 좌우방향 중간부에는 전후방향축을 구성하는 힌지가 고정설치되고, 상기 후방크로스빔의 좌우방향 중간부에는 상기 힌지에 대하여 전후직선방향 이동과 전후방향축회전방향 회전이 가능하게 지지되는 힌지편이 설치된 것을 특징으로 하는 차량탑재물 탑재구조.
3. 제2항에 있어서, 상기 탑재대 후방프레임은 서로 간격을 두고 배치되는 한 쌍의 부재로 구성되고, 상기 힌지는 그 전후단부가 한 쌍의 부재에 고정되며, 상기 힌지편은 상기 한 쌍의 부재 사이에 배치됨을 특징으로 하는 차량탑재물 탑재구조.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 후방크로스빔은 상하 한 쌍의 부재로 구성되고, 이들 한 쌍의 부재의 좌우방향 양단이 연결편에 의해 연결되며, 상기 힌지편은 그 상,하단이 상기 한 쌍의 부재의 하면과 상면에 각각 고정 결합됨을 특징으로 하는 차량탑재물 탑재구조.
5. 제4항에 있어서, 상기 전,후방크로스빔의 양측단부에는 전,후방탑재물장착핀이 각각 돌출 설치되고, 상기 탑재물의 바닥판에는 상기 전,후방탑재물장착핀에 대응하는 탑재물측 장착공이 천공됨을 특징으로 하는 차량탑재물 탑재구조.

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