KR100666366B1 - 프레임 바디 차량의 프레임 마운팅구조 - Google Patents

프레임 바디 차량의 프레임 마운팅구조 Download PDF

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박신희
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 차량 충돌과 같이 큰 하중이 발생 시에 샤시 프레임과 차체 프레임을 결합하는 마운팅 볼트의 헤드부의 파손을 방지할 수 있는 프레임 바디 차량의 프레임 마운팅구조에 관한 것으로, 샤시 프레임(110)과, 이 샤시 프레임(110)에 상부 및 하부 부시(122)(121)가 개재되어 차체 프레임(130)에 마운팅 볼트(140)에 의해 조립이 이루어지는 프레임바디 차량에 있어서, 상기 마운팅 볼트(140)의 헤드(141)는 원형 구이며, 상기 차체 프레임(130)에는 상기 마운팅 볼트(140)의 원형 구(141)가 수납되어 회전 가능한 하우징부(150)가 고정되되, 상기 마운팅 볼트(140)의 원형 구는 하우징부(150)를 관통하는 고정핀(142)으로 고정되어, 일정 크기 이상의 충격에 의해 상기 고정핀이 파단되면서 상기 마운팅 볼트의 헤드가 하우징부 내에서 회전이 가능함으로써, 마운팅 볼트에 큰 하중이 작용하더라도 마운팅 볼트가 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.
프레임 바디, 마운팅 볼트, 인장 하중, 전단 하중, 모멘트, 볼트 헤드, 구형, 회전 운동.

Description

프레임 바디 차량의 프레임 마운팅구조{Frame mounting structure for frame body vehicle}
도 1은 종래의 프레임 바디 차량에서 샤시 프레임을 도시한 평면도,
도 2는 도 1에 도시된 샤시 프레임과 차체 프레임의 마운팅부를
도시한 종단면도,
도 3은 본 발명의 프레임 마운팅을 위한 체결수단의 분해사시도,
도 4는 본 발명의 프레임 마운팅구조를 보여주는 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 샤시 프레임 121 : 하부 부시
122 : 상부 부시 140 : 마운팅 볼트
141 : 헤드 142 : 고정핀
150 : 하우징부
본 발명은 프레임 바디 차량의 프레임 마운팅구조에 관한 것으로, 특히 차량 충돌과 같이 큰 하중이 발생 시에 샤시 프레임과 차체 프레임을 결합하는 마운팅 볼트의 헤드부의 파손을 방지할 수 있는 프레임 바디 차량의 프레임 마운팅구조에 관한 것이다.
일반적으로 프레임 바디 차량 구조는 샤시 프레임이 하단에서 주골격을 이루며, 상단에 플로어 패널 등의 패널 부재들에 의해 캐빈을 형성하여 차체의 구성 및 기본강성을 이루게 된다.
도 1은 종래의 프레임 바디 차량에서 샤시 프레임을 도시한 평면도이며, 차체의 길이 방향으로 서로 대향하여 배치되는 샤시 프레임(10)과, 이 샤시 프레임(10) 사이를 횡방향으로 연결하는 크로스 멤버(11)와, 샤시 프레임(10) 상부에 장착되는 차체 프레임(20)이 도시되어 있다.
차체 프레임(20) 상측으로 플로어 패널이 설치된다.
도 2는 도 1에 도시된 샤시 프레임과 차체 프레임의 마운팅부(A 부분)를 도시한 종단면도로써, 기본적으로 샤시 프레임(10)에는 탄성을 갖는 고무 재질의 상부 부시(31) 및 하부 부시(32)가 개재되어 차체 프레임(20)과 마운팅 볼트(33)로 체결된다.
차체 프레임(20)과 상부 부시(31) 사이에는 와셔(34)가 삽입되며, 상부 부시(31)와 하부 부시(32)를 관통하는 파이프(35) 내에 마운팅 볼트(33)가 삽입된 후에 마운팅 볼트(33) 하단에 너트(37)로 고정된다.
하부 부시(32)와 너트(37) 사이에는 와셔(36)가 삽입된다.
이와 같이 구성된 차체 프레임 마운팅 타입은 하나의 마운팅 볼트로 체결되는 압축 타입의 마운팅구조로서, 상하 방향의 강성에는 유리하지만, 수평 방향의 강성에는 불리하다.
즉, 차량 충돌과 같은 큰 하중이 발생하는 경우에, 샤시 프레임(10)과 차체 프레임(20) 사이의 단차(D)에 의해 프레임에 상대 변위가 발생하며 마운팅 볼트에는 길이 방향으로 인장 하중이 작용함과 동시에 수평 방향으로 전단 하중이 작용하며, 또한 두 프레임 사이의 상대 변위에 의한 큰 모멘트가 마운팅 볼트에 작용한다.
따라서, 차량 충돌과 같은 큰 충격이 발생 시에 마운팅 볼트는 다양한 방향의 하중과 모멘트가 작용하며, 이때 볼트 헤드 하단(도 2의 B부분)이 변형되면서 파단되는 현상이 발생하는 경우가 있다.
본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 프레임 바디 차량의 프레임 마운팅구조에 있어, 차량 충돌 시에 마운팅 볼트에 작용되는 큰 하중의 볼트 헤드 에 집중되어 마운팅 볼트가 파손되는 것을 방지할 수 있는 프레임 바디 차량의 프레임 마운팅구조를 제공하고자 한다.
이러한 본 발명의 프레임 바디 차량의 프레임 마운팅구조는, 샤시 프레임과, 이 샤시 프레임에 상부 및 하부 부시가 개재되어 차체 프레임에 마운팅 볼트에 의해 조립되는 프레임바디 차량에 있어서, 상기 마운팅 볼트의 헤드는 원형 구이며, 상기 차체 프레임에는 상기 마운팅 볼트의 원형 구가 수납되어 회전 가능한 하우징부가 고정되되, 상기 마운팅 볼트의 원형 구는 하우징부를 관통하는 고정핀으로 고정되는 것을 특징으로 한다.
도 3은 본 발명의 프레임 마운팅을 위한 체결수단의 분해사시도이며, 도 4는 본 발명의 프레임 마운팅구조를 보여주는 단면도이다.
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3을 참고하면, 샤시 프레임(110)에는 상부 부시(121) 및 하부 부시(122)가 개재되며, 상부 부시(121) 및 하부 부시(122) 중앙으로 인너 파이프(123)가 관통 삽입된다.
차체 프레임(130) 상단으로는 마운팅 볼트(140)의 헤드(141)가 수납되는 하우징부(150)가 용접 등에 의해 견고히 고정된다.
마운팅 볼트(140)의 헤드(141)는 원형 구 형상이며, 이를 수납하게 되는 하 우징부(150)도 내측으로 구 형상의 중공부가 형성된다.
하우징부(150)는 상부 하우징부(151)와 하부 하우징부(152)로 이루어지며, 상부 하우징부(151)와 하부 하우징부(152)가 조립되어 그 내부에 하나의 구형 중공부를 형성한다.
상부 하우징부(151)에는 고정용 돌기(151a)가 형성되며, 하부 하우징부(152)에는 고정용 돌기(151a)가 계합되도록 고정용 요홈(152a)이 형성되어, 상부 하우징부(151)의 고정용 돌기(151a)를 하부 하우징부(152)의 고정용 요홈(152a)에 끼워 조립이 이루어진다. 상부 하우징부(151) 및 하부 하우징부(152) 사이에 마운팅 볼트(140)의 헤드(141)가 수납된 후에는 상부 하우징부(151)와 하부 하우징부(152)는 용접 등에 의해 견고히 고정이 이루어진다.
따라서, 마운팅 볼트(140)의 헤드(141)는 하우징부(150) 내에서 회전이 가능한 상태이다. 한편, 헤드(141) 상단에는 홀(141a)이 형성되며, 상부 하우징부(151)를 관통한 고정핀(142)이 헤드(141)의 홀(141a) 내에 삽입되어 평상시에는 마운팅 볼트(140) 헤드(141)의 회전은 규제가 된다.
본 발명에 있어 일정 하중 이상이 고정핀(142)에 작용하는 경우에 고정핀(142)의 파단이 이루어지며, 고정핀(142)의 파단이 이루어지는 임계 작용 하중은 차량 충돌 시에 발생되는 충격 등을 고려하여 고정핀(142)의 재질과 형상 또는 크기를 적절히 결정하여 이루어진다.
이와 같이, 마운팅 볼트(140)의 헤드(141)는 하우징부(150) 내에 수납된 상태에서 마운팅 볼트(140)는 인너 파이프(123)에 삽입된 후에 마운팅 볼트(140)의 하단으로 너트(124)가 체결된다.
차체 프레임(130)과 상부 부시(122) 사이에는 주지의 와셔(125)가 삽입될 수 있으며, 하부 부시(121)와 너트(124) 사이에도 주지의 와셔(126)가 삽입될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 프레임 바디 차량의 프레임 마운팅구조는, 평상시에는 하우징부(150)와 마운팅 볼트(140)의 헤드(141)를 연결하여 고정하는 고정핀(142)에 의해 샤시 프레임(110)과 차체 프레임(130)을 연결 지지한다.
한편, 차량 충돌 시에 큰 하중이 마운팅 볼트(140)의 헤드(141)에 작용하는 경우에는 고정핀(142)이 파단되면서 헤드(141)는 하우징부(150) 내에서 회동이 가능하므로, 샤시 프레임(110)과 차체 프레임(130) 사이의 상대 운동에 따라서 회전이 이루어진다. 따라서, 마운팅 볼트(140)에는 인장 하중만이 작용하게 되며, 종래의 마운팅 볼트와 같이 전단 하중이나 모멘트가 작용하지는 않는다.
이상과 같은 본 발명의 프레임 바디 차량의 프레임 마운팅구조는, 차체 프레임 측에 고정되는 마운팅 볼트의 헤드가 차체 프레임에 회전 운동이 가능하도록 하되, 통상의 경우에는 고정핀이 헤드의 회전 운동을 규제하며, 차량 충돌과 같은 큰 하중이 마운팅 볼트의 헤드에 작용하는 경우에는 고정핀이 파단되면서 마운팅 볼트의 헤드가 회전이 가능하도록 함으로써, 마운팅 볼트에 큰 하중이 작용하더라도 마 운팅 볼트가 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

  1. 샤시 프레임과, 이 샤시 프레임에 상부 및 하부 부시가 개재되어 차체 프레임에 마운팅 볼트에 의해 조립되는 프레임바디 차량에 있어서,
    상기 마운팅 볼트의 헤드는 원형 구이며, 상기 차체 프레임에는 상기 마운팅 볼트의 원형 구가 수납되어 회전 가능한 하우징부가 고정되되, 상기 마운팅 볼트의 원형 구는 하우징부를 관통하는 고정핀으로 고정되어,
    일정 크기 이상의 충격에 의해 상기 고정핀이 파단되면서 상기 마운팅 볼트의 헤드가 하우징부 내에서 회전이 가능한 것을 특징으로 하는 프레임 바디 차량의 프레임 마운팅구조.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하우징부는 서로 용접 고정되는 상부 하우징부와 하부 하우징부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프레임 바디 차량의 프레임 마운팅구조.
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