KR101261951B1

KR101261951B1 - 차량용 프레임 보강유닛

Info

Publication number: KR101261951B1
Application number: KR1020110044696A
Authority: KR
Inventors: 곽보환
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2011-05-12
Filing date: 2011-05-12
Publication date: 2013-05-09
Anticipated expiration: 2031-05-12
Also published as: KR20120126689A

Abstract

차량용 프레임 보강유닛이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 차량용 프레임 보강유닛은, 차량의 에어 서스펜션이 연결되는 전방 프레임을 보강하기 위한 차량용 프레임 보강유닛으로서, 전방 프레임의 전면 하부에 장착되는 제1 보강 프레임과 제1 보강 프레임을 사이에 두고 양단과 연결되며, 전방 프레임의 전면 양측에 각각 장착되는 좌, 우측 보강 프레임과 좌, 우측 보강 프레임의 상단에 연결되며, 전방 프레임의 상부에 장착되는 제2 보강 프레임을 포함한다.

Description

차량용 프레임 보강유닛{FRAME REINFORCEMENT UNIT FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 프레임 보강유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 에어 서스펜션을 장착하기 위한 차량용 프레임 보강유닛에 관한 것이다.

일반적으로 중, 대형 차량은 주행 중 노면으로부터 전달되는 진동과 충격력을 완충시키기 위하여 에어 서스펜션을 장착하고 있다.

이러한 에어 서스펜션은 보통 차량의 운전석이 위치하는 전방 또는 후방에서 전방 또는 후방 프레임에 장착되며, 진동과 충격력을 완충하게 되는데, 완충 작용 시에 에어 서스펜션의 중심축과 연결된 프레임으로 축하중이 발생하게 된다.

즉, 상기와 같은 종래의 에어 서스펜션은 전방 또는 후방 프레임에 장착 브라켓을 통하여 직접 연결되는 바, 발생된 축하중이 전방 또는 후방 프레임으로 직접 전달되며, 이러한 축하중은 전방 또는 후방 프레임의 강성을 저하시킴으로써, 프레임에 파손을 유발시키는 단점이 있다.

또한, 종래에는 프레임과 에어 서스펜션의 중심축 사이의 간격이 비교적 멀게 장착됨으로써 비틀림 모멘트 발생량이 증가되고, 에어 서스펜션의 상단이 프레임의 상부에 1점 지지방식으로 장착됨에 따라, 입력된 축하중의 분산 흡수가 어려워 입력점의 강성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명의 실시예들은 차량의 에어 서스펜션이 연결되는 전방 프레임에 장착하여 주행 중, 에어 서스펜션을 통해 입력되는 축하중을 수직, 수평방향으로 분산 흡수함으로써, 반복적인 노면하중에 대해 효율적으로 대응하고, 전방 프레임의 강성을 향상시키도록 하는 차량용 프레임 보강유닛을 제공하고자 한다.

또한, 에어 서스펜션과 전방 프레임 사이의 간격을 줄일 수 있어 축하중 입력에 따른, 전방 프레임에 작용하는 비틀림 모멘트를 최소화할 수 있고, 간단한 구조로 중량 및 제작원가를 절감하도록 하는 차량용 프레임 보강유닛을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 프레임 보강유닛은, 차량의 에어 서스펜션이 연결되는 전방 프레임을 보강하기 위한 차량용 프레임 보강유닛으로서, 상기 전방 프레임의 전면 하부에 장착되는 제1 보강 프레임과 상기 제1 보강 프레임을 사이에 두고 양단과 연결되며, 상기 전방 프레임의 전면 양측에 각각 장착되는 좌, 우측 보강 프레임과 상기 좌, 우측 보강 프레임의 상단에 연결되며, 상기 전방 프레임의 상부에 장착되는 제2 보강 프레임을 포함할 수 있다.

상기 차량용 프레임 보강유닛에 있어서, 상기 에어 서스펜션은 상기 좌, 우측 보강 프레임에 장착 브라켓을 통해 장착될 수 있다.

상기 차량용 프레임 보강유닛에 있어서, 상기 장착 브라켓은 상기 제1 보강 프레임의 수평방향과 상기 좌, 우측 보강 프레임의 수직방향이 교차하는 지점에 장착될 수 있다.

상기 차량용 프레임 보강유닛에 있어서, 상기 전방 프레임과 좌, 우측 보강 프레임의 사이에 장착되며, 상기 좌, 우측 보강 프레임의 하부를 지지하는 지지프레임을 더 포함할 수 있다.

상기 차량용 프레임 보강유닛에 있어서, 상기 지지 프레임은 전, 후방 상부가 상기 전방 프레임과 좌, 우측 보강 프레임에 연결되고, 후방 하부는 차량의 샤시 프레임에 연결될 수 있다.

상기 차량용 프레임 보강유닛에 있어서, 상기 에어 서스펜션에 전달되는 입력하중은 상기 좌, 우측 보강 프레임과 제1 보강 프레임을 통해 분산될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 차량의 에어 서스펜션이 연결되는 전방 프레임에 장착하여 주행 중, 상기 에어 서스펜션을 통해 입력되는 축하중을 수직, 수평방향으로 효율적으로 분산 흡수함으로써, 전방 프레임의 강성을 향상시킬 수 있다.

또한, 에어 서스펜션과 전방 프레임 사이의 간격을 줄일 수 있어 축하중 입력에 따른, 전방 프레임의 비틀림 모멘트를 최소화할 수 있으며, 간단한 구조로 중량 및 제작원가를 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 프레임 보강유닛이 적용된 차량 전방의 부분 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 프레임 보강유닛의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 프레임 보강유닛의 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 A부분에 대한 확대 사시도이다.
도 5는 도 1의 B-B선에 따른 단면도이다.

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.

또한, 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.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 프레임 보강유닛이 적용된 차량 전방의 부분 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 프레임 보강유닛의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 프레임 보강유닛의 분해 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 프레임 보강유닛(100)은 예를 들면, 중, 대형 차량에 적용될 수 있는 에어 서스펜션(20)을 전방 프레임(10)에 장착하기 위한 것이다.

여기서, 상기 전방 프레임(10)은 자동차의 하부나 틀을 이루는 섀시의 기본 골격 으로서, 차체를 받치고 강성을 유지하기 위한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 프레임 보강유닛(100)은 전방 프레임(10)에 장착되어 주행 중, 에어 서스펜션(20)을 통해 입력되는 축하중을 수직, 수평방향으로 분산 흡수함으로써, 전방 프레임(10)의 강성을 향상시키는 구조로 이루어진다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 프레임 보강유닛(100)은 에어 서스펜션(20)과 전방 프레임(10) 사이의 간격(L)을 줄일 수 있어 축하중 입력 시, 전방프레임(10)에 작용하는 비틀림 모멘트를 최소화할 수 있고, 간단한 구조로 중량 및 제작원가를 절감할 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 프레임 보강유닛(100)은, 도 1 내지 도 3에서 도시한 바와 같이, 제1 보강 프레임(110), 좌, 우측 보강 프레임(120), 및 제2 보강 프레임(130)을 포함하여 구성되며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 제1 보강 프레임(110)은 뒤에서 더욱 설명된 좌, 우측 보강 프레임(120)의 양단을 연결하기 위한 것으로서, 전방 프레임(10)의 전면 하부 중앙에 수평방향으로 장착될 수 있다.

여기서, 상기 제1 보강 프레임(110)은 소정의 폭과 길이를 지니며 양단부가 전방 프레임(10)에 용접 접합될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 좌, 우측 보강 프레임(120)은 에어 서스펜션(20)을 장착하기 위한 것으로서, 전방 프레임(10)의 전면 양측 상부와 측방에 각각 장착되며, 제1 보강 프레임(110)의 양단과 연결될 수 있다.

이러한 좌, 우측 보강 프레임(120)은 상기 제1 보강 프레임(110)과 수직방향으로 형성되는 제1 부분(121)과, 제1 부분(121)의 하부에 일체로 연결되며 제1 보강 프레임(110)과 수평방향으로 형성되는 제2 부분(123)으로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 좌, 우측 보강 프레임(120)은 제1 부분(121)과 제2 부분(123)이 상호 일체로 형성된 하나의 부재로서, 대략 “L”자 형상으로 이루어진다.

즉, 좌, 우측 보강 프레임(120)은 전방 프레임(10)의 상부와, 제1 보강 프레임(110)의 양단부 및 전방 프레임(10)의 측방에 연결되는 3점 지지방식으로 장착될 수 있다.

구체적으로, 상기 좌, 우측 보강 프레임(120)의 제1 부분(121)은 전방 프레임(10)의 상부에 장착되고, 제2 부분(123)은 제1 보강 프레임(110)의 단부와 전방 프레임(10)의 측방에 연결될 수 있다.

그리고 상기 제2 보강 프레임(130)은 전방 프레임(10)의 상부에 장착되며,좌, 우측 보강 프레임(120)의 상단부 즉, 제1 부분(121)의 상단부에 연결될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 제1, 제2 보강 프레임(110, 130), 및 좌, 우측 보강 프레임(120)은 프레스 성형을 통해 가공될 수 있으며, 각 구성요소들은 상호간에 용접을 통하여 결합된 상태로, 전방 프레임(10)에 장착될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 프레임 보강유닛(100)을 설명함에 있어, 제1, 제2 보강 프레임(110, 130), 및 좌, 우측 보강 프레임(120)이 프레스 성형으로 가공되어 용접을 통해 결합된 것을 일 실시예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 상기 각 프레임들은 프레스가 아닌 금속 성형방법 중 하나로 성형될 수 있고, 용접을 제외한 볼팅이나 리벳결합 등을 이용하여 상호간에 결합이 가능할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 상기 에어 서스펜션(20)은 좌, 우측 보강 프레임(120)에 장착 브라켓(140)을 통해 장착될 수 있다.

이때, 상기 장착 브라켓(140)은 제1 보강 프레임(110)의 수평방향과 좌, 우측 보강 프레임(120)의 수직방향이 교차하는 하부 지점에 장착될 수 있다.

이러한 장착 브라켓(140)은 에어 서스펜션(20)의 중심축(C)과 상부 중앙이 연결되며, 에어 서스펜션(20)의 상부를 감싼 상태로, 양측이 좌, 우측 보강 프레임(120)에 볼트 결합될 수 있다.

여기서, 상기 에어 서스펜션(20)은 장착 브라켓(140)과 좌, 우측 보강 프레임(120)의 외관에 근접하게 장착되는 바, 종래에 비해 에어 서스펜션(20)의 중심축(C)과 전방 프레임(10) 사이의 간격(L)이 짧아진 상태가 될 수 있다.

이러한 전방 프레임(10)과 에어 서스펜션(20)의 중심축(C) 사이의 간격(L)은 에어 서스펜션(20)으로부터 입력되는 축하중에 의해 발생되는 비틀림 모멘트의 크기를 결정하는 인자로 작용하게 될 수 있다.

즉, 비틀림 모멘트는 상기한 간격(L)이 멀어질 경우 점차적으로 커지게 되며, 반대로 간격(L)이 짧아질 경우에는 비틀림 모멘트가 최소화 될 수 있다.

이와 같이, 비틀림 모멘트가 최소화되면 에어 서스펜션(20)을 통해 입력된 축하중은 저감된 상태로 차량용 프레임 보강유닛(100)에 전달될 수 있다.

이에, 본 발명의 실시예에 의한 상기 프레임 보강유닛(100)으로 전달되는 축하중은 종래에 비해 짧아진 간격(L)을 통해 비틀림 모멘트가 최소화됨에 따라, 저감된 상태로 입력되며, 그 입력된 축하중이 제1 및 제2 보강 프레임(110, 130)과 좌, 우측 보강 프레임(120)을 통해 효율적으로 분산 흡수됨으로써 전방 프레임(10)의 강성을 더욱 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 프레임 보강 유닛(100)은 지지 프레임(150)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 지지 프레임(150)은 전방 프레임(10)과 좌, 우측 보강 프레임(120) 사이에 장착되어 그 좌, 우측 보강 프레임(120)의 하부를 지지할 수 있다.

여기서, 상기 지지 프레임(150)은 전, 후방 상부가 전방 프레임(10)과 좌, 우측 보강 프레임(120)에 연결되고, 후방 하부는 차량의 샤시 프레임(30)에 연결될 수 있다.

즉, 상기 지지 프레임(150)은 장착 브라켓(140)을 통해 좌, 우측 보강 프레임(120)의 하부에 장착되는 에어 서스펜션(20)에 대응해 전방 프레임(10)과 좌, 우측 보강 프레임(120) 사이에서 좌, 우측 보강 프레임(120)의 하부를 지지함으로써, 상기 프레임 보강유닛(100)의 강성을 보강할 수 있다.

또한, 상기 지지 프레임(150)은 후방이 샤시 프레임(30)에 연결되는 바, 별도의 브라켓 없이도 로어 암이나 스테빌라이져 바와 같은 서스펜션 부품의 장착을 가능케 하는 기능도 할 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 프레임 보강유닛의 장착방법 및 작용을 상세하게 설명한다.

도 4는 도 1의 A부분에 대한 확대 사시도이고, 도 5는 도 1의 B-B선에 따른 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 프레임 보강유닛(100)은 전방 프레임(10) 전면 하부에 제1 보강 프레임(110)이 설치되고, 좌, 우측 보강 프레임(120)은 전면 프레임(10)의 양측 상부와 측방에 각각 장착된다.

여기서, 상기 좌, 우측 보강 프레임(120)은 상기 제1 보강 프레임(110)을 사이에 두고 배치된 상태로 양단이 각각 제1 보강 프레임(110)에 연결된다.

그리고 상기 제2 보강 프레임(130)은 좌, 우측 보강 프레임(120)의 상단에 연결된 상태로, 전방 프레임(10)의 상부에 장착된다.

이와 같이 상기 전방 프레임(10)에 장착이 완료된 프레임 보강유닛(100)에는 장착 브라켓(140)을 통해 에어 서스펜션(20)이 좌, 우측 보강 프레임(120)에 장착되는데, 상기 장착 브라켓(140)은 제1 보강 프레임(110)의 수평방향과 좌, 우측 보강 프레임(120)의 수직방향이 교차하는 하부 지점에 장착된다.

그리고 상기 전방 프레임(10)과 좌, 우측 보강 프레임(120)의 사이에는 지지프레임(150)이 장착된다.

이때, 상기 지지 프레임(150)은 전, 후방 상부가 전방 프레임(10)과 좌, 우측 보강 프레임(120)에 연결되고, 후방 하부가 차량의 샤시 프레임(30)에 연결되며, 좌, 우측 보강 프레임(120)의 하부를 지지하여 강성을 보강하게 된다.

상기와 같이 차량의 전방 프레임(10)에 장착이 완료된 차량용 프레임 보강유닛(100)에는, 도 4에서 도시한 바와 같이, 차량의 주행 중, 노면으로부터 발생된 진동이나 충격력이 상기 에어 서스펜션(20)을 통해 축하중으로 전달된다.

여기서, 상기 에어 서스펜션(20)을 통해 입력된 축하중은 장착 브라켓(140)을 통하여 좌, 우측 보강 프레임(120)으로 전달되는데, 이 경우, 좌, 우측 보강 프레임(120)에 있어 전방 프레임(10)에 수직방향으로 연결된 제1 부분(121)과 수평방향으로 연결된 제2 부분(123)을 통해 상기 프레임 보강유닛(100)의 수직방향과 수평방향으로 분산 흡수된다.

즉, 상기 좌, 우측 보강 프레임(120)은 에어 서스펜션(20)으로부터 입력된 축하중을 제1 부분(121)을 통하여 전방 프레임(10)의 양측부분과, 제1 보강 프레임(110)의 중앙부분으로 수평하게 분산시킴과 동시에, 제2 부분(123)을 통하여 제2 보강 프레임(130)으로 수직하게 분산시키게 되는 것이다.

한편, 상기 에어 서스펜션(20)은, 도 5에서 도시한 바와 같이, 장착 브라켓(140)을 통해 좌, 우측 보강 프레임(120)에 장착됨으로써, 에어 서스펜션(20)의 중심축(C)과 전방 프레임(10)의 간격(L)을 종래에 비해 줄일 수 있게 된다.

여기서, 전방 프레임(10)과 에어 서스펜션(20) 사이의 간격(L)이 짧아지게 되면, 전방 프레임(10)에 작용하는 비틀림 모멘트가 최소화되는 바, 상기 프레임 보강유닛(100)으로 전달되는 축하중이 저감된다.

이에 따라, 상기 프레임 보강유닛(100)으로 입력되는 축하중은 저감된 상태로 입력되며, 제1 및 제2 보강 프레임(110, 130)과 좌, 우측 보강 프레임(120), 및 지지 프레임(150)을 통하여 에어 서스펜션(20)에 입력된 축하중을 효율적으로 분산 흡수할 수 있어, 전방 프레임(10)의 강성을 최대한 증가시킬 수 있게 된다.

따라서, 상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 프레임 보강유닛(100)은 주행 중, 에어 서스펜션(20)을 통해 입력되는 축하중을 수직, 수평방향으로 효율적으로 분산 흡수함으로써, 전방 프레임(10)의 강성을 향상시킬 수 있다.

또한, 에어 서스펜션(20)과 전방 프레임(10) 사이의 간격(L)을 줄일 수 있어 축하중 입력 시, 전방 프레임(10)에 작용하는 비틀림 모멘트를 최소화할 수 있으며, 간단한 구조로 중량 및 제작원가를 절감할 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10...전방 프레임 20...에어 서스펜션
30...샤시 프레임 100...프레임 보강유닛
110...제1 보강 프레임 120...좌, 우측 보강 프레임
121...제1 부분 123...제 2부분
130...제2 보강 프레임 140...장착 브라켓
150...지지 프레임 C...중심축
L...간격

Claims

차량의 에어 서스펜션이 연결되는 전방 프레임을 보강하기 위한 차량용 프레임 보강유닛으로, 상기 전방 프레임의 전면 하부에 장착되는 제1 보강 프레임; 상기 제1 보강 프레임을 사이에 두고 양단과 연결되며, 상기 전방 프레임의 전면 양측에 각각 장착되는 좌, 우측 보강 프레임; 및 상기 좌, 우측 보강 프레임의 상단에 연결되며, 상기 전방 프레임의 상부에 장착되는 제2 보강 프레임을 포함하며, 상기 에어 서스펜션은 상기 좌, 우측 보강 프레임에 장착 브라켓을 통해 장착되는 차량용 프레임 보강유닛에 있어서,
상기 장착 브라켓은 상기 제1 보강 프레임의 수평방향과 상기 좌, 우측 보강 프레임의 수직방향이 교차하는 지점에 장착되는 것을 특징으로 하는 차량용 프레임 보강유닛.
삭제
삭제
제1 항에 있어서,
상기 전방 프레임과 좌, 우측 보강 프레임의 사이에 장착되며, 상기 좌, 우측 보강 프레임의 하부를 지지하는 지지 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 프레임 보강유닛.
제4 항에 있어서,
상기 지지 프레임은 전, 후방 상부가 상기 전방 프레임과 좌, 우측 보강 프레임에 연결되고, 후방 하부는 차량의 샤시 프레임에 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 프레임 보강유닛.
제1 항에 있어서,
상기 에어 서스펜션은 상기 제1 보강 프레임에 연결된 좌, 우측 보강 프레임에 장착 브라켓을 통하여 장착되어 입력되는 축하중이 상기 좌, 우측 보강 프레임과 제1 보강 프레임을 통해 분산 흡수되는 것을 특징으로 하는 차량용 프레임 보강유닛.