KR101315490B1 - 횡강성이 증대되는 서브프레임 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 횡강성이 증대되는 서브프레임 구조에 관한 것으로서, 사이드 멤버, 센터 멤버 및 기어박스의 마운팅 구조를 개선하여 차량의 측면방향에서 전달되는 횡력에 대한 강성을 보강하는 서브프레임 구조에 관한 것이다.
보다 더 구체적으로 본 발명에 의하면, 차량의 길이 방향으로 형성되는 사이드 멤버(12)와 차량의 폭 방향으로 형성되는 크로스멤버(11)의 양단부가 체결되어 형성되는 서브프레임과, 상기 서브프레임에 차량의 폭 방향으로 체결되는 센터 멤버(13) 및 기어박스(15)와, 상기 서브프레임의 측면에 체결되는 레터럴 암(17)을 포함하는 서브프레임 구조에 있어서, 상기 센터 멤버(13)와 기어박스(15)는 기어박스 마운팅 브라켓(16)에 의해 체결되는 것을 특징으로 하는 서브프레임 구조를 제공한다.

Description

횡강성이 증대되는 서브프레임 구조{Subframe Structure for Increasing Lateral Stiffness}

본 발명은 횡강성이 증대되는 서브프레임 구조에 관한 것으로서, 사이드 멤버, 센터 멤버 및 기어박스의 마운팅 구조를 개선하여 차량의 측면방향에서 전달되는 횡력에 대한 강성을 보강하는 서브프레임 구조에 관한 것이다.

최근, 주 5일 근무제가 확산되어 감에 따라 각종 스포츠 및 레포츠를 즐기는 사람이 늘고 있다. 특히, 차량을 이용하여 비포장 도로, 산악 도로를 주행하는 레포츠의 수요가 늘어감에 따라 사륜 구동(4 Wheel Drive; 4WD) 차량의 수요가 급속도로 늘고 있다.

상기 사륜 구동 차량은 기존의 이륜 구동 차량에 비해, 그 추진력이 월등히 우수하므로, 비포장 도로, 산악 도로와 같은 험로는 물론, 경사가 급한 도로 및 노면이 미끄러운 도로를 주행할 때에도 성능이 뛰어난 장점이 있다.

도 1a 내지 도 1b는 사륜 구동차량의 서브프레임 구조를 도시하고 있다.

기존의 이륜 구동(2 Wheel Drive; 2WD) 차량의 경우에는, 래터럴 암(17)에서 들어오는 횡강성을 확보하기 위해 센터 멤버(13)의 단면 높이(14)를 일정 수준 이상(예; 최소 70mm) 유지하고 있었다.

이에 비해, 사륜 구동(4 Wheel Drive; 4WD) 차량의 경우 사륜 오일팬과 센터 멤버(13)의 간극(예; 15mm 이상)을 확보하기 위해 기존의 이륜 구동 차량의 경우보다 센터 멤버(13)의 단면 높이를 낮추어야 하므로(예; 40mm 이하), 서브프레임의 횡강성이 크게 약화되는 문제점이 있었다.

이와 같이 사륜 구동 차량의 경우 래터럴 암(17)의 횡강성을 증대 시키기 위해서는 센터 멤버(13)의 단면 높이가 일정 수준 이상 확보되어야 하나, 센터 멤버(13)의 단면 높이를 일정 수준 이상으로 확보하면, 서브프레임과 오일팬간의 간극이 확보되지 못해 차량의 주행시 간섭이 발생하는 문제점이 발생하게 된다.

따라서, 사륜 구동 차량의 서브프레임 구조에 있어서, 기존의 센터 멤버의 단면 높이를 유지하면서도, 레터럴 암의 횡강성을 강화할 수 있는 구조가 요구되고 있다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 사이드 멤버(12), 센터 멤버(13) 및 기어박스(15)의 마운팅 구조를 개선하여, 사륜구동 차량의 서브프레임 레이 아웃(lay out)을 만족함과 동시에 래터럴 암(17)의 횡강성이 보강되어 차량의 조정안정성이 증대되는 서브프레임 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 사이드 멤버(12), 센터 멤버(13) 및 기어박스(15)를 하나의 브라켓에 의해 상호 체결되게 구성함으로써, 전반적인 차량의 강성을 보강하여 안정성이 강화되는 서브프레임 구조를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 기어박스(15)를 지지하는 스테이(18)를 제거하여도 안정적인 기어박스(15)의 마운팅이 가능한 구조를 제공하여, 차량의 중량 및 그 제조비용을 절감하는 서브프레임 구조를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 차량의 길이 방향으로 형성되는 사이드 멤버(12)와 차량의 폭 방향으로 형성되는 크로스멤버(11)의 양단부가 체결되어 형성되는 서브프레임과, 상기 서브프레임에 차량의 폭 방향으로 체결되는 센터 멤버(13) 및 기어박스(15)와, 상기 서브프레임의 측면에 체결되는 레터럴 암(17)을 포함하는 서브프레임 구조에 있어서, 상기 센터 멤버(13)와 기어박스(15)는 기어박스 마운팅 브라켓(16)에 의해 체결되는 것을 특징으로 하는 서브프레임 구조를 제공한다.

본 발명은 상기 기어박스 마운팅 브라켓(16)에 의해, 상기 사이드 멤버(12)와 기어박스(15)가 체결되는 것을 특징으로 하는 서브프레임 구조를 포함한다.

본 발명은 상기 기어박스 마운팅 브라켓(16)에 의해, 상기 사이드 멤버(12)와 센터멤버(13)가 체결되는 것을 특징으로 하는 서브프레임 구조를 포함한다.

본 발명에서 상기 래터럴 암(17)은, 상기 사이드 멤버(12)와 센터멤버(13)가 체결되는 영역에 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 서브프레임 구조는 사륜구동 차량에 장착되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 서브프레임 구조에 의하면, 사이드 멤버(12), 센터 멤버(13) 및 기어박스(15)의 마운팅 구조를 개선하여, 사륜구동 차량의 서브프레임 레이 아웃(lay out)을 만족함과 동시에 래터럴 암(17)의 횡강성이 보강되어 차량의 조정안정성이 증대되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 사이드 멤버(12), 센터 멤버(13) 및 기어박스(15)를 하나의 브라켓에 의해 상호 체결되게 구성함으로써, 전반전인 차량의 강성이 보강되어 차량의 안정성을 강화하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 기어박스(15)를 지지하는 스테이(18)를 제거하여도 안정적인 기어박스(15)의 마운팅이 가능한 바, 차량의 중량이 낮아지므로 연비가 개선되고, 상기 스테이(18) 소요로 인한 차량의 제조비용을 절감하는 효과가 있다.

도 1a 내지 도 1b는 사륜구동 차량의 서브프레임 구조를 나타낸 예시도.
도 2a 내지 도 2c는 종래기술에 따른 서브프레임 구조를 나타낸 예시도.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일실시예에 따른 횡강성이 증대되는 서브프레임 구조를 나타낸 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 기존의 사륜구동 차량의 서브프레임의 레이-아웃을(lay- out)을 만족하면서도 래터럴 암의 횡강성을 증대시켜, 차량의 조종안정성을 확보 할 수 있는 동시에 기어박스 마운팅 구조를 최적화 하여 2점 체결 대신 4점을 체결함으로써 기존 스테이를 삭제하여 서브프레임의 중량을 절감하고자 고안되었다.

도 2a 내지 도 2c는 종래기술에 따른 서브프레임 구조를 나타낸 예시도이다.

종래기술에 의한 경우, 차량의 폭 방향으로 연장되어 형성된 2개의 크로스멤버(11)와 차량의 길이 방향으로 연장되어 형성된 2개의 사이드 멤버(12)의 양단부가 상호 체결되어 상면에서 볼 때 사각형의 프레임 형상을 이루게 된다.

상기 크로스 멤버(11) 와 동일한 방향으로 배치되는 기어박스(15)는 그 양단부가 각각 상기 사이드 멤버(12)와 기어박스 마운팅 브라켓(16)에 의해 체결되어 고정되게 된다.

이 때, 상기 사이드 멤버(12)는 기어박스(15)와의 간섭을 피하기 위해 굴곡되게 형성될 수 있으며, 기어박스(15)의 체결영역에 강성을 보강하기 위해 기어박스(15)의 하부에 스테이(18)를 기어박스(15)와 체결하여, 상기 기어박스(15)를 지지하게 된다.

도 2b는 도 2a에서 도시한 서브프레임을 B-B' 방향으로 절개한 단면형상을 도시하고 있는데, 기어박스 마운팅 브라켓(16)은 굴곡진 형상의 사이드 멤버(12)와 기어박스(15)만을 체결하고 있을 뿐, 상기 센터 멤버(13)는 사이드 멤버(12)와 기어박스(15)의 체결영역에 함께 체결되고 있지 아니하다.

즉, 이와 같이 종래의 사륜구동 서브프레임구조에서는, 기어박스 마운팅 브라켓(16)이 센터 멤버(13)와 체결되지 아니함으로 인해 레터럴 암(17)을 통해 작용하는 횡력에 대항하는 반력은 오로지 센터 멤버(13)에 의존하여야 하므로, 서브프레임의 횡강성이 충분히 확보되지 못하는 단점이 있다.

더불어서, 사이드 멤버(12)의 구조적인 강성이 취약해지면서 충돌 사고 발생시에 안정성을 확보하기 어려운 난점이 있었다.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일실시예에 따른 횡강성이 증대되는 서브프레임 구조를 나타낸 예시도이다.

본 발명에 의한 서브프레임 구조는, 차량의 길이 방향으로 형성되는 사이드 멤버(12)와 차량의 폭 방향으로 형성되는 적어도 하나 이상의 크로스멤버(11)의 양단부가 체결되어 상면에서 볼 때 사각형의 형상으로 형성되는 서브프레임을 포함한다. 또한, 상기 2개의 사이드 멤버(12) 사이에 체결되는 센터 멤버(13) 및 기어박스(15)를 포함하며, 상기 서브프레임의 측면에 체결되는 레터럴 암(17)을 포함하게 된다.

본 발명의 기어박스 마운팅 브라켓(16)은 사이드 멤버(12)와 기어박스(15)를 체결하는 것 뿐만 아니라, 기어박스(15)와 센터 멤버(13)를 체결하도록 구성될 수 있다.

도 3b를 참조하면, 도 3a에서 도시하는 서브프레임을 C-C' 방향으로 절개한 단면 형상을 도시하고 있는데, 기어박스 마운팅 브라켓(16)에 의해 센터 멤버(13)와 기어 박스(15)가 체결되고 있음을 확인할 수 있다.

또한, 좌우 마운팅 각각에 기어박스 마운팅 브라켓(16)을 2점씩 총 4점을 체결하여 기존의 스테이(18)가 불필요함을 확인할 수 있고, 이로 인해 서브프레임의 중량이 절감되는 효과가 있다.

한편, 발명의 필요에 따라 상기 기어박스 마운팅 브라켓(16)은, 상기 기어박스(15), 사이드 멤버(12) 및 센터멤버(13)를 동시에 체결하도록 형성할 수도 있을 것이다.

이와 같이 센터 멤버(13)와 기어 박스(15)를 기어박스 마운팅 브라켓(16)에 의해 체결하게 되면, 도 3c에서 볼 수 있듯이 레터럴 암(17)에 횡력 작용시 센터 멤버(13)에 의한 반력 뿐만 아니라 센터 멤버(13)와 맞물려 있는 사이드 멤버(12) 및 기어박스(15)의 반력도 함께 작용하게 되므로, 강력한 횡강성을 확보할 수 있게 된다.

본 발명의 서브프레임 구조는 사륜구동 차량에 장착되는 것이 바람직하며, 기존의 사륜구동 차량의 서브프레임 레이 아웃(lay out)을 충족시키면서도, 래터럴 암(17)의 횡강성이 보강되어 차량의 조정안정성이 향상되고, 전반전인 차량의 강성이 보강되어 차량의 안정성을 강화하게 된다.

이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

11: 크로스 멤버 12: 사이드 멤버
13: 센터 멤버 14: 센터 멤버의 단면높이
15: 기어박스 16: 기어박스 마운팅 브라켓
17: 래터럴 암 18: 스테이

Claims (5)

1. 차량의 길이 방향으로 형성되는 사이드 멤버(12)와 차량의 폭 방향으로 형성되는 크로스 멤버(11)의 양단부가 체결되어 형성되는 서브프레임과, 상기 서브프레임에 차량의 폭 방향으로 체결되는 센터 멤버(13) 및 기어박스(15)와, 상기 서브프레임의 측면에 체결되는 레터럴 암(17)을 포함하는 서브프레임 구조에 있어서,
   상기 센터 멤버(13)와 기어박스(15)와, 상기 사이드 멤버(12)와 기어박스(15)는 각각 기어박스 마운팅 브라켓(16)에 의해 체결되는 것을 특징으로 하는서브프레임 구조.
   
2. 삭제
3. 차량의 길이 방향으로 형성되는 사이드 멤버(12)와 차량의 폭 방향으로 형성되는 크로스 멤버(11)의 양단부가 체결되어 형성되는 서브프레임과, 상기 서브프레임에 차량의 폭 방향으로 체결되는 센터 멤버(13) 및 기어박스(15)와, 상기 서브프레임의 측면에 체결되는 레터럴 암(17)을 포함하는 서브프레임 구조에 있어서,
   상기 센터 멤버(13)와 기어박스(15)와, 상기 사이드 멤버(12)와 센터멤버(13)는 각각 기어박스 마운팅 브라켓(16)에 의해 체결되는 것을 특징으로 하는서브프레임 구조.
   
4. 제 1항 또는 제3항에 있어서, 상기 래터럴 암(17)은,
   상기 사이드 멤버(12)와 센터멤버(13)가 체결되는 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 서브프레임 구조.
   
5. 제 1항 또는 제 3항 중 어느 한 항의 서브프레임 구조는,
   사륜구동 차량에 장착되는 것을 특징으로 하는 서브프레임 구조.

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