KR101349016B1 - 상용차량의 독립현가 시스템용 하중 분산 장치 - Google Patents

상용차량의 독립현가 시스템용 하중 분산 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상용차량의 독립 현가 시스템에 입력되는 하중을 분산시킬 수 있도록 차체와 서스펜션 멤버를 새로운 구조로 연결시킨 상용차량의 독립현가 시스템용 하중 분산 장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 독립현가 장치의 서스펜션 멤버와 차체 프레임 사이에 하중 분산 및 조립 공차 흡수를 동시에 수행하는 별도의 프레임 구조물을 설치하여, 차체 프레임의 변형 및 크랙을 방지하는 동시에 조립 공차를 용이하게 흡수할 수 있도록 한 상용차량의 독립현가 시스템용 하중 분산 장치를 제공하고자 한 것이다.

Description

상용차량의 독립현가 시스템용 하중 분산 장치{Load dispersion apparatus for Independent Suspension of vehicle}
본 발명은 상용차량의 독립현가 시스템용 하중 분산 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상용차량의 독립 현가 시스템에 입력되는 하중을 분산시킬 수 있도록 차체와 서스펜션 멤버를 새로운 구조로 연결시킨 상용차량의 독립현가 시스템용 하중 분산 장치에 관한 것이다.
중소형 버스, 트럭 등을 포함하는 상용차량의 현가장치는 차축과 일체로 된 일체 차축식 현가장치(Solid axle suspension)이 적용되거나, 차축과 별도로 장착되는 독립현가 장치(Independent Suspension)가 적용되고 있다.
상기 일체 차축식 현가장치(30)는 도 5에서 보듯이 차축(32)에 현가장치(30)가 일체로 조립되는 타입으로서, 적은 부품수 및 구조가 간단한 장점이 있으나, 승차감이 불량하고, 앞바퀴의 이상 진동(shimmy)현상이 발생할 수 있는 단점이 있다.
상기 독립현가 장치(20)는 도 6에서 보듯이 더블 위시본 타입으로서, 스트럿(24)에 의하여 좌우 현가장치(20)가 서로 연결될 뿐 차축과 별도로 설치되는 것으로서, 노면 진동 흡수능이 좋고, 앞바퀴의 이상진동 현상이 없는 등 여러가지 승차감면에서 우수한 장점이 있다.
그러나, 상용차량의 현가장치로 채택된 독립현가 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
도 6에서 보듯이, 독립현가 장치의 상단부를 구성하는 서스펜션 멤버가 차체 프레임(미도시됨)에 직접 장착됨에 따라, 노면으로부터 서스펜션에 입력되는 하중이 분산되지 않고, 차체 프레임에 그대로 전달되어 차체 프레임의 변형을 초래하고, 변형이 초래된 부위에 크랙이 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 서스펜션 멤버와 차체 프레임 간의 조립 공차를 흡수하는 수단이 없어, 서스펜션 멤버와 차체 프레임 간의 조립 작업이 쉽지 않은 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 독립현가 장치의 서스펜션 멤버와 차체 프레임 사이에 하중 분산 및 조립 공차 흡수를 동시에 수행하는 별도의 프레임 구조물을 설치하여, 차체 프레임의 변형 및 크랙을 방지하는 동시에 조립 공차를 용이하게 흡수할 수 있도록 한 상용차량의 독립현가 시스템용 하중 분산 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 독립현가 장치의 서스펜션 멤버와 차체 프레임 사이에 편심된 구조로 조립되어, 하중 분산 및 조립 공차 흡수를 동시에 수행하는 프레임 구조물과; 상기 프레임 구조물의 상판과 차체 프레임 사이에 삽입 체결되어, 서스펜션 멤버로부터 프레임 구조물로 전달되는 편심하중에 따른 모멘트 하중을 제거하는 고무패드; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 상용차량의 독립현가 시스템용 하중 분산 장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 구현예로서, 상기 고무패드 위에 밀착되어 프레임 구조물의 상판과 일체로 조립되고, 양단부에는 차체 프레임에 볼트 조립시 차체 길이방향 공차를 흡수하는 제1슬롯이 형성된 상부브라켓을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 차체 프레임에는 상부브라켓에 차체 폭방향을 따라 형성된 제1슬롯과 수직으로 교차되는 차체 길이방향의 제3슬롯이 더 형성된 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 프레임 구조물은: 고무패드를 사이에 두고 상부브라켓과 조립되는 상판과; 서스펜션 멤버에 볼트 조립시 차체 폭방향 및 높이방향 공차를 흡수하는 제2슬롯이 형성된 하판과; 서로 편심 배치되는 상판과 하판 간을 일체로 연결하는 측판; 으로 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 상판은 고무패드를 사이에 두고 상부브라켓과 수평상태로 밀착되도록 평평한 형상으로 형성되고, 상기 하판은 서스펜션 멤버의 상단 경사면에 밀착되도록 경사진 형상을 이루며 측판의 하단에서 바깥쪽으로 연장 형성되며, 상기 측판은 서로 편심 배치된 상판과 하판을 연결하도록 곡선의 굴곡된 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프레임 구조물과 상부브라켓이 고무패드를 사이에 두고 일체로 조립되도록 상부브라켓의 상면에서부터 고무패드를 지나 프레임 구조물의 상판 저면까지 볼트가 삽입 체결되고, 이 볼트에는 이중너트가 체결되는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명에 따르면, 독립현가 장치의 서스펜션 멤버와 차체 프레임 사이에 하중 분산 및 조립 공차 흡수를 동시에 수행하도록 편심 구조의 프레임 구조물을 고무패드와 함께 설치함으로써, 서스펜션에 입력되는 하중이 분산되는 동시에 서스펜션으로부터 차체프레임으로 전달되는 편심하중에 의한 모멘트 하중을 제거할 수 있으므로, 차체 프레임의 변형 및 크랙 현상을 방지할 수 있다.
또한, 프레임 구조물 및 상부브라켓 등에 서스펜션 멤버와 차체 프레임 간의 조립시 공차를 흡수하는 슬롯을 형성하여, 서스펜션 멤버와 차체 프레임 간의 조립 작업이 수월하게 이루어질 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 상용차량의 독립현가 시스템용 하중 분산 장치를 나타내는 사시도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 상용차량의 독립현가 시스템용 하중 분산 장치의 설치상태를 나타내는 정면도 및 측면도,
도 5 및 도 6은 종래의 현가장치를 보여주는 개략도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 기존에 독립현가식 서스펜션에서 차체 프레임으로 직접 전달되던 하중을 분산시켜, 차체 프레임의 변형 및 크랙을 방지할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.
이를 위해, 첨부한 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 독립현가 장치의 서스펜션 멤버(100)와 차체 프레임(300) 사이에 하중 분산 및 조립 공차 흡수를 동시에 수행하는 별도의 프레임 구조물(200)이 설치된다.
상기 프레임 구조물(200)은 독립현가 장치의 서스펜션 멤버(100)와 차체 프레임(300) 사이에 상단 및 하단부 서로 편심된 구조로 배열되며 조립되어, 서스펜션으로부터 차체프레임으로 전달되는 하중을 분산시키고, 차체 프레임과 서스펜션 멤버 간의 조립 공차를 흡수할 수 있는 구조로 제작된다.
보다 상세하게는, 상기 프레임 구조물(200)의 상판(202)를 비롯하여 하판(204) 및 측판(206)이 일체로 된 구조로서, 상판은 볼트 체결홀이 관통 형성된 평평한 금속판체를 이루고, 하판(204)은 차체 폭방향 및 높이방향 공차를 흡수하는 제2슬롯(208)이 형성된 경사진 형태의 금속판체로 구성되며, 측판(206)은 서로 편심을 이루며 상하에 배열되는 상판(204)과 하판(204)을 일체로 연결하는 골격판체역할을 한다.
좀 더 상세하게는, 상기 프레임 구조물(200)의 상판(202)은 고무패드(210)를 사이에 두고 상부브라켓(220)과 수평상태로 밀착되도록 평평한 형상으로 형성되고, 상기 하판(204)은 서스펜션 멤버(100)의 상단 경사면에 밀착되도록 차체 폭방향에서 내측에서 외측방향으로 상향 경사진 형상을 이루면서 측판(206)의 하단에서 바깥쪽으로 연장 형성되며, 상기 측판(206)은 서로 편심 배치된 상판(202)과 하판(204)을 연결하도록 곡선의 굴곡된 형상으로 형성된다.
이때, 상기 프레임 구조물(200)의 하판(204)에 형성된 제2슬롯(208)은 차체 폭방향 및 높이방향 공차를 흡수하기 위한 것으로서, 차체 폭방향을 따라 길다랗게 관통 형성된다.
한편, 상기 프레임 구조물(200)의 상판(202) 위에는 고무패드(210)가 장착되는데, 이 고무패드(210)는 서스펜션 멤버(100)로부터 프레임 구조물(200)로 전달되는 편심하중에 따른 모멘트 하중을 제거하는 역할을 한다.
또한, 상기 고무패드(210) 위에는 프레임 구조물(200) 전체를 차체프레임(220)에 조립하기 위한 상부브라켓(220)이 조립된다.
즉, 상기 프레임 구조물(200) 위에 고무패드(210)를 밀착시킨 다음, 그 위에 상부브라켓(220)을 밀착시킨 후, 상부브라켓(220)의 상면에서부터 고무패드(210)를 지나 프레임 구조물(200)의 상판(202) 저면까지 한 쌍의 볼트(102)를 삽입 체결하고, 연이어 각 볼트(102)에 이중너트(104)를 체결해줌으로써, 프레임 구조물(200)과 그 위에 차례로 배열되는 고무패드(210) 및 상부브라켓(220)이 일체로 조립되는 상태가 된다.
한편, 상기 상부브라켓(220)의 양단부에는 차체 프레임(300)에 볼트 조립시 차체 길이방향 공차를 흡수하기 위한 제1슬롯(222)이 차체 폭방향을 따라 길다랗게 관통 형성되고, 차체 프레임(300)에는 상부브라켓(220)의 제1슬롯(222)과 수직으로 교차되는 차체 길이방향의 제3슬롯(302)이 길다랗게 관통 형성된다.
여기서, 본 발명의 독립현가 시스템용 하중 분산 장치에 대한 조립 과정 및 그 하중 분산 작용을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기와 같이 프레임 구조물(200)과 그 위에 차례로 배열되는 고무패드(210) 및 상부브라켓(220)이 일체로 조립된 상태에서, 서스펜션 멤버(100)와 프레임 구조물(200)을 선조립한다.
즉, 서스펜션 멤버(100)의 상면에 프레임 구조물(200)의 하판(204)을 밀착시킨 다음, 하판(204)에 형성된 총 4개의 제2슬롯(208)을 통하여 서스펜션 멤버(100)에 볼트를 4점 체결해줌으로써, 서스펜션 멤버(100)와 프레임 구조물(200)간의 선조립이 이루어진다.
다음으로, 프레임 구조물(200)과 고무패드(210)를 사이에 두고 일체로 조립된 상부브라켓(220)을 차체 프레임(300)에 볼트로 조립하는 과정이 진행된다.
즉, 상부브라켓(220)의 제1슬롯(222)과 차체 프레임(300)의 제3슬롯(302)이 수직 교차된 상태에서 제1슬롯(222)을 통하여 제3슬롯(302)까지 볼트를 삽입 체결함으로써, 상부브라켓(220)과 차체 프레임(300) 간의 조립이 완료되며, 물론 상부브라켓(220)과 프레임 구조물(200)이 일체로 조립된 상태이므로 차체 프레임(300)에 대한 프레임 구조물(200)의 장착 고정이 이루어진 상태가 된다.
이때, 서스펜션 멤버(100)의 볼트체결홀(미도시됨)과 프레임 구조물(200)간의 조립 오차가 존재하는 경우, 하판(204)을 서스펜션 멤버(100)의 경사면을 따라 차체 폭방향으로 슬라이드 이동시키더라도, 하판(204)의 제2슬롯(208)내에 서스펜션 멤버(100)의 볼트체결홀이 존재하게 되므로, 결국 프레임 구조물(200)의 차체 폭방향(L 방향) 및 높이방향(H 방향)에 대한 조립 공차를 용이하게 흡수할 수 있다.
또한, 조립 오차 조절을 위하여 하판(204)을 슬라이드 이동시키면, 프레임 구조물(200)과 일체로 된 상부브라켓(220)도 동일한 거리만큼 이동하게 되지만, 상부브라켓(220)의 제1슬롯(222)범위내에 차체 프레임(300)의 제3슬롯(302)이 존재하게 되므로, 결과적으로 프레임 구조물(200)의 차체 폭방향(L 방향) 및 높이방향(H 방향)에 대한 조립 공차를 용이하게 흡수할 수 있다.
한편, 차체 프레임(300)에 대한 상부브라켓(320)의 차체 길이방향(T 방향)의 조립 공차가 발생하더라도, 차체 프레임(300)의 제3슬롯(302)은 상부브라켓(320)의 제1슬롯(222)과 수직으로 배치된 상태이므로 제3슬롯(302)내에 제1슬롯(222)이 항상 존재하게 되어, 결국 프레임 구조물(200)의 차체 길이방향(T 방향)에 대한 조립 공차를 용이하게 흡수할 수 있다.
이와 같이, 서스펜션 멤버(100)와 차체프레임(300)을 프레임 구조물(200)을 비롯한 고무패드(210) 및 상부브라켓(220)을 매개로 연결시켜 줌으로써, 서스펜션 멤버(100)로부터 전달되는 하중이 분산될 수 있다.
이때, 프레임 구조물(200)의 하판(204)과 상판(202)이 편심된 상태이므로, 서스펜션 멤버(100)로부터 전달되는 하중이 프레임 구조물(200)의 하판(204)에서 상판(202)으로 전달될 때 편심하중에 따른 모멘트 하중으로 전달될 수 있지만, 이때의 모멘트 하중을 고무패드(210)가 흡수하여 제거할 수 있다.
또한, 프레임 구조물(200)을 비롯한 상부브라켓(220) 등의 볼트 체결방향을 하중 전달방향과 일치시켜, 볼트가 하중을 전단이 아니 인장방향으로 버틸 수 있도록 함으로써, 부식이나 각 부품간 마찰로 생길 수 있는 볼트 풀릴 가능성을 제거킬 수 있고, 견고한 조립 상태를 유지시킬 수 있다.
100 : 서스펜션 멤버
102 : 볼트
104 : 이중 너트
200 : 프레임 구조물
202 : 상판
204 : 하판
206 : 측판
208 : 제2슬롯
210 : 고무패드
220 : 상부브라켓
222 : 제1슬롯
300 : 차체 프레임
302 : 제3슬롯

Claims (6)

  1. 독립현가 장치의 서스펜션 멤버(100)와 차체 프레임(300) 사이에 편심된 구조로 조립되어, 하중 분산 및 조립 공차 흡수를 동시에 수행하는 프레임 구조물(200);
    상기 프레임 구조물(200)의 상판(202)과 차체 프레임(300) 사이에 삽입 체결되어, 서스펜션 멤버(100)로부터 프레임 구조물로 전달되는 편심하중에 따른 모멘트 하중을 제거하는 고무패드(210);
    를 포함하고,
    상기 프레임 구조물(200)은 고무패드(210)를 사이에 두고 상부브라켓(220)과 조립되는 상판(202)과, 서스펜션 멤버(100)에 볼트 조립시 차체 폭방향 및 높이방향 공차를 흡수하는 제2슬롯(208)이 형성된 하판(204)과, 서로 편심 배치되는 상판(202)과 하판(204) 간을 일체로 연결하는 측판(206)으로 구성된 것을 특징으로 하는 상용차량의 독립현가 시스템용 하중 분산 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 고무패드(210) 위에 밀착되어 프레임 구조물(200)의 상판(202)과 일체로 조립되고, 양단부에는 차체 프레임(300)에 볼트 조립시 차체 길이방향 공차를 흡수하는 제1슬롯(222)이 형성된 상부브라켓(220)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상용차량의 독립현가 시스템용 하중 분산 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 차체 프레임(300)에는 상부브라켓(220)에 차체 폭방향을 따라 형성된 제1슬롯(222)과 수직으로 교차되는 차체 길이방향의 제3슬롯(302)이 더 형성된 것을 특징으로 하는 상용차량의 독립현가 시스템용 하중 분산 장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 상판(202)은 고무패드(210)를 사이에 두고 상부브라켓(220)과 수평상태로 밀착되도록 평평한 형상으로 형성되고, 상기 하판(204)은 서스펜션 멤버(100)의 상단 경사면에 밀착되도록 경사진 형상을 이루면서 측판(206)의 하단에서 바깥쪽으로 연장 형성되며, 상기 측판(206)은 서로 편심 배치된 상판(202)과 하판(204)을 연결하도록 곡선의 굴곡된 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 상용차량의 독립현가 시스템용 하중 분산 장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 프레임 구조물(200)과 상부브라켓(220)이 고무패드(210)를 사이에 두고 일체로 조립되도록 상부브라켓(220)의 상면에서부터 고무패드(210)를 지나 프레임 구조물(200)의 상판(202) 저면까지 볼트(102)가 삽입 체결되고, 이 볼트(102)에는 이중너트(104)가 체결되는 것을 특징으로 하는 상용차량의 독립현가 시스템용 하중 분산 장치.
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