KR102003907B1 - 알루미늄 재질을 갖는 수제자동차 프레임의 플레이트형 액슬 장착구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 프런트 액슬 및 리어 액슬이 장착되는 차체 프레임과, 상기 차체 프레임의 전방 및 후방에 각각 삽입되어 상기 프런트 액슬 및 상기 리어 액슬이 각각 체결되는 액슬 장착 플레이트로 구성되되, 상기 액슬 장착 플레이트는, 알루미늄으로 구성되며, 상기 차체 프레임의 형상에 상응하는 관통홀이 각각 형성된 대향하는 한 쌍의 제1 플레이트 및 상기 제1 플레이트와 일정거리 이격된 한 쌍의 제2 플레이트를 포함하며, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트가 결합되는 상기 차체 프레임의 상단에는 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트가 삽입되는 삽입홈이 각각 형성되어서, 액슬 장착 플레이트를 차체 프레임의 정확한 위치에 배치하여 결합시킬 수 있어서, 경량화하며, 차축을 지지하는 프런트 액슬 및 리어 액슬의 각 로어암 및 어퍼암과, 차축의 쇼크옵소버를 오차 또는 변형 없이 차체 프레임의 정확한 위치에 조립할 수 있는, 수제자동차 프레임의 플레이트형 액슬 장착구조를 개시한다.

Description

알루미늄 재질을 갖는 수제자동차 프레임의 플레이트형 액슬 장착구조{Axle Mounting Structure in Handdmade-Vehicle of Frame Type with aluminium material}

본 발명은 수제자동차의 액슬 장착구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 경량화하며, 액슬 장착 플레이트를 차체 프레임의 정확한 위치에 배치하여 결합시키고, 액슬 장착 플레이트 또는 차체 프레임의 뒤틀림 변형을 억제할 수 있는, 알루미늄 재질을 갖는 수제자동차 프레임의 플레이트형 액슬 장착구조에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이, 종래기술의 수제자동차는 별도의 프레임없이 바디와 프레임이 일체로 형성된 모노코크(monocoque) 타입의 차체 기술을 주로 사용한다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 모노코크 타입의 차체(10)를 적용하면, 바디 자체를 견고하고 가볍게 형성하고 바디에 엔진과 서스펜션과 배터리를 직접 조립하여서, 생산성을 높이고 경량화시킬 수 있어서 소형차에 주로 적용된다.

예컨대, 액슬의 로어암은 로어암 브라켓(11)에 조립되고, 어퍼암은 어퍼암 브라켓(12)에 조립되고, 엔진은 엔진 마운트(13)에 조립되고, 프런트 범퍼는 프런트 범퍼 프레임(14)에 조립되고, 리어 범퍼는 리어 범퍼 프레임(15)에 각각 개별적으로 조립된다.

하지만, 프레임 타입의 수제자동차는 차량 하중을 지지하고 주행 진동에 따른 뒤틀림을 방지하기 위해 차체 프레임(10)에 용접 및 취부되는 크로스멤버 및 브라켓 구조를 주로 사용하게 되나, 이로 인해 용접 포인트 및 부품 수 증가로 인해서, 프레임 조립 구조가 복잡하게 되며, 조립 공정 또한 복잡해지고, 조립 시간이 많이 소요되어 원가 상승의 원인이 된다.

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 액슬 장착을 위한 별도의 크로스맴버 및 브라켓을 이용하지 않고서도 차체 프레임에 액슬을 쉽게 장착하도록 하고, 차체 프레임의 강성을 보다 확보할 수 있는, 알루미늄 재질을 갖는 수제자동차 프레임의 플레이트형 액슬 장착구조를 제공하는 것을 그 과제로 한다.

전술한 과제를 달성하기 위해, 본 발명은, 차체 하중을 지지하고, 차축을 지지하는 로어암과 어퍼암이 상하로 각각 형성된 프런트 액슬 및 리어 액슬이 장착되는 차체 프레임과, 상기 차체 프레임의 전방 및 후방에 각각 삽입되어 상기 프런트 액슬 및 상기 리어 액슬이 각각 체결되는 액슬 장착 플레이트로 구성되되, 상기 액슬 장착 플레이트는, 알루미늄으로 구성되며, 상기 차체 프레임의 형상에 상응하는 관통홀이 각각 형성된 대향하는 한 쌍의 제1 플레이트 및 상기 제1 플레이트와 일정거리 이격된 한 쌍의 제2 플레이트와, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트의 각 상단에 형성된 제1 삽입홀에 삽입 체결되는 상단 지지 플레이트와, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트의 각 중단에 형성된 제2 삽입홀에 삽입 체결되는 중단 지지 플레이트와, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트의 각 하단에 형성된 제3 삽입홀에 삽입 체결되는 하단 지지 플레이트를 포함하며, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트에는 상기 로어암 및 상기 어퍼암이 체결되는 체결홀이 형성되고, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트가 결합되는 상기 차체 프레임의 상단에는 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트가 삽입되는 삽입홈이 각각 형성되는, 수제자동차 프레임의 플레이트형 액슬 장착구조를 제공한다.

여기서, 상기 삽입홈은, 상기 제1 플레이트에 대향하여 직선 형상의 단면을 갖는 제1 삽입홈과, 상기 제2 플레이트에 대향하여 호 형상의 단면을 갖는 제2 삽입홈으로 구성되고, 상기 제1 삽입홈에 대응하는 제1 플레이트의 관통홀의 저면은 직선 형상이고, 상기 제2 삽입홈에 대응하는 제2 플레이트의 관통홀의 저면은 호 형상으로 만입되어 형성될 수 있다.

또한, 상기 상단 지지 플레이트는 플레인 형상의 단면을 갖으며, 상기 제1 삽입홀은 상기 플레인 형상의 단면에 상응하는 형상으로 형성되며, 상기 중단 지지 플레이트는 일정각도로 절곡된 형상의 단면을 갖으며, 상기 제2 삽입홀은 상기 절곡된 형상의 단면에 상응하는 형상으로 형성되고, 상기 하단 지지 플레이트는 각재 형상의 단면을 갖으며, 상기 제3 삽입홀은 상기 각재 형상의 단면에 상응하는 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 액슬 장착 플레이트는 상기 차체 프레임의 전방 및 후방으로부터 각각 삽입된 후 용접되어 고정될 수 있다.

또한, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트에는 대칭 형상의 보이드가 형성될 수 있고, 상단 지지 플레이트 및 상기 중단 지지 플레이트에는 특정 형상의 보이드가 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 액슬 장착 플레이트를 차체 프레임의 정확한 위치에 배치하여 결합시킬 수 있어서, 차축을 지지하는 프런트 액슬 및 리어 액슬의 각 로어암 및 어퍼암과, 차축의 쇼크옵소버를 오차 또는 변형 없이 차체 프레임의 정확한 위치에 조립할 수 있고, 삽입홈에 의해 액슬 장착 플레이트 또는 차체 프레임의 뒤틀림 변형을 억제할 수 있는 효과가 있다.

또한, 단순 용접이 아닌, 삽입홈에 삽입된 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 차체 프레임에 용접하여서 정확한 위치에 용접할 수 있고, 결합 부위의 결합 강도를 보다 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 액슬 장착 플레이트를 알루미늄 재질로 구성하여 경량화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 주프레임인 차체 프레임의 형태를 유지하여 차량 전체 하중을 견고하게 지지하면서도 차체 프레임에 삽입 고정된 플레이트형의 액슬 장착 플레이트에 액슬의 로어암과 어퍼암을 체결하도록 하여서, 액슬 장착 구조를 보다 간소화하고 단순화하면서 액슬 장착 조립을 쉽게 하도록 하는 효과가 있다.

또한, 끼움 방식으로, 차체 프레임에 액슬 장착 플레이트를 장착하여서 액슬 장착 플레이트의 위치를 쉽게 선정하거나 조정할 수 있는 효과가 있다.

더 나아가, 액슬 장착 플레이트를 다수의 플레이트의 특정 형상으로 조립 형성하여 조립 후의 강성 및 강도를 높여서, 충격 또는 주행진동에 의한 차체 프레임의 뒤틀림에 따른 변형을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 의한 수제자동차 프레임의 액슬 장착 구조를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 수제자동차 프레임의 플레이트형 액슬 장착구조의 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2의 수제자동차 프레임의 플레이트형 액슬 장착구조의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 수제자동차 프레임의 플레이트형 액슬 장착구조의 액슬 장착 플레이트의 측면도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 2의 액슬 장착 플레이트와 액슬의 체결 구성을 예시한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 전술한 특징을 갖는 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명에 의한 수제자동차 프레임의 플레이트형 액슬 장착구조의 개략적인 사시도이며, 도 3은 도 2의 수제자동차 프레임의 플레이트형 액슬 장착구조의 분해 사시도이며, 도 4는 도 2의 수제자동차 프레임의 플레이트형 액슬 장착구조의 액슬 장착 플레이트의 측면도이고, 도 5a 및 도 5b는 도 2의 액슬 장착 플레이트와 액슬의 체결 구성을 예시한 것이다.

도 2 내지 도 5b를 참조하면, 본 발명에 의한 수제자동차 프레임의 플레이트형 액슬 장착구조는, 전체적으로, 차체 하중을 지지하는 차체 프레임(110)과, 차체 프레임(110)에 삽입 고정되는 액슬 장착 플레이트(120)로 구성된다.

우선, 차체 프레임(110)은, 차체 하중을 지지하는데, 즉 차량 전체 하중을 지지하는 주 프레임으로서, 차축을 지지하는 프런트 액슬(30) 및 리어 액슬(40)의 각 로어암(31) 및 어퍼암(32)이 장착되고, 차축의 쇼크옵소버(shock absorber)(33)가 장착된다(도 5a 및 도 5b 참조).

또한, 차체 프레임(110)에는 프런트 범퍼가 조립되는 프런트 범퍼 프레임(111) 및 리어 범퍼가 조립되는 리어 범퍼 프레임(112)이 형성된다.

다음, 액슬 장착 플레이트(120)는 차체 프레임(110)의 전방 및 후방으로부터 각각 삽입되어 고정되고, 프런트 액슬(30) 및 리어 액슬(40)이 액슬 장착 플레이트(120)에 각각 체결된다. 여기서, 차체 프레임(110)에 액슬 장착 플레이트(120)를 끼움방식으로 장착하여서 액슬 장착 플레이트(120)의 위치를 쉽게 선정하거나 조정할 수 있다.

여기서, 액슬 장착 플레이트(120)를 알루미늄으로 구성하여 경량화할 수 있다.

구체적으로, 액슬 장착 플레이트(120)는, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 차체 프레임(110)의 형상에 상응하는 관통홀(A)이 각각 형성된 대향하는 한 쌍의 제1 플레이트(121) 및 제1 플레이트(121)와 일정거리 이격된 한 쌍의 제2 플레이트(122)와, 제1 플레이트(121) 및 제2 플레이트(122)의 각 상단에 형성된 제1 삽입홀(B)에 삽입 체결되는 상단 지지 플레이트(123)와, 제1 플레이트(121) 및 제2 플레이트(122)의 각 중단에 형성된 제2 삽입홀(C)에 삽입 체결되는 중단 지지 플레이트(124)와, 제1 플레이트(121) 및 제2 플레이트(122)의 각 하단에 형성된 제3 삽입홀(D)에 삽입 체결되는 하단 지지 플레이트(125)를 포함한다.

여기서, 도 2의 (b)에 확대 도시된 바와 같이, 제1 플레이트(121) 및 제2 플레이트(122)가 결합되는 차체 프레임(110)의 상단에는 제1 플레이트(121) 및 제2 플레이트(122)가 삽입되는 삽입홈(113,114)이 각각 형성된다.

예컨대, 삽입홈(113,114)은, 제1 플레이트(121)에 대향하여 직선 형상의 단면을 갖는 제1 삽입홈(113)과, 제2 플레이트(122)에 대향하여 직선 형상의 단면을 갖는 제2 삽입홈(114)으로 구성된다. 한편, 제2 삽입홈(114)은 호 형상의 단면을 갖을 수도 있다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 삽입홈(113)에 대응하는 제1 플레이트(121)의 관통홀(A)의 저면은 직선 형상이고, 제2 삽입홈(114)에 대응하는 제2 플레이트(122)의 관통홀(A)의 저면은 직선 또는 호 형상으로 만입되어 형성될 수 있다.

이에 따라, 액슬 장착 플레이트(120)를 차체 프레임(110)의 정확한 위치에 배치하여 결합시킬 수 있어서, 차축을 지지하는 프런트 액슬(30) 및 리어 액슬(40)의 각 로어암(31) 및 어퍼암(32)과, 차축의 쇼크옵소버(33)를 오차 또는 변형 없이 차체 프레임(110)의 정확한 위치에 조립할 수 있고, 삽입홈(113,114)에 의해 제1 플레이트(121) 및 제2 플레이트(122) 또는 차체 프레임(110)의 뒤틀림 변형을 억제할 수도 있다.

한편, 별도의 체결 구성없이, 상단 지지 플레이트(123), 중단 지지 플레이트(124) 및 하단 지지 플레이트(125)는 제1 및 제2 플레이트(121,122)에 각각 끼움방식으로 결합 체결되어, 액슬 장착 플레이트(120)의 전체적인 조립 구성을 간소화할 수 있다.

여기서, 제1 플레이트(121) 및 제2 플레이트(122)의 관통홀(A)을 통해 차체 프레임(110)에 삽입되어 액슬 장착 플레이트(120)의 장착 위치를 쉽게 선정할 수 있다.

또한, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 플레이트(121) 및 제2 플레이트(122)에 형성되는 로어암(31) 및 어퍼암(32)의 체결홀이 상하 방향으로 적어도 둘 이상 형성될 수 있는데, 예컨대 제1 플레이트(121) 및 제2 플레이트(122)에는 어퍼암(32)이 체결되는 제1 체결홀(E)과 로어암(31)이 체결되는 제2 체결홀(F)이 각각 형성된다.

여기서, 상단 지지 플레이트(123)는 플레인 형상의 단면을 갖으며, 제1 삽입홀(B)은 플레인 형상의 단면에 상응하는 형상으로 형성되며, 중단 지지 플레이트(124)는 일정각도로 절곡된 형상의 단면을 갖으며, 제2 삽입홀(C)은 절곡된 형상의 단면에 상응하는 형상으로 형성되고, 하단 지지 플레이트(125)는 각재 형상의 단면을 갖으며, 제3 삽입홀(D)은 각재 형상의 단면에 상응하는 형상으로 형성될 수 있다.

이와 같이, 상단, 중단 및 하단 지지 플레이트(123,124,125)를 상이한 형상으로 형성하여 제1 플레이트(121) 및 제2 플레이트(122)에 조립하여서, 충격 또는 주행진동에 의한 액슬 장착 플레이트(120) 자체의 뒤틀림에 따른 변형을 최소화할 수 있다.

또한, 제1 플레이트(121) 및 제2 플레이트(122)에는 대칭 형상의 보이드(void)(V)가 제1 삽입홀(B)과 제3 삽입홀(D) 사이에 형성되어서, 액슬 장착 플레이트(120)를 보다 경량화할 수 있다.

추가로, 상단 지지 플레이트(123) 및 중단 지지 플레이트(124)에도 특정 형상의 보이드(V)가 형성되어, 액슬 장착 플레이트(120)를 보다 경량화할 수 있다.

여기서, 전술한 보이드(V)는 인접하는 삼각형 형상으로 적어도 둘 이상 관통 형성될 수 있다.

또한, 액슬 장착 플레이트(120)는 차체 프레임(120)의 전방 및 후방으로부터 각각 끼우고 제1 플레이트(121) 및 제2 플레이트(122)를 삽입홈(113,114)에 삽입한 후, 삽입 부위가 용접되어 고정될 수 있고, 액슬 장착 플레이트(120)는 냉간압연강판으로 이루어질 수 있다.

즉, 단순 용접이 아닌, 삽입홈(113,114)에 삽입된 제1 플레이트(121) 및 제2 플레이트(122)를 차체 프레임(110)에 용접하여서 정확한 위치에 용접할 수 있고, 결합 부위의 결합 강도를 보다 높일 수 있다.

한편, 수제자동차, 특히 SUV 수제자동차를 전제로 액슬 장착 플레이트를 전술하였으나, 전기자동차의 차체 프레임에도 동일하게 액슬 장착 플레이트가 적용될 수도 있다.

도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 제1 플레이트 및 한 쌍의 제2 플레이트의 각 제1 체결홈(E) 사이에 어퍼암(32)이 체결되고, 한 쌍의 제1 플레이트 및 한 쌍의 제2 플레이트의 각 제2 체결홈(F) 사이에 로어암(31)이 체결될 수 있다.

또한, 제1 플레이트 및 제2 플레이트의 어퍼암(32)이 장착되는 제1 체결홀(E)은 다수 형성되어 차종에 따른 액슬의 규격에 적합하게 체결 위치를 변경할 수 있고, 제1 플레이트 및 제2 플레이트의 로어암(31)이 장착되는 제2 체결홀(F)은 다수 형성되어 차종에 따른 액슬의 규격에 적합하게 체결 위치를 변경할 수 있다.

따라서, 전술한 바와 같은 수제자동차 프레임의 플레이트형 액슬 장착구조의 구성에 의해서, 주프레임인 차체 프레임의 형태를 유지하여 차량 전체 하중을 지지하면서 차체 프레임에 삽입 고정된 플레이트형의 액슬 장착 플레이트에 액슬의 로어암과 어퍼암을 체결하도록 하여서, 액슬 장착 구조를 보다 단순화하고 액슬 조립을 쉽게 하도록 하고, 액슬 장착 플레이트를 다수의 플레이트의 특정 형상으로 조립 형성하여 조립 후의 강성 또는 강도를 높여서, 충격 또는 주행진동에 의한 차체 프레임의 뒤틀림에 따른 변형을 최소화할 수 있다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

110 : 차체 프레임 120 : 액슬 장착 플레이트

Claims (6)

1. 차체 하중을 지지하고, 차축을 지지하는 로어암과 어퍼암이 상하로 각각 형성된 프런트 액슬 및 리어 액슬이 장착되는 차체 프레임과,
   상기 차체 프레임의 전방 및 후방에 각각 삽입되어 상기 프런트 액슬 및 상기 리어 액슬이 각각 체결되는 액슬 장착 플레이트로 구성되되,
   상기 액슬 장착 플레이트는, 알루미늄으로 구성되며, 상기 차체 프레임의 형상에 상응하는 관통홀이 각각 형성된 대향하는 한 쌍의 제1 플레이트 및 상기 제1 플레이트와 일정거리 이격된 한 쌍의 제2 플레이트와, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트의 각 상단에 형성된 제1 삽입홀에 삽입 체결되는 상단 지지 플레이트와, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트의 각 중단에 형성된 제2 삽입홀에 삽입 체결되는 중단 지지 플레이트와, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트의 각 하단에 형성된 제3 삽입홀에 삽입 체결되는 하단 지지 플레이트를 포함하며, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트에는 상기 로어암 및 상기 어퍼암이 체결되는 체결홀이 형성되고,
   상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트가 결합되는 상기 차체 프레임의 상단에는 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트가 삽입되는 삽입홈이 각각 형성되는, 수제자동차 프레임의 플레이트형 액슬 장착구조.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 삽입홈은, 상기 제1 플레이트에 대향하여 직선 형상의 단면을 갖는 제1 삽입홈과, 상기 제2 플레이트에 대향하여 호 형상의 단면을 갖는 제2 삽입홈으로 구성되고,
   상기 제1 삽입홈에 대응하는 제1 플레이트의 관통홀의 저면은 직선 형상이고, 상기 제2 삽입홈에 대응하는 제2 플레이트의 관통홀의 저면은 호 형상으로 만입되어 형성되는 것을 특징으로 하는, 수제자동차 프레임의 플레이트형 액슬 장착구조.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 상단 지지 플레이트는 플레인 형상의 단면을 갖으며, 상기 제1 삽입홀은 상기 플레인 형상의 단면에 상응하는 형상으로 형성되며,
   상기 중단 지지 플레이트는 일정각도로 절곡된 형상의 단면을 갖으며, 상기 제2 삽입홀은 상기 절곡된 형상의 단면에 상응하는 형상으로 형성되고,
   상기 하단 지지 플레이트는 각재 형상의 단면을 갖으며, 상기 제3 삽입홀은 상기 각재 형상의 단면에 상응하는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 수제자동차 프레임의 플레이트형 액슬 장착구조.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 액슬 장착 플레이트는 상기 차체 프레임의 전방 및 후방으로부터 각각 삽입된 후 용접되어 고정되는 것을 특징으로 하는, 수제자동차 프레임의 플레이트형 액슬 장착구조.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트에는 대칭 형상의 보이드가 형성되는 것을 특징으로 하는, 수제자동차 프레임의 플레이트형 액슬 장착구조.
   
6. 제3항에 있어서,
   상단 지지 플레이트 및 상기 중단 지지 플레이트에는 특정 형상의 보이드가 형성되는 것을 특징으로 하는, 수제자동차 프레임의 플레이트형 액슬 장착구조.

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