KR102187459B1 - 차량용 서브프레임의 부시 - Google Patents

차량용 서브프레임의 부시 Download PDF

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Abstract

본 발명은 각 방향별 최적의 강성을 독립적으로 구현할 수 있도록 하기 위해 그 구조가 개선된 차량용 서브프레임의 부시에 관한 것이다.
본 발명은 인너 파이프와 아웃터 파이프를 구비한 차량용 서브프레임의 부시에 있어서, 상기 인너 파이프의 이탈을 방지하기 위해 상기 인너 파이프의 중앙 일부는, 상기 아웃터 파이프의 내주면을 향해 일정 높이로 단면적이 넓어진 단면적 확대부가 구비되고, 상기 단면적 확대부의 외주면과 상기 인너 파이프의 상부 및 하부의 외주면에 전후/좌우 방향 부시가 각각 설치되며, 상기 단면적 확대부의 상부 및 하부로 상기 인너 파이프의 외주면에 상하 방향 부시가 각각 설치된 차량용 서브프레임의 부시를 제공한다.

Description

차량용 서브프레임의 부시{BUSH FOR SUB-FRAME IN VEHICLE}
본 발명은 차량용 서브프레임의 부시에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각 방향별 최적의 강성을 독립적으로 구현할 수 있도록 하기 위해 그 구조가 개선된 차량용 서브프레임의 부시에 관한 것이다.
일반적으로 서스펜션 멤버(suspension member)라고도 불리는 서브 프레임(sub-frame)에는 서스펜션(suspension)이나 파워트레인(power train)을 조립하고 프레임이나 바디에 부착되는 자동차의 골격을 이루는 부품으로, 진동이나 소음이 전달되지 않도록 고무 부시를 중간에 끼우고 바디에 부착하게 된다.
차량이 정면충돌할 경우 RTE(restraint energy, 구속에너지) 저감을 위하여 전륜 서브프레임이 후방으로 이탈이 필요하다. 구속에너지는 차량의 충돌시 승객에게 전달되는 충격량으로 승객에게 발생하는 피해를 줄이기 위해서는 구속에너지를 저감할 수 있는 장치가 꼭 필요한 것이다.
그러기 위해서는 마운팅 부시는 충돌할 경우에는 서브 프레임에서 이탈이 용이하도록 후방의 부시 마운팅 구조 설계가 필요하면서도 평소의 일반적인 주행상태에서는 서브 프레임의 부시는 강건한 구조를 갖고 노면의 진동을 흡수해야하는 양면성을 가지고 있다.
도 1 내지 도 3에는 종래의 기술에 따른 차량용 서브프레임의 부시의 작동(또는 작용) 상태를 나타내 보인 단면도가 도시되어 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 부시(10)는 인너 파이프(11)와 아웃터 파이프(12)를 포함하여 구성되고, 인너 파이프(11)와 아웃터 파이프(12) 사이에는 러버 매스(13)가 구비된다.
이와 같이 구성된 부시(10)에 동일 하중이 들어왔을 때 변형 거동한다.
그리고 상하 강성을 낮추기 위해서는 부시(10)의 접촉면적이 작거나, 부시(10)의 경도가 낮거나, 인너 파이프(11)와 아웃터 파이프(12)간 거리가 크면 된다.(외팔보 길이 증대효과)
하지만, 상기한 세 가지 경우 모두 전후/좌우 강성 역시 같이 떨어진다.
또한 전후/좌우 강성을 높이기 위해서는 부시(10)의 접촉면적이 크거나, 부시(10)의 경도가 높거나, 또는 인너 파이프(11)와 아웃터 파이프(12)간 거리가 작으면 된다.(외팔보 길이 축소효과)
그러나, 상기한 세 가지 경우 모두 상하 강성 역시 같이 증가한다.
이에 따라, 종래의 기술에 따른 차량용 서브프레임의 부시(10) 구조로는 전후/좌우/상하 특성을 개별적으로 제어하는데 한계가 있다.
이와 같이, 핸들링 성능을 개선하기 위해 전후/좌우 강성을 높이면, 상하 강성도 같이 증가하여 NVH(Noise, Vibration, Harshness) 성능이 악화되는 문제점이 있다.
한편, 본원 발명과 관련된 선행문헌으로 등록특허공보 제10-0709469호(2007년04월12일 등록)의 차량용 현가장치의 알루미늄 재질 로어암의 부시 체결 구조가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 상하 강성은 낮추고 전후/좌우 강성은 솔리드 타입 수준으로 강성을 확보할 수 있도록 하여, 핸들링 성능과 NVH 성능을 동시에 개선할 수 있도록 한 차량용 서브프레임의 부시를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 서브프레임의 부시는, 인너 파이프와 아웃터 파이프를 구비한 차량용 서브프레임의 부시에 있어서, 상기 인너 파이프의 이탈을 방지하기 위해 상기 인너 파이프의 중앙 일부는, 상기 아웃터 파이프의 내주면을 향해 일정 높이로 단면적이 넓어진 단면적 확대부가 구비되고, 상기 단면적 확대부의 외주면과 상기 인너 파이프의 상부 및 하부의 외주면에 전후/좌우 방향 부시가 각각 설치되며, 상기 단면적 확대부의 상부 및 하부로 상기 인너 파이프의 외주면에 상하 방향 부시가 각각 설치된 것을 그 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 각 방향별 최적 강성을 독립적으로 구현할 수 있도록 부시 구조를 개선함으로써, 상하 강성이 낮추고, 전후/좌우 강성은 높일 수 있어 핸들링 성능 및 NVH 성능 모두 개선이 가능하다.
도 1 내지 도 3은 종래의 기술에 따른 차량용 서브프레임의 부시의 작동 상태를 나타내 보인 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 서브프레임의 부시의 외관 구성을 나타낸 외관 사시도.
도 5는 도 4의 분해 사시도.
도 6은 도 4의 반단면도.
도 7a는 본 발명에 따른 차량용 서브프레임의 부시의 작동을 설명하기 위해 나타낸 반단면도.
도 7b는 도 7a의 A부 상세도.
도 8a는 본 발명에 따른 차량용 서브프레임의 부시의 작동을 설명하기 위해 나타낸 반단면도.
도 8b는 도 8a의 B부 상세도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 4에는 본 발명에 따른 차량용 서브프레임의 부시의 외관 구성을 나타낸 외관 사시도가 도시되어 있고, 도 5에는 도 4의 분해 사시도가 도시되어 있으며, 도 6에는 도 4의 반단면도가 도시되어 있다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 서브프레임의 부시(100)는, 인너 파이프(120a)와 아웃터 파이프(110)를 포함하며, 그리고 상기 인너 파이프(120a)의 이탈을 방지하기 위해 인너 파이프(120a)의 중앙 일부는 아웃터 파이프(110)의 내주면을 향해 일정 높이로 단면적이 넓어진 단면적 확대부(120b)가 구비되고, 또한, 상기 단면적 확대부(120b)의 외주면 및 인너 파이프(120a)의 상부 및 하부 외주면에 전후/좌우 방향 부시(140a,140b)가 각각 설치된다.
따라서, 상기 인너 파이프(120a)는 ＋(십자)형태로 이루어진다.
그리고 상기 단면적 확대부(120b)의 상부 및 하부로 인너 파이프(120a)의 외주면에 상하 방향 부시(160a,160b)가 각각 설치된다.
또한, 상기 상하 방향 부시(160a,160b)의 상부 및 하부, 그리고 상기 인너 파이프(120a)의 외주면에는 플라스틱 링(130a,130b)이 각각 설치된다.
그리고 상기 플라스틱 링(130a,130b)은 상하 방향 부시(160a,160b) 및 전후/좌우 방향 부시(140a,140b)의 위치가 구속되도록 상하 방향 부시(160a,160b) 및 전후/좌우 방향 부시(140a,140b)에 밀착하며 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 아웃터 파이프(110)의 상단부 및 하단부에는 아웃터 파이프(110) 내부의 부품의 위치를 구속하기 위한 부품 구속부(110a)가 형성된다. 상기 부품 구속부(110a)의 일 실시예로, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 컬링(curling) 가공으로 아웃터 파이프(110)의 상단부 및 하단부 가장자리를 인너 파이프(120a) 쪽으로 말아 접혀 형성한다.
그리고 상기 전후/좌우 방향 부시(140a,140b)는 다수개의 링 형태로 이루어진다.
또한, 후술하는 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 상하 방향 부시(160a,160b)는 형상 변경 가능하게 구비된다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 차량용 서브프레임의 부시의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 서브프레임의 부시(100)는, 위에서 이미 기술한 기존의 부시 구조와는 달리 상하 강성은 낮추고 전후/좌우 강성은 솔리드 타입 수준으로 확보할 수 있도록 한 것으로, 이를 위해, 아웃터 파이프(110) 내에 플라스틱 링(130a,130b), 상하 방향 부시(160a,160b), 전후/좌우 방향 부시(140a,140b), 그리고 인너 파이프(120a)를 조립하였다.
상기 아웃터 파이프(110)는 케이싱 역할을 하며, 컬링 가공을 통해 부시 내부 부품의 위치를 구속하고 빠지는 것을 방지한다.
그리고 상기 플라스틱 링(130a,130b)은 상하 방향 부시(160a,160b), 전후/좌우 방향 부시(140a,140b)의 위치를 구속하고, 인너 파이프(120a)가 아웃터 파이프(110)에서 빠지는 것을 방지한다.
또한, 상기 상하 방향 부시(160a,160b)는 상하 방향 특성을 정의하며, 상기 전후/좌우 방향 부시(140a,140b)는 인너 파이프(120a)와 플라스틱 링(130a,130b), 그리고 인너 파이프(120a)와 아웃터 파이프(110)의 간섭에 의한 파손을 방지하고, 전후/좌우 방향 특성을 정의한다.
또한, 상기 인너 파이프(120a)는 상하 방향 부시(160a,160b)의 가면류 역할을 하고, 인너 파이프(120a) 중앙에 형성된 단면적 확대부(120b)는 인너 파이프(120a)의 이탈을 방지한다.
이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 우선, 도 7a 및 도 7a의 A부 상세도인 도 7b에 도시된 바와 같이, 하중이 상하 방향으로 들어오면, 상하 방향 부시(160a,160b)에 의해 낮은 특성 구현이 가능하다. 즉, 상하 방향 부시(160a,160b)의 경도나 형상을 변경하여 낮은 특성을 구현하는 것이 가능하다.
그리고 도 8a 및 도 8a의 B부 상세도인 도 8b에 도시된 바와 같이, 하중이 전후/좌우 방향으로 들어오면, 전후/좌우 방향 부시(140a,140b)에 의해 높은 특성 구현이 가능하다. 즉, 상기 플라스틱 링(130a,130b)과 인너 파이프(120a)의 간극 축소, 전후/좌우 방향 부시(140a,140b) 경도 증대 등으로 높은 특성 구현이 가능하다.
그리고 상기 전후/좌우 방향 부시(140a,140b)는 인너 파이프(120a)에만 가류되어 있고, 플라스틱 링(130a,130b)과 아웃터 파이프(110)와는 떨어져 있다. 이에 따라 상하 방향 힘이 들어오면 플라스틱 링(130a,130b)과 부시는 미끄러지는 구조이다.
이와 같이, 본 발명에 따른 차량용 서브프레임의 부시(100)는 상하, 전후/좌우 특성을 독립적으로 설정 가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
110. 아웃터 파이프
120a. 인너 파이프
120b. 단면적 확대부
130a,130b. 플라스틱 링
140a,140b. 전후/좌우 방향 부시
160a,160b. 상하 방향 부시

Claims (8)

  1. 인너 파이프와 아웃터 파이프를 구비한 차량용 서브프레임의 부시에 있어서,
    상기 인너 파이프의 이탈을 방지하기 위해 상기 인너 파이프의 중앙 일부는, 상기 아웃터 파이프의 내주면을 향해 일정 높이로 단면적이 넓어진 단면적 확대부가 구비되고,
    상기 단면적 확대부의 외주면과 상기 인너 파이프의 상부 및 하부의 외주면에 전후/좌우 방향 부시가 각각 설치되며,
    상기 단면적 확대부의 상부 및 하부로 상기 인너 파이프의 외주면에 상하 방향 부시가 각각 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 서브프레임의 부시.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상하 방향 부시의 상부 및 하부와, 상기 인너 파이프의 외주면에는 플라스틱 링이 각각 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 서브프레임의 부시.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 플라스틱 링은 상기 상하 방향 부시 및 상기 전후/좌우 방향 부시의 위치가 구속되도록 상기 상하 방향 부시 및 상기 전후/좌우 방향 부시에 밀착하며 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 서브프레임의 부시.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 아웃터 파이프의 상단부 및 하단부에는 상기 아웃터 파이프 내부의 부품의 위치를 구속하기 위한 부품 구속부가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 서브프레임의 부시.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 부품 구속부는, 컬링 가공으로 상기 아웃터 파이프의 상단부 및 하단부 가장자리를 상기 인너 파이프 쪽으로 말아 접혀 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 서
  6. 제1항에 있어서,
    상기 인너 파이프는 ＋형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 서브프레임의 부시.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전후/좌우 방향 부시는 다수개의 링 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 서브프레임의 부시.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상하 방향 부시는 형상 변경 가능하게 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 서브프레임의 부시.
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