KR102200777B1 - 복합 구조 캠가이드 형상을 갖는 서브프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합 구조 캠가이드 형상을 갖는 서브프레임에 관한 것으로, 보다 상세하게는 멤버부; 상기 멤버부 일측에 형성되며 서로 마주보며 특정간격 이격되어 배치되는 한 쌍의 체결부를 포함하는 브라켓; 상기 한 쌍의 체결부 사이에 부쉬가 결합되는 암부; 상기 체결부 각각의 외면에 형성되어 캠볼트가 삽입되는 체결홀; 및 상기 체결홀의 주위에 돌출되어 형성되는 캠가이드부;를 포함하며, 상기 캠가이드부는 상기 브라켓과 일체로 성형되며, 상기 체결홀 주위 상기 멤버부측에 형성되는 제1캠가이드부와, 체결부의 상기 암부측 끝단면에 형성되는 제2캠가이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 구조 캠가이드 형상을 갖는 서브프레임에 관한 것이다.

Description

복합 구조 캠가이드 형상을 갖는 서브프레임{Subframe with hybrid structure cam guide}

본 발명은 복합 구조 캠가이드 형상을 갖는 서브프레임 및 그 성형공법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 서브프레임은 서스펜션멤버라고도 하며, 차체에 결합되는 동시에 현가장치를 이루는 각종부재가 연결된다.

이러한 서브프레임에는 자동차 바퀴의 직진성 및 주행성 향상을 확보하기 위해 토각과 캠버각을 조절할 수 있도록 어시스트암 및 로워암이 편심된 캠볼트에 의해 연결되어 있다.

캠볼트는 캠가이드에 안내에 의해 회전되어 토각과 캠버각이 조절 가능하도록 구성된다. 도 1은 캠 볼트(4)의 사시도를 도시한 것이고, 도 2는 캠볼트(4)가 브라켓(10)에 결합된 서브프레임의 부분 사시도를 도시한 것이다.

도 3은 종래 별도의 캠가이드(6)가 용접된 브라켓(10)의 사시도를 도시한 것이다. 이와 관련된 종래기술로써 대한민국 등록특허공보 제10-1995-0031563호(이하, 종래기술 1이라고 합니다.), 대한민국 등록특허공보 제10-0559869호(이하, 종래기술 2라고 합니다.)에 게재된 것이 있다.

종래기술 1에서는, 리어크로스멤버의 양선단부 전후면에 다소 경사지게 장공이 형성되고, 이 장공 주위에 캠가이드가 부착되면서, 이 캠가이드 내에 편심된 개구부를 갖춘 캠이 개재된 상태에서 제1, 제2래터럴링크의 선단에 있는 부쉬와 나사결합되어, 상기 래터럴링크의 고정위치인 캠의 개구부 위치를 인위적으로 조절하여 리어콜센터의 높이와 트래드의 거리를 조정할 수 있도록 되어 있다.

또한, 종래기술 2에서는, 차체의 서브프레임에 고정된 지지브라켓트와, 상기 지지브라켓트에 조인트수단을 매개로 일단부가 선회가능하게 결합되고 타단에 차륜을 설치하는 너클을 장착하는 로어아암을 구비하고, 상기 조인트수단은 상기 지지브라켓트의 양쪽 측벽부에 형성된 1쌍의 개구부에 각각 고정 설치된 캠가이드와, 상기 캠가이드에 회전가능하게 결합되는 마름모꼴 형태의 편심캠을 양단부에 갖추고서 상기 로어아암의 일단부에 고정되는 캠연결바아로 이루어지며, 상기 캠가이드는 일측에 중앙이 오목하면서 상하로 경사진 "V"자 형태의 슬립면과, 상기 슬립면과 대향되는 타측에 중앙이 볼록하면서 상하로 오목한 "3"자 형태의 가이드면을 일체로 형성하고 있다.

하지만, 이러한 종래기술 1에서는 별도의 캠가이드가 리어크로스멤버에 부착되도록 구성되어 있고, 종래기술 2에서는 별도의 지지브라켓트가 서브프레임에 고정되는 것과 더불어 별도의 캠가이드가 지지브라켓트의 개구부에 고정 설치되도록 구성되어 있기 때문에, 서브프레임에 캠가이드를 적용함에 있어서 캠가이드 형성 부위의 내구성이 떨어지는 동시에 부품 수 및 공정이 늘어나게 되어 전체적인 비용이 증가하게 된다는 문제점이 있다.

또한, 종래기술 1,2와 같이 캠가이드를 별도의 부품으로 아크 용접하게 되는 경우 용접부 부식에 의한 암 이탈발생, 별물 용접 적용에 의한 투자비, 원가가 비싸지며 중량이 커지게 되는 단점이 존재한다. 또한, 용접을 위한 최소공간 확보가 필요하며, 용접불향에 의한 제품 불량률이 과다한 단점이 존재한다.

도 4a는 종래 렌싱 성형공법으로 캠 가이드부가 형성된 브라켓의 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 4b는 도 4a의 A-A 단면도를 도시한 것이다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 렌싱 성형공법을 통해 브라켓(10)과 캠가이드(7)를 일체 성형을 할 수 있으나, 성형을 위한 최소영역 확보가 필요함을 알 수 있다.

이러한 렌싱 성형공법을 적용하게 되는 경우, 렌싱 성형 끝단 내구 취약에 의한 크랙이 발생되며, 최소 성형 좌면 필요에 따른 공간 확보가 필요한 단점이 존재한다.

도 5a는 종래 포밍성형공법으로 캠가이드부(8)가 형성된 브라켓의 사시도를 도시한 것이다. 또한, 도 5b는 도 5a의 B-B 단면도를 도시한 것이다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 포밍 성형공법을 통해 브라켓(10)과 캠가이드(8)를 일체 성형을 할 수 있으나, 성형을 위한 최소영역 확보가 필요함을 알 수 있다.

이러한 포밍 성형공법을 적용하게 되는 경우, 캠가이드 매칭부 코너 적용과 관련하여 성형성이 취약하고 최소 성형 좌면 필요에 따른 공간 확보가 필요한 단점이 존재한다.

KR 10-1995-0031563 A KR 10-0559869 B1

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 공간협소부에 별물의 캠가이드를 용접하지 않고, 멤버부에서 브라켓이 연결되는 부분, 브라켓, 단차부 및 캠가이드부를 일체 성형하게 됨으로써 캠가이드부 형성 부위의 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 공정 및 부품수를 감소시킴으로써 전체적인 비용절감이 가능하며, 브라켓의 끝단면 공간협소부에 플랜지 공법을 적용하여 종래 렌싱성형이나 포밍성형을 적용하는 경우와 대비하여 최소 성형 좌면 필요에 따른 공간확보가 필요없는 복합 구조 캠가이드 형상을 갖는 서프프레임을 제공하는데 그 목적이 있다.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 목적은, 멤버부; 상기 멤버부 일측에 형성되며 서로 마주보며 특정간격 이격되어 배치되는 한 쌍의 체결부를 포함하는 브라켓; 상기 한 쌍의 체결부 사이에 부쉬가 결합되는 암부; 상기 체결부 각각의 외면에 형성되어 캠볼트가 삽입되는 체결홀; 및 상기 체결홀의 주위에 돌출되어 형성되는 캠가이드부;를 포함하며, 상기 캠가이드부는 상기 브라켓과 일체로 성형되며, 상기 체결홀 주위 상기 멤버부측에 형성되는 제1캠가이드부와, 체결부의 상기 암부측 끝단면에 형성되는 제2캠가이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 구조 캠가이드 형상을 갖는 서브프레임으로서 달성될 수 있다.

그리고 제1캠가이드부는 포밍성형부로 구성되며, 상기 제2캠가이드부는 플랜지성형부로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 포밍성형부는 양단에 각각에 구비되는 단차부와, 단차부 사이에 구비되는 돌출부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 플랜지성형부는 상기 체결부의 끝단면에서 외측으로 절곡되어 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 복합 구조 캠가이드 형상을 갖는 서프프레임에 따르면, 공간협소부에 별물의 캠가이드를 용접하지 않고, 멤버부에서 브라켓이 연결되는 부분, 브라켓, 단차부 및 캠가이드부를 일체 성형하게 됨으로써 캠가이드부 형성 부위의 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 공정 및 부품수를 감소시킴으로써 전체적인 비용절감이 가능하며, 브라켓의 끝단면 공간협소부에 플랜지 공법을 적용하여 종래 렌싱성형이나 포밍성형을 적용하는 경우와 대비하여 최소 성형 좌면 필요에 따른 공간확보가 필요없는 장점을 갖는다.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 캠 볼트의 사시도,
도 2는 캠 볼트가 브라켓에 결합된 서브프레임의 부분 사시도,
도 3은 종래 별도의 캠가이드부가 용접된 브라켓의 사시도,
도 4a는 종래 렌싱 성형공법으로 캠 가이드부가 형성된 브라켓의 사시도,
도 4b는 도 4a의 A-A 단면도,
도 5a는 종래 포밍성형공법으로 캠가이드부가 형성된 브라켓의 사시도,
도 5b는 도 5a의 B-B 단면도,
도 6a은 본 발명의 실시예에 따른 복합 구조 캠가이드 형상을 갖는 브라켓의 사시도,
도 6b는 도 6a의 C-C 단면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 캠 볼트가 브라켓에 결합된 서브프레임의 부분 사시도를 도시한 것이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 복합 구조 캠가이드 형상을 갖는 서프프레임의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 도 6a은 본 발명의 실시예에 따른 복합 구조 캠가이드 형상을 갖는 브라켓의 사시도를 도시한 것이고, 도 6b는 도 6a의 C-C 단면도를 도시한 것이다. 그리고 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 캠 볼트가 브라켓에 결합된 서브프레임의 부분 사시도를 도시한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 복합 구조 캠가이드 형상을 갖는 서브프레임은, 멤버부(1)와, 멤버부(1) 일측에 형성되며 서로 마주보며 특정간격 이격되어 배치되는 한 쌍의 체결부(11)를 포함하는 브라켓(10)과, 한 쌍의 체결부(11) 사이에 부쉬(3)가 결합되는 암부(2)와, 체결부(11) 각각의 외면에 형성되어 캠볼트(4)가 삽입되는 체결홀(12)과, 체결홀(12)의 주위에 돌출되어 형성되는 캠가이드부(20) 등을 포함하며, 캠가이드부(20)는 브라켓(10)과 일체로 성형되며, 체결홀(12) 주위 멤버부(1)측에 형성되는 제1캠가이드부(21)와, 체결부(11)의 암부(2)측 끝단면에 형성되는 제2캠가이드부(24)를 포함하여 구성된다.

멤버부(1)는 복수 개의 멤버가 용접 등으로 접합되어 이루어지는 것으로서, 차체에 결합된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 멤버부(1)는, 서로 대향되게 배치되고 각각 사이드프론트와 사이드리어로 구성되는 한 쌍의 사이드멤버와, 일단이 어느 하나의 사이드프론트에 연결되고 타단이 다른 하나의 사이드프론트에 연결되는 프론트멤버와, 일단이 어느 하나의 사이드리어에 연결되고 타단이 다른 하나의 사이드리어에 연결되는 리어멤버를 포함할 수 있다.

그리고 브라켓(10)은 도 6에 도시된 바와 같이, 멤버부(1) 일측에 결합되며 서로 마주보며 특정간격 이격되어 배치되는 한 쌍의 체결부(11)를 포함하여 구성된다.

브라켓(10)은 서로 좌우대칭되도록 멤버부(1)에 한 쌍이 형성된다.

좌측 브라켓(10)과 우측 브라켓(10)은 실질적으로 동일한 것으로서 좌우대칭되어 있다.

브라켓(10)에는 캠볼트(4)에 의해 너트(5)가 회동가능하도록 연결된다. 브라켓(10)은 서로 특정간격 이격되어 배치되며 판형상을 갖는 한 쌍의 체결부(11)를 포함한다.

한 쌍의 체결부(11)는 서로 마주보게 배치되어 있으며, 전후로 이격되어 있다. 체결부(11) 각각은 사이드프론트의 측면에서 수직하게 돌출되어 있고, 전면과 후면이 넓게 형성된 판의 형태로 형성된다.

그리고 한 쌍의 체결부(11) 사이 공간에는 부쉬(3)가 결합되는 암부(2)가 결합되게 된다. 그리고 이러한 체결부(11) 각각에는 캠볼트(4)가 삽입되어지는 체결홀(12)이 형성된다.

그리고 이러한 체결홀(12)의 주위에는 캠가이드부(20)가 형성된다. 이러한 캠가이드부(20)에 의해 캠볼트(4)의 위치를 고정하여 차량의 휠 얼라이먼트를 조절하게 된다. 즉, 캠볼트(4)는 캠가이드부(20)의 안내에 의해 회전되어 토각과 캠버각이 조절가능하도록 구성된다.

본 발명의 실시예에 따른 캠가이드부(20)는 브라켓(10)과 일체로 성형되며, 체결홀(12) 주위 멤버부(1) 측에 형성되는 제1캠가이드부(21)와, 체결부(11)의 암부(2)측 끝단면에 형성되는 제2캠가이드부(24)를 포함하여 구성된다.

제1캠가이드부(21)는 브라켓(10)의 제조시 포밍성형 공법에 의해 일체로 성형되며 체결부(11)의 평면방향에서 외측으로 볼록한 형상을 구성된다. 이러한 포밍성형부로 구성되는 제1캠가이드부(21)는 양단에 각각에 구비되는 단차부(22)와, 단차부(22) 사이에 구비되는 돌출부(23)를 포함하여 구성된다.

그리고 브라켓(10)의 암부(2)측 끝단면에 형성되는 제2캠가이드부(24)는 플랜지성형부로 구성된다. 이러한 플랜지성형부(24)는 체결부(11)의 끝단면에서 외측으로 절곡되어 형성된다.

따라서 본 발명의 실시예에 따르면, 공간협소부에 별물의 캠가이드(6)를 용접하지 않고, 멤버부(1)에서 브라켓(10)이 연결되는 부분, 단차부(22)와 돌출부(23)를 갖는 포밍성형부로 구성된 제1캠가이드부(21)와 플랜지성형부로 구성되는 제2캠가이드부(24)가 일체 성형하게 됨으로써 캠가이드부(20) 형성 부위의 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 공정 및 부품수를 감소시킴으로써 전체적인 비용절감이 가능하며, 브라켓(10)의 끝단면 공간협소부에 플랜지 공법을 적용하여 종래 렌싱성형이나 포밍성형을 적용하는 경우와 대비하여 최소 성형 좌면 필요에 따른 공간확보가 필요없는 장점을 갖는다.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

1:멤버부
2:암부
3:부쉬
4:캠볼트
5:너트
6:별물 캠가이드
7:렌싱 성형 캠가이드
8:포밍성형 캠가이드
10:브라켓
11:체결부
12:체결홀
20:캠가이드부
21:제1캠가이드부, 포밍성형부
22:단차부
23:돌출부
24:제2캠가이드부, 플랜지성형부

Claims (4)

1. 멤버부;
   상기 멤버부 일측에 형성되며 서로 마주보며 특정간격 이격되어 배치되는 한 쌍의 체결부를 포함하는 브라켓;
   상기 한 쌍의 체결부 사이에 부쉬가 결합되는 암부;
   상기 체결부 각각의 외면에 형성되어 캠볼트가 삽입되는 체결홀; 및
   상기 체결홀의 주위에 돌출되어 형성되는 캠가이드부;를 포함하며,
   상기 캠가이드부는 상기 브라켓과 일체로 성형되며, 상기 체결홀 주위 상기 멤버부측에 형성되는 제1캠가이드부와, 체결부의 상기 암부측 끝단면에 형성되는 제2캠가이드부를 포함하고,
   상기 제1캠가이드부는 포밍성형부로 구성되며, 상기 제2캠가이드부는 플랜지성형부로 구성되며,
   상기 포밍성형부는 양단에 각각에 구비되는 단차부와, 단차부 사이에 구비되는 돌출부를 포함하여 구성되고,
   상기 플랜지성형부는 상기 체결부의 끝단면에서 외측으로 절곡되어 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 구조 캠가이드 형상을 갖는 서브프레임.
   
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