KR102355200B1 - 자동차의 후방 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의하여 제공되는 자동차의 후방 구조물(1)은: 자동차의 바닥부를 지지하는 차대 부품(3); 및 중앙 부착 지점을 구비한 액슬 부품(2);을 포함하고, 상기 액슬 부품은 크래들(cradle)없이 상기 차체 부품에 직접 피봇가능하게 장착된다.

Description

자동차의 후방 구조물{REAR STRUCTURE OF A MOTOR VEHICLE}

본 발명은 중앙 고정부(central fixing)를 구비한 액슬 부품을 포함하는 자동차 후방 구조물에 관한 것이다.

예를 들어 드 디옹 액슬(de Dion axle)과 같이 y축을 중심으로 피봇 방식으로 장착된, 중앙 고정부를 구비한 액슬 부품을 포함하는 후방 구조물이 제공되어 있는 자동차가 공지되어 있는바, 여기에서 y축은 자동차의 기준계에서 이동 방향에 대해 직각이고 또한 수평인 축에 해당된다. 이 경우 베어링은, 전방 충격에서 유발되는 응력을 흡수하고 그리고/또는 지면의 편평성의 편차를 보상하기 위하여, 액슬 부품이 y축에서 화전함을 허용한다.

중앙 고정부를 구비한 액슬 부품은 H-형상의 액슬 부품보다 자동차의 설계가 더 콤팩트하게 됨을 가능하게 할 수 있다.

액슬 부품은 엔진 장착 크래들(engine mounting cradle)에 피봇 방식으로 장착되고, 이 크래들 자체는 네 개의 주 고정부(main fixing)들에 의하여 자동차의 차대 부품들에 고정된다.

상기 자동차의 전체적인 크기(mass)를 최적화시킴으로써 보다 친환경적인 자동차를 제공할 필요가 여전히 존재한다.

본 발명에 의하여 제공되는 자동차 후방 구조물은:

자동차 바닥부를 지지하는 차대 부품(underframe component);

중앙 부분, 및 상기 중앙 부분의 각 측부에서 중앙 부분과 함께 자동차의 부품, 예를 들어 엔진을 수용하는 공간을 한정하는 두 개의 측방 부분들을 포함하는 액슬 부품(axle component); 및

서로에 대하여 피봇가능한 제1 피봇 요소 및 제2 피봇 요소를 포함하는 피봇 부재(pivot member)로서, 제1 피봇 요소는 상기 액슬 부품의 중앙 부분에 직접 고정되거나 통합되고, 제2 피봇 요소는 상기 차대 부품에 직접 고정되거나 통합된, 피봇 부재;를 포함한다.

상기 자동차 후방 구조물은, 상기 제1 피봇 요소 및 제2 피봇 요소가 각각 상기 액슬 부품의 중앙 부분과 자동차의 차대 부품에 고정된 때에, 상기 자동차의 기준계(frame of reference)에서 자동차의 진행 방향에 대해 실질적으로 수평이고 실질적으로 직각인 축을 중심으로 하여 상기 제1 피봇 요소와 제2 피봇 요소가 서로에 대해 피봇할 수 있도록 구성된다.

달리 설명하자면, 액슬 부품은 중앙에 고정되되 회전 방식으로 차대 부품에 직접 장착된다.

이와 같은 구조물은 액슬 부품과 차대 부품 사이에 크래들(cradle)을 구비하지 않는다. 따라서 이 구조물은 종래 기술의 구조물에 비하여 더 가벼운 중량을 가짐으로써 자동차의 연료 또는 전기 소비가 감소될 수 있게 한다.

제1 피봇 요소는 샤프트를 포함할 수 있고, 제2 피봇 요소는 상기 샤프트와 협력하는 베어링을 포함할 수 있다. 역으로, 제1 피봇 요소가 베어링을 포함할 수 있고, 제2 피봇 요소는 이 베어링과 협력하는 샤프트를 포함할 수 있다.

예를 들어 상기 베어링은, 플랜지를 구비하거나 구비하지 않은, 튜브형 베어링 부쉬(tubular bearing bush)를 포함할 수 있다.

롤링 베어링(rolling bearing)을 이용한 회전 안내(rotational guidance)도 가능하다. 피봇 부재는 예를 들어 볼 베어링(ball bearing)을 포함할 수 있다.

본 발명이 이에 국한되는 것은 아니지만 유리하게는, 상기 차대 부품이 차대 부분 및 상기 차대 부분에 고정된 두 개의 플랜지를 포함할 수 있다.

상기 제2 피봇 요소는 이 플랜지들에 고정될 수 있다.

상기 제2 피봇 요소는 예를 들어 상기 플랜지들에 고정된 로드를 포함할 수 있는바, 예를 들어 상기 로드는 플랜지들 내 각각의 요부들 안으로 삽입되고 예를 들어 너트를 이용하여 제 위치에 유지될 수 있다.

대안적으로, 상기 제2 피봇 요소는 예를 들어 플랜지들에 고정된 링을 포함할 수 있다.

유리하게는, 상기 제1 피봇 요소가 상기 로드 주위에 장착된 링을 포함할 수 있는바, 상기 링은 상기 액슬 부품에 고정되거나 또는 액슬 부품과 일체로 형성될 수 있다.

본 발명이 이에 국한되는 것은 아니지만 유리하게는, 상기 제1 피봇 요소가 예를 들어 액슬 부품의 중앙 부분 주위에 장착된 추가 링을 포함할 수 있고, 상기 추가 링은 로드 주위에 장착된 링과 일체일 수 있다.

본 발명이 이에 국한되는 것은 아니지만 유리하게는, 상기 액슬 부품의 중앙 부분 및 두 개의 측방 부분이 예를 들어 자동차의 추진 엔진인 후방 엔진을 수용하는 크기의 공간을 한정할 수 있다. 달리 설명하자면, 상기 자동차는 중앙에 장착된 액슬 부품에 의하여 한정된 공간 안에 수용된 후방 엔진을 포함할 수 있다.

본 발명이 이에 국한되는 것은 아니지만 유리하게는, 상기 차대 부품이 추진 엔진으로부터 유발되는 부하도 견디도록 설계될 수 있다.

본 발명이 이에 국한되는 것은 아니지만 유리하게는, 상기 자동차의 후방 구조물이 추가적인 피봇 요소들을 포함하는 추가적인 피봇 부재를 포함할 수 있고, 상기 피봇 요소들 중 하나는 차대 부품에 직접 고정되거나 통합되며, 상기 피봇 요소들 중 다른 하나는 엔진과 직접 또는 간접으로 협력할 수 있다.

예를 들어 상기 피봇 요소들 중 다른 하나는, 예를 들어 엔진 토크 반응 링크 부하인 엔진 토크에의 반응을 위한 수단에 고정 또는 통합될 수 있다.

종래 기술에서는, 충격시 또는 자동차의 주행시 엔진 작동 동안의 부하를 크래들이 흡수할 수 있다. 따라서, 차대 부품은 종래 기술에서 크래들에 의하여 수행되는 기능, 즉 엔진 토크에 대한 반응을 수행하도록 설계된다.

예를 들어, 하나(또는 수개)의 추가적인 로드(들)이 차대 부품의 플랜지들에 고정될 수 있었고, 이 로드들 주위에 장착된 링들은 엔진 토크 반응 링크 로드에 고정될 수 있다.

유리한 일 실시예에서는, 상기 플랜지들이 프레스 가공에 의하여 얻어질 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 플랜지들은 프레스 가공에 의하여 효과적으로 얻어질 수 있다. 따라서, 차대 부품은 소정 갯수의 새로운 기능, 즉 y축에서의 회전 및 토크 반응 부하의 흡수 기능을 수행하면서도, 상대적인 생산 용이성이 유지된다.

본 발명이 이에 국한되는 것은 아니지만 유리하게는, 상기 플랜지들이 차대 부품의 차대 부분과의 접촉을 위한 접촉 표면을 형성하고, 상기 접촉 표면은 플랜지들이 차대 부분에 용접될 수 있으면서도 자동차의 뜻하지 않은 작동에서 액슬 부품으로부터 유발되는 부하를 흡수하기에 충분하도록 견고하게 용접되게끔 충분히 넓게 형성된다.

본 발명이 이에 국한되는 것은 아니지만 유리하게는, 상기 플랜지들이 예를 들어 1cm 두께를 갖는 절곡 에지들을 구비한다. 이와 같이 꺽인 에지는 플랜지들의 주변 강성을 높일 수 있다.

또한 위에 기재된 후방 구조물을 포함하는 자동차도 제안된다.

유리하게는, 이 자동차가 상기 액슬 부품에 의하여 한정되는 공간 안에 수용된, 후방 추진 엔진을 포함할 수 있다.

비제한적인 예로서 제시되는 실시예들을 도시하는 하기의 도면들로부터 본 발명이 보다 더 명확히 이해될 것이다.

도 1 에는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 후방 부분의 사시도가 도시되어 있는바, 여기에 모든 부품들이 도시되어 있는 것은 아니다.
도 2 에는 도 1 의 실시예에 따른 후방 구조물의 일부분의 사시도가 도시되어 있다.

도면들에 있어서, 형상 또는 기능상 동일 또는 유사한 구성요소들에는 동일한 참조 번호가 부여되었다.

본원에 있어서, x축, y축, 및 z축은 자동차의 기준계를 참작할 때 자동차 분야에서 통상적으로 사용되는 축들에 해당되는바, 즉 x축은 자동차의 전방-후방 축으로서 조향 휠(steering wheel)이 곧바로 향하는 때의 진행 방향에 해당되는 축이고, z축은 중력 벡터(gravity vector)와 같은 선상에 있는 축으로서 자동차의 바퀴가 편평한 지면에 있는 채로 멈춰 있는 때에 중력 벡터에 대해 반대 방향에 해당되며, y축은 측방향의 축으로서 x축 및 z축에 대해 직각인 축에 해당된다.

도 1 을 참조하면, 자동차 후방 구조물(1)은 예를 들어 드 디옹 액슬(2)인, 중앙 고정부를 구비한 액슬 부품과 차대 부품(3)을 포함한다.

액슬(2)은 전체적으로 C-형상을 가진 것으로서, 중앙 부분(21)과 두 개의 측방 부분들(22, 23)을 포함한다. 드 디옹 액슬(2)은 추진 엔진(미도시)을 수용하는 공간(4)을 형성한다. 드 디옹 액슬(2)은, 엔진의 설치를 위하여 자동차 후방 부분에 자유로운 공간을 더 많이 확보할 수 있으며, 이로 인하여 더 콤팩트한 자동차를 설계함이 가능하게 된다는 점에서 H-형상의 후방 액슬에 비하여 유리하다.

또한 자동차의 후방 부분은 액슬 허브(axle hub; 5)들과 충격 흡수기(shock absorber; 6)들도 포함한다.

드 디옹 액슬(2)은 차대 부품(3)에 직접적으로 피봇 방식으로 장착된다. 이를 위하여 후방 구조물은 도 1 에 도시되지는 않은 피봇 부재를 포함하고, 이것에 관하여는 도 2 를 참조하여 설명하기로 한다.

도 2 를 참조하여 구체적으로 살펴보면, 두 개의 플랜지들(31, 32)이 차대 부품(3)의 차대 부분(33)에 용접된다. 이 플랜지들(31, 32)은 서로를 대면하는 두 개의 요부들을 형성함으로써, 도 2 에는 도시되지 않은 로드의 두 개의 단부들을 각각 수용한다.

예를 들어 M14 너트를 포함하는 너트 시스템(7)으로 인하여, 본 예의 경우에는 고정 스크류(fixing screw)인 상기 로드가 플랜지들(31, 32)에서 움직이지 못하게 된다.

상기 로드는 피봇 부재(8)의 일 요소로서, 피봇 부재(8)는 링 요소(81)도 포함하고, 상기 링 요소(81)는 상기 로드 주위에 회전가능하게 장착된 링을 포함한다. 달리 설명하자면, 상기 로드와 링(81)이 샤프트-베어링 시스템을 형성한다. 상기 링 요소는 드 디옹 액슬(2)의 중앙 부분(21)에 용접된 추가 링(85)을 더 포함한다.

따라서, 상기 피봇 부재(8)는, 자동차의 y축에 대해 실질적으로 평행한 축을 중심으로 하는, 차대 부품(3)과 드 디옹 액슬(2) 간의 피봇 움직임을 허용한다. 구체적으로, 상기 피봇 부재(8)는 서로에 대하여 피봇가능한 제1 피봇 요소 및 제2 피봇 요소를 포함하고, 상기 제1 피봇 요소의 축(y')은 상기 제2 피봇 요소의 축(y")에 대해 평행하고 인접하다.

y축에서의 위와 같은 움직임에 의하여, 지면의 편평도에 있어서의 임의의 편차를 보상함과, 전방 충격을 유발시키는 부하를 흡수함이 가능하게 된다.

상기 두 개의 플랜지들(31, 32)은 가압되고, 스폿 용접에 의해서 차대 부분(33), 보다 구체적으로는 차대 횡단 부재(34)에 용접된다.

상기 플랜지들(31, 32)은 접촉 표면들(311, 321)을 형성하도록 설계되는바, 상기 접촉 표면들(311, 321)은 플랜지들(31, 32)이 횡단 부재(34)에 대해 상대적으로 견고하게 용접될 수 있도록 하기 위하여 상대적으로 넓게 설계된다.

또한 상기 플랜지들(31, 32)은 추가적인 로드를 수용하는 오리피스들(orifices; 312, 322)을 한정한다. 이 추가적인 로드는, 차대 부품(3)을 도시되지 않은 엔진 토크 반응 링크 로드(engine torque reacting link rod)에 결합시키는 추가적인 피봇 부재의 일부분을 형성한다. 이 추가적인 로드는 도 2 에 도시되어 있지 않다.

자동차의 사용시, 도로 표면의 편평도의 결여로 말미암은 후방 액슬(2) 상의 부하(load)는, 포인트 A 인터페이스(Point A interface)라고 호칭되기도 하는 회전 부재(8)를 거쳐서 차대(3)로 전달된다.

따라서 상기 인터페이스는 이와 같은 유형의 부하를 견디도록 공학적으로 설계된다.

전방 또는 후방의 충격 발생시, 상기 인터페이스가 응력을 받을 것이다. 따라서, 플랜지들(31, 32)은 상대적으로 높은 부하를 견디기에 적합한 재료 및 치수로 설계된다. 따라서 플랜지들(31, 32)은 2.5　mm 정도 두께의 프레스드 스틸 시트(pressed steel sheet)로 만들어질 수 있다.

따라서, 부품들의 갯수가 상대적으로 낮게 될 수 있다.

플랜지들(31, 32)은 대략 1cm 두께의 절곡 에지(350)들을 형성한다. 이 절곡 에지들 또는 꺽인 에지들(dropped edges)(350)은 프레스 가공에 의하여 얻어진다.

대안적으로는, 스크류-너트 시스템 대신에, 로드의 단부들을 플랜지들(31, 32)에 용접하는 것도 가능할 것이다.

Claims (10)

1. 자동차 바닥부를 지지하는 차대 부품(underframe component; 3);
   중앙 부분(21), 및 상기 중앙 부분의 각 측부에서 중앙 부분과 함께 자동차의 부품을 수용하는 공간을 한정하는 두 개의 측방 부분들(22, 23)을 포함하는 액슬 부품(axle component; 2); 및
   서로에 대하여 피봇가능한 제1 피봇 요소 및 제2 피봇 요소를 포함하는 피봇 부재(pivot member; 8)로서, 제1 피봇 요소는 상기 액슬 부품의 중앙 부분에 직접 고정되거나 통합되고, 제2 피봇 요소는 상기 차대 부품에 직접 고정되거나 통합된, 피봇 부재(8);를 포함하는 자동차 후방 구조물(1)로서,
   자동차 후방 구조물은, 상기 제1 피봇 요소 및 제2 피봇 요소가 각각 상기 액슬 부품의 중앙 부분과 자동차의 차대 부품에 고정된 때에, 상기 자동차의 기준계(frame of reference)에서 자동차의 진행 방향에 대해 실질적으로 수평이고 실질적으로 직각인 축(y)을 중심으로 하여 상기 제1 피봇 요소와 제2 피봇 요소가 서로에 대해 피봇할 수 있도록 구성되고, 상기 제1 피봇 요소의 축(y')은 상기 제2 피봇 요소의 축(y")에 대해 평행하고 인접하며,
   상기 차대 부품(3)은 차대 부분(underframe part; 33) 및 상기 차대 부분에 용접된 두 개의 플랜지(flange; 31, 32)를 포함하고,
   상기 제2 피봇 요소는 상기 플랜지들에 고정되며,
   상기 제2 피봇 요소는 플랜지들(31, 32)에 고정된 로드(rod) 및 상기 로드 주위에 회전가능하게 장착된 링(ring; 81)을 포함하고,
   상기 제1 피봇 요소는 상기 액슬 부품(2)의 중앙 부분(21) 주위에 장착된 추가 링(additional ring; 85)을 포함하고, 상기 추가 링은 상기 로드 주위에 장착된 링(81)과 일체인, 자동차 후방 구조물(1).
2. 제1항에 있어서,
   상기 플랜지들(31, 32)은 프레스 가공에 의하여 얻어질 수 있도록 구성된, 자동차 후방 구조물(1).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 플랜지들(31, 32) 각각은 차대 부품(3)의 차대 부분(33)과의 접촉을 위한 접촉 표면(311, 321)을 형성하고, 이 접촉 표면은 상기 플랜지들이 차대 부분에 용접되되 자동차의 뜻하지 않은 작동에 의하여 액슬 부품(2)으로부터 유발되는 부하를 흡수하기에 충분하게 견고히 용접될 수 있도록 충분히 넓은, 자동차 후방 구조물(1).
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 플랜지들(31, 32)에는 절곡 에지(turned-up edge; 350)가 형성되어 있는, 자동차 후방 구조물(1).
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 액슬 부품(2)은, 상기 액슬 부품의 중앙 부분(21)과 두 개의 측방 부분(22, 23)이 자동차의 추진용 엔진을 수용하는 크기의 공간을 한정하도록 구성된, 자동차 후방 구조물(1).
6. 제5항에 있어서,
   상기 자동차의 후방 구조물은 추가적인 피봇 요소들을 포함하는 추가적인 피봇 부재를 포함하고, 상기 피봇 요소들 중 하나는 상기 차대 부품에 고정되거나 또는 차대 부품에 통합되고, 상기 피봇 요소들 중 다른 하나는 엔진 토크 반응 링크 로드(engine torque reacting link rod)에 고정되거나 엔진 토크 반응 링크 로드에 통합된, 자동차 후방 구조물(1).
7. 제1항 또는 제2항에 따른 자동차 후방 구조물(1)을 포함하는, 자동차.
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