KR20030069632A - 자동차 플로어의 리어 서스펜션 연결부 구조 - Google Patents

자동차 플로어의 리어 서스펜션 연결부 구조 Download PDF

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KR20030069632A
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Abstract

본 발명은 자동차 플로어의 리어 서스펜션 연결부 구조에 관한 것으로, 리어 플로어 사이드멤버(10)의 내측에 하나의 수평 보강재(30)만이 구비되고, 이 보강재(30)의 상부에 볼트의 몸체 전체를 수용하는 웰드파이프(40)가 용접되며, 이 웰드파이프(40)는 상기 보강재(30)의 폭을 가로지르는 방향으로 용접되는 수직격벽(50)에 용접되어 지지되는 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.
따라서, 보강재의 수가 줄어들어 재료비, 조립비 및 중량의 감소가 이루어지며, 상기 볼트를 안정적으로 고정해줄 수 있게 됨으로써 리어 서스펜션이 설치된 크로스멤버의 단부와 상기 리어 플로어 사이드멤버의 장착강성이 향상되며, 이로써 서스펜션 측으로부터 차체 상부로 전달되는 충격이나 진동을 감소시킬 수 있게 된다.

Description

자동차 플로어의 리어 서스펜션 연결부 구조{a mounting part structure of floor and rear suspension in vehicles}
본 발명은 자동차 플로어의 리어 서스펜션 연결부 구조에 관한 것으로, 특히 부품수가 줄어들어 공수와 비용이 감소되고, 충분한 강성을 확보하면서도 하중분산과 진동저감 성능이 향상되어 승차감이 향상될 수 있도록 된 자동차 플로어의 리어서스펜션 연결부 구조에 관한 것이다.
도 1은 리어 서스펜션의 일례를 도시한 것으로, 타이어가 장착되는 드럼&허브 어셈블리(1)가 너클(2)에 장착되고, 이 너클(2)은 로어암(3)과 어퍼암(4)을 매개로 각각 크로스멤버(5)의 하부와 이 크로스멤버(5)의 단부(5a)에 얹혀지는 차체의 측부패널에 연결되며, 하단이 상기 너클(2)에 장착된 스트러트 어셈블리(6)의 상단은 휠하우징 상부의 스트러트 서포트부에 고정되는 구조로 이루어져 타이어가 노면의 요철 및 하중의 변화에 따라 상하방향으로 거동하면서 충격을 흡수할 수 있도록 되어 있다.
또한, 상기 구조에서 상기 어퍼암(4)이 크로스멤버(5)의 단부(5a) 하면에 연결되기도 하며, 상기 스트러트 어셈블리(6)의 쇽업소버(6a)와 코일스프링(6b)은 서로 분리된 상태에서 상기 로어암(4)의 상면에 설치되어 각각 차체의 측부패널과 크로스멤버(5)의 단부(5a)을 지지하는 상태로 설치되기도 한다.
한편, 상기 크로스멤버(5)의 상부에는 차체의 플로어가 설치되는데, 이 플로어의 리어 사이드멤버와 리어 크로스멤버의 연결부분이 상기 크로스멤버(5)의 단부(5a)에 상측에 장착된다.
정확히는 상기 리어 크로스멤버 즉, 리어 플로어 크로스멤버가 연결되는 상기 리어 플로어 사이드멤버상의 부분이 상기 리어 서스펜션이 설치되는 크로스멤버(5)의 단부(5a) 상면에 하방으로부터 삽입되는 2개의 볼트를 매개로 장착된다.
이 장착부의 구조는 도 2에 도시되어 있는 바와 같은 바, 리어 플로어 사이드멤버(100)의 하면을 단부에 형성된 플랜지(121)가 받쳐주는 상태로 리어 플로어 사이드멤버(100)의 측면에 리어 플로어 크로스멤버(120)가 용접되며, 상기 리어 플로어 사이드멤버(100)의 내부에는 바닥면에 리어 플로어 사이드멤버(100)와 리어 플로어 크로스멤버(120)의 교차부의 폭보다 충분히 긴 길이를 갖는 보강재(130)가 용접되고, 이 보강재(130)에 상기 교차부의 폭보다 약간 더 긴 길이의 또 다른 보강재(140)가 용접되며, 이 보강재(140)의 상면 전후 즉, 상기 크로스멤버(5) 단부(5a)에 형성된 2개의 볼트공에 대응되는 위치에 너트가 용접되는데 이 너트는 웰드너트(160)로서 사각의 브라켓(150)에 용접되어 있으며 이 브라켓(150)이 상기 보강재(140)에 용접되는 구조로 장착된다.
또한, 상기 웰드너트(160)가 장착된 상부로 또 다른 보강재(170)가 용접되며, 이 보강재(170)에는 중량감소를 위한 천공부(171)가 형성되고(여기서, 상기 리어 플로어 사이드멤버(100)와 보강재(130,140,170)들 및 브라켓(150)에는 모두 상기 크로스멤버(5)의 단부(5a)에 형성된 볼트공에 일치하는 볼트공들이 형성됨은 물론이다.), 상기 리어 플로어 크로스멤버(120)에도 강성보강을 위한 보강재(180,190)들이 용접된다.
따라서, 리어 서스펜션이 설치되는 크로스멤버(5)의 단부(5a) 하부로부터 삽입되는 볼트가 상기 웰드너트(160)에 체결됨으로써 크로스멤버(5)의 상부에 플로어패널이 장착된다.
이와 같이 종래에는 리어 플로어 사이드멤버(100)의 내부에 여러 겹의 수평 보강재(130,140,170) 층을 형성함으로써 그 강성을 확보하여 리어 서스펜션이 설치된 크로스멤버(5) 단부(5a)에 리어 플로어가 보다 견고하게 장착될 수 있도록 하였으며, 이로써 리어 서스펜션을 거쳐 상부 차체로 전달되는 진동의 저감을 도모하였다.
그러나, 상기와 같은 종래 구조에서는 보강재(130,140,170)의 수가 너무 많고 크기가 커서 재료비와 조립비가 증가되고 중량도 증가되는 문제점이 있었다.
또한, 크로스멤버(5)의 단부(5a)와 리어 플로어 사이드멤버(100)을 고정시켜 주는 상기 볼트가 두께가 작은 웰드너트(160)에 체결되어 있고, 이 웰드너트(160)는 비록 보강재(130,140)들과 브라켓(150)을 매개로 하고 있으나 리어 플로어 사이드멤버(100)의 바닥면에 가까이 위치됨으로써 볼트의 상부 전체를 안정적으로 잡아주지 못하므로 외력에 대하여 그 장착상태의 견고함이 떨어지며, 따라서 아이들시나 주행중 발생하는 진동을 저감시키는 성능이 약하다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 부품수의 감소로 재료비와 조립비 및 중량이 저감되며, 감소된 부품수로도 충분한 강성을 확보할 수 있음은 물론, 특히 장착용 볼트의 상부 전체를 안정적으로 잡아 줄 수 있게 되어 리어서스펜션이 설치된 크로스멤버와 리어 플로어 사이드멤버의 장착 안정성이 향상됨으로써 진동의 전달을 저감시킬 수 있도록 된 자동차 플로어의 리어 서스펜션 연결부 구조를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 자동차의 리어서스펜션의 사시도,
도 2는 종래 기술에 따른 플로어의 리어 서스펜션 연결부 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 플로어의 리어 서스펜션 연결부 분해사시도,
도 4는 본 발명에 따른 플로어의 리어 서스펜션 연결부 조립상태도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 리어 플로어 사이드멤버,20 : 리어 플로어 크로스멤버,
30 : 보강재,40 : 웰드파이프,
50 : 수직격벽,51 : 굴곡부,
60 : 보강재,61 : 경사면.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 리어 플로어 크로스멤버의 단부에 형성된 플랜지에 리어 플로어 사이드멤버가 받쳐지는 상태로 리어 플로어 사이드멤버의 측부에 리어 플로어 크로스멤버가 용접되고, 상기 리어 플로어 사이드멤버의 내측 바닥면에 리어 플로어 크로스멤버의 폭에 해당되는 길이의 보강재가 용접되며, 이 보강재의 볼트공 형성위치에 볼트의 상부 전체가 체결되도록 내경에 암나사가 형성된 웰드파이프가 용접되고, 이 웰드파이프는 리어 플로어 크로스멤버의 폭방향을 가로지르는 수직격벽의 굴곡부에 일측이 감싸져 용접되는 한편, 상기 리어 플로어 크로스멤버의 내측에는 리어 플로어 사이드멤버의 측부에 동시용접되는 보강재가 구비되며, 이 보강재의 중심에는 보강경사면이 형성된 구조로 이루어진다.
따라서, 보강재의 수가 줄어들어 재료비와 조립비 및 중량이 감소될 수 있으면서도, 수직격벽에 의해 충분한 강성을 확보함은 물론, 볼트의 상부 전체를 잡아 주는 웰드파이프에 의해 볼트의 장착강성이 향상되어 리어 플로어 사이드멤버와 리어 서스펜션이 설치되는 크로스멤버가 상호 보다 견고하게 연결됨으로써 진동저감성능이 향상되도록 된 것이다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 플로어의 리어 서스펜션 연결부 분해사시도이고, 도 4는 도 3의 조립상태 사시도로서, 본 발명은 플로어패널 후부의 양측 단부를 구성하는 리어 플로어 사이드멤버(10)와, 이 리어 플로어 사이드멤버(10)에 수직으로 연결되는 리어 플로어 크로스멤버(20)와, 상기 리어 플로어 사이드멤버(10)의 내측 바닥면에 용접되는 보강재(30)와, 이 보강재(30)의 전후부에 즉, 리어 서스펜션이장착되는 크로스멤버의 단부와 결합을 위해 형성된 볼트공에 내경이 일치하도록 용접되고 내경에 암나사가 형성된 웰드파이프(40)와, 이 웰드파이프(40)의 일측을 감싸면서 용접됨과 더불어 상기 리어 플로어 사이드멤버(10)의 폭을 가로지르는 상태로 용접되는 수직격벽(50) 및, 상기 리어 플로어 크로스멤버(20)의 내측에 용접되되 리어 플로어 사이드멤버(10)의 측부에 동시용접되는 보강재(60)로 구성된다.
상기 리어 플로어 사이드멤버(10)는 수평면과 이 수평면 양단의 수직면으로 이루어진 대략 U자 형상의 단면으로 되어 있으며, 이 리어 플로어 사이드멤버(10)의 내측에 용접되는 상기 보강재(30)도 동일한 단면으로 형성되어 있어서, 리어 플로어 사이드멤버(10)와 보강재(30)는 바닥면 뿐만 아니라 양측의 벽면도 상호 용접되고, 리어 서스펜션이 설치되는 크로스멤버의 단부를 관통하여 하부로부터 삽입되는 볼트의 볼트공이 동일위치에 형성된다.
상기 웰드파이프(40)는 전술한 바와 같이 상기 볼트공에 내경이 일치되도록 보강재(30)의 상면에 용접되고, 하부로부터 삽입되는 상기 볼트의 보강재(30) 상측 으로의 돌출부 즉, 완전 삽입상태에서 상기 보강재(30)의 위쪽으로 올라온 몸체부분을 모두 수용할 수 있는 높이로 형성된다.
상기 수직격벽(50)은 양측면과 하부면에 상호 연결된 플랜지들이 형성되어 있어서, 이 플랜지들이 상기 보강재(30)의 양측 수직면과 바닥면에 용접됨으로써 장착되고, 수직면의 중앙부분에는 상호 마주보는 두 웰드파이프(40)들의 대응면을 감싸주는 반원형의 굴곡부(51)가 형성되어, 이 굴곡부(51)에 상기 웰드파이프(40)의 외주면이 용접된다.
한편, 상기 리어 플로어 크로스멤버(20)의 리어 플로어 사이드멤버(10)측 연결부는 중앙부분에 비하여 단부로 갈수록 폭이 넓어지는 사다리꼴 형상으로 되어 있으며, 그 하단은 수평으로 연장되어 플랜지(21)가 형성되며, 이 플랜지(21)는 리어 플로어 사이드멤버(10)의 밑면에 용접된다.
또한, 리어 플로어 크로스멤버(20)의 상기 사다리꼴 형상부 내측에도 보강재(60)가 설치되는데, 이 보강재(60) 역시 폭이 확장되는 동일한 형상으로 되어 있으며, 바닥면과 양측의 수직면 모두 리어 플로어 크로스멤버(20)의 바닥면과 수직면에 용접되고, 양측 수직면을 연결하는 연결면은 리어 플로어 사이드멤버(20)의 외측면에 용접되며, 이 연결면의 중앙에는 바닥면과 연결되는 경사면(61)이 형성된다.
이하, 본 발명의 작용 및 효과에 대해 설명한다.
종래기술에 비하여 본 발명에서는 강성 확보를 위한 보강재의 수가 줄어들었다. 종래에는 리어 플로어 사이드멤버에 130, 140, 170의 수평방향 보강재 3개가 설치되었으나 본 발명 구조에서는 수평방향 보강재 30과 수직방향 보강재인 수직격벽 40이 사용됨으로써 보강재의 수가 1개 줄어들었다. 또한, 상기 수직격벽(50)이 웰드파이프(40)를 지지해주므로 종래의 웰드너트(160) 장착 및 지지용의 브라켓(150)도 사용되지 않게 된다. 그리고, 리어 플로어 크로스멤버에 있어서도 종래에는 2개의 보강재(180,190)을 적용하였으나, 본 발명에서는 종래의 180번에 해당되는 60번 보강재만을 사용하였다.
따라서, 본 발명에 따르면 종래의 보강재 130과 190 및 브라켓 150의 수 만큼 부품수가 줄어들게 되므로, 그에 따른 재료비 및 공수감소에 따른 조립비의 감소가 이루어진다. 또한, 그만큼 중량도 줄어들게 되는데 이는 종래 리어 플로어 사이드멤버와 리어 플로어 크로스멤버의 연결부 폭보다 지나치게 큰 길이를 갖는 보강재 130를 적용하지 않음으로써 더욱 그러하다.
한편, 다수의 보강재들을 적용하지 않게 됨으로써 그 만큼 강성확보에 불리할 수 있겠으나, 본 발명에서는 보강재들을 보다 효율적으로 배치함으로써 충분한 강성을 확보할 수 있도록 하고 있다.
즉, 종래에는 3겹의 보강재(130,140,170)를 수평상태로 배치함으로써 리어 플로어 사이드멤버의 횡강성을 확보하였다. 그러나, 본 발명에서는 1개의 수평방향 보강재(30)와 1개의 수직격벽(50)에 의해 필요한 강성을 확보토록 하고 있다. 부품수의 감소로 충분한 강성확보가 가능할 것인가에 대한 의문이 있을 수 있으나, 상기 수직격벽(50)의 하부면에 형성된 플랜지가 수평보강재의 역할을 하며 수직면이 또 다른 보강재의 역할을 함과 더불어 이 수직면의 중간부분이 웰드파이프(40)에 의해 지지되고 있으므로--상기 수직격벽(50)과 웰드파이프(50)는 상호 지지하여 장착강성을 보강하는 역할을 한다.-- 리어 플로어 사이드멤버에 가해지는 횡방향의 외력에 대응하는 충분한 강성을 확보할 수 있다.
한편, 횡방향의 강성 확보보다 더욱 중요한 것은 리어 서스펜션이 설치되는 크로스멤버 단부와의 장착강성인데, 종래에는 두께가 낮은 웰드너트(160)에 의해 장착용 볼트의 상부가 고정되었다. 이는 볼트의 중간부분만을 잡아주는 것과 같으며, 따라서 웰드너트(160)의 위쪽으로 돌출된 볼트의 상부는 고정해주지 못하는 결과를 초래한다. 즉, 웰드너트(160)를 중심으로 볼트가 좌우방향으로 요동(웰드너트를 중심으로 한 볼트의 롤링)될 수 있으며 종래에는 이 요동을 보강재를 포함한 리어 플로어 사이드멤버의 바닥부 강성으로서만 억제하였으나, 본 발명에서는 볼트의 상부가 웰드파이프(40)에 의해 전체적으로 잡혀지며, 이 웰드파이프(40)는 수직격벽(50)에 의해 되어 있으므로 볼트의 좌우방향 요동을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 이는 웰드너트(160)를 중심으로 하는 전후방향의 볼트요동(웰드너트를 중심으로한 볼트의 피칭)에 대해서도 동일하다.
따라서, 리어 플로어 사이드멤버와 리어 서스펜션이 설치되는 크로스멤버 단부가 보다 견고하게 결합됨으로써 양자의 접촉면을 통하여 노면으로부터 전달되는 충격 및 진동이 효과적으로 분산·흡수(웰드파이프와 이에 접한 수직격벽을 통하여 볼트의 진동을 보다 넓은 면적으로 분산시킬 수 있다.)될 수 있고, 양자간의 동일하지 않은 거동에 따른 2차적인 진동의 발생을 억제할 수 있게 되어 진동저감성능이 향상되며, 이에 따라 소음(아이들 노이즈(idle noise) 및 로드 노이즈(road noise)발생량도 감소된다.
한편, 리어 플로어 크로스멤버에 있어서, 190번 보강재를 적용하지 않음으로써 발생되는 전후방향의 강성저하 문제는 리어 플로어 크로스멤버의 단부를 사다리꼴형으로 확장성형함으로써 보완하였고, 이 부분 보강재(60)의 리어 플로어 사이드멤버측 용접면에 경사면(61)을 형성함으로써 횡방향의 강성은 더욱 보강하였다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 리어 서스펜션이 설치된 크로스멤버의 단부에 장착되는 리어 플로어 사이드멤버와 리어 플로어 크로스멤버의 연결부 부품수가 줄어듦으로써 이에 따른 재료비와 조립비의 감소가 이루어지며, 중량도 저감되는 효과가 있다.
또한, 리어 서스펜션이 설치된 크로스멤버의 단부와 리어 플로어 사이드멤버를 연결하는 볼트의 상부를 보다 안정적으로 고정해줄 수 있게 되어 하부로부터의 충격 및 진동 입력점의 강성이 향상됨으로써 충격 및 진동이 저감될 뿐만 아니라, 이로 인한 소음의 발생을 감소시켜 승차감이 향상되는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 리어 플로어 사이드멤버(10)와, 이 리어 플로어 사이드멤버(10)에 수직으로 연결되는 리어 플로어 크로스멤버(20)로 이루어지는 자동차 플로어의 리어 서스펜션 연결부 구조에 있어서,
    상기 리어 플로어 사이드멤버(10)의 내측에 보강재(30)가 용접되고, 보강재(30)의 볼트공에 암나사가 형성된 내경이 일치하도록 웰드파이프(40)가 용접되며, 상기 리어 플로어 사이드멤버(10)의 폭을 가로지르는 상태로 수직격벽(50)이 용접되고, 이 수직격벽(50)의 중간부분에 반원형의 굴곡부(51)가 형성되어 이 굴곡부(51)에 상기 웰드파이프(40)가 감싸지는 상태로 용접되며, 상기 리어 플로어 크로스멤버(20)의 내측에 리어 플로어 사이드멤버(10)의 측부에 동시용접되는 보강재(60)가 용접된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차 플로어의 리어 서스펜션 연결부 구조.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 웰드파이프(40)는 하방으로부터 삽입체결되는 볼트의 상부 전체를 수용할 수 있는 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 자동차 플로어의 리어 서스펜션 연결부 구조.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 리어 플로어 크로스멤버(20)의 리어 플로어 사이드멤버(10)측 연결부는 폭이 확장되는 사다리꼴형으로 형성되고, 이에 용접되는 상기보강재(60)의 상기 리어 플로어 사이드멤버(10)에 용접되는 면에는 경사면(61)이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 플로어의 리어 서스펜션 연결부 구조.
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