KR20120057144A - 후륜 구동 차량용 리어 크로스멤버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 후륜 구동 차량용 리어 크로스멤버에 관한 것으로, 프론트멤버(51)와 사이드멤버(53)의 연결부에서 발생하는 굽힘 하중이 강성이 강화된 사이드레일(59)에 의해 감소되어 최소화됨에 따라 리어 크로스멤버(50)의 내구성 향상 및 NVH 성능 향상을 도모할 수 있게 되고, 머플러의 설치를 위한 머플러 행어 로드(61)가 사이드레일(59)에 직접 결합되어 설치됨에 따라 부품수 감축을 통한 중량감소 및 원가절감을 이룩할 수 있도록 된 것이다.

Description

후륜 구동 차량용 리어 크로스멤버{Rear cross member for rear driven vehicle}

본 발명은 후륜 구동 차량 리어 크로스멤버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프론트멤버와 사이드멤버의 연결부에서 발생하는 굽힘 하중을 최소화시킬 수 있도록 함으로써 내구성 향상 및 NVH(Noise Vibration Harshness) 성능을 개선할 수 있도록 하고, 머플러 행어를 위해 사용되는 부품수의 감축을 통해 중량감소 및 원가절감을 도모할 수 있는 후륜 구동 차량 리어 크로스멤버의 머플러 행어 장치에 관한 기술이다.

일반적으로, 크로스멤버는 차체의 전륜과 후륜 위치에 차량의 차폭 방향으로 설치되어 있는 부재로서, 설치되는 위치에 따라 프론트 크로스멤버와 리어크로스 멤버로 구분된다.

프론트 크로스멤버 또는 리어 크로스멤버는 그 상부가 차체와 결합되고, 하부는 서스펜션과 결합되어 차량의 전후 또는 좌우 방향의 비틀림이나 휘어짐을 방지하는 기능을 한다.

여기서, 상기 리어 크로스멤버(10)의 종래 구조는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 차체의 좌우방향으로 설치되는 프론트멤버(11) 및 리어멤버(12)와, 상기 프론트멤버(11)와 리어멤버(12)의 각 양단이 연결되어 설치되는 한 쌍의 사이드멤버(13)로 이루어진 구성이다.

상기 프론트멤버(11) 및 리어멤버(12)에는 디퍼렌셜 기어(differential gear; 이하 디프라 한다)의 설치를 위한 프론트 디프부시케이스(14) 및 리어 디프부시케이스(15)가 각각 용접 결합되어 있고, 상기 사이드멤버(13)의 양끝단에는 각각 프론트 부시케이스(16)와 리어 부시케이스(17)가 용접 결합되어 있으며, 또한 상기 사이드멤버(13)에는 리어 서스펜션의 링크류를 마운팅하기 위한 다수개의 마운팅브라켓(18)이 각각 용접 결합되어 있다.

그리고, 상기 사이드멤버(13)의 밑면에는 배기계를 구성하는 머플러의 설치를 위해 머플러 행어 로드(19)와 머플러 행어 마운팅브라켓(21)이 설치되어 있는 바, 상기 머플러 행어 로드(19)와 머플러 행어 마운팅브라켓(21)은 서로 용접 결합되고, 상기 머플러 행어 로드(19)는 상기 사이드멤버(13)의 전방쪽 밑면에 2점 지지점을 갖도록 결합된 구조이다.

또한, 상기 사이드멤버(13)의 밑면에는 리어 크로스멤버의 강성을 보강하기 위한 사이드레일(22)이 결합되어 설치되어 있는 바, 상기 사이드레일(22)의 일단은 상기 머플러 행어 마운팅브라켓(21)과 함께 상기 사이드멤버(13)의 전방쪽 밑면에 고정 결합되고 타단은 상기 사이드멤버(13)의 후방쪽 밑면에 고정 결합된 2점 지지점 구조로 설치된 것이다.

한편, 상기와 같이 구성된 리어 크로스멤버(10)는 디프를 통해 프론트멤버(11)로 입력되는 하중(F1)과 트레이링 암으로 통해 사이드멤버(13)로 입력되는 하중(F2)이 동시에 발생할 경우 상기 프론트멤버(11)와 사이드멤버(13)의 상대운동을 제어하기 힘든 구조이며, 이에 따라 상기 프론트멤버(11)와 사이드멤버(13)의 연결부위에는 상하방향 굽힘 하중이 발생하게 된다.

그리고, 도 5에 도시된 미설명 도면부호 P1은 트레일링 암의 일단이 결합되는 부위로 트레이링 암에 의해 사이드멤버(13)로 하중이 입력되는 하중 입력점이다.

따라서, 리어 크로스멤버의 강성을 보강하기 위해 설치된 사이드레일(22)이 상기와 같은 굽힘 하중을 최소화시킬 수 있도록 충분한 강성을 갖추고 있어야 하나, 상기 사이드레일(22)은 폭이 좁은 일자 막대 형상으로 굽힘 하중이 발생하는 부위의 강성이 굽힘 하중을 감소시킬 수 있을 만큼 충분하지 않으며, 이로 인해 종래의 리어 크로스멤버(10)는 굽힘 하중에 의해 내구력이 감소하고 더 나아가 NVH 성능이 감소하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 리어 크로스멤버(10)는 직접적으로 머플러의 행어를 담당하는 머플러 행어 로드(19) 이외에 부수적으로 머플러 행어 마운팅브라켓(21)이 더 구비된 구성인 바, 상기 머플러 행어 마운팅브라켓(21)을 사용함에 따라 부품수 증가와 중량증대 및 원가가 상승하는 문제점도 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 사이드실의 강성을 보강하여 프론트멤버와 사이드멤버의 연결부에서 발생하는 굽힘 하중을 최소화시킬 수 있도록 함으로써 내구성 향상 및 NVH 성능을 개선할 수 있도록 하고, 더 나아가 머플러 행어를 위해 사용되는 부품수의 감축을 통해 중량감소 및 원가절감을 도모할 수 있도록 하는 후륜 구동 차량용 리어 크로스멤버를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차체의 좌우방향으로 설치되는 프론트멤버 및 리어멤버와, 상기 프론트멤버와 상기 리어멤버의 각 양단이 연결되어 설치되는 한 쌍의 사이드멤버를 포함하는 후륜 구동 차량용 리어 크로스멤버에 있어서, 상기 사이드멤버의 하부에 상기 사이드멤버의 길이방향을 따라 배치되면서 일단은 상기 프론트멤버와 연결되는 상기 사이드멤버의 전방쪽 밑면에 고정 결합되고 타단은 상기 리어멤버와 연결되는 상기 사이드멤버의 후방쪽 밑면에 고정 결합되어 설치되되 상기 후방쪽 타단에서부터 상기 전방쪽 일단으로 갈수록 점차 폭이 넓어지는 모양을 갖도록 형성된 사이드레일과; 배기계를 구성하는 머플러를 고정시킬 수 있도록 일단이 상기 사이드레일에 직접 결합되어 설치된 머플러 행어 로드를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 사이드레일에는 중량감소를 위한 개구홀이 형성되는데, 상기 개구홀은 상기 사이드레일의 길이방향에 따른 중간부위에 형성되고, 상기 개구홀의크기는 상기 사이드레일의 전체면적에 30％를 초과하지 않도록 형성된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 머플러 행어 로드는 상기 개구홀이 형성되지 않는 상기 사이드레일의 전방쪽 일단에 고정 결합되어 설치된 구조이다.

본 발명에 의한 후륜 구동 차량용 리어 크로스멤버는, 프론트멤버와 사이드멤버의 연결부에서 발생하는 굽힘 하중이 강성이 강화된 사이드레일에 의해 감소되어 최소화됨에 따라 리어 크로스멤버의 내구성 향상 및 NVH 성능 향상을 도모할 수 있게 되고, 머플러의 설치를 위한 머플러 행어 로드가 사이드레일에 직접 결합되어 설치됨에 따라 부품수 감축을 통한 중량감소 및 원가절감을 이룩할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 후륜 구동 차량용 종래 리어 크로스멤버의 사시도,
도 2는 도 1의 저면 사시도,
도 3은 도 2에서 사이드레일이 결합된 부위를 보여주기 위한 확대도,
도 4는 본 발명에 따른 후륜 구동 차량용 리어 크로스멤버의 저면 사시도,
도 5는 도 4에서 사이드레일이 결합된 부위를 보여주기 위한 확대도,
도 6은 본 발명의 사이드레일에 머플러 행어 로드가 결합되는 과정을 보여주기 위한 도면이다.

이하 본 발명의 실시예에 대해 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 후륜 구동 차량의 리어 크로스멤버(50)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 차체의 좌우방향으로 설치되는 프론트멤버(51) 및 리어멤버(52)와, 상기 프론트멤버(51)와 리어멤버(52)의 각 양단이 연결되어 설치되는 한 쌍의 사이드멤버(53)로 이루어진 구성이다.

상기 프론트멤버(51) 및 리어멤버(52)에는 디퍼렌셜 기어의 설치를 위한 프론트 디프부시케이스(14) 및 리어 디프부시케이스(15)가 각각 용접 결합되어 있고, 상기 사이드멤버(53)의 양끝단에는 각각 프론트 부시케이스(56)와 리어 부시케이스(57)가 용접 결합되어 있으며, 또한 상기 사이드멤버(53)에는 리어 서스펜션의 링크류를 마운팅하기 위한 다수개의 마운팅브라켓(58)이 각각 용접 결합되어 있다.

그리고, 상기 사이드멤버(53)의 밑면에는 리어 크로스멤버(50)의 강성을 보강하기 위한 본 발명에 따른 사이드레일(59)과, 배기계를 구성하는 머플러의 설치를 위해 머플러 행어 로드(61)가 설치되어 있다.

즉, 상기 사이드레일(59)은 상기 사이드멤버(53)의 하부에서 상기 사이드멤버(53)의 길이방향을 따라 배치되면서 일단은 상기 프론트멤버(51)와 연결되는 상기 사이드멤버(53)의 전방쪽 밑면에 고정 결합되고, 타단은 상기 리어멤버(52)와 연결되는 상기 사이드멤버(53)의 후방쪽 밑면에 고정 결합되어 설치된다.

또한, 상기 사이드레일(59)은 상기 리어멤버(52)를 향한 후방쪽 타단에서부터 상기 프론트멤버(51)를 향한 전방쪽 일단까지 점차 폭이 넓어지는 삼각형 모양을 갖도록 형성되며, 전방쪽 일단 2개의 모서리부와 후방쪽 타단 1개의 모서리부가 상기 사이드멤버(53)와 각각 볼트에 의해 결합된 3점 지지구조로 설치된다.

또한, 상기 사이드레일(59)에는 중량감소를 위한 개구홀(59a)이 형성되는데, 상기 개구홀(59a)은 상기 사이드레일(59)의 길이방향에 따른 중간부위에 형성되며, 또한 상기 사이드레일(59)의 전체면적에 30％를 초과하지 않도록 형성된 구조이다.

만약, 상기 개구홀(59a)의 면적이 사이드레일(59)의 전체면적 대비 30％를 초과하게 되면 상기 사이드레일(59)의 강성이 감소하여서 리어 크로스멤버(50)의 강성을 보강하는 고유의 역할을 수행할 수 없고, 반대로 30％보다 너무 작게 되면 중량감소의 효과가 미비한 바, 이에 따라 상기 개구홀(59a)의 면적은 상기 사이드레일(59)의 전체면적 대비 30％ 정도가 되는 것이 적당하다.

그리고, 상기 머플러 행어 로드(61)는 머플러를 고정시키기 위한 것으로 일단이 상기 사이드레일(59)에 직접 결합되어 설치된 구조이다.

여기서, 상기 머플러 행어 로드(61)는 상기 개구홀(59a)이 형성되지 않는 상기 사이드레일(59)의 전방쪽 일단에 고정 결합되어 설치된 구조이다.

즉, 상기 개구홀(59a)이 형성되지 않는 상기 사이드레일(59)의 전방쪽 일단에 상기 머플러 행어 로드(61)의 일단이 상기 사이드레일(59)의 길이방향을 따라 관통하도록 터널모양으로 절개되어 형성된 플랜지(59b)가 일체로 구비되고, 상기 머플러 행어 로드(61)의 일단이 상기 플랜지(59b)의 터널공간을 관통한 상태에서 상기 플랜지(59b)와 용접 결합되어 설치된 구조인 것이다.

한편, 도 5에 도시된 미설명 도면부호 P2는 트레일링 암의 일단이 결합되는 부위로 트레이링 암에 의해 사이드멤버(53)로 하중이 입력되는 하중 입력점이다.

상기와 같이 구성된 리어 크로스멤버(50)는 디프를 통해 프론트멤버(51)로 입력되는 하중(F1)과 트레이링 암으로 통해 사이드멤버(13)로 입력되는 하중(F2)이 동시에 발생할 경우 상기 프론트멤버(51)와 사이드멤버(53)의 상대운동에 의해 상기 프론트멤버(11)와 사이드멤버(13)의 연결부위에서는 상하방향 굽힘 하중이 발생하게 된다.

그런데, 본 발명은 상하방향 굽힘 하중이 발생하는 부위에 결합된 사이드레일(59)의 전방쪽 일단이 강성이 강화되도록 폭이 넓은 모양으로 형성된 것이기 때문에 굽힘 하중을 충분히 감소시킬 수 있게 되는 바, 이에 따라 굽힘 하중을 최소화시킬 수 있게 됨으로써 리어 크로스멤버(50)의 전체적인 내구성 향상을 이룩할 수 있게 되고, 특히 NVH 성능을 개선할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 리어 크로스멤버(50)는 머플러 행어 로드(61)가 사이드레일(59)에 직접 결합되어 설치된 구성을 갖게 됨으로써, 종래 구조에 비해 머플러 행어 마운팅브라켓이 필요하지 않는 구성이고, 이로 인해 부품수 감축과 중량감소 및 원가절감을 이룩할 수 있게 된다.

50 - 리어 크로스멤버 51 - 프론트멤버
52 - 리어멤버 53 - 사이드멤버
59 - 사이드레일 59a - 개구홀
59b - 플랜지 61 - 머플러 행어 로드

Claims (8)

1. 차체의 좌우방향으로 설치되는 프론트멤버 및 리어멤버와, 상기 프론트멤버와 상기 리어멤버의 각 양단이 연결되어 설치되는 한 쌍의 사이드멤버를 포함하는 후륜 구동 차량용 리어 크로스멤버에 있어서,
   상기 사이드멤버의 하부에 상기 사이드멤버의 길이방향을 따라 배치되면서 일단은 상기 프론트멤버와 연결되는 상기 사이드멤버의 전방쪽 밑면에 고정 결합되고 타단은 상기 리어멤버와 연결되는 상기 사이드멤버의 후방쪽 밑면에 고정 결합되어 설치되되 상기 후방쪽 타단에서부터 상기 전방쪽 일단으로 갈수록 점차 폭이 넓어지는 모양을 갖도록 형성된 사이드레일과;
   배기계를 구성하는 머플러를 고정시킬 수 있도록 일단이 상기 사이드레일에 직접 결합되어 설치된 머플러 행어 로드
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 후륜 구동 차량용 리어 크로스멤버.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 사이드레일에는 중량감소를 위한 개구홀이 형성된 것
   을 특징으로 하는 후륜 구동 차량용 리어 크로스멤버.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 개구홀은 상기 사이드레일의 길이방향에 따른 중간부위에 형성된 것
   을 특징으로 하는 후륜 구동 차량용 리어 크로스멤버.
4. 청구항 2에 있어서, 상기 개구홀은 상기 사이드레일의 전체면적에 30％를 초과하지 않도록 형성된 것
   을 특징으로 하는 후륜 구동 차량용 리어 크로스멤버.
5. 청구항 2에 있어서, 상기 머플러 행어 로드는 상기 개구홀이 형성되지 않는 상기 사이드레일의 전방쪽 일단에 고정 결합되어 설치된 것
   을 특징으로 하는 후륜 구동 차량용 리어 크로스멤버.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 개구홀이 형성되지 않는 상기 사이드레일의 전방쪽 일단에 상기 머플러 행어 로드의 일단이 상기 사이드레일의 길이방향을 따라 관통하도록 터널모양으로 절개되어 형성된 플랜지가 일체로 구비되고;
   상기 머플러 행어 로드의 일단이 상기 플랜지의 터널공간을 관통한 상태에서 상기 플랜지와 용접 결합되어 설치된 것
   을 특징으로 하는 후륜 구동 차량용 리어 크로스멤버.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 사이드레일은 후방쪽 타단에서부터 전방쪽 일단으로 갈수록 점차 폭이 넓어지는 삼각형 모양을 갖도록 형성된 것
   을 특징으로 하는 후륜 구동 차량용 리어 크로스멤버.
8. 청구항 7에 있어서, 상기 사이드레일은 전방쪽 일단 2개의 모서리부와 후방쪽 타단 1개의 모서리부가 상기 사이드멤버와 각각 결합되어 설치된 것
   을 특징으로 하는 후륜 구동 차량용 리어 크로스멤버.

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