KR20150127382A - 일체형 서브프레임 - Google Patents

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KR20150127382A
KR20150127382A KR1020140054090A KR20140054090A KR20150127382A KR 20150127382 A KR20150127382 A KR 20150127382A KR 1020140054090 A KR1020140054090 A KR 1020140054090A KR 20140054090 A KR20140054090 A KR 20140054090A KR 20150127382 A KR20150127382 A KR 20150127382A
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임성근
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창원대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 일체형 서브프레임에 관한 것으로, 구체적으로는 차량의 현가장치의 일부분인 로어 암과 스프링을 일체로 구성하여 차체 내부의 공간 확보의 용이함 및 부품의 감소화로 인해 차량의 생산단가를 줄일 수 있는 일체형 서브프레임에 관한 것이다.
본 발명은 차량의 현가장치를 구성하는 서브프레임에 있어서, 차폭을 가로지르도록 구비되는 리어 크로스 맴버 및 프론트 크로스 맴버와, 상기 리어 크로스 맴버 및 프론트 크로스 맴버 사이 양측부에 구비되는 좌측 및 우측 크로스 맴버와, 좌우측 차륜에 결합되되, 상기 좌측 및 우측 프레임 맴버의 외측에 서로 대칭되도록 결합되는 로어암을 포함하여 구성되되, 상기 리어 크로스 맴버, 좌측 크로스 맴버, 우측 크로스 맴버 및 프론트 크로스 맴버가 일체로 형성되고, 상기 로어암의 하부 및 좌우측 크로스 맴버의 외측면에 탄성재질의 스티프가 접합되어 상기 로어암에서 발생되는 하중을 완충하는 것을 특징으로 한다.

Description

일체형 서브프레임{All in one sub frame}
본 발명은 일체형 서브프레임에 관한 것으로, 구체적으로는 차량의 현가장치의 일부분인 로어 암과 스프링을 일체로 구성하여 차체 내부의 공간 확보의 용이함 및 부품의 감소화로 인해 차량의 생산단가를 줄일 수 있는 일체형 서브프레임에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 현가장치는 차축과 자체를 연결하여 주행 중에 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 차체에 직접적으로 전달되지 않도록 제어하여 차체와 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 만드는 장치로서 즉, 현가장치는 차체와 차륜사이에 존재하면서 이 2개의 강체를 하나 혹은 다수의 컨트롤 아암으로 연결하여 상하방향으로는 스프링과 쇽업쇼버에 의하여 지지되고, 기타 방향으로 높은 강성과 유연성을 적절히 조화시킴으로써, 차체와 차륜사이의 상대운동을 기계적으로 적절히 조화시켜 주행중 노면으로부터 받는 진동과 충격을 흡수하여 승차감과 선회 안정성을 향상시키는 장치이다.
이러한 현가장치 중 전륜에 장착되는 맥퍼슨 타입 현가장치의 한 예는 도 1에 도시된 바와 같이, 차륜(W)이 장착된 너클(N)과 차체 사이에서 위로 구비된 어퍼콘트롤아암(UC)과, 이에 대향되도록 아래로 구비된 로워콘트롤아암(LC), 상기 너클(N)부위와 차체사이에 수직하게 구비되어 노면으로부터 가해지는 충격을 흡수하기 위해 섀시스프링(SP)이 구비된 쇽업쇼버(S)등으로 이루어지게 된다.
그러나 이와 같은 맥퍼슨 타입의 현가장치는 외부에서 가해지는 외력에 대한 복원속도가 쇽업쇼버(S)에 있다 하여도 매우 빨라 상당히 민감하다는 근본적인 단점이 있게 되고 이로 인해, 상기 쇽업쇼버(S)와 섀시스프링(SP)의 설계 시 최적의 반응속도를 조절하여 차량의 N.V.H. 성능 개선에 많은 어려움이 있게 된다.
또한, 이와 같은 맥퍼슨 타입의 현가장치의 가장 큰 단점은 도 2에 도시된 바와 같이, 섀시스프링(SP)이 쇽업쇼버(S)를 감싸고 있고 이를 위한 설치 공간이 요구되어 엔진룸의 공간이 더욱 좁아지는 즉, 상기 현가장치의 장착 공간은 차륜(W)에 장착된 로어암(LC)에서 차체패널(P)에 고정된 쇽업쇼버(S)에 의해 요구되는 필요간격(a)에 대해 쇽업쇼버(S)를 감싼 섀시스프링(SP)에 의해 요구되는 설치간격(b)이 반드시 요구되고 이로 인해, 상기 설치간격(b)을 수용하기 위해 차체패널(P)이 엔진룸 쪽으로 들어가 엔진룸공간을 더욱 좁게 만들어 엔진룸의 설계 시 많은 어려움이 있게 된다.
게다가 쇽업쇼버(S)에 결합되는 섀시스프링(SP), 로어암(LC), 리어 크로스 맴버, 프론트 크로스 맴버, 상기 리어 크로스 맴버 및 프론트 크로스 맴버 사이 양측부에 구비되도록 결합되는 좌측 및 우측 크로스 맴버 등과 같은 구성물 각각이 전부 별도의 결합수단에 의하여 결합되므로서 부품이 많아지고 그로 인하여 차체의 하중이 증가되는 문제점이 있었다.
등록특허 10-457316호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은 차량의 현가장치를 구성하는 서브프레임에 있어서, 리어 크로스 맴버, 좌측 크로스 맴버, 우측 크로스 맴버 및 프론트 크로스 맴버를 일체로 형성하되, 좌측 및 우측 크로스 맴버의 외측에 서로 대칭되도록 로어암을 결합하고, 그 하부에 탄성재질인 스티프를 부가하여 로어암에서 발생되는 하중을 스티프 및 로어암을 통하여 완충시켜 외부 충격 또는 노면으로부터 전달되는 차량의 충격을 효과적으로 감소시킴과 동시에 차량의 부품이 줄어들어 차체의 무게를 감소시켜 주는 일체형 서브프레임을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 차량의 현가장치를 구성하는 서브프레임에 있어서, 차폭을 가로지르도록 구비되는 리어 크로스 맴버 및 프론트 크로스 맴버와, 상기 리어 크로스 맴버 및 프론트 크로스 맴버 사이 양측부에 구비되는 좌측 및 우측 크로스 맴버와, 좌우측 차륜에 결합되며, 상기 좌측 및 우측 프레임 맴버의 외측에 서로 대칭되도록 결합되는 로어암을 포함하여 구성되되, 상기 리어 크로스 맴버, 좌측 크로스 맴버, 우측 크로스 맴버 및 프론트 크로스 맴버가 일체로 형성되고, 상기 로어암의 하부 및 좌우측 크로스 맴버의 외측면에 탄성재질의 스티프가 접합되어 상기 로어암에서 발생되는 하중을 완충하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 로어암은, 판스프링으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일면은, 차량의 현가장치를 구성하는 서브프레임에 있어서, 차폭을 가로지르도록 구비되는 리어 크로스 맴버 및 프론트 크로스 맴버와, 상기 리어 크로스 맴버 및 프론트 크로스 맴버 사이 양측부에 구비되는 좌측 및 우측 크로스 맴버와, 좌우측 차륜에 결합되며, 상기 좌측 및 우측 프레임 맴버의 하부면에 결합수단에 의해 서로 대칭되도록 결합되는 로어암을 포함하여 구성되되, 상기 리어 크로스 맴버, 좌측 크로스 맴버, 우측 크로스 맴버 및 프론트 크로스 맴버가 일체로 형성되고, 상기 로어암은 판스프링으로 구성되어 상기 로어암에서 발생되는 하중을 완충하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 결합수단은, 볼트와 너트로 구성되며, 상기 볼트에 관통되되, 좌측 및 우측 크로스 맴버간을 탄성으로 지지하는 하도록 개재되는 스프링을 더 포함한다.
본 발명의 일체형 서브프레임에 의하면, 차량의 현가장치의 일부분인 로어 암과 스프링을 일체로 구성한 것으로, 기존의 스프링으로 인한 차체 내부의 공간확보의 어려움이 극복됨과 동시에, 부품이 감소되어 차량의 생산단가 및 차체의 하중을 줄일 수 있게 되어 경제적인 효과가 있다.
또한, 로어암이 탄성력을 갖게 되므로 캠버 각이 지면과 수평으로 근접하게 작용하여 차륜의 접지력을 높여주는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 일반적인 차량의 현가장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일체형 서브프레임의 제1 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 4는 제1 실시예의 일체형 서브프레임에 쇽업쇼버가 결합된 모습을 나타낸 측면도이다.
도 5는 도 4의 외부충격에 의해 일체형 서브프레임이 완충작용을 하는 모습을 나타낸 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일체형 서브프레임의 제2 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 7는 제2 실시예의 일체형 서브프레임에 쇽업쇼버가 결합된 모습을 나타낸 측면도이다.
도 8은 도 7의 외부충격에 의해 일체형 서브프레임이 완충작용을 하는 모습을 나타낸 측면도이다.
도 9은 도 6 내지 8의 결합수단에 스프링이 개재된 모습을 나타낸 측면도이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 일체형 서브프레임을 상세히 설명한다. 우선 설명하기에 앞서 공지기술과 동일한 구성에 대해서는 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일체형 서브프레임의 제1 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 4는 제1 실시예의 일체형 서브프레임에 쇽업쇼버가 결합된 모습을 나타낸 측면도이며, 도 5는 도 4의 외부충격에 의해 일체형 서브프레임이 완충작용을 하는 모습을 나타낸 측면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일체형 서브프레임은, 차량의 현가장치를 구성하는 하나의 구성품인 서브프레임에 적용되는 것으로서, 리어 크로스 맴버(11), 좌측 크로스 맴버(12), 우측 크로스 맴버(13) 및 프론트 크로스 맴버(14)가 일체로 형성되는 서브프레임 본체(10)로 구성된다.
각 구성에 대하여 좀 더 구체적으로 살펴보면, 차폭을 가로지르도록 구비되는 리어 크로스 맴버(11) 및 프론트 크로스 맴버(14)가 구비된다.
또한, 상기 리어 크로스 맴버(11) 및 프론트 크로스 맴버(14) 사이 양측부에 구비되는 좌측 및 우측 크로스 맴버(12, 13)와, 좌우측 차륜(20)에 결합되되, 상기 좌측 및 우측 프레임 맴버(12, 13)의 외측에 서로 대칭되도록 결합되는 로어암(15)으로 구성된다.
한편, 상기 로어암(15)의 하부 및 좌우측 크로스 맴버(12, 13)의 외측면에 탄성재질의 스티프(16)가 접합되어 상기 로어암(15)에서 발생되는 하중을 완충하게 된다. 여기서 상기 로어암(15)은, 판스프링으로 구성될 수 있다. 상기 스티프(16)는 차량의 종류에 따라 그 하중이 제각기 틀리므로 차량의 하중을 고려하여 탄성계수를 조절하는 것이 바람직하다.
따라서 노면 또는 외부를 통하여 전달되는 충격 또는 하중은 쇽업쇼버(40)로 전달되며, 상기 쇽업쇼버(40)는 이러한 충격 또는 하중을 로어암(15)을 통하여 완충하게 된다.
이때 상기 탄성재질의 스티프(16)가 신축되면서 충격 또는 하중이 흡수되어 차체로 전달되는 것이 방지된다. 또한, 상기 로어암(15)도 판스프링으로 구성되므로 차량에 노면 또는 외부를 통하여 전달되는 충격 또는 하중은 상기한 스티프(16) 및 로어암(15)에 의해 2중으로 충격 또는 하중이 흡수될 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 일체형 서브프레임의 제2 실시예에 대하여 살펴보기로 한다.
도 6은 본 발명의 일체형 서브프레임의 제2 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 7는 제2 실시예의 일체형 서브프레임에 쇽업쇼버가 결합된 모습을 나타낸 측면도이며, 도 8은 도 7의 외부충격에 의해 일체형 서브프레임이 완충작용을 하는 모습을 나타낸 측면도이고, 도 9은 도 6 내지 8의 결합수단에 스프링이 개재된 모습을 나타낸 측면도이다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일체형 프레임의 제2 실시예는 상기한 제1 실시예와 모든 구성이 동일하다. 다만, 로어암(15)이 좌측 및 우측 프레임 맴버(12, 13)의 하부에 서로 대칭되도록 결합되는 것이 상이하다.
이에 대하여 좀 더 구체적으로 살펴보면, 차폭을 가로지르도록 구비되는 리어 크로스 맴버(11) 및 프론트 크로스 맴버(14)와, 상기 리어 크로스 맴버(11) 및 프론트 크로스 맴버(14) 사이 양측부에 구비되는 좌측 및 우측 크로스 맴버(12, 13)와, 좌우측 차륜(20)에 결합되되, 상기 좌측 및 우측 프레임 맴버(12, 13)의 하부면에 결합수단(30)에 의해 서로 대칭되도록 결합되는 로어암(15)으로 구성된다. 상기 결합수단(30)은 볼트(31)와 너트(32)로 구성되며, 그 외에 리벳 등과 같은 다양한 결합수단으로도 구성될 수 있다.
또한, 상기 로어암(15)은 판스프링으로
따라서 도 8에 도시된 바와 같이 노면 또는 외부를 통하여 전달되는 충격 또는 하중은 쇽업쇼버(40)로 전달되며, 상기 쇽업쇼버(40)는 이러한 충격 또는 하중을 로어암(15)을 통하여 완충하게 된다.
이때 상기 판스프링으로 구성되는 로어암(15)이 하부로 휘어지면서 충격 또는 하중이 흡수되어 차체로 전달되는 것을 방지하게 된다. 또한, 도 9에 도시된 바와 같이 볼트(31) 및 좌측 및 우측 크로스 맴버(12, 13) 사이에 개재되어 차량에 노면 또는 외부를 통하여 전달되는 충격 또는 하중은 2중으로 충격 또는 하중이 흡수할 수 있게 된다.
한편, 상기 로어암(15)도 판스프링으로 구성되므로 차량에 노면 또는 외부를 통하여 전달되는 충격 또는 하중은 2중으로 충격 또는 하중이 흡수될 수 있게 된다.
이상에서 설명된 본 발명의 일체형 서브프레임의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
10 : 서브프레임 본체 11 : 리어 크로스 맴버
12 : 좌측 크로스 맴버 13 : 우측 크로스 맴버
14 : 프론트 크로스 맴버 15 : 로어암
16 : 스티프 20 : 차륜
30 : 결합수단 31 : 볼트
32 : 너트 33 : 스프링
40 : 쇽업쇼버

Claims (4)

  1. 차량의 현가장치를 구성하는 서브프레임에 있어서,
    차폭을 가로지르도록 구비되는 리어 크로스 맴버(11) 및 프론트 크로스 맴버(14)와, 상기 리어 크로스 맴버(11) 및 프론트 크로스 맴버(14) 사이 양측부에 구비되는 좌측 및 우측 크로스 맴버(12, 13)와, 좌우측 차륜(20)에 결합되며, 상기 좌측 및 우측 프레임 맴버(12, 13)의 외측에 서로 대칭되도록 결합되는 로어암(15)을 포함하여 구성되되,
    상기 리어 크로스 맴버(11), 좌측 크로스 맴버(12), 우측 크로스 맴버(13) 및 프론트 크로스 맴버(14)가 일체로 형성되고,
    상기 로어암(15)의 하부 및 좌우측 크로스 맴버(12, 13)의 외측면에 탄성재질의 스티프(16)가 접합되어 상기 로어암(15)에서 발생되는 하중을 완충하는 것을 특징으로 하는 일체형 서브프레임.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 로어암(15)은,
    판스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 서브프레임.
  3. 차량의 현가장치를 구성하는 서브프레임에 있어서,
    차폭을 가로지르도록 구비되는 리어 크로스 맴버(11) 및 프론트 크로스 맴버(14)와, 상기 리어 크로스 맴버(11) 및 프론트 크로스 맴버(14) 사이 양측부에 구비되는 좌측 및 우측 크로스 맴버(12, 13)와, 좌우측 차륜(20)에 결합되며, 상기 좌측 및 우측 프레임 맴버(12, 13)의 하부면에 결합수단(30)에 의해 서로 대칭되도록 결합되는 로어암(15)을 포함하여 구성되되,
    상기 리어 크로스 맴버(11), 좌측 크로스 맴버(12), 우측 크로스 맴버(13) 및 프론트 크로스 맴버(14)가 일체로 형성되고, 상기 로어암(15)은 판스프링으로 구성되어 상기 로어암(15)에서 발생되는 하중을 완충하는 것을 특징으로 하는 일체형 서브프레임.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 결합수단(30)은,
    볼트(31)와 너트(32)로 구성되며, 상기 볼트(31)에 관통되되, 좌측 및 우측 크로스 맴버(12, 13)간을 탄성으로 지지하는 하도록 개재되는 스프링(33)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 서브프레임.
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