KR20160025683A

KR20160025683A - 차량용 바디마운팅 진동절연장치

Info

Publication number: KR20160025683A
Application number: KR1020140112402A
Authority: KR
Inventors: 김재현
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2014-08-27
Filing date: 2014-08-27
Publication date: 2016-03-09
Also published as: KR101639876B1

Abstract

본 발명은 차량 경량화에 일조하고 교체가 용이한 차량용 바디마운팅 진동절연장치에 관한 것으로서, 일측단이 바디프레임에 체결되고 타측단이 사이드프레임에 관통되도록 삽입되어 상하 운동하는 마운팅바와, 상기 사이드프레임에 구비되어 상기 마운팅바의 상하 운동에 저항력을 인가하는 진동절연수단으로 구비된다. 이러한 구성으로, 사이드프레임의 내부에 진동절연수단을 구비할 수 있어 차량을 경량화 할 수 있고, 진동절연부를 보다 용이하게 교체할 수 있어 유지 보수 비용을 절약할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

차량용 바디마운팅 진동절연장치{BODY MOUNTING VIBRATION ISOLATOR OF AUTOMOBILE}

본 발명은 차량용 바디마운팅 진동절연장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량 경량화에 일조하고 교체가 용이한 차량용 바디마운팅 진동절연장치에 관한 것이다.

일반적으로, 프레임 구조의 차량은 차체를 프레임에 고정하기 위하여 차체와 프레임 사이에 바디마운팅을 구비한다. 이러한 바디마운팅은 차체를 보전하면서 프레임으로부터 진동을 차단하기 위하여 일반적으로 스프링 정수가 낮은 고무재질로 제작된다.

도 1은 종래의 차량에서 바디마운팅이 배치되는 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 차량은 차체에 배치되는 바디프레임(10)과 상기 바디프레임(10)을 지지하는 사이드프레임(20)으로 구비되고, 상기 바디프레임(10)과 사이드프레임(20) 사이에 진동절연소재(40)가 배치된다. 보다 구체적으로, 상기 사이드프레임(20)의 측면에 바디마운팅 브라켓(30)이 설치되고 진동절연소재(40)가 바디마운팅 브라켓(30)에 안착되어 상기 바디프레임(10)과 결합되어, 상기 사이드프레임(20)과 바디프레임(10) 사이에 진동절연소재(40)가 배치되는 구조를 적용하고 있다.

차량의 바디프레임과 사이드프레임은 강성확보를 위하여 충분히 두꺼워야 되므로 바디프레임과 사이드프레임을 직접 결합하기에는 진동절연소재가 들어갈 공간이 현저하게 부족하다. 따라서 별도의 바디마운팅 브라켓을 사이드프레임 측면에 마련하여 충분한 진동절연이 가능한 정도의 공간에 진동절연소재를 위치시켜 승차감 등의 성능을 확보하기 위함이다.

하지만, 이러한 구조는 바디마운팅 브라켓을 별도로 구성해야 되고, 사이드프레임의 외측면에 외팔보 형태로 별도로 결합이 되어 높은 강성을 위하여 상당한 두께의 바디마운팅 브라켓을 사용해야 되므로 차량의 경량화 달성에 문제점이 있다.

또한, 진동절연소재의 수명이 다하여 교체를 해야 할 경우 차체를 프레임으로부터 어느 정도 이격을 시켜서 교체 작업을 수행해야 하므로, 교체작업에 많은 시간과 노력이 들고, 많은 교체 비용이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 별도의 바디마운팅 브라켓을 사용하지 않고 사이드프레임에 직접 진동절연장치를 구비하여 차량의 경량화를 달성할 수 있는 차량용 바디마운팅 진동절연장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 장기간 사용에 따른 탄성부재의 마모 또는 손상 시 이를 보다 용이하게 교체할 수 있는 차량용 바디마운팅 진동절연장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 바디마운팅 진동절연장치는, 일측단이 바디프레임에 체결되고, 타측단이 사이드프레임에 관통되도록 삽입되어 상하 운동하는 마운팅바; 및 상기 사이드프레임에 구비되어, 상기 마운팅바의 상하 운동에 저항력을 인가하는 진동절연수단을 포함한다.

상기 진동절연수단은 상기 사이드프레임의 내부에 구비되어, 상기 마운팅바의 상하 운동을 회전 운동으로 전환하는 회전부; 및 상기 사이드프레임의 외부에 배치되고, 상기 회전부에 체결되어 상기 회전부의 회전력에 저항력을 부가하는 진동절연부;를 구비할 수 있다.

상기 회전부는 상기 마운팅바의 길이 방향으로 톱니가 형성되어 있고, 상기 사이드프레임에 회전되게 설치되고, 상기 마운팅바를 중심으로 양측에 배치되며, 상기 톱니의 상하 이동에 대응하여 회전하도록 기어가 형성된 한쌍의 회전부재;를 구비할 수 있다.

상기 진동절연부는 상기 사이드프레임의 외측에 배치되고, 상기 한쌍의 회전부재 각각에 체결되는 한쌍의 플레이트; 및 상기 한쌍의 플레이트 사이에 배치되고, 양측면이 상기 한쌍의 플레이트 각각에 체결되는 탄성부재;를 구비할 수 있다.

그리고, 상기 한쌍의 플레이트는 상기 회전부재로부터 탈착 가능하게 체결될 수도 있다.

또한, 상기 진동절연부는 상기 사이드프레임을 중심으로 양측에 구비될 수도 있다.

상기 사이드프레임에 배치되어, 상기 마운팅바의 상하 운동을 가이드 하는 가이드부재;를 더 포함할 수도 있다.

그리고, 상기 가이드부재는 상기 마운팅바의 움직임에 대응하여 완충작용 할 수 있도록 탄성재질로 마련될 수도 있다.

본 발명에 의한 차량용 바디마운팅 진동절연장치에 따르면, 별도의 바디마운팅 브라켓 없이 사이드프레임의 내부에 진동절연수단을 구비할 수 있어 차량을 경량화 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명에 의하면, 사이드프레임의 외측에 진동절연부를 탈착 가능하게 구비하여 차체를 들어올리지 않고도 용이하게 교체할 수 있어 유지 보수 비용을 절약할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 차량에 적용되고 있는 바디마운팅의 배치 구조를 개략적으로 도시해 보인 사시도 및 확대 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 바디마운팅 진동절연장치를 개략적으로 도시해 보인 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 바디마운팅 진동절연장치를 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 분리 사시도,
도 4의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 바디마운팅 진동절연장치의 제1 동작 상태를 도시해 보인 단면도,
도 4의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 바디마운팅 진동절연장치의 제2 동작 상태를 도시해 보인 단면도,
도 5의 (a)는 본 발명의 다른 실시예에 의한 차량용 바디마운팅 진동절연장치의 제1 동작 상태를 도시해 보인 단면도,
도 5의 (b)는 본 발명의 다른 실시예에 의한 차량용 바디마운팅 진동절연장치의 제2 동작 상태를 도시해 보인 단면도이다.

본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 차량용 바디마운팅 진동절연장치에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 바디마운팅 진동절연장치를 도시해 보인 사시도이고, 도 3은 상기 차량용 바디마운팅 진동절연장치를 발췌하여 도시해 보인 분리 사시도이다.

도 2 내지 도 3을 참고하면, 본 발명인 차량용 바디마운팅 진동절연장치(100)는 일측단이 바디프레임(10)에 체결되고 타측단이 사이드프레임(20)에 관통되도록 삽입되어 상하 운동하는 마운팅바(200)와, 상기 사이드프레임(20)에 구비되어 상기 마운팅바(200)의 상하 운동에 저항력을 인가하는 진동절연수단(300)을 포함한다. 그리고, 상기 마운팅바(200)의 움직임을 가이드 하는 가이드부재(400)를 더 구비한다.

상기 바디프레임(10)은 차량의 상부를 지지하도록 차량의 폭 방향으로 구비되고, 상기 사이드프레임(20)은 차량의 하부를 지지하도록 차량의 길이 방향으로 구비된다. 따라서, 상기 바디프레임(10)은 상기 사이드프레임(20)의 상부에 위치하여 상기 사이드프레임(20)과 교차되도록 배치된다.

상기 가이드부재(400) 상기 마운팅바(200)가 상기 사이드프레임(20)에 관통되는 위치에 배치되고, 상기 마운팅바(200)가 상하 운동을 가이드 하도록 구비된다. 그리고, 상기 가이드부재(400)는 상기 마운팅바(200)의 움직임에 대응하여 완충작용을 할 수 있도록 고무 등의 탄성재질로 마련되는 것이 바람직하다. 이는, 차량이 운행하는 중 충격 하중에 의하여 상기 마운팅바(200)가 상하는 물론 좌우로도 움직일 수 있기 때문이다.

상기 마운팅바(200)는 상기 바디프레임(10)에 체결되는 헤드(210)와, 상기 헤드(210)에서 연장되어 봉 형상으로 마련되는 몸체(220)와, 상기 몸체(220)의 길이 방향으로 형성된 톱니(230)로 구비된다.

상기 마운팅바(200)의 헤드(210)는 상기 바디프레임(10)에 상기 몸체(220)가 삽입된 상태에서 상기 마운팅바(200)가 상기 바디프레임(10)에 고정되도록 마련된다. 이때, 상기 헤드(210)는 상기 바디프레임(10)의 내측면에 용접으로 체결될 수 있고, 볼트/너트 방법 등 다양한 기계적 체결 수단이 적용되어 고정될 수 있다.

상기 마운팅바(200)의 몸체(220)는 봉 형상으로 마련되고, 상기 헤드(210)가 상기 바디프레임(10)에 체결된 상태에서 상기 사이드프레임(20)에 삽입된다. 그리고, 상기 몸체(220)는 상기 사이드프레임(20)을 관통하도록 길이가 마련된다. 따라서, 차량에 충격 하중이 가해지는 경우 상기 몸체(220)는 상기 사이드프레임(20)의 내측에서 상하로 움직이게 된다.

상기 마운팅바(200)의 톱니(230)는 상기 몸체(220)의 길이 방향으로 형성되며, 이하에서 설명될 회전부재(310)에 마련되는 기어(312)와 맞물리게 된다. 따라서, 상기 마운팅바(200)가 상하로 운동하게 되면 상기 톱니(230)가 상하로 이동하게 되고, 상기 톱니(230)에 맞물린 기어(312)가 회전하게 되어 결국 회전부재(310)가 회전하게 된다.

상기 진동절연수단(300)은 상기 사이드프레임(20)의 내부에 구비되어 상기 마운팅바(200)의 상하 운동을 회전 운동으로 전환하는 회전부와, 상기 사이드프레임(20)의 외부에 배치되고 상기 회전부에 체결되어 상기 회전부의 회전력에 저항력을 부가하는 진동절연부로 구비된다.

상기 회전부는 상기 사이드프레임(20)에 회전되게 설치되고, 상기 마운팅바(200)를 중심으로 양측에 배치되며, 상기 톱니(230)의 상하 이동에 대응하여 회전하도록 기어(312)가 형성된 한쌍의 회전부재(310)로 구비된다.

따라서, 상기 마운팅바(200)를 중심으로 양측에 배치된 한쌍의 회전부재(310)는 상기 마운팅바(200)가 상하로 이동하는 경우 서로 다른 방향으로 회전하게 된다.

상기 회전부재(310)는 상기 사이드프레임(20)의 폭 방향으로 회전되게 설치되는 회전축(311)과, 상기 회전축(311)에 구비되어 상기 톱니(230)에 맞물려 회전하는 기어(312)와, 이하에서 설명될 플레이트(320)가 체결되는 플레이트 체결부(313)로 구비된다.

그리고, 상기 플레이트 체결부(313)는 상기 회전축(311)의 길이 방향의 일측단에서 연장되고, 상기 사이드프레임(20)의 외측면을 관통하도록 돌출되어 상기 플레이트(320)가 상기 사이드프레임(20)의 외측면에 배치되어 체결되도록 구비된다. 또한, 상기 플레이트 체결부(313)는 상기 플레이트(320)가 탈착 되도록 체결될 수 있는 어떠한 형태로 마련될 수 있다.

상기 진동절연부는 상기 사이드프레임(20)의 외측에 배치되고 상기 한쌍의 회전부재(310) 각각에 체결되는 한쌍의 플레이트(320)와, 상기 한쌍의 플레이트(320) 사이에 배치되고 양측면이 상기 한쌍의 플레이트(320) 각각에 체결되는 탄성부재(330)로 구비된다.

상기 플레이트(320)는 평판 형태의 몸체(321)와 상기 플레이트 체결부(313)가 체결되도록 상기 몸체(321)의 길이 방향의 일측단에 몸체(321)의 폭 방향으로 마련된 회전부재 체결부(322)로 구비된다. 이러한 구성으로, 상기 플레이트(320)의 일측단이 상기 회전부재(310)에 체결되므로, 상기 회전부재(310)가 회전하면, 상기 회전부재(310)를 축으로 하여 상기 플레이트(320)가 회동하게 된다.

상기 탄성부재(330)는 블록 형태로 마련되고, 상기 한쌍의 플레이트(320) 사이에 배치되며, 양측면이 상기 한쌍의 플레이트(320) 각각에 체결된다. 즉, 상기 한쌍의 플레이트(320)의 움직임에 대응하여 탄성력을 인가한다. 그리고, 상기 탄성부재(330)는 진동을 차단하기 위하여 스프링 정수가 낮은 고무재질로 마련되는 것이 바람직하며, 스프링 등으로 마련될 수도 있다.

이러한 구성으로, 상기 마운팅바(200)가 상하로 이동하는 경우 상기 한쌍의 회전부재(310)가 서로 다른 방향으로 회전하게 되어, 상기 한쌍의 플레이트(320)가 서로 다른 방향으로 회동하게 된다. 이때, 상기 한쌍의 플레이트(320) 사이에 상기 탄성부재(330)가 구비되어 있으므로, 상기 한쌍의 플레이트(320)가 서로 만나는 방향으로 회동하면 상기 탄성부재(330)는 압착되고, 상기 한쌍의 플레이트(320)가 서로 멀어지는 방향으로 회동하면 상기 탄성부재(330)는 인장된다.

그리고, 도면에 도시되지는 않았지만 보다 높은 완충력을 확보하기 위하여 상기 진동절연부는 상기 사이드프레임(20)의 양측에 구비될 수도 있다.

도 4의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 바디마운팅 진동절연장치의 제1 동작 상태이고, 도 4의 (b)는 제2 동작 상태를 도시해 보인 단면도이다.

차량이 정지되어 있는 상태에서는, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 바디프레임(10)이 사이드프레임(20)과 소정 간격 이격되어 있다. 따라서, 한쌍의 플레이트(321)가 서로 평행한 상태를 유지하게 되어 탄성부재(330)에 인장 또는 압축 하중을 인가하지 않게 된다.

차량이 운행되는 경우에는 충격 하중에 의하여 바디프레임(10)과 사이드프레임(20)은 서로 가까워 지거나 멀어지는 방향으로 진동하게 된다. 도 4의 (b)는 바디프레임(10)과 사이드프레임(20)이 가까워 지는 상태를 도시한 도면이다. 이를 참조하면, 상기 바디프레임(10)이 상기 사이드프레임(20) 방향으로 밀착되면, 마운팅바의 톱니(230)가 아래로 이동하게 되어, 상기 톱니(230)에 맞물려 있는 회전부재의 기어(312)가 회전하게 된다. 도면을 기준으로 왼쪽에 위치한 기어는 시계 방향으로 회전하고, 오른쪽에 위치한 기어는 반시계 방향으로 회전하게 된다. 따라서, 한쌍의 플레이트(321)가 서로 밀착되는 방향으로 회동하게 되고 상기 한쌍의 플레이트(321) 사이에 구비되어 있는 탄성부재(330)를 압압하게 된다. 이때, 상기 탄성부재(330)에는 상기 한쌍의 플레이트(321)를 밀어내려는 탄성력이 발생하여 충돌 하중을 감쇠시키고 진동을 최소화 하게 된다.

도 5의 (a)는 본 발명의 다른 실시예에 의한 차량용 바디마운팅 진동절연장치의 제1 동작 상태이고, 도 5의 (b)는 제2 동작 상태를 도시해 보인 단면도이다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 진동절연장치는 한쌍의 플레이트(340)를 제외하고는 상기 일 실시예에 의한 진동절연장치와 동일한 구성으로 마련된다.

도 5의 (a)를 참고하면, 상기 한쌍의 플레이트(340)는 길이 방향에 대하여 중심에 회전부재의 플레이트 체결부(313)가 체결된다. 즉, 상기 플레이트 체결부(313)를 중심으로 상하로 대칭되도록 형성된다. 그리고, 상기 한쌍의 플레이트(340) 사이에 탄성부재(331, 332)가 구비되되, 상기 플레이트 체결부(313)를 중심으로 상측에 하나 하측에 하나씩 체결된다.

도 5의 (b)를 참고하면, 차량이 운행되는 경우에는 충격 하중에 의하여 바디프레임(10)과 사이드프레임(20)이 서로 가까워 지는 방향으로 하중이 인가되는 상태도이다. 이를 참조하면, 상기 바디프레임(10)이 상기 사이드프레임(20) 방향으로 밀착되면, 마운팅바의 톱니(230)가 아래로 이동하게 되어, 상기 톱니(230)에 맞물려 있는 회전부재의 기어(312)가 회전하게 된다. 도면을 기준으로 왼쪽에 위치한 기어는 시계 방향으로 회전하고, 오른쪽에 위치한 기어는 반시계 방향으로 회전하게 된다. 따라서, 한쌍의 플레이트(340)의 상측부는 서로 밀착되는 방향으로 회동하게 되고, 하측부는 서로 멀어지는 방향으로 회동하게 되어, 상기 한쌍의 플레이트(340)의 상측부에 구비되는 탄성부재(331)는 압압되고, 하측부에 구비되는 탄성부재(332)는 인장된다. 이때, 상기 탄성부재(330)에는 상기 한쌍의 플레이트(321)의 상측부에는 밀어내려는 탄성력이 발생하고, 하측부에는 끌어당기는 탄성력이 발생하여 하나의 탄성부재가 구비된 상태보다 강한 충돌 하중을 감쇠시키고 진동을 최소화 하게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

10 : 바디프레임 20 : 사이드프레임
100 : 진동절연장치 200 : 마운팅바
230: 톱니 300 : 진동절연수단
310 : 회전부재 312 : 기어
313 : 플레이트 체결부 320 : 플레이트
330 : 탄성부재 400 : 가이드부재

Claims

일측단이 바디프레임에 체결되고, 타측단이 사이드프레임에 관통되도록 삽입되어 상하 운동하는 마운팅바; 및
상기 사이드프레임에 구비되어, 상기 마운팅바의 상하 운동에 저항력을 인가하는 진동절연수단;
을 포함하는 차량용 바디마운팅 진동절연장치.
제1항에 있어서,
상기 진동절연수단은,
상기 사이드프레임의 내부에 구비되어, 상기 마운팅바의 상하 운동을 회전 운동으로 전환하는 회전부; 및
상기 사이드프레임의 외부에 배치되고, 상기 회전부에 체결되어 상기 회전부의 회전력에 저항력을 부가하는 진동절연부;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 바디마운팅 진동절연장치.
제2항에 있어서,
상기 회전부는,
상기 마운팅바의 길이 방향으로 톱니가 형성되어 있고,
상기 사이드프레임에 회전되게 설치되고, 상기 마운팅바를 중심으로 양측에 배치되며, 상기 톱니의 상하 이동에 대응하여 회전하도록 기어가 형성된 한쌍의 회전부재;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 바디마운팅 진동절연장치.
제3항에 있어서,
상기 진동절연부는,
상기 사이드프레임의 외측에 배치되고, 상기 한쌍의 회전부재 각각에 체결되는 한쌍의 플레이트; 및
상기 한쌍의 플레이트 사이에 배치되고, 양측면이 상기 한쌍의 플레이트 각각에 체결되는 탄성부재;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 바디마운팅 진동절연장치.
제4항에 있어서,
상기 한쌍의 플레이트는 상기 회전부재로부터 탈착 가능하게 체결되는 것을 특징으로 하는 차량용 바디마운팅 진동절연장치.
제4항에 있어서,
상기 진동절연부는,
상기 사이드프레임을 중심으로 양측에 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 바디마운팅 진동절연장치.
제1항에 있어서,
상기 사이드프레임에 배치되어, 상기 마운팅바의 상하 운동을 가이드 하는 가이드부재;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 바디마운팅 진동절연장치.
제7항에 있어서,
상기 가이드부재는,
상기 마운팅바의 움직임에 대응하여 완충작용 할 수 있도록 탄성재질로 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 바디마운팅 진동절연장치.