KR20160141021A

KR20160141021A - 차량용 마운팅 장치

Info

Publication number: KR20160141021A
Application number: KR1020150073615A
Authority: KR
Inventors: 장대원
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-05-27
Filing date: 2015-05-27
Publication date: 2016-12-08
Also published as: KR102375138B1

Abstract

서브프레임의 마운팅 홀에 삽입되고 길이방향으로 중공홀이 형성된 아웃터 부싱; 상기 아웃터 부싱의 중공홀에 삽입되고, 내측에 길이방향으로 관통홀이 형성되되 관통홀의 단면이 중심에서 편심되게 형성된 이너 파이프; 및 상기 이너 파이프와 아웃터 부싱 사이에 마련되고 이너 파이프의 회전을 가능하게 하는 베어링;을 포함하는 차량용 마운팅 장치가 소개된다.

Description

차량용 마운팅 장치{MOUNTING APPARATUS FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 마운팅 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 차체와 서브프레임의 마운팅시 조립성을 개선하고, 조립 시 공차를 줄여 보다 강건한 구조를 갖도록 하는 차량용 마운팅 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 차체에 서브 프레임이나 크로스 멤버(이하 서브프레임) 등을 결합하도록 구성되며, 차체와 서브프레임은 상호 강건하게 조립되어 상호 간의 유동이 발생으로 인한 프레임의 강성 저하 및 차량의 목표성능 차이의 문제가 발생되지 않도록 구성되어야 한다.

이렇게, 차체와 서브프레임의 마운팅 장치의 구조는 부시 타입과 솔리드 타입으로 구분되어 이용되고 있으며, 차체와 서브프레임의 마운팅 위치를 적정 수준으로 맞추기 위한 조립성을 확보하기 위해 서브프레임에 형성된 마운팅홀의 공차를 크게 주어 제작한다.

특히, 솔리드 마운팅 타입의 경우 서브프레임을 차체에 4점 이상 마운팅하고, 차체의 공차를 흡수하기 위해 마운팅홀 중 하나를 확장홀을 적용함으로써 차체와의 원활한 조립성을 확보하게 된다. 그러나, 확장홀을 적용함으로써, 공차가 발생하여 차체와 서브프레임의 체결 이후 지오메트리(Geomety) 변형, 프레임의 강성 저하 및 유동 발생으로 차량의 목표 성능과 차이가 발생되었다.

도 1은 서브프레임을 도시한 도면이고, 도 2는 종래의 마운팅 장치가 결합된 모습을 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 차체와 서브프레임의 체결시 4점 이상 마운팅됨에 따라 조립 용이성을 위해 서브프레임에 형성되는 마운팅홀(10,20,30,40)의 폭을 일정량 이상 확보한다.

이때, 차체와 서브프레임의 공차는 ±1.0㎜정도가 됨이 바람직하지만, 조립성을 위해 공차가 ±0.25㎜로 설정된 기준홀(10)을 가지고, 공차가 ±2.00㎜로 설정된 2개의 슬롯홀(20,30)을 통해 좌우방향 및 전후방향의 위치를 규제한 후 최종적으로 공차가 2.00㎜ 이상 설정된 확장홀(40)으로 조립을 통해 차체와 서브프레임이 상호 고정되도록 한다.

이렇게, 종래의 차체와 서브프레임의 마운팅 구조는 기준홀(10)을 제외한 나머지 슬롯홀(20,30) 및 확장홀(40)의 공차가 커짐에 따라 차체와 서브프레임 간의 유동이 발생되고, 최초 목표한 성능의 차이가 발생되었다.

구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 차체(1)와 서브프레임(2)의 마운팅 구조는 차체와 서브프레임에 체결 볼트(3)를 이용하여 체결하였지만, 체결 볼트(3)와 서브프레임의 마운팅 파이프 간의 공차(5)가 적정 수준 이상으로 설정됨에 따라 공차에 의해 유동이 발생되어 진동 및 소음이 발생된다.

여기서, 서브프레임이 서브 프레임으로 적용될 경우 서스펜션의 지오메트리의 기준점이 되는 서브 프레임의 기준위치가 공차에 의해 변형되어 목표한 서스펜션 성능 목표의 차이가 발생되는 문제가 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR

10-2005-0024715

A

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 차체와 서브프레임의 조립 용이성을 확보하고, 마운팅홀의 공차를 흡수하여 강건한 체결 구조로 성능을 확보할 수 있는 차량용 마운팅 장치를 제공 하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 마운팅 장치는 서브프레임의 마운팅 홀에 삽입되고 길이방향으로 중공홀이 형성된 아웃터 부싱; 상기 아웃터 부싱의 중공홀에 삽입되고, 내측에 길이방향으로 관통홀이 형성되되 관통홀의 단면이 중심에서 편심되게 형성된 이너 파이프; 및 상기 이너 파이프와 아웃터 부싱 사이에 마련되고 이너 파이프의 회전을 가능하게 하는 베어링;을 포함한다.

아웃터 부싱의 외주면에는 둘레를 따라 외측으로 돌출 형성된 마찰돌기가 아웃터 부싱의 길이방향으로 다수개 형성되고, 각 마찰돌기는 마운팅 홀의 내벽부와 마찰 접촉할 수 있다.

마운팅 홀은 상하방향으로 형성되고, 설정 충격 이상의 충격이 가해질 경우 마운팅 홀은 아웃터 부싱에서 이탈될 수 있다.

베어링은 오일리스 베어링일 수 있다.

베어링은 이너 파이프의 외주면을 감싸도록 형성되고, 이너 파이프와 베어링간의 이탈을 방지하도록 베어링의 내주면에는 내주를 따라 외주방향으로 만입된 걸림홈이 형성되며 이너 파이프의 외주면에는 상기 걸림홈에 삽입되는 걸림돌기가 형성될 수 있다.

걸림홈과 걸림돌기는 각각 베어링과 이너 파이프의 길이방향으로 완곡하게 곡률을 그리도록 형성될 수 있다.

이너 파이프에 형성된 관통홀은 단면의 반이 정반원을 이루도록 형성되고 나머지 반은 최대 반경이 정반원의 반경보다 더 길게 형성되어 편심된 단면을 가질 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 마운팅 장치에 따르면, 차체와 결합되는 관통홀이 편심되게 형성되되 관통홀이 형성된 이너 파이프가 회전 가능하게 구성됨에 따라 종래와 비교하여 공차를 작게 형성하더라도 볼트와 관통홀 사이에 발생되는 유격을 줄일 수 있게 된다.

따라서, 서브프레임의 경우에는 서스펜션 지오메트리 설정에 중요한 기준 프레임의 위치가 공차에 의해 변형되지 않도록 강건하게 체결됨으로써, 목표한 서스펜션 성능이 발현되어 소비자 불만족(Initial Quality Study, IQS)을 개선할 수 있게 된다. 또한, 차량의 초기 조립 불량 제거 및 차량 주행 성능 확보를 할 수 있는 장점이 있게 된다.

또한, 각 구성 부품간의 체결이 용이하고 형상이 단순하여 생산성과 조립작업 용이성이 향상될 수 있다.

도 1은 보조 프레임을 도시한 도면.
도 2는 종래의 마운팅 장치가 결합된 모습을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 마운팅 장치의 구성도.
도 4는 마운팅 장치의 상면도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 마운팅 장치에 대하여 살펴본다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 마운팅 장치의 구성도로서, 서브프레임에 마련된 마운팅 홀(미도시)에 삽입되고 길이방향으로 중공홀(140)이 형성된 아웃터 부싱(100); 상기 아웃터 부싱(100)의 중공홀(140)에 삽입되고, 내측에 길이방향으로 관통홀(320)이 형성되되 관통홀(320)의 단면이 중심에서 편심되게 형성된 이너 파이프(300); 및 상기 이너 파이프(300)와 아웃터 부싱(100) 사이에 마련되고 이너 파이프(300)의 회전을 가능하게 하는 베어링(200);을 포함한다. 상기 이너 파이프(300)의 내주면에는 나사산(미도시)이 형성되어 차체와 결합되는 볼트(400)가 삽입 및 결합됨이 바람직하다.

구체적으로, 마운팅 홀은 상하방향으로 형성되고, 아웃터 부싱(100)의 외주면에는 둘레를 따라 외측으로 돌출 형성된 마찰돌기(110)가 아웃터 부싱(100)의 길이방향으로 다수개 형성되고, 각 마찰돌기(110)는 마운팅 홀의 내벽부와 마찰 접촉하여 마운팅 홀에 고정될 수 있다. 상기 마찰돌기(110)에 의해 설정 충격 이상의 충격이 서브프레임에 가해질 경우 마운팅 홀은 아웃터 부싱(100)에서 이탈될 수 있다. 설정 충격은 차량의 특성 및 설계에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

따라서, 차량의 추돌 사고시 설정 충격 이상이 서브프레임에 가해지면 서프브레임이 아웃터 부싱(100)에서 이탈되고, 이를 통해 서브프레임에 의한 프레임 전체의 변형 또는 2차 사고 발생을 방지할 수 있게되는 것이다.

상기 아웃터 부싱(100)의 상단에는 마운팅 홀의 상방 외측으로 돌출된 뒤 반경방향으로 절곡된 플랜지(120)가 더 마련되어 설정 충격 발생시 서브 프레임이 아웃터 부싱(100)의 상방이 아닌 하방으로 빠지도록 유도할 수 있다.

상기 아웃터 부싱(100)은 1만N/mm 이상의 강성을 가지는 플라스틱 소재로 이루어져 적정한 강성을 유지함과 동시에 플라스틱 소재의 특성을 살려 마운팅 홀의 벽부와 안정적인 마찰 접촉 관계를 유지할 수 있다. 물론 상기 아웃터 부싱(100)의 소재는 반드시 여기에 한정되는 것은 아니며 설계자의 의도에 따라 다양한 설정이 가능할 것이다.

한편, 상기 베어링(200)은 오일리스 베어링이 됨이 바람직하다. 오일리스 베어링은 구리, 주석 및 흑연의 분말을 혼합시켜 성형한 후 가열하고 윤활유를 소정 침투시킨 후 소결한 베어링으로써 추가적인 오일의 공급 없이도 윤활 작용이 가능하다. 물론 상기 오일리스 베어링의 조성 및 형태는 다양한 실시예의 적용이 가능하며, 반드시 오일리스 베어링이 아니더라도 다양한 형태의 베어링이 사용될 수 있다.

따라서 상기 이너 파이프(300)는 아웃터 부싱(100)에 대해 자유회전이 가능한 상태가 될 수 있으며, 이는 편심된 단면을 갖는 이너 파이프(300)의 관통홀(320)이 차체와의 결합지점에 매칭될 수 있도록 할 수 있는 것이다.

한편, 베어링(200)은 이너 파이프(300)의 외주면을 감싸도록 형성되고, 이너 파이프(300)와 베어링(200)간의 이탈을 방지하도록 베어링(200)의 내주면에는 내주를 따라 외주방향으로 만입된 걸림홈(210)이 형성되며 이너 파이프(300)의 외주면에는 상기 걸림홈(210)에 삽입되는 걸림돌기(310)가 형성될 수 있다.

그리고 걸림홈(210)과 걸림돌기(310)는 각각 베어링(200)과 이너 파이프(300)의 길이방향으로 완곡하게 곡률을 그리도록 형성될 수 있다.

걸림돌기(310)와 걸림홈(210)의 결합으로 인해 이너 파이프(300)는 베어링(200)과 상하방향으로 고정될 수 있고, 걸림돌기(310)와 걸림홈(210)이 이너 파이프(300) 또는 베어링(200)의 길이방향을 따라 완곡한 곡률을 그리도록 함으로써 이너 파이프(300)와 베어링(200)의 체결이 용이하게 이루어질 수 있는 이점이 있다.

한편, 도 4는 마운팅 장치의 상면도로서, 도시된 바와 같이 이너 파이프(300)에 형성된 관통홀(320)은 단면의 반이 정반원을 이루도록 형성되고 나머지 반은 최대 반경이 정반원의 반경보다 더 길게 형성되어 편심된 단면을 갖도록 형성될 수 있다.

일부 편심되고 일부 볼트와 매칭됨으로써 관통홀(320)에 삽입되는 볼트(400)와 체결되는 면적을 최대화 하며 볼트(400)와 이너 파이프(300) 내벽부 사이의 유격을 최소한으로 하여 공차흡수의 강건구조 적용이 가능하게 되는 것이다.

한편, 서브프레임에는 복수개의 마운팅 홀이 형성될 수 있고, 바람직하게는 4개의 마운팅 홀이 형성될 수 있는데, 이 중 하나의 마운팅 홀에 마련된 이너 파이프(300)의 관통홀(320)은 정홀로 형성되고, 나머지 3개의 마운팅 홀에 마련된 이너 파이프(300)의 관통홀(320)은 상기한 바와 같이 편심되게 형성됨이 바람직하다.

따라서, 조립의 용이성 및 유격최소화를 통해 강건한 조립이 가능하게 되는 것이다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 마운팅 장치에 따르면, 차체와 결합되는 관통홀이 편심되게 형성되되 관통홀이 형성된 이너 파이프가 회전 가능하게 구성됨에 따라 종래와 비교하여 공차를 작게 형성하더라도 볼트(400)와 관통홀 사이에 발생되는 유격을 줄일 수 있게 된다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100 : 아웃터 부싱 110 : 마찰돌기
120 : 플랜지 200 : 베어링
210 : 걸림홈 300 : 이너 파이프
310 : 걸림돌기 400 : 볼트

Claims

서브프레임의 마운팅 홀에 삽입되고 길이방향으로 중공홀이 형성된 아웃터 부싱;
상기 아웃터 부싱의 중공홀에 삽입되고, 내측에 길이방향으로 관통홀이 형성되되 관통홀의 단면이 중심에서 편심되게 형성된 이너 파이프; 및
상기 이너 파이프와 아웃터 부싱 사이에 마련되고 이너 파이프의 회전을 가능하게 하는 베어링;을 포함하는 차량용 마운팅 장치.
청구항 1에 있어서,
아웃터 부싱의 외주면에는 둘레를 따라 외측으로 돌출 형성된 마찰돌기가 아웃터 부싱의 길이방향으로 다수개 형성되고, 각 마찰돌기는 마운팅 홀의 내벽부와 마찰 접촉하는 것을 특징으로 하는 차량용 마운팅 장치.
청구항 2에 있어서,
마운팅 홀은 상하방향으로 형성되고, 설정 충격 이상의 충격이 가해질 경우 마운팅 홀은 아웃터 부싱에서 이탈되는 것을 특징으로 하는 차량용 마운팅 장치.
청구항 1에 있어서,
베어링은 오일리스 베어링인 것을 특징으로 하는 차량용 마운팅 장치.
청구항 1에 있어서,
베어링은 이너 파이프의 외주면을 감싸도록 형성되고, 이너 파이프와 베어링간의 이탈을 방지하도록 베어링의 내주면에는 내주를 따라 외주방향으로 만입된 걸림홈이 형성되며 이너 파이프의 외주면에는 상기 걸림홈에 삽입되는 걸림돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 마운팅 장치.
청구항 5에 있어서,
걸림홈과 걸림돌기는 각각 베어링과 이너 파이프의 길이방향으로 완곡하게 곡률을 그리도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 마운팅 장치.
청구항 1에 있어서,
이너 파이프에 형성된 관통홀은 단면의 반이 정반원을 이루도록 형성되고 나머지 반은 최대 반경이 정반원의 반경보다 더 길게 형성되어 편심된 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 마운팅 장치.