KR20180070271A - 차량의 크로스멤버 마운팅 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 크로스멤버 마운팅 장치에 관한 것으로써 보다 상세하게는, 차량의 급출발 및 급제동 발생 시 차체프레임과 크로스멤버 간의 슬립을 방지하기 위한 크로스멤버 마운팅 장치에 관한 발명이다.

Description

차량의 크로스멤버 마운팅 장치{Cross member mounting apparatus for vehicle}

본 발명은 차량의 크로스멤버 마운팅 장치에 관한 것으로써 보다 상세하게는, 차량의 급출발 및 급제동 발생 시 차체프레임과 크로스멤버 간의 슬립을 방지하기 위한 크로스멤버 마운팅 장치에 관한 발명이다.

일반적으로 승용 차량은 현가 장치(suspension)의 하중이 집중되는 부분에 도 1에 도시된 바와 같은 크로스멤버(2)를 설치하게 되고, 상기 크로스멤버(2)는 현가장치의 많은 부품들을 지지하면서 차체 프레임(4)으로 전달되는 횡 방향 하중을 감당하게 된다.

또한, 크로스멤버(2)는 통상, 차량의 전방에는 프론트 크로스멤버를 설치하고, 차량 후방에는 상기 프론트 크로스멤버와 분리된 별도의 리어 크로스멤버를 설치해주게 된다. 크로스멤버(2)는 통상적으로, 차체 프레임(4)의 폭 방향으로 길게 연장 형성되는 멤버부재들이 서로 겹쳐진 상태로 용접되어 내부 폐 공간을 형성하면서, 볼트와 너트 및 고무 부시로 이루어진 마운팅 장치 구조를 이용하여 차체 프레임(4) 쪽으로 체결된다.

이때, 상기 크로스멤버(2)를 차체 프레임(4) 쪽으로 체결하는 마운팅 장치는 크로스멤버(2)에 홀을 뚫어 관통시키는 방식을 이용하거나 또는 상기 크로스멤버(2)의 끝단 부위에서 용접되는 방식을 이용하게 된다.

도 2는 종래에 따른 차량의 크로스멤버 마운팅 장치 개략도를 도시하고 있다.

도 2는 크로스멤버(2)의 장착부 홀에 볼트가 끼워진 마운팅 파이프(6)를 관통하여 차체 프레임(4)과 크로스멤버(2)를 결합하는 구조로, 차체 프레임(4)에 안착되는 상기 마운팅 파이프(6) 끝단의 단면적이 좁아 차체 프레임(4)과의 안착 면적이 부족하고, 마운팅 파이프(6)와 볼트(8) 사이의 이격 간격에 의해 유동이 발생되어 슬립 및 이음이 발생하는 문제가 있었다.

한국 등록특허공보 제 10-1575465호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로서, 스틸 재질의 외측 마운팅 파이프 내측에 플라스틱 재질의 내측 마운팅 파이프를 적용하여 중량 증대를 최소화하면서도, 마운팅 파이프의 차체프레임 안착 면적을 증가시켜 차량의 급출발 및 급제동 발생 시 차체프레임과 크로스멤버 간의 슬립을 방지하는데 목적이 있다.

또한, 내측 마운팅 파이프의 적용으로 인해 볼트와 내측 마운팅 파이프 간의 간격을 줄여 볼트와 마운팅 파이프 사이의 슬립을 축소시키는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량의 크로스멤버 마운팅 장치에 있어서,

크로스멤버의 장착부에 끼워지는 마운팅 파이프는,

원통형상의 외측 마운팅 파이프;

외측 마운팅 파이프와 중심축이 일치되도록 외측 마운팅 파이프의 내측에 끼워지는 내측 마운팅 파이프;

차체프레임과 크로스멤버를 결합시키기 위하여 내측 마운팅 파이프와 중심축이 일치되도록 내측 마운팅 파이프 내부에 끼워지는 볼트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

내측 마운팅 파이프의 외주면은 내측 마운팅 파이프의 내부에 끼워지는 볼트의 헤드 측에 위치하는 하단부와 볼트의 단부 측에 위치하는 상단부로 나뉘어지며,

하단부는 일단으로부터 타단까지의 직경이 동일한 원통형상이고, 상단부는 볼트의 단부를 향하여 직경이 점차 줄어드는 형상인 것을 특징으로 한다.

내측 마운팅 파이프 외주면의 상단부에는 상단부의 하단으로부터 상단으로 갈수록 단면적이 점차 넓어지는 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

돌출부의 축방향 길이는 내측 마운팅 파이프 외주면의 상단부 축방향 길이와 같은 것을 특징으로 한다.

돌출부는 다수 개 형성되며, 서로 일정 각도 이격되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

돌출부 다수 개의 외주면을 연결하는 가상의 외주면의 직경은 내측 마운팅 파이프 외주면 하단부의 직경과 같은 것을 특징으로 한다.

내측 마운팅 파이프의 내주면은 내측 마운팅 파이프의 내부에 끼워지는 볼트의 헤드 측에 위치하는 하단부와 볼트의 단부 측에 위치하는 상단부로 나뉘어지며,

하단부는 볼트의 헤드 측으로부터 볼트의 단부를 향하여 직경이 점차 줄어드는 형상이고, 상단부는 일단으로부터 타단까지의 직경이 동일한 원통형상인 것을 특징으로 한다.

내측 마운팅 파이프에서 내주면 하단부의 축방향 길이가 내측 마운팅 파이프에서 외주면 하단부의 축방향 길이보다 짧은 것을 특징으로 한다.

내측 마운팅 파이프의 내주면 상단부는 내측 마운팅 파이프의 외주면 하단부와 일정 길이 겹쳐지는 것을 특징으로 한다.

외측 마운팅 파이프의 외주면은 일단으로부터 타단까지의 직경이 동일한 원통형상이고,

외측 마운팅 파이프의 내주면은 내측 마운팅 파이프의 내부에 끼워지는 볼트의 헤드 측에 위치하는 하단부와 볼트의 단부 측에 위치하는 상단부로 나뉘어지며,

하단부는 일단으로부터 타단까지의 직경이 동일한 원통형상이고, 상단부는 볼트의 단부를 향하여 직경이 점차 줄어드는 형상인 것을 특징으로 한다.

외측 마운팅 파이프의 내주면 상단부에는 돌출부가 삽입되는 삽입홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

내측 마운팅 파이프의 재질은 플라스틱인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 스틸 재질의 외측 마운팅 파이프 내측에 플라스틱 재질의 내측 마운팅 파이프를 적용하여 중량 증대를 최소화하면서도, 마운팅 파이프의 차체프레임 안착 면적을 증가시켜 차량의 급출발 및 급제동 발생 시 차체 프레임과 크로스멤버 간의 슬립을 방지할 수 있는 효과가 있다

또한, 내측 마운팅 파이프의 적용으로 인해 볼트와 내측 마운팅 파이프 간의 간격을 줄여 볼트와 마운팅 파이프 사이의 슬립을 축소시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 따른 크로스멤버와 차체프레임 간의 마운팅 구조도.
도 2는 종래에 따른 차량의 크로스멤버 마운팅 장치 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 차량의 크로스멤버 마운팅 장치 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 내측 마운트 파이프 개념도.
도 5는 본 발명에 따른 내측 마운트 파이프와 외측 마운트 파이프의 결합구조.
도 6은 본 발명에 따른 내측 마운트 파이프와 외측 마운트 파이프 결합 시 상단면.
도 7은 본 발명에 따른 볼트 체결 시 가이드 구조.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

본 발명은 차량의 급출발 및 급제동 발생 시 차체프레임과 크로스멤버 간의 슬립을 방지하기 위한 크로스멤버 마운팅 장치에 관한 발명이다.

도 3은 본 발명에 따른 차량의 크로스멤버 마운팅 장치 개략도를 도시하고 있고, 도 4는 본 발명에 따른 내측 마운트 파이프 개념도를 도시하고 있으며, 도 5는 본 발명에 따른 내측 마운트 파이프와 외측 마운트 파이프의 결합구조를 도시하고 있고, 도 6은 본 발명에 따른 내측 마운트 파이프와 외측 마운트 파이프 결합 시 상단면을 도시하고 있으며, 도 7은 본 발명에 따른 볼트 체결 시 가이드 구조를 도시하고 있다.

차량의 하부에 구비되는 차체 프레임(4)에 크로스멤버(2)를 고정 결합시키기 위한 본 발명의 마운팅 장치는, 원통형상의 외측 마운팅 파이프(24)와, 상기 외측 마운팅 파이프(24)와 중심축이 일치되도록 상기 외측 마운팅 파이프(24)의 내측에 끼워지는 내측 마운팅 파이프(12)로 이루어지며, 상기 내측 마운팅 파이프(12)와 상기 외측 마운팅 파이프(24)가 결합된 마운팅 파이프(10)는 크로스멤버(2)의 장착부에 끼워지게 된다.

상기 내측 마운팅 파이프(12)의 내부에는 상기 내측 마운팅 파이프(12)와 중심축이 일치하는 볼트(34)가 끼워지게 된다.

상기 마운팅 파이프(10)와 상기 볼트(34)는 상기 크로스멤버(2)를 구성하는 제1프레임(36)과 제2프레임(38)을 관통하는 것으로, 상기 크로스멤버 제1프레임(36)의 내측면에는 상기 마운팅 파이프(10)의 일단면이 맞닿아 위치하고, 상기 크로스멤버 제1프레임(36)의 외측면에는 상기 마운팅 파이프(10)에 삽입되는 상기 볼트(34)의 헤드부분이 맞닿아 위치하게 된다.

상기 마운팅 파이프(10)와 상기 볼트(34)는 상기 제2프레임(38)을 관통하게 되고, 상기 제2프레임(38)을 관통한 상기 마운팅 파이프(10)의 타단면은 상기 차체 프레임(4)에 밀착되어 안착되며, 상기 제2프레임(38)을 관통한 상기 볼트(34)의 단부는 용접 등의 방법으로 차체 프레임(4)에 장착되어 있는 너트에 결합되어 상기 크로스멤버(2)와 상기 차체 프레임(4)을 결합시키게 된다.

상기 내측 마운팅 파이프(12)와 상기 외측 마운팅 파이프(24)의 형상은 다음과 같다.

상기 내측 마운팅 파이프(12)의 외주면은, 상단부(16)와 하단부(14)로 나뉘어지는 것으로, 상기 내측 마운팅 파이프(12)의 외주면에서 상기 내측 마운팅 파이프(12) 내부에 끼워지는 상기 볼트(34)의 헤드 측은 하단부(14)가 되고, 상기 볼트(34)의 단부 측은 상단부(16)가 된다.

상기 내측 마운팅 파이프(12) 외주면의 상기 하단부(14)는 일단으로부터 타단까지의 직경이 동일한 원통형상이며, 상기 내측 마운팅 파이프(12) 외주면의 상기 상단부(16)는 상기 볼트(34)의 단부를 향하여 직경이 점차 줄어드는 형상으로 형성된다.

상기 내측 마운팅 파이프(12) 외주면의 상단부(16)에는 상기 상단부(16)의 하단으로부터 상단으로 갈수록 단면적이 점차 넓어지는 돌출부(18)가 형성된다.

상기 돌출부(18)의 축방향 길이는 상기 내측 마운팅 파이프(12) 외주면의 상단부(16) 축방향 길이와 같은 길이로 형성되고, 상기 돌출부(18)는 상기 내측 마운팅 파이프(12) 외주면의 상단부(16) 둘레방향으로 다수 개 형성되어, 다수 개의 상기 돌출부(18)는 서로 일정 각도 이격되도록 형성된다.

상기 돌출부(18)는 도면상 4개로 형성되어 서로 90도 간격으로 이격되어 형성되는 것으로 도시되었지만, 이는 일 실시예에 불과한 것으로 돌출부(18)의 개수 및 이격되는 간격은 변형 가능하다.

다수 개의 상기 돌출부(18) 외주면을 연결하여 형성되는 가상의 외주면의 직경은 상기 내측 마운팅 파이프(12) 외주면 하단부(14)의 직경와 같은 크기를 갖게 된다. 상기 돌출부(18) 외주면을 연결하여 형성되는 가상의 외주면은 상기 돌출부(18)의 길이방향으로 어느 위치에서도 같은 직경을 갖는다.

상기 돌출부(18)의 구성으로 인하여 상기 마운팅 파이프(10)의 내부에 상기 볼트(34)가 삽입될 때 상기 내측 마운팅 파이프(12)가 상기 외측 마운팅 파이프(24)에 대하여 회전하게 되는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기 내측 마운팅 파이프(12)의 내주면은, 하단부(20)와 상단부(22)로 나뉘어지는 것으로, 상기 내측 마운팅 파이프(12)의 내주면에서 상기 내측 마운팅 파이프(12) 내부에 끼워지는 상기 볼트(34)의 헤드 측은 하단부(20)가 되고, 상기 볼트(34)의 단부 측은 상단부(22)가 된다.

상기 내측 마운팅 파이프(12) 내주면의 상기 하단부(20)는 상기 볼트(34)의 헤드 측으로부터 볼트(34)의 단부를 향하여 직경이 점차 줄어드는 형상이며, 상기 상기 내측 마운팅 파이프(12) 내주면의 상기 상단부(22)는 일단으로부터 타단까지의 직경이 동일한 원통형상으로 형성된다.

상기 내측 마운팅 파이프(12)가 상기 외측 마운팅 파이프(24) 내부에 끼워졌을 때, 상기 내측 마운팅 파이프(12)에서 내주면 하단부(20)의 축방향 길이는 상기 내측 마운팅 파이프(12)에서 외주면 하단부(14)의 축방향 길이보다 짧게 형성된다.

따라서, 상기 내측 마운팅 파이프(12)의 내주면 상단부(22)는 상기 내측 마운팅 파이프(12)의 외주면 하단부(14)와 일정 길이 겹쳐지게 된다.

상기 외측 마운팅 파이프(24)의 외주면(32)은 일단으로부터 타단까지의 직경이 동일한 원통형상이다.

상기 외측 마운팅 파이프(24)의 내주면은 하단부(26)와 상단부(28)로 나뉘어지는 것으로, 상기 볼트(34)의 헤드 측은 하단부(26)가 되고, 상기 볼트(34)의 단부 측은 상단부(28)가 된다.

상기 외측 마운팅 파이프(24) 내주면의 하단부(26)는 일단으로부터 타단까지의 직경이 동일한 원통형상이며, 상기 외측 마운팅 파이프(24) 내주면의 상단부(28)는 상기 볼트(34)의 단부를 향하여 직경이 점차 줄어드는 형상으로 형성된다.

상기 외측 마운팅 파이프(24)의 내주면 상단부(28)에는 상기 내측 마운팅 파이프(12)의 돌출부(18)가 압입되는 형상의 삽입홈(30)이 형성되어 상기 외측 마운팅 파이프(24) 내측으로 상기 내측 마운팅 파이프(12)가 끼워질 때 상기 돌출부(18)가 상기 삽입홈(30)에 삽입되는 것으로 압입되어 끼워지게 된다.

상기와 같은 형상의 상기 외측 마운팅 파이프(24)와 상기 내측 마운팅 파이프(12)는, 상기 내측 마운팅 파이프(12)의 외주면과 상기 외측 마운팅 파이프(24)의 내주면이 서로 맞닿아 유격없이 압입되어 끼워지게 된다.

상기 내측 마운팅 파이프(12)의 재질로는 플라스틱 재질이 적용되고, 상기 외측 마운팅 파이프(24)의 재질로는 스틸 재질이 적용되어, 중량 증대를 최소화 할 수 있다.

상기와 같은 형상의 상기 마운팅 파이프(10)와 상기 볼트(34)가 상기 크로스멤버(2)의 장착부를 관통하여 상기 차체 프레임(4)에 결합되면, 종래와 비교하여 상기 마운팅 파이프(10)의 타단면의 단면적이 비교적 넓기 때문에 상기 차체 프레임(4)과의 접촉 면적이 넓어져 차체 프레임(4)과 크로스멤버(2) 간의 슬립(slip)을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 내측 마운팅 파이프(12)의 내주면 하단부(20) 형상은 상기 볼트(34)가 상기 내측 마운팅 파이프(12)의 내측으로 삽입될 때 상기 볼트(34)의 가이드 역할을 하기 때문에 종래와 비교하여 상기 볼트(34)와 상기 내측 마운팅 파이프(12) 내주면 사이의 이격 간격이 좁아지더라도 조립성 저하 없이 상기 마운팅 파이프(10)에 상기 볼트(34)를 삽입할 수 있으며, 종래에 상기 마운팅 파이프(6)와 상기 볼트(8) 사이의 비교적 넓은 이격 간격에 따른 슬립을 방지할 수 있게 된다.

이상에서 설명된 본 발명의 차량의 크로스멤버 마운팅 장치의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있다. 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.

2 : 크로스멤버
4 : 차체 프레임
6 : 종래의 마운팅 파이프
8 : 종래의 볼트
10 : 마운팅 파이프
12 : 내측 마운팅 파이프
14 : 내측 마운팅 파이프의 외주면 하단부
16 : 내측 마운팅 파이프의 외주면 상단부
18 : 돌출부
20 : 내측 마운팅 파이프의 내주면 하단부
22 : 내측 마운팅 파이프의 내주면 상단부
24 : 외측 마운팅 파이프
26 : 외측 마운팅 파이프의 내주면 하단부
28 : 외측 마운팅 파이프의 내주면 상단부
30 : 삽입홈
32 : 외측 마운팅 파이프의 외주면
34 : 볼트
36 : 제1프레임
38 : 제2프레임

Claims (12)

1. 차량의 하부에 구비되는 차체 프레임에 크로스멤버를 고정 결합시키는 마운팅 장치에 있어서,
   크로스멤버의 장착부에 끼워지는 마운팅 파이프는,
   원통형상의 외측 마운팅 파이프;
   상기 외측 마운팅 파이프와 중심축이 일치되도록 상기 외측 마운팅 파이프의 내측에 끼워지는 내측 마운팅 파이프;
   차체프레임과 크로스멤버를 결합시키기 위하여 상기 내측 마운팅 파이프와 중심축이 일치되도록 상기 내측 마운팅 파이프 내부에 끼워지는 볼트;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 크로스멤버 마운팅 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 내측 마운팅 파이프의 외주면은 상기 내측 마운팅 파이프의 내부에 끼워지는 볼트의 헤드 측에 위치하는 하단부와 볼트의 단부 측에 위치하는 상단부로 나뉘어지며,
   상기 하단부는 일단으로부터 타단까지의 직경이 동일한 원통형상이고, 상기 상단부는 상기 볼트의 단부를 향하여 직경이 점차 줄어드는 형상인 것을 특징으로 하는 차량의 크로스멤버 마운팅 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 내측 마운팅 파이프 외주면의 상단부에는 상기 상단부의 하단으로부터 상단으로 갈수록 단면적이 점차 넓어지는 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 크로스멤버 마운팅 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 돌출부의 축방향 길이는 상기 내측 마운팅 파이프 외주면의 상단부 축방향 길이와 같은 것을 특징으로 하는 차량의 크로스멤버 마운팅 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 돌출부는 다수 개 형성되며, 서로 일정 각도 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 크로스멤버 마운팅 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 돌출부 다수 개의 외주면을 연결하는 가상의 외주면의 직경은 상기 내측 마운팅 파이프 외주면 하단부의 직경과 같은 것을 특징으로 하는 차량의 크로스멤버 마운팅 장치.
7. 제3항에 있어서,
   상기 내측 마운팅 파이프의 내주면은 상기 내측 마운팅 파이프의 내부에 끼워지는 볼트의 헤드 측에 위치하는 하단부와 볼트의 단부 측에 위치하는 상단부로 나뉘어지며,
   상기 하단부는 볼트의 헤드 측으로부터 볼트의 단부를 향하여 직경이 점차 줄어드는 형상이고, 상기 상단부는 일단으로부터 타단까지의 직경이 동일한 원통형상인 것을 특징으로 하는 차량의 크로스멤버 마운팅 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 내측 마운팅 파이프에서 내주면 하단부의 축방향 길이가 상기 내측 마운팅 파이프에서 외주면 하단부의 축방향 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 차량의 크로스멤버 마운팅 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 내측 마운팅 파이프의 내주면 상단부는 상기 내측 마운팅 파이프의 외주면 하단부와 일정 길이 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 차량의 크로스멤버 마운팅 장치.
10. 제8항에 있어서,
    상기 외측 마운팅 파이프의 외주면은 일단으로부터 타단까지의 직경이 동일한 원통형상이고,
    상기 외측 마운팅 파이프의 내주면은 상기 내측 마운팅 파이프의 내부에 끼워지는 볼트의 헤드 측에 위치하는 하단부와 볼트의 단부 측에 위치하는 상단부로 나뉘어지며,
    상기 하단부는 일단으로부터 타단까지의 직경이 동일한 원통형상이고, 상기 상단부는 상기 볼트의 단부를 향하여 직경이 점차 줄어드는 형상인 것을 특징으로 하는 차량의 크로스멤버 마운팅 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 외측 마운팅 파이프의 내주면 상단부에는 상기 돌출부가 삽입되는 삽입홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 크로스멤버 마운팅 장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 내측 마운팅 파이프의 재질은 플라스틱인 것을 특징으로 하는 차량의 크로스멤버 마운팅 장치.
    
    

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