KR20180085322A - 차량용 충격 완화장치 - Google Patents

차량용 충격 완화장치 Download PDF

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KR20180085322A
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박종우
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Abstract

차량용 충격 완화장치에 관한 발명이 개시된다. 개시된 차량용 충격완화장치는 상판과, 상판의 하방에 배치되는 하판을 구비하는 서브프레임과, 서브프레임에 형성되는 마운팅홀부에 삽입 장착되고, 마운팅홀부의 둘레면을 향해 돌출형성되는 돌출부가 구비되며, 차체에 고정되는 마운팅부시를 포함하며, 서브프레임에는, 돌출부와 대면되는 마운팅홀부의 둘레면 일측에 절개홀부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 충격 완화장치{BUFFERING APPARATUS FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 충격 완화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 충돌 시 발생하는 충격을 저감시킬 수 있는 차량용 충격 완화장치에 관한 것이다.
일반적으로 승용차량들은 프레임바디를 대신하여 중량이 가볍고 생산성이 뛰어난 모노코크 바디(MONOCOQUE BODY)가 사용된다. 모노코크 바디는 별도의 프레임이 삭제된 구조로서 차체에 엔진을 포함한 파워트레인이 직접 장착된다.
모노코크 바디는 차체 자체가 프레임 기능을 하여 서스펜션 및 섀시 부품들이 각각 장착되나, 엔진과 트랜스미션(TRASNMISSION) 및 디퍼렌셜 기어(DIFFERENTIAL GEAR)가 통합적으로 결합되어 구성된 파워트레인의 진동이 직접적으로 차체에 전달되는 것을 방지하며 차량 충돌 시 충격을 분산하기 위하여 차량의 하부에 서브프레임(SUBFRAME)이 장착된다.
차량 전방 충돌 시 서브프레임은 서브프레임의 후방에 장착되는 부시가 이탈되며 탑승자의 상해를 저감시키는데, 종래에는 충돌력 등 다양한 변수에 의해 부시가 이탈하지 않을 경우 원하는 충격 저감 성능을 확보하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경기술은 공개특허공보 제10-2013-0017601호(2013.02.20 공개, 발명의 명칭: 서브프레임의 장착구조)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 절개홀부가 형성되어 차량 충돌 시 돌출부가 서브프레임을 파단시키며 충격을 저감시킬 수 있는 차량용 충격 완화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 차량용 충격 완화장치는: 상판과, 상기 상판의 하방에 배치되는 하판을 구비하는 서브프레임; 및 상기 서브프레임에 형성되는 마운팅홀부에 삽입 장착되고, 상기 마운팅홀부의 둘레면을 향해 돌출형성되는 돌출부가 구비되며, 차체에 고정되는 마운팅부시;를 포함하며, 상기 서브프레임에는, 상기 돌출부와 대면되는 상기 마운팅홀부의 둘레면 일측에 절개홀부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 상판에는 상기 마운팅홀부의 둘레면을 따라 상기 하판 측을 향해 돌출되는 상판지지부가 형성되고, 상기 하판에는 상기 마운팅홀부의 둘레면을 따라 상기 상판 측을 향해 돌출되는 하판지지부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 절개홀부는 상기 상판과 상기 하판 중 어느 하나에 상기 마운팅홀부의 둘레면 일측에 형성되는 제1절개홀부;를 포함하고, 상기 마운팅부시에는 상기 제1절개홀부와 대면하는 일측에 제1돌출부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 절개홀부는 상기 상판과 상기 하판 중 다른 하나에 상기 마운팅홀부의 둘레면 일측에 형성되는 제2절개홀부;를 더 포함하고, 상기 마운팅부시에는 상기 제2절개홀부와 대면하는 일측에 제2돌출부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 절개홀부 및 상기 돌출부는 차량의 전방 측을 향해 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 돌출부는 상기 절개홀부 측을 향할수록 폭이 좁아지는 쐐기형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 마운팅부시는, 상기 마운팅홀부에 삽입되어 상기 서브프레임에 장착되는 외파이프; 상기 차체에 결합되고 상기 외파이프의 내측에 설치되는 내파이프; 및 상기 내파이프 및 상기 외파이프 사이에 배치되며 차량의 충돌 시 충격이 흡수되도록 형성되는 완충부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 차량용 충격 완화장치는, 상기 마운팅부시 및 상기 서브프레임을 관통하며 상기 마운팅부시를 차체에 고정시키는 고정부;를 더 포함하고, 상기 고정부는, 고정부본체와; 상기 고정부본체에 결합되며 상기 마운팅부시의 내경보다 큰 외경을 가지는 고정단부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 충격 완화장치는 마운팅홀부의 둘레면 일측에 형성되는 절개홀부로 인하여 충돌 시 마운팅부시가 서브프레임을 파단시키며 차체에 전달되는 충격을 저감시킬 수 있다.
또한, 상판 및 하판에 형성되는 상판지지부 및 하판지지부로 인하여 마운팅부시가 서브프레임에 고정 지지되도록 하고 차량의 충돌 시 마운팅부시가 서브프레임으로부터 이탈되며 충격을 저감시킬 수 있다.
또한, 마운팅부시에 형성되는 돌출부로 인하여 차량의 충돌 시 마운팅부시가 서브프레임을 파단시키며 충격을 저감시킬 수 있다.
또한, 돌출부가 쐐기형상으로 형성됨으로 인하여 차량의 충돌 시 마운팅부시가 서브프레임을 파단시키고 더 강한 충격이 가해지면 마운팅부시가 서브프레임으로부터 이탈되도록 한다.
또한, 고정하단부 외경이 마운팅부시의 내경보다 크도록 하여 차량용 충격 완화장치가 차체에 고정 결합되도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 충격 완화장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 A-A 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 B-B 단면을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브프레임을 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브프레임을 도시한 저면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마운팅부시를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마운팅부시를 도시한 측면도 및 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 충격 완화장치를 도시한 측면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 충격 완화장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 충격 완화장치를 도시한 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 A-A 단면을 도시한 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 B-B 단면을 도시한 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브프레임을 도시한 평면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브프레임을 도시한 저면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마운팅부시를 도시한 사시도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마운팅부시를 도시한 측면도 및 평면도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 충격 완화장치를 도시한 측면도이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 충격 완화장치(1)는 서브프레임(100), 마운팅부시(200), 고정부(300)를 포함한다.
서브프레임(100)은 상판(110)과, 상판(110)의 하방에 배치되는 하판(130)을 구비하는 것으로, 상판(110) 및 하판(130)에는 각각 마운팅홀부(150)가 형성되고 마운팅홀부(150)의 둘레면 일측에 개방부가 외측으로 소정 부분 확장되는 절개홀부(170)가 형성된다.
서브프레임(100)은 차량의 충돌 시 충격을 분산하기 위하여 차체(5)의 하부(도 8 기준)에 장착된다.
상판(110)은 하판(130)의 상측(도 1 기준)에 배치되고, 하판(130)은 상판(110)의 하측(도 1 기준)에 배치되며, 차량의 충돌 시 발생하는 충격을 분산시킨다.
도 2를 참조하면, 상판(110)에 형성되는 마운팅홀부(150)의 둘레면을 따라 하측(도 2 기준)으로 돌출되는 상판지지부(120)가 형성되고, 하판(130)에 형성되는 마운팅홀부(150)의 둘레면을 따라 상측(도 2 기준)으로 돌출되는 하판지지부(140)가 형성된다.
이로 인하여 마운팅홀부(150)를 관통하며 마운팅부시(200)가 장착되고, 마운팅부시(200)가 상판지지부(120) 및 하판지지부(140)로 인해 형성되는 원통의 파이프 형상의 내측에 장착되어 서브프레임(100)에 고정 지지된다.
이에 더하여 차량의 충돌 시 서브프레임(100)이 후방(도 8 기준 우측)으로 이동하며 하측(도 6 기준)으로 쳐지고, 차체(5)에 고정되어 있는 마운팅부시(200)가 서브프레임(100)으로부터 이탈되며 차량 및 탑승자에 전달되는 충격을 완화시키는 효과가 있다.
마운팅홀부(150)는 상판(110) 및 하판(130)에 형성되는 것으로, 마운팅부시(200)는 마운팅홀부(150)를 관통하며 서브프레임(100)에 장착된다.
도 3을 참조하면, 절개홀부(170)는 서브프레임(100)에 형성되는 것으로, 마운팅홀부(150)의 둘레면 일측에 형성된다. 절개홀부(170)는 마운팅홀부(150)의 외측으로 개방부가 소정 부분 확장되도록 형성된다.
본 발명의 일 실시예에서는 절개홀부(170)가 사각형의 형상이나, 이에 한정하는 것은 아니고 마운팅홀부(150)의 가장자리에서 소정 부분 확장되도록 다양한 변형 실시가 가능하다.
제1절개홀부(171)는 상판(110)과 하판(130) 중 어느 하나에서 마운팅홀부(150)의 둘레면 일측에 형성되고 마운팅홀부(150)의 외측으로 개방부가 소정부분 확장되도록 형성된다.
제2절개홀부(173)는 제1절개홀부(171)가 형성되는 상판(110) 혹은 하판(130)을 제외한 다른 하나에서 마운팅홀부(150)의 둘레면 일측에 형성되고 마운팅홀부(150)의 외측으로 개방부가 소정부분 확장되도록 형성된다.
제1절개홀부(171) 및 제2절개홀부(173)는 차량의 전방 측(도 8 기준 좌측)을 향해 형성된다.
도 6, 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마운팅부시(200)는 마운팅홀부(150)를 관통하며 서브프레임(100)에 장착되는 것으로 외파이프(210), 내파이프(230), 완충부(250)를 포함한다.
외파이프(210)는 마운팅홀부(150)에 삽입되어 서브프레임(100)에 삽입되는 것으로, 상판지지부(120) 및 하판지지부(140)와 접촉되며 서브프레임(100)에 장착된다.
이로 인하여 차량의 충돌로 인하여 충격이 발생되지 않은 상황에서 마운팅부시(200)가 서브프레임(100)으로부터 이탈하는 것을 방지한다. 외파이프(210)는 철강 재질, 플라스틱 재질 등으로 형성될 수 있다.
내파이프(230)는 차체에 결합되며 외파이프(210)의 내측에 설치되는 것으로, 마운팅부시(200)가 차체(5)에 고정되도록 하고 충격이 발생하면 서브프레임(100)이 하측(도 8 기준)으로 쳐지며 마운팅부시(200)로부터 이탈한다.
완충부(250)는 외파이프(210) 및 내파이프(230) 사이에 배치되며 차량의 충돌 시 충격이 흡수되도록 형성되는 것으로, 탄성을 갖는 고무재질(또는 합성수지재질)로 형성된다. 이로 인하여 차체(5)에 발생한 충격이 그대로 탑승자에 전달되는 것을 방지한다.
돌출부(270)는 절개홀부(170)와 대면하는 마운팅부시(200)의 일측에 형성되는 것으로 마운팅부시(200)의 외측으로 돌출된다. 이로 인하여 차량의 충돌 시 서브프레임(100)이 이동하며 돌출부(270)가 절개홀부(170)를 파단시켜 차체(5)에 전달되는 충격을 일차적으로 완화시킨다.
돌출부(270)는 절개홀부(170) 측(도 8 기준 상측)을 향할수록 폭이 감소하며 쐐기형상으로 형성된다. 돌출부(270)는 '∧'형상으로 형성될 수 있다. 이로 인하여 돌출부(270)가 절개홀부(170)를 파단시키며 차체(5)에 전달되는 충격을 저감시킨다.
제1돌출부(271)는 제1절개홀부(171)와 대면하는 마운팅부시(200)의 일측에 형성된다. 제2돌출부(273)은 제2절개홀부(173)와 대면하는 마운팅부시(200)의 일측에 형성된다.
제1돌출부(271) 및 제2돌출부(273)는 제1절개홀부(271) 및 제2절개홀부(273) 측(도 8 기준 상측)을 향할수록 폭이 감소하며 쐐기형상으로 형성된다. 제1돌출부(271) 및 제2돌출부(273)은 '∧'형상으로 형성될 수 있다.
제1돌출부(271) 및 제2돌출부(273)은 마운팅부시(200)와 일체로 형성될 수 있고, 별물로써 마운팅부시(200)의 외측에 결합되도록 형성될 수 있다. 제1돌출부(271) 및 제2돌출부(273)는 차량의 전방 측(도 8 기준 좌측)을 향해 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 충격 완화장치(1)에서는 돌출부(270)가 '∧'형상이나 이에 한정하는 것은 아니고 단부가 라운딩 처리되는 등 다양한 변형실시가 가능하다.
고정부(300)는 마운팅부시(200) 및 서브프레임(100)을 관통하며 마운팅부시(200)를 차체(5)에 고정시키는 것으로, 고정부본체(310), 고정하단부(330)를 포함한다.
고정부본체(310)는 마운팅부시(200)를 관통하며 차체(5)에 결합되는 것으로 볼트 나사 형상으로 형성될 수 있다. 차체(5)에 고정부본체(310)가 삽입되도록 삽입홈부(6)가 형성되고 삽입홈부(6)의 내측은 너트 나사 형상으로 형성될 수 있다.
이로 인하여 고정부본체(310)와 차체(5)는 나사결합 방식으로 연결되고 마운팅부시(200)를 차체(5)에 고정시킨다. 바람직하게 고정부본체(310)는 내파이프(230)를 관통하여 삽입홈부(6)에 삽입된다. 내파이프(230)는 고정부본체(310)가 관통되도록 내부가 중공으로 형성된다.
고정하단부(330)는 고정부본체(310)의 하단부(도 8 기준)에 결합되는 것으로, 고정하단부(330)의 외경은 마운팅부시(200)의 내경보다 크게 형성된다. 바람직하게 고정하단부(330)의 외경은 내파이프(230)의 내경보다 크게 형성된다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 충격 완화장치(1)의 작동원리 및 효과를 설명한다.
도 6을 참조하면, 차량에 충돌로 인한 충격이 발생하면 서브프레임(100)이 우측(도 8 기준)으로 이동하며 충돌로 인하여 미리 정해진 기준 이상의 충돌 에너지가 발생하면 서브프레임(100)의 충돌에너지는 마운팅부시(200)로 전달된다.
상판(110) 및 하판(130)에는 각각 마운팅홀부(150)가 형성되고 마운팅홀부(150)의 둘레면 일측에 개방부가 소정 부분 확장되도록 절개홀부(170)가 형성된다.
마운팅홀부(150)에 삽입되는 마운팅부시(200)는 차량의 충돌에 따라 서브프레임(100)이 우측(도 8 기준)으로 이동함에 따라 절개홀부(170)에 파고들어 절개홀부(170)를 파단시킨다.
절개홀부(170)가 파단 됨으로 인하여 절개홀부(170)가 없어 바로 서브프레임(100)에 가해지는 충격이 마운팅부시(200)를 통해 차체(5)에 전달되는 것에 비하여 일차적으로 충격을 완화시키는 효과가 있다.
절개홀부(170)와 대면하는 마운팅부시(200)의 외측에 돌출부(270)가 형성되며, 돌출부(270)는 절개홀부(170) 측(도 8 기준 상측)으로 향할수록 폭이 좁아지는 쐐기형상으로 형성된다.
이로 인하여 기준 이상의 충돌 에너지가 발생하였을 시 마운팅부시(200)가 절개홀부(170)를 파단시키며 탑승자에게 전달되는 충격을 일차적으로 완화시키는 효과가 있다.
차량에 더 큰 충격이 가해지는 경우 서브프레임(100)은 하측(도 8 기준)으로 처지며 마운팅부시(200)에서 이탈되며 충격이 탑승자에게 전달되는 것을 완화시키는 효과가 있다.
상판(110)의 하측(도 2 기준)으로 돌출되어 형성되는 상판지지부(120) 및 하판(130)의 상측(도 2 기준)으로 돌출되어 형성되는 하판지지부(140)가 마운팅부시(200)를 둘러싸며 마운팅부시(200)가 서브프레임(100)에 고정 지지되도록 한다.
상판지지부(120) 및 하판지지부(140)로 인하여 마운팅부시(200)가 마운팅홀부(150)에 용이하게 삽입되도록 하고, 마운팅부시(200)의 외측를 둘러싸며 마운팅부시(200)가 서브프레임(100)에 위치 고정되도록 하는 효과가 있다.
이에 더하여 미리 정해진 기준 이상의 충돌 에너지가 발생하기 전 까지는 마운팅부시(200)가 서브프레임(100)에서 이탈하는 것을 방지하도록 한다.
고정부(300)는 고정부본체(310), 고정하단부(330)를 포함하며, 고정하단부(330)가 마운팅부시(200)의 내경보다 큰 외경을 가짐으로 인하여 마운팅부시(200)가 차체(5)에 고정 결합된다.
마운팅부시(200)가 고정부(300)에 걸쳐짐으로 인하여 마운팅부시(200)가삽입되는 서브프레임(100)이 충돌 전에 하측(도 8 기준)으로 이탈하는 것을 방지한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 차량용 충격 완화장치 5: 차체
6: 삽입홈부 100: 서브프레임
110: 상판 120: 상판지지부
130: 하판 140: 하판지지부
150: 마운팅홀부 170: 절개홀부
171: 제1절개홀부 173: 제2절개홀부
200: 마운팅부시 210: 외파이프
230: 내파이프 250: 완충부
270: 돌출부 271: 제1돌출부
273: 제2돌출부 300: 고정부
310: 고정부본체 330: 고정하단부

Claims (8)

  1. 상판과, 상기 상판의 하방에 배치되는 하판을 구비하는 서브프레임; 및
    상기 서브프레임에 형성되는 마운팅홀부에 삽입 장착되고, 상기 마운팅홀부의 둘레면을 향해 돌출형성되는 돌출부가 구비되며, 차체에 고정되는 마운팅부시;를 포함하며,
    상기 서브프레임에는, 상기 돌출부와 대면되는 상기 마운팅홀부의 둘레면 일측에 절개홀부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 충격 완화장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상판에는 상기 마운팅홀부의 둘레면을 따라 상기 하판 측을 향해 돌출되는 상판지지부가 형성되고,
    상기 하판에는 상기 마운팅홀부의 둘레면을 따라 상기 상판 측을 향해 돌출되는 하판지지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 충격 완화장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 절개홀부는 상기 상판과 상기 하판 중 어느 하나에 상기 마운팅홀부의 둘레면 일측에 형성되는 제1절개홀부;를 포함하고,
    상기 마운팅부시에는 상기 제1절개홀부와 대면하는 일측에 제1돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 충격 완화장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 절개홀부는 상기 상판과 상기 하판 중 다른 하나에 상기 마운팅홀부의 둘레면 일측에 형성되는 제2절개홀부;를 더 포함하고,
    상기 마운팅부시에는 상기 제2절개홀부와 대면하는 일측에 제2돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 충격 완화장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 절개홀부 및 상기 돌출부는 차량의 전방 측을 향해 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 충격 완화장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 절개홀부 측을 향할수록 폭이 좁아지는 쐐기형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 충격 완화장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 마운팅부시는,
    상기 마운팅홀부에 삽입되어 상기 서브프레임에 장착되는 외파이프;
    상기 차체에 결합되고 상기 외파이프의 내측에 설치되는 내파이프; 및
    상기 내파이프 및 상기 외파이프 사이에 배치되며 차량의 충돌 시 충격이 흡수되도록 형성되는 완충부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 충격 완화장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 마운팅부시 및 상기 서브프레임을 관통하며 상기 마운팅부시를 차체에 고정시키는 고정부;를 더 포함하고,
    상기 고정부는,
    고정부본체와; 상기 고정부본체에 결합되며 상기 마운팅부시의 내경보다 큰 외경을 가지는 고정단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 충격 완화장치.
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