스탭바와 조향장치가 일체로 설치된 차량의 서브프레임(Subframe of vehicle installed stabilizer bar and steering device in one body)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2015년06월05일
(11) 등록번호 10-1526700
(24) 등록일자 2015년06월01일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
B62D 21/00 (2006.01) B60G 21/055 (2006.01)
B62D 7/00 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2013-0133958
(22) 출원일자 2013년11월06일
심사청구일자 2013년11월06일
(65) 공개번호 10-2015-0052505
(43) 공개일자 2015년05월14일
(56) 선행기술조사문헌
KR1020110062070 A*
KR1020080110219 A
KR1020090128248 A
KR1020040028196 A
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
현대자동차주식회사
서울특별시 서초구 헌릉로 12 (양재동)
(72) 발명자
김준수
경기 화성시 영통로27번길 53, 212동 1604호 (반
월동, 신영통현대2차아파트)
윤영동
경기 화성시 병점3로 117, 905동 201호 (병점동,
안화동마을주공9단지)
(74) 대리인
한양특허법인
전체 청구항 수 : 총 1 항 심사관 : 김창호
(54) 발명의 명칭 스탭바와 조향장치가 일체로 설치된 차량의 서브프레임
(57) 요 약
본 발명은 서브프레임에 설치되는 스탭바와 조향장치를 일체로 하여 설치되는 스탭바와 조향장치가 일체로 설치
된 차량의 서브프레임에 관한 것이다.
본 발명에 따른 스탭바와 조향장치가 일체로 설치된 차량의 서브프레임은, 차량의 폭방향으로 설치되는 기어박스
(뒷면에 계속)
대 표 도 - 도9
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(21)를 구비한 조향장치(20)와, 차량의 폭방향의 롤을 제어하기 위해 차량의 폭방향으로 배치되는 스탭바(10)가
설치되고, 차량의 엔진룸에 차량의 폭방향으로 배치되는 차량의 서브프레임에 있어서, 상기 서브프레임(3)과 상
기 기어박스(21)의 사이에 차량의 폭방향 롤 거동을 제어하는 스탭바(10)가 위치하여, 상기 스탭바(10)의 상방과
하방에 각각 상기 기어박스(21)와 상기 서브프레임(3)이 배치되고, 상기 기어박스(21)로부터 상기 서브프레임
(3)으로 연장되게 형성되는 한 쌍의 조향장치 체결부(22)가 상기 스탭바(10)의 전방과 후방에 각각 배치되며, 상
기 조향장치(20)와 상기 스탭바(10)가 일체로 조립되어 상기 서브프레임(3)에 설치되는 것을 특징으로 한다.
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명 세 서
청구범위
청구항 1
차량의 폭방향으로 설치되는 기어박스를 구비한 조향장치와, 차량의 폭방향의 롤을 제어하기 위해 차량의 폭방
향으로 배치되는 스탭바가 설치되고, 차량의 엔진룸에 차량의 폭방향으로 배치되는 차량의 서브프레임에
있어서,
상기 서브프레임과 상기 기어박스의 사이에 차량의 폭방향 롤 거동을 제어하는 스탭바가 위치하여, 상기 스탭바
의 상방과 하방에 각각 상기 기어박스와 상기 서브프레임이 배치되어 상기 스탭바는 상기 기어박스, 상기 조향
장치 체결부 및 서브프레임과 간격을 두고 설치되고,
상기 기어박스로부터 상기 서브프레임으로 연장되게 형성되는 한 쌍의 조향장치 체결부가 상기 스탭바의 전방과
후방에 각각 배치되고 상기 서브프레임으로 갈수록 서로 벌어지도록 형성되며,
상기 조향장치와 상기 스탭바가 일체로 조립되어 상기 서브프레임에 설치되고,
상기 스탭바와 상기 기어박스, 상기 조향장치 체결부 및 서브프레임의 사이의 공간을 채우고, 그 중심에 상기
스탭바가 관통되는 스탭바 마운팅 부시를 더 포함하고,
상기 스탭바 마운팅 부시는, 외측 둘레가 상기 기어박스, 상기 조향장치 체결부 및 상기 서브프레임에 밀착되는
것을 특징으로 하는 스탭바와 조향장치가 일체로 설치된 차량의 서브프레임.
청구항 2
삭제
청구항 3
삭제
청구항 4
삭제
발명의 설명
기 술 분 야
본 발명은 차량의 서브프레임에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 서브프레임에 설치되는 스탭바와 조향장[0001]
치를 일체로 하여 설치되는 스탭바와 조향장치가 일체로 설치된 차량의 서브프레임에 관한 것이다.
배 경 기 술
도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 엔진룸이 위치하는 전방에는 차량의 폭방향으로 구조체역할을 하는 부품의 하[0002]
나인 서브프레임(3)이 설치되고, 상기 서브프레임(3)에 차량의 폭방향 롤 거동을 제어하는 스태빌라이저 바
(110, 이하 '스탭바'라 함)가 설치된다.
상기 스탭바(110)는 통상적으로 엔진(1)과 변속기(2)의 후방에 배치되고, 조향장치의 전방에 배치된다. 상기 스[0003]
탭바(110)가 엔진(1)/변속기(2)와 조향장치(120)의 사이에 위치하게 되므로, 상기 스탭바(110)를 주변 부품과
일정한 간격을 유지하도록 하기가 어렵게 된다.
한편, 상기 스탭바(110)와 주변 부품과의 간격을 유지하기 위해 상기 스탭바(110)가 상기 조향장치(120)의 후방[0004]
에 배치되는 구조도 고려될 수는 있으나, 도 2에 도시된 바와 같이, 모터로 조향장치(120)의 랙기어를 구동시키
는 R-MDPS(125, Rack assist type motor driven power steering)가 적용되는 경우에는 도 1에 도시된 바와 같
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이 모터로 컬럼을 구동시키는 C-MDPS에 비하여 조향장치의 후방에 상기 스탭바를 설치하기 위한 공간을 확보하
기가 어렵다.
따라서, 상기 스탭바(110)가 엔진(1) 및 변속기(2)와 조향장치(120)의 사이에 배치되기 때문에 도 3에 도시된[0005]
바와 같이, 스탭바(110) 전후의 공간이 충분하지 못하여, 차량의 거동시 서로 간섭되는 현상이 발생된다.
즉, 도 3에서 변속기(2)와 스탭바(110)의 사이의 공간(S1)과, 스탭바(110)와 조향장치(120) 사이의 공간(S2)이[0006]
5mm 내외, 3mm 내외로 불과 수mm로 매우 협소하므로, 차량의 거동시 서로 간섭되어 불필요한 소음을 일으킬 수
있으므로, 이는 양산시 품질문제로 대두되는 문제점이 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 스탭바(110)가 조향장치(120)의 전방에 설치되므로, 상기 스탭바(110)를[0007]
상기 서브프레임(3)에 설치하기 위한 부품들과 상기 조향장치(120)를 상기 서브프레임(3)에 설치하기 위한 부품
들이 각각 장착되고, 이로 인하여 차량의 중량 증가와 제작비용의 상승을 유발하게 된다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 스탭바(110)는 스탭바 마운팅 브라켓(112)을 통하여 서브프레임(3)에 설치[0008]
된다. 상기 스탭바 마운팅 브라켓(112)은 내부에 상기 스탭바(110)가 관통할 수 있는 공간이 형성되고, 스탭바
마운팅 볼트(114)가 상기 스탭바 마운팅 브라켓(112)의 일측을 관통하여 상기 서브프레임(3)에 설치된 스탭바
마운팅 파이프(113)에 체결됨으로써, 상기 스탭바(110)를 상기 서브프레임(3)에 설치할 수 있게 된다. 상기 스
탭바(110)와 상기 스탭바 마운팅 브라켓(112) 사이의 공간에는 스탭바 마운팅 부시(111)가 구비된다.
그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 조향장치(120)를 설치하기 위해서도, 서브프레임(3)에 조향장치 마운팅 파이[0009]
프(123)를 설치한 상태에서, 조향장치 마운팅 볼트(124)가 상기 조향장치(120)의 기어박스(121)에서 서브프레임
(3)으로 연장된 조향장치 체결부(122)를 관통하여 조향장치 마운팅 파이프(123)에 체결됨으로써, 상기 조향장치
(120)가 서브프레임(3)에 설치되게 된다.
상기와 같이, 스탭바(110)와 조향장치(120)가 비교적 인접한 위치에 배치된 상태에서 브라켓, 마운팅 파이프,[0010]
마운팅 볼트 등을 이용하여 동일한 방식으로 서브프레임(3)에 체결되므로, 비슷한 부품들이 중복되게 설치되어
차량의 중량을 늘이고, 제작비용을 상승시키는 문제점도 발생한다.
한편, 하기의 선행기술문헌에는 '자동차용 스태빌라이저바의 취부구조'가 개시되어 있다.[0011]
선행기술문헌
특허문헌
(특허문헌 0001) KR 10-1997-0005686 A [0012]
발명의 내용
해결하려는 과제
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 조향장치와 서브프레임의 사이의 유휴공간에[0013]
스탭바가 배치되도록 하여, 상기 스탭바와 주변의 간섭을 줄일 수 있는 스탭바와 조향장치가 일체로 설치된 차
량의 서브프레임을 제공하는데 목적이 있다.
과제의 해결 수단
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스탭바와 조향장치가 일체로 설치된 차량의 서브프레임은,[0014]
차량의 폭방향으로 설치되는 기어박스를 구비한 조향장치와, 차량의 폭방향의 롤을 제어하기 위해 차량의 폭방
향으로 배치되는 스탭바가 설치되고, 차량의 엔진룸에 차량의 폭방향으로 배치되는 차량의 서브프레임에
있어서, 상기 서브프레임과 상기 기어박스의 사이에 차량의 폭방향 롤 거동을 제어하는 스탭바가 위치하여, 상
기 스탭바의 상방과 하방에 각각 상기 기어박스와 상기 서브프레임이 배치되고, 상기 기어박스로부터 상기 서브
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프레임으로 연장되게 형성되는 한 쌍의 조향장치 체결부가 상기 스탭바의 전방과 후방에 각각 배치되며, 상기
조향장치와 상기 스탭바가 일체로 조립되어 상기 서브프레임에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 스탭바는 상기 기어박스, 상기 조향장치 체결부 및 서브프레임과 간격을 두고 설치되는 것을 특징으로 한[0015]
다.
상기 스탭바와 상기 기어박스, 상기 조향장치 체결부 및 서브프레임의 사이의 공간을 채우고, 그 중심에 상기[0016]
스탭바가 관통되는 스탭바 마운팅 부시를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스탭바 마운팅 부시는, 외측 둘레가 상기 기어박스, 상기 조향장치 체결부 및 상기 서브프레임에 밀착되는[0017]
것을 특징으로 한다.
발명의 효과
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 스탭바와 조향장치가 일체로 설치된 차량의 서브프레임에 따르면, 상[0018]
기 조향장치의 기어박스와 서브프레임 사이의 유휴공간에 스탭바가 배치되도록 함으로써, 상기 스탭바와 주변
부품사이의 간격이 넓어지게 되어 상기 스탭바와 주변 부품과의 간섭이 줄어든다.
또한, 상기 스탭바가 조향장치가 설치되는 공간의 내부에 설치되므로, 상기 스탭바를 설치하기 위한 부품들이[0019]
불필요해지므로, 차량의 중량이 감소함과 더불어 생산비용이 절감될 수 있다.
아울러, 스탭바와 주변의 부품의 간섭이 없어지므로, 엔진룸 레이아웃 설계의 자유도가 향상된다.[0020]
도면의 간단한 설명
도 1은 종래기술에 따른 엔진룸의 레이아웃을 도시한 사시도. [0021]
도 2는 종래기술에 따른 엔진룸의 레이아웃의 다른 형태를 도시한 사시도.
도 3은 종래기술에 따라 서브프레임에 스탭바와 조향장치가 따로 설치된 상태를 도시한 단면도,
도 4는 종래기술에 따라 서브프레임에 스탭바와 조향장치가 따로 설치된 상태를 도시한 측면도.
도 5는 종래기술에 따라 서브프레임에 스탭바가 설치된 상태를 도시한 단면도.
도 6은 종래기술에 따라 서브프레임에 조향장치가 설치된 상태를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 스탭바와 조향장치가 일체로 설치된 차량의 서브프레임을 도시한 측면도.
도 8은 본 발명에 따른 스탭바와 조향장치가 일체로 설치된 차량의 서브프레임에서 스탭바와 조향장치가 설치된
상태를 개략적으로 도시한 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 스탭바와 조향장치가 일체로 설치된 차량의 서브프레임에서 스탭바와 조향장치를 도시한
단면도.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 스탭바와 조향장치가 일체로 설치된 차량의 서브프레임에 대하[0022]
여 자세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 스탭바와 조향장치가 일체로 설치된 차량의 서브프레임은, 스탭바(10)가 조향장치(20)와 상기[0023]
서브프레임(3) 사이의 유휴공간에 배치됨으로써, 스탭바(10)와 조향장치(20)가 일체로 서브프레임(3)에 설치된
다.
상기 조향장치(20)에서 내부에 랙기어가 설치되는 기어박스(21)는 상기 서브프레임(3)과 이격된 상태로 배치된[0024]
다.
상기 기어박스(21)의 측면에는 조향장치(20)를 상기 서브프레임(3)에 체결하기 위한 조향장치 체결부(22)가 형[0025]
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성된다. 상기 조향장치 체결부(22)는 상기 기어박스(21)의 측면으로부터 상기 서브프레임(3)으로 다리형태로 하
향 연장되게 형성된 한 쌍의 조향장치 체결부(22)를 통하여 상기 서브프레임(3)에 체결된다. 상기 조향장치 체
결부(22)의 하단에는 조향장치 마운팅 볼트(24)가 관통되는 관통공이 형성된다. 상기 조향장치 체결부(22)가 상
기 기어박스(21)로부터 상기 서브프레임(3)을 향하여 하향 연장되고, 그 하단이 상기 서브프레임(3)에 체결되는
바, 상기 기어박스(21)와 상기 서브프레임(3) 사이에는, 상기 기어박스(21)와 상기 서브프레임(3)를 윗변과 아
래변으로 하고, 상기 조향장치 체결부(22)를 양쪽변으로 하는 사다리꼴 형태의 공간이 형성된다.
상기 서브프레임(3)에는 상기 조향장치 체결부(22)의 하단이 위치하는 부위에 조향장치 마운팅 볼트(24)가 체결[0026]
되도록 내부에 나사산이 형성된 조향장치 마운팅 파이프(23)가 설치된다.
따라서, 상기 조향장치(20)를 상기 서브프레임(3)에 위치시킨 상태에서, 조향장치 마운팅 볼트(24)를 상기 조향[0027]
장치 체결부(22)의 관통공을 관통하여 상기 조향장치 마운팅 파이프(23)에 체결함으로써, 상기 조향장치(20)가
상기 서브프레임(3)에 체결된다.
한편, 상기 기어박스(21)는 상기 서브프레임(3)과 일정거리 이격되게 상기 서브프레임(3)의 상부에 설치되는[0028]
바, 상기 기어박스(21)와 상기 서브프레임(3) 사이의 유휴공간을 이용하여, 상기 기어박스(21)와 상기 서브프레
임(3)의 사이의 공간으로 차량의 폭방향 롤을 제어하는 스탭바(10)가 관통하도록 한다. 상기 스탭바(10)는 차량
의 폭방향으로 설치되어 차량의 폭방향의 롤을 제어하는 구성요소이다.
상기 스탭바(10)를 상기 조향장치(20)의 기어박스(21)와 서브프레임(3) 사이의 유휴공간을 이용하여 배치하여,[0029]
상기 스탭바(10)의 상방에 기어박스(21)가 배치되고, 하방에 서브프레임(3)이 배치되도록 함으로써, 종래기술에
서 스탭바가 엔진(1), 변속기(2)와 조향장치의 사이에 위치하여 상기 스탭바가 엔진(1), 변속기(2) 또는 조향장
치와의 간격이 좁아 간섭이 종종 발생되는 문제점을 해결할 수 있다.
즉, 상기 스탭바(10)가 조향장치(20)의 기어박스(21), 상기 기어박스(21)의 측면으로부터 하향 연장되는 조향장[0030]
치 체결부(22) 및 상기 서브프레임(3)으로 형성되는 공간에 상기 스탭바(10)가 위치함으로써, 주변 부품과 일정
한 간격을 유지하도록 한다. 즉, 상기 스탭바(10)의 상방과 하방에는 각각 기어박스(21)와 서브프레임(3)이 배
치되고, 전방과 후방에는 상기 조향장치 체결부(22)가 배치된다.
한편, 상기 스탭바(10)가 상기 조향장치(20)의 기어박스(21)와 서브프레임(3)의 사이에서 일정한 위치를 유지하[0031]
도록 하기 위해서, 상기 스탭바(10)의 외측에는 스탭바 마운팅 부시(11)가 설치되어, 상기 스탭바(10)가 상기
기어박스(21), 상기 조향장치 체결부(22) 및 상기 서브프레임(3) 사이의 공간을 채우도록 하는 것이
바람직하다.
즉, 상기 스탭바 마운팅 부시(11)는 외측 둘레가 상기 기어박스(21), 상기 조향장치 체결부(22) 및 상기 서브프[0032]
레임(3)과 밀착되고, 상기 스탭바 마운팅 부시(11)의 중앙을 상기 스탭바(10)가 관통함으로써, 상기 스탭바(1
0)가 상기 기어박스(21)와 상기 서브프레임(3) 사이의 공간에서 그 위치를 유지할 수 있고, 상기 스탭바(10)가
인접한 다른 구성요소와 간섭을 일으키기 않게 된다.
상기 조향장치(20)의 기어박스(21)의 하방에 상기 스탭바(10)가 위치하도록 한 상태에서, 상기 조향장치(20)를[0033]
상기 서브프레임(3)에 체결함으로써, 상기 조향장치(20)와 상기 스탭바(10)를 일체로 상기 서브프레임(3)에 설
치할 수 있다.
상기와 같이, 스탭바(10)가 상기 기어박스(21)와 서브프레임(3)의 사이에 위치하게 되고, 상기 스탭바(10)의 위[0034]
치를 고정하기 위해서 외측 둘레가 상기 기어박스(21)와 상기 서브프레임(3)에 밀착되는 스탭바 마운팅 부시
(11)를 이용하게 되므로, 상기 스탭바(10)를 설치하기 위한 구성요소, 즉 스탭바 마운팅 브라켓, 스탭바 마운팅
파이프, 스탭바 마운팅 볼트와 같은 구성요소가 불필요해지게 되므로, 차량의 중량을 감소시킬 수 있을 뿐만 아
니라, 차량의 생산비도 절감시킬 수 있다.
아울러, 상기 스탭바(10)가 상기 조향장치(20)와 서브프레임(3)의 사이의 유휴공간에 설치됨으로써, 차량의 엔[0035]
진룸의 설계의 자유도가 향상된다.
부호의 설명
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1 : 엔진 2 : 변속기[0036]
3 : 서브프레임 10 : 스탭바
11 : 스탭바 마운팅 부시 20 : 조향장치
21 : 기어박스 22 : 조향장치 체결부
23 : 조향장치 마운팅 파이프 24 : 조향장치 마운팅 볼트
110 : 스탭바 111 : 스탭바 마운팅 부시
112 : 스탭바 마운팅 브라켓 113 : 스탭바 마운팅 파이프
114 : 스탭바 마운팅 볼트 120 : 조향장치
121 : 기어박스 122 : 조향장치 체결부
123 : 조향장치 마운팅 파이프 124 : 조향장치 마운팅 볼트
125 : R-MDPS
도면
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도면2
도면3
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도면5
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도면7
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도면8
도면9
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