KR0126281Y1 - 알루미늄 프레임의 결합구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차의 알루미늄 프레임의 결합구조에 관한 것으로서, 알루미늄 프레임(10)의 상단부 근처에는 제1고정구멍(18)이 천공형성되고 하단부 근처에는 제2고정구멍(14)이 천공형성되며, 상기 상부차체프레임(20)의 용접부의 근처에는 상기 알루미늄 프레임(10)의 제1고정구멍(12)과 쌍을 이루는 고정구멍(22)이 천공형성되고 하부차체프레임(30)의 용접부의 근처에는 상기 알루미늄 프레임(10)의 제2고정구멍(14)과 쌍을 이루는 고정구멍(32)이 천공형성되며, 상기 알루미늄 프레임(10)의 제1고정구멍(12)에는 상기 제1지지플레이트(40)의 제1고정핀(44)이 억지끼워맞춤 고정되고 상기 상부차체프레임(20)의 고정구멍(22)에는 상기 제1지지플레이트(40)의 제2고정핀(46)이 억지끼워맞춤 고정되며, 상기 알루미늄 프레임(10)의 제2고정구멍(14)에는 상기 제2지지플레이트(50)의 제1고정핀(54)이 억지끼워맞춤 고정되고 상기 하부차체프레임(30)의 고정구멍(32)에는 상기 제2지지플레이트(50)의 제2고정핀(56)이 억지끼워맞춤 고정되어 이루어지는 것을 특징으로 하며, 자동차의 충돌로 인한 충격하중의 전달시 알루미늄 프레임자체의 변형뿐 아니라 특히 용접부의 일탈을 완전방지할 수 있다.

Description

알루미늄 프레임의 결합구조

제1도는 알루미늄 프레임의 결합구조를 보여주는 부분절취 사시도.

제2도는 제1도의 선 Ⅱ-Ⅱ에 따른 단면도.

제3도는 본 고안에 따른 알루미늄 프레임의 결합구조를 보여주는 부분절취 분해사시도.

제4도는 본 고안에 따른 알루미늄 프레임의 결합구조를 보여주는 개략적 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 알루미늄 프레임 12 : 제1고정구멍

14 : 제2고정구멍 20 : 상부차체프레임

22 : 고정구멍 30 : 하부차체프레임

40 : 제1지지플레이트 50 : 제2지지플레이트

본 고안은 알루미늄 프레임의 결합구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 알루미늄 프레임을 견고히 고정시킴과 동시에 충돌시에 충격분포를 고르게 하여 자동차의 내측으로의 침입량을 최소화함은 물론 인명피해를 방지할 수 있는 알루미늄 프레임의 결합구조에 관한 것이다.

자동차의 구성부분을 크게 나누면 섀시(chassis)와 보디(body)로 나눌 수 있다. 상기 보디는 엔진룸, 승객룸, 적재함(트렁크)등으로 이루어지고 승객 또는 하물이 탑승 또는 탑재되는 부분을 지칭하며 자동차의 외장(外裝)에 상당하는 것이다.

그리고 상기 섀시는 자동차에서 보디를 제외한 부분을 지칭하며, 자동차의 보디 또는 섀시프레임에 탑재되는 엔진, 변속기, 제동장치 등, 주행하는데 필요한 장치 일체를 지칭하는 중요한 구성요소이다.

한편, 중소형의 자동차에서는 섀시 프레임을 사용하지 않는 경우가 있는 바, 이는 보디에 필요한 강도와 강성을 부여할 수 있도록 제작하여 보디에 직접 엔진과 동력전달장치 등을 장치하는 형식이 이용될 수 있기 때문이다. 또한, 최근에는 상기 차량의 중량을 경감하기 위하여 보디 또는 섀시의 일부분의 프레임을 알루미늄으로 제작하여 사용하는 추세에 있다.

이와 같이 자동차에 적용되는 알루미늄 프레임은 제1도에 도시한 바와 같이 필요에 따라 예컨데 자동차의 루프패널 또는 상부차체프레임(2)에 고정되는 필러프레임과 같은 프레임을 알루미늄 프레임(4)으로 교체하여 자동차의 상부프레임(2) 및 하부차체프레임(2')에 일체로 고정시킬 수 있는 바, 이같은 알루미늄 프레임의 고정에는 용접방식이 이용된다. 이와 같이 차체의 일부 또는 섀시의 일부를 알루미늄 프레임(4)을 이용하여 구성하므로서 자동차의 중량을 줄일 수 있음과 동시에 자동차의 경량화를 통해 연료의 소모량을 줄일 수 있는 것이다.

그러나 상기와 같이 구성된 알루미늄 프레임을 사용할 경우 여러 가지의 문제점이 초래되었다.

즉, 상기와 같은 알루미늄 프레임을 사용하여 어느 정도의 중량은 줄일 수 있었지만, 알루미늄 프레임과 그것이 공정되는 차체 프레임간의 용접된 부분에서 비틀림이 발생되어 상호 일탈을 초래할 수 있으며 심한 경우 그 이탈부가 실내로 침입하여 운전자 또는 탑승객에게 심각한 상해를 입히는 문제점이 있었다.

특히, 자동차의 전,후방 충돌시 해당 용접부에서 이같은 충격에 대한 강성이 낮아 차체를 크게 손상시킴은 물론 탑승자 또는 운전자의 안전을 보장할 수 없으므로 안정성의 저하는 물론 사용자에게 제품에 대한 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있다.

이에 본 고안은 상기한 문제를 감안하여 안출된 것으로서, 그 목적은 알루미늄 프레임을 그것이 용접되는 다른 차체 프레임에 별도의 고정수단을 이용하여 견고히 고정시킴과 동시에 충돌시에 충격분포를 고르게 하여 자동차의 내측으로의 침입량을 최소화함은 물론 인명피해를 방지할 수 있는 알루미늄 프레임의 결합구조를 제공함에 있다.

이같은 목적은 본 고앉에 의해 달성되는 바, 본 고안의 일면에 따르면, 자동차의 경량화를 위한 알루미늄 프레임의 상단부가 차체의 상부차체프레임에 용접되고 하단부가 하부차체프레임에 용접되며 상기 각각의 용접부에 각각 제1지지플레이트 및 제2지지플레이트가 고정되는 알루미늄 프레임의 결합구조에 있어서, 상기 알루미늄 프레임의 상단부 근처에는 제1고정구멍이 천공형성되고 하단부 근처에는 제2고정구멍이 천공형성되며, 상기 상부차체프레임의 용접부의 근처에는 상기 알루미늄 프레임의 제1고정구멍과 쌍을 이루는 고정구멍이 천공형성되고 상기 하부차체프레임의 용접부의 근처에는 상기 알루미늄 프레임의 제2고정구멍과 쌍을 이루는 고정구멍이 천공형성되며, 상기 알루미늄 프레임의 제1고정구멍에는 상기 제1지지플레이트의 제1고정핀이 억지끼워맞춤 고정되고 상기 상부차체프레임의 고정구멍에는 상기 제1지지플레이트의 제2고정핀이 억지끼워맞춤 고정되며, 상기 알루미늄 프레임의 제2고정구멍에는 상기 제2지지플레이트의 제1고정핀이 억지끼워맞춤 고정되고 상기 하부차체프레임의 고정구멍에는 상기 제2지지플레이트의 제2고정핀이 억지끼워맞춤 고정되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명할 것인 바, 제3도에는 본 고안에 따른 알루미늄 프레임의 결합구조를 보여주는 부분절취 분해사시도가 도시되어 있으며, 제4도에는 본 고안에 따른 알루미늄 프레임의 결합구조를 상세하게 보여주는 종단면돋가 도시되어 있다.

제3도 및 제4도에 있어서, 본 고안의 일예로써, 자동차의 알루미늄 프레임중 하나인 중앙 필러부를 형성하는 알루미늄 프레임(10)은 상단부가 예컨데 루프패널의 일부를 형성하는 상부차체프레임(20)에 용접되며, 또한 하단부는 예컨대 자동차의 록커패널의 일부를 형성하는 하부차체프레임(30)에 용접되도록 형성된다.

한편, 알루미늄 프레임(10)의 상단부 근처에는 제1고정구멍(12)이 천공형성되고, 또한 하단부 근처에는 제2고정구멍(14)이 천공형성된다.

또한, 이에 대응하게 상기 상부차체프레임(20)의 제위치 즉, 상기 알루미늄 프레임(10)의 상단부가 용접되는 용접부의 근처에는 고정구멍(22)이 천공형성되며, 상기 하부차체프레임(30)의 제위치 즉, 상기 알루미늄 프레임(10)의 하단부가 용접되는 용접부의 근처에는 고정구멍(32)이 천공형성된다.

이에 따라 알루미늄 프레임(10)의 제1고정구멍(12)과 상부차체프레임(20)의 고정구멍(22)은 상부에서 한쌍의 고정구멍을 이루며, 또한 알루미늄 프레임(10)의 제2고정구멍(14)과 하부차체프레임(30)의 고정구멍(32)은 하부에서 한쌍의 고정구멍을 이룬다.

특히, 본 고안에 따른 알루미늄 프레임(10)의 결합구조에는 2개의 지지플레이트가 제공되는 바, 이중 제1지지플레이트(40)는 각각의 용접부 즉, 알루미늄 프레임(10)과 상부차체프레임(20)의 용접부의 외측면에 접하는 몸체부(42)를 구비하며, 그 몸체부(42)의 하부에는 상기 알루미늄 프레임(10)의 제1고정구멍(12)에 억지끼워 맞춤식으로 강제고정되는 제1고정핀(44)이 돌출형성되고, 또한 그 몸체부(42)의 상부에는 상부차체프레임(20)의 고정구머(22)에 억지끼워 맞춤식으로 강제고정되는 제2고정핀(46)이 일체로 돌출형성된다. 물론 상기 각각의 플레이트(40,50)는 알루미늄보다 강성이 우수한 강철과 같은 금속재로 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 제2지지플레이트(50)는 상기 제1지지플레이트(40)와 동일구조로 형성되는 바, 즉 알루미늄 프레임(10)과 하부차체프레임(30)의 용접부의 외측면에 접하는 몸체부(52)를 지니며, 그 몸체부(52)의 상부에는 상기 알루미늄 프레임(10)의 제2고정구멍(14)에 억지끼워 맞춤되는 제1고정핀(54)이 돌출형성되고, 또한, 그 몸체부(52)의 하부에는 하부차체프레임(30)의 고정구멍(32)에 억지끼워 맞춤되는 제2고정핀(56)이 일체로 돌출형성된다.

물론, 상기 각각의 지지플레이트(40,50)의 각각의 고정핀(44,46; 54,56)의 길이는 그것의 삽입되는 고정구멍(12,22; 14,32)의 깊이에 상응하게 설정되는 것이 바람직하다.

이같은 지지플레이트(40,50)를 이용한 알루미늄 프레임(10)의 차체프레임(20,30)에 대한 결합방식 및 그 작용모드에 의하면, 먼저, 알루미늄 프레임(10)의 상단부를 상부차체프레임(20)에 용접하고, 또한, 알루미늄 프레임(10)의 하단부를 하부차체프레임(30)에 용접한 상태에서 제1지지플레이트(40)의 제1고정핀(44)을 알루미늄 프레임(10)의 제1고정구멍(12)에 일치시키고 동시에 제2고정핀(46)을 상부차체프레임(20)의 고정구멍(22)에 일치시킨 상태에서 몸체부(42)를 고무망치와 같은 타격수단을 이용하여 타격하면 각각의 고정핀(44,46)이 각각의 고정구멍(12,22)에 억지끼워 맞춤식으로 강제 삽설되어 고정된다.

동일방식으로, 제2지지플레이트(50)의 각각의 고정핀(54,56)을 알루미늄 프레임(10)의 제2고정구멍(14) 및 하부차체프레임(30)의 고정구멍(32)에 각각 일치시킨 상태에서 그것의 몸체부(52)를 타격하면 각각의 고정편(54,56)이 고정구멍(14,32)에 억지끼워 맞춤되어 강제 고정된다.

이와 같이 이루어진 알루미늄 프레임의 결합구조에 따르면, 예컨대 자동차의 충돌시 각각의 지지플레이트(40,50)에 의해 각각의 프레임(10,20,30)간의 용접부의 일탈이 방지되며, 또한 외부에서 충격이 가해져 알루미늄 프레임(10) 및 자동차 프레임(20,30)에 전달되는 경우 이들 각각의 프레임간의 용접부에 고정된 각각의 지지플레이트(40,50)가 충격하중의 일부를 흡수함은 물론 각각의 프레임에 충격하중을 고르게 분포시킬 수 있어 충격에 대한 강성이 증대되며 이에따라 차량의 충돌시 탑승자 또는 운전자의 안전을 보장할 수 있다.

결과적으로, 본 고안에 따른 알루미늄 프레임의 결합구조에 의하면, 알루미늄 프레임과 차체프레임간의 각각의 용접부에 각각의 프레임에 동시에 일체로 고정되는 지지플레이트가 제공됨으로써, 자동차의 충돌로 인한 충격하중의 전달시 알루미늄 프레임 자체의 변형뿐 아니라 특히 용접부의 일탈을 완전방지할 수 있어 차체 전체의 강성을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 탑승자 또는 운전자의 안전성이 향상되는 효과를 갖는다.

Claims (1)

1. 자동차의 경량화를 위한 알루미늄 프레임(10)의 상단부가 차체의 상부차체프레임(20)에 용접되고 하단부가 하부차체프레임(30)에 용접되며 상기 각각의 용접부에 각각 제1지지플레이트(40) 및 제2지지플레이트(50)가 고정되는 알루미늄 프레임의 결합구조에 있어서, 상기 알루미늄 프레임(10)의 상단부 근처에는 제1고정구멍(18)이 천공형성되고 하단부 근처에는 제2고정구멍(14)이 천공형성되며, 상기 상부차체프레임(20)의 용접부의 근처에는 상기 알루미늄 프레임(10)의 제1고정구멍(12)과 쌍을 이루는 고정구멍(22)이 천공형성되고 상기 하부차체프레임(30)의 용접부의 근처에는 상기 알루미늄 프레임(10)의 제2고정구멍(14)과 쌍을 이루는 고정구멍(32)이 천공형성되며, 상기 알루미늄 프레임(10)의 제1고정구멍(12)에는 상기 제1지지플레이트(40)의 제1고정핀(44)이 억지끼워맞춤 고정되고 상기 상부차체프레임(20)의 고정구멍(22)에는 상기 제1지지플레이트(40)의 제2고정핀(46)이 억지끼워맞춤 고정되며, 상기 알루미늄 프레임(10)의 제2고정구멍(14)에는 상기 제2지지플레이트(50)의 제1고정핀(54)이 억지끼워맞춤 고정되고 상기 하부차체프레임(30)의 고정구멍(32)에는 상기 제2지지플레이트(50)의 제2고정핀(56)이 억지끼워맞춤 고정되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 프레임의 결합구조.