KR100293780B1 - 자동차용 서브프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 서브프레임에 관한 것으로, 제1크로스멤버(1)의 양단이 절곡되어 좌측사이드멤버(3)와 우측사이드멤버(4)에 삽입된 채 스폿웰딩되며, 이 스폿웰딩부(5)이후의 상기 좌측사이드멤버(3) 몸체에는 내측으로 눌려진 함입부(3a)가 형성된 구조로 이루어져, 충돌사고시 상기 용접부가 파단될 때까지 1차 충격흡수가 이루어지고, 이후 상기 함입부(3a)를 외측으로 변형시키면서 제1크로스멤버(1)의 단부가 좌측사이드멤버(3)의 내부로 밀려들어 오는 것에 의해 2차 충격흡수가 이루어진다.

따라서, 충격흡수혁의 향상으로 승차자의 안전도를 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 좌측사이드멤버(3)와 제1크로스멤버(1)와의 결합부 구조는 우측사이드멤버(4)에도 적용할 수 있음을 물론이다.

Description

자동차용 서브프레이{a sub-frame of vehicles}

본 발명은 자동차용 서브프레임에 관한 것으로, 특히 제1크로스멤버의 형상이 변경됨과 더불어 상기 제1크로스멤버와 좌·우측사이드멤버의 결합구조가 변경되어 전체적인 강성이 증진됨은 물론, 충돌사고시 충돌에너지의 흡수량이 증가되어 탑승자의 안전성이 향상되도록 된 자동차용 서브프레임에 관한 것이다.

일반적으로 현가장치는 차축과 차체를 연결하여 주행할 때 노면에서 받는 진동이나 충격을 차체에 직접 전달되지 않도록 하여 차체나 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 하는 장치로써, 전방현가장치는 도1에 도시된 바와 같이, 노면에서 받는 충격을 완화하도록 된 코일스프링과, 이 코일스프링의 자유진동을 억제하여 승차감을 좋게 하도록 된 쇽업소버와, 언더바디의 강도 및 강성을 증진시키도록 된 크로스멤버와, 휠의 움직임을 조절하도록 된 어퍼암과 로어암 및, 자동차가 옆으로 흔들리는 것을 방지하도록 된 스태빌라이저 등으로 구성되어 있다.

이러한 구성으로 이루어진 전방현가장치나 파워트레인(동력전달장치의 부품)을 정밀도 있게 조립함과 더불어 자동차의 부분적인 골격을 이루어 차량의 강성을 확보할 수 있도록 도1에 도시된 바와 같이, 서브프레임(10)이 엔진룸의 하부측 보디에 장착된다.

여기서, 상기 서브프레임(10)은 4개의 멤버가 상호 결합되어 전체적인 형상이 井모양을 이루도록 되어 있는 바, 종래의 서브프레임(10)은 도2에 도시된 바와 같이, 一자형상으로 형성된 제1크로스멤버(1)가 좌측사이드멤버(3)와 우측사이드멤버(4) 사이에 위치되어 야아측 단부가 상기 좌측사이드멤버(3)와 우측사이드멤버(4)에 각각 용접결합되고, 이 좌측사이드멤버(3)와 우측사이드멤버(4)의 후단에는 제2크로스멤버(2)의 양단이 각각 용접결합되는 구조로 이루어져 있다.

따라서 주행중 충돌사고가 일어나면 상기 제1크로스멤버(1) 및 좌·우측사이드멤버(3, 4)에서 충돌시 충격을 흡수하여 엔진룸이 실내쪽으로 유입되는 것을 억제토록 함으로써 승차자의 안전을 도모하고 있다.

그러나, 상기 제1크로스멤버(1)는 一자형상의 물품 양단이 단순히 좌측사이드멤버(3)와 우측사이드멤버(4)에 용접되어 있는 것이므로, 이 용접부의 용접강도 한계 내에서만 충격흡수가 가능하고, 충돌시 충격량이 제1크로스멤버(1)와 좌·우측사이드멤버(3, 4)의 용접강도 이상으로 매우 큰 경우에는 이 용접접합부가 파단되어 파단시점 이후로는 충격을 전혀 흡수하지 못하게 되므로 승차자의 부상정도가 심해지는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 제1크로스멤버와 좌·우측사이드멤버간의 용접부가 파단된 이후에도 제1크로스멤버가 충격에 대응하여 충격력을 흡수할 수 있도록 됨으로써 안전성이 일층 향상될 수 있도록 된 자동차용 서브프레임을 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 일반적으로 서브프레임이 설치된 상태를 나타내는 개략적인 사시도.

도2는 종래 구조에 따른 서브프레임의 평면도.

도3은 본 발명에 따른 서브프레임의 평면도.

도4는 도3의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도.

도5는 충돌사고시 상기 Ⅰ-Ⅰ선 단면부의 변형상태도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제1크로스멤버 1a : 단부

2 : 제2크로스멤버 3 : 좌측사이드멤버

3a : 함입부 4 : 우측사이드멤버

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 양단이 후방으로 절곡성형되어 그 단부가 각각 좌측사이드멤버와 우측사이드멤버의 앞쪽 단부에 수용되어 스폿용접(spot welding)되는 제1크로스멤버와, 이 제1크로스멤버의 상기 양측 단부를 수용하고 서브프레임의 양측부를 구성하는 상기 좌측사이드멤버 및 우측사이드멤버와, 이 좌·우측사이드멤버의 후부에 양단이 용접 접합된 제2크로스멤버로 이루어지되, 상기 좌측사이드멤버의 내부공간이 제1크로스멤버의 단부 직경보다 작아지도록 하는 함입부가 형성된 구조를 포함한다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도3은 본 발명에 따른 서브프레임의 평면도로서, 본 발명은 전방 구성부인 제1크로스멤버(1)와 좌·우측 구성부인 좌측사이드멤버(3) 및 우측사이드멤버(4)와, 후방 구성부인 제2크로스멤버(2)로 구성된다.

여기서, 상기 제2크로스멤버(2)는 종래와 동일하게 좌측사이드멤버(3)와 우측사이드멤버(4)의 후방에 양단이 단순용접을 통해 접합되어 있으며, 상기 제1크로스멤버(1)는 양단이 후방으로 절곡성형된 형상으로 되어 있고, 상기 좌측사이드멤버(3)와 우측사이드멤버(4)는 내부가 빈 관형물품으로서, 이 좌측사이드멤버(3)와 우측사이드멤버(4)의 앞쪽 단부로 상기 제1크로스멤버(1)의 절곡연장된 양쪽 단부가 삽입되며, 이 삽입되어 겹쳐진 부분이 스폿웰딩(5)되어 상호 접합된다.

또한, 상기 제1크로스멤버(1)의 좌측 단부(1a)는 뒤쪽으로 갈수록 직경이 축소되는 형상으로 되어 있고, 상기 단부(1a)가 위치된 부분 이후의 좌측사이드멤버(3)의 몸체부는 내측으로 함입성형되어 함입부(3a)가 형성되며, 이 함입부(3a)에 의해 도4에 도시된 바와 같이, 좌측사이드멤버(3)의 내부공간 높이는 상기 제1크로스멤버(1)의 좌측 단부(1a)의 직경보다 작게 형성된 구조로 이루어져 있다.

따라서, 자동차의 주행중 충돌사고가 발생되면 상기 제1크로스멤버(1)에서 1차적으로 충격력을 흡수하게 되며, 이때 충격력은 스폿용접부(5)를 통해 좌·우측 사이드멤버(3, 4)와 이들을 연결하는 제2크로스멤버(2)로 전달되어, 이후 서브프레임이 장착된 바디 전체로 분산흡수된다.

그러나, 충돌력이 어느 한계 이상이 넘는 경우에는 즉, 상기 제1크로스멤버(1)의 좌측 단부(1a)와 좌측사이드멤버(3)의 용접접합강도를 넘는 경우에는 스폿웰딩부(5)가 파단되고, 제1크로스멤버(1)가 뒤로 밀림에 의하여 그 단부(1a)가 좌측사이드멤버(3)의 함입부(3a)를 도5에 도시된 바와 같이 외측으로 밀어 올리면서 좌측사이드멤버(3)의 내부로 밀려들어 오게 된다.

이와 같이 제1크로스멤버(1)의 좌측 단부(1a)가 좌측사이드멤버(3)의 함입부(3a)를 변형시키면서 2차적으로 충격을 흡수하게 되며, 상기 단부(1a)의 유입이 계속 되면 단부(1a)가 좌측사이드멤버(3)의 중간 굴곡부분에 이르게 되며, 이후에는 좌측사이드멤버(3) 전체의 변형에 의한 충격흡수가 이루어진다.

즉, 충돌사고시 충격흡수가 수차례에 걸쳐 이루어지므로 충격흡수성능이 보다 향상되므로 엔진룸의 실내 유입을 최대한 저지할 수 있어 탑승자의 부상방지에 큰 효과가 있다.

한편, 상기와 같이 제1크로스멤버(1)의 단부(1a)가 직경이 작아지는 형상으로 형성되고, 또한 이를 수용하는 좌측사이드멤버(3)에 함입부(3a)가 형성되어, 상기 단부(1a)의 밀려 들어옴에 의한 함입부(3a)의 변형에 의해 충격을 흡수하도록 된 구조는 서브프레임의 좌측뿐만 아니라 우측에도 적용될 수 있는바, 충돌사고중 차량 전면의 일측 부분만이 충돌되는 오프셋(off-set)충돌에 대한 대비에 중점을 두는 경우에는 상기와 같이 좌측사이드멤버(3)에만(마주오는 차량은 주로 좌측부분에 충돌하게 된다.) 본 발명을 적용하고, 제작비용에 상관없이 오프셋충돌에 더하여 정면충돌에도 대응토록 하기 위해서는 우측사이드멤버(4)에도 동일한 구조를 적용할 수 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 제1크로스멤버의 절곡된 양단이 좌측사이드멤버와 우측사이드멤버의 양단으로 삽입되어 스폿웰딩되고, 이 스폿웰딩부 이후의 사이드멤버에는 함입부가 형성되어 충돌사고시 제1크로스멤버와 사이드멤버간의 용접접합부가 파단되어도 제1크로스멤버의 단부가 사이드멤버의 내부로 유입되면서 상기 함입부를 변형시키면서 충격을 재차 흡수하게 되므로, 충격흡수량이 커지고 엔진룸의 실내유입이 방지됨으로써 승차자의 안전도가 한층 향상되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 제1크로스멤버(1)의 양단이 좌측사이드멤버(3)와 우측사이드멤버(4)의 앞쪽에 용접되고, 이 좌측사이드멤버(3)와 우측사이드멤버(4)의 뒤쪽에는 제2크로스멤버(2)의 양단이 용접되는 구조로 이루어진 자동차용 서브프레임에 있어서, 상기 제1크로스멤버(1)의 양단이 후방으로 절곡되고, 이 절곡연장된 단부가 관형으로 형성된 상기 좌측사이드멤버(3)와 우측사이드멤버(4)의 앞부분에 삽입되어 스폿웰딩되며, 이 접합부분 이후의 좌측사이드멤버(3)와 우측사이드멤버(4)의 몸체는 내측으로 눌려져 내부공간의 높이가 제1크로스멤버(1)의 단부 직경보다 작도록 함입부가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 서브프레임.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1크로스멤버(1)의 단부는 직경이 후단으로 갈수록 축소성형된 것을 특징으로 하는 자동차용 서브프레임.