KR100343572B1

KR100343572B1 - 자동차용 프레임

Info

Publication number: KR100343572B1
Application number: KR1019990058234A
Authority: KR
Inventors: 박재홍
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2002-07-20
Also published as: KR20010056667A

Abstract

본 발명은 자동차용 프레임에 관한 것으로, 프레임(1)이, 중앙에 공간부(250)가 갖추어지도록 아웃터사이드멤버(210)의 일면에 인너사이드멤버(230)의 양끝단이 결합된 사이드멤버(200)와, 상기 인너사이드멤버(230)의 바깥면에 용접결합되어 충돌에 대해 충분한 내구성 및 결합강도를 만족시키는 범위내에서 공간부(250)의 크기를 최대한 축소시킬 수 있도록 된 보강브라켓트(300)와, 상기 보강브라켓트(300)의 바닥면을 관통하여 회전방지브라켓트(600)와 용접결합되도록 된 파이프너트(400)와, 끝단부위가 파이프너트(400)와 결합되는 결합부재(500)에 의해 보강브라켓트(300)의 바깥면에 결합되도록 된 크로스멤버(100)의 결합으로 이루어져, 상기 사이드멤버(200)의 전체적인 크기가 축소되어 전체적인 중량의 감소 및 원가의 절감효과를 기대할 수 있을 뿐만 아니라, 기타 섀시부품의 장착 및 작동공간이 상대적으로 넓어지게 되어 작업자의 작업편의성이 향상됨은 물론, 엔진룸의 공간도 넓게 확보할 수 있도록 된 것이다.

Description

자동차용 프레임{FRAME FOR A CAR}

본 발명은 크로스멤버와 사이드멤버의 결합으로 이루어진 프레임에 관한 것으로, 특히 보강브라켓트를 사이드멤버와 크로스멤버사이에 결합시켜 내구성 및 결합강도를 만족하는 범위내에서 엔진룸의 공간을 확장시킬 수 있도록 된 자동차용 프레임에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차는 크게 나누어 차체와 섀시로 구성되어 있으며, 차체는 자동차의 외형이 되는 부분으로 차실(車室), 하대(荷臺), 기관실, 트렁크실, 펜더등으로 구성되고, 운전자나 승차인원에 필요한 안정성, 공간, 거주성등의 요소를 필요로 한다.

그리고, 섀시는 자동차에서 차체부분을 제외한 부분이며, 섀시프레임에 기관이나 주행에 필요한 장비를 설치한 것으로 이것 자체로도 주행이 가능한 부분이다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이 자동차의 골격이 되는 프레임(1)은, 주행중에 받는 노면으로 부터의 충격이나 화물의 하중등에 의하여 생기는 굽음, 비틀림, 인장 및 진동등에 충분히 견딜 수 있는 강도와 하중을 지님과 동시에 가벼워야 하며, 자동차의 진행방향에 대하여 직각으로 설치되는 크로스멤버(10)와, 이 크로스멤버(10)와 결합되면서 자동차의 진행방향에 대해 전후방향으로 설치되어 차제의 측면을 구성하는 부재인 사이드멤버(20)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 사이드멤버(20)는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 평판종류의 아웃터사이드멤버(21)와, 모자모양의 판넬처럼 형성되어 상기아웃터사이드멤버(21)의 일면에 양끝단이 각각 용접결합되도록 된 인너사이드멤버(23)로 이루어지며, 상기 아웃터사이드멤버(21)와 인너사이드멤버(23)사이에는 소정크기의 공간부(25)가 형성되게 된다.

한편, 상기 공간부(25)에는, 내구성 및 결합강도를 유지시키기 위한 보강브라켓트(30)가 소정의 모양으로 절곡형성되어 마주보는 아웃터사이드멤버(21)와 인너사이드멤버(23)의 일면에 각각 용접결합되어 있으며, 또한 상기 공간부(25)에는 소정길이의 파이프너트(40)가 양단이 보강브라켓트(30)에 단단히 고정되도록 설치되어 있다.

이하, 상기 크로스멤버(10)와 사이드멤버(20)와 보강브라켓트(30) 및 파이프너트(40)의 종래 결합구조에 대해 도 2와 도 3을 참조로 상세히 설명한다.

먼저, 상기 보강브라켓트(30)에 파이프너트(40)를 관통시켜 파이프너트(40)의 양끝단을 보강브라켓트(30)와 맞닿도록 용접결합시킨 다음, 상기 보강브라켓트(30)를 인너사이드멤버(23)의 안쪽면에 위치시켜 맞닿는 부위를 용접결합시킨후, 상기 인너사이드멤버(23)를 아웃터사이드멤버(21)의 일면에 밀착시켜 보강브라켓트(30)와 아웃터사이드멤버(21)의 일면을 용접결합시킴과 더불어 인너사이드멤버(23)의 양끝단부위를 아웃터사이드멤버(21)의 일면에 용접결합시킨다.

다음, 상기 크로스멤버(10)의 일단을 인너사이드멤버(23)의 하단면에 위치시키되, 상기 크로스멤버(10)에 형성된 결합구멍(11)이 상기 파이프너트(40)의 입구(41)와 연통되도록 위치시킨 다음, 볼트와 같은 결합부재(50)를 결합구멍(11)으로 관통시키면서 상기 파이프너트(40)와 결합시키게 되면, 상기 크로스멤버(10)와 사이드멤버(20)가 단단히 결합됨으로써 프레임(1)을 형성하게 된다.

그러나, 상기와 같이 보강브라켓트(30)를 인너사이드멤버(23)의 안쪽으로 설치하게 되면, 내구성 및 결합강도를 만족시키기 위해 상기 공간부(25)의 크기를 크게 확보해야 하며, 이로인해 상기 사이드멤버(20)의 전체적인 크기가 커지게 되어 전체적인 중량이 증가 및 원가의 상승을 초래하게 될 뿐만 아니라, 기타 섀시부품의 장착 및 작동공간이 상대적으로 협소해짐으로 인해 작업자의 작업편의성이 저하되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 인너사이드멤버와 아웃터사이드멤버사이의 공간부를 줄이면서 보강브라켓트와 파이프너트를 인너사이드멤버와 크로스멤버사이에 설치하여, 내구성 및 결합강도를 만족시키는 범위내에서 상기 공간부의 크기를 최대한으로 축소시킴으로 인해, 사이드멤버의 전체적인 크기가 축소되어 전체적인 중량의 감소 및 원가의 절감효과를 기대할 수 있을 뿐만 아니라, 기타 섀시부품의 장착 및 작동공간이 상대적으로 넓어지게 되어 작업자의 작업편의성이 향상됨은 물론, 엔진룸의 공간도 넓게 확보할 수 있도록 된 자동차용 프레임을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 중앙에 공간부가 갖추어지도록 아웃터사이드멤버의 일면에 인너사이드멤버의 양끝단이 결합되도록 된 사이드멤버와, 상기 인너사이드멤버에 용접결합된 보강브라켓트와, 상기 보강브라켓트를 관통하여 고정되도록 된 파이프너트와, 끝단의 소정부위가 결합부재에 의해 상기 파이프너트와 결합되도록 된 크로스멤버의 결합으로 이루어진 자동차용 프레임에 있어서, 상기 파이프너트가 보강브라켓트의 바닥면을 관통하여 회전방지브라켓트와 용접결합되고, 상기 보강브라켓트가 충돌에 대해 충분한 내구성 및 결합강도를 만족시키는 범위내에서 상기 공간부의 크기를 최대한 축소시킬 수 있도록 인너사이드멤버의 바깥면에 용접결합되며, 상기 크로스멤버의 끝단부위가 파이프너트와 결합되는 결합부재에 의해 보강브라켓트의 바깥면에 결합되도록 된 것을 특징으로 한다.

도 1은 차체에 설치된 프레임 설명하기 위한 개략적인 사시도,

도 2와 도 3은 종래기술에 따라 사이드멤버와 크로스멤버의 결합관계를 설명하기 위한 사시도 및 Ⅰ-Ⅰ선 부분단면도,

도 4와 도 5는 본 발명에 따른 사이드멤버와 크로스멤버의 결합관계를 설명하기 위한 사시도 및 Ⅱ-Ⅱ선 부분단면도,

도 6과 도 7은 본 발명에 따른 보강브라켓트를 설명하기 위한 사시도,

도 8은 본 발명에 따른 보강브라켓트와 파이프너트와의 결합구조를 설명하기 위한 분해사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 - 프레임 100 - 크로스멤버

200 - 사이드멤버 210 - 아웃터사이드멤버

220 - 인너사이드멤버 250 - 공간부

300 - 보강브라켓트 310 - 공간홈

400 - 파이프너트 500 - 결합부재

600 - 회전방지브라켓트

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 4와 도 5는 본 발명에 따른 사이드멤버와 크로스멤버의 결합관계를 설명하기 위한 사시도 및 Ⅱ-Ⅱ선 부분단면도로서, 자동차의 골격이 되는 프레임(1)은 외관상 자동차의 진행방향에 대하여 직각으로 설치되는 크로스멤버(100)와, 이 크로스멤버(100)와 결합되면서 자동차의 진행방향에 대해 전후방향으로 설치되어 차제의 측면을 구성하는 부재인 사이드멤버(200)의 결합으로 이루어져 있다.

여기서, 상기 사이드멤버(200)는 평판류의 아웃터사이드멤버(210)와, 모자모양의 판넬처럼 형성되어 상기 아웃터사이드멤버(210)의 일면에 양끝단이 각각 용접결합되도록 된 인너사이드멤버(230)로 이루어지며, 상기 아웃터사이드멤버(210)와 인너사이드멤버(230)사이에는 충돌에 대한 내구성 및 결합강도를 유지시키기 위한 소정크기의 공간부(250)가 형성되게 된다.

그리고, 상기 인너사이드멤버(230)의 하부 바깥면에는 안쪽으로 오목한모양(凹)으로 형성되어 사이드멤버(230)의 강성을 증진시키도록 된 보강브라켓트(300)가 용접결합되고, 상기 보강브라켓트(300)에는 소정길이의 파이프너트(500)가 바닥면을 관통하여 그 상단이 안쪽으로 돌출되도록 설치되어 있다.

또한, 상기 보강브라켓트(300)의 하부에는 결합구멍(410)이 형성된 크로스멤버(100)의 끝단이 파이프너트(40)와 결합되는 결합부재(50)에 의해 단단히 결합되어 있다.

여기서, 상기 보강브라켓트(300)는 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 크로스멤버(100)의 좌우측부에 따라 그 형상은 조금 다르게 형성되어 있지만, 안쪽으로는 오목한 모양의 공간홈(310)이 갖추어져 있으면서 바닥면에는 상기 파이프너트(400)가 관통되도록 관통구멍(420)이 갖추어져 있다.

한편, 상기 보강브라켓트(300)의 공간홈(310)으로 돌출된 파이프너트(400)의 상단부에는 도 5와 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 결합부재(500)의 체결 및 해체시 파이프너트(400)가 상기 보강브라켓트(300)의 관통구멍(320)내에서 헛도는 것을 방지하기 위한 회전방지브라켓트(600)가 용접결합되게 된다.

즉, 상기 보강브라켓트(300)의 상단부가 회전방지브라켓트(600)에 형성된 고정구멍(610)으로 삽입된 상태에서 용접결합에 의해 단단히 고정되게 된다.

그리고, 상기 보강브라켓트(300)의 공간홈(310)은 도 8에 도시된 바와 같이 바닥면으로부터 동일한 높이의 위치에서는 가로폭(D₁)과 세로폭(D₂)이 각각 다른 길이로서 형성되어 있다.

즉, 상기 공간홈(310)의 가로폭(D₁)이 상기 회전방지브라켓트(600)의 길이(L)보다 크게(D₁＞ L) 형성되면, 상기 공간홈(310)의 나머지 세로폭(D₂)은 상기 회전방지브라켓트(600)의 길이(L)보다 작게(D₂＜ L) 형성된다.

여기서, 상기 공간홈(310)의 가로폭(D₁)과 세로폭(D₂)을 각각 다른 길이로서 형성시킨 이유는, 상기 결합부재(500)를 이용한 크로스멤버(100)의 결합 또는 해체시 상기 파이프너트(400)가 회전방지브라켓트(600)에 의해 계속적으로 헛도는 현상을 방지하기 위함이다.

이하, 본 발명에 따른 상기 크로스멤버(100)와 사이드멤버(200)와 보강브라켓트(300) 및 파이프너트(400)의 결합구조에 대해 도 4 내지 도 8을 참조로 상세히 설명한다.

먼저, 상기 인너사이드멤버(230)를 아웃터사이드멤버(210)의 일면에 밀착시켜 인너사이드멤버(230)의 양끝단부위를 아웃터사이드멤버(21)의 일면에 용접결합시킨다.

다음, 상기 파이프너트(400)의 상단부를 보강브라켓트(300)의 관통구멍(320)으로 관통시켜 보강브라켓트(300)의 공간홈(310)내에 위치시킨 후, 회전방지브라켓트(600)를 이동시켜 고정구멍(610)과 상기 보강브라켓트(300)의 상단부를 끼워 맞춘 상태에서, 용접결합으로 상기 파이프너트(400)와 회전방지브라켓트(600)를 단단히 결합시킨다.

다음, 파이프너트(400)가 결합된 보강브라켓트(300)를 상기인너사이드멤버(230)의 하부 바깥면으로 위치시켜 용접결합에 의해 단단히 결합시킨다.

여기서, 상기 보강브라켓트(300)를 인너사이드멤버(230)의 하부 바깥면으로 위치시켜 용접결합시키게 되면, 상기 아웃터사이드멤버(210)와 인너사이드멤버(230)사이의 공간부(250)의 크기가 충돌에 대해 충분한 내구성 및 결합강도를 만족시키는 범위내에서 최대한 축소되게 되므로, 상기 사이드멤버(200)의 전체적인 크기가 축소되어 전체적인 중량의 감소 및 원가의 절감효과가 있게 된다.

또한, 기타 섀시부품의 장착 및 작동공간이 상대적으로 넓어지게 되어 작업자의 작업편의성이 향상됨은 물론, 엔진룸의 공간도 넓게 확보할 수 있게 되므로, 차량 정비시 작업효율의 향상을 기대할 수 있게 된다.

다음, 상기 크로스멤버(100)의 일단을 보강브라켓트(300)의 하단면에 위치시키되, 상기 크로스멤버(100)에 형성된 결합구멍(110)이 상기 파이프너트(400)의 입구(410)와 연통되도록 위치시킨 다음, 볼트와 같은 결합부재(500)를 결합구멍(110)으로 관통시키면서 상기 파이프너트(400)와 결합시키게 되면, 상기 크로스멤버(100)와 사이드멤버(200)가 단단히 결합되어 프레임(1)을 형성하게 된다.

여기서, 상기 결합부재(500)를 파이프너트(400)에 삽입시켜 공구를 이용해 상기 결합부재(500)를 결합방향으로 회전시키게 되면, 처음에는 상기 파이프너트(400)가 대략 45。이내의 각도내에서 결합방향과 같은 방향으로 조금 회전되다가 회전방지브라켓트(600)와 보강브라켓트(300)와의 접촉에 의해 회전이 정지되게 되며, 이후 상기 결합부재(500)만이 계속적으로 회전되게 되므로, 상기 결합부재(500)와 파이프너트(400)와의 결합이 이루어지게 된다.

반대로, 상기 파이프너트(400)에서 결합부재(500)의 해체시에도 상기 파이프너트(400)가 처음에는 결합해체방향과 같은 방향으로 조금 회전되다가 회전이 정지되게 되며, 이후 상기 결합부재(500)만이 계속적으로 회전되게 되므로, 상기 결합부재(500)와 파이프너트(400)와의 결합해체가 용이하게 이루어지게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 파이프너트가 결합된 보강브라켓트가 인너사이드멤버의 하부 바깥면에서 용접결합되어져, 상기 아웃터사이드멤버와 인너사이드멤버사이의 공간부의 크기가 충돌에 대해 충분한 내구성 및 결합강도를 만족시키는 범위내에서 최대한 축소됨으로 인해, 사이드멤버의 전체적인 크기가 축소되어 전체적인 중량의 감소 및 원가의 절감효과를 기대할 수 있을 뿐만 아니라, 기타 섀시부품의 장착 및 작동공간이 상대적으로 넓어지게 되어 작업자의 작업편의성이 향상됨은 물론, 엔진룸의 공간도 넓게 확보할 수 있는 효과가 있다.

Claims

중앙에 공간부가 갖추어지도록 아웃터사이드멤버의 일면에 인너사이드멤버의 양끝단이 결합된 사이드멤버와, 상기 인너사이드멤버에 용접결합된 보강브라켓트와, 상기 보강브라켓트를 관통하여 고정되는 파이프너트와, 끝단의 소정부위가 결합부재에 의해 상기 파이프너트와 결합되는 크로스멤버의 결합으로 이루어진 자동차용 프레임에 있어서,

상기 파이프너트(400)가 보강브라켓트(300)의 바닥면을 관통하여 회전방지브라켓트(600)와 용접결합되고, 상기 보강브라켓트(300)가 충돌에 대해 충분한 내구성 및 결합강도를 만족시키는 범위내에서 상기 공간부(250)의 크기를 최대한 축소시킬 수 있도록 인너사이드멤버(230)의 바깥면에 용접결합되며, 상기 크로스멤버(100)의 끝단부위가 파이프너트(400)와 결합되는 결합부재(500)에 의해 보강브라켓트(300)의 바깥면에 결합되되, 상기 보강브라켓트(300)의 안쪽으로는 오목한 모양의 공간홈(310)이 구비되고 바닥면에는 상기 파이프너트(400)가 관통되는 관통구멍(320)이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 프레임.
제 1항에 있어서, 상기 홈(310)의 가로폭(D₁)과 세로폭(D₂)중 어느 한 폭(D₁)이 상기 회전방지브라켓트(600)의 길이(L)보다 크게 형성되면 나머지 폭(D₂)은 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 프레임.
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