KR100393534B1 - 크레이들 조립체 - Google Patents

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KR100393534B1
KR100393534B1 KR1019970704170A KR19970704170A KR100393534B1 KR 100393534 B1 KR100393534 B1 KR 100393534B1 KR 1019970704170 A KR1019970704170 A KR 1019970704170A KR 19970704170 A KR19970704170 A KR 19970704170A KR 100393534 B1 KR100393534 B1 KR 100393534B1
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프랭크 에이. 호튼
게리 에이 부틴스키
마이클 제이. 데버
매티아스 길
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코스마 인터내셔널 인코포레이티드
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Abstract

자동차용 크레이들 조립체(10)는 한 쌍의 이격된 측면 프레임 부재(12,14), 전방 횡단 프레임 부재(24) 및 후방 횡단 프레임 부재(26)을 포함한다. 전방 횡단 프레임 부재는 측면 프레임 부재의 전방단부(16,18)에 연결된다. 후방 횡단 프레임 부재는 측면 프레임 부재의 후방단부들(20,22)에 연결된다. 각 블랭크의 내부로 유압을 제공하여 각 블랭크를 반경방향으로 확장시키는 하이드로포밍 성형법을 사용하여 상기 프레임 부재들을 관형 금속 블랭크로부터 형성시켜서, 프레임 부재가 관련 블랭크의 본래의 외형에 관하여 변형된 외형을 갖도록 한다. ⅰ)변형된 외형에 의해 형성된 단면이 본래의 단면보다 5%이상 크고, ⅱ)단위 길이당 금속량이 측면 프레임 부재의 어떤 다른 영역보다 더 큰 길이방향 영역이 하나이상 존재하도록, 하이드로포밍 공정동안에 측면 프레임 부재의 단위 길이당 금속량이 변화된다. 측면 프레임 부재 각각은, 차량용 서스펜션 부재를 관련 측면 프레임 부재에 장착하기 위하여 구성배치된 단단한 서스펜션 장착구조체를 갖는다. 단단한 서스펜션 장착구조체는, 본래의 단면의 5%이상 커진 변형된 외주 구조에 의해 형성된 단면을 갖는 하나이상의 길이방향의 영역에서 관련 측면 프레임 부재에 단단히 고정된다.

Description

크레이들 조립체
일반적으로, 자동차용 프레임은 래더 프레임 조립체(ladder frame assembly) 또는 일체형으로 구성된다. 본 발명은 일체형 차량 프레임의 전방부에 고정되는 엔진 크레이들 조립체에 관한 것이다. 일반적으로 엔진 크레이들은 차량 엔진의 아래쪽에 제공되고 그 위에 엔진이 장착되도록 구성한다. 또한 상기 엔진 크레이들은 차량 전방단부 서스펜션, 조향 유압장치 및 그 외의 적절하다고 여겨지는 차량 요소들을 장착하는데 적용된다.
상기 크레이들 조립체는, 상기 크레이들 조립체를 통해 전방단부 서스펜션으로 전달되는, 차량의 엔진 중량 및 차량의 전체 중량(및 운반 하중)에 기인한 상당히 큰 기계적인 응력에 노출되기 때문에, 단단한 구조로 되어 있어야 한다. 일반적으로 상기 크레이들 조립체는 전방단부(front end) 및 후방단부(rear end)를 갖는 한 쌍의 이격된 측면 프레임 부재와, 측면 프레임 부재의 전방단부들을 가로질러 연결되는 전방 횡단 프레임 부재와, 측면 프레임 부재의 후방단부들 사이에서 연장되는 후방 횡단 프레임 부재로 만들어진다. 일반적으로 서스펜션 장착구조체는 이격된 측면 프레임 부재 상에 장착되고, 차량의 전방단부 서스펜션을 장착하도록 구성된다. 상기 기계적인 응력 때문에, 특히, 차량 서스펜션이 장착될 크레이들 조립체의 일부분에서, 그러한 큰 집중 응력을 수용할 수 있는 "강한 지점"을 갖는 크레이들 조립체가 제작되는 것이 바람직하다.
충분한 강도를 갖는 크레이들 조립체를 제작하는 것이 중요한 반면에, 상기 크레이들 조립체를 과도한 양의 금속으로 만들지 않는 것도 중요하며, 만일 그렇지 않으면 재료비와 차량 중량이 불필요하게 높게 된다. 따라서, 크레이들 프레임의 프레임 부재는 대부분이 중공(관형) 형태이다.
본 특허명세서에는 하이드로포밍(hydroforming) 기술을 활용하여 관형 프레임 부재들을 제작하는 한 방법을 개시한다. 예를 들면, 미국 특허 번호 5,339,667 에는 둥근 관형 블랭크(blank)가 하이드로포밍 주형에 위치한 후 약 5% 정도 반경방향으로 팽창되어 일반적으로 박스형 단면 형상을 갖는 프레임을 형성하도록 하는 하이드로포밍 방법이 개시된다. 상기 특허에 개시된 상기 공정은 균일하게 얇은 벽 두께를 갖고 단위 길이당 금속의 양을 증가시킴으로써 어느 특정한 부분이 강화되지 않은 완전한 프레임 부재를 형성한다. 또한, 미국 특허 번호 제5,333,775호에 개시된 하이드로포밍 기술에서는, 단부끼리 용접된 상이한 벽두께의 복수의 관형 블랭크 부분을 제공하여 다른 부분들보다 강한 하이드로포밍된 부재의 특정 부분을 제작하는 방법이 개시되어, 상기 완성된 하이드로포밍된 부재가 원하는 위치에서 더 큰 벽두께를 갖도록 한다. 상기 특허에서 개시된 방법은 다소 장황하고, 하이드로포밍 공정동안에 단위 길이당 금속량을 변화시켜 다른 부분들에 비해 완성된 프레임 부재의 소정 부분을 강화하도록 관형 블랭크를 변형시킴으로써 하이드로포밍된 프레임 부재를 생산하지 않는다. 더욱이, 엔진 크레이들 조립체를 제조하는데 있어서의 하이드로포밍 기술의 사용을 개시하지 않고 있고, 또한 국부집중된 응력을 수용하도록 하기 위해 서스펜션 장착구조체가 고정되는 위치에서 단위길이당 비교적 더 많은 양의 금속을 제공함으로써 조립체를 강화시키는 것과 관련된 기술은 전혀 개시되지 않았다.
본 발명은 자동차용 엔진 크레이들 조립체 및 이것을 제조하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 원리에 따라 제조된 크레이들 조립체의 제1실시예의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 원리에 따라 제조된 크레이들 조립체의 제2실시예의 사시도이다.
도 3은 다양한 차량 요소를 장착한 본 발명에 따른 크레이들 조립체의 사시도이다.
도 4는 크레이들 조립체를 차량용 프레임에 부착하였을 경우에 있어서 도 1의 선 4-4를 따라 절단한 단면부에서의 차량용 프레임과 크레이들 조립체의 결합을 도시한 단면도이다.
도 5a 내지 5f는 본 발명의 원리에 따라 크레이들 조립체를 제조하는 데 사용되는 하이드로포밍 공정 시에, 프레임 부재를 형성하는 데 사용되는 금형 조립체 및 관형 블랭크의 단면도이다.
따라서, 상술한 한계점들을 극복할 수 있는 크레이들 조립체를 제조할 필요가 있다. 그러므로, 본 발명의 목적은 이러한 필요성을 만족시키는 크레이들 조립체를 제공하는 것이다. 본 발명의 원리에 따라서, 이격된 한 쌍의 측면 프레임 부재와, 전방 횡단 프레임 부재 및 후방 횡단 프레임 부재를 구비한 크레이들 조립체가 제공된다. 측면 프레임 부재는 전방단부 및 후방단부를 가지고, 전방 횡단 프레임 부재는 측면 프레임 부재의 전방단부에 연결된다. 또한, 후방 횡단 프레임부재는 측면 부재의 후방단부들 사이에 연장된다. 상기 프레임 부재들은 각 블랭크의 내부로 유압을 제공하여 반경방향으로 확장시킴으로써 프레임 부재가 관련 블랭크의 본래의 외형에 대해 변형된 외형을 갖도록 하는 하이드로포밍 성형법에 의하여 관형 금속 블랭크로부터 형성된다. 측면 프레임 부재는 하이드로포밍공정동안에 단위 길이 당 금속량이 변화되어 (가) 변형된 외형에 의해 형성된 단면이 본래의 단면의 5% 이상 커지고, (나) 단위 길이당 금속량이 측면 프레임 부재의 다른 부분보다 큰 하나이상의 길이방향의 영역이 존재한다. 측면 프레임 부재 각각은 관련 측면 프레임 부재에 차량용 서스펜션 부재를 탑재하도록 구성배치된 단단한 서스펜션 장착구조체를 갖는다. 이 단단한 서스펜션 장착구조체는 변형된 외형에 의해 형성된, 본래의 단면의 5% 이상 커진 횡단면을 갖는 하나이상의 길이방향의 영역에서 상기 관련 측면 프레임 부재에 단단히 고정된다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 원리에 따라 크레이들 조립체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 방법은 한 쌍의 측면 프레임 부재, 전방 횡단 프레임 부재 및 후방 횡단 프레임 부재를 성형하는 단계를 포함하여 이루어진다. 프레임 부재들은, 공동(cavity)을 형성하는 내면(interior surface)을 갖는 다이 주형의 공동에 금속성 관형 블랭크를 위치시키고 블랭크를 외부로 확장시키기 위하여 충분한 압력을 가진 유체를 금속 관형 블랭크의 내부에 제공함으로써, 각각의 블랭크가 성형되는 하이드로포밍공정을 통해, 관련 금속 블랭크로부터 형성되기 때문에, 그것의 외면은 이동되어 다이 주형의 내면과 접촉하게 되며, 블랭크는 사실상 공동의 모양을 따르게 되고 프레임 부재는 관련 관형 금속 블랭크의 본래의 외형에 대하여 변형된 외형를 가지게 된다. 측면 프레임 부재는 하이드로포밍 공정 동안에 단위 길이당 금속량이 변화되어, (가) 변형된 외형에 의해 형성된 단면이 본래의 단면의 5%이상 커지고, (나) 단위 길이당 금속량이 측면 프레임 부재의 다른 부분보다 더 큰 하나이상의 길이방향 영역을 갖는다. 또한, 상기 방법은 서스펜션 장착구조체를 본래의 단면의 5% 이상 커진 변형된 외형에 의해 형성되는 단면을 갖는 하나이상의 길이 방향의 영역에서 각 측면 프레임 부재에 고정시키는 단계와, 전방 횡단 프레임 부재를 측면 프레임 부재의 전방단부에 연결시키는 단계와, 후방 횡단 프레임 부재를 측면 프레임 부재의 후방단부에 연결시키는 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명은 프레임 부재들 사이의 연결에 관한 것으로서, 예를들면, 후방 횡단 프레임 부재 및 측면 프레임 부재가 일체로 이루어진 조립체로 제공되지 않는 경우에 있어서, 후방 횡단 프레임 부재와 측면 프레임 부재들의 각 후방단부들 사이의 연결등에 관한 것이다. 이와 같은 연결은 연결될 프레임 부재의 외면이 면대면(surface-to-surface) 접촉을 이루는 것을 막는 소정의 프레임 커넥터에 의해 통상 이루어진다. 더 자세히 설명하면, 각 프레임 부재는 통상적으로 2쌍의 이격된 마주보는 벽에 의해 형성된 사실상 직사각형 단면부에 의해 형성된다. 각각의 벽은 내면과 외면을 포함하고, 프레임 부재는 그것에 다른 프레임 부재를 고정시킬 수 있는 패스너 리셉터클(fastener reseptacles)을 구비한다. 패스너 리셉터클은 한쌍이상의 벽들 중 이격된 마주보는 벽들 내에 정렬된 개구들과 이 정렬된 개구들을 거쳐 연장시킨 슬리브 부재에 의해 형성된다. 슬리브 부재는 정렬된 개구들을 위한 보강재로서의 역할을 하며, 마주보는 각각의 벽의 외면과 접촉하는 양 플랜지부를 형성하기 위해 반경방향의 바깥쪽으로 확장시킨 양단부를 갖는다. 다른 프레임 부재가, 패스너로 둘 사이를 고정하기 위하여 제1프레임 부재의 패스너 리셉터클과 정렬된 패스너 리셉터클을 갖도록 위치될 때, 각 리셉터클의 플랜지부가 정렬된다. 이러한 접촉은 결합될 영역에 고정될 플랜지 부재들의 외면들 사이에 약간의 간극을 만든다. 이것이 결합에 있어서 고유의 결함을 일으키기 때문에, 이러한 방식의 연결로 합체된 전체 크레이들 조립체 또는 차량용 프레임에 결함을 일으키게된다.
따라서, 본 발명의 또 다른 목적은 상술한 문제를 극복한 크레이들 조립체를 제공하는 것이다. 본 발명의 원리에 따라 제공되는 자동차용 크레이들 조립체는, 전방단부 및 후방단부를 갖는 한쌍의 이격된 측면 프레임 부재와, 측면 프레임 부재의 전방단부들에 연결되는 전방 횡단 프레임 부재와, 측면 프레임 부재들의 후방단부들에 연결되는 후방 횡단 프레임 부재를 포함한다. 후방 횡단 프레임 부재 및 측면 프레임 부재 각각은 한 쌍의 이격된 수평벽과 한 쌍의 이격된 수직벽에 의해 형성된 사실상 직사각형의 단면을 가지며, 상기 각각의 벽은 내면과 외면을 구비한다. 후방 횡단 프레임 부재는 그 양단부에서 후방 횡단 프레임 부재의 이격된 수평벽부를 거쳐 연장시킨 패스너 리셉터클을 갖고, 측면 프레임 부재는 그 후방단부에서 측면 프레임 부재의 이격된 수평벽부를 거쳐 연장시킨 패스너 리셉터클을 갖는다. 후방 횡단 프레임 부재의 양단부에 있는 패스너 리셉터클은 측면 프레임 부재의 후방단부에 있는 각각의 패스너 리셉터클과 일렬로 정렬된다. 패스너 각각은 후방 횡단 프레임 부재의 양단부 및 측면 프레임 부재들의 후방에서 각각 정렬된 패스너 리셉터클을 거쳐 연장된다. 패스너는 후방 횡단 프레임 부재의 양단부에 측면 프레임 부재의 각 후방단부를 고정시킨다. 후방 횡단 프레임 부재는 그 양단 각각에서 측면 프레임 부재의 후방단부 각각의 외면과 면대면의 접촉으로 배치된 한쪽 수평벽의 외면을 갖는다.
이러한 면대면의 접촉을 가능하게 하는 특별한 프레임 구조체의 개발 또한 본 발명의 중요한 목적이다. 따라서, 본 발명의 목적은 크레이들 조립체와 같은 자동차용 프레임 구조에 사용하기 위한 프레임 구조를 제공하는 것이다. 상기 프레임 구조는 2쌍의 이격된 마주보는 벽에 의해 형성된 사실상 직사각형의 단면을 갖는 긴 프레임 부재를 포함한다. 각각의 벽은 내면 및 외면을 갖는다. 프레임 부재는 한쌍 이상의 벽돌중 이격된 마주보는 벽들내에 정렬된 개구들을 갖는다. 또한, 슬리브 부재는 정렬된 개구들 사이에 연장되고, 한쌍 이상의 벽들중 하나의 벽의 내면의 개구 주위에서 고리모양으로 용접된 일단부를 갖는다. 슬리브 부재는 상기 일단부로부터 프레임 부재의 내부를 거쳐 연장되고 한쌍 이상의 벽들중 다른 벽에 정렬된 개구를 통과하여 프레임 부재의 내부로부터 외부로 연장된 중간부를 포함한다. 슬리브 부재는 상기 다른 벽의 정렬된 개구 주위에서 외면과 접촉하는 플랜지부를 형성하도록 반경방향으로 외부로 연장되는 대향 단부를 갖는다.
다음의 설명 및 첨부된 청구범위를 참조하면 본 발명의 원리를 최대한 이해할 수 있다.
본 발명의 원리에 따라 제조된 크레이들 조립체가 도 1의 참조부호 10으로 도시되어 있다. 크레이들 조립체(10)는 강하고 탄탄한 구조로 되어 있으며, 전방단부 서스펜션, 차량용 엔진, 전동 장치 등의 다양한 자동차의 구성 요소를 장착한다. 크레이들 조립체(10)는 각각의 전방단부(16,18)와 각각의 후방단부(20,22)를 갖는 한 쌍의 이격된 측면 프레임 부재(12,14)를 포함한다. 또한, 크레이들 조립체는 측면 프레임 부재의 전방단부들(16,18)을 가로질러 연결된 전방 횡단 프레임 부재(24)를 포함한다. 후방 횡단 프레임 부재(26)는 측면 프레임 부재의 후방단부(20,22) 사이에 연장된다. 각각의 프레임 부재는 하이드로포밍 공정시에 관형 금속 블랭크로부터 형성되며, 이것에 대해서는 후에 더욱 상세히 설명한다.
바람직하게는, 측면 프레임 부재(12,14)는 용접에 의해 상기 부재에 견고하게 고정된 각각의 서스펜션 장착구조체(28,30)를 포함한다. 서스펜션 장착구조체(28,30)는 전방단부 서스펜션이 이 서스펜션 장착구조체(28,30)와 피봇결합이 가능하게 되도록 하는 방식으로 제조된다. 예를 들면, 도시된 바와 같이, 이 서스펜션 장착구조체는 정렬된 구멍(hole)(36)을 갖는 한 쌍의 평행한 측면 브래킷(34)이 제공되며 회전 서스펜션 스트럿 부재용 피봇을 형성한다.
측면 프레임 부재는 또한 차량용 엔진을 장착하기 위한 엔진 장착용 개구(hole)(38), 진동 막대(sway bar)(40) 및 후방단부(20,22)에 배치된 차량 프레임 패스너 수용부(42,43)를 각각 포함한다.
전방 횡단 프레임 부재(24)는 측면 프레임 부재들의 전방단부(16,18)가 용접되는 중앙부(44)를 포함한다. 또한, 전방 횡단 프레임 부재는 관련 측면 프레임 부재의 전방단부로부터 측면 바깥에서 후방쪽으로 연장된 대향하는 단부(46,48)을 포함한다. 상기 대향하는 단부(46,48)은 측면 프레임 부재의 후방단부의 것과 유사한 차량용 프레임 패스너 수용부(50,52)를 포함한다. 상기 전방 횡단 프레임 부재(24)의 패스너 수용부(50,52)는 측면 프레임 부재(12,14)의 패스너 수용부(42,43)와 협력하여, 전체 크레이들 조립체가 차량용 프레임의 전방단부에 장착될 수 있도록 한다.
전방 횡단 프레임 부재의 각 단부와, 관련 측면 프레임 부재 사이에서 견고하게 고정되는 브레이스 부재(brace member; 56,58)는, 전방 횡단 프레임 부재의 단부와, 관련 측면 프레임 부재 사이에 용접되는 것이 바람직하다.
후방 횡단 프레임 부재(26)는 전동 장치 장착용 개구(60)을 포함하며, 각각의 측면 프레임 부재(12,14)의 후방단부(20,22)와 그 양단부에서 볼트로 연결된다. 도 2에 도시된 바와 같은 대안적인 배치에 따라서, 크레이들 조립체(110)는 각각의 측면 프레임 부재(112,114)의 후미의 단부(120,122)과 일체로 형성된 후방 횡단 프레임 부재(126)을 가질 수 있다. 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 크레이들조립체(110)는 도 1에 도시된 크레이들 조립체(10)와 그 외의 모든 면에서 유사하다. 이 대안적인 구조도 하이드로포밍 성형법으로 이룰 수 있는데, 이에 대해서는 후에 더 자세하게 설명한다.
도 3은 크레이들 조립체 서스펜션 장착구조체(28,30)에 장착된 회전 서스펜션 스트럿 부재(70) 및 조향용 유압조립체를 포함하는 다양한 차량 구성요소를 장착한 크레이들 조립체(10)의 사시도이다.
도 4에는, 도 1의 선 4-4를 따라 절단한 단면도가 도시되어 있으며, 또한 도 1에는 도시되지 않은 탄성 프레임 장착조립체(200)가 포함되어 있다. 도 4의 특정 구조는 후방 횡단 프레임 부재(26)를 측면 프레임 부재들(12,14)의 후방단부(20,22)에 연결하거나 분리하는 것이 용이하게 한다. 유사하게 상기 구조는 전체 크레이들 조립체(10)를 탄성 프레임 장착 조립체(200)에 의하여 차량용 프레임에 장착하는 것을 가능하게 한다. 도 1 및 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 후방 횡단 프레임 부재(26)는 그 단부(82)에서 관통하여 연장된, 도 4의 도면부호 202로 일반적으로 도시된 패스너 리셉터클을 포함한다. 그 반대쪽 단부(80)에도 관통하여 연장된 동일한 패스너 리셉터클이 구비되어 있음을 알 수 있다. 유사하게, 측면 프레임 부재들도 그것의 후방단부(20,22)(단부(22),도 4에 도시됨)에 관통하여 연장된 패스너 리셉터클(204)을 구비한다. 측면 프레임 부재의 후방단부에 있는 패스너 리셉터클들(204)은 후방 횡단 프레임 부재의 양단부에 있는 패스너 리셉터클(202)과 일렬로 정렬된다. 적당한 패스너를 일렬로 정렬된 파스너 리셉터클 쌍을 통과하여 연장시킴으로써, 후방 횡단 프레임 부재의 각각의 대향하는 단부를 측면프레임 부재의 각 후방단부(20,22)에 고정시킨다.
도시된 바와 같이, 후방 횡단 프레임 부재(26)와 측면 프레임 부재(12,14) 각각은 사실상 직사각형 단면을 갖는데, 후방 횡단 프레임 부재(26)의 단면은 한 쌍의 이격된 수평벽(206)과 한 쌍의 이격된 수직벽(208)에 의하여 형성된다. 유사하게, 각각의 측면 프레임 부재는 한 쌍의 이격된 수평벽(210)과 한 쌍의 이격된 수직벽(212)으로 구성된다. 후방 횡단 프레임 부재(26)는, 수평벽 중의 하나(도 4의 하위 수평벽)가 각각의 측면 프레임 부재의 후방단부의 수평벽(210) 중 하나(도 4의 상위 수평벽)의 각 외면(216)과 그 양단부에서 그 외면이 면대면 접촉하도록 배치된다.
후방 횡단 프레임 부재의 외면부(214)를 각각의 측면 프레임 부재의 외면부(216)와 면대면 접촉시킴으로써, 후방 횡단 프레임 부재(26)와 양쪽 측면 프레임 부재(12,14) 사이의 연결이 그 사이에 공간이 있을 때보다 더 견고하다.
이러한 면대면 접촉을 제공하기 위하여, 각 패스너 리셉터클(204)은 각 프레임 부재의 이격된 수평벽내에 수직으로 정렬된 개구들(230)에 의해 형성된다. 또한, 패스너 리셉터클은 또한 수직으로 정렬된 개구들(230) 사이에 연장된 원통형 패스너 슬리브(232)를 포함한다. 각각의 슬리브(232)는 연결된 프레임 부재의 외면과 면대면 접촉하도록 배치된 수평벽 내에 있는 정렬된 개구(230) 중 하나에 대하여 관련 프레임 부재의 내면에 고리모양으로 용접된 일단부(236)를 갖는다. 또한, 각 패스너 슬리브는 관련된 프레임 부재를 통과하고 관련 패스너 리셉터클(204)의 수직으로 정렬된 다른 개구(230)를 통과하여 연장된 중간부(240)를 포함한다. 패스너 슬리브는 방사상 외부로 연장되고 단부(236)의 반대쪽에 있는 단부를 구비하여, 연결된 프레임 부재와 대면 접촉하는 벽으로부터 떨어져 있는 수평벽 내의 수직으로 정렬된 구멍에 대하여 관련 프레임 부재의 외면과 면접촉하도록 배치된 플랜지(242)를 형성한다.
이 단부(236)는 함께 결합되는 각각의 프레임 부재의 벽 내면에 고리모양으로 용접되며, 단부(236)가 상기 벽에서 개구(230)를 거쳐 연장되지 않기 때문에, 접촉된 면들 사이의 간섭이 없고, 그 사이에 간극이 형성되지 않는다.
도 4에 도시된 바와 같이, 후방 횡단 프레임 부재 및 측면 프레임 부재(14)내의 패스너 리셉터클(202,204)은 수직으로 정렬되며, 볼트(246) 형태의 적당한 패스너 각각을 정렬된 패스너 리셉터클을 거쳐 연장시킴으로써, 후방 횡단 프레임 부재(26)의 양단(80,82)을 측면 프레임 부재들(12,14)의 각 후방단부에 고정시킨다. 볼트(246)는 후방 횡단 프레임 부재(26)의 각각의 패스너 슬리브(232)의 중간부(240)와 나사결합되는 나사산을 가진 단부(248)를 구비한다. 패스너는 또한 측면 프레임 부재(14)를 거쳐 연장시킨 패스너 슬리브(232)의 플랜지(242)와 접촉하는 패스너 헤드(250)를 포함한다. 홈을 낸 중간부(240)에 패스너(246)를 조임으로써, 외면(214)와 외면(216)을 대면 접촉하도록 견고하게 고정시킨다. 볼트의 나사진 단부(248)를 수용하기 위하여 측면 프레임 부재를 거쳐 연장된 패스너 슬리브(232)의 중앙부(240)에 홈을 내면, 패스너 헤드(250)는 후방 횡단 프레임 부재의 각 플랜지(242)와 접촉하도록 역전될 수 있음을 알 수 있다.
다음으로 크레이들 조립체(10)를 차량용 프레임에 고정시키는 방법에 대해설명한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 차량용 프레임부는 그것의 탄성 프레임 장착 조립체(200)로 통상 지시된다. 더 상세히 설명하면, 측면 프레임 부재의 후방단부(20,22)에 있는 프레임 패스너 수용부(42,43)와, 전방 횡단 프레임 부재(24)의 양단부(46,48)에 있는 프레임 패스너 수용부(50,52) 각각은, 도 4에 도시된 바와 같이, 수직으로 정렬된 한 쌍의 개구(260,262)와, 그 개구들 사이에 연장시킨 패스너 슬리브(264)를 포함한다. 각 패스너 슬리브(264)는 차량용 프레임의 탄성 프레임 장착 조립체(200)와 접촉하는 수평벽 내의 개구(260)에 대하여 관련 프레임 부재의 내면에 고리모양으로 용접된 일단부를 갖는다. 패스너 슬리브는 또한 차량용 프레임과 맞물리는 상기 벽로부터 떨어진 수평벽(210) 내의 개구(262)에 대하여 관련 프레임 부재[예를 들어, 도 4의 측면 프레임 부재(14)]의 외면과 접촉하는 플랜지(270)를 형성하도록 반경방향 외부로 연장된 대향단부를 포함한다. 각각의 패스너 수용부는 크레이들 조립체가 차량에 고정되도록 구성되며, 패스너 슬리브(264)를 거쳐 연장시킨 내측 및 외측의 내부 슬리브(274)를 포함할 수 있다. 바람직하게도, 탄성 재료(278)는 패스너 슬리브들(264) 사이에 배치되고, 볼트 형태의 패스너(280)는 내측의 내부 슬리브를 거쳐 연장되어, 차량용 프레임의 탄성 프레임 장착 조립체(200)에 관련 측면 프레임 부재를 고정시킨다. 내부 슬리브(274), 탄성 재료(278) 및 볼트(280)를 본 발명에 따른 크레이들 조립체의 부분이 아니라 탄성 프레임 장착 조립체(200)의 부분으로 구성될 수도 있음을 알 수 있다.
도 5a-5f에 도시된 것은 본 발명에 따른 크레이들 조립체의 프레임 부재를형성하는 데 사용되는 장치이다. 더 상세히 설명하면, 측면 프레임 부재, 전방 횡단 프레임 부재 및 후방 횡단 프레임 부재는 하이드로포밍 공정을 통해 관형 금속 블랭크로부터 성형되는데, 상기 공정동안에, 각 블랭크의 내부로 유압이 제공되어 각 블랭크는 반경방향으로 팽창하여 내부 주형면과 외주면에서 접촉하게 되며, 바람직하게, 각 블랭크는 반경방향으로 평균 5%이상 팽창하며, 통상 벽 전체가 균일한 두께를 갖는다. 그 초기 형태의 블랭크는 단위 길이당 일정한 양의 금속을 포함하며, 하이드로포밍 공정시에 본래의 블랭크 외형에 대하여 변형된 외형을 갖는 프레임 부재로 형성된다. 측면 프레임 부재(12,14)는 단위 길이당 금속량이 한 곳 이상의 길이방향의 영역에서 변화되어, 상기 영역에서 변형된 외형에 의해 형성된 단면은 본래의 관형 금속 블랭크의 외주 구조에 의해 형성된 본래의 단면보다 5%이상 증가하며, 단위 길이당 금속량은 성형된 프레임 부재의 잔여부의 것보다 더 크다. 더 상세히 설명하자면, 각각의 서스펜션 장착구조체(28, 30)를 탑재한 측면 프레임 부재(12,14)의 영역은 본래의 블랭크에 의해 제공된 것보다 단위 길이당 금속량이 더 많고, 그 영역은 본래의 단면보다 5% 이상 확장된 것이 바람직하다. 금속의 이러한 인장과 단위 길이당 금속량의 증가는 이들 소정 영역에서 측면 프레임 부재의 강도를 증가시킨다.
도 5a 내지 5f에 관해 더욱 상세하게 아래에 설명한다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 성형될 프레임 부재의 예정 모양에 따라 바람직하게 약간 구부러진 관형 블랭크(300)는 함께 작용하는 다이 이분편(die half; 302,304) 사이에 삽입된다. 상기 블랭크는 이미 알려진 소정의 방법으로 제조될 수 있다. 바람직하게, 상기 블랭크는 금속성 재료의 박판(sheet)을 말아서 거의 관형태로 만든 후, 이음새를 용접함으로써 형성된다. 통상, 관형 블랭크(300)는, 예를 들어 CNC(숫자로 제어된 컴퓨터) 굽힘 장치의 심봉을 사용하여 기계적으로 사전에 구부려진다. 관형 블랭크(300)가 다이에 삽입된 후, 도 5c 및 5d에 도시된 바와 같이, 다이 이분편은 폐쇄되고, 하이드로포밍 포트(308)는 관형 블랭크(300)의 양단부(306)와 접촉하여 관형 블랭크를 밀봉한다. 다이 이분편(302,304)이 서로를 향해 이동함에 따라서, 관형 블랭크(300)는, 도 5d에 도시된 바와 같이, 타원형 단면 형상 등으로 약간 찌그러진다.
다음으로, 약 10,000 PSI의 고압수가 하이드로포밍 포트(308)를 거쳐 관형 블랭크(300)의 내부 공간에 공급된다. 이 고압으로 인해 관형 블랭크는 바깥쪽으로 팽창하여 다이 내부의 공동을 형성하는 내면(310)과 접촉한다. 이것은 관형 블랭크가 다이의 내면(310)을 따르는 사실상 (예를 들어, 도 5f에 도시된 바와 같은)직사각형의 단면부 모양을 형성하도록 한다.
고압액이 관형 구조체에 공급됨에 따라, 하이드로포밍 포트(308)는, 관형 블랭크가 팽창하여 다이의 내면(310)과 접촉할 때, 금속의 벽 두께를 보충하도록 관형 블랭크의 양단부(306)에 대하여 안쪽으로 힘을 가한다. 하이드로포밍 공정시에, 관형 블랭크의 단위 길이당 금속량은 변화된다. 더 상세히 설명하면, 선형 외주가 외부로 팽창되고 금속이 측면부로부터 보충될 때, 벽 두께는 본래의 블랭크의 ±10%내에 유지되어 팽창된 모든 영역에 단위 길이당 더 많은 금속량이 제공된다. 가장 많이 팽창된 영역에서, 외면은 26%이상 증가될 수 있는 반면에 벽 두께는±10%내에 유지된다.
비록 약간 과장되었지만, 도 5e에 성형된 부재의 길이방향의 영역(330)은 5%이상 확장된 어느 하나의 측면 프레임 부재의 부분을 나타내며, 상기 측면 프레임 부재의 그곳에 충분한 강도를 제공함을 알 수 있다. 이 영역(330)은, 아래에 기술된 본 발명의 원리에 따라 서스펜션 장착구조체(28,30) 중 하나가 장착된 측면 프레임 부재상의 영역으로서 사용되기에 매우 적합하다. 상기 영역이 5%이상 확장된 하나의 영역일 필요도 없으며, 측면 프레임 부재를 따라 가장 많이 확장된 영역일 필요도 없다. 하지만, 측면 프레임 부재상의 서스펜션 장착구조체가 장착된 부분은 크레이들 조립체에서 가장 큰 압력을 받기 때문에 후자가 바람직하다.
도 5e에서 도시된 바와 같이, 단부(306)은 하이드로포밍 공정의 결과로 변형됨을 알 수 있다. 바람직하게도 이러한 단부는 다음 공정에서 절단되어 하이드로포밍된 조립체가 크레이들 조립체에 결합된다.
여기서 사용된 기술에 유사한 하이드로포밍 몰딩 기술은, 예를 들어 1984년 3월 9일자 "인더스트리짜이거" 제20호; 및 발행 1D/91. zp. 15ff의 "메탈럼폼테크닉"; 에이. 에빙하우스의 "내부고압주조를 통해 주조된 경구조에서의 정밀 작업물" 및 "베르스타트와 베트리브" 123 (1990), 3, p.241-243; 에이.에빙하우스의 "내부 고압 주조된 정밀 작업물을 갖는 경제적 구조물" 및 "베르스타트와 베트리브" 122(1991), 11(1989), p.933-938에 더 상세히 개시되어 있다.
도 1에 도시된 실시예에는, 4개의 독립된 관형 블랭크를 하이드로포밍함으로써 형성된 4개의 독립된 프레임 부재가 있다. 4개의 프레임 부재는 그 후에 이상에서 설명한 바와 같이 4개의 측면이 달린 형상으로 조립된다. 하지만, 도 2의 실시예에서는, 4개의 측면이 달린 형상이 단지 2개의 블랭크로부터 형성되는데, 하나의 블랭크는 전방 횡단 프레임 부재로 성형되며, 다른 블랭크는 일체로 성형된 측면 프레임 부재들(112,114)과 후방 횡단 프레임 부재(126)로 성형됨을 알 수 있다. 도 2에 도시된 실시예와 관련하여 더 상세히 설명하면, 사실상 U자형 관형 블랭크가 제공되어 몰딩 다이로 삽입된다. U자형 관형 블랭크는 하이드로포밍되어, 그것의 만곡부는 후방 횡단 프레임 부재(126)를 형성하고, 그것의 다리부들은 측면 프레임 부재(112,114)를 형성한다. U자형 관형 블랭크의 다리부의 양단부는 측면 프레임 부재(112,114)의 전방단부(116,118)로 성형된다. 하이드로포밍 공정동안에, 블랭크가 확장됨에 따라 금속의 벽두께를 보충하기 위하여 U자형 블랭크의 양단부는 하이드로포밍 포트[예를 들면, 도 5a-5f의 포트(308) 등]에 의해 안쪽으로 밀리게 된다. 도 2에 도시된 실시예에서, 각각의 서스펜션 장착구조체(128,130)는 5%이상 확장된 측면 프레임 부재의 길이 영역에서 측면 프레임 부재(112,114)상에 제공된다.
본 발명이 도면 및 상기 설명에서 도시되고 세부적으로 설명되었지만, 상기 내용은 예시적인 것이며, 문자 그대로의 뜻에 제한받지 않으며, 바람직한 실시예들이 도시되고 설명되고 첨부된 청구범위의 사상과 범위에 속하는 모든 변화예 및 변경예가 보호되어야 한다.

Claims (25)

  1. 자동차용 크레이들 조립체에 있어서,
    전방단부와 후방단부를 갖는 한 쌍의 이격된 측면 프레임 부재와;
    상기 측면 프레임 부재의 전방단부들 사이에 연장시킨 전방 횡단 프레임 부재; 및
    상기 측면 프레임 부재의 후방단부들 사이에 연장시킨 후방 횡단 프레임 부재를 포함하여 이루어지며,
    상기 프레임 부재들은 관형 금속 블랭크로부터, 각 블랭크에 내부적으로 유체압력을 제공하고 상기 압력에 의해 반경 방향으로 확장시켜, 상기 프레임 부재가 관형 금속 블랭크의 본래 주변 외형 대하여 변형된 주변 외형을 갖도록 하는 하이드로포밍 공정을 통해 성형되고,
    상기 측면 프레임 부재는, 상기 하이드로포밍 공정동안에 단위 길이당 금속량이 변화되어, (가) 변형된 외형에 의해 형성된 횡단면이 본래의 단면의 5% 이상 커지고, (나) 변형된 외형의 벽 두께가 본래의 벽 두께의 ±10%이내 이고, (다) 단위 길이당 금속량이 상기 측면 프레임 부재의 다른 길이방향의 영역보다 더 큰 하나 이상의 길이방향 영역을 가지며,
    상기 측면 프레임 부재들은 차량 서스펜션 부재를 장착하도록 구성되고 배열된 단단한 서스펜션 장착구조체를 구비하고, 각각의 상기 단단한 서스펜션 장착구조체는 상기 변형된 외형에 의해 형성된 본래의 단면의 5% 이상 커진 횡단면과 본래의 벽 두께의 ±10%이내인 벽 두께를 가지는 상기 하나 이상의 길이방향 영역에서 관련 측면 프레임 부재에 견고하게 고정되는 것을 특징으로 하는 크레이들 조립체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전방 프레임 부재는 측면 프레임 부재의 전방단부가 용접되는 중앙부와; 관련 측면 프레임 부재의 전방단부로부터 후방 및 측면방향으로 바깥쪽으로 연장하는 대향 단부를 포함하며, 상기 대향 단부는 상기 크레이들 조립체가 차량 프레임에 고정되도록 구성되고 배치되는 것을 특징으로 하는 크레이들 조립체.
  3. 제 2항에 있어서,
    전방 프레임 부재의 각 단부와 관련 측면 프레임 부재 사이에서 단단히 용접되는 브레이스 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 크레이들 조립체.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 전방 프레임 부재는, 단위 길이당 금속량이 변화되어
    브레이스 부재가 용접되는 전방 프레임 부재의 단부가, (가) 본래의 단면의 5% 이상 커져, 변형된 외형에 의해 형성된 횡단면과, (나) 전방 프레임 부재의 중앙부 보다 단위 길이당 더 많은 금속량을 각각 가지는 것을 특징으로 하는 크레이들 조립체.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 후방 횡단 프레임 부재는 대향 단부에서 관통하여 연장하는 패스너 리셉터클을 구비하고, 상기 측면 프레임 부재는 상기 측면 후방단부에서 관통하여 연장하는 패스너 리셉터클을 구비하며, 상기 후방 횡단 프레임 부재의 대향 단부에 있는 상기 패스너 리셉터클은 상기 프레임 부재의 각각의 후방단부에 있는 패스너 리셉터클과 정렬되고, 정렬된 패스너 리셉터클을 통해 연장하여 상기 측면 프레임 부재의 각 후방단부에 대하여 상기 후방 횡단 프레임 부재의 대향 단부를 고정시키는 패스너를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 크레이들 조립체.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 후방 횡단 프레임 부재와 상기 측면 프레임 부재는 한 쌍의 이격된 수평벽과 한 쌍의 이격된 수직벽에 의해 형성된 사실상 직사각형인 단면을 각각 구비하고, 상기 각각의 벽은 내면과 외면을 포함하며,
    상기 후방 횡단 프레임 부재는, 상기 수평 벽들 중 하나의 외면이 상기 대향 단부에서 상기 측면 프레임 부재의 각 후방단부의 외면과 면대면으로 접촉하는 것을 특징으로 하는 크레이들 조립체.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 프레임 부재 내의 패스너 리셉터클은, 상기 이격된 수평벽 내에서 수직으로 정렬된 개구들과; 상기 개구들 사이에서 연장하는 패스너 수용 슬리브 부재에 의해 형성되고,
    상기 슬리브 부재는, 면대면 접촉으로 배치된 상기 수평벽 내의 상기 하나의 개구 주위에서 관련 프레임 부재의 내면에 고리모양으로 용접되는 일단부를 구비하고, 상기 슬리브 부재는 관련 프레임 부재를 통과하고 면대면 접촉하는 벽으로부터 이격된 수평벽 내의 수직으로 정렬된 개구를 통과하여 상기 일단부로부터 연장하는 중간부를 포함하며, 상기 슬리브 부재는 면대면으로 접촉하는 벽에서 이격된 수평벽 내의 상기 수직으로 정렬된 개구 주위에서 관련 프레임의 외면과 접촉하는 플랜지를 형성하도록 반경방향 외부로 연장하는 대향 단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 크레이들 조립체.
  8. 제 7항에 있어서,
    후방 횡단 프레임 부재의 대향 단부에서와 상기 측면 프레임 부재의 상기 각각의 후방단부에서 정렬된 패스너 리셉터클은, 그 중간부를 따라 나사산을 가진 하나의 슬리브 부재를 구비하고, 상기 각각의 패스너는 상기 하나의 슬리브 부재의 나사산을 가진 중간부와 나사결합도록 구성된 나사산을 가진 스템을 포함하며, 패스너 헤드는 상기 나사산을 가진 중간부가 제공된 슬리브 부재와 정렬된 슬리브부재의 플랜지와 접촉하도록 구성되어, 상기 패스너가 조여지는 경우 상기 패스너가 면대면으로 접촉하여 배치된 외면을 잡아당겨 견고하게 고정접촉시키는 것을 특징으로 하는 크레이들 조립체.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 측면 프레임 부재의 상기 후방단부와 상기 전방 횡단 프레임 부재의 대향 단부는, 상기 크레이들 조립체가 차량 프레임에 고정될 수 있도록 구성배치되며, 상기 측면 프레임 부재와 상기 전방 횡단 프레임 부재는 한 쌍의 이격된 수평 벽과 한 쌍의 이격된 수직벽에 의해 형성된 사실상 직각인 단면을 각각 구비하고, 상기 벽들 각각은 내면과 외면을 포함하며,
    상기 측면 프레임 부재의 후방단부와 상기 전방 횡단 프레임 부재의 대향 단부는 각각 상기 크레이들 조립체를 상기 차량 프레임에 고정하는 차량 프레임 패스너 수용부를 구비하며,
    상기 차량 프레임 패스너 수용부는 관련 프레임 부재의 상기 이격된 수평벽 내의 수직으로 정렬된 개구들을 포함하며, 슬리브 부재는 상기 개구들 사이에서 연장하고,
    상기 각각의 슬리브 부재는 차량 프레임과 접촉하는 하나의 수평벽내의 상기 개구 주위에서 관련 프레임 부재의 내면에 대해 고리모양으로 용접되는 일단부를 포함하고, 상기 슬리브 부재는 관련 프레임 부재를 통과하고 차량 프레임과 접촉하는 벽에서 이격된 수평벽 내의 수직으로 정렬된 개구를 통과하여 연장하는 중간부를 포함하며, 상기 슬리브 부재는 차량 프레임과 접촉하는 벽에서 이격된 수평벽 내의 수직으로 정렬된 개구 주위에서 관련 프레임 부재의 외면과 접촉하는 플랜지를 형성하도록 반경방향 외부로 연장하는 대향단부를 구비하는 것을 특징으로 하는크레이들 조립체.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 차량 프레임 패스너 수용부는 상기 슬리브 부재 내에서 동심으로 연장하고 동심으로 배치된 안쪽 및 바깥쪽 내부 슬리브를 더욱 포함하고, 상기 차량 프레임 패스너 수용부는 상기 내부 슬리브들 사이에 배치된 탄성 재료를 더욱 포함하고, 상기 안쪽 내부 슬리브는 그곳을 통과하는 패스너를 수용하도록 구성되어 관련 프레임 부재를 차량 프레임에 고정하는 것을 특징으로 하는 크레이들 조립체.
  11. 제 1항에 있어서,
    측면 프레임 부재의 상기 후방단부들 사이에서 연장하는 상기 후방 횡단 프레임 부재는 하이드로포밍 공정을 통해 사실상 단일 U자형 금속 블랭크로부터 측면 프레임 부재와 일체로 형성되며, 상기 공정동안에 U자형 블랭크에 내부로 유체 압력이 제공되어 상기 블랭크를 반경방향으로 팽창시켜 그 외주면이 내부 주조면과 접촉하며, 상기 U자형 블랭크는 만곡부와 한 쌍의 대향 다리부를 포함하고, 상기 U자형 블랭크의 만곡부는 후방 횡단 프레임 부재로 형성되고, 상기 U자형 블랭크의 다리부는 상기 측면 프레임 부재로 형성되는 것을 특징으로 하는 크레이들 조립체.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 단단한 서스펜션 장착구조체가 견고하게 고정되는 하나이상의 길이방향의 영역은 관련 측면 프레임 부재의 다른 모든 길이방향의 영역들 보다 더 크게 팽창되는 것을 특징으로 하는 크레이들 조립체.
  13. 자동차용 크레이들 조립체를 제조하는 방법에 있어서,
    전방 횡단 프레임 부재, 후방 횡단 프레임 부재 및 측면 프레임 부재들은,
    공동(cavity)의 윤곽을 형성하는 내부표면을 갖는 다이 주형의 공동내로 금속 관형 블랭크를 배치하고,
    상기 블랭크를 바깥쪽을 방향하여 확장시키기 위하여 유체를 충분한 압력으로 상기 금속 관형 블랭크에 공급하여, 상기 금속 관형 블랭크의 외면은 상기 금속 관형 블랭크를 상기 공동의 형상과 사실상 동일한 형상으로 일치시키기 위하여 상기 다이 주형의 내면과 접촉하는 부분으로 이동되고, 상기 프레임 부재가 상기 관련 관형 금속 블랭크의 본래의 외형에 대해 변형된 외형을 갖도록 하여,
    각각의 블랭크를 성형시키는 하이드로포밍 공정을 통해, 금속 관형 블랭크로부터 성형되며,
    상기 측면 프레임 부재는, 상기 하이드로포밍 공정동안에 단위 길이당 금속량이 변화되어, (가) 변형된 외형에 의해 형성된 횡단면이 본래의 단면의 5% 이상 커지고, (나) 변형된 외형의 벽 두께가 본래의 벽 두께의 ±10%이내 이고, (다) 단위 길이당 금속량이 상기 측면 프레임 부재의 다른 길이방향의 영역보다 더 큰 하나 이상의 길이방향 영역을 갖게 하는,
    한쌍의 상기 측면 프레임 부재와, 전방 횡단 프레임 부재와, 후방 횡단 프레임 부재를 성형하는 단계;
    상기 변형된 외형에 의해 형성된 본래의 단면 5% 이상 증가된 횡단면과 본래의 벽 두께의 ±10%이내인 벽 두께를 가지는 상기 하나 이상의 길이방향 영역에서 서스펜션 장착구조체를 각 측면 프레임 부재에 고정시키는 단계;
    전방 횡단 프레임 부재를 상기 측면 프레임 부재의 전방단부와 연결하고, 후방 횡단 프레임 부재를 상기 측면 프레임 부재의 후방단부와 연결하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 크레이들 조립체 제조방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 블랭크가 팽창됨에 따라 상기 블랭크의 벽 두께를 보충하여 상기 팽창된 블랭크의 벽 두께가 본래의 블랭크의 ±10% 내에 유지되도록, 상기 유체를 그 내부로 제공하면서 각각의 관형 블랭크의 대향 단부를 내부로 강제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 크레이들 조립체 제조방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    각각의 측면 프레임 부재에 상기 서스펜션 장착구조체를 고정하는 것은 용접에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 크레이들 조립체 제조방법.
  16. 자동차용 크레이들 조립체에 있어서,
    전방단부과 후방단부를 갖는 한 쌍의 이격된 측면 프레임 부재와;
    상기 측면 프레임 부재의 전방단부와 연결된 전방 횡단 프레임 부재와;
    상기 측면 프레임 부재의 후방단부들 사이에서 연장하는 후방 횡단 프레임 부재를 포함하여 이루어지고,
    상기 후방 횡단 프레임 부재와 상기 측면 프레임 부재는 한 쌍의 이격된 수평벽과 한 쌍의 이격된 수직벽에 의해 형성된 직사각형 단면을 각각 가지며, 상기 각각의 벽은 내면 및 외면을 포함하여 이루어지고,
    상기 후방 횡단 프레임 부재는 대향 단부에서 상기 이격된 수평벽을 통과하여 연장되는 패스너 리셉터클을 갖고, 상기 측면 프레임 부재 각각은 상기 후방단부에서 상기 이격된 수평벽을 통과하여 연장되는 패스너 리셉터클을 갖고, 상기 후방 횡단 프레임 부재의 상기 대향하는 단부의 상기 패스터 리셉터클은 상기 측면 프레임 부재의 후방단부에서 각각의 패스터 리셉터클과 일직선으로 정렬되고,
    각각의 패스너는 상기 후방 횡단 프레임 부재의 상기 대향 단부 및 상기 측면 프레임 부재의 상기 후방단부에서 각각 정렬된 패스너 리셉터클을 통과하여 연장되고, 상기 패스너는 상기 후방 횡단 프레임 부재의 대향 단부을 상기 측면 프레임 부재의 각각의 후방단부에 고정시키도록 구성배치되고,
    상기 후방 횡단 프레임 부재는, 상기 하나의 수평벽의 외면이 상기 부재의 대향 단부에서 상기 측면 프레임 부재의 각각의 후방단부의 외면과 면대면으로 접촉하는 것을 특징으로 하는 크레이들 조립체.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 프레임 부재 내의 패스너 리셉터클은, 상기 이격된 수평벽 내에서 수직으로 정렬된 개구들과; 상기 개구들 사이에서 연장하는 패스너 수용 슬리브 부재에 의해 형성되고,
    상기 슬리브 부재는, 면대면 접촉으로 배치된 상기 수평벽 내의 상기 하나의 개구 주위에서 관련 프레임 부재의 내면에 고리모양으로 용접되는 일단부를 구비하고, 상기 슬리브 부재는 관련 프레임 부재를 통과하고 면대면 접촉하는 벽으로부터 이격된 수평벽 내의 수직으로 정렬된 개구를 통과하여 상기 일단부로부터 연장하는 중간부를 포함하며, 상기 슬리브 부재는 면대면으로 접촉하는 벽에서 이격된 수평벽 내의 상기 수직으로 정렬된 개구 주위에서 관련 프레임의 외면과 접촉하는 플랜지를 형성하도록 반경방향 외부로 연장하는 대향 단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 크레이들 조립체.
  18. 제 17항에 있어서,
    후방 횡단 프레임 부재의 대향 단부에서와 상기 측면 프레임 부재의 상기 각각의 후방단부에서 정렬된 패스너 리셉터클은, 그 중간부를 따라 나사산을 가진 하나의 슬리브 부재를 구비하고, 상기 각각의 패스너는 상기 하나의 슬리브 부재의 나사산을 가진 중간부와 나사결합하도록 구성된 나사산을 가진 스템을 포함하며, 패스너 헤드는 상기 나사산을 가진 중간부가 제공된 슬리브 부재와 정렬된 슬리브 부재의 플랜지와 접촉하도록 구성되어, 상기 패스너가 조여지는 경우 상기 패스너가 면대면으로 접촉하여 배치된 외면을 잡아당겨 견고하게 고정접촉시키는 것을 특징으로 하는 크레이들 조립체.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 측면 프레임 부재의 상기 후방단부과 상기 전방 횡단 프레임 부재의 대향 단부는, 상기 크레이들 조립체가 차량 프레임에 고정될 수 있도록 구성배치되며, 상기 전방 횡단 프레임 부재는 한 쌍의 이격된 수평 벽과 한 쌍의 이격된 수직 벽에 의해 형성된 사실상 직각인 단면을 각각 구비하고, 상기 벽들 각각은 내면과 외면을 포함하며,
    상기 측면 프레임 부재의 후방단부과 상기 전방 횡단 프레임 부재의 대향 단부는 각각 상기 크레이들 조립체를 상기 차량 프레임에 고정하는 차량 프레임 패스너 수용부를 구비하며,
    상기 차량 프레임 패스너 수용부는 관련 프레임 부재의 상기 이격된 수평벽 내의 수직으로 정렬된 개구들을 포함하며, 슬리브 부재는 상기 개구들 사이에서 연장하고,
    상기 각각의 슬리브 부재는 차량 프레임과 접촉하는 하나의 수평벽내의 상기 개구 주위에서 관련 프레임 부재의 내면에 대해 고리모양으로 용접되는 일단부를 포함하고, 상기 슬리브 부재는 관련 프레임 부재를 통과하고 차량 프레임과 접촉하는 벽에서 이격된 수평벽 내의 수직으로 정렬된 개구를 통과하여 연장하는 중간부를 포함하며, 상기 슬리브 부재는 차량 프레임과 접촉하는 벽에서 이격된 수평벽내의 수직으로 정렬된 개구 주위에서 관련 프레임 부재의 외면과 접촉하는 플랜지를형성하도록 반경방향 외부로 연장하는 대향단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 크레이들 조립체.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 차량 프레임 패스너 수용부는 상기 슬리브 부재 내에서 동심으로 연장하고 동심으로 배치된 안쪽 및 바깥쪽 내부 슬리브를 더욱 포함하고, 상기 차량 프레임 패스너 수용부는 상기 내부 슬리브들 사이에 배치된 탄성 재료를 더 포함하며, 상기 안쪽 내부 슬리브는 그것을 통과하는 패스너를 수용하도록 구성되어 관련 프레임 부재를 차량 프레임에 고정하는 것을 특징으로 하는 크레이들 조립체.
  21. 자동차 프레임용 프레임 조립체를 형성하는데 사용되는 하나 이상의 다른 프레임 구조체와 결합하는 프레임 구조체에 있어서,
    내면과 외면을 갖는 평면 벽 및 대향 벽을 구비하도록 형성되고, 상기 평면벽의 외면은 하나이상의 다른 프레임 구조체의 평면과 접촉하도록 구성배치되고, 상기 평면 벽 및 대향 벽에 정렬된 개구들을 구비하는 관형 프레임 부재와;
    상기 정렬된 개구부들 사이에 연장되고 관통하는 패스너를 수용하도록 구성배치되어 상기 프레임 구조체가 상기 하나이상의 다른 프레임 구조체와 연결되는 것을 가능하게 하고, 상기 개구 근처의 상기 평면 벽의 내면에 고리모양으로 용접된 일단부를 가지며, 프레임 부재의 내부를 통과하고 상기 대향 벽의 정렬된 개구를 통과하여 바깥쪽을 향하여 상기 일단부로부터 연장되는 중간부를 포함하며, 상기 정렬된 개구 근처의 상기 대향 벽의 외면과 접촉하는 플랜지부를 형성하도록 반반경방향으로 바깥쪽을 향하여 연장되는 대향 단부를 구비하는 패스너 수용 슬리브 부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프레임 구조체.
  22. 제 21항에 있어서,
    나사산을 갖는 패스너로 상기 프레임 부재를 다른 프레임 부재에 고정하도록 상기 슬리브 부재에 나사산이 파져 있는 것을 특징으로 하는 프레임 구조체.
  23. 제 21항에 있어서,
    상기 플랜지부는 사실상 고리모양이고, 그 가운데에 있는 상기 개구에 대해 상기 대향 벽의 외면에 용접되는 것을 특징으로 하는 자동차용 프레임 구조체.
  24. 제 21항에 있어서,
    상기 관형 프레임 부재는, 유체 압력이 상기 블랭크의 내부로 제공되어 상기 블랭크를 반경방향으로 확장시켜 상기 프레임 부재가 상기 관형 금속 블랭크의 본래의 외형에 대해 변형된 외형을 갖도록 하는 하이드로포밍 공정을 통해 관형 금속 블랭크로부터 성형되는 것을 특징으로 하는 자동차용 프레임 구조체.
  25. 제 21항에 있어서,
    상기 평면 벽의 개구는 상기 대향 벽의 개구보다 더 크고, 상기 슬리브 부재는 상기 슬리브 부재의 상기 대향 단부에 인접한 부분보다 상기 내면에 용접된 상기 단부에 인접한 부분에서의 단면 직경이 더 큰 중간부를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차용 프레임 구조체.
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