KR100599260B1 - 차량의 서브 프레임 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 서브 프레임 구조에 관한 것으로, 프론트 롤마운트를 장착하기 위한 서브 프레임의 롤마운팅장착부를 좌/우측 프레임과 전방측 프레임의 양단을 연결하는 마운팅부시가 이루는 연결선상으로부터 돌출되도록 형성해 롤마운팅장착부에서의 입력점 동강성을 향상시키면서 NVH 성능도 함께 향상함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 정자형상을 이루도록 양 측면을 이루는 좌/우측 프레임(1,2)을 가로지르면서 마운팅부시(4,4')를 매개로 체결된 전방측 프레임(3)에 형성되어 엔진을 지지·장착하기 위한 롤프론트마운팅이 결합되는 마운팅부시(4,4')가 이루는 연결선상으로부터 돌출되는 후방여유간격(K')을 형성하는 한편, 상기 마운팅부시(4,4')가 이루는 연결선상에 대해 전방측 프레임(3)의 폭이 이루는 돌출간격(L)으로부터 마운팅부시(4,4')가 이루는 연결선상 쪽으로 어느 정도 들어간 전방여유간격(P)을 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 서브 프레임 구조{Sub frame structure in vehicle}

도 1은 종래에 따른 차량의 정자형 서브 프레임 구조도

도 2는 본 발명에 따른 정자형 서브 프레임 구조도

도 3은 본 발명에 따른 서브 프레임의 입력점 동강성 선도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1,2 : 좌/우측 프레임 3,3' : 전/후방측 프레임

3a : 롤마운팅장착부 4,4' : 마운팅부시

5 : 롤마운팅브라켓

L : 돌출간격 K,K' : 후방여유간격

P,P' : 전방여유간격

본 발명은 차량의 서브 프레임 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 200Hz 이상의 입력점 동강성을 향상시켜 NVH 성능을 함께 향상시킬 수 있도록 된 차량의 서브 프레임 구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 크게 차체(Body) 및 섀시(Chassis)로 이루어지고, 상기 차체는 자동차의 외형을 이루고 있는 부분으로서 다수개의 부재들이 각기 적절하게 접합되어 이루어진다.

특히, 서브 프레임(sub-frame)은 전방차체의 하부에서 각 모서리부위가 차체의 좌/우측 사이드멤버(side member)와 크로스멤버(cross member)상에 다수개의 부위로 결합되어 엔진룸내로 탑재되는 엔진과 변속기 등의 주요 부품들을 지지해주는 기능을 한다.

즉, 전방차체의 좌/우측 사이드멤버와 크로스멤버에 장착되는 서브 프레임은 전/후방측 가로부재와 좌/우측 세로부재가 각기 결합되어 개략적으로 정(井)자 형태로 이루어지면서 이의 상부에 엔진룸의 내부에 설치되는 여러 가지 부품들을 고정되게 장착시켜 이를 지지하는 한편, 전면의 2지점이 라디에이터 로우 멤버에 지지되고, 후면의 2지점은 대쉬 로우패널에 지지된다.

이와 같은 서브 프레임 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 양 측면으로 현가장치가 장착되는 좌/우측 프레임(1,2)에 각각 연결되어 차량의 장착 방향에 대해 전·후부위를 이루는 전/후방측 프레임(3,3')이 서로 접하는 부분을 용접으로 결합해 정(井)자의 형상을 이루게 된다.

또한, 이와 같은 서브 프레임은 엔진을 지지·장착하기 위한 롤프론트마운팅이 롤마운팅브라켓(5)을 매개로 전방측 프레임(3)부위로 형성된 롤마운팅장착부(3a)에 장착되는 데, 이때 상기 롤마운팅장착부(3a)는 그 구조상 좌/우측 프레임(1,2)과 전방측 프레임(3)의 양단을 연결하는 마운팅부시(4,4')가 이루는 연결선상에 대해 후방측 프레임(2')쪽으로 돌출되는 부위가 못 미치는 후방여유간격(K)을 두고 서로 간격을 두는 한편, 또한 상기 마운팅부시(4,4')가 이루는 연결선상에 대해 전방측 프레임(3)의 전체 폭이 이루는 돌출간격(L)으로부터 후방측 프레임(3')의 반대쪽(차량 전방 방향쪽)으로 튀어나온 전방여유간격(P)을 형성하게 된다.

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이때, 상기 전방측 프레임(3)에 형성된 롤마운팅장착부(3a)가 전방여유간격(P)을 형성하도록 전방측 프레임(3)으로부터 돌출되는 것은 차량의 저속 주행중 전방 충돌시 상기 전방측 프레임(3)으로 전달된 충격에 의해 롤마운팅장착부(3a)가 후방으로 밀리면서 전방측 프레임(3) 자체를 변형시키는 것을 방지해 서브 프레임 전체를 교체해야만 되는 단점을 방지하는 기능을 하게 된다.
그러나, 상기와 같은 종래 서브 프레임에서는 저속 주행중 전방 충돌시 발생되는 충격력이 전방측 프레임(3)의 롤마운팅장착부(3a)가 가지는 구조적 강성을 초과할 경우에는 오히려 전방측 프레임(3)의 변형을 억제시키는 것이 아니라, 전방측 프레임(3)의 전체적인 변형을 더욱 증가시키게 되는 작용을 하게 되므로, 서브 프레임의 전체 교체를 방지하고자 하는 본래의 취지를 역행하게 되는 문제가 있었다.
또한, 상기와 같이 서브 프레임을 형성하는 전방측 프레임(3)부위에 형성된 롤마운팅장착단(3a)이 상기 마운팅부시(4,4')가 이루는 연결선상에 대해 후방여유간격(K)을 두고 서로 떨어져 있게 되면, 상기 롤마운팅장착단(3a)부위에서의 입력점 동강성이 크게 나빠지고 이로 인해 차량의 NVH 성능도 저하되는 단점이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 프론트 롤마운트를 장착하기 위한 서브 프레임의 롤마운팅장착부를 좌/우측 프레임과 전방측 프레임의 양단을 연결하는 마운팅부시가 이루는 연결선의 뒤쪽인 후방측 프레임쪽으로 돌출되도록 형성해, 서브 프레임의 롤마운팅장착부에서의 입력점 동강성을 향상시키면서 NVH 성능도 함께 향상하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차체의 길이방향을 따라 배치되는 좌/우측 프레임과, 상기 좌/우측 프레임의 양측 전단부위 사이를 연결하고 엔진의 전방부위를 서브 프레임상에 지지하는 프론트 롤마운트를 설치하는 롤마운팅브라켓이 결합되는 롤마운팅장착부를 형성하는 전방측 프레임 및, 상기 좌/우측 프레임의 양측 후단부위 사이를 연결하는 후방측 프레임으로 이루어지는 서브 프레임 구조에 있어서,
상기 롤마운팅장착부의 전방 부위는 상기 전방측 프레임의 전방측 선단면 보다 차체의 후방을 향해 함몰되어 전방여유간격을 형성하고;
상기 롤마운팅장착부의 후방 부위는 상기 좌/우측 프레임과 상기 전방측 프레임의 양단 사이를 연결하는 좌/우측 마운팅부시가 이루는 연결선상으로부터 상기 후방측 프레임을 향해 후방으로 연장되어 돌출되는 후방여유간격을 형성하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 정자형 서브 프레임 구조도를 도시한 것인 바, 본 발명의 서브 프레임은 차체의 길이방향을 따라 배치되면서 양측부로 현가장치가 장착되는 좌/우측 프레임(1,2)과, 상기 좌/우측 프레임(1,2)의 전/후단과 각각 결합되어 차체에 대해 횡방향으로 배치되는 전/후방측 프레임(3,3')을 구비하고서 전체적으로 정(井)자의 형상을 이루고 있다.
그리고, 상기 전방측 프레임(3)에는 엔진의 전방부위를 서브 프레임상에 지지하기 위한 프론트 롤마운트(6)가 장착되는 바, 상기 프론트 롤마운트(6)는 상기 전방측 프레임(3)의 대략 중간부위에서 차체의 후방을 향해 전방측 선단부위가 함몰된 형태로 형성된 롤마운팅장착부(3a)에 롤마운팅브라켓(5)을 매개로 고정 설치된다.
이 경우, 상기 롤마운팅장착부(3a)는 상기 좌/우측 프레임(1,2)과 전방측 프레임(3)의 양단 사이를 각각 연결하는 좌/우측 마운팅부시(4,4')가 이루는 연결선(X)상쪽으로 접근되도록, 즉 상기 롤마운팅장착부(3a)의 후방 부위는 상기 후방측 프레임(3')쪽인 차체의 후방을 향해 돌출된 형태로서 전체적인 외형이 대략 브이(V)자 형상을 이루게 된다.

즉, 상기 롤마운팅장착단(3a)의 전방 부위는 상기 전방측 프레임(3)의 전방측 선단면 보다 차체의 후방을 향해 함몰되어 전방여유간격(P')을 형성하게 되고,
상기 롤마운팅장착부(3a)의 후방 부위는 좌/우측 프레임(1,2)과 전방측 프레임(3)의 양단 사이를 연결하는 좌/우측 마운팅부시(4,4')가 이루는 연결선(X)상으로부터 상기 후방측 프레임(3')을 향해 후방으로 연장 돌출되어 후방여유간격(K')을 형성하게 된다.

이에 따라, 상기 전방측 프레임(3)에서 상기 롤마운팅장착부(3a)의 위치를 한정하게 되는 요소중 하나인 상기 전방여유간격(P')은 상기 롤마운팅장착부(3a)를 상기 전방측 프레임(3)의 전방측 선단면 보다 차체의 후방을 향해 함몰되어지도록 함으로써, 저속 주행중 전방 충돌시 상기 전방측 프레임(3)의 전방측 선단면이 충돌에 의한 충격력을 받게 될 때, 상기 전방측 프레임(3)의 전 부위중 상기 롤마운팅장착부(3a)는 접촉에 의한 충격을 회피할 수 있게 되므로, 상기 전방측 프레임(3)의 전체적인 변형을 줄일 수 있게 된다.
즉, 저속 주행중 전방 충돌시 상기 전방측 프레임(3)중 롤마운팅장착부(3a)를 제외한 전체 부위가 충격력을 분산하여 흡수하게 되므로, 상기 전방측 프레임(3)의 변형을 현저하게 줄일 수 있게 되고, 이로 인해 서브 프레임을 전체적으로 수리하지 않아도 된다.

또한, 상기 전방측 프레임(3)에서 상기 롤마운팅장착부(3a)의 위치를 한정하게 되는 요소중 나머지 하나인 상기 후방여유간격(K')은 상기 롤마운팅장착부(3a)를 상기 전방측 프레임(3)의 후방측 선단면 보다 차체의 후방을 향해 돌출되어지도록 함으로써, 상기 롤마운팅장착부(3a)에 조립되는 롤마운팅브라켓(5)에 대한 보다 안정적인 지지를 도모할 수 있게 된다.
즉, 상기 전방측 프레임(3)의 롤마운팅장착부(3a)에서 입력점 동강성이 도 3에 도시된 바와 같이, 200Hz 내지 400Hz 영역에서 종래 서브 프레임의 전방측 프레임(3)에 비해 입력점 동강성이 크게 향상될 수 있어, 차량의 NVH 성능을 크게 향상시키게 되는 역할을 하게 된다.
이는 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 롤마운팅브라켓(5)에 결합되는 프론트 롤마운트(6)의 중량 중심이 상기 전방측 프레임(3)의 중량 중심으로부터 후방으로 벗어남에 따라 발생하는 입력점 동강성의 저하 문제를 해소하고자 하는 것이다.
부연하자면, 본 발명에 따른 서브 프레임의 구조에 있어 롤마운팅브라켓(5)에 결합되는 프론트 롤마운트(6)의 중량 중심은 상기 전방측 프레임(3)의 중량 중심에 보다 근접하게 위치될 수 있게 되는 것인 데, 이는 상기 롤마운팅장착부(3a)의 형상적 특징에 따라 상기 전방측 프레임(3)의 중량 중심이 차체의 후방을 향해 보다 후퇴될 수 있기 때문이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 서브 프레임에 형성되어 엔진을 장착하는 롤프론트마운팅이 결합되는 롤마운팅장착부가 서브 프레임의 전방부위를 이루는 전방측 프레임으로부터 차체의 후방향을 향해 전방측이 함몰되고 후방측이 돌출되는 구조를 이루게 되므로, 저속 주행중 전방 충돌시 상기 전방측 프레임의 롤마운팅장착부에 대한 변형을 줄임과 더불어, 롤마운팅장착부에서의 입력점 동강성을 크게 향상시켜 차량의 NVH 성능을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (2)

1. 차체의 길이방향을 따라 배치되는 좌/우측 프레임(1,2)과, 상기 좌/우측 프레임(1,2)의 양측 전단부위 사이를 연결하고 엔진의 전방부위를 서브 프레임상에 지지하는 프론트 롤마운트(6)를 설치하는 롤마운팅브라켓(5)이 결합되는 롤마운팅장착부(3a)를 형성하는 전방측 프레임(3) 및, 상기 좌/우측 프레임(1,2)의 양측 후단부위 사이를 연결하는 후방측 프레임(3')으로 이루어지는 서브 프레임 구조에 있어서,

   상기 롤마운팅장착부(3a)의 전방 부위는 상기 전방측 프레임(3)의 전방측 선단면 보다 차체의 후방을 향해 함몰되어 전방여유간격(P')을 형성하고;

   상기 롤마운팅장착부(3a)의 후방 부위는 상기 좌/우측 프레임(1,2)과 상기 전방측 프레임(3)의 양단 사이를 연결하는 좌/우측 마운팅부시(4,4')가 이루는 연결선(X)상으로부터 상기 후방측 프레임(3')을 향해 후방으로 연장되어 돌출되는 후방여유간격(K')을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량의 서브 프레임 구조.
2. 삭제

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