KR100831470B1 - 차량용 프론트 서브 프레임 - Google Patents

차량용 프론트 서브 프레임 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 프론트 서브 프레임에 관한 것으로서, 전방의 프론트 멤버와, 후방의 리어 멤버와, 상기 프론트 멤버 및 리어 멤버의 좌우 길이 방향으로 사이드 멤버를 포함하며, 프론트 사이드 멤버의 하부를 지지하는 차량용 프론트 서브 프레임에 있어서, 상기 프론트 멤버의 양측에 결합된 상기 사이드 멤버의 모서리 부분에 형성되며, 상기 프론트 사이드 멤버의 전방부와 취부되는 전방 차체 마운팅부; 상기 전방 차체 마운팅부에 형성되며, 차량 충돌시 변형될 수 있도록 중공 형상을 가진 제 1 보강재; 및 상기 제 1 보강재의 변형으로 인한 강성 저하를 보완하기 위하여 상기 제 1 보강재보다 내측에 장착되는 제 2 보강재;를 포함하여 구성됨으로써, 차량 충돌 시 변형 구간을 확보하여 차체 감가속도를 저감시키며, 이로 인해 자동차 안전도 평가제도(NCAP)에 따른 충돌 성능을 개선할 수 있는 효과가 있다.
프론트 서브 프레임, 프론트 사이드 멤버, 보강재

Description

차량용 프론트 서브 프레임{Front subframe for vehicle}
본 발명은 차량용 프론트 서브 프레임에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 구조 강성을 확보하면서 하중 전달을 용이하게 해주는 차량용 프론트 서브 프레임에 관한 것이다.
일반적으로 차체는 메인 프레임과 서브 프레임으로 구성되며, 서브 프레임은 차체의 전방 하단을 형성하는 프론트 서브 프레임과 차체의 후방 하단을 형성하는 리어 서브 프레임으로 구성되어 있다.
프론트 서브 프레임의 상측에는 엔진을 비롯한 변속기 등의 장치들이 장착되어 있으며, 측단으로는 프론트 서스펜션의 로어 암과 연결되어 차량의 구조 강성을 확보하면서 하중 전달을 용이하게 하고 있다.
첨부된, 도 1은 종래의 차량용 프론트 서브 프레임을 나타낸 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 프론트 서브 프레임(1) 구조는 전방에 프론트 멤버(3)와, 후방에 리어 멤버(4)와, 좌우의 길이 방향으로 사이드 멤버(5)를 포함하여 사각형 형상의 프레임을 구성한다. 프론트 서브 프레임(1)은 전방과 후방의 양측 4부분에 차체 마운팅부(2)가 구성되어 있으며, 차체 마운팅부(2)는 프론트 서브 프레임(1)의 좌우 부재와 전후 부재가 만나는 부위에 위치한다.
이러한 종래의 서브 프레임은 통상 강철 소재로 제작되나, 중량 감소 등의 이유로 알루미늄 소재로 제작이 시도되고 있으며, 알루미늄제 프론트 서브 프레임(1)은 강철과 동등한 수준의 강성을 확보하기 위하여, 차체 프론트 사이드 멤버의 취부 구조를 주물 일체형으로 설계하는 경향이 있다.
이와 같은 알루미늄제 프론트 서브 프레임(1) 구조는 전방 차체 마운팅부(2)의 강도가 과도하여 차량 충돌 시 차체 감가속도를 충분히 저감시키지 못하는 문제점이 있으며, 이로 인해 자동차 안전도 평가제도(NCAP)에 따른 충돌 성능을 만족하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 충분한 구조 강성을 확보하는 동시에 자동차 안전도 평가제도(NCAP)에 따른 충돌 성능을 개선시킬 수 있는 차량용 프론트 서브 프레임을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전방의 프론트 멤버와, 후방의 리어 멤버와, 상기 프론트 멤버 및 리어 멤버의 좌우 길이 방향으로 사이드 멤버를 포함하며, 프론트 사이드 멤버의 하부를 지지하는 차량용 프론트 서브 프레임에 있어서, 상기 프론트 멤버의 양측에 결합된 상기 사이드 멤버의 모서리 부분에 형성되며, 상기 프론트 사이드 멤버의 전방부와 취부되는 전방 차체 마운팅부; 상기 전방 차체 마운팅부에 형성되며, 차량 충돌시 변형될 수 있도록 중공 형상을 가진 제 1 보강재; 및 상기 제 1 보강재의 변형으로 인한 강성 저하를 보완하기 위하여 상기 제 1 보강재보다 내측에 장착되는 제 2 보강재;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 프론트 서브 프레임을 제공한다.
상기 제 1 보강재는 중공형의 사각형 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 보강재는 판 형상으로, 일측이 상기 프론트 멤버에 장착되고, 타측이 상기 사이드 멤버에 장착된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량용 프론트 서브 프레임은 차량 충돌 시 변형 구간을 확보할 수 있도록 중공 사각형의 제 1 보강재를 장착함으로써 차체 감가속도를 저감시켜 자동차 안전도 평가제도(NCAP)에 따른 충돌 성능을 개선할 수 있으며, 종래의 구조에 비해 중량을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 중공형의 제 1 보강재로 인한 강성 저하를 보완하기 위하여 판 형상의 제 2 보강재를 장착함으로써 요구되는 강성 목표를 만족할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 프론트 서브 프레임에 대해 상세히 설명하기로 한다.
첨부된, 도 2는 본 발명에 따른 차량용 프론트 서브 프레임을 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 "M"부분을 나타낸 사시도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 차량용 프론트 서브 프레임(100)은 프론트 멤버(10), 리어 멤버(20), 사이드 멤버(30), 제 1 보강재(40) 및 제 2 보강재(50)를 포함하여 구성되는 바, 상기 서브 프레임(100)의 전방에 프론트 멤버(10), 후방에 리어 멤버(20), 좌우 길이 방향 각각에 사이드 멤버(30)가 위치한다.
상기 프론트 멤버(10) 및 리어 멤버(20)와 그 좌우 양측 사이에 결합된 사이드 멤버(30)의 모서리 부분에는 차체 마운팅부(40)가 형성되는 바, 차체 마운팅부는 프론트 사이드 멤버(미도시)의 하부에 결합되어 프론트 사이드 멤버를 지지한다.
상기 프론트 사이드 멤버와 사이드 멤버(30)의 전단부가 결합된 전방 차체 마운팅부(M)는 프론트 사이드 멤버의 전방부와 취부되며, 제 1 보강재(40)와, 제 2 보강재(50)로 구성된다.
상기 제 1 보강재(40)는 차량 충돌시 차체의 프론트 사이드 멤버가 취부되는 전방 차체 마운팅부(M)에 변형 구간(collapse zone)을 형성할 수 있도록 형성되어지되, 중공형의 사각형 형상으로 형성된다. 상기와 같이 형성된 중공형의 상기 제 1 보강재(40)는 차량 충돌 시 속이 빈 공간만큼 찌그러지며, 찌그러지면서 변형 에너지를 흡수하여 차체 감가속도를 저감시킬 수 있다.
중공형인 상기 제 1 보강재(40)는 도 1에 도시된 종래의 차체 마운팅부(2)와 비교할 때 중량 절감이라는 이점이 있다. 또한, 상기 제 1 보강재(40)의 외측 측면에는 마운팅 볼트(미도시)가 삽입되어 프론트 사이드 멤버의 전방부가 장착될 수 있도록 장착부(41)가 형성된다.
상기 제 2 보강재(50)는 대략 판 형상으로, 상기 제 1 보강재(40)보다 내측에 상기 프론트 멤버(10)와 사이드 멤버(30) 사이에 형성된다. 상기 제 2 보강재(50)는 강성 증대를 위해 부분적으로 굴곡진 형상을 포함할 수 있다.
상기 제 2 보강재(50)는 차량 충돌 시 상기 제 1 보강재(40)의 변형으로 인한 강성 저하를 보완하기 위하여 형성되는 것이며, 본 발명에서 제 2 보강재(50)는 직각 삼각형 형상으로 형성되며, 일측은 프론트 멤버(10)의 측면에 장착되고, 타측은 사이드 멤버(30)의 측면에 장착된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 프론트 서브 프레임(100)은 상기 제 1 보강재(40)를 장착함으로써 차량 충돌 시 변형 구간을 확보할 수 있고, 이로 인해 차체 감가속도를 저감시켜 자동차 안전도 평가제도(NCAP)에 따른 충돌 성능을 개선할 수 있으며, 또한, 상기 제 2 보강재(50)를 장착함으로써 제 1 보강재(40)로 인한 강성 저하를 보완하여 요구되는 강성 목표를 만족할 수 있다.
한편, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변형 실시할 수 있는 것을 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
도 1은 종래의 차량용 프론트 서브 프레임을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 프론트 서브 프레임을 나타낸 사시도.
도 3은 도 2의 "M"부분을 나타낸 사시도.
*도면의 주요 부분에 따른 부호의 설명*
10 : 프론트 멤버 20 : 리어 멤버
30 : 사이드 멤버 40 : 제 1 보강재
50 : 제 2 보강재 100 : 서브 프레임

Claims (3)

  1. 전방의 프론트 멤버(10)와, 후방의 리어 멤버(20)와, 상기 프론트 멤버(10) 및 리어 멤버(20)의 좌우 길이 방향으로 사이드 멤버(30)를 포함하며, 프론트 사이드 멤버의 하부를 지지하는 차량용 프론트 서브 프레임에 있어서,
    상기 프론트 멤버(10)의 양측에 결합된 상기 사이드 멤버(30)의 모서리 부분에 형성되며, 상기 프론트 사이드 멤버의 전방부와 취부되는 전방 차체 마운팅부(M);
    상기 전방 차체 마운팅부(M)에 형성되며, 차량 충돌시 변형될 수 있도록 중공 형상을 가진 제 1 보강재(40); 및
    상기 제 1 보강재(40)의 변형으로 인한 강성 저하를 보완하기 위하여 상기 제 1 보강재(40)보다 내측에 장착되는 제 2 보강재(50);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 프론트 서브 프레임.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 보강재(40)는 중공형의 사각형 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 프론트 서브 프레임.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제 2 보강재(50)는 판 형상으로, 일측이 상기 프론트 멤버(10)에 장착 되고, 타측이 상기 사이드 멤버(30)에 장착된 것을 특징으로 하는 차량용 프론트 서브 프레임.
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