KR100916396B1 - 하이브리드형 서브 프레임 언더 커버 - Google Patents
하이브리드형 서브 프레임 언더 커버 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 하이브리드형 서브 프레임 언더 커버에 관한 것으로, 프런트 멤버와 리어 멤버 및 사이드 멤버로 구성되며, 하부에 복수의 마운팅 브라켓이 설치된 서브 프레임에 있어서, 상기 서브 프레임을 하측에서 지지하며, 상기 마운팅 브라켓의 위치에 대응하는 위치에 형성되어 상기 마운팅 브라켓이 결합되는 복수의 고정부가 형성된 플라스틱 재질의 언더 커버부와, 상기 언더 커버부에 결합되어 강성을 보강하는 스틸(steel) 재질의 스틸 멤버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
서브 프레임, 언더 커버, 플라스틱, 언더 커버부, 스틸(steel), 스틸 멤버
Description
본 발명은 하이브리드형 서브 프레임 언더 커버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 언더 커버에 플라스틱과 스틸 재질을 함께 사용함으로써 서브 프레임의 강성 증대에 기여하고 가속 부밍에 의한 소음 레벨을 감소시킬 수 있는 하이브리드형 서브 프레임 언더 커버에 관한 것이다.
차량에 작용하는 가장 일반적인 힘은 중량으로 차량 전체에 분배되어 있으며, 기하학적인 중심을 무게 중심이라 칭하며 이는 수직 하향으로 작용한다.
중심 지지 방식이란 엔진과 티엠 마운팅을 차체가 아닌 서브 프레임 또는 크로스 멤버에 3점 또는 4점 지지되도록 장착하되, 무게 중심이 마운팅 영역에 포함되는 것을 의미한다.
종래의 중심지지 차량에 대한 가속 소음 평가 결과, 100~500Hz 영역에서 운전석에서의 실내 소음이 과다한데, 그 원인을 분석한 결과, 1차 전달계인 서브 프레임의 굽힘 및 비틀림 강성이 취약하여 2차 엔진 마운팅부 입력점 강성 및 진동 감도가 불리해지는 것이 그 원인이다.
첨부된 도 1은 종래의 서브 프레임과 언더 커버의 결합 구조를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 종래의 가속 부밍시 운전석에서의 소음 레벨을 분석한 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 후륜 구동 차량용 서브 프레임(100)은 'ㅁ'자 형상으로 구성되며, 프런트 멤버(110)는 엔진 오일 팬의 보호를 위해 좌우가 절곡되어 있고, 리어 멤버(120)는 기어 박스 마운팅이 되는 부분으로 좌우 직선화되어 있다. 차량의 길이 방향으로 사이드 멤버(130)가 결합되고, 서브 프레임(100)의 하단부에는 다수의 마운팅 브라켓(150)이 설치된다.
서브 프레임(100)을 하측에서 지지하는 언더 커버(10)는 서브 프레임(100)의 형상에 대응하여 'ㅁ'자 형상의 플라스틱 재질로 만들어지며, 서브 프레임(100)으로의 오물 유입 방지 및 빗물에 의한 녹 발생을 최소화하기 위해 적용된다. 언더 커버(10)의 상면에는 전방에 3개소, 후방에 3개소 및 측단에 각각 1개소씩 총 8개의 고정부(12, 14, 16)가 형성되어 마운팅 브라켓(150)과 결합된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 언더 커버(10) 적용시 가속 부밍시 운전석에서의 소음 레벨을 분석한 결과, 130Hz와 230Hz 대역에서 소음 레벨이 증가하는 경향을 보였다. 이는 130Hz 영역에서는 서브 프레임(100)의 비틀림 모드에 의한 영향이 크게 작용하고, 230Hz 영역에서는 서브 프레임(100)의 굽힘 모드에 의한 영향이 크기 때문이다.
그런데 이러한 종래의 언더 커버는 플라스틱 재질에 의한 평판 구조로 되어 있어 서브 프레임의 강성 증대에 기여하지 못하면서 두께 증가로 인한 원가 상승의 요인이 된다.
또한, 종래의 서브 프레임 결합구조는 차량의 전후 방향 사이드 멤버와 좌우 방향의 프런트, 리어 멤버의 결합부를 CO2 용접으로 결합하므로 굽힘 및 비틀림 진동시 변형에 의한 진동 감도가 불리하여 보강 부재 추가 및 두께 증대로 인한 원가 상승 요인이 되고 있다.
본 발명의 목적은 언더 커버에 플라스틱과 스틸 재질을 함께 사용함으로써 서브 프레임의 강성 증대에 기여하고 가속 부밍에 의한 소음 레벨을 감소시킬 수 있는 하이브리드형 서브 프레임 언더 커버를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 프런트 멤버와 리어 멤버 및 사이드 멤버로 구성되며, 하부에 복수의 마운팅 브라켓이 설치된 서브 프레임에 있어서, 상기 서브 프레임을 하측에서 지지하며, 상기 마운팅 브라켓의 위치에 대응하는 위치에 형성되어 상기 마운팅 브라켓이 결합되는 복수의 고정부가 형성된 동시에, 스틸 멤버의 형상에 대응하여 스틸 멤버가 삽입될 부분이 절개되어 있는 플라스틱 재질의 언더 커버부와, 상기 언더 커버부에 결합되어 강성을 보강하는 스틸(steel) 재질의 스틸 멤버를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 서브 프레임 언더 커버를 제공한다.
상기 스틸 멤버는 상기 언더 커버부와의 결합 상태에서 상기 서브 프레임과의 결합 상태에서 상기 프런트 멤버와 리어 멤버의 비틀림 및 굽힘 강성이 증대되도록 'H'자 형상으로 만들어지는 것을 특징으로 한다.
상기 스틸 멤버는 각 단부에 관통 형성되어 상기 서브 프레임의 프런트 멤버 및 리어 멤버에 각각 볼팅 결합되는 볼팅 체결부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스틸 멤버는 마운팅 클립에 의해 상기 언더 커버부와 결합되는 마운팅 클립 방식 또는 접착제에 의해 상기 언더 커버부와 결합되는 접착재 결합 방식 중 어느 하나로 상기 언더 커버부에 결합되는 것을 특징으로 한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드형 서브 프레임 언더 커버는 언더 커버에 플라스틱과 스틸 재질을 함께 사용함으로써 서브 프레임의 강성 증대에 기여하고 가속 부밍에 의한 소음 레벨을 감소시키는 효과가 있다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드형 서브 프레임 언더 커버에 대해 상세히 설명하기로 한다(단, 종래와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하여 설명하기로 한다).
첨부된 도 3은 본 발명의 하이브리드형 서브 프레임 언더 커버와 서브 프레임의 결합 구조를 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 하이브리드형 서브 프레임 언더 커버를 도시한 분해 사시도이며, 도 5는 본 발명의 하이브리드형 서브 프레임 언더 커버를 도시한 저면도이다. 도 6은 본 발명의 하이브리드형 서브 프레임 언더 커버에 따른 스틸 멤버와 서브 프레임의 결합 상태를 도시한 저면도이고, 도 7은 본 발명의 하이브리드형 서브 프레임 언더 커버에 따른 스틸 멤버와 서브 프레임의 결합 상태를 도시한 사시도이며, 도 8은 본 발명의 하이브리드형 서브 프레임 언더 커버 적용시 가속 부밍 조건에서 소음 레벨을 분석한 그래프이다.
도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 하이브리드형 언더 커 버(200)는 서브 프레임(100)을 하측에서 감싸 지지하며, 플라스틱 재질의 언더 커버부(210)와, 스틸(steel) 재질의 스틸 멤버(220)로 구성된다.
서브 프레임(100)은 'ㅁ'자 형상으로 구성되며, 차량의 전후 방향으로 설치되는 프런트 멤버(110) 및 리어 멤버(120)와, 차량의 길이 방향으로 설치되어 프런트 멤버(110) 및 리어 멤버(120)의 좌우에 결합되는 사이드 멤버(130)와, 사이드 멤버(130)의 중앙에 결합되는 센터 서포트(140)와, 각 멤버들의 하부에 장착되는 다수의 마운팅 브라켓(150)으로 구성된다.
프런트 멤버(110)는 엔진 오일 팬의 보호를 위해 좌우가 절곡되어 있고, 리어 멤버(120)는 기어 박스 마운팅이 되는 부분으로 좌우 직선화되어 있다.
언더 커버부(210)는 스틸 멤버(220)의 형상에 대응하여 스틸 멤버(220)가 삽입될 부분이 'H'자 형상으로 절개되어 있으며, 상면에 마운팅 브라켓(150)의 위치에 대응하여 마운팅 브라켓(150)이 결합되는 프런트 고정부(212)와 리어 고정부(214) 및 사이드 고정부(216)가 형성된다.
스틸 멤버(220)는 언더 커버부(210) 및 서브 프레임(100)의 강성을 보완하기 위해 스틸(steel) 재질로 만들어지며, 서브 프레임(100)의 프런트 멤버(110)와 리어 멤버(120)를 강 결합(strong coupling)하는 효과를 주어 비틀림 및 굽힘 강성이 증대되도록 하며, 그에 따른 가속 부밍시 소음 저감 효과가 있다(도 8 참조).
스틸 멤버(220)는 'H'자 형상의 각 단부에 볼팅 체결부(222)가 관통 형성되어 서브 프레임(100)의 프런트 멤버(110) 및 리어 멤버(120)에 결합된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 언더 커버부(210)와 스틸 멤버(220)는 마운팅 클 립에 의해 고정되는 마운팅 클립 고정 방식(C 부분 참조) 또는 접착제에 의해 결합되는 접착제 결합 방식(D 부분 참조)에 의해 일체화 성형된다.
이러한 본 발명의 하이브리드형 언더 커버(200)를 적용한 차량의 가속 부밍 조건에서 운전석에서의 소음 레벨을 분석해 본 결과, 도 8에 도시된 바와 같이, 종래에 소음 레벨이 증가하였던 영역인 130Hz 대역(E 부분 참조) 부근 및 230Hz 대역(F 부분 참조) 부근에서 소음 레벨 3~7dB 정도 감소된 것을 볼 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 하이브리드형 서브 프레임 언더 커버를 적용하는 경우 언더 커버에 플라스틱과 스틸 재질을 함께 사용함으로써 서브 프레임의 강성 증대에 기여하고 가속 부밍에 의한 소음 레벨을 감소시키는 효과가 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 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
도 1은 종래의 서브 프레임과 언더 커버의 결합 구조를 도시한 분해 사시도.
도 2는 종래의 결합구조 적용시 가속 부밍시 운전석에서의 소음 레벨을 분석한 그래프.
도 3은 본 발명의 하이브리드형 서브 프레임 언더 커버와 서브 프레임의 결합 구조를 도시한 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 하이브리드형 서브 프레임 언더 커버를 도시한 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 하이브리드형 서브 프레임 언더 커버를 도시한 저면도.
도 6은 본 발명의 하이브리드형 서브 프레임 언더 커버에 따른 스틸 멤버와 서브 프레임의 결합 상태를 도시한 저면도.
도 7은 본 발명의 하이브리드형 서브 프레임 언더 커버에 따른 스틸 멤버와 서브 프레임의 결합 상태를 도시한 사시도.
도 8은 본 발명의 하이브리드형 서브 프레임 언더 커버 적용시 가속 부밍 조건에서 소음 레벨을 분석한 그래프.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 서브 프레임 110 : 프런트 멤버
120 : 리어 멤버 130 : 사이드 멤버
150 : 마운팅 브라켓 200 : 하이브리드형 언더 커버
210 : 언더 커버부 212 : 전방 고정부
214 : 후방 고정부 216 : 측단 고정부
220 : 스틸 멤버 222 : 볼팅 체결부
Claims (4)
- 프런트 멤버(110)와 리어 멤버(120) 및 사이드 멤버(130)로 구성되며, 하부에 복수의 마운팅 브라켓(150)이 설치된 서브 프레임(100)에 있어서,상기 서브 프레임(100)을 하측에서 지지하며, 상기 마운팅 브라켓(150)의 위치에 대응하는 위치에 형성되어 상기 마운팅 브라켓(150)이 결합되는 복수의 고정부(212, 214, 216)가 형성된 동시에, 스틸 멤버(220)의 형상에 대응하여 스틸 멤버(220)가 삽입될 부분이 절개되어 있는 플라스틱 재질의 언더 커버부(210)와, 상기 언더 커버부(210)에 결합되어 강성을 보강하는 스틸(steel) 재질의 스틸 멤버(220)를 포함하되, 상기 스틸 멤버(220)는 상기 서브 프레임(100)과의 결합 상태에서 상기 프런트 멤버(110)와 리어 멤버(120)의 비틀림 및 굽힘 강성이 증대되도록 'H'자 형상으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 서브 프레임 언더 커버.
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 스틸 멤버(220)는 각 단부에 관통 형성되어 상기 서브 프레임(100)의 프런트 멤버(110) 및 리어 멤버(120)에 각각 볼팅 결합되는 볼팅 체결부(222)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 서브 프레임 언더 커버.
- 제1항에 있어서,상기 스틸 멤버(220)는 마운팅 클립에 의해 상기 언더 커버부(210)와 결합되는 마운팅 클립 방식 또는 접착제에 의해 상기 언더 커버부(210)와 결합되는 접착재 결합 방식 중 어느 하나로 상기 언더 커버부(210)에 결합되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 서브 프레임 언더 커버.
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