KR101339266B1

KR101339266B1 - 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체

Info

Publication number: KR101339266B1
Application number: KR1020120113626A
Authority: KR
Inventors: 이병규; 정대우
Original assignee: 기아자동차 주식회사; 현대자동차 주식회사
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2013-12-09

Abstract

차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체가 개시된다. 개시된 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체는 차량의 사이드 멤버에 서브 프레임을 장착하기 위한 것으로서, ⅰ)서브 프레임의 후방 측을 사이드 멤버에 볼트 체결하기 위한 파이프 너트를 가지며 사이드 멤버 및 서브 프레임과 별개로 구비되는 마운팅 브라켓과, ⅱ)마운팅 브라켓에 일체로 연결되며, 사이드 멤버에 압입되는 압입부재를 포함할 수 있다.

Description

차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체 {MOUNTING STRUCTURE FOR SUB-FRAME IN VEHICLES}

본 발명의 실시예는 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량 충돌 성능을 향상시킬 수 있는 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 서브 프레임은 프론트 사이드 멤버에 볼팅에 의해 결합된다. 즉, 서브 프레임은 전방, 센터, 및 후방 각각의 양측이 마운트 브라켓과 볼트를 통해 좌우 양측의 각 프론트 사이드 멤버에 체결될 수 있다.

이러한 서브 프레임에는 엔진과 트랜스미션이 전후 방향으로 배치되는데, 차량의 정면 충돌 시 서브 프레임의 좌굴에 의해 엔진의 드롭을 유도하여 엔진이 강제로 밀리지 않도록 하는 구조로 설계되어 그 충돌 안전성을 보장하게 된다.

서브 프레임과 프론트 사이드 멤버의 체결 방법은 프론트 사이드 멤버의 선단 하부에 마운트 브라켓을 용접 고정하고, 프론트 사이드 멤버의 하부와 직접적으로 연결되는 파이프 너트를 장착 브라켓에 장착한 상태에서, 체결볼트를 서브 프레임과 파이프 너트에 체결하는 방식으로 서브 프레임과 프론트 사이드 멤버를 볼팅 체결할 수 있다.

상기와 같은 서브 프레임과 프론트 사이드 멤버의 장착 구조에 의하면, 차량의 전방 충돌 시 프론트 사이드 멤버(이하에서는 편의 상 "사이드 멤버" 라고 한다)가 충분히 변형되어야 충돌 에너지를 줄여 승객의 안전을 확보할 수 있다.

그런데, 일반적인 서브 프레임과 사이드 멤버의 장착 구조에서는 충돌이 발생하면 충돌 초기에는 사이드 멤버가 변형되다가 서브 프레임의 후방 마운팅부가 사이드 멤버와 간섭이 발생하는 순간부터는 서브 프레임이 사이드 멤버의 변형을 억제하는 역할을 하게 되면서 사이드 멤버의 변형을 방해하기 때문에 충돌 성능이 저하된다.

즉, 상기한 경우에서는 서브 프레임의 후방 마운팅부으로 인해 사이드 멤버의 변형을 감소시켜 충돌 에너지를 흡수하지 못하기 때문에, 승객의 안전을 확보하지 못하게 된다.

본 발명의 실시예들은 차량의 충돌 시 서브 프레임의 후방 마운팅부를 사이드 멤버와 분리시킴으로써 사이드 멤버의 변형을 증대시켜 충돌 성능을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체는, 차량의 사이드 멤버에 서브 프레임을 장착하기 위한 것으로서, ⅰ)상기 서브 프레임의 후방 측을 상기 사이드 멤버에 볼트 체결하기 위한 파이프 너트를 가지며 상기 사이드 멤버 및 서브 프레임과 별개로 구비되는 마운팅 브라켓과, ⅱ)상기 마운팅 브라켓에 일체로 연결되며, 상기 사이드 멤버에 압입되는 압입부재를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체에 있어서, 상기 압입부재는 차량의 후방에서 전방으로 상기 사이드 멤버에 압입될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체에 있어서, 상기 압입부재는 차량의 전방 충돌 시, 상기 사이드 멤버로부터 후방으로 이탈되게 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체에 있어서, 상기 마운팅 브라켓은 차량의 전방 충돌 시, 상기 서브 프레임의 후방 부위와 함께 상기 사이드 멤버로부터 하방으로 이탈될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체에 있어서, 상기 마운팅 브라켓에는 상기 파이프 너트가 용접 접합되며, 상기 파이프 너트의 체결홀과 연결되는 연결홀이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체에 있어서, 상기 사이드 멤버에는 상기 압입부재가 압입될 수 있는 결합부재가 용접 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 서브 프레임의 후방 부위를 압입 방식으로 사이드 멤버에 장착함으로 차량의 전방 충돌 시 서브 프레임의 후방 부위를 사이드 멤버로부터 이탈시킬 수 있기 때문에, 서브 프레임의 후방 부위와 사이드 멤버와의 간섭을 회피할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 차량의 전방 충돌 시 사이드 멤버의 변형을 증대시킴으로써 충돌 에너지의 흡수를 극대화시킬 수 있고, 이로 인해 차량의 충돌 성능을 더욱 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 승객의 안전을 확보할 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 적용되는 차량용 서브 프레임의 장착 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체를 도시한 결합 단면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 적용되는 차량용 서브 프레임의 장착 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체는 차량의 사이드 멤버(1) 하부에 서브 프레임(3)을 장착하기 위한 것이다.

여기서, 상기 사이드 멤버(1)는 엔진룸의 양측에 배치되는 바, 사이드 아웃터 멤버와 사이드 인너 멤버로 이루어지며, 이들 사이드 아웃터 멤버와 사이드 인너 멤버가 상호 용접되어 구성될 수 있다.

그리고, 상기 서브 프레임(3)은 차량에 주로 적용되는 서스펜션에 구비되는 것으로, 사이드 멤버(1)에 장착되며 스티어링계, 변속기, 엔진 등의 부품을 지지하여 진동, 소음 등을 절연하고, 차체의 강성을 증대시키는 역할을 한다.

이와 같은 서브 프레임(3)과 그 서브 프레임(3)이 장착되는 사이드 멤버(1)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 사이드 멤버와 서브 프레임으로 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

여기서, 본 발명의 실시예에 적용되는 서브 프레임(3)은 전방, 센터, 및 후방 각각의 양측이 브라켓과 볼트 등을 통해 사이드 멤버(1)의 하부에 체결될 수 있다.

이 경우, 상기 서브 프레임(3)의 전방측 마운팅 부위를 제1 마운팅부(M1), 센터측 마운팅 부위를 제2 마운팅부(M2), 및 후방측 마운팅 부위를 제3 마운팅부(M3)로 정의할 수 있는데, 제3 마운팅부(M3)에 본 발명의 실시예에 의한 마운팅 구조체를 구성할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체는 차량의 충돌 시 서브 프레임(3)의 제3 마운팅부(M3)를 사이드 멤버(1)와 분리시킴으로써 그 사이드 멤버(1)의 변형을 증대시켜 충돌 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 구조로 이루어진다.

도 2은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체를 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체를 도시한 결합 단면 구성도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체(100)는 기본적으로, 마운팅 브라켓(10)과 압입부재(30)를 포함하며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에서, 상기 마운팅 브라켓(10)은 서브 프레임(3)의 후방 양측을 사이드 멤버(1) 하부에 장착하기 위한 브라켓으로, 그 서브 프레임(3) 및 사이드 멤버(1)와 별개로서 구비된다.

상기 마운팅 브라켓(10)은 서브 프레임(3)의 후방 양측이 볼트(B)를 통해 체결 가능하게 구비되는 바, 그 서브 프레임(3)의 후방 측을 사이드 멤버(1)에 볼트 체결하기 위한 파이프 너트(11)를 포함하고 있다.

여기서, 상기 마운팅 브라켓(10)은 예를 들어, 바닥을 이루는 제1 부분(13a)과, 제1 부분(13a)의 적어도 한 쪽 단부로부터 상측으로 연장되는 제2 부분(13b)으로 이루어진다.

이 경우, 상기 파이프 너트(11)는 마운팅 브라켓(10)의 제1 부분(13a)에 상하 방향으로 직립하게 용접 설치된다. 즉, 상기 파이프 너트(11)는 이의 하단부가 마운팅 브라켓(10)의 제1 부분(13a)에 용접 접합된다.

그리고, 상기 파이프 너트(11)에는 서브 프레임(3)의 후방 부위를 관통한 볼트(B)가 체결될 수 있는 체결홀(15)이 구비되는데, 그 체결홀(15)은 마운팅 브라켓(10)의 제1 부분(13a)에 형성된 연결홀(17)과 연결된다.

즉, 상기 체결홀(15)은 파이프 너트(11)의 하단부가 마운팅 브라켓(10)의 제1 부분(13a)에서 연결홀(17)의 가장자리 부분에 용접되면서 그 연결홀(17)과 상호 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 압입부재(30)는 사이드 멤버(1)에 압입되는 것으로 마운팅 브라켓(10)에 일체로 연결된다. 상기 압입부재(30)는 마운팅 브라켓(10)의 제2 부분(13b)에 일체로 연결되는 바, 로드 형태로서 제1 부분(13a)을 기준으로 제2 부분(13b)의 외측면에 용접식으로 연결될 수 있다.

여기서, 상기 압입부재(30)는 차량의 후방에서 전방으로 사이드 멤버(1)에 압입되며, 차량의 충돌 시 사이드 멤버(1)로부터 후방으로 이탈되게 구비된다.

이 경우, 상기 압입부재(30)는 차량의 전방 충돌이 발생하지 않을 경우 서브 프레임(3)의 전방과 센터 부위가 사이드 멤버(1)에 체결되어 있기 때문에, 평상 시 조건에서는 사이드 멤버(1)로부터 이탈되지 않는다.

그러나, 상기 압입부재(30)는 차량의 전방 충돌이 발생하여 서브 프레임(3)의 전방과 센터 부위가 후방으로 변형되는 경우에만 사이드 멤버(1)로부터 후방으로 이탈될 수 있다.

또한, 차량의 전방 충돌 시 상기 압입부재(30)가 사이드 멤버(1)로부터 후방으로 이탈됨에 따라, 마운팅 브라켓(10)은 서브 프레임(3)의 후방 부위와 함께 사이드 멤버(1)로부터 하방으로 이탈될 수 있다.

한편, 상기 사이드 멤버(1)에는 마운팅 브라켓(10)의 압입부재(30)가 실질적으로 압입될 수 있는 결합부재(50)가 설치될 수 있다.

상기 결합부재(50)는 사이드 멤버(1)의 내측에 차량의 전후 방향으로 용접 설치되며, 그 사이드 멤버(1)를 관통한 압입부재(30)가 삽입될 수 있는 압입홀(51)이 형성되어 있다.

따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체(100)에 의하면, 서브 프레임(3)은 전방, 센터, 및 후방 각각의 양측이 브라켓과 볼트 등을 통해 사이드 멤버(1)의 하부에 체결될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 상기 서브 프레임(3)의 후방 부위를 관통한 볼트(B)가 마운팅 브라켓(10)의 연결홀(17)을 통해 파이프 너트(11)의 체결홀(15)에 체결될 수 있다.

그리고, 상기 마운팅 브라켓(10)은 이의 압입부재(30)가 사이드 멤버(1)에 있어 결합부재(50)의 압입홀(51)에 차량의 후방에서 전방으로 압입됨에 따라, 그 사이드 멤버(1)에 고정되며 서브 프레임(3)의 후방 부위를 사이드 멤버(1)에 장착할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예에 의하면, 차량의 전방 충돌이 발생하지 않을 경우, 서브 프레임(3)의 전방과 센터 부위가 사이드 멤버(1)에 체결되어 있기 때문에, 평상 시 조건에서는 압입부재(30)가 사이드 멤버(1)로부터 이탈되지 않게 된다.

한편, 도 4에서와 같이 차량의 전방 충돌이 발생하게 되면, 본 발명의 실시예에서는 서브 프레임(3)의 전방과 센터 부위가 후방으로 변형됨에 따라 압입부재(30)가 사이드 멤버(1)로부터 후방으로 이탈하게 된다.

그러면, 본 발명의 실시예에서는 차량의 전방 충돌 시 상기 압입부재(30)가 사이드 멤버(1)로부터 후방으로 이탈됨에 따라, 마운팅 브라켓(10)이 서브 프레임(3)의 후방 부위와 함께 사이드 멤버(1)로부터 하방으로 이탈될 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 차량의 전방 충돌 시 서브 프레임(3)의 후방 부위를 사이드 멤버(1)로부터 이탈시킬 수 있기 때문에, 서브 프레임(3)의 후방 부위와 사이드 멤버(1)와의 간섭을 회피할 수 있다.

이로써, 본 발명의 실시예에서는 차량의 전방 충돌 시 사이드 멤버(1)의 변형을 증대시킴으로써 충돌 에너지의 흡수를 극대화시킬 수 있고, 이로 인해 차량의 충돌 성능을 더욱 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 승객의 안전을 확보할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

1... 사이드 멤버
3... 서브 프레임
10... 마운팅 브라켓
11... 파이프 너트
13a... 제1 부분
13b... 제2 부분
15... 체결홀
17... 연결홀
30... 압입부재
50... 결합부재
51... 압입홀
B... 볼트

Claims

차량의 사이드 멤버에 서브 프레임을 장착하기 위한 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체에 있어서,
상기 서브 프레임의 후방 측을 상기 사이드 멤버에 볼트 체결하기 위한 파이프 너트를 가지며 상기 사이드 멤버 및 서브 프레임과 별개로 구비되는 마운팅 브라켓; 및
상기 마운팅 브라켓에 일체로 연결되며, 상기 사이드 멤버에 압입되는 압입부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체.
제1 항에 있어서,
상기 압입부재는 차량의 후방에서 전방으로 상기 사이드 멤버에 압입되는 것을 특징으로 하는 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체.
제2 항에 있어서,
상기 압입부재는 차량의 전방 충돌 시, 상기 사이드 멤버로부터 후방으로 이탈되게 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체.
제2 항 또는 제3 항에 있어서,
상기 마운팅 브라켓은 차량의 전방 충돌 시, 상기 서브 프레임의 후방 부위와 함께 상기 사이드 멤버로부터 하방으로 이탈되는 것을 특징으로 하는 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체.
제1 항에 있어서,
상기 마운팅 브라켓에는 상기 파이프 너트가 용접 접합되며, 상기 파이프 너트의 체결홀과 연결되는 연결홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체.
제1 항에 있어서,
상기 사이드 멤버에는 상기 압입부재가 압입될 수 있는 결합부재가 용접 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 서브 프레임의 마운팅 구조체.