KR101354374B1

KR101354374B1 - 서브프레임 체결구조

Info

Publication number: KR101354374B1
Application number: KR1020120139099A
Authority: KR
Inventors: 김용대; 이남영; 강승현
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2012-12-03
Publication date: 2014-01-23
Also published as: US8967671B2; CN103847791A; US20140151991A1; CN103847791B

Abstract

본 발명은 사이드멤버를 통해 서브프레임을 마운팅하는 보강수단을 포함하는 서브프레임 체결구조에 관한 것으로, 상기 보강수단은, 사이드멤버에 십자형태로 교차되게 구비되고 사이드멤버와 함께 하부 패널에 결합되는 보강부재; 상기 보강부재와 상기 사이드멤버의 상호 대응면에서 사이드멤버에 구비되는 인너 파이프; 상기 보강부재와 상기 사이드멤버의 상호 대응면에서 보강부재에 구비되고 서브프레임이 삽입되는 아우터 파이프; 및 상기 아우터 파이프를 통해 인너 파이프에 결합되며 서브프레임을 고정하는 볼트를 포함한다.

Description

서브프레임 체결구조{bolting structure of sub frame}

본 발명은 서브프레임 체결구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서브프레임을 사이드멤버에 마운팅하는 한편, 십자형태의 연결 구조로 개선하여 강성을 증대시킨에 관한 것이다.

종래기술에 따른 서브프레임 체결구조는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 사이드멤버(10)에 일측과 타측에 각각 횡방향으로 형성되는 좌측 및 우측 보강부재(20)(30), 좌측 보강부재(20)의 외측과 내측에 각각 형성되는 인너 및 아우터 파이프(40)(50), 좌측 보강부재(20) 내측에 형성되고 인너 파이프(40)를 지지하는 서포트 브라켓(50), 및 아우터 파이프(50)에 서브프레임(미도시)을 삽입한 상태로 아우터 파이프(50)를 통해 인너 파이프(40)에 결합되어 서브프레임을 결합하는 볼트(60)를 포함한다.

여기서 인너 파이프(40)는 서포트 브라켓(70)에 의해 지지되며, 이에 강성이 증대된다.

즉, 종래기술에 따른 서브프레임 체결구조는 사이드멤버에 일단이 지지된 좌측 보강부재(20)를 통해 서브프레임을 고정한다.

그러나 종래기술에 따른 서브프레임 체결구조는 서브프레임이 고정되는 좌측 보강부재(20)의 전후좌우 강성이 취약하며, 횡하중 적용시 변형이 발생하는 문제가 있다.

더욱이 서브프레임을 통해 전달되는 진동 하중은 보강부재들을 통해 차체로 전달되고, 차체로 전달된 진동 하중은 차실 내의 로드 노이즈와 부밍 노이즈, 그리고 가속 투과음의 형태로 소음을 유발시킨다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 서브프레임를 고정하는 보강부재와 함께 사이드멤버를 포함하여 체결함으로써 서브프레임의 강성을 증대시키고, 더욱이 보강부재를 사이드멤버로부터 십자형태로 배치하여 안정된 지지 강성을 확보하며, 차 실내로 유발되는 로드 노이즈, 부밍 노이즈 및 가속 투과음의 소음 발생을 억제하는 서브프레임 체결구조를 제공하기 위한 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 서브프레임 체결구조는 사이드멤버를 통해 서브프레임을 마운팅하는 보강수단를 포함하며, 상기 보강수단은, 사이드멤버에 십자형태로 교차되게 구비되고 사이드멤버와 함께 하부 패널에 결합되는 보강부재; 상기 보강부재와 상기 사이드멤버의 상호 대응면에서 사이드멤버에 구비되는 인너 파이프; 상기 보강부재와 상기 사이드멤버의 상호 대응면에서 보강부재에 구비되고 서브프레임이 삽입되는 아우터 파이프; 및 아우터 파이프를 통해 인너 파이프에 결합되며 서브프레임을 고정하는 볼트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 보강부재에는 강성 증대를 위한 리브가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 리브는 사이드멤버가 위치한 보강부재의 중앙으로부터 양측 단부로 연장 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 사이드멤버의 내측에는 인너 파이프를 지지하는 서포트 브라켓이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 서포트 브라켓은 양측 단부가 사이드멤버의 내측면 지지되게 절곡 형성되고 인너 파이프가 중앙을 관통하면서 지지되는 하측 브라켓과, 사이드멤버의 내측에 사이드멤버의 길이방향으로 연장 형성되고 인너 파이프가 관통하면서 지지되는 상측 브라켓으로 마련되는 것을 특징으로 한다.

상기 인너파이프는 서포트 브라켓을 관통한 상태로 용접 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 인너 파이프는 사이드멤버의 내측면에 용접 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 보강부재의 전후좌우 단부에는 플랜지가 형성되고, 상기 플랜지는 차체 바닥면에 용접 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 서브프레임의 체결 위치를 보강부재와 사이드멤버가 중첩되는 부분으로 변경하고, 보강부재와 사이드멤버를 삽자 형태로 교차되게 구비함으로써 서브프레임의 전후는 사이드멤버가 지지하고, 좌우는 보강부재가 지지함에 따라 안정된 지지력을 확보하며, 차 실내로 유발되는 로드 노이즈, 부밍 노이즈 및 가속 투과음의 소음 발생을 억제할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 서브프레임 체결구조를 도시한 도면.
도 2는 종래기술에 따른 서브프레임 체결구조를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 서브프레임 체결구조를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 서브프레임 체결구조를 도시한 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 서브프레임 체결구조를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 서브프레임 체결구조의 용접 상태를 도시한 단면도.

본 발명인 서브프레임 체결구조는 사이드멤버에 보강수단을 십자 형태로 교차되게 결합한 후, 결합된 보강수단과 사이드멤버를 통해 서브프레임을 지지함으로써 서브프레임의 전후좌우의 안정된 지지력을 확보할 수 있는 구성이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 발명의 실시예에 따른 서브프레임 체결구조는 도 3에 도시된 바와 같이, 전방 차체의 하부에서 좌측 및 우측에 각각 차 길이방향으로 구비되는 사이드멤버(100), 좌측 및 우측 사이드멤버 사이에 차폭 방향으로 구비되고, 엔진과 변속기 등의 주요부품들을 지지하는 서브프레임(200), 서브프레임(200)의 양측 단부를 좌측 및 우측 사이드멤버에 각각 마운팅하여 지지력을 증대시키는 보강수단(300)을 포함한다.

여기서 보강수단(300)은 사이드멤버(100)의 지지력을 이용하여 서브프레임(200)을 고정하며, 이에 사이드멤버(100)를 통한 서브프레임(200)의 전후방향 지지력을 확보하고, 고정수단(300)을 통해 서브프레임(200)의 좌우방향과 횡방향의 지지력을 확보하는 구성이다.

즉, 보강수단(300)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 사이드멤버(100)의 하부 일측에 서브프레임(200)의 단부를 구비한 상태로 마운팅하는 것으로, 사이드멤버(100)에 십자형태로 교차되게 구비되고 사이드멤버(100)와 함께 하부 패널에 결합되는 보강부재(310), 보강부재(310)와 상기 사이드멤버(100)의 상호 대응면에서 사이드멤버(100)의 내측에 구비되는 인너 파이프(320), 보강부재(310)와 상기 사이드멤버(100)의 상호 대응면에서 보강부재(310)에 구비되고 서브프레임(200)이 삽입되는 아우터 파이프(330), 및 아우터 파이프(330)를 통해 인너 파이프(320)에 결합되며 서브프레임(200)을 고정하는 볼트(340), 사이드멤버(100) 내측에 구비되고 인너 파이프(320)를 지지하는 서포트 브라켓(350)이 포함한다.

보강부재(310)는 서브프레임(200)의 좌우방향 지지력을 증대시키기 위한 것으로, 대략 중앙이 사이드멤버(100)의 하면 일측에 십자형태로 교차되게 구비되며, 중앙 양측에 형성된 플랜지(311)가 사이드멤버(100)에 용접 결합되어 보강부재(310)와 사이드멤버(100)의 결합력과 지지력을 증대시키고, 이에 서프프레임(200)으로부터 전달되는 충격을 보강부재(310)와 사이드멤버(100)가 함께 흡수하여 안정된 지지력을 확보한다.

그리고 보강부재(310)의 양측부에는 차체 바닥면(102)에 지지되게 수직면이 형성되고, 수직면에는 플랜지(312)가 형성되며, 플랜지(312)는 차체 바닥면에 용접 결합되어 보강부재(310)의 양측부 지지력을 증대시키며, 더욱이 서프프레임(200)에 횡방향으로 하중이 발생하더라도 보강부재(310)를 통해 안정된 지지력을 확보한다.

또한, 보강부재(310)의 양끝부에는 플랜지(313)가 형성되며, 상기 플랜지(313)는 사이드실(102) 또는 차체 바닥면(101)에 용접 결합되면서 보강부재(310)의 지지력을 더욱 증대시킨다.

한편, 보강부재(310)는 강성을 증대시키기 위한 리브(315)가 더 형성될 수 있으며, 리브(315)는 사이드멤버(100)가 수직선상에 위치한 보강부재(310)의 중앙으로부터 양측단부로 연장 형성되며, 이에 보강부재(310)의 양측 단부를 균일하게 보강함과 동시에 사이드멤버(100)와의 강성까지 증대시킨다.

이와 같이 보강부재(310)는 사이드멈버(100)에 심자형태로 구비하고, 모든 단부를 사이드멤버(100) 또는 차체 바닥면에 용접 결합함으로써 견고한 지지력을 확보할 수 있으며, 더욱이 리브(315)를 더 형성함으로써 보다 안정된 지지력을 확보할 수 있다.

인너 파이프(320)와 아우터 파이프(330)는 보강부재(310)와 사이드멤버(100)의 상호 대응면에서 사이드멤버(100)와 보강부재(310)에 각각 상호 대응되게 구비되며, 이에 서브프레임(200) 고정을 위한 볼트(340)의 고정력을 증대시킨다.

여기서 인너 파이프(320)는 사이드멤버(100)의 내측 바닥면에 용접 결합되며, 이에 인너 파이프(320)의 고정력을 증대시킨다.

볼트(340)는 아우터 파이프(330)에 삽입된 서브프레임(200)을 고정하기 위한 것으로, 아우터 파이프(330)로부터 인너 파이프(320)까지 결합하여 아우터 파이프(330)에 삽입된 서브프레임(200)의 저면을 지지하며, 이에 서브프레임(200)이 이탈되지 않게 고정한다.

서포트 브라켓(350)은 인너 파이프(320)의 지지력을 증대시키기 위한 것으로, 사이드멤버(100)의 내측에 다단으로 구비되면서 인너 파이프(320)를 다단으로 지지하는 하측 브라켓(351)과 상측 브라켓(352)으로 마련된다.

하측 브라켓(351)은 양측 끝단부가 사이드멤버(100)의 내측 바닥면 지지되게 절곡 형성되고, 양측부가 사이드멤버(100)의 내벽에 용접 결합되며, 중앙면을 통해 인너 파이프(320)가 관통하면서 지지된다. 여기서 인너 파이프(320)와 하측 브라켓(351)의 대응면은 용접 결합되며, 이에 지지력을 증대시킨다.

상측 브라켓(352)은 하측 브라켓(351)의 상부에 위치한 사이드멤버(100)의 내측에 사이드멤버(100)의 길이방향으로 연장 형성되고, 인너 파이프(320)가 관통하면서 지지된다. 여기서 인너 파이프(320)와 상측 브라켓(352)의 상호 대응면은 용접 결합되며, 이에 지지력을 증대시킨다.

즉, 서포트 브라켓(350)은 하측 브라켓(351)을 통해 인너 파이프(320)의 지지력을 증대시키며, 상측 브라켓(352)을 통해 인너 파이프(320)의 지지력과, 사이드멤버(100)와 함께 서브 프레임(200)에 작용하는 전후방향 하중을 지지한다.

이와 같은 구성을 가지는 서브프레임 체결구조는 도 6에 도시된 바와 같이, 서브프레임(200)에 전후좌우 및 횡방향 하중이 발생하였을 경우, 전후방향의 하중은 사이드멤버(100)와 상측 브라켓(352)을 통해 지지하고, 좌우방향의 하중은 보강부재(310)를 통해 지지하며, 횡방향의 하중은 전체가 용접결합된 보강부재(310)를 통해 지지함에 따라 안정된 지지력을 확보할 수 있다.

따라서 본 발명의 서브프레임 체결구조은 서브프레임(200)의 고정 위치를 사이드멤버(100)의 하면으로 이동시킨 후, 사이드멤버(100)에 십자형태로 교차되게 결합되는 보강수단(300)을 통해 체결함으로써 서브프레임(200)을 보다 안정적으로 지지하고, 차체 입력점 강성 개선으로 차 실내 진동 저감 및 부밍 소음, 로드 노이즈 유발을 억제할 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 사이드멤버 200: 서브프레임
300: 보강수단 310: 보강부재
320: 인너 파이프 330: 아우터 파이프
340: 볼트 350: 서포트 브라켓

Claims

사이드멤버를 통해 서브프레임을 마운팅하는 보강수단을 포함하는 서브프레임 체결구조로서,
상기 보강수단은, 사이드멤버에 십자형태로 교차되게 구비되고 사이드멤버와 함께 하부 패널에 결합되는 보강부재;
상기 보강부재와 상기 사이드멤버의 상호 대응면에서 사이드멤버에 구비되는 인너 파이프;
상기 보강부재와 상기 사이드멤버의 상호 대응면에서 보강부재에 구비되고 서브프레임이 삽입되는 아우터 파이프; 및
상기 아우터 파이프를 통해 인너 파이프에 결합되며 서브프레임을 고정하는 볼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 서브프레임 체결구조.
청구항 1에 있어서,
상기 보강부재에는 강성 증대를 위한 리브가 형성되는 것을 특징으로 하는 서브프레임 체결구조.
청구항 2에 있어서,
상기 리브는 사이드멤버가 위치한 보강부재의 중앙으로부터 양측 단부로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 서브프레임 체결구조.
청구항 1에 있어서,
상기 사이드멤버의 내측에는 인너 파이프를 지지하는 서포트 브라켓이 형성되는 것을 특징으로 하는 서브프레임 체결구조.
청구항 4에 있어서,
상기 서포트 브라켓은 양측 단부가 사이드멤버의 내측면 지지되게 절곡 형성되고 인너 파이프가 중앙을 관통하면서 지지되는 하측 브라켓과, 사이드멤버의 내측에 사이드멤버의 길이방향으로 연장 형성되고 인너 파이프가 관통하면서 지지되는 상측 브라켓으로 마련되는 것을 특징으로 하는 서브프레임 체결구조.
청구항 4에 있어서,
상기 인너파이프는 서포트 브라켓을 관통한 상태로 용접 결합되는 것을 특징으로 하는 서브프레임 체결구조.
청구항 1에 있어서,
상기 인너 파이프는 사이드멤버의 내측면에 용접 결합되는 것을 특징으로 하는 서브프레임 체결구조.
청구항 1에 있어서,
상기 보강부재의 전후좌우 단부에는 플랜지가 형성되고, 상기 플랜지는 차체 바닥면에 용접 결합되는 것을 특징으로 하는 서브프레임 체결구조.