KR101418732B1 - 차체 리어 프레임 - Google Patents

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Abstract

차체 리어 프레임이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 차체 리어 프레임은 후단부에 조립 공간부를 형성하여 차체 길이방향 양측으로 배치되는 전방 리어 사이드 멤버; 양측의 상기 전방 리어 사이드 멤버의 후단에 차체 길이방향으로 끼워진 상태로 고정되는 후방 리어 사이드 멤버; 양측의 상기 전방 리어 사이드 멤버의 전단부를 연결하는 전방 크로스 멤버; 및 양측의 상기 전방 리어 사이드 멤버의 조립 공간부에 삽입된 상태로, 스터드 볼트로 조립되는 후방 크로스 멤버를 포함한다.

Description

차체 리어 프레임{REAR FRAME OF BODY}
본 발명은 차체 리어 프레임에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알루미늄 소재를 이용하여 차체의 경량화를 이루며, 동시에 전,후측에 폐단면의 서브 크로스 멤버를 기구적으로 연결하여 차체골격의 구조적 강성을 높여 충돌성능을 향상시킬 수 있는 차체 리어 프레임에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 차체는 크게 모노코크 타입과 프레임 타입으로 구분되는데, 상기 모노코크 타입은 일반 승용차에 적용되는 구조로 차체 패널과 멤버의 부재들이 결합되어 박스형태의 골격을 형성하고, 부재간 결합에는 점용접이 사용된다.
여기서, 상기 모노코크 타입의 차체는, 도 1에 도시된 바와 같이, 전방의 엔진룸을 형성하는 프론트 사이드 멤버(1)와, 센터 사이드 멤버(2), 리어 사이드 멤버(3)에 의해 기본 골격을 이룬다.
상기 프론트 사이드 멤버(1)의 사이에는 대시패널(6)이 고정되고, 상기 센터 사이드 멤버(2)의 사이에는 센터 플로워 패널(4)이 고정되며, 상기 리어 사이드 멤버(3)의 사이에는 리어 플로워 패널(5)이 고정된다.
그런데, 이러한 모노코크 타입의 차체에서 리어 사이드 멤버(3)를 포함하는 리어 프레임은 통상 스틸재 프레스 성형품으로 제작되는데, 성형성의 문제로 인해 여러 개의 부품으로 분리성형 후, 다시 조립되는 구조로 조립성 및 경량화 추세에도 역행하는 문제점이 있다.
또한, 이러한 차체 리어 프레임의 경우, 차체 리어부의 비틀림 강성이 취약하여 후방 충동 성능을 확보하기 어렵다는 문제점도 있다.
본 발명의 실시 예는 알루미늄 소재를 이용하여 차체의 경량화 및 조립성을 향상시키며, 동시에 후방 크로스 멤버를 폐단면 알루미늄 압출재로 형성하여 리어 사이드 멤버에 기구적으로 연결함으로서, 차체 골격의 구조적 강성을 높여 충돌성능을 향상시킬 수 있는 차체 리어 프레임을 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 후단부에 조립 공간부를 형성하여 차체 길이방향 양측으로 배치되는 전방 리어 사이드 멤버; 양측의 상기 전방 리어 사이드 멤버의 후단에 차체 길이방향으로 끼워진 상태로 고정되는 후방 리어 사이드 멤버; 양측의 상기 전방 리어 사이드 멤버의 전단부를 연결하는 전방 크로스 멤버; 및 양측의 상기 전방 리어 사이드 멤버의 조립 공간부에 삽입된 상태로, 스터드 볼트로 조립되는 후방 크로스 멤버를 포함하는 차체 리어 프레임을 제공할 수 있다.
또한, 양측의 상기 전방 리어 사이드 멤버의 중앙부를 연결하는 중앙 크로스 멤버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 리어 프레임을 제공할 수 있다.
또한, 상기 중앙 크로스 멤버는 핫 스탬핑 성형재로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 전방 리어 사이드 멤버는 알루미늄 다이케스팅재로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 후방 리어 사이드 멤버는 폐단면 직선관으로 성형되는 알루미늄 압출재로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 전방 크로스 멤버는 폐단면 직선관으로 성형되는 알루미늄 압출재로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 후방 크로스 멤버는 알루미늄 압출재를 절곡하여 폐단면 곡선관으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 후방 크로스 멤버는 양단이 후방으로 향하도록 배치질 수 있다.
본 발명의 실시 예는 알루미늄 소재를 이용하여 차체의 경량화 및 조립성을 향상시키며, 동시에 후방 크로스 멤버를 폐단면 알루미늄 압출재로 형성하여 리어 사이드 멤버의 후단부에 기구적으로 연결함으로서, 차체 골격의 비틀림 하중 및 충돌하중 등에 대한 구조적 강성을 높여 충돌성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 후방 크로스 멤버를 곡선관으로 형성하여 양단이 후방을 향하도록 배치함으로써, 후방 리어 사이드 멤버로부터 전달되는 충격 에너지의 전달 경로를 반대측으로 유도하여 충격 에너지(F)에 대한 강건한 구조적 특징을 갖는다.
도 1은 일반적인 모노코크 타입 차체의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 리어 프레임의 투영 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차체 리어 프레임의 평면도이다.
도 4는 도 3의 A 부부의 확대도이다.
도 5는 도 4의 B-B 선에 따른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차체 리어 프레임을 통한 충격 에너지 전달 경로를 도시한 골격 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 리어 프레임의 투영 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차체 리어 프레임의 평면도이다.
도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 리어 프레임(10)은 양측으로 배치되는 전방 리어 사이드 멤버(11)와 후방 리어 사이드 멤버(13), 전방 크로스 멤버(15), 후방 크로스 멤버(17), 및 중앙 크로스 멤버(19)로 구성된다.
상기 전방 리어 사이드 멤버(11)는 알루미늄 다이케스팅재로 이루어져 차체 길이방향 양측에 배치되며, 후단부에는 내측으로 상기 후방 크로스 멤버(17)의 단부를 조립하기 위한 조립 공간부(21)를 형성한다.
상기 후방 리어 사이드 멤버(13)는 폐단면 직선관으로 성형되는 알루미늄 압출재로 이루어지며, 상기 전방 리어 사이드 멤버(11)의 후단에 차체 길이방향으로 끼워진 상태로 고정된다.
그리고 상기 전방 크로스 멤버(15)는 폐단면 직선관으로 성형되는 알루미늄 압출재로 이루어지며, 양측 전방 리어 사이드 멤버(11)의 전단부 양측을 연결한다.
상기 후방 크로스 멤버(17)는 알루미늄 압출재로 폐단면 곡선관으로 성형되어 전방을 향하여 볼록하게 배치된 상태로 양단이 상기 양측 전방 리어 사이드 멤버(11)의 후단부에 형성되는 조립 공간부(21)에 삽입되어 조립된다.
도 4와 도 5를 참조하면, 상기 후방 크로스 멤버(17)는 양단이 상기 각 전방 리어 사이드 멤버(11)의 조립 공간부(21) 상에 배치된 상태로, 서브 프레임(미도시)을 연결하기 위한 스터드 볼트(30)를 통하여 조립된다.
즉, 스터드 볼트(30)의 헤드부(31)가 상기 후방 크로스 멤버(17)의 단부를 상하로 관통하여 용접되며, 나사탭(N)이 형성되는 상기 스터드 볼트(30)의 몸체부(33)는 상기 전방 리어 사이드 멤버(11)를 관통하여 하부를 향하여 배치된다.
그리고 상기 중앙 크로스 멤버(19)는 상기 양측 전방 리어 사이드 멤버(11)의 중앙부를 연결하는데, 이러한 중앙 크로스 멤버(19)는 상관파트와의 마운팅을 위하여 국부적인 강성이 우수한 핫 스탬핑 성형을 통하여 제작하여 적용된다.
따라서 상기한 바와 같은 구조를 갖는 차체 리어 프레임(10)은, 도 6에서 도시한 바와 같은 충격 에너지 전달 경로를 통하여 후방 충돌에 의한 충격 에너지(F)가 전달되면, 차체에 고르게 분산하여 전달한다.
즉, 충격 에너지(F)가 범퍼빔(미도시)을 통하여 후방 리어 사이드 멤버(13)로 전달되면, 후방 리어 사이드 멤버(13)는 변형구간(D1)로 작용하여 충격 에너지(F)를 1차적으로 흡수하면서 변형된다.
상기 후방 리어 사이드 멤버(13)를 통하여 전달되는 충격 에너지(F)는 후방 크로스 멤버(17)를 통하여 차체에 고르게 전달되며, 상기 후방 크로스 멤버(17)와 연결된 후방 리어 사이드 멤버(13)의 전단부가 변형억제구간(D2)로 작용하여 충격 에너지를 2차적으로 흡수한다.
여기서, 상기 후방 크로스 멤버(17)는 곡선관으로 형성되어 양단이 후방을 향하도록 배치됨에 따라 후방 리어 사이드 멤버(13)로부터 전달되는 충격 에너지(F)의 전달 경로를 반대측으로 유도하게 되며, 충격 에너지(F)에 대한 강건한 구조적 특징을 가지며, 비틀림 하중에 대해서도 강건한 구조를 갖는다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 리어 프레임(10)은 모두 알루미늄 소재로 성형되어 차체의 경량화가 가능하며, 압출재와 다이케스팅재를 이용함에 따라 조립성을 향상시킬 수 있다.
이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
11: 전방 리어 사이드 멤버
13: 후방 리어 사이드 멤버
15: 전방 크로스 멤버
17: 후방 크로스 멤버
19: 중앙 크로스 멤버
21: 조립 공간부
30: 스터드 볼트

Claims (8)

  1. 차체 리어 프레임에 있어서,
    알루미늄 다이케스팅재로 이루어져 후단부에 조립 공간부를 형성하여 차체 길이방향 양측으로 배치되는 전방 리어 사이드 멤버;
    폐단면 직선관으로 성형되는 알루미늄 압출재로 이루어져 양측의 상기 전방 리어 사이드 멤버의 후단에 차체 길이방향으로 끼워진 상태로 고정되는 후방 리어 사이드 멤버;
    폐단면 직선관으로 성형되는 알루미늄 압출재로 이루어져 양측의 상기 전방 리어 사이드 멤버의 전단부를 연결하는 전방 크로스 멤버;
    알루미늄 압출재를 절곡하여 폐단면 곡선관으로 이루어지고, 양단이 후방을 향하여 상기 전방 리어 사이드 멤버의 조립 공간부에 삽입된 상태로, 스터드 볼트로 조립되는 후방 크로스 멤버;
    핫 스탬핑 성형재로 이루어져 양측의 상기 전방 리어 사이드 멤버의 중앙부를 연결하는 중앙 크로스 멤버를 포함하는 차체 리어 프레임.
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