KR101622958B1 - 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛 - Google Patents

Abstract

차량용 서브 프레임 마운팅 유닛이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛은 인너 패널과 아웃터 패널이 상호 결합된 프론트 사이드 멤버에 서브 프레임을 체결하기 위한 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛에 있어서, 상기 프론트 사이드 멤버의 인너 패널 내측 하부에 장착되는 제1 스터드 너트; 상기 제1 스터드 너트에 대응하여 상기 아웃터 패널의 내측 상부에 장착되는 제2 스터드 너트; 및 상기 인너 패널의 외측 하부에서 내측 상부를 향하여 삽입되며, 상기 제1 스터드 너트를 관통한 상태로, 선단부가 상기 제2 스터드 너트에 체결되는 파이프 너트를 포함한다.

Description

차량용 서브 프레임 마운팅 유닛{SUB-FRAME MOUNTING UNIT FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사이드 멤버의 하부에 서브 프레임을 체결하기 위한 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛에 관한 것이다.

일반적으로, 중심 지지방식의 차량에서는 서브 프레임을 프론트 사이드 멤버에 볼팅하여 조립한다.

도 1은 일반적인 프론트 사이드 멤버와 서브 프레임의 조립방법을 설명하기 위한 사시도이다.

서브 프레임(10)은, 도 1에서 도시한 바와 같이, 그 전후방 양측이 프론트 사이드 멤버(103)의 하부에 볼트(107)로 체결되어 결합된다.

서브 프레임(101)에는 엔진(미도시)과 변속기(미도시)가 전후 방향으로 배치되는데, 차량의 정면 충돌 시, 서브 프레임(101)의 좌굴에 의해 엔진의 드롭을 유도함으로서, 엔진이 차체의 대시패널 측에 강제로 밀리지 않도록 설계되어 그 충돌 안전성을 보장하게 된다.

이러한 서브 프레임(101)을 프론트 사이드 멤버(103)에 체결하기 위하여, 상기 프론트 사이드 멤버(103)는 전후방 양측 4개소에 서브 프레임 마운팅 유닛(105)이 구성된다.

도 2는 종래 기술에 따른 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛의 투영 사시도이다.

도 2를 참조하면, 종래의 서브 프레임 마운팅 유닛은 프론트 사이드 멤버(103)의 인너 패널(111) 하부에 용접되는 마운팅 브래킷(115)과, 인너 패널(111) 하부를 관통하여 마운팅 브래킷(115)에 접합되는 파이프 너트(117)와, 프론트 사이드 멤버(103)의 내부에 고정된 상태로, 파이프 너트(117)의 상단부를 고정하는 거셋 플랜지(119)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 거셋 플랜지(119)는 일측에 파이프 너트(117)의 상단부가 안착되는 안착홈(121)이 형성되어 상호 용접에 의해 접합된다.

이와 같이 구성되는 서브 프레임 마운팅 유닛은 프론트 사이드 멤버(103)의 4 개소에 구성되어 파이프 너트(117)에 체결되는 볼트(107)를 이용하여 서브 프레임(101)을 프론트 사이드 멤버에 조립하게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 서브 프레임 마운팅 유닛은 인너 패널(111)과 아웃터 패널(103)에 거셋 플랜지(119)의 장착 시, 스폿 용접, 플러그 용접, 및 편 방향 스폿 용접이 각각 수행되고, 파이프 너트(117)와 거셋 플랜지(119)의 사이를 CO2 용접을 통해 접합하게 되는 바, 다양한 용접법이 적용되어야만 하여 용접작업 시간이 과다하게 소요되고, 제작비용이 증가되며, 생산성이 저하되는 등의 문제점이 있다.

또한, 상기 프론트 사이드 멤버(103)와 거셋 플랜지(119)의 용접은 용접설비와의 간섭으로 용접이 불가능한 부분이 발생하며, 이로 인해, 용접량이 부족하여 거셋 플랜지(119)의 접합 강성 및 내구성이 저하되는 문제점도 있다.

또한, 상기 거셋 플랜지(119)와 파이프 너트(117)의 CO2 용접은 열변형을 발생시키는 바, 이 발생하여 상기 파이프 너트(117)의 직진도를 저하시키는 원인이 되며, 차량의 사양에 따라 별로 다르게 제작되어야 하는 거셋 플랜지(119)에 의해 공용화가 어려운 문제점도 내포하고 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 프론트 사이드 멤버와 구성부품의 용접작업을 최소화하면서 조립품질을 향상시킴으로써, 서브 프레임을 프론트 사이드 멤버에 견고하고 안정적으로 결합하도록 하는 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛을 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛은 인너 패널과 아웃터 패널이 상호 결합된 프론트 사이드 멤버에 서브 프레임을 체결하기 위한 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛에 있어서, 상기 프론트 사이드 멤버의 인너 패널 내측 하부에 장착되는 제1 스터드 너트; 상기 제1 스터드 너트에 대응하여 상기 아웃터 패널의 내측 상부에 장착되는 제2 스터드 너트; 및 상기 인너 패널의 외측 하부에서 내측 상부를 향하여 삽입되며, 상기 제1 스터드 너트를 관통한 상태로, 선단부가 상기 제2 스터드 너트에 체결되는 파이프 너트를 포함한다.

상기 제1 스터드 너트는 내주면의 지름이 상기 파이프 너트의 외주면 지름보다 큰 지름으로 형성될 수 있다.

상기 파이프 너트는 상기 제2 스터드 너트에 체결되도록 선단부에 외주면 둘레를 따라 제1 나사산이 형성되고, 내부 중앙에는 내주면 둘레를 따라 제2 나사산이 형성될 수 있다.

상기 파이프 너트는 상기 제2 스터드 너트의 단부에 접촉되어 상기 제2 스터드 너트에 체결되는 선단부가 일정량 이상 체결되는 것을 방지하도록 선단부와 단차진 걸림턱이 형성될 수 있다.

상기 파이프 너트는 후단 중앙에 공구홈이 형성될 수 있다.

상기 파이프 너트는 후단부 일측에 외주면 둘레를 따라 지지부가 일체로 형성될 수 있다.

상기 제1 스터드 너트와 상기 제2 스터드 너트는 상기 인너 패널과 상기 아웃터 패널의 내측에 각각 프로젝션 용접을 통해 고정 장착될 수 있다.

상기 제1 스터드 너트는 상기 파이프 너트가 관통되도록 내주면에 테핑 가공되지 않은 상태로 상기 아웃터 패널에 장착될 수 있다.

상기 제2 스터드 너트는 상기 파이프 너트의 선단부가 나사 체결 되도록 내주면에 테핑 가공된 상태로 상기 인너 패널에 장착될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 서브 프레임 멤버 마운팅 유닛에 의하면, 프론트 사이드 멤버와 구성부품의 용접작업을 최소화하면서 조립품질 및 조립 강성을 향상시키고, 서브 프레임을 프론트 사이드 멤버에 견고하고 안정적으로 결합할 수 있는 효과가 있다.

또한, 차종별로 각기 다른 크기와 형상을 갖는 프론트 사이드 멤버와 서브 프레임에 공용으로 적용이 가능하고, 구성요소 간소화를 통해 생산비용을 절감하는 효과도 있다.

또한, 용접작업을 최소화하고, 종래 사용되던 Co2 용접의 불필요로 설비 투자비를 줄일 수 있고, 용접시간을 단축함에 따라, 사이클 타임을 줄여 생산성을 향상시키는 효과도 있다.

아울러, 프론트 사이드 멤버의 내부에 구비된 스터드 너트들과, 이 스터드 너트들에 조립되는 파이프 너트를 서브 프레임이 조립되는 축 방향으로 조립함으로써, 차량의 주행 시에 서브 프레임으로부터 전달되는 진동, 충격력, 및 비틀림 등을 효율적으로 흡수 및 저감하는 효과도 있다.

도 1은 일반적인 프론트 사이드 멤버와 서브 프레임의 조립방법을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛의 투영 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛의 투영 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛의 분해 사시도이다.
도 5는 도 3의 A-A 선에 따른 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

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 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 3과 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛의 투영 사시도 및 분해 사시도이고, 도 5는 도 3의 A-A 선에 따른 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛은 인너 패널(3)과 아웃터 패널(5)이 상호 결합되는 양측 프론트 사이드 멤버(1)의 내부에 구성되며, 상기 프론트 사이드 멤버(1)의 하부에는 상기 서브 프레임 마운팅 유닛에 체결되는 체결볼트를 통하여 서브 프레임(미도시)이 장착된다.

이러한 서브 프레임 마운팅 유닛은, 도 3 내지 도 5에서 도시한 바와 같이, 제1 스터드 너트(11), 제2 스터드 너트(13), 및 파이프 너트(15)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 제1 스터드 너트(11)는 상기 프론트 사이드 멤버(1)의 인너 패널(3) 내측 하부에 장착되며, 상기 인너 패널(3)에는 상기 제1 스터드 너트(11)와 연통되는 관통홀(H)이 형성된다.

즉, 상기 제1 스터드 너트(11)는 상기 인너 패널(3)에 형성된 관통홀(H)의 위치에 대응하여 상기 인너 패널(3)의 내측에 장착된다.

여기서, 상기 제1 스터드 너트(11)는 상기 인너 패널(3)의 내측 하부에 프로젝션 용접을 통해 고정 장착될 수 있으며, 내주면의 지름이 상기 파이프 너트(15)의 외주면 지름보다 큰 지름으로 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 파이프 너트(15)는 상기 제1 스터드 너트(11)를 원활하게 관통하여 상기 프론트 사이드 멤버(1)의 내부로 삽입될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제2 스터드 너트(13)는 상기 제1 스터드 너트(11)에 대응하여 상기 아웃터 패널(5)의 내측 상부에 프로젝션 용접을 통하여 고정 장착된다.

그리고 상기 파이프 너트(15)는 상기 인너 패널(3)의 외측 하부에서 내측 상부를 향하여 삽입되며, 상기 제1 스터드 너트(11)를 관통한 상태로, 선단부가 상기 제2 스터드 너트(13)에 체결된다.

이러한 파이프 너트(15)는 상기 제2 스터드 너트(13)에 체결되도록 선단부에 외주면 둘레를 따라 제1 나사산(SC1)이 형성되고, 내부 중앙에는 내주면 둘레에 길이방향을 따라 제2 나사산(SC1)이 형성될 수 있다.

즉, 상기 파이프 너트(15)는 상기 제1 나사산(SC1)을 통하여 상기 제2 스터드 너트(13)에 선단부가 나사 체결되고, 내부 중앙에 길이방향을 따라 내주면 둘레에 형성된 제2 나사산(SC2)에는 서브 프레임의 장착 시에 체결볼트가 체결된다.

여기서, 상기 파이프 너트(15)는 선단부에 형성된 제1 나사산(SC1)을 통하여 상기 제2 스터드 너트(13)에 체결 시, 상기 아웃터 패널(5)의 내측 하부에 고정된 상기 제2 스터드 너트(13)의 하단에 접촉되어 상기 제2 스터드 너트(15)에 체결되는 파이프 너트(15)의 선단부가 일정량 이상 체결되는 것을 방지하도록 선단부와 단차진 걸림턱(17)이 형성된다.

즉, 상기 걸림턱(17)은 제1 나사산(SC1)이 형성되는 선단부의 지름보다 큰 지름을 갖도록 단차지게 형성되어 상기 제2 스터드 너트(13)의 하단에 접촉되어 상기 파이프 너트(15)가 일정량 이상 상기 제1 스터드 너트(15)로 삽입되는 것을 방지하는 스토퍼의 기능을 할 수 있다.

이러한 파이프 너트(15)는 상기 제2 나사산(SC2)과 연결되는 후단 중앙에 공구홈이 형성되고, 후단부 일측에 외주면 둘레를 따라 지지부(21)가 일체로 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 파이프 너트(15)는 선단부가 상기 인너 패널(3)의 하부에서 상기 프론트 사이드 멤버(1)의 내부로 삽입된 상태에서, 상기 공구홈(19)에 삽입되는 공구가 구비된 체결공구를 통해 회전되어 선단부에 형성된 제1 나사산(SC1)이 제2 스터드 너트(13)에 체결된다.

한편, 상기 제1 스터드 너트(11)는 상기 파이프 너트(15)가 관통되도록 내주면에 테핑 가공되지 않은 상태로 상기 아웃터 패널(5)에 장착되며, 상기 제2 스터드 너트(13)는 상기 파이프 너트(15)의 선단부가 나사 체결 되도록 내주면에 테핑 가공된 상태로 상기 인너 패널(3)에 장착될 수 있다.

즉, 상기와 같이 구성되는 서브 프레임 마운팅 유닛은 프론트 사이드 멤버(1)의 내부에 프로젝션 용접을 통해 고정 장착되는 제1 스터드 너트(11)와 제2 스터드 너트(13)를 통하여 프론트 사이드 멤버(1)의 외측 하부에서 내부로 삽입되는 파이프 너트(15)가 축 방향으로 나사 체결을 통해 연결되어 프론트 사이드 멤버(1)에 장착된다.

여기서, 상기 파이프 너트(15)는 걸림턱(17)과 지지부(21)를 통하여 상기 제2 스터드 너트(13)와 인너 패널(3)의 외측에 각각 지지된 상태로 체결됨으로써, 프론트 사이드 멤버(1)에 견고한 결합강성을 가지면서 체결될 수 있다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 서브 프레임 마운팅 유닛은 상기 프론트 사이드 멤버(1)의 하부에 서브 프레임(미도시)을 배치시킨 상태에서, 상기 파이프 너트(15)의 하부에서 내부 중앙에 길이방향을 따라 형성된 제2 나사산(SC2)에 체결되는 미도시된 체결볼트를 이용하여 서브 프레임(미도시)을 체결하게 된다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛에 의하면, 프론트 사이드 멤버(1)와 제1, 제2 스터드 너트(11, 13), 및 파이프 너트(15)로 구성된 구성부품의 용접작업을 최소화하면서 조립품질 및 조립 강성을 향상시키고, 서브 프레임을 프론트 사이드 멤버(1)에 견고하고 안정적으로 결합할 수 있다.

또한, 차종별로 각기 다른 크기와 형상을 갖는 프론트 사이드 멤버(1)와 서브 프레임에 공용으로 적용이 가능하고, 구성요소 간소화를 통해 생산비용을 절감할 수 있다.

또한, 용접작업을 최소화하고, 종래 사용되던 Co2 용접의 불필요로 설비 투자비를 줄일 수 있고, 용접시간을 단축함에 따라, 사이클 타임을 줄여 생산성을 향상시킬 수 있다.

아울러, 프론트 사이드 멤버(1)의 내부에 체결된 제1, 제2 스터드 너트(11, 13)와, 각각의 스터드 너트(11, 13)를 통해 결합되는 파이프 너트(15)를 서브 프레임이 조립되는 축 방향으로 조립함으로써, 차량의 주행 시에 서브 프레임으로부터 전달되는 진동, 충격력, 및 비틀림 등을 효율적으로 흡수 및 저감할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

1 : 프론트 사이드 멤버
3 : 인너 패널
5 : 아웃터 패널
11 : 제1 스터드 너트
13 : 제2 스터드 너트
15 : 파이프 너트
17 : 걸림턱
19 : 공구홈
21 : 지지부
H : 관통홀
SC1 : 제1 나사산
SC2 : 제2 나사산

Claims (12)

1. 인너 패널과 아웃터 패널이 상호 결합된 프론트 사이드 멤버에 서브 프레임을 체결하기 위한 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛에 있어서,
   상기 프론트 사이드 멤버의 인너 패널 내측 하부에 장착되는 제1 스터드 너트;
   상기 제1 스터드 너트에 대응하여 상기 아웃터 패널의 내측 상부에 장착되는 제2 스터드 너트; 및
   상기 인너 패널의 외측 하부에서 내측 상부를 향하여 삽입되며, 상기 제1 스터드 너트를 관통한 상태로, 선단부가 상기 제2 스터드 너트에 체결되는 파이프 너트;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 스터드 너트는
   내주면의 지름이 상기 파이프 너트의 외주면 지름보다 큰 지름으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛.
3. 제1항에 있어서,
   상기 파이프 너트는
   상기 제2 스터드 너트에 체결되도록 선단부에 외주면 둘레를 따라 제1 나사산이 형성되고, 내부 중앙에는 내주면 둘레를 따라 제2 나사산이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛.
4. 제1항에 있어서,
   상기 파이프 너트는
   상기 제2 스터드 너트의 단부에 걸려서 상기 제2 스터드 너트에 체결되는 선단부가 일정량 이상 체결되는 것을 방지하도록 선단부 일측에 단차진 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛.
5. 제1항에 있어서,
   상기 파이프 너트는
   후단 중앙에 공구홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛.
6. 제1항에 있어서,
   상기 파이프 너트는
   후단부 일측에 외주면 둘레를 따라 지지부가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제1 스터드 너트와 상기 제2 스터드 너트는
   상기 인너 패널과 상기 아웃터 패널의 내측에 각각 프로젝션 용접을 통해 고정 장착되는 것을 특징으로 하는 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛.
8. 인너 패널과 아웃터 패널이 상호 결합된 프론트 사이드 멤버에 서브 프레임을 체결하기 위한 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛에 있어서,
   상기 프론트 사이드 멤버의 인너 패널 내측 하부에 프로젝션 용접을 통해 고정 장착되는 제1 스터드 너트;
   상기 제1 스터드 너트에 대응하여 상기 아웃터 패널의 내측 상부에 프로젝션 용접을 통해 장착되는 제2 스터드 너트; 및
   상기 인너 패널의 외측 하부에서 내측 상부를 향하여 삽입되며, 상기 제1 스터드 너트를 관통한 상태로, 선단부가 상기 제2 스터드 너트에 나사 체결되고, 후단부 일측에 형성되는 지지부를 통하여 상기 인너 패널의 외측에 지지된 상태로, 상기 프론트 사이드 멤버에 체결되는 파이프 너트;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛.
9. 제8항에 있어서,
   상기 파이프 너트는
   상기 제2 스터드 너트와의 체결 시, 상기 제2 스터드 너트에 접촉되어 상기 파이프 너트의 선단부가 일정량 이상 체결되는 것을 방지하도록 상기 제2 스터드 너트에 체결되는 선단부의 후방에 단차진 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛.
10. 제8항에 있어서,
    상기 파이프 너트는
    선단부에 외주면 둘레를 따라 제1 나사산이 형성되고, 내부 중앙에는 내주면 둘레를 따라 제2 나사산이 형성되며, 상기 제2 나사산과 연결되는 후단 중앙에는 상기 파이프 너트를 상기 제2 스터드 너트에 체결하도록 체결공구가 삽입되는 공구홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛.
11. 제1항 또는 제8항 중, 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 스터드 너트는
    상기 파이프 너트가 관통되도록 내주면에 테핑 가공되지 않은 상태로 상기 아웃터 패널에 장착되는 것을 특징으로 하는 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛.
12. 제1항 또는 제8항 중, 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 스터드 너트는
    상기 파이프 너트의 선단부가 나사 체결 되도록 내주면에 테핑 가공된 상태로 상기 인너 패널에 장착되는 것을 특징으로 하는 차량용 서브 프레임 마운팅 유닛.

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