KR101653994B1 - 자동차용 서브프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 서브프레임에 관한 것으로, 차체에 결합되고 어퍼암이 장착되는 상부패널부와, 상부패널부의 하부에 결합되어 상부패널부를 지지하고 로워암이 장착되는 하부패널부를 포함하여, 생산성이 향상되고 강도가 증대될 수 있다.

Description

자동차용 서브프레임{SUBFRAME FOR VEHICLE}

본 발명은 자동차용 서브프레임에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 형상을 유지하면서 강도를 증대시키고, 조립성을 개선하는 자동차용 서브프레임에 관한 것이다.

일반적으로, 승용차량들은 프레임바디를 대신하여 중량이 가볍고 생산성이 뛰어난 모노코크바디가 주로 사용된다. 모노코크바디는 별도의 프레임이 삭제된 구조로서 차체에 엔진을 포함한 파워트레인이 직접 장착된다.

따라서, 모노코크바디는 차체 자체가 프레임 기능을 하여 서스펜션 및 섀시 부품들이 각각 장착되나, (엔진과 트랜스미션 및 디퍼렌셜기어가 통합적으로 결합되어 구성된) 파워트레인의 진동이 직접적으로 차체에 전달되는 것을 방지하며 차량 충돌시 충격을 분산하기 위하여 차량의 하부에 서브프레임(subframe)이 장착된다.

서브프레임은 상부패널과 하부패널을 포함한다. 상부패널은 중앙부가 상방으로 돌출되도록 성형되고, 양단부에는 부시 조립을 위해 버링가공이 실시된다. 하부패널은 평판 형상을 하며, 상부패널의 내부에 위치되어 상부패널의 하부에 결합됨으로써, 상부패널의 중앙부에 대한 강성을 보강한다. 이때, 상부패널에는 어퍼암과 로워암이 장착된다.

종래의 서브프레임의 소재는 중앙부가 상방으로 돌출되도록 성형성을 보장하고, 부시 조립을 위한 버링가공을 만족시켜야 되지만, 이 두 가지 조건을 동시에 만족시키기 위해서는 고강도강을 사용하기 어렵다는 문제점이 있다. 그리고, 종래의 서브프레임은 중앙부가 상방으로 돌출되도록 성형되는 과정에서, 과도한 성형깊이를 만족시키기 위해 여러 번 공정을 나누어 실시함으로써, 생산성이 저하되는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제1998-0035861호(1998.08.05 공개, 발명의 명칭 : 프론트 서브프레임과 로워암의 장착구조)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 형상을 유지하면서 강도를 증대시키고, 조립성을 개선하는 자동차용 서브프레임을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 자동차용 서브프레임은: 차체에 결합되고, 어퍼암이 장착되는 상부패널부; 및 상기 상부패널부의 하부에 결합되어 상기 상부패널부를 지지하고, 로워암이 장착되는 하부패널부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 상부패널부는: 하측이 개구된 형상을 갖는 주판재부; 및 상기 주판재부의 양단부에서 연장되어 차체에 결합되는 보조판재부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 주판재부는: 주상판부; 및 상기 주상판부의 양측에서 하방으로 연장되고, 상기 하부패널부가 결합되도록 오목한 형상을 갖는 장착홈부가 형성되는 주측판부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 주측판부에는 상기 어퍼암 조립을 위한 어퍼홀부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 하부패널부는: 상기 주상판부의 하방에 위치되고, 상기 장착홈부에 결합되는 보조상판부; 상기 보조상판부의 양측에서 하방으로 연장되고, 상기 장착홈부에 결합되는 보조측판부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 보조측판부에는 상기 로워암 조립을 위한 로워홀부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 주상판부에는 주교정부가 형성되고, 상기 보조상판부에는 보조교정부가 형성되며, 교정기가 상기 주교정부와 상기 보조교정부를 관통하여 상기 주상판부와 상기 보조상판부의 위치를 교정하는 것을 특징으로 한다.

상기 주교정부는: 상기 주상판부에서 함몰되도록 형성되어 수평면을 갖는 주오목부; 및 상기 주오목부에 형성되고, 상기 교정기가 관통되는 주관통홀부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 보조교정부는: 상기 보조상판부에서 함몰되도록 형성되어 수평면을 갖는 보조오목부; 상기 보조오목부에 형성되고, 상기 주관통홀부와 일직선상에 배치되는 보조관통홀부; 및 상기 보조오목부에 형성되는 배수홀부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 주측판부에는 구부러진 형상을 갖는 주굴곡부가 형성되고, 상기 보조측판부에는 구부러진 형상을 갖는 보조굴곡부가 형성되며, 상기 주굴곡부와 상기 보조굴곡부는 일직선상에 배치되고, 상기 주굴곡부와 상기 보조굴곡부의 곡률은 상이하여 이격되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자동차용 서브프레임은 상부패널부의 하부에 하부패널부가 결합되어 자체 강성이 증대되고, 성형 깊이를 최소화하여 생산성이 향상될 수 있다.

본 발명에 따른 자동차용 서브프레임은 주교정부와 보조교정부를 통해 상부패널부와 하부패널부의 조립 위치를 교정할 수 있다.

본 발명에 따른 자동차용 서브프레임은 보조교정부에 배수홀부가 형성되어 이물질과 수분을 배출할 수 있다.

본 발명에 따른 자동차용 서브프레임은 주굴곡부와 보조굴곡부간의 곡률 차이로 인한 틈새로 이물질과 수분을 배출할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 서브프레임을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 서브프레임에 어퍼암과 로워암이 장착된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 서브프레임에서 상부패널부를 개략적으로 나타내는 평면사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 서브프레임에서 상부패널부를 개략적으로 나타내는 저면사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 서브프레임에서 하부패널부를 개략적으로 나타내는 평면사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 서브프레임에서 하부패널부를 개략적으로 나타내는 저면사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 서브프레임에서 교정기에 의해 상부패널부와 하부패널부의 위치가 교정된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 서브프레임에서 주굴곡부와 보조굴곡부의 이격상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 자동차용 서브프레임의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 서브프레임을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 서브프레임에 어퍼암과 로워암이 장착된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 서브프레임(1)은 상부패널부(10)와 하부패널부(50)를 포함한다.

상부패널부(10)는 차체에 결합되고, 어퍼암(100)이 장착된다. 하부패널부(50)는 상부패널부(10)의 하부에 결합되어 상부패널부(10)를 지지한다. 하부패널부(50)에는 로워암(200)이 장착된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 서브프레임에서 상부패널부를 개략적으로 나타내는 평면사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 서브프레임에서 상부패널부를 개략적으로 나타내는 저면사시도이다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상부패널부(10)는 주판재부(20)와 보조판재부(30)를 포함한다.

주판재부(20)는 하측이 개구된 형상을 갖는다. 보조판재부(30)는 주판재부(20)의 양단부에서 연장되어 차체에 결합된다. 일 예로, 주판재부(20)의 단면은 하측이 개구된 'ㄷ'자 형상을 하여 자체 강성을 증대시킬 수 있다. 주판재부(20)는 차폭과 대응되는 방향으로 길이를 갖도록 형성되고, 주판재부(20)의 양단부에서 각각 한 쌍의 보조판재부(30)가 연장될 수 있다. 보조판재부(30)의 단부는 버링 가공되며, 차체 결합을 위한 부시(300)가 장착될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 주판재부(20)는 주상판부(21)와 주측판부(22)를 포함한다. 주상판부(21)는 차체의 폭과 대응되는 방향으로 길이를 갖는다. 주측판부(22)는 주상판부(21)의 양측에서 하방으로 연장되고, 하부패널부(50)가 결합되도록 오목한 형상을 갖는 장착홈부(23)가 형성된다. 일 예로, 주상판부(21)의 양측 가장자리에서 하방으로 연장되는 주측판부(22)가 형성되고, 주측판부(22)에는 장착홈부(23)가 형성되도록 가공될 수 있다.

주측판부(22)에는 어퍼암(100) 조립을 위한 어퍼홀부(24)가 형성된다. 일 예로, 어퍼암(100)의 단부는 주상판부(21)의 하방 및 주측판부(22) 사이에 배치되고, 각각의 주측판부(22)에 형성되는 어퍼홀부(24)를 통해 볼팅될 수 있다. 어퍼홀부(24)는 복수개가 형성되거나 장방형 형상을 하여, 다양한 길이를 갖는 어퍼암(100) 조립이 가능할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 서브프레임에서 하부패널부를 개략적으로 나타내는 평면사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 서브프레임에서 하부패널부를 개략적으로 나타내는 저면사시도이다. 도 2와, 도 3과, 도 5와, 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하부패널부(50)는 보조상판부(51)와 보조측판부(52)를 포함한다. 일 예로, 하부패널부(50)는 단면은 하측이 개구된 'ㄷ'자 형상을 하여 자체 강성을 증대시킬 수 있다.

보조상판부(51)는 주상판부(21)의 하방에 위치된다. 보조상판부(51)는 장착홈부(23)에 삽입된다. 일 예로, 보조상판부(51)와 장착홈부(23)의 접촉부분은 용접에 의해 서로 결합된 상태를 유지할 수 있다.

보조측판부(52)는 보조상판부(51)의 양측에서 하방으로 연장된다. 보조측판부(52)는 장착홈부(23)에 삽입된다. 일 예로, 보조측판부(52)와 장착홈부(23)의 접촉부분은 용접에 의해 서로 결합된 상태를 유지할 수 있다. 보조측판부(52)는 장착홈부(23)에 의해 비워진 공간을 커버할 수 있다.

보조측판부(52)에는 로워암(200) 조립을 위한 로워홀부(54)가 형성된다. 일 예로, 로워암(200)의 단부는 보조상판부(51)의 하방 및 보조측판부(52) 사이에 배치되고, 각각의 보조측판부(52)에 형성되는 로워홀부(54)를 통해 볼팅될 수 있다. 로워홀부(54)는 복수개가 형성되거나 장방형 형상을 하여, 다양한 길이를 갖는 로워암(200) 조립이 가능할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 서브프레임에서 교정기에 의해 상부패널부와 하부패널부의 위치가 교정된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 3과, 도 5와, 도 7을 참조하면, 주상판부(21)에는 주교정부(25)가 형성되고, 보조상판부(51)에는 보조교정부(55)가 형성된다. 교정기(400)는 주교정부(25)와 보조교정부(55)를 관통하고, 상부패널부(10)와 하부패널부(50) 결합을 위해 주상판부(21)와 보조상판부(51)의 위치를 교정한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 주교정부(25)는 주오목부(251)와 주관통홀부(252)를 포함한다. 주오목부(251)는 주상판부(21)에서 함몰되도록 형성되어 수평면을 갖는다. 주관통홀부(252)는 주오목부(251)에 형성되고, 교정기(400)가 관통된다. 일 예로, 주교정부(25)는 주상판부(21)에 복수개가 이격되어 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 보조교정부(55)는 보조오목부(551)와, 보조관통홀부(552)와, 배수홀부(553)를 포함한다. 보조오목부(551)는 보조상판부(51)에서 함몰되도록 형성되어 수평면을 갖는다. 이때, 주오목부(251)와 보조오목부(551)는 서로 수평하게 배치될 수 있다. 보조관통홀부(552)는 보조오목부(551)에 형성되고, 주관통홀부(252)와 일직선상에 배치된다. 이로 인해, 교정기(400)는 주관통홀부(252)와 보조관통홀부(552)를 통과하여 주상판부(21)와 보조상판부(51)의 위치를 교정할 수 있다. 즉, 교정기(400)가 주상판부(21)와 보조상판부(51)를 관통하면, 보조측판부(52)는 장착홈부(23)에 인접되도록 위치가 교정될 수 있다. 배수홀부(553)는 보조오목부(551)에 형성되고, 보조오목부(551)에 저장될 수 있는 이물질이나 수분을 배출한다. 일 예로, 보조상판부(51)에 형성되는 보조교정부(55)의 개수와 위치는 주교정부(25)의 개수와 위치에 따라 달라질 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 서브프레임에서 주굴곡부와 보조굴곡부의 이격상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 8을 참조하면, 주측판부(22)에는 구부러진 형상을 갖는 주굴곡부(28)가 형성되고, 보조측판부(52)에는 구부러진 형상을 갖는 보조굴곡부(58)가 형성된다. 주굴곡부(28)는 주측판부(22)의 내측 또는 외측방향으로 돌출되도록 굴곡될 수 있다. 보조굴곡부(58)는 보조측판부(52)의 내측 또는 외측방향으로 돌출되도록 굴곡될 수 있다.

주굴곡부(28)와 보조굴곡부(58)는 일직선상에 배치되어 서로 인접된다. 일 예로, 주굴곡부(28)는 주측판부(22)의 하단부까지 형성될 수 있고, 보조굴곡부(58)는 보조측판부(52)의 상단부까지 형성될 수 있다. 주굴곡부(28)와 보조굴곡부(58)는 서로 상이한 곡률을 갖는다. 이로 인해, 주굴곡부(28)와 보조굴곡부(58)에는 이격된 틈새홀부(70)가 형성된다. 즉, 상부패널부(10)의 장착홈부(23)에 하부패널부(50)가 용접될 때, 틈새홀부(70)의 형성을 유도하는 주굴곡부(28)와 보조굴곡부(58)간의 용접이 이루어지지 않을 수 있다. 이로 인해, 틈새홀부(70)를 통해 이물질이나 수분이 배출될 수 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 서브프레임의 조립을 설명하면 다음과 같다.

하측이 개구된 주판재부(20)의 저면에 장착홈부(23)가 형성되도록 상부패널부(10)를 성형한다. 그리고, 하측이 개구되고, 상부가 장착홈부(23)에 삽입되도록 하부패널부(50)를 성형한다.

상부패널부(10)와 하부패널부(50)의 성형이 완료되면, 교정기(400)에 주교정부(25)와 보조교정부(55)를 관통시켜, 상부패널부(10)와 하부패널부(50)의 조립 위치를 교정한다.

교정기(400)에 의해 상부패널부(10)와 하부패널부(50)의 조립 위치가 교정되면, 보조상판부(51)는 주상판부(21)의 하방에 배치되고, 보조측판부(52)는 장착홈부(23)를 커버한다. 이때, 보조측판부(52)는 장착홈부(23)와 인접되고, 이들간의 접촉부분은 용접에 의해 서로 결합된 상태를 유지한다.

상부패널부(10)와 하부패널부(50)가 결합된 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 서브프레임(1)은 기존과 유사하게 형성될 수 있다. 즉, 상부패널부(10)의 성형 깊이와 하부패널부(50)의 성형 깊이의 합은 종래 1개로 이루어진 서브프레임의 성형 깊이의 합과 동일할 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 서브프레임(1)은 상부패널부(10)와 하부패널부(50)가 적층된 구조를 가지므로, 강성이 증대될 수 있다. 또한, 상부패널부(10)와 하부패널부(50)의 성형 깊이가 종래 서브프레임의 성형 깊이보다 작으므로, 상부패널부(10)와 하부패널부(50)의 성형시 불량이 억제되고, 생산성이 향상될 수 있다.

상부패널부(10)와 하부패널부(50)의 결합이 완료되면, 상부패널부(10)에 어퍼암(100)을 조립하고, 하부패널부(50)에 로워암(200)을 조립한 후, 상부패널부(10)의 보조판재부(30)를 차체에 결합할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 서브프레임(1)은 상부패널부(10)의 하부에 하부패널부(50)가 결합되어 자체 강성이 증대되고, 성형 깊이를 최소화하여 생산성이 향상될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 서브프레임(1)은 주교정부(25)와 보조교정부(55)를 통해 상부패널부(10)와 하부패널부(50)의 조립 위치를 교정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 서브프레임(1)은 보조교정부(55)에 배수홀부(553)가 형성되어 이물질과 수분을 배출할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 서브프레임(1)은 주굴곡부(28)와 보조굴곡부(58)간의 곡률 차이로 인한 틈새로 이물질과 수분을 배출할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 상부패널부 20 : 주판재부
21 : 주상판부 22 : 주측판부
23 : 장착홈부 25 : 주교정부
28 : 주굴곡부 30 : 보조판재부
50 : 하부패널부 51 : 보조상판부
52 : 보조측판부 55 : 보조교정부
58 : 보조굴곡부 100 : 어퍼암
200 : 로워암 300 : 부시
400 : 교정기

Claims (10)

1. 차체에 결합되고, 어퍼암이 장착되는 상부패널부; 및
   상기 상부패널부의 하부에 결합되어 상기 상부패널부를 지지하고, 로워암이 장착되는 하부패널부를 포함하고,
   상기 상부패널부는
   하측이 개구된 형상을 갖는 주판재부; 및
   상기 주판재부의 양단부에서 연장되어 차체에 결합되는 보조판재부를 포함하며,
   상기 주판재부는
   주상판부; 및
   상기 주상판부의 양측에서 하방으로 연장되고, 상기 하부패널부가 결합되도록 오목한 형상을 갖는 장착홈부가 형성되는 주측판부를 포함하고,
   상기 하부패널부는
   상기 주상판부의 하방에 위치되고, 상기 장착홈부에 결합되는 보조상판부; 및
   상기 보조상판부의 양측에서 하방으로 연장되고, 상기 장착홈부에 결합되는 보조측판부를 포함하며,
   상기 주상판부에는 주교정부가 형성되고,
   상기 보조상판부에는 보조교정부가 형성되며,
   교정기가 상기 주교정부와 상기 보조교정부를 관통하여 상기 주상판부와 상기 보조상판부의 위치를 교정하되,
   상기 주교정부는
   상기 주상판부에서 함몰되도록 형성되어 수평면을 갖는 주오목부; 및
   상기 주오목부에 형성되고, 상기 교정기가 관통되는 주관통홀부를 포함하고,
   상기 보조교정부는
   상기 보조상판부에서 함몰되도록 형성되어 수평면을 갖는 보조오목부;
   상기 보조오목부에 형성되고, 상기 주관통홀부와 일직선상에 배치되는 보조관통홀부; 및
   상기 보조오목부에 형성되는 배수홀부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 서브프레임.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 주측판부에는 상기 어퍼암 조립을 위한 어퍼홀부가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 서브프레임.
   
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 보조측판부에는 상기 로워암 조립을 위한 로워홀부가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 서브프레임.
   
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 제 1항에 있어서,
    상기 주측판부에는 구부러진 형상을 갖는 주굴곡부가 형성되고,
    상기 보조측판부에는 구부러진 형상을 갖는 보조굴곡부가 형성되며,
    상기 주굴곡부와 상기 보조굴곡부는 일직선상에 배치되고,
    상기 주굴곡부와 상기 보조굴곡부의 곡률은 상이하여 이격되는 것을 특징으로 하는 자동차용 서브프레임.

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