KR101665778B1 - 차량용 프레임 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 차량의 측면으로부터 전달되는 충격을 흡수할 수 있도록 하여 측면충돌에 대한 안정성을 향상시키고, 바디마운팅 구조를 개선하여 경량화 및 원가절감에도 기여하는 차량용 프레임을 제공하는 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 차량용 프레임은 차량 하부의 폭방향에 대해 한 쌍으로 제공되며 적어도 일부가 차량의 바디와 인접하게 형성되는 프레임 본체부; 및 상기 프레임 본체부의 일측면과 인접한 차량의 바디 측면에 제공된 실인너에 결합되며 바디를 마운팅하는 마운팅 연결부;를 포함하고, 상기 마운팅 연결부는 상기 프레임 본체부의 측면에 결합되어 상기 실인너와 결합되는 바디 마운팅 볼트를 포함하고, 상기 실인너에는 상기 바디 마운팅 볼트의 결합을 위해 버링홀이 형성되고, 상기 버링홀에는 상기 바디 마운팅 볼트의 타단이 삽입되어 지지되는 장착홀을 갖는 제1진동절연부가 압입되어 결합되고, 상기 장착홀은 상기 진동절연부의 축중심에서 하부로 편심되어 형성된다.

Description

차량용 프레임 {FRAME FOR AUTOMOBILE}
본 발명은 차량용 프레임에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 바디와의 마운팅 구조를 개선하며, 차량의 측면으로부터 전달되는 충격을 지지할 수 있도록 한 차량용 프레임에 관한 것이다.
일반적으로 차량(1)에는 운전공간 및 운전을 위한 부품들이 제공되는 바디(2)를 포함하고, 이 바디(2)의 하부에는 강도를 보강하며 바디(2)를 안정적으로 지지하기 위한 차량용 프레임(10)이 제공될 수 있다.
이러한 차량용 프레임(10)은, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 적어도 일측에 사각튜브부재를 갖는 프레임 본체부(12)를 포함하고, 이 프레임 본체부(12)의 측면에는 바디(2)를 안정적으로 마운팅하기 위한 다수의 바디 마운팅 브래킷(20)이 결합될 수 있다.
또한, 바디 마운팅 브래킷(20)에는 바디(20)와 결합시, 바디(20)로부터 상, 하로 전달되는 진동을 경감하기 위해 진동절연소재(30)가 결합될 수 있다.
또한, 바디 마운팅 브래킷(20)의 외측에는 차량(1)의 바디(2)의 외관을 마감하는 실인너(4) 및 실아우터(6)가 제공된다.
프레임 본체부(12)는 바디(2)의 최외곽면과 이격되어 내측에 위치되고, 바디 마운팅 브래킷(20)은 프레임 본체부(12)의 바깥쪽에 결합된다.
이러한 차량용 프레임(10)은, 차량(1)의 측면으로부터 충격이 전달될 경우, 바디(2)의 최외곽면부터 충격이 전달되어 내측으로 변형이 이루어지고, 이후 프레임 본체부(12)로 충격이 전달되고 있다.
따라서, 종래에는 차량용 프레임(10)이 차량(1)의 측면으로부터 전달되는 충격을 흡수하기 전에 바디(2)가 변형될 수 있고, 이에 따라 프레임 본체부(12)가 충격을 흡수하는 시점에서는 이미 차량(1)에 탑승한 승객의 상해가 발생한 상태일 수 있다.
이와 같이, 종래에는 차량(1)의 바디(2)를 통해서 대부분의 충격이 흡수되고 있으며, 차량(1)의 부품 중 가장 강한 부품인 차량용 프레임(10)은 충격을 흡수하는데 기여하지 못하고 있는 실정이다.
본 발명의 일 실시예는 차량의 측면으로부터 전달되는 충격을 흡수할 수 있도록 하여 측면충돌에 대한 안정성을 향상시키고, 바디마운팅 구조를 개선하여 경량화 및 원가절감에도 기여하는 차량용 프레임을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량용 프레임은 차량 하부의 폭방향에 대해 한 쌍으로 제공되며 적어도 일부가 차량의 바디와 인접하게 형성되는 프레임 본체부; 및 상기 프레임 본체부의 일측면과 인접한 차량의 바디 측면에 제공된 실인너에 결합되며 바디를 마운팅하는 마운팅 연결부;를 포함하고, 상기 마운팅 연결부는 상기 프레임 본체부의 측면에 결합되어 상기 실인너와 결합되는 바디 마운팅 볼트를 포함하고, 상기 실인너에는 상기 바디 마운팅 볼트의 결합을 위해 버링홀이 형성되고, 상기 버링홀에는 상기 바디 마운팅 볼트의 타단이 삽입되어 지지되는 장착홀을 갖는 제1진동절연부가 압입되어 결합되고, 상기 장착홀은 상기 진동절연부의 축중심에서 하부로 편심되어 형성된다.
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또한, 상기 프레임 본체부는 적어도 일측이 튜브부재로 제공되고, 상기 프레임 본체부의 적어도 바깥쪽에는 관통부가 형성되고, 상기 관통부에는 상기 바디 마운팅 볼트가 관통되며 결합되는 너트부재가 압입된 제2진동절연부가 장착될 수 있다.
또한, 상기 실인너는 홀 확장률(HER) 값이 50% 이상되며, 인장강도가 적어도 600MPa인 강종으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 프레임 본체부는 홀 확장률(HER)값이 50% 이상되며, 인장강도가 적어도 600MPa인 강종으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 프레임 본체부가 바디 측면부인 실인너와 근접하게 위치되도록 제공되어 측면으로부터 전달되는 충격을 프레임 본체부가 흡수하여 측면 충돌 발생시 탑승한 승객의 상해를 최소화할 수 있고, 바디 마운팅 브래킷을 사용하지 않고 바디를 지지할 수 있어 경량화에 기여할 수 있으며, 이에 따른 원가절감도 가능하고, 전체적인 비틀림 강성 향상도 기대할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 차량용 프레임을 도시한 사시도.
도 2는 종래 기술에 따른 차량용 프레임을 도시한 평면도.
도 3은 종래 기술에 따른 차량용 프레임에 바디가 장착된 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 프레임을 도시한 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 프레임에 바디가 장착된 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 프레임에 바디 마운팅 볼트를 설치하는 과정을 도시한 단면도.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 프레임에 바디가 장착된 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 프레임을 도시한 평면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 프레임에 바디가 장착된 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참고하면, 본 실시예의 차량용 프레임(110)은, 차량의 바디(102)가 장착되어 차량의 하부를 지지할 수 있다. 이러한 차량용 프레임(110)은 차량(100)의 강성을 보강하며, 상부의 하중을 지지하게 되고, 실질적으로 노면과 접촉하는 바퀴(108) 등을 지지하도록 제공될 수 있다.
이를 위해, 차량용 프레임(110)에는 차량(100)의 바디(102)를 마운팅하기 위한 다양한 부품 및 차량용 프레임(110)의 강성을 보강하기 위한 다양한 부품이 결합될 수 있다.
일례로, 차량용 프레임(110)에는 차량(100)의 하부를 지지하도록 제공되는 프레임 본체부(112)를 포함할 수 있다.
프레임 본체부(112)는 차량(100) 하부의 폭방향에 대해 한 쌍으로 제공되어 차량(100)을 하부를 지지토록 제공되며, 적어도 일측에 사각튜브부재를 갖도록 제공될 수 있다.
또한, 프레임 본체부(112)는 적어도 일부가 차량(100)의 바디(102)와 인접하게 형성될 수 있다.
일례로, 프레임 본체부(112)는 중심좌표점 A지점 부분이 외측으로 볼록하게 형성되어 바디(102)의 수직방향 조립이 가능한 상태로 최대한 실인너(104)에 가깝게 제공될 수 있다.
또한, 프레임 본체부(112)는 중심좌표점 A지점의 변곡구간이 끝나는 지점(A1)에서 차량(100) 전방 프레임 본체부(112)의 B지점까지 연결되는 제1구간(L1)은 경사진 직선구간으로 제공될 수 있다. 또한, 프레임 본체부(112)는 차량(100)의 후방 프레임 본체부(112)의 C지점까지 연결되는 제3구간(L3)은 직선구간으로 제공되고, 중심좌표점 A지점의 전방 변곡구간이 끝나는 지점(A1)에서 차량(100) 후방의 C지점으로 연결되는 제2구간(L2)은 탄젠트(tangent) 곡선구간으로 제공될 수 있다. 이때, A지점과 B지점 사이의 직선구간인 제1구간(L1)은 A지점과 B지점 사이 거리의 50% 이상으로 설정될 수 있다.
이는 차량용 프레임(110)이 정면충돌이나 후방충돌시 전달되는 충돌에너지의 흐름을 최대한 흡수하기 위함이며, 차량(100)에 탑승한 승객의 보호를 위해 가장 중요한 B필러, 즉 A지점 부위의 프레임 본체부(112) 사이의 폭을 최대한 확보하여 측면충돌에 효과적으로 대응할 수 있고, 측면 충돌의 전달시 차량(100) 바디(102)의 실인너(104)를 통해 전달되는 충격이 A지점 부위의 프레임 본체부(112)에 의해 흡수될 수 있다.
한편, 차량용 프레임(110)은 프레임 본체부(112)의 A지점 부위가 실인너(104)와 인접하여 제공됨에 따라 종래의 바디(102) 마운팅 브래킷을 설치하기 위한 공간을 확보할 수 없다.
따라서, 본 실시예에서는 차량용 프레임(110)에 바디(102)를 안정적으로 장착하면서도 측면으로부터 전달되는 충격 및 상, 하방향의 진동을 흡수하기 위한 새로운 구조의 마운팅 연결부(120)를 제공할 수 있다.
이를 위해, 본 실시예의 마운팅 연결부(120)는 프레임 본체부(112)의 일측면과 인접한 차량(100)의 바디(102) 측면의 실인너(104)에 결합될 수 있다.
일례로, 마운팅 연결부(120)는 일단이 프레임 본체부(112) 측면에 결합되며 타단은 실인너(104)에 결합되는 바디 마운팅 볼트(122)를 포함할 수 있다.
또한, 실인너(104)에는 바디 마운팅 볼트(122)의 결합을 위해 버링홀(105)이 형성될 수 있다. 또한, 버링홀(105)에는 바디 마운팅 볼트(122)의 타단이 삽입되어 지지되는 장착홀(124a)을 갖는 제1진동절연부(124)가 압입되어 결합될 수 있으며, 이 제1진동절연부(124)가 차량(100) 바디(102)의 상, 하로 전달되는 진동을 흡수하여 바디 마운팅 볼트(122)로 전달되는 것을 최소화할 수 있다.
여기서 사용되는 제1진동절연부(124)는 바디 마운팅 볼트(122)가 결합된 상태에서 상, 하 방향의 진동을 흡수할 수 있는 탄성부재로 형성될 수 있으며, 일례로 고무 또는 우레탄 소재로 형성될 수 있다.
또한, 제1진동절연부(124)는 바디(102)의 하중을 바디 마운팅 볼트(122)로 전달하게 되며, 이때 바디 마운팅 볼트(122)의 상부쪽으로 더 많은 하중이 적용될 수 있다. 따라서, 제1진동절연부(124)는 바디 마운팅 볼트(122)가 축중심보다 하부에 결합되는 것이 바람직하다.
즉, 제1진동절연부(124)는 대부분의 바디(102) 하중방향이 수직으로 작용함에 따라 수직 방향 하중에 대해 충분한 진동절연성능을 위해 바디 마운팅 볼트(122)가 하부로 편심되어 장착될 수 있다.
이를 위해, 제1진동절연부(124)에 형성되는 장착홀(124a)은 제1진동절연부(124)의 축중심에서 하부로 편심되어 형성될 수 있다.
한편, 제1진동절연부(124)는 실인너(104)의 버링홀(105)에 장착되고 있으며, 이를 위해 버링홀(105)에는 진동절연부를 안정적으로 지지할 수 있도록 플랜지가 형성될 수 있다.
이를 위해, 실인너(104)는 버링홀(105)에 형성되는 플랜지가 충분한 높이로 형성될 수 있는 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 일례로, 본 실시예에서 실인너(104)는 홀 확장률(HER)값이 50% 이상되며, 인장강도가 적어도 600MPa인 강종으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 프레임 본체부(112)는 적어도 일측이 튜브부재로 제공될 수 있고, 프레임 본체부(112)의 적어도 바깥쪽에는 관통부(114)가 형성될 수 있다. 또한, 관통부(114)에는 바디 마운팅 볼트(122)가 관통되며 결합되는 너트부재(127)가 압입된 제2진동절연부(126)가 장착될 수 있다.
즉, 프레임 본체부(112)는 튜브부재의 양측에 모두 제2진동절연부(126)가 장착될 수 있으며, 바깥쪽에만 제2진동절연부(126)가 장착되고 안쪽에는 마운팅 볼트의 결합을 위한 구멍(115)만 형성되는 것도 가능하다.
또한, 프레임 본체부(112)에 제공되는 관통부(114)는 제2진동절연부(126)를 안정적으로 지지할 수 있도록 플랜지가 형성될 수 있으며, 이를 위해 프레임 본체부(112)는 플랜지를 충분한 길이로 형성될 수 있는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
일례로, 프레임 본체부(112)는 실인너(104) 재질과 같이 홀 확장률(HER)값이 50% 이상되며, 인장강도가 적어도 600MPa인 강종으로 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 홀 확장률(HER)값이 50% 이상되며, 인장강도가 적어도 600MPa인 강종으로는 HB(Hyper Burring)강, FB(Ferrite Bainite)강이 대표적으로 사용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 프레임에 바디 마운팅 볼트를 설치하는 과정을 도시한 단면도이다.
도 6을 참고하여, 차량용 프레임(110)에 바디(102)를 장착하는 상태를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 6의 (a)와 같이, 차량용 프레임(110)의 프레임 본체부(112)에 바디 마운팅 볼트(122)를 장착한다.
이를 위해 바디 마운팅 볼트(122)를 프레임 본체부(112) 안쪽의 구멍에 삽입한 후, 바깥쪽의 관통부(114)에 제공된 제2진동절연부(126)의 너트부재(127)에 결합한다.
이때, 바디 마운팅 볼트(122)는 바디(102)가 프레임 본체부(112)에 안착되는 과정에서 실인너(104)와 간섭되지 않도록 프레임 본체부(112)의 바깥쪽으로 인출되지 않은 상태로 결합된다.
이와 같이, 바디 마운팅 볼트(122)가 프레임 본체부(112)에 결합되면, 프레임 본체부(112)의 상부에서 바디(102)를 하강하여 안착한다.
이때, 바디 마운팅 볼트(122)와 바디(102) 사이에는 간섭이 발생하지 않는다.
그리고, 도 6의 (b)와 같이, 프레임 본체부(112)에 결합된 바디 마운팅 볼트(122)를 삽입하여 바디(102)의 실인너(104)에 결합된 제1진동절연부(124)의 장착홀(124a)에 삽입한다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
100: 차량 102: 바디
104: 실인너 105: 버링홀
110: 차량용 프레임 112: 프레임 본체부
114: 관통부 120: 마운팅 연결부
122: 바디 마운팅 볼트 124a: 장착홀
124: 제1진동절연부 126: 제2진동절연부
127: 너트부재

Claims (7)

  1. 차량 하부의 폭방향에 대해 한 쌍으로 제공되며 적어도 일부가 차량의 바디와 인접하게 형성되는 프레임 본체부; 및 상기 프레임 본체부의 일측면과 인접한 차량의 바디 측면에 제공된 실인너에 결합되며 바디를 마운팅하는 마운팅 연결부;를 포함하고,
    상기 마운팅 연결부는 상기 프레임 본체부의 측면에 결합되어 상기 실인너와 결합되는 바디 마운팅 볼트를 포함하고,
    상기 실인너에는 상기 바디 마운팅 볼트의 결합을 위해 버링홀이 형성되고, 상기 버링홀에는 상기 바디 마운팅 볼트의 타단이 삽입되어 지지되는 장착홀을 갖는 제1진동절연부가 압입되어 결합되고,
    상기 장착홀은 상기 제1진동절연부의 축중심에서 하부로 편심되어 형성되는 차량용 프레임.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임 본체부는 적어도 일측이 튜브부재로 제공되고,
    상기 프레임 본체부의 적어도 바깥쪽에는 관통부가 형성되고,
    상기 관통부에는 상기 바디 마운팅 볼트가 관통되며 결합되는 너트부재가 압입된 제2진동절연부가 장착되는 차량용 프레임.
  6. 청구항 1 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 실인너는 홀 확장률(HER)값이 50% 이상되며, 인장강도가 적어도 600MPa인 강종으로 형성되는 차량용 프레임.
  7. 청구항 1 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 프레임 본체부는 홀 확장률(HER)값이 50% 이상되며, 인장강도가 적어도 600MPa인 강종으로 형성되는 차량용 프레임.
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