KR101746385B1 - 서브 프레임용 마운팅 볼트 - Google Patents

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KR101746385B1
KR101746385B1 KR1020150176768A KR20150176768A KR101746385B1 KR 101746385 B1 KR101746385 B1 KR 101746385B1 KR 1020150176768 A KR1020150176768 A KR 1020150176768A KR 20150176768 A KR20150176768 A KR 20150176768A KR 101746385 B1 KR101746385 B1 KR 101746385B1
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bolt
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front side
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KR1020150176768A
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황정재
이문용
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주식회사 성우하이텍
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Abstract

본 발명은 서브 프레임용 마운팅 볼트에 관한 것으로, 구체적으로 원가 및 중량을 감소시키면서도 강건성을 유지하는 서브 프레임용 마운팅 볼트에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브 프레임용 마운팅 볼트는 차량의 프론트 사이드 멤버에 서브 프레임을 체결하기 위한 서브 프레임용 마운팅 볼트에 있어서, 상기 프론트 사이드 멤버에 고정되는 마운팅 브라켓의 관통홀에 끼워져 플랜지부를 통하여 상기 마운팅 브라켓에 접합되는 볼트체; 및 원통형으로 형성되어 상단이 상기 프론트 사이드 멤버에 접합되는 지지체를 포함하되, 상기 볼트체와 상기 지지체는 마찰 용접부를 통해 마찰 교반 용접되어 접합된다.

Description

서브 프레임용 마운팅 볼트{MOUNTING BOLT FOR SUB-FRAME}
본 발명은 서브 프레임용 마운팅 볼트에 관한 것으로, 구체적으로 원가 및 중량을 감소시키면서도 강건성을 유지하는 서브 프레임용 마운팅 볼트에 관한 것이다.
일반적으로 서브 프레임은 모노코크 차체 구조에서, 프론트 사이드 멤버의 하부에 조립되어 엔진(미도시)과 변속기(미도시)의 하부를 지지하여 차량의 정면 충돌 시, 엔진 및 변속기의 드롭을 유도함으로서, 엔진 또는 변속기가 차체의 대시패널을 통해 차실 내부로 밀려들어오지 못하도록 하여 승차자의 안전성을 보장하는 역할을 한다.
도 1은 일반적인 차량용 프론트 사이드 멤버의 하부에 조립된 서브 프레임을 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 서브 프레임용 마운팅 유닛의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 상기 서브 프레임(11)은 전방과 후방 양측이 양측 프론트 사이드 멤버(13)의 하부에 구성되는 서브 프레임용 마운팅 유닛(20: 이하, 마운팅 유닛이라 함)에 의해 조립된다.
도 2를 참조하면, 이러한 마운팅 유닛(20)은 프론트 사이드 멤버(13)의 전방 및 후방 각각의 양측 4개소에 마운팅 브라켓(15)을 통하여 고정된 마운팅 볼트(30)로 구성되며, 서브 프레임(11)의 전방 및 후방 각각의 양측이 상기 마운팅 볼트(30)에 조립된다.
즉, 상기 마운팅 브라켓(15)은 프론트 사이드 멤버(13)의 전방 및 후방 각각의 양측 하부에 접합되며, 상기 마운팅 볼트(30)는 마운팅 브라켓(15)에 형성된 관통홀(17)을 통하여 끼워진 상태로 CO2 용접 또는 프로젝션 용접 등에 의해 접합된다.
여기서, 상기 마운팅 볼트(30)는 냉간단조, 또는 열간단조 성형을 통하여 일체형으로 제작되며, 일측 둘레를 따라 형성된 플랜지부(40)에 의해 마운팅 브라켓(15)의 관통홀(17) 둘레에 지지된 상태로 용접된다.
그런데, 상기와 같이 구성되는 마운팅 볼트(30)는 차량을 구성하는 부품들 중 하나이나, 냉간단조 또는 열간단조에 의해 단일체로 제작되어 불필요하게 중량이 많이 나가는 단점이 있으며, 이는 원가를 상승시키는 요인이 된다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 지지체를 원통형의 중공체로 형성하여 프론트 사이드 멤버와 연결될 수 있는 서브 프레임용 마운팅 볼트를 제공한다.
그리고, 본 발명의 실시 예는 마찰 용접부를 통해 볼트체와 지지체가 마찰 교반 용접되어 접합되는 서브 프레임용 마운트 볼트를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서는 차량의 프론트 사이드 멤버에 서브 프레임을 체결하기 위한 서브 프레임용 마운팅 볼트에 있어서, 상기 프론트 사이드 멤버에 고정되는 마운팅 브라켓의 관통홀에 끼워져 플랜지부를 통하여 상기 마운팅 브라켓에 접합되는 볼트체; 및 원통형으로 형성되어 상단이 상기 프론트 사이드 멤버에 접합되는 지지체를 포함하되, 상기 볼트체와 상기 지지체는 마찰 용접부를 통해 마찰 교반 용접되어 접합되는 서브 프레임용 마운팅 볼트를 제공할 수 있다.
또한, 상기 마찰 용접부는 상기 플랜지부 둘레를 따라 외벽을 형성하고, 상기 외벽의 내부 둘레를 따라 언더컷홈을 형성한 상태로, 상기 지지체의 선단부를 상기 외벽의 내부에 삽입하여 상기 볼트체의 플랜지부에 대하여 마찰 교반 용접하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 지지체는 상기 볼트체의 플랜지부에 대하여 마찰 교반 용접으로 단부가 일정부분 용융되어 접합됨과 동시에, 용접비드가 상기 언더컷홈으로 유입되어 고정될 수 있다.
또한, 상기 마찰 용접부는 상기 플랜지부의 중앙에 돌출단을 형성하고, 상기 돌출단의 외주면 둘레를 따라 상기 플랜지부의 내부에 언더컷홈을 형성한 상태로, 상기 지지체의 선단부를 상기 돌출단에 끼워 상기 볼트체의 플랜지부에 대하여 마찰 교반 용접하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 지지체는 상기 볼트체의 플랜지부에 형성된 언터컷홈 내부에 마찰 교반 용접으로 단부가 일정부분 용융되어 접합됨과 동시에, 용접비드가 상기 언더컷홈을 채우면서 고정될 수 있다.
또한, 상기 마찰 용접부는 상기 지지체의 선단부가 끼워지도록 상기 플랜지부의 내부에 끼움홈을 형성하고, 상기 끼움홈의 내부에 반경방향 내외측으로 언더컷홈을 형성한 상태로, 상기 지지체의 선단부를 상기 끼움홈에 끼워 상기 볼트체의 플랜지부에 대하여 마찰 교반 용접하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 지지체는 상기 볼트체의 플랜지부에 형성된 언터컷홈 내부에 마찰 교반 용접으로 단부가 일정부분 용융되어 접합됨과 동시에, 용접비드가 상기 언더컷홈을 채우면서 고정될 수 있다.
또한, 상기 볼트체와 지지체는 냉간단조에 의해 성형될 수 있다.
또한, 상기 볼트체는 상기 플랜지부를 통하여 마운팅 브라켓에 CO2 용접 또는 프로젝션 용접을 통하여 접합될 수 있다.
그리고 본 발명의 다른 실시 예에서는 차량의 프론트 사이드 멤버에 서브 프레임을 체결하기 위한 서브 프레임용 마운팅 볼트에 있어서, 상기 프론트 사이드 멤버에 고정되는 마운팅 브라켓의 관통홀에 끼워져 플랜지부를 통하여 상기 마운팅 브라켓에 접합되는 볼트체; 및 원통형으로 형성되어 상단이 상기 프론트 사이드 멤버에 접합되는 지지체를 포함하되, 상기 볼트체와 상기 지지체는 상기 볼트체의 플랜지부에 형성된 언더컷홈으로 상기 지지체의 단부가 마찰 교반 용접에 의해 용융되어 용접비드가 형성됨과 동시에 접합되는 서브 프레임용 마운팅 볼트를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 프론트 사이드 멤버와 연결되는 지지체를 원통형의 중공체로 형성하여 중량을 감소하면서도 강건성을 유지하며, 원가를 절감할 수 있다.
또한, 마찰 용접부의 언더컷홈에 지지체의 하단부가 마찰 교반 용접에 의해 용접비드가 형성되어 지지체와 볼트체가 접합되므로 접합 강건성을 향상시킬 수 있다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은 일반적인 차량용 프론트 사이드 멤버의 하부에 조립된 서브 프레임을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 서브 프레임용 마운팅 볼트의 적용 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브 프레임용 마운팅 볼트의 적용 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰 용접부를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마찰 용접부를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마찰 용접부를 나타낸 단면도이다.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명에 따른 서브 프레임용 마운팅 볼트의 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 실시 예들 중에서 바람직한 하나의 실시 예에 관한 것이다. 따라서, 본 발명이 하기의 도면과 설명에만 한정되어서는 아니 될 것이다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 이하 실시 예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형, 또는 통합, 또는 분리하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.
이하, 본 발명의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브 프레임용 마운팅 볼트의 적용 단면도이다.
도 3을 참조하면, 서브 프레임용 마운팅 볼트(90)는 차량의 프론트 사이드 멤버에 서브 프레임을 체결하기 위한 것으로, 정면 충돌 시 조립된 엔진 또는 변속기를 차체 하부로 안내하여 승차자의 상해치를 저감시키는 기능을 갖는다.
서브 프레임용 마운팅 볼트(90)는 마운팅 브라켓(50)을 통하여 프론트사이드 멤버의 하부에 고정되며, 볼트체(130)와 지지체(110)를 포함한다.
볼트체(130)는 일단 둘레를 따라 플랜지부(140)가 형성되며, 마운팅 브라켓(50)의 관통홀(H)에 상부로부터 끼워져 플랜지부(140)가 관통홀(H)의 둘레에 지지된 상태로 접합된다.
플랜지부(140)는 관통홀(H)의 직경보다 큰 직경으로 형성되며, 마운팅 브라켓(50)의 관통홀(H) 둘레에 CO2 용접 또는 프로젝션 용접에 의해 접합된다.
지지체(110)는 원통형의 중공체로 구성되며, 하단이 볼트체(130)의 플랜지부(140)에 직진도를 유지하여 접합되고, 상단(113)이 프론트 사이드 멤버에 고정된다.
지지체(110)는 냉간단조에 의해 원통형상으로 성형될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 소재의 강도, 재질 및 물성적 특성이 볼트체(130)에 접합되어 강성을 유지할 수 있으면 접합 방법의 종류는 무관하다.
지지체(110)는 볼트체(130)와 마찰 용접부(100)를 통해 마찰 교반 용접되어 접합된다. 이러한 마찰 용접부(100)는 도 4 내지 도 6을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마찰 용접부를 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 마찰 용접부(100)는 플랜지부(140)에 형성된 외벽(145)의 제1 언더컷홈(150)에 지지체(110)의 단부가 마찰 교반 용접되어 볼트체(130)와 지지체(110)가 접합된다.
즉, 마찰 용접부(100)는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 볼트체(130)의 플랜지부(140) 둘레를 따라 외벽(145)을 형성하고, 외벽(145)의 내부 둘레를 따라 제1 언더컷홈(150)을 형성한다.
그리고 지지체(110)의 하단부는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 외벽(145)의 내부에 삽입된다. 이후, 지지체(110)는 마찰 교반 용접으로 하단부가 일정부분 용융되어 제1 용접비드(120)가 제1 언더컷홈(150)으로 유입되어 고정되는 동시에 볼트체(130)의 플랜지부(140)와 접합된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마찰 용접부를 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 마찰 용접부(100)는 지지체(110)의 하단부가 끼워지도록 플랜지부(140)의 내부에 끼움홈(160)을 형성한다. 이러한 끼움홈(160)은 지지체(110)와 동일한 형상으로 형성된다. 즉, 끼움홈(160)은 원통 형상으로 형성될 수 있다. 끼움홈(160)의 내경은 지지체(110)의 내경 보다 크게 형성될 수 있다.
마찰 용접부(100)는 끼움홈(160)의 내부에 반경방향 내외측으로 제2 언더컷홈(153)을 형성한다.
그리고 지지체(110)는 하단부가 끼움홈(160)에 끼워져서 마찰 교반 용접이 이루어진다. 즉, 지지체(110)는 마찰 교반 용접으로 하단부가 일정부분 용융되어 제2 용접비드(123)가 제2 언더컷홈(153)을 채우면서 고정되는 동시에 볼트체(130)의 플랜지부(140)와 접합된다. 이러한, 제2 용접비드(123)는 제2 언더컷홈(153)에 의해 지지체(110)의 하단부의 양측에 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 마찰 용접부를 나타낸 단면도이다.
도 6을 참조하면, 마찰 용접부(100)는 플랜지부(140)의 중앙에 돌출 형성된 돌출단(147)을 형성한다. 이때, 돌출부는 지지체(110)의 하단부에 내측으로 끼워진 상태로 볼트체(130)와 지지체(110)의 직진도를 유지시키며, 조립 강건성을 보조해준다.
마찰 용접부(100)는 돌출단(147)의 외주면 둘레를 따라 플랜지부(140)의 내부에 제3 언더컷홈(155)을 형성한다.
그리고 지지체(110)는 하단부가 볼트체(130)의 플랜지부(140)에 형성된 제3 언더컷홈(155)에 삽입되어 마찰 교반 용접이 이루어진다. 즉, 지지체(110)는 마찰 교반 용접으로 하단부가 일정부분 용융되어 제3 용접비드(125)가 제3 언더컷홈(155)을 채우면서 고정되는 동시에 볼츠에의 플랜지부(140)와 접합된다.
따라서, 상기에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 서브 프레임용 마운팅 볼트(90)는 마찰 용접부(100)의 언더컷홈에 지지체(110)의 하단부가 마찰 교반 용접에 의해 용접비드가 형성되어 지지체(110)와 볼트체(130)가 접합되므로 지지체(110)와 볼트체(130)가 견고하게 접합될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
50: 마운팅 브라켓
90: 서브 프레임용 마운팅 볼트
100: 마찰 용접부
110: 지지체
120, 123, 125: 용접비드
130: 볼트체
140: 플랜지부
145: 외벽
147: 돌출단
150, 153, 155: 언더컷홈

Claims (13)

  1. 차량의 프론트 사이드 멤버에 서브 프레임을 체결하기 위한 서브 프레임용 마운팅 볼트에 있어서,
    상기 프론트 사이드 멤버에 고정되는 마운팅 브라켓의 관통홀에 끼워져 플랜지부를 통하여 상기 마운팅 브라켓에 접합되는 볼트체; 및
    원통형으로 형성되어 상단이 상기 프론트 사이드 멤버에 접합되는 지지체;
    를 포함하되,
    상기 볼트체와 상기 지지체는 마찰 용접부를 통해 마찰 교반 용접되어 접합되고,
    상기 마찰 용접부는
    상기 플랜지부 둘레를 따라 외벽을 형성하고, 상기 외벽의 내부 둘레를 따라 언더컷홈을 형성한 상태로, 상기 지지체의 선단부를 상기 외벽의 내부에 삽입하여 상기 볼트체의 플랜지부에 대하여 마찰 교반 용접하여 이루어지는 서브 프레임용 마운팅 볼트.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지체는
    상기 볼트체의 플랜지부에 대하여 마찰 교반 용접으로 단부가 일정부분 용융되어 접합됨과 동시에, 용접비드가 상기 언더컷홈으로 유입되어 고정되는 서브 프레임용 마운팅 볼트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 마찰 용접부는
    상기 플랜지부의 중앙에 돌출단을 형성하고, 상기 돌출단의 외주면 둘레를 따라 상기 플랜지부의 내부에 언더컷홈을 형성한 상태로, 상기 지지체의 선단부를 상기 돌출단에 끼워 상기 볼트체의 플랜지부에 대하여 마찰 교반 용접하여 이루어지는 서브 프레임용 마운팅 볼트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지지체는
    상기 볼트체의 플랜지부에 형성된 언터컷홈 내부에 마찰 교반 용접으로 단부가 일정부분 용융되어 접합됨과 동시에, 용접비드가 상기 언더컷홈을 채우면서 고정되는 서브 프레임용 마운팅 볼트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 마찰 용접부는
    상기 지지체의 선단부가 끼워지도록 상기 플랜지부의 내부에 끼움홈을 형성하고, 상기 끼움홈의 내부에 반경방향 내외측으로 언더컷홈을 형성한 상태로, 상기 지지체의 선단부를 상기 끼움홈에 끼워 상기 볼트체의 플랜지부에 대하여 마찰 교반 용접하여 이루어지는 서브 프레임용 마운팅 볼트
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지지체는
    상기 볼트체의 플랜지부에 형성된 언터컷홈 내부에 마찰 교반 용접으로 단부가 일정부분 용융되어 접합됨과 동시에, 용접비드가 상기 언더컷홈을 채우면서 고정되는 서브 프레임용 마운팅 볼트.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 볼트체와 지지체는 냉간단조에 의해 성형되는 서브 프레임용 마운팅 볼트.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 볼트체는
    상기 플랜지부를 통하여 마운팅 브라켓에 CO2 용접 또는 프로젝션 용접을 통하여 접합되는 서브 프레임용 마운팅 볼트.
  10. 차량의 프론트 사이드 멤버에 서브 프레임을 체결하기 위한 서브 프레임용 마운팅 볼트에 있어서,
    상기 프론트 사이드 멤버에 고정되는 마운팅 브라켓의 관통홀에 끼워져 플랜지부를 통하여 상기 마운팅 브라켓에 접합되는 볼트체; 및
    원통형으로 형성되어 상단이 상기 프론트 사이드 멤버에 접합되는 지지체;
    를 포함하되,
    상기 볼트체와 상기 지지체는
    상기 볼트체의 플랜지부에 형성된 언더컷홈으로 상기 지지체의 단부가 마찰 교반 용접에 의해 용융되어 용접비드가 형성됨과 동시에 접합되는 서브 프레임용 마운팅 볼트.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 언더컷홈은
    상기 플랜지부 둘레를 따라 형성된 외벽의 내부 둘레를 따라 형성되는 서브 프레임용 마운팅 볼트.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 언더컷홈은
    상기 플랜지부의 중앙에 형성된 돌출단의 외주면 둘레를 따라 상기 플랜지부의 내부에 형성되는 서브 프레임용 마운팅 볼트.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 언더컷홈은
    상기 플랜지부의 내부에 형성된 끼움홈의 내부에 반경방향 내외측으로 형성되는 서브 프레임용 마운팅 볼트.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001248621A (ja) * 2000-03-07 2001-09-14 Nissan Motor Co Ltd 溶接ボルト
WO2002042144A2 (en) 2000-11-22 2002-05-30 Alcoa Inc. A joint structure and method for making a joint structure
KR101459614B1 (ko) 2013-04-30 2014-11-07 주식회사 신영 차체 마운팅부의 용접 방법

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