KR102178445B1

KR102178445B1 - 차량 프레임

Info

Publication number: KR102178445B1
Application number: KR1020180121352A
Authority: KR
Inventors: 이홍우; 석동윤
Original assignee: 주식회사 포스코; 주식회사 오스템
Priority date: 2018-10-11
Filing date: 2018-10-11
Publication date: 2020-11-13
Also published as: KR20200041204A

Abstract

본 발명은 이격 배치되는 한 쌍의 사이드멤버부; 상기 한 쌍의 사이드멤버부를 연결하고, 이격하여 배치되는 한 쌍의 크로스멤버부;를 포함하고, 상기 한 쌍의 크로스멤버부는, 길이방향 중앙영역에 상방 휨이 형성된 제1 크로스멤버; 및, 상기 제1 크로스멤버에서 이격하여 배치되고, 길이방향 중앙영역에 하방 휨이 형성된 제2 크로스멤버;를 구비하는 차량 프레임을 제공한다.

Description

차량 프레임{VECHILE FRAME}

본 발명의 경량화된 차량 프레임에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아님을 밝혀둔다.

최근 들어 지구온난화에 따른 강화된 환경규제에 대응하기 위하여 친환경 차량에 대한 개발이 집중적으로 이루어지고 있으며, 특히 배터리와 모터만으로 구동하는 순수 전기자동차의 관심이 고조되고 있다.

한편, 배터리의 가격이 지속적으로 하향되고 고출력의 전기자동차에 대한 관심이 커지면서 고급형 전기자동차에는 후방 모터를 서스펜션 특히 후륜 크래들에 장착하여 성능을 향상시키고자 하는 흐름을 보이고 있다.

이러한 환경에서 배터리 1회 충전으로 가능한 주행거리를 늘이기 위하여 경량화에 대한 요구도 커지고 있으며, 이러한 요구는 차체 뿐만 아니라 서스펜션에도 무게를 절감하기 위한 기술개발이 진행되고 있다.

소재 측면에서 후륜 크래들의 경량화를 위해 알루미늄을 적용하려는 추세가 강화되고 있으나, 이는 비용측면에서 기존 철강 크래들 대비 자동차사의 부담을 가중시키고 있으며, 이에 따라 후방 모터를 장착하고자 하는 경우는 고급형 전기자동차 위주로 알루미늄 크래들을 적용하고 있다.

한편, 후륜 크래들은 충분한 강성을 유지하여야 한다.

이러한 후륜 크래들의 강성은 차량 주행시 외부에서 가해지는 하중에 적절히 대응하게 하여 탑승중인 승객의 승차감과 차량의 주행성능을 제공하는 역할을 수행한다.

또한, 크래들은 지속적으로 노면에서 외부하중이 가해지므로 차량의 운행기간동안 그 기능의 저하가 없도록 충분한 내구수명을 보증해야 한다.

즉, 강성과 내구수명에 대한 요구조건을 동시에 만족하여야 한다.

따라서, 강성과 내구수명을 충족시킬 수 있는 후륜 크래들의 개선된 모델의 제안이 필요한 실정이다.

KR 20-1998-0045233

본 발명은 일 측면으로서, 강성이 증가되면서 내구성능이 향상되고 경량화가 가능한 차량 프레임을 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 이격하여 배치되는 한 쌍의 사이드멤버부; 상기 한 쌍의 사이드멤버부를 연결하고, 이격하여 배치되는 한 쌍의 크로스멤버부;를 포함하고, 상기 한 쌍의 크로스멤버부는, 길이방향 중앙영역에 상방 휨이 형성된 제1 크로스멤버; 및, 상기 제1 크로스멤버에서 이격하여 배치되고, 상기 길이방향 중앙영역에 하방 휨이 형성된 제2 크로스멤버;를 포함하고, 상기 한 쌍의 크로스멤버부는 상기 길이방향 단부영역의 단면적이 상기 길이방향 상기 중앙영역의 단면적에 비해 상대적으로 크게 형성되고, 상기 한 쌍의 사이드멤버부는 분할형의 사이드부재가 용접 접합되어 폐단면을 형성하고, 상기 한 쌍의 사이드멤버부의 상기 폐단면은 하측으로 갈수록 단면적이 감소하는 단면감소영역이 형성되고, 상기 제2 크로스멤버가 상기 단면감소영역의 일측을 감싸도록 설치되어 상기 제2 크로스멤버와 상기 사이드멤버부가 접합되는 접합라인의 길이를 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량 프레임을 제공한다.

바람직하게, 제1 크로스멤버는 양측 단부영역이 상기 중앙영역에 비해 높이가 낮아지는 만곡된 형상의 부재로 구성되고, 상기 제2 크로스멤버는 양측 단부영역이 상기 중앙영역에 비해 높이가 높아지는 만곡된 형상의 부재로 구성될 수 있다.

삭제

바람직하게, 한 쌍의 사이드멤버부는, 상기 한 쌍의 사이드멤버부의 상부영역의 단면을 형성하는 어퍼사이드; 및, 상기 한 쌍의 사이드멤버부의 하부영역의 단면을 형성하고, 상기 어퍼사이드와 함께 폐단면을 형성하는 로어사이드;를 포함할 수 있다.

바람직하게, 한 쌍의 크로스멤버부는, 분할형의 크로스부재가 용접 접합되어 폐단면을 형성할 수 있다.

삭제

바람직하게, 한 쌍의 사이드멤버부 및 상기 한 쌍의 크로스멤버부는 인장강도가 980 MPa 이상의 고강도강재로 구성될 수 있다.

바람직하게, 쌍의 크로스멤버부는 상기 사이드멤버부에 비해 상대적으로 인장강도가 큰 고강도강재로 구성되고, 상기 한 쌍의 사이드멤버부는 연신률이 14% 이상인 고강도강재로 구성될 수 있다.

삭제

바람직하게, 제1 크로스멤버의 하방으로 연장 설치되는 제1 모터마운트가 설치되고, 상기 제2 크로스멤버의 상방으로 연장 설치되는 제2 모터마운트가 설치될 수 있다.

바람직하게, 제1 모터마운트는 후방모터가 결합되는 제1 체결지점이 형성되고, 상기 제1 체결지점은 상기 제2 크로스멤버의 높이에 대응되는 높이에 배치되고, 상기 제2 모터마운트는 상기 후방모터가 결합되는 제2 체결지점이 형성되고, 상기 제2 체결지점은 대향되는 상기 제1 크로스멤버의 높이에 대응되는 높이에 배치될 수 있다.

바람직하게, 제1 모터마운트의 설치개소 및, 상기 제2 모터마운트의 설치개소의 합은 적어도 3 이상으로 형성되어 후방모터를 지지할 수 있다.

바람직하게, 제1 모터마운트는 후방모터가 결합되는 제1 체결지점이 형성되고, 상기 제1 크로스멤버에 1개가 용접 설치되고, 제2 모터마운트는 상기 후방모터가 결합되는 제2 체결지점이 형성되고, 상기 제2 크로스멤버에 2개가 용접 설치될 수 있다.

이상에서와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량프레임의 강성을 증가시켜 내구성능을 향상시키고 경량화가 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 차량 프레임에 후방모터 등의 설치된 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 프레임을 상측에서 바라본 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 프레임을 하측에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 2의 차량 프레임의 평면도이다.
도 5는 도 2의 차량프레임을 측면에서 바라본 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 도 2의 차량 프레임의 저면도이다.
도 7a는 본 발명이 차량프레임을 후방 상측에서 바라본 상태의 사시도이다.
도 7b는 도 7a의 Ⅰ-Ⅰ' 방향의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 프레임(10)에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 7b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 프레임(10)은 사이드멤버부 및, 크로스멤버부를 포함하고, 크로스멤버부는 제1 크로스멤버(300)와 제2 크로스멤버(400)를 구비할 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 차량 프레임(10)은 이격 배치되는 한 쌍의 사이드멤버부와, 상기 한 쌍의 사이드멤버부를 연결하고, 이격하여 배치되는 한 쌍의 크로스멤버부를 포함하고, 상기 한 쌍의 크로스멤버부는, 길이방향 중앙영역에 상방 휨이 형성된 제1 크로스멤버(300) 및, 상기 제1 크로스멤버(300)에서 이격하여 배치되고, 길이방향 중앙영역에 하방 휨이 형성된 제2 크로스멤버(400)를 구비할 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 한 쌍의 사이드멤버부는 차량의 폭방향으로 이격하여 배치되고, 차량의 전후 방향으로 연장 형성될 수 있다.

사이드멤버부는 길이방향으로 연장 형성되고, 단면은 폐단면(F)이 형성된 관상의 부재로 구성될 수 있다.

한 쌍의 사이드멤버부는 제1 사이드멤버(100)와 제2 사이드멤버(200)로 구성될 수 있다.

도 4를 참조하면, 제1 사이드멤버(100)와 제2 사이드멤버(200)는 차량의 폭방향으로 이격하여 배치되고, 차량의 전후방향으로 연장 형성될 수 있다.

도 1을 참조하면, 제1 사이드멤버(100)에는 제1 스테빌라이저 브라켓(110), 제1 캠버링크 브라켓(130), 제1 토우링크 브라켓(150)이 형성될 수 있다.

제2 사이드멤버(200)에는 제2 스테빌라이저 브라켓(210), 제2 캠버링크 브라켓(230), 제2토우링크 브라켓(250)이 형성될 수 있다.

스테빌라이저바(Q)는 제1 스테빌라이저 브라켓(110)과 제2 스테빌라이저 브라켓(210)에 걸쳐서 설치될 수 있다.

캠버링크(O)는 제1 캠버링크 브라켓(130)과, 제2 캠버링크 브라켓(230)에 각각 설치될 수 있다.

토우링크(P)는 제1 토우링크 브라켓(150)과 제2토우링크 브라켓(250)에 각각 설치될 수 있다.

도 4를 참조하면, 사이드멤버부는 평면상에서 차량의 전후 방향으로 연장 형성되고, 양측 단부영역이 크로스멤버부에서 멀어지는 방향으로 만곡된 'U'자 형의 부재로 구성될 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 크로스멤버부는 차량의 전후방향으로 이격하여 배치되고, 차량의 폭방향으로 연장 형성되어 한 쌍의 사이드멤버부를 연결할 수 있다.

크로스멤버부는 길이방향으로 연장 형성되고, 단면은 폐단면(F)이 형성된 관상의 부재로 구성될 수 있다.

크로스멤버부는 사이드멤버부의 측면에 용접 접합될 수 있다.

제1 크로스멤버(300) 및, 상기 제2 크로스멤버(400)는, 일단이 일측에 배치된 제1 사이드멤버(100)에 용접 접합되고, 타단이 타측에 배치된 제2 사이드멤버(200)에 용접 접합될 수 있다.

제1 크로스멤버(300)는 차량의 전후 방향을 기준으로 전방에 배치되고, 제2 크로스멤버(400)는 제1 크로스멤버(300)에서 이격되어 후방에 배치될 수 있다.

제1 크로스멤버(300)와 제2 크로스멤버(400)는 길이방향 중앙영역과 양측 단부영역에 높이차가 형성된 곡선형의 부재로 구성될 수 있다.

제1 크로스멤버(300)와 제2 크로스멤버(400)는 길이방향으로 서로 대응되는 곡률반경을 가질 수 있다.

상방 휨이 형성된 제1 크로스멤버(300)의 길이방향 곡률반경과 하방 휨이 형성된 제2 크로스멤버(400)의 길이방향 곡룔반경은 서로 대응될 수 있다.

일례로, 본 발명의 차량 프레임(10)은 차량의 후방에 설치되는 후륜 크레들로 구성될 수 있다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 제1 크로스멤버(300)에는 제1 스프링링크(N) 브라켓(330)이 설치되고, 제2 크로스멤버(400)에는 제2 스프링링크(N) 브라켓(430)이 설치될 수 있고, 제1 스프링링크(N) 브라켓(330)과 제2 스프링링크(N) 브라켓(430)에 각각 스프링링크(N)가 설치될 수 있다.

사이드멤버부와 크로스멤버부는 스틸소재 등의 강재로 구성될 수 있다.

본 발명의 차량 프레임(10)은 한 쌍의 사이드멤버부와 한 쌍의 크로스멤버부가 상호 결합됨으로써, 차량 프레임(10)의 전후방향 및, 좌우방향으로 작용하는 압축력 및, 비틀림 등의 하중에 저항할 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 한 쌍의 크로스멤버부는, 길이방향 중앙영역에 상방 휨이 형성된 제1 크로스멤버(300) 및, 상기 제1 크로스멤버(300)에서 이격하여 배치되고, 길이방향 중앙영역에 하방 휨이 형성된 제2 크로스멤버(400)를 구비할 수 있다.

차량 프레임(10)에는 다양한 이유로 차량의 전후방향으로 하중이 작용할 수 있다.

일례로, 차량 프레임(10)에 전후방향 하중이 가해지는 경우로, 차량의 제동시, 차량의 급출발시 등을 들 수 있다.

도 3 및, 도 7a를 참조하면, 차량 프레임(10)에 전후 방향으로 하중이 작용시, 차량 프레임(10)의 전방에 배치되는 제1 크로스부재에는 높이방향 하측으로 하중방향이 작용하고, 차량 프레임(10)의 후방에 배치되는 제2 크로스부재에는 높이방향 상측으로 하중방향이 작용할 수 있다.

즉, 차량 프레임(10)에 전후 방향으로 하중이 작용시, 제1 크로스부재에는 높이방향 하측으로 하중방향이 작용하여 제1 크로스부재의 중앙영역에는 하측으로 변형이 유도될 수 있다.

차량 프레임(10)에 전후 방향으로 하중이 작용시, 제2 크로스부재에는 높이방향 상측으로 하중방향이 작용하여 제2 크로스부재의 중앙영역에는 상측으로 변형이 유도될 수 있다.

본 발명의 차량 프레임(10)은 전후방향으로 하중 작용시 차량 프레임(10)의 변형에 대한 저항성능을 향상시키고자 한다.

따라서, 본 발명은 제1 크로스부재에는 길이방향으로 상방 휨을 형성하여 차량 프레임(10)에 전후방향 하중이 작용시 제1 크로스부재가 높이방향 하측으로 작용하는 하중을 안정적으로 지지할 수 있다.

또한, 본 발명은 제2 크로스부재에는 길이방향으로 하방 휨을 형성하여 차량 프레임(10)에 전후방향 하중이 작용시 제2 크로스부재가 높이방향 상측으로 작용하는 하중을 안정적으로 지지할 수 있다.

또한, 제1 크로스부재에는 길이방향으로 상방 휨을 형성함으로써, 제1 크로부재의 하측에 후방모터(M)의 설치공간을 추가적으로 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 2 및, 도 3을 참조하면, 제1 크로스멤버(300)는 길이방향 중앙영역에서 상방 휨이 형성되면서 양측 단부영역이 중앙영역에 비해 높이가 낮아지는 만곡된 형상의 부재로 구성되고, 상기 제2 크로스멤버(400)는 길이방향 중앙영역에서 하방 휨이 형성되면서 양측 단부영역이 중앙영역에 비해 높이가 높아지는 만곡된 형상의 부재로 구성될 수 있다.

도 3을 참조하면, 사이드멤버부는, 분할형의 사이드부재가 용접 접합되어 폐단면(F)을 형성할 수 있다.

사이드멤버부를 분할형으로 구성하지 않고, 관형의 부재로 구성할 경우, 성형성이 저하될 수 있고, 하이드로포밍 방식 등에 의해 성형을 한다고 하더라도 성형을 위해 늘어난 부위에서 강성의 저하가 발생할 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 차량 프레임(10)은 사이드멤버부를 분할형으로 구성하여 사이드멤버부의 성형성을 향상시키고, 분할형의 사이드부재를 용접 접합하여 폐단면(F)을 형성하여 강성을 증가시킬 수 있다.

분할형 사이드부재는 사이드멤버부의 길이방향 전체에 걸쳐서 분할될 수 있다.

도 3 및, 도 7b를 참조하면, 일례로, 분할형 사이드부재는 일측이 개방된 'ㄷ'자형 또는 'U'자형의 단면을 가질 수 있다.

ㄷ'자형 또는 'U'자형의 단면을 가지는 2개의 분할형 사이드부재가 용접 접합되면서 폐단면(F)을 형성할 수 있다.

이때, 분할형 사이드부재의 일부는 겹쳐진 상태에서 용접 접합될 수 있다.

구체적으로, 하측에 배치되는 사이드부재의 'ㄷ'자형 또는 'U'자형의 단면의 단부영역의 일부가 상측에 배치되는 사이드부재의 'ㄷ'자형 또는 'U'자형의 단면의 단부영역의 내면에 겹쳐진 상태로 용접 접합될 수 있다.

분할형 사이드부재는 높이방향으로 분할되는 어퍼사이드(S1)와 로우사이드(S2)로 구성될 수 있다.

사이드멤버부는 크로스멤버부에 비해 복잡한 형상이 요구될 수 있다.

사이드멤버부는 여러가지 구성요소들이 결합되는 부분으로, 사이드멤버부의 형상의 결합되는 구성요소와 관련하여 복잡한 형상이 요구될 수 있다.

사이드멤버부를 분할 가공하지 않을 경우 형상가공이 어려울 수 있다.

따라서, 본 발명의 차량 프레임(10)은 분할형의 사이드부재가 용접 접합되어 폐단면(F)을 형성함으로써, 사이드멤버부의 성형성을 향상시켰다.

도 3 및, 도 7b를 참조하면, 사이드멤버부는, 상기 사이드멤버부의 상부영역의 단면을 형성하는 어퍼사이드(S1) 및, 상기 사이드멤버부의 하부영역의 단면을 형성하고, 상기 어퍼사이드(S1)와 함께 폐단면(F)을 형성하는 로어사이드를 구비할 수 있다.

도 3을 참조하면, 크로스멤버부는, 분할형의 크로스부재가 용접 접합되어 폐단면(F)을 형성할 수 있다.

본 발명의 차량 프레임(10)은 크로스멤버부를 분할형으로 구성하여 크로스멤버부의 성형성을 향상시키고, 분할형의 크로스부재를 용접 접합하여 폐단면(F)을 형성하여 강성을 증가시킬 수 있다.

분할형 크로스부재는 크로스멤버부의 길이방향 전체에 걸쳐서 분할될 수 있다.

일례로, 분할형 크로스부재는 일측이 개방된 'ㄷ'자형 또는 'U'자형의 단면을 가질 수 있다.

ㄷ'자형 또는 'U'자형의 단면을 가지는 2개의 분할형 크로스부재가 용접 접합되면서 폐단면(F)을 형성할 수 있다.

이때, 분할형 크로스부재의 일부는 겹쳐진 상태에서 용접 접합될 수 있다.

구체적으로, 하측에 배치되는 크로스부재의 'ㄷ'자형 또는 'U'자형의 단면의 단부영역의 일부가 상측에 배치되는 크로스부재의 'ㄷ'자형 또는 'U'자형의 단면의 단부영역의 내면에 겹쳐진 상태로 용접 접합될 수 있다.

분형형 크로스부재는 높이방향으로 분할되는 어퍼크로스(T1)와 로우크로스(T2)로 구성될 수 있다.

상기 크로스멤버부는, 상기 크로스멤버부의 상부영역의 단면을 형성하는 어퍼크로스(T1) 및, 상기 크로스멤버부의 상기 하부영역의 단면을 형성하고, 상기 어퍼크로스(T1)와 함께 폐단면(F)을 형성하는 로어크로스를 구비할 수 있다.

도 3을 참조하면, 사이드멤버부는 분할형의 사이드부재가 용접 접합되어 폐단면(F)을 형성하고, 상기 크로스멤버부는 분할형의 크로스부재가 용접 접합되어 폐단면(F)을 형성할 수 있다.

크로스멤버부 및, 상기 사이드멤버부는 분할형의 부재가 용접 접합되어 폐단면(F)을 형성할 수 있다.

사이드멤버부 및 상기 크로스멤버부는 인장강도가 980 MPa 이상의 고강도강재로 구성될 수 있다.

본 발명은 사이드 멤버와 크로스멤버의 형상을 개선하고 얇은 두께의 고강도강을 적용하여 경량화를 달성하면서 내구성능을 만족할 수 있는 효과가 있다.

크로스멤버부는 상기 사이드멤버부에 비해 상대적으로 인장강도가 큰 고강도강재로 구성되고, 상기 사이드멤버부는 연신률이 14% 이상인 고강도강재로 구성될 수 있다.

연신율은 초기길이를 'A' 라고 하고, 늘어난 길이를 'B'라고 할 때, 아래의 수식 (1)에 의해 도출될 수 있다.

연신율(%) = [(B-A)/A] * 100 ... 수식(1)

고강도강재의 인장강도가 크면 클수록 내구성능을 확보하기 쉬우나, 이로 인해 성형성이 저하되는 문제점이 있다.

사이드멤버부는 여러가지 구성요소들이 결합되는 부분으로, 사이드멤버부의 형상의 결합되는 구성요소와 관련하여 복잡한 형상이 요구되는데, 사이드멤버부에 인장강도가 과도한 고강도강재를 사용할 경우, 연신율이 저하되면서 사이드멤버부를 원하는 형상으로 가공할 수 없는 문제점이 발생할 수 있다.

일례로, 사이드멤버부는 1180 MPa의 인장강도를 가지는 고강도강재로 구성하고, 크로스멤버는 1300 MPa의 인장강도를 가지는 고강도강재로 구성할 수 있다.

보다 바람직하게, 사이드멤버부는 980 MPa 이상 1180 MPa 이하의 인장강도를 가지는 고강도강재로 구성하고, 크로스멤버는 1180 MPa 초과 1300 MPa 이하의 인장강도를 가지는 고강도강재로 구성할 수 있다.

일례로, 사이드멤버부를 1180 MPa 이하의 인장강도를 가지는 고강도강재로 구성하여, 연신률을 14% 이상 확보할 수 있다.

이는, 사이드멤버부에 인장강도가 1180 MPa를 초과하는 강재를 적용시, 연신율이 14%보다 낮아지게 되어 사이드멤버부의 성형성이 어려워 질 수 있기 때문이다.

구체적으로, 사이드멤버부는 1180 MPa의 인장강도를 가지는 고강도강재로 구성하고, 크로스멤버는 1300 MPa의 인장강도를 가지는 고강도강재로 구성할 수 있다.

도 4 및 도 6을 참조하면, 크로스멤버부는, 길이방향 단부영역의 단면적이 길이방향 중앙영역의 단면적에 비해 상대적으로 크게 형성될 수 있다.

크로스멤버부는 사이드멤버부와 용접 접합되는 길이방향 단부영역의 단면적이 길이방향 중앙영역의 단면적에 비해 상대적으로 크게 형성됨으로써, 상대적으로 큰 강성이 요구되는 사이드멤버부와 크로스멤버부의 접합부분의 단면적을 충분히 확보하고, 상대적으로 작은 강성이 요구되는 길이방향 중앙영역의 단면적을 작게 형성하여 차량 프레임(10)의 강성은 확보하면서 경량화를 달성할 수 있는 효과가 있다.

사이드 멤버와 크로스멤버의 형상을 개선함으로써, 무게를 절감하여 경량화를 달성하면서 내구성능을 만족할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 이러한 형상의 크로스멤버부를 고강도강으로 구성할 경우,사이드 멤버와 크로스멤버의 형상을 개선 및, 얇은 두께의 고강도강의 적용에 의해 차량 프레임(10)의 경량화를 달성하면서 내구성능을 만족할 수 있는 효과가 있다.

도 7a 및, 도 7b를 참조하면, 사이드멤버부의 폐단면(F)은 하측으로 갈수록 단면적이 감소하는 단면감소영역(G)이 형성되고, 상기 제2 크로스멤버(400)가 상기 단면감소영역(G)의 일측을 감싸도록 설치될 수 있다.

도 7b를 참조하면, 상기 크로스멤버부의 제2 크로스멤버(400)가 사이드멤버부의 폐단면(F) 상의 단면감소영역(G) 일측을 감싸도록 설치될 수 있다.

이에 따라, 사이드멤버부에 단면감소영역(G)이 형성됨으로써, 사이드멤버부를 사각형의 단면으로 형성하는 경우에 비해, 단면적을 감소시켜 강재의 사용량을 절감시켜 무게를 경량화할 수 있다.

제2 크로스멤버(400)가 단면감소영역(G)의 일측을 감싸도록 설치되면서, 제2 크로스멤버(400)과 제1 사이드멤버(100)가 접합되는 접합라인(H)이 상대적으로 길게 형성되고, 제2 크로스멤버(400)과 제2 사이드멤버(200)가 접합되는 접합라인(H)이 상대적으로 길게 형성될 수 있다.

이에 따라, 사이드멤버부의 단면감소영역(G)을 제2 크로스멤버(400)가 감싸도록 설치되어, 사이드멤버부를 사각형의 단면으로 형성하는 경우에 비해 단면적을 감소시켜 강재의 사용량을 절감시킴과 동시에 제2 크로스멤버(400)와 사이드멤버부의 접합라인(H)의 길이를 증가시켜 사이드멤버부와 제2 크로스멤버(400)의 접합부분의 강성을 보강할 수 있다.

일례로, 도 3 및, 도 4를 참조하면, 전방에 배치되는 제1 크로스멤버(300)는, 일단이 일측에 배치된 제1 사이드멤버(100)의 측면에 용접 접합되고, 타단이 타측에 배치된 제2 사이드멤버(200)의 측면에 용접 접합될 수 있다.

그리고, 후방에 배치되는 상기 제2 크로스멤버(400)는, 일단이 일측에 배치된 제1 사이드멤버(100)의 폐단면(F)의 측면 및, 하면에 걸쳐서 용접 접합되고, 타단이 타측에 배치된 제2 사이드멤버(200)의 폐단면(F)의 측면 및, 하면에 걸쳐서 용접 접합될 수 있다.

도 2 및, 도 3을 참조하면, 제1 크로스멤버(300)의 하방으로 연장 설치되는 제1 모터마운트(310)가 설치되고, 상기 제2 크로스멤버(400)의 상방으로 연장 설치되는 제2 모터마운트(410)가 설치될 수 있다.

도 5를 참조하면, 제1 모터마운트(310)는 후방모터(M)가 결합되는 제1 체결지점(311)이 형성되고, 상기 제1 체결지점(311)은 상기 제2 크로스멤버(400)의 높이에 대응되는 높이에 배치되고, 상기 제2 모터마운트(410)는 후방모터(M)가 결합되는 제2 체결지점(411)이 형성되고, 상기 제2 체결지점(411)은 상기 제1 크로스멤버(300)의 높이에 대응되는 높이에 배치될 수 있다.

도 5는 본 발명의 차량 프레임(10)의 측면도이다.

다만, 도 5는 차량 프레임(10)을 정확하게 측면에서 바라본 도면은 아니고, 제1 사이드멤버(100)와 제2 사이드멤버(200)를 모두 도시 가능하도록 차량 프레임(10)을 미세하게 하측 측면에서 바라본 도면이다.

따라서, 도 5를 참조하면, 제1 모터마운트(310)의 제1 체결지점(311)은 제1 크로스멤버(300)의 대향되는 위치에 배치되는 제2 크로스멤버(400)의 높이방향 두께범위 내에 배치되고, 제2 모터마운트(410)의 제2 체결지점(411)은 제2 크로스멤버(400)의 대향되는 위치에 배치되는 제1 크로스멤버(300)의 높이방향 두께범위 내에 배치될 수 있음을 알 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1 모터마운트(310)의 설치개소 및, 상기 제2 모터마운트(410)의 설치개소의 합은 적어도 3 이상으로 형성되어 후방모터(M)를 지지할 수 있다.

제1 모터마운트(310)의 설치개소 및, 상기 제2 모터마운트(410)의 설치개소의 합은 3개로 형성되는 것이 설치개소를 최소화 및, 후방모터(M)의 안정적 지지의 관점에서 보다 바람직할 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 제1 모터마운트(310)는 후방모터(M)가 결합되는 제1 체결지점(311)이 형성되고, 상기 제1 크로스멤버(300)에 1개가 용접 설치되고, 제2 모터마운트(410)는 후방모터(M)가 결합되는 제2 체결지점(411)이 형성되고, 상기 제2 크로스멤버(400)에 2개가 용접 설치될 수 있다.

제1 모터마운트(310)는 제1 크로스멤버(300)에 하나가 용접 설치되고, 하방으로 향하도록 연장 형성될 수 있다.

이때, 제1 모터마운트(310)는 제1 크로스멤버(300)의 전방 하측으로 경사지게 연장 형성될 수 있다.

제2 모터마운트(410)는 제2 크로스멤버(400)에 2개가 용접 설치되고, 상방으로 향하도록 연장 형성될 수 있다.

후방모터(M)는 하나의 제1 모터마운트(310)와 2개의 제2 모터마운트(410)에 의해 적어도 3곳 이상이 지지되면서 제1 크로스멤버(300) 및, 제2 크로스멤버(400)에 걸쳐서 설치될 수 있다.

1개의 제1 모터마운트(310)의 제1 체결지점(311) 및, 2개의 제2 모터마운트(410)의 제2 체결지점(411)은 삼각형 형상의 꼭지점에 대응되는 위치에 배치되도록 설치됨으로써, 설치개소를 최소화하면서도 후방모터(M)를 안정적으로 지지할 수 있다.

이때, 1개의 제1 체결지점(311)과, 2개의 제2 체결지점(411)은 평면상에서 등변삼각형의 꼭지점에 대응되는 위치에 배치될 수 있다.

제1 모터마운트(310)는 상방 휨이 형성된 제1 크로스멤버(300)에 설치되는바, 상방 아치형의 제1 크로스멤버(300)가 1곳의 설치개소에 인가되는 후방모터(M)의 하중을 안정적으로 지지할 수 있다.

반면에, 제2 모터마운트(410)는 하방 휨이 형성된 제2 크로스멤버(400)에 설치되는바, 하방 아치형의 제2 크로스멤버(400)에 형성된 2곳의 설치개소에 인가되는 후방모터(M)의 하중은 분산하여 지지할 수 있다.

이는, 제1 크로스멤버(300)는 상방 휨이 형성되고, 제2 크로스멤버(400)는 하방 휨이 형성되는바, 후방모터(M)가 체결되는 제1 모터마운트(310)에 체결되는 제1 체결지점(311)와, 후방모터(M)가 제2 모터마운트(410)에 체결되는 제2 체결지점(411)을 대응되는 높이로 형성하기 위함이다.

물론, 제1 체결지점(311)와 제2 체결지점(411)이 반드시 동일한 높이로 형성되는 것은 아니고, 후방모터(M)의 상부영역의 형상에 일정한 높이차가 존재할 수 있음은 물론이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

10: 차량 프레임 100: 제1 사이드멤버
110: 제1 스테빌라이저 브라켓 130: 제1 캠버링크 브라켓
150: 제1 토우링크 브라켓 200: 제2 사이드멤버
210: 제2 스테빌라이저 브라켓 230: 제2 캠버링크 브라켓
250: 제2 토우링크 브라켓 300: 제1 크로스멤버
310: 제1 모터마운트 311: 제1 체결지점
30: 제1 스프링링크 브라켓 400: 제2 크로스멤버
410: 제2 모터마운트 411: 제2 체결지점
430: 제2 스프링링크 브라켓 F: 폐단면
G: 단면감소영역 H: 접합라인
M: 후방모터 N: 스프링링크
O: 캠버링크 P: 토우링크
Q: 스테빌라이저바 S1: 어퍼사이드
S2: 로우사이드 T1: 어퍼크로스
T2: 로우크로스

Claims

이격하여 배치되는 한 쌍의 사이드멤버부;
상기 한 쌍의 사이드멤버부를 연결하고, 이격하여 배치되는 한 쌍의 크로스멤버부;를 포함하고,
상기 한 쌍의 크로스멤버부는,
길이방향 중앙영역에 상방 휨이 형성된 제1 크로스멤버; 및,
상기 제1 크로스멤버에서 이격하여 배치되고, 상기 길이방향 중앙영역에 하방 휨이 형성된 제2 크로스멤버;를 포함하고,
상기 한 쌍의 크로스멤버부는 상기 길이방향 단부영역의 단면적이 상기 길이방향 상기 중앙영역의 단면적에 비해 상대적으로 크게 형성되고,
상기 한 쌍의 사이드멤버부는 분할형의 사이드부재가 용접 접합되어 폐단면을 형성하고,
상기 한 쌍의 사이드멤버부의 상기 폐단면은 하측으로 갈수록 단면적이 감소하는 단면감소영역이 형성되고,
상기 제2 크로스멤버가 상기 단면감소영역의 일측을 감싸도록 설치되어 상기 제2 크로스멤버와 상기 사이드멤버부가 접합되는 접합라인의 길이를 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량 프레임.
제1항에 있어서,
상기 제1 크로스멤버는 양측 단부영역이 상기 중앙영역에 비해 높이가 낮아지는 만곡된 형상의 부재로 구성되고,
상기 제2 크로스멤버는 양측 단부영역이 상기 중앙영역에 비해 높이가 높아지는 만곡된 형상의 부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 프레임.
삭제
제1항에 있어서, 상기 한 쌍의 사이드멤버부는,
상기 한 쌍의 사이드멤버부의 상부영역의 단면을 형성하는 어퍼사이드; 및,
상기 한 쌍의 사이드멤버부의 하부영역의 단면을 형성하고, 상기 어퍼사이드와 함께 폐단면을 형성하는 로어사이드;를 포함하는 차량 프레임.
제1항에 있어서, 상기 한 쌍의 크로스멤버부는,
분할형의 크로스부재가 용접 접합되어 폐단면을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량 프레임.
삭제
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 사이드멤버부 및 상기 한 쌍의 크로스멤버부는 인장강도가 980 MPa 이상의 고강도강재로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 프레임.
제7항에 있어서,
상기 한 쌍의 크로스멤버부는 상기 사이드멤버부에 비해 상대적으로 인장강도가 큰 고강도강재로 구성되고,
상기 한 쌍의 사이드멤버부는 연신률이 14% 이상인 고강도강재로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 프레임.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 크로스멤버의 하방으로 연장 설치되는 제1 모터마운트가 설치되고,
상기 제2 크로스멤버의 상방으로 연장 설치되는 제2 모터마운트가 설치되는 것을 특징으로 하는 차량 프레임.
제11항에 있어서,
상기 제1 모터마운트는 후방모터가 결합되는 제1 체결지점이 형성되고, 상기 제1 체결지점은 상기 제2 크로스멤버의 높이에 대응되는 높이에 배치되고,
상기 제2 모터마운트는 상기 후방모터가 결합되는 제2 체결지점이 형성되고, 상기 제2 체결지점은 대향되는 상기 제1 크로스멤버의 높이에 대응되는 높이에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량 프레임.
제11항에 있어서,
상기 제1 모터마운트의 설치개소 및, 상기 제2 모터마운트의 설치개소의 합은 적어도 3개 이상으로 형성되어 후방모터를 지지하는 것을 특징으로 하는 차량 프레임.
제11항에 있어서,
상기 제1 모터마운트는 후방모터가 결합되는 제1 체결지점이 형성되고, 상기 제1 크로스멤버에 1개가 용접 설치되고,
제2 모터마운트는 상기 후방모터가 결합되는 제2 체결지점이 형성되고, 상기 제2 크로스멤버에 2개가 용접 설치되는 특징으로 하는 차량 프레임.