KR20010017002A - 차량용 프론트 서브 프레임의 조립부재 - Google Patents

차량용 프론트 서브 프레임의 조립부재 Download PDF

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KR20010017002A
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정은화
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이계안
현대자동차 주식회사
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/12—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted assembled from readily detachable parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

서브 프레임을 양분한 후 강성, 진동, 내구 및 충돌성능을 보정 가능하게 결합 및 분리가 가능하도록 하는 연결구조를 형성하여 정비성을 대폭 향상시키기 위하여 차량용 프론트 서브 프레임에 있어서,
프론트 측의 제1멤버와, 리어측의 제2멤버로 분리와 조립이 이루어지게 좌,우측 멤버의 일정 위치에 요철타입으로 형성하고, 볼트와 너트 등으로 결합되는 조립부재를 부착하여 이루어지는 차량용 프론트 서브 프레임 조립부재를 제공하는데 있다.

Description

차량용 프론트 서브 프레임의 조립부재{FRONT SUB-FRAME OF VEHICLE}
본 발명은 차량용 프론트 서브 프레임의 조립부재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서브 프레임을 양분한 후 강성, 진동, 내구 및 충돌성능을 보정 가능하게 결합 및 분리가 가능하도록 하는 연결구조를 형성하여 정비성을 대폭 향상시킬 수 있는 차량용 서브 프레임의 조립부재에 관한 것이다.
도1은 본 발명이 적용되는 프론트 서브 프레임을 도시한 도면으로, 프론트 서브 프레임 어셈블리(2)는 프론트측 제1멤버(4)와 리어측 제2멤버(6), 좌,우측 멤버(8)(10)로 구성되어 사각형상으로 이루어지고 있다.
상기 프론트 서브 프레임 어셈블리(2)는 로워암(12)등의 서스펜션 부품이 결합되며 엔진/변속기도 이 서브 프레임 상에 4점으로 결합되어 장착된다.
상기한 바와 같이 로워암(12)과 엔진/변속기등이 장착되는 프론트 서브 프레임 어셈블리(2)는 모듈화 개념으로 한번에 차량 하단부에서 차량에 장착되어지고 있다.
이러한 일체형 프론트 서브 프레임 어셈블리(2)를 채택하는 이유는 모듈화 개념을 도입하므로서 공정을 단순화하기 위한 것이 첫 번째 이유이다.
두 번째는 차량의 정면 및 옵셋 충돌성능을 향상시키기 위한 것이다.
프론트 서브 프레임 어셈블리(2)는 대부분 철판을 프레스공법을 이용하여 각각 부품을 제작하여 용접 혹은 점용점으로 결합이 이루어지고 있다.
상기한 종래기술의 프론트 서브 프레임 어셈블리는 모듈화와 충돌성능 향상을 위하여 상기한 바와 같은 모듈화된 서브 프레임 구조를 많이 채용하고 있지만 차량의 정비성면에서는 많은 불리한 면을 내포하고 있다.
특히 엔진부품을 정비하기 위해서는 프론트 서브 프레임 어셈블리를 전부 분해시켜야 하는 어려운 점이 있다.
이로 인한 정비성 불량과 수리비용의 상승등은 큰 문제로 대두되고 있다.
아울러 성능면에서도 설계초기에 검토하는 내용으로는 서브 프레임의 횡강성과 진동특성인데, 횡강성 시험은 지그에 서브 프레임을 고정한 상태에서 로워암 A점부에 차량의 횡방향으로 집중하중을 가하여 횡방향의 변위를 측정하는 것이다.
이때 횡방향의 변위량은 차량의 운전 조작성 및 승차감에 큰 영향을 미치며 변위가 작을수록 좋은데, 이러한 시험에서 대부분 변형이 발생하는 변곡점은 로워암을 기준으로 차량 전방 방향에서 발생하므로 이부분의 강성/강도 성능을 향상시킬 필요가 있다.
이를 위하여 서브 프레임 단면 내부에 레인포스나 브라켓을 부착하여 문제를 해결하고 있다.
진동특성에 있어서도 서브 프레임의 고유 진동수가 일정 수준 이상이어야 한다.
가장 중요한 것은 서브 프레임의 1,2번째 고유진동수와 고유진동 모드인데 이때 큰 변형이 발생하는 부분이 바로 위에서 언급한 위치인 로워암 앞(전방) 부분이다.
그러므로 이부분의 강성/강도를 향상시키는 것은 횡강성, 진동 및 내구성능을 향상시키는 방법이 된다.
종래 이러한 문제를 해결하기 위하여 로워암A점 앞부분의 단면 내부에 브라켓이나 레인포스를 삽입하여 해결하고 있는데, 이때도 역시 정비성을 향상시키기는 불가능하므로 이 두가지를 한꺼번에 해결할 수 있는 방안이 필요하다.
따라서 본 발명은 앞에서 언급한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 서브 프레임을 양분한 후 강성, 진동, 내구 및 충돌성능을 보정 가능하게 결합 및 분리가 가능하도록 하는 연결구조를 형성하여 정비성을 대폭 향상시킬 수 있는 차량용 프론트 서브 프레임을 제공하는데 있다.
도1은 본 발명이 적용되는 프론트 서브 프레임을 도시한 도면.
도2는 도1의 A부분에 적용되는 본 발명인 조립부재를 도시한 분해 사시도.
도3은 도2의 A-A를 도시한 단면도.
도4는 도3의 B-B를 도시한 단면도.
이를 실현하기 위한 본 발명은
차량용 프론트 서브 프레임에 있어서,
프론트측의 제1멤버와, 리어측의 제2멤버로 분리와 조립이 이루어지게 좌,우측 멤버의 일정 위치에 요철타입으로 형성하고, 볼트와 너트등으로 결합되는 조립부재를 부착하여 이루어지는 차량용 프론트 서브 프레임 조립부재를 제공하는데 있다.
본 발명은 프론트측의 제1멤버와 리어측의 제2멤버가 서로 마주하는 좌,우측 멤버에 조립부재를 용접등의 방법으로 부착하여 볼트 등으로 체결하여 프론트 서브 프레임 어셈블리를 형성한다.
그리고 정비시등에는 볼트를 풀어 분리한 후 조립부재를 분리하여 분할시키면 제1멤버와 제2멤버로 나뉘기 때문에 정비가 용이해진다.
이하 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명이 적용되는 프론트 서브 프레임을 도시한 도면이고, 도2는 도1의 A부에 적용된 본 발명인 조립부재를 도시한 분해 사시도이다.
그리고 도3은 도2의 A-A를 도시한 단면도이며, 도4는 도3의 B-B를 도시한 단면도이다.
차량용 프론트 서브 프레임 조립부재(20)는 프론트측의 제1멤버(4)와, 리어측의 제2멤버(6)로 분리와 조립(도1의 D-D선 기준)이 이루어지게 좌,우측 멤버(8)(10)의 일정 위치에 요철타입으로 형성하고, 볼트(22)와 너트(24)등으로 결합되게 부착하여 이루어지고 있다.
조립부재(20)는 제1멤버(4)측에 삽입시 걸려 용접이 용이하게 진입부(26)와 걸림턱(28)을 형성한 타측으로 돌출되면서 볼트공(30)을 뚫은 삽입부(32)를 형성한 삽입 결합부(34)와, 이 삽입 결합부(34)의 삽입부(32)가 진입하여 결합하게 일측에 체결공(36)을 뚫은 수납부(38)를 형성하면서 제2멤버(6)측에 삽입시 걸려 용접이 용이하게 타측에 진입부(40)와 걸림턱(42)을 형성한 수납 체결부(44)로 구성되어 이루어지고 있다.
삽입부(32)의 외주면 양측에서는 삽입 결합부(34)의 결합을 안내하는 가이드돌기(46)를 형성하고 있다.
수납부(38)의 내주면에는 가이드돌기(46)와의 결합이 용이하게 가이드홈(48)을 형성하고 있다.
상기한 체결공(36)은 너트(24)가 돌출되지 않도록 너트시트(50)를 형성하고 있다.
조립부재(20)에는 진입부(26)(40)의 내측에 라운드부(52)를 형성하여 중량을 저감을 도모하고 있다.
상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 작용을 설명하면, 프론트측의 제1멤버(4)와 리어측의 제2멤버(6)가 서로 마주하는 좌,우측 멤버(8)(10) 양분한 후 제1멤버(4)측에 조립부재(20)의 삽입 결합부(34)를 부착하고, 제2멤버(6)측에 수납 체결부(44)를 용접등의 방법으로 부착한다.
그리고 나서 제1,2멤버(4)(6)를 조립부재(20)의 삽입 결합부(34)와 수납 체결부(44)를 조립한 후 볼트(22)와 너트(24)를 이용 조립하므로서 프론트 서브 프레임 어셈블리(2)를 형성하여 차량등에 일체로 장착한다.
한편 정비시등에는 볼트(22)만 풀어 분리한 제1,2멤버(4)(6)를 양측 방향으로 당기면 조립부재는 삽입 결합부(34)와 수납 체결부(44)로 분리되어 제1멤버(4)와 제2멤버(6)로 나뉘어 정비가 용이해진다.
엔진의 탑재시 볼트에 의한 간섭을 줄이기 위하여 하측에서 상방향으로 조립한다.
서브 프레임의 중앙부 분리가 가능하므로 정비성 대폭 향상시키고 수리비 절감이 가능하다.
강성 및 진동 성능 취약부에 조립부재를 부가하므로서 강성 진동, 내구성능을 향상시킬 수 있고 이런 영향은 바로 차량의 운전 조작성 및 승차감을 향상시킬 수 있다.
그리고 제1멤버측은 하이드로포밍 공법을 이용하여 하나의 부품으로 제작 가능하기 때문에 용접부가 존재하지 않게 부품을 단순화시킬 수 있게 된다.
아울러 라디에이터를 서포트 브라켓을 삭제하고 바로 제1 멤버 상단에 결합할 수 도 있어 전체적으로 경량화가 가능하다.

Claims (6)

  1. 차량용 프론트 서브 프레임에 있어서,
    프론트측의 제1멤버와, 리어측의 제2멤버로 분리와 조립이 이루어지게 좌,우측 멤버의 일정 위치에 요철타입으로 형성하고, 볼트와 너트등으로 결합되는 조립부재를 부착하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 프론트 서브 프레임 조립부재
  2. 청구항 1에 있어서, 조립부재는 제1멤버측에 삽입시 걸려 용접이 용이하게 진입부와 걸림턱을 형성한 타측으로 돌출되면서 볼트공을 뚫은 삽입부를 형성한 삽입 결합부와, 이 삽입 결합부의 삽입부가 진입하여 결합하게 일측에 체결공을 뚫은 수납부를 형성하면서 제2멤버측에 삽입시 걸려 용접이 용이하게 타측에 진입부와 걸림턱을 형성한 수납 체결부로 구성되어 이루어지는 차량용 프론트 서브 프레임 조립부재.
  3. 청구항 2에 있어서, 삽입부의 외주면 양측에서는 삽입 결합부의 결합을 안내하는 가이드돌기를 형성하여 이루어지는 차량용 프론트 서브 프레임 조립부재.
  4. 청구항 2에 있어서, 수납부의 내주면에는 가이드돌기와의 결합이 용이하게 가이드홈을 형성하여 이루어지는 차량용 프론트 서브 프레임 조립부재.
  5. 청구항 2에 있어서, 체결공은 너트가 돌출되지 않도록 너트시트를 형성하여 이루어지는 차량용 프론트 서브 프레임 조립부재.
  6. 청구항 2에 있어서, 조립부재에는 진입부의 내측에 라운드부를 형성하여 중량을 저감을 도모하게 이루어지는 차량용 프론트 서브 프레임 조립부재.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111086561A (zh) * 2018-10-24 2020-05-01 本特勒汽车技术有限公司 用于机动车结构的横梁

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