KR200210033Y1 - 자동차의 차체 보강용 프레임 구조 - Google Patents

Abstract

자동차의 전면측 차체를 보강하기 위한 프레임 구조로서, 자동차의 충돌시 엔진 및 트랜스미션의 밀림량이 충분히 확보되도록 하여 충돌 에너지로 인해 승객이 피해를 받게 됨을 미연에 방지하기 위해, 자동차 진행 방향의 직각 방향으로 전, 후 배치되는 크로스 멤버가 사이드 멤버에 의해 일체로 연결되어 형성되는 자동차의 차체 보강용 프레임 구조에 있어서, 상기 크로스 멤버 중, 후방에 배치되는 크로스 멤버는 그 중심부위가, 높이의 길이보다 폭의 길이가 길게 된 단면을 지니고 형성될 뿐만 아니라 그 하방이 개방되도록 하여 형성된 자동차의 차체 보강용 프레임 구조를 제안한다.

Description

자동차의 차체 보강용 프레임 구조

본 고안은 자동차의 전면측 차체를 보강하도록 구비된 프레임 구조에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이 자동차의 차체(body)는, 골격을 형성하는 수많은 부재들이 연결되어 일정 형태의 구조체를 형성하고, 이 구조체의 외측으로 여러 형상의 각종 패널들이 부착되어 형성되어지게 된다.

이러한 자동차의 차체에 있어서, 엔진 룸을 형성하는 전면측 차체에는 자동차의 정면 및 옵셋(offset) 충돌시에, 차체가 지나치게 변형되는 것을 방지하기 위하여 별도의 프레임이 구비되고 있는 바, 이는 자동차의 진행 방향에 대하여 직각 방향으로 설치되는 크로스 멤버(corss member)로 이루어지고 있다.

즉, 상기 크로스 멤버는 자동차 전면측 차체의 강도나 강성을 높이기 위하여 마련되는 부재로서, 이는 통상 T 자형의 기존 구조를 가지고 형성된다.

한편, 근래에는 상기 크로스 멤버의 기능 향상을 위하여, 그 구조를 종래와 달리하고 있는 프레임이 자동차에 적용되고 있는 바, 이는 도 3에 도시된 바와 같이 전체적인 형상을 # 자형으로 이루고 있는 서브 프레임으로 이루어지고 있다.

도시된 상기 서브 프레임(1)의 구조를 개략적으로 살펴보면, 상기 서브 프레임(1)은 전, 후 배치되는 2개의 크로스 멤버(10a, 12a)가 사이드 멤버(14a, 16a)에 의해 일체로 연결되어 이루어지는 구조를 갖고 있다.

즉, 상기 서브 프레임(1)은 종래와 달리 크로스 멤버의 수를 2개로 증가함으로써, 자체 강도 및 내구성이 충분히 확보되도록 하여 자동차의 전면측 차체에 대한 보강력을 높이게 된다.

이러한 상기 서브 프레임(1)에서는 그 사각 구석부에 마운팅 모인트가 설정되며, 상기 양 사이드 멤버(14a, 16a)의 일부위에는 프런트 로어암(도시되지 않음)의 장착에 필요한 체결부(140a, 160a)가 형성되어 있다.

한편, 상기와 같이 형성되는 서브 프레임을 제조할 때, 상기 크로스 멤버(10a, 12a) 중에 후방에 배치되는 크로스 멤버(12a)는 대략 그 단면이 도 ?에 도시된 바와 같이 이루어지도록 제조된다.

즉, 상기 크로스 멤버(12a)는, 어퍼(upper) 패널(120a)이 소정의 폭(W1)과 높이(h)를 지니도록 프레스 가공되고, 상기 어퍼 패널(120a)의 하면에 소정의 폭(W2)를 지닌 로워(lower) 패널(122a)이 용접을 통해 부착됨으로써 형성되게 된다.

이러한 상기 크로스 멤버(12a)의 구조에서, 이 크로스 멤버(12a)가 상기 프레임(1) 전체의 충돌 및 내구 특성을 향상시키도록 하기 위해서는, 그 높이(h)를 최대한 줄이면서 상기 어퍼 패널(120a) 및 로워 패널(122a)의 폭(W1, W2)을 증대시켜 제조됨이 바람직하다.

그러나, 종래에는 상기 크로스 멤버(12a)를 설계시, 상기 조건을 충분히 만족시키지 못하고 있는 실정이다. 이는 상기 폭(W1, W2)을 너무 증대시키게 되면, 그 앞쪽으로는 엔진 룸의 레이 아웃에 제약이 발생되고, 그 뒤쪽으로는 승객 룸의 공간 형성에 제약이 발생되기 때문이다.

이에 따라 종래에는 상기 크로스 멤버(12a)의 충분한 강도 및 내구성 확보를 위해 부득이 높이(h)를 증대시켜 상기 크로스 멤버(12a)를 제조하게 된다.

그런데, 이처럼 폭에 비해 높이의 길이가 길게 형성된 상기 크로스 멤버는, 차량의 충돌시 발생되는 충돌 에너지를 충분히 흡수하지 못하고, 이를 승객에게 전달시킴으로써 승객의 안전을 위협하는 문제점을 발생시키게 된다.

즉, 상기 크로스 멤버(12a)는 차량의 충돌시에, 그 전방으로 배치된 엔진 및 트랜스 미션이 자신쪽으로 밀릴 때에, 충돌 에너지를 받으면서 쉽게 파손되어야 함이 바람직한데, 증대된 높이가 상기 엔진 및 트랜스미션의 밀림량을 저지하는 요인으로 작용하여 충돌 에너지를 충분히 흡수하는데 어려움을 겪고 있는 실정이다.

따라서, 본 고안은 이러한 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 차량의 충돌로 인해 엔진 및 트랜스미션이 차량의 후방으로 밀릴 때에, 이의 밀림을 충분히 허용하여 승객의 안전을 도모토록 하는 자동차의 차체 보강용 프레임 구조를 제공하는 데에 목적을 두고 있다.

이에, 상기 목적을 실현하기 위하여 본 고안은, 자동차 진행 방향의 직각 방향으로 전, 후 배치되는 크로스 멤버가 사이드 멤버에 의해 일체로 연결되어 형성되는 자동차의 차체 보강용 프레임 구조에 있어서, 상기 크로스 멤버 중, 후방에 배치되는 크로스 멤버는 그 중심부위가, 높이의 길이보다 폭의 길이가 길게 된 단면을 지니고 형성될 뿐만 아니라 그 하방이 개방되도록 하여 형성된 자동차의 차체 보강용 프레임 구조를 제안한다.

이 때, 상기 후방 크로스 멤버는, 그 외측으로 꺾임부 일측에 크로스 바를 용접으로 더욱 부착하여 강도 및 강성을 보강하도록 함이 바람직하다.

제1도는 본 고안에 따른 자동차의 차체 보강용 프레임을 도시한 사시도이고,

제2도는 제1도의 B-B 선을 도시한 단면도이고,

제3도는 종래의 기술에 따른 자동차의 차체 보강용 프레임을 도시한 사시도이다.

이하, 본 고안을 명확히 하기 위한 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 더불어 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 고안에 따른 자동차의 차체 보강용 프레임을 도시한 사시도로서, 이 프레임은 자동차의 전면측 즉, 엔진 룸을 구성하는 차체에 적용되어 이에 대한 차체 특성(강도, 강성, 내구성)을 보강시킬 수 있도록 구성된 프레임이다.

즉, 도시된 상기 프레임(3)은, 그 전체적인 형상이 대략 # 자형을 이룰 수 있도록 구성되고 있는 바, 이의 상세 구조는 다음과 같다.

우선, 상기 프레임(3)은 자동차의 진행방향에 대하여 직각방향으로 배치되는 2개의 크로스 멤버(30a, 32a)를 보유하고 있는 바, 이들 크로스 멤버(30a, 32a)들은 소정의 간격을 두고 전, 후로 배치될 수 있도록 양 사이드 멤버(34a, 36a)에 의해 일체로 연결되고 있다.

이러한 상기 프레임(3)의 구조에서, 전방측 크로스 멤버(30a)와 상기 양 사이드 멤버(34a, 36a)의 구조는 종래와 유사하게 이루어지게 되므로, 그 자세한 설명은 생략하고 다만, 후방측 크로스 멤버(32a)의 구조가 종래와 달라지게 되므로 이를 설명하도록 한다.

본 고안을 통해 이루어지는 상기 후방측 크로스 멤버(32a)는, 프레스 가공을 통해 형성된 단일 패널로 이루어지고 있는 바, 이의 형상은 도 2를 통해 더욱 알 수 있다.

즉, 상기 크로스 멤버(32a)는 그 하방이 개방된 구조를 기본으로 한다. 또한 상기 크로스 멤버(32a)는, 그 높이와 폭의 관계를 설정함에 있어, 높이의 길이(h')보다는 폭의 길이(W')가 더욱 길게 하여 형성되는데, 이러한 조건은 상기 크로스 멤버(32a)의 중심부위에 적용되게 된다.

이러한 식으로 상기 크로스 멤버(32a)가 형성되면, 이 크로스 멤버(32a)는 전체적으로 볼 때, 양측부에 비해 중심부위가 낮은 형상을 갖게 된다.

아울러, 상기 크로스 멤버(32a)는 프레스 가공시 그 양단부위에 꺾임부(320a, 322a)가 생길 수 있도록 형성되는데, 이 꺾임부(320a, 322a) 중 일측 꺾임부(320a) 다시 말해, 상기 전방측 크로스 멤버(30a) 측으로 향하는 꺾임부(302a)의 외측에는 길이방향을 따라 크로스 바(38a)가 용접을 통해 부착되어 있다.

이 크로스 바(38a)는, 소정의 직경을 지니고 형성되어 상기 부위에 부착됨으로써, 상기 크로스 멤버(32a)에 필요한 강도, 강성 및 내구성등을 보강하게 된다.

이에, 상기와 같은 후방측 크로스 멤버(32a)를 보유하여 형성되는 상기 프레임(3)은, 그 사각 구석부에 형성된 마운트부(40a)를 통해 자동차의 전면측 차체에 연결되게 된다.

한편, 상기 프레임(3)은 자동차의 충돌시, 엔진 및 트랜스미션이 자동차의 후방측으로 밀릴 때에 그 밀림량이 충분히 확보될 수 있도록 하게 된다.

이는 즉, 엔진 및 트랜스미션이 자동차의 후방측으로 밀리게 되면, 이는 상기 후방측 크로스 멤버(32a)에 부딪치게 되는데, 여기서 상기 후방측 크로스 멤버(32a)의 구조가 전술한 바와 같이 그 하방부는 개방되었고 중심부위는 높이는 양측부에 비해 낮은 관계로, 이에 상기 엔진 및 트랜스미션이 상기 후방측 크로스 멤버(32a)의 저항을 받지 않고 쉽게 밀리게 되기 때문이다.

다시 말해, 상기 후방측 크로스 멤버(32a)는 자동차의 충돌시 받게 되는 충돌 에너지를 그 형상으로서 충분히 흡수하여 자동차의 승객에 충돌 에너지에 의해 피해를 받게 되는 것을 방지하게 된다.

이상에 살펴 본 바와 같이 본 고안에 의한 차체 보강용 프레임 구조는, 그 후방 크로스 멤버의 구조를 개선시킴으로써, 자동차 충돌시 일어나는 충돌 에너지에 대한 흡수율을 증강시켜 승객의 안전 도모에 이점을 가질 수 있도록 하게 된다.

Claims (2)

1. 자동차 진행 방향의 직각 방향으로 전, 후 배치되는 크로스 멤버가 사이드 멤버에 의해 일체로 연결되어 형성되는 자동차의 차체 보강용 프레임 구조에 있어서, 상기 크로스 멤버(30a, 32a) 중, 후방에 배치되는 크로스 멤버(32a)는 그 중심부위가, 높이의 길이(h')보다 폭의 길이(W')가 길게 된 단면을 지니고 형성될 뿐만 아니라 그 하방이 개방되도록 하여 형성됨을 특징으로 하는 자동차의 차체 보강용 프레임 구조.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 후방 크로스 멤버(32a)의 외측으로 그 꺾임부(320a, 322a) 일측에는 크로스 바(38a)가 더욱 부착되어 형성됨을 특징으로 하는 자동차의 차체 보강용 프레임 구조.