KR20060070586A - 차량용 사이드 프레임 - Google Patents

차량용 사이드 프레임 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사이드 프레임 부재를 하이드로포밍공정으로 성형한 뒤 끝단을 절단하여 용접하는 차량용 사이드 프레임에 관한 것이다. 이를 위해, 제 1, 2 중간부재(22, 25), 제 1, 2 전방부재(23, 26), 제 1, 2 후방부재(21, 24) 및 복수개의 크로스부재(30)로 이루어지는 차량용 사이드 프레임에 있어서, 양단에 하향 절곡부(50)를 갖는 제 1, 2 중간부재(22, 24); 일단에 하향 절곡부(50)와 형상맞춤 가능한 상향 절곡부(42)를 갖고, 상향 절곡부(42)의 단부에는 제 1, 2 중간부재(22, 24)가 삽입될 정도의 확장부(40)를 갖는 제 1, 2 전방부재(23, 26); 일단에 하향 절곡부(50)와 형상맞춤 가능한 상향 절곡부(42)를 갖고, 상향 절곡부(42)의 단부에는 제 1, 2 중간부재(22, 24)가 삽입될 정도의 확장부(40)를 갖는 제 1, 2 후방부재(21, 24); 및 제 1 중간부재(22)와 제 1 전방부재(23) 사이의 접합부위, 제 1 중간부재(22)와 제 1 후방부재(21) 사이의 접합부위, 제 2 중간부재(25)와 제 2 전방부재(26) 사이의 접합부위, 제 2 중간부재(25)와 제 2 후방부재(24) 사이의 접합부위에 형성된 용접부(60)가 제공된다.
중간부재, 전방부재, 후방부재, 크로스부재, 사이드 프레임, 차량

Description

차량용 사이드 프레임{Side frame of a vehicle}
도 1은 종래기술에 따른 차량용 사이드 프레임 부재가 1차적으로 용접되어 준비된 상태를 나타내는 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 사이드 프레임 부재(10)에 크로스부재(30)를 용접한 상태를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 사이드 프레임에서 사이드 프레임 부재가 용접된 상태를 나타내는 사시도,
도 4는 도 3중 A-부분의 확대도,
도 5는 도 4에 도시된 A-부분의 분해사시도이다.
* 주요 도면 부호의 설명 *
10 : (종래기술)사이드 프레임 부재,
11 ; (종래기술)제 1 후방부재,
12 : (종래기술)제 1 중간부재,
13 : (종래기술)제 1 전방부재,
14 : (종래기술)제 2 후방부재,
15 : (종래기술)제 2 중간부재,
16 : (종래기술)제 2 전방부재,
20 : 사이드 프레임 부재,
21 ; 제 1 후방부재,
22 : 제 1 중간부재,
23 : 제 1 전방부재,
24 : 제 2 후방부재,
25 : 제 2 중간부재,
26 : 제 2 전방부재,
30a, 30b, 30c : 크로스부재,
40 : 확장부,
42 : 상향 절단부,
50 : 하향 절단부,
60 : 용접부,
C : 마진.
본 발명은 차량용 사이드 프레임에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사이드 프레임 부재를 하이드로포밍공정으로 성형한 뒤 끝단을 절단하여 용접하는 차량용 사이드 프레임에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 하부에는 한쌍의 평행한 사이드 프레임 부재가 설치되 며, 이러한 사이드 프레임 부재에 크로스 부재를 포함한 몇가지 부품들이 함께 조립된다.
도 1은 종래기술에 따른 차량용 사이드 프레임 부재가 1차적으로 용접되어 준비된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 사이드 프레임 부재(10)에 크로스부재(30)를 용접한 상태를 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 사이드 프레임 부재(10)는 제 1, 2 중간부재(12, 15), 제 1, 2 전방부재(13, 16), 제 1, 2 후방부재(11, 14) 및 크로스부재(30) 등으로 구성된다.
제 1, 2 중간부재(12, 15)는 상호 평행하게 위치하며, 크로스 부재(30)의 길이 정도로 이격되도록 설치된다. 이러한 중간부재(12, 15)는 단면이 "ㄷ"자인 형강을 용접하여 중공 사각형상으로 제작하며, 재질은 철재이다.
제 1, 2 중간부재(12, 15)의 일단에는 제 1, 2 전방부재(13, 16)가 각각 용접된다. 즉, 제 1 중간부재(12)의 일단에는 제 1 전방부재(13)가 용접되고, 제 2 중간부재(15)의 일단에는 제 2 전방부재(16)가 용접된다. 아울러, 제 1, 2 중간부재(12, 15)의 타단에는 제 1, 2 후방부재(11, 14)가 각각 용접된다. 즉, 제 1 중간부재(12)의 타단에는 제 1 후방부재(11)가 용접되고, 제 2 중간부재(15)의 타단에는 제 2 후방부재(14)가 용접된다.
이와 같이 용접되면, 제 1 전방부재(13), 제 1 중간부재(12) 및 제 1 후방부재(11)가 일체로 되고, 제 2 전방부재(16), 제 2 중간부재(15) 및 제 2 후방부재(14)가 일체로 된다. 이와 같은 상태에서 도 2에 도시된 바와 같이 가로방향으로 다수의 크로스 부재(30)를 용접함으로서 완성된다.
그러나, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 종래의 용접방법에 의할 경우, 각 부재사이의 용접길이가 최대 단면길이에 한하는 한계가 있었다. 이로 인해, 차량의 하중을 견디는데 한계가 있었다. 또한, 용접부위에 결함이 있는 경우, 프레임 부재의 절단으로 직결되어 대형사고로 연결되는 위험성 마저 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 제 1 목적은, 사이드 프레임 부재에 충분한 용접길이를 실현함으로서, 용접강도를 향상시켜 종국에는 사이드 프레임이 지지할 수 있는 하중 용량을 증대시킬 수 있는 차량용 사이드 프레임을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2 목적은, 용접부위에 작은 결합이 있더라도 각 부재사이의 기계적 끼워 물림으로 인해 하중을 견딜 수 있도록 하는 차량용 사이드 프레임을 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적들은,
제 1, 2 중간부재(22, 25), 제 1, 2 전방부재(23, 26), 제 1, 2 후방부재(21, 24) 및 복수개의 크로스부재(30)로 이루어지는 차량용 사이드 프레임 에 있어서,
양단에 하향 절곡부(50)를 갖는 제 1, 2 중간부재(22, 24);
일단에 하향 절곡부(50)와 끼워맞춤 가능한 상향 절곡부(42)를 갖고, 상향 절곡부(42)의 단부에는 제 1, 2 중간부재(22, 24)가 삽입될 정도의 확장부(40)를 갖는 제 1, 2 전방부재(23, 26);
일단에 하향 절곡부(50)와 끼워맞춤 가능한 상향 절곡부(42)를 갖고, 상향 절곡부(42)의 단부에는 제 1, 2 중간부재(22, 24)가 삽입될 정도의 확장부(40)를 갖는 제 1, 2 후방부재(21, 24); 및
제 1 중간부재(22)와 제 1 전방부재(23) 사이의 접합부위, 제 1 중간부재(22)와 제 1 후방부재(21) 사이의 접합부위, 제 2 중간부재(25)와 제 2 전방부재(26) 사이의 접합부위, 제 2 중간부재(25)와 제 2 후방부재(24) 사이의 접합부위에 형성된 용접부(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 사이드 프레임에 의해 달성될 수 있다.
그리고, 전방부재(23, 26), 후방부재(21, 24) 및 중간부재(22, 25)는 하이드로포밍공정으로 성형된 사각단면의 중공 관재인 것이 바람직하다.
또한, 하향 절단부(50)와 상향 절단부(42)는 "ㄱ"자 형상으로 절단되어 형성되는 것이 더욱 바람직하다.
뿐만 아니라, 확장부(40)는 각 전방부재(23, 26)와 각 후방부재(21, 24)의 단면중 3면에 형성되는 것이 가장 바람직하다.
본 발명의 그밖의 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 사이드 프레임의 구성 에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 사이드 프레임에서 사이드 프레임 부재가 용접된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3중 A-부분의 확대도이며, 도 5는 도 4에 도시된 A-부분의 분해사시도이다. 도 3, 4, 5에 도시된 바와 같이, 우선, 제 1, 2 전방부재(23, 26), 제 1, 2 중간부재(22, 25) 및 제 1, 2 후방부재(20, 24)를 하이드로포밍공정으로 성형하여 준비한다.
이 때, 전방부재(23, 26)와 후방부재(20, 24)의 일단은 하이드로포밍 공정에 의해 확장부(40)를 동시에 성형한다. 참고로, 하이드로포밍공정은 폐쇄된 금형(미도시)의 내부에 관재를 넣고, 관재의 안쪽으로 유압을 가해, 관재가 금형의 내면에 밀착되면서 성형되는 공정이다.
그 다음, 각 부재의 단면에 절단부를 형성한다. 즉, 중간부재(22, 25)의 양단에는 하향 절단부(50)를 형성한다. 이러한 하향 절단부(50)는 "ㄱ"자 형상이 되도록 단부의 아래부분을 절개함으로서 이루어진다. 중간부재(22, 25)의 외관치수는 전방부재(23, 26)와 후방부재(20, 24) 속으로 끼워들기 쉽도록 조금 작은 치수이다.
그리고, 전방부재(23, 26)와 후방부재(20, 24)의 일단에도 상향 절단부(42)를 형성한다. 이러한 상향 절단부(42)는 "ㄴ"자 형상이 되도록 단부의 위부분을 절개함으로서 이루어진다.
그 다음, 제 1 전방부재(23)와 제 1 후방부재(21)를 지그(미도시)에 고정한 다음, 상부로 부터 하향방향으로 제 1 중간부재(22)를 접근시킨다. 제 1 전방부재 (23)의 확장부(40)와 제 1 후방부재(21)의 확장부(40)에 제 1 중간부재(22)의 각 단부를 끼워넣어 상면이 일치할 때까지 밀착시킨다. 이 때, 도 4에 도시된 마진(C)에 의해 끼움공정이 원활해지고, 부재간의 간섭이 없어진다. 이러한 마진(C)는 다음 공정의 용접에서 용접 플럭스에 의해 채워짐으로서 외관상 보이지 않게 된다.
그 다음, 외부상으로 노출되는 접촉부위에 대해 용접을 실시하여 용접부(60)를 형성한다. 이와 같은 과정을 통해 제 1 후방부재(21), 제 1 중간부재(22), 제 1 전방부재(23)가 일체로 제작되고, 제 2 후방부재(24), 제 2 중간부재(25), 제 2 전방부재(26)에 대해서도 동일한 공정을 실시하여 한쌍을 준비한다.
그 다음, 크로스부재(30)를 용접하여 프레임을 완성한다. 크로스 부재(30)의 용접이 완료된 다음, 당업자의 선택에 따라 프레임 부재에 필요한 여타 부품들의 조립이나 용접공정을 수행한다.
상기한 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 사이드 프레임에 의하면, 사이드 프레임 부재에 충분한 용접길이를 실현함으로서, 용접강도를 향상시켜 종국에는 사이드 프레임이 지지할 수 있는 하중 용량을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고, 용접부위에 작은 결합이 있더라도 각 부재사이의 확실한 기계적 형상물림으로 인해 하중을 견딜 수 있다.
아울러, 각 부재를 하이드로포밍공정으로 성형함으로서, 용접으로 제작하는 것에 비해 변형강도, 굽힘강도 등이 향상된다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (4)

  1. 제 1, 2 중간부재(22, 25), 제 1, 2 전방부재(23, 26), 제 1, 2 후방부재(21, 24) 및 복수개의 크로스부재(30)로 이루어지는 차량용 사이드 프레임 에 있어서,
    양단에 하향 절곡부(50)를 갖는 제 1, 2 중간부재(22, 24);
    일단에 상기 하향 절곡부(50)와 끼워맞춤 가능한 상향 절곡부(42)를 갖고, 상기 상향 절곡부(42)의 단부에는 상기 제 1, 2 중간부재(22, 24)가 삽입될 정도의 확장부(40)를 갖는 제 1, 2 전방부재(23, 26);
    일단에 상기 하향 절곡부(50)와 끼워맞춤 가능한 상향 절곡부(42)를 갖고, 상기 상향 절곡부(42)의 단부에는 상기 제 1, 2 중간부재(22, 24)가 삽입될 정도의 확장부(40)를 갖는 제 1, 2 후방부재(21, 24); 및
    상기 제 1 중간부재(22)와 상기 제 1 전방부재(23) 사이의 접합부위, 상기 제 1 중간부재(22)와 상기 제 1 후방부재(21) 사이의 접합부위, 상기 제 2 중간부재(25)와 제 2 전방부재(26) 사이의 접합부위, 상기 제 2 중간부재(25)와 상기 제 2 후방부재(24) 사이의 접합부위에 형성된 용접부(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 사이드 프레임.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전방부재(23, 26), 후방부재(21, 24) 및 중간부재(22, 25)는 하이드로포밍공정으로 성형된 사각단면의 중공 관재인 것을 특징으로 하는 차량용 사이드 프레임.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 하향 절단부(50)와 상향 절단부(42)는 "ㄱ"자 형상으로 절단되어 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 사이드 프레임.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 확장부(40)는 상기 각 전방부재(23, 26)와 상기 각 후방부재(21, 24)의 단면중 3면에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 사이드 프레임.
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