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KR100737601B1 - 자동차의 서브프레임 - Google Patents

자동차의 서브프레임 Download PDF

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KR100737601B1
KR100737601B1 KR1020060043445A KR20060043445A KR100737601B1 KR 100737601 B1 KR100737601 B1 KR 100737601B1 KR 1020060043445 A KR1020060043445 A KR 1020060043445A KR 20060043445 A KR20060043445 A KR 20060043445A KR 100737601 B1 KR100737601 B1 KR 100737601B1
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김기창
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현대자동차주식회사
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/11—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted with resilient means for suspension, e.g. of wheels or engine; sub-frames for mounting engine or suspensions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60R21/20—Arrangements for storing inflatable members in their non-use or deflated condition; Arrangement or mounting of air bag modules or components
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    • B62D21/02—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted comprising longitudinally or transversely arranged frame members
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 자동차의 서브프레임에 관한 것으로서, 더욱 더 상세하게는 차량을 고속으로 운행 중 정면 및 편심되게 충돌 사고 등이 발생하는 경우에도 좌굴현상에 의해 충격에너지가 효과적으로 흡수되도록 하는 자동차의 서브프레임에 관한 것이다.
본 발명은 프론트사이드멤버(200)의 상단부에 좌우 양측단부가 각각 결합되는 전방크로스멤버(110)와, 상기 전방크로스멤버(110)에 선단부가 각각 결합되는 좌측멤버(140) 우측멤버(130)와, 상기 좌측멤버(140) 및 우측멤버(130)에 선단부가 각각 결합되고 후단부는 센터플로어판넬의 하단부에 설치되어 있는 트랜스미션마운팅브라켓트(400)에 각각 결합되어 있는 한쌍의 지지패널(120)로 구성되는 것에 의해 달성된다.
서브프레임, 전방크로스멤버, 지지패널, 우측멤버, 좌측멤버, 어퍼멤버, 로어멤버, 인너파이프, 프론트사이드멤버, 트랜스미션마운팅브라켓트, 압축패드

Description

자동차의 서브프레임{a sub-flame for a vehicle}
도 1은 일반적인 차량의 차체구조를 보인 평면도
도 2는 일반적인 차량의 차체구조를 보인 사시도
도 3은 본 발명인 서브프레임이 차체에 설치된 상태를 보인 평면도
도 4는 본 발명인 서브프레임이 차체에 설치된 상태를 보인 사시도
도 5는 본 발명인 서브프레임을 보인 평면도
도 6은 도 5의 A - A'선 단면도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 서브프레임 110 : 전방크로스멤버
120 : 지지패널 130 : 우측멤버
140 : 좌측멤버 141,131 : 어퍼멤버
132,142 : 로어멤버 133,143 인너파이프
200 : 프론트사이드멤버 400 : 트랜스미션마운팅브라켓트
500 : 압축패드
본 발명은 자동차의 서브프레임에 관한 것으로서, 더욱더 상세하게는 차량을 고속으로 운행중 정면 및 편심되게 충돌 사고등이 발생하는 경우에도 좌굴현상에 의해 충격에너지가 효과적으로 흡수되도록 하는 자동차의 서브프레임에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 서브프레임 서스펜션멤버라고도 불리며, 서스펜션이나 파워트레인(동력전달장치의 부품)을 조립하고 프레임이나 보디에 부착되는 자동차의 부분적인 골격을 이루는 부품이다.
대부분의 FF(FRONT ENGINE DRIVE)차량의 경우에는 도 1과 도 2에 도시하고 있는 바와 같이, 후방크로스멤버(120’)와 전방크로스멤버(110’) 및 좌측멤버(140’)와 우측멤버(130’)의 4개의 부재를 대략 사각형(또는 우물정자)의 형상으로 용접한 서브프레임(100’)구조를 채택하고 있다.
이러한 종래 서브프레임(100’)은 좌측멤버(140’)와 우측멤버(130’)의 선단부가 각각 용착되어 있는 전방크로스멤버(110’)는 차체의 전면부를 형성하는 프론트사이드멤버(200’)의 선단부에 결합되고, 상기 좌측멤버(140’)와 우측멤버(130’)는 후방크로스멤버(120’)에 의한 지지를 받으며 차체의 측면 중앙부를 형성하는 센터플로워 사이드멤버(300’)의 선단부에 결합되어, 차량을 운행중 정면 충돌사고 등이 발생하여 차량의 정면에서 충격하중이 발생하는 경우 서브프레 임(100’)의 자체 강성에 의해 충격에너지를 흡수하여 차실에 탑승한 승원이 부상당하는 것을 억제시키고 있다.
그러나 이러한 종래 자동차의 서브프레임(100’)은 센터플로어 사이드멤버(300’)의 하단에 트랜스미션이 장착되도록 볼팅체결되어 있는 트랜스미션마운팅브라켓트(400’)와는 연결이 이루어지지 않게 됨으로써, 차량을 운행 중 중속 이상의 고속 상태에서 정면 충돌사고가 발생 하게되면 서브프레임(100’)이 자체 강성에 의해 충격에너지가 그대로 차실로 유입되어 차실에 탑승한 승원이 강한 충격을 받게됨은 물론, 편심되게 충돌시에는 모멘트에 의한 회전변형으로 대쉬 하단부 차체의 변형이 과다하게 이루어지게 되는 문제점이 있었다.
한편, 상기와 같이 대쉬 하단부의 차체 변형이 발생하게되면 스티어링컬럼등이 차실로 밀려들어가면서 차량을 운행하고 있는 운전자의 무릅등과 같은 신체에 접촉되면서 상해를 입히게 되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 차량을 운행중 고속 충돌시 좌측멤버와 우측멤버가 센터플로어판넬의 하단부에 설치되어 있는 트랜스미션마운팅브라켓트와 연결되도록 하는 지지패널에 의해 좌굴현상이 발생하면서 폭넓게 충돌에너지가 흡수되도록 함과 동시에 대쉬 하단부 차체 변형량을 최소화시켜 차실내부로 스티어링컬럼이 밀려들어가 운전자의 무릅등과 같은 신체와 접촉하는 것이 억제되도록 함으로써, 차량을 고속으로 운행시 정면 및 편심되게 충돌사고가 발생하는 경우에도 충격에너지가 효과 적으로 흡수되어 차실에 탑승한 승원이 부상당하지 않도록 하는 자동차의 서브프레임을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 본 발명의 목적은, 프론트사이드멤버(200)의 상단부에 좌우 양측단부가 각각 결합되는 전방크로스멤버(110)와, 상기 전방크로스멤버(110)에 선단부가 각각 결합되는 좌측멤버(140) 우측멤버(130)와, 상기 좌측멤버(140) 및 우측멤버(130)에 선단부가 각각 결합되고 후단부는 센터플로어판넬의 하단부에 설치되어 있는 트랜스미션마운팅브라켓트(400)에 각각 결합되어 있는 한쌍의 지지패널(120)로 구성되는 것에 의해 달성된다.
이 구성에 의하면, 차량을 운행중 정면충돌사고등이 발생하여 프론트사이드멤버(200)에 충격이 가해지게 되면 전방크로스멤버(110)가 충격에너지를 흡수하면서 좌측멤버(140) 및 우측멤버(130)로 충격에너지를 전달하게되고, 상기 전방크로스멤버(110)를 통해 전달된 충격에너지는 좌측멤버(140) 및 우측멤버(130)에서 재차 흡수 도이지게되며, 상기 좌측멤버(140) 및 우측멤버(130)에서 재차 흡수하고 남은 충격에너지는 좌측멤버(140) 및 우측멤버(130)의 후단부와 지지패널(120)의 선단부가 결합되어 있는 결합부위가 차량의 외측으로 좌굴되면서 충격에너지를 흡수하게되고, 상기 결합부위가 좌굴되면서 흡수하고남은 충격에너지는 최종적으로 트랜스미션마운팅브라켓트(400)에 후단부가 결합되어 있는 지지패널(120)을 통해 흡수 및 폭넓게 분산되어지게 된다.
따라서, 차량을 고속으로 운행시 정면 및 편심되게 충돌사고가 발생하는 경우에도, 좌굴현상에 의해 충격에너지가 효과적으로 흡수되어지게 됨으로써, 대쉬 하단부의 변형이 최소화되어 차실내부로 스티어링컬럼이 밀려들어가 운전자의 무릅등과 같은 신체와 접촉하는 것을 억제시키게 되는 것이다.
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 그 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명인 서브프레임이 차체에 설치된 상태를 보인 평면도이고, 도 4는 본 발명인 서브프레임이 차체에 설치된 상태를 보인 사시도이며, 도 5는 본 발명인 서브프레임을 보인 평면도이고, 도 6은 좌측멤버 및 우측멤버에 지지패널의 선단부가 결합된 상태를 보인 도 5의 A - A'선 단면도이다.
본 발명의 자동차의 서브프레임(100)은 도 3과 도 4 및 도 5에 도시하고 있는 바와 같이, 프론트사이드멤버(200)의 선단부에 전방크로스멤버(110)가 결합되고, 상기 전방크로스멤버(110)의 좌우 양측에는 좌측멤버(140)와 우측멤버(130)의 선단부가 각각 용착된다.
상기 좌측멤버(140)와 우측멤버(130)의 후단부에는 각각 지지패널(120) 선단부가 회동가능하게 결합되고, 상기 지지패널(120)의 후단부는 센터플로어판넬의 하단부에 설치되어 있는 트랜스미션마운팅브라켓트(400)의 좌우 양측에 각각 결합된다.
한편, 상기 좌측멤버(140) 및 우측멤버(130)는 도 6에 도시하고 있는 바와 같이, 로어멤버(142,132)와 어퍼멤버(141,131)가 상부와 하부로 절곡되어 공간부를 형성하며 용착되고, 상기 공간부의 내부에는 지지패널(120)의 선단부가 회동가능하게 결합되는 인너파이프(133,143)가 용착되며, 상기 인너파이프(133,143)에 선단부가 회동가능하게 결합되어 있는 지지패널(120)의 상부면과 어퍼멤버(141,131)의 저면 사이에는 압축패드(500)가 고정되게 설치되어 있어, 상기 좌측멤버(140) 및 우측멤버(130)로 일정치이상의 충격이 가해지는 경우에만 인너파이프(143,133)를 중심으로 좌측멤버(140)와 우측멤버(130) 및 지지패널(120)이 회동되면서 좌굴되어지는 것에 의해 충격에너지를 흡수하게됨을 밝혀 둔다.
이때, 상기 지지패널(120)은 도 5에 도시하고 있는 바와 같이, 좌측멤버(140)와 우측멤버(130)의 후단부에 결합되는 선단부는 차량의 외측에 위치되고, 트랜스미션마운팅브라켓트(400)에 결합되는 후단부는 차량의 중심방향에 위치되며 경사지게 결합됨으로써, 좌굴현상시 좌측멤버(140)와 우측멤버(130) 및 지지패널(120)이 차량의 외측방향으로 변형이 이루어지게 됨을 밝혀 둔다.
이와같이 구성되는 본 발명은, 차량을 고속으로 운행중 정면충돌 및 편심되게 충돌이 발생하는 경우, 일차적으로 프론트사이드멤버(200)에 충격이 가해지게 되고, 상기 프론트사이드멤버(200)로 가해진 충격에너지는 전방크로스멤버(110)에 흡수됨과 동시에 좌측멤버(140) 및 우측멤버(130)로 전달되며, 상기 전방크로스멤버(110)를 통해 전달된 충격에너지는 재차 좌측멤버(140) 및 우측멤버(130)에서 흡수가 이루어지게 된다.
한편, 상기 좌측멤버(140) 및 우측멤버(130)에서 재차 흡수하고 남은 충격에너지는 좌측멤버(140) 및 우측멤버(130)의 후단부를 통해 지지패널(120)의 선단부 가 결합되어 있는 결합부위로 전달되면서 차량의 외측으로 좌측멤버(140)와 우측멤버(130) 및 지지패널(120)을 차량 외측방향으로 좌굴시키면서 충격에너지를 흡수하게되고, 상기 지지패널(120)과 좌측멤버(140) 및 우측멤버(130)의 결합부위가 좌굴되면서 흡수하고 남은 충격에너지는 최종적으로 트랜스미션마운팅브라켓트(400)에 후단부가 결합되어 있는 지지패널(120)을 통해 최종적으로 흡수되면서 폭넓게 분산되어지게 된다.
이로인해 차량을 운행중 편심되게 정면충돌사고가 발생하는 경우에도 대쉬 하단의 차체 변형량이 최소화되어지게 된다.
따라서 이러한 본 발명은 차량을 고속 운행중 충돌사고가 발생하는 경우에도 좌측멤버와 우측멤버가 센터플로어판넬의 하단부에 설치되어 있는 트랜스미션마운팅브라켓트와 연결되도록 하는 지지패널에 의해 좌굴현상이 발생하면서 폭넓게 충돌에너지가 흡수되도록 하고, 대쉬 하단부 차체의 변형량을 최소화시켜 차실내부로 스티어링컬럼이 밀려들어가 운전자의 무릅등과 같은 신체와 접촉하는 것을 억제시켜 차실에 탑승한 승원이 부상당하지 않도록 하는 등의 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.

Claims (3)

  1. 프론트사이드멤버(200)의 상단부에 좌우 양측단부가 각각 결합되는 전방크로스멤버(110)와, 상기 전방크로스멤버(110)에 선단부가 각각 결합되는 좌측멤버(140) 우측멤버(130)와, 상기 좌측멤버(140) 및 우측멤버(130)에 선단부가 각각 결합되고 후단부는 센터플로어판넬의 하단부에 설치되어 있는 트랜스미션마운팅브라켓트(400)에 각각 결합되어 있는 한쌍의 지지패널(120)로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 서브프레임.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 좌측멤버(140) 및 우측멤버(130)는 로어멤버(142,132)와 어퍼멤버(141,131)가 상부와 하부로 절곡되어 공간부를 형성하며 용착되고, 상기 공간부의 내부에는 지지패널(120)의 선단부가 회동가능하게 결합되는 인너파이프(133,143)가 용착되며, 상기 인너파이프(133,143)에 선단부가 회동가능하게 결합되어 있는 지지패널(120)의 상부면과 어퍼멤버(141,131)의 저면 사이에는 압축패드(500)가 고정되게 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차의 서브프레임.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 지지패널(120)은 좌측멤버(140)와 우측멤버(130)의 후단부에 결합되는 선단부는 차량의 외측에 위치되고, 트랜스미션마운팅브라켓 트(400)에 결합되는 후단부는 차량의 중심방향에 위치되며 경사지게 결합됨을 특징으로 하는 자동차의 서브프레임.
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