KR19990040021A

KR19990040021A - Subframe reinforcement structure of automobile

Info

Publication number: KR19990040021A
Application number: KR1019970060298A
Authority: KR
Inventors: 박영욱
Original assignee: 정몽규; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1997-11-15
Filing date: 1997-11-15
Publication date: 1999-06-05

Abstract

본 발명은 차량의 정면충돌시 또는 오프셋 충돌시에 차체의 좌우양측에 위치되어 전후방측으로 길게 형성되는 서브 프레임의 횡강성 및 초기충돌강성을 보다 높이기 위해 변형을 어코디언 형태로 유도하도록 한 자동차의 서브 프레임 보강구조에 관한 것으로, 자동차의 서브 프레임(30) 절곡부위(31)(32)에 굽힘방향쪽으로 돌출되는 비드부(41)(42)를 형성하여 구성된 것이다.The present invention is to induce the deformation in the form of accordion to further increase the lateral stiffness and the initial collision stiffness of the sub-frame which is located in the left and right sides of the vehicle body in the frontal collision or the offset collision of the vehicle is formed long in the front and rear sides The subframe reinforcement structure is formed by forming bead portions 41 and 42 protruding in the bending direction in the bent portions 31 and 32 of the subframe 30 of an automobile.

Description

Subframe reinforcement structure of automobile

본 발명은 자동차의 서브 프레임 보강구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 정면충돌시 또는 오프셋 충돌시에 차체의 좌우양측에 위치되어 전후방측으로 길게 형성되는 서브 프레임의 횡강성 및 초기충돌강성을 보다 높이기 위해 변형을 어코디언 형태로 유도하도록 한 자동차의 서브 프레임 보강구조에 관한 것이다.The present invention relates to a subframe reinforcement structure of an automobile, and more particularly, to the lateral stiffness and the initial collision stiffness of the subframe, which are located on both the left and right sides of the vehicle body and formed long in the front and rear sides during the frontal collision or the offset collision of the vehicle. It relates to a subframe reinforcement structure of a motor vehicle that leads to deformation in accordion form to increase.

차체 중에서도 특히 프레임(frame 또는 side rail)은 자동차가 변형되면서 충돌에너지를 흡수하는 데에 가장 큰 역할을 하는 부품이다. 프레임은 좌우 2개가 있는데 엔진지지 및 차체 전반부의 골격 역할도 동시에 하고 있다. 프레임이 흡수하는 에너지의 양은 단면의 특성(단면의 크기, 형상, 판 두께 및 재질)과 프레임의 변형모드(mode)에 의해 좌우된다.In particular, the frame (frame or side rail) is the component that plays a major role in absorbing collision energy as the vehicle is deformed. The frame has two left and right sides, and also serves as a skeleton for the engine support and the front half of the body. The amount of energy absorbed by the frame depends on the characteristics of the cross section (size, shape, plate thickness and material of the cross section) and the deformation mode of the frame.

일정중량과 일정단면을 갖는 프레임의 에너지흡수량을 크게 하기 위해서는 항복응력이 높은 고장력강을 사용하는 방법과 프레임의 변형이 어코디언(accordion) 형태로 일어나도록 설계하는 방법이 있는데 후자의 경우가 훨씬 효과적이라고 할 수 있다.In order to increase the energy absorption of a frame with a certain weight and a certain cross section, there are a method of using high tensile strength steel with high yield stress and a method of designing the deformation of the frame to be accordion type. It can be said.

즉, 도 1에서와 같이 충돌시 중간에서 꺾임이 발생하여 굽힘형으로 되면 압축하중이 급속히 감소되어 흡수되는 에너지의 총량이 적어진다. 이 경우 재질의 대체나 판두께 상승도 큰 효과를 낼 수 없으며, 가장 효과적인 방법은 도 2에서와 같이 어코디언형으로 변형되게 유도해 충돌 중 높은 압축하중을 계속 유지시키는 것이다.That is, as shown in FIG. 1, when the collision occurs in the middle of the collision and the bending occurs, the compressive load is rapidly reduced to reduce the total amount of energy absorbed. In this case, the substitution of the material or the increase in the thickness of the plate may not produce a great effect, and the most effective method is to induce the deformation into the accordion type as shown in FIG. 2 to maintain a high compressive load during the collision.

프레임은 단면이 전구간에 걸쳐 거의 일정한 경우에는 도 2에서와 같이 어코디언형으로 변형되지만, 실제 자동차의 프레임은 단면이 일정하지 못하여 어코디언형으로 변형시키기 어렵다.The frame is deformed into an accordion type as shown in FIG. 2 when the cross section is almost constant throughout the entire area, but the actual vehicle frame is not uniform in cross section and difficult to deform into an accordion type.

그 이유는 자동차의 전륜은 조향을 위해 회전하기 때문에 조타시 차체와의 간섭을 피하기 위하여 휠하우스(wheel house)가 엔진룸 방향으로 많이 들어와 있으며, 엔진이 작으면 프레임을 엔진룸쪽으로 약간 이동시켜 단면을 일정하게 할 수 있으나, 전륜구동차의 경우에는 엔진을 옆방향으로 배치하기 때문에 공간이 없어 휠하우스 부근의 프레임 형상이 오목하게 될 수밖에 없는 이유 때문이다.The reason is that the front wheel of the car rotates for steering, so a lot of wheel houses enter the engine room direction in order to avoid interference with the vehicle body during steering, and if the engine is small, the frame is moved slightly toward the engine room. This can be made constant, but in the case of a front wheel drive vehicle, since the engine is disposed sideways, there is no space and the frame shape near the wheel house is inevitably concave.

따라서 프레임은 첨부도면 도 3 및 도 4에서 보이는 바와 같이 인너 패널(11)과 아우터 패널(12)의 사이에서 인너 패널(11)에 용접되는 보강패널(13)을 설치하거나, 첨부도면 도 5에서 보이는 바와 같이 인너 패널(14)과 아우터 패널(15)의 사이에서 아우터 패널(15)에 용접되는 보강패널(16)을 설치하고는 있다.Accordingly, the frame is provided with a reinforcement panel 13 welded to the inner panel 11 between the inner panel 11 and the outer panel 12 as shown in the accompanying drawings, FIGS. 3 and 4, or in the accompanying drawings. As shown, the reinforcement panel 16 welded to the outer panel 15 is provided between the inner panel 14 and the outer panel 15.

그러나 이와같은 종래의 서브 프레임은 전단부에서 붕괴가 일어나지 않고 휠하우스에 의해 단면이 작아진 프레임 후반에서 붕괴가 일어나는 양상을 보여 낮은 충돌에너지 흡수도를 나타내거나, 휠하우스 부위에서의 붕괴를 막기 위해 보강되어 충돌 초기에 휠하우스 부위에서의 붕괴를 피하기는 했으나, 전반부에서 꺽임이 발생하는 아주 좋지 않은 변형양상을 보이는 문제점을 가지고 있었다.However, such a conventional subframe does not collapse at the front end and collapses at the second half of the frame where the cross section is reduced by the wheelhouse, so that it has a low impact energy absorption or prevents collapse at the wheelhouse area. Although it was reinforced and avoided collapse at the wheelhouse area at the beginning of the crash, it had a problem of very deformed deformations in the first half.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 정면충돌시 또는 오프셋 충돌시 서브 프레임의 변형을 어코디언형으로 변형을 유도하여 충격흡수도를 보다 높일 수 있는 자동차의 서브 프레임 보강구조를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of which is to reinforce the sub-frame of the vehicle that can increase the shock absorption by inducing the deformation of the sub-frame in the accordion type during frontal collision or offset collision In providing a structure.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 자동차의 서브 프레임 절곡부위에 굽힘방향쪽으로 돌출되는 비드부를 형성하여 자동차의 서브 프레임 보강구조가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, the sub-frame reinforcement structure of the vehicle is provided by forming a bead portion protruding in the bending direction on the sub-frame bending portion of the vehicle.

도 1은 자동차의 서브 프레임이 굽힘변형되는 것을 보이는 도면1 is a diagram showing that the subframe of the vehicle is bent deformation

도 2는 자동차의 서브 프레임이 어코디언형으로 변형되는 것을 보이는 도면2 is a view showing that the sub-frame of the vehicle is transformed into an accordion type

도 3은 종래 자동차의 서브 프레임 구조의 한예를 보이는 평면도3 is a plan view showing an example of a subframe structure of a conventional vehicle

도 4는 종래 자동차의 서브 프레임 구조를 보이는 도 3의 A-A선 단면도4 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 3 showing a subframe structure of a conventional vehicle.

도 5는 종래 자동차의 서브 프레임 구조의 다른 예를 보이는 단면도5 is a cross-sectional view showing another example of a subframe structure of a conventional vehicle.

도 6은 본 발명에 따른 자동차의 서브 프레임 보강구조를 보이는 평면도Figure 6 is a plan view showing a sub-frame reinforcement structure of the vehicle according to the present invention

도 7은 본 발명에 따른 자동차의 서브 프레임 보강구조를 보이는 측면도Figure 7 is a side view showing a sub-frame reinforcement structure of the vehicle according to the present invention

도 8은 본 발명에 따른 자동차의 서브 프레임 보강구조를 보이는 도 7의 B-B선 단면도8 is a cross-sectional view taken along the line B-B of Figure 7 showing a sub-frame reinforcement structure of a vehicle according to the present invention

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ** Explanation of Signs of Major Parts of Drawings *

30 : 서브 프레임 41,42 : 비드부30: subframe 41,42: bead part

31,32 : 절곡부위31,32: bending part

도 6은 본 발명에 따른 자동차의 서브 프레임 보강구조를 보이는 평면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 자동차의 서브 프레임 보강구조를 보이는 측면도이며, 도 8은 본 발명에 따른 자동차의 서브 프레임 보강구조를 보이는 도 7의 B-B선 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 자동차의 서브 프레임(30) 절곡부위(31)(32)에 굽힘방향쪽으로 돌출되는 비드부(41)(42)를 형성하여 구성하였다.Figure 6 is a plan view showing a sub-frame reinforcement structure of the vehicle according to the invention, Figure 7 is a side view showing a sub-frame reinforcement structure of the vehicle according to the invention, Figure 8 is a sub-frame reinforcement structure of the vehicle according to the invention 7 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 7, in which the bead portions 41 and 42 protruding in the bending direction are formed on the bent portions 31 and 32 of the sub-frame 30 of the automobile.

상기 비드부(41)(42)의 돌출된 형상은 예컨대 사각뿔형상으로 구성할 수 있다.The protruding shapes of the bead portions 41 and 42 may be configured, for example, in a quadrangular pyramid shape.

도면중 미설명 부호 60은 크로스 빔을 나타낸 것이다.Reference numeral 60 in the drawing represents a cross beam.

이하 본 발명에 따른 작용을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 첨부도면 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이 차량이 정면충돌을 일으켜 서브 프레임(30)에 충격에너지가 전해지게 되면, 그 충격력은 서브 프레임(30)의 전단부로부터 중간부분을 통해 후방측으로 전해지려고 한다.First, as shown in FIGS. 6 to 8, when a vehicle causes a frontal collision and shock energy is transmitted to the subframe 30, the impact force is rearward from the front end of the subframe 30 through an intermediate portion. It is going to be delivered to the side.

이때 서브 프레임(30)의 절곡부위(31)(32)에서 절곡된 방향으로 휘려는 힘을 받게 되어 있으나 이 부분에 형성된 비드부(41)(42)에 의해 단면강도가 다른 부위보다 크게 보강되어 있으므로, 강하게 버티면서 휘지 못하고 다른 부분과 고른 강성을 유지하면서 서브 프레임(30)의 전단부에서 어코디언형의 변형이 유발되도록 하여 여기에서 많은 충격에너지가 흡수된다.At this time, the bending force in the direction bent at the bending portions 31 and 32 of the sub-frame 30 is received, but the bead portions 41 and 42 formed in this portion are reinforced with a greater cross-sectional strength than other portions. Therefore, while maintaining the rigidity and not even bending, while maintaining the rigidity with other parts, the accordion-type deformation is induced at the front end portion of the sub-frame 30 to absorb a lot of impact energy here.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 정면충돌시에 굽힘모우먼트를 받는 서브 프레임의 절곡부위 단면강도를 증대시켰으므로 서브 프레임이 쉽게 휘는 것을 방지하는 동시에 앞부분을 어코디언형으로 변형되도록 유도하여 충격흡수도를 보다 높일 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above has increased the cross-sectional strength of the bent portion of the sub-frame subjected to the bending moment during frontal collision, preventing the sub-frame from easily bent and at the same time inducing the front portion to be transformed into an accordion type to absorb shock. There is an effect to increase more.

Claims

Sub-frame reinforcement structure for a vehicle, characterized in that the bead portion (41) (42) protruding in the bending direction formed on the bent portion (31) (32) of the automobile subframe (30).

2. The subframe reinforcement structure of a vehicle according to claim 1, wherein the bead portion (41) is a quadrangular pyramid.