KR100333886B1 - Structure for absorbing collision energy of front frame of automobile - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차 프런트 프레임의 주 프레임과 부 프레임을 일체로 제작하여, 강도도 우수하며, 충돌 성능을 향상시킬 수 있는 자동차의 프런트 프레임의 충돌에너지 흡수구조에 관한 것이다. 본 발명에 따른 자동차의 프런트 프레임의 충돌에너지 흡수구조는, 전방의 길이 방향으로 충격시 충격 하중을 주로 흡수하는 주 프레임부위와 주 프레임을 보강하기 위한 부 프레임부위가 일체로 제작된 프런트 프레임 본체와 프런트 프레임 본체가 부착되는 프런트 아우터 패널을 포함하며,프레임 본체와 프런트 아우터 패널사이에 보강부재가 형성되어 있으며, 프레임 본체, 프런트 아우터 패널 및 보강 부재사이에 다각형상의 폐단면이 형성되어 있다.The present invention relates to a collision energy absorbing structure of a front frame of a vehicle, which is manufactured by integrally manufacturing the main frame and the subframe of a vehicle front frame, and which has excellent strength and can improve crash performance. The collision energy absorbing structure of the front frame of a vehicle according to the present invention includes a front frame main body in which the main frame portion mainly absorbing the impact load during impact in the longitudinal direction of the front and the sub frame portion for reinforcing the main frame are integrally formed. And a front outer panel to which the front frame body is attached, wherein a reinforcing member is formed between the frame body and the front outer panel, and a polygonal closed cross section is formed between the frame body, the front outer panel, and the reinforcing member.

Description

자동차의 프런트 프레임의 충돌에너지 흡수구조{STRUCTURE FOR ABSORBING COLLISION ENERGY OF FRONT FRAME OF AUTOMOBILE}Crash energy absorption structure of the front frame of a vehicle {STRUCTURE FOR ABSORBING COLLISION ENERGY OF FRONT FRAME OF AUTOMOBILE}

본 발명은 자동차 프런트 프레임의 충돌에너지 흡수 구조에 관한 것으로, 특히, 두개로 분리된 주 프레임과 부 프레임이 일체로 제작됨으로써, 강도 및 충돌 성능이 향상될 수 있는 자동차의 프런트 프레임의 충돌에너지의 흡수 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a collision energy absorbing structure of a vehicle front frame, in particular, by absorbing the collision energy of the front frame of the vehicle can be improved strength and impact performance by the two main frame and the sub-frame is integrally manufactured It's about structure.

통상, 자동차의 프런트 프레임에는 프런트 범퍼가 설치되며, 자동차의 정면 충돌이 발생되었을 때, 프런트 범퍼로부터 전달되는 충격 에너지를 흡수하여 분산시키는 기능을 한다. 따라서, 프런트 프레임은 충돌에 따른 충격력을 최대한 흡수하여 승차원을 보호할 수 있도록 적절한 강도를 가지는 구조가 요구된다.In general, a front bumper is provided on a front frame of a vehicle, and when a front collision of the vehicle occurs, the front bumper functions to absorb and disperse the impact energy transmitted from the front bumper. Therefore, the front frame is required to have a structure having a suitable strength so as to absorb the impact force due to the collision to protect the rise dimension.

도 1은 종래의 자동차의 프런트 프레임의 부분 사시도이다.1 is a partial perspective view of a front frame of a conventional vehicle.

도 1에 도시된 바와 같이, 프런트 프레임(10)은 주 프레임(11)이 자동차의 전방에서 횡방향으로 위치되고, 주 프레임(11)의 상부에는 주 프레임(11)의 소정의 위치에 부착되는 부 프레임(12)이 주 프레임(11)의 강도를 보강하도록 제공된다. 이러한 부 프레임(12)은 통상적으로 주 프레임(11)의 단면보다 작은 단면을 가진다. 이러한 주 프레임(11)과 부 프레임(12)은 프레임 아우터 패널(13)에 용접과 같은 체결 수단에 의하여 자동차 프런트에 접합된다.As shown in FIG. 1, the front frame 10 includes a main frame 11 positioned transversely in front of a vehicle and attached to a predetermined position of the main frame 11 on an upper portion of the main frame 11. The sub frame 12 is provided to reinforce the strength of the main frame 11. This subframe 12 typically has a cross section smaller than the cross section of the main frame 11. The main frame 11 and the sub frame 12 are joined to the vehicle front by a fastening means such as welding to the frame outer panel 13.

도 2 는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따른 단면도가 도시되어 있다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1.

도 2에 도시된 바와 같이, 부 프레임(12)이 용접 등 기타 체결 수단에 의하여 프레임 아우터 패널(13)에 상단에 부착되어 있으며, 주 프레임(11)이 부 프레임 단면보다 큰 단면을 가진다. 부 프레임(12)은 용접 등 기타 체결 수단에 의하여의 소정의 위치에 주 프레임(11)에 부착되는 구조로 되어 있다.As shown in Fig. 2, the subframe 12 is attached to the upper end of the frame outer panel 13 by other fastening means such as welding, and the main frame 11 has a larger cross section than the subframe cross section. The subframe 12 is structured to be attached to the main frame 11 at a predetermined position by welding or other fastening means.

그러나, 이상과 같은 종래의 자동차의 프런트 프레임(10)에 있어서는 주 프레임(11)의 소정의 위치에 부 프레임(12)이 올려 놓여진 상태에서 접합되는 구조이이므로, 접합강도가 약하며, 이에 따른 충격 에너지를 적절히 흡수하지 못하여서, 충돌성능에 불리한 측면이 있어, 자동차 내의 승차원의 보호가 적절히 이루어지지 못하는 문제점이 있었다. 또한 주 프레임(11) 및 부 프레임(12)의 각각에 접합 부위에 접합 플랜지가 형성되어 있으므로, 그 만큼 중량이 증가하며, 또한 접합을 위한 부품수가 증가하는 문제점이 있다.그리고, 프레임 아우터 패널(13)이 평탄면 구조로 되어 있어서, 주 프레임(11) 및 부 프레임(12)과 더불어 보강부재에 의한 보강이 불리한 구조를 이루고 있고, 또한 주 프레임(11)과 부 프레임(12)는 각각 "ㄷ" 자 구조를 이루면서, 프레임 아우터 패널(13)에 결합되어 있어, 충돌성능이 약한 문제점이 있었다.본 발명은 이상과 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 주 프레임과 부 프레임을 일체로 프런트 프레임 본체를 구성하여, 강도 보강 및 충격 에너지 흡수 성능도 향상시킬 수 있는 자동차 프런트 프레임을 제공하는 것이다.However, in the front frame 10 of the conventional vehicle as described above, since the secondary frame 12 is joined in a state in which the subframe 12 is placed at a predetermined position of the main frame 11, the joining strength is weak, and thus the impact energy. There is a problem in that it does not absorb properly, there is a disadvantage in the collision performance, the protection of the ride in the car is not properly made. In addition, since the joining flanges are formed at the joining portions in each of the main frame 11 and the subframe 12, there is a problem in that the weight increases and the number of parts for joining increases. 13 has a flat surface structure, and in addition to the main frame 11 and the sub frame 12, the reinforcement by the reinforcing member is disadvantageous, and the main frame 11 and the sub frame 12 are each " It is coupled to the frame outer panel 13 while forming a C-shaped structure, and has a problem of weak collision performance. The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a main frame. The front frame main body is integrally formed with the sub-frame to provide an automobile front frame which can also improve strength reinforcement and impact energy absorption performance.

도 1 은 종래의 자동차의 프런트 프레임의 부분 사시도이며,1 is a partial perspective view of a front frame of a conventional vehicle,

도 2 는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따른 단면도이며,2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1,

도 3 은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동차 프런트 프레임의 사시도이며,3 is a perspective view of a vehicle front frame according to an embodiment of the present invention,

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따른 프런트 프레임 본체과 프레임 아우터 패널과의 부착 단면도이며,4 is a cross-sectional view of the front frame main body and the frame outer panel taken along the line IV-IV of FIG.

도 5는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따른 프런트 프레임 본체와 프레임 아우터 패널 사이에 보강재가 부착된 단면도이다.5 is a cross-sectional view of the reinforcing material attached between the front frame body and the frame outer panel along the line IV-IV of FIG.

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawing-

10, 100: 프런트 프레임 110: 주 프레임부위10, 100: front frame 110: main frame portion

120: 부 프레임부위 130: 프레임 아우터 패널120: frame portion 130: frame outer panel

200: 프런트 프레임 본체 300: 보강부재200: front frame body 300: reinforcing member

이상과 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention,

자동차 전방에 장착되어서 충돌시 충격 에너지를 흡수하고 분산시킬 수 있는자동차의 프런트 프레임의 충돌흡수 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a collision absorbing structure of a front frame of a vehicle, which is mounted at the front of the vehicle and can absorb and disperse impact energy during a collision.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동차 프런트 프레임(100)에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the vehicle front frame 100 according to an embodiment of the present invention.

도 3 은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동차 프런트 프레임(100)의 사시도이다.도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따른 프런트 프레임 본체와 프레임 아우터 패널의 결합 단면도이다.3 is a perspective view of a vehicle front frame 100 according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of a combination of the front frame body and the frame outer panel taken along the line IV-IV of FIG. 3.

도 3 및 도4 에 도시된 바와 같이, 프런트 프레임(100)은 자동차 프런트의 하단부에 설치되는 주 프레임부위(110)와, 주 프레임부위(110)의 상단에 위치한 부 프레임부위(120)를 일체로 하여 프런트 프레임 본체(200)를 구성한다. 프런트 프레임 본체(200)의 구조가 종래와 달리 일체로 구성될 경우에는, 가공성, 성형성 및 용접성 등이 불리한 점이 있다. 따라서 본 실시예에서는 이러한 가공성, 성형성 및 용접성 등의 문제를 해결하기 위하여, 주 프레임부위, 부 프레임부위, 및 프레임 아우터 패널의 구조를 아래와 같이 구성한다.주 프레임부위 및 부 프레임부위는 도3 및 도4에 보여진 바와 같이, 주 프레임부위와부 프레임부위의 단면(Sa, Sb)이 서로 실질적으로 동일하며, 주 프레임 부위(110)와 부 프레임부위(120)는 연결부위(115)와, 도 4에 보여진 바와 같이, 서로 마주보며 예각 θ1으로 굴곡되어 있다. 또한 프레임 아우터 패널(130)은 주 프레임부위 및 부 프레임 부위와 대응하도록 연결부위(135)와 서로 마주 보며 예각 θ2으로 굴곡되어 있다.이러한 구조의 주 프레임부위(110)와 부 프레임부위(120)로 이루어진 프런트 프레임 본체(200)와 프레임 아우터 패널(130)가 용접 및 기타 체결방법에 의해 결합된다. 본 발명에 따른 프런트 프레임 본체(200)와 프레임 아우터 패널(130)이 각각 서로 접합되는 중간부위에서 예각 θ1, θ2으로 굴곡되어 있기 때문에, 용접성, 가공성, 성형성, 조립성이 종래보다 향상되게 된다.또한, 이러한 구조의 프런트 프레임 본체(200)과 프레임 아우터 패널(130)은 연결부위(115, 135)와 양단부의 용접부위에 의해 결합되어 있다. 따라서, 프런트 프레임 본체(200)와 프레임 아우터 패널(130)은 굴곡부에 의해 두개의 실질적으로 동일한 오각형 형상을 갖는다. 이 오각형 형상은 종래의 서로 다른 사각형 단면형상에 비하여 충돌강성을 높이는 역할을 한다.도 4에 도시된 바와 같이, 프런트 프레임 본체(200)는 프레임 아우터 패널(130)에 부착되어 있다.As shown in FIGS. 3 and 4, the front frame 100 integrates a main frame portion 110 installed at a lower end portion of a vehicle front and a sub frame portion 120 positioned at an upper end of the main frame portion 110. The front frame main body 200 is configured as described above. When the structure of the front frame body 200 is integrally formed unlike the prior art, workability, formability, weldability, and the like are disadvantageous. Therefore, in this embodiment, in order to solve such problems of workability, formability and weldability, the structures of the main frame portion, the sub frame portion, and the frame outer panel are configured as follows. As shown in FIG. 4, the cross-sections Sa and Sb of the main frame portion and the sub frame portion are substantially the same, and the main frame portion 110 and the sub frame portion 120 are connected to the connection portion 115. As shown in FIG. 4, they are curved at an acute angle θ1 facing each other. In addition, the frame outer panel 130 is bent at an acute angle θ2 to face the connecting portion 135 so as to correspond to the main frame portion and the sub-frame portion. The main frame portion 110 and the sub-frame portion 120 of the structure are constructed. The front frame body 200 and the frame outer panel 130 made of a combination by welding and other fastening methods. Since the front frame body 200 and the frame outer panel 130 according to the present invention are bent at acute angles θ1 and θ2 at the intermediate portions joined to each other, weldability, processability, formability, and assembly are improved as compared with the prior art. In addition, the front frame main body 200 and the frame outer panel 130 of such a structure are joined by the connecting portions 115 and 135 and the welding portions of both ends. Accordingly, the front frame body 200 and the frame outer panel 130 have two substantially identical pentagonal shapes by the bent portion. This pentagonal shape serves to increase the collision stiffness as compared with the conventional rectangular cross-sectional shape. As shown in FIG. 4, the front frame body 200 is attached to the frame outer panel 130.

주 프레임부위(110)와 부 프레임부위(120)가 일체로 형성되어 있기 때문에, 종래와 같은 주 프레임부위(110)와 부 프레임부위(120)의 접합에 따른 체결부위, 예를 들면 플랜지부위가 필요하지 않아, 종래의 분할형에 비하여 부품수가 감소되고, 이에 따라 부품관리가 단순화되며,주 프레임과 부 프레임간의 접합 플랜지 만큼의 중량을 감소시킬 수 있는 잇점도 있다. 또한 접합공정이 불필요한 장점도 있다.Since the main frame portion 110 and the sub frame portion 120 are integrally formed, a fastening portion, for example, a flange portion, is formed by joining the main frame portion 110 and the sub frame portion 120 as in the prior art. Since it is not necessary, the number of parts is reduced compared to the conventional split type, thereby simplifying parts management, and there is an advantage in that the weight of the joint flange between the main frame and the sub frame can be reduced. There is also an advantage that the bonding process is unnecessary.

또한, 바람직하게 프런트 프레임 본체(200)와 프레임 아우터 패널(130) 사이에는 추가적으로 보강부재가 삽입될 수 있다.In addition, preferably, a reinforcing member may be additionally inserted between the front frame body 200 and the frame outer panel 130.

도 5는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따른 프런트 프레임 본체(200)와 프레임 아우터 패널(130) 사이에 보강부재(300)가 부착된 단면도이다.5 is a cross-sectional view of the reinforcing member 300 attached between the front frame body 200 and the frame outer panel 130 along the IV-IV line of FIG.

도시된 바와 같이, 프런트 프레임 본체(200)와 프레임 아우터 패널(130) 사이에는 보강부재(300)가 삽입되어 있다. 보강부재(30)는 도 5에 보여진 바와 같이, "ㄷ"형상의 구조를 이루고 있으며, 연결부위(315), 및 이 연결부위(315)로부터 양단으로 연장되는 양단부위(312,313)로 이루어진다. 보강부재(300)의 연결부위(315)는 프런트 프레임 본체(200)의 연결부위(215)와 프레임 아우터 패널(130)의 연결부위(135)사이에 놓이도록 결합되어 있으며, 프런트 프레임 본체와 프레임 아우터 패널의 구조는 도 4에 보여진 구조와 실질적으로 동일한 구조를 이루고 있다. 보강부재(300)의 연결부위(135)의 길이가, 프런트 프레임 본체(200)의 연결부위(215)와 프레임 아우터 패널(130)의 연결부위(135) 각각의 길이보다 양단 방향으로 길게 연장되어, 보강부재(300)의 양 단부(312 및 313)와 프런트 프레임 본체(200)의 굴곡부와 함께, 폐단면(Sa1, Sa2)을 각각 형성하도록 되어 있다. 그러므로, 보강부재(300)는 프런트 프레임 본체(200)및 프레임 아우터 패널(130)과 협동하여, 여러 개의 폐단면(Sa1,Sa2,Sb1,및 Sb2)을 형성하는 구조이므로, 종래 프런트 프레임의 구조보다 강성이 크게 향상된다.As shown, a reinforcing member 300 is inserted between the front frame body 200 and the frame outer panel 130. As shown in FIG. 5, the reinforcing member 30 has a “c” shape structure, and includes a connecting portion 315 and both ends 312 and 313 extending from both ends of the connecting portion 315. The connecting portion 315 of the reinforcing member 300 is coupled to be placed between the connecting portion 215 of the front frame body 200 and the connecting portion 135 of the frame outer panel 130, and the front frame body and frame The outer panel has a structure substantially the same as that shown in FIG. The length of the connecting portion 135 of the reinforcing member 300 extends longer in both ends than the length of each of the connecting portion 215 of the front frame body 200 and the connecting portion 135 of the frame outer panel 130. Closed end surfaces Sa 1 and Sa 2 are formed together with both ends 312 and 313 of the reinforcing member 300 and the bent portions of the front frame body 200. Therefore, since the reinforcing member 300 cooperates with the front frame body 200 and the frame outer panel 130 to form a plurality of closed end surfaces Sa 1 , Sa 2 , Sb 1 , and Sb 2 , the conventional structure Rigidity is significantly improved over the structure of the front frame.

이상에서, 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 자동차 프런트 프레임에서는, 주 프레임과 부 프레임이 일체로 제작된 프런트 프레임 본체가 프레임 아우터 패널(130)에 부착되므로, 종래에 주 프레임과 부 프레임의 접합면이 제거되어, 접합 플랜지가 없어지므로, 그 만큼 중량, 용접점수의 축소가 생기며, 강도가 향상되었고, 이에 따라 충돌 성능도 향상되게 된다.In the vehicle front frame according to the present invention as described above, since the front frame body in which the main frame and the subframe are integrally attached is attached to the frame outer panel 130, the joint surface of the main frame and the subframe is conventionally Since the joining flange is eliminated, the weight and the weld score are reduced by that amount, the strength is improved, and thus the collision performance is also improved.

또한, 프런트 프레임 본체와 프레임 아우터 패널 사이에, 보강부재를 간단히 삽입할 수 있으므로, 더더욱 강도 및 충돌 성능 향상도 도모할 수 있게 된다.In addition, since the reinforcing member can be easily inserted between the front frame body and the frame outer panel, the strength and the collision performance can be further improved.

따라서, 본 발명은 주 프레임과 부 프레임을 일체로 제작하여 프런트 프레임을 구성함으로써, 보강 및 충돌 성능을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 보강부재 삽입도 용이한 자동차 프런트 프레임을 제공한다.이상에서는, 본 발명의 바람직한 몇 가지 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상과 특허 청구 범위에 의해 한정되는 기술적 범위의 범주 내에서 다양한 변형과 수정이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게는 명백하다.Accordingly, the present invention provides a vehicle front frame that not only improves reinforcement and collision performance but also inserts a reinforcement member by constructing the front frame by integrally manufacturing the main frame and the sub frame. While the invention has been described in accordance with some preferred embodiments of the invention, the invention is not limited to the described embodiments, but various modifications and variations within the scope of the technical scope defined by the spirit and claims of the invention It is apparent to those skilled in the art that this is possible.

Claims (2)

자동차 전방에 장착되어서 충돌시 충격 에너지를 흡수하는 분산시키는 자동차 프런트 프레임의 충돌에너지 흡수 구조에 있어서,In the collision energy absorbing structure of the vehicle front frame which is mounted on the front of the vehicle to absorb the impact energy in the event of a collision, 전방의 길이 방향으로 충돌시 충격 하중을 주로 흡수하는 주 프레임부위와 상기 주 프레임부위을 보강하기 위한 부 프레임부위가 일체로 제작된 프런트 프레임 본체와A front frame body in which the main frame portion mainly absorbing the impact load in the longitudinal longitudinal direction and the sub frame portion for reinforcing the main frame portion are integrally manufactured; 상기 프런트 프레임 본체가 결합되는 프런트 아우터 패널을 포함하며,A front outer panel to which the front frame body is coupled; 상기 프런트 프레임 본체와 상기 프런트 아우터 패널의 사이에는 보강부재가 삽입되어 형성되고,The reinforcing member is inserted between the front frame body and the front outer panel, 상기 프런트 프레임을 이루는 상기 주 프레임부위와 부 프레임부위는 프런트 아우터 패널과 접합되는 중간부위에서 예각으로 굴곡되어 있으며, 또한 상기 프런트 아우터 패널도 상기 중간부위와 대응하는 접합부위에서 예각으로 굴곡되어 있고, 상기 보강부재는 상기 프런트 프레임 본체와 상기 프런트 아우터 패널사이에 삽입되어 다수개의 폐단면을 형성하는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차의 프런트 프레임의 충돌에너지 흡수구조.The main frame portion and the sub frame portion constituting the front frame are bent at an acute angle at an intermediate portion joined to the front outer panel, and the front outer panel is also bent at an acute angle at a joint portion corresponding to the intermediate portion. The reinforcing member is inserted between the front frame body and the front outer panel has a structure to form a plurality of closed end surface collision energy absorbing structure of the front frame of the vehicle. 삭제delete
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