KR100517699B1 - 자동차용 캐리어의 하부프레임 일체형 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 캐리어의 하부프레임 일체형 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 캐리어의 측면프레임 하단이 절곡 형성되어 쿨링모듈을 장착하기 위한 제1장착공이 구비된 제1마운팅부와, 상기 제1마운팅부를 감싸며 오버몰딩되어 상기 제1장착공과 대응하는 형상의 제2장착공이 구비된 제2마운팅부와, 상기 제2마운팅부와 일체로 형성되며 상기 캐리어의 하측을 지지하며 강성을 보강하기 위한 립(Rib)이 구비된 하부프레임으로 구성된다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 측면프레임과 하부프레임의 결합 강성이 증대되며, 제품의 부품수가 절감되는 것에 의하여 생산비를 절감할 수 있게 된다.

Description

자동차용 캐리어의 하부프레임 일체형 구조{Unifing structure between lower frame and carrier in car}

본 발명은 캐리어 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스틸 재질의 측면프레임과 플라스틱 재질의 하부프레임을 오버몰딩 방식을 이용하여 일체로 결합하는 자동차용 캐리어의 하부프레임 일체형 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 차체 구조는 모노코크 바디형과 프레임 구조로 크게 나눌 수 있는데, 상기 모노코크 구조는 다시 FF,FR 등의 구동방식과 서스펜션의 방식에 따라 다르며, 제조 메이커에 따라 부품의 조립순서, 분할방식 등이 약간의 차이가 있다.

이와 같은 모노코크 바디 구조를 설명한다면 프런트 바디와 센터 바디 그리고 리어 바디로 분할하여 설명할 수 있는데, 이중 프런트 바디는 프런트 펜더(front fender), 후드(hood), 프런트 밸런스 패널(front balance panel) 등의 외관 부품은 볼트로 체결하며 차체의 골격을 이루고 있는 구조 부재는 거의 메인 바디에 스폿 용접되어 있다.

상기 모노코크 바디는 프레임이 없는 것으로 오늘날 자동차의 대부분이 상기 구조를 채택하고 있으며, 바디가 새시 프레임과 일체로 되어 있으므로 가벼울 뿐만 아니라 충돌했을 때 에너지 흡수가 잘된다는 장점이 있으며, 외력을 바디 전체로 커버할 수 있는 구조로 되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 모노코크형 바디(1)는 자동차의 길이 방향을 따라 전방차체(3)와 중심차체(5) 및 후방차체(7)로 구분되어진다.

상기 전방차체(3)는 대시패널과 휠하우스 및 전방펜더를 갖춘 내판부분과, 후드와 전방선단패널로 된 외판부분으로 이루어지고, 상기 중심차체(5)는 플로워 뒤쪽에 구동장치가 설치되는 것 이외에는 외부에서의 힘을 거의 받지 않으므로 엷은 판을 프레스 가공하여 박스형상으로 형성되면서 플로워패널과 사이드패널, 루프패널(8), 카울패널(9) 및 도어 등으로 구성되는 한편, 상기 후방차체(7)는 후방플로워 패널과 후방펜더 및 하부백패널 등으로 구성되어 있다.

또한 상기 차체에는 하부에 좌우로 소정 간격을 두고 배열된 차체프레임이 구비되어 있는데, 이 차체프레임은 차체의 하부에서 기본 골격을 형성하여 차체를 전체적으로 지지해주면서 자동차의 충돌시에 우선적으로 충격을 받아서 적절히 분산시키는 역할을 하도록 되어 있다.

상기 전방차체(3)의 앞에는 캐리어(10)가 장착되며, 상기 캐리어(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 캐리어(10)에는 헤드램프, 라이에이터, 콘덴서, 범퍼 등과 차체패널을 하나로 조립하여 현장에서 조립성을 향상시키고, 조립대상 부품 수를 감소시켜 조립 시간을 단축하며, 제품의 조립 정도를 확보하기 위한 기술인 FEM(Front End Module)이 적용된다.

상기 캐리어(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 양측에 형성된 헤드램프 장착부(11)와, 그 전방에 라디에이터 및 콘덴서와 같은 쿨링모듈을 장착하는 쿨링모듈 장착부(12)와, 상기 쿨링모듈 장착부(12)의 상부프레임(13)의 중간에서 아래로 연결되어 자동차의 혼 스피커 등을 장착하도록 브라켓(14)과 상기 쿨링모듈장착부(12)의 하부에 형성되어 범퍼 및 안개등 등을 장착하는 하부프레임(15)으로 이루어지며, 상기 상부프레임(13)과 하부프레임(15)을 연결시켜 주기 위하여 양측에는 측면프레임(17)이 구비된다.

도 3을 참조하여 종래 하부프레임(15)과 측면프레임(17)의 결합상태를 설명하기로 한다. 도시된 바와 같이, 하부프레임(15)은 양단이 상향으로 절곡되어서 플라스틱 재질의 결합부재(20)에 의하여 상기 측면프레임(17)과 고정된다.

상기 결합부재(20)와 인접한 하부프레임(15)과 측면프레임(17)에는 차체에 고정되기 위한 각각 2개씩의 결합공(22)이 형성되어 있으며, 상기 하부프레임(15) 내측에 결합되는 보강부(30)는 플라스틱 재질로 이루어지며, 쿨링모듈의 하측 지지부를 장착하기 위하여 장착공(32)이 형성된 마운팅부(34)와 십자 형상의 살 형상을 이루는 립(Rib)(36)으로 구성된다.

상기와 같은 종래 캐리어(10)에서 하부프레임(15)과 측면프레임(17)이 상호 결합되는 구조는 플라스틱 재질의 결합부재(20)를 별도로 필요로 하는 것에 의하여 생산비가 상승되며, 상기 결합부재(20) 만으로 상기 하부프레임(15)과 측면프레임(17)이 결합되는 것에 의하여 내구성이 저하된다.

그리고, 플라스틱 재질로 이루어진 보강부(30)에서 연장 형성된 마운팅부(34)는 비교적 무거운 쿨링모듈인 라디에이터가 장착되는 부분으로서 강성이 취약하며 장시간 사용시 내구성이 저하될 수 있는 문제점을 갖게 된다.

그리고, 하부프레임(15)과 측면프레임(17)이 분리되어 있는 것에 의하여 각각 결합공(22)을 2개씩 형성하여 차체에 볼트체결하는 구조로 인하여 조립공정이 추가되며 볼트 및 너트 추가로 제조원가가 상승된다.

상기 열거된 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 측면프레임과 하부프레임의 결합시 소요되는 부품수를 감소하여 부품비 감소 및 조립공수 감소에 의한 생산비를 절감하게 되는 자동차용 캐리어의 하부프레임 일체형 구조를 제공하는 것이다.

그리고, 측면프레임과 하부프레임이 단순결합 방식에 의하여 결합되는 것에 의하여 내구성의 저하를 방지하는 자동차용 캐리어의 하부프레임 일체형 구조를 제공하는 것이다.

그리고, 비교적 무거운 쿨링모듈을 지지하는 마운팅부분의 강성을 증가시켜 주는 것에 의하여 내구성이 향상되는 자동차용 캐리어의 하부프레임 일체형 구조를 제공하는 것이다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 캐리어의 측면프레임 하단이 절곡 형성되어 쿨링모듈을 장착하기 위한 제1장착공이 구비된 제1마운팅부와, 상기 제1마운팅부를 감싸며 오버몰딩되어 상기 제1장착공과 대응하는 형상의 제2장착공이 구비된 제2마운팅부와, 상기 제2마운팅부와 일체로 형성되며 상기 캐리어의 하측을 지지하며 강성을 보강하기 위한 립(Rib)이 구비된 하부프레임으로 구성된다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 측면프레임과 하부프레임의 결합 강성이 증대되며, 제품의 부품수가 절감되는 것에 의하여 생산비를 절감할 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 차체의 전방부를 구성하는 캐리어(50)에는 헤드램프를 장착하기 위한 헤드램프 장착부(52)가 캐리어(50)의 좌우측에 각각 형성되어 있으며, 상기 헤드램프 장착부(52)는 상부프레임(54)에 의하여 연결된다.

상기 상부프레임(54)의 양단에는 각각 측면프레임(56)의 상단이 연결되어 있으며, 상기 측면프레임(56)은 하단에서 하부프레임(60)과 오버몰딩(Over molding) 되며 일체형으로 된다.

그리고, 상기 상부프레임(54)과 하부프레임(60)의 중심부에 각각 양단이 고정되는 브라켓(53)은 자동차의 혼 스피커등을 장착할 수 있게 되며, 상기 캐리어(50)의 후측에는 쿨링모듈이 장착되기 위한 공간인 쿨링모듈 장착부(55)가 형성된다.

상기 오버몰딩 공정은 스틸(steel)을 포함하여 녹는 점이 높은 재질을 플라스틱을 포함하여 녹는 점이 낮은 재질이 둘러싸도록 하여 다른 두 재질을 일체로 결합시키는 공정을 말한다.

상기 측면프레임(56)에는 차체와 결합되기 위하여 3개소에 결합공(57)이 형성되어 있으며 도 5에 도시된 바와 같이, 하단에서 절곡되어 결착부(58)가 형성되며 상기 결착부(58)에서 쿨링모듈을 장착하기 위하여 제1장착공(59a)이 형성된 제1마운팅부(59)가 형성된다.

한편, 상기 측면프레임(56)의 양단에는 도 6에 도시된 바와 같이, 각각 직각으로 절곡되어 제1절곡부(70)와 제2절곡부(71)가 형성된다.

상기에서 측면프레임(56)과 하부프레임(60)이 일체로 형성되는 구조를 도 5를 참조하여 설명하면, 상기 구조로 되어 있는 측면프레임(56)에 플라스틱 재질의 하부프레임(60)이 오버몰딩하여 상호 결합이 이루어지게 된다.

상기 하부프레임(60)의 형상은 상기 제1장착공(59a) 및 제1마운팅부(59)와 대응하도록 제2장착공(62a) 및 제2마운팅부(62)가 형성되어 있으며, 강성보강을 위한 립(Rib)(64)이 내측에 형성되어 있게 되며, 상기 결착부(58)와 접하여 만나는 부분에는 립(64) 형상이 없는 안착부(66)가 구비된다.

상기 구성을 갖는 본 발명 실시예에 의한 작용을 설명하기로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명 실시예에 의한 자동차용 캐리어의 하부프레임 일체형 구조에 있어서, 상기 측면프레임(56)에 하부프레임(60)이 오버몰딩하여 고정되는 구조를 설명하기로 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 측면프레임(56)의 하단이 절곡 형성된 결착부(58)에는 하부프레임(60)의 안착부(66)가 접하여 고정되도록 성형되며, 제1마운팅부(59)와 제1장착공(59a)의 외측을 둘러싸며 제2마운팅부(62)와 제2장착공(62a)이 형성된다.

상기 하부프레임(60) 일체형 제조공정을 살펴보면, 스틸 재질인 상기 측면프레임(56)을 주형에서 먼저 생산하고, 상기 상태에서 플라스틱 재질인 하부프레임(60)을 상기 측면프레임(56)과 일체로 형성하기 위하여 스틸 재질의 녹는점 보다는 온도가 낮고 플라스틱 재질의 녹는점 보다는 높은 온도에서 하부프레임(60)이 측면프레임(56)에 오버몰딩하여 결합되도록 한다.

즉, 상기 측면프레임(56)과 하부프레임(60)은 상호 결합되기 위한 결착부(58)와 안착부(66) 부분에서 상기 하부프레임(60)의 플라스틱 재질이 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 측면프레임(56)을 둘러싸도록 형성된다.

그리고, 상기 측면프레임(56)의 제1절곡부(70)와 제2절곡부(71)가 양단에서 절곡 형성되는 것에 의하여 상기 하부프레임(60)이 오버몰딩된 상태에서 이탈되는 것을 방지하게 되며 강성 및 내구성을 증가시켜 주게된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 자동차용 캐리어의 하부프레임 일체형 구조에 의하면, 측면프레임과 하부프레임 결합시 종래보다 부품수가 감소되는 것에 의하여 부품비와 조립공수가 절감되는 것에 의하여 생산비를 절감하는 효과가 있다.

그리고, 종래의 단순 접합 방식에 비하여 오버몰딩 방식을 사용하여 서로 다른 재질인 측면프레임과 하부프레임의 결합력을 향상시키게 되었으며 이로 인하여 향상된 내구성을 제공하는 효과가 있다.

그리고, 쿨링모듈을 지지하는 마운팅부분을 스틸 재질로 이루어진 측면프레임이 절곡되어 형성되는 것에 의하여 종래보다 내구성이 향상되는 효과가 있다.

그리고, 비교적 하중을 적게 받는 하부프레임이 프라스틱 재질로 이루어지는 것에 의하여 캐리어의 하중을 감소시키게 되며 차체 적용시 연비를 높이게 되는 효과가 있다.

도 1은 종래 자동차의 차체를 도시한 사시도.

도 2는 종래 캐리어 구조를 보이는 사시도.

도 3은 도 2에서 "A" 부분 확대도.

도 4는 본 발명 실시예에 의한 캐리어의 구조를 보이는 사시도.

도 5는 도 4에서 측면프레임과 하부프레임의 결합상태를 도시한 사시도.

도 6은 도 4에서 "B-B"방향의 측단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

50 : 캐리어 52 : 헤드램프 장착부

53 : 브라켓 54 : 상부프레임

55 : 쿨링모듈 장착부 56 : 측면프레임

57 : 결합공 59 : 제1마운팅부

59a : 제1장착공 60 : 하부프레임

62 : 제2마운팅부 62a : 제2장착공

64 : 립(Rib) 66 : 안착부

70 : 제1절곡부 71 : 제2절곡부

Claims (1)

1. 캐리어의 측면프레임 하단이 절곡 형성되어 쿨링모듈을 장착하기 위한 제1장착공이 구비된 제1마운팅부와,

   상기 제1마운팅부를 감싸며 오버몰딩되어 상기 제1장착공과 대응하는 형상의 제2장착공이 구비된 제2마운팅부와,

   상기 제2마운팅부와 일체로 형성되며 상기 캐리어의 하측을 지지하며 강성을 보강하기 위한 립(Rib)이 구비된 하부프레임을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자동차용 캐리어의 하부프레임 일체형 구조.