KR20020095278A - Side main frame for vehicles - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량의 사이드메인프레임에 관한 것으로서 특히, 차량 전면 충돌시 충격에너지를 차체에 분산시키는 사이드메인프레임의 구조를 개선하여 효과적으로 충돌에너지를 흡수시키기 위한 장치로써, 차량 전면 충돌시 효과적으로 충돌에너지를 흡수하여 차량과 탑승자의 안전성을 향상시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a side main frame of a vehicle, and more particularly, to improve the structure of a side main frame that distributes impact energy to a vehicle body in front of a vehicle collision, and to effectively absorb collision energy. Absorption relates to a device that can improve the safety of the vehicle and the occupant.
일반적으로 프레임은 섀시를 구성하는 각 장치나 바디를 장치하는 골격을 이루는 것으로 장치한 부품이나 보디에서 전달되는 하중 및 전후의 차축에서 발생하는 반력을 지지하는 중요한 부분으로써, 프레임은 자동차가 주행중에 받는 노면에서의 충격이나 하중 등에 의하여 발생하는 굽힘, 비틀림, 인장, 진동 등에 충분히 견딜 수 있는 강도와 강성을 가짐과 동시에 경량으로 제작된다.In general, the frame forms the skeleton of each device or body constituting the chassis, and is an important part supporting the load transmitted from the parts and the body and the reaction force generated in the front and rear axles. It has a strength and rigidity that can withstand bending, torsion, tension, vibration, etc. generated due to impact or load on the road, and it is manufactured at a light weight.
특히, 승용차 등에서는 프레임과 보디를 일체 구조로 하는 것이 주류를 이루고 있으며, 이러한 형식은 차량중량을 가볍게 할뿐만 아니라, 자동차의 앞부분 또는 뒷부분을 구성하는 프레임과 보디를 적절히 조립함으로써 충돌 등의 충격에너지를 가능한 한 흡수하여 차체 및 탑승자에 전달되는 충격을 감소시킬 수 있도록 제작된다.In particular, in the case of a passenger car or the like, the frame and the body are integrally formed, and this type not only reduces the weight of the vehicle but also assembles the frame and the body constituting the front or rear part of the car so that impact energy such as a collision is prevented. It is designed to absorb as much as possible to reduce the shock transmitted to the body and occupant.
또한, 차체의 전면충돌시 프레임의 변형이 충격에너지를 적절하게 흡수할 수있도록 초기 변형을 유도하기 위한 비드 등을 프레임 선단에 설정하는 방법 등이 많이 사용되고 있으며, 이러한 비드의 사용은 프레임 선단의 변형이 쉽게 발생하여 규칙적인 접힘모드가 발생하도록 하여 효과적인 충격에너지 흡수를 유도하게 된다.In addition, a method of setting a bead at the front of the frame to induce an initial deformation so that the deformation of the frame in the front impact of the vehicle body can properly absorb the impact energy, and the use of the bead is a deformation of the front end of the frame This easily occurs, allowing a regular folding mode to occur, leading to effective shock energy absorption.
도 1은 종래의 차량의 사이드메인프레임을 도시하는 평면도이다.1 is a plan view showing a side main frame of a conventional vehicle.
도 1에 도시된 바와 같이 종래의 차량의 사이드메인프레임은 길이방향으로 놓인 사각기둥형상으로 상하면에는 평행한 홈형태의 비드(11)가 다수개 형성된 사이드메인프레임(10)으로 구성된다.As shown in FIG. 1, a side main frame of a conventional vehicle includes a side main frame 10 in which a plurality of bead 11 in parallel grooves are formed on a top and bottom in a rectangular column shape extending in a longitudinal direction.
이와 같이 구성된 종래의 차량의 사이드메인프레임은, 차량 주행중 차체가 전방 충돌하게 되면, 차체의 범퍼(미도시)에 이러한 충격이 직접적으로 전달되며, 범퍼는 이러한 충격을 범퍼 후방에 위치한 범퍼프레임(미도시)을 통하여 상기 사이드메인프레임(10)에 전달하게 된다.In the conventional main vehicle side frame configured as described above, when the vehicle body collides forward while driving the vehicle, such a shock is directly transmitted to a bumper (not shown) of the vehicle body, and the bumper transmits the shock to a bumper frame (not shown) located behind the bumper. When delivered to the side main frame 10 through.
이때, 상기 사이드메인프레임(10)은 전달된 충격에 의하여 변형하게 되며, 상기 사이드메인프레임(10)의 상하측면에 다수개 형성된 홈형태의 비드(11)에 의하여 상기 사이드메인프레임(10)이 순차적인 접힘모드로 변형하면서 충격에너지를 흡수하게 된다.At this time, the side main frame 10 is deformed by the transmitted shock, and the side main frame 10 is formed by a plurality of groove-shaped beads 11 formed on the upper and lower sides of the side main frame 10. The shock energy is absorbed while deforming in the sequential folding mode.
이와 같이 하여 차체에 전달된 전방 충격을 사이드메인프레임(10)이 변형하면서 흡수하게되어 탑승자를 보호하게 된다.In this way, the front main frame 10 is absorbed while the front main frame 10 is deformed while protecting the occupant.
그러나, 종래의 차량의 사이드메인프레임은 상기 비드가 사이드메인프레임의 변형을 효과적인 방향, 즉, 축방향으로 유도하지 못하거나, 과도한 비드의 형성으로 인하여 적은 양의 충돌에너지 밖에 흡수하지 못한다는 기술상의 문제점이 있었다.However, the side mainframe of a conventional vehicle is technical in that the beads do not guide the deformation of the side mainframe in an effective direction, ie, in the axial direction, or absorb only a small amount of collision energy due to excessive bead formation. There was a problem.
본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 차량 전면 충돌시 효과적으로 충돌에너지를 흡수하여 차량과 탑승자의 안전성을 향상시킬 수 있도록 하는 차량의 사이드메인프레임을 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above problems, to provide a side main frame of the vehicle to effectively absorb the collision energy during the front collision of the vehicle to improve the safety of the vehicle and the occupant.
이러한 본 발명은 길이방향으로 놓인 사각기둥형상으로 후측 양측면에 원공형상의 전방프레임체결공이 다수개 형성되어 있으며, 상하면에는 평행한 홈형태의 비드가 다수개 형성된 전방프레임과; 상기 전방프레임의 후측에 길이방향으로 위치하여 상기 전방프레임보다 단면이 큰 사각기둥형상으로 전측 양측면에 원공형상의 후방프레임체결공이 다수개 형성되어 있으며, 상하면에는 평행한 홈형태의 비드가 다수개 형성된 후방프레임과; 상기 후방프레임 내측에 삽입 가능한 크기로 양측면에 원공형상의 보강부재체결공이 다수개 형성된 사각기둥 형태의 보강부재와; 상기 전방프레임과 후방프레임 사이에 평행하게 위치하여 측면이 이단 절곡된 사각기둥형태로 전후측면에 각각 원공형상의 연결부재체결공이 다수개 형성되어 있으며, 전측은 상기 전방프레임의 후측 내부로 삽입되어 상기 전방프레임체결공과 연결부재체결공을 동시에 관통하여 체결수단에 의하여 체결되며, 후측은 상기 보강부재가 내측에 위치한 후방프레임이 후측 내부로 삽입되어 상기 후방프레임체결공 및 보강부재체결공과 연결부재체결공을 동시에 관통하여 체결수단에 의하여 체결된 연결부재로 이루어진 사이드메인프레임으로 구성함으로써 달성된다.The present invention includes a plurality of front frame fastening holes in the shape of a rectangular column in the longitudinal direction formed on both sides of the rear side, the front frame having a plurality of parallel groove-shaped beads on the upper and lower surfaces; Positioned in the longitudinal direction at the rear side of the front frame is a rectangular column shape with a larger cross section than the front frame is formed with a plurality of rear frame fastening holes in the form of a circular hole on both sides, a plurality of parallel groove-shaped beads formed on the upper and lower surfaces A rear frame; A reinforcing member having a rectangular column shape having a plurality of circular reinforcing member fastening holes formed at both sides of the rear frame to be inserted into the rear frame; Positioned in parallel between the front frame and the rear frame has a plurality of connection member fastening holes in the form of a circular column on the front and rear sides in the form of a square bent in two stages, the front side is inserted into the rear side of the front frame The front frame fastening hole and the connecting member fastening hole are simultaneously penetrated and fastened by the fastening means, and the rear side is the rear frame in which the reinforcing member is inserted into the rear side and the rear frame fastening hole and the reinforcing member fastening hole and the connecting member fastening hole It is achieved by constructing the side main frame made of a connection member fastened by the fastening means at the same time.
도 1은 종래의 차량의 사이드메인프레임을 도시하는 도,1 is a view showing a side main frame of a conventional vehicle;
도 2는 본 발명의 차량의 사이드메인프레임을 도시하는 단면도,2 is a cross-sectional view showing a side main frame of a vehicle of the present invention;
도 3은 본 발명의 차량의 사이드메인프레임을 도시하는 분해사시도,3 is an exploded perspective view showing a side main frame of a vehicle of the present invention;
도 4는 본 발명의 차량의 사이드메인프레임의 연결부재를 도시하는 도 3의Figure 4 is a view of the connecting member of the side main frame of the vehicle of the present invention of Figure 3
A-A'선의 단면도,Cross section of line A-A ',
도 5는 본 발명의 차량의 사이드메인프레임의 연결부재의 변형형상을Figure 5 is a deformation of the connection member of the side main frame of the vehicle of the present invention
도시하는 단면도,Profile showing,
도 6은 본 발명의 차량의 사이드메인프레임에 대한 하중-변위 그래프.6 is a load-displacement graph of the side mainframe of the vehicle of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 사이드메인프레임110 : 전방프레임100: side main frame 110: front frame
111 : 전방프레임체결공120 : 후방프레임111: front frame fastening hole 120: rear frame
121 : 후방프레임체결공130 : 보강부재121: rear frame fastening hole 130: reinforcing member
131 : 보강부재체결공140 : 연결부재131: fastening member fastening member 140: connecting member
141 : 연결부재체결공150 : 비드141: fastening member 150: bead
160 : 체결수단160: fastening means
도 2는 본 발명의 차량의 사이드메인프레임을 도시하는 평단면도이며, 도 3은 본 발명의 차량의 사이드메인프레임을 도시하는 분해사시도이다.2 is a plan sectional view showing a side main frame of the vehicle of the present invention, Figure 3 is an exploded perspective view showing a side main frame of the vehicle of the present invention.
또한, 도 4는 본 발명의 차량의 사이드메인프레임의 연결부재를 도시하는 도 3의 A-A'선의 단면도이며, 도 5는 본 발명의 차량의 사이드메인프레임의 연결부재의 변형형상을 도시하는 단면도이다.4 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 3 showing the connecting member of the side mainframe of the vehicle of the present invention, and FIG. 5 shows a deformation of the connecting member of the side mainframe of the vehicle of the present invention. It is a cross section.
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 차량의 사이드메인프레임은 길이방향으로 놓인 사각기둥형상으로 후측 양측면에 원공형상의 전방프레임체결공(111)이 다수개 형성되어 있으며, 상하면에는 평행한 홈형태의 비드(150)가 다수개 형성된 전방프레임(110)과; 상기 전방프레임(110)의 후측에 길이방향으로 위치하여 상기 전방프레임(110)보다 단면이 큰 사각기둥형상으로 전측 양측면에 원공형상의 후방프레임체결공(121)이 다수개 형성되어 있으며, 상하면에는 평행한 홈형태의 비드(150)가 다수개 형성된 후방프레임(120)과; 상기 후방프레임(120) 내측에 삽입 가능한 크기로 양측면에 원공형상의 보강부재체결공(131)이 다수개 형성된 사각기둥 형태의 보강부재(130)와; 상기 전방프레임(110)과 후방프레임(120) 사이에 평행하게 위치하여 측면이 이단 절곡된 사각기둥형태로 전후측면에 각각 원공형상의 연결부재체결공(141)이 다수개 형성되어 있으며, 전측은 상기 전방프레임(110)의 후측 내부로 삽입되어 상기 전방프레임체결공(111)과 연결부재체결공(131)을 동시에 관통하여 체결수단(160)에 의하여 체결되며, 후측은 상기 보강부재(130)가 내측에 위치한 후방프레임(120)이 후측 내부로 삽입되어 상기 후방프레임체결공(121) 및 보강부재체결공(131)과 연결부재체결공(141)을 동시에 관통하여 체결수단(160)에 의하여 체결된 연결부재(140)로 이루어진 사이드메인프레임(100)으로 구성되는 것을 그 기술상의 특징으로 한다.As shown in FIGS. 2 to 5, the side main frame of the vehicle of the present invention has a rectangular column shape extending in the longitudinal direction, and a plurality of circular front frame fastening holes 111 are formed on both rear sides of the vehicle, and parallel to the upper and lower surfaces thereof. A front frame 110 in which a plurality of groove-shaped beads 150 are formed; Positioned in the longitudinal direction at the rear side of the front frame 110 in the shape of a square pillar with a larger cross section than the front frame 110 is formed with a plurality of rear frame fastening holes 121 of the circular hole on both sides of the front, A rear frame 120 in which a plurality of parallel groove-shaped beads 150 are formed; Reinforcing members 130 having a rectangular pillar shape in which a plurality of reinforcing member fastening holes 131 are formed on both sides of the rear frame 120 to be inserted into the rear frame 120; Positioned in parallel between the front frame 110 and the rear frame 120 in the form of a square column bent in two stages in the form of a plurality of connection member fastening holes 141 each of the hole shape in the front and rear sides, the front side It is inserted into the rear side of the front frame 110 and penetrates the front frame fastening hole 111 and the connection member fastening hole 131 at the same time and is fastened by the fastening means 160, and the rear side is the reinforcing member 130. The inner rear frame 120 is inserted into the rear side through the rear frame fastening hole 121 and the reinforcing member fastening hole 131 and the connection member fastening hole 141 at the same time by the fastening means 160 It is characterized in that the technical consisting of the side main frame 100 made of a connection member 140 fastened.
이하, 도 2 및 도 5를 참고하여 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 5.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 구성된 본 발명의 차량의 사이드메인프레임(100)은, 차량의 전방으로부터 사각기둥형상의 전방프레임(110), 연결부재(140), 보강부재(130) 및 후방프레임(120)이 순차적으로 체결수단(160)에 의하여 체결되어 있으며, 상기 전방프레임(110)과 후방프레임(120)에는 상하면에 다수개의 비드(150)가 형성되어있어 상기 사이드메인프레임(100)에 전방 충격이 전달되면 상기 사이드메인프레임(100)의 변형을 순차적인 접힘모드로 유도하게 된다.The side main frame 100 of the vehicle of the present invention configured as shown in FIGS. 2 and 3 includes a front frame 110, a connecting member 140, a reinforcing member 130, and a rectangular pillar shape from the front of the vehicle. The rear frame 120 is sequentially fastened by the fastening means 160, and a plurality of beads 150 are formed on the front and rear surfaces of the front frame 110 and the rear frame 120 so as to form the side main frame 100. When forward shock is delivered to), the deformation of the side main frame 100 is induced in a sequential folding mode.
이때, 상기 후방프레임(120)의 내측에는 보강부재(130)가 추가로 체결되어 있어 상기 후방프레임(120)의 강성을 보강함으로써, 차체 전측으로부터 상기 후방프레임(120)에 큰 충격이 전달되었을 때, 상기 후방프레임(120)이 축방향 이외의 방향으로 변형하여 발생할 수 있는 차체의 손상을 방지하게 된다.At this time, when the reinforcement member 130 is further fastened to the inside of the rear frame 120 to reinforce the rigidity of the rear frame 120, when a large shock is transmitted from the front side of the vehicle body to the rear frame 120. In addition, the rear frame 120 is to prevent damage to the vehicle body that may occur by deformation in a direction other than the axial direction.
또한, 상기 연결부재(140)의 강성은 전방프레임(110)이나 후방프레임(120)의 강성보다 커야하며, 상기 전방프레임(110)의 강성은 후방프레임(120)의 강성보다 작게하여, 차량의 전측으로 전달된 충격에너지를 전측으로부터 후측 방향으로, 순차적으로 전달하면서 각각의 구성요소가 변형하여 충격에너지를 흡수하도록 제작된다.In addition, the rigidity of the connection member 140 should be greater than the rigidity of the front frame 110 or rear frame 120, the rigidity of the front frame 110 is less than the rigidity of the rear frame 120, Each component is deformed to absorb the impact energy while sequentially transmitting the impact energy transmitted to the front side from the front side to the rear side.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 연결부재(140)는 측면의 형상이 2단 절곡된 형상으로 제작되어, 전측에 위치한 전방프레임(110)과 체결되어 있기 때문에 전방으로부터 충격이 전달되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 연결부재(140)가 2단으로 굴곡하면서 변형하게되어 사이드메인프레임(100)이 축방향으로 변형하면서 충격에너지를 흡수하게 된다.As shown in Figure 4, the connecting member 140 is formed in the shape of the two-sided bent shape, because the shock is transmitted from the front because it is fastened to the front frame 110 located on the front side, Figure 5 As shown in FIG. 2, the connection member 140 is deformed while bending in two stages, so that the side main frame 100 is deformed in the axial direction to absorb impact energy.
도 6은 본 발명의 차량의 사이드메인프레임에 대한 하중-변위 그래프이다.6 is a load-displacement graph of the side mainframe of the vehicle of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 수치해석을 통하여 본 발명의 차량의 사이드메인프레임(100)에 가해진 길이방향의 하중에 대하여 상기 사이드메인프레임(100)의 길이방향 변위와 종래의 차량의 사이드메인프레임(10)에 가해진 길이방향의 하중에 대하여 상기 사이드메인프레임(10)의 길이방향 변위를 도시화시키면, 도 6의 B로 표시된 영역은 전방프레임(110)과 연결부재(140)가 변형하는 구간에 해당하며, B구간 이후의 구간은 후방프레임(120)이 변형하는 구간에 해당하게 된다.As shown in FIG. 6, the longitudinal displacement of the side main frame 100 and the side main frame of the conventional vehicle with respect to the longitudinal load applied to the side main frame 100 of the vehicle of the present invention through numerical analysis. When the longitudinal displacement of the side main frame 10 is illustrated with respect to the longitudinal load applied to (10), the area indicated by B in FIG. 6 is in a section where the front frame 110 and the connecting member 140 deform. The section after section B corresponds to the section where the rear frame 120 is deformed.
이때, 상기 B구간의 초기구간에서는 종래의 사이드메인프레임(10)에 비하여 본 발명의 사이드메인프레임(100)의 변형이 시작되는 하중이 낮기 때문에 적은 충격하중에 대해서도 종래에 비하여 이를 사이드메인프레임(100)이 원활하게 흡수하는 것을 알 수 있으며, B구간의 평균값을 보았을 때에는, 종래의 사이드메인프레임(10)에 비하여 본 발명의 사이드메인프레임(100)의 하중 값이 크기 때문에 종래에 비하여 큰 강성을 나타내고 있는 것을 알 수 있다.At this time, since the load at which the deformation of the side main frame 100 of the present invention starts is lower in the initial section of the section B than the conventional side main frame 10, the side main frame ( It can be seen that the 100 is smoothly absorbed, and when the average value of the section B is seen, since the load value of the side main frame 100 of the present invention is larger than that of the conventional side main frame 10, the rigidity is larger than that of the conventional one. It turns out that it represents.
이와 같이, 차량의 사이드메인프레임(100)의 구조를 개선하여 차체의 전방으로부터 전달되는 충격을 각각의 구성요소가 변형하면서 그 충격에너지를 원활하게 흡수하게 된다.In this way, the structure of the side main frame 100 of the vehicle is improved to smoothly absorb the impact energy while each component deforms the shock transmitted from the front of the vehicle body.
이상과 같은 본 발명은 차량 전면 충돌시 효과적으로 충돌에너지를 흡수하여 차량과 탑승자의 안전성을 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.The present invention as described above is an invention that can effectively absorb the collision energy during the front collision of the vehicle to improve the safety of the vehicle and the occupant.
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20060731 Year of fee payment: 4 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |