KR20080029916A - 자동차용 지붕 프레임 - Google Patents

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KR20080029916A KR1020070098319A KR20070098319A KR20080029916A KR 20080029916 A KR20080029916 A KR 20080029916A KR 1020070098319 A KR1020070098319 A KR 1020070098319A KR 20070098319 A KR20070098319 A KR 20070098319A KR 20080029916 A KR20080029916 A KR 20080029916A
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베바스토 아게
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Abstract

자동차용 슬라이드 방식의 선루프 또는 틸트-슬라이드 방식의 선루프를 위한 프레임이 제공되는데, 상기 프레임은 플라스틱 사출성형 부품으로 구현되고 하나 이상의 전방 프레임 부품(24) 및 상기 자동차의 길이 방향으로 형성된 두 개의 측부 받침부(26, 28)를 포함하는 하나 이상의 일체형 프레임 기초부재(22)를 포함한다. 가볍고 강성이 있는 프레임을 형성하기 위하여, 본 발명에 따른 프레임 기초부재(22)는 복합 부품으로 구현되며, 보강부재의 역할을 하는 하나 이상의 프로파일-형상 또는 컵-형상의 삽입 부품(38, 40)을 구비한다.
사출성형, 선루프, 자동차, 프레임

Description

자동차용 지붕 프레임{ROOF FRAME FOR A MOTOR VEHICLE}
본 발명에 따른 프레임의 한 예시적인 실시예는 도면에 개략적으로 도시되어 있으며 뒤따르는 설명으로부터 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 설계된 지붕 프레임을 구비한 자동차의 지붕 영역을 도시한다.
도 2는 상기 지붕 프레임의 하부를 별도로 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2의 III-III 선을 따라 취해진, 상기 지붕 프레임의 측부 받침부를 도시하는 단면도이다.
도 4는 상기 지붕 프레임의 삽입 부품과 그에 맞물리는 십자형 플라스틱 리브 구조를 도시한다.
참조 부호
10 자동차
12 프레임
14 차체 프레임
16 전방 지붕 개구부
18 후방 지붕 개구부
20 횡단 트러스
22 프레임 기초부재
24 전방 프레임 부품
26 측부 받침부
30 후방 프레임 부품
32 A 기둥
34 B 기둥
36 C 기둥
38 삽입 부품
40 삽입 부품
42 가장자리
44 가장자리
46 리브 구조
48 풋 포인트
50 구멍
52 횡단 이송부
54 가이드 레일
본 발명은 청구항 제1항의 전제부의 특징을 갖는 슬라이드 방식의 자동차 선 루프 또는 틸트-슬라이드 방식의 선루프를 위한 프레임에 관한 것이다.
이러한 프레임 중 하나가 예를 들어 독일특허 DE 203 17 140 U1에 공지되어 있는데, 이는 플라스틱 사출성형품으로 형성되고, 따라서 열가소성 플라스틱으로 생산되며 하나의 전방 프레임 부품과 두 개의 측부 받침부를 일체형으로 구비한다. 가이드 레일은 상기 측부 받침부 상으로 일체형으로 형성되고, 그 위에서 상기 슬라이드 방식의 선루프 또는 틸트-슬라이드 방식의 선루프의 커버부재가 지붕의 선택적인 폐쇄 또는 적어도 부분적인 개방을 위해서 안내된다. 상기 커버 부재의 작동을 위해서, 구동 모터는 상기 전방 프레임 부품의 영역에 배치될 수 있다. 플라스틱 사출성형 부품 및 그에 연결된 다양한 형상의 수용부의 설계에 의해서, 다양한 기능이 이러한 프레임에 직접적으로 통합될 수 있다.
상술한 형태의 프레임은 위로부터, 즉 자동차의 외부로부터 부착되거나 또는 내부로부터, 즉 자동차의 내부로부터 부착될 수 있다. 자동차 차대 상에 장착된 프레임에서는 특히, 상기 프레임 자체의 강한 강성을 요구하는데, 이는 플라스틱 프레임으로는 충족될 수 없다. 이러한 강성 요구조건은 상기 프레임이 배치되는 지붕 영역에 적절한 설계를 가함으로써 보상되어야 한다.
또한, 실질적인 작동을 위하여, 딥-드로잉(deep-drawing) 시트로 구현된 전방 프레임 부품 및 프레임 측부 받침부를 포함하는 프레임 기초부재가 자동차 차대 상에 장착되도록 슬라이드 방식의 선루프 또는 틸트-슬라이드 방식의 선루프에 제공되는 것이 공지되어 있다. 재료에 의해 무거운 무게를 가지고 제조 형상을 위한 선택이 제한된 이러한 프레임은 일반적으로 추가적인 구조적인 시트 부재를 구비한 다. 추가적으로, 이러한 시트 프레임에는, 제조업자 측면에서 더 많은 투자가 요구된다. 또한, 기능 통합을 위한 선택이 제한된다. 추가적으로, 상기 프레임을 내식성을 갖게 제조하는데 많은 비용이 소요된다.
추가적으로, 예를 들어 독일특허 DE 198 21 694 A1에는, 다중 프레임 기초부재를 구비하는 슬라이드 방식의 선루프가 공지되어 있다. 상기 프레임 기초부재는 플라스틱으로 이루어질 수 있는 전방 프레임 부품 및 일반적으로 알루미늄으로 이루어지는 지붕 커버부재를 안내하기 위한 측부 받침부를 포함한다. 상기 슬라이드 방식의 선루프 프레임의 이러한 모듈 설계에서는, 플라스틱으로 제조된 상기 전방 프레임 부품과 돌출된 알루미늄 형상으로 구현된 상기 프레임 측부 받침부 사이의 과도적인 영역에 고가의 밀봉처리가 수반되어야 한다.
본 발명의 기반이 되는 목적은 초기에 설명된 종류의 프레임을 가볍고, 고유 강성이 높으며, 낮은 비용으로 제조될 수 있도록 제공하는 것이다.
이러한 문제점은 청구항 제1항의 특징을 가진 프레임에 의해 본 발명에 따라 해결된다.
따라서, 본 발명의 핵심은 프레임 기초부재를 대표하며 한편으로는 플라스틱 사출성형 부품이고 다른 한편으로는 삽입 부품에 의해 형성된 하나 이상의 강화부재를 구비하는 지지부재가 마련된 프레임을 구현하는데 있다. 복합 부품을 형성하기 위하여, 상기 강화부재는 상기 사출성형 부품이 성형될 때 상기 프레임 기초부품에 직접 일체형으로 형성된다. 본 발명에 따른 프레임은 따라서 상기 사출성형 플라스틱과 상기 삽입 부품의 물질의 복합물이 존재하는 복합 부품으로 구현된 프레임 기초부재를 구비한다.
특히, 상기 삽입 부품은 금속으로 제조될 수 있으며 얇은 벽을 가진 시트 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 상기 삽입 부품은 특히 딥-드로잉 부품이 되어, 본 발명만의 프레임을 제조할 때, 사용된 물질의 특성뿐 아니라 두 개의 가공공정인 금속 딥-드로잉과 사출성형이 가격 효율에 도움을 주게 된다. 따라서 결과적으로 신뢰할 수 있고, 재생산이 가능하며, 제조공차가 뛰어난 상기 프레임 기초부재로 형성된 부품을 제공한다. 이는 특히 얇은 벽을 가지는, 딥-드로잉 방식의 스탬핑된(stamped) 여전히 본질적으로 불안정한 시트 부품 또는 프로파일을 적절한 사출성형 공구 내로 삽입하고, 적절한 물질, 즉 열가소성 플라스틱 또는 이중 플라스틱을 가진 플라스틱 구조를 통상적인 방식으로 수행되는 사출성형 공정 중 하나에 따라서 상기 시트 부품 상에 분사하여, 상기 시트 부품 및 결국 전체 구조를 강화하도록 제조된다. 상기 플라스틱 구조를 강화부재로 기능하는 상기 삽입 부품 상에 분사함으로써, 상기 삽입 부품의 얇은 벽을 가진 시트 구조가 효과적으로 안정될 수 있다.
그러나, 상기 삽입 부품을 탄소섬유 물질, 열가소성 플라스틱 강화섬유 또는 이중플라스틱 강화섬유로 제조하는 것을 또한 고려할 수 있는데, 이는 결과적으로 상기 부품의 무게 측면에서 유리하다. 예를 들어, 직물, 조방사(roving) 또는 매트 형태의 이중 플라스틱 또는 열가소성 플라스틱, 탄소, 아라미드 또는 유리 물질을 가진 강화섬유가 사용될 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 프레임은 하나 이상의 삽입 부품과 그에 연결된 플라스틱 구조물을 일체형으로 형성함으로써, 자동차 차대 분야, 특히 자동차 지붕 분야에서 요구되는 엄격한 규정을 만족시키는 큰 고유 강성을 가지는 구조를 제공한다.
특히 본 발명에 따른 프레임은 자동차의 외부로부터, 즉 자동차 차체 외곽으로 위로부터 배치된 슬라이드 방식의 선루프 프레임이다.
플라스틱 사출성형 부품으로 구성된 프레임 기초부재를 구비함으로써, 상기 프레임 기초부재 상에 많은 추가적인 기능성을 통합할 기회를 제공하게 된다. 이는 예를 들어 연결부재, 베어링 설치부, 래치 훅, 나사 연결부, 케이블 클램프 등으로 형성된다. 따라서, 고가의 가공후 처리 및 장착을 생략할 수 있다.
본 발명에 따른 프레임의 특별한 실시예 형태에서, 상기 강화부재의 적어도 부분적인 프로파일형 구조는 그 프로파일과 맞물리는 상기 사출성형 프레임 기초부품 또는 부재의 리브 구조에 의해 안정되고 강화된다.
본 발명에 따른 프레임의 바람직한 실시예 형태에서, 상기 프레임 기초부재의 측부 받침부 각각은 프로파일을 가진 하나 이상의 삽입 부품을 구비하고, 상기 사출성형 프레임 기초부재의 리브 구조가 그 안으로 맞물릴 수 있다. 상기 삽입 부품은 특히 자동차의 특정한 A 기둥과 특정한 B 기둥 사이의 영역에서 연장되고, 그 위에 상기 프레임이 놓인다. 지붕 영역에서는 특히, 자동차의 내충격성을 위해 엄격한 조건이 요구된다. 그러나, 상기 삽입 부품은 또한 상기 측부 받침부의 전체 길이에 걸쳐서 연장될 수도 있다.
상기 특정한 삽입 부품의 프로파일과 맞물리는 리브 구조는 특히 십자형 또는 지그재그형 리브 구조이다. 이러한 구조는 상기 삽입 부품이 구부러지려는 성향을 방지하는데 특히 효과적이다. 그러나, 기본적으로 어떠한 리브 패턴도 가능하다.
상기 삽입 부품을 상기 프레임 기초부재의 플라스틱 상에 고정하기 위하여, 삽입 부재의 하나 이상의 측부 가장자리 영역에서, 상기 삽입 부품은 파이프 형상으로 구현될 수 있으며, 여기서 상기 삽입 부품의 해당 가장자리는 플라스틱 물질로 덮힌다. 대안 또는 보충물로서, 상기 삽입 부품의 가장자리 영역에 있는 프레임 기초부재는 또한 해당 가장자리를 덮는 하나 이상의 일체형 플라스틱 클램프를 포함할 수 있다. 상기 고정부재는 따라서 사출성형될 때 상기 프레임 기초부재와 함께 하나의 공정으로 형성될 수 있다.
추가적으로, 상기 하나 이상의 삽입 부품이 자신의 베이스에 구멍을 가지는 경우, 이들은 각각 상기 프레임 기초부재의 플라스틱을 위한 고정 지점으로 기능하는 것이 유리하다. 이후, 사출성형 공정에서, 해당하는 사출성형 공구에 배치된 물질은 해당하는 삽입 부품의 구멍을 통해 침투하여, 상기 삽입 부품이 플라스틱 상에 고정되게 한다.
상기 삽입 부품은 부분적으로 노출될 수 있으며 또는 상기 프레임 기초부재의 플라스틱에 의해 완전히 둘러싸일 수 있다. 첫 번째 경우, 상기 삽입 부품은 상기 프레임의 추가적인 구조 부재를 부착하기 위한 기초가 될 수 있다. 예를 들어, 상기 프레임 기초부재의 두 개의 측부 받침부의 삽입 부품은 예를 들어 자동차 를 횡단하는 방향으로 연장되는 하나 이상의 금속 횡단 트러스를 통해서 서로 연결될 수 있다. 자동차 차체 외곽의 B 기둥의 높이에 있을 수 있는 이러한 횡단 트러스는, 해당하는 자동차 지붕이 앞좌석 영역에 제1 지붕 조망영역을 구비하고 뒷좌석 영역에 제2 지붕 조망영역을 구비한다면, 아마도 필요할 것이다. 상기 후방 지붕 조망영역은 예를 들어 말아올릴 수 있는 스크린에 의해 어두워질 수 있으며, 그로 인해 상기 측부 받침부에는 긴장된 활부재의 양측 단부를 위한 안내 경로가 구현될 수 있다. 이러한 안내 경로는 상기 프레임 기초부재의 플라스틱에 직접 형성될 수 있다.
또한, 상기 프레임 기초부재의 측부 받침부 영역에 배치된 삽입 부품 상에는 크래쉬 콘솔이 부착되며, 상기 크래쉬 콘솔은 해당하는 자동차 차대에서 B 기둥의 영역에 부착된다. 이러한 크래쉬 콘솔은 해당하는 B 기둥 영역에서 자동차 차체 외곽의 강성 및 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 프레임 기초부재의 측부 받침부 상으로 상기 지붕 커버부재를 안내하기 위하여, 돌출하는 알루미늄 프로파일로 구현되는 가이드 레일이 일체형으로 형성된다. 상기 가이드 레일은 삽입 부품을 구비하는 상기 프레임 기초부재의 영역 내에서 지지되는 것이 바람직하며, 상기 삽입 부품의 영역 및/또는 상기 프레임 기초부재의 플라스틱 영역에 고정될 수 있다.
상기 프레임의 완전한 밀봉을 위해서 또한 상기 삽입 부품 상에 상기 프레임 기초부재를 생성하는데 사용되는 플라스틱의 접착력을 향상시키기 위해서, 상기 삽입 부품은 플라스틱 코팅을 구비할 수 있다. 상기 플라스틱 코팅은 또한 특히 가 장자리 영역이 금속으로 제조된 삽입 부품을 위한 부식 방지부를 형성한다.
보다 유리한 방식으로, 본 발명에 따라 구성된 프레임에서, 상기 프레임 기초부재 상에 상기 자동차 차대의 전방 및/또는 후방 카울(cowl)을 일체형으로 형성하는 것이 또한 가능한데, 상기 카울은 프로파일을 갖는 적절한 삽입 부품으로 강화되고, 상기 프레임 기초부재의 사출성형된 리브 구조가 그 내부로 맞물릴 수 있다.
해당 카울은 따라서 슬라이드 방식의 선루프 또는 틸트-슬라이드 방식의 선루프를 위한 프레임의 제조공정 중에 하나의 공정 단계로 직접 형성된다. 상기 프레임을 장착하는 동안, 해당 카울의 단부는 특정 기둥, 즉 자동차 차체 외곽의 A, C 또는 D 기둥에 단지 부착되기만 하면 된다.
본 발명의 주제를 위한 다른 장점 및 유익한 실시예를 본 명세서, 도면 및 첨부된 청구항으로부터 얻을 수 있다.
도 1은 파노라마 지붕으로 구현되는 자동차 지붕을 구비한 자동차(10)를 도시한다. 이를 위하여, 상기 자동차 지붕은 위로부터 차체 프레임(14) 상에 배치된 프레임으로 구현되는 지붕 프레임(12)을 구비하며, 따라서 소위 상부-적재 프레임이라 불리고, 자동차(10)의 슬라이드 방식 선루프를 의미한다.
자동차(10)의 전체 승객실을 가로지르는 자동차 길이방향으로 연장되는 파노라마 지붕을 형성하기 위하여, 상기 지붕 프레임은 전방 지붕 개구부(16)와 후방 지붕 개구부(18)를 구비한다. 상기 전방 지붕 개구부(16) 및 후방 지붕 개구 부(18)는 횡단 트러스(20)에 의해 서로 나뉘어져 있다. 필요한 경우, 전방 지붕 개구부(16)는 자세하게 도시되지 않은 커버 부재에 의해 폐쇄될 수 있으며, 또는 적어도 부분적으로 개방될 수 있다. 상기 후방 지붕 개구부(18)는 단단히 장착된 투명 유리 또는 폴리카보네이트 창유리 부재로 덮인다. 상기 두 개의 지붕 개구부(16, 18)는 상세하게 도시되지 않은 말아올릴 수 있는 스크린으로 어두워질 수 있다.
도 2에 별도로 도시된 상기 프레임(12)은 이송부재 및 전방 프레임 부품(24)을 포함하는 일체형 프레임 기초부재(22), 자동차의 길이방향으로 연장되는 두 개의 측부 받침부(26, 28), 후방 프레임 부품(30), 및 중앙 트러스(20)를 포함한다. 상기 전방 프레임 부품(24)은 A 기둥(32)의 영역에 배치되고, 상기 횡단 트러스(20)는 B 기둥(34) 영역에 배치되고, 상기 후방 프레임 부품(30)은 자동차 차체의 C 기둥(36) 영역에 배치된다.
예를 들어, 상기 전방 프레임 부품 영역에서, 상기 커버 부재를 위한 구동 모터가 상기 전방 지붕 개구부(16)를 열고 닫기 위해 배치되고, 이는 측부 받침부(26, 28) 영역에서 측방향으로 안내된다. 두 개의 말아올릴 수 있는 스크린을 위한 구동 모터는 두 개의 측부 받침부(26, 28)를 연결하는 횡단 트러스(20) 영역 내에 배치될 수 있다.
프레임 기초부재(22)는 플라스틱 사출성형 부품이다. 이 플라스틱 사출성형 부품의 강성을 높이기 위해서, 측부 받침부(26, 28) 영역에는 금속 시트로 이루어진 삽입 부품(38 또는 40)이 제공되며, 이는 전방 프레임 부품(24)과 횡단 트러 스(20) 사이로 연장되고, 강화부재로 기능한다. 삽입 부품(38, 40)은 각각 딥-드로잉 부품으로 구현되며, 도 3 및 도 4로부터 특히 알 수 있는 것처럼, 단면이 U-프로파일 형상인 프로파일을 가질 수 있다. 따라서, 삽입 부품(38, 40)은 각각 컵 형상 및 프로파일 형상을 가질 수 있다. 대안적으로, 상기 측부 받침부의 전체 길이에 걸쳐 삽입 부품을 제공하는 것 또한 고려할 수 있다.
삽입 부품(38, 40)은 각각 자신의 가장자리(42, 44)가 프레임 기초부재(22)의 플라스틱과 파이프 방식으로 포개지도록 상기 프레임 기초부재(22)의 플라스틱 상에 고정된다.
추가적으로, 상기 프레임 기초부재(22)의 플라스틱은 도 4로부터 알 수 있듯이, 상기 삽입 부품(38, 40) 각각의 프로파일 내로 삽입되는 십자형 리브 구조(46)를 구비하여, 강화부재의 역할을 하는 삽입 부품(38, 40)의 구조를 안정시킨다.
추가적으로, 상기 리브 구조(46)는 각각의 삽입 부품(38, 40)의 구멍(50) 내로 맞물려 상기 삽입 부품(38, 40)을 상기 프레임 기초부재(22)의 플라스틱 상에 추가적으로 고정시키는 풋 포인트(foot point)(48)를 구비한다.
상기 지붕 구조를 더욱 안정시키고 강화시키기 위하여, 횡단 트러스(20) 영역에서 삽입 부품(38, 40)은 금속 횡단 지지부(52)에 의해 서로 연결되고, 이는 따라서 상기 지붕 구조를 위한 중앙 보강물이 된다.
본 발명에 따른 프레임은 플라스틱의 긍정적인 성질과 강철의 장점인 강도 및 안정성을 복합적으로 결합하였으며, 이로부터 삽입 부품(38, 40)이 제조된다. 삽입 부품은 해당 자동차의 내충격성을 위해 특별한 요구가 있는 경우에만 사용되며, 이는 본 실시예에서 소위 A 기둥(32) 및 소위 B 기둥(34) 사이의 영역에 해당한다. 또한, 상기 삽입 부품을 플라스틱으로 구현하기 때문에, 필요한 경우, 시트 부품의 부식 특성을 개선하기 위하여 소위 KTL 표면 코팅을 사용하지 않을 수 있다.

Claims (13)

  1. 플라스틱 사출성형 부품으로 구현되고 하나 이상의 전방 프레임 부품(24) 및 자동차의 길이 방향으로 형성된 두 개의 측부 받침부(26, 28)를 포함하는 하나 이상의 일체형 프레임 기초부재(22)를 포함하는, 자동차의 슬라이드 방식의 선루프 또는 틸트-슬라이드 방식의 선루프를 위한 프레임에 있어서,
    상기 프레임 기초부재(22)는 복합 부품으로 구현되고, 강화부재로 기능하는 하나 이상의 프로파일-형상 또는 컵-형상의 삽입 부품(38, 40)을 구비하는 것을 특징으로 하는 프레임.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 삽입 부품(38, 40)의 프로파일 형상에는 상기 사출성형 프레임 기초부재(22)의 사출성형 리브 구조(46)가 맞물리는 것을 특징으로 하는 프레임.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 측부 받침부(26, 28) 각각은 하나 이상의 프로파일-형상 또는 조개-형상의 삽입 부품(38, 40)을 구비하고, 그 위에는 상기 사출성형 프레임 기초부재(22)의 플라스틱(46)이 분사되는 것을 특징으로 하는 프레임.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 삽입 부품(38, 40)은 금속으로 제조되는 것을 특징으로 하는 프레임.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임 기초부재(22)의 플라스틱은 유리섬유로 강화되는 것을 특징으로 하는 프레임.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리브 구조(46)는 십자형 또는 지그재그형 리브 구조인 것을 특징으로 하는 프레임.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임 기초부재(22)의 플라스틱은 상기 삽입 부품(38, 40)의 하나 이상의 측부 가장자리(42, 44) 영역에서 파이프 형상으로 구현되어 해당 가장자리와 포개지는 것을 특징으로 하는 프레임.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임 기초부재(22)의 플라스틱은 상기 삽입 부품의 하나 이상의 가장자리 영역에서 상기 가장자리와 포개지는 하나 이상의 플라스틱 클램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 삽입 부품(38, 40)은 구멍(48)을 구비하고, 상기 구멍은 상기 프레임 기초부재(22)의 플라스틱을 위한 고정 지점의 역할을 하는 것을 특징으로 하는 프레임.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 두 개의 측부 받침부(26, 28)의 삽입 부품(38, 40)은 상기 자동차의 횡단 방향으로 연장되는 하나 이상의 금속 횡단 이송부(52)에 의해서 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 프레임.
  11. 제 3항에 있어서,
    상기 프레임 기초부재(22)의 측부 받침부(26, 28) 영역에 배치된 상기 삽입 부품(38, 40) 상에는 크래쉬 콘솔이 부착되고, 상기 크래쉬 콘솔은 B 기둥(34) 영역에서 상기 자동차의 차대와 연결되는 것을 특징으로 하는 프레임.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 삽입 부품은 플라스틱 코팅을 구비하는 것을 특징으로 하는 프레임.
  13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임 기초부재 상에는 상기 자동차 차체의 전방 및/후방 카울(cowl)이 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프레임.
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