KR100867841B1 - 자동차의 전방차체 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저속 충돌시 차체의 파손 범위를 프론트 범퍼와 프론트 사이드 멤버 사이의 공간에 설치되는 크래쉬 박스로 한정하고, 충돌시 수반되는 차체의 변형이 항상 일정한 모드로 이루어질 수 있도록 함으로써, 충돌후 차체의 수리에 소요되는 비용과 시간을 최소화할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 프론트 범퍼의 좌/우측 배면을 지지하는 제1 연결브라켓트와; 상기 제1 연결브라켓트의 배면에 결합되는 크래쉬 박스; 상기 크래쉬 박스의 후방에 결합되는 제2 연결브라켓트 및; 상기 제2 연결브라켓트의 배면에 결합되는 프론트 사이드 멤버를 포함하고; 상기 크래쉬 박스는 차체의 길이방향을 따라 내/외측에서 폐단면을 분할 형성하도록 절곡된 인너 멤버와 아우터 멤버로 이루어지며; 상기 인너 멤버는 부재를 가로지르는 방향으로 길이방향을 따라 상호 이격된 다수의 비드부를 갖춘 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 전방차체 구조{front body structure for vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 전방차체 구조를 도시한 사시도.

도 2는 도 1의 분해 사시도.

도 3은 도 1의 종단면도.

본 발명은 저속 충돌시 차체의 파손 범위를 축소하기 위해 프론트 범퍼와 프론트 사이드 멤버 사이의 공간에 충격 에너지의 흡수를 위한 크래쉬 박스를 설치한 자동차의 전방차체 구조에 관한 것이다.

근래에 들어 자동차의 제조사들은 안전성의 향상을 위해 많은 투자를 하고 있는 바, 특히 충돌시를 대비하여 탑승객의 인명 피해 및 차량의 파손으로 인한 경제적 손실을 줄이기 위해 많은 노력을 하고 있다.

일례로 자동차의 충돌은 40km/h 이상의 속도에 발생하는 고속 충돌과 15km/h 이하의 속도에 발생하는 저속 충돌로 구분한 다음, 고속 충돌시에는 인체의 상해치 저감에 촛점을 두고 차체를 설계하고, 저속 충돌시에는 차체의 변형량 축소에 촛점을 두고 차체를 설계하고 있다.

특히, 저속 충돌시 발생되는 차체의 변형량을 최소화하기 위해 프론트 범퍼와 프론트 사이드 멤버 사이에 사각의 폐단면을 가지는 크래쉬 박스라는 별도의 부재를 설치하였는 바, 종래 크래쉬 박스는 저속 충돌시 충격 에너지의 효과적인 흡수를 위해 강성을 약하게 설정할 수 밖에 없어 고속 충돌시 충분한 강성을 구현할 수 없을 뿐만 아니라, 충돌후 변형이 수반되는 영역이 크래쉬 박스에 국한되지 못하고 프론트 사이드 멤버에 이르기까지 연장된다는 문제가 있었다.

또한, 종래 크래쉬 박스는 형상의 단순함으로 인해 고속 충돌시 충격 에너지의 흡수를 위해서는 폐단면의 증대 내지 재질의 두께 증대 및 부재의 길이 증대와 같은 설계 변경이 필수적이었다.

그러나, 종래 크래쉬 박스에 대한 폐단면과 두께 및 길이의 증대는 전방차체의 전체적인 외형을 변경하는 사안이므로, 한정된 공간내에서 효과적으로 충격 에너지를 흡수하고자 하는 사안에 부합되지 못하였다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 저속 충돌시 차체의 파손 범위를 프론트 범퍼와 프론트 사이드 멤버 사이의 공간에 설치되는 크래쉬 박스로 한정하고, 충돌시 수반되는 차체의 변형이 항상 일정한 모드로 이루어질 수 있도록 함으로써, 충돌후 차체의 수리에 소요되는 비용과 시간을 최소화할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 프론트 범퍼의 좌/우측 배면을 지지하는 제1 연결브라켓트와;

상기 제1 연결브라켓트의 배면에 결합되고 차체의 길이방향을 따라 내/외측에서 폐단면을 분할 형성하도록 절곡된 인너 멤버와 아우터 멤버로 이루어지고, 상기 인너 멤버는 부재를 가로지르는 방향으로 길이방향을 따라 상호 이격된 다수의 비드부를 갖춘 크래쉬 박스;

상기 크래쉬 박스의 후방에 결합되는 제2 연결브라켓트 및;

상기 제2 연결브라켓트의 배면에 결합되고 차체의 길이방향을 따라 내/외측에서 폐단면을 분할 형성하도록 절곡된 인너 멤버와 아우터 멤버로 이루어지는 프론트 사이드 멤버를 포함하고;

상기 크래쉬 박스의 인너 멤버는 상/하측 모서리부위에 길이방향을 따라 전방에서 후방을 향해 점진적으로 면적이 확장되는 제1 모따기면을 형성하고;

상기 프론트 사이드 멤버의 인너 멤버는 상기 제1 모따기면과 대응되는 상/하측 모서리부위에 길이방향을 따라 전방에서 후방을 향해 점진적으로 면적이 축소되는 제2 모따기면을 형성하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도면에 도시된 바와 같이, 프론트 범퍼(도시안됨)의 좌/우측 선단부에서 프론트 범퍼의 배면을 각각 지지하는 제1 연결브라켓트(10)와, 상기 제1 연결브라켓트(10)의 배면에 착탈가능하게 결합되는 크래쉬 박스(12), 상기 크래쉬 박스(12)의 후방에 착탈가능하게 결합되는 제2 연결브라켓트(14) 및, 상기 제2 연결브라켓트(14)의 배면에 결합되는 프론트 사이드 멤버(16)를 포함하여 구성된다.

상기 크래쉬 박스(12)는 차체의 길이방향을 따라 내/외측에서 폐단면을 분할 형성하도록 절곡된 인너 멤버(12a)와 아우터 멤버(12b)로 이루어지고, 상기 인너 멤버(12a)는 부재를 가로지르는 방향으로 길이방향에 대해 상호 이격된 다수의 비드부(12c)를 갖추고 있다.

이 경우, 상기 인너 멤버(12a)와 상기 아우터 멤버(12b)는 각각 부재의 상/하측에서 일부 중첩된 상태로 용접에 의해 결합되어 내부에 소정 용적의 폐단면을 형성하게 된다.

또한, 상기 비드부(12c)는 외측으로 볼록한 단면 형상을 이루고 있어, 상기 인너 멤버(12a)의 길이방향으로 입력되는 하중에 의해 길이방향으로의 변형을 용이하게 하는 역할을 하게 된다.

아울러, 상기 비드부(12c)는 상기 인너 멤버(12a)의 전방측 선단부로부터 소정의 이격거리를 둔 위치에서 후방측 선단부를 향해 상호 등간격을 두고 이격되게 다수로 형성되는 데, 이때 상기 이격거리는 저속 충돌시 충돌의 초기 시점에서 발생되는 충격 에너지를 부재가 가지는 자체적인 강성을 통해 흡수할 수 있도록 하는 길이로 설정되는 데, 길이의 설정은 부재의 길이와 두께 및 재질 등과 같은 형상 및 재료의 특성을 고려한 해석에 의해 이루어진다.

상기 인너 멤버(12a)는 상/하측 모서리부위에 각각 길이방향을 따라 전방에서 후방을 향해 점진적으로 면적이 확장되는 형태의 제1 모따기면(12d)을 형성하고 있다.

이에 따라, 상기 크래쉬 박스(12)의 폐단면은 전방측 선단부로부터 후방측 선단부를 향해 내부 단면적이 점진적으로 확장되는 형태를 이루게 된다.

상기 프론트 사이드 멤버(16)는 상기 인너 멤버(12a)의 제1 모따기면(12d)과 대응되는 부위로 전방에서 후방을 향해 점진적으로 면적이 축소되는 형태의 제2 모따기면(16c)을 형성한다.

이에 따라, 상기 프론트 사이드 멤버(16)의 폐단면은 전방측 선단부로부터 후방측 선단부를 향해 단면적이 점진적으로 축소되는 형태를 이루게 된다.

상기 프론트 사이드 멤버(16)는 차체의 길이방향을 따라 내/외측에서 폐단면을 분할 형성하도록 절곡된 인너 멤버(16a)와 아우터 멤버(16b)로 이루어지고, 상기 제2 모따기면(16c)은 상기 인너 멤버(16a)의 상/하측 모서리부위에 각각 형성된다.

상기 제1 연결브라켓트(10)에는 상기 크래쉬 박스(12)와의 결합을 위한 제1 돌출부(10a)가 일체로 형성되고, 상기 제1 연결브라켓트(10)의 제1 돌출부(10a)와 상기 크래쉬 박스(12)의 인너 멤버(12a)와 아우터 멤버(12b)의 전방측 선단부에는 각각 나사체결을 위한 관통구멍(O)이 전 둘레를 따라 다수로 형성된다.

상기 제2 연결브라켓트(14)에는 상기 크래쉬 박스(12)와의 결합을 위한 제2 돌출부(14a)가 일체로 형성되고, 상기 제2 연결브라켓트(14)의 제2 돌출부(14a)와 상기 크래쉬 박스(12)의 인너 멤버(12a)와 아우터 멤버(12b)의 후방측 선단부에는 각각 나사체결을 위한 관통구멍(O)이 전 둘레를 따라 다수로 형성된다.

따라서, 저속 충돌시 상기 크래쉬 박스(12)의 변형 방향은 차실외쪽을 향하게 되는 데, 이는 상기 인너 멤버(12a)에 부재를 가로지르는 방향으로 길이방향을 따라 다수로 이격된 형태의 비드부(12c)가 형성되어 있기 때문에 가능한 것이다.

즉, 상기 인너 멤버(12a)에 형성된 비드부(12c)는 저속 충돌시 발생되는 충 격 에너지에 의해 부재의 길이방향을 따라 축소되는 변형을 유발하게 되고, 이 결과 상기 크래쉬 박스(12)에서는 아우터 멤버(12b)에 비해 인너 멤버(12a)의 길이가 축소됨에 따라 전체적으로 차실외쪽을 향한 변형의 상태를 유발하게 되는 것이다.

부연하자면, 저속 충돌후 상기 크래쉬 박스(12)의 변형 상태는 후단부가 전단부에 비해 차실외쪽을 향한다는 것인 데, 이러한 변형의 상태는 충돌시 발생된 충격 에너지가 차실내를 향해 전달되는 것을 방지할 수 있게 되므로, 결과적으로 엔진과 변속기가 차실내로 밀리게 되는 변형을 줄이는 데 큰 역할을 하게 된다.

또한, 저속 충돌시 전방차체의 변형은 상기 크래쉬 박스(12)측 제1 모따기면(12d)과 상기 프론트 사이드 멤버(16)측 제2 모따기면(16c)이 가지는 형상적 특징에 의해 상기 크래쉬 박스(12)에 국한되어 이루어지고, 상기 프론트 사이드 멤버(16)에서의 변형은 억제되어진다.

이는 상기 크래쉬 박스(12)의 폐단면이 상기 제1 모따기면(12d)에 의해 후방으로 갈수록 확장되는 형태이고, 상기 프론트 사이드 멤버(16)의 폐단면이 상기 제2 모따기면(16c)에 의해 전방으로 갈수록 확장되는 형태임에 따라, 저속 충돌시 발생된 충격 에너지는 상기 크래쉬 박스(12)의 인너 멤버(12a)가 가지는 비드부(12c)의 변형에 의해 흡수된 다음, 상기 프론트 사이드 멤버(16)의 전방측 확장된 단면적을 가지는 제2 모따기면(16c)에 의해 효과적으로 차단될 수 있기 때문에 가능한 것이다.

부연하자면, 저속 충돌시 전방차체의 변형은 상기 제1 연결브라켓트(10)와 상기 제2 연결브라켓트(14) 사이에 설치된 상기 크래쉬 박스(12)에 국한되어 이루 어질 수 있어, 향후 전방차체의 수리시 크래쉬 박스(12)만을 교체하면 되는 이점으로 작용하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차의 전방차체 구조에 의하면, 크래쉬 박스와 프론트 사이드 멤버에 각각 형성되는 모따기면과 크래쉬 박스의 인너 멤버에 형성된 비드부를 매개로 저속 충돌시 발생되는 변형의 구간을 크래쉬 박스로 국한할 수 있어, 수리에 따른 부품의 교환시 발생되는 비용과 시간을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 프론트 범퍼와 프론트 사이드 멤버 사이에서 크래쉬 박스에 대한 조립이 연결브라켓트와의 나사체결에 의해 이루어지므로, 기존의 용접에 의한 조립구조에 비해 부품의 교환시 작업성이 한층 용이하게 이루어질 수 있게 된다.

Claims (7)

1. 프론트 범퍼의 좌/우측 배면을 지지하는 제1 연결브라켓트와;

   상기 제1 연결브라켓트의 배면에 결합되고 차체의 길이방향을 따라 내/외측에서 폐단면을 분할 형성하도록 절곡된 인너 멤버와 아우터 멤버로 이루어지고, 상기 인너 멤버는 부재를 가로지르는 방향으로 길이방향을 따라 상호 이격된 다수의 비드부를 갖춘 크래쉬 박스;

   상기 크래쉬 박스의 후방에 결합되는 제2 연결브라켓트 및;

   상기 제2 연결브라켓트의 배면에 결합되고 차체의 길이방향을 따라 내/외측에서 폐단면을 분할 형성하도록 절곡된 인너 멤버와 아우터 멤버로 이루어지는 프론트 사이드 멤버를 포함하고;

   상기 크래쉬 박스의 인너 멤버는 상/하측 모서리부위에 길이방향을 따라 전방에서 후방을 향해 점진적으로 면적이 확장되는 제1 모따기면을 형성하고;

   상기 프론트 사이드 멤버의 인너 멤버는 상기 제1 모따기면과 대응되는 상/하측 모서리부위에 길이방향을 따라 전방에서 후방을 향해 점진적으로 면적이 축소되는 제2 모따기면을 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차의 전방차체 구조.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 제1 연결브라켓트에는 상기 크래쉬 박스와의 결합을 위한 제1 돌출부가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 전방차체 구조.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 제2 연결브라켓트에는 상기 크래쉬 박스와의 결합을 위한 제2 돌출부가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 전방차체 구조.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 제1 연결브라켓트의 제1 돌출부와 상기 크래쉬 박스의 인너 멤버와 아우터 멤버의 전방측 선단부 및, 상기 제2 연결브라켓트의 제2 돌출부와 상기 크래쉬 박스의 인너 멤버와 아우터 멤버의 후방측 선단부에는 각각 나사체결을 위한 관통구멍이 전 둘레를 따라 다수로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 전방차체 구 조.

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