KR101776489B1 - 차량 언더바디 구조체 - Google Patents

Abstract

차량의 길이방향으로 연장되고 단면의 형상이 실내측에서 실외측으로 경사가 높아지는 빗면형상으로 형성된 사이드 실; 및 차량의 폭방향으로 연장되고 일단이 사이드 실과 결합하며 사이드 실과의 결합부의 단면은 사이드 실의 형상에 대응하여 경사지도록 형성된 시트 크로스 멤버;를 포함하는 차량 언더바디 구조체가 소개된다.

Description

차량 언더바디 구조체 {UNDERBODY STRUCTURE FOR VEHICLE}

본 발명은 충돌시 충격을 흡수하면서 차량의 실내공간을 확보하여 승객의 안전을 도모하는 차량의 언더바디 구조체에 관한 것이다.

차량의 언더바디 구조의 설계기술은 차량의 충돌시 충격을 흡수할 수 있도록 하는 한편, 사람이 탑승하는 차량 내부로 충격이 전달되지 않도록 구성되어 승객 안전성을 향상시키도록 개발되어 왔다. 즉, 차량 충돌시의 전달되는 충격에 대해, 차량의 언더바디 구조의 일부는 아코디언 형상으로 찌그러지도록 구성하여 차량 내부에 전달되는 충격을 흡수하는 역할을 수행하고, 일부는 밴딩이 발생하며 충격을 흡수하며, 일부는 차량의 실내공간이 침범되지 않도록 공간을 확보하여 승객의 안정성을 보장하는 역할을 수행한다. 그러나 이와 같이 충격을 흡수하고 및 차실의 내부공간을 확보하는 기능은 상반되는 것으로서 어떻게 양립시키는지가 기술의 핵심이 된다.

측방 충돌의 경우도 마찬가지이다. 특히 차량의 측방은 전방에 엔진룸, 후방의 트렁크룸과 같이 완충을 위한 공간이 없이 곧바로 승객의 실내로 연결되는 구조로서 변형에 의한 에너지 흡수와 함께 차실의 공간확보의 상반된 기능의 조화가 필요한 부분이다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-0288636 B1

본 발명은 차체를 구성하는 멤버들의 단면 형상을 경사지게 성형되도록 함으로서 멤버간의 결합력을 높여 전체적인 차체 강성이 향상된 차량 언더바디 구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량 언더바디 구조체는 차량의 길이방향으로 연장되고 단면의 형상이 실내측에서 실외측으로 경사가 높아지는 빗면형상으로 형성된 사이드 실; 및 차량의 폭방향으로 연장되고 일단이 사이드 실과 결합하며 사이드 실과의 결합부의 단면은 사이드 실의 형상에 대응하여 경사지도록 형성된 시트 크로스 멤버;를 포함한다.

시트 크로스 멤버의 타단은 터널 멤버와 결합하고, 터널 멤버와 결합하는 타단은 상방에서 하방으로 경사지도록 형성될 수 있다.

시트 크로스 멤버는 양측 단부의 두께보다 중앙부의 두께가 얇게 형성될 수 있다.

사이드 실의 전단부에서 상방으로 연장되어 형성되고, 단면의 형상이 실내측 전방에서 실외측 후방으로 경사가 형성된 빗면형상으로 형성된 프런트 필러;를 더 포함할 수 있다.

사이드 실 및 시트 크로스 멤버는 롤포밍 공법으로 성형될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 차량 언더바디 구조체에 따르면, 각각의 멤버들이 결합하는 접합부분의 형상을 경사지게 가공함으로써 접합면적을 넓게 확보하여 결합력을 향상시켜 차량 언더바디 구조체의 전체적인 강성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 언더바디 구조체의 구성도
도 2는 종래의 차량 언더바디 구조체의 결합모습을 나타낸 도면
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 차량 언더바디 구조체의 결합모습을 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시트 크로스 멤버의 정면도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 시트 크로스 멤버의 평면도
도 6a는 종래의 차량 언더바디 구조체의 측면충돌시 변형된 정도를 나타낸 도면
도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 차량 언더바디 구조체의 측면충돌시 변형된 정도를 나타낸 도면

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 언더바디 구조체의 구성도이고, 도 2는 종래의 차량 언더바디 구조체의 결합모습을 나타낸 도면이며, 도 3는 본 발명의 실시예에 따른 차량 언더바디 구조체의 결합모습을 나타낸 도면이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시트 크로스 멤버의 정면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 시트 크로스 멤버의 평면도이며, 도 6a는 종래의 차량 언더바디 구조체의 측면충돌시 변형된 정도를 나타낸 도면이고, 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 차량 언더바디 구조체의 측면충돌시 변형된 정도를 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 차량 언더바디 구조체는 차량의 길이방향으로 연장되고 단면의 형상이 실내측에서 실외측으로 경사가 높아지는 빗면형상으로 형성된 사이드 실(100); 및 차량의 폭방향으로 연장되고 일단이 사이드 실(100)과 결합하며 사이드 실(100)과의 결합부의 단면은 사이드 실(100)의 형상에 대응하여 경사지도록 형성된 시트 크로스 멤버(200);를 포함한다.

시트 크로스 멤버(200)의 타단은 터널 멤버(300)와 결합하고, 터널 멤버(300)와 결합하는 타단은 상방에서 하방으로 경사지도록 형성될 수 있다.

종래의 차체를 구성하는 각종 멤버의 단면은 도 2에 도시된 바와 같이 일반적으로 사각형의 형상을 이루고 있었다. 따라서 서로 방향이 교차하는 멤버간의 결합 즉 차체의 전후방향으로 배치되는 멤버와 차체의 폭방향으로 배치되는 멤버간의 결합은 멤버의 단면적의 넓이 만큼의 결합면을 갖는 것이 한계였다. 또한 이러한 형태의 결합의 경우, 예를들어 사이드 실(10)과 시트 크로스 멤버(20)의 결합은 사이드 실(10)의 실내측 면과 시트 크로스 멤버(20)의 단면이 서로 접촉하여 결합하는 형태인데, 이러한 결합은 시트 크로스 멤버(20)의 길이방향의 충돌 즉, 정확한 층면충돌시에는 강성이 유지되나 충돌각도가 달라지거나 시트 크로스 멤버(20)의 변형에 따라 힘의 작용방향이 달라지면 결합력이 매우 약해진다. 즉, 사이드 실(10)과 시트 크로스 멤버(20)의 결합면에 대해서 상하 또는 전후 방향으로 작용하는 힘에 대해서는 결합력이 매우 약하게 될 수 밖에 없다.

따라서 본 발명에서는 도 3에 도시된 바와 같이 사이드 실(100)과 시트 크로스 멤버(200)간의 접합 면적을 넓히고자, 사이드 실(100)의 단면의 형상을 실내측에서 실외측으로 갈수록 경사가 높아지는 빗면의 형상으로 형성하고, 시트 크로스 멤버(200)가 사이드 실(100)과의 결합하는 부분의 단면은 사이드 실(100)의 형상에 대응하여 경사지도록 형성하여 결합면적을 넓히고 있다.

이 뿐만 아니라 경사진 결합면의 특성상 사이드 실(100)과 시트 크로스 멤버(200)와의 결합력에 있어 상하방향에 대해서도 상호간의 물리적 지지력이 발생하여 결합강도가 증가하게 된다. 이 경우 도 6에 도시된 바와 같이 차량의 측면충돌시 시트 크로스 멤버(200)가 굽힘 변형되어 충격력의 전달방향이 차량의 폭방향에서 일부 상하방향으로 변형되어도 강화된 결합력에 의하여 사이드 실(100)이 실내측으로 회전되면 변형되는 양이 감소하게 되고, 이는 실내의 공간확보량의 증가로 이어지는바 승객의 부상가능성이 낮아지게 된다.

시트 크로스 멤버(200)는 양측 단부의 두께보다 중앙부의 두께가 얇게 형성될 수 있다.

차체는 차체의 길이방향과 폭방향에 대해 다수의 멤버들이 교체 결합되어 있는 형태이다. 교차되는 멤버들간의 결합력에 따라 충돌시 전달되는 에너지가 차체 전체로 고르게 전달되어 확산되기도 하며 결합력이 약하여 파단되는 경우 충돌에너지의 집중과 함께 심각한 변형 및 파손으로 승객에게 큰 부상을 입히기도 한다. 따라서 교차하는 멤버들 사이의 결합력은 전체적 차체의 강성확보와 승객의 안전확보에 매우 중요한 요소가 된다.

따라서 본 발명에서는 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이 시트 크로스 멤버(200)의 중앙부의 하방을 오목하도록 얇게 성형하여 차체의 바닥면을 지나는 기타 멤버들과의 결합면적을 증가시켜 결합강도가 향상되도록 할 수 있다.

도 5를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 일 실시예로써 시트 크로스 멤버(200)는 차체의 길이방향으로 배치되는 센터플로워 어퍼 멤버와 결합하게 되는데, 단순 교차결합의 경우 시트 크로스 멤버(200)와 센터플로워 어퍼 멤버 사이에 교차되는 면적만을 접합시킬 수 있으나, 본 발명과 같이 하방을 오목하게 성형하면 시트 크로스 멤버(200)와 센터플로워 어퍼 멤버의 교차 면적 뿐만이 아니라 센터플로워 어퍼 멤버의 양 측면까지 감싸는 형태로 결합면적을 증가시킬 수 있게된다. 이를 통해 교차되는 멤버간의 결합력을 향상시켜 충돌시 전달되는 충격력을 차체 전체에 효과적으로 분산하여 변형을 줄여줌으로써 승객의 탑승공간을 더욱 많이 확보할 수 있게된다.

사이드 실(100)의 전단부에서 상방으로 연장되어 형성되고, 단면의 형상이 실내측 전방에서 실외측 후방으로 경사가 형성된 빗면형상으로 형성된 프런트 필러(400);를 더 포함할 수 있다.

프런트 필러(400)는 사이드 실(100)의 전단부에서 차량의 상방으로 연장되어 형성되어 차량 측방의 상하방향 지지구조를 구성한다. 또한, 이는 엔진룸과 실내를 구분하는 대시 패널(500)과 교차하여 결합하게 되는데 이 역시 사이드 실(100)과 시트 크로스 멤버(200)간의 결합의 경우와 마찬가지로 단면에 경사구조를 형성하여 결합면적을 넓혀 결합강성을 증대시킬 수 있게된다.

사이드 실(100) 및 시트 크로스 멤버(200)는 롤포밍 공법으로 성형될 수 있다.

롤포밍 공법이란 다양한 크기의 롤러 사이에 판재를 넣어 파이프나 형강을 제조하는 공법이다. 롤포밍 공법을 통해 차체의 멤버를 가공하게 되면, 멤버 내에서의 이음부분을 최소화할 수 있어 전체적으로 균일한 강도의 멤버를 성형할 수 있게 된다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100 : 사이드 실 200 : 시트 크로스 멤버
300 : 터널 멤버 400 : 프런트 필러
500 : 대시 패널

Claims (5)

1. 차량의 길이방향으로 연장되고 단면의 형상이 실내측에서 실외측으로 경사가 높아지는 빗면형상으로 형성된 사이드 실; 및
   차량의 폭방향으로 연장되고 일단이 사이드 실과 결합하며 사이드 실과의 결합부의 단면은 사이드 실의 형상에 대응하여 경사지도록 형성된 시트 크로스 멤버;를 포함하며,
   시트 크로스 멤버는 양측 단부의 두께보다 중앙부의 두께가 얇게 형성된 것을 특징으로 하는 차량 언더바디 구조체.
2. 청구항 1에 있어서,
   시트 크로스 멤버의 타단은 터널 멤버와 결합하고, 터널 멤버와 결합하는 타단은 상방에서 하방으로 경사지도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량 언더바디 구조체.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   사이드 실의 전단부에서 상방으로 연장되어 형성되고, 단면의 형상이 실내측 전방에서 실외측후방으로 경사가 형성된 빗면형상으로 형성된 프런트 필러;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 언더바디 구조체.
5. 청구항 1에 있어서,
   사이드 실 및 시트 크로스 멤버는 롤포밍 공법으로 성형된 것을 특징으로 하는 차량 언더바디 구조체.

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