KR20160058618A - 전방 차체 보강 구조 - Google Patents

전방 차체 보강 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 전방 차체 보강 구조에 의하면, 차량의 앞쪽 휠 위쪽에 배치되는 팬더에이프런어퍼멤버, 상기 팬더에이프런어퍼멤버와 에이필러를 연결하는 부분에 설치되고, 차체의 외측과 내측에 각각 배치되는 카울사이드아우터와 카울사이드이너, 상기 카울사이드아우터와 상기 카울사이드이너와 연결되고, 차량의 폭방향으로 배치되는 카울어셈블리, 상기 카울사이드아우터와 상기 카울사이드이너 사이에 개재되어 접합되고, 상기 에이필러와 연결되는 사이드아우터, 및 상기 카울사이드아우터, 상기 사이드아우터, 및 상기 카울사이드이너를 순차적으로 관통하여 이들을 서로 고정시키는 후드힌지연결볼트를 포함할 수 있다.

Description

전방 차체 보강 구조{FRONT SIDE VEHICLE BODY REINFORCEMENT STRUCTURE}
본 발명은 차량의 전방충돌시 디핑현상을 저감시키도록 카울사이드아우터와 사이드아우터의 결합구조를 개선하고, 이러한 결합구조를 차량 후드와 연결시켜서 전체적인 조립성 등을 개선할 수 있는 전방 차체 보강 구조에 대한 것이다.
차량은 충돌 사고시 프런트사이드멤버가 충돌에너지의 대부분 흡수하는 구조여서 차량 실내공간의 변형이 크고, 이에 따라 승객의 부상이 커지는 단점이 있다.
또한, 충돌시에는 중량이 무거운 엔진과 변속기의 관성력에 의해 차체의 전방이 아래로 내려가는 디핑현상이 발생하게 되는 바, 이러한 디핑현상도 승객 상해치를 가중시키는 단점이 있다.
여기서, 디핑현상이란 충돌사고 발생시 중량이 무거운 엔진과 변속기의 관성력에 의해 차체의 전방이 아래로 내려가는 현상이다.
일반적으로 차량의 전방 차체는, 차량의 길이 방향을 따라 전방에 위치하여 엔진 룸을 형성하는 골격 구조로서, 엔진 룸의 전방을 형성하고 쿨링 모듈과 헤드 램프 등이 장착되는 프론트 엔드 모듈과, 엔진 룸의 좌우 양측부를 형성하고 현가장치가 장착됨과 더불어 차륜이 설치되는 공간을 마련하는 프론트 팬더 에이프런 멤버, 엔진 룸의 후방에 위치되어 승객실과 엔진 룸을 구획짓는 대시 패널, 엔진 룸의 하부에서 차량의 길이 방향을 따라 연장되게 형성되고 차량의 폭 방향을 따라 좌우 양측에 배치되는 프론트 사이드 멤버 및, 엔진 룸에 설치되는 엔진과 트랜스 밋션 뿐만 아니라 현가장치 등을 장착하여 지지하기 위해 서브 프레임 등을 포함한다.
도 3은 본 발명과 관련된 디핑현상을 보여주는 다이어그램이다.
도 3을 참조하면, 종래의 차체 구조를 간략히 모델링하여 도시한 것인 바, hCOG는 차량의 무게 중심점을 나타내고, Mcabin은 차체의 무게 중심점을 중심으로 한 차체 회전 모멘트, LFR_SUSP는 프론트 서스펜션으로부터 무게 중심점까지의 거리, LRR_SUSP는 무게 중심점으로부터 리어 서스펜션까지의 거리, FFR_SUSP는 프론트 서스펜션에 작용하는 외력, FRR_SUSP는 리어 서스펜션에 작용하는 외력, Fs/mbr은 차량이 충돌했을 때에 프론트 사이드 멤버에 가해진 외력, Ff/a_upr은 차량이 충돌했을 때에 팬더 에이프런 어퍼 멤버에 가해진 외력을 나타낸다.
차량이 전방 장애물과 충돌했을 때에 발생한 충격력은, 프론트 사이드 멤버가 팬더 에이프런 어퍼 멤버보다 차량의 길이 방향을 따라 더 길게 연장되어 있으므로, 우선적으로 프론트 사이드 멤버에 외력(Fs/mbr)으로 작용하고, 충돌이 계속해서 진행되면 팬더 에이프런 어퍼 멤버에도 외력(Ff/a_upr)으로 작용하게 된다.
프론트 사이드 멤버에 가해진 충격 외력(Fs/mbr)은 차량의 무게 중심점(hCOG)을 중심으로 차체를 반시계 방향으로 회전시키려는 모멘트(Mcabin = Fs/mbr * hCOG)를 발생시키게 되고, 이 모멘트(Mcabin)로 인해 프론트 서스펜션에는 차량의 높이 방향 상부에서 하부로 차체를 누르는 외력(FFR_SUSP)이 작용하는 반면에, 리어 서스펜션에는 차량의 높이 방향 하부에서 상부로 차체를 들어 올리는 외력(FRR_SUSP)이 작용하게 된다.
또한 상기 모멘트(Mcabin)가 주요한 요인이 되어, 차량의 전방부 및 디핑 측정부(D)가 화살표로 도시된 바와 같이 지면(G) 쪽으로 내려앉게 되는 이른바 디핑(Dipping) 현상이 발생하게 되고, 이러한 디핑 현상은 차량의 충돌 사고 발생시에, 예를 들면 에어백의 최적 거동 방해해서 탑승객의 충돌 안전성을 저하시키게 된다.
따라서, 차량의 충돌 사고 발생시에 디핑 현상 혹은 디핑량을 저감하여 탑승개의 충돌 안정성을 향상시킬 수 있는 차체 개선 구조가 필요하게 되었다.
특히, 차량의 전방 충돌시 팬더에이프런어퍼맴버로 전달된 충격에너지는 카울사이드아우터, 및 사이드아우터를 통해서 에이필러로 전달되는데, 에이필러와 팬더에이프런어퍼멤버 사이가 밴딩되어 차량의 전방충돌시 디핑현상이 심화될 수 있다.
아울러, 차량의 전방 충돌시 상기 카울사이드아우터와 상기 사이드아우터가 분리되면서 차량의 전방충돌 안정성이 저하되고, 디핑현상도 더욱 심화될 수 있다.
본 발명의 목적은 차량의 전방 충돌시 디핑현상을 저감시킬 수 있도록 카울사이드아우터와 사이드아우터의 결합구조를 개선하고, 이러한 결합구조를 차량 후드와 연결시켜서 전체적인 조립성 등을 개선할 수 있는 전방 차체 보강 구조를 제공하는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 전방 차체 보강 구조에 의하면, 차량의 앞쪽 휠 위쪽에 배치되는 팬더에이프런어퍼멤버, 상기 팬더에이프런어퍼멤버와 에이필러를 연결하는 부분에 설치되고, 차체의 외측과 내측에 각각 배치되는 카울사이드아우터와 카울사이드이너, 상기 카울사이드아우터와 상기 카울사이드이너와 연결되고, 차량의 폭방향으로 배치되는 카울어셈블리, 상기 카울사이드아우터와 상기 카울사이드이너 사이에 개재되어 접합되고, 상기 에이필러와 연결되는 사이드아우터, 및 상기 카울사이드아우터, 상기 사이드아우터, 및 상기 카울사이드이너를 순차적으로 관통하여 이들을 서로 고정시키는 후드힌지연결볼트를 포함할 수 있다.
상기 후드힌지연결볼트의 단부에는 상기 후드힌지연결볼트의 이탈을 방지하는 고정링이 설치될 수 있다.
상기 후드힌지연결볼트에는 상기 카울사이드이너와 상기 고정링 사이에서 회전가능하게 후드힌지가 배치될 수 있다.
상기 후드힌지에는 차량의 엔진룸의 상부를 커버하는 후드가 연결되고, 상기후드는 상기 후드힌지를 통해서 상기 후드힌지연결볼트에서 회전가능하게 배치될 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라서, 카울사이드아우터와 사이드아우터의 결합구조를 개선하고, 이러한 결합구조를 차량 후드와 연결시켜서 차량의 전방 충돌시 디핑현상을 저감시키고 전체적인 조립성 등을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전방 차체 보강 구조를 보여주는 일부 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ라인에 따른 전방 차체 보강 구조의 일부 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명과 관련된 디핑현상을 보여주는 다이어그램이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전방 차체 보강 구조를 보여주는 일부 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 차체는 에이필러(300), 카울어셈블리(350), 데쉬보드패널(120), 프론트사이드멤버(340), 휠하우스(320), 팬더에이프런어퍼멤버(330), 카울사이드아우터(310), 카울사이드이너(312), 및 사이드실(100)을 포함한다.
상기 사이드실(100)은 차량의 하부의 양측에서 전후방으로 연장되는 부분으로, 차량의 앞휠과 뒷휠(미도시) 사이에 형성되고, 상기 에이필러(300)의 하부는 상기 사이드실(100)의 앞부분과 연결된다.
그리고, 상기 카울어셈블리(350)는 차량의 폭방향으로 연장되어 양단부가 상기 에이필러(300)와 상기 팬더에이프런어퍼멤버(330) 사이와 접합된다.
상기 데쉬보드패널(120)은 차량의 실내와 엔진룸을 구획하고, 양단부는 상기 사이드실(100) 등과 접합된다. 그리고, 상기 프론트사이드멤버(340)는 상기 차량의 전방으로 연장되고, 그 위에 엔진(미도시)이 마운팅된다.
상기 팬더에이프런어퍼멤버(330)는 타이어가 배치되는 상기 휠하우스(320)의 상부에 배치되고, 그 후단부는 상기 사이드실(100) 및 상기 데쉬보드패널(120)과 접합된다.
그리고, 상기 카울사이드아우터(310)는 상기 에이필러(300)를 기준으로 차체의 폭방향 외측에 배치되고, 상기 카울사이드이너(312)는 상기 에이필러(300)를 기준으로 차체의 폭방향 내측에 배치되며, 상기 카울사이드아우터(310) 및 상기 카울사이드이너(312)는 전방의 상기 팬더에이프런어퍼멤버(330)와 연결된다.
아울러, 도 2를 참조하면, 사이드아우터(210)는 상기 카울사이드아우터(310)에서 상기 에이필러(300)로 연결된다.
상기 카울사이드아우터(310)와 상기 카울사이드이너(312)는 서로 연결되되, 상기 카울사이드이너(312)는 상기 카울어셈블리(350)의 양단부와 접합된다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ라인에 따른 전방 차체 보강 구조의 일부 개략적인 단면도이다.
도 2를 참조하면, 차량의 폭방향 내측에 상기 카울어셈블리(350)와 연결되는 카울사이드이너(220)가 배치되고, 상기 카울사이드이너(220)에서 차량의 폭방향 외측에 상기 사이드아우터(210)가 배치되고, 상기 사이드아우터(210)에서 차량의 폭방향 외측에 상기 카울사이드아우터(310)가 배치된다.
상기 사이드아우터(210)는 상기 에이필러(300)와 상기 카울사이드아우터(310) 및 상기 팬더에이프런어퍼멤버(330)를 연결한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 카울사이드이너(220), 상기 사이드아우터(210), 및 상기 카울사이드아우터(310)는 서로 접합된다. 즉, 상기 카울사이드아우터(310)는 상기 사이드아우터(210)와 접합되고, 상기 사이드아우터(210)는 상기 카울사이드이너(220)와 접합된다.
아울러, 후드힌지연결볼트(240)는 상기 카울사이드아우터(310), 상기 사이드아우터(210), 및 상기 카울사이드이너(220)를 순차적으로 차체의 폭방향으로 관통하고, 상기 후드힌지연결볼트(240)의 안쪽 단부에는 고정링(250)이 배치된다.
아울러, 상기 후드힌지연결볼트(240)에서 상기 카울사이드이너(220)와 상기 고정링(250) 사이에 후드힌지(230)가 장착된다.
상기 후드힌지(230)는 상기 후드힌지연결볼트(240)에 회전가능하게 배치되고, 차량의 엔진룸을 위쪽에서 커버하는 엔진 후드(미도시)가 상기 후드힌지(230)에 고정된다. 그리고, 상기 후드는 상기 후드힌지(230)를 통해서 상기 후드힌지연결볼트(240)에서 회전가능하게 배치된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 후드힌지연결볼트(240)는 상기 카울사이드아우터(310)와 상기 사이드아우터(210)가 분리되는 것을 방지하고, 상기 사이드아우터(210)와 상기 카울사이드이너(220)가 분리되는 것을 방지한다. 아울러, 상기 후드(미도시)의 상기 후드힌지(230)가 장착되는 기능도 수행한다.
따라서, 상기 후드힌지연결볼트(240)는 차량의 전방충돌시 상기 팬더에이프런어퍼멤버(330)로 전달된 충격에 의해서 상기 카울사이드아우터(310)와 상기 사이드아우터(210)를 통해서 에이필러(300)로 전달되는 충격에너지에 의해서 상기 카울사이드아우터(310)와 상기 사이드아우터(210)가 분리되거나 절곡되는 것을 방지할 수 있고, 상기 카울사이드이너(220)와 상기 사이드아우터(210)가 분리되거나 절곡되는 것을 방지할 수 있다.
결과적으로, 상기 후드힌지연결볼트(240)는 차량의 전방 충돌시 상기 팬더에이프런어퍼멤버(330)를 포함하여 차체로 전달되는 충격을 에이필러(300)로 효과적으로 전달되고, 전달경로상에 배치되는 부품들이 분리나 절곡을 방지하여 차체의 전방부가 디핑되는 현상을 미연에 방지할 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 사이드실 120: 대쉬보드패널
210: 사이드아우터 220, 312: 카울사이드이너
230: 후드힌지 240: 후드힌지연결볼트
250: 고정링 300: 에이필러
310: 카울사이드아우터 320: 휠하우스
330: 팬더에이프런어퍼멤버 340: 프론트사이드멤버

Claims (5)

  1. 차량의 앞쪽 휠 위쪽에 배치되는 팬더에이프런어퍼멤버;
    상기 팬더에이프런어퍼멤버와 에이필러를 연결하는 부분에 설치되고, 차체의 외측과 내측에 각각 배치되는 카울사이드아우터와 카울사이드이너;
    상기 카울사이드아우터와 상기 카울사이드이너와 연결되고, 차량의 폭방향으로 배치되는 카울어셈블리;
    상기 카울사이드아우터와 상기 카울사이드이너 사이에 개재되어 접합되고, 상기 에이필러와 연결되는 사이드아우터; 및
    상기 카울사이드아우터, 상기 사이드아우터, 및 상기 카울사이드이너에 일체로 체결되는 후드힌지;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전방 차체 보강 구조.
  2. 제1항에서,
    상기 카울사이드아우터, 상기 사이드아우터, 상기 카울사이드이너 및 후드힌지는 관통하는 후드힌지연결볼트에 의해 서로 체결된 것을 특징으로 하는 전방 차체 보강 구조.
  3. 제2항에서,
    상기 후드힌지연결볼트의 단부에는 상기 후드힌지연결볼트의 이탈을 방지하는 고정링이 설치되는 것을 특징으로 하는 전방 차체 보강 구조.
  4. 제3항에서,
    상기 후드힌지연결볼트에는 상기 카울사이드이너와 상기 고정링 사이에서 상기 후드힌지가 회전가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 전방 차체 보강 구조.
  5. 제4항에서,
    상기 후드힌지에는 차량의 엔진룸의 상부를 커버하는 후드가 연결되고, 상기후드는 상기 후드힌지를 통해서 상기 후드힌지연결볼트에서 회전가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 전방 차체 보강 구조.
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