KR20190068129A - 전방 차체 보강구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 정면 충돌, 옵셋 충돌, 혹은 스몰 오버랩 충돌 시에 충돌 안정성을 향상시킬 수 있는 전방 차체 보강구조에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 전방 차체 보강구조는, 상기 프런트 사이드 멤버의 전단 부분의 하측 및 상기 펜더 에이프런 멤버의 전단 부분의 폭 방향 내측에 결합되는 서브 프레임 마운팅 멤버를 포함할 수 있다.
상기 펜더 에이프런 멤버의 전단 부분에서 차체 폭 방향의 내측면은 상기 프런트 사이드 멤버의 차체 폭 방향의 외측면 및 상기 서브 프레임 마운팅 멤버의 차체 폭 방향의 외측면에 접촉될 수 있다.
상기 펜더 에이프런 멤버의 전단 부분은 차체의 상하 방향을 따라 폐 단면을 형성하는 입체박스 구조를 갖고, 상기 프런트 사이드 멤버는 차체의 전후 방향을 따라 폐 단면을 형성하는 입체박스 구조를 가질 수 있다.

Description

전방 차체 보강구조{FRONT VEHICLE BODY REINFORCING STRUCTURE}
본 발명은 전방 차체 보강구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 정면 충돌 및 전방 스몰 오버랩 충돌 대응 성능을 향상시킨 전방 차체 보강구조에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 전방 차체는 차량의 전후 방향을 따라 전방에 위치하여 엔진 룸을 형성하는 골격 구조로서, 엔진 룸의 전방을 형성하고 쿨링 모듈과 헤드 램프 등이 장착되는 프런트 앤드 모듈과, 엔진 룸의 좌우 양측부를 형성하고 차륜이 설치되는 공간을 마련하는 펜더 에이프런 멤버, 엔진 룸의 후방에 위치되어 승객실과 엔진 룸을 구획하는 대시 패널 등을 포함한다.
또한, 엔진 룸의 하부에는 차량의 전후 방향을 따라 연장되게 형성된 프런트 사이드 멤버가 좌우 양측으로 배치되어 전방 차체의 구조적인 강성을 강화시키고, 엔진 룸에 설치되는 엔진과 트랜스 미션뿐만 아니라 현가장치 등을 장착하여 지지하기 위해 서브 프레임이 상기 프런트 사이드 멤버의 하부에 배치된다.
상기 프런트 사이드 멤버의 전방 선단부에는 차량의 전방 충돌 대응 성능을 향상시키기 위해 차량의 폭 방향을 따라 연장되게 형성된 범퍼 빔이 장착되고, 상기 범퍼 빔은 크래쉬 박스를 개재하여 상기 프런트 사이드 멤버의 차량의 전후 방향을 따른 전방 선단부와 연결된다.
상기와 같은 구조를 가진 전방 차체를 구비한 차량이 주행 중에 장애물이나 다른 차량과 같은 피충돌 물체와 스몰 오버랩으로 전방 충돌할 경우에, 즉 스몰 오버랩 배리어와 같은 피충돌 물체가 차량의 폭 방향을 따라 한쪽으로 치우쳐져서 차체의 외곽으로 충돌할 경우에, 피충돌 물체는 상기 프런트 사이드 멤버를 비켜서 상대적으로 강성이 취약한 차체 외곽 부위와 충돌하게 되어, 차량의 전방 스몰 오버랩 충돌에 효과적으로 대응하지 못함에 따라 탑승객을 보다 안전하게 보호할 수 없을 뿐만 아니라 차량의 충돌 파손도 과도하게 된다.
상기와 같은 결점을 해소하기 위해 차체 외곽 부위를 보강하여 스몰 오버랩 충돌에 대응하기 위한 발명들이 제안되고 있다.
예를 들면, 프런트 펜더 에이프런 멤버의 전방 선단부를 프런트 사이드 멤버의 전방 선단부까지 연장해서 연결부재로 서로 연결하는 구조나 혹은 프런트 사이드 멤버의 외측에 피충돌 물체의 침입을 저지하는 보강부재를 장착하는 구조들이 제안되고 있지만, 전방 스몰 오버랩 충돌 대응 성능이 효과적이지 못했다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 차량의 정면 충돌, 옵셋 충돌, 혹은 스몰 오버랩 충돌 시에 프런트 사이드 멤버에 전달된 충격 에너지를 펜더 에이프런 멤버가 지지하는 성능이 향상되고, 프런트 사이드 멤버와 펜더 에이프런 멤버가 받은 충격 에너지를 차체의 다른 부위로 적절히 분산하여 충돌 안정성을 향상시킬 수 있는 전방 차체 보강구조를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전방 차체 보강구조는, 전방 차체에서 프런트 사이드 멤버 및 펜더 에이프런 멤버가 연결되는 부분의 전방 차체 보강구조일 수 있다.
상기 전방 차체 보강구조는, 상기 프런트 사이드 멤버의 전단 부분의 하측 및 상기 펜더 에이프런 멤버의 전단 부분의 폭 방향 내측에 결합되는 서브 프레임 마운팅 멤버를 포함할 수 있다.
상기 펜더 에이프런 멤버의 전단 부분에서 차체 폭 방향의 내측면은 상기 프런트 사이드 멤버의 차체 폭 방향의 외측면 및 상기 서브 프레임 마운팅 멤버의 차체 폭 방향의 외측면에 접촉될 수 있다.
상기 펜더 에이프런 멤버의 전단 부분은 차체의 상하 방향을 따라 폐 단면을 형성하는 입체박스 구조를 갖고, 상기 프런트 사이드 멤버는 차체의 전후 방향을 따라 폐 단면을 형성하는 입체박스 구조를 가질 수 있다.
상기 서브 프레임 마운팅 멤버는 차체의 상하 방향을 따라 폐 단면을 형성하는 입체박스 구조를 가질 수 있다.
상기 펜더 에이프런 멤버의 전단 부분과 상기 프런트 사이드 멤버의 전단 부분의 연장 방향은 꼬인 위치에 있을 수 있다.
차체의 후방으로 갈수록 상방으로 경사지게 연장되는 상기 펜더 에이프런 멤버의 연장선과 차체의 전후 방향을 따라 연장되는 상기 프런트 사이드 멤버의 연장선의 끼인각은 상기 펜더 에이프런 멤버의 전단 부분과 상기 프런트 사이드 멤버의 전단 부분의 연장 방향이 평행한 경우와 비교하여 작을 수 있다.
상기 프런트 사이드 멤버의 전단, 상기 펜더 에이프런 멤버의 전단, 및 상기 서브 프레임 마운팅 멤버의 전단은 차체의 전후 방향을 기준으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다.
상기 펜더 에이프런 멤버의 하단, 및 상기 서브 프레임 마운팅 멤버의 하단은 차체의 상하 방향을 기준으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다.
상기 전방 차체 보강구조는, 상기 서브 프레임 마운팅 멤버에 결합되는 마운팅 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 마운팅 유닛은, 상기 서브 프레임 마운팅 멤버의 하측으로 돌출되는 체결부와, 상기 서브 프레임 마운팅 멤버에 차체의 하방으로부터 삽입되는 삽입부와, 상기 서브 프레임 마운팅 멤버로부터 하방으로 이탈되는 것을 방지하도록 상기 체결부와 상기 삽입부의 사이에 형성되는 걸림턱을 포함할 수 있다.
상기 프런트 사이드 멤버의 전단 부분의 하단에는 상기 삽입부의 상단을 수용하는 수용홀이 형성될 수 있다.
상기 삽입부의 측면은 상기 펜더 에이프런 멤버의 전단 부분의 폭 방향 내측에 형성된 안착홈에 지지될 수 있다.
상기 수용홀 및 상기 안착홈은 각각 상기 삽입부의 상단 및 상기 삽입부의 측면에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 펜더 에이프런 멤버와 프런트 사이드 멤버가 폭 방향으로 중첩되어 스몰 오버랩 충돌 시에 하중을 받는 면적이 일정폭만큼 확대될 수 있다. 따라서, 하중을 분산시키는 성능이 향상될 수 있다.
또한, 펜더 에이프런 멤버가 전방으로 연장되는 경사각이 작아짐으로써, 정면 충돌에 대한 구조적 강성이 증대될 수 있다.
나아가, 서브 프레임 마운팅 멤버가 펜더 에이프런 멤버와 폭 방향으로 중첩되어 프런트 사이드 멤버의 하단에 결합됨으로써, 서브 프레임의 결합 강성이 증대될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전방 차체 보강구조의 상면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전방 차체 보강구조의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전방 차체 보강구조의 일부 사시도이다.
도 4는 도 3을 다른 방향에서 바라본 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전방 차체 보강구조의 상면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전방 차체 보강구조의 측면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전방 차체 보강구조(1)는 쇽업소버 하우징(15)의 전방에서 프런트 사이드 멤버(20) 및 펜더 에이프런 멤버(30)가 중첩되는 부분의 보강구조이다.
상기 쇽업소버 하우징(15)에는 쇽업소버(도시하지 않음)가 장착된다. 또한, 상기 쇽업소버 하우징(15)은 상기 쇽업소버를 둘러싸도록 배치된다. 여기서, 상기 쇽업소버는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자)에게 자명하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
상기 프런트 사이드 멤버(20)는 차체(10)의 폭 방향을 기준으로 상기 쇽업소버 하우징(15)의 내측에 배치되며, 상기 쇽업소버 하우징(15)의 차체(10) 폭 방향의 내측면 하단에 연결된다.
상기 펜더 에이프런 멤버(30)는 차체(10)의 폭 방향을 기준으로 상기 쇽업소버 하우징(15)을 사이에 두고 상기 프런트 사이드 멤버(20)의 외측에 배치된다. 또한, 상기 펜더 에이프런 멤버(30)의 전단 부분은 상기 쇽업소버 하우징(15)보다 차체(10)의 전방으로 연장된 상기 프런트 사이드 멤버(20)의 전단 부분과 연결된다. 나아가, 상기 펜더 에이프런 멤버(30)는 차체(10)의 후방으로 갈수록 상방으로 경사지게 연장되어 펜더 에이프런 어퍼 멤버(도시하지 않음)에 연결될 수 있다. 즉, 상기 펜더 에이프런 멤버(30)는 상기 프런트 사이드 멤버(20)와 상기 펜더 에이프런 어퍼 멤버를 연결하도록 구비된다. 따라서, 상기 펜더 에이프런 멤버(30)는 정면 충돌, 옵셋 충돌, 혹은 스몰 오버랩 충돌 시에 차체(10)의 전후 방향으로 연장되는 상기 프런트 사이드 멤버(20)에 가해지는 하중을 전달받아 분산시키도록 기능한다.
여기서, 옵셋 충돌은 정면의 부분 충돌을 의미하고, 스몰 오버랩 충돌은 옵셋 충돌 중에서 일측의 프런트 사이드 멤버(20)에 대부분의 하중이 가해질 정도의 국소 부분 충돌을 의미한다.
한편, 상기 펜더 에이프런 어퍼 멤버는 차체(10)의 폭 방향을 기준으로 카울(도시하지 않음)의 외측에 배치되고, 차체(10)의 폭 방향을 기준으로 상기 쇽업소버 하우징(15)의 외측면 상단에 연결되어 차체(10)를 구성하는 멤버로서, 당업자에게 자명하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 펜더 에이프런 멤버(30)의 전단 부분은 차체(10)의 상하 방향을 따라 폐 단면을 형성하는 입체박스 구조를 갖고, 상기 프런트 사이드 멤버(20)는 차체(10)의 전후 방향을 따라 폐 단면을 형성하는 입체박스 구조를 갖는다. 다시 말해, 상기 펜더 에이프런 멤버(30)의 전단 부분과 상기 프런트 사이드 멤버(20)의 전단 부분의 연장 방향은 평행하지 않고, 꼬인 위치에 있다. 따라서, 차체(10)의 후방으로 갈수록 상방으로 경사지게 연장되는 상기 펜더 에이프런 멤버(30)의 연장선(L1)과 차체(10)의 전후 방향을 따라 연장되는 상기 프런트 사이드 멤버(20)의 연장선(L2)의 끼인각(a)은 상기 펜더 에이프런 멤버(30)의 전단 부분과 상기 프런트 사이드 멤버(20)의 전단 부분의 연장 방향이 평행한 경우와 비교하여 작다. 이처럼 상기 끼인각(a)이 작아지면, 정면 충돌에 대한 구조적 강성이 증대되고 상기 펜더 에이프런 멤버(30) 및 상기 프런트 사이드 멤버(20)를 따라 전달되는 하중이 효과적으로 분산된다. 도 2에는 하중이 분산되는 방향이 화살표로서 개략적으로 도시되었다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전방 차체 보강구조의 일부 사시도이고, 도 4는 도 3을 다른 방향에서 바라본 도면이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전방 차체 보강구조(1)는 서브 프레임 마운팅 멤버(40) 및 마운팅 유닛(50)을 더 포함한다.
상기 서브 프레임 마운팅 멤버(40)는 상기 프런트 사이드 멤버(20)의 전단 부분의 하측 및 상기 펜더 에이프런 멤버(30)의 전단 부분의 폭 방향 내측에 결합된다. 또한, 상기 서브 프레임 마운팅 멤버(40)는 차체(10)의 상하 방향을 따라 폐 단면을 형성하는 입체박스 구조를 갖는다. 여기서, 상기 프런트 사이드 멤버(20)의 전단, 상기 펜더 에이프런 멤버(30)의 전단, 및 상기 서브 프레임 마운팅 멤버(40)의 전단은 차체(10)의 전후 방향을 기준으로 동일 평면 상에 배치되고, 상기 펜더 에이프런 멤버(30)의 하단, 및 상기 서브 프레임 마운팅 멤버(40)의 하단은 차체(10)의 상하 방향을 기준으로 동일 평면 상에 배치된다. 나아가, 상기 펜더 에이프런 멤버(30)의 전단 부분에서 차체(10) 폭 방향의 내측면은 상기 프런트 사이드 멤버(20)의 차체(10) 폭 방향의 외측면 및 상기 서브 프레임 마운팅 멤버(40)의 차체(10) 폭 방향의 외측면에 접촉된다. 따라서, 정면 충돌, 옵셋 충돌, 혹은 스몰 오버랩 충돌 시에 하중은 상기 프런트 사이드 멤버(20), 상기 펜더 에이프런 멤버(30), 및 상기 서브 프레임 마운팅 멤버(40)에 전달되며, 상기 프런트 사이드 멤버(20)의 전단, 상기 펜더 에이프런 멤버(30)의 전단, 및 상기 서브 프레임 마운팅 멤버(40)의 전단이 함께 하중을 전달받을 수 있다.
상기 마운팅 유닛(50)은 서브 프레임(도시하지 않음)의 장착을 위한 볼트 또는 너트와 같은 체결 수단일 수 있다. 여기서, 상기 서브 프레임은 현가장치 등을 장착하여 지지하기 위한 차체의 구성요소로서, 당업자에게 자명하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 마운팅 유닛(50)은 상기 서브 프레임 마운팅 멤버(40)의 하측에서 상기 서브 프레임과 체결되는 체결부(52), 차체(10)의 하방으로부터 상기 서브 프레임 마운팅 멤버(40)에 삽입되는 삽입부(54), 및 상기 서브 프레임 마운팅 멤버(40)에 삽입되어 상기 서브 프레임 마운팅 멤버(40)로부터 상기 마운팅 유닛(50)이 하방으로 이탈되는 것을 방지하도록 상기 체결부(52)와 상기 삽입부(54)의 사이에 형성되는 걸림턱(56)을 포함한다. 한편, 상기 삽입부(54)의 상단은 상기 프런트 사이드 멤버(20)까지 삽입되며, 상기 프런트 사이드 멤버(20)의 전단 부분의 하단에는 상기 삽입부(54)의 상단을 수용하는 수용홀(25)이 형성된다. 나아가, 상기 삽입부(54)는 상기 펜더 에이프런 멤버(30)의 전단 부분의 폭 방향 내측에 지지되며, 상기 펜더 에이프런 멤버(30)의 전단 부분의 폭 방향 내측에는 상기 삽입부(54)의 측면이 안착되는 안착홈(35)이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 수용홀(25) 및 상기 안착홈(35)이 각각 상기 삽입부(54)의 상단 및 상기 삽입부(54)의 측면에 대응되는 형상으로 형성되며, 상기 삽입부(54)의 상단 및 상기 삽입부(54)의 측면은 원형 및 다각형을 포함하여 당업자에 의해 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 상기 체결부(52)의 상단을 수용하도록 상기 서브 프레임 마운팅 멤버(40)의 하단에 형성되는 관통홀 및 상기 체결부(52)의 상단 역시 대응되는 형상으로 형성되고, 원형 및 다각형을 포함하여 당업자에 의해 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 펜더 에이프런 멤버(30)와 프런트 사이드 멤버(20)가 폭 방향으로 중첩되어 스몰 오버랩 충돌 시에 하중을 받는 면적이 일정폭(E)만큼 확대될 수 있다(도 1 참조). 따라서, 하중을 분산시키는 성능이 향상될 수 있다. 또한, 펜더 에이프런 멤버(30)가 전방으로 연장되는 경사각이 작아짐으로써, 정면 충돌에 대한 구조적 강성이 증대될 수 있다. 나아가, 서브 프레임 마운팅 멤버(40)가 펜더 에이프런 멤버(30)와 폭 방향으로 중첩되어 프런트 사이드 멤버(20)의 하단에 결합됨으로써, 서브 프레임의 결합 강성이 증대될 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.
1: 전방 차체 보강구조
10: 차체 15: 쇽업소버 하우징
20: 프런트 사이드 멤버 25: 수용홀
30: 펜더 에이프런 멤버 35: 안착홈
40: 서브 프레임 마운팅 멤버
50: 마운팅 유닛 52: 체결부
54: 삽입부 56: 걸림턱

Claims (10)

  1. 전방 차체에서 프런트 사이드 멤버 및 펜더 에이프런 멤버가 연결되는 부분의 전방 차체 보강구조에 있어서,
    상기 프런트 사이드 멤버의 전단 부분의 하측 및 상기 펜더 에이프런 멤버의 전단 부분의 폭 방향 내측에 결합되는 서브 프레임 마운팅 멤버를 포함하고,
    상기 펜더 에이프런 멤버의 전단 부분에서 차체 폭 방향의 내측면은 상기 프런트 사이드 멤버의 차체 폭 방향의 외측면 및 상기 서브 프레임 마운팅 멤버의 차체 폭 방향의 외측면에 접촉되며,
    상기 펜더 에이프런 멤버의 전단 부분은 차체의 상하 방향을 따라 폐 단면을 형성하는 입체박스 구조를 갖고, 상기 프런트 사이드 멤버는 차체의 전후 방향을 따라 폐 단면을 형성하는 입체박스 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전방 차체 보강구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 펜더 에이프런 멤버의 전단 부분과 상기 프런트 사이드 멤버의 전단 부분의 연장 방향은 꼬인 위치에 있는 것을 특징으로 하는 전방 차체 보강구조.
  3. 제2항에 있어서,
    차체의 후방으로 갈수록 상방으로 경사지게 연장되는 상기 펜더 에이프런 멤버의 연장선과 차체의 전후 방향을 따라 연장되는 상기 프런트 사이드 멤버의 연장선의 끼인각은 상기 펜더 에이프런 멤버의 전단 부분과 상기 프런트 사이드 멤버의 전단 부분의 연장 방향이 평행한 경우와 비교하여 작은 것을 특징으로 하는 전방 차체 보강구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프런트 사이드 멤버의 전단, 상기 펜더 에이프런 멤버의 전단, 및 상기 서브 프레임 마운팅 멤버의 전단은 차체의 전후 방향을 기준으로 동일 평면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 전방 차체 보강구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 펜더 에이프런 멤버의 하단, 및 상기 서브 프레임 마운팅 멤버의 하단은 차체의 상하 방향을 기준으로 동일 평면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 전방 차체 보강구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 서브 프레임 마운팅 멤버에 결합되는 마운팅 유닛을 더 포함하고,
    상기 마운팅 유닛은,
    상기 서브 프레임 마운팅 멤버의 하측으로 돌출되는 체결부;
    상기 서브 프레임 마운팅 멤버에 차체의 하방으로부터 삽입되는 삽입부; 및
    상기 서브 프레임 마운팅 멤버로부터 하방으로 이탈되는 것을 방지하도록 상기 체결부와 상기 삽입부의 사이에 형성되는 걸림턱;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전방 차체 보강구조.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프런트 사이드 멤버의 전단 부분의 하단에는 상기 삽입부의 상단을 수용하는 수용홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 전방 차체 보강구조.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 삽입부의 측면은 상기 펜더 에이프런 멤버의 전단 부분의 폭 방향 내측에 형성된 안착홈에 지지되는 것을 특징으로 하는 전방 차체 보강구조.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 수용홀 및 상기 안착홈은 각각 상기 삽입부의 상단 및 상기 삽입부의 측면에 대응되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전방 차체 보강구조.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 서브 프레임 마운팅 멤버는 차체의 상하 방향을 따라 폐 단면을 형성하는 입체박스 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전방 차체 보강구조.
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