KR20200126585A - 차량의 전방 바디 - Google Patents

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KR20200126585A
KR20200126585A KR1020190050399A KR20190050399A KR20200126585A KR 20200126585 A KR20200126585 A KR 20200126585A KR 1020190050399 A KR1020190050399 A KR 1020190050399A KR 20190050399 A KR20190050399 A KR 20190050399A KR 20200126585 A KR20200126585 A KR 20200126585A
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김도회
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현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
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Abstract

이너패널과 아우터패널로 구성되어 멤버를 형성하며, A필러의 전단부에서 하방으로 연장되는 형상이고, 이너패널과 아우터패널의 사이에 리인포스패널이 마련되며, 리인포스패널이 길이방향으로 연장되어 내부가 2개의 멤버 형상으로 분할된 A필러 로워파트;를 포함하는 차량의 전방 바디가 소개된다.

Description

차량의 전방 바디 {FRONT BODY OF VEHICLE}
본 발명은 전방, 경사 또는 옵셋 충돌시에 승객석 전방부의 변형을 줄여 승객의 안전을 더욱 확보할 수 있도록 하는 차량의 전방 바디에 관한 것이다.
차량의 충돌에는 전방충돌, 경사충돌 또는 옵셋충돌 등 다양한 종류의 충돌상황이 존재한다. 이러한 전방충돌의 경우 차량의 최전방은 적절히 변형이 이루어져 충격을 흡수하면서도 승객석에 가까운 승객석 전방부는 강건하게 변형이 이루어지지 않음으로써 승객석의 변형을 최소화하여 승객을 보호하도록 설계됨이 일반적이다.
이러한 목적을 이루기 위하여 종래에는 차량의 전방에 배치되는 프런트 사이드멤버의 전방부는 변형이 잘 이루어지는 재료와 구조를 적용하고, 프런트 사이드멤버의 후방부는 강성이 좋고 변형이 잘 되지 않는 구조로 설계되었다.
그러나 이러한 구조의 경우 프런트 사이드멤버의 후방부 강성을 증대시킴에 따라 A필러 전방부 내지 하방부가 오히려 변형되며 승객석이 변형되는 문제가 발생될 수 있었다. 따라서, 프런트 사이드멤버의 후방부 강성을 증대시키면서도 A필러 역시 강성을 높여 승객석을 좀 더 확실하게 보호할 수 있는 새로운 차량의 전방 구조가 필요하였던 것이다.
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 10-1795403 B1
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 전방, 경사 또는 옵셋 충돌시에 승객석 전방부의 변형을 줄여 승객의 안전을 더욱 확보할 수 있도록 하는 차량의 전방 바디를 제공하고자 함이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 전방 바디는, 이너패널과 아우터패널로 구성되어 멤버를 형성하며, A필러의 전단부에서 하방으로 연장되는 형상이고, 이너패널과 아우터패널의 사이에 리인포스패널이 마련되며, 리인포스패널이 길이방향으로 연장되어 내부가 2개의 멤버 형상으로 분할된 A필러 로워파트;를 포함한다.
차량의 도어 하단에서 차량의 길이방향을 따라 연장되는 멤버 형상이고, 전방부에 브라켓이 마련되어 브라켓을 기준으로 전방부가 2개의 공간으로 분할된 사이드실 파트;를 더 포함할 수 있다.
브라켓은 상단이 리인포스패널의 하단과 연결됨으로써 사이드실 파트의 전방부가 A필러 로워파트의 분할된 멤버들과 각각 연결되는 2개의 멤버들로 구성될 수 있다.
이너패널과 아우터패널 및 리인포스패널에는 각각 전방플랜지와 후방 플랜지가 형성되고, 리인포스패널은 이너패널과 아우터패널의 사이에 위치되어 전방 플랜지 및 후방 플랜지를 통해 이너패널 및 아우터패널의 사이에 고정될 수 있다.
리인포스패널은 A필러 로워파트의 내부를 2개의 멤버로 분할하는 분할부, 분할부의 일단에서 전방으로 연장되어 이너패널 및 아우터패널의 사이에 고정된 전방 플랜지 및 분할부의 타단에서 후방으로 연장되어 이너패널 및 아우터패널의 사이에 고정된 후방 플랜지로 구성될 수 있다.
리인포스패널의 전방 플랜지는 돌출부와 만입부가 반복되는 기어 형상으로 형성되고, 전방 플랜지의 돌출부가 이너패널 및 아우터패널의 사이에 고정될 수 있다.
리인포스패널은 A필러 로워파트의 내부를 2개의 멤버로 분할하는 분할부, 분할부의 일단에서 전방으로 연장되어 이너패널 및 아우터패널의 사이에 고정된 전방 플랜지 및 분할부의 타단에서 후방으로 연장되어 이너패널에 고정된 후방 플랜지로 구성될 수 있다.
A필러 로워파트의 내부는 리인포스패널을 기준으로 전방멤버부와 후방멤버부로 분할되고, 사이드실 파트 전방부는 브라켓을 기준으로 전방실부와 후방실부로 분할되며, 전방멤버부는 전방실부와 연결되고 후방멤버부는 후방실부와 연결될 수 있다.
A필러 로워파트의 이너패널은 사이드실 파트의 이너패널과 각이 형성되지 않은 곡면 형상으로 연결되어 A필러 로워파트의 이너패널과 사이드실 파트의 이너패널이 함께 하나의 곡면을 이룰 수 있다.
프런트사이드멤버에서 연장멤버가 연장되며, 연장멤버는 로워멤버를 통해 사이드실 파트와 연결되고, 브라켓은 로워브라켓을 통해 로워멤버의 내부로 연장되어 로워멤버가 전방로워실과 후방로워실로 구분되며, 전방로워실은 사이드실 파트의 전방실부와 연결되고 후방로워실은 사이드실 파트의 후방실부와 연결될 수 있다.
본 발명의 차량의 전방 바디에 따르면, 전방, 경사 또는 옵셋 충돌시에 승객석 전방부의 변형을 줄여 승객의 안전을 더욱 확보할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전방 바디의 전체적인 구조를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전방 바디의 A필러 로워파트의 분해사시도.
도 3 내지 4는 도 2에 도시된 차량의 전방 바디의 A-A선 및 B-B선을 따라 절개한 단면도.
도 5 내지 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전방 바디의 리인포스패널 및 브라켓의 실시예를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전방 바디의 A필러 로워파트와 사이드실 파트가 결합된 상태를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전방 바디의 사이드실 파트와 프런트사이드멤버의 연결관계를 나타낸 도면.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전방 바디의 전체적인 구조를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전방 바디의 A필러 로워파트의 분해사시도이며, 도 3 내지 4는 도 2에 도시된 차량의 전방 바디의 A-A선 및 B-B선을 따라 절개한 단면도이고, 도 5 내지 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전방 바디의 리인포스패널 및 브라켓의 실시예를 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전방 바디의 A필러 로워파트와 사이드실 파트가 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전방 바디의 전체적인 구조를 나타낸 도면으로서, 본 발명에 따른 차량의 전방 바디는, 이너패널(320)과 아우터패널(360)로 구성되어 멤버를 형성하며, A필러(100)의 전단부에서 하방으로 연장되는 형상이고, 이너패널(320)과 아우터패널(360)의 사이에 리인포스패널(340)이 마련되며, 리인포스패널(340)이 길이방향으로 연장되어 내부가 2개의 멤버 형상으로 분할된 A필러 로워파트(300);를 포함한다.
차량의 전방 바디는 A필러(100) 및 A필러의 전방에서 하방으로 연장된 A필러 로워파트(300)로 형성된다. 그리고 A필러(100)의 전방에서는 휀더멤버(10)가 연장되며 A필러 로워파트(300)의 하단은 도어 하단의 사이드실 파트(500)와 연결되고, 사이드실 파트(500)의 전방은 프런트사이드멤버(20)와 연장멤버(30)로 연결된다.
이러한 구조를 통해 차량의 전방충돌에 의해 프런트사이드멤버(20)에 충격이 가해질 경우 프런트사이드멤버(20)의 전방부는 변형이 되며 충격을 흡수하고 충격은 프런트사이드멤버(20) 및 연장멤버(30)를 통해 사이드실 파트(500)와 A필러 로워파트(300)에 전달된다. 그리고 휀더멤버(10)의 충격 역시 A필러 로워파트(300)에 전달된다. 이 경우 A필러 로워파트(300)와 사이드실 파트(500)의 강성이 약할 경우 프런트사이드멤버(20)를 통해 전달된 충격으로 A필러 로워파트(300)와 사이드실 파트(500)가 변형되어 승객석이 변형되는 것이다. 따라서, A필러 로워파트(300)와 사이드실 파트(500)의 충돌 강성을 증대시키기 위해 본 발명은 각각을 2개의 멤버 구조로 형성하도록 하는 것이다.
구체적으로, 본 발명의 A필러 로워파트(300)는 A필러(100)의 전단부에서 하방으로 연장되는 형상이며, 일반적인 A필러 로워파트와 같이 이너패널(320)과 아우터패널(360)로 구성되어 하나의 멤버를 형성한다. 그리고 이너패널(320)과 아우터패널(360)의 사이에 리인포스패널(340)이 마련되며, 리인포스패널(340)이 길이방향으로 연장되어 내부가 2개의 멤버 형상으로 분할되도록 하는 것이다. 이러한 구조를 통해 전방에서 충격이 가해질 경우 2개의 멤버 구조를 통해 좀 더 높은 충돌강성을 확보하도록 하는 것이다.
또한, 사이드실 파트(500)는 차량의 도어 하단에서 차량의 길이방향을 따라 연장되는 멤버 형상이다. 이러한 사이드실 파트(500)의 경우에는 멤버 형상의 내부 전방부에 브라켓(540)이 마련되어 브라켓(540)을 기준으로 전방부가 2개의 공간으로 분할되도록 함으로써 이 역시 전방 충돌을 기준으로 중첩된 2개의 공간을 통해 충돌강성을 좀 더 높게 확보할 수 있도록 하는 것이다.
종래의 경우에는 이러한 A필러 로워파트(300)와 사이드실 파트(500)의 경우 하나의 멤버로만 구성되어 있어 전방부의 충돌시 다소 약한 구성이었으나, 본 발명의 경우에는 이러한 전방 구조를 내부에서 2개의 멤버로 분할함으로써 충돌시 좀 더 높은 충돌강성을 확보할 수 있도록 하는 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전방 바디의 A필러 로워파트의 분해사시도이고, 도 3 내지 4는 도 2에 도시된 차량의 전방 바디의 A-A선 및 B-B선을 따라 절개한 단면도이다.
도시된 것과 같이, 이너패널(320)과 아우터패널(360) 및 리인포스패널(340)에는 각각 전방플랜지(321,341,361)와 후방 플랜지(323,343,363)가 형성되고, 리인포스패널(340)은 이너패널(320)과 아우터패널(360)의 사이에 위치되어 전방 플랜지(341) 및 후방 플랜지(343)를 통해 이너패널(320) 및 아우터패널(360)의 사이에 고정될 수 있다.
구체적으로, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전방 바디의 A필러 로워파트의 분해사시도로서, 리인포스패널(340)은 A필러 로워파트(300)의 내부를 2개의 멤버로 분할하는 분할부(342), 분할부(342)의 일단에서 전방으로 연장되어 이너패널(320) 및 아우터패널(360)의 사이에 고정된 전방 플랜지(341) 및 분할부(342)의 타단에서 후방으로 연장되어 이너패널(320) 및 아우터패널(360)의 사이에 고정된 후방 플랜지(343)로 구성될 수 있다.
이러한 구조를 통해 리인포스패널(340)은 A필러 로워파트의 내부를 2개의 멤버로 분할하며 기존의 설계를 변경할 필요 없이 이너패널(320)과 아우터패널(360)의 조립/용접시 리인포스패널(340)을 추가함으로써 쉽게 차체의 제조가 가능하다.
또한, 리인포스패널(340)의 전방 플랜지(341)는 돌출부와 만입부가 반복되는 기어 형상으로 형성되고, 전방 플랜지(341)의 돌출부가 이너패널(320) 및 아우터패널(360)의 사이에 고정될 수 있다. 즉, 리인포스패널(340)의 전방 플랜지(341)는 돌출부를 통해 이너패널(320)과 아우터패널(360)의 사이에 조립함으로써 조립과 매칭이 용이하도록 한다.
이러한 리인포스패널(340)의 경우 도 5에 잘 나타나 있으며, 한편 또 다른 실시예로서 리인포스패널(340)은 A필러 로워파트(300)의 내부를 2개의 멤버로 분할하는 분할부(342), 분할부(342)의 일단에서 전방으로 연장되어 이너패널(320) 및 아우터패널(360)의 사이에 고정된 전방 플랜지(341) 및 분할부(342)의 타단에서 후방으로 연장되어 이너패널(320)에 고정된 후방 플랜지(343)로 구성될 수 있다.
이러한 경우는 도 6에 나타나 있고, 이 경우는 리인포스패널(340)의 후방 플랜지(343)가 이너패널(320)과 아우터패널(360)의 사이까지 연장되는 것이 아니라 짧게 연장되어 이너패널(320)에만 고정되는 경우로서, 이를 통해 A필러 로워파트(300)를 2개로 분할하면서도 리인포스패널(340)의 크기를 줄여 중량을 절감할 수 있는 효과가 있는 것이다.
한편, 사이드실 파트(500)의 브라켓(540)은 상단이 리인포스패널(340)의 하단과 연결됨으로써 사이드실 파트(500)의 전방부가 A필러 로워파트(300)의 분할된 멤버들과 각각 연결되는 2개의 멤버들로 구성될 수 있다. 즉, 도 1, 5, 6과 같이 사이드실 파트(500)에 있는 브라켓(540)이 리인포스패널(340)의 하단과 연결될 경우 사이드실 파트(500)의 전방부는 2개의 공간으로 구분된다.
그리고 A필러 로워파트(300)의 내부는 리인포스패널(340)을 기준으로 전방멤버부(M1)와 후방멤버부(M2)로 분할되고, 사이드실 파트(500) 전방부는 브라켓(540)을 기준으로 전방실부(M3)와 후방실부(M4)로 분할되며, 전방멤버부(M1)는 전방실부(M3)와 연결되고 후방멤버부(M2)는 후방실부(M4)와 연결됨으로써 멤버의 길이를 연장하는 효과가 있고, 이를 통해 충돌 강성이 좀 더 높아지도록 하는 효과가 있다.
또한, 도 6과 같이 브라켓(540)이 리인포스패널(340)의 분할부(342)에서 연장되는 형상으로 할 경우 부품수의 절감도 가능해진다.
한편, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전방 바디의 사이드실 파트(500)와 프런트사이드멤버(20)의 연결관계를 나타낸 도면으로서, 프런트사이드멤버에서 연장된 연장멤버(30)의 경우 로워멤버(32)를 통해 사이드실 파트(500)와 연결되고 충격을 전달한다. 이 경우 사이드실 파트(500)는 브라켓(540)에 의해 전방실부(M3)와 후방실부(M4)로 분할되며, 로워멤버(32) 역시 내부에 로워브라켓(33)이 설치되고 공간이 전방로워실(M3')과 후방로워실(M4')로 구분된다. 그리고 전방로워실(M3')은 사이드실 파트(500)의 전방실부(M3)와 연결되고 후방로워실(M4')은 사이드실 파트(500)의 후방실부(M4)와 연결됨으로써 두 개의 룸 구조가 상호 연결되어 강성을 보강토록 한다. 이와 같은 구성의 경우, 전방충돌시 타이어(T)가 로워멤버(32)에 충격을 가하더라도 상호 연결된 로워멤버(32)와 사이드실 파트(500)의 룸 구조(M3,M3' - M4,M4')에 의해 변형이 저지되고 필요한 충돌 강성을 확보토록 하는 것이다.
또한, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 전방 바디의 A필러 로워파트(300)와 사이드실 파트(500)가 결합된 상태를 나타낸 도면으로서, A필러 로워파트(300)의 이너패널(320)은 사이드실 파트(500)의 이너패널(520)과 각이 형성되지 않은 곡면 형상으로 연결되어 A필러 로워파트(300)의 이너패널(320)과 사이드실 파트(500)의 이너패널(520)이 함께 하나의 곡면을 이룰 수 있다.
이러한 형상을 통해 A필러 로워파트(300)의 이너패널(320)이 사이드실 파트(500)의 이너패널(520)과 동일한 평면에 가까운 곡면을 형성하도록 함으로써 응력이 연결부위에서 집중되는 현상을 줄이고, 충돌 강성을 좀 더 높게 가져갈 수 있으며, 도어의 전방부 테두리 부분을 환형의 코어 형상으로 설계가 가능하여 강성이 증대되는 것이다.
그리고, 도 1을 참고하면, 브라켓(540)은 사이드실 파트(500)와 차량의 프런트사이드멤버(20)를 연결하는 연장멤버(30)의 내부로 연장되도록 할 수 있으며, 이 경우 연장멤버(30)와 함께 길이방향으로 연장됨으로써 연장멤버(30)의 내부공간 역시 2개의 멤버로 분할할 수 있다.
즉, A필러 로워파트(300)는 리인포스패널(340)로 2개의 멤버로 분할되고, 이 중 전방에 위치되는 전방멤버부(M1)는 사이드실 파트(500)의 전방실부(M3)와 연결되고 동시에 연장멤버(30)의 전방 공간과 연결되어 하나의 멤버로 형성된 로드패스를 형성한다.
그리고 A필러 로워파트(300)의 후방멤버부(M2)는 사이드실 파트(500)의 후방실부(M4)와 연결되고 동시에 연장멤버(30)의 후방 공간과 연결되어 또 다른 멤버로 형성된 로드패스를 형성한다. 이러한 전체적인 구조를 통하여 차량의 전방 바디는 모두 종래 하나의 로드패스였던 부분이 중첩된 2개의 로드패스 멤버구조로 분할 및 중첩됨으로써 좀 더 높은 충돌 강성을 확보할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 차량의 전방 바디에 따르면, 전방, 경사 또는 옵셋 충돌시에 승객석 전방부의 변형을 줄여 승객의 안전을 더욱 확보할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 특정 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 : A필러 300 : A필러 로워파트
340 : 리인포스패널 500 : 사이드실 파트
540 : 브라켓

Claims (10)

  1. 이너패널과 아우터패널로 구성되어 멤버를 형성하며, A필러의 전단부에서 하방으로 연장되는 형상이고, 이너패널과 아우터패널의 사이에 리인포스패널이 마련되며, 리인포스패널이 길이방향으로 연장되어 내부가 2개의 멤버 형상으로 분할된 A필러 로워파트;를 포함하는 차량의 전방 바디.
  2. 청구항 1에 있어서,
    차량의 도어 하단에서 차량의 길이방향을 따라 연장되는 멤버 형상이고, 전방부에 브라켓이 마련되어 브라켓을 기준으로 전방부가 2개의 공간으로 분할된 사이드실 파트;를 더 포함하는 차량의 전방 바디.
  3. 청구항 2에 있어서,
    브라켓은 상단이 리인포스패널의 하단과 연결됨으로써 사이드실 파트의 전방부가 A필러 로워파트의 분할된 멤버들과 각각 연결되는 2개의 멤버들로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 전방 바디.
  4. 청구항 1에 있어서,
    이너패널과 아우터패널 및 리인포스패널에는 각각 전방플랜지와 후방 플랜지가 형성되고, 리인포스패널은 이너패널과 아우터패널의 사이에 위치되어 전방 플랜지 및 후방 플랜지를 통해 이너패널 및 아우터패널의 사이에 고정된 것을 특징으로 하는 차량의 전방 바디.
  5. 청구항 1에 있어서,
    리인포스패널은 A필러 로워파트의 내부를 2개의 멤버로 분할하는 분할부, 분할부의 일단에서 전방으로 연장되어 이너패널 및 아우터패널의 사이에 고정된 전방 플랜지 및 분할부의 타단에서 후방으로 연장되어 이너패널 및 아우터패널의 사이에 고정된 후방 플랜지로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 전방 바디.
  6. 청구항 5에 있어서,
    리인포스패널의 전방 플랜지는 돌출부와 만입부가 반복되는 기어 형상으로 형성되고, 전방 플랜지의 돌출부가 이너패널 및 아우터패널의 사이에 고정된 것을 특징으로 하는 차량의 전방 바디.
  7. 청구항 1에 있어서,
    리인포스패널은 A필러 로워파트의 내부를 2개의 멤버로 분할하는 분할부, 분할부의 일단에서 전방으로 연장되어 이너패널 및 아우터패널의 사이에 고정된 전방 플랜지 및 분할부의 타단에서 후방으로 연장되어 이너패널에 고정된 후방 플랜지로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 전방 바디.
  8. 청구항 2에 있어서,
    A필러 로워파트의 내부는 리인포스패널을 기준으로 전방멤버부와 후방멤버부로 분할되고, 사이드실 파트 전방부는 브라켓을 기준으로 전방실부와 후방실부로 분할되며, 전방멤버부는 전방실부와 연결되고 후방멤버부는 후방실부와 연결된 것을 특징으로 하는 차량의 전방 바디.
  9. 청구항 2에 있어서,
    A필러 로워파트의 이너패널은 사이드실 파트의 이너패널과 각이 형성되지 않은 곡면 형상으로 연결되어 A필러 로워파트의 이너패널과 사이드실 파트의 이너패널이 함께 하나의 곡면을 이루는 것을 특징으로 하는 차량의 전방 바디.
  10. 청구항 2에 있어서,
    프런트사이드멤버에서 연장멤버가 연장되며, 연장멤버는 로워멤버를 통해 사이드실 파트와 연결되고, 브라켓은 로워브라켓을 통해 로워멤버의 내부로 연장되어 로워멤버가 전방로워실과 후방로워실로 구분되며, 전방로워실은 사이드실 파트의 전방실부와 연결되고 후방로워실은 사이드실 파트의 후방실부와 연결된 것을 특징으로 하는 차량의 전방 바디.
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