JP2022032948A - 前方車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ショートオーバハングタイプの軽・小型車の車体において、簡単な構成で重量を低減でき、正面衝突安全性を確保できる前方車体構造を提供する。【解決手段】本発明による前方車体構造は、ｉ）フロントサイドメンバ１０にマウンティングプレート１１を介して装着されるサブフレーム２０と、ｉｉ）サブフレームの両側前端に車体の長手方向に沿ってそれぞれ結合されるロアクラッシュボックス３０と、ｉｉｉ）ロアクラッシュボックスに車幅方向に沿って連結されるラジエータサポートロアメンバ５０と、ｉｖ）ロアクラッシュボックスの前端に車幅方向に沿って連結されるロアスティフナ７０と、を含んで構成される。【選択図】図１

Description

本発明の実施例は、前方車体構造に関し、より詳しくは、ショートオーバハングデザインの軽・小型車の前方車体構造に関する。

一般に、軽・小型自動車のように基本的に車体が小さい場合には、室内空間確保のためにショートオーバハング（ｓｈｏｒｔ ｏｖｅｒｈａｎｇ）デザインを採用している。このようなショートオーバハングデザインの軽・小型自動車は、自動車の運動性能や回転安定性を確保できる。しかし、ショートオーバハングデザインの軽・小型自動車は、衝突による衝撃を吸収し、搭乗者に伝達される衝撃を低減するクラッシュゾーンが相対的に狭いため、衝突時、搭乗者の過剰な傷害を誘発することがある。

これを改善するために、従来は、一例として、車体の前方側に横方向メンバを有するサブフレームを装着し、その前方側にフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）を構成する又はラジエータサポートメンバを構成している。しかし、従来は、前記のように車両の正面衝突安全性を確保するための構造物を適用するため、エンジンルームの空間が狭くなり、サブフレームのタイプの変更による重量およびコスト上昇をまねいていた。

本発明の目的は、ショートオーバハングタイプの軽・小型車の車体において、簡単な構成でもって重量とコストを低減でき、正面衝突安全性を確保できる前方車体構造を提供することにある。

本発明による前方車体構造は、フロントサイドメンバにマウンティングプレートを介して装着されるサブフレームと、前記サブフレームの両側前端に車体の長手方向に沿ってそれぞれ結合されるロアクラッシュボックスと、前記ロアクラッシュボックスに車幅方向に沿って連結されるラジエータサポートロアメンバと、前記ロアクラッシュボックスの前端に車幅方向に沿って連結されるロアスティフナと、を含むことを特徴とする。

前記サブフレームは、前記フロントサイドメンバの後方側に連結されるフレーム本体と、前記フレーム本体の両側前端にそれぞれ連結され、前記フロントサイドメンバの前端側と結合される縦方向メンバとを含むことを特徴とする。

前記フロントサイドメンバの前端には、前記マウンティングプレートが上下方向に沿って結合され、前記縦方向メンバの前端部は、前記マウンティングプレートの下部と結合されることを特徴とする。

前記ロアクラッシュボックスは、前記縦方向メンバの前端にステーブラケットを介して車体の長手方向に沿って連結されることを特徴とする。

前記ステーブラケットは、ステーマウンティング部を介して前記縦方向メンバの前端に結合されることを特徴とする。

前記ラジエータサポートロアメンバは、車幅方向に沿った両端に前記ロアクラッシュボックスと接合されるように形成された接合フランジ部を含むことを特徴とする。

前記ロアスティフナは、前記ロアクラッシュボックスの前端に形成されたラウンド形態の装着溝に結合されることを特徴とする。

前記ロアスティフナ、前記ロアクラッシュボックスおよび前記サブフレームは、車体の長手方向に沿って互いに連結されることを特徴とする。

前記フロントサイドメンバの前端にアッパクラッシュボックスを介して車幅方向に沿って連結されるバックビームをさらに含むことを特徴とする。

前記アッパクラッシュボックスを介して前記バックビームと前記フロントサイドメンバとを連結する第１ロードパスと、前記ロアクラッシュボックスを介して前記ロアスティフナと前記サブフレームとを連結する第２ロードパスと、前記フロントサイドメンバの前端に結合されたマウンティングプレートを介して前記第１ロードパスと前記第２ロードパスとを上下方向に連結する第３ロードパスと、が形成されていることを特徴とする。

本発明による他の前方車体構造は、車体の長手方向に両側に備えられるフロントサイドメンバと、前記各フロントサイドメンバの前方にその上部が結合するマウンティングプレートと、前記両側のマウンティングプレートと結合するバックビームと、前記各フロントサイドメンバの後方と結合するフレーム本体と、前記フレーム本体の前方両側に備えられ、前記各マウンティングプレートの下部に結合する縦方向メンバとを含むサブフレームと、前記各サブフレームの前方両側に結合するロアクラッシュボックスと、前記各ロアクラッシュボックスに結合するラジエータサポートロアメンバと、を含むことを特徴とする。

前記各ロアクラッシュボックスに結合するロアスティフナをさらに含むことを特徴とする。

本発明による前記前方車体構造は、ショートオーバハングタイプの軽・小型車の車体に適用でき、サブフレームと、ロアクラッシュボックスと、ラジエータサポートロアメンバと、ロアスティフナと、を設けたので、衝突エネルギーを効果的に分散させることができる。また、様々な方向のロードパスを設けたので、衝突エネルギーを効果的に分散でき、正面衝突安全性を確保できる。

本発明の実施例による前方車体構造を示す斜視図である。 本発明の実施例による前方車体構造を示す分解斜視図である。 本発明の実施例による前方車体構造を示す側面図である。 本発明の実施例による前方車体構造に適用できるロアクラッシュボックスを示す図である。 本発明の実施例による前方車体構造に適用できるラジエータサポートロアメンバの結合構造を示す図である。 本発明の実施例による前方車体構造に適用できるラジエータサポートロアメンバの結合構造を示す図である。 本発明の実施例による前方車体構造に適用できるロアスティフナの結合構造を示す図である。 本発明の実施例による前方車体構造に適用されるバックビームの結合構造を示す図である。 図８のＡ部分の拡大図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施例について詳しく説明する。なお、本発明は、この実施例に限定されるものではない。

明細書全体にわたって、同一または類似の構成要素については同一の参照符号を付した。図面に示された各構成の大きさ及び厚さは、説明の便宜上のためのものである。部分および領域を明確にするため、厚さを拡大して示している。構成の名称を第１、第２などは、同一の関係を区分するためのものである。構成要素を含むとする場合、他の構成要素をさらに包含できるものとする。明細書に記載の．．．部、．．．手段などの用語は、１つの機能や動作をする包括的な構成の単位を意味する。

図１は、本発明の実施例による前方車体構造を示す結合斜視図であり、図２は、本発明の実施例による前方車体構造を示す分解斜視図であり、図３は、本発明の実施例による前方車体構造を示す側面構成図である。図１～図３に示すように、本発明の実施例による前方車体構造１００は、フロントサスペンションが装着された車両の前方構造に適用可能である。この構造は、韓国国内およびグローバル新興市場で需要が伸びている軽・小型自動車の前方構造に適用可能である。

本発明の実施例による前方車体構造１００は、軸間距離を長くして自動車の運動性能や回転安定性を確保できるショートオーバハングタイプの軽・小型自動車の車体に適用可能である。ここで、前方車体構造１００は、車体１の前方側下部でエンジン、変速機、シャーシ部品などを支持することができる。当業界では、車幅方向をＬ方向、車体の前後方向をＴ方向、そして車体の高さ方向をＨ方向とする。しかし、本発明の実施例では、基準方向としてＬＴＨ方向に設定する代わりに、車幅方向、車体の長手方向および上下方向に設定して、下記の構成要素を説明する。さらに、下記の端（一側／一側端または他の一側／一側端）は、いずれか一方の端と定義され、その端を含む一定部分（一側／一側端部または他の一側／一側端部）と定義されてもよい。

本発明による前方車体構造１００は、ショートオーバハングタイプの軽・小型車の車体における簡単な構成でもって重量とコストを低減でき、正面衝突安全性を確保できる。前方車体構造１００は、基本的に、サブフレーム２０と、ロアクラッシュボックス３０と、ラジエータサポートロアメンバ５０と、ロアスティフナ７０と、バックビーム８０とを含んでなる。

サブフレーム２０は、車両の衝突事故の発生時、衝突荷重を車体から伝達され、車体から適切に離脱しながらエンジンや変速機などが車室側に移動するのを防止することができる。サブフレーム２０は、車体１の前方下側で両側のフロントサイドメンバ１０にマウンティングプレート１１を介して装着される。サブフレーム２０は、フロントサイドメンバ１０の前方側および後方側の下部に装着される。マウンティングプレート１１は、フロントサイドメンバ１０の前端に上下方向に結合される。マウンティングプレート１１は、その上端を介してフェンダエプロンアッパ１３と連結される。そして、フロントサイドメンバ１０の後端側には、リヤロアメンバ１５が連結される。

サブフレーム２０は、複数のマウンティング部、例えば、４点の車体マウンティング部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを介してフロントサイドメンバ１０の前方および後方下部に装着される。サブフレーム２０は、フレーム本体２３と、縦方向メンバ２５とを含む。フレーム本体２３は、上板と下板とが接合された本体として備えられ、そのフレーム本体２３の両側には、フロントサスペンションのロアアーム（図示せず）が連結される。フレーム本体２３は、フロントサイドメンバ１０の後方下部に装着される。

このようなフレーム本体２３は、４点の車体マウンティング部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄのうち後方両側に備えられた２点の車体マウンティング部２１ｃ、２１ｄを介してフロントサイドメンバ１０の後方下部に装着される。縦方向メンバ２５は、フレーム本体２３の両側前端からフロントサイドメンバ１０の両側前端に延長形成される。縦方向メンバ２５は、後端を介してフレーム本体２３の両側前端にそれぞれ連結される。そして、縦方向メンバ２５は、その前端部を介してフロントサイドメンバ１０の前端側と結合される。より具体的には、縦方向メンバ２５の前端部は、マウンティングプレート１１の下部と結合される。

縦方向メンバ２５は、４点の車体マウンティング部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄのうち前端部側に備えられた２点の車体マウンティング部２１ａ、２１ｂを介してマウンティングプレート１１の下部に装着される。
したがって、のように構成されるサブフレーム２０は、フレーム本体２３の両側前端からフロントサイドメンバ１０の両側前端に延びる縦方向メンバ２５を有するＣ型のタイプで備えられる。

図４は、本発明の実施例による前方車体構造に適用できるロアクラッシュボックスを示す図である。図１～図４に示すように、ロアクラッシュボックス３０は、車両の前方衝突時、衝撃によって圧縮変形しながら衝撃を吸収するものであって、サブフレーム２０の両側前端に車体の長手方向に沿ってそれぞれ結合される。ロアクラッシュボックス３０は、閉空間を有するボックスタイプで形成され、サブフレーム２０の縦方向メンバ２５の前端にステーブラケット３１を介して車体の長手方向に沿って連結される。ロアクラッシュボックス３０は、その後端を介してステーブラケット３１に結合され、ステーブラケット３１は、縦方向メンバ２５の前端装着面に結合される。このようなステーブラケット３１は、縦方向メンバ２５の前端装着面にボルティング結合できる。例えば、ステーブラケット３１は、３点のステーマウンティング部３３を介して縦方向メンバ２５の前端装着面にボルティング結合できる。

図５および図６は、本発明の実施例による前方車体構造に適用できるラジエータサポートロアメンバの結合構造を示す図である。図５、図６に示すように、ラジエータサポートロアメンバ５０は、車体前方でラジエータを含むクーリングモジュールを支持するものであって、ロアクラッシュボックス３０に車幅方向に沿って連結される。ラジエータサポートロアメンバ５０は、閉断面を有するように形成され、その両端を介して車幅方向に沿ってロアクラッシュボックス３０に結合される。よって、ラジエータサポートロアメンバ５０の車幅方向に沿った両端には、ロアクラッシュボックス３０と接合される接合フランジ部５１が形成される。代案として、ラジエータサポートロアメンバ５０の上面には、クーリングモジュールを装着するための別途のマウンティングブラケット（図示せず）が接合されてもよい。

図７は、本発明の実施例による前方車体構造に適用できるロアスティフナの結合構造を示す図である。図７に示すように、本発明の実施例では、ロアスティフナ７０は、歩行者との衝突時、歩行者の傷害を最小化するためのもので、車幅方向に沿ってラジエータサポートロアメンバ５０の前方側と離隔して配置される。ロアスティフナ７０は、パイプ形態で備えられ、ロアクラッシュボックス３０の前端に車幅方向に沿って連結される。ロアスティフナ７０は、ロアクラッシュボックス３０の前端に備えられたラウンド形態の装着溝３５に結合され、例えば、溶接結合される。

図８は、本発明の実施例による前方車体構造に適用されるバックビームの結合構造を示す図であり、図９は、図８のＡ部分の拡大図である。図８および図９を参照すれば、本発明の実施例において、バックビーム８０は、バンパユニットを装着するためのもので、ラジエータサポートロアメンバ５０の上部でフロントサイドメンバ１０の前端に車幅方向に沿って連結される。

バックビーム８０は、フロントサイドメンバ１０の前端に対応して、アッパクラッシュボックス９０を介してマウンティングプレート１１に結合される。アッパクラッシュボックス９０は、車両の前方衝突時、衝撃によって圧縮変形しながら衝撃を吸収するものであって、フロントサイドメンバ１０の前方側のマウンティングプレート１１とバックビーム８０とを連結する。

一方、のように構成される本発明の実施例による前方車体構造１００は、ロアスティフナ７０、ロアクラッシュボックス３０およびサブフレーム２０の縦方向メンバ２５が車体の長手方向に沿って互いに連結された構造を有する。さらに、図３に示されるように、本発明の実施例による前方車体構造１００は、車両の前方衝突による衝突エネルギーの分散を容易にするための、第１ロードパス１０１と、第２ロードパス１０２と、第３ロードパス１０３とを形成している。

第１ロードパス１０１は、アッパクラッシュボックス９０を介してバックビーム８０とフロントサイドメンバ１０とを連結する。第２ロードパス１０２は、ロアクラッシュボックス３０を介してロアスティフナ７０とサブフレーム２０の縦方向メンバ２５とを連結する。そして、第３ロードパス１０３は、マウンティングプレート１１を介して第１ロードパス１０１と第２ロードパス１０２とを上下方向に連結する。つまり、本発明の実施例では、車体の前方側に第１、第２、第３ロードパス１０１、１０２、１０３を介してＨ型のロードパスを構成することができる。

代案として、本発明の実施例では、第１および第２ロードパス１０１、１０２の間に他の部品を追加的に結合して、第３ロードパス１０３と別個の第４ロードパス（図示せず）を介して第１ロードパス１０１と第２ロードパス１０２とを上下方向に連結してもよい。この場合は、車体の前方側に第１、第２、第３ロードパス１０１、１０２、１０３および第４ロードパスを介して＃型のロードパスを構成することができる。

以下、本発明の実施例による前方車体構造１００の作用を先に開示した図面を参照して説明する。本発明の実施例では、ロアクラッシュボックス３０を介してロアスティフナ７０とサブフレーム２０の縦方向メンバ２５とが連結される。また、本発明の実施例ではアッパクラッシュボックス９０を介してバックビーム８０とフロントサイドメンバ１０とが連結される。したがって、本発明の実施例では、車両の正面衝突時、バックビーム８０、アッパクラッシュボックス９０およびロアクラッシュボックス７０を介して衝突エネルギーを分散させることができる。

また、本発明の実施例では、車両の正面衝突時、ロアスティフナ７０を介して車幅方向の支持力を確保することができ、ロアスティフナ７０がロアクラッシュボックス３０の変形を誘導しながら衝撃力をサブフレーム２０まで伝達して吸収することができる。さらに、本発明の実施例では、車両の正面衝突時、サブフレーム２０がエンジンと共に離脱してサブフレーム２０の縦方向メンバ２５が変形しながら衝突エネルギーを吸収することができる。

これによって、ショートオーバハングタイプの軽・小型車の車体において様々な方向のロードパスを介して衝突エネルギーを効果的に分散させることができ、正面衝突安全性を確保することができる。一方、本発明の実施例では、ラジエータサポートロアメンバ５０がサブフレーム２０の横方向メンバの役割を代替可能で、製造コストおよび重量の低減を図ることができる。

１ 車体
１０ フロントサイドメンバ
１１ マウンティングプレート
１３ フェンダエプロンアッパ
１５ リヤロアメンバ
２０ サブフレーム
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ 車体マウンティング部
２３ フレーム本体
２５ 縦方向メンバ
３０ ロアクラッシュボックス
３１ ステーブラケット
３３ ステーマウンティング部
３５ 装着溝
５０ ラジエータサポートロアメンバ
５１ 接合フランジ部
７０ ロアスティフナ
８０ バックビーム
９０ アッパクラッシュボックス
１００ 前方車体構造
１０１ 第１ロードパス
１０２ 第２ロードパス
１０３ 第３ロードパス

Claims (12)

1. フロントサイドメンバにマウンティングプレートを介して装着されるサブフレームと、
   前記サブフレームの両側前端に車体の長手方向に沿ってそれぞれ結合されるロアクラッシュボックスと、
   前記ロアクラッシュボックスに車幅方向に沿って連結されるラジエータサポートロアメンバと、
   前記ロアクラッシュボックスの前端に車幅方向に沿って連結されるロアスティフナと、
   を含むことを特徴とする前方車体構造。
2. 前記サブフレームは、
   前記フロントサイドメンバの後方側に連結されるフレーム本体と、
   前記フレーム本体の両側前端にそれぞれ連結され、前記フロントサイドメンバの前端側と結合される縦方向メンバと、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の前方車体構造。
3. 前記フロントサイドメンバの前端には、前記マウンティングプレートが上下方向に沿って結合され、
   前記縦方向メンバの前端部は、前記マウンティングプレートの下部と結合されることを特徴とする請求項２に記載の前方車体構造。
4. 前記ロアクラッシュボックスは、
   前記縦方向メンバの前端にステーブラケットを介して車体の長手方向に沿って連結されることを特徴とする請求項２に記載の前方車体構造。
5. 前記ステーブラケットは、
   ステーマウンティング部を介して前記縦方向メンバの前端に結合されることを特徴とする請求項４に記載の前方車体構造。
6. 前記ラジエータサポートロアメンバは、
   車幅方向に沿った両端に前記ロアクラッシュボックスと接合されるように形成された接合フランジ部を含むことを特徴とする請求項１に記載の前方車体構造。
7. 前記ロアスティフナは、
   前記ロアクラッシュボックスの前端に形成されたラウンド形態の装着溝に結合されることを特徴とする請求項１に記載の前方車体構造。
8. 前記ロアスティフナ、前記ロアクラッシュボックスおよび前記サブフレームは、車体の長手方向に沿って互いに連結されることを特徴とする請求項１に記載の前方車体構造。
9. 前記フロントサイドメンバの前端にアッパクラッシュボックスを介して車幅方向に沿って連結されるバックビームをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の前方車体構造。
10. 前記アッパクラッシュボックスを介して前記バックビームと前記フロントサイドメンバとを連結する第１ロードパスと、
    前記ロアクラッシュボックスを介して前記ロアスティフナと前記サブフレームとを連結する第２ロードパスと、
    前記フロントサイドメンバの前端に結合されたマウンティングプレートを介して前記第１ロードパスと前記第２ロードパスとを上下方向に連結する第３ロードパスと、
    が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の前方車体構造。
11. 車体の長手方向に両側に備えられるフロントサイドメンバと、
    前記各フロントサイドメンバの前方にその上部が結合するマウンティングプレートと、
    前記両側のマウンティングプレートと結合するバックビームと、
    前記各フロントサイドメンバの後方と結合するフレーム本体と、前記フレーム本体の前方両側に備えられ、前記各マウンティングプレートの下部に結合する縦方向メンバと、を含むサブフレームと、
    前記各サブフレームの前方両側に結合するロアクラッシュボックスと、
    前記各ロアクラッシュボックスに結合するラジエータサポートロアメンバと、を含むことを特徴とする前方車体構造。
12. 前記各ロアクラッシュボックスに結合するロアスティフナをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の前方車体構造。

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