KR100802739B1

KR100802739B1 - 토잉 후크 조립용 파이프너트의 설치구조

Info

Publication number: KR100802739B1
Application number: KR1020060124860A
Authority: KR
Inventors: 허철희
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2008-02-12

Abstract

본 발명은 토잉 후크 조립용 파이프너트의 설치구조에 관한 것으로, 차체의 후방쪽 사이드멤버 끝단 내부에 파이프너트가 차체의 길이방향으로 배치된 상태에서 상부보강브라켓과 하부보강브라켓을 매개로 고정 설치되는 토잉 후크 조립용 파이프너트의 설치구조에 있어서, 상기 상부보강브라켓(60)은 차체의 상하방향으로 파이프너트(3)의 위쪽 바깥 둘레면을 일부분 감싸면서 파이프너트(3)와 용접 결합되고, 상기 하부보강브라켓(70)은 차체의 상하방향으로 파이프너트(3)의 아래쪽 바깥 둘레면을 일부분 감싸면서 파이프너트(3)와 용접 결합된 상태에서, 상기 하부보강브라켓(70)이 파이프너트(3)를 둘러싼 부위가 상기 사이드멤버(50)의 바닥면 중 동일한 곡률로서 형성된 부위에 안착되는 한편, 차체의 측방을 향하는 상기 상,하부보강브라켓(60,70)의 양측면 부위가 상기 사이드멤버(50)와 중첩을 이루어 용접 결합됨으로써 파이프너트(3)가 설치되도록 되어져, 토잉 후크(11)에 대한 모든 안전도 테스트를 효과적으로 통과할 수 있게 됨으로써 차량의 안전성을 보다 향상시킬 수 있도록 된 것이다.

Description

토잉 후크 조립용 파이프너트의 설치구조{Mounting structure of pipe nut for assembling towing hook}

도 1은 토잉 후크의 안전도 테스트를 설명하기 위한 차량의 평면도,

도 2는 파이프너트의 종래 설치구조를 설명하기 위한 사시도,

도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선 부분단면도,

도 4는 파이프너트에 토잉 후크를 조립한 상태의 평면도,

도 5는 본 발명에 따른 파이프너트의 설치구조를 설명하기 위한 사시도,

도 6은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ선 부분단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

3 - 파이프너트 5 - 플로어패널

50 - 사이드멤버 51 - 플랜지부

52,63,73 - 수직부 53 - 경사부

54 - 굴곡부 60 - 상부보강브라켓

61,71 - 원호부 62,72 - 수평부

70 - 하부보강브라켓 81 - 상부공간

83 - 하부공간

본 발명은 토잉 후크 조립용 파이프너트의 설치구조에 관한 것으로, 특히 차체의 길이방향 인장 및 압축하중은 물론 차체의 길이방향에 대해 편심된 상태의 인장하중에 대해서도 충분한 내구력을 갖출 수 있도록 구조를 개선한 토잉 후크 조립용 파이프너트의 설치구조에 관한 기술이다.

일반적으로, 주행중인 차량이 주행을 하지 못할 정도의 고장이 발생하면 견인조치를 취하게 되는 바, 이를 위해 차체의 전후방에는 견인시 사용하게 될 토잉 후크가 장작되어 있다.

상기 토잉 후크는 견인하는 차량으로부터 전달된 큰 힘을 충분히 지지할 수 있어야 하기 때문에 안전법규를 통해 이를 규정하고 있는 실정이다.

즉, 토잉 후크에 대한 안전도 테스트는 도 1에 도시된 바와 같이 차체의 길이방향에 따른 인장 및 압축하중의 테스트(화살표 M1)와, 차체의 길이방향에 대해 30°의 각도로 편심된 상태(θ)의 인장하중 테스트(화살표 M2)가 있는데, 이들을 모두 만족하여야 함은 물론이다.

한편, 토잉 후크가 차체의 후방쪽에 장착되는 타입에 있어서 RV차량과 같이 플로어패널보다 리어범퍼가 더 많이 내려온 차량들은 도 2와 같이 차체의 후방쪽 사이드멤버(1)의 끝단에 파이프너트(3)를 일체로 용접 결합시키고, 견인시에만 상기 파이프너트(3)에 토잉 후크(미도시)를 임시 조립하여 견인을 행하는 방식을 채택하고 있다.

도 2에 도시된 미설명 도면부호 5는 차량의 플로어패널이다.

여기서, 파이프너트(3)의 종래 설치구조에 대해 도 2와 도 3을 참조하여 좀더 자세히 살펴보기로 한다.

즉, 차체의 후방쪽 사이드멤버(1) 끝단은 상측이 개방된 디귿(ㄷ)자의 단면모양으로 형성되어 있으며, 그 상단의 끝은 각각 외측으로 연장 절곡되어 플로어패널(5)의 밑면과 중첩을 이룬 상태에서 용접 결합되는 구조이다.

상기 파이프너트(3)의 바깥 둘레면은 상부보강브라켓(7)과 하부보강브라켓(9)에 의해 각각 일부구간이 감싸여진 형태로서, 상기 파이프너트(3)와 상부보강브라켓(7) 및 상기 파이프너트(3)와 하부보강브라켓(9)은 서로의 중첩부위가 용접 결합되어 이루어지는 구조이다.

그리고, 상기 상부보강브라켓(7)은 상기 하부보강브라켓(9)보다 차체의 측방을 향한 길이(차체의 길이방향에 수직한 수평방향 길이)가 짧게 형성된 형태이기 때문에, 상기 상부보강브라켓(7)은 상기 하부보강브라켓(9)상에 중첩되어 용접을 통해 서로 결합이 이루어진 구조이다.

이와 같이, 상부보강브라켓(7) 및 하부보강브라켓(9)과 일체로 결합된 파이프너트(3)는 사이드멤버(1)의 내부 하단 일측 모서리부에 위치하도록 설치되는 구조이며, 이를 위해 상기 하부보강브라켓(9)이 사이드멤버(1)의 안쪽면과 중첩을 이루어 용접 결합된다.

그러나, 상기와 같은 파이프너트(3)의 종래 설치구조는, 토잉 후크에 대한 안전도 테스트시 차체의 길이방향에 따른 인장 및 압축하중의 테스트는 만족시킬 수 있지만, 차체의 길이방향에 대해 일정각도 편심된 상태의 인장하중 테스트를 종종 만족시키지 못하는 상황이 발생하게 된다.

즉, 도 4는 파이프너트(3)에 토잉 후크(11)를 조립한 후 이를 위에서 바라본 도면으로서, 조립완료 된 상기 토잉 후크(11)는 그 끝이 리어범퍼(13)의 바깥으로 돌출되어야 한다.

이 상태에서, 차체의 길이방향에 따른 인장 및 압축하중의 테스트(화살표 M1)시에는 파이프너트(3)와 토잉 후크(11)와의 결합부위에 모멘트 힘이 발생하지 않으므로 이때의 테스트는 만족시킬 수 있게 된다.

하지만, 차체의 길이방향에 대해 30°의 각도로 편심된 상태(θ)의 인장하중 테스트(화살표 M2)시에는 파이프너트(3)와 토잉 후크(11)와의 결합부위 중 힘의 작용점(M3)에 해당하는 부위에 큰 모멘트 힘이 발생하게 된다.

상기 모멘트 힘은 토잉 후크(11)의 끝단과 힘의 작용점(M3)사이의 거리(L1)가 멀기 때문에 발생한다.

이와 같이, 편심된 상태의 인장하중 테스트(화살표 M2)시 힘의 작용점(M3)에서 발생하는 큰 모멘트 힘을 충분히 견딜 수 있어야 안전법규를 만족시킬 수 있지만, 종래의 파이프너트(3) 설치구조를 도 3을 참조하여 다시 살펴보면 편심된 상태의 인장하중 테스트(화살표 M2)시 힘의 작용점(M3)에 해당하는 파이프너트(3)부위가 단순히 상부보강브라켓(7)의 일부에만 지지되는 구조로 되어 있기 때문에, 상기 상부보강브라켓(7)이 변형되거나 또는 용접점이 파괴됨으로써 이때의 테스트를 종종 통과하지 못하는 상황이 발생하게 되는 것이다.

이에 본 발명은, 사이드멤버의 끝단 및 상,하부보강브라켓의 형상 변경을 통해 파이프너트의 설치구조를 개선토록 하여, 차체의 길이방향 인장 및 압축하중은 물론 차체의 길이방향에 대해 편심된 상태의 인장하중에 대해서도 충분한 내구력을 갖출 수 있도록 함으로써, 토잉 후크에 대한 안전도 테스트를 충분히 통과할 수 있도록 함은 물론 이를 통해 차량의 안전성을 보다 향상시킬 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 설치구조는, 차체의 후방쪽 사이드멤버 끝단 내부에 파이프너트가 차체의 길이방향으로 배치된 상태에서 상부보강브라켓과 하부보강브라켓을 매개로 고정 설치되는 토잉 후크 조립용 파이프너트의 설치구조에 있어서, 상기 상부보강브라켓은 차체의 상하방향으로 파이프너트의 위쪽 바깥 둘레면을 일부분 감싸면서 파이프너트와 용접 결합되고, 상기 하부보강브라켓은 차체의 상하방향으로 파이프너트의 아래쪽 바깥 둘레면을 일부분 감싸면서 파이프너트와 용접 결합된 상태에서, 상기 하부보강브라켓이 파이프너트를 둘러싼 부위가 상기 사이드멤버의 바닥면 중 동일한 곡률로서 형성된 부위에 안착되는 한편, 차체의 측방을 향하는 상기 상,하부보강브라켓 양측면 부위가 상기 사이드멤버와 중첩을 이루어 용접 결합됨으로써 파이프너트가 설치되도록 된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 파이프너트의 설치구조를 설명하기 위한 사시도이고, 도 6은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ선 부분단면도로서, 종래와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.

본 발명에 따라 토잉 후크가 차체의 후방쪽에 장착되는 타입에 있어서 RV차량과 같이 플로어패널보다 리어범퍼가 더 많이 내려온 차량들은 차체의 후방쪽 사이드멤버의 끝단에 파이프너트를 일체로 용접 결합시키고, 견인시에만 상기 파이프너트에 토잉 후크를 임시 조립하여 견인을 행하는 방식을 채택하고 있다.

여기서, 파이프너트가 결합되는 본 발명의 구조에 대해 도 5와 도 6을 참조하여 좀더 자세히 살펴보면, 본 발명의 파이프너트(3)는 차체의 후방쪽 사이드멤버(50) 끝단 내부에 차체의 길이방향으로 배치된 상태에서 상부보강브라켓(60)과 하부보강브라켓(70)을 매개로 고정 설치되는 구조이다.

즉, 상기 상부보강브라켓(60)은 차체의 상하방향으로 파이프너트(3)의 위쪽 바깥 둘레면을 일부분 감싸면서 파이프너트(3)와 용접 결합되고, 상기 하부보강브라켓(70)은 차체의 상하방향으로 파이프너트(3)의 아래쪽 바깥 둘레면을 일부분 감싸면서 파이프너트(3)와 용접 결합된다.

그리고, 상기 하부보강브라켓(70)은 상기 파이프너트(3)를 둘러싼 부위가 상기 사이드멤버(50)의 바닥면 중 동일한 곡률로서 형성된 부위에 안착되도록 설치된다.

이와 같이, 상,하부보강브라켓(60,70)이 파이프너트(3)와 용접 결합된 후 상기 하부보강브라켓(70)이 사이드멤버(50)의 바닥면 중 동일한 곡률로서 형성된 부 위에 안착되고 나면, 차체의 측방을 향하는 상기 상,하부보강브라켓(60,70)의 양측면 부위가 상기 사이드멤버(50)와 중첩을 이루어 용접 결합되며, 이로서 상기 파이프너트(3)는 본 발명의 구조에 따라 설치가 완료된 상태가 된다.

여기서, 상기 상,하부보강브라켓(60,70)은, 상기 파이프너트(3)의 바깥 둘레면과 동일한 곡률로서 형성되는 한편 파이프너트(3)를 감싸면서 결합되는 원호부(61,71)와, 상기 원호부(61,71)로부터 차체의 측방을 향해 수평하게 연장된 수평부(62,72)와, 상기 수평부(62,72)에서 수직한 상방으로 연장되는 한편 상기 사이드멤버(50)와 중첩을 이루어 용접 결합되는 수직부(63,73)를 구비하도록 형성된 구조이다.

한편, 파이프너트(3)가 본 발명에 따라 설치된 상태에서 상기 상,하부보강브라켓(60,70)의 수평부(62,72)사이에는 박스 폐단면 구조의 상부공간(81)이 형성된 구조를 갖게 되고, 상기 상부공간(81)의 아래쪽에서 상기 하부보강브라켓(70)의 수평부(72) 및 상기 사이드멤버(50)사이에는 박스 폐단면 구조의 하부공간(83)이 형성된 구조를 갖게 된다.

상기 상부공간(81)과 하부공간(83)은 파이프너트(3)에 모멘트 힘이 작용할 때 이를 충분히 분산 흡수하는 역할을 수행하게 된다.

그리고, 상기 사이드멤버(50)는, 상부쪽에서 외측으로 벌어져 플로어패널(5)의 밑면에 용접 결합되는 양단의 플랜지부(51)와, 상기 플랜지부(51)로부터 차체의 아래로 연장되는 한편 상기 상,하부보강브라켓(60,70)의 수직부(63,73)와 중첩을 이루어 용접 결합되는 수직부(52)와, 상기 수직부(52)에서 플랜지부(51)와 반대되 는 안쪽방향으로 경사지게 형성되는 한편 상기 하부보강브라켓(70)의 수평부(72)와의 사이에 하부공간(83)을 형성하도록 하는 경사부(53)와, 상기 경사부(53)를 연결하면서 상기 하부보강브라켓(70)의 원호부(71)와 동일한 곡률로서 형성되는 한편 상기 하부보강브라켓(70)의 원호부(71)가 안착되는 부위에 해당하는 굴곡부(54)를 구비하도록 형성된 구조이다.

여기서, 상기 경사부(53)와 굴곡부(54)는 상기 사이드멤버(50)의 바닥면을 이루게 되는 구조인 것이다.

한편, 도 6에 도시된 미설명 도면부호 61a는 파이프너트(3)와 상부보강브라켓(60)의 용접결합을 위해 형성된 구멍이고, 미설명 도면부호 71a는 파이프너트(3)와 하부보강브라켓(70)의 용접결합을 위해 형성된 구멍이며, 미설명 도면부호 W는 상,하부보강브라켓(60,70)의 수직부(63,73) 및 사이드멤버(50)의 수직부(52)가 서로 중첩되어 용접 결합되는 부위이다.

따라서, 파이트너트(3)로 도 4와 같은 토잉 후크(11)를 끼워 조립한 후, 차체의 길이방향에 따른 인장 및 압축하중의 테스트(화살표 M1; 도4 참조)를 실시하게 되면, 파이프너트(3)와 토잉 후크(11)와의 결합부위에 모멘트 힘이 발생하지 않으므로 본 발명의 설치구조는 이때의 테스트를 만족시킬 수 있게 된다.

그리고, 차체의 길이방향에 대해 30°의 각도로 편심된 상태(θ)에서 인장하중 테스트(화살표 M2; 도4 및 도6 참조)를 실시하게 되면, 파이프너트(3)와 토잉 후크(11)와의 결합부위 중 힘의 작용점(M3)에 해당하는 부위에 큰 모멘트 힘이 발생하게 된다.

하지만, 상기 힘의 작용점(M3)에서 발생하는 큰 모멘트 힘은 파이프너트(3)를 양측부에서 잡아주는 역할을 수행하는 상,하부공간(81,83)에 의해 효과적으로 분산 및 흡수되기 때문에 본 발명의 설치구조는 이때의 테스트도 충분히 만족시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 구조는 상부보강브라켓(60)의 두께를 증대시키지 않아도 상기와 같은 토잉 후크(11)의 안전도 테스트를 모두 통과할 수 있게 됨으로써, 상부보강브라켓의 두께 증대를 통해 안전도 테스트를 통과하던 일반적인 구조에 비해 원가절감 및 중량감소를 이룩할 수 있는 장점도 갖출 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명의 구조는 토잉 후크(11)에 대한 모든 안전도 테스트를 효과적으로 통과할 수 있는 것으로서, 이를 통해 차량의 안전성을 보다 향상시킬 수 있게 되며 아울러 차량에 대한 소비자의 신뢰를 높일 수 있는 장점이 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 토잉 후크에 대한 모든 안전도 테스트를 효과적으로 통과할 수 있게 됨으로써 차량의 안전성을 보다 향상시킬 수 있게 됨은 물론 차량에 대한 소비자의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims

차체의 후방쪽 사이드멤버 끝단 내부에 파이프너트가 차체의 길이방향으로 배치된 상태에서 상부보강브라켓과 하부보강브라켓을 매개로 고정 설치되는 토잉 후크 조립용 파이프너트의 설치구조에 있어서,

상기 상부보강브라켓(60)은 차체의 상하방향으로 파이프너트(3)의 위쪽 바깥 둘레면을 일부분 감싸면서 파이프너트(3)와 용접 결합되고,

상기 하부보강브라켓(70)은 차체의 상하방향으로 파이프너트(3)의 아래쪽 바깥 둘레면을 일부분 감싸면서 파이프너트(3)와 용접 결합된 상태에서,

상기 하부보강브라켓(70)이 파이프너트(3)를 둘러싼 부위가 상기 사이드멤버(50)의 바닥면 중 동일한 곡률로서 형성된 부위에 안착되는 한편,

차체의 측방을 향하는 상기 상,하부보강브라켓(60,70)의 양측면 부위가 상기 사이드멤버(50)와 중첩을 이루어 용접 결합됨으로써 파이프너트(3)가 설치되도록 된 것을 특징으로 하는 토잉 후크 조립용 파이프너트의 설치구조.
청구항 1에 있어서, 상기 상,하부보강브라켓(60,70)은,

상기 파이프너트(3)의 바깥 둘레면과 동일한 곡률로서 형성되는 한편 파이프너트(3)를 감싸면서 결합되는 원호부(61,71)와;

상기 원호부(61,71)로부터 차체의 측방을 향해 수평하게 연장된 수평부(62,72)와;

상기 수평부(62,72)에서 수직한 상방으로 연장되는 한편 상기 사이드멤버(50)와 중첩을 이루어 용접 결합되는 수직부(63,73);

를 구비하도록 형성된 것을 특징으로 하는 토잉 후크 조립용 파이프너트의 설치구조.
청구항 2에 있어서, 상기 상,하부보강브라켓(60,70)의 수평부(62,72)사이에는 박스 폐단면 구조의 상부공간(81)이 형성되고, 상기 상부공간(81)의 아래쪽에서 상기 하부보강브라켓(70)의 수평부(72) 및 상기 사이드멤버(50)사이에는 박스 폐단면 구조의 하부공간(83)이 형성된 것을 특징으로 하는 토잉 후크 조립용 파이프너트의 설치구조.
청구항 3에 있어서, 상기 사이드멤버(50)는,

상부쪽에서 외측으로 벌어져 플로어패널(5)의 밑면에 용접 결합되는 양단의 플랜지부(51)와;

상기 플랜지부(51)로부터 차체의 아래로 연장되는 한편 상기 상,하부보강브라켓(60,70)의 수직부(63,73)와 중첩을 이루어 용접 결합되는 수직부(52)와;

상기 수직부(52)에서 플랜지부(51)와 반대되는 안쪽방향으로 경사지게 형성되는 한편 상기 하부보강브라켓(70)의 수평부(72)와의 사이에 하부공간(83)을 형성하도록 하는 경사부(53)와;

상기 경사부(53)를 연결하면서 상기 하부보강브라켓(70)의 원호부(71)와 동 일한 곡률로서 형성되는 한편 상기 하부보강브라켓(70)의 원호부(71)가 안착되는 부위에 해당하는 굴곡부(54);

를 구비하도록 형성되고,

그 중 상기 경사부(53)와 굴곡부(54)가 사이드멤버(50)의 바닥면을 이루도록 구성된 것을 특징으로 하는 토잉 후크 조립용 파이프너트의 설치구조.