KR100941092B1 - 차량용 토우잉후크 장착구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토우잉 후크로부터 전달되는 인장 또는 압축하중에 의해 소성변형이 발생되지 않도록 구성된 새로운 구조의 토우잉후크 장착구조에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명에 따른 토우잉후크 장착구조는, 프론트엔드 캐리어(1) 하단부의 범퍼장착부(2)를 차체 길이방향으로 관통하여 설치되며, 상기 범퍼장착부의 전방에 장착되는 범퍼백빔의 하부에 배치되고, 선단부에 토우잉후크가 삽입고정되는 중공의 토우잉 파이프너트(4); 차체 길이방향으로 설치되는 구조물인 프론트 사이드멤버 인너(7)의 선단부 외측면에 밀착고정되며, 하부에는 최소한 상기 토우잉 파이프너트의 후단부 저면이 둘러싸여져 용접될 수 있도록 U채널(12)이 연장형성되며, 이 U채널의 선단에는 수평부(13)가 형성된 U채널 브라켓(10); 및 상기 U채널 브라켓(10)에 대응하는 위치의 상기 프론트 사이드멤버 인너(7)의 내측면에 밀착되어 상기 U채널 브라켓(10)과 함께 상기 프론트 사이드멤버 인너(7)에 볼팅체결되며, 하단부로부터 절곡되어 연장형성된 저부(23)는 상기 U채널 브라켓의 수평부(13)에 볼팅체결되고, 전방측 선단에 절곡되어 연장형성된 플랜지부(24)가 상기 범퍼장착부(2)의 후면측에 용접되어 고정되는 인너브라켓(20);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

토우잉후크, 범퍼, 견인, 인장하중

Description

차량용 토우잉후크 장착구조{Mounting structure of towing hook for vehicle}

도 1은 종래의 토우잉후크 장착구조를 나타내기 위한 도면으로, 프론트엔드 캐리어의 하단부 일측에 장착되는 각 구성부품의 조립도이다.

도 2는 종래의 토우잉후크 장착구조의 경우 토우잉후크를 통하여 인장하중이 가해짐에 따라 범퍼플레이트의 중앙부가 볼록하게 소성변형됨을 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 토우잉후크 장착구조를 나타내기 위한 도면으로, 각 구성부품의 간략한 조립도이다.

도 4는 도 3에 도시된 각 구성부품의 부분 조립도이다.

도 5는 도 4에 도시된 각 구성부품 중 프론트 사이드멤버 아우터와 사이드멤버 플레이트를 제외한 구성부품의 조립도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

3: 토우잉후크 4: 토우잉 파이프너트

5: 범퍼플레이트 6: 사이드멤버 플레이트

7: 프론트 사이드멤버 인너 8: 프론트 사이드멤버 아우터

10: U채널 브라켓 12: U채널

20: 인너브라켓 30: 리인포스 브라켓

40: 미드브라켓 50: 엔드브라켓

본 발명은 차량용 토우잉후크 장착구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 토우잉 후크로부터 전달되는 인장 또는 압축하중에 의해 소성변형이 발생되지 않도록 구성된 새로운 구조의 토우잉후크 장착구조에 관한 것이다.

통상적으로 차량의 견인에 사용되는 토우잉후크는 필요시 차체에 고정된 토우잉 파이프너트에 나사결합될 수 있도록 하고 있는데, 종래의 토우잉 파이프너트(124)는, 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 차량 전방에 장착된 범퍼백빔(120)을 관통하여 고정되어 있다.

먼저, 토우잉후크(123)가 장착되는 범퍼백빔(120)의 차체 고정구조를 살펴본다.

도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 범퍼백빔(120)은, 범퍼백빔의 후면에 CO₂용접되는 범퍼스테이(122)와 이 범퍼스테이(122)의 후면이 용접되는 범퍼플레이트(121)를 매개로 프론트엔드 캐리어(101)의 범퍼장착부(102) 전면에 장착되며, 범퍼플레이트(121)는 범퍼장착부(102)의 후면에 배치되는 사이드멤버 플레이트(111)와 4점 볼팅체결됨으로써 범퍼장착부(102)에 고정된다.

그리고, 사이드멤버 플레이트(111)의 후면에는 사이드멤버 엑스텐션(112)의 전면이 용접됨으로써, 프론트 사이드멤버(110)가 프론트엔드 캐리어(101)에 고정된다.

다음으로, 토우잉후크(123)의 장착구조를 살펴본다.

도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 토우잉후크(123)가 나사결합되는 토우잉 파이프너트(124)는 범퍼백빔(120)을 관통하여 그 후단부가 토우잉마운팅(126)에 삽입고정되며, 이 토우잉마운팅(126)은 다시 범퍼스테이(122)의 내측면에 용접되어 고정된다.

이때, 범퍼백빔(120)의 전방측에는 토우잉브라켓(125)이 용접되어 있어 토우잉 파이프너트(124)가 범퍼백빔에 견고하게 고정될 수 있도록 한다. 따라서, 토우잉후크(123)에 가해지는 하중은 범퍼스테이(122)를 통하여 범퍼 플레이트(121) 나아가서는 사이드멤버 플레이트(111)에 전달되는 구조가 된다.

그러나, 이와 같이 토우잉 파이프너트(124)가 범퍼백빔(120)에 마운팅되는 토우잉후크 장착구조에 따르면, 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 토우잉후크(123)를 통하여 인장하중이 가해지는 경우 범퍼스테이(122)의 후방에 용접된 범퍼 플레이트(21)와 사이드멤버 엑스텐션(12)의 전방에 용접된 사이드멤버 플레이트(111)의 중앙부가 인장하중에 따라 서서히 벌어져 인장하중이 제거된 후에도 복원되지 않고 영구적으로 변형되는 문제점이 발생된다.

특히, 종래의 토우잉후크 장착구조의 경우, 법규상 요구되는 토우잉후크(123)의 전방 좌우측 30°이내의 압축, 인장실험 결과에 따르면 10mm(최대하중: 2040 kgf) 정도의 영구변형이 발생됨을 확인할 수 있었는 바, 사이드멤버 플레이트 와 범퍼 플레이트의 두께를 증가시켜 2040 kgf 정도의 하중에 대해 플레이트의 영구변위가 5mm 이내로 조절되도록 하기 위해서는, 플레이트의 무게가 160g 이상 증가하게 되어야 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 토우잉후크로부터 전달되는 인장하중에 의해 프론트엔드 캐리어의 범퍼장착부 양측면에 볼팅체결된 사이드멤버 플레이트와 범퍼 플레이트가 소성변형되지 않도록 한 새로운 구조의 토우잉후크 장착구조를 제공함을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 토우잉후크 장착구조는, 프론트엔드 캐리어 하단부의 범퍼장착부를 차체 길이방향으로 관통하여 설치되며, 상기 범퍼장착부의 전방에 장착되는 범퍼백빔의 하부에 배치되고, 선단부에 토우잉후크가 삽입고정되는 중공의 토우잉 파이프너트; 차체 길이방향으로 설치되는 구조물인 프론트 사이드멤버 인너의 선단부 외측면에 밀착고정되며, 하부에는 최소한 상기 토우잉 파이프너트의 후단부 저면이 둘러싸여져 용접될 수 있도록 U채널이 연장형성되며, 이 U채널의 선단에는 수평부가 형성된 U채널 브라켓; 및 상기 U채널 브라켓에 대응하는 위치의 상기 프론트 사이드멤버 인너의 내측면에 밀착되어 상기 U채널 브라켓과 함께 상기 프론트 사이드멤버 인너에 팅체결되며, 하단부로부터 절곡되어 연장형성된 저부는 상기 U채널 브라켓의 수평부에 볼팅체결되고, 전방측 선단에 절곡되어 연장형성된 플랜지부가 상기 범퍼장착부의 후면측에 용접되어 고정되 는 인너브라켓;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 상기 인너브라켓(20)에 밀착되어 상기 U채널 브라켓 및 상기 인너브라켓과 함께 상기 프론트 사이드멤버 인너에 볼팅체결되며, 하단부로부터 절곡되어 연장형성된 저부가 상기 인너브라켓의 저부와 함께 상기 U채널 브라켓의 수평부에 볼팅체결되는 리인포스 브라켓을 더 포함된다.

또한, 바람직하게는 하단부로부터 절곡되어 연장형성된 저부가 상기 인너브라켓의 저부 및 상기 리인포스 브라켓의 저부와 함께 상기 U채널 브라켓의 수평부에 볼팅체결되며, 상부는 상기 인너브라켓의 상단으로부터 절곡되어 연장형성된 상부의 내측면에 용접되어 고정되며, 전방측 선단으로부터 절곡되어 연장형성된 플랜지부는 상기 범퍼장착부 후면측에 용접되어 고정되는 미드브라켓을 더 포함하고, 상기 인너브라켓의 상부는 상기 프론트 사이드멤버의 상부 내측면에 용접되어 고정된다.

또한, 상기 토우잉 파이프너트는 프론트엔드 캐리어 하단부의 범퍼장착부 후면에 장착된 사이드멤버 플레이트를 관통하여 설치되도록 하는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토우잉후크 장착구조에 대하여 살펴본다. 별도의 구분이 없는 한, 동일한 명칭은 동일 또는 그에 상당하는 부재를 지칭하며, 동일한 부재에 대해서는 동일한 참조부호를 사용한다.

도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 프론트엔드 캐리어(1) 하단부의 범퍼장착부(2) 전면과 후면에는 각각 범퍼플레이트(5)와 사이드멤버 플레이트(6)가 3점 내지 4점 볼팅체결되는데, 본 실시예에 따른 토우잉 파이프너트(4)(결국 토우잉 후크)는 종래와 달리 범퍼플레이트(5)나 사이드멤버 플레이트(6)의 중앙부를 관통하여 설치되지 않고, 별도의 U채널 브라켓(10)에 고정된다.

도면에 도시되지는 않았으나 종래의 경우와 마찬가지로 범퍼플레이트(5) 전면에는 범퍼스테이를 매개로 범퍼백빔이 용접되며, 프론트 사이드멤버(7, 8)는 본 실시예에 따른 토우잉후크 장착구조의 설명을 위해 분리 도시된 프론트 사이드멤버 인너(7)와 아우터(8)는 서로 마주보는 각각의 플랜지부가 용접되어 일체의 프론트 사이드멤버를 구성한다.

도 3 내지 도 5를 참조하여 구체적인 토우잉후크 장착구조를 각 구성별로 살펴본다.

중공으로 형성되는 토우잉 파이프너트(4)는, 프론트엔드 캐리어(1) 하단부의 범퍼장착부(2)를 차체 길이방향으로 관통하여 설치되며, 범퍼장착부(2)의 전방에 장착되는 범퍼백빔(미도시)의 하부에 배치되며, 선단부에는 토우잉후크(3)가 삽입고정된다. 이때 토우잉후크(3)는 필요에 따라 토우잉 파이프너트(4)에 나사체결하거나 분리할 수 있도록, 토우잉후크(3)의 외주면과 이에 대응하는 토우잉 파이프너트(4)의 내주면에는 나사산이 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

이때, 토우잉 파이프너트(4)는, 전방 좌우측으로 비스듬하게 가해지는 인장 또는 압축하중에 대한 강성을 증대시키기 위해 범퍼장착부(2) 후면에 장착된 사이드멤버 플레이트(6)를 관통하여 설치되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 사이드멤버 플레이트(6)와 범퍼플레이트(5)를 모두 관통하여 설치되도록 한다.

U채널 브라켓(10)은, 그 몸체(11)가 차체 길이방향으로 설치되는 구조물인 프론트 사이드멤버 인너(7)의 선단부 외측면에 밀착고정되며, 몸체 하부에는 최소한 토우잉 파이프너트(4)의 후단부 저면이 둘러싸여져 용접될 수 있도록 U채널(12)이 연장형성된다. 또한, U채널의 선단에는 수평부(13)가 형성되며, U채널(12)의 전후방과 상부는 개방된 구조로 이루어져 있다.

본 실시예에서는 토우잉 파이프너트(4)의 외형이 원기둥으로 형성되어 U채널은 둥글게 하향 굴곡지도록 형성되어 있으나, 토우잉 파이프너트(4)가 사각기둥의 형상인 경우에는 그에 따라 U채널의 형상이 달라질 수 있다. 토우잉 파이프너트(4)의 견고한 고정을 위해서이다.

인너브라켓(20)은, 그 몸체(21)가 U채널 브라켓(10)에 대응하는 위치의 프론트 사이드멤버 인너(7) 내측면에 밀착되어 U채널 브라켓(10)과 함께 프론트 사이드멤버 인너(7)에 볼팅체결되며, 하단부로부터 절곡되어 연장형성된 저부(23)는 U채널 브라켓의 수평부(13)에 볼팅체결된다. 그리고, 전방측 선단에 절곡되어 연장형성된 플랜지부(24)는 범퍼장착부(2)의 후면측에 용접되며, 상단으로부터 절곡형성된 상부(22)는 프론트 사이드멤버 인너(7)의 상부 내측면에 용접되어 고정된다.

인너브라켓(20)은 U채널 브라켓(10)의 견고한 고정을 보조하기 위한 부재로서, 특히 U채널 브라켓의 수평부(13)와 저부(23)가 서로 볼팅고정됨으로써 토우잉후크(3)를 통해 전달되는 인장하중을 토우잉 파이프너트(4)와 U채널 브라켓(10)이 견고하게 지탱할 수 있도록 한다.

리인포스 브라켓(30)은, 인너브라켓(20)과 함께 U채널 브라켓(10)의 고정력 을 보강하기 위하여 장착되는 부재로서, 그 몸체(31)가 인너브라켓(20)에 밀착되어 U채널 브라켓(10) 및 인너브라켓(20)과 함께 프론트 사이드멤버 인너(7)에 볼팅체결되며, 하단부로부터 절곡되어 연장형성된 저부(32)가 상기 인너브라켓(20)의 저부(23)와 함께 U채널 브라켓의 수평부(13)에 볼팅체결된다.

이와 같은 U채널 브라켓(10), 인너브라켓(20) 및 리인포스 브라켓(30)은 각각의 몸체(11, 21, 31)가 서로 4점 볼팅체결되는데, 프론트 사이드멤버 인너(7)와는 단지 2점 볼팅체결된다. 즉, 각각의 브라켓은 프론트 사이드멤버(7, 8)의 선단과 사이드멤버 플레이트(6) 후면 사이에 배열되어 프론트 사이드멤버(7, 8)가 사이드멤버 플레이트(6)에 고정되도록 한다. 다만, 이러한 브라켓들의 배열구조는 프론트 사이드멤버와 프론트엔드 캐리어 간에 일정간격이 부여되도록 하고 있는 실제 차량의 설계에 따른 고려사항일 뿐, 프로트 사이드멤버와 프론트 엔드 캐리어 간의 간격이 보다 좁혀질 수 있는 경우에는 각각의 브라켓과 프론트 사이드멤버는 모두 4점 볼팅체결되도록 할 수 있다.

한편, 프론트 사이드멤버 인너(7)와 프론트 사이드멤버 아우터(8) 사이의 중간부분에는 미드브라켓(40)이 장착되며, U채널(12)의 후방측에는 엔드브라켓(50)이 장착된다.

미드브라켓(40)은, 프론트 사이드멤버 인너(7)에 2점 볼팅체결되는 인너브라켓(20)이나 리인포스 브라켓(30)로부터 일정간격 이격되어 배치되며, 하단부로부터 절곡되어 연장형성된 저부(43)가 인너브라켓의 저부(23) 및 리인포스 브라켓의 저부(32)와 함께 U채널 브라켓의 수평부(13)에 볼팅체결된다.

그리고, 그 상부는 인너브라켓(20)의 상단으로부터 절곡되어 연장형성된 상부(22)의 내측면에 용접되어 고정되고, 전방측 선단으로부터 절곡되어 연장형성된 플랜지부(41)는 범퍼장착부(2)의 후면측에 용접되어 고정되며, 후방측 선단으로부터 절곡되어 연장형성되는 플랜지부(42)는 프론트 사이드멤버 아우터(8) 전방측의 전면(8a)이 용접된다.

엔드브라켓(50)은, 토우잉 파이프너트(4)를 고정하는 U채널(12) 후방측의 개방부를 폐쇄하기 위하여 U채널 후단에 용접되며, 그 상부는 프론트 사이드멤버(7) 선단부의 저면측에 리인포스 브라켓(30)과 함께 볼팅고정되어 U채널 브라켓(10)의 프론트 사이드멤버 인너(7)에의 견고한 고정을 보조한다.

이와 같은 구조로 이루어진 토우잉후크 장착구조의 작용에 대하여 간략히 살펴본다.

차량의 고장 등으로 차량의 견인이 필요한 경우에, 범버백빔 하부에서 범퍼장착부를 관통하여 설치된 토우잉 파이프너트에 토우잉후크를 나사체결시킨 후 차량을 견인하게 되는데, 토우잉후크를 통하여 전달되는 인장하중은 U채널 브라켓을 통해 프론트 사이드멤버 인너에 전달된다. 이때, 최소 1점 이상에서 U채널 브라켓과 볼팅체결되어 있는 인너브라켓, 리이포스브라켓, 미드브라켓 및 엔드브라켓은 U채널 브라켓이 프론트 사이드멤버 인너에 견고하게 고정된 상태에서 인장하중을 견딜 수 있도록 한다.

그리고, 토우잉 파이프너트 등 부품의 교환이 필요한 경우에는 U채널 브라켓에 체결된 볼트의 체결상태를 해제하여 간단히 부품을 교환할 수 있다.

한편, 본 설명에서의 프론트 사이드멤버 인너는, 정확히는, 프론트 사이드멤버 중 엔진룸 측에 배치되는 반쪽의 멤버를 의미하며 프론트 사이드멤버 아우터는 차체 외측으로 배치되는 나머지 반쪽의 멤버를 의미하는 것이기는 하나, 본 발명의 토우잉후크 장착구조에 따른 각종 브라켓은 프론트 사이드멤버 아웃터에도 장착될 수 있다. 나아가, 프론트 사이드멤버 인너와 아우터의 구분은 용접에 의해 일체를 이루는 프론트 사이드멤버 중 어느 반쪽을 지칭하기 위한 편의상의 구분일 뿐인 것으로 이해되어야 한다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 토우잉후크 장착구조에 따르면, 종래와 달리 범퍼플레이트나 사이드멤버 플레이트의 중앙부를 관통하여 설치되지 않고 토우잉 파이프너트가 U채널 브라켓에 견고하게 고정되므로, 토우잉후크로부터 전달되는 인장하중에 의해 프론트엔드 캐리어의 범퍼장착부 양측면에 볼팅체결된 사이드멤버 플레이트와 범퍼 플레이트가 소성변형되는 일이 발생하지 않게 된다.

또한, 다중의 브라켓구조에 의해 토우잉후크를 통해 전달되는 인장 또는 압축하중에 대한 토우잉후크 장착구조의 강도가 증대된다.

Claims (4)

1. 차량 견인시 사용되는 토우잉후크(3)를 차체에 고정하기 위한 토우잉후크 장착구조에 있어서,

   프론트엔드 캐리어(1) 하단부의 범퍼장착부(2)를 차체 길이방향으로 관통하여 설치되며, 상기 범퍼장착부의 전방에 장착되는 범퍼백빔의 하부에 배치되고, 선단부에 토우잉후크가 삽입고정되는 중공의 토우잉 파이프너트(4);

   차체 길이방향으로 설치되는 구조물인 프론트 사이드멤버 인너(7)의 선단부 외측면에 밀착고정되며, 하부에는 최소한 상기 토우잉 파이프너트의 후단부 저면이 고정되는 U채널(12)이 연장형성되며, 이 U채널의 선단에는 수평부(13)가 형성된 U채널 브라켓(10); 및

   상기 U채널 브라켓(10)에 대응하는 위치의 상기 프론트 사이드멤버 인너(7)의 내측면에 밀착되어 상기 U채널 브라켓(10)과 함께 상기 프론트 사이드멤버 인너(7)에 결합되며, 하단부로부터 절곡되어 연장형성된 저부(23)는 상기 U채널 브라켓의 수평부(13)에 결합되고, 전방측 선단에 절곡되어 연장형성된 플랜지부(24)가 상기 범퍼장착부(2)의 후면측에 고정되는 인너브라켓(20);을 포함하는 토우잉후크 장착구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 인너브라켓(20)에 밀착되어 상기 U채널 브라켓(10) 및 상기 인너브라켓 (20)과 함께 상기 프론트 사이드멤버 인너(7)에 결합되며, 하단부로부터 절곡되어 연장형성된 저부(32)가 상기 인너브라켓(20)의 저부(23)와 함께 상기 U채널 브라켓의 수평부(13)에 결합되는 리인포스 브라켓(30)을 더 포함하는 토우잉후크 장착구조.
3. 제 2 항에 있어서,

   하단부로부터 절곡되어 연장형성된 저부(43)가 상기 인너브라켓의 저부(23) 및 상기 리인포스 브라켓의 저부(32)와 함께 상기 U채널 브라켓의 수평부(13)에 결합되며, 상부는 상기 인너브라켓(20)의 상단으로부터 절곡되어 연장형성된 상부(22)의 내측면에 고정되며, 전방측 선단으로부터 절곡되어 연장형성된 플랜지부(41)는 상기 범퍼장착부(2)의 후면측에 고정되는 미드브라켓(40)을 더 포함하고,

   상기 인너브라켓의 상부(22)는 상기 프론트 사이드멤버의 상부 내측면에 고정되는 것을 특징으로 하는 토우잉후크 장착구조.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 토우잉 파이프너트(4)는 프론트엔드 캐리어(1) 하단부의 범퍼장착부(2) 후면에 장착된 사이드멤버 플레이트(6)를 관통하여 설치되는 것을 특징으로 하는 토우잉후크 장착구조.

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