KR100957272B1

KR100957272B1 - 사이드멤버 보강구조

Info

Publication number: KR100957272B1
Application number: KR1020080102032A
Authority: KR
Inventors: 이재혁
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-10-17
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2010-05-12
Also published as: KR20100042844A

Abstract

본 발명은 사이드멤버 보강구조에 관한 것이다.

본 발명은 센터플로어의 하면에 차체 길이방향으로 설치되고 대응하는 단부가 결합되는 프론트사이드멤버 및 센터플로어사이드멤버; 상기 센터플로어의 상면에 차폭 방향으로 설치되는 시트멤버; 상기 시트멤버를 감싸는 형태로 센터플로어의 상면에 결합되고, 저면에 센터플로어의 공구 진입용 진입홀을 통해 프론트사이드멤버 및 센터플로어사이드멤버의 결합부위에 중첩 결합되는 보강부가 구비되는 보강부재를 포함한다.

상기와 같이 프론트사이드멤버 및 센터플로어사이드멤버의 결합부위를 지지하는 보강부를 형성한 보강부재를 포함하여 사이드멤버의 센터부를 구성함으로써 프론트사이드멤버 및 센터플로어사이드멤버 결합부위의 좌굴을 방지하는 한편, 충격력을 센터플로어 전체에 분산시킬 수 있어 탑승객의 상해치를 최소화시킬 수 있으며, 더불어 중량 및 원가를 절감할 수 있어 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

사이드멤버 보강구조{REINFORCEMENT STRUCTURE OF SIDE MEMBER}

본 발명은 사이드멤버 보강구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 정면 충돌시 사이드멤버 센터부분이 상부방향으로 좌굴되는 것을 방지하고, 충격력이 분산되도록 하여 탑승객의 상해치를 최소화시킬 수 있는 사이드멤버 보강구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 차체는 여러 가지의 패널과 프레임이 상호 적절하게 조합되어 박스 형태를 가지며, 상기와 같은 조합을 통해 프레임과 바디가 일체로 제작된 차체를 모노코크 구조(monocoque structure)라 부르고, 상기 모노코크 구조를 통해 충돌 사고시에 센터플로어에 가하여지는 충격을 흡수하게 된다.

이와 같은 모노코크 구조의 조립 순서는 생산 라인의 레이아웃에 따라 정해지는데, 보통 처음에는 프런트부, 센터부, 리어부, 대시부 등이 조립되고, 두 번째로 측면 필러부가 조립되며, 최종적으로는 카울부가 장착된다.

도 1은 종래기술에 따른 차체를 나타낸 사시도이고, 도 2는 사이드멤버의 센터부를 나타낸 확대도이며, 도 3은 도 2에 표시된 A-A선 단면도이며, 도 4는 종래기술에 따른 사이드멤버 센터부의 좌굴 상태를 나타낸 단면도이다.

여기서 차체의 센터부는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 센터플로어(10)의 양측단에 프론트사이드멤버(20)와 센터플로어사이드멤버(30)를 차체 길이방향을 따라 각각 설치하고, 프론트사이드멤버(20)와 센터플로어사이드멤버(30) 사이의 대응면은 용접을 통해 결합하며, 이를 통해 정면 충돌시 충격력을 흡수하게 된다.

그리고 상기 센터플로어(10)의 상면에는 차폭방향으로 시트멤버(40)가 결합되며, 상기 시트멤버(40)를 통해 측면 충돌시 충격력을 흡수하게 된다.

또한, 프론트사이드멤버(20)의 내측에는 도 3에 도시된 바와 같이, 차체 길이방향을 따라 중앙사이드멤버(50)가 구비되며, 상기 중앙사이드멤버(50)를 통해 프론트사이드멤버(20)의 강도 및 강성을 보강하게 된다.

한편, 상기 프론트사이드멤버(20)와 센터플로어사이드멤버(30) 사이의 대응면을 용접하기 위해 센터플로어(10)의 상면에는 도 3에 도시된 바와 같이, 용접건(미도시) 등의 공구를 진입시키기 위한 공구 진입용 진입홀(11)이 형성되며, 상기 공구 진입용 진입홀(11)은 용접완료 후 마감커버(12)를 통해 마감된다.

그러나 상기한 사이드멤버의 센터부는 도 4에 도시된 바와 같이, 차량의 정면 충돌시 엔진룸으로부터 전달되는 충돌 충격에 의해 프론트사이드멤버(20)와 센터플로어사이드멤버(30)의 결합부분이 상부방향으로 좌굴되면서 센터플로어(10)가 들어 올려지게 되며, 이에 따라 승객에게 치명상을 줄 수 있는 문제점이 있었다.

더욱이 용접건(미도시)이 진입하기 위한 공구 진입용 진입홀(11)로 인하여 센터플로어(10)의 강도 및 강성이 약화되어 프론트사이드멤버(20)와 센터플로어사이드멤버(30)의 결합부분의 좌굴을 가속화시키게 되는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 센터플로어사이드멤버(30)의 두께를 0.9~1.2t로 상향하여 설정함으로써 프론트사이드멤버(20)와 센터플로어사이드멤버(30) 결합부분의 좌굴 현상을 현저하게 방지할 수 있지만, 차체의 중량 및 원가 상승하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 프론트사이드멤버와 센터플로어사이드멤버의 결합부위에 보강부재를 설치함으로써 프론트사이드멤버와 센터플로어사이드멤버 결합부위의 좌굴을 방지할 수 있고, 그에 따라 승객의 상해치를 최소화시킬 수 있으며, 더불어 중량 및 원가를 절감할 수 있는 사이드멤버 보강구조를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사이드멤버 보강구조는 센터플로어의 하면에 차체 길이방향으로 설치되고 대응하는 단부가 결합되는 프론트사이드멤버 및 센터플로어사이드멤버; 상기 센터플로어의 상면에 차폭 방향으로 설치되는 시트멤버; 상기 시트멤버를 감싸는 형태로 센터플로어의 상면에 결합되고, 저면에 센터플로어의 공구 진입용 진입홀을 통해 프론트사이드멤버 및 센터플로어사이드멤버의 결합부위에 중첩 결합되는 보강부가 구비되는 보강부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 보강부재는 상부로 돌출되는 리브를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 보강부는 상기 공구 진입용 진입홀의 내주면에 밀착되게 삽입되어 공구 진입용 진입홀을 마감하는 것을 특징으로 한다.

상기 프론트사이드멤버의 내측에는 길이방향으로 중앙사이드멤버가 설치되 며, 상기 중앙사이드멤버의 일단은 프론트사이드멤버의 선단에 결합되고 타단은 센터플로어사이드멤버 방향으로 연장되고 프론트사이드멤버 및 센터플로어사이드멤버의 결합부위에 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명은 프론트사이드멤버 및 센터플로어사이드멤버의 결합부위를 지지하는 보강부를 형성한 보강부재를 포함하여 사이드멤버의 센터부를 구성함으로써 프론트사이드멤버 및 센터플로어사이드멤버 결합부위의 좌굴을 방지하는 한편, 충격력을 센터플로어 전체에 분산시킬 수 있어 탑승객의 상해치를 최소화시킬 수 있으며, 더불어 중량 및 원가를 절감할 수 있어 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 사이드멤버 보강구조를 첨부된 도 5 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 사이드멤버 보강구조는 사이드멤버 센터부의 강도 및 강성을 보강하여 정면 충돌시 차체 변형을 방지하고, 탑승객을 보호하기 위한 것으로, 센터플로어(100)의 양측단에 차체 길이방향으로 설치되고 대응하는 단부가 중첩된 상태로 용접을 통해 결합되는 프론트사이드멤버(200) 및 센터플로어사이드멤버(300), 상기 센터플로어(100)의 상면에 차폭 방향으로 설치되는 시트멤버(400), 상기 프론트사이드멤버(200) 내측에서 차체 길이방향으로 설치되어 프론트사이드멤버(200)의 강도 및 강성을 보강하는 중앙사이드멤버(500), 상기 센터플로어(100) 상면에 설치 되고 센터플로어(100)에 형성된 용저건 등의 공구(미도시) 진입용 진입홀(110)을 통해 프론트사이드멤버(200) 및 센터플로어사이드멤버(300) 결합부위의 강도 및 강성을 보강하는 보강부재(600)를 포함한다.

여기서, 상기 센터플로어(100), 프론트사이드멤버(200), 센터플로어사이드멤버(300), 시트멤버(400)는 종래기술에서 전술한 센터플로어, 프론트사이드멤버, 센터플로어사이드멤버, 시트멤버와 동일한 구성과 기능을 가지기 때문에, 그에 따라 자세한 설명은 생략한다.

보강부재(600)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 정면 충돌시 프론트사이드멤버(200) 및 센터플로어사이드멤버(300)의 결합부위가 상부방향으로 좌굴되지 않도록 지지하는 한편, 프론트사이드멤버(200)로부터 전달되는 충격력을 센터플로어(100) 전체로 분산시키기 위한 것이다.

즉, 상기 보강부재(600)는 중앙에 시트멤버(400)의 주면을 감싸는 형태로 용접을 통해 결합되는 '∩'자 형태의 절곡부(610)가 형성되고, 양단부는 시트멤버(400)의 양측에 위치하는 센터플로어(100)의 상면에 공구 진입용 진입홀(110)을 포함한 상태로 용접을 통해 결합되며, 저면에는 센터플로어(100)에 형성된 공구 진입용 진입홀(110)을 통해 하부로 연장되고 프론트사이드멤버(200) 및 센터플로어사이드멤버(300)의 결합부위에 지지되는 보강부(620)가 형성되고, 상기 보강부(620)는 저면이 프론트사이드멤버(200) 및 센터플로어사이드멤버(300)의 중첩부위에 용접을 통해 부착되어 프론트사이드멤버(200) 및 센터플로어사이드멤버(300)의 중첩부위가 좌굴되는 것을 방지하게 된다.

따라서 보강부재(600)는 정면 충돌시 발생하는 충격력에 의해 프론트사이드멤버(200)와 센터플로어사이드멤버(300)의 중첩부위가 상부방향으로 좌굴되지 않도록 지지하는 한편, 프론트사이드멤버(200)와 센터플로어사이드멤버(300)의 결합부위로부터 전달되는 충격력을 센터플로어(100) 전체로 전가하여 분산시킴으로써 탑승객의 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 보강부(620)는 공구 진입용 진입홀(110)의 내주면에 밀착된 상태로 삽입되어 마감함으로써 공구 진입용 진입홀(110)을 마감하기 위한 별도의 마감커버(미도시)를 구비해야 하는 번거로움을 해소할 수 있고, 더불어 제작비용을 절감할 수 있다.

여기서, 상기 보강부재(600)의 상면 일측(도 5에서 보았을 때 좌측)에는 보강부재(600)의 강도 및 강성을 보강하기 위한 리브(630)가 차체 길이방향으로 돌출되게 추가로 형성될 수 있으며, 상기 리브(630)의 일단은 보강부(620)와 연결되어 보강부(620)의 강도 및 강성을 증대시키게 된다.

즉, 상기 리브(630)는 보강부재(600)의 강도 및 강성을 보강함으로써 센터플로어(100)의 변형을 방지하는 한편, 보강부(620)의 강도 및 강성을 보강함으로써 프론트사이드멤버(200)와 센터플로어사이드멤버(300)의 결합부위의 좌굴을 현저하게 방지하게 된다.

또한, 보강부재(600)의 상면 타측(도 5에서 보았을 때 우측)에는 상기 보강부(620)의 내부까지 연장 형성되는 개방홈(640)이 추가로 형성될 수 있으며, 상기 개방홈(640)을 통해 중량감소 및 원가를 절감할 수 있다.

한편, 중앙사이드멤버(500)의 일단부는 프론트사이드멤버(200)에 결합되고, 타단부(510)는 센터플로어사이드멤버(300) 방향으로 연장되고 프론트사이드멤버(200) 및 센터플로어사이드멤버(300)의 결합부위에 용접을 통해 결합되며, 이를 통해 충돌시 중앙사이드멤버(500)의 타단부(510)가 상부방향으로 일어나는 것을 방지하게 되며, 더불어 프론트사이드멤버(200)와 센터플로어사이드멤버(300)의 결합부위를 지지하여 이들의 결합부위의 좌굴을 방지하게 된다.

이와 같이 사이드멤버 보강구조는 프론트사이드멤버(200)와 중앙사이드멤버(500)의 타단부(510)가 중첩된 상태에서 센터플로어사이드멤버(300)의 단부가 중앙사이드멤버(500)의 상면에 배치되고, 그 위에 보강부재(600)의 보강부(620)가 중첩된 상태에서 용접장치에 의해 중첩된 부위를 한꺼번에 결합하게 된다.

이와 같은 구성을 가지는 사이드멤버 보강구조의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 차량의 정면 충돌시 엔진룸으로부터 전달되는 충돌 충격이 프론트사이드멤버(200)를 통해 센터플로어사이드멤버(300)로 전달되는데, 이때 센터플로어사이드멤버(300)의 지지력에 의해 프론트사이드멤버(200)와 센터플로어사이드멤버(300)의 결합부위가 상부방향으로 좌굴되는 현상이 발생한다.

그러나 프론트사이드멤버(200)와 센터플로어사이드멤버(300)의 결합부위를 보강부재(600)의 보강부(620)가 지지함에 따라 좌굴을 억제하여 센터플로어(100)의 변형을 현저하게 방지하며, 이에 따라 탑승객의 상해치를 최소화시킬 수 있다.

더욱이 보강부재(600)에 형성되는 리브(630)에 의해 보강부(620)의 강성 및 강도를 증대시킴으로써 프론트사이드멤버(200)와 센터플로어사이드멤버(300)의 결합부위의 좌굴현상을 크게 억제시킬 수 있다.

한편, 프론트사이드멤버(200)의 좌굴시 중앙사이드멤버(500)의 타단부(510)가 프론트사이드멤버(200)와 센터플로어사이드멤버(300)의 결합부위에 결합됨에 따라 정면 충돌시 프론트사이드멤버(200)와 센터플로어사이드멤버(300) 결합부위의 강성 및 강도를 더욱 보강하는 한편, 타단부(510)가 상부방향으로 일어나는 것을 방지하여 센터플로어(100)의 변형을 현저하게 방지할 수 있다.

따라서 상기 보강부재(600)는 정면 충돌시 도 7에 표시된 화살표와 같이, 프론트사이드멤버(200)와 센터플로어사이드멤버(300) 결합부위의 좌굴방향과 반대방향으로 힘이 전달되도록 이루어짐으로써 보행자의 상해치를 최소화시킬 수 있으며, 센터플로어사이드멤버(300)의 중량을 일정하게 유지시킬 수 있고, 공구 진입용 진입홀(110) 마감용 별도의 마감커버를 사용할 필요가 없다.

도 1은 종래기술에 따른 차체를 나타낸 사시도.

도 2는 종래기술에 따른 사이드멤버 센터부를 나타낸 확대도.

도 3은 도 1에 표시된 A-A선 단면도.

도 4는 종래기술에 따른 사이드멤버 센터부의 좌굴 상태를 나타낸 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 사이드멤버 보강구조를 나타낸 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 보강부재를 나타낸 사시도.

도 7은 도 5에 표시된 B-B선 단면도.

도 8은 도 5에 표시된 C-C선 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 센터플로어 200 : 사이드멤버

300 : 센터플로어사이드멤버 400 : 시트멤버

500 : 중앙사이드멤버 600 : 보강부재

610 : 절곡부 620 : 보강부

630 : 리브 640 : 개방홈

Claims

센터플로어의 하면에 차체 길이방향으로 설치되고 대응하는 단부가 결합되는 프론트사이드멤버 및 센터플로어사이드멤버;

상기 센터플로어의 상면에 차폭 방향으로 설치되는 시트멤버;

상기 시트멤버를 감싸는 형태로 센터플로어의 상면에 결합되고, 저면에 센터플로어의 공구 진입용 진입홀을 통해 프론트사이드멤버 및 센터플로어사이드멤버의 결합부위에 중첩 결합되는 보강부가 구비되는 보강부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 사이드멤버 보강구조.
청구항 1에 있어서,

상기 보강부재는 상부로 돌출되는 리브를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 사이드멤버 보강구조.
청구항 1에 있어서,

상기 보강부는 상기 공구 진입용 진입홀의 내주면에 밀착되게 삽입되어 공구 진입용 진입홀을 마감하는 것을 특징으로 하는 사이드멤버 보강구조.
청구항 1에 있어서,

상기 프론트사이드멤버의 내측에는 길이방향으로 중앙사이드멤버가 설치되 며,

상기 중앙사이드멤버의 일단은 프론트사이드멤버의 선단에 결합되고 타단은 센터플로어사이드멤버 방향으로 연장되고 프론트사이드멤버 및 센터플로어사이드멤버의 결합부위에 결합되는 것을 특징으로 하는 사이드멤버 보강구조.