KR101361268B1 - 자동차의 프론트 엔드 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프론트 사이드 멤버와 프론트 엔드 모듈 로워 멤버가 연결되는 부위의 단면구조를 개선하여 차체 굽힘 및 비틀림 강성을 증대시킨 프론트 엔드 모듈에 관한 것이다.
본 발명은 프론트 엔드 모듈의 로어 멤버와 프론트 사이드 멤버 간의 연결시 박스형 구조의 마운팅부를 적용하여, 프론트 엔드 모듈 로어 멤버의 단면과 프론트 사이드 멤버의 단면이 서로 연결되는 구조를 이루도록 함으로써, 프론트 엔드 모듈 로어 멤버의 강성 증대 효과로 부밍 현상을 개선할 수 있고, 차량 저속 충돌 성능을 향상시킬 수 있는 자동차의 프론트 엔드 모듈을 제공한다.

Description

자동차의 프론트 엔드 모듈{Front end module for vehicle}

본 발명은 자동차의 프론트 엔드 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프론트 사이드 멤버와 프론트 엔드 모듈 로워 멤버가 연결되는 부위의 단면구조를 개선하여 차체 굽힘 및 비틀림 강성을 증대시킨 프론트 엔드 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 프론트 엔드 모듈은 차체 골조의 전면부를 이루는 것으로서, 최근에는 엔진룸의 공간 확보를 위해 라디에이터, 응축기, 팬 등의 패키지가 설치되는 곳으로 이용된다.

이와 같이 프론트 엔드 모듈은 차체 전방에서 에어컨용 콘덴서와 라디에이터 등이 일체화된 라디에이터 조립체와 차체의 최전방에 장착되는 범퍼 등을 지지하는 구조물로서, 상단과 하단을 수평방향으로 가로질러 배치되는 어퍼 멤버 및 로어 멤버, 상기 어퍼 멤버와 로어 멤버 양쪽을 수직방향으로 연결하는 수직 멤버 등 여러 부재를 일체형으로 모듈화시킨 구조로 이루어진다.

도 1과 도 2는 종래 프론트 엔드 모듈과 프론트 사이드 멤버의 연결구조를 나타내는 사시도이다.

도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 프론트 사이드 멤버(10)의 앞쪽으로 프론트 엔드 모듈(11)이 배치되고, 이렇게 배치되는 프론트 엔드 모듈(11)의 어퍼 멤버(12)는 프론트 사이드 멤버(10)의 후단부에 연결되는 동시에 로어 멤버(12)는 프론트 사이드 멤버(10)의 선단부에 연결되므로서, 프론트 사이드 멤버(10)와 프론트 엔드 모듈(11)이 일체식으로 조립될 수 있게 된다.

그러나, 이러한 프론트 엔드 모듈(12)의 로어 멤버(12)와 프론트 사이드 멤버(10)의 연결구조의 경우, 도 3에 도시한 바와 같이, 프론트 엔드 모듈의 차체측 연결 구조가 단면 구조상 단절되어 있는 관계로 특히, 로어 멤버(12)의 강성 약화를 초래하게 되고, 이로 인해 공진 발생으로 인한 부밍 발생 및 차체 강성을 취약하게 하는 문제점이 있다.

또한, 프론트 엔드 모듈 로어 멤버의 단면 단절로 인해 저속 충돌시 프론트 엔드 모듈의 변형이 심하게 일어나면서 저속 충돌 성능을 떨어뜨리는 문제점이 있다.

이러한 점을 고려하여 일본공개특허 2011-084196호, 일본공개특허 평10-264855호, 일본공개특허 2000-177651호, 일본등록특허 4,938,717호 등에서는 프론트 엔드 모듈의 강성을 강화시킨 다양한 구조들을 제시하고 있다.

그러나, 위에서 제시한 기술들은 주로 차체 강성을 높일 수 있는 구조이거나, 중합 연결 후 용접에 의해 일체화시킨 구조이거나, 별도의 연결브라켓을 필요로 하면서 용접으로 연결한 구조 등으로 이루어져 있는 관계로, 부품수 측면이나 구조적인 측면, 그리고 조립성 측면에서 불리한 점이 있을 뿐만 아니라, 무엇보다도 프론트 엔드 모듈과 프론트 사이드 멤버 간의 연결부위에 대한 강성을 강화시키는 측면에서는 미흡한 점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 프론트 엔드 모듈의 로어 멤버와 프론트 사이드 멤버 간의 연결시 박스형 구조의 마운팅부를 적용하여, 프론트 엔드 모듈 로어 멤버의 단면과 프론트 사이드 멤버의 단면이 서로 연결되는 구조를 이루도록 함으로써, 프론트 엔드 모듈 로어 멤버의 강성 증대 효과로 부밍 현상을 개선할 수 있고, 차량 저속 충돌 성능을 향상시킬 수 있는 자동차의 프론트 엔드 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 자동차의 프론트 엔드 모듈은 다음과 같은 특징이 있다.

상기 프론트 엔드 모듈은 프론트 엔드 모듈 로어 멤버의 프론트 사이드 멤버측 연접부위에 박스형 마운팅부를 형성하고, 프론트 사이드 멤버의 선단부에는 박스형 마운팅부를 형성하여, 상기 양측의 박스형 마운팅부를 서로 결착시킨 상태에서 볼트 또는 용접으로 연결한 구조로 이루어진다.

따라서, 상기 프론트 엔드 모듈 프론트 사이드 멤버 조립시 서로의 단면이 연결되는 구조로 이루어짐으로써, 프론트 엔드 모듈 로어 멤버의 강성을 증대시킬 수 있고, 결국 부밍 현상 개선 및 차량 저속 충돌 성능 증대를 도모할 수 있는 특징이 있다.

여기서, 상기 프론트 엔드 모듈 로어 멤버에 있는 박스형 마운팅부는 암마운팅부 형태로 구성하고, 상기 프론트 사이드 멤버에 있는 마운팅부는 수마운팅부 형태로 구성하여, 프론트 엔드 모듈 로어 멤버측 박스형 마운팅부의 내측으로 프론트 사이드 멤버측 박스형 마운팅부가 형합되면서 서로 결착되는 구조를 이룰 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 프론트 엔드 모듈 로어 멤버의 박스형 마운팅부와 프론트 사이드 멤버의 박스형 마운팅부를 연결할 때, 서로가 접하는 수직면상에서 수평방향의 볼트 체결과 서로가 접하는 하단부상에서 수직방향의 볼트 체결을 통해 서로 연결시키는 것이 바람직하다.

본 발명에서 제공하는 자동차의 프론트 엔드 모듈은 프론트 엔드 모듈 로어 멤버의 단면과 프론트 사이드 멤버의 단면을 연결한 구조를 적용함으로써 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 차체 굽힘 강성과 비틀림 강성을 증대시킬 수 있다(비틀림 강성 15% 이상 개선).

둘째, 프론트 엔드 모듈 로어 멤버 강성 증대로 부밍 현상을 개선할 수 있다.

셋째, 프론트 엔드 모듈 로어 멤버 단면 연결로 저속 충돌시, 프론프 엔드 모듈의 변형을 최소화할 수 있고, 따라서 저속 충돌 성능을 높일 수 있다.

도 1은 종래의 프론트 엔드 모듈과 프론트 사이드 멤버의 연결구조를 나타내는 결합 사시도
도 2는 종래의 프론트 엔드 모듈과 프론트 사이드 멤버의 연결구조를 나타내는 분리 사시도
도 3은 도 1의 A-A 선 단면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈과 프론트 사이드 멤버의 연결구조를 나타내는 결합 사시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈과 프론트 사이드 멤버의 연결구조를 나타내는 분리 사시도
도 6a 및 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈과 프론트 사이드 멤버의 연결구조에서 조립 전 상태를 나타내는 확대도
도 7a 및 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈과 프론트 사이드 멤버의 연결구조에서 조립 후 상태를 나타내는 확대도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈과 프론트 사이드 멤버의 연결구조를 나타내는 단면도와 측면도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈과 프론트 사이드 멤버의 연결구조를 나타내는 사시도이다.

도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 프론트 엔드 모듈 로어 멤버(13)와 프론트 사이드 멤버(10)는 각각이 가지고 있는 박스형 마운팅부(14a,14b)를 통해 서로 연결되어, 조립시 단면이 연결되는 구조를 이룰 수 있게 되고, 따라서 프론트 엔드 모듈 로어 멤버(13) 및 프론트 엔드 모듈(11)의 강성 증대는 물론, 차체의 전체적인 강성 증대 효과를 얻을 수 있다.

이를 위하여, 상기 프론트 엔드 모듈 로어 멤버(13)의 프론트 사이드 멤버측 연접부위, 즉 로어 멤버 좌우측 단부의 윗면에는 박스형 마운팅부(13a)가 각각 수직으로 세워진 자세로 형성되고, 양쪽의 프론트 사이드 멤버(10)의 선단부에도 박스형 마운팅부(13b)가 각각 수직방향으로 나란한 자세로 형성된다.

이에 따라, 프론트 엔드 모듈(11)과 프론트 사이드 멤버(10)의 조립시 프론트 엔드 모듈 로어 멤버(13)에 있는 박스형 마운팅부(14a)와 프론트 사이드 멤버(10)에 있는 박스형 마운팅부(14b)를 서로 접하도록 결착시킨 볼트 체결 또는 용접으로 양측의 박스형 마운팅부(14a,14b)를 연결함으로써, 프론트 엔드 모듈 로어 멤버(13)와 프론트 사이드 멤버(10)는 서로의 단면이 연결되는 구조를 이룰 수 있게 된다.

이렇게 박스형 마운팅부(14a,14b)를 통한 연결구조를 구현함에 따라 프론트 엔드 모듈(11), 특히 프론트 엔드 모듈 로어 멤버(13)의 경우 강성이 증대될 수 있게 되며, 결국 부밍 현상을 개선할 수 있고 저속 충돌 성능을 높일 수 있게 된다.

도 6a 및 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈과 프론트 사이드 멤버의 연결구조에서 조립 전 상태를 나타내는 확대도이고, 도 7a 및 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈과 프론트 사이드 멤버의 연결구조에서 조립 후 상태를 나타내는 확대도이다.

도 6a 및 6b와 도 7a 및 7b에 도시한 바와 같이, 상기 프론트 엔드 모듈 로어 멤버(13)에 있는 박스형 마운팅부(14a)와 프론트 사이드 멤버(10)에 있는 마운팅부(14b)는 모두 직사각의 박스형 구조로 이루어진다.

그리고, 상기 프론트 엔드 모듈 로어 멤버(13)의 박스형 마운팅부(14a)는 암마운팅부 형태, 즉 전면과 상하 및 좌우가 막혀 있고 후면이 개방되어 있는 암마운팅부 형태로 이루어지고, 또 상기 프론트 사이드 멤버(10)의 마운팅부(14b)는 수마운팅부 형태, 즉 암마운팅부 형태로 되어 있는 박스형 마운팅부(14a)의 내측에 꼭맞게 들어가는 수마운팅부 형태로 이루어진다.

따라서, 상기 프론트 사이드 멤버(10)측에 프론트 엔드 모듈(11)을 조립할 때, 프론트 사이드 멤버(10)의 마운팅부(14b)는 프론트 엔드 모듈 로어 멤버(13)의 박스형 마운팅부(14a)의 내측으로 삽입되고, 이렇게 삽입된 상태에서 볼트 체결구조 등으로 연결될 수 있게 된다.

예를 들면, 상기 프론트 엔드 모듈 로어 멤버(13)의 박스형 마운팅부(14a)와 프론트 사이드 멤버(10)의 박스형 마운팅부(14b)가 서로 삽입되어 가(假) 연결되어 있는 상태에서, 서로 접하는 수직면상에서 수평방향의 볼트 체결부(15a)와 서로 접하는 하단부상에서 수직방향의 볼트 체결부(15b)에 의해 서로 연결될 수 있게 된다.

이때, 수평방향으로의 볼트 체결부(15a)는 윗쪽 2곳과 아래쪽 2곳 등 모두 4곳에서 이루어지도록 하고, 또 수직방향으로의 볼트 체결부(15b)는 양쪽 2곳에서 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

이렇게 프론트 엔드 모듈 로어 멤버(13)와 프론트 사이드 멤버(10)가 암수 결착형태의 박스형 마운팅부(14a,14b)에 의해 연결되므로서, 상하 및 좌우 방향을 물론 전후 방향으로 서로가 규제될 수 있게 되고, 결국 견고한 연결구조가 확보될 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈과 프론트 사이드 멤버의 연결구조를 나타내는 단면도와 측면도이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 프론트 엔드 모듈(11)과 프론트 사이드 멤버(10)는 프론트 엔드 모듈 로어 멤버(13)에 있는 박스형 마운팅부(14a)의 내측으로 프론트 사이드 멤버(10)의 박스형 마운팅부(14b)가 들어가 있는 상태에서 수평방향의 볼트 체결부(15a)와 수직방향의 볼트 체결부(15b)에 의해 일체식 구조로 연결된다.

그리고, 상기 프론트 사이드 멤버(10)와 프론트 엔드 모듈 로어 멤버(13)의 연결부위 단면은 서로 연결되는 구조, 즉 두 박스형 마운팅부(14a,14b) 간의 중첩되어 있는 수직벽체에 의해 단면이 막혀 있는 구조를 이룸으로써, 종전의 단절된 단면에 비해 상대적으로 증대된 강성을 발휘할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명에서는 프론트 엔드 모듈과 프론트 사이드 멤버의 조립시 서로의 단면이 연결되는 구조를 적용함으로써, 강성 증대에 따른 부밍 현상을 개선할 수 있고, 이와 더불어 저속 충돌시 프론트 엔드 모듈의 변형을 최소화하여 저속 충돌 성능을 높일 수 있다.

10 : 프론트 사이드 멤버 11 : 프론트 엔드 모듈
12 : 프론트 엔드 모듈 어퍼 멤버 13 : 프론트 엔드 모듈 로어 멤버
14a,14b : 박스형 마운팅부 15a,15b : 볼트 체결부

Claims (3)

1. 프론트 엔드 모듈 로어 멤버의 프론트 사이드 멤버측 연접부위에 박스형 마운팅부를 형성하고, 프론트 사이드 멤버의 선단부에는 박스형 마운팅부를 형성하여, 상기 양측의 박스형 마운팅부를 서로 결착시킨 상태에서 볼트 또는 용접으로 연결함으로써, 프론트 엔드 모듈과 프론트 사이드 멤버 조립시 단면이 연결되는 구조로 이루어질 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 자동차의 프론트 엔드 모듈.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 프론트 엔드 모듈 로어 멤버에 있는 박스형 마운팅부는 암마운팅부 형태로 이루어지고, 상기 프론트 사이드 멤버에 있는 마운팅부는 수마운팅부 형태로 이루어져, 프론트 엔드 모듈 로어 멤버측 박스형 마운팅부의 내측으로 프론트 사이드 멤버측 박스형 마운팅부가 삽입되면서 결착되는 구조로 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차의 프론트 엔드 모듈.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 프론트 엔드 모듈 로어 멤버의 박스형 마운팅부와 프론트 사이드 멤버의 박스형 마운팅부는 서로 접하는 수직면상에서 수평방향의 볼트 체결과 서로 접하는 하단부상에서 수직방향의 볼트 체결에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차의 프론트 엔드 모듈.

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