KR101703586B1 - 차체의 지지 구조 - Google Patents

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Abstract

차 길이 방향으로 연장되게 형성되어 차체의 측면 하부 골격을 이루는 좌우 사이드 실의 차 폭 방향 내측 부재인 좌우 사이드 실 인너; 차체 중간 바닥을 이루는 센터 플로어와 차체 후미 바닥을 이루는 리어 플로어를 연결하는 인텀 플로어; 상기 좌우 사이드 실 인너의 차 폭 방향 내측에 배치되어 차 길이 방향으로 차체 후방의 골격을 이루고, 차 폭 방향 내측 일단부들이 각기 상기 인텀 플로어의 차 폭 방향 양단부들에 연결되는 좌우 리어 사이드 멤버; 그리고 차 폭 방향으로 연장되게 형성되고 상기 인텀 플로어의 상면에 장착되며 일단들이 각기 상기 좌우 사이드 실 인너에 연결되는 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버;를 포함하는 차체의 지지 구조가 개시된다.

Description

차체의 지지 구조 {SUPPORT STRUCTURE OF VEHICLE BODY}
본 발명은 차체의 지지 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강성 및 측면 충돌 성능을 개선하는, 차체의 지지 구조에 관한 것이다.
종래 내연기관 차량의 차체 구조에서는 주요 부재(member)들이 플로어(floor)의 실외 측에만 배치되는 경향이 있다. 즉, 차체 플로어의 실내 측에는 골조 구조가 거의 없다.
친환경차(green car)에는 후방 시트 하부에 고전압 배터리가 장착될 수 있는데, 이 경우 종래 내연기관 차량의 지지 구조의 강성 보강이 필요하다. 왜냐하면 무거운 중량물이 실내에 탑재되는데도 불구하고, 차체 플로어, 특히 인텀 플로어 상면에 강성 보강 부재가 없기 때문이다.
인텀 플로어는 차체 중간 바닥을 이루는 센터 플로어와 차체 후미 바닥을 이루는 리어 플로어를 연결하는 플로어 부재이다.
도1은 친환경차에 있어서 리어 플로어의 킥업부(kick-up portion)의 변화를 도시한 도면이다.
친환경차에서는 종래 내연기관 차량의 인텀 플로어 부분의 일반적인 위치가 배터리의 실내 탑재로 인해 변경된다. 킥업부가 110mm 낮아지고 212mm 뒤로 물러나게 되는 것이다. 고전압 배터리와 같은 중량물의 실내 탑재와 측면 충돌 성능의 향상을 위해 인텀 플로어 부분의 비틀림 강성 및 굽힘 강성의 보강이 필요하게 된다.
상기한 바와 같은 차체의 지지 구조의 개선이 이루어지지 않으면 인텀 플로어 부분이 중량물의 탑재로 인해 밑으로 처지는 현상이 발생할 수 있다.
친환경차에서뿐만 아니라 내연기관 차량에서도 만일 구조 변경이 불가피한 경우에는 상기 인텀 플로어 부분의 보강이 필요해질 수 있음은 물론이다.
차체 플로어의 실외 측 보강뿐만 아니라 실내 측의 보강도 함께 도모할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실내에 탑재되는 중량물을 효과적으로 지지하고 차체의 강성 및 충돌 성능을 향상시키는 지지 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는, 차 길이 방향으로 연장되게 형성되어 차체의 측면 하부 골격을 이루는 좌우 사이드 실의 차 폭 방향 내측 부재인 좌우 사이드 실 인너, 차체 중간 바닥을 이루는 센터 플로어와 차체 후미 바닥을 이루는 리어 플로어를 연결하는 인텀 플로어, 상기 좌우 사이드 실 인너의 차 폭 방향 내측에 배치되어 차 길이 방향으로 차체 후방의 골격을 이루고, 차 폭 방향 내측 일단부들이 각기 상기 인텀 플로어의 차 폭 방향 양단부들에 연결되는 좌우 리어 사이드 멤버, 그리고 차 폭 방향으로 연장되게 형성되고 상기 인텀 플로어의 상면에 장착되며 일단들이 각기 상기 좌우 사이드 실 인너에 연결되는 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버를 포함하는 차체의 지지 구조가 제공될 수 있다.
상기 지지 구조는, 각기 상기 좌우 리어 사이드 멤버와 결합하여 폐단면들을 형성하며 각기 상기 좌우 사이드 실 인너와 직접 연결되는 좌우 리어 사이드 어퍼 멤버를 더 포함하고, 상기 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버의 상기 일단들이 각기 상기 좌우 리어 사이드 어퍼 멤버에 연결됨으로써 상기 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버가 각기 상기 좌우 사이드 실 인너에 간접적으로 연결될 수 있다.
또는, 상기 지지 구조는 각기 상기 좌우 리어 사이드 멤버와 결합하여 폐단면들을 형성하며 각기 상기 좌우 사이드 실 인너와 직접 연결되고 차 폭 방향 내측 면들에 차 길이 방향으로 좌우 삽입슬롯이 각기 형성된 좌우 리어 사이드 어퍼 멤버를 더 포함하고, 상기 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버의 상기 일단들은 각기 상기 좌우 삽입슬롯을 통과하여 각기 상기 좌우 사이드 실 인너에 직접 연결될 수 있다.
이 때, 상기 인텀 플로어의 차 폭 방향 양단들도 각기 상기 좌우 사이드 실 인너에 직접 연결될 수 있다.
상기 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버는 각기 상기 좌우 사이드 실 인너에 그리고 각기 상기 좌우 리어 사이드 어퍼 멤버에 고정 결합될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차체의 지지 구조는, 차 폭 방향으로 연장되게 형성되고 상기 인텀 플로어의 하면에 장착되며 차 폭 방향 양단부들이 각기 상기 좌우 사이드 실 인너에 그리고 각기 상기 좌우 리어 사이드 멤버에 연결되는 리어 언더 서포트 멤버를 더 포함할 수 있다.
상기 리어 언더 서포트 멤버는 상기 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버의 차 길이 방향 후방에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차체의 지지 구조는, 차 길이 방향으로 연장되게 형성되고 차체 바닥 하면 중앙부의 좌우에 각기 장착되는 좌우 익스텐션 터널 멤버 그리고 차 길이 방향으로 연장되게 형성되고 각기 상기 좌우 익스텐션 터널 멤버의 차 폭 방향 외측의 차체 바닥 하면에 장착되는 좌우 익스텐션 센터 사이드 멤버를 더 포함하며, 상기 좌우 익스텐션 터널 멤버의 일단부들은 상기 리어 언더 서포트 멤버에 연결될 수 있다.
상기 좌우 익스텐션 센터 사이드 멤버의 일단부들도 상기 리어 언더 서포트 멤버에 연결될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 비틀림 및 굽힘 강성 등 차체 강성이 개선되며, 충돌 하중에 대비하기 위한 리어플로어 측 주요 골조와 연결되는 지지 구조로 인해 사이드 실의 회전이 방지되어 충돌 성능이 개선된다.
도1은 친환경차에 있어서 리어 플로어의 킥업부(kick-up portion)의 변화를 도시한 도면이다.
도2는 차체의 지지 구조의 개선 전후를 비교하는 도면이다.
도3은 본 발명의 실시 예에 따른 차체의 지지 구조가 도시된 평면도이다.
도4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 도3 A-A 부의 단면도이다.
도5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 도3 A-A 부의 단면도이다.
도6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 도3 A-A 부의 단면도이다.
도7은 본 발명의 실시 예에 따른 차체의 지지 구조가 도시된 저면도이다.
도8은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 도7 B-B 부의 단면도이다.
도9는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 차체의 지지 구조의 저면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이러한 실시 예는 본 발명에 따른 일 실시 예로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현할 수 있으므로, 본 발명의 권리범위는 이하에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다 할 것이다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 구성요소의 이름이 해당 구성요소의 기능을 한정하지 않는다.
도2는 차체의 지지 구조의 개선 전후를 비교하는 도면이다.
도2를 참조하면, 차체의 지지 구조의 강성이 개선되어야 하는 이유가 쉽게 이해될 수 있다. 인텀 플로어 부위에 지지 구조의 보강이 없이 고전압 배터리가 실내에 탑재되면 인텀 플로어의 처짐이 발생하여 차체의 내구성 및 충돌 성능이 악화된다. 본 발명의 실시 예에 따라 횡멤버가 추가되어 차체의 지지 구조가 개선되면 상기 문제점이 해소된다.
도3은 본 발명의 실시 예에 따른 차체의 지지 구조가 도시된 평면도이다.
도4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 도3 A-A 부의 단면도이다.
도5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 도3 A-A 부의 단면도이다.
도6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 도3 A-A 부의 단면도이다.
T는 차의 길이 방향을, L은 차의 폭 방향을 나타낸다.
도3 내지 도6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차체의 지지 구조는, 차 길이 방향으로 연장되게 형성되어 차체의 측면 하부 골격을 이루는 좌우 사이드 실(참조번호 없음)의 차 폭 방향 내측 부재인 좌우 사이드 실 인너(10), 차체 중간 바닥을 이루는 센터 플로어(도시되지 않음)와 차체 후미 바닥을 이루는 리어 플로어(15)를 연결하는 인텀 플로어(20), 상기 좌우 사이드 실 인너(10)의 차 폭 방향 내측에 배치되어 차 길이 방향으로 차체 후방의 골격을 이루고, 차 폭 방향 내측 일단부들이 각기 상기 인텀 플로어(20)의 차 폭 방향 양단부들에 연결되는 좌우 리어 사이드 멤버(30), 그리고 차 폭 방향으로 연장되게 형성되고 상기 인텀 플로어(20)의 상면에 장착되며 일단들이 각기 상기 좌우 사이드 실 인너(10)에 연결되는 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버(40)를 포함하여 구성될 수 있다.
도3 및 도5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차체의 지지 구조는, 각기 상기 좌우 리어 사이드 멤버(30)와 결합하여 폐단면들을 형성하며 각기 상기 좌우 사이드 실 인너(10)와 직접 연결되는 좌우 리어 사이드 어퍼 멤버(50)를 더 포함할 수 있다. 상기 좌우 리어 사이드 어퍼 멤버(50)에 의해 상기 좌우 리어 사이드 멤버(30)의 골조 기능이 보강되고 차체의 강성이 개선된다.
도4의 제1 실시 예에서는, 상기 좌우 리어 사이드 어퍼 멤버(50)가 추가되지 않는 일반적인 경우가 도시되어 있다. 제1 실시 예에서는 제2 실시 예에서와는 달리, 상기 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버(40)가 각기 상기 좌우 사이드 실 인너(10)에 직접 연결되어 결합된다.
도5의 제2 실시 예에서는, 상기 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버(40)의 상기 일단들이 각기 상기 좌우 리어 사이드 어퍼 멤버(50)에 연결됨으로써 상기 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버(40)가 각기 상기 좌우 사이드 실 인너(10)에 간접적으로 연결될 수 있다.
도6의 제3 실시 예에서는, 상기 지지 구조가, 각기 상기 좌우 리어 사이드 멤버(30)와 결합하여 폐단면들을 형성하며 각기 상기 좌우 사이드 실 인너(10)와 직접 연결되고 차 폭 방향 내측 면들에 차 길이 방향으로 좌우 삽입슬롯(50a)이 각기 형성된 좌우 리어 사이드 어퍼 멤버(50)를 더 포함할 수 있다. 제2 실시 예와 다른 점은 상기 좌우 리어 사이드 어퍼 멤버(50)에 상기 좌우 삽입슬롯(50a)이 형성된다는 점이다.
상기 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버(40)의 상기 일단들은 각기 상기 좌우 삽입슬롯(50a)을 통과하여, 각기 상기 좌우 사이드 실 인너(10)에 직접 연결될 수 있다. 이 때, 상기 인텀 플로어(20)도 상기 좌우 사이드 실 인너(10)에 직접 연결될 수 있다. 따라서, 상기 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버(40)와 상기 인텀 플로어(20)가 모두 상기 좌우 사이드 실 인너(10)에 직접 연결되므로 결합 강성이 크게 증가할 수 있다.
또한, 상기 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버(40)는 각기 상기 좌우 사이드 실 인너(10)에 그리고 각기 상기 좌우 리어 사이드 어퍼 멤버(50)에 고정 결합될 수 있다. 즉, 상기 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버(40)의 양단들과 상기 좌우 사이드 실 인너(10)가 각기 용접 등에 의해 결합될 뿐만 아니라, 상기 좌우 리어 사이드 어퍼 멤버(50)의 상기 좌우 삽입슬롯(50a)과 상기 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버(40) 간 틈새도 용접 등에 의해 결합될 수 있다. 이로써, 상기 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버(40)의 결합 강성은 증대된다.
도7은 본 발명의 실시 예에 따른 차체의 지지 구조가 도시된 저면도이다.
도8은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 도7 B-B 부의 단면도이다.
도9는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 차체의 지지 구조의 저면도이다.
도7 내지 도8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차체의 지지 구조는, 제1 내지 제3 실시 예들 각각에, 차 폭 방향으로 연장되게 형성되고 상기 인텀 플로어(20)의 하면에 장착되며 차 폭 방향 양단부들이 각기 상기 좌우 사이드 실 인너(10)에 그리고 각기 상기 좌우 리어 사이드 멤버(30)에 연결되는 리어 언더 서포트 멤버(60)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우, 상기 리어 언더 서포트 멤버(60)는 상기 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버(40)에 비해 차 길이 방향 후방에 배치될 수 있다. 이는 상기 지지 구조가 상기 인텀 플로어(20)의 상하면에서 격자 모양으로 구성되도록 만들기 위함이다.
이를 설명하기 위해 도7을 참조하면, 상기 지지 구조는, 차 길이 방향으로 연장되게 형성되고 차체 바닥 하면 중앙부의 좌우에 각기 장착되는 좌우 익스텐션 터널 멤버(70) 그리고 차 길이 방향으로 연장되게 형성되고 각기 상기 좌우 익스텐션 터널 멤버(70)의 차 폭 방향 외측의 차체 바닥 하면에 장착되는 좌우 익스텐션 센터 사이드 멤버(80)를 더 포함하며, 상기 좌우 익스텐션 터널 멤버(70)의 일단부들은 상기 리어 언더 서포트 멤버(60)에 연결될 수 있다.
이로써 상기 좌우 사이드 실 인너(10), 상기 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버(40), 상기 리어 언더 서포트 멤버(60), 그리고 상기 좌우 익스텐션 터널 멤버(70)는 격자 모양을 이룬다. 따라서, 상기 지지 구조는 중량물을 더 효과적으로 지지할 수 있다.
또한, 도9를 참조하면, 상기 좌우 익스텐션 센터 사이드 멤버(80)의 일단부들도 상기 리어 언더 서포트 멤버(60)에 연결될 수 있다. 이로써, 도7의 실시 예 보다 더 촘촘한 격자 모양을 구성할 수 있게 된다. 이러한 지지 구조는 중량물 지지에 가장 유리한 구조이다.
본 발명의 실시 예에 따른 차체의 지지 구조는 차체의 비틀림 및 굽힘 강성 모두 향상될 뿐만 아니라 충돌 성능도 개선된다. 왜냐하면, 사이드 실과 직간접적으로 연결되어 결합하며 차 폭 방향으로 연장되게 형성된 지지 부재들이 인텀 플로어 상하면에 추가됨으로써 측면 충돌 시 사이드 실의 회전이 방지되기 때문이다. 이에 따라, 측면 충돌 시 고전압 배터리 장착 부위가 변형되지 않으며 충분한 생존 공간이 확보될 수 있다. 이는 북미 또는 유럽의 충돌 관련 안전 법규를 충족시키는 기술적 특징이다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
10: 좌우 사이드 실 인너 15: 리어 플로어
20: 인텀 플로어 30: 좌우 리어 사이드 멤버
40: 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버 50: 좌우 리어 사이드 어퍼 멤버
60: 리어 언더 서포트 멤버 70: 좌우 익스텐션 터널 멤버
80: 좌우 익스텐션 센터 사이드 멤버

Claims (9)

  1. 차 길이 방향으로 연장되게 형성되어 차체의 측면 하부 골격을 이루는 좌우 사이드 실의 차 폭 방향 내측 부재인 좌우 사이드 실 인너;
    차체 중간 바닥을 이루는 센터 플로어와 차체 후미 바닥을 이루는 리어 플로어를 연결하는 인텀 플로어;
    상기 좌우 사이드 실 인너의 차 폭 방향 내측에 배치되어 차 길이 방향으로 차체 후방의 골격을 이루고, 차 폭 방향 내측 일단부들이 각기 상기 인텀 플로어의 차 폭 방향 양단부들에 연결되는 좌우 리어 사이드 멤버;
    차 폭 방향으로 연장되게 형성되고 상기 인텀 플로어의 상면에 장착되며 일단들이 각기 상기 좌우 사이드 실 인너에 연결되는 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버; 그리고
    각기 상기 좌우 리어 사이드 멤버와 결합하여 폐단면들을 형성하며 각기 상기 좌우 사이드 실 인너와 직접 연결되고 차 폭 방향 내측 면들에 차 길이 방향으로 좌우 삽입슬롯이 각기 형성된 좌우 리어 사이드 어퍼 멤버;
    를 포함하되,
    상기 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버의 상기 일단들은 각기 상기 좌우 삽입슬롯을 통과하여 각기 상기 좌우 사이드 실 인너에 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 차체의 지지 구조.는 차체의 지지 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    각기 상기 좌우 리어 사이드 멤버와 결합하여 폐단면들을 형성하며 각기 상기 좌우 사이드 실 인너와 직접 연결되는 좌우 리어 사이드 어퍼 멤버;
    를 더 포함하고,
    상기 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버의 상기 일단들이 각기 상기 좌우 리어 사이드 어퍼 멤버에 연결됨으로써 상기 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버가 각기 상기 좌우 사이드 실 인너에 간접적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차체의 지지 구조.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인텀 플로어의 차 폭 방향 양단들도 각기 상기 좌우 사이드 실 인너에 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 차체의 지지 구조.
  5. 제4항에 있어서
    상기 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버는 각기 상기 좌우 사이드 실 인너에 그리고 각기 상기 좌우 리어 사이드 어퍼 멤버에 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 차체의 지지 구조.
  6. 제1,2,4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    차 폭 방향으로 연장되게 형성되고 상기 인텀 플로어의 하면에 장착되며 차 폭 방향 양단부들이 각기 상기 좌우 사이드 실 인너에 그리고 각기 상기 좌우 리어 사이드 멤버에 연결되는 리어 언더 서포트 멤버;
    를 더 포함하는 차체의 지지 구조.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 리어 언더 서포트 멤버는,
    상기 좌우 프런트 어퍼 서포트 멤버에 비해 차 길이 방향 후방에 배치되는 것을 특징으로 하는 차체의 지지 구조.
  8. 제7항에 있어서,
    차 길이 방향으로 연장되게 형성되고 차체 바닥 하면 중앙부의 좌우에 각기 장착되는 좌우 익스텐션 터널 멤버; 그리고
    차 길이 방향으로 연장되게 형성되고 각기 상기 좌우 익스텐션 터널 멤버의 차 폭 방향 외측의 차체 바닥 하면에 장착되는 좌우 익스텐션 센터 사이드 멤버;
    를 더 포함하며,
    상기 좌우 익스텐션 터널 멤버의 일단부들은 상기 리어 언더 서포트 멤버에 연결되는 것을 특징으로 하는 차체의 지지 구조.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 좌우 익스텐션 센터 사이드 멤버의 일단부들도 상기 리어 언더 서포트 멤버에 연결되는 것을 특징으로 하는 차체의 지지 구조.
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