KR101703620B1 - 차체 멤버 체결구조 - Google Patents

Abstract

차체 멤버 체결구조가 개시된다. 차체를 구성하는 제1차체 멤버와 제2차체 멤버를 체결하는 체결구조에 있어서, 상기 제1차체 멤버에 부착된 보강부재; 상기 제1차체 멤버에 부착되고, 상기 보강부재보다 차량의 높이 방향을 따른 하부에 배치된 보강 브래킷; 상기 보강부재와 상기 보강 브래킷을 각각 관통하여 돌출하고, 상기 보강부재 및 상기 보강 브래킷과 결합해서 상기 제2차체 멤버에 체결되는 체결 볼트를 포함하여, 차체 멤버들의 체결부에서 차체의 입력점 강성을 효과적으로 증대시킬 수 있다.

Description

차체 멤버 체결구조{Vehicle body fastening structure}

본 발명은 차체 멤버 체결구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차체를 구성하는 사이드 멤버와 서브 프레임을 강건하게 체결할 수 있는 차체 멤버 체결구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 차체는, 다수의 차체 멤버들이 서로 체결, 연결 혹은 결합된 구조로 되어, 탑승자들이 거주할 수 있는 승객실과, 엔진 등의 차량 구동 부품들을 탑재할 수 있는 엔진 룸 및, 물건을 적재할 수 있는 트렁크 룸 등이 구비된다.

다수의 차체 멤버들을 서로 체결하여 차체를 형성할 때에, 체결 강성을 증대시켜 차체의 안정성 및 탑승자의 승차감 등을 향상시킬 필요가 있는 데, 특히 차량의 길이 방향을 따라 연장되게 형성됨과 더불어 차량의 폭 방향을 따라 좌우 양측에 배치되는 사이드 멤버와, 샤시 부품이 장착되어 지지되는 서브 프레임과의 체결 강성은, 차량의 주행 중에 발생된 진동이나 충격이 서브 프레임을 통해 차체 멤버로 전달되지 않도록 절연하는 절연 성능 향상 측면에서 매우 중요하다.

종래에는 사이드 멤버와 서브 프레임을 체결할 때에 주로 체결 볼트와 너트를 사용하고, 체결 강성 혹은 입력점 강성(Body Attachment Stiffness)을 증대시키기 위해 체결 볼트의 주변에 보강부재나 브래킷을 장착하고 있었지만, 전 방위로 입력되는 외부 충격이나 하중에 대해 효과적으로 대응하기 어려웠고, 체결 작업성도 만족스럽지 못한 결점이 있었다.

본 발명의 실시 예는 상기와 같은 사정을 감안하여 안출된 것으로, 차체 멤버들의 결합 강성을 증대시켜 체결성을 향상시키고, 특히 차체를 구성하는 사이드 멤버와 서브 프레임의 입력점 강성을 증대시켜 차체의 주행 안정성과 승차감을 향상시킬 수 있도록 한 차체 멤버 체결구조를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 차체 멤버 체결구조는, 차체를 구성하는 제1차체 멤버와 제2차체 멤버를 체결하는 체결구조에 있어서, 상기 제1차체 멤버에 부착된 보강부재; 상기 제1차체 멤버에 부착되고, 상기 보강부재보다 차량의 높이 방향을 따른 하부에 배치된 보강 브래킷; 상기 보강부재와 상기 보강 브래킷을 각각 관통하여 돌출하고, 상기 보강부재 및 상기 보강 브래킷과 결합해서 상기 제2차체 멤버에 체결되는 체결 볼트를 포함할 수 있다.

상기 제1차체 멤버는 차량의 길이 방향을 따라 연장되게 형성되는 사이드 멤버이고; 상기 제2차체 멤버는 상기 사이드 멤버에 체결되는 서브 프레임일 수 있다.

상기 사이드 멤버는, 차량의 높이 방향으로 연장되게 형성된 멤버 바디; 상기 멤버 바디의 상부 및 하부 가장자리를 따라 형성된 상부 플랜지 및 하부 플랜지를 포함하고; 상기 보강부재는 상기 멤버 바디와 상기 하부 플랜지에 걸쳐져서 부착될 수 있다.

상기 보강부재에는 차량의 폭 방향을 따른 내측으로 오목하게 형성됨과 더불어 외측으로 개방된 형상의 삽입홈이 형성되고; 상기 삽입홈에 상기 체결 볼트의 상부가 삽입되어 일체로 부착될 수 있다.

상기 삽입홈은 차량의 폭 방향을 따른 외측으로 개방된 형상을 가질 수 있다.

상기 체결 볼트가 상기 삽입홈에 삽입된 상태에서 상기 체결 볼트의 상부의 원주 방향 및 길이 방향으로 용접되어 용접부가 형성될 수 있다.

상기 용접부는 상기 체결 볼트와 상기 보강부재 및 상기 사이드 멤버를 함께 접합시킬 수 있다.

상기 보강부재의 삽입홈의 주변에는 차량의 폭 방향을 따른 외측으로 돌출하고 차량의 높이 방향으로 연장되게 형성된 강성 비드가 구비될 수 있다.

상기 강성 비드에는 차량의 폭 방향 및 높이 방향으로 "S"자 곡면을 형성하는 보강비드가 구비될 수 있다.

상기 보강 브래킷은 차량의 높이 방향을 따른 상부로 개구된 "U" 형상을 하고서 상기 멤버 바디의 차량의 폭 방향을 따른 내측면과, 상기 하부 플랜지에 부착될 수 있다.

상기 보강 브래킷과 상기 사이드 멤버 사이에는 폐단면이 형성될 수 있다.

상기 보강 브래킷은 차량의 폭 방향을 따른 내측에 위치하고 차량의 높이 방향으로 연장되게 형성되며 상기 멤버 바디의 내측면에 부착되는 내측면; 상기 내측면으로부터 차량의 폭 방향을 따른 외측으로 연장됨과 더불어 상기 체결 볼트가 관통하는 조립홀이 형성된 연장면; 및 상기 연장면으로부터 차량의 높이 방향으로 연장되게 형성되고 차량의 폭 방향을 따른 외측에 위치하며 상기 멤버 바디의 하부 플랜지에 부착되는 외측면을 포함할 수 있다.

상기 체결 볼트에는 보강 브래킷의 연장면에 안착되고 반경방향 외측으로 돌출한 스톱퍼를 포함할 수 있다.

상기 스톱퍼는 그 원주 방향을 따라 상기 보강 브래킷의 연장면과 프로젝션 용접으로 용접될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 차체 멤버 체결구조에 의하면, 사이드 멤버에 보강부재가 부착되고, 보강부재에는 삽입홈이 형성되며, 사이드 멤버와 서브 프레임을 체결하는 체결볼트의 상부가 삽입홈에 삽입되어 보강부재와 용접으로 부착됨에 따라 차량의 전후, 좌우 방향의 입력점 강성이 증대될 수 있다.

또한 삽입홈에 삽입된 체결 볼트와 보강부재 사이의 오버랩 면적이 증대되어 보강부재와 체결 볼트 사이의 충분한 용접 길이를 확보할 수 있으므로, 보강부재와 체결 볼트의 결합성을 증대시킬 수 있고, 삽입홈의 한쪽은 개방된 형상으로 형성되어, 용접건의 진입이 용이해져 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

사이드 멤버의 하면에는 폐단면을 형성하는 보강 브래킷이 부착되고, 보강 브래킷의 내부에는 체결 볼트가 삽입되어 프로젝션 용접을 통해 접합됨에 따라 브래킷과 체결 볼트 사이의 접합 강성이 증대될 수 있다.

보강부재에는 대체로 "S"자 형상을 이루는 보강비드가 형성되어, 보강부재의 구조적인 강성 및 입력점 강성을 증대시킬 수 있다.

체결 볼트와 보강부재 및 사이드 멤버 사이의 3중 용접 결합을 통해 입력점 강성이 증대될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차체 멤버 체결구조의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 멤버 체결구조의 요부 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A선 단면도이다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 멤버 체결구조는, 차체를 구성하는 멤버를 서로 체결하는 것으로, 특히 차량의 길이 방향을 따라 연장되게 형성된 제1차체 멤버 혹은 사이드 멤버(10)와, 샤시 부품 등을 장착하여 지지할 수 제2차체 멤버 혹은 서브 프레임(20)을 서로 체결할 수 있다.

즉 차체 멤버 체결구조(30)는 한쪽 제1차체 멤버, 즉 사이드 멤버(10)에 용접 등의 방법으로 부착되는 보강부재(40)와; 보강 브래킷(50); 및 상부가 보강부재(40)에 용접 등의 방법으로 부착되고, 하부는 사이드 멤버(10)와 보강 브래킷(50)을 관통하여 보강 브래킷(50)에 부착되며, 다른쪽 제2차체 멤버, 즉 서브 프레임(20)에 너트(62)로 체결되는 체결 볼트(60)를 포함할 수 있다.

사이드 멤버(10)는 차량의 높이 방향으로 연장되게 형성된 멤버 바디(12)의 상부 및 하부 가장자리를 따라 플랜지(14, 16)가 절곡된 형상을 가질 수 있다.

멤버 바디(12)와 하부 플랜지(16)에 걸쳐져서 보강부재(40)가 일체로 부착될 수 있다.

보강부재(40)에는 차량의 폭 방향을 따른 내측으로 오목하게 형성됨과 더불어 외측으로 개방된 형상의 삽입홈(42)이 형성될 수 있다.

삽입홈(42)과 연통하는 조립홀(41)과, 이 조립홀(41)과 연통하도록 하부 플랜지(16)에 형성된 조립홀(162)을 통해 체결 볼트(60)가 관통해서 삽입될 수 있다.

삽입홈(42)에 체결 볼트(60)의 상부가 삽입되어 예를 들면 CO₂ 용접되어, 용접부(70)를 형성할 수 있다.

용접부(70)를 형성할 때에 차량의 폭 방향을 따른 외측으로부터 삽입홈(42)쪽으로 용접건이 진입할 수 있으므로, 용접 작업성 및 생산성이 향상될 수 있다.

용접부(70)는 체결 볼트(60) 상부의 원주 방향 및 길이 방향으로 형성되어, 차량의 전후, 좌우 높이 방향으로의 입력점 강성을 증대시킬 수 있다.

또한 용접부(70)는 체결 볼트(60)와 보강부재(40)및 사이드 멤버(10)를 함께 접합시켜 체결 볼트(60)의 결합 강성을 증대시킬 수 있다.

보강부재(40)의 삽입홈(42)의 주변에는 강성 비드(44)가 차량의 폭 방향을 따른 외측으로 돌출하고 차량의 높이 방향으로 연장되게 형성되어, 보강부재(40)의 구조적인 강성을 증대시키고, 이에 따른 입력점 강성을 증대시킬 수 있다.

상기 강성 비드(44)에는 차량의 폭 방향 및 높이 방향으로 대체로 "S"자 곡면을 형성하는 보강비드(45)가 구비될 수 있다.

보강 브래킷(50)은 차량의 높이 방향을 따른 상부로 개구된 대체로 "U" 형상을 하고서 멤버 바디(12)의 차량의 폭 방향을 따른 내측면(122)과, 하부 플랜지(16)에 부착될 수 있다.

보강 브래킷(50)은 멤버 바디(12)와의 사이에 폐단면(18)을 형성하도록 부착될 수 있고, 폐단면(18)은 사이드 멤버(10)와 보강 브래킷(50) 사이의 구조적인 강성을 증대시키는 역할을 할 수 있다.

보강 브래킷(50)은 차량의 폭 방향을 따른 내측에 위치하고 차량의 높이 방향으로 연장되게 형성되며 멤버 바디(12)의 내측면(12)에 부착되는 내측면(52)과, 이 내측면(52)으로부터 차량의 폭 방향을 따른 외측으로 연장되는 연장면(53) 및, 이 연장면(53)으로부터 차량의 높이 방향으로 연장되게 형성되고 차량의 폭 방향을 따른 외측에 위치하며 멤버 바디(12)의 하부 플랜지(16)에 부착되는 외측면(54)을 각각 포함할 수 있다.

연장면에는 관통하는 조립홀(531)이 형성되어, 체결 볼트(60)가 관통해서 차량의 높이 방향을 따른 하방으로 돌출할 수 있다.

체결 볼트(60)에는 반경방향 외측으로 확장된 스톱퍼(64)가 형성될 수 있고,이 스톱퍼(64)는 체결 볼트(60)를 보강 브래킷(50)에 조립할 때에 조립 가이드 역할을 할 수 있다.

스톱퍼(64)의 차량의 높이 방향을 따른 하면에는 프로젝션 용접 돌기가 원주 방향을 따라 형성되어, 보강 브래킷(50)의 연장면(53)과 체결 볼트(60)가 프로젝션 용접되어 프로젝션 용접부(72)를 형성할 수 있다.

프로젝션 용접부(72)는 체결 볼트(60)와 보강 브래킷(50)의 결합 강성을 증대시키고, 이에 따른 입력점 강성을 증대시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

10: 사이드 멤버
12: 멤버 바디
14: 상부 플랜지
16: 하부 플랜지
18: 폐단면
20: 서브 프레임
30: 차체 멤버 체결구조
40: 보강부재
42: 삽입홈
44: 강성 비드
45: 보강비드
50: 보강 브래킷
60: 체결 볼트
62: 너트
70: 용접부
72: 프로젝션 용접부

Claims (14)

1. 차체를 구성하는 제1차체 멤버와 제2차체 멤버를 체결하는 체결구조에 있어서,
   상기 제1차체 멤버에 부착된 보강부재;
   상기 제1차체 멤버에 부착되고, 상기 보강부재보다 차량의 높이 방향을 따른 하부에 배치된 보강 브래킷; 및
   상기 보강부재와 상기 보강 브래킷을 각각 관통하여 돌출하고, 상기 보강부재 및 상기 보강 브래킷과 결합해서 상기 제2차체 멤버에 체결되는 체결 볼트를 포함하고;
   상기 제1차체 멤버는 차량의 길이 방향을 따라 연장되게 형성되는 사이드 멤버이고;
   상기 제2차체 멤버는 상기 사이드 멤버에 체결되는 서브 프레임이며;
   상기 보강부재의 삽입홈의 주변에는 차량의 폭 방향을 따른 외측으로 돌출하고 차량의 높이 방향으로 연장되게 형성된 강성 비드가 구비되고;
   상기 강성 비드에는 차량의 폭 방향 및 높이 방향으로 "S"자 곡면을 형성하는 보강비드가 구비된 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 사이드 멤버는,
   차량의 높이 방향으로 연장되게 형성된 멤버 바디;
   상기 멤버 바디의 상부 및 하부 가장자리를 따라 형성된 상부 플랜지 및 하부 플랜지를 포함하고;
   상기 보강부재는 상기 멤버 바디와 상기 하부 플랜지에 걸쳐져서 부착된 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
4. 제1항에 있어서,
   상기 보강부재에는 차량의 폭 방향을 따른 내측으로 오목하게 형성됨과 더불어 외측으로 개방된 형상의 삽입홈이 형성되고;
   상기 삽입홈에 상기 체결 볼트의 상부가 삽입되어 일체로 부착된 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
5. 제4항에 있어서,
   상기 삽입홈은 차량의 폭 방향을 따른 외측으로 개방된 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
6. 제4항에 있어서,
   상기 체결 볼트가 상기 삽입홈에 삽입된 상태에서 상기 체결 볼트의 상부의 원주 방향 및 길이 방향으로 용접되어 용접부가 형성된 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
7. 제6항에 있어서,
   상기 용접부는 상기 체결 볼트와 상기 보강부재 및 상기 사이드 멤버를 함께 접합시키는 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
8. 삭제
9. 삭제
10. 제3항에 있어서,
    상기 보강 브래킷은 차량의 높이 방향을 따른 상부로 개구된 "U" 형상을 하고서 상기 멤버 바디의 차량의 폭 방향을 따른 내측면과, 상기 하부 플랜지에 부착되는 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
11. 제10항에 있어서,
    상기 보강 브래킷과 상기 사이드 멤버 사이에는 폐단면이 형성된 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
12. 제10항에 있어서,
    상기 보강 브래킷은
    차량의 폭 방향을 따른 내측에 위치하고 차량의 높이 방향으로 연장되게 형성되며 상기 멤버 바디의 내측면에 부착되는 내측면;
    상기 내측면으로부터 차량의 폭 방향을 따른 외측으로 연장됨과 더불어 상기 체결 볼트가 관통하는 조립홀이 형성된 연장면; 및
    상기 연장면으로부터 차량의 높이 방향으로 연장되게 형성되고 차량의 폭 방향을 따른 외측에 위치하며 상기 멤버 바디의 하부 플랜지에 부착되는 외측면;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
13. 제12항에 있어서,
    상기 체결 볼트에는 보강 브래킷의 연장면에 안착되고 반경방향 외측으로 돌출한 스톱퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
14. 제13항에 있어서,
    상기 스톱퍼는 그 원주 방향을 따라 상기 보강 브래킷의 연장면과 프로젝션 용접으로 용접된 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.

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