KR101974818B1 - 자동차의 측면 기둥 충돌 시 차체 변형 최소화 구조 - Google Patents

자동차의 측면 기둥 충돌 시 차체 변형 최소화 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 측면 기둥 충돌 시 차체 변형 최소화 구조에 관한 것으로써, 운전석 및 조수석 시트가 상단에 고정 결합되는 프론트 바닥패널(100); 프론트 바닥패널(100)의 양 측면에 결합되는 사이드 씰(110a)(110b); 양쪽 사이드 씰(110a)(110b)의 안쪽 사이드면에 놓이도록 프론트 바닥패널(100)의 양쪽에 설치되는 센터사이드맴버(120a)(120b); LH측과 RH측 구분없이 일직선의 일원화로 구성되어 터널패널(150) 설치 전에 양단이 양쪽 사이드 씰(110a)(110b)의 내면에 직접 부착 고정되는 시트 프론트맴버(130) 및 시트 리어맴버(140); 상기 시트 프론트맴버(130) 및 시트 리어맴버(140)를 눌러주도록 프론트 바닥패널(100)의 중앙에 설치되는 터널패널(150); 터널패널(150) 위에 설치되는 레인포스 터널(160);로 구성되며, 프론트 바닥패널(100)은 LH측 바닥판(101)과 RH측 바닥판(102) 사이에 조립되는 프론트바닥 센터패널(103)로 분리 형성되고, 터널패널(150)은 저면에 맴버파지홈(151)을 구비하여 수평면을 이루면서 결합력이 증대되는 것이므로 측면 기둥 충돌시의 강성 증대로 탑승자의 안전을 확보하고, 전기차의 경우 배터리 설치가 용이하고 측면 기둥 충돌 시 배터리 셀을 보다 안전하게 보호할 수 있도록 한 것이다.

Description

자동차의 측면 기둥 충돌 시 차체 변형 최소화 구조{Minimize side column in the event of a body modification of the car structure}
본 발명은 자동차의 측면 기둥 충돌 시 차체 변형 최소화 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 좌,우 양쪽의 사이드씰 내면에 구비되는 시트 프론트/리어 맴버 및 터널 패널을 측면 기둥 충돌에 강한 강성을 갖는 구조로 설치하여 측면 기둥 충돌 테스트 시에 시트 프론트/리어 맴버 및 터널패널의 변형 최소화로 전기차 배터리의 셀을 안전하게 보호할 수 있는 자동차의 측면 기둥 충돌 시 차체 변형 최소화 구조에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 플로어패널 센터 부위에는 프로펠러 샤프트(propeller shaft)를 설치하기 위한 프론트 터널 크로스 맴버가 구비되고, 그 위로는 터널패널 및 레인포스 터널이 설치된다.
도 1 은 종래의 LH용과 RH용으로 분리된 시트 프론트맴버 및 시트 리어맴버를 터널패널의 양쪽 면에 분리시켜 설치한 상태를 보인 사시도이고, 도 2 는 도 1 에서 LH용 및 RH용 시트 프론트맴버가 설치된 부위의 횡단면도이다.
이에 도시된 바와 같이 종래에는 운전석 및 조수석의 시트 고정부가 형성되는 프론트 바닥패널(10)의 중앙에는 프로펠러 샤프트 등을 구성하기 위한 공간으로 터널 프론트 크로스 맴버(11)가 구비되고, 센터사이드맴버(20a)(20b)가 양단에 설치되는 프론트 바닥패널(10)의 양쪽 단에는 사이드 씰(12a)(12b)이 설치되어 있다.
그리고 시트 프론트맴버 및 시트 리어맴버를 설치하기 전에 상기 터널 프론트 크로스 맴버(11) 위에 터널 패널(50)이 먼저 씌워져 설치된 후에 시트 프론트맴버 및 시트 리어맴버가 설치되고, 터널 패널(50) 위에는 레인포스 터널(60)이 설치된다.
이로 인해 종래의 시트 프론트맴버는 양단이 일측 사이드 씰 내측면과 중앙의 터널 패널(50) 사이에 부착될 수 있도록 짧은 길이의 LH용 시트 프론트맴버(30a) 및 RH용 시트 프론트맴버(30b)로 구분되고, 시트 리어맴버 역시 짧은 길이의 LH용 시트 리어맴버(40a) 및 RH용 시트 리어맴버(40b)로 구분되어 설치된다.
이러한 종래 기술의 차체 구조는 터널부 공간으로 프로펠러 샤프트 등을 설치하기 위한 터널부 형상을 유지하고 있으므로 측면 기둥 충돌 테스트 시 차체 변형이 발생하여도 승객의 생존 공간만 확보하였다.
또한 상기와 같이 시트 프론트맴버 및 시트 리어맴버가 LH용과 RH용의 2피스로 분리되어 설치되고, 터널 패널(50)은 오메가 형상으로 측면 기둥 충돌에 의한 충격하중을 그대로 전달받으므로 측면 기둥 충돌 시 도 3a 에서와 같이 시트 프론트맴버와 시트 리어맴버 뿐만 아니라 터널 패널까지 그 형상이 무너지게 된다.
따라서, 전기 자동차의 경우에는 배터리가 프론트 바닥패널에 설치되기 때문에 측면 기둥 충돌 시에 도 3b 와 같이 배터리 케이스를 변형시키고, 이와 같이 변형되는 배터리 케이스는 배터리 셀과 접촉되면서 화재 발생 및 누유 발생의 문제점이 되고 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하고자 한 것으로서, 본 발명은 좌,우 양쪽의 사이드씰 내면에 시트 프론트맴버와 시트 리어맴버 및 터널 패널을 측면 기둥 충돌에 강한 강성을 갖는 구조로 설치하여 측면 기둥 충돌 테스트 시에 시트 프론트맴버와 시트 리어맴버 및 터널패널의 변형이 최소화되게 함으로서 탑승자의 안전을 확보하고 전기차의 경우 배터리 셀을 안전하게 보호할 수 있는 자동차의 측면 기둥 충돌 시 차체 변형 최소화 구조를 제공하는데 목적이 있다.
이와 같은 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 운전석 및 조수석 시트가 상단에 고정 결합되는 프론트 바닥패널; 프론트 바닥패널의 양 측면에 결합되는 사이드 씰; 양쪽 사이드 씰의 안쪽 사이드면에 놓이도록 프론트 바닥패널의 양쪽에 설치되는 센터사이드맴버; LH측과 RH측이 일직선의 일원화로 구성되며, 일정 간격을 두고 프론트 바닥패널과 센터사이드맴버 위를 가로질러서 양단이 양쪽 사이드 씰의 내면에 부착 고정되는 시트 프론트맴버 및 시트 리어맴버; 상기 시트 프론트맴버 및 시트 리어맴버를 눌러주도록 프론트 바닥패널의 중앙에 설치되는 터널패널; 터널패널의 강성 보강을 위해 그 위에 설치되는 레인포스 터널;로 구성한 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 프론트 바닥패널은 LH측 바닥판과 RH측 바닥판 및 이들 사이에 조립되는 프론트바닥 센터패널로 분리시켜 구성하고, 프론트바닥 센터패널은 시트 프론트맴버 및 시트 리어맴버가 가로질러 가는 부위를 LH측 바닥판 및 RH측 바닥판과 일직선의 평면을 이루도록 평평하게 형성하여 전기차의 배터리 수납이 용이하도록 한 것을 특징으로 한다.
그리고 터널패널은 저면에 시트 프론트맴버 및 시트 리어맴버의 맴버파지홈을 형성하여 시트 프론트맴버 및 시트 리어맴버 저면과 수평면을 이루어 결합력이 증대되게 한 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명은 LH측과 RH측 구분없이 일체형이 되도록 일직선의 일원화로 구성한 시트 프론트맴버와 시트 리어맴버를 터널패널 보다 먼저 프론트 바닥패널 위에서 양측 사이드씰에 부착 설치한 후 맴버파지홈이 저면에 형성된 터널패널로 시트 프론트맴버와 시트 리어맴버를 눌러 주는 것이므로 측면 기둥 충돌에 매우 강한 강성을 갖게 되어 탑승자의 안전을 확보하는 효과가 있다.
그리고 상기와 같이 강성이 증대됨에 따라 측면 기둥 충돌 테스트 시에 시트 프론트맴버와 시트 리어맴버 및 터널패널의 변형이 최소화될 수 있으며, 이로 인해 전기자동차의 경우 배터리의 셀을 안전하게 보호할 수 있으므로 배터리 케이스와 배터리 셀의 변형 접촉으로 인한 화재발생 및 누유 발생을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 차량의 측면 충돌 사고 발생 시 차체의 강성확보에 의해 차량 내부의 탑승객을 사고로부터 안전하게 보호할 수 있는 효과까지 더하게 된다.
도 1 은 종래의 LH용과 RH용으로 분리된 시트 프론트맴버 및 시트 리어맴버를 터널패널의 양쪽 면에 분리시켜 설치한 상태를 보인 사시도
도 2 는 도 1 에서 LH용 및 RH용 시트 프론트맴버가 설치된 부위의 횡단면도
도 3a 는 종래 기술에서 측면 기둥 충돌 시 터널패널의 일측과 그 쪽에 설치된 시트 프론트맴버 및 시트 리어맴버가 심하게 변형된 상태를 보인 시뮬레이션 자료
도 3b 는 종래 기술에서 측면 기둥 충돌에 의한 배터리 케이스 상태를 변형 전과 변형 후로 구분하여 보인 시뮬레이션 자료
도 4 는 본 발명의 시트 프론트맴버 및 시트 리어맴버가 LH용과 RH용 구분 없이 일직선의 일원화 형태로 설치된 상태를 보인 사시도
도 5 는 도 4 에서 시트 프론트맴버가 설치된 부위의 횡단면도
도 6 은 본 발명의 프론트 바닥패널이 LH용과 RH용의 바닥판 및 프론트바닥 센터패널로 분리되어 구성된 것을 보인 평면도
도 7a는 본 발명에 의해 측면 기둥 충돌 시 변형된 상태를 보인 시뮬레이션 자료
도 7b 는 본 발명에 의해 측면 기둥 충돌 시 배터리 케이스의 변형이 적어 배터리셀이 안전하게 보호됨을 보인 시뮬레이션 자료
이하 본 발명의 특징을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시 예로서 그 기술구성 및 작용효과를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4 는 본 발명의 시트 프론트맴버 및 시트 리어맴버가 좌,우 구분 없이 일직선의 일원화로 설치된 상태의 사시도이고, 도 5 는 도 4 에서 시트 프론트맴버가 설치된 부위의 횡단면도이며, 도 6 은 본 발명의 프론트 바닥패널이 LH용과 RH용의 바닥판 및 프론트바닥 센터패널로 분리되어 구성된 것을 보인 평면도이다.
이에 도시된 본 발명에서 운전석 및 조수석 시트가 상단에 고정 결합되는 프론트 바닥패널(100)의 양 측면에는 사이드 씰(110a)(110b)이 결합되고, 사이드 씰(110a)(110b)의 안쪽 사이드면에는 센터사이드맴버(120a)(120b)가 설치되는 것으로서, 이는 일반적인 구성이라고 할 수 있다.
본 발명의 특징은 일정 간격 이격되어 설치되는 시트 프론트맴버(130)와 시트 리어맴버(140)를 LH측과 RH측 구분 없이 일직선의 일원화로 구성한 것에 있으며, 이러한 일원화의 시트 프론트맴버(130)와 시트 리어맴버(140)를 터널패널(150) 보다 먼저 프론트 바닥패널(110) 위에 설치하는 것에 있다.
즉, 상기 일원화된 시트 프론트맴버(130)와 시트 리어맴버(140)는 터널패널(150)을 설치하지 않은 상태에서 상기 프론트 바닥패널(100)과 센터사이드맴버(120a)(120b) 위를 가로질러서 양단이 양쪽 사이드 씰(110a)(110b)의 내면에 일정 간격 이격되어 직접 부착되어 고정된다.
그리고 터널패널(150)은 상기와 같이 먼저 설치된 시트 프론트맴버(130) 및 시트 리어맴버(140)를 눌러주도록 프론트 바닥패널(100)의 중앙에 설치되고, 그 터널패널(150)의 강성 보강을 위해 터널패널(150) 위에는 레인포스 터널(160)이 설치된다.
이와 같이 본 발명은 상기와 같이 LH측과 RH측 구분 없이 일직선의 일원화로 구성된 시트 프론트맴버(130)와 시트 리어맴버(140)가 양쪽 사이드 씰(110a)(110b)의 내면에 직접 부착 고정된 상태에서 그 위를 터널패널(150)이 눌러주고 다시 레인포스 터널(160)이 보강시켜 주도록 한 것이다.
여기서 상기 터널패널(150)은 시트 프론트맴버(130) 및 시트 리어맴버(140)와 접촉되는 부위 저면에 맴버파지홈(151)을 구비하여 밑면이 시트 프론트맴버(130) 및 시트 리어맴버(140) 저면과 닿아 수평면을 이루면서 체결되는 것이므로 결합력을 상당히 증대시킬 수 있다.
그리고 측면 기둥 충돌 시 강성에 매우 강한 구조를 갖을 수 있어서 도 7a 에서와 같이 차체의 변형이 적게 됨에 따라 탑승자의 안전을 확보하는 효과가 있으며, 전기자동차의 경우는 도 7b 와 같이 배터리 케이스의 손상됨을 최소화할 수 있으므로 배터리 셀을 보다 안전하게 보호할 수 있는 것으로서, 종래처럼 측면 기둥 충돌 시 심하게 변형되는 배터리 케이스와 배터리 셀의 접촉으로 인한 화재발생 및 누유 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.
여기서 상기 프론트 바닥패널(100)은 LH측 바닥판(101)과 RH측 바닥판(102) 및 이들 사이에 조립되는 프론트바닥 센터패널(103)로 분리시켜 구성한 것을 특징으로 한다. 이는 프론트바닥 센터패널(103)만을 별도로 성형할 수 있어서 선단과 후단을 굴곡이 심한 터널 형태로 성형하기가 용이하다.
상기와 같이 선단과 후단이 터널 형태로 형성되는 프론트바닥 센터패널(103)은 시트 프론트맴버(130) 및 시트 리어맴버(140)가 가로질러 가는 부위를 LH측 바닥판(101) 및 RH측 바닥판(102)과 일직선의 평면을 이루도록 평평하게 형성함이 바람직하다.
그러면 시트 프론트맴버(130) 및 시트 리어맴버(140)가 LH측 바닥판(101) 및 RH측 바닥판(102) 위에 전체적으로 고르게 접촉되어 놓이면서 평면을 이룰 수 있어 전기차의 배터리 수납이 용이하게 되므로 배터리를 안정적으로 설치할 수 있다.
또한, 시트 프런트맴버(130)와 시트 리어맴버(140)가 분리형 구조가 아닌 일체형 일직선 평면구조로 제작 설치됨으로써 차량의 측면 충돌 사고 발생 시 차량의 내부 탑승자 보호 기능까지 수행할 수 있게 되는 것이다.
100 : 프론트 바닥패널 101 : LH측 바닥판
102 : RH측 바닥판 103 : 프론트바닥 센터패널
110a,110b: 사이드 씰 120a,120b: 센터사이드맴버
130 : 시트 프론트맴버 140 : 시트 리어맴버
150 : 터널패널 151 : 맴버파지홈
160 : 레인포스 패널 200 : 배터리셀
210 : 배터리케이스

Claims (4)

  1. 자동차의 측면 기둥 충돌 시 자동차의 차체 변형 최소화를 위한 구조에 있어서,
    운전석 및 조수석 시트가 상단에 고정 결합되는 프론트 바닥패널(100);
    프론트 바닥패널(100)의 양 측면에 결합되는 사이드 씰(110a)(110b);
    양쪽 사이드 씰(110a)(110b)의 안쪽 사이드면에 놓이도록 프론트 바닥패널(100)의 양쪽에 설치되는 센터사이드맴버(120a)(120b);
    LH측과 RH측이 일직선의 일원화로 구성되며, 일정 간격을 두고 프론트 바닥패널(100)과 센터사이드맴버(120a)(120b) 위를 가로질러서 양단이 양쪽 사이드 씰(110a)(110b)의 내면에 부착 고정되는 시트 프론트맴버(130) 및 시트 리어맴버(140);
    상기 시트 프론트맴버(130) 및 시트 리어맴버(140)를 눌러주도록 프론트 바닥패널(100)의 중앙에 설치되는 터널패널(150);
    터널패널(150)의 강성 보강을 위해 그 위에 설치되는 레인포스 터널(160);을 포함하며,
    상기 프론트 바닥패널(100)은 LH측 바닥판(101)과 RH측 바닥판(102) 및 이들 사이에 조립되는 프론트바닥 센터패널(103)로 분리시켜 구성하고,
    상기 프론트바닥 센터패널(103)은
    선단과 후단은 터널형으로 형성하고,
    시트 프론트맴버(130) 및 시트 리어맴버(140)가 가로질러 가는 부위는 LH측 바닥판(101) 및 RH측 바닥판(102)과 일직선의 평면을 이루도록 평평하게 형성하여
    시트 프론트맴버(130) 및 시트 리어맴버(140)가 LH측 바닥판(101) 및 RH측 바닥판(102) 위에 안정적으로 놓이면서 전기차의 배터리 수납이 용이하도록 한 것을 특징으로 하는 자동차의 측면 기둥 충돌 시 차체 변형 최소화 구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    터널패널(150)은,
    밑면이 시트 프론트맴버(130) 및 시트 리어맴버(140) 저면과 수평면을 이루면서 결합력을 증대시킬 수 있도록 시트 프론트맴버(130) 및 시트 리어맴버(140)와 접촉되는 부위 저면에 맴버파지홈(151)을 구비하여
    측면 기둥 충돌 시의 강성 증대와 전기차의 경우 배터리 수납이 용이하도록 한 것을 특징으로 하는 자동차의 측면 기둥 충돌 시 차체 변형 최소화 구조.
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