KR101996829B1 - 중공 폐단면을 갖는 차체 전방 강성 보강 구조 - Google Patents

중공 폐단면을 갖는 차체 전방 강성 보강 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전방 차체 구조에 중공 폐단면이 형성될 수 있도록 설치되는 보강 부재 및 기타 보강 부재의 구조, 결합 위치 및 결합 장치에 관한 것으로, 엔진 및 변속기 어셈블리가 고정 설치되고 지지되는 프런트 서브프레임과, 상기 프런트 서브프레임의 차체에의 고정 부위로서 차체의 길이 방향의 골격에 해당하는 좌우 프런트 사이드멤버와, 차체의 폭 방향 중심부에서 차체의 길이 방향으로 연장되게 형성되는 좌우 센터 플로어 사이드멤버 인너와, 차체의 좌우 측방 하부를 구성하는 채널로서 차량의 길이 방향을 따라 연장되게 형성되는 좌우 사이드 실과, 상기 좌우 사이드 실에 일단이 연결됨과 더불어 타단은 차량의 루프 쪽을 향해 차량의 높이 방향으로 연장되게 형성되는 필러들 중 차체 전방에 위치한 좌우 A필러와, 프런트 윈도와 연결된 앞쪽 패널 부위인 카울을 포함하는 전방 차체 구조에 있어서, 상기 좌우 A필러가 상기 좌우 사이드 실과 연결되는 위치의 상기 좌우 사이드 실 하면에 양단이 고정 설치되는 횡방향 스티프바를 더 포함하며, 상기 좌우 A필러의 하부, 상기 카울, 그리고 상기 횡방향 스티프바에 의해 중공 폐단면이 형성되는 것을 특징으로 하는 전방 차체 구조가 개시된다.

Description

중공 폐단면을 갖는 차체 전방 강성 보강 구조 {Stiffness Reinforcing Structure of Front Vehicle Body Having a Hollow Closed Cross Section}
본 발명은 차체 전방의 강성을 보강하기 위한 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전방 차체 구조에 중공 폐단면이 형성될 수 있도록 설치되는 보강 부재(reinforcement member) 및 기타 보강 부재의 구조, 결합 위치 및 결합 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차체 전방에는 차량의 선회(cornering) 시 회전하는 방향의 내측바퀴와 외측 바퀴의 노면과의 마찰저항에 의해 차체의 좌우측 서스펜션에 작용하는 하중에 차이가 발생하게 되고, 아울러 차체 전방에서 중량이 큰 엔진, 변속기 및 배기계를 고정 및 지지하는 프런트 서브프레임(20)에 작용하는 원심력과 구심력의 역학관계에 의해 횡하중이 발생하게 된다.
이러한 횡하중은 차체 전방의 서스펜션을 통해 프런트 서브프레임(20)으로 전달되거나 직접 프런트 서브프레임(20)에 작용하고, 그 결과 차체의 골격 구조에 비틀림 또는 굽힘 하중이 작용하는 원인이 된다.
차체에 작용하는 비틀림 또는 굽힘 하중에 대한 차체의 강성을 높이기 위해 중공 폐단면을 형성하는 것이 일반적이다.
도1의 (a) 및 (c)를 참조하여 이를 자세히 설명하면 다음과 같다.
도1의 (a)는 기존의 차체 골격 구조를 나타낸 사시도로서 중앙부 중공 폐단면(2)과 후방 중공 폐단면(3)이 도시되어 있다. 여기에서 중공 폐단면이란 보(beam) 등의 구조물에서와 같이 길이 방향을 축으로 비틀림 하중 또는 길이 방향에 수직으로 굽힘 하중이 작용하는 경우 상기 각 하중에 저항하는 비틀림 강성 또는 굽힘 강성을 제공하면서 속이 비어 있고 단면을 이루는 경계가 닫혀 있는 횡단면을 의미한다. 중공 폐단면을 가지는 구조물은 횡단면 내부가 꽉 차 있는 구조물에 비해 적은 재료로 동일한 크기의 강성을 제공할 수 있는데, 이는 중공 폐단면이 동일한 단면적을 가지는 속이 꽉 찬 단면보다 단면 2차 모멘트가 더 크기 때문이다.
상기 중앙부 중공 폐단면(2)은 리어 플로어 프런트멤버(2c), 좌우 B 필러(2a, 2b), 그리고 루프 센터 레일(2d)로 둘러 싸여 구성되는 횡단면이다. 상기 후방 중공 폐단면(3)은 리어 플로어 센터멤버(3c), 패키지 트레이 사이드(3a, 3b), 그리고 패키지 트레이 어퍼멤버(3d)로 둘러 싸여 구성되는 횡단면이다. 상기 중공 폐단면들(2, 3)은 비틀림 또는 굽힘 하중이 작용할 시 적은 질량으로도 상대적으로 높은 비틀림 또는 굽힘 강성을 제공할 수 있어 상기 하중들로부터 차체 구조를 보호하는 데 효율적이다.
도1의 (a)를 참조하면, 기존의 전방 차체 구조에서는 중공 폐단면이 형성되지 못하고 좌우 A필러(10a, 10b)의 하부와 카울(cowl, 11)에 의해 형성된 ┍┑ 모양의 단면을 가지며 하단이 열려 있다. 상기 중앙부 중공 폐단면(2)과 상기 후방 중공 폐단면(3)에서는 하단에 별도의 멤버(2c, 3c)가 차체의 폭 방향으로 설치되어 강성을 유지하는 것과 차이가 있는 부분이다.
도1의 (c)를 참조하면, 기존의 전방 차체 구조에서 중공 폐단면(1)이 형성되지 못하는 이유를 알 수 있다. 이는 엔진(도시되지 않음), 변속기(도시되지 않음), 그리고 배기계(도시되지 않음) 등의 레이아웃(layout)에 의해 전방 단면 하단 중앙부(5)가 직선형 하단면의 형성을 방해하기 때문이다. 이로 인해 직선형의 별도 보강 멤버를 차체의 폭 방향으로 설치할 수 없게 되어 해당 위치에 폐단면이 형성되지 못하였다.
따라서, 차량의 코너링 시 발생하는 횡하중이 차체에 전달되는 경로 및 구조에 의해 결과적으로 비틀림 또는 굽힘 하중이 차체에 작용될 때 단면이 닫혀 있지 않음으로 인해 비틀림 강성 또는 굽힘 강성이 약화되고 구조적으로 상기 좌우 A필러(10a, 10b)가 전후 또는 좌우로 흔들거리는 현상이 발생하게 된다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 전방 차체 구조에 중공 폐단면을 형성할 수 있도록 직선형 보강 멤버를 고정 설치하는 방법 또는 설치 위치를 제공하며, 아울러 기타 보강 멤버의 설치 방법 및 멤버 간 결합 장치를 제공하려는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따르는 전방 차체 구조는, 엔진 및 변속기 어셈블리가 고정 설치되고 지지되는 프런트 서브프레임과, 상기 프런트 서브프레임의 차체에의 고정 부위로서 차체의 길이 방향의 골격에 해당하는 좌우 프런트 사이드멤버와, 차체의 폭 방향 중심부에서 차체의 길이 방향으로 연장되게 형성되는 좌우 센터 플로어 사이드멤버 인너와, 차체의 좌우 측방 하부를 구성하는 채널로서 차량의 길이 방향을 따라 연장되게 형성되는 좌우 사이드 실과, 상기 좌우 사이드 실에 일단이 연결됨과 더불어 타단은 차량의 루프 쪽을 향해 차량의 높이 방향으로 연장되게 형성되는 필러들 중 차체 전방에 위치한 좌우 A필러와, 프런트 윈도와 연결된 앞쪽 패널 부위인 카울을 포함하는 전방 차체 구조에 있어서, 상기 좌우 A필러가 상기 좌우 사이드 실과 연결되는 위치의 상기 좌우 사이드 실 하면에 양단이 고정 설치되는 횡방향 스티프바를 더 포함하며, 상기 좌우 A필러의 하부, 상기 카울, 그리고 상기 횡방향 스티프바에 의해 중공 폐단면이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르는 전방 차체 구조는 상기 횡방향 스티프바와 차체 하부 구조와의 간격을 유지하고 상기 횡방향 스티프바를 차체의 높이 방향으로 지지하기 위해 상기 횡방향 스티프바와 차체 하부 구조와의 사이에 설치되는 브라켓들을 더 포함할 수 있다.
상기 브라켓들의 종류에는 상기 좌우 센터 플로어 사이드멤버 인너에 고정 설치되는 제1종 브라켓 그리고 상기 좌우 프런트 사이드멤버의 리어 로워에 고정 설치되는 제2종 브라켓이 있을 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전방 차체 구조는 상기 프런트 서브프레임과 상기 좌우 사이드 실을 각각 연결하며 고정 설치되는 적어도 두 개 이상의 대각 스티프바를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 대각 스티프바는 일단이 상기 프런트 서브프레임의 리어 멤버의 중앙부에 고정되고 타단은 상기 횡방향 스티프바의 고정 부위에 함께 고정될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전방 차체 구조는 상기 횡방향 스티프바를 단독으로 고정시키는 경우 또는 상기 대각 스티프바를 상기 횡방향 스티프바의 고정 부위에 함께 고정시키는 경우 상기 고정 부위에 견고한 상기 중공 폐단면 구조를 형성하기 위한 좌우 사이드 실 거셋(gusset)을 더 포함하고, 상기 좌우 사이드 실 거셋은 상기 좌우 사이드 실 내부에 고정 설치되어 상기 좌우 사이드 실의 내부 공간을 차체의 길이 방향으로 양분하는 수직 격벽인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 좌우 사이드 실 거셋은 입구가 하방으로 나있는 파이프 너트를 포함하고 상기 좌우 사이드 실의 횡단면 내부에 접하도록 설치됨으로써 볼트에 의해 상기 횡방향 스티프바를 단독으로 또는 상기 대각 스티프바와 상기 횡방향 스티프바를 서로 겹쳐서 고정시킬 수 있도록 형성될 수 있다.
상기 파이프 너트는 CO2 용접에 의해 상기 좌우 사이드 실 거셋과 결합될 수 있다.
상기 좌우 사이드 실은 차체 전면에서 볼 때 사이드 실 인너와 사이드 실 아우터로 형성되는 폐단면을 가지는 채널이고, 상기 좌우 사이드 실 거셋은 상기 사이드 실 인너와는 점용접으로, 상기 사이드 실 아우터와는 플러그 용접으로 고정 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르는 전방 차체 구조는 상기 횡방향 스티프바를 단독으로 고정시키는 경우 또는 상기 대각 스티프바를 상기 횡방향 스티프바의 고정 부위에 함께 고정시키는 경우, 상기 횡방향 스티프바와 차체 하부 구조와의 간격을 유지하고 상기 횡방향 스티프바를 차체의 높이 방향으로 지지하기 위해 상기 횡방향 스티프바와 차체 하부 구조와의 사이에 설치되는 브라켓들을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 브라켓들의 종류에는 상기 좌우 센터 플로어 사이드멤버 인너에 고정 설치되는 제1종 브라켓 그리고 상기 좌우 프런트 사이드멤버의 리어 로워에 고정 설치되는 제2종 브라켓이 있을 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전방 차체 구조는 상기 파이프 너트를 지지하기 위한 보강 브라켓을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전방 차체 구조는 상기 사이드 실 거셋에 관통홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 전방 중공 폐단면(1)이 형성됨으로써 차체에 작용하는 비틀림 또는 굽힘 하중에 대해 생산 원가의 큰 증가 없이도 종래 기술 보다 높은 비틀림 강성 및 굽힘 강성을 보유할 수 있게 된다. 본 발명에 의해 엔진, 변속기, 그리고 배기계의 레이아웃(layout)에 따른 간섭을 회피하여 직선형 보강 멤버인 횡방향 스티프바를 적절한 위치와 방법으로 설치할 수 있게 됨으로써 얻어지는 효과이다.
도1은 기존의 차체 골격 구조의 사시도와 본 발명의 실시 예에 따른 중공 폐단면을 나타낸 도면이다.
도2는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 골격 구조의 하방 사시도이다.
도3은 본 발명의 실시 예에 따른 중공 폐단면의 우측부 상세도이다.
도4는 본 발명의 실시 예에 따른 브라켓들을 도시한 우측 하방 사시도이다.
도5는 본 발명의 실시 예에 따른 하부 차체 구조를 나타낸 저면도이다.
도6은 본 발명의 실시 예에 따른 횡방향 스티프바의 결합 부위를 상세히 나타내기 위한 사시도이다.
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.
도1은 기존의 차체 골격 구조의 사시도와 본 발명의 실시 예에 따른 중공 폐단면을 나타낸 도면이다.
도1의 (b)는 본 발명의 실시 예에 따른 전방 중공 폐단면(1)의 개략도이다.
도1의 (b)를 참조하면, 기존의 열린 단면을 가진 전방 차체 구조에 횡방향 스티프바(12)를 하단에 추가 설치함으로써 전방 중공 폐단면(1)이 형성된다. 즉, 상기 좌우 A필러(10a, 10b), 상기 카울(11), 그리고 본 발명의 실시 예에 따른 상기 횡방향 스티프바(12)로 둘러 싸여 구성되는 횡단면이다. 이로써 차량 운전 중 코너링 시, 바퀴 축으로부터 발생하는 횡하중이 서스펜션(도시되지 않음)을 통해 프런트 서브프레임(20)을 거쳐 차체 전방에 작용하는 경우나 엔진 및 변속기에 작용하는 원심력에 의해 상기 프런트 서브프레임(20)에 직접 횡하중이 작용하는 경우에도, 열린 구조일 때는 흔들거리게 되는 바와는 달리 단단하게 고정 및 지지되어 앞서 설명한 바와 같은 원리로 횡방향 전단 강성 또는 비틀림 강성이 향상된다.
도1의 (c)는 본 발명의 실시 예에 따른 전방 중공 폐단면(1)의 정면도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 상기 횡방향 스티프바(12)는 직선형의 판 모양 보강 멤버로서 도1의 (c)를 참조하면, 기존의 개방 단면을 중공 폐단면 구조로 완성하는 역할을 하며, 차체 하부 구조와의 간격을 유지하고 차체의 높이 방향으로 지지되기 위해 별도의 브라켓들에 의해 고정 설치된다. 상기 브라켓들에는 좌우 센터 플로어 사이드멤버 인너(26a, 26b)에 고정 설치되는 제1종 브라켓(41a, 41b)과 좌우 프런트 사이드멤버(25a, 25b)의 리어 로워(25c, 25d)에 고정 설치되는 제2종 브라켓(42a, 42b)이 있을 수 있다. 도1의 (c)에는 상기 제1종 브라켓(41a, 41b)과 제2종 브라켓(42a, 42b)가 설치된 모습이 도시되어 있다.
상기 좌우 센터 플로어 사이드멤버 인너(26a, 26b)(도2~5 참조)는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 구조의 센터 플로어 하단 중심부로부터 서로 대칭되도록 옆으로 떨어져 위치하고 차체의 길이 방향으로 형성된 1쌍의 보강 멤버이다.
상기 좌우 프런트 사이드멤버(25a, 25b)(도2, 도5 참조)는 차체 전방으로부터 길이 방향 중심부까지 연장되게 형성된, 대표적인 차체의 길이 방향 골격에 해당하는 멤버로서 상기 프런트 서브프레임(20)(도2, 도5 참조)이 고정 설치된다. 이로써 상기 프런트 서브프레임(20)은 차체와 고정 설치되고 연결되어 도1의 (b)에 관한 설명에서 설명한 바와 같이 차량 운전 중 코너링 시 발생하는 횡하중을 서스펜션(도시되지 않음)을 통해 전달 받거나 엔진 및 변속기 지지부에서 원심력 및 구심력의 역학 관계에 의해 직접 발생되는 횡하중을 차체로 전달하는 역할을 수행한다.
상기 좌우 프런트 사이드멤버(25a, 25b)의 리어 로워(25c, 25d)는 상기 좌우 프런트 사이드멤버(25a, 25b)의 후방 하단부를 지칭한다.
도1의 (c)에서 마지막으로 설명할 부분은 상기 횡방향 스티프바(12)가 전방 중공 폐단면(1)을 완성하기 위해 상기 좌우 A필러(10a, 10b)와 고정 설치되는 방법에 관한 것이다.
상기 횡방향 스티프바(12)는 상기 좌우 A필러(10a, 10b)가 좌우 사이드 실(30a, 30b)과 연결되는 위치의 상기 좌우 사이드 실(30a, 30b) 하면에 양단이 고정 설치되며, 이 때 좌우 사이드 실 거셋(40a, 40b)이 활용될 수 있다.
상기 좌우 사이드 실(30a, 30b)(도2, 도5, 도6 참조)은 차체의 좌우 측방 하부를 구성하는 채널로서 차량의 길이 방향을 따라 연장되게 형성된다. 상기 좌우 사이드 실(30a, 30b)은 차체 강성에 중요한 역할을 하는 측방 하부 골격이다. 상기 좌우 사이드 실(30a, 30b)은 사이드 실 인너(31a(도시되지 않음), 31b)와 사이드 실 아우터(32a(도시되지 않음), 32b)(도3 참조)로 구성되며 그 횡단면은 닫혀 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 좌우 사이드 실 거셋(40a, 40b)은 상기 좌우 사이드 실(30a, 30b) 내부에 위치하며 상기 사이드 실 인너(31a(도시되지 않음), 31b) 및 상기 사이드 실 아우터(32a(도시되지 않음), 32b)와 내접하여 고정되고 볼트에 의해 상기 횡방향 스티프바(12)를 상기 좌우 사이드 실(30a, 30b) 하면에 고정시키기 위한 파이프 너트(44a, 44b)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한 상기 좌우 사이드 실 거셋(40a, 40b)은 상기 좌우 사이드 실(30a, 30b) 내부에 고정 설치되어 상기 좌우 사이드 실의 내부 공간을 차체 길이 방향으로 양분하는 수직 격벽인 것을 특징으로 할 수 있다. 도2를 참조하면 본 발명의 실시 예에 따른 전방 차체 구조에서 우측 사이드 실 거셋(40b)이 우측 사이드 실(30b)의 길이 방향으로 형성된 내부 공간을 좌우로 양분하며 수직으로 고정 설치된 모습을 살펴 볼 수 있다. 도3에는 상기 우측 사이드 실 거셋(40b)이 상기 우측 사이드 실(30b)을 구성하는 상기 사이드 실 인너(31b)와 상기 사이드 실 아우터(32b)와 내접할 수 있는 형상을 가지고 상기 우측 사이드 실(30b)의 길이 방향에 수직으로 고정 설치된 모습이 도시되어 있다.
도2는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 골격 구조의 하방 사시도이다.
도2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전방 차체 구조는 상기 횡방향 스티프바(12)에 의해 전방 중공 폐단면(1)을 형성할 뿐만 아니라 대각 스티프바(13a, 13b)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 대각 스티프바(13a, 13b)는 직선형의 판 모양 보강 멤버로서 일단은 상기 프런트 서브프레임(20)에 연결되고 타단은 상기 횡방향 스티프바(12)가 고정된 부위에 상기 횡방향 스티프바(12)와 함께 고정될 수 있고, 상기 부위 외 상기 좌우 사이드 실(30a, 30b)의 기타 다른 부위에도 고정될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 전방 차체 구조에서는 상기 횡방향 스티프바(12)의 고정 부위에 함께 고정 설치된 모습이 도시되어 있다.
상기 프런트 서브프레임(20)(도5 참조)은 일반적으로 리어멤버(20a), 프런트멤버(20b), 그리고 좌우 사이드멤버(20c, 20d)로 구성된다.
도2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 대각 스티프바(13a, 13b)는 일단이 상기 리어멤버(20a)의 중앙부에 연결되고 타단은 상기 횡방향 스티프바(12)의 고정 부위에 함께 고정 설치된 모습이 도시되어 있다.
도2에서는 기본적인 차체 골격을 이루는 구조를 전체적으로 살펴볼 수 있다. 특히 상기 프런트 서브프레임(20), 상기 좌우 프런트 사이드멤버(25a, 25b), 상기 좌우 센터 플로어 사이드멤버 인너(26a, 26b), 상기 좌우 사이드 실(30a, 30b), 상기 좌우 프런트 사이드멤버 리어 로워(25c, 25d) 등이 도시되어 있다.
도3은 본 발명의 실시 예에 따른 중공 폐단면의 우측부 상세도이다.
도3은 도1의 (c)에서 도시된 상기 제1종 브라켓(41a, 41b), 상기 제2종 브라켓(42a, 42b), 상기 좌우 사이드 실(30a, 30b), 그리고 상기 좌우 사이드 실 거셋(40a, 40b)의 우측부의 구성을 더 자세히 살펴볼 수 있도록 확대하여 도시한다. 상기 구성요소들의 좌측부는 도3의 구성과 정확히 대칭을 이루므로 도3을 참조하여 상기 구성요소들의 전체 구조를 파악할 수 있다.
도3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 우측 A필러(도시되지 않음, 10b), 상기 우측 사이드 실(30b), 상기 우측 사이드 실 거셋(40b), 그리고 상기 횡방향 스티프바(12)의 조립 순서를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 우측 A필러(도시되지 않음, 10b)의 인너(inner) 하부에 상기 사이드 실 인너(31b)가 점용접에 의해 결합된다. 이어서 상기 사이드 실 인너(31b) 하면의 상기 파이프 너트(44b) 설치를 위한 홀 위치에 대응하여 상기 우측 사이드 실 거셋(40b)의 파이프 너트 결합부(50)가 위치하도록, 상기 우측 사이드 실 거셋(40b)이 상기 사이드 실 인너(31b)와 점용접에 의해 결합된다. 다음으로 상기 파이프 너트(44b)는 상기 사이드 실 인너(31b) 하면의 홀을 통과하여 상기 파이프 너트 결합부(50)에 설치되고 CO2 용접에 의해 고정된다. 그 후 상기 사이드 실 아우터(32b)가 플러그 용접에 의해 상기 사이드 실 인너(31b) 및 상기 우측 사이드 실 거셋(40b)과 결합된다. 또한, 상기 우측 A필러(도시되지 않음, 10b)의 아우터(outer) 하부가 상기 사이드 실 아우터(32b)와 결합되며, 마지막으로 사이드 아우터(35b)가 상기 우측 A필러의 아우터(도시되지 않음)와 결합됨으로써 상기 우측 A필러(도시되지 않음, 10b), 상기 우측 사이드 실(30b), 그리고 상기 우측 사이드 실 거셋(40b)의 조립이 완성된다. 상기 사이드 아우터(35b)는 차체의 측방 하부 외관을 형성하는 부위이다.
상기 횡방향 스티프바(12)는 볼트(45)(도6의 (a) 참조)에 의해 상기 파이프 너트(44b)에 결합됨으로써 전방 중공 폐단면(1)을 완성한다. 이 때 상기 파이프 너트(44b) 입구와 볼트(45)의 머리 하면이 접촉할 때 와셔(washer) 역할을 하고 상기 파이프 너트(44b)를 더 단단히 지지하기 위해 보강 브라켓(43b)이 점용접에 의해 고정 설치될 수 있다. 도3에는 상기 보강 브라켓(43b)이 설치된 모습이 도시된다.
또 다른 실시 예에 따라 상기 대각 스티프바(13a, 13b)가 상기 횡방향 스티프바(12)와 함께 고정 설치되는 경우에는 서로의 홀을 매칭하여 겹쳐서 고정 설치될 수 있다. 이 때 상기 횡방향 스티프바(12)가 위에, 상기 대각 스티프바(13b)가 아래에 놓이는 방법으로 고정될 수 있으며 그 반대로도 가능하다.
상기 우측 사이드 실 거셋(40b)에는 관통홀(51)이 형성된다. 이는 차체 경량화를 위한 목적 외에도 전착액이 상기 관통홀(51)을 통과하여 상기 우측 사이드 실(30b) 내부에 고르게 도포됨으로써 방청 성능을 향상시킬 수 있도록 하기 위함이다. 상기 관통홀(51)이 형성되어도 상기 우측 사이드 실 거셋(40b)은 폐단면을 유지하므로 파이프 너트 결합부(50)를 통해 수직 하중이 작용하거나 전방 중공 폐단면(1)에 비틀림 또는 굽힘 하중이 작용하여도 적절한 결합부 강성을 유지할 수 있다. 마찬 가지로 상기 우측 사이드 실 거셋(40b)과 대칭되는 좌측 사이드 실 거셋(40a)에도 상기 관통홀(51)이 형성될 수 있음은 자명하다.
도4는 본 발명의 실시 예에 따른 브라켓들을 도시한 우측 하방 사시도이다.
도4는 도3의 정면도에 나타난 단면 형상으로는 파악하기 어려운 우측 센터 플로어 사이드멤버 인너(26b)와 상기 제1종 브라켓(41b)의 결합, 그리고 우측 프런트 사이드멤버 리어 로워(25d)와 상기 제2종 브라켓(42b)의 결합을 효과적으로 도시한다. 상기 횡방향 스티프바(12)와 각 멤버들의 높이 차에 따라 서로 다른 높이를 가지는 브라켓들이 설치됨으로써 상기 횡방향 스티프바(12)가 횡방향 하중을 효과적으로 지지할 수 있도록 한다.
도5는 본 발명의 실시 예에 따른 하부 차체 구조를 나타낸 저면도이다.
도5는 앞서 설명한 각 부의 명칭, 위치 및 구조를 총괄하여 살펴볼 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 따른 두 개의 상기 대각 스티프바(13a, 13b)와 상기 횡방향 스티프바(12)로 구성된 전방 차체 구조의 하부면을 도시한다.
도6은 본 발명의 실시 예에 따른 횡방향 스티프바의 결합 부위를 상세히 나타내기 위한 사시도이다.
도6의 (a)는 상기 우측 A필러(10b), 상기 우측 사이드 실(30b), 상기 우측 사이드 실 거셋(40b), 그리고 상기 횡방향 스티프바(12) 및 상기 대각 스티프바(13b)가 결합되는 하나의 실시 예를 도시하고 있다.
도6의 (b)는 상기 우측 사이드 실 거셋(40b)의 위치 및 장착 상태가 더 잘 보이도록 도시한다.
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.
1: 전방 중공 폐단면 10a: 좌측 A필러
10b: 우측 A필러 11: 카울(cowl)
12: 횡방향 스티프바 13a: 좌측 대각 스티프바
13b: 우측 대각 스티프바 20: 프런트 서브프레임
20a: 리어 멤버 25a: 좌측 프런트 사이드멤버
25b: 우측 프런트 사이드멤버 25c: 좌측 프런트 사이드멤버 리어 로워
25d: 우측 프런트 사이드멤버 리어 로워 26a: 좌측 센터 플로어 사이드멤버 인너
26b: 우측 센터 플로어 사이드멤버 인너 30a: 좌측 사이드 실
30b: 우측 사이드 실 31a, 31b: 사이드 실 인너
32a, 32b: 사이드 실 아우터 40a: 좌측 사이드 실 거셋(gusset)
40b: 우측 사이드 실 거셋 41a, 41b: 제1종 브라켓
42a, 42b: 제2종 브라켓 43a, 43b: 보강 브라켓
44a, 44b: 파이프 너트 45: 볼트
50: 파이프 너트 결합부 51: 관통홀

Claims (13)

  1. 엔진 및 변속기 어셈블리가 고정 설치되고 지지되는 프런트 서브프레임과, 상기 프런트 서브프레임의 차체에의 고정 부위로서 차체의 길이 방향의 골격에 해당하는 좌우 프런트 사이드멤버와, 차체의 폭 방향 중심부에서 차체의 길이 방향으로 연장되게 형성되는 좌우 센터 플로어 사이드멤버 인너와, 차체의 좌우 측방 하부를 구성하는 채널로서 차량의 길이 방향을 따라 연장되게 형성되는 좌우 사이드 실과, 상기 좌우 사이드 실에 일단이 연결됨과 더불어 타단은 차량의 루프 쪽을 향해 차량의 높이 방향으로 연장되게 형성되는 필러들 중 차체 전방에 위치한 좌우 A필러와, 프런트 윈도와 연결된 앞쪽 패널 부위인 카울(cowl)을 포함하는 전방 차체 구조에 있어서,
    상기 좌우 A필러가 상기 좌우 사이드 실과 연결되는 위치의 상기 좌우 사이드 실 하면에 양단이 고정 설치되는 횡방향 스티프바; 및
    상기 횡방향 스티프바와 차체 하부 구조와의 사이에 설치되는 브라켓들로서, 상기 좌우 센터 플로어 사이드멤버 인너에 고정 설치되는 제1종 브라켓, 그리고 상기 좌우 프런트 사이드멤버의 리어 로워에 고정 설치되는 제2종 브라켓을 포함하는 브라켓들;
    을 더 포함하되,
    상기 좌우 A필러의 하부, 상기 카울, 그리고 상기 횡방향 스티프바에 의해 중공 폐단면이 형성되는 것을 특징으로 하는 전방 차체 구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프런트 서브프레임과 상기 좌우 사이드 실을 각각 연결하며 고정 설치되는 적어도 두 개 이상의 대각 스티프바;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전방 차체 구조.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 대각 스티프바는 일단이 상기 프런트 서브프레임의 리어 멤버의 중앙부에 고정되고 타단은 상기 횡방향 스티프바의 고정 부위에 함께 고정되는 것을 특징으로 하는 전방 차체 구조.
  6. 제1항, 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 횡방향 스티프바의 고정 부위에는 견고한 중공 폐단면 구조를 형성하기 위한 좌우 사이드 실 거셋(gusset);
    을 더 포함하고,
    상기 좌우 사이드 실 거셋은 상기 좌우 사이드 실 내부에 고정 설치되어 상기 좌우 사이드 실의 내부 공간을 차체의 길이 방향으로 양분하는 수직 격벽인 것을 특징으로 하는 전방 차체 구조.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 좌우 사이드 실 거셋은 입구가 하방으로 나있는 파이프 너트를 포함하고 상기 좌우 사이드 실의 횡단면 내부에 접하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 전방 차체 구조.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 파이프 너트는 CO2 용접에 의해 상기 좌우 사이드 실 거셋과 결합되는 것을 특징으로 하는 전방 차체 구조.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 좌우 사이드 실은 차체 전면에서 볼 때 사이드 실 인너와 사이드 실 아우터로 형성되는 폐단면을 가지는 채널이고, 상기 좌우 사이드 실 거셋은 상기 사이드 실 인너와는 점용접으로, 상기 사이드 실 아우터와는 플러그 용접으로 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 전방 차체 구조.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 횡방향 스티프바와 차체 하부 구조와의 간격을 유지하고 상기 횡방향 스티프바를 차체의 높이 방향으로 지지하기 위해 상기 횡방향 스티프바와 차체 하부 구조와의 사이에 설치되는 브라켓들;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전방 차체 구조.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 브라켓들의 종류에는 상기 좌우 센터 플로어 사이드멤버 인너에 고정 설치되는 제1종 브라켓; 그리고
    상기 좌우 프런트 사이드멤버의 리어 로워에 고정 설치되는 제2종 브라켓;
    이 있는 것을 특징으로 하는 전방 차체 구조.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 파이프 너트를 지지하기 위한 보강 브라켓;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전방 차체 구조.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 사이드 실 거셋에는 관통홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전방 차체 구조.
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