KR102153029B1 - 차량 후방 하중전달구조 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 차량 후방 하중전달구조는, 차체의 후방 측에 배치된 한 쌍의 리어 플로어 사이드멤버; 각 리어 플로어 사이드멤버의 전방단이 연결된 한 쌍의 사이드실; 및 차체의 후방단으로부터 각 리어 휠하우스를 따라 개별적으로 연장된 한 쌍의 하중전달부재;를 포함한다.

Description

차량 후방 하중전달구조{VEHICLE REAR LOAD TRANSFER STRUCTURE}

본 발명은 차량 후방 하중전달구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 후방 충돌 시에 발생된 충돌하중을 복수의 로드패스를 통해 균일하게 분산 내지 흡수함으로써 후방 충돌 안전성을 개선할 수 있는 차량 후방 하중전달구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 후방충돌에 대응하기 위하여 차체의 후방 패널에 장착된 범퍼 백빔(bumper back beam)을 포함한다.

범퍼 백빔은 한 쌍의 크래시 박스를 통해 차체의 후방 패널에 장착되고, 차량의 후방 바닥에는 한 쌍의 리어 플로어 사이드멤버가 배치되며, 각 크래시 박스는 각 리어 플로어 사이드멤버에 연결되도록 구성된다.

차량의 후방 충돌 시에 발생된 충돌하중은 범퍼 백빔 및 각 크래시 박스를 거쳐 각 리어 플로어 사이드멤버로 전달 및 흡수된다.

하지만, 종래의 차체 후방구조는 후방 충돌시 범퍼 백빔, 크래시 박스, 리어 플로어 사이드 멤버로 이루어진 로드패스(load path)만을 이용하여 충돌 에너지를 흡수하기 때문에 리어 플로어 사이드 멤버의 외측에 위치한 리어 타이어 등을 충돌 흡수 공간으로 적극적으로 활용하지 못하고, 특히, 옵셋 충돌 등에 의해 양측 로드 패스를 전부 활용하지 못한 경우 리어 플로어 사이드 멤버 및 주변부 과다 변형으로 인해 연료 탱크와 배터리 손상이 발생할 수 있는 단점이 있었다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다

본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 안출한 것으로, 차량의 후방 충돌 시에 발생된 충돌하중을 복수의 로드패스를 균일하게 분산 내지 흡수함으로써 후방 충돌 안전성을 개선할 수 있는 차량 후방 하중전달구조에 관한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량 후방 하중전달구조는,

차체의 후방 측에 배치된 한 쌍의 리어 휠하우스;
한 쌍의 리어 휠하우스에 대해 개별적으로 차량의 실내를 향해 이격되게 배치된 한 쌍의 리어 플로어 사이드멤버;

한 쌍의 리어 플로어 사이드멤버에 개별적으로 연결된 한 쌍의 사이드실; 및

상기 한 쌍의 리어 휠하우스를 따라 개별적으로 연장된 한 쌍의 하중전달부재;를 포함할 수 있다.

상기 하중전달부재는 상기 리어 휠하우스의 내면에 결합됨으로써 상기 하중 전달부재는 리어 타이어를 둘러싸도록 구성될 수 있다.

상기 하중 전달부재는 상기 리어 타이어와 상대적으로 근접한 근접부를 가지고, 후방충돌 시에 상기 하중전달부재가 충돌하중에 의해 변형됨에 따라 상기 근접부가 상기 리어 타이어와 접촉하도록 구성될 수 있다.

차체의 후방단에는 백패널이 고정되고, 상기 하중전달부재의 후방단은 상기 백패널에 결합될 수 있다.

상기 하중전달부재의 전방단은 상기 사이드실의 후방단에 직접적으로 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 후방 하중전달구조는, 한 쌍의 크래시 박스를 통해 상기 차체의 백패널에 결합되는 범퍼 백빔을 더 포함하고, 상기 범퍼 백빔은 차량의 폭방향을 따라 연장될 수 있다.

상기 하중전달부재의 후방단에는 충격흡수부재가 일렬로 연결될 수 있다.

상기 범퍼 백빔은 상기 충격흡수부재까지 연장되고, 상기 충격흡수부재는 상기 범퍼 백빔에 결합될 수 있다.

상기 리어 휠하우스는 리어 도어의 임팩트빔과 마주보도록 배치된 하나 이상의 벌크헤드를 가질 수 있다.

상기 하중전달부재의 전방단은 상기 리어 휠하우스의 전방단에 직접적으로 결합될 수 있다.

본 발명에 의하면, 차량의 후방 충돌 시에 충돌하중이 차체의 백패널 또는 범퍼 백빔으로부터 사이드실 측으로 전달되는 로드패스와, 충돌하중이 차체의 백패널 또는 범퍼 백빔으로부터 리어 도어의 임팩트빔 측으로 전달되는 로드패스와, 차체의 백패널 또는 범퍼 백빔으로부터 리어 플로어 사이드멤버 측으로 전달되는 로드패스 등과 같이 다중 로드패스를 구현할 수 있다. 이를 통해, 차량의 후방 충돌 시에 발생된 충돌하중을 복수의 로드패스를 통해 균일하게 분산 내지 흡수함으로써 충돌하중이 리어 플로어 사이드멤버 측으로 집중으로 전달됨으로 인한 차체 변형을 효과적으로 방지할 수 있고, 이에 차량의 후방에 배치된 연료탱크, 배터리 등의 손상을 방지할 뿐만 아니라 승객실로 전달되는 충돌에너지를 충분히 흡수할 수 있으므로 충돌 안전성능을 개선할 수 있다.

특히, 본 발명은 차량의 후방 충돌 시에 충돌하중에 의해 하중전달부재의 적어도 일부가 리어 타이어와 접촉할 수 있고, 이를 통해 리어 타이어가 충돌하중을 흡수 내지 분산하는 충돌 흡수부재로 적극적으로 활용될 수 있으므로 후방 충돌에 대응한 구조적 강성 내지 강도 등을 대폭 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 후방 하중전달구조를 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량 후방 하중전달구조의 저면(좌측)을 도시한 저면도이다.
도 3은 도 1의 A-A선을 따라 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B선을 따라 도시한 단면도이다.
도 5는 도 2의 C-C선을 따라 도시한 단면도이다.
도 6은 도 2에 대한 변형실시예를 도시한 저면도이다.
도 7은 도 4에 대한 변형실시예를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량 후방 하중전달구조(10)는, 차체의 후방 측에 배치된 한 쌍의 리어 플로어 사이드멤버(11)와, 한 쌍의 리어 플로어 사이드멤버에 개별적으로 연결된 한 쌍의 사이드실(12)과, 리어 휠하우스(13)를 따라 연장된 한 쌍의 하중전달부재(20)와, 차체의 백패널(2)에 장착된 범퍼 백빔(14)을 포함할 수 있다.

리어 플로어 사이드멤버(11)는 차량의 길이방향을 따라 연장될 수 있고, 도 1 및 도 2에서는 차량의 좌측에 위치한 리어 플로어 사이드멤버만을 도시하지만, 한 쌍의 리어 플로어 사이드멤버가 차량의 후방의 좌우 양측에 위치하도록 차량의 폭방향을 따라 서로 이격될 수 있다. 각 리어 플로어 사이드멤버(11)는 차체의 플로어에 연결될 수 있다.

한 쌍의 사이드실(12)이 차체의 승객실의 양측에 배치될 수 있고, 각 사이드실은 차체의 플로어에 연결될 수 있다. 한 쌍의 사이드실(12)은 한 쌍의 리어 플로어 사이드멤버(11)에 개별적으로 연결될 수 있다.

차체의 후방에는 한 쌍의 리어 타이어(3)의 상측을 개별적으로 둘러싸도록 구성된 한 쌍의 리어 휠하우스(13)가 마련될 수 있고, 각 리어 플로어 사이드멤버(11)는 각 리어 휠하우스(13)에 대해 차량의 실내측으로 이격되게 배치될 수 있다.

차체의 후방단에는 백패널(2)이 고정될 수 있고, 백패널(2)은 차량의 폭방향을 따라 배치될 수 있다.

각 하중전달부재(20)는 차체의 백패널(2) 및 사이드실(12) 사이에 배치될 수 있고, 각 하중전달부재(20)는 각 리어 휠하우스(13)를 따라 연장될 수 있다. 특히 각 하중전달부재(20)는 각 리어 휠하우스(13)의 내면에 용접, 체결구 등을 통해 결합될 수 있다. 각 리어 휠하우스(13)의 내면은 리어 타이어(3)를 향해 면하는 부분이고, 각 하중전달부재(20)가 각 리어 휠하우스(13)의 내면에 결합됨으로써 각 하중전달부재(20)는 리어 타이어(3)를 둘러싸도록 구성될 수 있다.

특히, 하중전달부재(20)의 적어도 일부가 리어 타이어(3)와 상대적으로 근접하도록 구성될 수 있고, 이에 차량의 후방 충돌 시에 충돌하중이 하중전달부재(20)에 전달되면 하중전달부재(20)의 적어도 일부가 리어 타이어(3)와 접촉할 수 있고, 이를 통해 리어 타이어(3)는 충돌하중을 흡수 내지 분산하는 충격흡수부재의 역할을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 하중전달부재(20)는 리어 타이어(3)와 상대적으로 근접한 근접부(23)를 가질 수 있고, 근접부(23)는 하중전달부재(20)의 나머지 부분에 비해 상대적으로 리어 타이어(3)와 근접할 수 있다. 특히, 근접부(23)는 하중 전달부재(20)의 후방단(21)와 인접한 부분에 형성될 수 있다. 근접부(23)와 리어 타이어(3) 사이의 간격은 다양한 후방충돌 상황에 따라 하중 전달부재(20)가 변형되는 범위 이내에 포함되도록 미리 결정될 수 있다. 이에 의해, 후방 충돌 시에 하중 전달부재(20)가 충돌하중에 의해 변형하면, 하중 전달부재(20)의 근접부(23)가 리어 타이어(3)와 접촉 내지 타격함으로써 리어 타이어(3)가 충돌하중을 흡수 내지 분산할 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 하중전달부재(20)가 리어 휠하우스(13)를 따라 결합됨에 따라 하중전달부재(20)는 리어 플로어 사이드멤버(11)와 평행하도록 배치될 수 있다. 이에 차량의 후방 충돌 시에 발생된 충돌에너지가 리어 플로어 사이드멤버(11) 및 하중전달부재(20)로 분산되어 전달 및 흡수될 수 있다.

하중전달부재(20)의 후방단(21)은 용접 등을 통해 차체의 백패널(2)에 직접적으로 결합될 수 있고, 이에 도 3과 같이 하중전달부재(20)의 후방단(21)에 인접한 부분은 폐단면을 가질 수 있다. 특히, 백패널(2)은 한 쌍의 경사부(4)를 가질 수 있고, 하중전달부재(20)의 후방단(21)이 백패널(2)의 경사부(4)에 결합될 수 있다. 이와 같이, 하중전달부재(20)의 후방단(21)이 백패널(2)의 경사부(4)에 결합됨으로써 하중전달부재(20) 및 백패널(2) 사이의 구조적 견고함을 강화할 수 있다.

도 4를 참조하면, 하중전달부재(20)의 전방단(22)은 용접 등을 통해 사이드실(12)의 후방단에 직접적으로 결합될 수 있고, 이를 하중전달부재(20)는 사이드실(12)에 대해 연속적으로 이어짐으로써 충돌하중을 사이드실(12)에 직접적으로 전달할 수 있다.

이와 같이, 하중전달부재(20)의 후방단(21)이 차체의 백패널(2)에 결합되고, 하중전달부재(20)의 전방단(22)이 사이드실(12)의 후방단에 결합되며, 하중전달부재(20)의 나머지 부분이 리어 휠하우스(13)의 내면에 결합됨으로써 하중전달부재(20)는 차체의 백패널(2) 및 사이드실(12) 사이에서 연속적인 폐단면을 형성할 수 있다.

범퍼 백빔(14)은 차량의 폭방향을 따라 연장될 수 있고, 범퍼 백빔(14)은 차체의 백패널(2)에 한 쌍의 크래시 박스(15)를 통해 차체의 백패널(2)에 결합될 수 있다. 도 1 및 도 2에서는 차량의 좌측에 위치한 크래시 박스(15)만을 도시하지만, 한 쌍의 크래시 박스(15)가 차량의 후방의 좌우 양측에 위치하도록 차량의 폭방향을 따라 서로 이격될 수 있다.

각 크래시 박스(15)는 리어 플로어 사이드멤버(11)에 일렬로 정렬될 수 있다. 차량의 후방 충돌 시에 범퍼 백빔(14)으로부터 전달된 충돌하중은 각 크래시 박스(15)에 의해 일부가 흡수될 수 있고, 흡수되지 못한 나머지 충돌하중은 각 크래시 박스(15)를 거쳐 리어 플로어 사이드멤버(11)로 전달될 수 있다.

각 하중전달부재(20)의 후방단에는 충격흡수부재(25)가 일렬로 연결되도록 장착될 수 있고, 충격흡수부재(25)의 전방단이 백패널(2)의 외면에 결합됨에 따라 충격흡수부재(25)는 백패널(2)로부터 차체의 후방 외측을 향해 돌출하도록 구성될 수 있다.

각 충격흡수부재(25)는 각 크래시 박스(15)에 대해 평행하도록 배치될 수 있고, 각 충격흡수부재(25)는 차량의 후방 충돌 시에 발생된 충돌하중을 흡수 내지 완충하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 충격흡수부재(25)는 크래시 박스(15)와 동일한 구조로 구성될 수도 있다.

도 3을 참조하면, 범퍼 백빔(14)의 양측이 각 충격흡수부재(25)까지 연장될 수 있고, 이에 각 충격흡수부재(25)의 후방단은 범퍼 백빔(14)에 직접적으로 결합될 수 있다. 이를 통해, 차량의 후방 충돌 시에 발생된 충돌하중이 범퍼 백빔(14)으로부터 각 충격흡수부재(25)로 원활하게 전달될 수 있다.

차체의 후방 양측에는 리어 도어(5)에 의해 개폐되는 개구가 마련되고, 리어 도어(5)는 측면 충돌에 대응하기 위한 하나 이상의 임팩트빔(6)을 가질 수 있다. 리어 도어(5)는 리어 휠하우스(13)와 인접하도록 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 도 1, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 리어 휠하우스(13)는 하중전달부재(20)와 마주보는 일부 외측면에 장착된 하나 이상의 벌크헤드(28)를 가질 수 있다. 특히, 벌크헤드(28)는 리어 도어(5)의 임팩트빔(6)과 마주보는 위치에 장착됨으로써 하중전달부재(20)로부터 전달된 충돌하중의 일부가 벌크헤드(28)를 거쳐 리어 도어(5)의 임팩트빔(6) 측으로 원활하게 전달될 수 있다.

이상과 같이 구성된 바에 의하면, 차량의 후방 충돌 시에 충돌하중이 차체의 백패널(2) 또는 범퍼 백빔(14)으로부터 사이드실(12) 측으로 전달되는 로드패스와, 충돌하중이 차체의 백패널(2) 또는 범퍼 백빔(14)으로부터 리어 도어(5)의 임팩트빔(6) 측으로 전달되는 로드패스와, 차체의 백패널(2) 또는 범퍼 백빔(14)으로부터 리어 플로어 사이드멤버(11) 측으로 전달되는 로드패스 등과 같이 다중 로드패스를 구현할 수 있다. 이를 통해, 차량의 후방 충돌 시에 발생된 충돌하중을 복수의 로드패스를 통해 균일하게 분산 내지 흡수함으로써 충돌하중이 리어 플로어 사이드멤버 측으로 집중으로 전달됨으로 인한 차체 변형을 효과적으로 방지할 수 있고, 이에 차량의 후방에 배치된 연료탱크(8), 배터리(9) 등의 손상을 방지할 뿐만 아니라 승객실로 전달되는 충돌에너지를 충분히 흡수할 수 있으므로 후방 충돌 안전성을 개선할 수 있다.

특히, 본 발명은 차량의 후방 충돌 시에 충돌하중에 의해 하중전달부재(20)의 적어도 일부가 리어 타이어(3)와 접촉할 수 있고, 이를 통해 리어 타이어(3)가 충돌하중을 흡수 내지 분산하는 충돌 흡수부재로 적극적으로 활용될 수 있으므로 후방 충돌에 대응한 구조적 강성 내지 강도 등을 대폭 개선할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 6과 같이 범퍼 백빔(14)이 각 충격흡수부재(25)까지 연장되지 않고, 이에 각 충격흡수부재(25)는 범퍼 백빔(14)과 직접적으로 결합되지 않을 수 있다. 이에, 기존의 범퍼 백빔(14)의 사이즈 및 형상 등을 변형하지 않으므로 기존의 범퍼 백빔(14)을 그대로 이용함으로써 제조원가의 상승을 방지할 뿐만 아니라 조립공정을 간소화할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도 7과 같이, 하중전달부재(20)의 전방단(22)이 사이드실(12)의 후방단에 직접적으로 결합되지 않고, 하중전달부재(20)의 전방단(22)이 리어 휠하우스(13)의 전방단(13a)에 직접적으로 결합될 수 있다. 이를 통해 하중전달부재(20), 리어 휠하우스(13), 사이드실(12) 사이의 결합강도 내지 결합강성을 대폭 개선할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

2: 백패널 3: 리어 타이어
5: 리어 도어 6: 임팩트빔
10: 차량 후방 하중전달구조 11: 리어 플로어 사이드멤버
12: 사이드실 13: 리어 휠하우스
14: 범퍼 백빔 15: 크래시 박스
20: 하중전달부재 21: 후방단
22: 전방단 23: 근접부
25: 충격흡수부재 28: 벌크헤드

Claims (10)

1. 차체의 후방 측에 배치된 한 쌍의 리어 휠하우스;
   한 쌍의 리어 휠하우스에 대해 개별적으로 차량의 실내를 향해 이격되게 배치된 한 쌍의 리어 플로어 사이드멤버;
   한 쌍의 리어 플로어 사이드멤버에 개별적으로 연결된 한 쌍의 사이드실; 및
   상기 한 쌍의 리어 휠하우스를 따라 개별적으로 연장된 한 쌍의 하중전달부재;를 포함하고,
   상기 하중전달부재의 후방단에는 충격흡수부재가 일렬로 연결되는 차량 후방 하중전달구조.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 하중전달부재는 상기 리어 휠하우스의 내면에 결합됨으로써 상기 하중 전달부재는 리어 타이어를 둘러싸는 차량 후방 하중전달구조.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 하중 전달부재는 상기 리어 타이어와 상대적으로 근접한 근접부를 가지고, 후방충돌 시에 상기 하중전달부재가 충돌하중에 의해 변형됨에 따라 상기 근접부가 상기 리어 타이어와 접촉하도록 구성되는 차량 후방 하중전달구조.
4. 청구항 1에 있어서,
   차체의 후방단에는 백패널이 고정되고, 상기 하중전달부재의 후방단은 상기 백패널에 결합되는 차량 후방 하중전달구조.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 하중전달부재의 전방단은 상기 사이드실의 후방단에 직접적으로 결합되는 차량 후방 하중전달구조.
6. 청구항 4에 있어서,
   한 쌍의 크래시 박스를 통해 상기 차체의 백패널에 결합되는 범퍼 백빔을 더 포함하고,
   상기 범퍼 백빔은 차량의 폭방향을 따라 연장되는 차량 후방 하중전달구조.
7. 삭제
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 범퍼 백빔은 상기 충격흡수부재까지 연장되고,
   상기 충격흡수부재는 상기 범퍼 백빔에 결합되는 차량 후방 하중전달구조.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 리어 휠하우스는 리어 도어의 임팩트빔과 마주보도록 배치된 하나 이상의 벌크헤드를 가지는 차량 후방 하중전달구조.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 하중전달부재의 전방단은 상기 리어 휠하우스의 전방단에 직접적으로 결합되는 차량 후방 하중전달구조.
    

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