KR102375749B1 - 차량용 전방 구조물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 전방의 충돌 하중을 효과적으로 지지할 수 있고, 차체의 강성을 향상시킬 수 있는 차량용 전방 구조물에 관한 것으로, 이는 차량의 폭 방향으로 서로 이격된 한 쌍의 프런트 사이드멤버; 상기 프런트 사이드멤버들 사이에 연결되고 대쉬 패널에 결합한 어퍼 대쉬 크로스멤버; 및 상기 프런트 사이드멤버들의 단부에 연결되고 상기 대쉬 패널에 결합한 로워 대쉬 크로스멤버를 포함할 수 있다.

Description

차량용 전방 구조물 {FRONT STRUCTURE FOR VEHICLE}
본 발명은, 한 쌍의 프런트 사이드멤버와 이들을 연결하는 크로스멤버를 갖춘 차량용 전방 구조물에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 전방 구조물은 한 쌍의 프런트 사이드멤버와 이들 프런트 사이드멤버를 연결하는 크로스멤버 등으로 구성된다.
이러한 구조물은 전방 충돌에서 에너지를 효과적으로 흡수할 수 있어야 함과 동시에, 승객 공간의 변형을 최소화할 수 있어야 하며, 전기차의 경우에는 배터리가 장착되는 공간으로 충돌 에너지가 전달되는 것을 억제할 수 있어야 한다.
또한, 차량의 전방 구조물은 차량의 중량이나 서스펜션으로 유입되는 하중 등을 효과적으로 지지할 수 있어야 한다. 이에 따라, 차량의 전방 구조물은 고강성이 요구된다.
예를 들어, 일본국 공개특허공보 2018-140728호는 프런트 사이드멤버의 후단을 지지하는 구성과 배터리 마운팅 위치의 관계를 나타내고 있다. 또, 국내 공개특허공보 2018-0070088호는 프런트 사이드멤버의 후단에 연결되어 충돌 하중을 분산시킬 수 있는 일체화된 부재를 보여주고 있다.
이들 특허문헌의 구조물은, 충돌 하중을 분산시키는 구조가 적용되어 있더라도, 프런트 사이드멤버 자체가 이중 폐단면으로 형성되어 있지 않으며, 프런트 사이드멤버의 후단에 별도의 부재를 배치하여 대응하는 구조로서, 대쉬 크로스멤버와의 연결성이 부족할 수 있다.
본 발명은, 전방의 충돌 하중을 효과적으로 지지할 수 있고, 차체의 강성을 향상시킬 수 있는 차량용 전방 구조물을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전방 구조물은, 차량의 폭 방향으로 서로 이격된 한 쌍의 프런트 사이드멤버; 상기 프런트 사이드멤버들 사이에 연결되고, 대쉬 패널에 결합한 어퍼 대쉬 크로스멤버; 및 상기 프런트 사이드멤버들의 단부에 연결되고, 상기 대쉬 패널에 결합한 로워 대쉬 크로스멤버를 포함하고, 상기 프런트 사이드멤버는, 사이드 아우터 패널; 상기 사이드 아우터 패널의 일측에 결합하는 사이드 인너 패널; 및 상기 사이드 아우터 패널의 타측에 결합하는 보강 패널을 포함하고, 상기 사이드 아우터 패널을 기준으로 양측에 이중 폐단면을 형성하고, 상기 사이드 아우터 패널의 상단부, 상기 사이드 인너 패널의 상단부, 상기 보강 패널의 상부 플랜지, 및 펜더 에이프런 패널의 단부가 함께 3겹 용접 또는 4겹 용접으로 결합될 수 있다.
본 발명에 의하면, 어퍼 대쉬 크로스멤버가 한 쌍의 프런트 사이드멤버 사이에 연결되고 있어, 전방의 충돌 하중을 효과적으로 지지할 수 있고, 차체의 강성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전방 구조물을 아래에서 바라본 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전방 구조물 중 일부를, 대쉬 패널을 생략한 채로 위에서 바라본 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전방 구조물 중 프런트 사이드멤버의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전방 구조물의 저면도이다.
도 5는 도 4의 A-A선 단면도이다.
도 6은 도 4의 B-B선 단면도이다.
도 7은 도 4의 C-C선 단면도이다.
도 8은 도 4의 D-D선 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전방 구조물의 일측면도이다.
도 10은 도 9의 E-E선 단면도이다.
도 11은 도 10 중 일부 변형예를 도시한 단면도이다.
도 12는 도 10 중 다른 일부 변형예를 도시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 전방 구조물의 단면도로서, 도 6에 대응되는 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 전방 구조물의 단면도로서, 도 12에 대응되는 도면이다.
이하, 본 발명이 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명된다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
아래의 설명에서 방향과 관련되어 사용된 용어 "전방", "프런트(front)", "후방", "리어(rear)", "위", "아래", "좌우", "인너(inner)", "아우터(outer)" 등은 차량 또는 차체를 기준으로 정의한 것이다.
본 명세서에서, 차량은 사람 또는 동물, 물건 등과 같은 피운송체를 출발지에서 목적지로 이동시키는 다양한 장치를 의미한다. 이러한 차량은 도로 또는 선로를 주행하는 차량에만 국한되지 않는다.
또한, 도로 또는 선로를 주행하는 차량은 적어도 하나의 차륜의 회전에 따라 소정의 방향으로 이동할 수 있으며, 예를 들어 삼륜 또는 사륜 자동차, 건설기계, 이륜 자동차, 원동기 장치, 선로를 주행하는 열차 등을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전방 구조물을 아래에서 바라본 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전방 구조물 중 일부를, 대쉬 패널을 생략한 채로 위에서 바라본 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전방 구조물 중 프런트 사이드멤버의 분해 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전방 구조물은, 한 쌍의 프런트 사이드멤버(10), 어퍼 대쉬 크로스멤버(20), 로워 대쉬 크로스멤버(30)를 포함할 수 있다.
프런트 사이드멤버(10)는 선형으로, 바람직하게는 직선상으로 연장한 부재이다. 프런트 사이드멤버의 일측, 즉 전방의 끝은 범퍼 비임(미도시)과 연결될 수 있으며, 타측, 즉 후방의 끝은 차량의 폭방향(y)으로 연장한 차체의 로워 대쉬 크로스멤버(30)의 앞면 및 대쉬 패널(40)의 앞면과 연결될 수 있다.
이러한 프런트 사이드멤버(10)는 예컨대 사각형 등의 단면 형상을 가진 관 형상 부재로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않으며, 개방 단면을 갖도록 절곡되거나 만곡된 단면 형상을 가진 단일 판재, 또는 2개 이상의 판재를 접합한 관 형상 부재로 형성될 수 있다.
예를 들면, 프런트 사이드멤버(10)는 사이드 아우터 패널(11)과 사이드 인너 패널(12)을 포함할 수 있다.
사이드 아우터 패널(11)의 일측에 사이드 인너 패널(12)이 용접되어 결합할 수 있다. 이와 같이, 사이드 아우터 패널과 사이드 인너 패널이 상호 용접으로 결합됨에 따라, 프런트 사이드멤버(10)의 이중 폐단면 중 하나를 형성하면서 소정의 내측 공간을 구성할 수 있다.
사이드 아우터 패널(11)과 사이드 인너 패널(12)은 각각 측벽의 후방 단부에 절곡되어 형성된 플랜지(11f, 12f; 도 10 참조)를 포함할 수 있다. 사이드 아우터 패널의 플랜지(11f)는 대쉬 패널(40)에 접촉할 수 있고, 사이드 인너 패널(12)의 플랜지(12f)는 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)에 접촉할 수 있다. 이로써, 프런트 사이드멤버(10)가 어퍼 대쉬 크로스멤버 및 대쉬 패널에 보다 확장된 면적으로 접촉하고 견고하게 고정될 수 있다.
또한, 프런트 사이드멤버(10)의 타측은 아래로 구부려진 형상을 가질 수 있으며, 이로써 만곡부(13)가 형성될 수 있다. 만곡부는 대쉬 패널(40)의 앞면과 접촉되며, 만곡부의 단부는 일측면이 로워 대쉬 크로스멤버(30)의 앞면과 면접촉하여, 예컨대 용접 등으로 고정될 수 있다.
선택적으로, 프런트 사이드멤버(10)의 후방 단부가 부분적으로 개방 단면을 가질 때, 프런트 사이드멤버의 강성을 보강하고 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)와 로워 대쉬 크로스멤버(30) 및 대쉬 패널(40)과의 견고한 접합을 확보하기 위해, 프런트 사이드멤버의 만곡부(13)와, 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 하면, 로워 대쉬 크로스멤버의 앞면 및 대쉬 패널의 앞면 사이에 연결 브라켓(14)이 개재될 수 있다.
이와 같이 연결 브라켓(14)이 개재됨으로써, 프런트 사이드멤버(10)의 후방 단부에 있는 개방 단면을 폐쇄하여 프런트 사이드멤버를 폐쇄 단면으로 형성할 수 있다. 또한, 연결 브라켓의 테두리에 플랜지(14f)를 형성하고, 이 플랜지에 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)와 로워 대쉬 크로스멤버(30) 및 대쉬 패널(40)이 접촉하게 됨으로써, 프런트 사이드멤버가 어퍼 대쉬 크로스멤버와 로워 대쉬 크로스멤버 및 대쉬 패널에 보다 확장된 면적으로 접촉할 수 있게 된다.
프런트 사이드멤버(10)는 이 프런트 사이드멤버를 일측방에서 지지하는 보강 패널(15)을 더 포함할 수 있다.
보강 패널(15)은 사이드 아우터 패널(11)의 타측에 용접으로 결합하는데, 사이드 아우터 패널의 상단부에서 사이드 인너 패널(12), 보강 패널(15) 및 펜더 에이프런 패널(50; 도 5, 도 6 및 도 9 참조)이 함께 3겹 또는 4겹으로 용접됨으로써 일체로 결합될 수 있다.
이와 같이, 사이드 아우터 패널(11)과 보강 패널(15)이 상호 용접으로 결합됨에 따라, 프런트 사이드멤버(10)의 이중 폐단면 중 다른 하나를 형성하면서 소정의 내측 공간을 구성할 수 있다.
따라서, 프런트 사이드멤버(10)는 사이드 아우터 패널(11)을 기준으로 양측에 이중 폐단면을 구성하고 있다.
보강 패널(15)은 차량의 길이방향(x)으로부터 차량의 폭방향(y)으로 절곡되거나 만곡되어, 위에서 바라볼 때 전체적으로 대략 ㄴ자 모양을 갖도록 형성될 수 있으며, 그 단면은 ㄷ자 형상을 가질 수 있다. 또, 보강 패널의 상부면 및 하부면의 단부에는 각각 절곡되어 형성된 상부 플랜지(15a) 및 하부 플랜지(15b)가 마련될 수 있다.
이에 따라, 보강 패널(15)의 전방 단부는 전술한 바와 같이 그 일측면이 프런트 사이드멤버(10)의 사이드 아우터 패널(11)의 측면에 예컨대 용접 등으로 고정될 수 있으며, 후방 단부는 차량의 길이방향(x)으로 연장한 차체의 사이드 실(60)의 앞면 및 대쉬 패널(40)의 앞면, 그리고 로워 대쉬 크로스멤버(30)의 하면에 연결될 수 있다.
또한, 보강 패널(15)에서, 사이드 아우터 패널(11)과 대쉬 패널(40) 사이의 부분에는 클로징 패널(16; 도 7 참조)이 예컨대 용접 등으로 결합될 수 있다. 클로징 패널이 결합함으로써, 보강 패널의 개방 단면이 폐쇄되어 보강 패널을 폐쇄 단면으로 형성할 수 있으며, 이에 따라 보강 패널 및 프런트 사이드멤버(10)의 강성이 보강되는 장점이 있게 된다.
더구나, 보강 패널(15)의 후방 단부에서, 보강 패널의 하부면은 로워 대쉬 크로스멤버(30)의 하면과 접촉하고 고정될 수 있다. 이로써, 보강 패널의 후방 단부는 로워 대쉬 크로스멤버의 앞면과 하면에 접촉하고 동시에 사이드 실(60)의 앞면과 접촉될 수 있어, 보강 패널이 로워 대쉬 크로스멤버 및 사이드 실에 충돌 하중을 확실히 전달할 수 있다.
이와 같이, 프런트 사이드멤버(10)는 사이드 아우터 패널(11)과 사이드 인너 패널(12)이 연결 브라켓(14)을 매개로 하여 어퍼 대쉬 크로스멤버(20) 및 로워 대쉬 크로스멤버(30)에 연결되고 보강 패널(15)에 의해 로워 대쉬 크로스멤버와 함께 사이드 실(60)에 연결됨으로써, 범퍼 비임으로부터 프런트 사이드멤버로 들어오는 충돌 하중을 효과적으로 분산시키고 차체에 전달하는 역할을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전방 구조물에서, 프런트 사이드멤버(10)는 쌍으로 구비되어, 차량의 길이방향(x)을 따라 연장되면서, 차량의 폭방향(y)으로 좌우 양측에 각각 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전방 구조물에서, 한 쌍의 프런트 사이드멤버(10)의 사이에 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)가 배치되고, 어퍼 대쉬 크로스멤버는 대쉬 패널(40)에 결합할 수 있다.
선택적으로, 프런트 사이드멤버(10)는 차량의 길이방향(x)으로 연장한 중심선(O; 도 4 참조)에 대해 평행하지 않고 사선으로 각도를 이루도록 경사지게 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 프런트 사이드멤버는 후방으로 갈수록 차량의 중심선에 접근하도록 배치될 수 있다.
이러한 프런트 사이드멤버(10)의 경사진 배치는, 범퍼 비임의 양단이 후방을 향해 곡률을 갖고 있어 프런트 사이드멤버에 가해지는 충돌 하중이 사선으로 들어오기 때문이며, 이와 같이 충돌 하중의 방향과 거의 평행하게 프런트 사이드멤버의 각도를 설정함으로써, 충돌 하중을 가능한 최대로 전달 받을 수 있게 된다.
한편, 사이드 실(60)의 전방 부위에는, 소위 A필러 인너 로워 패널 등과 같은 프런트 필러(70)가 결합될 수 있으며, 차량의 폭방향(y)으로 좌우 양측에 각각 배치된 한 쌍의 프론트 필러 사이에 대쉬 패널(40)이 결합될 수 있다.
대쉬 패널(40)은, 도 8에 보다 상세히 도시된 바와 같이, 전방의 수직부(41); 수직부의 하단으로부터 이어져 차체의 후방 및 하방을 향해 경사지게 연장한 경사부(42); 및 경사부의 하단으로부터 이어져 차체의 후방으로 수평하게 연장한 수평부(43)를 포함할 수 있다. 이로써, 대쉬 패널은 전체적으로 단면이 L자 형상으로 형성될 수 있다.
어퍼 대쉬 크로스멤버(20)는 대쉬 패널(40)의 앞면에 위치되고, 차량의 폭방향(y)으로 좌우 양측에 각각 배치된 한 쌍의 프론트 사이드멤버(10) 사이에 놓일 수 있다. 이로써, 어퍼 대쉬 크로스멤버는 프런트 사이드멤버를 타측방에서, 즉 보강 패널(15)의 반대측에서 지지할 수 있다.
어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 양단부는 각각 프론트 사이드멤버(10)에 결합될 수 있다. 보다 구체적으로, 어퍼 대쉬 크로스멤버의 단부는 각 프론트 사이드멤버를 구성하는 사이드 아우터 패널(11)에 예컨대 용접 등으로 고정될 수 있다. 이에 따라, 프런트 사이드멤버를 통해 전달되는 충돌 하중이 어퍼 대쉬 크로스멤버에 의해 분산될 수 있다.
어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 단면은 ㄷ자 형상을 가질 수 있으며, 어퍼 대쉬 크로스멤버의 상부면 및 하부면의 단부에는 각각 절곡되어 형성된 상부 플랜지(21) 및 하부 플랜지(22)가 마련될 수 있다. 또한, 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 측벽 단부에도 절곡되어 형성된 측벽 플랜지(23)가 마련될 수 있다.
어퍼 대쉬 크로스멤버(20)는 대쉬 패널(40)의 앞면에서 대쉬 패널의 수직부(41)와 경사부(42)에 걸쳐 결합할 수 있다. 어퍼 대쉬 크로스멤버의 상부 플랜지(21)는 대쉬 패널의 수직부에 예컨대 용접 등으로 결합되고, 하부 플랜지(22)는 대쉬 패널의 경사부에 예컨대 용접 등으로 결합될 수 있다.
이와 같이, 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)는 대쉬 패널(40)과 함께 폐단면을 형성함과 동시에 차량의 폭방향(y)을 따라 연장하여 좌우의 프런트 사이드멤버(10)와 연결됨으로써, 차량용 전방 구조물의 강성을 보강할 수 있다.
로워 대쉬 크로스멤버(30)는 대쉬 패널(40)의 하부에 위치되고, 차량의 폭방향(y)으로 좌우 양측에 각각 배치된 한 쌍의 프론트 사이드멤버(10)의 단부에 연결될 수 있다. 또, 로워 대쉬 크로스멤버는 차량의 폭방향(y)으로 좌우 양측에 각각 배치된 한 쌍의 사이드 실(60) 사이를 연결할 수 있다.
로워 대쉬 크로스멤버(30)의 단면은 대략 U자 형상을 가질 수 있으며, 로워 대쉬 크로스멤버의 전방벽 및 후방벽의 단부에는 각각 절곡되어 형성된 전방 플랜지(31) 및 후방 플랜지(32)가 마련될 수 있다.
로워 대쉬 크로스멤버(30)는 대쉬 패널(40)의 하면에서 대쉬 패널의 경사부(42)와 수평부(43)에 걸쳐 결합할 수 있다. 로워 대쉬 크로스멤버의 전방 플랜지(31)는 대쉬 패널의 경사부에 예컨대 용접 등으로 결합되고, 후방 플랜지(32)는 대쉬 패널의 수평부에 예컨대 용접 등으로 결합될 수 있다.
이와 같이, 로워 대쉬 크로스멤버(30)는 대쉬 패널(40)과 함께 폐단면을 형성함과 동시에 차량의 폭방향(y)을 따라 연장하여 좌우의 프런트 사이드멤버(10)와 연결됨으로써, 차량용 전방 구조물의 강성을 확보할 수 있다.
또한, 로워 대쉬 크로스멤버(30)는 연결 브라켓(14)을 매개로 하여 프런트 사이드멤버(10)의 사이드 아우터 패널(11) 및 사이드 인너 패널(12)에 연결되고, 보강 패널(15)에도 연결됨으로써, 범퍼 비임으로부터 프런트 사이드멤버로 들어오는 충돌 하중을 효과적으로 분산시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전방 구조물의 저면도이다. 도 5는 도 4의 A-A선 단면도, 도 6은 도 4의 B-B선 단면도, 도 7은 도 4의 C-C선 단면도, 도 8은 도 4의 D-D선 단면도이다.
이들 도면에서, 미설명부호 W는 용접에 의해 형성된 용접부를 표시한다.
도 5를 참조하면, 사이드 아우터 패널(11)을 보강 패널(15)에 결합시킨다. 사이드 아우터 패널의 외주면과 보강 패널의 하부 플랜지(15b) 사이는 스폿 용접, 레이저 용접 등과 같은 용접으로 결합될 수 있다. 하지만, 반드시 이에 한정되지 않으며, 사이드 아우터 패널의 외주면과 보강 패널의 하부 플랜지 사이의 결합은 다양한 방법으로 이루어질 수 있다.
다음으로, 사이드 인너 패널(12)을 사이드 아우터 패널(11)에 결합시킨다. 사이드 아우터 패널과 사이드 인너 패널의 하단부들 사이는 스폿 용접, 레이저 용접 등과 같은 용접을 적용하여 고정시킬 수 있다.
프런트 사이드멤버(10)의 상부에서 펜더 에이프런 패널(50)의 단부가 사이드 아우터 패널(11)의 상단부, 사이드 인너 패널(12)의 상단부, 보강 패널(15)의 상부 플랜지(15a)와 함께 3겹 또는 4겹으로 용접됨으로써 일체로 결합될 수 있다.
예를 들어, 펜더 에이프런 패널(50)의 단부가 사이드 인너 패널(12)의 상단부 쪽에 인접하여 위치되고, 보강 패널(15)의 상부 플랜지(15a)에는 선단으로부터 중앙을 향해 오목하게 형성된 복수의 용접용 관통홈(미도시; 도 6 참조)이 형성될 수 있다.
이러한 관통홈이 보강 패널(15)의 상부 플랜지(15a)에 형성됨으로써, 펜더 에이프런 패널(50)의 단부와 함께 사이드 아우터 패널(11)의 상단부와 사이드 인너 패널(12)의 상단부에 3겹 용접이 적용될 수 있다. 또, 보강 패널의 상부 플랜지 중 관통홈이 없는 부분에도 3겹 용접이 적용되어 사이드 인너 패널의 상단부와 사이드 아우터 패널의 상단부 및 보강 패널의 상부 플랜지에 3겹 용접이 적용될 수 있다.
이와 같이 4겹 용접 대신에 3겹 용접이 적용됨으로써, 프런트 사이드멤버(10)와 펜더 에이프런 패널(50) 간 결합이 일체로 그리고 구조적으로 더욱 안정되게 이루어질 수 있는 장점이 있게 된다. 하지만, 반드시 이에 한정되지 않으며, 프런트 사이드멤버와 펜더 에이프런 패널 사이의 결합은 다양한 방법으로 이루어질 수 있다.
도 6을 참조하면, 연결 브라켓(14)을 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 일측 단부에 결합시킨다. 어퍼 대쉬 크로스멤버의 외주면과 연결 브라켓의 플랜지(14f) 사이는 스폿 용접, 레이저 용접 등과 같은 용접을 적용하여 고정시킬 수 있다.
이어서, 연결 브라켓(14)과 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 조립체를 프런트 사이드멤버(10)에 결합시킨다. 프런트 사이드멤버를 구성하는 사이드 인너 패널(12)의 내주면과 연결 브라켓의 일측 외주면을 스폿 용접, 레이저 용접 등과 같은 용접을 적용하여 고정시킬 수 있다.
그 후에, 프런트 사이드멤버(10)의 후방으로부터 예컨대 스폿 용접기 등이 접근하여, 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 하부 플랜지(22)가 연결 브라켓(14))의 타측 외주면, 사이드 아우터 패널(11)의 사이드 인너 패널 쪽 내주면과 함께 3겹으로 용접될 수 있다.
프런트 사이드멤버(10)의 상부에서 펜더 에이프런 패널(50)의 단부가 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 상부 플랜지(21), 사이드 아우터 패널(11)의 상단부, 보강 패널(15)의 상부 플랜지(15a)와 함께 3겹 또는 4겹으로 용접됨으로써 일체로 결합될 수 있다.
예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 펜더 에이프런 패널(50)의 단부가 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 상부 플랜지(21) 쪽에 인접하여 위치되고, 보강 패널(15)의 상부 플랜지(15a)에는 선단으로부터 중앙을 향해 오목하게 형성된 복수의 용접용 관통홈(15c)이 형성될 수 있다.
이러한 관통홈(15c)이 보강 패널(15)의 상부 플랜지(15a)에 형성됨으로써, 펜더 에이프런 패널(50)의 단부와 함께 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 상부 플랜지(21)와 사이드 아우터 패널(11)의 상단부에 3겹 용접이 적용될 수 있다. 또, 보강 패널의 상부 플랜지 중 관통홈이 없는 부분에도 3겹 용접이 적용되어 어퍼 대쉬 크로스멤버의 상부 플랜지와 사이드 아우터 패널의 상단부 및 보강 패널의 상부 플랜지에 3겹 용접이 적용될 수 있다.
도 7을 참조하면, 연결 브라켓(14)을 프런트 사이드멤버(10)에 결합시킬 때(도 6 참조), 프런트 사이드멤버(10)를 구성하는 사이드 인너 패널(12)의 내주면과 연결 브라켓(14)의 일측 외주면을 스폿 용접, 레이저 용접 등과 같은 용접을 적용하여 복수의 용접부(W)에 의해 고정시킬 수 있다.
마찬가지로, 프런트 사이드멤버(10)를 구성하는 사이드 아우터 패널(11)의 내주면과 연결 브라켓(14)의 타측 외주면을 스폿 용접, 레이저 용접 등과 같은 용접을 적용하여 복수의 용접부(W)에 의해 고정시킬 수 있다.
다음으로, 보강 패널(15)에 클로징 패널(16)을 결합시킨다. 보강 패널의 하부 플랜지(15b)와 클로징 패널 사이는 스폿 용접, 레이저 용접 등과 같은 용접을 적용하여 고정시킬 수 있다.
프런트 사이드멤버(10)와 연결 브라켓(14)의 조립체와, 보강 패널(15)과 클로징 패널(16)의 조립체를 대쉬 패널(40)에 결합한다.
연결 브라켓(14)의 플랜지(14f), 보강 패널(15)의 상부 플랜지(15a), 클로징 패널(16)의 상단부를 각각 스폿 용접, 레이저 용접 등과 같은 용접을 적용하여 대쉬 패널(40)의 앞면에 고정시킬 수 있다.
도 8을 참조하면, 연결 브라켓(14)을 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 일측 단부에 결합시킨 상태(도 6 참조)에서, 연결 브라켓과 어퍼 대쉬 크로스멤버의 조립체를 프런트 사이드멤버(10)에 결합시킬 때, 프런트 사이드멤버를 구성하는 사이드 인너 패널(12)의 상부측 내주면과 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 상부면을 스폿 용접, 레이저 용접 등과 같은 용접을 적용하여 고정시킬 수 있다.
그 후에, 프런트 사이드멤버(10)의 만곡부(13)를 구성하는 사이드 아우터 패널(11)의 하단부가 연결 브라켓(14)의 외주면에 스폿 용접, 레이저 용접 등과 같은 용접이 적용되어 고정될 수 있다.
이어서, 연결 브라켓(14)이 고정된 프런트 사이드멤버(10)와 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 조립체를 로워 대쉬 크로스멤버(30)에 결합시킨다. 로워 대쉬 크로스멤버의 외주면과 연결 브라켓의 플랜지(14f) 사이는 스폿 용접, 레이저 용접 등과 같은 용접을 적용하여 고정시킬 수 있다.
연결 브라켓(14)이 고정된 프런트 사이드멤버(10)와 어퍼 대쉬 크로스멤버(20) 및 로워 대쉬 크로스멤버(30)의 조립체를 대쉬 패널(40)에 결합한다.
어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 상부 플랜지(21)는 대쉬 패널(40)의 앞면에서 대쉬 패널의 수직부(41)에 스폿 용접, 레이저 용접 등과 같은 용접이 적용되어 고정되고, 로워 대쉬 크로스멤버(30)의 후방 플랜지(32)는 대쉬 패널(40)의 앞면에서 대쉬 패널의 수평부(433)에 스폿 용접, 레이저 용접 등과 같은 용접이 적용되어 고정될 수 있다.
어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 하부 플랜지(22)와 로워 대쉬 크로스멤버(30)의 전방 플랜지(31)는, 예를 들면 도 8에 도시된 바와 같이, 대쉬 패널(40)에 용접을 위한 대피홀(44)을 형성한 후, 이 대피홀을 이용하여 예컨대 스폿 용접기 등이 접근 가능하게 됨으로써 어퍼 대쉬 크로스멤버의 하부 플랜지와 대쉬 패널 사이에, 그리고 로워 대쉬 크로스멤버의 전방 플랜지와 대쉬 패널 사이에 용접부(W)가 형성되어 고정될 수 있다.
상기 어퍼 대쉬 크로스멤버의 하부 플랜지와 상기 대쉬 패널 사이에, 그리고 상기 로워 대쉬 크로스멤버의 전방 플랜지와 상기 대쉬 패널 사이에 용접부가 형성된
하지만, 반드시 이에 한정되지 않으며, 대피홀(44)이 없는 경우에 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 하부 플랜지(22)와 로워 대쉬 크로스멤버(30)의 전방 플랜지(31)는, 예컨대 레이저 용접 등과 같은 용접으로 대쉬 패널에 고정될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전방 구조물의 일측면도이다. 도 10은 도 9의 E-E선 단면도이다.
도 10을 참조하면, 프런트 사이드멤버(10)를 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 일측 단부에 결합시킨 상태(도 6 및 도 8 참조)에서, 사이드 인너 패널(12)의 플랜지(12f)와 어퍼 대쉬 크로스멤버의 외주면 사이는 스폿 용접, 레이저 용접 등과 같은 용접으로 결합될 수 있다.
또, 보강 패널(15)이 결합된 사이드 아우터 패널(11)의 내주면에 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 측벽 플랜지(23)가 스폿 용접, 레이저 용접 등과 같은 용접으로 고정될 수 있다.
보강 패널(15)을 포함한 프런트 사이드멤버(10)와 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 조립체를 대쉬 패널(40)에 결합할 때, 사이드 아우터 패널(11)의 단부는 대쉬 패널에 접촉하지 않을 수 있다.
한편, 보강 패널(15)의 후방 단부는, 대쉬 패널(40)에 결합된 프론트 필러(70) 및 사이드 실(60)에 연결될 수 있다.
도 11은 도 10 중 일부 변형예를 도시한 단면도로서, 프런트 사이드멤버(10)와 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 조립체를 대쉬 패널(40)에 결합할 때, 사이드 아우터 패널(11)의 단부가 대쉬 패널에 접촉하는 경우에, 예를 들면 대쉬 패널에 용접을 위한 대피홀(44)을 형성한 후, 이 대피홀을 이용하여 예컨대 스폿 용접기 등이 접근 가능하게 됨으로써 사이드 아우터 패널의 플랜지(11f)와 대쉬 패널 사이에 용접부(W)가 형성되어 고정될 수 있다.
도 12는 도 10 중 다른 일부 변형예를 도시한 단면도로서, 사이드 아우터 패널(11)의 내주면에 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 측벽 플랜지(23)를 결합할 때, 측벽 플랜지가 어퍼 대쉬 크로스멤버의 바깥쪽으로 절곡된 경우에, 예를 들면 어퍼 대쉬 크로스멤버에서 측벽 플랜지와 인접한 위치에 용접을 위한 대피홀(24)을 형성한 후, 이 대피홀을 이용하여 예컨대 스폿 용접기 등이 접근 가능하게 됨으로써 어퍼 대쉬 크로스멤버의 측벽 플랜지와 사이드 아우터 패널의 내주면 사이에 용접부(W)가 형성되어 고정될 수 있다.
이와 같이 조립됨으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전방 구조물은, 프런트 사이드멤버(10) 자체가 차량의 폭방향으로 위치된 이중 폐단면을 구성하면서 프런트 사이드멤버가 그 후단에서 별도의 부재 없이도 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)와 로워 대쉬 크로스멤버(30) 및 대시 패널(40)에 견고하게 연결될 수 있는 구조를 갖는다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전방 구조물은, 전방의 충돌 하중을 효과적으로 지지할 수 있고, 차체의 강성을 극대화할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 전방 구조물의 단면도로서, 도 6에 대응되는 도면이고, 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 전방 구조물의 단면도로서, 도 12에 대응되는 도면이다.
도 13 및 도 14에 도시된 본 발명의 다른 실시예는, 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 크기(길이)와 일부 형상만 상이하고, 나머지 구성요소들은 도 1 내지 도 12에 도시되어 설명된 실시예의 구성요소들과 동일하다. 이에, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 전방 구조물을 설명함에 있어, 전술한 일 실시예에 의한 차량용 전방 구조물과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하면서 그 구성 및 기능의 상세한 설명을 생략하기로 한다.
어퍼 대쉬 크로스멤버(20)는 대쉬 패널(40)의 앞면에 위치되고, 차량의 폭방향(y)으로 좌우 양측에 각각 배치된 한 쌍의 프론트 사이드멤버(10) 사이에 놓일 수 있다.
여기서, 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 양단부는 각각 프론트 사이드멤버(10)에 결합되면서 프론트 사이드멤버의 사이드 아우터 패널(11)을 지나 연장할 수 있다. 보다 구체적으로, 어퍼 대쉬 크로스멤버의 단부는 각 프론트 사이드멤버를 구성하는 보강 패널(15) 내에 예컨대 용접 등으로 고정될 수 있다. 이에 따라, 프런트 사이드멤버를 통해 전달되는 충돌 하중이 어퍼 대쉬 크로스멤버에 의해 분산될 수 있다.
어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 단면은 ㄷ자 형상을 가질 수 있으며, 어퍼 대쉬 크로스멤버의 하부면의 단부에는 절곡되어 형성된 하부 플랜지(22)가 마련될 수 있다. 또한, 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 측벽 단부에도 절곡되어 형성된 측벽 플랜지(23)가 마련될 수 있다.
어퍼 대쉬 크로스멤버(20)는 대쉬 패널(40)의 앞면에서 대쉬 패널의 수직부(41)와 경사부(42)에 걸쳐 결합할 수 있다.
이와 같이, 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)는 대쉬 패널(40)과 함께 폐단면을 형성함과 동시에 차량의 폭방향(y)을 따라 연장하여 좌우의 프런트 사이드멤버(10)와 연결됨으로써, 차량용 전방 구조물의 강성을 보강할 수 있다.
도 13을 참조하면, 연결 브라켓(14)을 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 일측에 결합시킨다. 어퍼 대쉬 크로스멤버의 외주면과 연결 브라켓의 플랜지(14f) 사이는 스폿 용접, 레이저 용접 등과 같은 용접을 적용하여 고정시킬 수 있다.
이어서, 연결 브라켓(14)과 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 조립체를 프런트 사이드멤버(10)에 결합시킨다. 프런트 사이드멤버를 구성하는 사이드 인너 패널(12)의 내주면과 연결 브라켓의 일측 외주면을 스폿 용접, 레이저 용접 등과 같은 용접을 적용하여 고정시킬 수 있다. 또, 연결 브라켓(14))의 타측 외주면과 사이드 아우터 패널(11)의 내주면을 스폿 용접, 레이저 용접 등과 같은 용접을 적용하여 고정시킬 수 있다.
다음으로, 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 연장된 단부의 하부 플랜지(22)가 보강 패널(15)의 측벽 내주면에 용접되는 한편, 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 연장된 단부의 상부면과 보강 패널(15)의 상부 내주면을 스폿 용접, 레이저 용접 등과 같은 용접을 적용하여 복수의 용접부(W)에 의해 고정시킬 수 있다.
프런트 사이드멤버(10)의 상부에서 펜더 에이프런 패널(50)의 단부가 보강 패널(15)의 상부 플랜지(15a)와 함께 용접됨으로써 일체로 결합될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 프런트 사이드멤버(10)의 상부에서 펜더 에이프런 패널(50)의 단부를 결합할 때 3겹 또는 4겹 용접이 적용되지 않아, 프런트 사이드멤버(10)와 어퍼 대쉬 크로스멤버(20) 간 결합 및 프런트 사이드멤버(10)와 펜더 에이프런 패널(50) 간 결합이 일체로 그리고 구조적으로 더욱 안정되게 이루어질 수 있는 장점이 있게 된다.
도 14를 참조하면, 프런트 사이드멤버(10)를 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 일측에 결합시킨 상태에서, 사이드 인너 패널(12)의 플랜지(12f)와 어퍼 대쉬 크로스멤버의 외주면 사이는 스폿 용접, 레이저 용접 등과 같은 용접으로 결합될 수 있다.
또, 보강 패널(15)의 측벽 내주면에 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 연장된 단부에 있는 측벽 플랜지(23)가 스폿 용접, 레이저 용접 등과 같은 용접으로 고정될 수 있다.
보강 패널(15)을 포함한 프런트 사이드멤버(10)와 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 조립체를 대쉬 패널(40)에 결합할 때, 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)의 외주면에 사이드 아우터 패널(11)의 플랜지(11f)를 용접할 수 있다.
예를 들면, 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)에서 사이드 아우터 패널(11)의 플랜지(11f)가 결합될 곳에 인접한 위치에 용접을 위한 대피홀(24)을 형성한 후, 이 대피홀을 이용하여 예컨대 스폿 용접기 등이 접근 가능하게 됨으로써 사이드 아우터 패널의 측벽 플랜지와 어퍼 대쉬 크로스멤버의 외주면 사이에 용접부가 형성되어 고정될 수 있다.
한편, 보강 패널(15)의 후방 단부는, 대쉬 패널(40)에 결합된 프론트 필러(70) 및 사이드 실(60)에 연결될 수 있다.
이와 같이 조립됨으로써, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 전방 구조물은, 프런트 사이드멤버(10) 자체가 차량의 폭방향으로 위치된 이중 폐단면을 구성하면서 프런트 사이드멤버가 그 후단에서 별도의 부재 없이도 어퍼 대쉬 크로스멤버(20)와 로워 대쉬 크로스멤버(30) 및 대시 패널(40)에 견고하게 연결될 수 있는 구조를 갖는다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 어퍼 대쉬 크로스멤버가 한 쌍의 프런트 사이드멤버 사이에 연결되고 있어, 전방의 충돌 하중을 효과적으로 지지할 수 있고, 차체의 강성을 향상시킬 수 있게 된다.
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 실시예는 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.
10: 프런트 사이드멤버 11: 사이드 아우터 패널
12: 사이드 인너 패널 13: 만곡부
14: 연결 브라켓 15: 보강 패널
16: 클로징 패널 20: 어퍼 대쉬 크로스멤버
30: 로워 대쉬 크로스멤버 40: 대쉬 패널
41: 수직부 42: 경사부
43: 수평부 50: 펜더 에이프런 패널
60: 사이드 실 70: 프런트 필러

Claims (17)

  1. 차량의 폭 방향으로 서로 이격된 한 쌍의 프런트 사이드멤버;
    상기 프런트 사이드멤버들 사이에 연결되고, 대쉬 패널에 결합한 어퍼 대쉬 크로스멤버; 및
    상기 프런트 사이드멤버들의 단부에 연결되고, 상기 대쉬 패널에 결합한 로워 대쉬 크로스멤버
    를 포함하고,
    상기 프런트 사이드멤버는,
    사이드 아우터 패널;
    상기 사이드 아우터 패널의 일측에 결합하는 사이드 인너 패널; 및
    상기 사이드 아우터 패널의 타측에 결합하는 보강 패널
    을 포함하고,
    상기 사이드 아우터 패널을 기준으로 양측에 이중 폐단면을 형성하고,
    상기 사이드 아우터 패널의 상단부, 상기 사이드 인너 패널의 상단부, 상기 보강 패널의 상부 플랜지, 및 펜더 에이프런 패널의 단부가 함께 3겹 용접 또는 4겹 용접으로 결합되는 차량용 전방 구조물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보강 패널의 후방 단부는, 사이드 실의 앞면 및 상기 대쉬 패널의 앞면과 상기 로워 대쉬 크로스멤버의 하면에 연결된 차량용 전방 구조물.
  4. 차량의 폭 방향으로 서로 이격된 한 쌍의 프런트 사이드멤버;
    상기 프런트 사이드멤버들 사이에 연결되고, 대쉬 패널에 결합한 어퍼 대쉬 크로스멤버; 및
    상기 프런트 사이드멤버들의 단부에 연결되고, 상기 대쉬 패널에 결합한 로워 대쉬 크로스멤버
    를 포함하고,
    상기 프런트 사이드멤버는,
    사이드 아우터 패널;
    상기 사이드 아우터 패널의 일측에 결합하는 사이드 인너 패널; 및
    상기 사이드 아우터 패널의 타측에 결합하는 보강 패널
    을 포함하고,
    상기 사이드 아우터 패널을 기준으로 양측에 이중 폐단면을 형성하고,
    상기 보강 패널의 후방 단부는, 사이드 실의 앞면 및 상기 대쉬 패널의 앞면과 상기 로워 대쉬 크로스멤버의 하면에 연결되고,
    상기 보강 패널은, 상기 사이드 아우터 패널과 상기 대쉬 패널 사이의 부분에 클로징 패널이 결합된 차량용 전방 구조물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 어퍼 대쉬 크로스멤버의 단부는 상기 사이드 아우터 패널의 사이드 인너 패널 쪽 내주면에 고정된 차량용 전방 구조물.
  6. 차량의 폭 방향으로 서로 이격된 한 쌍의 프런트 사이드멤버;
    상기 프런트 사이드멤버들 사이에 연결되고, 대쉬 패널에 결합한 어퍼 대쉬 크로스멤버; 및
    상기 프런트 사이드멤버들의 단부에 연결되고, 상기 대쉬 패널에 결합한 로워 대쉬 크로스멤버
    를 포함하고,상기 프런트 사이드멤버는,
    사이드 아우터 패널;
    상기 사이드 아우터 패널의 일측에 결합하는 사이드 인너 패널; 및
    상기 사이드 아우터 패널의 타측에 결합하는 보강 패널
    을 포함하고,
    상기 사이드 아우터 패널을 기준으로 양측에 이중 폐단면을 형성하고,
    상기 어퍼 대쉬 크로스멤버의 단부는 상기 사이드 아우터 패널의 사이드 인너 패널 쪽 내주면에 고정되고,
    상기 어퍼 대쉬 크로스멤버의 상부 플랜지, 상기 사이드 아우터 패널의 상단부, 상기 보강 패널의 상부 플랜지, 및 펜더 에이프런 패널의 단부가 함께 3겹 용접 또는 4겹 용접으로 결합되는 차량용 전방 구조물.
  7. 제6항에 있어서,
    3겹 용접이 적용될 때, 상기 보강 패널의 상부 플랜지에는 선단으로부터 중앙을 향해 오목하게 형성된 복수의 용접용 관통홈이 형성된 차량용 전방 구조물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 어퍼 대쉬 크로스멤버의 단부는 상기 보강 패널의 측벽 내주면과 상부 내주면에 고정된 차량용 전방 구조물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 어퍼 대쉬 크로스멤버에 용접을 위한 대피홀이 형성되고,
    상기 대피홀을 이용하여 상기 사이드 아우터 패널의 측벽 플랜지와 상기 어퍼 대쉬 크로스멤버의 외주면 사이에 용접부가 형성된 차량용 전방 구조물.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    3겹 용접이 적용될 때, 상기 보강 패널의 상부 플랜지에는 선단으로부터 중앙을 향해 오목하게 형성된 복수의 용접용 관통홈이 형성된 차량용 전방 구조물.
  12. 제1항에 있어서
    상기 대쉬 패널에 용접을 위한 대피홀이 형성되고,
    상기 대피홀을 이용하여 상기 어퍼 대쉬 크로스멤버의 하부 플랜지와 상기 대쉬 패널 사이에, 그리고 상기 로워 대쉬 크로스멤버의 전방 플랜지와 상기 대쉬 패널 사이에 용접부가 형성된 차량용 전방 구조물.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 대쉬 패널에 용접을 위한 대피홀이 형성되고,
    상기 대피홀을 이용하여 상기 사이드 아우터 패널의 플랜지와 상기 대쉬 패널 사이에 용접부가 형성된 차량용 전방 구조물.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 어퍼 대쉬 크로스멤버에 용접을 위한 대피홀이 형성되고,
    상기 대피홀을 이용하여 상기 어퍼 대쉬 크로스멤버의 측벽 플랜지와 상기 사이드 아우터 패널의 내주면 사이에 용접부가 형성된 차량용 전방 구조물.
  15. 제1항, 제3항 내지 제9항 및 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프런트 사이드멤버는 차량의 길이방향으로 연장한 중심선에 대해 소정의 각도로 경사지게 배치된 차량용 전방 구조물.
  16. 제1항, 제3항 내지 제9항 및 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프런트 사이드멤버는 아래로 구부려져 만곡부가 형성되며,
    상기 만곡부는 상기 대쉬 패널의 앞면과 접촉되며, 상기 만곡부의 단부는 일측면이 상기 로워 대쉬 크로스멤버의 앞면과 접촉하는 차량용 전방 구조물.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 프런트 사이드멤버의 만곡부와, 상기 어퍼 대쉬 크로스멤버의 하면, 상기 로워 대쉬 크로스멤버의 앞면 및 상기 대쉬 패널의 앞면 사이에 개재된 연결 브라켓을 더 포함하는 차량용 전방 구조물.
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