KR19990006424A - 자동차의 차체 하부 보강구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 차체 하부 보강구조에 관한 것으로서, 차체를 평면으로 보아 차체 프레임이 어느 한 방향에서 길게 뻗은 판금으로 만든 프레임 부재를 구비하고, 이 프레임 부재가 그 길이 방향에 따른 시선에서 보아 좌우로 떨어져 대면하는 한쌍의 측면판과, 이러한 양측면판의 각 하단둘레 끼리를 서로 일체적으로 결합시킨 바닥판을 구비하여 상기 길이 방향의 각 부 단면이 거의 U자 형상을 이루고, 상기 프레임 부재가 비스듬히 아래쪽으로 뻗은 경사 부재와, 이 경사 부재의 길이 방향의 어느 한 단부에서 거의 수평으로 이 경사 부재에서 멀어지는 방향으로 뻗은 수평 부재를 구비하고, 상기 경사 부재의 길이 방향의 중간부의 단면에 있어서 바닥부 외면에 상기 차체 프레임의 일부의 부재를 지지시킨 지지 브라켓을 부착한 자동차의 차체 하부 보강구조에 있어서,

상기 프레임 부재를 따라 뻗은 동시에 이 프레임 부재에 끼워넣어진 보강재를 설치하여 상기 경사 부재에서 수평 부재에 이르는 사이의 구부러진 부분 근방에서 상기 보강재의 한쪽 단부측을 상기 수평 부재의 양측면판의 상하방향의 각 중간부에 각각 결합시키고, 한편 상기 보강재의 타단부측을 상기 지지 브라켓 근방의 상기 경사 부재의 바닥판에 결합시킨 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 차체 하부 보강구조

본 발명은 자동차의 차체 하부 보강구조에 관한 것이다.

자동차의 차체에는 종래, 다음과 같이 구성된 것이 있다.

즉, 상기 차체는 차체 프레임과, 이 차체 프레임의 상면에 지지된 차체 본체를 구비하고 있다. 상기 차체 프레임은 전후방향으로 길게 뻗은 주프레임과, 이 주프레임의 전부에 지지된 서브 프레임을 구비하고 있다. 상기 서브 프레임에는 엔진이 지지되는 동시에 앞바퀴를 매달고, 상기 주프레임의 후부에는 뒷바퀴를 매달아 상기 앞바퀴과 뒷바퀴에 의해 상기 차체가 주행면 상에 지지되고 있다.

상기 주프레임은 차체를 평면으로 보아 전후방향으로 길게 뻗은 좌우 한쌍의 판금으로 만든 프레임 부재, 즉 사이드 프레임을 구비하고 있고, 이러한 각 사이드 프레임은 그 길이 방향으로 따른 시선에서 보아 좌우로 떨어져 대면하는 한쌍의 측면판과, 이러한 양측면판의 각 하단둘레 끼리를 서로 일체적으로 결합시킨 바닥판을 구비하여 상기 길이 방향의 각 부 단면이 거의 U자 형상을 이루고 있다. 상기 사이드 프레임은 비스듬히 뒷쪽 아래방향으로 뻗은 경사 부재와, 이 경사 부재의 길이 방향의 어느 한 단부 가운데 후단부에서 거의 수평으로 이 경사 부재에서 떨어진 방향, 즉 뒷쪽으로 뻗은 수평 부재와, 상기 경사 부재에서 수평 부재에 이르는 부분을 구성하는 구부러진 부분을 구비하고 있다.

또, 상기 경사 부재의 길이 방향의 중간부의 단면에 있어서 바닥부 외면에 상기 차체 프레임의 일부인 상기 서브 프레임을 지지시킨 지지 브라켓(bracket)이 부착되어 있다.

상기 양사이드 프레임의 수평 부재에는 상기 차체 본체의 하부를 구성하는 바닥 패널이 가설(架設)되고, 상기 각 수평 부재의 상면에 상기 바닥 패널의 각 측부가 스폿용접에 의해 결합되어 있다. 상기 바닥 패널의 윗쪽에서의 상기 차체 본체의 내부가 차실이 된다.

그런데, 상기 구성의 자동차의 전진주행시에 그 전방에 존재하는 다른 자동차 등의 어느 물체에 충돌(이하, 이것을 전방으로의 충돌이라고 한다)하면, 그 때에 차체에 주어지는 충격력은 상기 사이드 프레임의 앞 끝부분에서 이 사이드 프레임의 후부측에 주어지는 동시에 상기 서브 프레임과 상기 지지 브라켓을 차례대로 통과하여 상기 경사 부재의 바닥부에도 주어진다.

그리고, 상기한 바와 같이 충격력이 사이드 프레임에 대해 그 길이 방향으로 주어지면 상기 구부러진 부분에서 응력이 집중하여 이것에 의해 상기 구부림부에 있어서 양측면판의 각 상부가 서로 접근하도록 변형하게 되어 이 구부림부가 용이하게 크게 굴곡될 우려가 있다.

또, 상기 충격력이 상기 지지 브라켓을 통해 상기 경사 부재의 바닥부에 주어질 때, 상기 지지 브라켓 근방에 있어서 상기 경사 부재의 바닥부에 응력이 집중하여 상기 바닥부도 용이하게 변형될 우려도 있다.

그래서, 상기 구부림부와, 경사 부재의 중간부의 바닥부를 보강하는 보강재를 각각 설치하는 것이 고려되는데, 이것으로는 차체 프레임의 부품수가 늘어나고, 구성이 복잡하게 되는 동시에 중량이 무거워질 우려가 있다.

또, 상기한 바와 같이 전방으로의 충돌시에 상기 수평 부재가 상기 충격력에 의해 그 길이 방향으로 압축력을 받으면 차체 측면으로 보아 상기 수평 부재는 큰 반경의 원호형상으로 구부러지려고 한다. 이 경우, 상기 수평 부재와, 이 수평 부재의 상면에 결합되어 이 수평 부재와 함께 구부러지려고 하는 상기 바닥 패널은 각각의 전후방향에 있어서 길이의 변화량이 다르기 때문에 상기 수평 부재와 바닥 패널과의 용접에 의한 결합부에 큰 전단력이 생겨 이 결합부가 용이하게 파단되어 상기 수평 부재에서 바닥 패널이 용이하게 떨어지고, 그 만큼 상기 수평 부재의 강도가 저하되어 이 수평 부재가 상기 원호형상으로 구부러진 후에 다시 용이하게 크게 굴곡될 우려를 낳는다.

그리고, 상기한 바와 같이 충격력에 의해 상기 구부러진 부분과 수평 부재가 용이하게 굴곡되면 이 사이드 프레임의 소성변형량이 적어지기 때문에 상기 충격력에 기초한 에너지의 흡수가 저해된다. 이 결과, 상기 차실측에 큰 충격력이 주어지는 동시에 상기 구부러진 부분과 수평 부재의 굴곡에 의해 차실의 변형이 커질 우려를 낳는다.

본 발명은 상기한 바와 같은 사정에 주목하여 이루어진 것으로서 다음의 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 차체 프레임이 구비한 프레임 부재가, 전방으로의 충돌시의 충격력에 효과적으로 대항할 수 있도록 한 것이고, 보다 구체적으로는 상기 프레임 부재인 사이드 프레임의 구부러진 부분과, 이 사이드 프레임에 있어서 지지 브라켓 근방의 경사 부재의 바닥부가, 상기 충격력에 의해 용이하게 꺾여 구부러지거나 변형되지 않도록 이것을 보강하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 프레임 부재의 보강이 간단한 구성이고, 또 중량이 무거워지지 않게 달성되도록 한 것이다.

또, 본 발명의 또 다른 목적은 자동차의 전방으로의 충돌시에 그 충격력으로 사이드 프레임이 충분히 소성 변형되도록 하여 상기 충격력에 기초한 에너지가 충분히 흡수되도록 하고, 따라서 차실측에 주어지는 충격력을 작게 하는 동시에 차실의 변형을 보다 효과적으로 억제하도록 한 것이다.

도 1은 차체 전부(前部)의 측면도,

도 2는 차체 전부의 평면도,

도 3은 도 1의 부분확대도,

도 4는 도 3의 4-4선을 따라 취한 단면도,

도 5는 도 3의 5-5선을 따라 취한 단면도, 및

도 6은 도 3의 6-6선을 따라 취한 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 자동차 2: 차체

3: 차체 프레임 12: 차체 중앙

13: 사이드 프레임 20: 측면판

21: 바닥판 26: 바닥 패널

27: 대시 패널 28: 차실(車室)

30: 경사 부재 31: 수평 부재

32:구부림부 34: 조임구

35: 지지 브라켓 38: 제 1 보강재

42: 제 2 보강재 44: 제 3 보강재

45: 제 4 보강재 S(S₁∼S₁₀): 스폿용접

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 자동차의 차체 하부 보강구조는 다음과 같다.

청구항 1의 발명은 차체(2)를 평면으로 보아 차체 프레임(3)이 있는 한 방향에 길게 뻗은 판금으로 만든 사이드 프레임(프레임 부재)(13)을 구비하고, 이 사이드 프레임(프레임 부재)(13)이 그 길이 방향을 따른 시선으로 보아 좌우로 떨어져 대면하는 한쌍의 측면판(20)과, 이러한 양측면판(20)의 각 하단둘레 끼리를 서로 일체적으로 결합시킨 바닥판(21)을 구비하여 상기 길이 방향의 각 부 단면이 거의 U자 형상을 이루고, 상기 사이드 프레임(프레임 부재)(13)이, 비스듬히 아래쪽으로 뻗은 경사 부재(30)와, 이 경사 부재(30)의 길이 방향의 어느 한 단부에서 거의 수평으로 이 경사 부재(30)에서 멀어지는 방향으로 뻗은 수평 부재(31)를 구비하고, 상기 경사 부재(30)의 길이 방향의 중간부의 단면에 있어서 바닥부 외면에 상기 차체 프레임(3)의 일부의 서브 프레임(6)을 지지시킨 지지 브라켓(35)을 부착한 자동차의 차체 하부 보강구조에 있어서,

상기 사이드 프레임(프레이 부재)(13)을 따라 뻗는 동시에 이 사이드 프레임(프레임 부재)(13)에 끼워넣은 보강재(38)를 설치하고, 상기 경사 부재(30)에서 수평 부재(31)에 이르는 사이의 구부러진 부분(32) 근방에 상기 보강재(38)의 한쪽 단부측(38a)을 상기 수평 부재(31)의 양측면판(20)의 상하방향의 각 중간부에 각각 결합시키고, 한편 상기 보강재(38)의 타단부측(38b)을 상기 지지 브라켓(35) 근방의 상기 경사 부재(30)의 바닥판(21)에 결합시킨 것이다.

청구항 2의 발명은 차체(2)의 전후방향에서 뻗어 그 길이 방향의 각 부 단면이 거의 U자 형상을 이룬 판금으로 만든 사이드 프레임(13)을 설치하는 동시에 이 사이드 프레임(13)의 상면에 결합된 바닥 패널(26)을 설치하고, 상기 사이드 프레임(13)이 뒷방향 아래쪽으로 뻗은 경사 부재(30)와, 이 경사 부재(30)의 후단부에서 거의 수평으로 뒷쪽으로 뻗은 수평 부재(31)를 구비한 자동차의 차체 하부 보강구조에 있어서,

상기 경사 부재(30)에서 수평 부재(31)에 이르는 사이의 구부러진 부분(32)의 상면에 직접적으로 보강재(44)를 결합시킨 한편, 상기 수평 부재(31)에 대응하는 상기 바닥 패널(26) 부분의 상면에 다른 보강재(45)를 설치하고, 이러한 수평 부재(31), 바닥 패널(26) 및 상기 다른 보강재(45)를 서로 일체적으로 결합시킨 것이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의해 설명한다.

도 1, 2에 있어서 부호 1은 자동차이고, 화살표(Fr)는 그 전방을 나타내고 있다.

상기 자동차(1)의 차체(2)는 판금으로 만든 차체 프레임(3)과, 이 차체 프레임(3)의 상면에 지지된 판금으로 만든 차체 본체(4)를 구비하고 있다. 상기 차체 프레임(3)은 전후방향으로 길게 뻗은 주프레임(5)과, 이 주프레임(5)의 전부에 지지되어 상기 차체 프레임(3)의 일부에 있어서, 상기 주프레임(5)과는 다른 부재인 서브 프레임(6)을 구비하고 있다. 상기 서브 프레임(6)에는 엔진이 지지되는 동시에 좌우 한쌍의 앞바퀴(7)를 매달고, 상기 주프레임(5)의 후부에는 좌우 한쌍의 뒷바퀴를 매달아 상기 각 앞바퀴(7)와 각 뒷바퀴에 의해 상기 차체(2)가 주행면(9) 상에 지지되고 있다.

상기 차체(2)를 평면으로 보아 이 차체(2)는 그 차폭방향의 차체 중앙(12)을 기준으로 하여 거의 좌우 대칭형이 되고 있다. 상기 주프레임(5)은 전후방향으로 뻗은 좌우 한쌍의 프레임 부재인 사이드 프레임(13)과, 이러한 사이드 프레임(13)의 각각 외측방향에 위치하고, 또 전후방향에서 상기 앞바퀴(7)와 뒷바퀴와의 사이에 위치하는 사이드 실(14)과, 차폭방향으로 뻗어 상기 양사이드 프레임(13)과 양사이드 실(14)을 서로 결합시킨 복수의 횡부재(15, 16, 17, 18)를 구비하고 있다.

전체 도면에 있어서 상기 각 사이드 프레임(13)은 전후방향으로 길게 뻗은 한 장의 판금재를 프레스성형한 것이다. 상기 각 사이드 프레임(13)은 상기 각 사이드 프레임(13)의 길이 방향으로 따른 시선으로 보아 좌우로 조금 떨어져 서로 대면하는 한쌍의 측면판(20)과, 이러한 각 측면판(20)의 하단둘레 끼리를 서로 일체적으로 결합시킨 바닥판(21)과, 상기 각 측면판(20)의 상단둘레에서 각각 외측방향으로 일체적으로 늘려낸 바깥쪽을 향하는 프랜지(22)를 갖고 있다. 이 결과, 상기 각 사이드 프레임(13)은 그 길이 방향의 각 부 단면이 거의 U자 형상을 이루고 있다. 또, 상기 각 사이드 실(14)은 차폭방향으로 서로 대면하는 외부 패널(24)과 내부 패널(25)을 갖고, 이러한 양패널(24, 25)은 서로 결합되어 단면 상자형이 되도록 형성되어 있다.

상기 양사이드 프레임(13)의 후부에 바닥 패널(26)이 가설되고, 이 바닥 패널(26)의 각 측부가 상기 양사이드 프레임(13)의 각 후부의 상면에서 스폿용접에 의해 결합되어 있다. 또, 상기 바닥 패널(26)의 좌우 각 측단둘레는 상기 사이드 실(14)에 있는 내부 패널(25)에 상하방향의 중간부에서 스폿용접(S)에 의해 결합되어 있다.

상기 바닥 패널(26)의 전방에 대시 패널(27)이 설치되어 있다. 이 대시 패널(27)의 후부는 상기 양사이드 프레임(13)의 길이 방향에 각 중간부에 가설되고, 상기 대시 패널(27)에 후부의 각 측부는 상기 양사이드 프레임(13)의 각 중간부의 상면에서 스폿용접(S₁)에 의해 결합되어 있다. 또, 상기 대시 패널(27)의 전부는 상기 양사이드 프레임(13)에서 떨어지도록 윗쪽으로 늘려내어져 있다.

상기 바닥 패널(26)과, 대시 패널(27)의 후부는 상기 차체 본체(4)의 하부를 구성하고, 상기 바닥 패널(26)의 윗쪽, 상기 대시 패널(27)의 전부의 뒷쪽에 있어서 상기 차체 본체(4)의 내부가 차실(28)을 이루고 있다.

상기 각 사이드 프레임(13)은 그 길이 방향의 일부에서 뒷방향 아래쪽으로 비스듬히 뻗은 경사 부재(30)와, 이 경사 부재(30)의 길이 방향의 한 단부인 후단부에서 거의 수평으로 이 경사 부재(30)에서 멀어지도록 뒷쪽으로 뻗은 수평부재(31)와, 상기 경사부재(30)에서 수평 부재(31)에 이르는 사이에 위치하여 이러한 것을 서로 일체적으로 연결시킨 구부러진 부분(32)을 구비하고 있다. 또, 상기 각 사이드 프레임(13)은 상기 경사 부재(30)의 길이 방향의 다른 한 단부인 앞 끝부분에서 거의 수평으로 이 경사 부재(30)에서 멀어지도록 전방으로 뻗은 다른 수평 부재(33)를 구비하고, 이러한 다른 수평 부재(33)는 상기 양사이드 프레임(13)의 전부를 구성하고 있다.

상기 횡부재(16)의 상면과, 상기 구부러진 부분(32)에 있어서 양바깥쪽을 향하는 프랜지(22)의 상면에 각각 상기 바닥 패널(26)의 앞 끝쪽둘레와 상기 대시 패널(27)의 뒤 끝쪽둘레가 각각 서로 겹쳐져서 스폿용접에 의해 결합되어 있다.

상기 각 경사 부재(30)의 길이 방향의 중간부의 단면에 있어서 바닥부 외면에는 각각 판금으로 만든 지지 브라켓(35)이 스폿용접(S₂)에 의해 단단하게 부착되어 있다. 그리고, 상기 각 다른 수평 부재(33)의 앞 끝부분과, 상기 각 지지 브라켓(35)에 상기 서브 프레임(6)이 조임구(34)에 의해 착탈 자유롭게 지지되어 있다.

상기 사이드 프레임(13)을 따라 뻗은 동시에 이 사이드 프레임(13)의 내부 공간(37)에 전체적으로 끼워넣어진 판금으로 만든 제 1 보강재(38)가 설치되어 있다. 이 제 1 보강재(38)는 상기 사이드 프레임(13)과 같은 형상으로 프레스 성형되어 좌우 한쌍의 측면판(39)과, 바닥판(40)을 구비하여 그 길이 방향의 각 부 단면이 거의 U자 형상을 이루고 있다.

상기 제 1 보강재(38)의 후단부측인 한쪽 단부측(38a)은 상기 사이드 프레임(13)의 구부러진 부분(32) 근방에서 상기 수평 부재(31)의 각 측면판(20)의 상하방향의 중간부에 위치되어 있다. 상기 한쪽 단부측(38a)의 각 측면판(39)은 각각 상기 수평 부재(31)의 각 측면판(20)에 면접합되어, 스폿용접(S₃)에 의해 각각 단단하게 결합되어 있다.

한편, 상기 제 1 보강재(38)의 앞 끝부분인 타단부측(38b)의 각 측면판(39)과 바닥판(40)이 상기 지지 브라켓(35) 근방의 상기 경사 부재(30)의 각 측면판(20)과 바닥판(21)에 면접합되어 있는 동시에 스폿용접(S₄)에 의해 각각 단단하게 결합되어 있다.

또, 상기 제 1 보강재(38)에는 이 제 1 보강재(38)와 단면이 거의 같은 형상인 제 2 보강재(42)가 끼워넣어져, 전체적으로 면접촉되어 있는 동시에 상기 제 2 보강재(42)는 상기 사이드 프레임(13)과 제 1 보강재(38)에 상기 스폿용접(S₃, S₄)에 의해 단단하게 결합되어 있다.

상기 각 구부러진 부분(32)에 있어서 양바깥쪽을 향하는 프랜지(22)의 상면에 각각 직접적으로 원호판 형상의 제 3 보강재(44)가 가설되어 있다. 상기 각 구부러진 부분(32)의 각 바깥쪽을 향하는 프랜지(22), 바닥 패널(26)의 앞 끝부분 및 제 3 보강재(44)의 후단부가 세장 겹쳐져서 일체적으로 스폿용접(S₅)되어 있다. 또, 상기 각 경사 부재(30)의 각 바깥쪽을 향하는 프랜지(22), 대시 패널(27)의 후단부 및 제 3 보강재(44)의 앞 끝부분이 세장 겹쳐져서 일체적으로 스폿용접(S₆)되어 있다. 또, 상기 구부러진 부분(32)의 각 바깥쪽을 향하는 프랜지(22), 바닥 패널(26)의 앞 끝부분, 대시 패널(27)의 후단부 및 제 3 보강재(44)가 네장 겹쳐져서 일체적으로 스폿용접(S₇)되어 있다. 즉, 상기 각 스폿용접(S₅, S₆, S₇)에 의해 상기 각 부재가 서로 단단하게 결합되어 있다.

상기 각 수평 부재(31)에 대응하는 상기 바닥 패널(26) 부분의 상면에 전후방향으로 길게 뻗은 제 4 보강재(45)가 설치되고, 이러한 수평 부재(31), 바닥 패널(26) 및 제 4 보강재(45)가 서로 세장 겹쳐져서 일체적으로 스폿용접(S₈)되어 있다. 즉, 상기 스폿용접(S₈)에 의해 상기 각 부재가 서로 단단하게 결합되어 있다.

상기 구성에 의하면 사이드 프레임(13)의 길이 방향을 따른 시선으로 보아 상기 구부러진 부분(32)에 있어서 단면은 이 구부러진 부분(32), 바닥 패널(26), 대시 패널(27), 제 1 보강재(38), 제 2 보강재(42) 및 제 3 보강재(44)에 의해 상하로 겹쳐쌓인 2중의 거의 상자형으로 이루어져, 상기 구부러진 부분(32)의 강도와 강성이 향상되고 충분히 보강된다.

또, 상기 지지 브라켓(35) 근방의 상기 경사 부재(30)의 각 측면판(20)과 바닥판(21)에 상기 제 1 보강재(38)가 결합되어 있는 것에 의해 상기 지지 브라켓(35) 근방에 있어서 경사 부재(30)의 바닥부의 강도와 강성이 향상되어 충분히 보강된다.

따라서, 상기 사이드 프레임(13)의 구부러진 부분(32)과 지지 브라켓(35) 근방의 경사 부재(30)의 바닥부가 전방으로의 충돌시의 충격력에 의해 용이하게 꺾여 구부러지거나, 변형되는 것은 방지되고, 상기한 각 보강이 효과적으로 이루어지게 된다. 이 결과, 차체(2)가 상기 충격력을 크게 받는다고 해도 이 차체(2)와 차실(28)이 보다 확실하게 소정 형상으로 유지되는 동시에 차체 프레임(3)에 주행시의 진동과 이에 따른 소음이 생기는 것도 보다 확실하게 방지된다.

그리고, 상기한 경우, 제 1 보강재(38)의 한쪽 단부측(38a)이 상기 구부러진 부분(32)을 보강하고, 상기 제 1 보강재(38)의 타단부측(38b)이 상기 지지 브라켓(35) 근방의 경사 부재(30)의 바닥부를 보강하여, 결국 응력집중이 생기기 쉬운 복수의 장소가 단일한 제 1 보강재(38)로 보강되는 점에서 이 보강은 간단한 구성이고, 중량이 무거워지지 않게 달성된다.

또, 상기 제 1 보강재(38)와 제 2 보강재(42)는 상기 사이드 프레임(13)의 내부 공간(37)에 전체적으로 끼워넣어지고, 이 때문에 상기 제 1 보강재(38)와 제 2 보강재(42)를 설치해도 상기 사이드 프레임(13)의 외관적인 형상에 변화가 없는 점에서 상기 사이드 프레임(13)과 횡부재(16, 17) 등의 다른 부재와의 관련구성에 변화는 없다.

따라서, 상기 제 1 보강재(38)와 제 2 보강재(42)에 의해 상기한 바와 같은 보강을 하면서, 상기 사이드 프레임(13)과, 횡부재(16, 17) 등의 다른 부재와의 조립을 위한 구성과 작업이 복잡하게 되는 것은 방지된다.

또, 상기한 바와 같이 전방으로의 충돌시에 상기 사이드 프레임(13)의 앞 끝부분에 후방으로 충격력이 주어지도록 하면 이 충격력에 기초하여 상기 구부러진 부분(32)에 응력이 집중하여 예를 들면 도 1의 일점쇄선으로 나타낸 바와 같이 이 구부러진 부분(32)이 용이하게 크게 굴곡될 우려를 낳는다. 그리고, 상기 구부러진 부분(32)에 굴곡이 생기는 경우에는 이 구부러진 부분(32)에 있어서 U자 형상의 단면이 크게 형상 변화된다.

그래서, 이 점에 착안하여 상기한 바와 같이 제 1, 제 2 보강재(38, 42)에 더하여 상기 구부러진 부분(32)의 상면에 제 3 보강재(44)를 결합시키고, 또 상기 구부러진 부분(32)에 대해 직접적으로 상기 제 3 보강재(44)를 결합시킴으로서, 상기 구부러진 부분(32)이 효과적으로 보강되고, 충격력에 의한 단면 변화가 방지된다. 즉, 상기 구부러진 부분(32)에 있어서 단면형상의 변화가 방지되는 것에 의해 이 구부러진 부분(32)의 굴곡이 방지된다.

한편, 상기한 바와 같이 수평 부재(31)는 거의 수평으로 뻗어 있는 점에서 후방을 향하는 상기 충격력을 받아 그 길이 방향으로 압축력을 받으면, 예를 들어 도 1의 일점쇄선으로 나타낸 바와 같이 차체(2)를 측면으로 보아 상기 수평 부재(31)는 큰 반경의 원호 형상으로 구부러진다. 이 경우, 상기 수평 부재(31)와, 이 수평 부재(31)의 상면에 결합된 바닥 패널(26)이 상기한 바와 같이 동시에 원호형상으로 구부러지면 이러한 수평 부재(31)와 바닥 패널(26)의 각각의 길이 방향에 있어서 길이의 변화량이 다르기 때문에 상기 수평 부재(31)와 바닥 패널(26)과의 스폿용접에 의한 결합부에 전단력이 생겨 이 결합부가 용이하게 파단될 우려가 있다. 그리고, 이 파단이 생기면 상기 수평 부재(31)에서 바닥 패널(26)이 용이하게 떨어지고, 그 만큼 상기 수평 부재(31)의 강도가 갑자기 저하되고, 따라서 이 수평 부재(31)가 상기 원호형상으로 구부러진 후에도 다시 용이하게 크게 굴곡된다.

그러나, 상기한 바와 같이 제 1, 제 2 보강재(38, 42)를 더하고 수평 부재(31)와 제 4 보강재(45)에서 상기 바닥 패널(26)을 끼워 붙여서, 이러한 것을 스폿용접(S₆)에 의해 일체적으로 결합시키면 상기 수평 부재(31)에서 바닥 패널(26)이 용이하게 떨어지는 것이 방지된다. 즉, 상기 수평 부재(31)와 바닥 패널(26)과의 결합상태가 상기 제 4 보강재(45)에 의해 확실하게 유지되어 상기 수평 부재(31)가 용이하게 크게 굴곡되는 것이 방지된다.

따라서, 상기 사이드 프레임(13)이 상기 충격력을 받을 때, 이 사이드 프레임(13)은 그 길이 방향으로 충분히 압축되어 충분히 소성 변형되고, 그 만큼 상기 충격력에 기초한 에너지가 충분히 흡수된다. 그리고, 이 에너지의 흡수에 의해 차실(28)측에 큰 충격력이 주어지는 것이 방지되고, 구부러진 부분(32)과 수평 부재(31)가 크게 굴곡되는 경우에 비해 상기 차실(28)의 변형이 효과적으로 억제된다.

또, 강도가 불충분해지기 쉬운 상기 구부러진 부분(32)과, 수평 부재(31)는 제 1 ∼제 4 보강재(38, 42, 44, 45)에 의해 보강되기 때문에, 사이드 프레임(13)이 구부러지고, 비틀림 등에 대한 내력이 향상되어 차체(2)의 강도상 유익하다.

도 3, 6에 있어서 상기 제 4 보강재(45)는 그 차폭방향의 중간부가 윗쪽으로 돌출되어 돌출부(46)가 형성된다. 이 돌출부(46)에 의해 상기 수평 부재(31)와 제 4 보강재(45)에 의한 상하방향의 길이가 높아지고, 이것에 의해 상기 충격력을 받을 때의 상기 수평 부재(31)의 굴곡이 보다 확실하게 방지된다. 따라서, 이 수평 부재(31)의 소성변형량이 보다 커지고, 충격력에 기초한 에너지가 보다 확실하게 흡수된다.

또, 상기 제 4 보강재(45)의 후단부의 상면에 상기 횡부재(18)의 단부가 위치하고, 이러한 것(18, 45)과, 수평 부재(31) 및 바닥 패널(26)이 네장 겹쳐져서 일체적으로 스폿용접(S₉)된다. 이것에 의해서도 상기 수평 부재(31)에서 바닥 패널(26)이 박리되는 것이 방지되어 상기 수평 부재(31)가 용이하게 크게 굴곡되는 것이 또한 확실하게 방지된다.

도 2, 6에 있어서 상기 사이드 실(14)과 바닥 패널(26)의 측면 끝 둘레와의 결합부는 이러한 것에 걸치도록 설치된 제 5 보강재(48)의 스폿용접(S₁₀)에 의해 보강된다. 상기 자동차(1)가 그 외측방향에서의 충돌 등에 의해 충격력을 받을 때, 이 충격력은 상기 사이드 실(14)과 횡부재(17, 18)에 의해 지지되는 동시에 상기 제 5 보강재(48)에서 단단하게 지지되고, 차체 본체(4)의 변형이 방지되어 결국 차실(28)의 변형이 방지된다.

또, 이상은 도시한 예에 의하지만 상기 프레임 부재는 사이드실(14)의 일부여도 좋다. 또, 차폭방향으로 길게 뻗은 횡부재(15∼18)의 일부여도 좋다. 또, 상기 제 1 보강재(38)와 제 2 보강재(42)에 의한 보강은 상기 경사 부재(30)와 다른 수평 부재(33)와의 사이에 적용해도 좋다.

또, 본 발명은 상기한 개개의 구성부재를 적절히 조합시키는 것에 의해 달성시켜도 좋다.

본 발명에 의한 효과는 다음과 같다.

청구항 1의 발명은 차체를 평면으로 보았을 때, 차체 프레임이 있는 한 방향으로 길게 뻗은 판금으로 만든 프레임 부재를 구비하고, 이 프레임 부재가 그 길이 방향을 따른 시선으로 보아 좌우로 떨어져 대면하는 한쌍의 측면판과, 이러한 양측면판의 각 하단둘레 끼리를 서로 일체적으로 결합시킨 바닥판을 구비하여 상기 길이 방향의 각 부 단면이 거의 U자 형상을 이루고, 상기 프레임 부재가 비스듬히 아래쪽으로 뻗은 경사 부재와, 이 경사 부재의 길이 방향의 어느 한 단부에서 거의 수평으로 이 경사 부재에서 멀어지는 방향으로 뻗은 수평 부재를 구비하고, 상기 경사 부재의 길이 방향의 중간부의 단면에 있어서 바닥부 외면에 상기 차체 프레임의 일부의 부재를 지지시킨 지지 브라켓을 부착한 자동차의 차체 하부 보강구조에 있어서,

상기 프레임 부재를 따라 뻗은 동시에 이 프레임 부재에 끼워넣어진 보강재를 설치하고, 상기 경사 부재에서 수평 부재에 이르는 사이의 구부러진 부분 근방에서 상기 보강재의 한쪽 단부측을 상기 수평 부재의 양측면판의 상하방향의 각 중간부에 각각 결합시키고, 한편 상기 보강재의 타단부측을 상기 지지 브라켓 근방의 상기 경사 부재의 바닥판에 결합시키고 있다.

이 때문에, 상기 프레임 부재의 길이 방향에 따른 시선으로 보아 상기 구부러진 부분에 있어서 단면은 이 구부러진 부분과 보강재에서 거의 상자형을 이루고, 상기 구부러진 부분의 강도와 강성이 향상되어 충분히 보강된다.

또, 상기 지지 브라켓 근방의 상기 경사 부재의 바닥판에 상기 보강재가 결합되는 것에 의해 상기 지지 브라켓 근방에 있어서 경사 부재의 바닥부의 강도와 강성이 향상되고 충분히 보강된다.

따라서 상기 프레임 부재의 구부러진 부분과, 이 프레임 부재에 있어서 지지 브라켓 근방의 경사 부재의 바닥부가 충돌시의 충격력에 의해 용이하게 꺾여 구부러지거나, 변형되는 것이 방지되고, 상기한 각 보강이 효과적으로 이루어진다. 이 결과, 차체가 상기 충격력을 크게 받아도 이 차체와 차실이 보다 확실하게 소정 형상으로 유지되는 동시에 차체 프레임에 주행시의 진동과 이에 따른 소음이 생기는 것도 보다 확실하게 방지된다.

그리고, 상기한 경우, 보강재의 한쪽 단부측이 상기 프레임 부재의 구부러진 부분을 보강하고, 상기 보강재의 타단부측이 상기 지지 브라켓 근방의 경사 부재의 바닥부를 보강하여 응력집중이 생기기 쉬운 복수의 장소가 단일한 보강재로 보강되는 점에서 이 보강은 간단한 구성이고, 중량이 무거워지지 않게 달성된다.

청구항 2의 발명은 차체의 전후방향으로 뻗어 그 길이 방향의 각 부 단면이 거의 U자 형상을 이루는 판금으로 만든 사이드 프레임을 설치하는 동시에 이 사이드 프레임의 상면에 결합된 바닥 패널을 설치하고, 상기 사이드 프레임이 뒷방향 아래쪽으로 뻗은 경사 부재와, 이 경사 부재의 후단부에서 거의 수평으로 뒷쪽으로 뻗은 수평 부재를 구비한 자동차의 차체 하부 보강구조에 있어서,

상기 경사 부재에서 수평 부재에 이르는 사이의 구부러진 부분의 상면에 직접적으로 보강재를 결합시킨 한편, 상기 수평 부재에 대응하는 상기 바닥 패널 부분의 상면에 다른 보강재를 설치하여 이러한 수평 부재, 바닥 패널 및 상기 다른 보강재를 서로 일체적으로 결합시켜서 다음의 효과가 생긴다.

즉, 전방으로의 충돌시에 상기 사이드 프레임의 앞 끝부분에서 뒷쪽으로 충격력이 주어지게 되면 이 충격력에 기초하여 상기 구부러진 부분에 응력이 집중하여 이 구부러진 부분이 용이하게 크게 굴곡될 우려를 낳는다. 그리고, 상기 구부러진 부분에 굴곡이 생기는 경우에는 이 구부러진 부분에 있어서 U자 형상의 단면이 크게 형상변화된다.

그래서, 이 점에 착안하여 상기한 바와 같이 상기 구부러진 부분의 상면에 보강재를 결합시키고, 상기 구부러진 부분에 대해 직접적으로 상기 보강재를 결합시킨 것이고, 이 때문에 상기 구부러진 부분이 효과적으로 보강되어 충격력에 의한 단면변화가 방지된다. 즉, 상기 구부러진 부분에 있어서 단면형상의 변화가 방지되는 것에 의해 이 구부러진 부분의 굴곡이 방지된다.

한편, 상기한 바와 같이 수평 부재는 거의 수평으로 뻗은 점에서 후방으로 향하는 상기 충격력을 받아 그 길이 방향에 압축력을 받으면 차체의 측면으로 보아 상기 수평 부재는 큰 반경의 원호형상으로 구부러진다. 이 경우, 상기 수평 부재와, 이 수평 부재의 상면에 결합된 바닥 패널이 상기한 바와 같이 함께 원호형상으로 구부러지면 이러한 수평 부재와 바닥 패널의 각각 그 길이 방향에 있어서 길이의 변화량이 다르기 때문에 상기 수평 부재와 바닥 패널과의 결합부에 전단력이 생겨 이 결합부가 용이하게 파단될 우려가 있다. 그리고, 이 파단이 생기면 상기 수평 부재에서 바닥 패널이 용이하게 떨어지고, 그 만큼 상기 수평 부재의 강도가 갑자기 저하되어 이 수평 부재가 상기 원호형상으로 구부러진 후에 또한 용이하게 크게 굴곡될 우려를 낳는다.

그러나, 상기한 바와 같이 수평 부재와 다른 보강재로 상기 바닥 패널을 끼워 부착하여 이러한 것을 일체적으로 결합시켜 상기 수평 부재에서 바닥 패널이 용이하게 떨어지는 것이 방지된다. 즉, 상기 수평 부재와 바닥 패널과의 결합상태가 상기 다른 보강재에 의해 확실하게 유지되어 상기 수평 부재가 용이하게 굴곡되는 것이 방지된다.

따라서, 상기 사이드 프레임이 상기 충격력을 받을 때, 이 사이드 프레임은 그 길이 방향에서 충분히 압축되어 충분히 소성변형되고, 그 만큼 상기 충격력에 기초한 에너지가 충분히 흡수된다. 그리고, 이 에너지의 흡수에 의해 차실측에 큰 충격력이 주어지는 것이 방지되고, 구부러진 부분과 수평 부재가 크게 굴곡되는 경우에 비해 상기 차실의 변형이 효과적으로 억제된다.

또, 강도가 불충분해지기 쉬운 상기 구부러진 부분과, 수평 부재와는 상기 각 보강재에 의해 보강되기 때문에 사이드 프레임의 구부러짐, 비틀림 등에 대한 내력이 향상하여 차체의 강도면에서 유익하다.

Claims (2)

1. 차체를 평면으로 보아 차체 프레임이 어느 한 방향에서 길게 뻗은 판금으로 만든 프레임 부재를 구비하고, 이 프레임 부재가 그 길이 방향에 따른 시선에서 보아 좌우로 떨어져 대면하는 한쌍의 측면판과, 이러한 양측면판의 각 하단둘레 끼리를 서로 일체적으로 결합시킨 바닥판을 구비하여 상기 길이 방향의 각 부 단면이 거의 U자 형상을 이루고, 상기 프레임 부재가 비스듬히 아래쪽으로 뻗은 경사 부재와, 이 경사 부재의 길이 방향의 어느 한 단부에서 거의 수평으로 이 경사 부재에서 멀어지는 방향으로 뻗은 수평 부재를 구비하고, 상기 경사 부재의 길이 방향의 중간부의 단면에 있어서 바닥부 외면에 상기 차체 프레임의 일부의 부재를 지지시킨 지지 브라켓을 부착한 자동차의 차체 하부 보강구조에 있어서,

   상기 프레임 부재를 따라 뻗은 동시에 이 프레임 부재에 끼워넣어진 보강재를 설치하여 상기 경사 부재에서 수평 부재에 이르는 사이의 구부러진 부분 근방에서 상기 보강재의 한쪽 단부측을 상기 수평 부재의 양측면판의 상하방향의 각 중간부에 각각 결합시키고, 한편 상기 보강재의 타단부측을 상기 지지 브라켓 근방의 상기 경사 부재의 바닥판에 결합시킨 것을 특징으로 하는 자동차의 차체 하부 보강구조.
2. 차체의 전후방향에 뻗어 그 길이 방향의 각 부 단면이 거의 U자 형상을 이루는 판금으로 만든 사이드 프레임을 설치하는 동시에, 이 사이드 프레임의 상면에 결합된 바닥 패널을 설치하고, 상기 사이드 프레임이 뒷쪽 아래방향으로 뻗은 경사 부재와, 이 경사 부재의 후단부에서 거의 수평으로 뒷쪽으로 멀어지는 수평 부재를 구비한 자동차의 차체 하부 보강구조에 있어서,

   상기 경사 부재에서 수평 부재에 이르는 사이의 구부러진 부분의 상면에 직접적으로 보강재를 결합시킨 한편, 상기 수평 부재에 대응하는 상기 바닥 패널 부분의 상면에 다른 보강재를 설치하여 이러한 수평 부재, 바닥 패널 및 상기 다른 보강재를 서로 일체적으로 결합시킨 것을 특징으로 하는 자동차의 차체 하부 보강구조.