KR20080089229A - 차체 구조 - Google Patents

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닛산 지도우샤 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 따른 차체 구조는, 차량의 측방향을 가로질러 연장되며 차체 구성 부품에 결합되는 크로스 부재와, 크로스 부재에 장착된 보강 부재를 포함하며, 보강 부재는 차체 구성 부품과 크로스 부재의 결합부로부터 이격된다. 본 발명에 따른 차체의 크로스 부재 보강 방법은, 크로스 부재를 따라 하나 이상의 보강 부재를 장착하는 단계와, 크로스 부재와 차체 구성 부품 사이의 하나 이상의 결합부로부터 소정의 거리에 하나 이상의 보강 부재의 하나 이상의 에지를 위치시키는 단계를 포함한다.
Figure P1020080028686
차체 구조, 보강 부재, 크로스 부재, 측면 부재, 플로어 패널

Description

차체 구조{VEHICLE BODY STRUCTURE}
관련 분야의 상호 참조
본 출원은 2007년 3월 30일자로 출원된 일본 특허 출원 제2007-094605호로부터 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 참조로서 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 차량의 측방향을 따라 연장된 크로스 부재에 보강 부재가 장착되는 차체 구조에 관한 것이다.
일본 특허 공개 공보 제2003-95130호는 차량의 측방향을 따라 연장된 크로스 부재가 장착된 차체 구조를 개시하고 있다. 이러한 구조에서, 크로스 부재의 단부는 결합 부재를 통해 차체의 전후방 방향을 따라 연장된 측면 부재와 결합된다.
그러나, 시트가 크로스 부재에 결합될 때, 예컨대 부착 강도를 증가시키기 위해 그 사이에 보강 부재를 개재하는 것이 유리할 수 있다.
또한, 크로스 부재와 다른 차체 구성 부품의 결합부로 연장되도록 보강 부재가 장착될 수 있다. 이 경우에, 크로스 부재 및 보강 부재의 전방으로의 굴곡을 야기하는 차량의 후방으로부터 시트로의 충격력이 가해지는 경우, 시트에 대한 충격 하중은 크로스 부재와 다른 차체 구성 부품 사이의 결합부에 집중될 수 있다.
일 태양에서, 본 발명은 차량의 측방향을 가로질러 연장되며 차체 구성 부품에 결합되는 크로스 부재와, 크로스 부재에 장착된 보강 부재를 포함하며, 보강 부재는 차체 구성 부품과 크로스 부재의 결합부로부터 이격되는 차체 구조에 관한 것이다.
다른 태양에서, 본 발명은 크로스 부재를 따라 하나 이상의 보강 부재에 장착하는 단계와, 크로스 부재와 차체 구성 부품 사이에 하나 이상의 결합부로부터 소정의 거리에 하나 이상의 보강 부재의 하나 이상의 에지를 위치시키는 단계를 포함하는 차체의 크로스 부재 보강 방법에 관한 것이다.
다른 태양에서, 본 발명은 차량의 측방향을 가로질러 연장하는 크로스 부재 수단과, 크로스 부재 수단을 차체 구성 부품에 결합하기 위한 결합 수단과, 크로스 부재 수단에 장착되고 결합 수단으로부터 이격된 보강 수단을 포함하는 차체 구조에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 첨부 도면과 결합하여 이하의 설명으로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
본 발명에 따르면, 충격 하중이 작용할 때, 크로스 부재와 다른 차체 구성 부품의 결합부에서의 상승된 응력 집중이 방지될 수 있고 그에 따른 균열이 방지된 다.
도1은 본 발명의 실시예에 따라 구성된 차체 구조의 사시도이다. 도2는 차체 구조의 평면도이다. 차체 구조는 차체의 후방부에서 플로어부와 함께 도시되어 있다. 도1에서, 화살표(FR)로 표시된 방향은 차체의 전방을 나타내고, 화살표(LH)로 표시된 방향은 차체의 측방향의 좌측을 나타내고, 화살표(UP)로 표시된 방향은 차체의 상부 방향을 나타낸다.
이러한 차체 구조에서, 차체의 전후방 방향을 따라 연장된 측면 부재(3)는 용접 작업을 통해 플로어 패널로서의 차량의 측방향으로 후방 플로어 패널(1)의 양측에 결합된다. 또한, 차량의 측방향을 따라 연장된 크로스 부재(5)는 용접 작업을 통해 차체의 전후방 방향을 따라 후방 플로어 패널(1)의 인접 중심부에 결합된다. 또한, 차량의 측방향으로의 크로스 부재(5)의 양측은 용접 작업을 통해 측면 부재(3)에 결합된다.
또한, 한 쌍의 보강 부재(7)가 용접 작업을 통해 크로스 부재(5)에 결합되고, 차량의 측방향으로의 중심부가 그 사이에 개재된다. 한 쌍의 좌우 보강 부재(7)는 대칭으로 형성될 수 있다. 용접 작업이 본 발명에서 특별하게 언급되었지만, 당업자에게 공지된 임의의 연결 수단이 사용될 수 있다는 것은 당업자에게 명백하다.
도2에 도시된 라인 A-A를 따라 취한 단면도인 도3에 도시된 바와 같이, 크로스 부재(5)는 바닥 후방 플로어 패널(1)을 갖는 개방 단면 구조가 개방측에 인접하 는 것과 같이 구성된다. 크로스 부재(5)는 차량 전방을 향해 지향된 완경사 전방면(9)과, 차량 후방을 향해 지향된 급경사 후방면(11)과, 차량의 상부를 향해 지향되고 전방면(9)과 후방면(11)을 상호 연결하는 편평 상부면(13)을 포함한다. 전방면(9)과 후방면(11)의 바닥 단부의 플랜지(9a, 11a)는 용접 작업을 통해 후방 플로어 패널(1)에 결합된다.
크로스 부재(5)의 구성에 대응하여, 보강 부재(7)는 크로스 부재(5)의 완경사 전방면(9)의 상부를 커버하도록 접합된 전방면 부분(15)과, 급경사 후방면(11)의 상단부를 커버하도록 접합된 후방면 부분(17)과, 전방면 부분(15) 및 후방면 부분(17)을 상호 연결하고 편평 상부면(13)을 커버하기 위한 상부면 부분(19)을 포함한다.
도2에 도시된 바와 같이, 각 보강 부재(7)는 차량의 측방향으로의 보강 부재(7)의 외부 단부(7a)가 크로스 부재(5)와 측면 부재(3)의 결합부(P)의 내측에 위치되도록 구성된다. 즉, 외부 단부(7a)는 결합부(P)로부터 (내향 방향으로) 이격된 위치에 위치된다. 또한, 도3에 도시된 바와 같이, 각 보강 부재(7)는 전방면 부분(15)의 선단부(15a)와 후방면 부분(17)의 후단부(17a)가 각각 크로스 부재(5)와 후방 플로어 패널(1)의 결합부(Q, R)로부터 이격된 위치에 위치되도록 구성된다.
이와 같이, 보강 부재(7)의 각 단부(7a, 15a, 17a)는 각각 크로스 부재(5)와 다른 차체 구성 부품의 결합부(P, Q, R)로부터 이격된다. 따라서, 보강 부재(7)를 결합한 크로스 부재(5)에는 보강 부재(7)의 각 단부(7a, 15a, 17a)와 결합부(P, Q, R)와 다른 차체 구성 부품 사이에 취약부가 제공된다. 또한, 결합부(P)에서, 크로스 부재(5)와 측면 부재(3)는 연결 부재(18)를 사용함으로써 크로스 부재(5)의 상부측에서 고정식으로 접합된다.
도4는 도1에 도시된 화살표(B)로 지시된 방향으로 관측한 도를 도시하고 있다. 도4에 도시된 바와 같이, 보강 부재(7)의 차량의 측방향으로의 외부 위치에 후방면 부분(17)으로부터 보강 부재(7)의 상부면 부분(19)의 후방 에지까지 연장된 개구(20)가 보강 부재(7) 내에 제공된다. 따라서, 개구(20)는 상부면 부분(19) 내의 상부 성분(20b)과 후방면 부분(17) 내의 후방 성분(20a)을 포함한다. 따라서, 개구(20)는 크로스 부재(5)의 급경사 후방면(11)과 편평 상부면(13)의 경계부인 리지부(21)에 대한 접근을 제공한다.
따라서, 보강 부재(7) 내에 개구(20)가 제공되기 때문에, 보강 부재(7)와 결합된 크로스 부재(5)에도 개구(20)의 위치에 대응하는 취약부가 제공된다.
또한, 도4에 도시된 바와 같이, 보강 부재(7)는 개구(20)의 측방향 내향으로의 후방면 부분(17)의 높이가 개구(20)를 둘러싼 후방면 부분(17)의 높이보다 짧도록 구성된다.
도5에 도시된 바와 같이, 후방 시트(22)는 (관측되지 않는) 한 쌍의 부재(7)를 갖는 (관측되지 않는) 크로스 부재(5)의 전방에 후방 플로어 패널(1) 상에 장착된다. 후방 시트(22)는 시트 쿠션(22c)과 시트백(22b)을 포함한다. 시트백(22b)은 S에서 좌우 부분으로 분할된다. 또한, 보강 부재(7)가 장착된 크로스 부재(5)의 부분은 차체에 대한 후방 시트(22)의 부착부의 일부로 작용한다.
즉, 도3에 도시된 바와 같이, 내측 상에 너트(23)를 갖는 부착 플레이트(25)가 용접 작업에 의해 크로스 부재(5)의 배면에 고정될 수 있다. 또한, 부착 플레이트(25), 크로스 부재의 완경사 전방면(9) 및 보강 부재(7)의 전방면 부분(15)을 관통하는 부착 구멍(27)이 제공된다. 부착 구멍(27)은 부착부로 작용한다. 부착 구멍(27)은 보강 부재(7)의 전방면 부분(15)에 제공된 관통 구멍(15b)과, 크로스 부재(5)의 완경사 전방면(9)에 제공된 관통 구멍(9b)과, 부착 플레이트(25)에 제공된 관통 구멍(25a)을 포함한다.
또한, 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 바닥부 스터드 볼트(29)는 크로스 부재(5) 및 보강 부재(7) 전방에서 후방 플로어 패널(1)로부터 차체의 대략 상부 방향으로 돌출한다. 바닥부 스터드 볼트(29)는 후방 시트(22)의 부분을 부착되도록 작용한다. 마찬가지로, 2개의 스터드 볼트(31)는 후방 시트(22)를 부착하도록 각 측면 부재(3)로부터 내향 및 상향으로 비스듬히 돌출될 수 있다. 이와 같이, 후방 시트(22)는 총 6개의 부분(각각 대칭 위치에 3 부분)을 사용하여 차체에 고정될 수 있다.
도6에 도시된 바와 같이, 후방 시트(22)는 리클라이닝 장치(33, 35)를 통해 부착될 수 있다. 중심부 내의 리클라이닝 장치(33)에 의해, 차량의 중심을 향해 측방향으로 장치 본체(33a)로부터 돌출된 후방 부착 브래킷(33b)이 도3에 도시된 너트(23)에 볼트(37)를 조임으로써 고정될 수 있다. 또한, 장치 본체(33a)로부터 차체의 전방을 향해 돌출된 전방 부착 브래킷(33c)은 바닥부 스터드 볼트(29)에 너트(39)를 조임으로써 고정될 수 있다.
추가로, 차량의 측방향으로 외측에서 리클라이닝 장치(35) 내에, 차체의 전방을 향해 장치 본체(35a)로부터 돌출된 부착 브래킷(35b)이 스터드 볼트(31)에 너트(41)를 조임으로써 고정될 수 있다. 또한, 도1에 도시된 라인 C-C를 따라 취한 단면을 도시하고 있는 도7에 도시된 바와 같이, 부착 브래킷(35b)의 부착부는 용접 작업을 통해 측면 부재(3)의 내측에 측면 부재 보강 부재(42)를 고정식으로 접합함으로써 보강될 수 있다.
또한, 격벽(43)의 상부 에지는 용접 작업을 통해 후방 플로어 패널(1)의 전방 단부에 고정식으로 접합될 수 있다. 또한, 결합 구멍(43b)이 상부 에지의 차체의 후방을 향해 굴곡된 플랜지(43a)에 제공될 수 있다. 후방 시트(22)의 시트 쿠션(22c)의 전방 하부 내에 제공된 (도시되지 않은) 결합 돌출부는 결합 구멍(43b)에 삽입되고 그로 인해 거기에 고정식으로 결합될 수 있다.
차량의 측방향으로의 격벽(43)의 양 단부는 용접 작업을 통해 측면 부재(3)에 고정식으로 접합될 수 있다. 차량의 측방향으로의 격벽(43)의 중심 바닥부는 용접 작업을 통해 차체의 전후방(FR) 방향을 따라 연장된 2개의 중심 부재(45)에 고정식으로 접합될 수 있다.
다음으로, 충격 하중력이 차체의 후방으로부터 전술한 차체 구조를 포함하는 차량에 작용할 때, 또는 급제동 작동이 수행될 때, 특히 후방 시트(22)의 시트백(22b)이 차체의 후방의 짐칸 내에 수용된 적재물의 운동으로 인해 충격을 받게될 수 있다.
도8에 도시된 바와 같이, 충격 하중이 (도5에 도시된) 시트백(22b)에 작용하 여, 좌우 한 쌍의 보강 부재(7) 사이의 크로스 부재(5)의 중심부가 취약하게 되고 굴곡되어 차체의 전방(FR 방향)으로 돌출될 수 있다. 도9의 (a)를 참조하면, 실선은 도3에 대응하는 부분을 나타내고(즉, 굴곡 변형되기 전), 이점 쇄선은 굴곡 변형 후의 부분을 나타낸다. 또한, 도9의 (b)에서, 실선은 굴곡 변형 전에 도2에 도시된 라인 D-D를 따라 취한 단면에 대응하는 부분을 나타내고, 이점 쇄선은 굴곡 변형 후의 부분을 나타낸다.
전술한 도면 및 명세서에 기재된 바와 같이, 크로스 부재(5)의 전방으로의 굴곡 변형량(즉, 차체의 전방을 향한 이동량)은 보강 부재(7)에 의해 억제될 수 있다. 또한, 보강 부재(7)는 너트(23)가 부착되는 영역 내에 장착될 수 있다(도3에 도시됨). 따라서, 차체의 전방을 향해 시트백(22b)에 충격 하중이 작용할 때, 너트(23)의 결합 해제가 방지될 수 있다.
바람직하게는, 보강 부재(7)는 차량의 측방향으로의 외측 단부(7a)가 측면 부재(3)와 크로스 부재(5)의 결합부(P) 내에 이격된 위치에 위치되도록 크로스 부재(5)에 장착될 수 있다. 마찬가지로, 전방면 부분(15)의 선단부(15a)와 후방면 부분(17)의 후단부(17a)는 후방 플로어 패널(1)과 크로스 부재(5)의 결합부(Q, R)로부터 이격된 위치에 위치 설정될 수 있다. 그렇게 함으로써, 보강 부재(7)가 크로스 부재(5)에 장착되지 않은 영역은 취약부로 작용할 수 있다.
따라서, 크로스 부재(5)의 전방 좌굴 변형이 발생할 때, 각 결합부(P, Q, R)에서의 상승된 응력 집중이 회피되어서 충격 하중으로부터 야기되는 응력은 분산될 수 있다. 따라서, 상승된 응력 집중으로부터 균열을 야기하지 않고 결합부(P, Q, R)의 결합도가 유지될 수 있다. 즉, 충격 하중이 작용할 때, (균열하기 보다는) 크로스 부재(5)는 보강 부재(7)의 단부 주변에 제공된 취약부에서 굴곡되기 시작하고, 충격 하중의 응력은 분산된다. 따라서, 크로스 부재(3)와 다른 차체 구성 부품의 결합부에서의 상승된 응력 집중이 방지될 수 있고, 그에 따른 균열이 방지된다.
또한, 도4에 도시된 바와 같이, 개구(20)는 취약부로 작용할 수 있고, 보강 부재(7)의 후방면 부분(17)에서부터 상부면 부분(19)의 후단부까지의 부분에 제공될 수 있다. 따라서, 크로스 부재(5)는 전방으로 굴곡하도록 쉽게 변형될 수 있다. 또한, 도9의 (a)에 도시된 바와 같이, 특히 도9의 (b)에 도시된 상부 부분의 전방을 향한 굴곡 변형의 하향 성분은 도9의 (a)에 도시된 것보다 더 크게 될 수 있다. 따라서, 응력은 더 분산될 수 있다.
또한, 개구 부분(20)은 크로스 부재(5)의 급경사 후방면(11)과 편평 상부면(13)의 경계부인 리지 부분(21) 내에 연속적으로 제공된다. 또한, 리지(21)는 개구부(20)를 통해 부분적으로 노출된다. 따라서, 크로스 부재(5)의 변형은 쉽게 수행될 수 있으며, 그로 인해 각 결합부(P, Q, R)에 대한 응력 집중을 회피할 수 있다.
또한, 한 쌍의 보강 부재(7)는 크로스 부재(5)의 양측에 장착될 수 있고, 크로스 부재는 그 사이에 개재된 차량의 측방향으로의 크로스 부재(5)의 중심부를 갖는다. 따라서, 후방으로부터 크로스 부재(5)에 충격 하중이 작용할 때, 차량의 측방향으로의 중심부의 취약부는 굴곡되고, 그로 인해 응력 분산 효과가 발생한다.
도4를 참조하여 설명한 바와 같이, 보강 부재(7)는 개구(20)의 측방향 내향의 후방면 부분(17)의 높이는 개구(20) 주변의 외부보다 더 짧도록 구성된다. 따라서, 차량의 측방향 중심부의 취약부는 더 굴곡될 수 있다.
이와 같이, 보강 부재(7)는 크로스 부재(5)에 장착되어 크로스 부재(5)의 강도 및 후방 시트(22)의 부착 강도를 증가시킬 수 있다. 그러나, 충격 하중이 차체의 후방으로부터 후방 시트(22)에 작용할 때, 크로스 부재(5)와 다른 차체 구성 부품[예컨대, 측면 부재(3) 또는 후방 플로어 패널(1)]의 결합부(예컨대, P, Q, R)에서의 응력 집중은 감소될 수 있다.
따라서, 충격 하중이 크로스 부재(5)에 작용할 때, 응력은 우선 보강 부재(7)의 단부 주변에 집중되고, 이 부분에서 변형이 일어나기 시작한다. 그리고, 충격 하중의 응력은 분산되어 크로스 부재(5)와 다른 차체 구성 부품의 결합부(예컨대, P, Q, R)에 전달된다. 따라서, 이러한 결합부에 대한 과도한 응력 집중으로부터의 균열이 방지될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 이득을 갖는 한정된 수의 실시예에 대해서 소개되었지만, 당업자는 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않는 다른 실시예들이 발명될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 본 발명의 범주는 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.
도1은 본 발명의 실시예에 따라 구성된 차체의 사시도.
도2는 도1에 도시된 차체의 평면도.
도3은 도2에 도시된 라인 A-A를 따라 취한 단면도.
도4는 도1에 도시된 화살표 B로 지시된 부분을 도시한 도.
도5는 도1에 도시된 후방 플로어에 후방 시트가 부착된 상태를 도시한 사시도.
도6은 도5에 도시된 후방 시트에 장착된 리클라이닝 장치가 도1에 도시된 차체에 부착된 상태를 도시한 사시도.
도7은 도1에 도시된 라인 C-C를 따라 취한 단면도.
도8은 크로스 부재가 도2에 도시된 차체의 전방으로 굴곡된 상태를 도시한 도.
도9의 (a)는 크로스 부재가 도3에 도시된 상태에서 차체의 전방으로 굴곡되기 전과 후의 상태를 도시한 도.
도9의 (b)는 크로스 부재가 도2에 도시된 라인 D-D를 따라 취한 단면에 대응하는 영역에서 차체의 전방으로 굴곡되기 전과 후의 상태를 도시한 도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 후방 플로어 패널
3 : 측면 부재
5 : 크로스 부재
7 : 보강 부재
22 : 후방 시트

Claims (19)

  1. 차량의 측방향을 가로질러 연장되며, 차체 구성 부품에 결합되는 크로스 부재와,
    상기 크로스 부재에 장착된 보강 부재를 포함하며,
    상기 보강 부재는 상기 차체 구성 부품과 크로스 부재의 결합부로부터 이격되는 차체 구조.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보강 부재는 상기 크로스 부재의 전방면에 대응하는 전방면 부분과,
    상기 크로스 부재의 후방면에 대응하는 후방면 부분과,
    상기 전방면 부분 및 후방면 부분에 연결되고, 상기 크로스 부재의 상부면에 대응하는 상부면 부분을 포함하고,
    상기 보강 부재의 후방면 부분에는 개구부가 제공되는 차체 구조.
  3. 제2항에 있어서, 상기 개구부는 상기 크로스 부재의 후방면과 상부면 사이에서 측방향을 따라 연장된 크로스 부재의 리지부를 포함하도록 제공되는 차체 구조.
  4. 제1항에 있어서, 상기 차체 구성 부품은 상기 차체의 전후방 방향을 따라 연장된 측면 부재를 포함하는 차체 구조.
  5. 제1항에 있어서, 상기 차체 구성 부품은 플로어 패널을 포함하는 차체 구조.
  6. 제1항에 있어서, 상기 크로스 부재의 보강되지 않은 중심부가 그 사이에 개재되도록 한 쌍의 보강 부재가 상기 크로스 부재의 대향측에 장착되는 차체 구조.
  7. 제1항에 있어서, 상기 보강 부재가 장착되는 크로스 부재의 일부분에 부착되는 시트를 포함하는 차체 구조.
  8. 제1항에 있어서, 상기 크로스 부재의 보강되지 않은 중심부가 그 사이에 개재되도록 크로스 부재의 대향측에 장착된 한 쌍의 보강 부재를 포함하는 차체 구조.
  9. 제1항에 있어서, 상기 보강 부재의 에지는 상기 결합부로부터 이격되는 차체 구조.
  10. 상기 크로스 부재를 따라 하나 이상의 보강 부재를 장착하는 단계와,
    상기 크로스 부재와 차체 구성 부품 사이에 하나 이상의 결합부로부터 소정의 거리에 하나 이상의 보강 부재의 하나 이상의 에지를 위치시키는 단계를 포함하는 차체의 크로스 부재 보강 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 소정 거리는 상기 크로스 부재의 굴곡 변형 시에 상기 하나 이상의 결합부에서의 응력 집중을 감소시키도록 구성되는 차체의 크로스 부재 보강 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 하나 이상의 보강 부재 부근의 크로스 부재에 차량 시트를 장착하는 단계를 더 포함하는 차체의 크로스 부재 보강 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 보강 부재는 상기 크로스 부재의 굴곡 변형 시에 상기 하나 이상의 결합부의 굴곡을 허용하고 크로스 부재의 굴곡을 제한하도록 구성된 차체의 크로스 부재 보강 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 하나 이상의 보강 부재 부근의 크로스 부재에 시트를 부착하는 단계를 더 포함하는 차체의 크로스 부재 보강 방법.
  15. 차량의 측방향을 가로질러 연장하는 크로스 부재 수단과,
    상기 크로스 부재 수단을 차체 구성 부품에 결합하기 위한 결합 수단과,
    상기 크로스 부재 수단에 장착되고 상기 결합 수단으로부터 이격된 보강 수단을 포함하는 차체 구조.
  16. 제15항에 있어서, 상기 보강 수단은 상기 크로스 부재 수단의 굴곡 변형 시에 상기 결합 수단에서의 응력 집중을 감소시키도록 구성되는 차체 구조.
  17. 제15항에 있어서, 상기 크로스 부재 수단의 보강되지 않은 중심부가 그 사이에 존재하도록 크로스 부재 수단의 대향측에 장착된 한 쌍의 보강 부재를 더 포함하는 차체 구조.
  18. 제15항에 있어서, 상기 보강 수단 부근의 크로스 부재 수단에 부착되는 시트 수단을 포함하는 차체 구조.
  19. 제15항에 있어서, 상기 보강 수단의 에지는 상기 결합 수단으로부터 이격되는 차체 구조.
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