KR20100060115A - 자동차의 후부 차체구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 후부 차체구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래 3중 박스구조에 패키지 트레이 프레임을 중심으로 제4의 환형 박스구조를 형성하고 이 박스구조를 C-필라의 제3박스구조에 연결하는 BIW 상부 4중 박스구조에 관한 것이다.

본 발명에 따른 자동차의 후부 차체구조는, 자동차의 후방의 상부에 횡방향으로 설치되는 패키지 트레이 프레임과, 상기 패키지 트레이 프레임의 하부 양측에 종방향으로 설치되는 리어 사이드멤버와, 상기 패키지 트레이 프레임의 후단 하방으로 일단이 수직 결합되어 그 타단이 리어 사이드멤버의 외측에 위치하는 쿼터패널 사이드멤버와, 상기 쿼터패널 사이드멤버의 내측에 결합되는 쿼터패널 사이드인터멤버와, 상기 리어 사이드멤버의 외측에 결합되어 리어 플로어 사이드패널을 사이에 두고 쿼터패널 사이드인터멤버와 결합하는 리어 사이드멤버 사이드익스텐션으로 구성되어, 상기 자동차의 후방에 패키지 트레이 프레임을 중심으로 환형의 박스구조가 형성되는 것을 특징으로 한다.

차체구조, 4중 박스구조, 소음, 패키지 트레이 프레임

Description

자동차의 후부 차체구조 {Rear Body Structure of Vehicles}

본 발명은 자동차의 후부 차체구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래 3중 박스구조에 패키지 트레이 프레임을 중심으로 제4의 환형 박스구조를 형성하고 이 박스구조를 C-필라의 제3박스구조에 연결하는 BIW 상부 4중 박스구조에 관한 것이다.

차체 BIW(Body In White)는 자동차의 차체를 제작하는 과정에서 도장이 실시되기 이전의 내/외장 조립물이 전혀 부착되지 않은 상태의 최종 차체공정을 마친 패널로 수성된 차체의 프레임을 말하는 것이다.

고정된 루프를 가지고 전후 2열의 좌석이 있는 승용차인 세단(sedan) 차량의 일반적인 차체(BIW)구조는 후석 시인성 및 리어도어 글라스의 작동성을 고려하여 도 1a와 같이 C-필라(1) 부위에 쿼터 글라스(2)를 적용하는 구조와, 도 1b와 같이 C-필라(1) 부위에 쿼터 글라스를 적용하지 않는 구조로 이루어진다.

또한, 차체 강성을 확보하기 위해 도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이 쿼터 글라스의 적용 유무에 관계없이 실내 캐빈을 A-필라(4), B-필라(3), C-필라(3) 부위를 중심으로 제1박스구조(10), 제2박스구조(20), 제3박스구조(30)의 3중의 박스 구조를 형성하였다.

한편, 자동차 후부의 트렁크룸은 차량 실내와 트렁크룸을 분리하는 패키지 트레이(5)와, 상기 쿼터 로어패널(6)과, 트렁크룸 패널에 스페어타이어를 안착할 수 있도록 하부로 오목한 형태로 형성되는 스페어타이어 웰과, 상기 트렁크룸 패널의 후방으로 트렁크룸 패널과 수직을 이루며 고정 설치되는 백패널로 이루어진다.

그런데 상기한 트렁크룸의 구조는 NVH(Noise Vibration Hardeness) 측면에서 볼 때 특히 패키지 트레이(5)와 쿼터 로어패널(6) 진동은 실내소음을 야기하는 소음 스피커 역할을 하고 있다.

즉, 제3박스구조(10)를 구성하는 C-필라(1)에 패키지 트레이 프레임(7)이 연결되지 않고 단절됨에 따라, 종굽힘 강성 및 비틀림 강성에 불리하며, 패키지 트레이 프레임(7)이 쿼터 로어패널(6)에 연결됨에 따라 패키지 트레이(5) 진동 발생이 용이하고, 쿼터 로어패널(6) 진동으로 실내 소음이 야기되는 문제점이 있었다.

실제로 도 3의 그래프에서 나타낸 바와 같이 완성차 해석 모델에서의 소음 해석 결과, 엔진 가속시 쿼터 로어패널(6) 진동에 의해 81Hz 영역에서 소음이 약 55dB인 것을 알 수 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 종래 3중 박스구조에 패키지 트레이 프레임을 중심으로 제4의 환형 박스구조를 형성하고 이 박스구조를 C-필라의 제3박스구조에 연결하여, 비틀림 강성 및 굽힘 감성을 효과적으로 보강하고, 패키지 트레이 국부 강성 및 쿼터 로어패널의 진동을 저감하여 소음을 줄일 수 있는 자동차의 후부 차체구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차의 후부 차체구조는, 자동차의 후방의 상부에 횡방향으로 설치되는 패키지 트레이 프레임과,

상기 패키지 트레이 프레임의 하부 양측에 종방향으로 설치되는 리어 사이드멤버와,

상기 패키지 트레이 프레임의 후단 하방으로 일단이 수직 결합되어 그 타단이 리어 사이드멤버의 외측에 위치하는 쿼터패널 사이드멤버와,

상기 쿼터패널 사이드멤버의 내측에 결합되는 쿼터패널 사이드인터멤버와,

상기 리어 사이드멤버의 외측에 결합되어 리어 플로어 사이드패널을 사이에 두고 쿼터패널 사이드인터멤버와 결합하는 리어 사이드멤버 사이드익스텐션으로 구성되어,

상기 자동차의 후방에 패키지 트레이 프레임을 중심으로 환형의 박스구조가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 과제 해결 수단에 의하면, 비틀림 강성 및 굽힘 강성을 효과적으로 보강할 수 있고, 패키지 트레이 국부 강성 및 쿼터 로어패널의 진동 저감으로 소음을 줄일 수 있으며, 후방 충돌 성능을 향상시킬 수 있다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 자동차의 제4박스구조를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4에 나타낸 제4박스구조를 채용한 자동차의 4중박스 구조도로서, 종래와 같은 구성요소에 대해서는 종래와 같은 도번을 부여한다.

어퍼바디의 3중 박스구조에 종래 자동차의 후부를 구성하는 패키지 트레이 프레임(7)과 리어 사이드멤버(53)를, 연결부재인 쿼터패널 사이드멤버(41), 쿼터패널 사이드인터멤버(42)와 리어 사이드멤버 사이드익스텐션(43)에 의해 연결됨으로써 패키지 트레이 프레임(7)을 중심으로 환형의 제4박스구조(40)가 형성된다.

좀 더 상세히 설명하면, 패키지 트레이 프레임(7)이 자동차의 후방의 상부에 횡방향으로 설치되고, 그 하부 양측에 리어 사이드멤버(53)가 종방향으로 설치된 상태에서, 패키지 트레이 프레임(7)의 후단 하방으로 쿼터패널 사이드멤버(41)의 일단이 수직으로 결합되어 그 타단이 리어 사이드멤버(53)에서 소정거리 이격된 외측에 수평으로 위치한다.

상기 쿼터패널 사이드멤버(41)의 내측에 쿼터패널 사이드인터멤버(42)가 용 접에 의해 결합되고, 상기 리어 사이드멤버(53)의 외측에 리어 사이드멤버 사이드익스텐션(43)이 결합되어, 상기 쿼터패널 사이드인터멤버(42)와 리어 사이드멤버 사이드익스텐션(43)이 리어 플로어 사이드패널(54)을 사이에 두고 용접에 의해 결합된다.

이와 같이 형성된 제4박스구조(40)가 C-필라(1)를 중심으로 형성된 제3박스구조(30)에 연결되되, 제3박스구조(30)에 연결된 쿼터필라 어퍼레인포스먼트(51)가 후방으로 연장되어 패키지 트레이 프레임(7)에 결합되고, 쿼터필라 어퍼레인포스먼트(51)가 하방으로 연장되어 쿼터필라 센터레인포스먼트(52)에 결합된다.

상술한 차체 구조는 아래의 결합 순서에 의해 이루어진다.

먼저, 쿼터필라 어퍼레인포스먼트(51)를 연장하여 쿼터필라 센터레인포스먼트(52)와 패키지 트레이 프레임(7)에 결합하고, 쿼터패널 사이드멤버(41)를 쿼터필라 어퍼레인포스먼트(51)와 패키지 트레이 프레임(7)의 연결부에 결합하면서 쿼터 로어패널(6)에 용접한다.

상기 쿼터패널 사이드멤버(41)와 쿼터패널 사이드인터멤버(42)를 용접하고 이 쿼터패널 사이드인터멤버(42)와 리어 사이드멤버 사이드익스텐션(43)을 리어 플로어 사이드패널(54)을 사이에 두고 용접한다.

그리고 리어 사이드멤버 사이드익스텐션(43)을 리어 사이드멤버(53)와 결합한다.

이와 같이 제4박스구조(40)를 형성하고, 이 제4박스구조(40)를 레인포스먼트(51,52)를 이용하여 제3박스구조(30)에 연결함으로써 비틀림 강성 및 굽힘 강성 을 효과적으로 보강할 수 있다.

즉, BIW 정/동강성 해석 결과에 의하면 동강성에 있어서, 비틀림 강성이 30.2Hz에서 32.4Hz로 7.2%, 종굽힘 강성은 51.0Hz에서 52.1Hz로 2.2% 향상되었다.

그리고 정강성에 있어 비틀림 강성은 7.4%, 굽힘 강성은 2.9% 향상되었다.

또한, 패키지 트레이 프레임(7)을 쿼터 로어패널(6) 및 쿼터패널 사이드멤버(41)에 연결시킴으로써 패키지 트레이(5)의 국부 강성을 향상시키고 쿼터 로어패널(6) 진동 저감으로 소음을 저감할 수 있었다.

즉, 도 6에 나타낸 바와 같이 본 발명에 의하면 소음 해석 결과, 엔진 가속시 81Hz 영역에서 소음이 약 55dB에서 51dB로 약 4dB 저감됨을 알 수 있다.

그리고 제4박스구조(40)를 쿼터패널 사이드인터멤버(42)와 리어 사이드멤버 사이드익스텐션(43)을 이용하여 리어 사이드멤버(53)에 연결함으로써 후방 충돌시 리어 사이드 멤버(43)의 밀림량을 최소화하여 후방 충돌 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1a와 도 1b는 쿼터글라스 유무에 따른 종래 자동차의 차체 구조도,

도 2a와 도 2b는 도 1a와 도 1b에 나타낸 자동차의 3중박스 구조도,

도 3은 종래 완성 자동차의 소음 해석 결과 그래프,

도 4는 본 발명에 따른 자동차의 제4박스 구조를 나타내는 도면,

도 5는 도 4에 나타낸 제4박스 구조를 채용한 자동차의 4중박스 구조도.

도 6은 종래 기술과 본 발명에 따른 완성 자동차의 소음 해석 결과 비교 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: C-필라 7: 패키지 트레이 프레임

30: 제3박스구조 40: 제4박스구조

41: 쿼터패널 사이드멤버 42: 쿼터패널 사이드인터멤버

43: 리어 사이드멤버 사이드익스텐션

53: 리어 사이드멤버

Claims (2)

1. 자동차의 후방의 상부에 횡방향으로 설치되는 패키지 트레이 프레임과,

   상기 패키지 트레이 프레임의 하부 양측에 종방향으로 설치되는 리어 사이드멤버와,

   상기 패키지 트레이 프레임의 후단 하방으로 일단이 수직 결합되어 그 타단이 리어 사이드멤버의 외측에 위치하는 쿼터패널 사이드멤버와,

   상기 쿼터패널 사이드멤버의 내측에 결합되는 쿼터패널 사이드인터멤버와,

   상기 리어 사이드멤버의 외측에 결합되어 리어 플로어 사이드패널을 사이에 두고 쿼터패널 사이드인터멤버와 결합하는 리어 사이드멤버 사이드익스텐션으로 구성되어,

   상기 자동차의 후방에 패키지 트레이 프레임을 중심으로 환형의 박스구조가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 후부 차체구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 박스구조가 C-필라를 중심으로 형성된 또 다른 박스구조에 연결되되,

   상기 또 다른 박스구조에 연결된 쿼터필라 어퍼레인포스먼트가 후방으로 연장되어 패키지 트레이 프레임에 결합되고, 쿼터필라 어퍼레인포스먼트가 하방으로 연장되어 쿼터필라 센터레인포스먼트에 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 후부 차체구조.

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