KR20110062110A

KR20110062110A - 차량의 전방 차체구조

Info

Publication number: KR20110062110A
Application number: KR1020090118698A
Authority: KR
Inventors: 김은중
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2009-12-02
Filing date: 2009-12-02
Publication date: 2011-06-10
Also published as: KR101449069B1

Abstract

본 발명은 차량의 전방 차체구조에 관한 것으로, 전방 충돌 및 추돌 사고 시 발생한 충격력(F1)에 의해 서브프레임(5)이 실내가 있는 후방쪽으로 밀리면서 이동하더라도, 대시패널(3)은 실내가 있는 후방쪽으로의 이동양이 최소화되거나 또는 이동이 발생하지 않게 됨으로써 상기 대시패널(3)의 실내공간 침범을 최소화시킬 수 있게 되고, 이로 인해 실내측 탑승자의 상해치를 최소화시킬 수 있게 되며, 더 나아가 유럽과 북미 지역에서 강화된 법규를 충분히 만족시킬 수 있도록 된 것이다.

전방, 차체, 파이프너트

Description

차량의 전방 차체구조{Front body structure of vehicle}

본 발명은 전방 충돌 및 추돌 사고 시 발생한 충격력이 실내쪽으로 전달되는 것을 최소화시킬 수 있도록 하는 차량의 전방 차체구조에 관한 기술이다.

일반적으로, 엔진룸의 공간을 형성하는 전방 차체구조는 도 1과 같이 프론트 사이드멤버(1)와 펜더 에이프런 어퍼 멤버(2)와 대시패널(3)과 카울패널(4) 및 서브프레임(5)을 포함하여 이루어진 구성이다.

상기 서브프레임(5)은 서스펜션과 엔진 및 변속기 등의 마운팅 자리를 제공하면서 엔진의 구조를 보강하여 차체의 비틀림 강성과 횡강성 성능을 향상시키는 역할을 하는 것으로, 전방쪽은 상기 프론트 사이드멤버(1)와 결합되어 설치되고 후방쪽은 운전석 하부의 대시패널(3)과 결합된 구조를 갖고 있다.

여기서, 상기 대시패널(3)과 상기 서브프레임(5)의 결합구조에 대해 도 2를 참고하여 보다 자세히 살펴보면, 상기 대시패널(3)과 상기 서브프레임(5)은 상하 방향으로 서로 떨어진 상태로 설치되어 있고, 박스형상 단면을 갖춘 서브프레임 마운팅 브라켓(6)이 상기 대시패널(3)과 상기 서브프레임(5)을 연결하고 있는 구조로서, 상기 서브프레임 마운팅 브라켓(6)의 전방쪽 일단은 상기 대시패널(3)의 밑면 에 결합되고, 상기 서브프레임 마운팅 브라켓(6)의 후방쪽 타단은 보강패널(7)의 후방쪽 일단과 중첩된 상태로 상기 대시패널(3)의 밑면에 결합되며, 상기 서브프레임 마운팅 브라켓(6)의 중간부위가 상기 서브프레임(5)쪽으로 돌출되어서 상기 서브프레임(5)의 윗면에 안착되는 형태로 설치된 구조이다.

상기 보강패널(7)의 전방쪽 타단은 차체의 전방쪽으로 연장되어서 상기 서브프레임 마운팅 브라켓(6)의 안쪽면에 결합되는 바, 이에 따라 상기 서브프레임 마운팅 브라켓(6)의 내부공간은 상기 보강패널(7)에 의해 상,하부챔버(8,9)로 분할된 구조를 갖게 된다.

상기 서브프레임 마운팅 브라켓(6)의 하부챔버(9)에는 파이프너트(10)가 설치되는데, 상기 파이프너트(10)의 상단은 상기 보강패널(7)을 관통하여서 상기 상부챔버(8)로 돌출된 상태가 되도록 상기 상부챔버(8)와 용접 결합되어 설치되고, 상기 파이프너트(10)의 하단은 수직 하방으로 배치되어서 상기 서브프레임 마운팅 브라켓(6)의 안쪽면에 용접 결합되어 설치된 구조이다.

도면부호 W1,W2는 용접부를 나타낸 것이다.

상기 서브프레임 마운팅 브라켓(6)에서 상기 파이프너트(10)의 하단과 대면하는 부위에는 브라켓구멍(6a)이 형성되고, 상기 서브프레임(5)에서 상기 브라켓구멍(6a)과 대면하는 부위에는 볼트구멍(5a)이 형성되어 있는 바, 상기 서브프레임(5)의 하단에서부터 상기 볼트구멍(5a)으로 조립볼트(11)를 삽입하고 계속해서 상기 브라켓구멍(6a)을 관통시킨 다음 상기 파이프너트(10)와 체결하게 됨으로써, 상기 서브프레임(5)과 상기 서브프레임 마운팅 브라켓(6)의 조립이 이루어지고, 이 로 인해 상기 대시패널(3)과 상기 서브프레임(5)은 상기 서브프레임 마운팅 브라켓(6)을 매개로 연결된 구조를 갖게 되는 것이다.

한편, 유럽과 북미 지역에서는 전방 충돌 및 추돌 사고 시 발생한 충격력에 의해 실내측 탑승자가 부상당하는 것을 최대한 예방할 수 있도록 최근에 법규를 강화하고 있는 실정이다.

그런데, 상기와 같은 종래의 전방 차체구조는 서브프레임(5)과 서브프레임 마운팅 브라켓(6)의 결합력이 큰 구조이기 때문에, 전방 충돌 및 추돌 사고 시 발생한 충격력(F1)에 의해 상기 서브프레임(5)과 상기 서브프레임 마운팅 브라켓(6) 및 대시패널(3)이 함께 차체의 후방쪽으로 밀리면서 실내공간을 침범하게 되고, 이에 따라 실내측 탑승자 특히 운전자와 조수석 탑승자가 큰 부상을 당하는 문제점이 있으며, 이로 인해 유럽과 북미 지역에서 강화된 법규를 만족시키지 못하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 전방 충돌 및 추돌 사고 시 발생한 충격력에 의해 조립볼트와 파이프너트가 분리되는 구조를 갖도록 개선함으로써, 서브프레임 마운팅 브라켓과 대시패널의 실내측 밀림양을 최소화시킬 수 있도록 하고, 이를 통해 실내측 탑승자의 안전을 최대한 보장하여 부상 당하는 것을 예방할 수 있도록 하며, 더 나아가 유럽과 북미 지역에서 강화된 법규를 충분히 만족시킬 수 있는 차량의 전방 차체구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 전방 차체구조는, 운전석 하부의 대시패널 밑면에 결합되어 설치된 서브프레임 마운팅 브라켓과; 상기 서브프레임 마운팅 브라켓의 내부공간을 상,하부챔버로 분리하도록 양단이 상기 서브프레임 마운팅 브라켓과 결합되어 설치된 보강패널과; 상기 서브프레임 마운팅 브라켓의 내부공간 중 상기 하부챔버에 수직한 상태로 세워져서 설치됨과 더불어 차체의 후방을 향하는 부위가 너트홀을 통해 오픈되게 형성된 파이프너트와; 상기 서브프레임 마운팅 브라켓의 하부에 밀착된 서브프레임과 상기 서브프레임 마운팅 브라켓을 순차적으로 관통한 후 상기 파이프너트에 체결됨과 더불어 선단부가 상기 파이프너트 및 상기 보강패널을 관통하여 상기 서브프레임 마운팅 브라켓의 내부공간 중 상기 상부챔버로 돌출되게 설치된 조립볼트와; 상기 상부챔버로 돌출된 상기 조립볼트의 선단에 체결되는 조립너트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 전방 충돌 및 추돌 사고 시 발생한 충격력에 의해 서브프레임이 실내가 있는 후방쪽으로 밀리면서 이동하더라도, 대시패널은 실내가 있는 후방쪽으로의 이동양이 최소화되거나 또는 이동이 발생하지 않게 됨으로써 상기 대시패널의 실내공간 침범을 최소화시킬 수 있게 되고, 이로 인해 실내측 탑승자의 상해치를 최소화시킬 수 있게 되며, 더 나아가 유럽과 북미 지역에서 강화된 법규를 충분히 만족시킬 수 있는 효과가 있다.

도 3에는 본 발명에 따른 전방 차체구조에 대한 단면도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명에 따른 파이프너트의 단면도가 도시되어 있다.

엔진룸의 공간을 형성하는 차량의 전방 차체구조는 도 1을 참조로 전술하였던 바와 같이 프론트 사이드멤버(1)와 펜더 에이프런 어퍼 멤버(2)와 대시패널(3)과 카울패널(4) 및 서브프레임(5)을 포함한 구성으로 이루어진다.

상기 서브프레임(5)은 서스펜션과 엔진 및 변속기 등의 마운팅 자리를 제공하면서 엔진의 구조를 보강하여 차체의 비틀림 강성과 횡강성 성능을 향상시키는 역할을 하는 것으로, 전방쪽은 상기 프론트 사이드멤버(1)와 결합되어 설치되고 후방쪽은 운전석 하부의 대시패널(3)과 결합된 구조이다.

여기서, 상기 대시패널(3)과 상기 서브프레임(5)의 결합구조에 대해 도 3을 참고하여 보다 자세히 살펴보면, 상기 대시패널(3)과 상기 서브프레임(5)은 상하 방향으로 서로 떨어진 상태로 설치되어 있고, 박스형상 단면을 갖춘 서브프레임 마운팅 브라켓(6)이 상기 대시패널(3)과 상기 서브프레임(5)을 연결하고 있는 구조로서, 상기 서브프레임 마운팅 브라켓(6)의 전방쪽 일단은 상기 대시패널(3)의 밑면에 결합되고, 상기 서브프레임 마운팅 브라켓(6)의 후방쪽 타단은 보강패널(7)의 후방쪽 일단과 중첩된 상태로 상기 대시패널(3)의 밑면에 결합되며, 상기 서브프레임 마운팅 브라켓(6)의 중간부위가 상기 서브프레임(5)쪽으로 돌출되어서 상기 서브프레임(5)의 윗면에 안착되는 형태로 설치된 구조이다.

상기 보강패널(7)의 전방쪽 타단은 차체의 전방쪽으로 연장되어서 상기 서브 프레임 마운팅 브라켓(6)의 안쪽면에 결합되는 바, 이에 따라 상기 서브프레임 마운팅 브라켓(6)의 내부공간은 상기 보강패널(7)에 의해 상,하부챔버(8,9)로 분할된 구조를 갖게 된다.

상기 서브프레임 마운팅 브라켓(6)의 하부챔버(9)에는 파이프너트(20)가 수직한 방향으로 세워져서 설치되는데, 상기 파이프너트(20)의 상단은 상기 보강패널(7)과 용접되어 설치된다.

또한, 상기 파이프너트(20)는 차체의 후방을 향하는 부위가 도 3 및 도 4와 같이 너트홀(21)을 통해 오픈되게 형성된 구조로서, 상기 너트홀(21)은 상기 파이프너트(20)의 상단에서 하단까지 동일한 폭(L1)으로 형성된다.

그리고, 상기 서브프레임 마운팅 브라켓(6)에서 상기 파이프너트(20)의 하단과 대면하는 부위에는 브라켓구멍(6a)이 형성되고, 상기 보강패널(7)에서 상기 파이프너트(20)의 상단과 대면하는 부위에는 패널구멍(7a)이 형성되며, 상기 서브프레임(5)에서 상기 브라켓구멍(6a)과 대면하는 부위에는 볼트구멍(5a)이 형성된다.

조립볼트(30)는 상기 서브프레임(5)의 하단에서부터 상기 볼트구멍(5a)으로 삽입하고 계속해서 상기 파이프너트(20)와 체결한 후 상기 패널구멍(7a)을 통해 선단부가 상기 상부챔버(8)로 돌출되게 설치한다.

그리고, 상기 상부챔버(8)로 돌출된 상기 조립볼트(30)의 선단에는 조립너트(40)가 체결되는데, 상기 조립너트(40)는 상기 조립볼트(30)와 체결된 상태에서 하단부가 상기 보강패널(7)과 용접되어 설치된다.

이에 따라, 상기 서브프레임(5)과 상기 서브프레임 마운팅 브라켓(6)은 상기 파이프너트(20)와 상기 조립볼트(30)의 체결력에 의해 조립이 이루어지고, 상기 대시패널(3)과 상기 서브프레임(5)은 상기 서브프레임 마운팅 브라켓(6)을 매개로 연결된 구조를 갖게 되는 것이다.

한편, 상기 파이프너트(20)에 형성된 상기 너트홀(21)의 폭(L1)은 상기 조립볼트(30)의 직경(D1)에 대해 0.35D1 내지 0.45D1의 치수를 갖도록 형성된다.

상기 너트홀(21)의 폭(L1)이 너무 크면 작은 충격에도 조립볼트(30)가 쉽게 빠져나와서 파이프너트(20)와의 결합이 해제될 수 있기 때문에 서브프레임(5)의 결합력이 나빠지게 되고, 반대로 상기 폭(L1)이 너무 작으면 본 발명이 추구하는 충격흡수 기능을 용이하게 실행할 수 없게 된다.

이하, 본 발명의 작용에 대해 설명한다.

전방 충돌 및 추돌 사고가 발생하여 충격력(F1)이 도 5와 같이 서브프레임(5)에 전달되면 상기 서브프레임(5)은 차체의 후방으로 밀리게 되며, 상기 서브프레임(5)을 관통하고 있는 조립볼트(30)는 브라켓구멍(6a)을 관통하고 있는 부위를 기준으로 상,하단이 반 시계방향으로 회전하게 된다.

이때, 브라켓구멍(6a)은 차체의 후방을 향하는 부위가 찢어지게 되고, 파이프너트(20)의 너트홀(21)은 조립볼트(30)가 빠져나오려고 하는 힘에 의해 파손되며, 상단쪽의 조립너트(40)는 보강패널(7)과의 용접부가 파손되어 상기 보강패널(7)로부터 떨어지게 된다.

따라서, 전방 충돌 및 추돌 사고 시 발생한 충격력(F1)에 의해 서브프레임(5)이 실내가 있는 후방쪽으로 밀리면서 이동하더라도, 상기 서브프레임(5)의 이 동력이 서브프레임 마운팅 브라켓(6) 및 보강패널(7)에 의해 흡수되어 대시패널(3)로의 전달이 차단됨으로써, 상기 대시패널(3)은 실내가 있는 후방쪽으로의 이동양이 최소화되거나 또는 이동이 발생하지 않게 된다.

이 결과, 대시패널(3)의 실내공간 침범이 최소화됨으로써 실내측 탑승자 특히 운전자와 조수석 탑승자의 상해치를 최소화시킬 수 있게 되며, 더 나아가 유럽과 북미 지역에서 강화된 법규를 충분히 만족시킬 수 있게 된다.

도 1은 전방 차체구조를 설명하기 위한 도면,

도 2는 종래의 전방 차체구조로서, 대시패널과 서브프레임의 결합부위 단면도,

도 3는 본 발명에 따른 전방 차체구조로서, 대시패널과 서브프레임의 결합부위 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 파이프너트의 단면도,

도 5는 전방 충돌 및 추돌 시 충격 흡수 상태를 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

3 - 대시패널 5 - 서브프레임

6 - 서브프레임 마운팅 브라켓 7 - 보강패널

8 - 상부챔버 9 - 하부챔버

21 - 너트홀 20 - 파이프너트

30 - 조립볼트 40 - 조립너트

Claims

운전석 하부의 대시패널 밑면에 결합되어 설치된 서브프레임 마운팅 브라켓과;

상기 서브프레임 마운팅 브라켓의 내부공간을 상,하부챔버로 분리하도록 양단이 상기 서브프레임 마운팅 브라켓과 결합되어 설치된 보강패널과;

상기 서브프레임 마운팅 브라켓의 내부공간 중 상기 하부챔버에 수직한 상태로 세워져서 설치됨과 더불어 차체의 후방을 향하는 부위가 너트홀을 통해 오픈되게 형성된 파이프너트와;

상기 서브프레임 마운팅 브라켓의 하부에 밀착된 서브프레임과 상기 서브프레임 마운팅 브라켓을 순차적으로 관통한 후 상기 파이프너트에 체결됨과 더불어 선단부가 상기 파이프너트 및 상기 보강패널을 관통하여 상기 서브프레임 마운팅 브라켓의 내부공간 중 상기 상부챔버로 돌출되게 설치된 조립볼트와;

상기 상부챔버로 돌출된 상기 조립볼트의 선단에 체결되는 조립너트;

를 포함하는 차량의 전방 차체구조.
청구항 1에 있어서, 상기 파이프너트는 상단부가 상기 보강패널과 용접되어 설치된 것;

을 특징으로 하는 차량의 전방 차체구조.
청구항 1에 있어서, 상기 조립너트는 상기 조립볼트에 체결된 상태에서 상기 보강패널과 용접되어 설치된 것;

을 특징으로 하는 차량의 전방 차체구조.
청구항 1에 있어서, 상기 파이프너트에 형성된 상기 너트홀은 상기 파이프너트의 상단에서 하단까지 동일한 폭(L1)으로 형성된 것;

을 특징으로 하는 차량의 전방 차체구조.
청구항 4에 있어서, 상기 너트홀의 폭(L1)은 상기 조립볼트의 직경(D1)에 대해 0.35D1 내지 0.45D1의 치수를 갖도록 형성된 것;

을 특징으로 하는 차량의 전방 차체구조.