KR20140101774A - 차량 전부 구조 - Google Patents

차량 전부 구조

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Abstract

본 발명에 관련된 차량 전부 구조는, 차량 전단측에 차량 폭 방향을 길이 방향으로 하여 배치된 범퍼 리인포스먼트와, 차량 전부의 양측에 차량 전후 방향을 길이 방향으로 하여 배치된 한 쌍의 프론트 사이드 멤버를 구비하고 있다. 이들의 프론트 사이드 멤버의 차량 전후 방향의 전단부의 각각과 범퍼 리인포스먼트는, 한 쌍의 크래시 박스에 의해 각각 연결되어 있다. 이들의 크래시 박스에는, 차량 전후 방향으로 간격을 둔 복수의 취약부가 각각 형성되어 있다. 또한, 한 쌍의 크래시 박스에는, 차량용 냉각 장치가 배치되어 있다. 이 차량용 냉각 장치를 지지하는 한 쌍의 지지 부재는, 차량 폭 방향으로부터 보아 인접하는 취약부의 사이에서 각크래시 박스에 결합되어 있다.

Description

차량 전부 구조{VEHICLE FRONT STRUCTURE}
본 발명은, 차량 전부(前部) 구조에 관한 것이다.
크래시 박스의 차량 폭 방향의 내측에 배치된 라디에이터 서포트 사이드를 지지하는 지지 브래킷을 구비한 차량용 냉각 유닛의 지지 구조가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1). 특허문헌 1에 개시된 차량용 냉각 유닛의 지지 구조에서는, 지지 브래킷이 프론트 사이드 멤버와 크래시 박스의 연결부에 설치되어 있다. 이것에 의해, 차량 전면 충돌(이하, 단순히 「전면 충돌」로 한다)에 의해 크래시 박스가 축 방향을 따라 압축 변형되었을 때에, 지지 브래킷이 크래시 박스에 간섭하지 않도록 되어 있다.
일본국 공개특허 특개2010-285045호 공보
그러나, 특허문헌 1에 개시된 차량용 냉각 유닛의 지지 구조에서는, 지지 브래킷이 필요해지기 때문에, 부품 점수가 증가한다. 한편, 지지 브래킷을 생략하고, 크래시 박스의 측면에 라디에이터 서포트 사이드를 결합하면, 크래시 박스의 축 방향에 따른 압축 변형에 대하여 라디에이터 서포트 사이드가 저항하고, 크래시 박스의 축 방향에 따른 압축 변형이 저해될 가능성이 있다.
본 발명은, 상기의 사실을 고려하고, 크래시 박스의 축 방향에 따른 압축 변형에 대한 지지 부재의 저항력을 저감하면서, 크래시 박스에 지지 부재를 결합할 수 있는 차량 전부 구조를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 태양에 관련된 차량 전부 구조는, 차량 전단측에 차량 폭 방향을 길이 방향으로 하여 배치된 범퍼 리인포스먼트와, 차량 전부의 양측에 차량 전후 방향을 길이 방향으로 하여 배치된 한 쌍의 프론트 사이드 멤버와, 한 쌍의 상기 프론트 사이드 멤버의 차량 전후 방향의 전단부의 각각과 상기 범퍼 리인포스먼트를 연결함과 함께, 차량 전후 방향으로 간격을 둔 복수의 취약부가 각각 형성된 한 쌍의 크래시 박스와,
한 쌍의 상기 크래시 박스의 사이에 배치된 차량용 냉각 장치를 지지함과 함께, 차량 폭 방향으로부터 보아 인접하는 상기 취약부의 사이에서 상기 크래시 박스에 각각 결합된 한 쌍의 지지 부재를 구비하고 있다.
본 발명의 제 1 태양에 관련된 차량 전부 구조에 의하면, 한 쌍의 크래시 박스에는, 복수의 취약부가 차량 전후 방향으로 간격을 두고 각각 형성되어 있다. 그 때문에, 예를 들면, 전면 충돌 등에 의해 범퍼 리인포스먼트로부터 크래시 박스에 차량 전후 방향의 후측으로 향한 소정값 이상의 충돌 하중이 입력되었을 때에, 크래시 박스가 축 방향을 따라 압축 변형한다. 이것에 의해, 전면 충돌 등에 의한 충돌 에너지가 흡수된다.
여기서, 각 크래시 박스에는, 차량용 냉각 장치를 지지하는 지지 부재가 각각 결합되어 있다. 이들의 지지 부재는, 차량 폭 방향으로부터 보아 인접하는 취약부의 사이에서 각 크래시 박스에 결합되어 있다. 이것에 의해, 차량 폭 방향으로부터 보아 취약부와 겹치는 위치에서 지지 부재가 크래시 박스에 결합된 구성과 비교하여, 크래시 박스의 축 방향에 따른 압축 변형에 대한 지지 부재의 저항력이 저감된다. 즉, 크래시 박스가 축 방향을 따라 압축 변형되기 쉬워지기 때문에, 크래시 박스의 충돌 에너지의 흡수 성능의 저하가 억제된다.
이와 같이 본 발명에서는, 크래시 박스의 축 방향에 따른 압축 변형에 대한 지지 부재의 저항력을 저감하면서, 크래시 박스에 지지 부재를 결합할 수 있다.
본 발명의 제 2 태양에 관련된 차량 전부 구조는, 본 발명의 제 1 태양에 관련된 차량 전부 구조에 있어서, 상기 지지 부재가, 차량 폭 방향으로부터 보아 인접하는 상기 취약부의 사이의 중간부에서 상기 크래시 박스에 결합되어 있다.
본 발명의 제 2 태양에 관련된 차량 전부 구조에 의하면, 차량 폭 방향으로부터 보아, 인접하는 취약부의 사이의 중간부에서 지지 부재를 크래시 박스에 결합함으로써, 크래시 박스의 축 방향에 따른 압축 변형에 대한 지지 부재의 저항력이 더욱 저감된다.
또한, 여기에서 말하는 인접하는 취약부의 사이의 중간부란, 차량 폭 방향으로부터 보아, 크래시 박스에 있어서의 인접하는 취약부의 사이의 부위로부터 차량 전후 방향의 양단부를 제외한 부위를 의미한다.
본 발명의 제 3 태양에 관련된 차량 전부 구조는, 본 발명의 제 1 태양에 관련된 차량 전부 구조에 있어서, 상기 지지 부재가, 차량 폭 방향으로부터 보아 인접하는 상기 취약부의 사이의 중앙부에서 상기 크래시 박스에 결합되어 있다.
본 발명의 제 3 태양에 관련된 차량 전부 구조에 의하면, 차량 폭 방향으로부터 보아, 인접하는 취약부의 사이의 중앙부에서 지지 부재를 크래시 박스에 결합함으로써, 크래시 박스의 축 방향에 따른 압축 변형에 대한 지지 부재의 저항력이 더욱 저감된다.
본 발명의 제 4 태양에 관련된 차량 전부 구조는, 본 발명의 제 1 태양∼제 3 태양 중 어느 하나에 관련된 차량 전부 구조에 있어서, 상기 크래시 박스에는, 적어도 3개의 상기 취약부가 형성되며, 상기 지지 부재가, 차량 폭 방향으로부터 보아 인접하는 일방의 상기 취약부의 사이에서 상기 크래시 박스의 측벽부에 결합된 전측 플랜지부와, 상기 전측 플랜지부의 차량 전후 방향의 후측에 배치되며, 차량 폭 방향으로부터 보아 인접하는 타방의 상기 취약부의 사이에서 상기 크래시 박스의 상기 측벽부에 결합된 후측 플랜지부를 가지고 있다.
본 발명의 제 4 태양에 관련된 차량 전부 구조에 의하면, 차량 폭 방향으로부터 보아 인접하는 일방의 취약부의 사이에서 지지 부재의 전측 플랜지부를 크래시 박스의 측벽부에 결합함과 함께, 인접하는 타방의 취약부의 사이에서 지지 부재의 후측 플랜지부를 크래시 박스의 측벽부에 결합함으로써, 크래시 박스의 축 방향에 따른 압축 변형에 대한 지지 부재의 저항력을 저감하면서, 지지 부재의 지지 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제 5 태양에 관련된 차량 전부 구조는, 본 발명의 제 1 태양∼제 4 태양 중 어느 하나에 관련된 차량 전부 구조에 있어서, 상기 취약부가, 상기 크래시 박스에 형성된 컷 아웃부, 볼록부, 오목부, 또는 관통 구멍이다.
본 발명의 제 5 태양에 관련된 차량 전부 구조에 의하면, 크래시 박스에 취약부로서 컷 아웃부, 볼록부, 오목부, 또는 관통 구멍을 형성함으로써, 전면 충돌 등에 의해 범퍼 리인포스먼트로부터 크래시 박스에 차량 전후 방향의 후측으로 향한 소정값 이상의 충돌 하중이 입력되었을 때에, 크래시 박스가 축 방향을 따라 압축 변형한다. 이것에 의해, 전면 충돌 등에 의한 충돌 에너지가 흡수된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관련된 차량 전부 구조에 의하면, 크래시 박스의 축 방향에 따른 압축 변형에 대한 지지 부재의 저항력을 저감하면서, 크래시 박스에 지지 부재를 결합할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 차량 전부 구조가 적용된 차량의 차체 우측부를 모식적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는, 도 1에 나타내어지는 크래시 박스와 라디에이터 서포트의 결합 구조를 나타낸 사시도이다.
도 3은, 도 2에 나타내어지는 크래시 박스 및 라디에이터 서포트의 수평 단면도이다.
도 4는, 도 2에 나타내어지는 크래시 박스 및 라디에이터 서포트를 차량 폭 방향의 내측으로부터 본 측면도이다.
도 5는, 비교예에 관련된 차량 전부 구조의 변형예가 적용된 크래시 박스 및 라디에이터 서포트를 나타낸 도 3에 상당하는 수평 단면도이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 차량 전부 구조의 변형예가 적용된 크래시 박스 및 라디에이터 서포트를 나타낸 도 3에 상당하는 수평 단면도이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 크래시 박스와 라디에이터 서포트의 결합 구조의 변형예를 나타낸 사시도이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 크래시 박스와 라디에이터 서포트의 결합 구조의 변형예를 나타낸 사시도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 차량 전부 구조에 대하여 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 적절히 나타내어지는 화살표 FR은 차량 전후 방향의 전측을 나타내고, 화살표 UP는 차량 상하 방향의 상측을 나타내며, 화살표 OUT는 차량 폭 방향의 외측(차실 외측)을 나타내고 있다.
먼저, 본 실시형태에 관련된 차량 전부 구조의 개략 구성에 대하여 설명한다.
도 1에는, 본 실시형태에 관련된 차량 전부 구조(10)가 적용된 차량(12)의 차체 우측부가 나타내어져 있다. 차량 전부 구조(10)는, 범퍼 리인포스먼트(14)와, 프론트 사이드 멤버(16)와, 크래시 박스(22)와, 차량용 냉각 장치(28)와, 지지 부재로서의 라디에이터 서포트(60)를 구비하고 있다. 또한, 차량(12)의 차체 좌측부는, 범퍼 리인포스먼트(14)의 길이 방향의 중앙부에 대하여 차체 우측부와 선대칭으로 구성되어 있고, 당해 차체 좌측부에는, 도시하지 않은 사이드 멤버 및 크래시 박스 등이 설치되어 있다.
범퍼 리인포스먼트(14)는, 차량(12)의 전단측에 차량 폭 방향을 길이 방향으로 하여 배치되어 있다. 범퍼 리인포스먼트(14)의 길이 방향의 단부(14A)에 있어서의 차량 전후 방향의 후측에는, 프론트 사이드 멤버(16)가 배치되어 있다.
프론트 사이드 멤버(16)는 차량(12)의 전부(차량 전부)의 양측에 차량 전후 방향을 길이 방향으로 하여 각각 배치되어 있다. 이들의 프론트 사이드 멤버(16)의 차량 전후 방향의 전단부(16F)와 범퍼 리인포스먼트(14)의 사이에는, 충돌 에너지를 흡수하기 위한 크래시 박스(22)가 각각 배치되어 있다. 한 쌍의 크래시 박스(22)는, 차량 전후 방향을 축 방향(도 3에 있어서, 축 O 방향)으로 하여 배치되어 있고, 차량 전후 방향의 전단부(22F)가 범퍼 리인포스먼트(14)의 단부(14A)에 결합됨과 함께, 차량 전후 방향의 후단부(22R)가 프론트 사이드 멤버(16)의 전단부(16F)에 결합되어 있다. 즉, 한 쌍의 크래시 박스(22)에 의해, 범퍼 리인포스먼트(14)와 한 쌍의 프론트 사이드 멤버(16)의 전단부(22F)가 각각 연결되어 있다.
크래시 박스(22)의 차량 폭 방향의 내측에는, 차량용 냉각 장치(28)가 배치되어 있다. 또한, 도 1에는, 차량용 냉각 장치(28)의 외형이 2점 쇄선으로 나타내어져 있다. 차량용 냉각 장치(28)는, 도시하지 않은 엔진을 냉각하는 냉각수를 냉각하기 위한 것이며, 차량 폭 방향에 대향하는 한 쌍의 크래시 박스(22)의 사이에 배치되어 있다. 이 차량용 냉각 장치(28)는, 라디에이터 코어, 냉각 팬 등을 가지고, 라디에이터 서포트(60)를 통하여 크래시 박스(22)에 지지되어 있다.
라디에이터 서포트(60)는, 크래시 박스(22)의 차량 폭 방향의 내측에 차량 상하 방향을 길이 방향으로 하여 배치되어 있다. 또한, 라디에이터 서포트(60)는 크래시 박스(22) 측(차량 폭 방향의 외측)이 개구된 단면 햇(hat) 형상으로 형성되어 있고, 크래시 박스(22)의 측부로서의 내측벽부(22A)에 결합되어 있다. 이 라디에이터 서포트(60)에 차량용 냉각 장치(28)의 측부가 도시하지 않은 볼트 등으로 연결되어 있다.
다음에, 프론트 사이드 멤버(16), 크래시 박스(22), 라디에이터 서포트(60)의 구성에 대하여 상세히 설명한다.
도 2에 나타내어진 바와 같이, 프론트 사이드 멤버(16)는, 프론트 사이드 멤버 인너 패널(이하,「인너 패널」로 한다)(18)과, 인너 패널(18)의 차량 폭 방향의 외측에 배치된 프론트 사이드 멤버 아우터 패널(이하,「아우터 패널」로 한다)(20)을 가지고 있다. 인너 패널(18)은, 아우터 패널(20) 측(차량 폭 방향의 외측)이 개구된 단면 햇 형상으로 형성되어 있고, 평판 형상의 아우터 패널(20)과 결합되어 있다. 이들의 인너 패널(18) 및 아우터 패널(20)에 의해 폐단면 구조가 구성되어 있다.
크래시 박스(22)는, 크래시 박스 인너 패널(이하,「인너 패널」로 한다)(24)과, 인너 패널(24)의 차량 폭 방향의 외측에 배치된 크래시 박스 아우터 패널(이하,「아우터 패널」로 한다)(26)을 가지고 있다. 인너 패널(24)은, 아우터 패널(26) 측이 개구된 단면 햇 형상으로 형성되어 있다.
구체적으로는, 인너 패널(24)은, 아우터 패널(26) 측이 개구된 단면 대략 U자 형상을 이루는 본체부(24A)와, 본체부(24A)에 있어서의 차량 상하 방향의 상측의 개구단에 설치된 상측 플랜지부(24B)와, 본체부(24A)에 있어서의 차량 상하 방향의 하측의 개구단에 설치된 하측 플랜지부(24C)를 가지고 있다. 상측 플랜지부(24B) 및 하측 플랜지부(24C)는 평판 형상의 아우터 패널(26)에 용접 등에 의해 결합되어 있다. 이것에 의해, 인너 패널(24) 및 아우터 패널(26)에 의해 폐단면 구조가 구성되어 있다. 또한, 본체부(24A)의 차량 폭 방향의 내측의 측벽부(24A1)에 의해 크래시 박스(22)의 차량 폭 방향의 내측의 내측벽부(22A)가 구성되며, 아우터 패널(26)에 의해 크래시 박스(22)의 차량 폭 방향의 외측의 외측벽부(22B)가 구성되어 있다. 이와 같이 구성된 크래시 박스(22)의 후단부(22R)에 프론트 사이드 멤버(16)의 전단부(16F)가 용접 등에 의해 결합되어 있다.
크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)에는, 취약부로서의 2개의 오목부(30A, 30B)가 형성되어 있다. 각 오목부(30A, 30B)는, 차량 상하 방향으로 연장됨과 함께, 차량 폭 방향으로부터 보아 크래시 박스(22)의 축 방향으로 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 또한, 도 3에 나타내어진 바와 같이, 이들의 오목부(30A, 30B)는, 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)의 다른 부위(기준면)에 대하여 외측벽부(22B) 측(차량 폭 방향의 외측)으로 움푹 들어간 단면 오목 형상을 이루고 있다. 이것에 의해, 범퍼 리인포스먼트(14)(도 1 참조)로부터 크래시 박스(22)에 차량 전후 방향의 후측으로 향한 소정값 이상의 충돌 하중(F)이 작용했을 때에, 내측벽부(22A)가 각 오목부(30A, 30B)를 정상부로 하여 아우터 패널(26) 측에 볼록 형상으로 만곡하기 쉽게 되어 있다.
한편, 도 2에 나타내어진 바와 같이, 크래시 박스(22)의 외측벽부(22B)에는, 취약부로서의 2개의 오목부(40A, 40B)와, 취약부로서의 2개의 볼록부(42A, 42B)가 형성되어 있다. 각 오목부(40A, 40B) 및 볼록부(42A, 42B)는, 차량 상하 방향으로 연장됨과 함께, 차량 폭 방향으로부터 보아 크래시 박스(22)의 축 방향에 소정의 간격을 두고 번갈아 배치되어 있다. 또한, 도 3에 나타내어진 바와 같이, 각 오목부(40A, 40B)는, 외측벽부(22B)의 다른 부위(기준면)에 대하여 내측벽부(22A) 측(차량 폭 방향의 내측)으로 움푹 들어간 단면 오목 형상을 이루고 있다. 이것과는 반대로, 각 볼록부(42A, 42B)는, 외측벽부(22B)의 다른 부위(기준면)에 대하여 내측벽부(22A)와 반대측(차량 폭 방향의 외측)으로 볼록해지는 단면 볼록 형상을 이루고 있다. 이들의 볼록부(42A, 42B)는, 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)에 형성된 오목부(30A, 30B)와 차량 폭 방향으로 각각 대향하고 있다. 이것에 의해, 범퍼 리인포스먼트(14)(도 1 참조)로부터 크래시 박스(22)에 차량 전후 방향의 후측으로 향한 소정값 이상의 충돌 하중(F)이 작용했을 때에, 외측벽부(22B)가 각 오목부(40A, 40B)를 정상부로 하여 내측벽부(22A) 측에 볼록 형상으로 만곡하기 쉽게 됨과 함께, 외측벽부(22B)가 각 볼록부(42A, 42B)를 정상부로 하여 내측벽부(22A)와 반대측으로 볼록 형상으로 만곡하기 쉽게 되어 있다.
또한, 도 4에 나타내어진 바와 같이, 크래시 박스(22)의 인너 패널(24)에 있어서의 각 굴곡부(K1∼K4)(능선부)에는, 취약부로서의 6개의 컷 아웃부(50A, 50B, 52A, 52B, 54A, 54B)가 형성되어 있다. 구체적으로는, 인너 패널(24)에 있어서의 본체부(24A)의 측벽부(24A1)와 상벽부(24A2)의 굴곡부(K2) 및 측벽부(24A1)와 하벽부(24A3)(도 2 참조)의 굴곡부(K3)에는, 컷 아웃부(50A, 50B)가 각각 형성되어 있다. 각 컷 아웃부(50A, 50B)에서는, 굴곡부(K2, K3)가 부분적으로 잘라내어져 있고, 굴곡부(K2, K3)의 다른 부위와 비교하여 차량 폭 방향의 강성이 낮아져 있다. 이들의 컷 아웃부(50A, 50B)는, 차량 폭 방향으로부터 보아, 크래시 박스(22)의 외측벽부(22B)에 형성된 오목부(40A)의 차량 상하 방향의 양측에 각각 배치되어 있다.
또한, 인너 패널(24)에 있어서의 본체부(24A)의 상벽부(24A2)와 상측 플랜지부(24B)의 굴곡부(K1)에는 2개의 컷 아웃부(52A, 54A)가 형성되어 있다. 또한, 본체부(24A)의 하벽부(24A3)와 하측 플랜지부(24C)의 굴곡부(K4)에는 2개의 컷 아웃부(52B, 54B)가 형성되어 있다. 각 컷 아웃부(52A, 52B, 54A, 54B)에서는, 굴곡부(K1, K4)가 부분적으로 잘라내어져 있고, 굴곡부(K1, K4)의 다른 부위와 비교하여 차량 폭 방향의 강성이 낮게 되어 있다. 또한, 2개의 컷 아웃부(52A, 52B)는, 차량 폭 방향으로부터 보아, 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A) 및 외측벽부(22B)에 각각 형성된 오목부(30A) 및 볼록부(42A)의 차량 상하 방향의 양측에 각각 배치되어 있다. 또한, 2개의 컷 아웃부(54A, 54B)는, 차량 폭 방향으로부터 보아, 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A) 및 외측벽부(22B)에 각각 형성된 오목부(30B) 및 볼록부(42B)의 차량 상하 방향의 양측에 각각 배치되어 있다.
이상과 같이 구성된 취약부로서의 오목부(30A, 30B, 40A, 40B), 볼록부(42A, 42B) 및 컷 아웃부(50A, 50B, 52A, 52B, 54A, 54B)에 의해, 범퍼 리인포스먼트(14)(도 1 참조)로부터 크래시 박스(22)에 차량 전후 방향의 후측으로 소정값 이상의 충돌 하중(F)이 입력되었을 때에, 크래시 박스(22)가 축 방향을 따라 압축 변형하도록 제어되어 있다. 구체적으로는, 도 3에 2점 쇄선으로 나타내어진 바와 같이, 범퍼 리인포스먼트(14)로부터 크래시 박스(22)에 차량 전후 방향의 후측으로 소정값 이상의 충돌 하중(F)이 입력되었을 때에, 수평 단면시에서, 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A) 및 외측벽부(22B)가, 각각의 오목부(30A, 30B, 40A, 40B) 및 볼록부(42A, 42B)를 정상부로 하여 차량 폭 방향으로 번갈아 요철 형상을 이루는 물결 형상으로 만곡 변형하도록 되어 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 크래시 박스(22)가 차량 전후 방향의 전측으로부터 후측으로 향하여 서서히 축 방향을 따라 압축 변형하도록, 차량 전후 방향의 전측으로부터 후측으로 향함에 따라, 오목부(30A, 30B, 40A, 40B), 볼록부(42A, 42B) 및 컷 아웃부(50A, 50B, 52A, 52B, 54A, 54B)의 크기가 작게 되어 있다.
도 2에 나타내어진 바와 같이, 라디에이터 서포트(60)는 크래시 박스(22)의 차량 폭 방향의 내측에 배치되어 있고, 크래시 박스(22) 측(차량 폭 방향의 외측)이 개구된 단면 햇 형상으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 라디에이터 서포트(60)는, 크래시 박스(22) 측이 개구된 단면 대략 U자 형상을 이루는 본체부(60A)와, 본체부(60A)의 차량 전후 방향의 전측의 개구단으로부터 차량 전후 방향의 전측으로 연장 돌출하는 전측 플랜지부(60F)와, 본체부(24A)의 차량 전후 방향의 후측의 개구단으로부터 차량 전후 방향의 후측으로 연장 돌출하는 후측 플랜지부(60R)를 가지고 있다.
전측 플랜지부(60F) 및 후측 플랜지부(60R)는 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)에 겹쳐져 있고, 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)에 용접에 의해 결합되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 전측 플랜지부(60F) 및 후측 플랜지부(60R)가, 차량 상하 방향으로 간격을 둔 2점(도면 중의 X표)에서, 스폿 용접에 의해 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)에 결합되어 있다. 또한, 이하에서는, 전측 플랜지부(60F)와 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)의 용접부를 제 1 결합부로서의 전측 결합부(J1)로 하여 설명한다. 또한, 후측 플랜지부(60R)와 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)의 용접부를 제 2 결합부로서의 후측 결합부(J2)로 하여 설명한다.
도 4에 나타내어진 바와 같이, 전측 결합부(J1)는, 차량 폭 방향으로부터 보아, 크래시 박스(22)의 외측벽부(22B)에 형성된 오목부(40A)와, 내측벽부(22A)에 형성된 오목부(30A)의 사이에 위치하고 있다. 즉, 라디에이터 서포트(60)의 전측 플랜지부(60F)는, 차량 폭 방향으로부터 보아, 차량 전후 방향에 인접하는 일방의 취약부의 사이로서의 오목부(40A)와 오목부(30A)의 사이에서 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)에 결합되어 있다.
이와 마찬가지로, 후측 결합부(J2)는, 차량 폭 방향으로부터 보아, 크래시 박스(22)의 외측벽부(22B)에 형성된 오목부(40B)와, 내측벽부(22A)에 형성된 오목부(30B)의 사이에 위치하고 있다. 즉, 차량 폭 방향으로부터 보아, 라디에이터 서포트(60)의 후측 플랜지부(60R)는, 차량 전후 방향의 인접하는 타방의 취약부의 사이로서의 오목부(40B)와 오목부(30B)의 사이에서, 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)에 결합되어 있다. 이것에 의해, 라디에이터 서포트(60)의 전측 플랜지부(60F) 및 후측 플랜지부(60R)가, 크래시 박스(22)의 축 방향에 따른 압축 변형을 저해하지 않도록 되어 있다.
또한, 여기에서 말하는 차량 폭 방향으로부터 보아 차량 전후 방향으로 인접하는 취약부란, 예를 들면, 컷 아웃부(50A) 및 오목부(30A)와 같이 차량 상하 방향으로 어긋나 인접하는 취약부도 포함하는 개념이다.
다음에, 본 실시형태에 관련된 차량 전부 구조의 작용에 대하여 설명한다.
도 1에 나타내어진 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 차량 전부 구조(10)에 의하면, 범퍼 리인포스먼트(14)와 프론트 사이드 멤버(16)가 크래시 박스(22)에 의해 연결되어 있다. 이 크래시 박스(22)의 차량 폭 방향의 내측에는, 차량용 냉각 장치(28)가 배치되어 있다. 차량용 냉각 장치(28)는, 라디에이터 서포트(60)를 통하여 크래시 박스(22)에 지지되어 있다. 그리고, 예를 들면, 전면 충돌시에 범퍼 리인포스먼트(14)로부터 크래시 박스(22)에 차량 전후 방향의 후측으로 향한 충돌 하중(F)이 입력되면, 도 3에 2점 쇄선으로 나타내어진 바와 같이, 수평 단면시에서 크래시 박스(22)의 외측벽부(22B) 및 내측벽부(22A)가 각각의 오목부(30A, 30B, 40A, 40B) 및 볼록부(42A, 42B)를 정상부로 하여 물결 형상으로 만곡하면서 축 방향을 따라 압축 변형한다. 이것에 의해, 전면 충돌에 의한 충돌 에너지가 흡수된다.
여기에서, 도 5에는, 비교예에 관련된 차량 전부 구조(100)가 나타내어져 있다. 이 차량 전부 구조(100)에서는, 라디에이터 서포트(60)의 전측 플랜지부(60F)가, 차량 폭 방향으로부터 보아 크래시 박스(22)의 외측벽부(22B)에 형성된 오목부(40A)와 겹치는 위치에서, 스폿 용접에 의해 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)에 결합되어 있다. 즉, 차량 폭 방향으로부터 보아, 전측 결합부(J1)와 크래시 박스(22)의 외측벽부(22B)에 형성된 오목부(40A)가 겹쳐져 있다. 또한, 비교예에 관련된 차량 전부 구조(100)의 다른 구성은, 본 실시형태에 관련된 차량 전부 구조(10)와 동일하다.
도 5에 나타내어진 바와 같이, 차량 폭 방향으로부터 보아, 크래시 박스(22)의 외측벽부(22B)에 형성된 오목부(40A)와 전측 결합부(J1)가 겹쳐져 있으면, 예를 들면, 2점 쇄선으로 나타내어진 바와 같이, 오목부(40A)와 대향하는 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)의 부위(이하,「만곡 변형부」로 한다)(22A1)가 외측벽부(22B)와 반대측(차량 폭 방향의 내측)에 볼록 형상으로 만곡하는 만곡 변형에 대하여 라디에이터 서포트(60)가 저항한다. 즉, 만곡 변형부(22A1)에 라디에이터 서포트(60)의 전측 플랜지부(60F)가 결합되어 있으면, 라디에이터 서포트(60)에 의해 만곡 변형부(22A1)가 보강되어, 당해 만곡 변형부(22A1)의 내력(耐力)이 커진다. 이것에 의해, 만곡 변형부(22A1)의 만곡 변형이 저해되는 결과, 크래시 박스(22)의 축 방향에 따른 압축 변형이 저해된다. 이 경우, 예를 들면, 크래시 박스(22)가 평면시에서 L자 형상으로 굴곡될 가능성이 있다.
이것에 대하여 본 실시형태에서는, 도 4에 나타내어진 바와 같이, 차량 폭 방향으로부터 보아, 크래시 박스(22)의 외측벽부(22B)에 형성된 오목부(40A)와 내측벽부(22A)에 형성된 오목부(30A)의 사이에 전측 결합부(J1)가 위치하고 있다. 이것에 의해, 도 3에 2점 쇄선으로 나타내어진 바와 같이, 수평 단면시에서 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)의 만곡 변형부(22A1)가 외측벽부(22B)와 반대측으로 볼록 형상으로 만곡하는 만곡 변형에 대하여, 라디에이터 서포트(60)의 전측 플랜지부(60F)가 저항하는 저항력이 저감된다. 또한, 본 실시형태에서는, 2점 쇄선으로 나타내어진 바와 같이, 만곡 변형부(22A1)의 만곡 변형에 라디에이터 서포트(60)의 전측 플랜지부(60F)가 추종하여 라디에이터 서포트(60)의 본체부(60A) 측으로 굴곡된다.
이와 마찬가지로, 차량 폭 방향으로부터 보아, 크래시 박스(22)의 외측벽부(22B)에 형성된 오목부(40B)와 내측벽부(22A)에 형성된 오목부(30B)의 사이에 후측 결합부(J2)가 위치하고 있다. 따라서, 2점 쇄선으로 나타내어진 바와 같이, 수평 단면시에서 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)가 물결 형상으로 만곡하는 만곡 변형에 대하여, 라디에이터 서포트(60)의 후측 플랜지부(60R)가 저항하는 저항력이 저감된다.
이와 같이 본 실시형태에 관련된 차량 전부 구조(10)에 의하면, 차량 전후 방향으로 인접하는 오목부(40A)와 오목부(30A)의 사이에서, 라디에이터 서포트(60)의 전측 플랜지부(60F)를 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)에 결합함과 함께, 차량 전후 방향으로 인접하는 오목부(40B)와 오목부(30B)의 사이에서 라디에이터 서포트(60)의 후측 플랜지부(60R)를 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)에 결합함으로써, 크래시 박스(22)의 축 방향에 따른 압축 변형에 대한 라디에이터 서포트(60)의 저항력이 저감된다. 따라서, 크래시 박스(22)가 축 방향을 따라 압축 변형되기 쉬워지기 때문에, 크래시 박스(22)의 충돌 에너지의 흡수 성능의 저하가 억제된다.
여기에서, 전측 결합부(J1)는, 차량 폭 방향으로부터 보아 인접하는 오목부(40A)와 오목부(30A)의 차량 전후 방향의 중간부에 위치시키는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)의 만곡 변형에 대한 라디에이터 서포트(60)의 전측 플랜지부(60F)의 저항력을 억제할 수 있다. 이와 마찬가지로, 후측 결합부(J2)는, 인접하는 오목부(40B)와 오목부(30B)의 사이의 차량 전후 방향의 중간부에 위치시키는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)의 만곡 변형에 대한 라디에이터 서포트(60)의 후측 플랜지부(60R)의 저항력을 억제할 수 있다.
또한, 여기에서 말하는 인접하는 오목부(40A)와 오목부(30A)의 차량 전후 방향의 중간부란, 차량 폭 방향으로부터 보아 크래시 박스(22)에 있어서의 오목부(40A)와 오목부(30A)의 사이의 부위로부터 차량 전후 방향의 양단부를 제외한 부위를 의미한다. 바꿔 말하면, 인접하는 오목부(40A)와 오목부(30A)의 차량 전후 방향의 중간부란, 차량 폭 방향으로부터 보아, 크래시 박스(22)에 있어서의 오목부(40A)와 오목부(30A)의 사이의 부위로부터 오목부(40A) 근처의 부위 및 오목부(30A) 근처의 부위를 제외한 부위를 의미한다.
또한, 차량 폭 방향으로부터 보아, 인접하는 오목부(40A)와 오목부(30A)의 차량 전후 방향의 중앙부에 전측 결합부(J1)를 위치시킴으로써, 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)의 만곡 변형에 대한 라디에이터 서포트(60)의 전측 플랜지부(60F)의 저항력을 최소한으로 억제할 수 있다. 이와 마찬가지로, 인접하는 오목부(40B)와 오목부(30B)의 사이의 차량 전후 방향의 중앙부에 후측 결합부(J2)를 위치시킴으로써, 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)의 만곡 변형에 대한 라디에이터 서포트(60)의 후측 플랜지부(60R)의 저항력을 최소한으로 억제할 수 있다.
또한, 여기에서 말하는 인접하는 오목부(40A)와 오목부(30A)의 차량 전후 방향의 중앙부란, 엄밀하게 오목부(40A)와 오목부(30A)의 차량 전후 방향의 중앙(L/2)뿐 아니라, 크래시 박스(22)에 대한 라디에이터 서포트(60)의 조립 오차 등에 의한 차량 전후 방향의 어긋남을 포함하는 개념이다.
또한, 본 실시형태에 관련된 차량 전부 구조(10)에서는, 종래 기술(예를 들면, 특허문헌 1)과 같은 지지 브래킷이 불필요해지기 때문에, 부품 점수를 삭감할 수 있다.
또한, 차량 폭 방향으로부터 보아, 차량 전후 방향에 인접하는 오목부(40A)와 오목부(30A)의 사이에서, 라디에이터 서포트(60)의 전측 플랜지부(60F)를 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)에 결합함과 함께, 차량 전후 방향으로 인접하는 오목부(40B)와 오목부(30B)의 사이에서 라디에이터 서포트(60)의 후측 플랜지부(60R)를 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)에 결합함으로써, 크래시 박스(22)의 축 방향에 따른 압축 변형에 대한 라디에이터 서포트(60)의 저항력을 억제하면서, 라디에이터 서포트(60)의 지지 성능을 향상시킬 수 있다.
다음에, 상기 실시형태에 관련된 차량 전부 구조의 변형예에 대하여 설명한다.
상기 실시형태에서는, 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)에 라디에이터 서포트(60)의 전측 플랜지부(60F) 및 후측 플랜지부(60R)를 결합하였으나 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 6에 나타내어진 변형예와 같이, 라디에이터 서포트(60)의 본체부(60A) 측을 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)에 겹쳐, 차량 전후 방향으로 간격을 둔 전측 결합부(J1) 및 후측 결합부(J2)에 있어서, 당해 본체부(60A)를 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)에 결합해도 된다. 이 경우도 상기 실시형태와 마찬가지로, 예를 들면, 차량 전후 방향으로 인접하는 오목부(40A)와 오목부(30A)의 사이에 전측 결합부(J1)를 위치시킴과 함께, 차량 전후 방향으로 인접하는 오목부(30A)와 오목부(40B)의 사이에 후측 결합부(J2)를 위치시킴으로써, 크래시 박스(22)의 축 방향에 따른 압축 변형에 대한 라디에이터 서포트(60)의 저항력을 저감할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 라디에이터 서포트(60)를 단면 햇 형상으로 형성하였으나 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 라디에이터 서포트(60)를 단면 직사각형의 통 형상으로 형성해도 되고, 단면 대략 L 형상으로 형성해도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 라디에이터 서포트(60)의 전측 플랜지부(60F) 및 후측 플랜지부(60R)를 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)에 결합하였으나, 전측 플랜지부(60F) 및 후측 플랜지부(60R)의 적어도 일방이 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)에 결합되어 있으면 된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 지지 부재로서 라디에이터 서포트(60)를 예로 들어 설명하였으나 이것에 한정되지 않는다. 지지 부재는, 차량용 냉각 장치(28)를 지지하는 부재이면 되고, 예를 들면, 라디에이터 서포트(60)와 프론트 사이드 멤버(16)를 연결하는 브래킷 등이어도 된다. 이 경우, 브래킷은, 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A) 및 외측벽부(22B)에 한하지 않고, 예를 들면, 크래쉬 박스 인너 패널(23)에 있어서의 본체부(24A)의 상벽부(24A2) 등에 결합해도 된다.
또한, 크래시 박스(22)에 형성되는 오목부(30A, 30B, 40A, 40B), 볼록부(42A, 42B) 및 컷 아웃부(50A, 50B, 52A, 52B, 54A, 54B)의 수나 배치는 적절히 변경 가능하다. 따라서, 예를 들면, 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)에 차량 전후 방향으로 간격을 둔 복수의 제 1 취약부를 형성함과 함께, 크래시 박스(22)의 외측벽부(22B)에 내측벽부(22A)에 형성된 복수의 제 1 취약부의 각각과 차량 폭 방향으로 대향하는 복수의 제 2 취약부를 형성하는 것도 가능하다. 이 경우, 크래시 박스(22)의 내측벽부(22A)에 있어서, 차량 전후 방향으로 인접하는 제 1 취약부의 사이에서 라디에이터 서포트(60)를 결합하면 된다.
또한, 크래시 박스(22)에는, 취약부로서의 관통 구멍을 형성해도 된다. 또한, 크래시 박스(22)에는, 오목부, 볼록부, 컷 아웃부 및 관통 구멍 중에서 적절히 선택된 취약부를 형성하는 것이 가능하며, 예를 들면, 오목부, 볼록부 및 관통 구멍을 생략하여 컷 아웃부 만을 크래시 박스(22)에 형성해도 된다.
또한, 크래시 박스(22) 및 프론트 사이드 멤버(16)의 형상이나, 크래시 박스(22)와 프론트 사이드 멤버(16)의 연결 구조는 상기한 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 7에 나타내어지는 변형예와 같이, 크래시 박스(22)의 인너 패널(24)과 프론트 사이드 멤버(16)의 인너 패널(18)을 볼트(70) 및 도시하지 않은 너트로 체결해도 된다. 또한, 도 7에서는, 크래시 박스(22)의 아우터 패널(26), 프론트 사이드 멤버(16)의 아우터 패널(20) 및 취약부의 도시가 생략되어 있다.
또한, 도 8에 나타내어지는 변형예에서는, 프론트 사이드 멤버(16)의 전단부(16F)에 플랜지부(72)가 설치되어 있다. 한편, 크래시 박스(80)는, 본체부(82)와 플랜지부(84)를 가지고 있다. 본체부(82)는 단면 직사각형의 통 형상으로 형성되어 있으며, 내측벽부(80A)와 외측벽부(80B)를 가지고 있다. 이 본체부(82)의 차량 전후 방향의 후단부에는, 플랜지부(84)가 설치되어 있다. 이 플랜지부(84)는, 볼트(74) 및 도시하지 않은 너트에 의해, 프론트 사이드 멤버(16)의 전단부(16F)에 설치된 플랜지부(72)와 연결되도록 되어 있다. 또한, 도 8에서는, 취약부의 도시가 생략되어 있다.
이와 같이 크래시 박스(22) 및 프론트 사이드 멤버(16)의 형상이나, 크래시 박스(22)와 프론트 사이드 멤버(16)의 연결 구조는, 적절히 변경 가능하다.
또한, 본 명세서에 기재된 모든 문헌, 특허 출원 및 기술 규격은, 개개의 문헌, 특허 출원 및 기술 규격이 참조에 의해 받아들여지는 것이 구체적이고 또한 각각에 기록된 경우와 동일한 정도로, 본 명세서 중에 참조에 의해 받아들여진다.
이상, 본 발명의 일 실시형태에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 일 실시형태 및 각종의 변형예를 적절히 조합하여 이용해도 되고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 다양한 태양으로 실시할 수 있는 것은 물론이다.
10: 차량 전부 구조 14: 범퍼 리인포스먼트
16: 프론트 사이드 멤버
16F: 전단부(프론트 사이드 멤버의 전단부) 22: 크래시 박스
22A: 내측벽부(크래시 박스의 측벽부) 28: 차량용 냉각 장치
30A: 오목부(취약부) 30B: 오목부(취약부)
40A: 오목부(취약부) 40B: 오목부(취약부)
42A: 볼록부(취약부) 42B: 볼록부(취약부)
50A: 컷 아웃부(취약부) 50B: 컷 아웃부(취약부)
52A: 컷 아웃부(취약부) 52B: 컷 아웃부(취약부)
54A: 컷 아웃부(취약부) 54B: 컷 아웃부(취약부)
60: 라디에이터 서포트(지지 부재) 60F: 전측 플랜지부
60R: 후측 플랜지부 80: 크래시 박스
80A: 내측벽부(측벽부) F: 충돌 하중(하중)

Claims (5)

  1. 차량 전단측에 차량 폭 방향을 길이 방향으로 하여 배치된 범퍼 리인포스먼트와,
    차량 전부의 양측에 차량 전후 방향을 길이 방향으로 하여 배치된 한 쌍의 프론트 사이드 멤버와,
    한 쌍의 상기 프론트 사이드 멤버의 차량 전후 방향의 전단부의 각각과 상기 범퍼 리인포스먼트를 연결함과 함께, 차량 전후 방향으로 간격을 둔 복수의 취약부가 각각 형성된 한 쌍의 크래시 박스와,
    한 쌍의 상기 크래시 박스의 사이에 배치된 차량용 냉각 장치를 지지함과 함께, 차량 폭 방향으로부터 보아 인접하는 상기 취약부의 사이에서 상기 크래시 박스에 각각 결합된 한 쌍의 지지 부재를 구비한 차량 전부 구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 지지 부재가, 차량 폭 방향으로부터 보아 인접하는 상기 취약부의 사이의 중간부에서 상기 크래시 박스에 결합되어 있는 차량 전부 구조.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 지지 부재가, 차량 폭 방향으로부터 보아 인접하는 상기 취약부의 사이의 중앙부에서 상기 크래시 박스에 결합되어 있는 차량 전부 구조.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 크래시 박스에는, 적어도 3개의 상기 취약부가 형성되며,
    상기 지지 부재가,
    차량 폭 방향으로부터 보아 인접하는 일방의 상기 취약부의 사이에서 상기 크래시 박스의 측벽부에 결합된 전측 플랜지부와,
    상기 전측 플랜지부의 차량 전후 방향의 후측에 배치되며, 차량 폭 방향으로부터 보아 인접하는 타방의 상기 취약부의 사이에서 상기 크래시 박스의 상기 측벽부에 결합된 후측 플랜지부를 가지는 차량 전부 구조.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 취약부가, 상기 크래시 박스에 형성된 컷 아웃부, 볼록부, 오목부, 또는 관통 구멍인 차량 전부 구조.
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