KR20160126897A

KR20160126897A - 자동차의 바닥 구조물

Info

Publication number: KR20160126897A
Application number: KR1020160048649A
Authority: KR
Inventors: 카이 칠케; 데니스 테겔캄프; 필립 붓츠
Original assignee: 독터. 인제니어. 하.체. 에프. 포르쉐 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2015-04-23
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2016-11-02
Also published as: US10071767B2; FR3035370B1; KR101832604B1; FR3035370A1; DE102015106272A1; US20160311466A1

Abstract

본 발명은 자동차의 바닥 구조물(1)에 관한 것으로서,
- 차량 바닥(2),
- 자동차의 길이방향으로 연장되고 차량 바닥(2)에 연결되는 중앙 터널(3),
- 자동차의 횡방향으로 서로로부터 이격되어 배열되고 중앙 터널(3)이 국부적으로 그 사이에서 연장되는 2개의 시트 가로부재(4a, 4b)를 포함하고,
중앙 터널(3)의 양 측면 상에서 바닥 구조물(1)은 각각의 경우에 중앙 터널(3)에 대한 하나의 부착 영역을 구비하고, 중앙 터널(3)에 대한 부착 영역 내에서 각각 하나의 캐스트 가교(5a, 5b)가 바닥 구조물(1) 내로 삽입되어 있다.

Description

자동차의 바닥 구조물{FLOOR STRUCTURE OF A MOTOR VEHICLE}

본 발명은, 차량 바닥과, 자동차의 길이방향으로 연장되고 차량 바닥에 연결되는 중앙 터널과, 자동차의 횡방향으로 서로로부터 이격되어 배열되는 2개의 시트 가로부재(seat crossmember)를 포함하는, 자동차의 바닥 구조물에 관한 것으로서, 2개의 시트 가로부재들 사이에서 중앙 터널이 국부적으로(in sections) 연장되고, 바닥 구조물은 중앙 터널의 양 측면 상에서 중앙 터널에 대한 각각 하나의 부착 영역을 구비한다.

도입부에서 언급된 유형의 바닥 구조물은 다양한 실시예로 종래 기술로부터 공지되어 있다. DE 10 2008 036 870 A1호는 자동차의 바닥 구조물을 개시하고 있는데, 바닥 구조물은 차량 바닥을 향한 개방 터널 영역을 가지는 중앙 터널을 구비한다. 중앙 터널은 개방 터널 영역에서, 프로파일링된 폐쇄 부분을 포함하고, 프로파일링된 폐쇄 부분은 차량 길이방향으로 서로로부터 이격되어 배열되고 중앙 터널의 길이방향으로 연장되는 굽혀진 부분들 사이에 배열된다. 폐쇄 부분은, 예를 들어 압출 성형 프로파일로서 형성될 수 있고 자동차의 바닥 구조물의 강성화(stiffening)를 위한 역할을 할 수 있다.

DE 10 2008 036 337 A1호는 자동차의 바닥 구조물을 개시하고 있는데, 그러한 바닥 구조물은 개방 터널 영역을 가지는 중앙 터널을 구비한다. 가교(bridge) 부재가 중앙 터널의 하부면 상에서 차량 횡방향으로 배열되고, 그러한 가교 부재에 의해서 측면 충돌의 경우에 충돌 거동이 개선될 수 있다.

EP 1 876 086 B1호는 자동차의 바닥 구조물을 개시하고 있는데, 그러한 바닥 구조물은 개방 터널 영역을 가지는 중앙 터널을 구비하고 차량 횡방향으로 서로로부터 이격되어 배열된 2개의 시트 가로부재를 구비한다. 터널 영역을 강성화하기 위해, 횡방향 가교부가 2개의 시트 가로부재들 사이에서 해제 가능하게 부착된다.

본 발명의 목적은, 중앙 터널에 대한 부착 영역의 기계적인 특성이, 목표대로, 예측 하중 상황에 적응될 수 있도록, 도입부에서 언급된 유형의 자동차의 바닥 구조물을 추가적으로 개발하는 것이다.

그러한 목적은 청구항 제1항의 특징부의 특징을 가지는 자동차의 일반적인 바닥 구조물에 의해서 달성된다. 종속항은 발명의 유리한 개발에 관한 것이다.

본 발명에 따른 바닥 구조물은, 각각 하나의 캐스트(cast) 가교가 중앙 터널에 대한 부착 영역 내에서 바닥 구조물 내로 삽입되는 것을 특징으로 한다. 중앙 터널에 대한 부착 영역 내에 캐스트 가교를 제공하는 것은, 그러한 영역이, 캐스트 가교의 상응하는 구조적 디자인을 통해서, 예를 들어 전방 또는 측방 충돌의 경우에 발생할 수 있는 상이한 하중 상황에, 그리고 동적 구동 동작 중의 특별한 요건에 목표대로 적응될 수 있다는 장점을 갖는다. 이러한 방식으로, 특히 바닥 구조물의 충돌 거동이 목표대로 최적화될 수 있다.

유리한 실시예에서, 2개의 캐스트 가교의 각각은 2개의 시트 가로부재 중 하나에 각각 연결되는 것이 제시된다. 캐스트 가교로 연결된 시트 가로부재는, 바닥 구조물의 횡방향 하중 경로의 각각 하나의 부분을 형성한다. 캐스트 가교 및 시트 가로부재의 그와 연관된 캐스트 가교에 대한 연결의 상응하는 디자인에 의해서, 특히 측면 충돌의 경우에 충돌 거동이 목표대로 적응될 수 있고 최적화될 수 있다. 바람직하게, 캐스트 가교는, 특히 나사 연결 방식으로, 그와 각각 연관된 시트 가로부재에 해제 가능하게 연결될 수 있다. 바람직하게, 시트 가로부재가 큰 강성도를 나타내도록, 시트 가로부재는 압출 성형 프로파일로서 형성될 수 있다.

특히 유리한 실시예에서, 바닥 구조물은 터널 가교를 구비하고, 터널 가교는 차량 바닥의 방향으로 개방된 중앙 터널의 터널 영역을 가로지르는 2개의 캐스트 가교들 사이에서 연장되어 캐스트 가교에 고정되는 것이 제공될 수 있다. 바람직하게 터널 가교는, 특히 나사 연결에 의해서, 캐스트 가교에 해제 가능하게 연결될 수 있다. 터널 가교에 의해서, 중앙 터널의 개방 터널 영역이 측면 충돌의 경우에 또는 다이내믹 주행 작동 중에 부가적으로 강성화될 수 있다.

유리한 실시예에서, 터널 가교가 압출 성형 프로파일로서 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, 터널 가교의 높은 레벨의 기계적 강성도가 실현되고, 그에 따라 충돌 거동이 추가적으로 최적화될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 2개의 캐스트 가교의 각각은, 상단 측면 상에서 제1 시트 레일 부착 영역을, 그리고 그로부터 길이방향으로 이격된 제2 시트 레일 부착 영역을 구비할 수 있고, 그러한 시트 레일 부착 영역들에는 차량 시트를 위한 각각 하나의 시트 레일이 고정될 수 있다. 이러한 방식으로, 캐스트 가교에 대한 시트 레일의 직접적인 기계적 부착이 유리하게 실현될 수 있다. 바람직하게, 시트 레일은 시트 레일 부착 영역 내에서 캐스트 가교에 나사 고정될 수 있다.

유리한 개선예에서, 차량의 길이방향으로 볼 때 2개의 캐스트 가교의 각각의 전방 영역 내에 각각 하나의 프로파일 본체가 고정되는 것이 제공될 수 있고, 이때 2개의 프로파일 본체는 바닥 구조물의 길이방향 하중 경로 구조물의 부분이다. 바람직하게, 프로파일 본체는, 특히 나사 연결에 의해 캐스트 가교에 해제 가능하게 고정될 수 있다. 캐스트 가교에 대한 프로파일 본체의 부착은, 특히 자동차의 전방 충돌의 경우에, 충돌 거동을 개선하는 역할을 한다.

큰 레벨의 기계적 강성도를 실현하기 위해서 바람직하게 압출 성형 프로파일로서 형성될 수 있는 프로파일 본체는, 바람직하게, 자신에 연결된 캐스트 가교의 종축에 대해서 비스듬하게 연장될 수 있다.

추가적인 바람직한 실시예에서, 바닥 구조물은, 중앙 터널을 가로질러 2개의 캐스트 가교들 사이에서 연장되고 캐스트 가교에 고정된 적어도 하나의 카르단(Cardan) 샤프트 지지부를 구비하는 것이 제공된다. 카르단 샤프트 지지부는 바람직하게, 이동 방향으로 볼 때 터널 가교의 전방에 배열된다. 특히 나사 연결에 의해서 실현될 수 있는, 2개의 캐스트 가교에 대한 카르단 샤프트 지지부의 해제 가능한 고정이 특히 바람직하다.

바닥 구조물의 전체 질량의 감소를 위해서, 캐스트 가교가 경금속 합금, 특히 알루미늄 합금으로 제조되는 것이 특히 유리하다.

본 발명의 추가적인 특징 및 장점이 첨부 도면을 참조한 바람직한 예시적 실시예에 관한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1은, 본 발명의 바람직한 예시적 실시예에 따라서 구현된 자동차의 바닥 구조물의 평면도를 도시한다.
도 2는 아래로부터의 도 1에 따른 바닥 구조물의 도면을 도시한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 자동차의 자체 지지형 차체 바디쉘(bodyshell)의 일부인 바닥 구조물(1)은 차량 바닥(2)과, 승객실 영역 내의 중앙 터널(3)을 포함하고, 상기 중앙 터널은 차량 길이방향(x)으로 연장되고 차량 바닥(2)에 연결된다. 중앙 터널(3)은, 차량 바닥(2)을 향한 하향 개방된 터널 영역(30)을 가지는 U-형상의 횡단면을 구비한다. 예를 들어, 카르단 샤프트, 냉각수 라인, 또는 배기 라인과 같은 여러 가지 차량 구성요소가 터널 영역(30) 내에 수용될 수 있다. 바닥 구조물(1)은, 높은 레벨의 기계적 강성도를 나타내도록, 차량 횡방향(y)으로 서로로부터 이격되어 배열되고 바람직하게 압출 성형 프로파일로서 형성된 2개의 시트 가로부재(4a, 4b)를 더 구비한다. 중앙 터널(3)은 국부적으로 2개의 시트 가로부재들(4a, 4b) 사이에서 연장된다.

중앙 터널(3)의 양 측면 상에서 바닥 구조물(1)은 중앙 터널(3)에 대한 각각하나의 부착 영역을 구비한다. 그러한 2개의 부착 영역의 각각은 바닥 구조물(1) 내로 삽입된 각각의 캐스트 가교(5a, 5b)에 의해서 형성된다. 바닥 구조물(1)의 전체 질량을 가능한 한 작게 유지하기 위해서, 2개의 캐스트 가교(5a, 5b)는 경금속 합금으로, 특히 알루미늄 합금으로 제조된다.

도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 2개의 시트 가로부재(4a, 4b)의 각각은 2개의 캐스트 가교(5a, 5b) 중 각각 하나에 연결된다. 바람직하게, 시트 가로부재(4a, 4b)는, 특히 나사 연결에 의해 캐스트 가교(5a, 5b)에 해제 가능하게 연결된다.

자동차의 측면 충돌의 경우에 또는 다이내믹 주행 작동 중에 하향 개방된 터널 영역(30)의 강성화를 위해서, 바닥 구조물(1)은 개방된 터널 영역(30)을 가로질러 2개의 캐스트 가교들(5a, 5b) 사이에서 연장되어 캐스트 가교(5a, 5b)에 해제 가능하게 고정되는 터널 가교(6)를 구비한다. 특히 높은 레벨의 강성도를 위해서, 터널 가교(6)는, 특히 압출 성형 프로파일로서 형성될 수 있고 바람직하게 캐스트 가교(5a, 5b)에 나사 고정될 수 있다. 2개의 시트 가로부재(4a, 4b) 및 터널 가교(6)는, 예를 들어 측면 충돌의 경우에 자동차의 바닥 구조물(1) 상으로 작용할 수 있는 횡방향 하중을 수용하기에 적합한 횡방향 하중 경로를 형성한다. 그에 따라 측면 충돌의 경우에, 시트 가로부재(4a, 4b) 중 하나에 작용하는 터널 가교(6)를 통해서 힘은 적어도 부분적으로 바닥 구조물(1)의 반대 측면으로도 전달될 수 있다.

여기에서 도시된 예시적인 실시예에서, 카르단 샤프트 지지부(7)는 차량의 길이방향(x)으로 볼 때 터널 가교(6)의 전방에 배열되고, 그러한 카르단 샤프트 지지부는 개방 터널 영역(30)을 가로질러 2개의 캐스트 가교들(5a, 5b) 사이에서 연장되고 캐스트 가교(5a, 5b)에 (바람직하게) 해제 가능하게 고정된다. 카르단 샤프트 지지부(7)는 중앙 영역(70) 내에서 국부적으로 외측으로 볼록해지도록 형성되고, 바람직하게 캐스트 가교(5a, 5b)에 나사 고정될 수 있다. 전술한 유형의 카르단 샤프트 지지부(7)는, 예를 들어, 전륜(all-wheel) 구동 자동차의 경우에 제공될 수 있다.

도 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 2개의 캐스트 가교(5a, 5b)의 각각은, 상단 측면 상에서 제1 시트 레일 부착 영역(50)을, 그리고 그로부터 길이방향으로 이격된 제2 시트 레일 부착 영역(51)을 구비하고, 그러한 시트 레일 부착 영역들에는 차량 시트를 위한 시트 레일(여기에서 명백하게 도시되지 않음)이 고정될 수 있다. 조립 프로세스 중에, 시트 레일이 2개의 캐스트 가교(5a, 5b)의 시트 레일 부착 영역(50, 51)에 나사 고정된다.

2개의 캐스트 가교(5a, 5b)의 각각의 전방 영역 내에는 각각 하나의 프로파일 본체(8a, 8b)가 2개의 캐스트 가교의 종축에 대해서 비스듬히 고정된다. 2개의 프로파일 본체(8a, 8b)는 각각의 경우에 자동차의 바닥 구조물(1)의 길이방향 하중 경로 구조물의 하나의 부분을 형성하고, 바람직하게 큰 레벨의 기계적 강성도를 실현하기 위해서 압출 성형 프로파일로서 형성된다. 2개의 프로파일 본체(8a, 8b)는, 예를 들어 자동차의 전방 충돌의 경우에 발생될 수 있는 길이방향 하중을 수용하도록 설치된다. 바람직하게 프로파일 본체(8a, 8b)는, 특히 나사 연결에 의해서, 캐스트 가교(5a, 5b)에 해제 가능하게 연결된다.

여기에서 설명된 바닥 구조물(1)의 경우에, 중앙 터널(3)에 대한 부착 영역 내에 제공된 캐스트 가교(5a, 5b)는, 2개의 시트 가로부재(4a, 4b), 시트 레일, 터널 가교(6), 프로파일 본체(8a, 8b) 및 선택적인 카르단 샤프트 지지부(7)의 연결을 위해서 제공된 특별한 연결 영역을 형성한다. 2개의 캐스트 가교(5a, 5b)는 다이내믹 주행 작동 중에 발생하는 하중 상황 및 자동차의 충돌의 경우에 발생하는 하중 상황에 구조적으로 목표대로 적응될 수 있다.

Claims

자동차의 바닥 구조물로서,
- 차량 바닥(2),
- 자동차의 길이방향으로 연장되고 차량 바닥(2)에 연결되는 중앙 터널(3),
- 자동차의 횡방향으로 서로로부터 이격되어 배열되고 중앙 터널(3)이 국부적으로 그 사이에서 연장되는, 2개의 시트 가로부재(4a, 4b)를 포함하고,
중앙 터널(3)의 양 측면 상에서 바닥 구조물(1)은 중앙 터널(3)에 대한 각각 하나의 부착 영역을 구비하는, 바닥 구조물에 있어서,
중앙 터널(3)에 대한 부착 영역 내에서 각각 하나의 캐스트 가교(5a, 5b)가 바닥 구조물(1) 내로 삽입되는 것을 특징으로 하는 바닥 구조물(1).
제1항에 있어서, 2개의 캐스트 가교(5a, 5b)의 각각은 2개의 시트 가로부재(4a, 4b) 중 하나에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 바닥 구조물(1).
제1항 또는 제2항에 있어서, 시트 가로부재(4a, 4b)는 압출 성형 프로파일로서 형성된 것을 특징으로 하는 바닥 구조물(1).
제1항 또는 제2항에 있어서, 바닥 구조물(1)은 터널 가교(6)를 구비하고, 상기 터널 가교는 차량 바닥(2)의 방향으로 개방된, 중앙 터널(3)의 터널 영역(30)을 가로질러 2개의 캐스트 가교들(5a, 5b) 사이에서 연장되어 캐스트 가교(5a, 5b)에 고정되는 것을 특징으로 하는 바닥 구조물(1).
제4항에 있어서, 터널 가교(6)는 압출 성형 프로파일로서 형성된 것을 특징으로 하는 바닥 구조물(1).
제1항 또는 제2항에 있어서, 2개의 캐스트 가교(5a, 5b)의 각각은, 상단 측면 상에서 제1 시트 레일 부착 영역(50)을, 그리고 그로부터 길이방향으로 이격된 제2 시트 레일 부착 영역(51)을 구비하고, 상기 시트 레일 부착 영역들에는 차량 시트를 위한 시트 레일이 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는 바닥 구조물(1).
제1항 또는 제2항에 있어서, 차량의 길이방향으로 볼 때 2개의 캐스트 가교(5a, 5b)의 각각의 전방 영역 내에 각각 하나의 프로파일 본체(8a, 8b)가 고정되고, 2개의 프로파일 본체(8a, 8b)는 바닥 구조물(1)의 길이방향 하중 경로 구조물의 부분인 것을 특징으로 하는 바닥 구조물(1).
제7항에 있어서, 프로파일 본체(8a, 8b)는, 자신에 연결된 캐스트 가교(5a, 5b)의 종축에 대해서 비스듬하게 연장되는 것을 특징으로 하는 바닥 구조물(1).
제1항 또는 제2항에 있어서, 바닥 구조물(1)은, 중앙 터널(3)을 가로질러 2개의 캐스트 가교들(5a, 5b) 사이에서 연장되고 캐스트 가교(5a, 5b)에 고정된 적어도 하나의 카르단 샤프트 지지부(7)를 구비하는 것을 특징으로 하는 바닥 구조물(1).
제1항 또는 제2항에 있어서, 캐스트 가교(5a, 5b)는 경금속 합금으로 제조되는 것을 특징으로 하는 바닥 구조물(1).