KR20170000911A - 차체 하부 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차체 하부 구조에 관한것으로, 고강도강으로서, 차체의 길이방향으로 연장되며 차체의 하부 중 양측부에 구비된 사이드 멤버; 및 저강도강으로서, 차체의 폭방향으로 연장되며 양측 단부가 중앙부보다 두께가 더 두꺼운 판으로 성형되고, 양측 단부는 각각 양측에 마주하는 사이드 멤버와 결합된 크로스 멤버;를 포함하는 차체 하부 구조가 소개된다.

Description

차체 하부 구조{SUBSTRUCTURE OF VEHICLE BODY}

본 발명은 차체의 경량화를 도모하고, 차량 충돌시 요구되는 안전성을 만족시키는 차체 하부 구조에 관한 것이다.

일반적으로 차체 하부 구조는 충돌 상황하에 발생할 수 있는 차체 하부의 충격과 부하로부터 실내 탑승자를 안전하게 보호하도록 차체의 파손과 변형을 방지하기 위한 설계가 요구된다.

이에 따라, 일반적으로 차체 하부 구조는 차량의 충돌시에 발생하는 충격의 크기 및 방향을 고려하여 차체 구조를 이루는 각 멤버의 형상이나 결합관계를 설계함으로써, 외부로부터 전달된 충격에 따른 파손 및 변형을 효과적으로 방지하여 실내 탑승자의 안전성을 향상시키도록 한다.

그러나, 위와 같은 일반적인 차체 하부 구조는 강한 충격으로부터 차체의 파손을 방지하기 위하여 차체 하부를 이루는 멤버의 수를 증가시키거나 기존 멤버의 두께를 증가시키는 등 전체적인 차량의 하중이 불가피하게 증가함으로 주행연비가 떨어지고 주행성능이 저하되는 등 차량의 경량화에 관련된 문제가 발생한다.

상기 차체의 안전성 향상 및 차체의 경량화라는 문제를 동시에 해결하기 위하여 현재 사용되는 차체 하부 구조는, 다양한 공법을 이용하여 동일 질량에서 더 높은 강도특성을 보이는 강을 이용하거나 이종소재를 사용한 멤버를 제작함으로써 차량 외부의 충격에 대한 안전성을 높이고 차체 하부 구조의 경량화를 도모하고 있으며, 그 외 다수 기업에서도 지속적으로 차체 하부 구조의 안전성 향상과 경량화 도모에 힘쓰고 있다.

이와 관련하여 한국등록특허공보 제 10-0998455호인 '차체 하부 구조'가 참조될 수 있다.

그러나, 상기와 같은 차체 하부 구조에 있어서, 차체를 이루는 멤버를 모두 고강도의 부재로 구비하는 것은 차량 제작에 대하여 비경제적일 뿐만 아니라 부하 경로를 설정하는데에 있어서도 비효과적이다. 또한, 고강도강을 이용한 멤버를 이용하는 것은 차체의 경량화에 있어서도 한계가 있다는 문제점이 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-0998455 B1

본 발명은 차량의 경량화를 도모하고, 차량 충돌시 요구되는 안전성을 만족시키는 차체 하부 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차체 하부 구조는 고강도강으로서, 차체의 길이방향으로 연장되며 차체의 하부 중 양측부에 구비된 사이드 멤버; 및 저강도강으로서, 차체의 폭방향으로 연장되며 양측 단부가 중앙부보다 두께가 더 두꺼운 판으로 성형되고, 양측 단부는 각각 양측에 마주하는 사이드 멤버와 결합된 크로스 멤버;를 포함한다.

크로스 멤버의 단부는 사이드 멤버의 단부에 결합된 것을 특징으로 할 수 있으며, 차체의 길이방향으로 연장되며, 사이드 멤버의 외측에 결합하는 사이드실;을 더 포함할 수 있다.

크로스 멤버의 단부는 사이드 멤버 단부의 내측에 결합되고, 사이드실의 단부는 사이드 멤버 중 크로스 멤버가 결합된 지점의 외측에 결합될 수 있으며,

기둥 형상으로 성형되며, 사이드실 중 사이드 멤버와 결합되는 부분의 외측에 구비된 벌크헤드;를 더 포함할 수 있다.

사이드실은 상단 및 하단이 차량의 외측으로 절곡되어 외측방향으로 개방된 공간을 형성하고, 사이드실의 공간에 벌크헤드가 삽입되어 결합될 수 있다.

크로스 멤버, 사이드 멤버, 사이드실 및 벌크헤드는 차량의 폭방향으로 동일선상에 위치되어 로드패스를 형성할 수 있다.

크로스 멤버 및 사이드 멤버는 각각 차체 하부의 리어 크로스 멤버 및 리어 사이드 멤버일 수 있으며, 크로스 멤버는 차량 폭방향의 가상선을 기준으로 절곡된 패널형상이며, 상방으로 절곡된 후면이 연료탱크의 전방을 지지하도록 구성될 수 있다.

크로스 멤버는 전방으로 절곡된 하면이 차량 플로어와 결합할 수 있고,

사이드 멤버는 차량 내측으로의 측면이 상방으로 연장되어 연료탱크의 측방을 지지하도록 구성될 수 있다.

사이드 멤버의 차량 내측방향의 측면 전단부는 크로스 멤버의 후면에 결합되어 크로스 멤버와 사이드 멤버가 연료탱크를 전방 및 양 측방에서 함께 지지할 수 있다.

크로스 멤버는 연장된 전체 길이방향에 있어서, 양측 단부가 중앙부보다 폭이 더 넓게 형성될 수 있으며,

크로스 멤버는 정면에서 보았을 때 중앙부가 양 단부보다 더 높게 위치되도록 중앙부와 양 단부의 사이에서 절곡된 것일 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차체 하부 구조에 따르면, 차량의 경량화를 도모하고, 차량 충돌시 요구되는 안전성을 만족시킬 수 있다.

특히, 차체 하부 구조 중 크로스 멤버를 저강도강으로 제작하여 그 양측 단부의 두께를 중앙부보다 두꺼운 판으로 성형함으로써 차량의 경량화를 도모하고, 측면 충돌에 의한 부하에 효과적으로 저항할 수 있으며, 크로스 멤버와 타 멤버간의 결합관계를 이용하여 차체로 전달되는 부하를 효율적으로 분산시킴으로써 차량의 파손으로부터 탑승자를 보호하기 위한 안전성이 향상된다.

동시에, 차체 하부를 이루는 멤버 중 일부 구성을 단면이 일부 절곡된 형상으로 구비함으로써 부위별로 요구되는 강도와 안전성을 효과적으로 만족시키는 설계가 가능하므로, 차체 하부의 설계에 있어 효율성과 경제성을 도모할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차체 하부 구조를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차체 하부 구조를 나타낸 배면도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차체 하부 구조를 나타낸 사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차체 하부 구조를 나타낸 배면도이다.

본 발명은 차체 하부 구조의 경량화를 도모하고, 차량 충돌시 요구되는 안전성 향상을 본 발명을 활용함으로써 간단하고 효과적으로 해결할 수 있는 것이다.

도 1 내지 2와 같이, 본 발명에 따른 차체 하부 구조는, 고강도강으로서 차체의 길이방향으로 연장되며 차체의 하부 중 양측부에 구비된 사이드 멤버(200); 및 저강도강으로서, 차체의 폭방향으로 연장되며 양측 단부(120)가 중앙부(110)보다 두께가 더 두꺼운 판으로 성형되고, 양측 단부(120)는 각각 양측에 마주하는 사이드 멤버(200)와 결합된 크로스 멤버(100);를 포함한다.

이를 구체적으로 살펴보면, 사이드 멤버(200)는 고강도강으로서, 차체의 길이방향으로 연장되며 차체의 하부 중 양측부에 구비된다. 본 발명의 사이드 멤버(200)는 차체 하부 구조 중 차량의 전방측에 구비된 프론트 사이드 멤버 또는 차량의 후방측에 구비된 리어 사이드 멤버 등 차체의 길이방향으로 연장되며, 차체의 양측부에 구비된 멤버 중 어느 하나일 수 있다.

사이드 멤버(200)는 고강도강으로 이루어지는데, 고강도강을 제작하기 위하여 열처리된 강의 냉각속도를 조절하거나 이종 소재를 이용하는 등 그 제작방식은 다양할 수 있다.

사이드 멤버(200)는 차체의 길이방향으로 연장된 형상으로서 타 멤버에 비하여 연장길이가 길게 구비되어 처짐 현상이나 휘어짐 현상이 발생하기 쉬운데, 이러한 현상을 방지하기 위하여 타측 멤버보다 더 높은 강도특성이 요구된다.

특히, 전후방향으로 주행하는 차량의 특성상 전방 또는 후방 충돌이 발생하는 경우, 측방 등의 충돌에 비하여 더 강한 충격이 차체로 전달된다. 이러한 전방 또는 후방의 충돌에 의한 부하의 직접적인 전달경로가 되는 사이드 멤버(200)는 그 파손 및 변형이 방지되기 위하여 타측 멤버에 비하여 높은 강도가 요구된다.

다만, 높은 요구강도를 만족시키고자 사이드 멤버(200)의 크기 자체를 증가시키거나 그 두께를 증가시키는 것은 차체의 하중을 증가시키므로 연비효율에 있어서는 물론, 공간활용의 효율성이 중요한 차체 구조의 설계면에서도 불리하다.

따라서, 타측 멤버와 비교하여 설계상의 요구강도가 높은 사이드 멤버(200)의 경우, 하중의 증가 없이 고강도강을 이용하여 제작함으로써 차량의 설계상의 이점을 살리고 차체의 경량화를 이루어 내는 것이다.

한편, 크로스 멤버(100)는 저강도강으로서, 차체의 폭방향으로 연장되며 양측 단부(120)가 중앙부(110)보다 두께가 더 두꺼운 판으로 성형되고, 양측 단부(120)는 각각 양측에 마주하는 사이드 멤버(200)와 결합된다.

본 발명의 크로스 멤버(100)는 차체 하부 구조 중 차량의 전방측에 구비된 프론트 크로스 멤버(100) 또는 차량의 후방측에 구비된 리어 크로스 멤버(100) 등 차체의 폭방향으로 연장된 멤버 중 어느 하나일 수 있다.

크로스 멤버(100)는 그 단부(120)가 사이드 멤버(200)와 결합하여 차체의 뒤틀림 현상을 방지함은 물론 사이드 멤버(200)의 처짐현상을 방지해주는 역할도 한다. 이러한 크로스 멤버(100)의 단면 형상은 다양할 수 있으며, 사이드 멤버(200)와의 결합방식으로는 일체화성형은 물론 기계적 결합, 용접 등 다양한 방식이 가능하다.

특히, 크로스 멤버(100)는 차량의 측면 충돌 시 차량의 측부에 위치하는 사이드 멤버(200)와 더불어 차체로 전달되는 충격에 대한 직접적인 부하 경로가 된다.

이 때, 고강도강으로 이루어진 사이드 멤버(200)가 측면으로부터의 충격에 있어서도 그 부하를 분담하게 되므로, 크로스 멤버(100)는 독립적으로 충격에 저항하는 것에 비하여 더 낮은 강도가 요구될 수 있다.

또한, 차량의 전방 또는 후방에 비하여 측방에서 충돌이 발생하는 경우, 충돌부위와 탑승자간의 거리가 가까우므로 충격에너지의 일부를 멤버의 변형에너지로 전환하는것이 탑승자에게 전달되는 충격을 줄이는데 효과적이다.

즉, 사이드 멤버(200)와는 달리 크로스 멤버(100)는 고강도강으로 구성할 필요가 없으며, 차량 측방의 충격에 대하여 사이드 멤버(200)와 부하를 분담함과 동시에 그 충격에너지 일부를 변형에너지로 흡수할 수 있도록 저강도강으로 구성하는 것이 유리한 것이다.

다만, 사이드 멤버(200)와 직접 결합하는 크로스 멤버(100)의 양측 단부(120)는 차량의 측방에서 충돌이 발생하면 그 충격이 직접적으로 전해지므로 중앙부(110)에 비하여 변형을 넘어선 파단이 발생할 수 있는 가능성이 높다.

이에 따라서, 크로스 멤버(100)의 중앙부(110)에 비하여 양측 단부(120)는 그 두께가 더 두꺼운 판으로 성형함으로써, 차량 충돌시 크로스 멤버(100)의 파단을 방지할 수 있는 최소 요구강도를 만족시키도록 한다.

즉, 크로스 멤버(100)는 저강도강으로 구성하되 그 단부(120)에 있어서는 두께를 증가시킴으로써 차량의 충돌에 따른 단부(120)의 파손을 방지하면서 부하를 타 멤버와 분담하고, 동시에 탑승자에게 전달되는 충격에너지를 변형에너지로서 흡수함으로써 안전성을 높이는 것이다.

한편, 도 1 내지 도 2 과 같이, 본 발명의 크로스 멤버(100) 단부(120)는 사이드 멤버(200)의 단부에 결합될 수 있다. 차량의 전방영역에서는 크로스 멤버(100)가 사이드 멤버(200)의 후단에 결합될 수 있고, 차량의 후방영역에서는 크로스 멤버(100)가 사이드 멤버(200)의 전단에 결합될 수 있다.

사이드 멤버(200)는 단부에서 타측 멤버와의 결합관계를 형성하는데, 차량의 충돌상황 시 부하의 경로가 되는 사이드 멤버(200)의 결합부위에서 부하가 집중되는 현상이 발생할 수 있다. 이러한 현상으로 인해 차체 하부의 결합부위가 파단되면 곧바로 운전자의 주행능력상실로 이어지는 바, 대형사고로 발전할 수 있는 것이다.

따라서, 사이드 멤버(200)의 단부에 크로스 멤버(100)의 단부(120)가 함께 결합함으로써 멤버간의 결합지점의 수를 줄이고, 동시에 일지점에서 결합된 멤버들 상호간의 결합력이 중첩되어 그 결속력이 강화되는 바, 결합부위의 파손을 방지하는데 매우 유리하다.

한편, 도 1 과 같이, 본 발명의 차체 하부 구조는 차체의 길이방향으로 연장되며 사이드 멤버(200)의 외측에 결합하는 사이드실(300)을 더 포함할 수 있다.

사이드실(300)은 차체에서 배치되는 위치에 따라서 프론트 사이드실, 도어 사이드실, 리어 사이드실 등이 있으며, 구체적으로는 사이드 멤버(200)와 직접 결합하는 사이드실 인너패널과 그 외측에 결합하는 사이드실 아웃터패널이 있을 수 있다. 이하에서는 도 1 에 도시된 바와 같이 사이드 멤버(200)와 직접 결합하는 사이드실 인너패널로 설명한다.

사이드실(300)은 차량의 하부 중 도어가 접하는 지점에 위치할 수 있는데, 인너패널과 아웃터패널이 결합하여 하나의 사이드실(300)을 구성하며, 사이드실(300) 내부에는 공간이 형성될 수 있다. 이러한 공간의 형성은 차체의 경량화를 도모함과 동시에 차량의 측면 충돌시 발생하는 충격에너지 일부를 패널이 변형되면서 그 변형에너지로 흡수할 수 있는 공간이 되는 것이다.

또한, 도 1 과 같이, 본 발명의 차체 하부 구조는 크로스 멤버(100)의 단부(120)가 사이드 멤버(200) 단부의 내측에 결합되고, 사이드실(300)의 단부는 사이드 멤버(200) 중 크로스 멤버(100)가 결합된 지점의 외측에 결합될 수 있다.

즉, 차량의 양 측부에 구비된 사이드 멤버(200) 사이에서 차체의 폭방향으로 연장된 크로스 멤버(100)의 단부(120)가 사이드 멤버(200)의 단부 내측에 결합되고, 이 지점에 사이드실(300)의 단부 또한 사이드 멤버(200)의 외측으로 결합하는 바, 차체 하부의 일부를 이루는 각 멤버의 단부가 일지점에서 결합되도록 하는 것이다.

이에 따라, 멤버간의 결합지점의 수를 줄이면서 일지점에서 결합된 멤버들 상호간의 결합력이 중첩되어 그 결속력이 강화되는 바, 결합부위의 파손을 방지하는데 매우 유리하다.

특히, 차량의 측면 충돌에 따른 부하를 크로스 멤버(100)와 함께 사이드 멤버(200) 및 사이드실(300)이 분담하게 되는 바, 크로스 멤버(100)가 부담하는 충격 및 하중을 저감시켜 그 파손을 방지할 수 있는 것이다.

한편, 도 1 내지 2 와 같이, 본 발명의 차체 하부 구조는 기둥 형상으로 성형되며, 사이드실(300) 중 사이드 멤버(200)와 결합되는 부분의 외측에 구비된 벌크헤드(400)를 더 포함할 수 있다.

벌크헤드(400)는 바람직하게는 내부에 공간이 형성되고 차량의 외측을 향하여 연장된 기둥형상일 수 있다. 또한 바람직하게는 사이드실(300)의 외측을 따라 하나 이상의 복수로 구비될 수 있다.

사이드실(300)은 일반적으로 인너패널과 아웃터패널의 결합으로 이루어지며 그 사이에서 내부공간(320)을 형성하는데, 벌크헤드(400)는 바람직하게는 사이드실(300)의 내부공간(320)에 구비될 수 있으며, 사이드실(300)의 패널보다 강도가 높은 재질로 형성될 수 있다.

이에 따라, 차량의 외관 중 일부를 구성하는 사이드실(300)은 그 내부공간(320)을 형성함으로써 차체의 경량화를 도모함과 동시에 측방의 충돌 발생 시, 실내로 전달되는 충격에너지의 일부를 사이드실(300)의 변형에너지로 소모시켜 탑승자에게 전달되는 충격을 줄이는 효과를 가진다.

이에 더하여, 사이드실(300)의 내부공간(320) 일부에 벌크헤드(400)를 구비함으로써 외부충격에 차체 하부로 전달되는 부하의 일부를 벌크헤드(400)가 부담하도록 하는 것이다.

한편, 도 1 과 같이, 본 발명의 사이드실(300)은 상단 및 하단이 차량의 외측으로 절곡되어 외측방향으로 개방된 공간(320)을 형성하고, 사이드실(300)의 공간(320)에 벌크헤드(400)가 삽입되어 결합될 수 있다.

따라서 사이드실(300)의 단면은 차량의 외측방향으로의 일면이 개방된 사각형상일 수 있으며, 바람직하게는 벌크헤드(400)가 그 측면이 절곡된 사이드실(300)의 상단과 하단의 패널(310)과 접하도록 삽입될 수 있다.

이에 따라서, 벌크헤드(400)는 절곡된 사이드실(300)의 상단 및 하단 패널(310)에 의하여 형상규제 효과를 가짐으로서 사이드실(300)의 공간(320)으로 삽입시 그 결속력이 강화되며, 사이드실(300)과 접하는 벌크헤드(400)의 상면 및 하면이 강화되는 효과를 가진다.

결국, 사이드실(300)의 상부 및 하부의 절곡으로 형성된 공간(320)에 벌크헤드(400)가 삽입되면서 차량의 측방 충돌에 의한 부하에 견디는 강도가 더 높아지는 효과를 가지는 것이다.

또한, 도 2 와 같이, 본 발명의 크로스 멤버(100), 사이드 멤버(200), 사이드실(300) 및 벌크헤드(400)는 차량의 폭방향으로 동일선상에 위치되어 로드패스를 형성할 수 있다.

차체 하부를 구성하는 멤버는 차량 외부 충격에 의하여 전달되는 부하의 경로를 설정하는 역할을 하는데, 이러한 멤버의 결합관계에 따라 차체로 전달된 하중이 분산되어 차체의 파손을 효율적으로 방지할 수 있다.

즉, 바람직하게는 차량의 폭방향으로 연장된 크로스 멤버(100), 사이드 멤버(200)의 단부, 사이드실(300)의 단부 및 벌크헤드(400)가 크로스 멤버(100)의 길이방향으로 동일선상에 구비됨으로써, 차량의 측방으로부터 차체로 전달되는 부하에 대한 로드패스를 구성하는 것이다.

이에 따라서, 차량 외측으로부터 전달된 부하가 상기 로드패스를 따라 전달되는 과정에서 상기 로드패스를 구성하는 각 요소로 분산되어 전달된다. 이로 인해 각 요소들은 한계강도를 넘어서지 않는 부하만을 부담하면서도, 구조 전체로서는 각 멤버의 한계강도를 넘는 큰 하중에도 차체의 파손을 방지할 수 있는 것이다.

한편, 도 1 내지 2 와 같이, 본 발명의 크로스 멤버(100) 및 사이드 멤버(200)는 각각 차체 하부의 리어 크로스 멤버(100) 및 리어 사이드 멤버(200)일 수 있다.

일반적으로 차체 하부 중 리어 사이드 멤버(200) 및 리어 크로스 멤버(100)가 위치하는 영역은 차량의 후방부로서, 승용차의 경우에는 트렁크 및 연료탱크 등이 위치하는 영역에 해당한다.

특히, 도 1 과 같이, 본 발명의 크로스 멤버(100)는 차량 폭방향의 가상선을 기준으로 절곡된 패널형상이며, 상방으로 절곡된 후면(130)이 연료탱크의 전방을 지지할 수 있다.

구체적으로 리어 크로스 멤버(100)는 차량 폭방향의 가상선을 기준으로 절곡되어 전방으로 연장된 하면과 상방으로 연장된 후면(130)으로 구성된 패널일 수 있다. 2방향으로 연장된 각각의 면을 구비함으로써, 사이드 멤버(200)와의 결합력을 강화시킬수 있음은 물론 각 면에 있어서 강성이 취약한 방향을 상호 보완하는 효과를 가진다.

또한, 리어 크로스 멤버(100)는 바람직하게는 차량의 연료탱크 전방에 위치하는데, 차량의 충돌 시 차량 후방의 하부 구조를 이루는 각 멤버의 파손 및 휘어짐 등에 의하여 연료탱크에 충격을 가할 수 있다. 이러한 상황으로부터 연료탱크를 보호하고자 상방으로 연장된 리어 크로스 멤버(100)의 후면(130)으로 연료탱크의 전방을 지지하는 것이다.

또한, 도 1 과 같이, 사이드 멤버(200)는 차량 내측으로의 측면이 상방으로 연장되어 연료탱크의 측방을 지지할 수 있다.

리어 사이드 멤버(200)는 일반적으로 연료탱크의 양 측부에 구비되는데, 차량의 충돌 시 차량 후방의 하부 구조를 이루는 각 멤버의 파손 및 휘어짐 등에 의하여 연료탱크에 충격을 가할 수 있다. 이러한 상황으로부터 연료탱크를 보호하고자 상방으로 연장된 리어 사이드 멤버(200)의 내측면(210)으로 연료탱크의 측방을 지지하는 것이다.

또한, 도 1 과 같이, 본 발명은 사이드 멤버(200)의 차량 내측방향의 측면 전단부는 크로스 멤버(100)의 후면(130)에 결합되어 크로스 멤버(100)와 사이드 멤버(200)가 연료탱크를 전방 및 양 측방에서 함께 지지할 수 있다.

따라서, 리어 사이드 멤버(200)의 단부에 절곡된 형상의 리어 크로스 멤버(100) 단부(120)가 결합되고, 상방으로 연장된 리어 사이드 멤버(200)의 내측면(210)이 상방으로 연장된 리어 크로스 멤버(100)의 후면(130)에 결합함으로써 두 멤버간의 결합점이 증가되며, 그 결속력이 강해지게 되므로 차량 외부의 충격으로부터 결합부의 파손을 방지하는데에 유리하다.

또한, 리어 사이드 멤버(200) 및 리어 크로스 멤버(100)로 이루어진 내측공간(500)에 연료탱크가 위치함에 따라, 차량 외부의 충격에 대하여 상방으로 연장된 각 멤버의 내측면(210)에 의하여 연료탱크의 외면을 충격으로부터 안전하게 보호할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명의 크로스 멤버(100)는 연장된 전체 길이방향에 있어서, 양측 단부(120)가 중앙부(110)보다 폭이 더 넓게 형성될 수 있다.

크로스 멤버(100)는 그 단부(120)가 사이드 멤버(200)와 결합하여 차체의 뒤틀림 현상을 방지함은 물론 사이드 멤버(200)의 처짐현상을 방지해주는 역할도 한다. 또한, 크로스 멤버(100)는 차량의 측면 충돌 시, 측면으로부터 전달되는 충격에 대하여 차량의 측부에 위치하는 사이드 멤버(200)와 더불어 크로스 멤버(100)가 직접적인 부하의 경로가 된다.

특히, 사이드 멤버(200)와 직접 결합하는 크로스 멤버(100)의 양측 단부(120)는 차량의 측방에서 충돌이 발생하면 그 충격이 직접적으로 전해지므로 중앙부(110)에 비하여 파단이 일어날 수 가능성이 높으므로, 크로스 멤버(100)의 중앙부(110)에 비하여 그 폭을 더 넓게 형성하여 파단을 방지할 수 있는 최소 요구강도를 만족시키도록 한다.

즉, 크로스 멤버(100)는 저강도강으로 구성하되 그 단부(120)에 있어서는 사이드 멤버(200)와 결합하는 폭을 증가시킴으로써 사이드 멤버(200)와의 결합력을 증가시키고 차량의 충돌에 따른 단부(120)의 파손을 방지할 수 있는 것이다.

한편, 도 1 과 같이, 본 발명의 크로스 멤버(100)는 정면에서 보았을 때 중앙부(110)가 양 단부(120)보다 더 높게 위치되도록 중앙부(110)와 양 단부(120)의 사이에서 절곡되어 형성될 수 있다.

차체의 하부 구조를 이루는 크로스 멤버(100)는 차량의 충격외에도 차량의 구성요소 및 차량 실내의 하중을 직접적으로 지탱하는 역할을 수행한다. 저강도강으로 구성된 크로스 멤버(100)는 지속적으로 작용하는 차량 자체의 하중에 의한 크리프 현상 등에 의하여 중앙부(110)의 쳐짐이 나타날 수 있다.

이에 따라서, 크로스 멤버(100)의 중앙부(110)를 양 단부(120)보다 더 높게 위치하도록 형성함으로써 크로스 멤버(100)의 상부에서 하방으로 작용하는 차량의 하중에 대하여 형상의 변형을 최소화하면서 차체의 상부를 지지할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100 : 크로스 멤버 200 : 사이드 멤버
300 : 사이드실 400 : 벌크헤드

Claims (14)

1. 고강도강으로서, 차체의 길이방향으로 연장되며 차체의 하부 중 양측부에 구비된 사이드 멤버; 및
   저강도강으로서, 차체의 폭방향으로 연장되며 양측 단부가 중앙부보다 두께가 더 두꺼운 판으로 성형되고, 양측 단부는 각각 양측에 마주하는 사이드 멤버와 결합된 크로스 멤버;를 포함하는 차체 하부 구조.
2. 청구항 1에 있어서,
   크로스 멤버의 단부는 사이드 멤버의 단부에 결합된 것을 특징으로 하는 차체 하부 구조.
3. 청구항 2에 있어서,
   차체의 길이방향으로 연장되며, 사이드 멤버의 외측에 결합하는 사이드실;을 더 포함하는 것을 특징으로 차체 하부 구조.
4. 청구항 3에 있어서,
   크로스 멤버의 단부는 사이드 멤버 단부의 내측에 결합되고, 사이드실의 단부는 사이드 멤버 중 크로스 멤버가 결합된 지점의 외측에 결합된 것을 특징으로 차체 하부 구조.
5. 청구항 3에 있어서,
   기둥 형상으로 성형되며, 사이드실 중 사이드 멤버와 결합되는 부분의 외측에 구비된 벌크헤드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 하부 구조.
6. 청구항 5에 있어서,
   사이드실은 상단 및 하단이 차량의 외측으로 절곡되어 외측방향으로 개방된 공간을 형성하고, 사이드실의 공간에 벌크헤드가 삽입되어 결합된 것을 특징으로 하는 차체 하부 구조.
7. 청구항 5에 있어서,
   크로스 멤버, 사이드 멤버, 사이드실 및 벌크헤드는 차량의 폭방향으로 동일선상에 위치되어 로드패스를 형성하는 것을 특징으로 하는 차체 하부 구조.
8. 청구항 1에 있어서,
   크로스 멤버 및 사이드 멤버는 각각 차체 하부의 리어 크로스 멤버 및 리어 사이드 멤버인 것을 특징으로 하는 차체 하부 구조.
9. 청구항 8에 있어서,
   크로스 멤버는 차량 폭방향의 가상선을 기준으로 절곡된 패널형상이며, 상방으로 절곡된 후면이 연료탱크의 전방을 지지하는 것을 특징으로 하는 차체 하부 구조.
10. 청구항 9에 있어서,
    크로스 멤버는 전방으로 절곡된 하면이 차량 플로어와 결합하는 것을 특징으로 하는 차체 하부 구조.
11. 청구항 9에 있어서,
    사이드 멤버는 차량 내측으로의 측면이 상방으로 연장되어 연료탱크의 측방을 지지하는 것을 특징으로 하는 차체 하부 구조.
12. 청구항 11에 있어서,
    사이드 멤버의 차량 내측방향의 측면 전단부는 크로스 멤버의 후면에 결합되어 크로스 멤버와 사이드 멤버가 연료탱크를 전방 및 양 측방에서 함께 지지하는 것을 특징으로 하는 차체 하부 구조.
13. 청구항 1에 있어서,
    크로스 멤버는 연장된 전체 길이방향에 있어서, 양측 단부가 중앙부보다 폭이 더 넓게 형성된 것을 특징으로 하는 차체 하부 구조.
14. 청구항 1에 있어서,
    크로스 멤버는 정면에서 보았을 때 중앙부가 양 단부보다 더 높게 위치되도록 중앙부와 양 단부의 사이에서 절곡된 것을 특징으로 하는 차체 하부 구조.

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