KR20180068183A - 차체 멤버 체결구조 - Google Patents

Abstract

차체 멤버 체결구조가 개시된다. 차체를 구성하는 제1차체 멤버와 제2차체 멤버를 체결하는 체결구조에 있어서, 상기 제1차체 멤버에 형성된 체결부; 상기 제1차체 멤버에 상기 제2차체 멤버를 체결하는 체결수단; 및 상기 체결부에 상기 체결수단이 체결된 상태에서 상기 체결수단의 풀림을 방지하기 위해 상기 체결부에 형성된 역회전 방지홈과 상기 체결수단에 구비된 역회전 방지돌기를 포함하여, 이종 재질의 차체 멤버들을 안정되게 체결할 수 있고, 제작단가를 저감할 수 있다.

Description

차체 멤버 체결구조{Vehicle body fastening structure}

본 발명은 차체 멤버 체결구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이종 재질의 차체를 서로 체결하여 연결하는 차체 멤버 체결구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 차체는, 다수의 차체 멤버들이 서로 체결, 연결 혹은 결합되어, 탑승자들이 거주할 수 있는 승객실과, 엔진 등의 차량 구동 부품들을 탑재할 수 있는 엔진 룸 및, 물건을 적재할 수 있는 트렁크 룸 등이 구비된다.

다수의 차체 멤버들을 서로 체결하여 차체를 형성할 때에, 체결 강성을 증대시켜 차체의 안정성 및 탑승자의 승차감 등을 향상시킬 필요가 있는 데, 특히 차량의 길이 방향을 따라 연장되게 형성됨과 더불어 차량의 폭 방향을 따라 좌우 양측에 배치되는 사이드 멤버와, 샤시 부품이 장착되어 지지되는 서브 프레임과의 체결 강성은, 차량의 주행 중에 발생된 진동이나 충격이 서브 프레임을 통해 차체 멤버로 전달되지 않도록 절연하는 절연 성능 향상 측면에서 매우 중요하다.

한편, 최근에는 차량의 경량화 및 연비 향상 등을 추구하기 위해 차체를 스틸보다 상대적으로 가벼운 알루미늄으로 제작하고, 중량물을 탑재하여 지지함에 따라 강성이 많이 요구되는 서브 프레임은 여전히 스틸로 제작하여 서로 체결해서 결합한 차체 구조가 제안 및 개발되고 있다.

이와 같은 이종 재질, 예를 들면 스틸과 알루미늄 재질의 차체 멤버들을 서로 체결하여 결합하는 방법으로서, 종래에는 알루미늄 차체를 제작할 때에 주조 단계에서 마운팅 볼트나 혹은 너트를 삽입하여 제작하고, 서브 프레임을 알루미늄 차체에 미리 일체로 결합된 마운팅 볼트나 혹은 너트에 볼트나 혹은 너트로 스틸 서브 프레임을 체결하는 방법이 있는 바, 이러한 방법은 제작 단가가 비싸지는 결점이 있었다.

다른 방법으로, 알루미늄 차체를 주조로 제작한 다음에, 마운팅 볼트나 혹은 너트를 접착제 등을 매개로 고정시키는 방법이 있지만, 제작 기간이 길어지는 단점이 있었다.

본 발명의 실시 예는 상기와 같은 사정을 감안하여 안출된 것으로, 알루미늄 차체에 역회전 방지홈을 구비한 나사탭을 미리 형성하고, 상기 역회전 방지홈에 형합하는 역회전 방지돌기를 구비한 마운팅 볼트를 상가 나사탭에 나사 체결하여 스틸 서브 프레임을 알루미늄차체에 체결함으로써, 이종 재질 차체의 조립 생산성을 향상시키고, 제작 단가를 저감할 수 있는 차체 멤버 체결구조를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 차체 멤버 체결구조는, 차체를 구성하는 제1차체 멤버와 제2차체 멤버를 체결하는 체결구조에 있어서, 상기 제1차체 멤버에 형성된 체결부; 상기 제1차체 멤버에 상기 제2차체 멤버를 체결하는 체결수단; 및 상기 체결부에 상기 체결수단이 체결된 상태에서 상기 체결수단의 풀림을 방지하기 위해 상기 체결부에 형성된 역회전 방지홈과 상기 체결수단에 구비된 역회전 방지돌기를 포함할 수 있다.

상기 제1차체 멤버는 차량의 길이 방향을 따라 연장되게 형성되는 사이드 멤버이고; 상기 제2차체 멤버는 상기 사이드 멤버에 체결되는 서브 프레임일 수 있다.

상기 제1차체 멤버는 알루미늄 재질로 제작되고, 상기 제2차체 멤버는 스틸 재질로 제작될 수 있다.

상기 체결부는 체결 좌면과, 상기 체결 좌면으로부터 차량의 높이 방향 하방으로 돌출되게 일체로 형성되는 나사 체결부를 포함하고; 상기 체결수단은 상기 나사 체결부에 삽입되어 나사 체결되는 마운팅 볼트일 수 있다.

상기 나사 체결부는, 파이프 형상의 체결 바디와, 상기 체결 바디의 내주면에 형성된 나사탭을 포함할 수 있다.

상기 나사 체결부의 상기 나사탭이 끝나는 부위에는 상기 역회전 방지홈이 형성될 수 있다.

상기 역회전 방지홈과 상기 역회전 방지돌기는 각각 나사 체결 방향에 대해 반대 방향으로 경사진 경사면과, 상기 경사면의 끝부위에서 나사 체결 방향으로 형성된 스톱퍼벽을 포함할 수 있다.

상기 경사면과 상기 스톱퍼벽들은 원주 방향으로 연속되게 형성되고, 그 중심으로부터 반경 방향 외측으로 그 폭이 확장되게 형성될 수 있다.

상기 경사면과 상기 스톱퍼벽들은 삼각 형상의 단면을 가질 수 있다.

상기 마운팅 볼트는, 원기둥 형상의 볼트 바디의 외주면에 형성되고 상기 나사 체결부의 나사탭에 나사 체결될 수 있는 나사부; 상기 볼트 바디의 하단부에 형성된 공구홈을 포함하고; 상기 볼트 바디의 상단부에 상기 역회전 방지돌기가 형성될 수 있다.

상기 마운팅 볼트의 하단부에는 원추 형상의 보스부가 형성되고, 상기 보스부의 끝부위에 상기 공구홈이 상기 볼트 바디의 내측으로 파여진 형태로 형성될 수 있다.

상기 스톱퍼벽의 기울기는 상기 경사면의 기울기 보다 크게 형성될 수 있다.

상기 역회전 방지홈과 상기 역회전 방지돌기의 각 스톱퍼벽과 경사면은 중심에 모여지지 않고 중심으로부터 소정 간격 이격된 다음에 확장되게 형성될 수 있다.

상기 각 스톱퍼벽과 경사면의 기울기들은 동일하지 않고 가변될 수 있다.

상기 경사면에 곡면이 형성될 수 있다.

상기 스톱퍼벽과 경사면이 만나는 모서리 부위에 곡면이 형성될 수 있다.

상기 스톱퍼벽과 경사면이 원주 방향으로 완전히 연속되지 않고 일부만 연속 혹은 불연속되게 형성될 수 있다.

상기 스톱퍼벽 및 상기 경사면의 높이는 반경 방향에 대해 동일하게 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 차체 멤버 체결구조에 의하면, 알루미늄 차체를 형성할 때에, 역회전 방지홈을 구비한 나사탭이 형성된 체결부를 미리 형성하고, 상기 역회전 방지홈에 형합할 수 있는 역회전 방지돌기를 구비한 마운팅 볼트를 상기 나사탭에 나사 체결하여 스틸 재질의 서브 프레임을 알루미늄 차체에 용이하게 체결할 수 있다.

상기 역회전 방지홈과 역회전 방지돌기의 상호 작용에 의해 나사가 풀릴 염려가 없으므로, 서브 프레임이 차체에 지속적으로 안정되게 장착된 상태를 유지할 수 있다.

또한, 알루미늄 차체와 스틸 서브 프레임의 체결 작업이 용이해지고, 종래의 마운팅 볼트나 너트를 알루미늄 차체에 인서트 하거나 고정시키는 등의 별도의 공정이 필요 없으므로, 차체 조립 시간을 단축시킬 수 있고, 조립 생산성도 향상시키고, 조립 단가도 저감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 알루미늄 차체에 형성된 체결부의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 알루미늄 차체에 형성된 체결부의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 마운팅 볼트의 사시도 및 확대도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 마운팅 볼트가 차체 체결부에 체결된 상태의 사시도이다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 멤버 체결구조는, 알루미늄 재질로 제작되는 차체(1)에 일체로 형성되는 체결부(10)를 포함할 수 있다.

상기 차체(1)는 예를 들면, 차량의 길이 방향을 따라 연장되게 형성되고 차량의 폭 방향을 따라 좌우 양측에 배치되는 사이드 멤버일 수 있다.

상기 체결부(10)는 대체로 원형을 형성하는 체결 좌면(12)과, 이 체결 좌면(12)으로부터 차량의 높이 방향 하방으로 돌출되게 일체로 형성되는 나사 체결부(14)를 구비할 수 있다.

상기 나사 체결부(14)는, 대체로 파이프 형상의 체결 바디(14a)와, 이 체결 바디(14a)의 내주면에 형성된 나사탭(14b)을 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 상기 나사 체결부(14)의 바닥면에는, 즉 나사탭(14b)이 끝나는 부위에는 역회전 방지홈(15)이 형성될 수 있다.

상기 역회전 방지홈(15)은 화살표로 도시된 바와 같이 나사 체결 방향(A)에 대해 반대 방향(B) 혹은 나사 풀림 방향(B)으로 경사진 경사면(15a)과, 이 경사면(15a)의 끝부위에서 나사 체결 방향(A)이고 볼트 바디의 축방향에 평행한 스톱퍼벽(15b)을 각각 포함할 수 있다.

상기 스톱퍼벽(15b)은 상기 볼트 바디의 축방향에 대해 반드시 평행할 필요는 없고, 소정 각도로 경사지게 형성되어도 무방하다.

상기 경사면(15a)과 스톱퍼벽(15b)들은 원주 방향으로 연속되게 형성될 수 있고, 중심으로부터 반경 방향 외측으로 그 폭이 확장되게 형성될 수 있다.

상기 경사면(15a)과 스톱퍼벽(15b)들은 삼각 형상의 단면을 가지도록 형성될 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 멤버 체결구조는, 상기 나사 체결부(14)에 삽입되어 나사 체결되는 마운팅 볼트(20)를 포함할 수 있다.

마운팅 볼트(20)는, 대체로 원기둥 형상의 볼트 바디의 외주면에 형성되고 상기 나사 체결부(14)의 나사탭(14b)에 나사 체결될 수 있는 나사부(22); 상기 볼트 바디의 일단부, 즉 하단부에 형성된 공구홈(24); 및 상기 볼트 바디의 타단부, 즉 상단부에 형성되고, 상기 역회전 방지홈(15)에 삽입되어 형합하는 역회전 방지돌기(26)를 각각 포함할 수 있다.

상기 공구홈(24)은, 예를 들면 6각 렌치홈 형상으로 형성되지만, 이에 한정되지 않고 별모양 렌치홈 혹은 십자 형상 혹은 기타 다각 형상의 렌치홈으로 형성될 수 있다.

상기 마운팅 볼트(20)의 하단부에는 원추 형상의 보스부(25)가 형성되고, 이 보스부(25)의 끝부위에 상기 공구홈(24)이 볼트 바디의 내측으로 파여진 형태로 형성될 수 있다.

상기 역회전 방지돌기(26)는 화살표로 도시된 나사 체결 방향(A)에 대해 반대 방향(B)으로 경사진 경사면(26a)과, 이 경사면(15a)의 끝부위에서 나사 체결 방향(A)이고 볼트 바디의 축방향에 대해 평행한 스톱퍼벽(26b)을 각각 포함할 수 있다.

상기 스톱퍼벽(26b)은 상기 볼트 바디의 축방향에 대해 반드시 평행할 필요는 없고, 마운팅 볼트(20)의 풀림을 방지할 수 있다면 소정 각도로 경사지게 형성되어도 무방하다.

상기 경사면(26a)과 스톱퍼벽(26b)들은 원주 방향으로 연속되게 형성될 수 있고, 중심으로부터 반경 방향 외측으로 그 폭이 확장되게 형성될 수 있다.

상기 경사면(26a)과 스톱퍼벽(26b)들은 삼각 형상의 단면을 가지도록 형성될 수 있다.

상기 역회전 방지홈(15)의 스톱퍼벽(15b)과 역회전 방지돌기(26)의 스톱퍼벽(26b)의 기울기는 상기 경사면(15a, 26a)의 기울기 보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.

도 4를 참조하면, 알루미늄 차체(1)에는 나사 체결부(14)가 형성되고, 상기 나사 체결부(14)에 마운팅 볼트(20)의 상부가 삽입되어 나사 체결된다.

또한, 도시되지 않았지만, 상기 마운팅 볼트(20)의 하부는 서브 프레임에 너트로 체결되어, 알루미늄 차체와 스틸 서브 프레임이 서로 체결될 수 있다.

마운팅 볼트(20)가 나사 체결부(14)에 삽입되어 나사 체결되는 과정에, 마운팅 볼트(20)의 나사부(22)가 나사탭(14b)과 나사 체결이 거의 완료될 때에, 마운팅 볼트(20)의 역회전 방지돌기(26)가 나사탭(14b)의 역회전 방지홈(15)과 형합되어 밀착되게 되는 데, 이 과정에 각 경사면과 스톱퍼벽들은 서로에 의해 가압되어 탄성 변형된 다음에, 완전히 형합되면 원래의 형상으로 복귀되면서 각 경사면들 및 각 스톱퍼벽들이 서로 밀착된 상태를 유지할 수 있다.

즉, 마운팅 볼트(20)가 나사 체결부(14)에 완전히 삽입되어 나사 체결되면, 마운팅 볼트(20)의 역회전 방지돌기(26)의 경사면(26a)은 역회전 방지홈(15)의 경사면(15a)과 밀착하고, 마운팅 볼트(20)의 역회전 방지돌기(26)의 스톱퍼벽(26b)은 역회전 방지홈(15)의 스톱퍼벽(15b)과 밀착하여, 마운팅 볼트(20)의 풀림 방향, 즉 나사 풀림 방향(B)에 대해 스톱퍼벽(15b, 26b)벽의 상호 스톱퍼 작용으로 마운팅 볼트(20)의 풀림이 효과적으로 방지됨으로써, 알루미늄 차체와 서브 프레임이 안정된 체결 상태를 지속적으로 유지할 수 있게 된다.

한편, 상기 역회전 방지홈(15)과 역회전 방지돌기(26)의 형상들은 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

예를 들면, 역회전 방지홈(15)과 역회전 방지돌기(26)의 각 스톱퍼벽과 경사면은 중심에 모여지지 않고 중심으로부터 소정 간격 이격된 다음에 확장되게 형성될 수 있고, 각 스톱퍼벽과 경사면의 기울기들이 동일하지 않고 가변될 수 있으며, 상기 경사면에 곡면을 추가로 형성할 수 있고, 스톱퍼벽과 경사면이 만나는 모서리 부위에 부드러운 곡면이 형성될 수 있으며, 스톱퍼벽과 경사면이 원주 방향으로 완전히 연속되지 않고 일부만 연속 혹은 불연속되게 형성할 수 있으며, 중심축에서의 스톱퍼벽 및 경사면의 높이와 반경 방향 외곽에서의 높이가 동일하도록 형성할 수 있는 등의 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

1: 알루미늄 차체
10: 체결부
12: 체결 좌면
14: 나사 체결부
15: 역회전 방지홈
20: 마운팅 볼트
22: 나사부
24: 공구홈
25: 보스
26: 역회전 방지돌기

Claims (18)

1. 차체를 구성하는 제1차체 멤버와 제2차체 멤버를 체결하는 체결구조에 있어서,
   상기 제1차체 멤버에 형성된 체결부;
   상기 제1차체 멤버에 상기 제2차체 멤버를 체결하는 체결수단; 및
   상기 체결부에 상기 체결수단이 체결된 상태에서 상기 체결수단의 풀림을 방지하기 위해 상기 체결부에 형성된 역회전 방지홈과 상기 체결수단에 구비된 역회전 방지돌기;
   를 포함하는 차체 멤버 체결구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1차체 멤버는 차량의 길이 방향을 따라 연장되게 형성되는 사이드 멤버이고;
   상기 제2차체 멤버는 상기 사이드 멤버에 체결되는 서브 프레임인 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1차체 멤버는 알루미늄 재질로 제작되고, 상기 제2차체 멤버는 스틸 재질로 제작된 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
4. 제1항에 있어서,
   상기 체결부는 체결 좌면과, 상기 체결 좌면으로부터 차량의 높이 방향 하방으로 돌출되게 일체로 형성되는 나사 체결부를 포함하고;
   상기 체결수단은 상기 나사 체결부에 삽입되어 나사 체결되는 마운팅 볼트인 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
5. 제4항에 있어서,
   상기 나사 체결부는, 파이프 형상의 체결 바디와, 상기 체결 바디의 내주면에 형성된 나사탭을 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
6. 제5항에 있어서,
   상기 나사 체결부의 상기 나사탭이 끝나는 부위에는 상기 역회전 방지홈이 형성된 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
7. 제6항에 있어서,
   상기 역회전 방지홈과 상기 역회전 방지돌기는 각각 나사 체결 방향에 대해 반대 방향으로 경사진 경사면과, 상기 경사면의 끝부위에서 나사 체결 방향으로 형성된 스톱퍼벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
8. 제7항에 있어서,
   상기 경사면과 상기 스톱퍼벽들은 원주 방향으로 연속되게 형성되고, 그 중심으로부터 반경 방향 외측으로 그 폭이 확장되게 형성된 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
9. 제7항에 있어서,
   상기 경사면과 상기 스톱퍼벽들은 삼각 형상의 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
10. 제5항에 있어서,
    상기 마운팅 볼트는, 원기둥 형상의 볼트 바디의 외주면에 형성되고 상기 나사 체결부의 나사탭에 나사 체결될 수 있는 나사부; 상기 볼트 바디의 하단부에 형성된 공구홈을 포함하고;
    상기 볼트 바디의 상단부에 상기 역회전 방지돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
11. 제10항에 있어서,
    상기 마운팅 볼트의 하단부에는 원추 형상의 보스부가 형성되고, 상기 보스부의 끝부위에 상기 공구홈이 상기 볼트 바디의 내측으로 파여진 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
12. 제7항에 있어서,
    상기 스톱퍼벽의 기울기는 상기 경사면의 기울기 보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
13. 제7항에 있어서,
    상기 역회전 방지홈과 상기 역회전 방지돌기의 각 스톱퍼벽과 경사면은 중심에 모여지지 않고 중심으로부터 소정 간격 이격된 다음에 확장되게 형성된 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
14. 제7항에 있어서,
    상기 각 스톱퍼벽과 경사면의 기울기들은 동일하지 않고 가변되는 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
15. 제7항에 있어서,
    상기 경사면에 곡면이 형성된 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
16. 제7항에 있어서,
    상기 스톱퍼벽과 경사면이 만나는 모서리 부위에 곡면이 형성된 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
17. 제7항에 있어서,
    상기 스톱퍼벽과 경사면이 원주 방향으로 완전히 연속되지 않고 일부만 연속 혹은 불연속되게 형성된 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
18. 제7항에 있어서,
    상기 스톱퍼벽 및 상기 경사면의 높이는 반경 방향에 대해 동일하게 형성된 것을 특징으로 하는 차체 멤버 체결구조.
    
    
    
    
    

Images