KR20190008598A - 차체 보강 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차체의 강성을 확보하여 안전성을 보장하면서도 무게중심의 높이를 낮춰 안정성을 향상시킬 수 있는 차체 보강 구조에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 차체 보강 구조는, 차체의 길이 방향을 기준으로 중간부의 바닥을 형성하는 상기 센터 플로어의 하면에 장착되어 차량을 보호하도록 기능하는 언더 가드와, 상기 언더 가드와 상기 센터 플로어의 사이에서 상기 언더 가드의 상면에 장착되어 상기 언더 가드의 강성을 증대시키도록 기능하는 레인포스 멤버를 포함할 수 있다.

Description

차체 보강 구조{REINFORCING STRUCTURE FOR VEHICLE BODY}

본 발명은 차체 보강 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안정성 및 안전성이 향상된 차체 보강 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 차체의 바닥면을 형성하는 플로어 패널은 차량의 전방으로부터 길이 방향을 따라 프런트 플로어 패널, 센터 플로어 패널, 및 리어 플로어 패널로 구성된다.

이 중에서 상기 센터 플로어 패널의 상면에는 액셀러레이터 페달, 브레이크 페달, 탑승자를 위한 시트 등이 장착되고, 하면에는 배기 파이프, 프로펠러 샤프트 등이 장착될 수 있다. 특히, 전방에 엔진이 장착되고, 후륜이 구동륜인 차량과 같이 차량의 길이 방향으로 추진축이 가로지르는 차량에서는 상기 추진축이 통과하는 터널이 상기 센터 플로어 패널에 형성된다. 이러한 터널은 오목하게 상측으로 패인 "U"자 형상의 단면으로 형성되고, "U"자 형상의 중공에 상기 추진축이 배치되도록 되어 있다.

상기 플로어 패널의 하면에는 엔진 또는 주행장치를 노면의 돌기 또는 노면에서 튀어 오르는 이물질로부터 보호하기 위한 언더 가드(under guard)가 구비된다. 이러한 언더 가드는 언더 프로텍터(under protector) 또는 스키드 플레이트(skid plate)라고도 불리며, 가볍고 강인한 재질로 형성된다. 최근에는 상기 언더 가드가 덮이는 범위를 최대화하여 공력 성능(aerodynamic performance)을 개선하고자 하는 추세이다.

한편, 차체에는 강성을 확보하거나 향상시키기 위하여 여러 보강재들이 제공된다. 하지만, 보강재들의 제공이 과도해지면, 중량이 증가하고, 원가가 증대되며, 연비가 악화되는 등의 문제점이 야기될 수 있다. 또한, 보강재들의 배치에 따라 무게중심의 높이가 높아지면서 차량의 주행 안정성이 저하될 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 차체의 강성을 확보하여 안전성을 보장하면서도 무게중심의 높이를 낮춰 안정성을 향상시킬 수 있는 차체 보강 구조를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차체 보강 구조는, 차체의 길이 방향을 기준으로 중간부의 바닥을 형성하는 상기 센터 플로어의 하면에 장착되어 차량을 보호하도록 기능하는 언더 가드와, 상기 언더 가드와 상기 센터 플로어의 사이에서 상기 언더 가드의 상면에 장착되어 상기 언더 가드의 강성을 증대시키도록 기능하는 레인포스 멤버를 포함할 수 있다.

상기 레인포스 멤버는 차체의 기본 골격과 연결될 수 있다.

상기 레인포스 멤버는 상기 언더 가드를 차체의 폭 방향으로 가로지르도록 배치될 수 있다.

상기 레인포스 멤버는 상기 언더 가드를 가로지르는 3개의 직선이 서로 연결되어 "Z" 자를 형성할 수 있다.

상기 레인포스 멤버는 프레스 성형될 수 있다.

상기 레인포스 멤버는 주조 성형될 수 있다.

상기 레인포스 멤버는, 상방으로 볼록하고 하방이 개구된 "U" 자 형상의 단면을 갖는 중앙부와, 상기 중앙부의 개구된 부분에서 양측으로 연장되는 접착부를 포함할 수 있다.

상기 중앙부와 상기 언더 가드에 의해 둘러싸인 폐 공간이 형성될 수 있다.

상기 접착부는 접착제에 의해 상기 언더 가드에 접착될 수 있다.

상기 접착부는 상기 접착제에 의해 접착되는 면적이 증대되도록 접착되는 면이 요철 형상으로 형성될 수 있다.

상기 폐 공간에는 흡음재가 채워질 수 있다.

상기 언더 가드를 차체의 폭 방향으로 가로지르도록 배치된 상기 레인포스 멤버에서 차체의 폭 방향 외측 끝 단에는 볼트에 의해 차체에 체결되는 체결부가 형성될 수 있다.

상기 체결부에는 볼트가 통과하도록 천공된 체결홀이 형성될 수 있다.

상기 언더 가드에서 차체의 폭 방향 외측 끝 단에는 상기 체결부와 오버랩되어 볼트에 의해 차체에 함께 결합되는 결합부가 형성될 수 있다.

상기 결합부에는 볼트가 통과하도록 천공된 결합홀이 형성될 수 있다.

상기 체결부는 상기 결합부와 차체의 사이에 배치될 수 있다.

상기 언더 가드 및 상기 레인포스 멤버는 차체의 폭 방향 중앙부를 기준으로 양측에 한 쌍으로 구비될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 레인포스 멤버와 차체의 주요부위의 연결이 자유로워 강성을 효율적으로 확보할 수 있다.

또한, 강성의 효율적인 확보에 의해 차체에 제공되는 레인포스 멤버의 수가 최소화됨으로써, 중량이 감소하고, 원가가 절감되며, 연비가 향상될 수 있다.

나아가, 언더 가드가 덮이는 범위를 최대화하여 공력 성능을 개선하면서 언더 가드에 일원화되는 레인포스 멤버에 의해 무게중심의 높이를 낮춰 안정성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차체 보강 구조가 차체에 적용된 모습을 보여주는 차체의 저면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차체 보강 구조의 사시도이다.
도 3 및 도 4은 도 2의 A-A 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 5는 도 2의 B-B 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차체 보강 구조의 변형 예들을 보여주는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차체 보강 구조가 차체에 적용된 모습을 보여주는 차체의 저면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차체 보강 구조의 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차체 보강 구조는 차체(10)의 센터 플로어(11)의 하측에 배치되어 대시 패널(13), 사이드 실(17) 등의 차체(10)의 주요 골격과의 연결이 용이하다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 차체 보강 구조는 센터 플로어(11)에 터널(15)이 형성되는 경우에 차체(10)의 폭 방향을 따라 상기 터널(15)의 양측에 한 쌍으로 구비될 수 있다.

여기서, 차체(10)의 길이 방향을 기준으로 중간부의 바닥을 형성하는 상기 센터 플로어(11), 엔진 룸과 객실을 구획하는 상기 대시 패널(13), 및 상기 대시 패널(13)의 후방에서 차체(10)의 폭 방향 양측에 배치되어 차체(10)의 길이 방향을 따라 연장되는 상기 사이드 실(17)과 같은 차체(10)의 기본 골격들은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자)에게 자명하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 차체 보강 구조는 언더 가드(20) 및 레인포스 멤버(30)를 포함한다.

상기 언더 가드(20)는 상기 센터 플로어(11)의 하면에 장착된다. 이러한 언더 가드(20)는 통상적으로 언더 프로텍터(under protector) 또는 스키드 플레이트(skid plate)라고도 명명된다. 또한, 상기 언더 가드(20)는 노면의 돌기 또는 노면에서 튀어 오르는 이물질로부터 차체(10) 및 차체(10)에 장착되는 부품을 보호하도록 기능하며, 상기 센터 플로어(11) 하면의 가능한 최대범위를 덮도록 구비되어 공력 성능(aerodynamic performance)을 향상시키도록 기능한다.

상기 레인포스 멤버(30)는 상기 언더 가드(20)의 상면에 장착된다. 즉, 상기 레인포스 멤버(30)는 상기 언더 가드(20)와 상기 센터 플로어(11)의 사이에 배치된다. 또한, 상기 레인포스 멤버(30)는 기본적으로 상기 언더 가드(20)의 강성을 증대시키도록 기능한다. 나아가, 상기 레인포스 멤버(30)는 상기 센터 플로어(11), 상기 대시 패널(13), 및 상기 사이드 실(17)과 같은 차체(10)의 기본 골격들에 연결되어 차체(10)의 전체 강성을 증대시키도록 기능한다. 한편, 상기 센터 플로어(11), 상기 대시 패널(13), 및 상기 사이드 실(17)과 같은 차체(10)의 기본 골격들의 강성이 증대되면, 차체의 정면 및 측면 충돌 시에 완충성능이 향상됨은 물론이다. 더 나아가, 상기 레인포스 멤버(30)는 상기 언더 가드(20)를 차체(10)의 폭 방향으로 가로지르도록 배치된다. 도 1 및 도 2에는 상기 언더 가드(20)를 폭 방향으로 가로지르는 3개의 직선이 서로 연결되어 "Z" 자를 형성하는 상기 레인포스 멤버(30)의 구조가 도시되었으나, 이에 한정되지 않는다.

도 3 및 도 4은 도 2의 A-A 선을 따라 절개한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 방법으로 성형된 상기 레인포스 멤버(30)를 보여주고, 도 4는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 방법으로 성형된 상기 레인포스 멤버(30a)를 보여준다. 여기서, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 상기 레인포스 멤버(30)의 성형방법은 프레스 성형이고, 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 상기 레인포스 멤버(30a)의 성형방법은 주조 성형일 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 레인포스 멤버(30)는 중앙부(31), 접착부(32), 및 흡음재(36)를 포함한다.

상기 중앙부(31)는 강성을 확보하도록 "U" 자 형상의 단면을 갖는다. 또한, 상기 중앙부(31)의 "U" 자 형상은 상방으로 볼록하며 하방이 개구되도록 배치된다.

상기 접착부(32)는 상기 중앙부(31)의 "U" 자 형상의 개구된 부분으로부터 양측으로 연장된다. 또한, 상기 접착부(32)는 접착제(34)에 의해 상기 언더 가드(20)에 접착된다. 나아가, 상기 접착부(32)는 상기 접착제(34)에 의해 접착되는 면적을 증대시키기 위해 단면이 요철 형상으로 형성된다. 한편, 상기 레인포스 멤버(30)는 판 형상을 가지며, 상기 중앙부(31) 및 상기 접착부(32)는 프레스 성형에 의해 형성된다.

상기 흡음재(36)는 상기 중앙부(31)와 상기 언더 가드(20)에 의해 둘러싸여 형성된 폐 공간(S)에 채워진다. 이러한 흡음재(36)는 소음을 흡수하거나 차단하도록 기능한다. 또한, 상기 흡음재(36)가 폐 공간(S)에 제공됨으로써, 상기 중앙부(31)의 떨림이 감소되고, 상기 중앙부(31)의 떨림에 의한 소음이 흡수되며, 외부로부터 상기 언더 가드(20)를 통하여 전달되는 소음이 어느 정도 차단될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 레인포스 멤버(30a)는 중앙부(31a), 접착부(32a), 및 흡음재(36a)를 포함한다.

본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 레인포스 멤버(30a)의 중앙부(31a), 접착부(32a), 및 흡음재(36a)는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 레인포스 멤버(30)의 중앙부(31), 접착부(32), 및 흡음재(36)와 동일한 명칭의 구성요소가 갖는 형상 및 기능이 대부분 동일하므로 반복적인 설명은 생략하기로 한다.

다만, 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 레인포스 멤버(30a)가 주조성형 됨으로써, 상기 접착부(32a)는 상면이 평평하고, 하면만이 요철 형상으로 형성될 수 있다.

도 5는 도 2의 B-B 선을 따라 절개한 단면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 레인포스 멤버(30)에는 체결부(38)가 형성되고, 상기 언더 가드(20)에는 결합부(28)가 형성된다.

상기 체결부(38)는 상기 언더 가드(20)를 차체(10)의 폭 방향으로 가로지르도록 배치된 상기 레인포스 멤버(30)에서 차체(10)의 폭 방향 외측 끝 단에 형성된다. 또한, 상기 체결부(38)는 볼트(B)에 의해 상기 센터 플로어(11) 및 상기 사이드 실(17)과 같은 차체(10)에 체결된다. 나아가, 상기 체결부(38)에는 상기 볼트(B)가 통과하도록 천공된 체결홀(38h)이 형성된다.

상기 결합부(28)는 상기 언더 가드(20)에서 차체(10)의 폭 방향 외측 끝 단에 형성된다. 또한, 상기 결합부(28)는 상기 체결부(38)와 오버랩되고, 상기 볼트(B)에 의해 상기 센터 플로어(11) 및 상기 사이드 실(17)과 같은 차체(10)에 함께 결합된다. 나아가, 상기 결합부(28)에는 상기 볼트(B)가 통과하도록 천공된 결합홀(28h)이 형성된다.

여기서, 기존의 차량에 상기 언더 가드(20)와 같은 구성이 제공되는 경우, 상기 체결부(38)가 상기 언더 가드(20)를 차체(10)에 결합시키는 볼트(B)에 의해 체결됨으로써, 상기 레인포스 멤버(30)와 차체(10)를 결합시키는 별도의 구성이 요구되지 않는다. 또한, 상기 체결부(38)가 상기 결합부(28)와 상기 차체(10)의 사이에 배치됨으로써, 상기 결합부(28)와 상기 차체(10)의 결합력을 확보함과 동시에 결합되는 면을 보호하도록 제공될 수 있는 와셔(washer)와 같은 구성이 요구되지 않는다. 나아가, 상기 결합부(28)와 상기 차체(10)의 결합력은 증가된다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차체 보강 구조의 변형 예들을 보여주는 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차체 보강 구조는 상기 레인포스 멤버(30)의 형상이 "Z" 자를 형성하는 구조뿐만 아니라 도 6a, 도 6b, 도 6c, 도 6d 등과 같은 다양한 리브(rib) 구조로 적용될 수 있다.

도 6a에는 1개의 선을 형성하는 레인포스 멤버(30)가 상기 언더 가드(20)를 차체(10)의 폭 방향 중앙으로부터 폭 방향 외측을 향하여 가로지르면서 후방을 향하는 구조가 도시되었다. 이 때, 상기 1개의 선을 형성하는 레인포스 멤버(30)는 상기 언더 가드(20)에서 차체(10)의 길이 방향 중앙부에 배치될 수 있으며, 상기 차체(10)의 폭 방향 중앙을 기준으로 양측에 한 쌍으로 구비될 수 있다.

도 6b에는 2개의 선을 형성하는 레인포스 멤버(30)가 상기 언더 가드(20)를 차체(10)의 폭 방향 중앙으로부터 폭 방향 외측을 향하여 가로지르면서 전방을 향하는 구조가 도시되었다. 이 때, 상기 2개의 선을 형성하는 레인포스 멤버(30)는 상기 언더 가드(20)에서 차체(10)의 길이 방향 전방부 및 후방부에 배치될 수 있으며, 상기 차체(10)의 폭 방향 중앙을 기준으로 양측에 한 쌍으로 구비될 수 있다. 한편, 상기 차체(10)의 길이 방향 전방부에 배치되는 레인포스 멤버(30)의 전단은 상기 대시 패널(13)과 연결될 수 있다.

도 6c에는 1개의 선을 형성하는 레인포스 멤버(30)가 상기 언더 가드(20)를 차체(10)의 폭 방향 중앙으로부터 폭 방향 외측을 향하여 가로지르면서 전방을 향하는 구조가 도시되었다. 이 때, 상기 1개의 선을 형성하는 레인포스 멤버(30)는 상기 언더 가드(20)에서 차체(10)의 길이 방향 후방부에 배치될 수 있으며, 상기 차체(10)의 폭 방향 중앙을 기준으로 양측에 한 쌍으로 구비될 수 있다.

도 6d에는 1개의 선을 형성하는 레인포스 멤버(30)가 상기 언더 가드(20)를 차체(10)의 폭 방향 중앙으로부터 폭 방향 외측을 향하여 가로지르면서 전방을 향하는 구조가 도시되었다. 이 때, 상기 1개의 선을 형성하는 레인포스 멤버(30)는 상기 언더 가드(20)에서 차체(10)의 길이 방향 전방부에 배치될 수 있으며, 상기 차체(10)의 폭 방향 중앙을 기준으로 양측에 한 쌍으로 구비될 수 있다. 한편, 상기 레인포스 멤버(30)의 전단은 상기 대시 패널(13)과 연결될 수 있다.

이처럼 상기 레인포스 멤버(30)의 구조에는 다양한 변형 예가 적용될 수 있으며, 도시된 변형 예 이외에 "X" 자를 형성하는 등의 구조가 당업자의 설계에 따라 적용될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 레인포스 멤버(30)와 차체(10)의 주요부위의 연결이 자유로워 강성을 효율적으로 확보할 수 있다. 또한, 강성의 효율적인 확보에 의해 차체(10)에 제공되는 레인포스 멤버(30)의 수가 최소화됨으로써, 중량이 감소하고, 원가가 절감되며, 연비가 향상될 수 있다. 나아가, 언더 가드(20)가 덮이는 범위를 최대화하여 공력 성능을 개선하면서 언더 가드(20)에 일원화되는 레인포스 멤버에 의해 무게중심의 높이를 낮춰 안정성을 향상시킬 수 있다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

10: 차체
11: 센터 플로어
13: 대시 패널
15: 터널
17: 사이드 실
20: 언더 가드
28: 결합부
28h: 결합홀
30, 30a: 레인포스 멤버
31, 31a: 중앙부
32, 32a: 접착부
34, 34a: 접착제
36, 36a: 흡읍재
38: 체결부
38h: 체결홀
S: 폐 공간

Claims (16)

1. 차체의 길이 방향을 기준으로 중간부의 바닥을 형성하는 상기 센터 플로어의 하면에 장착되어 차량을 보호하도록 기능하는 언더 가드; 및
   상기 언더 가드와 상기 센터 플로어의 사이에서 상기 언더 가드의 상면에 장착되어 상기 언더 가드의 강성을 증대시키도록 기능하는 레인포스 멤버;
   를 포함하는 차체 보강 구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 레인포스 멤버는 차체의 기본 골격과 연결되는 것을 특징으로 하는 차체 보강 구조.
3. 제1항에 있어서,
   상기 레인포스 멤버는 상기 언더 가드를 차체의 폭 방향으로 가로지르도록 배치되는 것을 특징으로 하는 차체 보강 구조.
4. 제3항에 있어서,
   상기 레인포스 멤버는 상기 언더 가드를 가로지르는 3개의 직선이 서로 연결되어 "Z" 자를 형성하는 것을 특징으로 하는 차체 보강 구조.
5. 제1항에 있어서,
   상기 레인포스 멤버는 프레스 성형되는 것을 특징으로 하는 차체 보강 구조.
6. 제1항에 있어서,
   상기 레인포스 멤버는 주조 성형되는 것을 특징으로 하는 차체 보강 구조.
7. 제1항에 있어서,
   상기 레인포스 멤버는,
   상방으로 볼록하고 하방이 개구된 "U" 자 형상의 단면을 갖는 중앙부; 및
   상기 중앙부의 개구된 부분에서 양측으로 연장되는 접착부;
   를 포함하되,
   상기 중앙부와 상기 언더 가드에 의해 둘러싸인 폐 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 차체 보강 구조.
8. 제7항에 있어서,
   상기 접착부는 접착제에 의해 상기 언더 가드에 접착되는 것을 특징으로 하는 차체 보강 구조.
9. 제8항에 있어서,
   상기 접착부는 상기 접착제에 의해 접착되는 면적이 증대되도록 접착되는 면이 요철 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차체 보강 구조.
10. 제7항에 있어서,
    상기 폐 공간에는 흡음재가 채워지는 것을 특징으로 하는 차체 보강 구조.
11. 제3항에 있어서,
    상기 언더 가드를 차체의 폭 방향으로 가로지르도록 배치된 상기 레인포스 멤버에서 차체의 폭 방향 외측 끝 단에는 볼트에 의해 차체에 체결되는 체결부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차체 보강 구조.
12. 제11항에 있어서,
    상기 체결부에는 볼트가 통과하도록 천공된 체결홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 차체 보강 구조.
13. 제11항에 있어서,
    상기 언더 가드에서 차체의 폭 방향 외측 끝 단에는 상기 체결부와 오버랩되어 볼트에 의해 차체에 함께 결합되는 결합부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차체 보강 구조.
14. 제13항에 있어서,
    상기 결합부에는 볼트가 통과하도록 천공된 결합홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 차체 보강 구조.
15. 제13항에 있어서,
    상기 체결부는 상기 결합부와 차체의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 차체 보강 구조.
16. 제1항에 있어서,
    상기 언더 가드 및 상기 레인포스 멤버는 차체의 폭 방향 중앙부를 기준으로 양측에 한 쌍으로 구비되는 것을 특징으로 하는 차체 보강 구조.

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