KR20200120805A

KR20200120805A - 차량의 차체 전방 구조체

Info

Publication number: KR20200120805A
Application number: KR1020190042692A
Authority: KR
Inventors: 허철희; 윤현철; 조선형; 강찬구; 모진영; 강동호; 용지애
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2019-04-11
Filing date: 2019-04-11
Publication date: 2020-10-22
Also published as: DE102019215284A1; CN111806570A; US20200324826A1; KR102660343B1; CN111806570B; US11110964B2

Abstract

차량의 폭 방향을 따라 연장된 패널 형상이고, 하단부가 대시패널의 상단부에 결합되며, 상단부가 차량의 전방으로 절곡되어 전방윈드실드글래스 하단의 후방 지점까지 연장된 제1카울패널; 및 차량의 폭 방향을 따라 연장된 패널 형상으로서 제1카울패널의 하방에 배치되며, 상단부가 전방으로 연장되어 전방윈드실드글래스의 하단에 결합되며, 하단부가 제1카울패널에 결합되고, 제1카울패널의 상단부가 결합됨으로써 제1카울패널과 함께 전방윈드실드글래스 하단의 후방 지점에서 차량 폭 방향으로 연장된 멤버를 형성하는 제2카울패널;을 포함하는 차량의 차체 전방 구조체가 소개된다.

Description

차량의 차체 전방 구조체 {FRONT STRUCTURE OF VEHICLE BODY}

본 발명은 차량의 전방 오버행이 극단적으로 짧아지는 마이크로 모빌리티에 있어서 전방 오버행이 짧아지더라도 충돌강성을 확보하고 차량의 샤시 부품들 사이에 간섭이 없이 장착하며 차체의 강성과 마운팅부의 강성을 향상시킬 수 있도록 하는 차량의 차체 전방 구조체에 관한 것이다.

최근 자율주행차량과 전기자동차의 개발에 따라 이동수단으로서의 차량의 개념과 형태가 변화되고 있다. 이러한 수요자의 요구에 맞추어 소형의 이동수단으로서 마이크로 모빌리티가 개발되고 있는데, 마이크로 모빌리티의 경우 전기자동차로서 엔진이 없고, 그에 따라 불필요한 하중을 줄이고 연비를 높이기 위해 전방의 엔진룸이 대폭 축소되는 디자인 경향이 있다.

엔진룸이 축소되는 경우에는 차량 전방의 구조체가 모두 짧아지고, 차량 전단과 전방 액슬의 중심 사이 거리인 전방 오버행 역시 극단적으로 줄일 수 있게 되어 차량 경량화와 운동성능의 가벼움을 추구할 수 있게 된다.

그러나 이와 같이 전방 오버행이 극단적으로 짧아질 경우에는 전방 충돌시 충격량을 흡수할 수 있는 구조가 부족하고 충격량의 전달시간이 짧아져 실내공간으로 전달되는 충격이 증대된다. 따라서, 오버행을 줄이는 디자인을 채택하더라도 종래와 같은 수준의 충돌강성을 확보하기 위해서는 그에 맞추어 차체의 전방 구조가 변화할 필요가 있다.

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

KR 10-1795403 B1

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 차량의 전방 오버행이 극단적으로 짧아지는 마이크로 모빌리티에 있어서 전방 오버행이 짧아지더라도 충돌강성을 확보하고 차량의 샤시 부품들 사이에 간섭이 없이 장착하며 차체의 강성과 마운팅부의 강성을 향상시킬 수 있도록 하는 차량의 차체 전방 구조체를 제공하고자 함이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 차체 전방 구조체는, 차량의 폭 방향을 따라 연장된 패널 형상이고, 하단부가 대시패널의 상단부에 결합되며, 상단부가 차량의 전방으로 절곡되어 전방윈드실드글래스 하단의 후방 지점까지 연장된 제1카울패널; 및 차량의 폭 방향을 따라 연장된 패널 형상으로서 제1카울패널의 하방에 배치되며, 상단부가 전방으로 연장되어 전방윈드실드글래스의 하단에 결합되며, 하단부가 제1카울패널에 결합되고, 제1카울패널의 상단부가 결합됨으로써 제1카울패널과 함께 전방윈드실드글래스 하단의 후방 지점에서 차량 폭 방향으로 연장된 멤버를 형성하는 제2카울패널;을 포함한다.

제1카울패널의 상단부는 제2카울패널의 중앙부에 결합되고, 제1카울패널의 중앙부와 제2카울패널의 중앙부 사이는 제1카울패널과 제2카울패널이 이격되어 멤버를 형성할 수 있다.

제1카울패널의 일측에는 제2카울패널과 결합된 지점의 하부에 제1카울패널을 관통하는 블로워홀이 형성되고, 블로워홀은 공조장치에 차량의 외기를 도입할 수 있다.

패널 형상이며, 상부가 전방윈드실드글래스를 따라 연장되고 하부가 대시패널을 따라 연장된 프런트필러이너패널;을 더 포함하고, 제1카울패널의 양단에는 차량의 전방을 향해 절곡된 제1플랜지가 형성되며 제2카울패널의 양단에는 차량의 전방을 향해 절곡된 제2플랜지가 형성되고, 프런트필러이너패널은 제1플랜지 및 제2플랜지를 통해 제1카울패널과 제2카울패널이 이루는 멤버 형상의 측단에 결합될 수 있다.

프런트필러이너패널은 환형의 패널 형상으로서 도어의 테두리를 따라 연장되고, 제1카울패널과 제2카울패널이 이루는 멤버 형상의 개방된 측단을 폐쇄하는 형상으로 결합될 수 있다.

전방윈드실드글래스 하단의 후방에 배치된 쇽업소버마운트;를 더 포함하고, 제2카울패널은 쇽업소버마운트의 상방에 배치될 수 있다.

쇽업소버마운트는 전방윈드실드글래스 하단의 후방에서 차량 양측으로 마련되고, 양측의 쇽업소버마운트는 크로스멤버에 의해 연결될 수 있다.

쇽업소버마운트 및 크로스멤버의 측단에는 휀더에이프런패널이 결합되고, 휀더에이프런패널의 후단은 프런트필러이너패널과 결합될 수 있다.

제2카울패널은 전방부가 실내공간측으로 만입되어 설치공간을 형성하고, 설치공간에 윈도우와이퍼 모터가 배치되며, 윈도우와이퍼 모터는 제2카울패널에 마운팅될 수 있다.

윈도우와이퍼 모터는 제1카울패널과 제2카울패널이 이루는 멤버 형상에 직접 마운팅될 수 있다.

본 발명의 차량의 차체 전방 구조체에 따르면, 차량의 전방 오버행이 극단적으로 짧아지는 마이크로 모빌리티에 있어서 전방 오버행이 짧아지더라도 충돌강성을 확보하고 차량의 샤시 부품들 사이에 간섭이 없이 장착하며 차체의 강성과 마운팅부의 강성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 차체 전방 구조체가 적용된 차량을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 차체 전방 구조체의 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 차체 전방 구조체의 사시도.
도 4 내지 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 차체 전방 구조체가 조립되는 과정을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 차체 전방 구조체가 조립된 상태를 나타낸 도면.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 차체 전방 구조체가 적용된 차량을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 차체 전방 구조체의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 차체 전방 구조체의 사시도이고, 도 4 내지 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 차체 전방 구조체가 조립되는 과정을 나타낸 도면이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 차체 전방 구조체가 조립된 상태를 나타낸 도면이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 차체 전방 구조체가 적용된 차량을 나타낸 도면으로서, 도시된 바와 같이 본 발명이 적용될 경우 효과가 큰 차량은 전방 오버행(O)이 극단적으로 짧은 차량이다. 이러한 차량의 경우는 전기자동차로서 엔진이 없기 때문에 엔진룸이 불필요하고, 이동수단으로의 의미가 매우 강한 차량이다. 이같은 경우 엔진룸이 없기 때문에 프런트사이드멤버나 휀더 등의 경우도 매우 짧아 전방 충돌시 충분히 하중을 지지하지 못하고 로드패스를 형성하지 못함이 일반적이다.

본 발명은 이와 같이 오버행이 짧은 차량의 경우에도 전방 구조를 변경함으로써 충돌하중을 견디고 로드패스를 잘 형성할 수 있도록 하기 위한 것이다. 도시된 차량의 경우에는 차량의 전방윈드실드글래스가 최전방까지 연장되고, 오버행은 매우 짧다. 따라서 전방 휠을 지지하는 쇽옵서버 마운팅 지점이 전방윈드실드글래스의 최하단보다 오히려 차량의 후방으로 치우친 지점에 위치될 수밖에 없다. 그에 따라 종래와 같은 카울의 형상은 찾아볼 수 없고 카울이 사라지는 경우에 해당할 수밖에 없다.

이러한 구조를 구현하기 위해 본 발명에 따른 차량의 차체 전방 구조체는, 차량의 폭 방향을 따라 연장된 패널 형상이고, 하단부가 대시패널(D)의 상단부에 결합되며, 상단부가 차량의 전방으로 절곡되어 전방윈드실드글래스(W) 하단의 후방 지점까지 연장된 제1카울패널(100); 및 차량의 폭 방향을 따라 연장된 패널 형상으로서 제1카울패널(100)의 하방에 배치되며, 상단부가 전방으로 연장되어 전방윈드실드글래스(W)의 하단에 결합되며, 하단부가 제1카울패널(100)에 결합되고, 제1카울패널(100)의 상단부가 결합됨으로써 제1카울패널(100)과 함께 전방윈드실드글래스(W) 하단의 후방 지점에서 차량 폭 방향으로 연장된 멤버(300)를 형성하는 제2카울패널(200);을 포함한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 차체 전방 구조체의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 차체 전방 구조체의 사시도이며, 도 4 내지 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 차체 전방 구조체가 조립되는 과정을 나타낸 도면이고, 도 8은 조립된 상태를 나타낸다.

도시된 바와 같이 본 발명의 카울은 기존과 같이 쇽업소버마운트(400)와 전방윈드실드글래스(W) 하단의 사이 공간을 채우는 구조가 아니라, 전방윈드실드글래스(W) 하단에서 오히려 후방부에 카울과 유사한 기능을 수행하는 구조가 마련된다. 이러한 카울 유사 구조는 제1카울패널(100)과 제2카울패널(200)의 조합으로 구성된다.

구체적으로, 제1카울패널(100)은 차량의 폭 방향을 따라 연장된 패널 형상이고, 하단부가 대시패널(D)의 상단부에 결합된다. 그리고 상단부가 차량의 전방으로 절곡되어 전방윈드실드글래스(W) 하단의 후방 지점까지 연장된다. 즉, 본 발명의 카울은 전방윈드실드글래스(W) 하단과 대시패널(D)의 사이에 존재한다. 그리고 제2카울패널(200)은 차량의 폭 방향을 따라 연장된 패널 형상으로서 제1카울패널(100)의 하방에 배치된다. 그리고 상단부가 전방으로 연장되어 전방윈드실드글래스(W)의 하단에 결합된다. 하단부는 제1카울패널(100)에 결합된다. 이에 따라 제2카울패널(200)은 제1카울패널(100)의 상단부가 결합됨으로써 제1카울패널(100)과 함께 전방윈드실드글래스(W) 하단의 후방 지점에서 차량 폭 방향으로 연장된 멤버(300)를 형성하도록 하는 것이다.

즉, 본 발명의 카울 유사구조는 제1카울패널(100)과 제2카울패널(200)의 결합에 의해 형성되며, 이러한 두 패널이 폐단면의 멤버(300) 형상을 구현함으로서 부족한 전방 충돌구조를 보완토록 한다. 그리고 멤버(300) 형상으로 형성함으로서 윈드실드글래스(W) 또는 와이퍼모터(W10) 등을 마운팅하더라도 조립강성을 효과적으로 확보할 수 있게 하는 것이다.

좀 더 구체적으로 살펴보면, 제1카울패널(100)의 상단부는 제2카울패널(200)의 중앙부에 결합되고, 제1카울패널(100)의 중앙부와 제2카울패널(200)의 중앙부 사이는 제1카울패널(100)과 제2카울패널(200)이 이격되어 멤버(300)를 형성할 수 있다.

그리고 제1카울패널(100)의 일측에는 제2카울패널(200)과 결합된 지점의 하부에 제1카울패널(100)을 관통하는 블로워홀(140)이 형성되고, 블로워홀(140)은 공조장치에 차량의 외기를 도입할 수 있다. 즉, 종래의 카울이 사라진 대신, 제1카울패널(100)에 블로워홀(140)을 형성함으로써 차량의 실내공간에 외기 도입이 가능해진다.

또한, 측방에는 프런트필러이너패널(700)이 마련되는데, 프런트필러이너패널(700)은 패널 형상이며, 상부가 전방윈드실드글래스(W)를 따라 연장되고 하부가 대시패널(D)을 따라 연장된다. 그리고 제1카울패널(100)의 양단에는 차량의 전방을 향해 절곡된 제1플랜지(120)가 형성되며 제2카울패널(200)의 양단에도 차량의 전방을 향해 절곡된 제2플랜지(220)가 형성된다. 이러한 프런트필러이너패널(700)은 제1플랜지(120) 및 제2플랜지(220)를 통해 제1카울패널(100)과 제2카울패널(200)이 이루는 멤버(300) 형상의 측단에 결합됨으로써 충돌시의 로드패스를 이루는 것이다.

또한, 프런트필러이너패널(700)은 환형의 패널 형상으로서 도어의 테두리를 따라 연장된다. 도 7에 도시된 프런트필러이너패널(700)의 경우 후반부가 잘려진 형상으로 도시된 것이나, 프런트필러이너패널(700)은 도시된 것보다 후방으로 좀 더 연장되어 환형 내지 링형의 구조를 갖고 이는 도어의 테두리를 이루도록 한다. 이러한 프런트필러이너패널(700)의 전단부는 휀더에이프런패널(600)의 외측에 결합하며 제1카울패널(100)과 제2카울패널(200)이 이루는 멤버 형상의 개방된 측단을 폐쇄하는 형상으로 결합될 수 있다. 이러한 구조는 본 발명의 제1카울패널(100)과 제2카울패널(200)이 이루는 멤버(300) 형상에 연결되어 상호 로드패스를 형성하게 된다. 그리고 로드패스의 연속성을 확보하기 위해 멤버간에 면접촉이 이루어져야 하는바, 프런트필러이너패널(700)은 제1플랜지(120) 및 제2플랜지(220)를 통해 제1카울패널(100)과 제2카울패널(200)이 이루는 멤버(300) 형상의 측단에 결합되는 것이다. 도 8은 이와 같은 휀더에이프런패널(600)과 프런트필러이너패널(700)이 결합된 상태를 나타낸다.

한편, 전방윈드실드글래스(W) 하단의 후방에는 쇽업소버마운트(400)가 배치된다. 일반적인 차량의 경우와는 달리 오버행이 짧아 쇽업소버마운트(400)가 전방윈드실드글래스(W)보다 후방에 위치되는 것이다. 그리고 제2카울패널(200)은 쇽업소버마운트(400)의 상방에 배치될 수 있다.

또한, 쇽업소버마운트(400)는 전방윈드실드글래스(W) 하단의 후방에서 차량 양측으로 마련되고, 양측의 쇽업소버마운트(400)는 크로스멤버(500)에 의해 연결될 수 있다. 그리고 크로스멤버(500) 역시 도시된 바와 같이 휀더에이프런패널(600)에 연결된다. 따라서, 실질적으로 최전방에 위치되게 되는 크로스멤버(500)에 전달된 충돌하중은 쇽업소버마운트(400)를 통하여 휀더에이프런패널(600)과 프런트필러이너패널(700)를 통해 본 발명의 카울측의 멤버(300)로 분산되어 전파되는 로드패스를 형성하게 된다.

또한, 크로스멤버(500)는 하방에 위치된 백빔멤버들과도 수직으로 연결됨으로서 충돌하중이 매우 다양한 경로로 분산되는 것이고, 이를 통하여 궁극적으로 오버행이 짧아지더라도 전방구조가 충격을 최대한 흡수하고, 실내공간으로 최소한의 충격만을 전달함으로써 시트측에 가해지는 최대 충격량의 피크치를 저감시키게 된다.

그리고 제2카울패널(200)은 전방부가 실내공간측으로 만입되어 설치공간(240)을 형성하고, 설치공간(240)에 윈도우와이퍼 모터(W10)가 배치되며, 윈도우와이퍼 모터(W10)는 제2카울패널(200)에 마운팅될 수 있다. 이에 따라 도시된 바와 같이 윈도우와이퍼 모터(W10)는 제1카울패널(100)과 제2카울패널(200)이 이루는 멤버(300) 형상에 직접 마운팅될 수 있다. 기존의 경우에는 윈도우와이퍼 모터(W10)의 지지를 위해 카울에 별도의 브라켓 등을 두었으나, 본 발명의 경우에는 제1카울패널(100)과 제2카울패널(200)이 이루는 멤버(300) 형상의 폐단면 구조를 통한 강성 확보를 통하여, 윈도우와이퍼 모터(W10)의 마운팅을 강건하게 할 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 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 : 제1카울패널 200 : 제2카울패널
300 : 멤버형상 400 : 쇽업소버마운트

Claims

차량의 폭 방향을 따라 연장된 패널 형상이고, 하단부가 대시패널의 상단부에 결합되며, 상단부가 차량의 전방으로 절곡되어 전방윈드실드글래스 하단의 후방 지점까지 연장된 제1카울패널; 및
차량의 폭 방향을 따라 연장된 패널 형상으로서 제1카울패널의 하방에 배치되며, 상단부가 전방으로 연장되어 전방윈드실드글래스의 하단에 결합되며, 하단부가 제1카울패널에 결합되고, 제1카울패널의 상단부가 결합됨으로써 제1카울패널과 함께 전방윈드실드글래스 하단의 후방 지점에서 차량 폭 방향으로 연장된 멤버를 형성하는 제2카울패널;을 포함하는 차량의 차체 전방 구조체.
청구항 1에 있어서,
제1카울패널의 상단부는 제2카울패널의 중앙부에 결합되고, 제1카울패널의 중앙부와 제2카울패널의 중앙부 사이는 제1카울패널과 제2카울패널이 이격되어 멤버를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량의 차체 전방 구조체.
청구항 1에 있어서,
제1카울패널의 일측에는 제2카울패널과 결합된 지점의 하부에 제1카울패널을 관통하는 블로워홀이 형성되고, 블로워홀은 공조장치에 차량의 외기를 도입하는 것을 특징으로 하는 차량의 차체 전방 구조체.
청구항 1에 있어서,
패널 형상이며, 상부가 전방윈드실드글래스를 따라 연장되고 하부가 대시패널을 따라 연장된 프런트필러이너패널;을 더 포함하고,
제1카울패널의 양단에는 차량의 전방을 향해 절곡된 제1플랜지가 형성되며 제2카울패널의 양단에는 차량의 전방을 향해 절곡된 제2플랜지가 형성되고, 프런트필러이너패널은 제1플랜지 및 제2플랜지를 통해 제1카울패널과 제2카울패널이 이루는 멤버 형상의 측단에 결합된 것을 특징으로 하는 차량의 차체 전방 구조체.
청구항 4에 있어서,
프런트필러이너패널은 환형의 패널 형상으로서 도어의 테두리를 따라 연장되고, 제1카울패널과 제2카울패널이 이루는 멤버 형상의 개방된 측단을 폐쇄하는 형상으로 결합된 것을 특징으로 하는 차량의 차체 전방 구조체.
청구항 1에 있어서,
전방윈드실드글래스 하단의 후방에 배치된 쇽업소버마운트;를 더 포함하고,
제2카울패널은 쇽업소버마운트의 상방에 배치된 것을 특징으로 하는 차량의 차체 전방 구조체.
청구항 6에 있어서,
쇽업소버마운트는 전방윈드실드글래스 하단의 후방에서 차량 양측으로 마련되고, 양측의 쇽업소버마운트는 크로스멤버에 의해 연결된 것을 특징으로 하는 차량의 차체 전방 구조체.
청구항 7에 있어서,
쇽업소버마운트 및 크로스멤버의 측단에는 휀더에이프런패널이 결합되고, 휀더에이프런패널의 후단은 프런트필러이너패널과 결합된 것을 특징으로 하는 차량의 차체 전방 구조체.
청구항 1에 있어서,
제2카울패널은 전방부가 실내공간측으로 만입되어 설치공간을 형성하고, 설치공간에 윈도우와이퍼 모터가 배치되며, 윈도우와이퍼 모터는 제2카울패널에 마운팅된 것을 특징으로 하는 차량의 차체 전방 구조체.
청구항 9에 있어서,
윈도우와이퍼 모터는 제1카울패널과 제2카울패널이 이루는 멤버 형상에 직접 마운팅된 것을 특징으로 하는 차량의 차체 전방 구조체.