KR20210070810A

KR20210070810A - 차량용 차체

Info

Publication number: KR20210070810A
Application number: KR1020190160987A
Authority: KR
Inventors: 허철희; 김원오
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2019-12-05
Filing date: 2019-12-05
Publication date: 2021-06-15

Abstract

본 발명은 차체 조립을 단순화하면서도 강성적인 측면을 확보 가능하도록 한 차량용 차체에 관한 것으로, 본 발명에서는, 차량 하부의 차체 구조로서, 종방향으로 구비되는 멤버와 횡방향으로 구비되는 멤버가 서로 체결되어 사각 형상을 이루는 서포트유닛; 종방향으로 구비되고, 한쪽면의 일부가 상기 서포트유닛 전단의 한쪽면과 서포트유닛 후단의 한쪽면에 각각 면접촉되는 상태에서 체결되는 서포트연결멤버;를 포함하는 차량용 차체가 소개된다.

Description

차량용 차체{BODY FOR VEHICLES}

본 발명은 차체 조립을 단순화하면서도 차체의 강성적인 측면을 확보 가능하도록 한 차량용 차체에 관한 것이다.

기존의 소형 자동차의 차체 구조는, 일반적인 차량 디자인에서 리어도어부만 잘라낸 형태의 모노코크 차체 구조가 적용된다.

그러나, 이는 리어도어부만 삭제한 통상적인 모노코크 차체 구조로서, 금형을 이용한 프레스 가공을 통해 부품을 가공 및 용접하여 차체를 생산함으로써, 프레스공장, 차체 용접공장, 도장공장 등의 대규모 설비투자가 필요한 것은 물론, 일체형 바디의 특성상 디자인 변경에 따른 설계 자유가가 낮은 단점이 있다.

또한, 다품종 소량 생산 또는 스마트팩토리를 통한 생산시에 많은 설계변경이 요구되고, 그에 따라 금형의 개수도 비약적으로 증대되어 생산원가가 높아지는 문제도 있다.

특히, 차체를 구성하는 멤버들의 연결부위 중 강성이 취약한 부분의 경우, 연결부위에 연결된 멤버들을 길이가 길게 형성된 단일 멤버로 대체함으로써, 해당 연결부분을 삭제하여 강성을 확보하는 방안이 제시된바 있으나, 길이가 긴 멤버의 사용으로 인해 부품비와 물류비용이 증가하는 것은 물론, 차체의 모듈화시 디자인 자유도가 떨어지는 문제가 있다.

따라서, 다양한 디자인에 대응 가능하면서도 스마트팩토리 환경에서 차체의 조립성을 향상시키고, 특히 강성적인 측면을 효과적으로 확보 가능한 새로운 차체 구조가 요구되고 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 10-2009-0035148 A

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 차체 조립을 단순화하여 스마트팩토리 환경을 구현하면서도 강성적인 측면을 확보 가능하도록 한 차량용 차체를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 차량 하부의 차체 구조로서, 종방향으로 구비되는 멤버와 횡방향으로 구비되는 멤버가 서로 체결되어 사각 형상을 이루는 서포트유닛; 종방향으로 구비되고, 한쪽면의 일부가 상기 서포트유닛 전단의 한쪽면과 서포트유닛 후단의 한쪽면에 각각 면접촉되는 상태에서 체결되는 서포트연결멤버;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 서포트유닛은, 양측에 전후 길이방향으로 구비된 메인서포트멤버; 상기 양측 메인서포트멤버의 전방 및 후방 사이에 좌우 길이방향으로 각각 구비되고, 양 단부가 양측 메인서포트멤버의 측면에 면접촉되는 상태에서 각각 체결되는 크로스서포트멤버;를 포함할 수 있다.

상기 메인서포트멤버에 체결되는 크로스서포트멤버의 제1체결지점과, 상기 메인서포트멤버에 체결되는 서포트연결멤버의 제2체결지점이 서로 마주하여 인접하게 위치할 수 있다.

상기 서포트연결멤버는, 후단의 측면이 상기 메인서포트멤버 전단의 바깥쪽 측면에 체결되는 프런트서포트연결멤버; 전단의 측면이 상기 메인서포트멤버 후단의 바깥쪽 측면에 체결되는 리어서포트연결멤버;를 포함할 수 있다.

상기 프런트서프트연결멤버의 전단이 전방으로 연장 형성되어, 차체의 전방에 연결되는 프런트플로어모듈과 이어지고; 상기 리어서포트연결멤버의 후단이 후방으로 연장 형성되어, 차체의 후방에 연결되는 리어플로어모듈과 이어질 수 있다.

상기 메인서포트멤버는 폐단면 구조의 관 형상으로 형성되고; 상기 크로스서포트멤버는 한쪽 측면이 개방된 개단면 구조의 관 형상으로 형성되되, 단부의 개구부를 막는 형상으로 체결부가 형성되며; 상기 크로스서포트멤버 단부의 체결부가 상기 메인서포트멤버의 측면에 면접촉된 상태에서 체결수단에 의해 체결될 수 있다.

상기 메인서포트멤버는 폐단면 구조의 관 형상으로 형성되고; 상기 서포트연결멤버는 한쪽 측면이 개방된 개단면 구조의 관 형상으로 형성되며; 상기 서포트연결멤버의 측면이 상기 메인서포트멤버의 측면에 면접촉된 상태에서 체결수단에 의해 체결될 수 있다.

상기 서포트유닛의 사각 형상보다 넓은 사각 형상으로 형성되고, 좌우 폭방향 중심을 상기 서포트유닛의 좌우 폭방향 중심과 일치되도록 위치시키되, 전단 및 후단이 전단의 서포트연결멤버와 후단의 서포트연결멤버에 각각 체결되는 센터유닛;을 더 포함할 수 있다.

상기 센터유닛을 구성하는 센터보강멤버는 폐단면 구조의 관 형상으로 형성되고; 상기 서포트연결멤버는 한쪽 측면이 개방된 개단면 구조의 관 형상으로 형성되며; 상기 서포트연결멤버의 윗면이 상기 센터보강멤버의 아랫면에 면접촉된 상태에서 체결수단에 의해 체결될 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 사각형상으로 형성된 서포트유닛의 측면에 서포트연결멤버의 측면을 오버랩하여 겹친 상태에서 체결함으로써, 상기 서포트유닛과 서포트연결멤버의 체결면적이 넓어지면서 앞뒤로 길어지게 되는바, 해당 체결 부분의 체결력이 크게 향상되어 비틀림 강성을 증대시키는 효과가 있다.

더욱이, 소정 길이 이내로 표준화하여 제조된 멤버들을 이용하여 차체 하부 구조를 구현함으로써, 부품의 사이즈가 축소된다. 따라서, 부품단가 및 물류비용을 증대시키지 않으면서 해당 연결부분의 강성을 증대시킬 수 있음은 물론, 해당 연결부분을 이루는 개별 멤버들에 대한 두께의 자유도와 함께 차체를 이루는 각 부분별 모듈화에 따른 자유도 역시 향상시키는 효과도 있다.

또한, 각 모듈 내의 주요 부품의 길이만 변경하거나, 또는 서포트유닛 및 센터유닛의 구조만 추가하여 차체의 제원을 변경 가능함으로써, 다양한 디자인 변화에 대해 대응이 용이한 것은 물론, 변경 부품을 최소화하여 저비용으로 차체를 생산하는 효과도 있다.

뿐만 아니라, 차체 하부 구조를 멤버 간 볼팅방식에 의해 조립하여 구현함으로써, 대규모의 프레스, 차체, 용접, 도장공장 등이 불필요하여 스마트팩토리 환경에 적절하게 대응이 가능한 것은 물론, 차체의 조립작업을 단순화하여 조립성을 향상시키고, 또한 조립부분의 비틀림 강성 역시 크게 향상되어 차체의 강도와 강성을 확보하는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차체 구조를 밑에서 바라본 형상으로 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 차체 구조의 저면도.
도 3은 도 2의 A부분에 대한 체결구조를 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 2의 B부분에 대한 체결구조를 설명하기 위한 도면.
도 5는 도 2의 C부분에 대한 체결구조를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 서포트유닛 및 센터유닛을 추가하여 전장을 확장한 실시예 구조를 도시한 도면.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 차체(1) 구조를 밑에서 바라본 형상으로 도시한 사시도이도, 도 2는 본 발명에 따른 차체(1) 구조의 저면도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 차체(1)는 초소형 전기자동차에 적용이 가능한 것으로, 다수의 멤버들이 유기적으로 연결되어 부분별 모듈을 구성하고, 상기 모듈들이 연결되어 차체(1)를 이루게 된다.

예컨대, 상기 차체(1)는, 차체(1) 전방에 구비되는 프런트플로어모듈(10)과, 차체(1) 후방에 구비되는 리어플로어모듈(30)과, 상기 프런트플로어모듈(10)의 하부와 리어플로어모듈(30) 하부 사이에 구비되는 센터플로어모듈(20)을 포함하여 구성이 된다.

이러한, 차체(1) 구조에서 특히 플로어모듈 하부의 종방향을 따라 이어지는 멤버들의 경우 차체(1) 하부 강성에 매우 주요한 영향을 미치는 부분으로, 이들 멤버들에 대한 비틀림강성을 확보하면서도 디자인 자유도를 확보할 수 있는 구조가 요구되고 있다.

이에, 본 발명에서는 차량 하부의 차체(1) 구조로서, 서포트유닛(100)에 서포트연결멤버(200)를 연결하여 구성하게 된다.

도 1 및 도 2을 참조하여 설명하면, 서포트유닛(100)은 종방향으로 구비되는 멤버와 횡방향으로 구비되는 멤버가 서로 체결되어 사각 형상을 이루게 된다.

여기서, 상기 서포트유닛(100)은 센터플로어모듈(20)의 가운데 부분에 위치할 수 있는 것으로, 상기 전후로 구비되는 2개의 멤버가 상기 센터플로어모듈(20)의 가운데를 중심으로 양측에 각각 구비되고, 좌우로 구비되는 2개의 멤버가 상기 전후로 구비되는 2개의 멤버 사이에서 전방과 후방에 각각 체결됨으로써, 서포트유닛(100)이 사각형의 형상으로 형성될 수 있다.

아울러, 서포트연결멤버(200)는 전후의 종방향으로 구비되고, 한쪽 측면의 일부가 상기 서포트유닛(100) 전단의 한쪽면과 서포트유닛(100) 후단의 한쪽면에 각각 면접촉되는 상태에서 체결된다.

예컨대, 상기 서포트유닛(100) 양측에 구비된 멤버의 측면 앞부분과 뒷부분에 전후 길이방향으로 형성된 서포트연결멤버(200)의 측면이 면접촉된 상태에서 각각 체결된다.

즉, 사각형상으로 형성된 서포트유닛(100)의 측면에 서포트연결멤버(200)의 측면을 오버랩하여 겹친 상태에서 체결함으로써, 상기 서포트유닛(100)과 서포트연결멤버(200)의 체결면적이 넓어지면서 앞뒤로 길어지게 되는바, 해당 체결 부분의 체결력이 크게 향상되어 비틀림 강성을 증대시키게 된다.

계속해서, 도 2를 참조하여 상기 서포트유닛(100)의 구성을 조금 더 구체적으로 살펴보면, 상기 서포트유닛(100)은 메인서포트멤버(110)와, 크로스서포트멤버(120)를 포함하여 구성이 되는 것으로, 메인서포트멤버(110)가 양측에 전후 길이방향으로 구비된다.

그리고, 크로스서포트멤버(120)가 상기 양측 메인서포트멤버(110)의 전방 및 후방 사이에 좌우 길이방향으로 각각 구비되고, 상기 크로스서포트멤버(120)의 양 단부가 양측 메인서포트멤버(110)의 측면에 면접촉되는 상태에서 각각 체결되는 구조가 된다.

즉, 기존의 경우 길이가 긴 단일 멤버를 이용하여 강성이 요구되는 연결부분에 길게 연결하였으나, 본 발명에서는 소정 길이 이내로 표준화하여 제조된 멤버들을 이용하여 사각형상의 서포트유닛(100)을 성형함으로써, 기존과 달리 길이가 긴 멤버의 사용이 불필요하다.

따라서, 본 발명은 부품단가 및 물류비용을 증대시키지 않으면서 해당 연결부분의 강성을 증대시킬 수 있음은 물론, 해당 연결부분을 이루는 개별 멤버들에 대한 두께의 자유도를 향상시킬 수 있고, 이와 함께 차체(1)를 이루는 각 부분별 모듈화에 따른 자유도를 향상시키게 된다.

더불어, 도 5를 참조하면, 본 발명은 상기 메인서포트멤버(110)에 체결되는 크로스서포트멤버(120)의 제1체결지점(P1)과, 상기 메인서포트멤버(110)에 체결되는 서포트연결멤버(200)의 제2체결지점(P2)이 서로 마주하여 인접하게 위치할 수 있다.

즉, 메인서포트멤버(110)의 한쪽 측면에 크로스서포트멤버(120)가 체결되면서 지지하게 되고, 이와 마주하는 메인서포트멤버(110)의 반대쪽 측면에는 서포트연결멤버(200)가 체결되면서 지지하게 됨으로써, 상기 메인서포트멤버(110)의 양측에서 크로스서포트멤버(120)와 서포트연결멤버(200)가 체결 및 지지되고, 이에 해당 체결부분에 대한 체결력이 향상되어 체결강성 및 체결강도를 높일 수 있게 된다.

바람직하게는, 상기 제2체결지점(P2)이 상기 서포트연결멤버(200)의 길이방향을 따라 2개 지점에 위치하는 경우, 상기 제1체결지점(P1)은 상기 제2체결지점(P2) 사이에 위치할 수 있다.

아울러, 상기 서포트연결멤버(200)는 프런트서포트연결멤버(200a)와 리어서포트연결멤버(200b)를 포함하여 구성이 된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 프런트서포트연결멤버(200a)는 그 후단의 측면이 상기 메인서포트멤버(110) 전단의 바깥쪽 측면에 체결된다.

그리고, 리어서포트연결멤버(200b)는 그 전단의 측면이 상기 메인서포트멤버(110) 후단의 바깥쪽 측면에 체결된다.

예컨대, 양측에 구비된 메인서포트멤버(110) 전단의 바깥쪽 측면에는 프런트서포트멤버 후단의 일측면이 겹쳐져 체결되고, 상기 메인서포트멤버(110) 후단의 바깥쪽 측면에는 리어서포트멤버 전단의 일측면이 겹쳐져 체결된다.

계속해서, 상기 프런트서포트연결멤버(200a)와 리어서포트연결멤버(200b)는 각각 차체(1)의 전방과 후방으로 이어져 전방 하부 및 후방 하부의 차체(1)를 이루게 된다.

도면을 참조하면, 상기 프런트서프트연결멤버의 전단이 전방으로 연장 형성되어, 차체(1)의 전방에 연결되는 프런트플로어모듈(10)과 이어지고, 상기 리어서포트연결멤버(200b)의 후단이 후방으로 연장 형성되어, 차체(1)의 후방에 연결되는 리어플로어모듈(30)과 이어지게 된다.

예컨대, 상기 프런트서포트연결멤버(200a)의 후단 및 리어서포트연결멤버(200b)의 전단은 서포트유닛(100)에 체결되어 센터플로어모듈(20)을 이루게 되지만, 상기 프런트서포트연결멤버(200a)의 전단은 전방 길이방향으로 연장 형성되어 프런트플로어모듈(10) 하부의 차체(1) 일부를 이루고, 리어서포트연결멤버(200b)의 후단은 후방 길이방향으로 연장 형성되어 리어플로어모듈(30) 하부의 차체(1) 일부를 이루게 된다.

즉, 프런트서포트연결멤버(200a)가 프런트플로어모듈(10)에서 센터플로어모듈(20)로 이어져 형성되고, 리어서포트연결멤버(200b)가 리어플로어모듈(30)에서 센터플로어모듈(20)로 이어져 형성됨으로써, 차체(1)에 비틀림응력이 가해지는 경우, 상기 프런트서포트연결멤버(200a)와 리어서포트연결멤버(200b)에 의해 비틀림에 의한 차체(1)의 틀어짐을 지탱하여 비틀림 강성을 추가적으로 확보할 수 있게 된다.

한편, 도 3은 도 2의 A부분에 대한 체결구조를 설명하기 위한 도면으로, 메인서포트멤버(110)와 크로스서포트멤버(120)의 체결부분을 확대하여 나타내고 있다.

도면을 참조하면, 상기 메인서포트멤버(110)는 폐단면 구조의 관 형상으로 형성되고, 상기 크로스서포트멤버(120)는 한쪽 측면이 개방된 개단면 구조의 관 형상으로 형성되되, 단부의 개구부를 막는 형상으로 체결부(125)가 형성된다.

이에, 상기 크로스서포트멤버(120) 단부의 체결부(125)가 상기 메인서포트멤버(110)의 측면에 면접촉된 상태에서 체결수단(b)에 의해 체결되는 구조가 된다.

예컨대, 상기 크로스서포트멤버(120)는 그 길이방향에 대한 수직한 단면이 'ㄷ'의 단면 형상으로 형성되는 것으로, 둘레면 중 측면연결부(121)와 그 양측에 연결된 측면차단부(122)에 의해 삼면이 막혀지게 되고, 상기 측면연결부(121)와 마주하는 한면인 측면개방부(124)가 개방된 구조를 갖게 된다.

그리고, 상기 측면차단부(122)의 측면 끝부분에는 측면개방부(124)를 향해 서로 마주하는 방향으로 플랜지부(123)가 폴딩되어 형성될 수 있다.

참고로, 상기 크로스서포트멤버(120)와 메인서포트멤버(110)는 길이방향으로 길게 형성된 직관 형상으로 형성될 수 있고, 그 길이는 해당 멤버가 적용되는 부분에 따라 짧거나 길게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 체결부(125)는 상기 크로스서포트멤버(120)의 개방된 측면개방부(124)에 대향하는 측면연결부(121)의 단부에 연장되어 형성되고, 상기 연장된 체결부(125)가 상기 개구부를 향해 폴딩되어 개구부를 막는 구조가 된다.

또한, 상기 체결수단(b)은 볼트/너트일 수 있는 것으로, 상기 체결부(125)에 체결홀이 형성되어 상기 볼트가 상기 체결부(125)를 관통하여 원활하게 체결될 수 있게 된다.

즉, 상기한 구성에 따르면, 크로스서포트멤버(120)를 메인서포트멤버(110)에 연결하는 경우, 크로스서포트멤버(120)에 형성된 체결부(125)의 바깥면을 메인서포트멤버(110)의 측면에 면접촉시킨다.

이 상태에서 상기 크로스서포트멤버(120)의 개방된 부분을 통해 볼트와 공구를 넣어 볼트를 조이는 인라인 체결작업을 실시함으로써, 크로스서포트멤버(120)를 메인서포트멤버(110)에 쉽고 간편하게 체결하게 되고, 이에 차체(1) 조립성을 향상시키게 된다.

참고로, 상기 볼트가 체결되는 메인서포트멤버(110)의 측면에 체결홀이 형성되어 볼트가 관통되면서 체결될 수 있다. 그리고, 상기 메인서포트멤버(110)는 사각의 폐단면 구조로 형성됨으로써, 상기 볼트가 체결되는 부분의 내면에 너트를 미리 고정시킬 수도 있다.

계속해서, 도 4는 도 2의 B부분에 대한 체결구조를 설명하기 위한 도면으로, 서포트연결멤버와 크로스서포트멤버(120)의 체결부분을 확대하여 나타내고 있다.

도면을 참조하면, 상기 메인서포트멤버(110)는 폐단면 구조의 관 형상으로 형성되고, 상기 서포트연결멤버(200)는 한쪽 측면이 개방된 개단면 구조의 관 형상으로 형성된다.

이에, 상기 서포트연결멤버(200)의 측면이 상기 메인서포트멤버(110)의 측면에 면접촉된 상태에서 체결수단(b)에 의해 체결되는 구조가 된다.

예컨대, 상기 서포트연결멤버(200)는 그 길이방향에 대한 수직한 단면이 'ㄷ'의 단면 형상으로 형성되는 것으로, 둘레면 중 측면연결부(201)와 그 양측에 연결된 측면차단부(202)에 의해 삼면이 막혀지게 되고, 상기 측면연결부(201)와 마주하는 한면인 측면개방부(204)가 개방된 구조를 갖게 된다.

그리고, 상기 측면차단부(202)의 측면 끝부분에는 측면개방부(204)를 향해 서로 마주하는 방향으로 플랜지부(203)가 폴딩되어 형성될 수 있다.

참고로, 상기 서포트연결멤버(200)는 길이방향으로 길게 형성된 직관 형상으로 형성될 수 있고, 그 길이는 해당 멤버가 적용되는 부분에 따라 짧거나 길게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 서포트연결멤버(200)의 개방된 측면개방부(204)에 대향하는 측면연결부(201)의 단부에 체결부(205)가 연장되어 형성되고, 상기 연장된 체결부(205)가 상기 개구부를 향해 폴딩되어 개구부를 막는 구조가 된다.

또한, 상기 체결수단(b)은 볼트/너트일 수 있는 것으로, 상기 체결부(205)에 체결홀이 형성되어 상기 볼트가 상기 체결부(205)를 관통하여 원활하게 체결될 수 있게 된다.

즉, 상기한 구성에 따르면, 서포트연결멤버(200)를 메인서포트멤버(110)에 연결하는 경우, 서포트연결멤버(200) 일측의 측면차단부(202) 바깥면을 메인서포트멤버(110)의 측면에 면접촉시킨다.

이 상태에서 상기 서포트연결멤버(200)의 개방된 부분을 통해 볼트와 공구를 넣어 볼트를 조이는 인라인 체결작업을 실시함으로써, 서포트연결멤버(200)를 메인서포트멤버(110)에 쉽고 간편하게 체결하게 되고, 이에 차체(1) 조립성을 향상시키게 된다.

이와 같이, 본 발명은 차체(1) 하부의 센터플로어모듈(20)을 구성하는 멤버들이 볼팅방식에 의해 조립되어 차체(1)를 구성함으로써, 대규모의 프레스, 차체, 용접, 도장공장 등이 불필요하여 스마트팩토리 환경에 적절하게 대응이 가능한 것은 물론, 차체(1)의 조립작업을 단순화하여 조립성을 향상시키고, 또한 조립부분의 비틀림 강성 역시 크게 향상되어 차체(1)의 강도와 강성을 확보하게 된다.

한편, 본 발명은 상기 서포트연결멤버(200) 위에 사각형상의 센터유닛(300)이 안착 및 체결될 수 있다.

도 2를 참조하면, 상기 센터유닛(300)은 상기 서포트유닛(100)의 사각 형상보다 넓은 사각 형상으로 형성된다.

그리고, 상기 센터유닛(300)의 좌우 폭방향 중심이 상기 서포트유닛(100)의 좌우 폭방향 중심과 일치되도록 위치시키되, 상기 센터유닛(300)의 전단 및 후단이 프런트서포트연결멤버(200a)와 리어서포트연결멤버(200b)에 각각 체결되는 구조가 된다.

여기서, 상기 센터유닛(300)은 U형상으로 형성된 전방 센터보강멤버(310)와 후방 센터보강멤버(310)가 전방 및 후방에서 서로 마주하도록 구비되어 사각형상을 이루게 된다.

즉, 전방 센터보강멤버(310)가 좌우 횡방향으로 구비되면서 양측 중간 부분이 후방으로 벤딩되어 연장 형성되고, 또한 후방 센터보강멤버(310)가 좌우 횡방향으로 구비되면서 양측 중간 부분이 전방으로 벤딩되어 연장 형성된다.

이에, 전방 센터보강멤버(310)의 후방 양단과 후방 센터보강멤버(310)의 전방 양단이 서로 마주하면서 연결되어 센터유닛(300)을 구성하게 된다.

이 같은 구조에 따라, 상기 프런트서포트연결멤버(200a)의 중간지점 윗면에 전방 센터보강멤버(310)의 밑면이 체결되고, 상기 리어서포트연결멤버(200b)의 중간지점 윗면에 후방 센터보강멤버(310)의 밑면에 체결됨으로써, 센터플로어모듈(20)의 강성 및 강도를 더욱 향상시키게 된다.

도 5는 도 2의 C부분에 대한 체결구조를 설명하기 위한 도면으로, 서포트연결멤버(200)와 센터보강멤버(310)의 체결부분을 확대하여 나타내고 있다.

도면을 참조하면, 상기 센터유닛(300)을 구성하는 센터보강멤버(310)는 폐단면 구조의 관 형상으로 형성되고, 상기 서포트연결멤버(200)는 한쪽 측면이 개방된 개단면 구조의 관 형상으로 형성된다.

이에, 상기 서포트연결멤버(200)의 윗면이 상기 센터보강멤버(310)의 아랫면에 면접촉된 상태에서 체결수단(b)에 의해 체결되는 구조가 된다.

여기서, 상기 서포트연결멤버(200)의 구조에 대해서는 앞서 설명한바 있으므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

즉, 상기한 구성에 따르면, 센터보강멤버(310)를 서포트연결멤버(200) 연결하는 경우, 서포트연결멤버(200)에 형성된 측면연결부(201)의 바깥면에 센터보강멤버(310)의 밑면을 면접촉시킨다.

이 상태에서 상기 서포트연결멤버(200)의 개방된 부분을 통해 볼트와 공구를 넣어 볼트를 조이는 인라인 체결작업을 실시함으로써, 센터보강멤버(310)를 서포트연결멤버(200)에 쉽고 간편하게 체결하게 되고, 이에 차체(1) 조립성을 향상시키게 된다.

참고로, 상기 볼트가 체결되는 서포트연결멤버(200)의 측면연결부(201)에 체결홀이 형성되어 볼트가 관통되면서 체결될 수 있다. 그리고, 상기 센터보강멤버(310)는 사각의 폐단면 구조로 형성됨으로써, 상기 볼트가 체결되는 부분의 내면에 너트를 미리 고정시킬 수 있다.

한편, 도 6은 본 발명에 따른 서포트유닛(100) 및 센터유닛(300)을 추가하여 전장을 확장한 실시예 구조를 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명은 서포트유닛(100)과 센터유닛(300)을 차체(1)의 전후 길이방향으로 추가하여 연결함으로써, 차체(1)의 길이가 긴 소형 버스의 차체(1)로 활용할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 사각형상으로 형성된 서포트유닛(100)의 측면에 서포트연결멤버(200)의 측면을 오버랩하여 겹친 상태에서 체결함으로써, 상기 서포트유닛(100)과 서포트연결멤버(200)의 체결면적이 넓어지면서 앞뒤로 길어지게 되는바, 해당 체결 부분의 체결력이 크게 향상되어 비틀림 강성을 증대시키게 된다.

더욱이, 소정 길이 이내로 표준화하여 제조된 멤버들을 이용하여 차체(1) 하부 구조를 구현함으로써, 부품의 사이즈가 축소된다. 따라서, 부품단가 및 물류비용을 증대시키지 않으면서 해당 연결부분의 강성을 증대시킬 수 있음은 물론, 해당 연결부분을 이루는 개별 멤버들에 대한 두께의 자유도를 향상시킬 수 있고, 이와 함께 차체(1)를 이루는 각 부분별 모듈화에 따른 자유도 역시 향상시키게 된다.

더불어, 각 모듈 내의 주요 부품의 길이만 변경하거나, 또는 서포트유닛(100) 및 센터유닛(300)의 구조만 추가하여 차체(1)의 제원을 변경 가능함으로써, 다양한 디자인 변화에 대해 대응이 용이한 것은 물론, 변경 부품을 최소화하여 저비용으로 차체(1)를 생산하게 된다.

또한, 차체(1) 하부 구조를 멤버 간 볼팅방식에 의해 조립하여 구현함으로써, 대규모의 프레스, 차체, 용접, 도장공장 등이 불필요하여 스마트팩토리 환경에 적절하게 대응이 가능한 것은 물론, 차체(1)의 조립작업을 단순화하여 조립성을 향상시키고, 또한 조립부분의 비틀림 강성 역시 크게 향상되어 차체(1)의 강도와 강성을 확보하게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

1 : 차체
10 : 프런트플로어모듈
20 : 센터플로어모듈
30 : 리어플로어모듈
100 : 서포트유닛
110 : 메인서포트멤버
120 : 크로스서포트멤버
121 : 측면연결부
122 : 측면차단부
123 : 플랜지부
124 : 측면개방부
125 : 체결부
200 : 서포트연결멤버
200a : 프런트서포트연결멤버
200b : 리어서포트연결멤버
201 : 측면연결부
202 : 측면차단부
203 : 플랜지부
204 : 측면개방부
205 : 체결부
300 : 센터유닛
310 : 센터보강멤버
P1 : 제1체결지점
P2 : 제2체결지점
b : 체결수단

Claims

차량 하부의 차체 구조로서,
종방향으로 구비되는 멤버와 횡방향으로 구비되는 멤버가 서로 체결되어 사각 형상을 이루는 서포트유닛;
종방향으로 구비되고, 한쪽면의 일부가 상기 서포트유닛 전단의 한쪽면과 서포트유닛 후단의 한쪽면에 각각 면접촉되는 상태에서 체결되는 서포트연결멤버;를 포함하는 차량용 차체.
청구항 1에 있어서,
상기 서포트유닛은,
양측에 전후 길이방향으로 구비된 메인서포트멤버;
상기 양측 메인서포트멤버의 전방 및 후방 사이에 좌우 길이방향으로 각각 구비되고, 양 단부가 양측 메인서포트멤버의 측면에 면접촉되는 상태에서 각각 체결되는 크로스서포트멤버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 차체.
청구항 2에 있어서,
상기 메인서포트멤버에 체결되는 크로스서포트멤버의 제1체결지점과, 상기 메인서포트멤버에 체결되는 서포트연결멤버의 제2체결지점이 서로 마주하여 인접하게 위치한 것을 특징으로 하는 차량용 차체.
청구항 2에 있어서,
상기 서포트연결멤버는,
후단의 측면이 상기 메인서포트멤버 전단의 바깥쪽 측면에 체결되는 프런트서포트연결멤버;
전단의 측면이 상기 메인서포트멤버 후단의 바깥쪽 측면에 체결되는 리어서포트연결멤버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 차체.
청구항 4에 있어서,
상기 프런트서프트연결멤버의 전단이 전방으로 연장 형성되어, 차체의 전방에 연결되는 프런트플로어모듈과 이어지고;
상기 리어서포트연결멤버의 후단이 후방으로 연장 형성되어, 차체의 후방에 연결되는 리어플로어모듈과 이어지는 것을 특징으로 하는 차량용 차체.
청구항 2에 있어서,
상기 메인서포트멤버는 폐단면 구조의 관 형상으로 형성되고;
상기 크로스서포트멤버는 한쪽 측면이 개방된 개단면 구조의 관 형상으로 형성되되, 단부의 개구부를 막는 형상으로 체결부가 형성되며;
상기 크로스서포트멤버 단부의 체결부가 상기 메인서포트멤버의 측면에 면접촉된 상태에서 체결수단에 의해 체결되는 것을 특징으로 하는 차량용 차체.
청구항 2에 있어서,
상기 메인서포트멤버는 폐단면 구조의 관 형상으로 형성되고;
상기 서포트연결멤버는 한쪽 측면이 개방된 개단면 구조의 관 형상으로 형성되며;
상기 서포트연결멤버의 측면이 상기 메인서포트멤버의 측면에 면접촉된 상태에서 체결수단에 의해 체결되는 것을 특징으로 하는 차량용 차체.
청구항 1에 있어서,
상기 서포트유닛의 사각 형상보다 넓은 사각 형상으로 형성되고, 좌우 폭방향 중심을 상기 서포트유닛의 좌우 폭방향 중심과 일치되도록 위치시키되, 전단 및 후단이 전단의 서포트연결멤버와 후단의 서포트연결멤버에 각각 체결되는 센터유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 차체.
청구항 8에 있어서,
상기 센터유닛을 구성하는 센터보강멤버는 폐단면 구조의 관 형상으로 형성되고;
상기 서포트연결멤버는 한쪽 측면이 개방된 개단면 구조의 관 형상으로 형성되며;
상기 서포트연결멤버의 윗면이 상기 센터보강멤버의 아랫면에 면접촉된 상태에서 체결수단에 의해 체결되는 것을 특징으로 하는 차량용 차체.