KR20230067364A - 차량 하중분배구조 - Google Patents

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KR20230067364A
KR20230067364A KR1020210153396A KR20210153396A KR20230067364A KR 20230067364 A KR20230067364 A KR 20230067364A KR 1020210153396 A KR1020210153396 A KR 1020210153396A KR 20210153396 A KR20210153396 A KR 20210153396A KR 20230067364 A KR20230067364 A KR 20230067364A
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강전웅
민헌식
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현대자동차주식회사
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Abstract

개시된 차량 하중분배구조는, 대쉬 크로스멤버; 상기 대쉬 크로스멤버로부터 차량의 전방을 향해 연장된 한 쌍의 프론트 사이드멤버; 및 상기 대쉬 크로스멤버로부터 차량의 후방을 향해 연장된 한 쌍의 리어로워멤버;를 포함할 수 있다. 각 리어로워멤버의 전방단은 그에 상응한 프론트 사이드멤버의 후방부에 정렬될 수 있다.

Description

차량 하중분배구조{VEHICLE LOAD DISTRIBUTION SYSTEM}
본 발명은 차량의 전방으로 전달된 하중을 균일하게 분배하도록 구성된 차량 하중분배구조에 관한 것이다.
차량의 프레임은 섀시(chassis) 구성부품이나 몸체를 설치할 수 있는 골격을 지칭하는 것으로, 자동차의 추진력, 브레이크 작용, 조향시의 원심력, 노면으로부터의 충격력, 차체의 중량 등에 의한 수직하중, 각종 반력 등에 의한 변형이나 비틀림, 인장, 압축 및 진동에 의한 국부적 또는 전체적인 파손으로부터 충분히 지탱할 수 있어야 하고, 또한 자동차가 충돌하게 되는 경우 자동차에 가해지는 충돌에너지를 충분히 흡수할 수 있는 구조로 되어야 한다.
자동차 시장의 다변화로 인해, 차량의 프레임은 기존 프레스 모노코크방식에서 PBV(Purpose Built Vehicle), 스페이스 프레임 등으로 그 목적에 부합하도록 다양하게 변화되고 있다. 특히, 저가형 EV차량은 그 수익성 극대화를 위하여 기존 방식에서 탈피한 차체 구조가 요구되고 있다.
기존의 차량은 프레임에 대해 스틸 프레스소재(pressed steel materials), 알루미늄 소재를 적용하고 있으며, 이에 그 재료비 및 투자비 등이 상대적으로 높은 단점이 있었다.
또한, 기존의 차량은 프레임을 구성하는 구조멤버들 사이의 조인트부가 용접 등으로 이루어짐에 따라 차량의 정면 충돌 시에 그 충돌하중으로 인해 구조멤버들 사이의 조인트부가 쉽게 파손될 뿐만 아니라 차체 전방으로부터 전달된 하중을 균일하게 분배하기 어렵고, 이에 차량의 승객실 및 차량 배터리 등을 안전하게 보호하기 어려운 단점이 있었다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 점들을 고려하여 안출한 것으로, 강관 등과 같이 비교적 저렴한 소재를 이용함으로써 스틸 프레스소재 및 알루미늄 소재에 비해 그 제조비용이 대폭 절감될 수 있고, 차량의 정면충돌 시에 발생된 하중을 균일하게 분배하도록 구성된 차량 하중분배구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량 하중분배구조는, 대쉬 크로스멤버; 상기 대쉬 크로스멤버로부터 차량의 전방을 향해 연장된 한 쌍의 프론트 사이드멤버; 및 상기 대쉬 크로스멤버로부터 차량의 후방을 향해 연장된 한 쌍의 리어로워멤버;를 포함할 수 있다. 각 리어로워멤버의 전방단은 그에 상응한 프론트 사이드멤버의 후방부에 정렬될 수 있다.
이와 같이, 한 쌍의 프론트 사이드멤버가 대쉬 크로스멤버에 대해 연결됨으로써 대쉬 크로스멤버는 프론트 사이드멤버들을 통해 전달되는 하중을 1차적으로 지지할 수 있다. 특히, 각 리어로워멤버가 그에 상응한 프론트 사이드멤버에 정렬됨으로써 하중이 프론트 사이드멤버, 대쉬 크로스멤버, 리어로워멤버 순으로 안정적으로 전달 및 분배될 수 있다.
상기 대쉬 크로스멤버의 뒤쪽에 위치한 프론트 크로스멤버를 더 포함할 수 있다. 상기 한 쌍의 리어로워멤버는 상기 대쉬 크로스멤버 및 상기 프론트 크로스멤버를 차량의 길이방향을 따라 연결할 수 있다.
이와 같이, 한 쌍의 리어로워멤버가 대쉬 크로스멤버 및 프론트 크로스멤버를 연결함으로써 프론트 크로스멤버는 리어로워멤버들을 통해 전달되는 하중을 2차적으로 지지할 수 있다.
상기 프론트 크로스멤버의 뒤쪽에 위치한 시트크로스멤버와, 상기 대쉬 크로스멤버 및 상기 시트크로스멤버를 연결하는 센터 종멤버를 더 포함할 수 있다. 상기 센터 종멤버는 차량의 길이방향 중심축선을 따라 연장될 수 있다.
이와 같이, 센터 종멤버가 대쉬 크로스멤버 및 시트크로스멤버를 연결함으로써 시트크로스멤버는 센터 종멤버를 통해 전달되는 하중을 3차적으로 지지할 수 있다.
각 프론트 사이드멤버는 그 후방단에 제공된 끼움개구를 가질 수 있고, 상기 대쉬 크로스멤버가 각 프론트 사이드멤버의 끼움개구에 끼워지고 결합되도록 구성될 수 있다.
상기 각 프론트 사이드멤버의 끼움개구는 상기 대쉬 크로스멤버의 상부면에 결합되는 상측 결합부와, 상기 대쉬 크로스멤버의 전방면에 결합되는 전방측 결합부을 포함할 수 있다.
이를 통해 프론트 사이드멤버의 후방단은 대쉬 크로스멤버에 기계적으로 견고하게 결합될 수 있다. 즉, 프론트 사이드멤버의 후방단은 기계적 결합구조를 통해 대쉬 크로스멤버에 매우 견고하게 결합될 수 있다.
각 리어로워멤버는 그 전방단에 제공된 전방측 결합부을 가질 수 있고, 상기 전방측 결합부는 상기 대쉬 크로스멤버의 후방면에 결합될 수 있다.
상기 각 리어로워멤버는 그 전방단에 일체로 결합된 브라켓을 더 포함할 수 있다. 상기 브라켓은 상기 대쉬 크로스멤버의 바닥면에 결합되는 하측 결합부를 가질 수 있다.
이를 통해 리어로워멤버의 전방단은 대쉬 크로스멤버에 기계적으로 견고하게 결합될 수 있다. 즉, 리어로워멤버의 전방단은 기계적 결합구조를 통해 대쉬 크로스멤버에 매우 견고하게 결합될 수 있다.
상기 각 리어로워멤버는 그 후방단에 제공된 끼움개구를 가질 수 있고, 상기 프론트 크로스멤버가 상기 각 리어로워멤버의 끼움개구에 끼워지고 결합되도록 구성될 수 있다.
상기 각 리어로워멤버의 끼움개구는 상기 프론트 크로스멤버의 상부면에 결합되는 상측 결합부와, 상기 프론트 크로스멤버의 전방면에 결합되는 전방측 결합부와, 상기 프론트 크로스멤버의 바닥면에 결합되는 하측 결합부를 포함할 수 있다.
이를 통해 리어로워멤버의 후방단은 프론트 크로스멤버에 기계적으로 견고하게 결합될 수 있다. 즉, 리어로워멤버의 후방단은 기계적 결합구조를 통해 프론트 크로스멤버에 매우 견고하게 결합될 수 있다.
상기 센터 종멤버는 그 전방단에 제공된 전방측 끼움개구를 가질 수 있고, 상기 대쉬 크로스멤버가 상기 센터 종멤버의 전방측 끼움개구에 끼워지고 결합되도록 구성될 수 있다.
상기 전방측 끼움개구는 상기 대쉬 크로스멤버의 후방면에 결합되는 전방측 결합부와, 상기 대쉬 크로스멤버의 바닥면에 결합되는 하측 결합부를 포함할 수 있다.
이를 통해 센터 종멤버의 전방단은 대쉬 크로스멤버 기계적으로 견고하게 결합될 수 있다. 즉, 센터 종멤버의 전방단은 기계적 결합구조를 통해 대쉬 크로스멤버에 매우 견고하게 결합될 수 있다.
상기 센터 종멤버는 그 후방에 제공된 후방측 끼움개구를 가질 수 있고, 상기 프론트 크로스멤버가 상기 센터 종멤버의 후방측 끼움개구에 끼워지고 결합되도록 구성될 수 있다.
상기 후방측 끼움개구는 상기 프론트 크로스멤버의 상부면에 결합되는 상측 결합부와, 상기 프론트 크로스멤버의 전방면에 결합되는 후방측 결합부와, 상기 프론트 크로스멤버의 바닥면에 결합되는 하측 결합부를 포함할 수 있다.
이를 통해 센터 종멤버의 후방단은 프론트 크로스멤버에 기계적으로 견고하게 결합될 수 있다. 즉, 센터 종멤버의 후방단은 기계적 결합구조를 통해 프론트 크로스멤버에 매우 견고하게 결합될 수 있다.
상기 프론트 크로스멤버는 양 단부에 개별적으로 제공된 한 쌍의 사이드 끼움개구를 가질 수 있고, 각 사이드실이 그에 상응한 프론트 크로스멤버의 사이드 끼움개구에 끼워지고 결합되도록 구성될 수 있다.
각 사이드 끼움개구는 각 사이드실의 실내측면에 결합되는 사이드 결합부와, 상기 사이드실의 바닥면에 결합되는 하측 결합부를 포함할 수 있다.
이를 통해 프론트 크로스멤버의 각 단부는 사이드실에 기계적으로 견고하게 결합될 수 있다. 즉, 프론트 크로스멤버의 양단부는 기계적 결합구조를 통해 한 쌍의 사이드실에 매우 견고하게 결합될 수 있다.
상기 프론트 크로스멤버는 그 중간부에 제공된 센터 끼움개구를 가질 수 있고, 상기 센터 종멤버가 프론트 크로스멤버의 센터 끼움개구에 끼워지도록 구성될 수 있다.
상기 센터 끼움개구는 상기 센터 종멤버의 바닥면에 결합되는 하측 결합부와, 상기 센터 종멤버의 제1측면에 결합되는 제1사이드 결합부와, 상기 센터 종멤버의 제2측면에 결합되는 제2사이드 결합부를 포함할 수 있다.
이를 통해 센터 종멤버가 프론트 크로스멤버의 중간부에 기계적으로 견고하게 결합될 수 있다. 즉, 센터 종멤버는 기계적 결합구조를 통해 프론트 크로스멤버의 중간부에 매우 견고하게 결합될 수 있다.
본 발명에 의하면, 강관 등과 같이 비교적 저렴한 소재를 이용함으로써 스틸 프레스소재 및 알루미늄 소재에 비해 그 제조비용이 대폭 절감될 수 있고, 차량의 정면충돌 시에 발생된 하중을 균일하게 분배할 수 있다.
본 발명에 따르면, 차량의 정면충돌 시에 한 쌍의 프론트 사이드멤버가 그 충돌하중을 1차적으로 전달하는 로드패스를 한정할 수 있고, 한 쌍의 프론트 사이드멤버가 대쉬 크로스멤버에 대해 대칭적으로 연결됨으로써 대쉬 크로스멤버(12)는 프론트 사이드멤버들을 통해 전달되는 하중을 1차적으로 지지할 수 있고, 이에 의해 대쉬 크로스멤버는 차량의 전방충돌 시에 대쉬패널이 승객실로 침입함을 차단할 수 있다.
본 발명에 의하면, 한 쌍의 프론트 사이드멤버가 대쉬 크로스멤버에 대해 대칭적으로 연결됨으로써 대쉬 크로스멤버는 프론트 사이드멤버들을 통해 전달되는 하중을 1차적으로 지지할 수 있다. 즉, 충돌하중이 한 쌍의 프론트 사이드멤버를 거쳐 대쉬 크로스멤버를 통해 전달되고 대쉬 크로스멤버는 그 전달된 충돌하중을 1차적으로 지지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 한 쌍의 리어로워멤버가 대쉬 크로스멤버 및 프론트 크로스멤버를 연결함으로써 프론트 크로스멤버는 리어로워멤버들을 통해 전달되는 하중을 2차적으로 지지할 수 있다. 충돌하중이 한 쌍의 리어로워멤버를 거쳐 프론트 크로스멤버로 전달되고 프론트 크로스멤버는 그 전달된 충돌하중을 2차적으로 지지할 수 있다.
본 발명에 의하면, 센터 종멤버가 대쉬 크로스멤버 및 시트크로스멤버를 연결함으로써 시트크로스멤버는 센터 종멤버를 통해 전달되는 하중을 3차적으로 지지할 수 있다. 충돌하중이 센터 종멤버를 거쳐 시트크로스멤버로 전달되고 시트크로스멤버는 그 전달된 충돌하중을 3차적으로 지지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 하중분배구조가 적용된 차량 프레임을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 차량 프레임의 전방부를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 차량 프레임을 도시한 평면도로서, 한 쌍의 루프레일이 생략된 것을 나타낸다.
도 4는 도 3의 A 부분을 확대한 도면이다.
도 5는 도 4의 B-B선을 도시한 단면도이다.
도 6은 도 4의 C-C선을 도시한 단면도이다.
도 7은 도 4의 D-D선을 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 하중분배구조가 적용된 차량 프레임(1)을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량 프레임(1)은 센터프레임모듈(2)과, 센터프레임모듈(2)의 전방에 배치된 프론트구조(6)와, 센터프레임모듈(2)의 후방에 연결된 리어프레임모듈(9)과, 센터프레임모듈(2)과 리어프레임모듈(9) 사이에 배치된 인텀구조(20, intermediate structure)를 포함할 수 있다.
한 쌍의 프론트필러(5a)가 센터프레임모듈(2)의 전방으로부터 차량의 높이방향을 따라 연장될 수 있고, 한 쌍의 프론트필러(5a)는 차량의 폭방향을 따라 이격될 수 있
한 쌍의 센터필러(5b)가 센터프레임모듈(2)의 센터로부터 차량의 높이방향을 따라 연장될 수 있고, 한 쌍의 센터필러(5b)는 차량의 폭방향을 따라 이격될 수 있다.
한 쌍의 리어필러(5c)가 센터프레임모듈(2)의 후방으로부터 차량의 높이방향을 따라 연장될 수 있고, 한 쌍의 리어필러(5c)는 차량의 폭방향을 따라 이격될 수 있다.
한 쌍의 루프레일(3)이 센터프레임모듈(2)의 위에 배치될 수 있고, 각 루프레일(3)은 차량의 길이방향을 따라 연장될 수 있다. 각 루프레일(3)은 그에 상응한 프론트필러(5a)의 상단, 센터필러(5b)의 상단, 및 리어필러(5c)의 상단을 연결하도록 구성될 수 있다. 각 루프레일(3)은 그 전방단으로부터 경사지게 연장된 전방측 연장부(3a)와, 그 후방단으로부터 경사지게 연장된 후방측 연장부(3b)를 가질 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 센터프레임모듈(2)은 그 양측 가장자리에 배치된 한 쌍의 사이드실(30)과, 한 쌍의 사이드실(30)을 차량의 폭방향을 따라 연결하는 복수의 크로스멤버(12, 14, 16, 18)와, 차량의 길이방향을 따라 연장된 복수의 종멤버(13, 15, 17a, 17b)를 포함할 수 있다.
한 쌍의 사이드실(30)은 차량의 폭방향을 따라 이격될 수 있고, 각 사이드실(30)은 차량의 길이방향을 따라 연장될 수 있다. 도 7을 참조하면, 각 사이드실(30)은 차량의 실내를 향하는 사이드실 인너(31)와, 차량의 실외를 향하는 사이드실 아웃터(32)를 포함할 수 있다.
사이드실 인너(31)는 그 내부에 캐비티가 한정된 각형단면 또는 원형단면을 가질 수 있고, 이에 사이드실 인너(31)는 폐단면을 가질 수 있다.
사이드실 아웃터(32)의 실내측면이 체결구, 용접 등을 통해 사이드실 인너(31)의 실외측면에 고정될 수 있다. 사이드실 아웃터(32)는 그 내부에 캐비티가 한정된 각형단면 또는 원형단면을 가진 양산형 강관(mass-produced steel pipe)으로 만들어질 수 있고, 이에 사이드실 아웃터(32)는 폐단면을 가질 수 있다. 예컨대, 양산형 강관은 SGH400, SGH490 등일 수 있다.
이와 같이, 사이드실 인너(31) 및 사이드실 아웃터(32)는 개별적으로 폐단면을 가질 수 있고, 이에 사이드실 아웃터(32)의 캐비티는 사이드실 인너(31)의 캐비티에 대해 분리될 수 있다. 사이드실 인너(31)의 캐비티 및 사이드실 아웃터(32)의 캐비티가 서로 간에 분리됨으로써 사이드실(30)은 2중 폐단면을 가짐으로써 그 강도 및 강성이 강화될 수 있다.
사이드실 인너(31)는 사이드실 아웃터(32)의 재질 보다 상대적으로 강도 및 강성이 높은 재질로 만들어질 수 있다. 이와 같이, 사이드실 인너(31)가 사이드실 아웃터(32)의 재질 보다 상대적으로 높은 강도 및 강성을 가진 재질로 이루어짐으로써 센터프레임모듈(2)의 측면 강성을 대폭 강화할 수 있다.
일 예에 따르면, 사이드실 인너(31)는 SPFC1180Y 등과 같은 고장력 강판소재로 핫스탬핑공정(hot stamping, hot forming, press hardening) 및/또는 롤포밍공정 등을 통해 만들어질 수 있다. 이에 의해, 사이드실(30)의 측면충돌성능이 개선됨으로써 측면충돌 시에 배터리 및 승객실을 안전하게 보호할 수 있다.
사이드실 인너(31) 및 사이드실 아웃터(32)는 기존 차량의 사이드실과 동일 내지 유사한 2차단면모멘트를 가지도록 그 단면적 및 두께 등이 선정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 3 및 도 4와 같이 사이드실 인너(31)의 단면적이 사이드실 아웃터(32)의 단면적 보다 상대적으로 클 수 있다. 또한, 사이드실 인너(31)의 두께가 사이드실 아웃터(32)의 두께 보다 상대적으로 두꺼울 수 있다.
사이드실 인너(31) 및 사이드실 아웃터(32)는 단턱진 구조(계단형 구조)로 결합될 수 있다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 사이드실 아웃터(32)의 저면이 사이드실 인너(31)의 저면 보다 낮게 위치할 수 있다. 이에 차량의 측면 충돌 시에 사이드실 인너(31) 및 사이드실 아웃터(32)는 센터프레임모듈(2)의 아래에 위치한 배터리케이스를 보다 안전하게 보호할 수 있다.
어퍼바디(upper body)의 각 측면 가장자리가 그에 상응한 사이드실(30)의 사이드실 아웃터(32)에 직접적으로 장착될 수 있다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 사이드실 아웃터(32)의 상면이 사이드실 인너(31)의 상면 보다 상대적으로 낮게 위치함으로써 어퍼바디의 장착공간을 충분히 확보할 수 있다.
복수의 크로스멤버(12, 14, 16, 18)는 대쉬패널에 장착된 대쉬 크로스멤버(12)와, 대쉬 크로스멤버(12)의 뒤쪽에 위치한 프론트 크로스멤버(14)와, 프론트 크로스멤버(14)의 뒤쪽에 위치한 제1시트크로스멤버(16)와, 제1시트크로스멤버(16)의 뒤쪽에 위치한 제2시트크로스멤버(18)를 포함할 수 있다. 프론트 크로스멤버(14), 제1시트크로스멤버(16), 및 제2시트크로스멤버(18)는 차량의 폭방향을 따라 연장될 수 있다. 프론트 크로스멤버(14), 제1시트크로스멤버(16), 및 제2시트크로스멤버(18)는 서로간에 평행할 수 있다.
대쉬 크로스멤버(12)는 차량의 전방충돌 시에 대쉬패널이 승객실로 침입함을 차단하도록 구성될 수 있다. 도 1을 참조하면, 대쉬 크로스멤버(12)는 한 쌍의 프론트필러(5a)의 하부를 차량의 폭방향을 따라 연결하도록 구성될 수 있다. 대쉬 크로스멤버(12)는 대쉬패널의 하부에 장착될 수 있고, 대쉬패널은 차량의 프론트 컴파트먼트 및 승객실을 구획하도록 구성될 수 있다. 또한, 대쉬 크로스멤버(12)의 양단부는 체결구, 용접 등을 통해 한 쌍의 사이드실(30)에 개별적으로 결합될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 대쉬 크로스멤버(12)는 그 내부에 캐비티가 한정된 각형단면 또는 원형단면을 가진 양산형 강관(mass-produced steel pipe)으로 만들어질 수 있고, 이에 대쉬 크로스멤버(12)는 폐단면을 가질 수 있다. 예컨대, 양산형 강관은 SGH400, SGH490 등일 수 있다.
프론트 크로스멤버(14)는 대쉬 크로스멤버(12)로부터 차량의 후방을 향해 이격될 수 있고, 센터프레임모듈(2)의 전방단과 인접할 수 있다. 프론트 크로스멤버(14)의 양단부는 한 쌍의 사이드실(30)에 개별적으로 결합될 수 있다.
프론트 크로스멤버(14)는 그 내부에 캐비티가 한정된 각형단면 또는 원형단면을 가질 수 있고, 이에 프론트 크로스멤버(14)는 폐단면을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프론트 크로스멤버(14)는 SPFC1180Y 등과 같은 고장력 강판소재로 핫스탬핑공정(hot stamping, hot forming, press hardening) 및/또는 롤포밍공정 등을 통해 만들어질 수 있다. 이에 의해, 고강도 재질의 프론트 크로스멤버(14)는 센터프레임모듈(2)의 충돌성능 및 강성 등을 강화할 수 있고, 이에 차량의 충돌 시에 배터리 및 승객실을 안전하게 보호할 수 있다.
제1시트크로스멤버(16)는 프론트 크로스멤버(14)로부터 차량의 후방을 향해 이격될 수 있고, 센터프레임모듈(2)의 중간부에 위치할 수 있다. 차량 시트가 브라켓을 통해 제1시트크로스멤버(16)에 장착될 수 있고, 이에 제1시트크로스멤버(16)는 차량 시트를 지지하도록 구성될 수 있다.
제1시트크로스멤버(16)는 그 내부에 캐비티가 한정된 각형단면 또는 원형단면을 가질 수 있고, 이에 제1시트크로스멤버(16)는 폐단면을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1시트크로스멤버(16)는 SPFC1180Y 등과 같은 고장력 강판소재로 핫스탬핑공정(hot stamping, hot forming, press hardening) 및/또는 롤포밍공정 등을 통해 만들어질 수 있다. 이에 의해, 고강도 재질의 제1시트크로스멤버(16)는 센터프레임모듈(2)의 충돌성능 및 강성 등을 강화할 수 있고, 이에 차량의 충돌 시에 배터리 및 승객실을 안전하게 보호할 수 있다.
제2시트크로스멤버(18)는 제1시트크로스멤버(16)로부터 차량의 후방을 향해 이격될 수 있고, 센터프레임모듈(2)의 후방단에 인접할 수 있다. 차량 시트가 브라켓을 통해 제2시트크로스멤버(18)에 장착될 수 있고, 이에 제2시트크로스멤버(18)는 차량 시트를 지지하도록 구성될 수 있다.
제2시트크로스멤버(18)는 그 내부에 캐비티가 한정된 각형단면 또는 원형단면을 가질 수 있고, 이에 제2시트크로스멤버(18)는 폐단면을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2시트크로스멤버(18)는 SPFC1180Y 등과 같은 고장력 강판소재로 핫스탬핑공정(hot stamping, hot forming, press hardening) 및/또는 롤포밍공정 등을 통해 만들어질 수 있다. 이에 의해, 고강도 재질의 제2시트크로스멤버(18)는 센터프레임모듈(2)의 충돌성능 및 강성 등을 강화할 수 있고, 이에 차량의 충돌 시에 배터리 및 승객실을 안전하게 보호할 수 있다.
복수의 종멤버(13, 15, 17a, 17b)는 대쉬 크로스멤버(12)로부터 프론트 크로스멤버(14)로 연장된 한 쌍의 리어로워멤버(13)와, 대쉬 크로스멤버(12)로부터 제1시트크로스멤버(16)까지 연장된 센터 종멤버(15)와, 제1시트크로스멤버(16)로부터 제2시트크로스멤버(18)까지 연장된 한 쌍의 제1사이드 종멤버(17a)와, 제2시트크로스멤버(18)로부터 인텀구조(20)까지 연장된 한 쌍의 제2사이드 종멤버(17b)를 포함할 수 있다.
한 쌍의 리어로워멤버(13)는 차량의 폭방향을 따라 이격될 수 있고, 각 리어로워멤버(13)는 차량의 길이방향을 따라 연장될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리어로워멤버(13)는 SPFC1470 등과 같은 고장력 강판소재로 핫스탬핑공정(hot stamping, hot forming, press hardening) 및/또는 롤포밍공정 등을 통해 만들어질 수 있다. 이에 의해, 차량의 정면충돌성능이 개선됨으로써 정면충돌 시에 배터리 및 승객실을 안전하게 보호할 수 있다.
센터 종멤버(15)는 차량의 길이방향 중심축선(central longitudinal axis)를 따라 연장될 수 있다.
한 쌍의 제1사이드 종멤버(17a)는 차량의 폭방향을 따라 이격될 수 있고, 각 제1사이드 종멤버(17a)는 차량의 길이방향을 따라 연장될 수 있다. 각 제1사이드 종멤버(17a)의 전방단은 체결구, 용접 등을 통해 제1시트크로스멤버(16)에 결합될 수 있고, 각 제1사이드 종멤버(17a)의 후방단은 체결구, 용접 등을 통해 제2시트크로스멤버(18)에 결합될 수 있다.
한 쌍의 제2사이드 종멤버(17b)는 차량의 폭방향을 따라 이격될 수 있고, 각 제2사이드 종멤버(17b)는 차량의 길이방향을 따라 연장될 수 있다. 각 제2사이드 종멤버(17b)의 전방단은 체결구, 용접 등을 통해 제2시트크로스멤버(18)에 결합될 수 있고, 각 제2사이드 종멤버(17b)의 후방단은 체결구, 용접 등을 통해 인텀구조(20)에 결합될 수 있다.
각 제2사이드 종멤버(17b)는 그에 상응한 제1사이드 종멤버(17a)에 대해 차량의 길이방향을 따라 정렬되도록 구성될 수 있다. 특히, 각 제2사이드 종멤버(17b)의 전방단 및 그에 상응한 제1사이드 종멤버(17a)의 후방단은 제2시트크로스멤버(18)를 사이에 두고 서로 간에 대향할 수 있다. 각 제2사이드 종멤버(17b)의 길이방향 축선은 그에 상응한 제1사이드 종멤버(17a)의 길이방향 축선에 정렬(일치)될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 센터 종멤버(15), 각 제1사이드 종멤버(17a), 및 각 제2사이드 종멤버(17b)는 그 내부에 캐비티가 한정된 각형단면 또는 원형단면을 가진 양산형 강관(mass-produced steel pipe)으로 만들어질 수 있고, 이에 센터 종멤버(15), 각 제1사이드 종멤버(17a), 및 각 제2사이드 종멤버(17b) 는 폐단면을 가질 수 있다. 예컨대, 양산형 강관은 SGH400, SGH490 등일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 프론트구조(6)는, 센터프레임모듈(2), 한 쌍의 프론트필러(5a), 및 한 쌍의 전방측 연장부(3a)에 연결되도록 구성될 수 있다. 프론트구조(6)는, 한 쌍의 프론트 사이드멤버(11)와, 한 쌍의 프론트 사이드멤버(11)의 위에 개별적으로 위치한 한 쌍의 펜더어퍼멤버(62)와, 한 쌍의 프론트 사이드멤버(61)의 전방단을 연결하는 범퍼 백빔(63)과, 한 쌍의 프론트 사이드멤버(11) 및 한 쌍의 펜더어퍼멤버(62)에 연결된 프론트엔드모듈(64)과, 한 쌍의 프론트필러(5a)를 연결하는 어퍼 크로스멤버(65)를 포함할 수 있다.
한 쌍의 프론트 사이드멤버(11)는 차량의 전방에서 그 폭방향을 따라 이격될 수 있고, 각 프론트 사이드멤버(11)는 차량의 길이방향을 따라 연장될 수 있다. 각 프론트 사이드멤버(11)는 센터프레임모듈(2)의 대쉬 크로스멤버(12)로부터 차량의 전방단을 향해 연장될 수 있다. 각 프론트 사이드멤버(11)의 후방단은 체결구, 용접 등을 통해 센터프레임모듈(2)의 대쉬 크로스멤버(12)에 결합될 수 있고, 각 프론트 사이드멤버(11)의 전방단은 체결구, 용접 등을 통해 범퍼 백빔(63)의 그에 상응한 단부에 결합될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프론트 사이드멤버(11)는 그 내부에 캐비티가 한정된 각형단면 또는 원형단면을 가진 양산형 강관(mass-produced steel pipe)으로 만들어질 수 있고, 이에 프론트 사이드멤버(11)는 폐단면을 가질 수 있다. 예컨대, 양산형 강관은 SGH400, SGH490 등일 수 있다.
한 쌍의 펜더어퍼멤버(62)는 차량의 폭방향을 따라 이격될 수 있고, 각 펜더어퍼멤버(62)는 차량의 길이방향을 따라 연장될 수 있다. 각 펜더어퍼멤버(62)는 그에 상응한 프론트 사이드멤버(11)로부터 상향으로 이격될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 펜더어퍼멤버(62)는 그 내부에 캐비티가 한정된 각형단면 또는 원형단면을 가진 양산형 강관(mass-produced steel pipe)으로 만들어질 수 있고, 이에 펜더어퍼멤버(62)는 폐단면을 가질 수 있다. 예컨대, 양산형 강관은 SGH400, SGH490 등일 수 있다.
범퍼 백빔(63)은 차량의 폭방향을 따라 연장될 수 있고, 범퍼 백빔(63)은 한 쌍의 프론트 사이드멤버(11)의 전방단들을 연결하도록 구성될 수 있다. 범퍼 백빔(63)의 각 단부는 그에 상응한 프론트 사이드멤버(11)의 전방단에 결합될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 범퍼 백빔(63)은 고장력 강판소재로 핫스탬핑공정(hot stamping, hot forming, press hardening) 및/또는 롤포밍공정 등을 통해 만들어질 수 있다.
프론트엔드모듈(64)은 라디에이터, 응축기, 인터쿨러 등과 같은 열교환기를 지지하는 프레임일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프론트엔드모듈(64)은 복수의 양산형 강관으로 만들어질 수 있다.
어퍼 크로스멤버(65)는 차량의 폭방향을 따라 연장될 수 있고, 어퍼 크로스멤버(65)의 각 단부는 그에 상응한 프론트필러(5a)에 결합될 수 있다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 한 쌍의 스트럿바(66)가 어퍼 크로스멤버(65)로부터 한 쌍의 펜더어퍼멤버(62)를 향해 개별적으로 연장될 수 있고, 한 쌍의 스트럿바(66)는 어퍼 크로스멤버(65)의 길이방향을 따라 이격될 수 있다. 각 스트럿바(66)의 상단은 어퍼 크로스멤버(65)의 각 단부와 인접한 위치에 결합될 수 있고, 각 스트럿바(66)의 하단은 그에 상응한 펜더어퍼멤버(62)에 결합될 수 있다. 즉, 한 쌍의 펜더어퍼멤버(62)는 한 쌍의 스트럿바(66)를 통해 어퍼 크로스멤버(65)에 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 어퍼 크로스멤버(65) 및 스트럿바(66)는 그 내부에 캐비티가 한정된 각형단면 또는 원형단면을 가진 양산형 강관(mass-produced steel pipe)으로 만들어질 수 있고, 이에 어퍼 크로스멤버(65) 및 스트럿바(66)는 폐단면을 가질 수 있다. 예컨대, 양산형 강관은 SGH400, SGH490 등일 수 있다.
도 4를 참조하면, 리어프레임모듈(9)은 한 쌍의 리어 사이드멤버(91)와, 한 쌍의 리어 사이드멤버(91)를 연결하는 리어 크로스멤버(92)와, 리어 사이드멤버(91)들의 후방단들을 연결하는 리어 백빔(93)을 포함할 수 있다.
한 쌍의 리어 사이드멤버(91)는 차량의 후방에서 그 폭방향을 따라 이격될 수 있고, 각 리어 사이드멤버(91)는 차량의 길이방향을 따라 연장될 수 있다. 각 리어 사이드멤버(91)는 그에 상응한 사이드실(30)의 후방부로부터 차량의 후방단을 향해 연장될 수 있고, 각 리어 사이드멤버(91)의 전방부는 체결구, 용접 등을 통해 그에 상응한 사이드실(30)의 후방부의 실내측면에 부착될 수 있다. 즉, 한 쌍의 리어 사이드멤버(91)가 한 쌍의 사이드실(30)의 실내측면에 개별적으로 연결될 수 있다. 리어 크로스멤버(92) 및 리어 백빔(93)은 차량의 폭방향을 따라 연장될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 리어 사이드멤버(91)는 그 내부에 캐비티가 한정된 각형단면 또는 원형단면을 가진 양산형 강관(mass-produced steel pipe)으로 만들어질 수 있고, 이에 리어 사이드멤버(91)는 폐단면을 가질 수 있다. 예컨대, 양산형 강관은 SGH400, SGH490 등일 수 있다.
도 1을 참조하면, 리어프레임모듈(9)은 센터프레임모듈(2) 보다 높게 위치할 수 있고, 인텀구조(20)는 센터프레임모듈(2) 및 리어프레임모듈(9)을 연결하도록 구성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량 프레임(1)은 리어프레임모듈(9)에 장착된 리어 서브프레임(80)을 더 포함할 수 있다. 리어 서브프레임(80)은 한 쌍의 리어 사이드멤버(91)의 전방부에 개별적으로 장착된 한 쌍의 전방측 장착부(81)와, 한 쌍의 리어 사이드멤버(91)의 후방부에 개별적으로 장착된 한 쌍의 후방측 장착부(82)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 범퍼 백빔(63), 프론트 크로스멤버(14), 제1시트크로스멤버(16), 제2시트크로스멤버(18), 리어로워멤버(13), 및 사이드실 인너(31) 등과 같은 강도부재 또는 강성부재를 제외한 센터프레임모듈(2), 프론트구조(6), 리어프레임모듈(9)을 구성하는 대부분의 멤버들은 양산형 강관(mass-produced pipe)으로 만들어질 수 있다. 특히, 양산형 강관은 그 내부에 캐비티가 한정된 각형단면 또는 원형단면을 가지고, 그 형상 및 사이즈 등이 규격화된 강관이다. 양산형 강관으로 만들어진 각 멤버들은 폐단면을 가질 수 있다. 이에 의해, 본 발명의 실시예에 따른 차량 프레임(1)은 상대적으로 저렴하고 안정적인 스페이스프레임을 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량 프레임(1)은 차량의 전방 충돌 시에 발생된 하중을 균일하게 분배하는 차량 하중분배구조(10)를 포함할 수 있고, 차량 하중분배구조(10)는 프론트구조(6) 및 센터프레임모듈(2) 사이에 배치될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 한 쌍의 프론트 사이드멤버(11), 대쉬 크로스멤버(12), 한 쌍의 리어로워멤버(13), 및 센터 종멤버(15)가 차량 하중분배구조(10)를 구성할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 각 프론트 사이드멤버(11)의 각 후방단이 대쉬 크로스멤버(12)에 결합되고, 각 리어로워멤버(13)는 그에 상응한 각 프론트 사이드멤버(11)의 후방부에 정렬되도록 대쉬 크로스멤버(12)에 결합될 수 있다. 각 리어로워멤버(13)의 전방단은 체결구, 용접 등을 통해 대쉬 크로스멤버(12)에 결합될 수 있고, 각 리어로워멤버(13)의 후방단은 체결구, 용접 등을 통해 프론트 크로스멤버(14)에 결합될 수 있다. 각 리어로워멤버(13)의 전방단은 대쉬 크로스멤버(12)를 사이에 두고 프론트 사이드멤버(11)의 후방단과 서로 대향할 수 있다. 즉, 각 리어로워멤버(13)의 전방단은 그에 상응한 프론트 사이드멤버(11)의 후방단에 정렬될 수 있다.
각 리어로워멤버(13)의 길이방향 축선은 그에 상응한 프론트 사이드멤버(11)의 후방부의 길이방향 축선에 대해 정렬(일치)될 수 있다. 도 4를 참조하면, 각 프론트 사이드멤버(11)의 후방부가 대쉬 크로스멤버(12)를 향해 일정각도로 경사지게 연장될 수 있고, 각 리어로워멤버(13)는 프론트 사이드멤버(11)로부터 대쉬 크로스멤버(12)를 향해 일정각도로 경사지게 연장될 수 있다. 각 리어로워멤버(13)는 각 프론트 사이드멤버(11)의 후방부와 동일한 각도로 경사짐으로써 각 리어로워멤버(13)의 전방단은 각 프론트 사이드멤버(11)의 후방단에 정렬될 수 있다. 이와 같이, 각 리어로워멤버(13)가 그에 상응한 프론트 사이드멤버(11)에 정렬됨으로써 하중이 프론트 사이드멤버(11), 대쉬 크로스멤버(12), 리어로워멤버(13)로 안정적으로 전달 및 분배될 수 있다.
도 5를 참조하면, 각 프론트 사이드멤버(11)는 그 후방단에 제공된 끼움개구(41)를 가질 수 있고, 대쉬 크로스멤버(12)가 각 프론트 사이드멤버(11)의 끼움개구(41)에 끼워지도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 끼움개구(41)는 대쉬 크로스멤버(12)의 상부면에 결합되는 상측 결합부(41a)와, 대쉬 크로스멤버(12)의 전방면에 결합되는 전방측 결합부(41b)를을 포함할 수 있다. 상측 결합부(41a)는 대쉬 크로스멤버(12)의 상부면에 부합하도록 수평으로 평탄할 수 있고, 상측 결합부(41a)는 용접(CO2 용접 등), 체결구 등을 통해 대쉬 크로스멤버(12)의 상부면에 결합될 수 있다. 전방측 결합부(41b)는 대쉬 크로스멤버(12)의 전방면에 부합하도로 수직으로 평탄할 수 있고, 전방측 결합부(41b)는 용접(CO2 용접 등), 체결구 등을 통해 대쉬 크로스멤버(12)의 전방면에 결합될 수 있다. 이에 따라, 프론트 사이드멤버(11)의 끼움개구(41)는 "L"자형 단면을 가질 수 있고, 이를 통해 프론트 사이드멤버(11)의 후방단은 대쉬 크로스멤버(12)에 기계적으로 견고하게 결합될 수 있다. 즉, 프론트 사이드멤버(11)의 후방단은 기계적 결합구조를 통해 대쉬 크로스멤버(12)에 매우 견고하게 결합될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 프론트 사이드멤버(11)의 끼움개구(41)는 "U"자형 단면을 가질 수 있다고, 이에 프론트 사이드멤버(11)의 후방단은 대쉬 크로스멤버(12)에 보다 견고하게 결합될 수 있다.
도 5를 참조하면, 각 리어로워멤버(13)는 그 전방단에 제공된 전방측 결합부(42)를 가질 수 있고, 전방측 결합부(42)는 대쉬 크로스멤버(12)의 후방면에 부합하도록 수직으로 평탄할 수 있으며, 전방측 결합부(42)는 용접(CO2 용접 등), 체결구 등을 통해 대쉬 크로스멤버(12)의 후방면에 결합될 수 있다. 브라켓(43)이 체결구, 용접 등을 통해 각 리어로워멤버(13)의 전방단에 일체로 결합될 수 있고, 브라켓(43)은 대쉬 크로스멤버(12)의 바닥면에 부합하도록 수평으로 평탄한 하측 결합부(43a)를 가질 수 있다. 이에 따라, 리어로워멤버(13)의 전방측 결합부(42) 및 브라켓(43)의 하측 결합부(43a)는 "L"자형 단면을 형성할 수 있고, 이를 통해 리어로워멤버(13)의 전방단은 대쉬 크로스멤버(12)에 기계적으로 견고하게 결합될 수 있다. 즉, 리어로워멤버(13)의 전방단은 기계적 결합구조를 통해 대쉬 크로스멤버(12)에 매우 견고하게 결합될 수 있다. 이에 따라, 프론트 사이드멤버(11)의 끼움개구(41)의 전방측 결합부(41b) 및 리어로워멤버(13)의 전방측 결합부(42)는 대쉬 크로스멤버(12)를 사이에 두고 서로 간에 대향할 수 있다. 프론트 사이드멤버(11)의 끼움개구(41)의 상측 결합부(41a) 및 브라켓(43)의 하측 결합부(43a)는 대쉬 크로스멤버(12)를 사이에 두고 서로 간에 대향할 수 있다.
이와 같이, 프론트 사이드멤버(11)의 후방단 및 리어로워멤버(13)의 전방단이 대쉬 크로스멤버(12)에 대해 기계적 결합구조를 통해 결합됨과 더불어 지지될 수 있고, 이를 통해 프론트 사이드멤버(11)로 전달된 하중이 대쉬 크로스멤버(12) 및 리어로워멤버(13)로 균일하게 분배되고 전달될 수 있다.
도 5를 참조하면, 각 리어로워멤버(13)는 그 후방단에 제공된 끼움개구(44)를 가질 수 있고, 프론트 크로스멤버(14)가 각 리어로워멤버(13)의 끼움개구(44)에 끼워지도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 끼움개구(44)는 프론트 크로스멤버(14)의 상부면에 결합되는 상측 결합부(44a)와, 프론트 크로스멤버(14)의 전방면에 결합되는 전방측 결합부(44b)와, 프론트 크로스멤버(14)의 바닥면에 결합되는 하측 결합부(44c)를 포함할 수 있다. 상측 결합부(44a)는 프론트 크로스멤버(14)의 상부면에 부합하도록 수평으로 평탄할 수 있고, 상측 결합부(44a)는 용접(CO2 용접 등), 체결구 등을 통해 프론트 크로스멤버(14)의 상부면에 결합될 수 있다. 전방측 결합부(44b)는 프론트 크로스멤버(14)의 전방면에 부합하도록 수직으로 평탄할 수 있고, 전방측 결합부(44b)는 용접(CO2 용접 등), 체결구 등을 통해 프론트 크로스멤버(14)의 전방면에 결합될 수 있다. 하측 결합부(44c)는 프론트 크로스멤버(14)의 바닥면에 부합하도록 수평으로 평탄할 수 있고, 하측 결합부(44c)는 용접(CO2 용접 등), 체결구 등을 통해 프론트 크로스멤버(14)의 바닥면에 결합될 수 있다. 이에 따라, 리어로워멤버(13)의 끼움개구(44)는 "U"자형 단면을 가질 수 있고, 이를 통해 리어로워멤버(13)의 후방단은 프론트 크로스멤버(14)에 기계적으로 견고하게 결합될 수 있다. 즉, 리어로워멤버(13)의 후방단은 기계적 결합구조를 통해 프론트 크로스멤버(14)에 매우 견고하게 결합될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량 하중분배구조에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이 센터 종멤버(15)의 전방단이 체결구, 용접 등을 통해 대쉬 크로스멤버(12)의 중간부에 결합될 수 있고, 센터 종멤버(15)의 후방단이 체결구, 용접 등을 통해 제1시트크로스멤버(16)의 중간부에 결합될 수 있다. 한 쌍의 리어로워멤버(13)는 센터 종멤버(15)를 기준으로 대칭적으로 배치될 수 있다.
도 6을 참조하면, 센터 종멤버(15)는 그 전방단에 제공된 전방측 끼움개구(45) 및 그 후방단에 제공된 후방측 끼움개구(46)를 가질 수 있다.
대쉬 크로스멤버(12)가 센터 종멤버(15)의 전방측 끼움개구(45)에 끼워지도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전방측 끼움개구(45)는 대쉬 크로스멤버(12)의 후방면에 결합되는 전방측 결합부(45a)와, 대쉬 크로스멤버(12)의 바닥면에 결합되는 하측 결합부(45b)를 포함할 수 있다. 전방측 결합부(45a)는 대쉬 크로스멤버(12)의 후방면에 부합하도록 수직으로 평탄할 수 있고, 전방측 결합부(45a)는 용접(CO2 용접 등), 체결구 등을 통해 대쉬 크로스멤버(12)의 후방면에 결합될 수 있다. 하측 결합부(45b)는 대쉬 크로스멤버(12)의 바닥면에 부합하도록 수평으로 평탄할 수 있고, 하측 결합부(45b)는 용접(CO2 용접 등), 체결구 등을 통해 대쉬 크로스멤버(12)의 바닥면에 결합되는 하측 결합부(45b)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 센터 종멤버(15)의 전방측 끼움개구(45)는 "L"자형 단면을 가질 수 있고, 이를 통해 센터 종멤버(15)의 전방단은 대쉬 크로스멤버(12)에 기계적으로 견고하게 결합될 수 있다. 즉, 센터 종멤버(15)의 전방단은 기계적 결합구조를 통해 대쉬 크로스멤버(12)에 매우 견고하게 결합될 수 있다.
제1시트크로스멤버(16)가 센터 종멤버(15)의 후방측 끼움개구(46)에 끼워지도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 후방측 끼움개구(46)는 제1시트크로스멤버(16)의 상부면에 결합되는 상측 결합부(46a)와, 제1시트크로스멤버(16)의 전방면에 결합되는 후방측 결합부(46b)와, 제1시트크로스멤버(16)의 바닥면에 결합되는 하측 결합부(46c)를 포함할 수 있다. 상측 결합부(46a)는 제1시트크로스멤버(16)의 상부면에 부합하도록 수평으로 평탄할 수 있고, 상측 결합부(46a)는 용접(CO2 용접 등), 체결구 등을 통해 제1시트크로스멤버(16)의 상부면에 결합될 수 있다. 후방측 결합부(46b)는 제1시트크로스멤버(16)의 전방면에 부합하도록 수직으로 평탄할 수 있고, 후방측 결합부(46b)는 용접(CO2 용접 등), 체결구 등을 통해 제1시트크로스멤버(16)의 전방면에 결합될 수 있다. 하측 결합부(46c)는 제1시트크로스멤버(16)의 바닥면에 부합하도록 수평으로 평탄할 수 있고, 하측 결합부(46c)는 용접(CO2 용접 등), 체결구 등을 통해 시트크로스멤버(16)의 바닥면에 결합될 수 있다. 이에 따라, 센터 종멤버(15)의 후방측 끼움개구(46)는 "U"자형 단면을 가질 수 있고, 이를 통해 센터 종멤버(15)의 후방단은 프론트 크로스멤버(14)에 기계적으로 견고하게 결합될 수 있다. 즉, 센터 종멤버(15)의 후방단은 기계적 결합구조를 통해 프론트 크로스멤버(14)에 매우 견고하게 결합될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량 하중분배구조에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이 프론트 크로스멤버(14)의 양 단부가 체결구, 용접 등을 통해 한 쌍의 사이드실(30)에 개별적으로 결합될 수 있다.
도 7을 참조하면, 프론트 크로스멤버(14)는 양 단부에 개별적으로 제공된 한 쌍의 사이드 끼움개구(48)를 가질 수 있다. 각 사이드실(30)의 사이드실 인너(31)가 그에 상응한 프론트 크로스멤버(14)의 사이드 끼움개구(48)에 끼워지도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 다르면, 각 사이드 끼움개구(48)는 각 사이드실(30)의 사이드실 인너(31)의 실내측면에 결합되는 사이드 결합부(48a)와, 사이드실(30)의 사이드실 인너(31)의 바닥면에 결합되는 하측 결합부(48b)를 포함할 수 있다. 사이드 결합부(48a)는 사이드실(30)의 사이드실 인너(31)의 실내측면에 부합하도록 수직으로 평탄할 수 있고, 사이드 결합부(48a)는 용접(CO2 용접 등), 체결구 등을 통해 각 사이드실(30)의 사이드실 인너(31)의 실내측면에 결합될 수 있다. 하측 결합부(48b)는 사이드실(30)의 사이드실 인너(31)의 바닥면에 부합하도록 수평으로 평탄할 수 있고, 하측 결합부(48b)는 용접(CO2 용접 등), 체결구 등을 통해 사이드실(30)의 사이드실 인너(31)의 바닥면에 결합될 수 있다. 이에 따라, 프론트 크로스멤버(14)의 각 사이드 끼움개구(48)는 "L"자형 단면을 가질 수 있고, 이를 통해 프론트 크로스멤버(14)의 각 단부는 사이드실(30)에 기계적으로 견고하게 결합될 수 있다. 즉, 프론트 크로스멤버(14)의 양단부는 기계적 결합구조를 통해 한 쌍의 사이드실(30)에 매우 견고하게 결합될 수 있다.
도 7을 참조하면, 프론트 크로스멤버(14)는 그 중간부에 제공된 센터 끼움개구(47)를 포함할 수 있다. 센터 종멤버(15)가 프론트 크로스멤버(14)의 센터 끼움개구(47)에 끼워지도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 다르면, 센터 끼움개구(47)는 센터 종멤버(15)의 바닥면에 결합되는 하측 결합부(47a)와, 센터 종멤버(15)의 제1측면에 결합되는 제1사이드 결합부(47b)와, 센터 종멤버(15)의 제2측면에 결합되는 제2사이드 결합부(47c)를 포함할 수 있다. 하측 결합부(47a)는 센터 종멤버(15)의 바닥면에 부합하도록 수평으로 평탄할 수 있고, 하측 결합부(47a)는 용접(CO2 용접 등), 체결구 등을 통해 센터 종멤버(15)의 바닥면에 결합될 수 있다. 제1사이드 결합부(47b)는 센터 종멤버(15)의 제1측면에 부합하도록 수직으로 평탄할 수 있고, 제1사이드 결합부(47b)는 용접(CO2 용접 등), 체결구 등을 통해 센터 종멤버(15)의 제1측면에 결합될 수 있다. 제2사이드 결합부(47c)는 센터 종멤버(15)의 제2측면에 부합하도록 수직으로 평탄할 수 있고, 제2사이드 결합부(47c)는 용접(CO2 용접 등), 체결구 등을 통해 센터 종멤버(15)의 제2측면에 결합될 수 있다. 이에 따라, 프론트 크로스멤버(14)의 센터 끼움개구(47)는 "U"자형 단면을 가질 수 있고, 이를 통해 센터 종멤버(15)가 프론트 크로스멤버(14)의 중간부에 기계적으로 견고하게 결합될 수 있다. 즉, 센터 종멤버(15)는 기계적 결합구조를 통해 프론트 크로스멤버(14)의 중간부에 매우 견고하게 결합될 수 있다.
차량의 정면충돌 시에 한 쌍의 프론트 사이드멤버(11)는 그 충돌하중을 1차적으로 전달하는 로드패스를 한정할 수 있고, 한 쌍의 리어로워멤버(13)는 그 충돌하중을 2차적으로 전달하는 로드패스를 한정할 수 있다.
한 쌍의 프론트 사이드멤버(11)가 대쉬 크로스멤버(12)에 대해 대칭적으로 연결됨으로써 대쉬 크로스멤버(12)는 프론트 사이드멤버(11)들을 통해 전달되는 하중을 1차적으로 지지할 수 있다. 즉, 충돌하중이 한 쌍의 프론트 사이드멤버(11)를 거쳐 대쉬 크로스멤버(12)를 통해 전달되고 대쉬 크로스멤버(12)는 그 전달된 충돌하중을 1차적으로 지지함으로써 대쉬 크로스멤버(12)는 1차 충돌하중 지지구조일 수 있다.
한 쌍의 리어로워멤버(13)가 대쉬 크로스멤버(12) 및 프론트 크로스멤버(14)를 연결함으로써 프론트 크로스멤버(14)는 리어로워멤버(13)들을 통해 전달되는 하중을 2차적으로 지지할 수 있다. 충돌하중이 한 쌍의 리어로워멤버(13)를 거쳐 프론트 크로스멤버(14)로 전달되고 프론트 크로스멤버(14)는 그 전달된 충돌하중을 2차적으로 지지함으로써 프론트 크로스멤버(14)는 2차 충돌하중 지지구조일 수 있다. 특히, 리어로워멤버(13)는 고강도 재질로 만들어짐에 따라 승객실을 안정하게 보호할 수 있다.
센터 종멤버(15)가 대쉬 크로스멤버(12) 및 제1시트크로스멤버(16)를 연결함으로써 제1시트크로스멤버(16)는 센터 종멤버(15)를 통해 전달되는 하중을 3차적으로 지지할 수 있다. 충돌하중이 센터 종멤버(15)를 거쳐 제1시트크로스멤버(16)로 전달되고 제1시트크로스멤버(16)는 그 전달된 충돌하중을 3차적으로 지지함으로써 제1시트크로스멤버(16)는 3차 충돌하중 지지구조일 수 있다. 특히, 제1시트크로스멤버(16)는 고강도 재질로 만들어짐에 따라 승객실을 안정하게 보호할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 차량 프레임 2: 센터프레임모듈
3: 루프레일 6: 프론트구조
9: 리어프레임모듈 10: 하중분배구조
11: 프론트 사이드멤버 12: 대쉬 크로스멤버
13: 리어로워멤버 14: 프론트 크로스멤버
15: 센터 종멤버 16: 제1시트크로스멤버
17a: 제1사이드 종멤버 17b: 제2사이드 종멤버
18: 제2시트크로스멤버 30: 사이드실
31: 사이드실 인너 32: 사이드실 아웃터
61: 프론트 사이드멤버 62: 펜더어퍼멤버
63: 범퍼 백빔 64:프론트엔드모듈
65: 어퍼 크로스멤버 41, 44, 45, 46, 47, 48: 끼움개구
91: 리어 사이드멤버 92: 리어 크로스멤버
93: 리어 백빔

Claims (19)

  1. 대쉬 크로스멤버;
    상기 대쉬 크로스멤버로부터 차량의 전방을 향해 연장된 한 쌍의 프론트 사이드멤버; 및
    상기 대쉬 크로스멤버로부터 차량의 후방을 향해 연장된 한 쌍의 리어로워멤버;를 포함하고,
    각 리어로워멤버의 전방단은 그에 상응한 프론트 사이드멤버의 후방부에 정렬되도록 구성된 차량 하중분배구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 대쉬 크로스멤버의 뒤쪽에 위치한 프론트 크로스멤버를 더 포함하고,
    상기 한 쌍의 리어로워멤버는 상기 대쉬 크로스멤버 및 상기 프론트 크로스멤버를 차량의 길이방향을 따라 연결하는 차량 하중분배구조.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 프론트 크로스멤버의 뒤쪽에 위치한 시트크로스멤버와, 상기 대쉬 크로스멤버 및 상기 시트크로스멤버를 연결하는 센터 종멤버를 더 포함하고,
    상기 센터 종멤버는 차량의 길이방향 중심축선을 따라 연장되는 차량 하중분배구조.
  4. 청구항 1에 있어서,
    각 프론트 사이드멤버는 그 후방단에 제공된 끼움개구를 가질 수 있고, 상기 대쉬 크로스멤버가 각 프론트 사이드멤버의 끼움개구에 끼워지고 결합되도록 구성된 차량 하중분배구조.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 각 프론트 사이드멤버의 끼움개구는 상기 대쉬 크로스멤버의 상부면에 결합되는 상측 결합부와, 상기 대쉬 크로스멤버의 전방면에 결합되는 전방측 결합부을 포함한 차량 하중분배구조.
  6. 청구항 1에 있어서,
    각 리어로워멤버는 그 전방단에 제공된 전방측 결합부을 가질 수 있고, 상기 전방측 결합부는 상기 대쉬 크로스멤버의 후방면에 결합되는 차량 하중분배구조.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 각 리어로워멤버는 그 전방단에 일체로 결합된 브라켓을 더 포함하고,
    상기 브라켓은 상기 대쉬 크로스멤버의 바닥면에 결합되는 하측 결합부를 가진 차량 하중분배구조.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 각 리어로워멤버는 그 후방단에 제공된 끼움개구를 가지고,
    상기 프론트 크로스멤버가 상기 각 리어로워멤버의 끼움개구에 끼워지고 결합되도록 구성된 차량 하중분배구조.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 각 리어로워멤버의 끼움개구는 상기 프론트 크로스멤버의 상부면에 결합되는 상측 결합부와, 상기 프론트 크로스멤버의 전방면에 결합되는 전방측 결합부와, 상기 프론트 크로스멤버의 바닥면에 결합되는 하측 결합부를 포함하는 차량 하중분배구조.
  10. 청구항 3에 있어서,
    상기 센터 종멤버는 그 전방단에 제공된 전방측 끼움개구를 가질 수 있고, 상기 대쉬 크로스멤버가 상기 센터 종멤버의 전방측 끼움개구에 끼워지고 결합되도록 구성된 차량 하중분배구조.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 전방측 끼움개구는 상기 대쉬 크로스멤버의 후방면에 결합되는 전방측 결합부와, 상기 대쉬 크로스멤버의 바닥면에 결합되는 하측 결합부를 포함하는 차량 하중분배구조.
  12. 청구항 3에 있어서,
    상기 센터 종멤버는 그 후방에 제공된 후방측 끼움개구를 가질 수 있고, 상기 시트크로스멤버가 상기 센터 종멤버의 후방측 끼움개구에 끼워지고 결합되도록 구성된 차량 하중분배구조.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 후방측 끼움개구는 상기 시트크로스멤버의 상부면에 결합되는 상측 결합부와, 상기 시트크로스멤버의 전방면에 결합되는 후방측 결합부와, 상기 시트크로스멤버의 바닥면에 결합되는 하측 결합부를 포함하는 차량 하중분배구조.
  14. 청구항 2에 있어서,
    상기 프론트 크로스멤버는 양 단부에 개별적으로 제공된 한 쌍의 사이드 끼움개구를 가지고,
    각 사이드실이 그에 상응한 프론트 크로스멤버의 사이드 끼움개구에 끼워지고 결합되는 차량 하중분배구조.
  15. 청구항 14에 있어서,
    각 사이드 끼움개구는 각 사이드실의 실내측면에 결합되는 사이드 결합부와, 상기 사이드실의 바닥면에 결합되는 하측 결합부를 포함하는 차량 하중분배구조.
  16. 청구항 3에 있어서,
    상기 프론트 크로스멤버는 그 중간부에 제공된 센터 끼움개구를 가질 수 있고, 상기 센터 종멤버가 상기 프론트 크로스멤버의 센터 끼움개구에 끼워지는 차량 하중분배구조.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 센터 끼움개구는 상기 센터 종멤버의 바닥면에 결합되는 하측 결합부와, 상기 센터 종멤버의 제1측면에 결합되는 제1사이드 결합부와, 상기 센터 종멤버의 제2측면에 결합되는 제2사이드 결합부를 포함하는 차량 하중분배구조.
  18. 청구항 3에 있어서,
    상기 프론트 크로스멤버, 각 리어로워멤버, 및 상기 시트크로스멤버는 고장력 강판소재로 만들어지는 차량 하중분배구조.
  19. 청구항 3에 있어서,
    상기 프론트 사이드멤버, 상기 대쉬 크로스멤버, 및 상기 센터 종멤버는 양산형 강관으로 만들어지는 차량 하중분배구조.

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