KR20210071182A

KR20210071182A - 차량용 차체

Info

Publication number: KR20210071182A
Application number: KR1020190160981A
Authority: KR
Inventors: 모진영; 용지애; 김호연; 허철희; 김원오
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2019-12-05
Filing date: 2019-12-05
Publication date: 2021-06-16
Also published as: CN112918575B; US11235809B2; CN112918575A; DE102020209517A1; US20210171114A1

Abstract

본 발명은 차체 조립을 단순화하면서도 강성적인 측면을 확보 가능하도록 한 차량용 차체에 관한 것으로, 본 발명에서는, 차체의 상부 양측에서 골격을 이루는 필러멤버; 상기 필러멤버의 중간 연결지점에 연결되어 차체의 하부 양측에서 골격을 이루는 사이드보강멤버; 및 서스펜션마운팅부가 고정되며, 일단이 상기 필러멤버의 단부에 연결되고, 타단이 상기 사이드보강멤버의 중간 연결지점에 연결되어 상기 필러멤버 및 사이드보강멤버와의 조합에 의해 삼각형상의 트러스 지지구조를 형성하는 하중흡수멤버;를 포함하는 차량용 차체가 소개된다.

Description

차량용 차체{BODY FOR VEHICLES}

본 발명은 차체 조립을 단순화하면서도 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, 디자인자유도가 낮은 단점이 있다.

특히, 기존의 차체는 다품종 소량 생산시에 많은 설계변경이 요구되고, 그에 따라 금형의 개수도 비약적으로 증대하여 생산원가가 높아질 수밖에 없는 문제가 있음은 물론, 강성 확보에 어려운 문제가 있다.

따라서, 다양한 디자인에 대응 가능하면서도 스마트팩토리 환경에서 차체의 조립성을 향상시키고 강성적인 측면을 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 단순화하면서도 강성적인 측면을 확보 가능하도록 한 차량용 차체를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 차체의 상부 양측에서 골격을 이루는 필러멤버; 상기 필러멤버의 중간 연결지점에 연결되어 차체의 하부 양측에서 골격을 이루는 사이드보강멤버; 및 서스펜션마운팅부가 고정되며, 일단이 상기 필러멤버의 단부에 연결되고, 타단이 상기 사이드보강멤버의 중간 연결지점에 연결되어 상기 필러멤버 및 사이드보강멤버와의 조합에 의해 삼각형상의 트러스 지지구조를 형성하는 하중흡수멤버;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 하중흡수멤버가 상기 서스펜션마운팅부의 측면에 고정되어 상기 트러스 지지구조의 밑면을 형성하고; 상기 필러멤버의 단부로부터 상기 필러멤버의 중간 연결지점에 이르는 구간이 루프를 향해 상향 경사지게 형성되어 상기 트러스 지지구조의 한쪽 빗면을 형성하며; 상기 사이드보강멤버의 단부로부터 상기 사이드보강멤버의 중간 연결지점에 이르는 구간이 하향 경사지게 형성되어 상기 트러스 지지구조의 다른쪽 빗면을 형성할 수 있다.

프런트 서스펜션마운팅부의 바깥쪽 측면에 프런트 하중흡수멤버의 측면이 고정되고; 상기 프런트 하중흡수멤버의 전단 상면에 상기 필러멤버의 전단이 연결되며; 상기 필러멤버의 중간 연결지점 후면에 상기 사이드보강멤버의 전단이 연결되고; 상기 사이드보강멤버의 중간 연결지점 전면에 상기 프런트 하중흡수멤버의 후단이 연결될 수 있다.

리어 서스펜션마운팅부의 바깥쪽 측면에 리어 하중흡수멤버의 측면이 고정되고; 상기 리어 하중흡수멤버의 후단이 횡방향을 가로질러 배치된 연결멤버의 전면에 연결되며; 상기 연결멤버의 단부 상면에 상기 필러멤버의 후단이 연결되고; 상기 필러멤버의 중간 연결지점 전면에 상기 사이드보강멤버의 후단이 연결되며; 상기 사이드보강멤버의 중간 연결지점 후면에 상기 리어 하중흡수멤버의 전단이 연결될 수 있다.

프런트 서스펜션마운팅부와 연결되는 프런트 필러멤버는 폐단면 구조의 관 형상으로 형성되고; 리어 서스펜션마운팅부와 연결되는 리어 필러멤버와 하중흡수멤버와 사이드보강멤버는 일면이 개방된 개단면 구조의 관 형상으로 형성될 수 있다.

상기 하중흡수멤버와 사이드보강멤버와 프런트 및 리어 필러멤버의 단부에는 길이방향의 끝부분을 덮는 형상으로 체결플레이트가 고정되고; 상기 체결플레이트는 그와 연결되는 멤버들의 외면에 연접된 상태에서 체결수단에 의해 분리 가능하게 체결될 수 있다.

리어 서스펜션마운팅부의 바깥쪽 측면에 리어 하중흡수멤버의 측면이 고정되고; 상기 리어 하중흡수멤버의 후단 상면에 상기 필러멤버의 후단이 연결되며; 상기 필러멤버의 중간 연결지점 전면에 상기 사이드보강멤버의 후단이 연결되고; 상기 사이드보강멤버의 중간 연결지점 후면에 상기 리어 하중흡수멤버의 전단이 연결될 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 서스펜션마운팅부를 지지하는 차체 부분에 삼각 형상의 트러스 지지구조를 구현함으로써, 트러스 구조가 서스펜션에서 입력되는 하중이나 외부에서 입력되는 충격 에너지의 하중 경로로 작용하여 에너지를 효과적으로 분산 및 흡수하게 되고, 이에 차체의 강성을 확보하는 것은 물론 차량의 주행 및 조향성능을 향상시키는 효과가 있다.

더불어, 삼각형상의 트러스 지지구조가 전후방 구조물과 객실을 연결하는 필러멤버와 사이드보강멤버에 의해 연결됨으로써, 해당 차체 부위의 연결성을 강화하여 비틀림 강성이 증대되고 내구성능을 향상시키는 효과도 있다.

더 나아가, 멤버들을 볼팅 또는 리벳팅방식에 의해 조립하여 차체를 구성함으로써, 대규모의 프레스, 차체, 용접, 도장공장 등이 불필요하여 스마트팩토리 환경에 대응이 가능한 것은 물론, 차체의 조립작업을 단순화하여 조립성을 향상시키고, 조립부분의 비틀림 강성 역시 크게 향상되어 차체의 강도와 강성을 확보하는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차체 구조를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 후방의 차체 구조를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 삼각형상의 트러스 지지구조를 형성하는 멤버들의 결합관계를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 멤버들 간의 결합구조를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 트러스 지지구조에 의한 충격에너지 흡수작용을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 트러스 지지구조에 의한 하중 흡수 작용을 설명하기 위한 도면.

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

도 1은 본 발명에 따른 차체 구조가 도시된 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 후방의 차체 구조가 도시된 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 삼각형상의 트러스 지지구조(TS)를 형성하는 멤버들의 결합관계를 나타내고 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명은 초소형 전기자동차의 차체(1)에 적용이 가능한 것으로, 멤버들이 연결되어 모듈이 구성이 되고, 상기 모듈은 크게 프런트플로어모듈(2)과, 리어플로어모듈(3)과, 센터플로어모듈(4) 및 필러사이드모듈(부호생략)로 나뉠 수 있다.

상기 프런트플로어모듈(2)은 전방 서스펜션 스트럿의 상단을 지지하는 프런트 서스펜션마운팅부(32a)를 비롯하여 전방구조물이 지지되고, 상기 리어플로어모듈(3)은 후방 서스펜션 스트럿의 상단을 지지하는 리어 서스펜션마운팅부(32b)를 비롯하여 후방구조물이 지지된다.

그리고, 상기 센터플로어모듈(4)은 상기 프런트플로어모듈(2) 하부와 리어플로어모듈(3) 하부 사이에 연결되어 객실 하부를 형성하고, 상기 필러사이드모듈은 상기 프런트플로어모듈(2) 상부와 리어플로어모듈(3) 상부 사이에 연결되면서 하단이 센터플로어모듈(4)과 연결되어 객실 상부를 형성하게 된다.

특히, 상기 필러사이드모듈은 필러멤버(10)와 사이드보강멤버(20)를 포함하여 구성이 되는데, 본 발명에서는 상기 필러멤버(10) 및 사이드보강멤버(20)와 함께 하중흡수멤버(30)가 유기적으로 연결되어 서스펜션마운팅부(32)를 삼각형상으로 지지하는 트러스 구조가 구현된다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 차체(1)의 상부 양측에서 루프측과 이어져 골격을 이루는 필러멤버(10)가 설치된다.

여기서, 상기 필러멤버(10)는 프런트 필러멤버(10a)와 리어 필러멤버(10b)를 포함하여 구성이 될 수 있는 것으로, 상기 프런트 필러멤버(10a)의 전단이 전방구조물을 지지하는 프런트플로어모듈(2)에 연결되고, 상기 프런트 필러멤버(10a)의 후단이 리어 필러멤버(10b)의 전단과 연결되며, 상기 리어 필러멤버(10b)의 후단이 후방구조물을 지지하는 리어플로어모듈(3)에 연결된다.

그리고, 상기 필러멤버(10)의 단부와 가까운 중간 연결지점(P1)에 사이드보강멤버(20)가 연결되고, 상기 사이드보강멤버(20)는 차체(1)의 하부 양측에서 골격을 이루게 된다.

예컨대, 상기 사이드보강멤버(20)의 전단이 프런트 필러멤버(10a)의 중간 연결지점(P1)에 연결되고, 후단이 리어 필러멤버(10b)의 중간 연결지점(P1)에 연결된다.

특히, 하중흡수멤버(30)는 차량의 전후방향으로 설치되어 서스펜션마운팅부(32)의 측면에 고정되는 멤버로서, 상기 하중흡수멤버(30)의 일단이 상기 필러멤버(10)의 단부에 연결되고, 상기 하중흡수멤버(30)의 타단이 상기 사이드보강멤버(20)의 중간 연결지점(P2)에 연결되어 상기 필러멤버(10) 및 사이드보강멤버(20)와의 조합에 의해 삼각형상의 트러스 지지구조(TS)를 형성하는 구조가 된다.

참고로, 상기 필러멤버(10)는 양 단부가 루프를 향해 상승하는 방향으로 형성되고, 상기 사이드보멤버는 양 단부가 바깥쪽으로 벌어진 'U'형상으로 형성됨으로써, 상기 트러스 지지구조(TS)의 삼각형은 3개의 꼭지점에서 모두 예각을 이루는 삼각형 형상으로 형성될 수 있다.

이처럼, 본 발명은 필러멤버(10)의 단부가 사이드보강멤버(20)의 단부와 일치하지 않고 연장된 형상으로 형성되고, 필러멤버(10)의 연장된 끝부분과 사이드보강멤버(20)의 중간부분이 서스펜션마운팅부(32)가 고정된 하중흡수멤버(30)에 의해 연결되어 삼각 지지구조를 구현함으로써, 서스펜션에서 입력되는 하중 또는 외부에서 입력되는 충격 에너지가 트러스 지지구조(TS)를 통해 효과적으로 분산되어 차체(1)의 강성을 확보하게 된다.

더불어, 전/후방 구조물과 객실 연결부위는 비틀림 강성이 요구되는 주요 차체(1) 부위로서, 삼각형상의 트러스 지지구조(TS)가 전후방 구조물과 객실을 연결하는 필러멤버(10)와 사이드보강멤버(20)에 의해 연결됨으로써, 해당 차체(1) 부위의 연결성을 강화하여 비틀림 강성이 증대되고 내구성능을 향상시키게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 삼각형상의 트러스 지지구조(TS)를 형성하는 멤버들의 결합관계를 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 상기 하중흡수멤버(30)가 상기 서스펜션마운팅부(32)의 측면에 고정되어 상기 트러스 지지구조(TS)의 밑면을 형성한다.

그리고, 상기 필러멤버(10)의 단부로부터 상기 필러멤버(10)의 중간 연결지점(P1)에 이르는 구간이 루프를 향해 상향 경사지게 형성되어 상기 트러스 지지구조(TS)의 한쪽 빗면을 형성한다.

또한, 상기 사이드보강멤버(20)의 단부로부터 상기 사이드보강멤버(20)의 중간 연결지점(P2)에 이르는 구간이 하향 경사지게 형성되어 상기 트러스 지지구조(TS)의 다른쪽 빗면을 형성하게 된다.

즉, 하중흡수멤버(30)가 밑면을 이루고, 필러멤버(10)의 단부로부터 중간 연결지점(P1)까지의 구간이 한쪽 빗면을 이루며, 사이드보강멤버(20)의 단부로부터 중간 연결지점(P2)까지의 구간이 다른 한쪽 빗면을 이루게 된다.

이때에, 필러멤버(10)의 단부로부터 중간 연결지점(P1)까지 구간의 거리와, 사이드보강멤버(20)의 단부로부터 중간 연결지점(P2)까지 구간의 거리는 상기 하중흡수멤버(30)의 길이와 유사하게 형성되어 삼각형의 트러스 지지구조(TS)를 형성하게 된다.

이에, 본 발명은 하중흡수멤버(30)에 연결되는 멤버의 일부 구간만을 이용하여 트러스 지지구조(TS)를 구현함으로써, 트러스 구조를 구현하기 위해 필요한 공간을 축소 및 최소화하여 차체(1)의 구조를 소형화하고, 특히 이 같이 소형화된 트러스 구조에도 불구하고 에너지 분산작용이 효율적으로 이루어져 차체(1)의 강성을 효과적으로 확보할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 멤버들 간의 결합구조를 도시한 도면이다.

도면을 참조하여, 전방 구조물과 객실 사이에 마련되는 트러스 지지구조(TS)에 대해 설명하면, 프런트 서스펜션마운팅부(32a)의 바깥쪽 측면에 프런트 하중흡수멤버(30a)의 측면이 고정되고, 상기 프런트 하중흡수멤버(30a)의 전단 상면에 상기 필러멤버(10)의 전단이 연결된다.

그리고, 상기 필러멤버(10) 후면의 중간 연결지점(P1)에 상기 사이드보강멤버(20)의 전단이 연결되고, 상기 사이드보강멤버(20)의 전면 중간 연결지점(P2)에 상기 프런트 하중흡수멤버(30a)의 후단이 연결된다.

즉, 프런트 하중흡수멤버(30a)의 외면에 프런트 필러멤버(10a)의 끝부분이 지지되고, 상기 프런트 필러멤버(10a)의 외면에 사이드보강멤버(20)의 끝부분이 지지되며, 상기 사이드보강멤버(20)의 외면에 프런트 하중흡수멤버(30a)의 끝부분이 지지된다.

이처럼, 트러스 지지구조(TS)를 형성하는 멤버들의 한쪽 단부가 그와 연결되는 다른 멤버의 외면에 안착되는 형태로 결합되어 삼각형상을 형성함으로써, 멤버들 간에 지지력을 향상시키게 되고, 이에 해당 트러스 지지구조(TS)에 입력되는 하중을 더욱 효과적으로 분산시킬 수 있게 된다.

아울러, 도면을 참조하여, 후방 구조물과 객실 사이에 마련되는 트러스 지지구조(TS)에 대해 설명하면, 리어 서스펜션마운팅부(32b)의 바깥쪽 측면에 리어 하중흡수멤버(30b)의 측면이 고정되고, 상기 리어 하중흡수멤버(30b)의 후단이 횡방향을 가로질러 배치된 연결멤버(40)의 전면에 연결된다.

그리고, 상기 연결멤버(40)의 단부 상면에 상기 필러멤버(10)의 후단이 연결되고, 상기 필러멤버(10)의 전면 중간 연결지점(P1)에 상기 사이드보강멤버(20)의 후단이 연결되며, 상기 사이드보강멤버(20)의 후면 중간 연결지점(P2)에 상기 리어 하중흡수멤버(30b)의 전단이 연결된다.

즉, 연결멤버(40)의 한쪽 외면에 리어 하중흡수멤버(30b)의 후단 끝부분이 지지되고, 연결멤버(40)의 다른쪽 외면에 리어 필러멤버(10b)의 끝부분이 지지되며, 상기 리어 필러멤버(10b)의 외면에 사이드보강멤버(20)의 끝부분이 지지되고, 상기 사이드보강멤버(20)의 외면에 후방 하중멤버의 전단 끝부분이 지지된다.

다만, 상기 후방 트러스 지지구조(TS)의 경우 상기 연결멤버(40)가 리어 필러멤버(10b)와 리어 하중흡수멤버(30b) 사이에 연결되고 있지만, 전방의 트러스 지지구조(TS)와 동일하게 연결멤버(40) 없이 리어 필러멤버(10b)가 리어 하중흡수멤버(30b)에 직접 지지되도록 구성할 수도 있다.

즉, 리어 서스펜션마운팅부(32b)의 바깥쪽 측면에 리어 하중흡수멤버(30b)의 측면이 고정되고, 상기 리어 하중흡수멤버(30b)의 후단 상면에 리어 필러멤버(10b)의 후단이 연결된다.

그리고, 상기 리어 필러멤버(10b)의 중간 연결지점(P1) 전면에 상기 사이드보강멤버(20)의 후단이 연결되고, 상기 사이드보강멤버(20)의 중간 연결지점(P2) 후면에 상기 리어 하중흡수멤버(30b)의 전단이 연결될 수 있다.

참고로, 상기 연결멤버(40)는 각 멤버들 또는 다른 연결멤버들을 연결하기 위해 적용되거나, 샤시/내장/외장 부품 조립을 위한 부분에 적용되고, 또는 국부적으로 강성의 보강이 필요한 부분에 적용될 수 있다.

도 4를 참조하면, 프런트 서스펜션마운팅부(32a)와 연결되는 프런트 필러멤버(10a)는 폐단면 구조의 관 형상으로 형성된다.

그리고, 리어 서스펜션마운팅부(32b)와 연결되는 리어 필러멤버(10b)와 하중흡수멤버(30)와 사이드보강멤버(20)는 일면이 개방된 개단면 구조의 관 형상으로 형성된다.

즉, 차체(1)를 구성하는 멤버들 중에서 일정 이상의 강도와 강성이 요구되는 주요 멤버들에 대해서는 단면의 형상이 폐단면 구조를 이루는 파이프 형상으로 형성되고, 그 외 다른 멤버들에 대해서는 단면의 형상의 개단면 구조를 이루는 파이프 형상으로 형성됨으로써, 차체(1)의 기본 성능인 강도 및 강성을 확보하면서도 차량의 중량/원가/구조를 최적화하게 된다.

아울러, 상기 하중흡수멤버(30)와 사이드보강멤버(20)와 프런트 및 리어 필러멤버(10a,10b)의 단부에는 길이방향의 끝부분을 덮는 형상으로 체결플레이트(50)가 고정된다.

그리고, 상기 체결플레이트(50)는 그와 연결되는 멤버들의 외면에 연접된 상태에서 체결수단(52)에 의해 분리 가능하게 체결된다.

여기서, 상기 멤버들의 단부는 이와 결합되는 다른 멤버의 외면에 안착되는 각도에 맞추어 형성될 수 있는 것으로, 멤버의 길이방향에 대해 수직하거나 비스듬하게 잘려진 형상으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 체결플레이트(50)는 상기 멤버들 단부의 단면적에 대응하거나, 또는 상기 단면적보다 넓은 면적을 갖는 사각의 판 형상으로 형성될 수 있는 것으로, 별물로 구비되거나, 또는 해당 멤버의 끝부분에 일체로 형성되어 폴딩될 수 있다.

또한, 상기 체결수단(52)은 볼트/너트에 의해 체결되거나, 또는 리벳에 의해 체결될 수 있는 것으로, 원활한 체결작업을 위해 상기 체결플레이트(50)와 이와 대응하는 멤버의 외면에 볼팅홀 등이 각각 형성될 수 있다.

도 4를 참조하여, 각 멤버들을 결합한 구조를 설명하면, 먼저 A부분은 프런트 필러멤버(10a)에 사이드보강멤버(20)가 결합된 것으로, 상기 사이드보강멤버(20)의 전단 단부를 덮는 형상으로 체결플레이트(50)가 고정되고, 상기 체결플레이트(50)의 외면이 상기 프런트 필러멤버(10a)의 아랫면 중간 연결지점(P1)에 접촉되도록 한 상태에서 볼팅 결합된다.

이때에, 프런트 필러멤버(10a)는 폐단면 구조의 파이프로서 내면에 인서트너트가 고정될 수 있고, 상기 사이드보강멤버(20)의 일면은 개구된 형상으로 형성됨으로써, 상기 사이드보강멤버(20)의 개구된 부분을 통해 공구를 이용하여 볼트를 조일 수 있어, 프런트 필러멤버(10a)와 사이드보강멤버(20) 간의 조립작업이 간편하게 이루어지게 된다.

다음으로, B부분은 프런트 하중흡수멤버(30a)에 프런트 필러멤버(10a)가 결합된 것으로, 상기 프런트 필러멤버(10a)의 전단 단부를 덮는 형상으로 체결플레이트(50)가 고정되고, 상기 체결플레이트(50)의 외면이 상기 프런트 하중흡수멤버(30a)의 윗면에 접촉되도록 한 상태에서 볼팅 결합된다.

이때에, 상기 체결플레이트(50)의 내면에는 상기 체결플레이트(50)에 형성된 체결홀과 대응하여 너트를 미리 조립함으로써, 상기 체결홀 내에 볼트가 볼팅 결합되도록 구성할 수 있다.

그리고, 상기 프런트 하중흡수멤버(30a)의 일면이 개구된 형상으로 형성됨으로써, 상기 개구된 부분을 통해 볼트가 삽입되고 공구를 이용하여 볼트를 조일 수 있어, 프런트 하중흡수멤버(30a)와 프런트 필러멤버(10a) 간의 조립작업이 간편하게 이루어지게 된다.

C부분은 사이드보강멤버(20)에 프런트 하중흡수멤버(30a)가 결합된 것으로, 상기 프런트 하중흡수멤버(30a)의 후단 단부를 덮는 형상으로 체결플레이트(50)가 고정되고, 상기 체결플레이트(50)의 외면이 상기 사이드보강멤버(20) 전면의 중간 연결지점(P2)에 접촉되도록 한 상태에서 볼팅 결합된다.

이때에, 상기 사이드보강멤버(20)와 프런트 하중흡수멤버(30a)는 각각 일면이 개구된 형상으로 형성됨으로써, 사이드보강멤버(20)의 개구된 부분을 통해 너트가 삽입되고 프런트 하중흡수멤버(30a)의 개구된 부분을 통해 공구를 이용하여 볼트를 조일 수 있어, 사이드보강멤버(20)와 프런트 하중흡수멤버(30a) 간의 조립작업이 간편하게 이루어지게 된다.

참고로, D부분은 리어 필러멤버(10b)에 사이드보강멤버(20)가 결합된 것이고, E부분은 연결멤버(40)에 리어 필러멤버(10b) 및 리어 하중흡수멤버(30b)가 결합된 것이며, F부분은 사이드보강멤버(20)에 리어 하중흡수멤버(30b)가 결합된 것으로, 이들은 앞서 설명한 A부분, B부분, C부분의 결합방식과 실질적으로 동일한 결합구조 결합되는바, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

이처럼, 본 발명은 멤버들을 볼팅 또는 리벳팅방식에 의해 조립하여 차체(1)를 구성함으로써, 대규모의 프레스, 차체, 용접, 도장공장 등이 불필요하여 스마트팩토리 환경에 대응이 가능한 것은 물론, 차체(1)의 조립작업을 단순화하여 조립성을 향상시키고, 조립부분의 비틀림 강성 역시 크게 향상되어 차체(1)의 강도와 강성을 확보하게 된다.

한편, 도 5는 본 발명의 트러스 지지구조(TS)에 의한 충격에너지 흡수작용을 설명하기 위한 도면이다.

도면을 참조하면, 차량의 전방에 충돌 발생시, 충돌에너지가 전방의 트러스 지지구조(TS)를 이루는 프런트 하중흡수멤버(30a)와 프런트 필러멤버(10a)에 각각 분산되면서 전달되고, 이는 사이드보강멤버(20)에 전달된다.

이에, 트러스 구조를 이루는 프런트 하중흡수멤버(30a)와 프런트 필러멤버(10a) 및 사이드보강멤버(20)가 압축 또는 인장방향으로의 하중 경로로 작용하게 됨으로써, 상기 멤버들에서 충돌에너지가 흡수되고, 이에 차체(1)의 강성을 확보하여 충돌 성능을 향상시키게 된다.

도 6은 본 발명의 트러스 지지구조(TS)에 의한 하중 흡수 작용을 설명하기 위한 도면이다.

도면을 참조하면, 차량의 전방 서스펜션 및 후방 서스펜션에 의해 프런트 서스펜션마운팅부(32a) 및 리어 서스펜션마운팅부(32b)에 대량의 입력하중이 발생시, 입력하중이 전후방 트러스 지지구조(TS)를 이루는 프런트 및 리어 하중흡수멤버(30a,30b)에 전달되고, 이는 프런트 및 리어 필러멤버(10a,10b)와 사이드보강멤버(20)에 각각 분산되면서 전달된다.

이에, 트러스 구조를 이루는 프런트 및 리어 하중흡수멤버(30a,30b)와 프런트 및 리어 필러멤버(10a,10b)와 사이드보강멤버(20)가 압축 또는 인장방향으로의 하중 경로로 작용하게 됨으로써, 상기 멤버들에서 입력하중이 흡수되고, 이에 차체(1)의 강성을 확보하여 내구성능을 확보하는 것은 물론, 차량의 주행성능 및 조향성능을 향상시키게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 서스펜션마운팅부(32)를 지지하는 차체(1) 부분에 삼각 형상의 트러스 지지구조(TS)를 구현함으로써, 트러스 구조가 서스펜션에서 입력되는 하중이나 외부에서 입력되는 충격 에너지의 하중 경로로 작용하여 에너지를 효과적으로 분산 및 흡수하게 되고, 이에 차체(1)의 강성을 확보하는 것은 물론 차량의 주행 및 조향성능을 향상시키게 된다.

더불어, 삼각형상의 트러스 지지구조(TS)가 전후방 구조물과 객실을 연결하는 필러멤버(10)와 사이드보강멤버(20)에 의해 연결됨으로써, 해당 차체(1) 부위의 연결성을 강화하여 비틀림 강성이 증대되고 내구성능을 향상시키게 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
2 : 프런트플로어모듈
3 : 리어플로어모듈
4 : 센터플로어모듈
10 : 필러멤버
10a : 프런트 필러멤버
10b : 리어 필러멤버
20 : 사이드보강멤버
30 : 하중흡수멤버
30a : 프런트 하중흡수멤버
30b : 리어 하중흡수멤버
32 : 서스펜션마운팅부
32a : 프런트 서스펜션마운팅부
32b : 리어 서스펜션마운팅부
40 : 연결멤버
50 : 체결플레이트
52 : 체결수단
TS : 트러스 지지구조
P1, P2 : 중간 연결지점

Claims

차체의 상부 양측에서 골격을 이루는 필러멤버;
상기 필러멤버의 중간 연결지점에 연결되고, 차체의 하부 양측에서 골격을 이루는 사이드보강멤버; 및
서스펜션마운팅부가 고정되며, 일단이 상기 필러멤버의 단부에 연결되고, 타단이 상기 사이드보강멤버의 중간 연결지점에 연결되어 상기 필러멤버 및 사이드보강멤버와의 조합에 의해 삼각형상의 트러스 지지구조를 형성하는 하중흡수멤버;를 포함하는 차량용 차체.
청구항 1에 있어서,
상기 하중흡수멤버가 상기 서스펜션마운팅부의 측면에 고정되어 상기 트러스 지지구조의 밑면을 형성하고;
상기 필러멤버의 단부로부터 상기 필러멤버의 중간 연결지점에 이르는 구간이 루프를 향해 상향 경사지게 형성되어 상기 트러스 지지구조의 한쪽 빗면을 형성하며;
상기 사이드보강멤버의 단부로부터 상기 사이드보강멤버의 중간 연결지점에 이르는 구간이 하향 경사지게 형성되어 상기 트러스 지지구조의 다른쪽 빗면을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 차체.
청구항 1에 있어서,
프런트 서스펜션마운팅부의 바깥쪽 측면에 프런트 하중흡수멤버의 측면이 고정되고;
상기 프런트 하중흡수멤버의 전단 상면에 상기 필러멤버의 전단이 연결되며;
상기 필러멤버의 중간 연결지점 후면에 상기 사이드보강멤버의 전단이 연결되고;
상기 사이드보강멤버의 중간 연결지점 전면에 상기 프런트 하중흡수멤버의 후단이 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 차체.
청구항 1에 있어서,
리어 서스펜션마운팅부의 바깥쪽 측면에 리어 하중흡수멤버의 측면이 고정되고;
상기 리어 하중흡수멤버의 후단이 횡방향을 가로질러 배치된 연결멤버의 전면에 연결되며;
상기 연결멤버의 단부 상면에 상기 필러멤버의 후단이 연결되고;
상기 필러멤버의 중간 연결지점 전면에 상기 사이드보강멤버의 후단이 연결되며;
상기 사이드보강멤버의 중간 연결지점 후면에 상기 리어 하중흡수멤버의 전단이 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 차체.
청구항 1에 있어서,
프런트 서스펜션마운팅부와 연결되는 프런트 필러멤버는 폐단면 구조의 관 형상으로 형성되고;
리어 서스펜션마운팅부와 연결되는 리어 필러멤버와 하중흡수멤버와 사이드보강멤버는 일면이 개방된 개단면 구조의 관 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 차체.
청구항 5에 있어서,
상기 하중흡수멤버와 사이드보강멤버와 프런트 및 리어 필러멤버의 단부에는 길이방향의 끝부분을 덮는 형상으로 체결플레이트가 고정되고;
상기 체결플레이트는 그와 연결되는 멤버들의 외면에 연접된 상태에서 체결수단에 의해 분리 가능하게 체결되는 것을 특징으로 하는 차량용 차체.
청구항 1에 있어서,
리어 서스펜션마운팅부의 바깥쪽 측면에 리어 하중흡수멤버의 측면이 고정되고;
상기 리어 하중흡수멤버의 후단 상면에 상기 필러멤버의 후단이 연결되며;
상기 필러멤버의 중간 연결지점 전면에 상기 사이드보강멤버의 후단이 연결되고;
상기 사이드보강멤버의 중간 연결지점 후면에 상기 리어 하중흡수멤버의 전단이 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 차체.