KR20220055949A

KR20220055949A - 차체 조인트 구조

Info

Publication number: KR20220055949A
Application number: KR1020200140563A
Authority: KR
Inventors: 김도회
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2020-10-27
Filing date: 2020-10-27
Publication date: 2022-05-04
Also published as: US20220126927A1; CN114475786A; DE102021116104A1; US11465694B2

Abstract

본 발명은 차체 조인트 구조에 관한 것으로, 모듈화된 스페이스프레임 방식의 차체 구조를 구성함에 있어서 차량의 프런트필러(A필러)에 해당하는 메탈파이프의 뼈대부재(10)와 플라스틱 복합재료의 바디부재(20) 및 베이스부재(200)가 용이한 조립성을 가지면서도 우수한 강도 및 강성을 확보할 수 있도록 결합된 것이다.

Description

차체 조인트 구조{VEHICLE BODY JOINT STRUCTURE}

본 발명은 차체 조인트 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차체의 필러를 구성하는 프런트필러(A필러)의 조인트 구조에 관한 기술이다.

차량의 필러(piller)는 프런트필러(A필러), 센터필러(B필러), 리어필러(C필러)로 구분되고, 차량의 지붕을 지지하는 역할 뿐만 아니라, 차체의 강성 및 안전성 향상을 위해 중요한 역할을 한다.

종래 모노코크 방식의 차체에서는, 다수의 부품들이 서로 복잡한 구조로 결합되어 차체를 구성하며, 이러한 부품들의 형상 및 결합구조는 각 차량의 모델별로 상이하게 마련이다.

따라서, 한 모델의 차체를 구성하기 위해서도, 이를 구성하기 위한 부품 제작에 다수의 금형이 소요되고, 다른 모델의 차체를 구성하기 위해서는 금형을 공용으로 사용하지 못하므로, 또 다른 일군의 금형들을 제작해야만 한다.

또한, 상기한 바와 같이 다수의 부품들을 사용하여 모델별로 서로 다른 조립 구조에 따라 차체를 제작하는 것은 작업성이 떨어진다.

경량화 및 타 부품과의 확장성 등을 위해 스페이스 프레임(space frame)이라는 새로운 개념의 차체 구조가 적용되기 시작했으며, 스페이스 프레임의 차체 구조에서는 각 파트별로 조인트부의 결합강도 및 강성이 약한 경우 바디 프레임 전체가 취약해지는 단점이 발생하게 된다.

따라서, 스페이스 프레임을 사용하는 차체 구조에서는 강성을 보강하면서 경제성을 고려한 새로운 개념의 조인트 구조가 필요하다.

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.

대한민국공개특허공보 제10-2014-0091510호

본 발명은, 모듈화된 스페이스프레임 방식의 차체 구조를 구성함에 있어서, 차량의 프런트필러(A필러)에 해당하는 부품이 우수한 강도 및 강성을 확보하면서 주변 부품과 용이하게 조립될 수 있는 차체 조인트 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 차체 조인트 구조는, 차체 측면에서 상하방향으로 경사지게 연장되어서 프런트필러의 골격을 이루는 메탈파이프의 뼈대부재; 및 상기 뼈대부재를 감싸도록 뼈대부재와 결합되고, 대시연결부 및 카울연결부가 구비된 플라스틱 복합재료의 바디부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 뼈대부재의 표면에는 표면거칠기가 거칠게 가공된 요철부가 구비되어서 요철부에 의해 뼈대부재와 바디부재의 결합력 강화가 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 뼈대부재의 표면에는 구조용 접착제가 도포되어서 구조용 접착제에 의해 뼈대부재와 바디부재의 결합력 강화가 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 바디부재는 유리섬유 강화플라스틱(GFRP) 또는 탄소섬유 강화플라스틱(CFRP) 또는 플라스틱 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 바디부재의 윗면을 감싸면서 결합되는 어퍼조인트커버; 상기 바디부재를 차체 내측에서 감싸며 결합되는 이너조인트커버; 및 상기 이너조인트커버에 마주하여 바디부재를 차체 외측에서 감싸며 결합되는 아웃터조인트커버;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 바디부재와 대면하는 어퍼조인트커버의 밑면, 이너조인트커버 및 아웃터조인트커버의 안쪽면에는 표면거칠기가 거칠게 가공된 요철부가 각각 구비되어서 요철부에 의해 바디부재와 어퍼조인트커버, 이너조인트커버, 및 아웃터조인트커버와의 결합력 강화가 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 이너조인트커버와 아웃터조인트커버는 바디부재의 후방면에서 서로 연결되게 형성되어서 차체의 개구부에 해당하는 오프닝플랜지를 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 이너조인트커버의 전방쪽으로 연장되면서 어퍼조인트커버와 연결되도록 결합된 카울로워이너커버;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 어퍼조인트커버와 아웃터조인트커버를 일체로 감싸며 결합되는 아웃터레인프커버;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 이너조인트커버에는 내외부를 관통하는 다수개의 홀이 형성되고; 상기 홀을 통해 가열 융해된 플라스틱 수지가 삽입되고; 상기 플라스틱 수지가 냉각 고화됨에 따라 바디부재와 이너조인트커버의 결합력 강화가 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 바디부재의 밑면과 내측면에 중첩을 이루도록 결합되는 베이스부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 베이스부재에서 바디부재의 밑면 및 내측면과 접촉하는 면에 접착제가 도포되어서 접착제에 의해 바디부재와 베이스부재의 결합력 강화가 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 베이스부재와 바디부재에는 상대를 향해 돌출된 조립용돌기 및 조립용돌기에 매칭되는 조립용홈이 길이방향을 따라 연장되게 형성되고; 상기 조립용돌기와 조립용홈의 끼움결합에 의해 바디부재와 베이스부재가 상호 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 조립용홈속에 끼워져서 결합된 보강레일;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 바디부재와 베이스부재의 당접면에는 서로 매칭되는 체결홈이 길이방향을 따라 연장되게 형성되고; 상기 체결홈으로 삽입되게 끼워지는 결합바에 의해 바디부재와 베이스부재가 상호 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 대시연결부에는 스페이스프레임 차체를 구성하는 대시조립체의 일부가 결합되고; 상기 카울연결부에는 카울이 차체의 횡방향으로 연장되게 결합된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 실시예는, 모듈화된 스페이스프레임 방식의 차체 구조를 구성함에 있어서, 차량의 프런트필러(A필러)에 해당하는 메탈파이프의 뼈대부재와 플라스틱 복합재료의 바디부재 및 베이스부재가 용이한 조립성을 가지면서도 우수한 강도 및 강성을 확보하면서 연결되는 구조로, 이를 통해 보다 강건한 결합력 및 강도와 강성을 확보하면서 내구성 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 모듈화된 스페이스프레임 차체를 예시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차체 조인트 구조로서 프런트필러를 도시한 도면,
도 3은 도 2의 프런트필러를 정면에서 바라본 도면,
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 프런트필러의 제작과정을 설명하기 위한 도면,
도 7 내지 도 8은 본 발명에 따른 카울로워이너커버 및 아웃터레인프커버를 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명에 따라 바디부재와 이너조인트커버가 냉각 고화된 플라스틱 수지에 의해 결합된 구조를 설명하기 위한 도면이다.

본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예를 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시 된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

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 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 제어부(제어기)는 차량의 다양한 구성 요소의 동작을 제어하도록 구성된 알고리즘 또는 상기 알고리즘을 재생하는 소프트웨어 명령어에 관한 데이터를 저장하도록 구성된 비휘발성 메모리(도시되지 않음) 및 해당 메모리에 저장된 데이터를 사용하여 이하에 설명되는 동작을 수행하도록 구성된 프로세서(도시되지 않음)를 통해 구현될 수 있다. 여기서, 메모리 및 프로세서는 개별 칩으로 구현될 수 있다. 대안적으로는, 메모리 및 프로세서는 서로 통합된 단일 칩으로 구현될 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 프로세서의 형태를 취할 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차체 조인트 구조에 대해 살펴보기로 한다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 모듈화된 스페이스프레임(Space Frame) 차체를 예시한 것으로서, 프런트에이프런조립체(101)와 대시조립체(103)와 센터플로어조립체(105) 및 리어플로어조립체(107)가 플로어조립체(109)를 구성하고, 사이드조립체(111)와 쿼터조립체(113)와 백조립체(115) 및 루프캐리어(117)가 어퍼조립체(119)를 구성하며, 이들 플로어조립체(109)와 어퍼조립체(119)가 조립된 상태에서, 휀더(121)와 사이드아웃터(123) 및 루프패널(125)로 이루어진 스킨조립체(127)를 결합하면, 스페이스프레임 차체를 형성할 수 있음을 개념적으로 예시하고 있다.

참고로, 위 설명이나 도 1에 도시된 표현은 본 발명에서 언급되는 스페이스프레임 차체의 구성을 이해하기 쉽게 설명하기 위한 것일 뿐, 실제 스페이스프레임 차체를 형성하는 각 부품들의 조립순서를 그대로 의미하는 것이 아니고, 실질적인 조립순서는 여러 가지 상황에 따라 달라질 수 있는 것이다.

상기 루프캐리어(117)는 이를 구성하는 차체 양측의 루프사이드튜브(129)와 그 사이를 연결하는 카울(131), 미들루프레일(133) 및 리어루프레일(135)이 모두 각각 중공의 폐단면 구조로 이루어져서, 스페이스프레임 구조를 형성하며, 상기 루프사이드튜브(129)를 차체 길이방향으로 신축시키고, 상기 카울(131)과 미들루프레일(133) 및 리어루프레일(135)을 차체 횡방향으로 신축시켜서, 다양한 차종이나 모델에 용이하게 변경하여 적용할 수 있도록 구성된다.

상기 플로어조립체(109)는 이를 구성하도록 모듈화된 상기 프런트에이프런조립체(101), 대시조립체(103), 센터플로어조립체(105) 및 리어플로어조립체(107)의 길이나 폭을 각각 변형하여 조립함으로써, 다양한 차종이나 모델에 용이하게 변경하여 적용할 수 있도록 구성된다.

물론, 상기 루프캐리어(117) 및 플로어조립체(109)의 변경에 따라 다른 부품들도 각각 그 형상이나 크기를 조절하여 조립될 수 있도록 함으로써, 용이하게 새로 개발하고자 하는 차종 또는 모델에 적합한 차체를 개발할 수 있게 되어, 신규 차종 개발이 보다 용이하게 이루질 수 있도록 하고, 다품종 소량생산 방식에 효과적으로 적용할 수 있도록 한다.

한편, 상기 휀더(121)와 사이드아웃터(123) 및 루프패널(125)로 이루어진 스킨조립체(127)는 재질을 종래의 일반적인 스틸 플레이트는 물론 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) 등과 같은 다양한 재질로 각각의 형상을 원하는 차종이나 모델에 따라 자유롭게 변형하여 상기한 바와 같은 스페이스프레임에 적용함으로써, 다양한 차량의 용이한 생산이 가능하도록 할 수 있다.

본 발명의 차체 조인트 구조는 상기한 바와 같은 구성의 스페이스프레임 차체에 적용될 수 있는 것으로서, 도 2 내지 도 9에 도시된 바와 같이 차체 측면에서 상하방향으로 경사지게 연장되어서 프런트필러(A필러)의 골격을 이루는 메탈파이프의 뼈대부재(10); 및 상기 뼈대부재(10)를 감싸도록 뼈대부재(10)와 결합되고, 대시연결부(21) 및 카울연결부가 구비된 플라스틱 복합재료의 바디부재(20);를 포함한다.

뼈대부재(10)는 내부가 빈 중공의 튜브 또는 파이프로 형성되고, 바디부재(20)는 벌집구조와 같이 다수개의 구멍이 형성된 구조여서 스페이스프레임 구조를 형성할 수 있다.

뼈대부재(10)와 바디부재(20)는 하이드로포밍 인젝션 몰딩 일체형 공법 성형으로 제작되거나, 또는 벤딩 성형된 뼈대부재(10)와 인젝션 몰딩으로 성형된 바디부재(20)를 서로 결합하는 2단계 공법으로 제작할 수 있다.

바디부재(20)는 유리섬유 강화플라스틱(GFRP) 또는 탄소섬유 강화플라스틱(CFRP) 또는 플라스틱 중 어느 하나로 형성되어서, 경량화 및 요구되는 강도와 강성을 확보할 수 있다.

플라스틱 복합재료의 바디부재(20)는 차종이나 모델에 따라 형상을 자유롭게 변형하여 제작이 가능하므로, 디자인 자유도를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 차량의 용이한 생산이 가능하도록 할 수 있을 것이다.

뼈대부재(10)의 표면에는 도 4(A)와 같이 표면거칠기(surface roughness)가 거칠게 가공된 요철부(11)가 구비되어서 요철부(11)에 의해 뼈대부재(10)와 바디부재(20)의 결합력을 강화시킬 수 있으며, 이를 통해 우수한 강도 및 강성을 확보할 수 있다.

요철부(11)는 레이저나 또는 플라즈마를 이용해서 뼈대부재(10)의 표면을 거칠게 가공함으로써 형성할 수 있으며, 요철부(11)를 통해 마찰력을 높임으로써 뼈대부재(10)와 바디부재(20)의 결합력을 강화시킬 수가 있다.

다른 예로, 뼈대부재(10)의 표면에는 본드(bond)와 같이 구조용 접착제(12)가 도포되어서 구조용 접착제(12)에 의해 뼈대부재(10)와 바디부재(20)의 결합력을 강화시킬 수 있으며, 이를 통해 우수한 강도 및 강성을 확보할 수 있다.

본 발명은 도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이 바디부재(20)의 윗면을 감싸면서 결합되는 어퍼조인트커버(30); 상기 바디부재(20)를 차체 내측에서 감싸며 결합되는 이너조인트커버(40); 및 상기 이너조인트커버(40)에 마주하여 바디부재(20)를 차체 외측에서 감싸며 결합되는 아웃터조인트커버(50);를 더 포함한다.

어퍼조인트커버(30)와 이너조인트커버(40) 및 아웃터조인트커버(50)는 바디부재(20)를 감싸서 보호하는 역할을 하며, 특히 바디부재(20)의 강도 및 강성을 향상시키는 역할도 한다.

바디부재(20)와 대면하는 어퍼조인트커버(30)의 밑면, 이너조인트커버(40)의 안쪽면, 및 아웃터조인트커버(50)의 안쪽면에는 각각 표면거칠기가 거칠게 가공된 요철부(31,41,51)가 각각 구비되며, 요철부(31,41,51)에 의해 바디부재(20)와 어퍼조인트커버(30), 바디부재(20)와 이너조인트커버(40), 및 바디부재(20)와 아웃터조인트커버(50)의 결합력을 각각 강화시킬 수 있으며, 이를 통해 우수한 강도 및 강성을 확보할 수 있다.

이너조인트커버(40)와 아웃터조인트커버(50)는 바디부재(20)의 후방면에서 서로 연결되게 형성되어서 차체의 개구부에 해당하는 오프닝플랜지(60)를 형성할 수 있다.

오프닝플랜지(60)가 설치되는 쪽은 차량에서 도어가 설치되는 부분에 해당하며, 이너조인트커버(40)와 아웃터조인트커버(50) 중 어느 하나에 오프닝플랜지(60)를 형성하거나, 또는 이들 모두에 오프닝플랜지(60)를 형성하여 서로 접합시킴으로써, 여기에 웨더스트립 등과 같은 고무실링을 설치하여 차량의 소음진동 특성을 향상시키고, 수밀성을 확보할 수 있도록 하는 데에 사용될 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 도 7과 같이 이너조인트커버(40)의 전방쪽으로 연장되면서 어퍼조인트커버(30)와 연결되도록 결합된 카울로워이너커버(70)를 더 포함할 수 있으며, 카울로워이너커버(70)는 차체의 내측 전방쪽에서 어퍼조인트커버(30) 및 이너조인트커버(40)와 연결되게 결합되어서 결합력 강화를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명은 도 8과 같이 어퍼조인트커버(30)와 아웃터조인트커버(50)를 일체로 감싸며 결합되는 아웃터레인프커버(80)를 더 포함할 수 있으며, 아웃터레인프커버(80)를 통해 어퍼조인트커버(30) 및 아웃터조인트커버(50)를 감싸서 보호할 수 있고, 이를 통해 바디부재(20)의 강도 및 강성을 향상시킬 수가 있다.

도 9와 같이 본 발명에 따른 이너조인트커버(40)에는 내외부를 관통하는 다수개의 홀(42)이 형성되고, 상기 홀(42)을 통해 가열 융해된 플라스틱 수지(90)가 삽입되고, 상기 플라스틱 수지(90)가 냉각 고화됨에 따라 바디부재(20)와 이너조인트커버(40)의 결합력을 강화시킬 수가 있으며, 이를 통해 강도 및 강성을 향상시킬 수가 있다.

바디부재(20)와 이너조인트커버(40)의 결합을 용접을 하지 않고 인젝션 몰딩을 통해 결합하는 구성으로, 조립의 용이성 및 비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명은 바디부재(20)의 밑면과 내측면에 중첩을 이루도록 결합되는 베이스부재(200)를 더 포함한다.

베이스부재(200)는 스페이스프레임의 차체 구조에서 프런트에이프런조립체(101)의 일부에 상당하는 구성이 될 수 있을 것이다.

도 6과 같이 베이스부재(200)에서 바디부재(20)의 밑면 및 내측면과 접촉하는 면에 접착제(210)가 도포되고, 접착제(210)에 의해 바디부재(20)와 베이스부재(200)의 결합력을 한층 더 강화시킬 수 있으며, 이를 통해 차체 조인트의 강도 및 강성을 향상시킬 수가 있을 것이다.

베이스부재(200)와 바디부재(20)에는 상대를 향해 돌출된 조립용돌기(201) 및 조립용돌기(210)에 매칭되는 조립용홈(23)이 길이방향을 따라 연장되게 형성되고, 상기 조립용돌기(201)와 조립용홈(23)의 끼움결합에 의해 바디부재(20)와 베이스부재(200)가 상호 결합될 수 있을 것이다.

바디부재(20)와 베이스부재(200)가 용접에 의해 결합되지 않고 홈과 돌기의 끼움조립에 의해 서로 결합되는 구성으로, 이를 통해 조립의 용이성 및 비용을 절감할 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에서는 베이스부재(200)에 조립용돌기(201)가 형성되고, 바디부재(20)에 조립용홈(23)이 형성된 구조가 일예로서 제시되었지만, 필요에 따라 홈과 돌기가 서로 반대의 구성품에 형성될 수도 있을 것이다.

본 발명은 도 4(B)와 같이 바디부재(20)의 조립용홈(23)속에 끼워져서 결합되는 보강레일(220)을 더 포함하며, 보강레일(220)을 통해 바디부재(20)의 강도 및 강성을 한층 더 강화시킬 수가 있을 것이다.

또한, 본 발명은 바디부재(20)와 베이스부재(200)의 당접면에는 서로 매칭되는 체결홈(24,202)이 길이방향을 따라 연장되게 형성되고, 상기 체결홈(24,202)에는 결합바(230)가 끼워져서 결합되며, 결합바(230)에 의해 바디부재(20)와 베이스부재(200)가 상호 결합됨으로써 결합력을 한층 더 강화시킬 수가 있게 된다.

한편, 바디부재(20)에 구비된 대쉬연결부(21)에는 스페이스프레임 차체를 구성하는 대시조립체(103)의 일부가 결합되고, 카울연결부(22)에는 카울(131)이 차체의 횡방향으로 연장되게 결합될 수 있으며, 상기 카울(131)은 카울어퍼멤버가 될 수 있을 것이다.

카울(131)은 필요에 따라 카울연결부(22)에서 상하로 이동시켜서 결합할 수 있으며, 이를 통해 스페이스프레임 차체 구조에서 디자인 자유도를 높일 수 있을 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예는, 모듈화된 스페이스프레임 방식의 차체 구조를 구성함에 있어서, 차량의 프런트필러(A필러)에 해당하는 메탈파이프의 뼈대부재(10)와 플라스틱 복합재료의 바디부재(20) 및 베이스부재(200)가 용이한 조립성을 가지면서도 우수한 강도 및 강성을 확보하면서 연결되는 구조로, 이를 통해 보다 강건한 결합력 및 강도와 강성을 확보하면서 내구성 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 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 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

10 - 뼈대부재 11,31,41,51 - 요철부
12 - 구조용 접착제 20 - 바디부재
21 - 대시연결부 22 - 카울연결부
23 - 조립용홈 24,202 - 체결홈
30 - 어퍼조인트커버 40 - 이너조인트커버
42 - 홀 50 - 아웃터조인트커버
60 - 오프닝플랜지 70 - 카울로워이너커버
80 - 아웃터레인프커버 90 - 플라스틱 수지
200 - 베이스부재 201 - 조립용돌기
210 - 접착제 220 - 보강레일
230 - 결합바

Claims

차체 측면에서 상하방향으로 경사지게 연장되어서 프런트필러의 골격을 이루는 메탈파이프의 뼈대부재; 및
상기 뼈대부재를 감싸도록 뼈대부재와 결합되고, 대시연결부 및 카울연결부가 구비된 플라스틱 복합재료의 바디부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 조인트 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 뼈대부재의 표면에는 표면거칠기(surface roughness)가 거칠게 가공된 요철부가 구비되어서 요철부에 의해 뼈대부재와 바디부재의 결합력 강화가 이루어지는 것을 특징으로 하는 차체 조인트 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 뼈대부재의 표면에는 구조용 접착제가 도포되어서 구조용 접착제에 의해 뼈대부재와 바디부재의 결합력 강화가 이루어지는 것을 특징으로 하는 차체 조인트 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 바디부재는 유리섬유 강화플라스틱(GFRP) 또는 탄소섬유 강화플라스틱(CFRP) 또는 플라스틱 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 차체 조인트 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 바디부재의 윗면을 감싸면서 결합되는 어퍼조인트커버;
상기 바디부재를 차체 내측에서 감싸며 결합되는 이너조인트커버; 및
상기 이너조인트커버에 마주하여 바디부재를 차체 외측에서 감싸며 결합되는 아웃터조인트커버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 조인트 구조.
청구항 5에 있어서,
상기 바디부재와 대면하는 어퍼조인트커버의 밑면, 이너조인트커버 및 아웃터조인트커버의 안쪽면에는 표면거칠기가 거칠게 가공된 요철부가 각각 구비되어서 요철부에 의해 바디부재와 어퍼조인트커버, 이너조인트커버, 및 아웃터조인트커버와의 결합력 강화가 이루어지는 것을 특징으로 하는 차체 조인트 구조.
청구항 5에 있어서,
상기 이너조인트커버와 아웃터조인트커버는 바디부재의 후방면에서 서로 연결되게 형성되어서 차체의 개구부에 해당하는 오프닝플랜지를 형성하는 것을 특징으로 하는 차체 조인트 구조.
청구항 5에 있어서,
상기 이너조인트커버의 전방쪽으로 연장되면서 어퍼조인트커버와 연결되도록 결합된 카울로워이너커버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 조인트 구조.
청구항 5에 있어서,
상기 어퍼조인트커버와 아웃터조인트커버를 일체로 감싸며 결합되는 아웃터레인프커버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 조인트 구조.
청구항 5에 있어서,
상기 이너조인트커버에는 내외부를 관통하는 다수개의 홀이 형성되고;
상기 홀을 통해 가열 융해된 플라스틱 수지가 삽입되고;
상기 플라스틱 수지가 냉각 고화됨에 따라 바디부재와 이너조인트커버의 결합력 강화가 이루어지는 것을 특징으로 하는 차체 조인트 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 바디부재의 밑면과 내측면에 중첩을 이루도록 결합되는 베이스부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 조인트 구조.
청구항 11에 있어서,
상기 베이스부재에서 바디부재의 밑면 및 내측면과 접촉하는 면에 접착제가 도포되어서 접착제에 의해 바디부재와 베이스부재의 결합력 강화가 이루어지는 것을 특징으로 하는 차체 조인트 구조.
청구항 11에 있어서,
상기 베이스부재와 바디부재에는 상대를 향해 돌출된 조립용돌기 및 조립용돌기에 매칭되는 조립용홈이 길이방향을 따라 연장되게 형성되고;
상기 조립용돌기와 조립용홈의 끼움결합에 의해 바디부재와 베이스부재가 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 차체 조인트 구조.
청구항 13에 있어서,
상기 조립용홈속에 끼워져서 결합된 보강레일;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 조인트 구조.
청구항 11에 있어서,
상기 바디부재와 베이스부재의 당접면에는 서로 매칭되는 체결홈이 길이방향을 따라 연장되게 형성되고;
상기 체결홈으로 삽입되게 끼워지는 결합바에 의해 바디부재와 베이스부재가 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 차체 조인트 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 대시연결부에는 스페이스프레임 차체를 구성하는 대시조립체의 일부가 결합되고;
상기 카울연결부에는 카울이 차체의 횡방향으로 연장되게 결합된 것을 특징으로 하는 차체 조인트 구조.