KR101664049B1

KR101664049B1 - 스티프바 체결구조 및 그 조립 방법

Info

Publication number: KR101664049B1
Application number: KR1020140163782A
Authority: KR
Inventors: 조성훈; 서성욱
Original assignee: 현대자동차 주식회사
Priority date: 2014-11-21
Filing date: 2014-11-21
Publication date: 2016-10-10
Also published as: KR20160061197A; US20160144897A1; CN105620551B; US9656693B2; DE102015212854A1; CN105620551A

Abstract

본 발명은 스티프바 구조 및 그 조립 방법에 대한 것으로, 차체 하부에 장착되는 스티프바를 리어 사이드멤버에 관통되도록 설치하고 볼팅으로 결합되게 하는 한편, 스티프바와 센터 사이드멤버를 볼팅으로 결합되게 하는 것이다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 스티프바와 차체의 연결을 강화되고, 이로 인해 차체의 골격 강성 및 비틀림 강성이 보강된다.

Description

스티프바 체결구조 및 그 조립 방법{STIFF BAR FASTENING STRUCTURE AND MANUFACTURING METHOD OF STIFF BAR}

본 발명은 차체 하부에 장착되는 스티프바의 체결 구조 및 그 조립 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리어 사이드멤버를 관통하여 결합되는 차량용 스티프바의 체결 구조 및 그 조립 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차체의 하부에는 머플러, 서브 프레임과 같은 현가장치, 프로펠러 샤프트 등이 복잡하게 장착되어 기류의 난조가 발생될 수 있다. 이에 따라, 차체 하부에 플로어 패널을 덮어 공기의 저항을 줄이고 항력을 발생하게 하여 고속 주행시의 안정성을 도모한다.

상기 플로어 패널에는 현가장치의 골격이 되는 부재인 서브 프레임과, 충돌에 대한 충격을 완화하고 비틀림 강성을 확보하기 위하여 차량의 길이 방향을 따라 연장되게 형성되는 센터 사이드멤버, 리어 사이드멤버 등이 구비될 수 있다.

그리고 차량의 최하부에서 상기 서브 프레임, 리어 사이드멤버에 결합되어 차체의 골격 강성을 보강하는 스티프바가 장착될 수 있다.

종래 스티프바는 차체 최하부에 설치되기 때문에 차체와 지상면 사이의 일정한 지상고를 유지하기 위하여, 스티프 바의 두께 및 형상에 대한 제한을 가할 수 밖에 없었다. 또한, 스티프바가 서브 프레임과 다른 차체 부분을 연결할 때에 차량 하부로 가장 돌출된 부분과 접합해야 하므로 강건한 연결이 되지 않는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 리어 사이드멤버를 관통하는 스티프바를 설치하고 상기 스티프바에 브라켓을 결합하여 스티프바와 차체의 연결을 강화하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 스티프바 체결구조는 차체 하부를 덮는 플로어 패널;상기 플로어 패널에 장착되고 폭방향으로 연장되어 설치된 서브 프레임;상기 서브 프레임에 결합되며 차체 하부의 양 측방에서 길이방향으로 연장된 한 쌍의 센터 사이드멤버;상기 센터 사이드멤버의 외측에서 길이 방향으로 연장된 한 쌍의 리어 사이드멤버; 그리고 차체의 하부에 장착되는 스티프바;를 포함하고, 상기 스티프바는 상기 리어 사이드멤버의 하면으로부터 설정된 높이만큼 높게 위치하면서 상기 리어 사이드멤버에 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 스티프바는 상기 서브 프레임 또는 상기 한 쌍의 센터 사이드멤버에 더 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 스티프바는 상기 한 쌍의 리어 사이드멤버를 관통하여 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 한 쌍의 리어 사이드멤버의 일부에는 스티프바가 결합되는 결합부를 각각 포함할 수 있고, 상기 결합부는 상기 결합부의 양 측면에서 스티프바가 삽입될 수 있도록 천공되어 있는 관통홀; 그리고 상기 결합부의 하면에서 그 일부가 천공되어 있는 작업홀;을 포함할 수 있다.

상기 결합부의 내부에는 고정 브라켓이 장착되고, 상기 고정 브라켓의 외측면은 상기 결합부의 내측면과 용접되며, 상기 고정 브라켓의 하면은 상기 스티프바의 상면과 접촉하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 고정 브라켓 하면의 일부에는 천공된 브라켓홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.,

상기 제3부재의 양단에는 상기 브라켓홀에 대응되는 위치에서 볼트홀이 형성되어 있고, 상기 브라켓홀과 상기 볼트홀은 볼트로 체결될 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.

서브 프레임에 결합되어 차체 하부의 양 측방에서 차체의 길이방향으로 연장된 한 쌍의 센터 사이드멤버와, 상기 센터 사이드멤버의 외측에서 길이 방향으로 연장된 한 쌍의 리어 사이드멤버와, 차체 하부에 장착되는 스티프바와, 그리고 상기 한 쌍의 리어 사이드멤버의 일부에 스티프바와 결합되는 결합부를 포함하는 스티프바 체결구조에서, 상기 스티프바 조립 방법은 결합부 및 스티프바를 천공하는 단계;고정 브라켓을 결합부에 고정하는 단계;스티프바 삽입 단계; 그리고결합부 및 스티프바를 차체 하부에 장착하는 단계;를 포함할 수 있다.

스티프바를 각 센터 사이드멤버에 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따르면, 리어 사이드멤버를 관통하여 결합되는 스티프바를 장착함으로써, 스티프 바와 차체 사이의 강건한 연결이 가능하게 되고, 이로 인해 차체의 골격 강성 및 비틀림 강성을 충분히 보강하게 할 수 있다. 나아가, 스티프바는 차체의 최하부에 설치되지 않아도 되므로 지상고가 개선되는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스티프바 체결구조의 사시도이다.
도 2은 본 발명의 실시 예에 따른 스티프바 체결구조의 정면도이다.
도 3는 도 2의 A-A 단면도이다.
도 4는 도 3의 B 부분의 확대도로서, 본 발명의 실시 예에 따른 브라켓이 장착된 스티프바 체결구조의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스티프바의 조립 방법의 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일 또는 유사한 구성요소들을 의미한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스티프바 체결구조의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 스티프바 체결구조의 정면도이며, 도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이고, 도 4는 도 3의 B부분의 확대도로서, 본 발명의 실시 예에 따른 브라켓이 장착된 스티프바 체결구조의 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스티프바 체결구조는 플로어 패널(10), 서브 프레임(20), 한 쌍의 센터 사이드멤버(30), 한 쌍의 리어 사이드멤버(40), 스티프바(100)를 포함한다.

상기 플로어 패널(10)은 차체의 하부에 장착되어 기류에 의한 공기 저항을 방지하고 차체의 안정성을 높이는 역할을 한다. 상기 플로어 패널(10)에는 서브 프레임(20), 한 쌍의 센터 사이드멤버(30), 한 쌍의 리어 사이드멤버(40), 스티프바(100)가 장착될 수 있다.

상기 서브 프레임(20)은 현가 장치(도시하지 않음)와 엔진 등을 장착하여 지지하는 역할을 한다. 상기 서브 프레임(20)은 메인 바디(21)와 서브 바디(22)를 포함한다. 상기 메인 바디(21)는 차종에 관계 없이 공용으로 이용될 수 있는 형상으로 형성되고, 상기 메인 바디(21)의 양단에는 차종에 따라 개별적으로 장착되는 서브 바디(22)가 조립된다. 상기 각 서브 바디(22)의 내측 일단은 메인 바디(21)에 결합되고, 외측 타단은 플로어 패널(10)에 결합된다.

상기 한 쌍의 센터 사이드멤버(30)는 차량 하부의 양 측방에 배치되고 차체의 길이 방향으로 연장되며 상기 서브 프레임(20)과 결합되어 있다. 각 센터 사이드멤버(30)의 단면은 내부가 빈 대체적으로 사각 형상으로 되어 있다.

상기 한 쌍의 리어 사이드멤버(40)는 상기 센터 사이드멤버(30)의 외측에 배치되고 길이 방향으로 연장된다. 한 쌍의 리어 사이드멤버(40)는 후방 차체의 측부 골격을 형성하며, 복수 개의 크로스 멤버(도시하지 않음)를 통하여 상호 연결될 수 있다.

한 쌍의 리어 사이드멤버(40)의 일부에는 스티프바(100)가 관통하여 결합되는 결합부(150)가 형성된다. 상기 결합부(150)는 한 쌍의 리어 사이드멤버(40)에 각각 형성되어 있다. 각 리어 사이드멤버(40)의 단면은 내부가 빈 대체적으로 사각 형상으로 되어 있다. 이 때, 리어 사이드 멤버(40)의 하면은 센터 사이드멤버(30)의 하면보다 설정된 높이(D)만큼 낮게 위치할 수 있다.

도 3 및 도 4에서는 우측 방향에 형성된 결합부(150)가 도시되어 있다.

도 3 및 도 4에서 도시된 바와 같이, 상기 결합부(150)는 관통홀(35), 작업홀(37), 그리고 접촉면(151)을 포함한다. 상기 관통홀(35)은 결합부(150)의 양 측면에서 뚫려진 구멍으로, 관통홀(35)의 형상은 스티프바(100)의 형상과 대응될 수 있다. 이에 따라, 상기 스티프바(100)는 관통홀(35)에 끼워져 결합될 수 있다. 상기 작업홀(37)은 결합부(150)의 하면에 형성되며, 작업홀(37)을 통하여 스티프바(100)와 고정 브라켓(160)의 연결 작업을 용이하게 수행할 수 있다. 상기 접촉면(151)은 결합부(150)의 상단에서 폭방향 양측으로 절곡된 형상으로 형성되며, 결합부(150)는 상기 접촉면(151)을 통하여 플로어 패널(10)에 접착될 수 있다.

상기 결합부(150)에는 고정 브라켓(160)이 장착된다. 상기 고정 브라켓(160)은 상부가 개구된 "ㄷ"자 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 고정 브라켓(160)은 고정 브라켓 측면(161)과 고정 브라켓 하면(162)을 포함한다. 상기 고정 브라켓 측면(161)은 결합부(150)의 내측 면에 용접되어 결합될 수 있다. 고정 브라켓 측면(161)을 결합부(150) 내측 면에 용접하는 방법으로 점 용접(Spot welding) 기술을 이용하여 구멍을 뚫지 않고 용접되게 할 수 있으나 이에 한정되지 아니한다. 이로써, 고정 브라켓(160)과 결합부(150)의 결합을 견고하게 할 수 있다.

상기 고정 브라켓 하면(162)은 스티프바(100)의 상면에 접촉하며, 고정 브라켓 하면(162)의 일부에는 브라켓홀(165)이 천공되어 있다. 상기 브라켓홀(165)을 통하여, 스티프바(100)와 고정 브라켓(160)을 볼트(163)와 용접나사(164)로 결합되게 할 수 있다. 이렇게 고정 브라켓(160)을 스티프바(100)에 고정되게 함으로써, 스티프바(100)는 리어 사이드멤버(40)에 강건히 구속되게 될 수 있다.

상기 스티프바(100)는 차체의 하부에서 상기 서브 프레임(20), 센터 사이드멤버(30), 그리고 리어 사이드멤버(40)에 결합되어 후방 차체 골격의 강건성을 강화하게 할 수 있다. 상기 스티프바(100)는 제1부재(101), 제2부재(102), 제3부재(103)를 포함하며, 대체적으로 삼각형 형상으로 일체로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 아니한다. 상기 제1, 제2, 제3부재(101, 102, 103)는 모두 막대 형상으로 형성될 수 있다.

상기 제1부재(101)의 일단은 제3부재(103)의 일단부에 연결되고, 타단은 서브 프레임(20)의 중심부(51)에 연결된다.

상기 제2부재(102)의 일단은 제3부재(103)의 타단부에 연결되고, 타단은 서브 프레임(20)의 중심부(51)에 연결된다. 이 때, 제1부재(101)와 제2부재(102)의 타단들은 서브 프레임의 중심부(51)에서 서로 만날 수 있으며, 볼트 또는 용접 등에 의하여 서브 프레임의 중심부(51)에 고정될 수 있다.

상기 제3부재(103)는 차량의 폭방향으로 수평하게 연장되며, 양측 리어 사이드멤버(40)를 관통하여 장착된다. 이 때, 제3부재(103)는 고정 브라켓(160)에 볼트(163)와 용접 나사(164)로 결합될 수 있으나, 이에 한정되지 아니한다. 상기 제3부재(103)와 고정 브라켓(160)의 결합을 위하여 제3부재(103)에는 브라켓홀(165)과 대응하는 위치에 볼트홀(36)이 형성되어 있다. 또한, 상기 제3부재(103)의 양단은 상기 제1, 제2부재(101, 102)의 일단과 만나는 지점보다 더 측면으로 연장되어 있으며, 상기 측면으로 더 연장된 부분이 상기 리어 사이드멤버(40)에 삽입될 수 있다.

앞에서 언급한 바와 같이, 제1부재(101), 제2부재(102), 그리고 제3부재(103)는 일체로 형성되어 스티프바(100)를 더욱 견고하게 할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제3부재(103)가 리어 사이드멤버(40)를 관통하여 결합됨으로써, 제3부재(103)의 하면은 리어 사이드멤버(40)의 하면보다 설정된 높이(D)만큼 높게 형성될 수 있다. 상기 설정된 높이는 25mm가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 종래에는 스티프바는 차체의 최하부에 설치되었으나, 본 발명의 실시 예에 따른 스티프바(100)는 상기 설정된 높이(D)만큼 상향하여 장착될 수 있어, 상기 설정된 높이(D)만큼 지상고(R)가 높아지게 되는 효과가 있다.

한편, 상기 제3부재(103)가 리어 사이드멤버(40)의 하면보다 설정된 높이(D)만큼 높게 위치됨에 따라, 제3부재(103)와 센터 사이드멤버(30)의 하면은 거의 동일한 높이에 위치할 수 있다. 이에 따라, 제3부재(103)와 센터 사이드멤버(30)가 접촉되는 접촉점(52, 53)이 형성될 수 있다. 상기 접촉점(52, 53)에서 제3부재(103)는 센터 사이드멤버(30)에 볼트 또는 용접에 의하여 고정될 수 있다. 이와 같이, 제3부재(103)가 리어 사이드멤버(40)뿐만이 아니라 센터 사이드멤버(30)에 추가로 결합됨으로써, 스티프바(100)와 플로어 패널(10) 간의 연결되는 강도가 커지게 된다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 스티프바(100)를 리어 사이드멤버(40)의 하면으로부터 설정된 높이(D)만큼 높게 위치하도록 리어 사이드멤버(40)에 고정한다. 이에 따라, 상기 스티프바(100)는 리어 사이드멤버(40)를 관통하여 그 내부에서 리어 사이드 멤버(40)에 고정된 고정 브라켓(160)에 고정되도록 설치되게 된다. 이러한 스티프바의 조립방법을 도 5를 참조로 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스티프바의 조립 방법의 흐름도이다.

본 발명의 실시 예에 따른 스티프바(100)의 조립 방법은 결합부(150)와 스티프바(100)의 일부를 천공함으로써 시작된다(S71). 즉, 결합부(150)의 양 측면에 스티프바(100)와 대응되는 형상의 구멍을 뚫고 이 부분으로 스티프바(100)가 삽입될 수 있도록 한다. 또한, 결합부(150)의 하면에는 결합부(150) 내측에서 스티프바(100)의 연결 작업을 하기 위한 작업홀(37)이 천공될 수 있다.

그리고, 고정 브라켓(160)을 결합부(150)에 고정한다(S72). 즉, 결합부(150)의 내부에 고정 브라켓(160)을 삽입하고 고정 브라켓 측면(161)을 각각 결합부(150)의 내측 면에 용접한다.

그 후, 스티프바(100)를 결합부(150)의 양측면에 뚫려진 구멍으로 삽입한다(S73). 스티프바(100)가 삽입되면, 결합부(150) 하면에 형성된 작업홀(37)을 통하여, 스티프바(100)가 고정 브라켓(160)에 볼트에 의하여 고정되도록 작업한다(S73).

다음으로, 결합부(150)를 포함한 리어 사이드멤버(40)와 스티프바(100)를 차체 하부에 장착한다(S74).

추가적으로, 스티프바(100)를 각 센터 사이드멤버(30)의 하면에 볼트 또는 용접에 의하여 결합되게 한다(S75).

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

Claims

차체 하부를 덮는 플로어 패널;
상기 플로어 패널에 장착되고 폭방향으로 연장되어 설치된 서브 프레임;
상기 서브 프레임에 결합되며 차체 하부의 양 측방에서 길이방향으로 연장된 한 쌍의 센터 사이드멤버;
상기 센터 사이드멤버의 외측에서 길이 방향으로 연장된 한 쌍의 리어 사이드멤버; 그리고
차체의 하부에 장착되는 스티프바;
를 포함하고,
상기 스티프바는
상기 리어 사이드멤버의 하면으로부터 설정된 높이만큼 높게 위치하면서 상기 리어 사이드멤버에 결합되는 것을 특징으로 하는 스티프바 체결구조.
제1항에 있어서,
상기 스티프바는
상기 서브 프레임 또는 상기 한 쌍의 센터 사이드멤버에 더 결합되는 것을 특징으로 하는 스티프바 체결구조.
제1항에 있어서,
상기 스티프바는
상기 한 쌍의 리어 사이드멤버를 관통하여 결합되는 것을 특징으로 하는 스티프바 체결구조.
제3항에 있어서,
상기 한 쌍의 리어 사이드멤버의 일부에는 스티프바가 결합되는 결합부를 각각 포함하고,
상기 결합부는
상기 결합부의 양 측면에서 스티프바가 삽입될 수 있도록 천공되어 있는 관통홀; 그리고
상기 결합부의 하면에서 그 일부가 천공되어 있는 작업홀;
을 포함하는 스티프바 체결구조.
제4항에 있어서,
상기 결합부의 내부에는 고정 브라켓이 장착되고,
상기 고정 브라켓의 외측면은
상기 결합부의 내측면과 접착되며,
상기 고정 브라켓의 하면은
상기 스티프바의 상면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 스티프바 체결구조.
제5항에 있어서,
상기 고정 브라켓 하면의 일부에는 천공된 브라켓홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스티프바 체결구조.
제3항에 있어서,
상기 스티프바는
제1부재, 제2부재, 그리고 제3부재를 포함하고,
상기 제1부재는
그 일단이 제3부재의 일단부에 연결되고 타단은 서브 프레임에 연결되며,
상기 제2부재는
그 일단이 제3부재의 타단부에 연결되고 타단은 서브 프레임에 연결되며,
상기 제3부재는 차체의 폭방향으로 연장되고 제3부재의 양단은 상기 리어 사이드멤버에 결합되는 것을 특징으로 하는 스티프바 체결구조.
제7항에 있어서,
상기 제1부재, 제2부재, 그리고 제3부재는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 스티프바 체결구조.
제7항에 있어서,
상기 제3부재의 양단에는 볼트를 체결하기 위하여 천공된 볼트홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스티프바 체결구조.
서브 프레임에 결합되어 차체 하부의 양 측방에서 차체의 길이방향으로 연장된 한 쌍의 센터 사이드멤버와, 상기 센터 사이드멤버의 외측에서 길이 방향으로 연장된 한 쌍의 리어 사이드멤버와, 차체 하부에 장착되는 스티프바와, 그리고 상기 한 쌍의 리어 사이드멤버의 일부로 스티프바와 결합되는 결합부를 포함하는 스티프바 체결구조에서, 상기 스티프바의 조립 방법에 있어서,
결합부 및 스티프바를 천공하는 단계;
고정 브라켓을 결합부에 고정하는 단계;
스티프바를 상기 리어 사이드멤버의 상기 결합부에 삽입하는 단계; 그리고
결합부 및 스티프바를 차체 하부에 장착하는 단계;
를 포함하는 스티프바 조립 방법.
제10항에 있어서,
스티프바를 각 센터 사이드멤버에 결합하는 단계를 더 포함하는 스티프바 조립 방법.
제10항에 있어서,
상기 스티프바는
상기 리어 사이드멤버의 하면으로부터 설정된 높이만큼 높게 위치하면서 상기 리어 사이드멤버에 결합되는 것을 특징으로 하는 스티프바 조립 방법.