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KR101526399B1 - 충돌 성능 및 방청 성능 개선을 위한 차체 측면 하부 구조 - Google Patents

충돌 성능 및 방청 성능 개선을 위한 차체 측면 하부 구조 Download PDF

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KR101526399B1
KR101526399B1 KR1020130160722A KR20130160722A KR101526399B1 KR 101526399 B1 KR101526399 B1 KR 101526399B1 KR 1020130160722 A KR1020130160722 A KR 1020130160722A KR 20130160722 A KR20130160722 A KR 20130160722A KR 101526399 B1 KR101526399 B1 KR 101526399B1
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채석준
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현대자동차 주식회사
기아자동차 주식회사
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Abstract

본 발명은 사이드 실 및 사이드 아우터 부위의 충돌 성능 및 방청 성능을 동시에 향상시키고 아울러 부품 수 감소에 의한 생산성 증대 및 사이드 아우터의 성형성 개선에 의한 원가 절감 효과를 얻기 위한 것으로, 설정된 윤곽의 폐단면 형상을 가지며 차체의 측면 하부를 구성하고 차량의 길이 방향을 따라 연장되게 형성되는 사이드 실, 상기 사이드 실의 전방부에 연결되는 일단을 포함하며 차량의 루프 쪽을 향해 차량의 높이 방향으로 연장되게 형성되는 프런트 필러, 그리고 상기 사이드 실 및 상기 프런트 필러에 결합되어 차체 측면 외관을 형성하는 사이드 아우터를 포함하고, 상기 사이드 실은 사이드 실 인너 및 사이드 실 아우터의 상호 결합에 의해 형성되며, 상기 사이드 실 인너와 상기 사이드 실 아우터는 각각 길이 방향으로 동일한 단면을 가지고 상기 사이드 실 인너의 전단과 상기 사이드 실 아우터의 전단은 상기 프런트 필러의 전면보다 전방으로 돌출되는 차체 측면 하부 구조가 개시된다.

Description

충돌 성능 및 방청 성능 개선을 위한 차체 측면 하부 구조 {Side Bottom Structure of Vehicle Body for Improving Crashworthiness and Anti-Corrosion Performance}
본 발명은 차체의 측면 하부에 관한 것으로 보다 상세하게는. 사이드 실, 프런트 필러, 그리고 사이드 아우터의 개선된 구조 및 결합 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차체의 측면 하부는 사이드 실, 프런트 필러 하부, 그리고 사이드 아우터로 구성되어 측면 외관을 형성함과 동시에 하중에 대한 지지부의 역할을 한다. 특히, 차량의 전방 충돌 발생 시 충격 하중이 상기 프런트 필러 상부와 상기 사이드 실로 분산되어 지지됨으로써 적절한 충돌 성능을 유지하게 된다.
일반적으로 차체의 조립 과정에서는 차체를 구성하는 강판에 방청 성능을 부여하기 위해 전착액을 도포하게 된다. 방청 성능은 강판의 부식을 방지하는 역할을 의미한다. 또한 전착액이 차체 강판의 내외부에 적절히 도포되어야 차체 표면을 타고 전달되는 진동 및 소음이 완충되는 효과도 함께 얻을 수 있다.
차체 측면 하부 구조(도1 참조)에 있어서 사이드 실(1, 2)은 사이드 실 인너(1)와 사이드 실 아우터(2)의 결합에 의해 형성되며 차체의 측면 하부를 구성하는 채널로서 차량의 길이 방향을 따라 연장되게 형성되는 차체의 중요한 골격 구조에 해당한다.
사이드 아우터(7)는 사이드 실 아우터(2)와 결합하는 구성요소로서 도어 외판과 함께 차체 측면의 외관을 형성한다. 아울러, 사이드 아우터(7)에는 사이드 실 몰딩(도시되지 않음)을 대체하는 차체 스킨부가 형성되어 있다. 사이드 실 몰딩이란 사이드 실 아우터(2) 부위의 외관을 꾸미고 차체를 보호하기 위해 덧대는 플라스틱 장식 부위을 가리킨다.
사이드 실 몰딩이 적용되지 않는 차량에 있어서는 사이드 아우터(7)가 사이드 실 몰딩의 역할을 수행할 수 있도록 도1에 도시된 바와 같이 사이드실 몰딩을 대체하는 스킨부가 형성되어야 한다.
도1을 참조하면, 종래의 차체 측면 하부 구조는 전착홀(9)이 사이드 실(1, 2) 상부에 위치함으로 인해 전착액의 흐름이 원활하지 않다는 단점이 존재한다. 이는 전착홀(9)로 전착액이 유입되어도 추가적으로 사이드 실 아우터(2)의 홀을 통과하여야 사이드 아우터(7) 내부 공간으로 흐를 수 있기 때문이다. 특히 빗금 친 부분은 방청 취약부로서 고질적인 문제점을 내포하고 있다.
또한, 종래의 차체 측면 하부 구조에서는 사이드 아우터(7)의 성형성(formability) 및 프런트 필러와의 결합부 외관 등으로 인해 사이드 실(1, 2)이 프런트 필러 전면에 돌출될 수 없고 이에 따라 파트가 분할 되어 충돌 성능이 저하되는 문제도 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 차체 측면 하부 구조의 충돌 성능 저하 및 고질적인 방청 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 이와 동시에 부품 수 감소에 의한 생산성 증대 및 사이드 아우터의 성형성 개선을 도모할 수 있는 차체 측면 하부 구조를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 차체 측면 하부 구조는, 설정된 윤곽의 폐단면 형상을 가지며 차체의 측면 하부를 구성하고 차량의 길이 방향을 따라 연장되게 형성되는 사이드 실, 상기 사이드 실의 전방부에 연결되는 일단을 포함하며 차량의 루프 쪽을 향해 차량의 높이 방향으로 연장되게 형성되는 프런트 필러, 그리고 상기 사이드 실 및 상기 프런트 필러에 결합되어 차체 측면 외관을 형성하는 사이드 아우터를 포함하며, 상기 사이드 실은 사이드 실 인너 및 사이드 실 아우터의 상호 결합에 의해 형성되고, 상기 사이드 실 인너와 상기 사이드 실 아우터는 각각 길이 방향으로 동일한 단면을 가지고 상기 사이드 실 인너의 전단과 상기 사이드 실 아우터의 전단은 상기 프런트 필러의 전면보다 전방으로 돌출되며, 상기 프런트 필러는 프런트 필러 보강부를 포함하되, 상기 프런트 필러 보강부는 상기 프런트 필러, 상기 사이드 아우터, 그리고 상기 사이드 실 아우터와 모두 접촉하며 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차체 측면 하부 구조는 상기 사이드 실의 전단을 막음 처리하기 위한 벌크헤드를 더 포함하고, 상기 벌크헤드의 가장자리는 상기 설정된 윤곽과 동일한 단면 형상을 가지고 상기 사이드 실의 전단 내주면에 결합되며, 상기 벌크헤드에는 하나 이상의 전착홀이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 프런트 필러 보강부는 상기 사이드 아우터의 성형 시 일체로 형성되고 상기 사이드 아우터와 일체로 상기 프런트 필러 및 상기 사이드 실 아우터와 결합될 수 있다.
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본 발명의 실시 예에 따른 차체 측면 하부 구조는 상기 사이드 아우터는 전단 개방부를 가지며, 상기 전단 개방부는 상기 사이드 실 아우터의 외주 면에 접촉하며 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 사이드 아우터의 상기 전단 개방부의 상부에는 상기 프런트 필러 보강부의 외주 면에 접촉하며 결합되는 추가개방부가 추가로 형성되어 있을 수 있다.
상기 차체 측면 하부 구조는 사이드 실 몰딩이 적용되지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 차체 측면 하부 구조를 구성하는 사이드 실 및 사이드 아우터 부위의 충돌 성능 및 방청 성능을 동시에 향상시키고 아울러 부품 수 감소에 의한 생산성 증대 및 사이드 아우터의 성형성 개선에 의한 원가 절감 효과를 얻을 수 있다.
도1은 차체 측면 하부 구조의 횡단면도이다.
도2는 종래 기술과 본원 기술의 차체 측면 하부 구조의 상부 단면도이다.
도3은 본 발명의 실시 예에 따른 차체 측면 하부 구조의 조립 사시도 및 분해 사시도이다.
도4는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 측면 하부 구조의 적용 효과를 나타낸 도면이다.
도5은 본 발명의 실시 예에 따른 차체 측면 하부 구조의 사이드 실이 가지는 충돌 성능에 관한 해석 결과를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이러한 실시 예는 본 발명에 따른 일 실시 예로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현할 수 있으므로, 본 발명의 권리범위는 이하에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다 할 것이다.
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 있다는 것을 의미한다
도2는 종래 기술과 본원 기술의 차체 측면 하부 구조의 상부 단면도이다.
도2를 참조하면, 종래 기술에서는 상기 사이드 실(1, 2)의 단면을 돌출시키지 않고 외관을 좋게 하기 위해 상기 사이드 아우터(7)의 최전방을 라운드 형상으로 성형한다. 이로 인해, 상기 사이드 실(1, 2)의 파트가 분할되어 구성되어야 한다. 미관 상 상기 사이드 아우터(7)의 라운드 형상을 따라 상기 사이드 실(1, 2)의 최전방도 곡면으로 마무리 되어야 하기 때문이다.
반면에 본원 기술에 의하면, 상기 사이드 실(1, 2)의 단면이 상기 프런트 필러(5) 전면의 전방부로 돌출될 수 있다. 즉, 상기 사이드 실 인너(1)와 상기 사이드 실 아우터(2)는 각각 설정된 윤곽의 단면을 길이 방향으로 유지하며 최전방까지 일체로서 구성될 수 있다. 이에 따라 상기 사이드 실(1, 2)은 설정된 윤곽의 폐단면을 가지며, 파트의 분할 없이 형성된다. 상기 사이드 아우터(7)는 전방부가 개방된 형상으로 만들어질 수 있어 전방부가 닫혀 있는 라운드 형상인 경우에 비해 성형성에 있어 유리한 효과를 가지게 된다.
도3은 본 발명의 실시 예에 따른 차체 측면 하부 구조의 조립 사시도 및 분해 사시도이다.
도3의 (a)는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 측면 하부 구조의 조립 사시도이다.
상기 프런트 필러(5)의 전면보다 차체 길이 방향 전방으로, 상기 사이드 실(1, 2) 전단이 돌출되어 있다.
도3의 (b)는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 측면 하부 구조의 분해 사시도이다.
도3의 (b)를 참조하면, 상기 사이드 실(1, 2)을 구성하는 상기 사이드 실 인너(1)와 상기 사이드 실 아우터(2)가 길이 방향으로 단면이 일정한 일체형 구조임을 알 수 있다. 파트가 분할되어 있지 않으므로 충돌 시 꺾임 현상이 발생할 가능성이 낮고 이에 따라 충돌 성능이 향상되는 효과가 있다.
상기 사이드 실 인너(1)와 상기 사이드 실 아우터(2)는 상기 사이드 실(1, 2)의 최전방까지 일정 단면을 유지하며 타이어와의 갭을 고려하여 타이어에 가장 근접하도록 형성될 수 있다. 상기 사이드 실 인너(1)와 상기 사이드 실 아우터(2)는 상, 하단 플랜지부(1c, 2c)에서 상호 결합될 수 있다. 이 때 상기 결합은 점용접에 의한 것일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차체 측면 하부 구조는 상기 사이드 실(1, 2)의 전단을 막음 처리하기 위한 벌크헤드(8)를 더 포함하고, 상기 벌크헤드(8)의 가장자리는 상기 사이드 실(1, 2)의 설정된 윤곽과 동일한 단면 형상을 가지고 상기 사이드 실(1, 2)의 전단 내주 면에 결합될 수 있다. 이 때 상기 결합의 방법은 점용접에 의한 것일 수 있다.
상기 벌크헤드(8)가 상기 사이드 실(1, 2)의 전단 내주 면에 결합되는 경우, 상기 벌크헤드(8)에는 전착홀(9a)이 형성될 수 있다. 이로써 상기 사이드 실(1, 2) 내부로의 전착액 흐름이 원활하게 된다. 이는 차체의 길이 방향으로 유동 장애물이 없기 때문이다. 또한 상기 사이드 실 아우터(2)의 측면에 형성되는 홀들을 통해 상기 사이드 아우터(7) 내부 공간에 전착액이 공급될 수 있다. 상기 전착홀(9a)이 도1의 경우 보다 낮게 형성될 수 있음으로써 방청 성능은 개선되고 특히 상기 사이드 아우터(7) 내부 공간의 고질적인 방청 문제가 해결될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 의하면 상기 전착홀(9a) 우측에는 왁스홀(9b)이 형성되어 있다. 상기 왁스홀(9b)은 방청 성능과는 무관하나 전착홀 형성의 자유도가 증대될 수 있음을 보여주는 일례이다.
도3의 (b)에는 상기 사이드 실 인너(1)와 상기 사이드 실 아우터(2)의 전단 내주 면에 상기 벌크헤드(8)가 매칭되어 결합되는 경우의 실시 예가 도시된다. 아울러, 상기 벌크헤드(8)에는 상기 전착홀(9a)과 상기 왁스홀(9b)이 형성되어 있다.
상기 프런트 필러(5)는 프런트 필러 보강부(5a)를 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 상기 프런트 필러 보강부(5a)는 상기 프런트 필러(5), 상기 사이드 아우터(7), 그리고 상기 사이드 실 아우터(2)와 모두 접촉하며 결합될 수 있다.
이 때 상기 결합의 방법은 접촉면들에 대한 점용접에 의한 것일 수 있다. 단, 용접 방법은 점용접에 한정되지 않으며 상기 접촉이 면 접촉이 아닌 부분에는 기타 용접 방법을 사용하거나 용접하지 않을 수도 있다. 상기 프런트 필러 보강부(5a)의 상기 결합에 의해, 도3 (a)에서 보는 바와 같이, 상기 벌크헤드(8)의 상부에 형성되는 상기 사이드 아우터(7)의 개방된 부분(굵은 색 선으로 표시)이 폐쇄된다.
도3의 (b)를 참조하면, 상기 사이드 아우터(7)의 전단 개방부(7a)는 상기 사이드 실 아우터(2)의 외주 면에 접촉하여 결합될 수 있는 형상을 가질 수 있다. 아울러 상기 전단 개방부(7a)의 상부에는 상기 프런트 필러 보강부(5a)의 외주 면에 접촉하여 결합될 수 있는 추가개방부(7b)가 추가로 형성될 수 있다. 이로써 상기 사이드 아우터(7)의 전단 개방부(7a) 및 추가개방부(7b)는 개방형의 형상을 가지게 되어 닫혀 있는 라운드 형상으로 형성되는 경우에 비해 성형성이 증대하게 된다.
상기 사이드 실 인너(1) 및 상기 사이드 실 아우터(2)가 일체형 부품으로 형성됨으로써 종래 기술에 비해 부품 수가 감소되는 효과가 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면 추가적으로 부품 수를 축소시킬 수도 있다. 부품 수 축소 방법은 상기 프런트 필러(5) 또는 상기 사이드 아우터(7)의 성형 시, 상기 프런트 필러 보강부(5a)가 상기 프런트 필러(5) 또는 상기 사이드 아우터(7)와 일체로 형성되는 방법이다. 즉, 상기 프런트 필러 보강부(5a)는 상기 프런트 필러(5)와 일체로 하나의 부품이 되거나, 상기 사이드 아우터(7)와 일체로 하나의 부품이 될 수도 있다.
도3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 차체 측면 하부 구조의 조립 순서를 설명하면 다음과 같다.
먼저 상기 사이드 실 인너(1)와 상기 사이드 실 아우터(2)는 상기 상, 하단 플랜지부(1c, 2c)를 차체 폭 방향으로 맞댄 후 점용접에 의해 결합될 수 있다. 상기 프런트 필러(5)는 점용접에 의해 상기 프런트 필러 보강부(5a)와 결합될 수 있다. 상기 프런트 필러(5)와 상기 프런트 필러 보강부(5a)는 상기 사이드 실(1, 2) 중 상기 사이드 실 아우터(2)에 점용접에 의해 결합될 수 있다. 상기 사이드 아우터(7)는 상기 사이드 실 아우터(2)의 외면, 상기 프런트 필러 보강부(5a)의 외주면, 그리고 상기 프런트 필러(5)의 외주면과 접촉하도록 점용접 또는 기타 용접법에 의해 결합될 수 있다. 상기 벌크헤드(8)는 최종적으로 상기 사이드 실(1, 2)의 전단 내주 면에 매칭되도록 점용접에 의해 결합될 수도 있고, 또는 상기 사이드 실(1, 2) 조립 직후 먼저 결합될 수도 있다.
아울러, 상기 프런트 필러 보강부(5a)는 상기 사이드 아우터(7)와 일체로서 형성될 수 있고, 이에 따라 상기 사이드 아우터(7)가 상기 사이드 실(1, 2) 및 상기 프런트 필러(5)에 조립되는 시점에 상기 프런트 필러(5)의 해당 부위에 조립될 수도 있다.
도4는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 측면 하부 구조의 적용 효과를 나타낸 도면이다.
도4의 (a)는 본원 발명의 전착홀 구성의 일 실시 예를 도시한다. 전착홀이 상기 사이드 실(1, 2) 내부 공간과 상기 사이드 아우터(7) 내부 공간의 길이 방향으로 유입될 수 있도록 상기 내부 공간들의 전면에 각각 형성됨으로써 방청 성능이 크게 개선될 수 있음을 쉽게 이해할 수 있다.
도4의 (b) 우측 그림은 본원 발명의 상기 사이드 아우터(7) 전방부의 일 실시 예를 도시한다. 우측 그림에 도시된, 전방부의 개방된 형상들은 상기 사이드 실 아우터(2)의 외주 면과 상기 프런트 필러 보강부(5a)의 외주 면에 각각 접촉하며 결합되도록 형성된다. 이로써 좌측의 종래 기술에 비해 상기 사이드 아우터(7)의 성형성이 크게 증대된다. 이는 좌측의 사이드 아우터에서와 같은 라운드 형상이 제거되기 때문이다.
도5는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 측면 하부 구조의 사이드 실이 가지는 충돌 성능에 관한 해석 결과를 나타낸 도면이다.
도5는 상기 사이드 실의 변형량이 위험 수준에서 수용 가능한 수준으로 개선되었음을 도시한다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
1: 사이드 실 인너 2: 사이드 실 아우터
5: 프런트 필러 5a: 프런트 필러 보강부
7: 사이드 아우터 7a: 전단 개방부
7b: 추가개방부 8: 벌크헤드
9: 전착홀

Claims (8)

  1. 설정된 윤곽의 폐단면 형상을 가지며 차체의 측면 하부를 구성하고 차량의 길이 방향을 따라 연장되게 형성되는 사이드 실;
    상기 사이드 실의 전방부에 연결되는 일단을 포함하며 차량의 루프 쪽을 향해 차량의 높이 방향으로 연장되게 형성되는 프런트 필러; 그리고
    상기 사이드 실 및 상기 프런트 필러에 결합되어 차체 측면 외관을 형성하는 사이드 아우터;
    를 포함하며,
    상기 사이드 실은 사이드 실 인너 및 사이드 실 아우터의 상호 결합에 의해 형성되고,
    상기 사이드 실 인너와 상기 사이드 실 아우터는 각각 길이 방향으로 동일한 단면을 가지고 상기 사이드 실 인너의 전단과 상기 사이드 실 아우터의 전단은 상기 프런트 필러의 전면보다 전방으로 돌출되며,
    상기 프런트 필러는 프런트 필러 보강부를 포함하되,
    상기 프런트 필러 보강부는 상기 프런트 필러, 상기 사이드 아우터, 그리고 상기 사이드 실 아우터와 모두 접촉하며 결합되는 것을 특징으로 하는 차체 측면 하부 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사이드 실의 전단을 막음 처리하기 위한 벌크헤드를 더 포함하고,
    상기 벌크헤드의 가장자리는 상기 설정된 윤곽과 동일한 단면 형상을 가지고 상기 사이드 실의 전단 내주면에 결합되며,
    상기 벌크헤드에는 하나 이상의 전착홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 차체 측면 하부 구조.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프런트 필러 보강부는 상기 사이드 아우터의 성형 시 일체로 형성되고 상기 사이드 아우터와 일체로 상기 프런트 필러 및 상기 사이드 실 아우터와 결합되는 것을 특징으로 하는 차체 측면 하부 구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 사이드 아우터는 전단 개방부를 가지며,
    상기 전단 개방부는 상기 사이드 실 아우터의 외주 면에 접촉하며 결합되는 것을 특징으로 하는 차체 측면 하부 구조.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 사이드 아우터의 상기 전단 개방부의 상부에는 상기 프런트 필러 보강부의 외주 면에 접촉하며 결합되는 추가개방부가 추가로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차체 측면 하부 구조.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 차체 측면 하부 구조는 사이드 실 몰딩이 적용되지 않는 것을 특징으로 하는 차체 측면 하부 구조.
KR1020130160722A 2013-12-20 2013-12-20 충돌 성능 및 방청 성능 개선을 위한 차체 측면 하부 구조 Active KR101526399B1 (ko)

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