KR20140021028A

KR20140021028A - 차체 측부 구조

Info

Publication number: KR20140021028A
Application number: KR1020137033154A
Authority: KR
Inventors: 츠요시 시오자키; 타케시 후지타
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2011-06-14
Filing date: 2012-06-13
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2032-06-13
Also published as: TWI466793B; KR101471947B1; CN103608246B; WO2012173278A1; JP5246300B2; TW201304994A; JP2013001171A; CN103608246A

Abstract

사이드 실과 센터 필러가 접합되어 이루어지는 차체 측부 구조에 있어서, 강성이나 강도를 확보하면서 경량화를 도모할 수 있는 차체 측부 구조를 제공한다. 사이드 실(3)과 센터 필러(5)가 접합되어 이루어지는 차체 측부 구조(1)로서, 센터 필러(5)는, 그의 하단측이 사이드 실(3)의 이너 및 아우터의 양외면을 덮도록 사이드 실(3)에 접합되어 이루어지며, 사이드 실(3)은, 1매의 블랭크판을 통 형상으로 성형하여 양단부를 접합함으로써 폐(閉)단면을 구성함과 함께 양단부로 이루어지는 플랜지부(7)가 차내측에 배치되는 폐단면 부품(9)과, 폐단면 부품(9)의 내부로서, 적어도 센터 필러(5)가 접합되어 있는 영역에 배치되어, 폐단면 부품(9)의 마주 본 종벽을 연결하도록 부착되어 있는 보강 부품(13)을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

차체 측부 구조{VEHICLE BODY SIDE STRUCTURE}

본 발명은, 자동차에 있어서의 사이드 실(side sill)과 센터 필러(center pillar)를 포함하는 차체 측부의 구조에 관한 것이다.

자동차의 차체 구조에 관하여, 사이드 실과 센터 필러를 포함하는 차체 측부의 구조에 대해서, 예를 들면 특허문헌 1에는, 센터 필러 부근에서의 충돌에 대하여 보다 충분히 대응할 수 있는 것을 목적으로 한 「자동차의 하부 차체 구조」가 개시되어 있다.

특허문헌 1에 개시된 차체 측부 구조를 구성하는 사이드 실은, 플랜지부(flange portion)를 갖는 개방 단면 부품으로 이루어지는 사이드 실 이너(side sill inner)와, 동일하게 플랜지부를 갖는 개방 단면 부품으로 이루어지는 사이드 실 아우터(side sill outer)의 2개의 부품의 플랜지부를 맞대어 접합함으로써 폐(閉)단면을 형성하고 있었다.

또한, 센터 필러는 개방 단면 부품의 필러 이너와, 동일하게 개방 단면 부품의 필러 아우터로 이루어지며, 필러 아우터는 사이드 실 아우터와 접합되고, 필러 이너는 필러 아우터와 접합됨과 함께 사이드 실 이너와 사이드 실 아우터 사이에 끼워지도록 접합되어, 사이드 실과 센터 필러를 포함하는 차체 측부 구조가 형성되어 있다.

일본공개특허공보 2009-202620호

특허문헌 1에 개시된 바와 같은 종래의 차체 측부 구조에 있어서는, 사이드 실의 길이 방향에 걸쳐 사이드 실 아우터와 사이드 실 이너의 양쪽의 플랜지부가 반드시 존재한다.

그러나, 사이드 실에 요구되는 강성이나 강도는 사이드 실의 폐단면 부분에 지배되며, 플랜지부는 강성이나 강도에 기여하지 않는다. 그 때문에, 플랜지부의 존재는, 차체의 경량화를 추구하는 관점에서 불리한 요소가 되고 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 사이드 실과 센터 필러가 접합되어 이루어지는 차체 측부 구조에 있어서, 강성이나 강도를 확보하면서 경량화를 도모할 수 있는 차체 측부 구조를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

(1) 본 발명에 따른 차체 측부 구조는, 사이드 실과 센터 필러가 접합되어 이루어지는 차체 측부 구조로서,

상기 센터 필러는, 그의 하단측이 상기 사이드 실의 이너 및 아우터의 양외면을 덮도록 사이드 실에 접합되어 이루어지고, 상기 사이드 실은, 1매의 블랭크판을 통 형상으로 성형하여 양단부를 접합함으로써 폐단면을 구성함과 함께 상기 양단부로 이루어지는 플랜지부가 차내측에 배치되는 폐단면 부품과, 당해 폐단면 부품의 내부로서, 적어도 상기 센터 필러가 접합되어 있는 영역에 배치되고, 상기 폐단면 부품의 마주 본 종벽(縱壁;vertical wall)을 연결하도록 부착되어 있는 보강 부품을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

(2) 또한, 상기 (1)에 기재된 것에 있어서, 상기 폐단면 부품에 있어서의 상기 차내측의 플랜지부와 플로어 패널(floor panel)이 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

(3) 또한, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 것에 있어서, 상기 폐단면 부품에 대한 상기 센터 필러의 접합 위치와, 상기 폐단면 부품에 대한 상기 보강 부품의 접합 위치가 겹쳐져 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 있어서는, 사이드 실과 센터 필러가 접합되어 이루어지는 차체 측부 구조에 있어서, 상기 센터 필러는, 그의 하단측이 상기 사이드 실의 이너 및 아우터의 양외면을 덮도록 사이드 실에 접합되어 이루어지고, 상기 사이드 실은, 1매의 블랭크판을 통 형상으로 성형하여 양단부를 접합함으로써 폐단면을 구성함과 함께 상기 양단부로 이루어지는 플랜지부가 차내측에 배치되는 폐단면 부품과, 당해 폐단면 부품의 내부로서, 적어도 상기 센터 필러가 접합되어 있는 영역에 배치되고, 상기 폐단면 부품의 마주 본 종벽을 연결하도록 부착되어 있는 보강 부품을 구비하여 이루어지는 구성을 채용함으로써, 강성이나 강도를 확보하면서 경량화를 실현하고 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 차체 측부 구조의 사시도이며, 아우터 패널을 떼어낸 상태에서 차내측으로부터 본 상태를 나타내고 있다.
도 2는 도 1의 A-A에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 차체 측부 구조의 효과를 확인하기 위한 시험체(본 발명예)의 설명도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 시험체의 내부 구조의 설명도이다.
도 5는 본 발명에 따른 차체 측부 구조의 효과를 확인하기 위한 시험체(종래예)의 설명도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 시험체의 내부 구조의 설명도이다.
도 7은 강성 시험 방법의 설명도이다.
도 8은 강성 시험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 강도 시험 방법의 설명도이다.
도 10은 강도 시험 결과를 나타내는 그래프이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

본 실시 형태에 따른 차체 측부 구조(1)를 도 1, 도 2에 기초하여 설명한다.

본 실시 형태의 차체 측부 구조(1)는, 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 사이드 실(3)과 센터 필러(5)가 접합되어 이루어지는 것이다.

본 실시 형태에 있어서의 사이드 실(3)은, 1매의 블랭크판을 통 형상으로 성형하여 양단부를 접합함으로써 폐단면을 구성함과 함께 상기 양단부로 이루어지는 플랜지부(7)가 차내측에 배치되는 폐단면 부품(9)과, 그 폐단면 부품(9)의 내부에 있어 폐단면 부품(9)의 마주 본 종벽을 연결하도록 하여 부착되어 있는 보강 부품(13)을 구비하고 있다.

그리고, 폐단면 부품(9)의 차외측에 센터 필러 아우터(5a)가 폐단면 부품(9)의 표면을 덮도록 용접 접합되어 있다. 또한, 폐단면 부품(9)의 차내측에는 센터 필러 이너(5b)가 폐단면 부품(9)의 표면을 덮도록 용접 접합되어 있다.

또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 상기 폐단면 부품(9)에 있어서의 차내측에 형성된 플랜지부(7)와 플로어 패널(15)이 접합되어 있다. 또한, 도 1에 있어서는 플로어 패널(15)의 도시를 생략하고 있다.

본 실시 형태에 있어서의 보강 부품(13)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 적어도 폐단면 부품(9)과 센터 필러 아우터(5a) 및 센터 필러 이너(5b)가 접합되는 영역 내에 배치되어 있다.

이와 같이 보강 부품(13)을 형성함으로써, 사이드 실(3)에 외력이 주어졌을 때에, 보강 부품(13)이 폐단면 부품(9)의 단면 변형을 막아, 높은 강성과 강도를 얻을 수 있다.

또한, 보강 부품(13)을 형성하는 사이드 실(3)의 축방향의 영역은, 전술한 바와 같이, 적어도 폐단면 부품(9)과 센터 필러 아우터(5a) 및 센터 필러 이너(5b)가 접합되는 영역이며, 이 영역을 초과하여 형성하도록 해도 좋다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, 사이드 실(3)을 구성하는 폐단면 부품(9)과 보강 부품(13)의 접합 위치와, 폐단면 부품(9)과 센터 필러 아우터(5a) 및 센터 필러 이너(5b)의 접합 위치가 겹치고 있다. 이러한 접합 위치 관계에 있으면, 차외측으로부터 다른 차가 충돌해 오는 측면 충돌시에 센터 필러(5)로부터 전달되는 힘이 사이드 실(3)을 구성하는 폐단면 부품(9)과 보강 부품(13)으로 분산되기 때문에, 보다 양호한 강도를 얻을 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 실시 형태의 차체 측부 구조(1)에 있어서는, 종래예와 같이 사이드 실에 있어서의 상하면의 전체 길이에 걸쳐 존재한 상하면 위치의 플랜지부가 존재하지 않기 때문에, 경량화의 효과가 높다.

또한, 사이드 실(3)을 구성하는 폐단면 부재의 내부에 보강 부품(13)을 형성함으로써, 폐단면 부품(9)의 단면 변형을 막아, 높은 강성과 강도를 갖고 있다.

즉, 본 실시 형태의 차체 측부 구조(1)에 있어서는, 종래예에 있어서 존재한 강성이나 강도에 기여하지 않는 플랜지부를 없애고, 강성이나 강도에 기여하는 부품에 의해 사이드 실을 구성했기 때문에, 요구되는 강성이나 강도를 유지하면서 경량화가 가능하게 되어 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 폐단면 부품(9)에 형성한 플랜지부(7)는, 아무런 기능도 갖고 있지 않은 종래예의 플랜지부와는 상이하게, 플로어 패널(15)과의 접합부로서 기능하고 있다.

또한, 플랜지부(7)의 높이 방향의 위치는, 폐단면 부품(9)의 하단일 필요는 없고, 하단보다도 높은 위치에 있어도 좋다.

(실시예)

상기와 같은 본 실시 형태에 따른 차체 측부 구조(1)의 성능 시험을 행했기 때문에, 이에 대해서 설명한다.

도 3, 도 4는 본 실시 형태에 따른 차체 측부 구조(1)의 시험체(발명예 시험체(21))의 설명도로서, 도 3이 발명예 시험체(21)를 차내측으로부터 본 사시도, 도 4가 발명예 시험체(21)의 센터 필러 이너(5b)와 사이드 실(3)의 차내측의 종벽을 제거한 상태를 차내측으로부터 본 사시도이다. 도 3, 도 4에 있어서, 발명예 시험체(21)의 각 부를 나타내는 부호는 도 1, 도 2에 붙인 것과 동일한 부호를 붙이고 있다.

또한, 발명예 시험체(21)에 있어서의 보강 부품(13)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 폐단면 부품(9)과 센터 필러 아우터(5a) 및 센터 필러 이너(5b)가 접합되는 영역으로부터 사이드 실(3)의 축방향 전후로 조금 초과하여 배치되어 있다.

도 5, 도 6은 종래예의 시험체(종래예 시험체(31))의 설명도로서, 도 5가 차내측으로부터 본 사시도, 도 6이 사이드 실 이너(33b)를 제거한 상태를 차내측으로부터 본 사시도이다. 도 5, 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 종래예 시험체(31)는, 사이드 실(33)이 개방 단면 부품의 사이드 실 이너(33b)와, 동일하게 개방 단면 부품의 사이드 실 아우터(33a)로 이루어지며, 이들 2개의 개방 단면 부품의 상하의 플랜지부(35)를 맞대어 접합함으로써 폐단면의 사이드 실(33)이 형성되어 있다. 또한, 센터 필러(36)는, 개방 단면 부품의 필러 이너(36b)와, 동일하게 개방 단면 부품의 필러 아우터(36a)로 이루어지며, 필러 아우터(36a)는 사이드 실 아우터(33a)와 접합되고, 필러 이너(36b)는 필러 아우터(36a)와 접합됨과 함께 사이드 실 이너(33b)와 사이드 실 아우터(33a) 사이에 끼워지도록 접합되어 있다.

각 시험체의 치수는, 도 3, 도 5에 나타내는 바와 같다. 또한, 사용한 재료는, 종래예와 본 발명예 모두, 전체 부품이 판두께 1.2㎜인 강판으로 했다.

도 7은, 이 실시예에 있어서의 강성 시험 방법을, 발명예 시험체(21)를 이용하여 설명하는 설명도이다. 강성 시험 방법을 도 7에 기초하여 설명한다.

발명예 시험체(21)에 있어서의 사이드 실(3)의 전후 양단면을 고정하고, 센터 필러(5)의 상방 단부에, 전(前)방향의 부하(Fx), 내방향의 부하(Fy), 상방향의 부하(Fz)를 각각 가했다. 부하 레벨은 전방향일 때를 10kN, 내방향일 때를 1kN 및, 상방향일 때를 10kN로 했다.

도 8에, 강성 시험에 의한 종래예 시험체(31)와 발명예 시험체(21)의 비교 결과를 나타낸다.

또한, 각 시험체의 강성은 단위 중량당의 강성을 구하고, 종래예 시험체(31)의 단위 중량당의 강성을 기준으로 하여, 발명예 시험체(21)의 강성비를 나타내고 있다.

도 8(a)에 나타내는 바와 같이 전방향의 부하를 가했을 때는, 발명예 시험체(21)는 종래예 시험체(31)와 비교하여 약 1.2배가 되었다. 또한, 도 8(b)에 나타내는 바와 같이, 내방향의 부하를 가했을 때는, 발명예 시험체(21)는 종래예 시험체(31)와 비교하여 약 7배가 되었다. 또한, 도 8(c)에 나타내는 바와 같이, 상방향의 부하를 가했을 때는, 발명예 시험체(21)는 종래예 시험체(31)와 비교하여 약 4배가 되었다.

이와 같이, 발명예 시험체(21)는 어느 부하 방향에 대해서도 종래예 시험체(31) 이상의 강성을 구비하고 있는 것이 실증되었다.

다음으로, 측면 충돌을 상정한 강도 시험을 행했기 때문에, 이에 대해서 설명한다.

강도 시험은, 도 9에 나타내는 바와 같이, 차외측으로부터 차내측으로 향하여 선단 반경 100㎜의 타격 펀치(37)를 초속 10m로 방출하여, 사이드 실(3)과 센터 필러(5)의 접합부를 타격했다. 타격시의 하중은 사이드 실(3)의 양단부와 센터 필러(5)의 상방 단부의 위치에 설치한 로드 셀(39)에 의해 측정했다. 그리고, 3개의 로드 셀(39)의 출력값의 합계에 의해 시험체의 성능을 평가했다.

도 10에, 강도 시험에 의한 종래예 시험체(31)와 발명예 시험체(21)와의 비교 결과를 나타낸다.

발명예 시험체(21)는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 종래예 시험체(31)에 비해 약 1.3배의 저항 하중을 나타냈다.

이상의 시험 결과로부터, 본 발명은 종래예에 비해 강성, 강도를 유지하면서 경량화하는 데에 적합한 차체 측부 구조인 것이 실증되었다.

1 : 차체 측부 구조
3 : 사이드 실
5 : 센터 필러
5a : 센터 필러 아우터
5b : 센터 필러 이너
7 : 플랜지부
9 : 폐단면 부품
13 : 보강 부품
15 : 플로어 패널
21 : 발명예 시험체
31 : 종래예 시험체
33 : 사이드 실
33a : 사이드 실 아우터
33b : 사이드 실 이너
35 : 플랜지부
36 : 센터 필러
36a : 필러 아우터
36b : 필러 이너
37 : 타격 펀치
39 : 로드 셀

Claims

사이드 실(side sill)과 센터 필러(center pillar)가 접합되어 이루어지는 차체 측부 구조로서,
상기 센터 필러는, 그의 하단측이 상기 사이드 실의 이너 및 아우터의 양외면을 덮도록 사이드 실에 접합되어 이루어지며,
상기 사이드 실은, 1매의 블랭크판을 통 형상으로 성형하여 양단부를 접합함으로써 폐(閉)단면을 구성함과 함께 상기 양단부로 이루어지는 플랜지부가 차내측에 배치되는 폐단면 부품과, 당해 폐단면 부품의 내부로서, 적어도 상기 센터 필러가 접합되어 있는 영역에 배치되고, 상기 폐단면 부품의 마주 본 종벽(vertical wall)을 연결하도록 부착되어 있는 보강 부품을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차체 측부 구조.
제1항에 있어서,
상기 폐단면 부품에 있어서의 상기 차내측의 플랜지부와 플로어 패널이 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 차체 측부 구조.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 폐단면 부품에 대한 상기 센터 필러의 접합 위치와, 상기 폐단면 부품에 대한 상기 보강 부품의 접합 위치가 겹쳐져 있는 것을 특징으로 하는 차체 측부 구조.