KR100343362B1 - 자동차의 펜더실드 레인포스먼트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 펜더실드 레인포스먼트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 펜더실드 레인포스먼트에 요철형 포밍(forming)을 추가하여 프론트 엔드부의 수직방향 내구성능을 향상시키는 펜더실드 레인포스먼트에 관한 것이다.

이를 위한 구성은 자동차의 펜더실드(30)와 프론트 엔드 패널(20)이 접합되어 만나는 부위에 덧대어지는 펜더실드 레인포스먼트에 있어서, 상기 펜더실드 레인포스먼트는 외측을 향하는 면에 차체의 상하방향으로 연속되는 적어도 2개이상의 요철을 갖는 포밍(11)이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 펜더실드 레인포스먼트이다.

따라서 본 발명은 펜더실드 및 프론트 엔드 패널에 걸리는 응력을 감소시켜 용접수명을 연장시키고 동일한 목표강성에 대해 외판의 두께를 줄일수 있어 차체 경량화를 실현할 수 있다는 특유의 효과가 있다.

Description

자동차의 펜더실드 레인포스먼트{A Fender Shield Reinforcement of Vehicles}

본 발명은 자동차의 펜더실드 레인포스먼트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 펜더실드 레인포스먼트에 요철형 포밍(forming)을 추가하여 프론트 엔드부의 수직방향 내구성능을 향상시키는 펜더실드 레인포스먼트에 관한 것이다.

일반적으로 도어나 각종 부품이 바디에 장착되기 전 단계인 차체골격모델(도 1참조)에서 엔진룸의 폐단면을 이루는 전방 및 측방 부재가 존재하는데 이 전방부재를 프론트 엔드 패널(20)이라 하고, 측방부재를 프론트 사이드 멤버(31)라 한다. 그러나 두 부재사이에 실제로 접착되는 부위는 프론트 사이드 멤버(31)의 펜더실드(30)와 프론트 엔드 패널(20)이 되는데 통상 용접으로 결합되고, 이 용접부위가 파단되는 것을 방지하고 외판을 보호하기 위하여 보강재인 레인포스먼트(이하, '레인포스'라 칭함)가 추가된다.

통상적으로 공지된 기술에 의하면, 외판의 강성은 강판의 두께에 의해 좌우되는 것으로 알려져 있는데 사실은 두께보다 곡률의 영향이 휠씬 크며 외판의 크기도 이에 관계하고 있다. 실제로 곡률반경을 감소시키면 두께의 증가없이 외판강성을 증가시킬 수 있고, 이러한 방법은 차체의 경량화 측면에서도 매우 유리하다.

도 2는 도 1의 A부위에 대한 종래의 펜더실드 레인포스의 결합상태를 도시한 평단면도이다. 도 2에서 보면 엔진룸을 외부로부터 칸막이하는 프론트 엔드 패널(20)과 펜더실드(30)가 각각 차량의 전방 및 측방에 설치되어 그 양끝단은 용접(50)으로 결합되고, 이 용접부를 포함한 상기 두개의 부재가 이루는 모서리의 외측 부위를 감싸듯이 레인포스(10)가 'ㄴ'자형으로 덧붙이게 설치된다.

상기와 같이 구성된 레인포스(10)만으로도 일정 수준의 강성증대 효과는 얻을수 있으나, 통상적으로 양산되기 전에 완성차에 실시되는 차체 내구성능 시험(일반적으로 벨지안로, 비포장로, 자갈길, 웅덩이 및 고속주행로의 각종 주행노면 등을 조합한 가혹한 조건의 테스트)에서 상기 구조의 레인포스(10)는 프론트 엔드 끝단부(22)에 발생하는 굽힘하중 및 비틀림하중을 효과적으로 흡수하지 못해, 그 부위(22)가 강성취약으로 용접점이 파단되는 등, 심각한 문제가 발생된다.

실제로 상술한 종래의 레인포스에 따른 프론트 엔드부의 내구해석 결과, 펜더실드 레인포스의 두께를 1.4t로 하였을 경우 프론드 엔드부에 분포되는 응력은 20.1(kg_f/mm²)로서 용접점의 수명은 1100km가 된다. 여기서 용접점의 수명이란 용접이 파단될 때까지의 성능시험상의 주행거리를 말한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 프론트 엔드부의 펜더실드와 프론트 엔드 패널을 연결하는 펜더실드 레인포스에 국부적으로 곡률반경을 감소시키는 구조의 포밍을 형성함으로써 외판강성을 증대시켜 최종적으로 용접점의 수명증가 및 분포하중 감소등의 내구성능을 향상시키는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 포밍을 형성하여 외판의 두께를 감소시킴으로써 차체의 경량화를 실현하는데 있다.

도 1은 통상적인 차체골격모델의 사시도,

도 2는 도 1의 A부위에 대한 종래의 펜더실드 레인포스먼트의 결합상태를 도시한 평단면도,

도 3은 도 1의 A부위에 대한 본발명의 펜더실드 레인포스먼트의 결합상태를 도시한 평단면도,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 펜더실드 레인포스먼트의 결합상태를 도시한 평단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10, 10', 10" : 펜더실드 레인포스 11 : 포밍

20 : 프론트 엔드 패널 22 : 프론트엔드 끝단부

30 : 펜더실드 31 : 프론트 사이드 멤버

50 : 용접부

상기 목적을 달성하기 위하여 연구 개발된 본 발명은, 자동차의 펜더실드와 프론트 엔드 패널이 접합되어 만나는 부위에 덧대어지는 펜더실드 레인포스먼트에 있어서, 상기 펜더실드 레인포스먼트는 외측을 향하는 면에 차체의 상하방향으로 연속되는 적어도 2개이상의 요철을 갖는 포밍이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 펜더실드 레인포스먼트이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거, 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 도 1의 A부위에 대한 본 발명의 펜더실드 레인포스의 결합상태를 도시한 평단면도이다. 도 3에서 보면 프론트 엔드 패널(20)과 펜더실드(30)를 감싸는 레인포스(10')의 외표면에 돌출하여 차량의 상하방향으로 일정 길이만큼 연속되는 포밍(11)이 형성되어 있다. 상기 포밍(11)의 길이는 레인포스(10')의 폭만큼 형성되거나 시험 데이터에 의거하여 강성취약 부위에만 적용되어도 무관하다. 또한 이러한 요철형 포밍(11)은 레인포스의 횡방향, 즉 상기 차량의 상하방향과 교차하는 방향으로 일정 간격(d)을 두고 연속되게 배열된다. 물론 본 발명에서는 3곳의 포밍부를 갖도록 실시되었으나 반드시 여기에 국한될 필요없이 다수개의 포밍부를 갖으면 바람직하다.

상기 포밍에 대한 형상의 일 실시예는 도 3에 도시된 바와 같이 각형으로 되어있다. 이는 펜더실드 레인포스(10')의 두께 증가없이 외표면을 국부적으로 돌출하게 하는 각형을 갖는 포밍(11)을 형성하여 그 포밍(11) 근방의 강성을 높이는 것 뿐만 아니라 커다란 강판을 작은 면적으로 분할하여 외판강성을 증대시키고 또 프론트 엔드 끝단부(22)에 걸리는 응력이 감소하게 되어 두 부재(20, 30) 간의 용접점 수명(50)이 연장되게 된다. 환언하면, 상기 레인포스(10')에 포밍(11)을 형성함으로써 목표하는 동일한 강성을 얻음과 동시에 외판의 두께는 줄일수 있다는 장점이 있어 차체 경량화에 크게 기여하게 된다.

상기 포밍에 대한 형상의 다른 실시예는 도 4에 도시된 바와 같은 곡면을 가지는, 웨이브 형상의 포밍이다. 도 4에서 보듯이 펜더실드 레인포스(10")의 외표면에 차량 상하방향으로 라운드된 요철형 포밍(11)을 형성하면 상기 부위의 국부 곡률반경(r)이 크게 감소되어 외판의 강성이 증대되고 프론트 엔드 끝단부(22)의 분포응력 및 프론트 엔드 패널(20)과 펜더실드(30)간의 용접수명이 크게 개선된다.

상기 포밍이 형성된 레인포스에 대한 프론트 엔드부 내구해석 결과에 의하면, 펜더실드 레인포스의 두께를 1.2t(종래 1.4t)로 감소시켜도 용접수명 및 프론트 엔드부의 응력이 각각 4000km에 17.3kg_f/mm²(종래에는 1100km에 20.1kg_f/mm²)으로 개선된 것을 알 수 있다.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명은 펜더실드와 프론트 엔드 패널을 연결하는 펜더실드 레인포스에 그 단면이 요철형인 포밍을 다수개 형성하여 용접점을 포함하여 펜더실드 및 프론트 엔드 패널에 걸리는 응력을 감소시켜 용접수명을 연장시키고 동일한 목표강성에 대해 외판의 두께를 줄일수 있어 차체 경량화를 실현할 수 있다는 특유의 효과가 있다.

Claims (3)

1. 자동차의 펜더실드(30)와 프론트 엔드 패널(20)이 접합되어 만나는 부위에 덧대어지는 펜더실드 레인포스먼트에 있어서, 상기 펜더실드 레인포스먼트는 외측을 향하는 면에 차체의 상하방향으로 연속되는 적어도 2개이상의 요철을 갖는 포밍(11)이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 펜더실드 레인포스먼트.
2. 제 1항에 있어서, 상기 요철을 갖는 포밍(11)은 각형인 것을 특징으로 하는 자동차의 펜더실드 레인포스먼트.
3. 제 1항에 있어서, 상기 요철을 갖는 포밍(11)은 웨이브 형상인 것을 특징으로 하는 자동차의 펜더실드 레인포스먼트.