KR100405549B1 - 자동차의 루프레일부 단면구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 루프레일부 단면구조에 관한 것으로, 인너패널(11)과 아우터패널(12)과 보강패널(13)의 상하단이 상호 용접되되, 상기 아우터패널(12)은 상부플랜지(12a)에 제 2플랜지(12b)가 형성되어, 이 제 2플랜지(12b)에 인너패널(11)과 보강패널(13)의 상부플랜지가 용접되며, 상기 인너패널(11)의 절곡부(11a)는 펼쳐져서 거의 평면으로 형성되는 한편, 상기 아우터패널(12)의 상부플랜지(12a)에 루프레일(20)의 단부가 레이저 용접건으로 시임용접되는 한편, 상기 인너패널(11)의 상부에 형성되는 웰드보울트(70)은 루프레일(20)에 대하여 하방으로 경사지도록 형성된 구조로 이루어진다.

즉, 인너패널(11)의 절곡부(11a)가 펼쳐지는 것에 의하여 루프레일 폐단면 면적이 확장되므로 헤드클리어런스의 축소 없이 측면강성을 향상시킬 수 있으며, 아우터패널(12)과 루프패널(20) 사이에 들뜸현상이 발생하지 않고, 또한 이들간의 접합부의 폭이 좁게 형성될 수 있게 되어 외관미가 향상될 뿐만 아니라, 상기 웰드보울트(70)가 하방으로 경사지게 형성되어 작업시 루프패널(20)에 의한 공구간섭이 줄게 되어 조립작업이 용이하게 이루어질 수 있게 된다.

Description

자동차의 루프레일부 단면구조{a section structure of roof rail part for vehicles}

본 발명은 자동차의 루프레일부 단면구조에 관한 것으로, 특히 루프레일내 폐단면의 면적이 확장되어 강성이 향상되고, 조립성과 수밀성이 향상되며, 또한 외관미가 향상되도록 된 자동차의 루프레일부 단면구조에 관한 것이다.

자동차에서 루프레일은 도 1에 도시된 바와 같이, 사이드패널(10 ; 도시된 것은 승차상태에서 좌측 사이드패널임)에서 도어가 장착되는 개구부의 어퍼라인을 형성하는 부분을 지칭하는 것으로서, 그 단면은 도 2에서와 같이 인너패널(11)과 아우터패널(12)로 이루어진 폐단면을 형성하고 있으며, 내부에 보강패널(13)이 구비된다.

상기 인너패널(11)과 아우터패널(12) 및 보강패널(13)은 각자의 양단에 형성된 플랜지들이 겹쳐진 상태에서 루프레일의 길이 방향으로 4∼5개소에 스팟용접(spot welding)이 실시되어 가접되며, 도면부호 W는 스팟용접기의 용접건이다.

한편, 자동차의 바디는 상기와 같이 가접된 상태의 양측 사이드패널(10,10′)이 플로어패널에 취부되고, 이후 상부로부터 루프패널(20)과 카울패널(30)과 패키지트레이패널(40)이 내려와 상기 사이드패널(10,10′)에 취부되어 이루어진다.(도 3참조)

여기서 상기 루프패널(20)은 도 4에 도시된 바와 같이, 사이드패널(10,10′)들의 상부 플랜지에 얹혀진 상태에서 상기 용접건(W)를 통해 30∼40 mm 간격으로 4겹 스팟용접이 실시됨으로써 장착되어지며, 양측의 접합부는 아우터패널(12)과 루프패널(20)의 플랜지가 하방으로 단차지게 형성되어 있기 때문에 오목한 홈으로 형성되고, 이 홈에는 추후에 루프몰딩(roof molding ; 도시하지 않음)이 취부되어 접합부를 가려줌으로써 외관미의 저하를 방지하도록 되어 있으며, 상기 홈은 스팟용접기의 용접건(W) 진입이 가능하도록 최소한 22mm의 폭을 가지도록 형성된다.

한편, 상기와 같이 이루어진 루프레일부의 내측에는 실내의 천정면을 이루는 헤드라이닝(80)이 덮여지게 되는데, 근래에는 이 헤드라이닝(80)의 내측으로 커튼 에어백(curtain air bag ; 50)이 설치되는 경우가 증가하고 있으며, 이 커튼에어백(50)은 브라켓(60)을 매개로 상기 인너패널(11)에 장착되며, 이 브라켓(60)은 웰드보울트(70)와 너트를 매개로 상기 인너패널(11)에 고정된다.

한편, 상기 루프레일은 차량의 측면 강성에 있어서 큰 역할을 담당하고 있으므로 인너패널(11)과 아우터패널(12)에 의해 구성되는 폐단면의 면적이 클수록 강성향상에 도움이 된다.

그러나, 상기와 같이 커튼에어백(50)이 설치된 상황에서는 폐단면의 면적을 내측으로 확장할 경우 헤드라이닝(80)과 탑승자의 머리 사이의 간격인 헤드 클리어런스(head clearance)가 줄어들게 되므로 실내 거주성이 나빠지며, 반대로 실외측으로 확장할 경우에는 차량의 외관미가 저하되므로 이러한 문제를 해결하면서 루프레일의 폐단면 면적을 확장하여 측면 강성을 향상시키는 것은 상당히 난해한 문제였다.

또한, 상기 사이드패널(10,10′)과 루프패널(20)의 접합부는 30∼40 mm 간격으로 스팟용접되므로 스팟용접점의 사이에 들뜸현상이 발생하여 수밀성이 저하되는 문제점도 있었다.

그리고 전술한 바와 같이 종래에는 사이드패널(10,10′)과 루프패널(20)의 접합부에 용접건(W)의 진입을 가능하게 하기 위하여 상기 접합부의 폭을 최소한 22mm 이상으로 형성함으로써 이에 장착되는 루프몰딩의 폭이 상당히 넓어지게 되는 바, 이는 차량의 외관미를 저하시키는 한 요인이 되었다.

또한, 상기 커튼에어백(50)을 장착하기 위한 브라켓(60)을 고정함에 있어서, 상기 웰드보울트(70)가 인너패널(11)의 상부 즉, 루프패널(20)에 근접한 위치에 거의 수평으로 형성되어 있기 때문에 웰드보울트(70)에 너트를 조일 때 공구 및 작업자의 손이 루프패널(20)에 닿게 되어 조립작업을 수행하기가 상당히 불편하다는 문제점도 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 외관미와 실내 거주성을 저하시키지 않으면서도 루프레일의 폐단면 면적이 확장되어 측면 강성이 향상되고, 접합부의 들뜸현상이 일어나지 않게 됨으로써 수밀성이 향상되며, 용접건 진입을 위한 접합부 홈의 폭이 줄어들게 되어 루프몰딩의 폭을 축소할 수 있게 됨으로써 외관미가 향상되는 한편, 인너패널에 커튼에어백 장착용 브라켓을 고정함에 있어 공구의 사용이 루프패널에 의해 방해받지 않게 되어 조립작업이 한층 수월하게 이루어질 수 있도록 된 자동차의 루프레일부 단면구조를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 자동차의 바디 중 좌측 사이드패널을 외측에서 도시한 사시도,

도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도로서 종래의 루프레일 단면도,

도 3은 자동차의 바디 사시도,

도 4는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도로서 루프패널이 장착된 상태의 단면도,

도 5는 종래 루프레일부의 전체 단면도,

도 6은 도 2의 대응도로서, 본 발명에 따른 루프레일 단면도,

도 7은 도 4의 대응도로서, 본 발명에 따른 루프레일에 루프패널이 장착된 상태의 단면도,

도 8은 도 5의 대응도로서, 본 발명에 따른 루프레일부의 전체 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10,10′: 사이드패널, 11 : 인너패널,

12 : 아우터패널, 13 : 보강패널,

20 : 루프패널, 30 : 카울패널,

40 : 패키지트레이패널, 50 : 커튼에어백,

60 : 브라켓, 70 : 웰드보울트,

80 : 헤드라이닝, W,L : 용접건,

S : 확장공간.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 인너패널과 아우터패널과 보강패널의 상하부 플랜지가 상호 접합되되, 상기 아우터패널의 상부플랜지에는 제 2플랜지가 단차지게 연장성형되어 이 제 2플랜지가 상기 인너패널과 보강패널의 상부플랜지와 접합되며, 상기 아우터패널의 상부플랜지에는 루프패널의 플랜지가 레이저 용접건으로 시임용접되는 한편, 상기 인너패널에는 커튼에어백이 브라켓을 매개로 장착되되, 이 브라켓을 인너패널에 고정시키기 위한 웰드보울트는 하방으로 경사지게 형성되는 구조로 이루어진다.

즉, 차량 중심쪽으로 연장형성된 아우터패널의 제 2플랜지에 접합되기 위하여 인너패널의 상부가 절곡된 상태에서 거의 평평하게 형성됨으로써 루프레일의 폐단면 면적이 확장되고, 루프패널의 접합을 레이저 용접기를 사용하여 시임용접을 행함으로써 접합부의 폭을 좁게 형성할 수 있으며, 상기와 같이 인너패널의 상부가 하부와 동일한 경사각을 가지게 됨으로써 이에 고정되는 웰드보울트가 종래에 비해 하방으로 형성될 수 있게 된다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 루프레일부의 루프레일 단면도로서, 인너패널(11)과 아우터패널(12)과 이들 사이의 보강패널(13)의 상하 단부가 상호 겹쳐진 상태에서스팟용접기의 용접건(W)으로 스팟용접되어 내부에 폐단면을 형성한다.

단, 상기 아우터패널(12)의 상부플랜지(12a)가 인너패널(11)이나 보강패널(13)의 상부플랜지에 겹쳐져 용접되는 것이 아니고, 상기 아우터패널(12)의 상부플랜지(12a)에서 단차지게 연장성형된 제 2플랜지(12b)에 인너패널(11)과 보강패널(13)의 상부플랜지가 겹쳐져서 용접된다.

이와 같이 측방(차량의 중심방향)으로 연장성형된 아우터패널(12)의 제 2플랜지(12b)에 인너패널(11)과 보강패널(13)의 상부플랜지들이 용접되기 위해서 상기 인너패널(11)의 경우 종래의 절곡부(11a)가 거의 펼쳐져서 평면에 가까운 상태가 되고 그 길이가 연장성형되며, 이에 맞추어 보강패널(13)의 상부플랜지도 길이가 연장된다.

따라서, 상기 인너패널(11)의 절곡부(11a)가 펼쳐진 양에 해당하는 만큼 루프레일의 폐단면 면적이 확장되게 된다.

이후 종래와 동일하게 상기와 같이 인너패널(11)과 아우터패널(12) 및 보강패널(13)이 가접된 상태의 사이드패널에 루프패널(20)이 용접되어 지는데, 도 7에 도시된 바와 같이, 루프패널(20)의 단부는 상기 아우터패널(12)의 상부플랜지(12a)에 용접되며, 용접작업은 레이저용접기의 용접건(L)으로 시임(seam)용접이 실시된다.

여기서, 루프패널(20)과 아우터패널(12)의 접합부는 종래와 마찬가지로 루프몰딩을 장착하기 위하여 오목한 홈으로 형성되는데, 이 접합부를 용접하는데는 선단부의 폭이 작은 레이저 용접건(L)이 사용되므로 용접건(L)이 진입하여 작업을 수행하는데 넓은 공간이 필요 없게 되므로 접합부의 폭이 12∼15mm 정도로 좁게 형성될 수 있다.

또한, 상기 레이저 용접건(L)을 통해서 시임용접이 실시되므로, 아우터패널(12)과 루프패널(20)의 사이에는 들뜸현상이 발생하지 않게 된다.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 커튼에어백(50)은 브라켓(60)을 매개로 상기 인너패널(11)의 하부에 장착되는데, 상기 브라켓(60)은 인너패널(11)에 형성된 웰드보울트(70)와 이에 체결되는 너트(도시하지 않음)에 의해 인너패널(11)에 고정된다.

이때, 상기 웰드보울트(70)는 인너패널(11)의 상부면에 수직으로 형성되는데, 종래에 루프패널(20)에 대하여 거의 수직상태로 절곡되어 있던 인너패널(11)의 상부면이 절곡부(11a)가 거의 펼쳐진 상태로 형성됨으로써 웰드보울트(70)가 루프패널(20)과 평행에 가까운 상태에서 하방으로 크게 경사진 상태로 형성되게 된다.

이후, 헤드라이닝(80)이 장착되어 루프패널(20)의 하부면 전체와 루프레일의 실내측면을 감싸게 된다.

전술한 바와 같이 본 발명은 인너패널(11)의 절곡부(11a)를 펼침으로써 루프레일의 폐단면 면적을 확장하였다.

즉, 커튼에어백(50)이나 헤드라이닝(80)이 실내측으로 밀려 들어가지 않는 상태로 루프레일의 폐단면 면적을 확장하였기 때문에 헤드클리어런스가 줄어들지 않게 됨으로써 실내 거주성이 저하되지 않게 되며, 마찬가지로 폐단면 면적을 증가시키기 위하여 아우터패널을 외측으로 확장성형한 것이 아니기 때문에 차량의 외관미 저하가 일어나지 않는다.

또한, 상기 루프패널(20)과 아우터패널(12)의 접합부는 시임용접되기 때문에 들뜨는 부분이 있을 수 없으므로 완벽한 수밀작용이 이루어진다.

그리고, 레이저 용접건(L)이 사용됨으로써 상기와 같이 루프패널(20)과 아우터패널(12)의 접합부 폭이 줄어들게 되며, 이에 의해 이 접합부에 장착되는 루프몰딩의 폭도 줄어들게 되어 루프몰딩에 의한 외관미 저하정도가 완화될 수 있게 된다.

또한, 상기 웰드보울트(70)가 루프패널(70)과 수평방향으로 위치되지 않고 하방으로 경사지게 형성되므로 웰드보울트(70)에 너트를 조일 때 공구 및 작업자의 손이 루프패널(20)에 닿지 않게 되므로 작업이 매우 용이해지게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 내향확장으로 인한 헤드클리어런스 축소나 외향확장으로 인한 외관미 저하를 발생시키지 않으면서 루프레일의 폐단면 면적을 확장시켜 차체의 측면 강성을 향상시킬 수 있고, 들뜸현상을 방지하여 수밀성이 향상되며, 루프패널과 아우터패널의 접합부의 폭이 줄게 되어 좁은 폭의 루프몰딩을 장착하게 됨으로써 지나치게 넓은 폭의 루프몰딩 장착으로 인한 외관미의 저하를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 또한 웰드보울트가 하방으로 경사지게 형성됨으로써 공구의 진입이 용이하게 되어 작업이 수월하게 이루어지게 되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 인너패널(11)과 아우터패널(12)과 이들 사이의 보강패널(13)의 상하부 플랜지들이 서로 겹쳐진 상태에서 용접되는 자동차의 루프레일부 단면구조에 있어서,

   상기 인너패널(11)의 절곡부(11a)가 펼쳐지고, 상기 아우터패널(12)의 상부플랜지(12a)에는 제 2플랜지(12b)가 단차지게 연장성형되며, 보강패널(13)의 상단부의 길이가 연장되어, 인너패널(11)의 상부플랜지와 보강패널(13)의 연장된 상단부와 아우터패널(12)의 제 2플랜지(12b)가 서로 겹쳐져 용접됨으로써 루프레일의 폐단면 면적이 확장되도록 된 것을 특징으로 하는 자동차의 루프레일부 단면구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 아우터패널(12)의 상부플랜지(12b)에 루프패널(20)의 단부가 레이저 용접건(L)으로 시임용접되는 것을 특징으로 하는 자동차의 루프레일부 단면구조.
3. 제 1항에 있어서, 상기 인너패널(11)의 웰드보울트(70)가 루프패널(20)에 대하여 하방으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 루프레일부 단면구조.