KR101090707B1 - Door impact beam for vehicle and method for manufacturing of it - Google Patents

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KR101090707B1 KR1020090103733A KR20090103733A KR101090707B1 KR 101090707 B1 KR101090707 B1 KR 101090707B1 KR 1020090103733 A KR1020090103733 A KR 1020090103733A KR 20090103733 A KR20090103733 A KR 20090103733A KR 101090707 B1 KR101090707 B1 KR 101090707B1
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Abstract

본 발명은 차량의 측면 충돌시 발생하는 충격에 대한 강성을 보강하는 자동차용 도어 임팩트 빔 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a door impact beam for a vehicle for reinforcing rigidity against impact generated during side impact of a vehicle and a method of manufacturing the same.

본 발명은 내부에 박스공간이 조성되도록 한쌍의 가로부재와 세로부재가 일체로 형성되어 "

Figure 112009066621183-pat00001
"자 단면을 가지며, 도어 아우터패널과 평행하게 배치된 가로부재가 원호형태의 단면구조로 이루어짐으로써, 차량의 측면충돌시 도어의 아우터패널로부터 입력되는 하중을 가장 효율적으로 흡수할 수 있는 자동차용 도어 임팩트 빔을 제공한다.According to the present invention, a pair of horizontal members and vertical members are integrally formed to form a box space therein.
Figure 112009066621183-pat00001
"Horizontal member having a cross section and a horizontal member arranged in parallel with the door outer panel has an arc-shaped cross-sectional structure, so that the load input from the outer panel of the door can be most efficiently absorbed in the event of a side collision of the vehicle. Provide an impact beam.

또한, 본 발명은 상기 가로부재 및 세로부재가 알루미늄 재질로 압출성형된 후, 400~500℃의 온도에서 2시간 동안 열처리 됨으로써 인장강도 430MPa, 연신율 12%를 확보할 수 있는 자동차용 도어 임팩트 빔의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention after the horizontal member and the vertical member is extruded from aluminum, the heat treatment for 2 hours at a temperature of 400 ~ 500 ℃ of the door impact beam for a car that can secure a tensile strength of 430MPa, elongation 12% It provides a manufacturing method.

도어 임팩트 빔, 아우터패널, 인너패널, 알루미늄 재질, 압출 성형 Door impact beam, outer panel, inner panel, aluminum material, extrusion molding

Description

자동차용 도어 임팩트 빔 및 그 제조방법{Door impact beam for vehicle and method for manufacturing of it}Door impact beam for automobile and its manufacturing method {Door impact beam for vehicle and method for manufacturing of it}

본 발명은 자동차용 도어 임팩트 빔 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 측면 충돌시 발생하는 충격에 대한 강성을 보강하는 자동차용 도어 임팩트 빔 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a door impact beam for a vehicle and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a door impact beam for a vehicle and a method for manufacturing the same to reinforce rigidity against the impact generated during side impact of the vehicle.

자동차 충돌사고는 인간이 자동차 문명을 발전시킨 이래 누려온 편의성의 대가이기 때문에 많은 사람들이 충돌사고시 승객의 사망과 상해를 기술적으로 감소시키기 위해 여러 가지 노력을 기울여 왔다. Since car crashes are the price of convenience that humans have enjoyed since the development of car civilization, many people have made various efforts to technically reduce the death and injury of passengers in a crash.

하지만 지금까지 개발·적용된 충돌안전대책의 내용을 살펴보면, 주로 승용차의 정면 충돌시의 승객상해를 감소시키는데 치중되어 왔다는 것을 알 수 있다. However, the contents of the collision safety measures that have been developed and applied so far have been mainly focused on reducing passenger injuries in the frontal collision of passenger cars.

충돌사고 가운데 가장 빈번히 발생하고 승객에게 치명적인 상해를 가장 많이 입혔던 사고가 정면충돌사고였기 때문이다. The most frequent accidents and the most fatal injuries to passengers were head-on collisions.

물론 측면충돌안전을 위해서도 다소의 노력을 해오기는 했지만, 정면충돌안 전대책에 비하면 그 성과가 미미하여, 승용차 충돌사고로 인한 사망자 중 측면충돌사고에 의한 사망자의 비율이 매년 증가해 왔다.Of course, some efforts have been made for the safety of side collisions, but the results are insignificant compared to the countermeasures against frontal collisions, and the rate of deaths from side collisions has increased every year.

자동차 설계자들은 이에 대응하기 위해 도어 내부에 임팩트 빔(IMPACT BEAM)과 임팩트 프레임(IMPACT FRAME)이라는 보강재를 추가시켜 왔으며, 근래에는 굽힘강성이 높고, 제작성 및 중량이 가벼운 고장력강 파이프 형상의 부재를 적용해 왔다.Automotive designers have added reinforcement materials such as IMPACT BEAM and IMPACT FRAME to the inside of the door to cope with this, and recently, high tensile steel pipes with high bending stiffness, low manufacturability and light weight have been applied. I have been.

상기 임팩트 빔은 자동차 도어의 인사이드 패널과 아웃사이드 패널 사이에 가로로 설치되는 빔형태의 보강재로써, 점차적으로 강화되고 있는 차량의 측면 충돌 법규 규제에 대한 대응책으로서 중요성이 커지고 있는 실정이다.The impact beam is a beam-shaped reinforcement that is horizontally installed between the inside panel and the outside panel of the automobile door, and is increasingly important as a countermeasure against the lateral collision law regulation of the vehicle that is gradually being reinforced.

도 1에서 도시한 바와 같이, 도어는 아우터패널(12)과 인너패널(11)에 의해 폐단면을 이루고, 도어 임팩트임팩트 빔(1)은 일자형상의 빔으로서 인너패널(11)의 양단에 구비되는 빔고정브라켓트(3)에 의해 도어의 인사이드 패널 상에 가로로 설치된다.As shown in FIG. 1, the door is closed by the outer panel 12 and the inner panel 11, and the door impact beam 1 is provided at both ends of the inner panel 11 as a straight beam. It is installed horizontally on the inside panel of the door by the beam fixing bracket (3).

이때, 상기 빔고정브라켓트(3)는 도어 인너패널(11) 상에 용접되어 고정된다.At this time, the beam fixing bracket 3 is welded and fixed on the door inner panel 11.

상기 임팩트 빔(1)은 차량의 측면 충돌시 충돌 에너지를 흡수하여 운전자나 승객에게 전달되는 충격을 최소화하여 운전자 및 탑승객의 상해치를 저감한다.The impact beam 1 absorbs collision energy during side impact of the vehicle and minimizes the shock transmitted to the driver or passenger, thereby reducing the injury of the driver and the passenger.

또한 상기 임팩트 빔(1)은 차량의 측면 충돌 시 차량의 측면으로 충돌체가 뚫고 들어오거나, 도어 인너패널(11)이 굴곡되어 돌출되면서 운전자와 탑승자에게 상해를 유발시키는 것을 최소화한다.In addition, the impact beam 1 minimizes causing an injury to the driver and the occupant as the impact body penetrates into the side of the vehicle or the door inner panel 11 is bent and protruded during the side collision of the vehicle.

그러나, 종래의 도어 임팩트 빔(1)은 단순 중공부를 갖는 단면으로 구성되어 있어 에너지 흡수율이 작으며, 도어의 실내 밀림량이 과다하여 탐승자의 골반, 허리 등에 상해를 입히는 문제점이 있다.However, the conventional door impact beam 1 is composed of a cross section having a simple hollow part, so the energy absorption rate is small, and the indoor sliding amount of the door is excessive, which causes injury to the pelvis, the waist of the occupant, and the like.

또한, 종래의 도어 임팩트 빔(1)은 스틸 재질로 되어 있어 차량의 중량을 증가시켜 연비가 저하되는 문제점이 있다.In addition, the conventional door impact beam (1) is made of steel, there is a problem that the fuel economy is reduced by increasing the weight of the vehicle.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래의 관련선행기술로서, 등록특허 10-0589008호에는 도어 임팩트 빔이 마운팅 바의 삽입이 이루어지는 중공부를 가지면서, 외부면으로는 차량의 측면 충돌에 따른 에너지 흡수율을 극대화시키도록 다수개의 돌출리브를 형성시킨 구조로 구성되었으나, 상기 다수의 돌출리브는 복잡한 형상으로 이루어지고, 이를 제작하기 위한 금형 또한 복잡해지므로 제작하기가 어려운 단점이 있다.As a related related prior art for solving the above problems, Patent No. 10-0589008 has a hollow portion in which the door impact beam is inserted into the mounting bar, the outer surface of the energy absorption rate according to the side impact of the vehicle It is composed of a structure in which a plurality of protruding ribs are formed to maximize, but the plurality of protruding ribs are made in a complicated shape, and the mold for manufacturing them is also complicated, which makes it difficult to manufacture.

또한, 등록특허 10-0568679호에는 도어 임팩트 빔이 어퍼부재와 로워부재가 결합되고, 상기 어퍼 부재와 로워부재 중 적어도 하나에는 절곡부가 형성되며, 상기 로워부재는 좌측부와 우측부가 상측으로 갈수록 옆으로 벌어지는 방향으로 경사지게 형성되고, 좌측부의 하단과 우측부의 하단 사이에 하측부가 일체로 형성되어 있으나, 상기와 같은 임팩트 빔은 구조가 복잡하고 부품수 및 공정수가 증가되는 단점이 있다.In addition, the door impact beam is coupled to the upper member and the lower member, the bent portion is formed in at least one of the upper member and the lower member, the lower member has a left side and a right side toward the upper side It is formed to be inclined in the opening direction, and the lower part is integrally formed between the lower end of the left side and the lower end of the right side, but the impact beam has a disadvantage in that the structure is complicated and the number of parts and the number of processes are increased.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, "

Figure 112009066621183-pat00002
" 자의 단면을 가지면서 도어 아우터패널과 평행하게 배치된 가로부재가 일정한 곡률반경을 원호형태의 단면을 갖는 곡면구조로 이루어짐으로써, 차량의 측면충돌시 에너지 흡수율을 극대화할 수 있는 자동차용 도어 임팩트 빔을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, "
Figure 112009066621183-pat00002
"The horizontal member arranged in parallel with the door outer panel while having a cross section of the ruler has a curvature structure with an arc-shaped cross section with a constant radius of curvature. The purpose is to provide.

또한, 본 발명은 알루미늄 재질로 압출성형하여 제작함으로써, 차체 중량을 감소시켜 연비를 향상시킬 수 있는 자동차용 도어 임팩트 빔의 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, the present invention is another object to provide a method of manufacturing a door impact beam for automobiles that can improve the fuel efficiency by reducing the weight of the vehicle body by manufacturing by extrusion molding of aluminum material.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 차량의 측면 충돌시 도어의 강성을 보강하기 위해,The present invention for solving the above problems to reinforce the rigidity of the door during side impact of the vehicle,

한쌍의 가로부재와 세로부재가 일체로 형성되어 "

Figure 112009066621183-pat00003
"자 단면을 가지며, 도어 아우터패널과 평행하게 배치된 가로부재가 원호형태의 단면구조로 이루어지며, 돌기부가 가로부재에서 연장됨으로써, 차량의 측면충돌시 도어의 아우터패널로부터 입력되는 하중을 가장 효율적으로 흡수할 수 있는 자동차용 도어 임팩트 빔을 제공한다.A pair of horizontal members and vertical members are formed integrally with "
Figure 112009066621183-pat00003
"Horizontal members having a ruler cross section and arranged in parallel with the door outer panel have an arc-shaped cross-sectional structure, and the protrusions extend from the horizontal member, so that the load input from the outer panel of the door in the event of side collision of the vehicle is most efficient. Provides a door impact beam for automobiles that can be absorbed by the.

또한, 본 발명은 상기 "

Figure 112009066621183-pat00004
" 단면의 가로부재 및 세로부재가 알루미늄 재 질로 압출성형된 후, 400~500℃의 온도에서 2시간 동안 열처리 됨으로써 인장강도 430MPa, 연신율 12%를 확보할 수 있는 자동차용 도어 임팩트 빔의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention is "
Figure 112009066621183-pat00004
"After the horizontal and vertical members of the cross section are extruded from aluminum material, heat treatment is carried out at 400 to 500 ° C for 2 hours to produce a door impact beam for automobiles that can secure a tensile strength of 430 MPa and an elongation of 12%. to provide.

본 발명에 따른 자동차용 도어 임팩트 빔 및 이의 제조방법은 다음과 같은 장점이 있다.The door impact beam for a vehicle and a method for manufacturing the same according to the present invention have the following advantages.

1. 가로부재와 세로부재의 조합에 의해 "

Figure 112009066621183-pat00005
" 단면 구조를 적용하고, 가로부재가 일정한 곡률반경을 갖는 원호 형태의 단면구조를 가짐으로써, 차량의 측면충돌시 충돌하중을 가장 효율적으로 흡수할 수 있고, 도어의 실내 침입량을 최소화할 수 있다.1. By the combination of horizontal and vertical members,
Figure 112009066621183-pat00005
"By applying a cross-sectional structure and having a circular cross-sectional structure with a horizontal curvature having a constant radius of curvature, the collision load can be most efficiently absorbed during side collision of the vehicle, and the amount of interior penetration of the door can be minimized. .

2. 상기 가로부재 및 세로부재가 알루미늄 재질로 압출성형됨으로써, 차량의 측면 충돌 법규를 만족시키면서 차량의 중량을 저감하여 연비를 향상시킬 수 있다.2. Since the horizontal member and the vertical member are extruded from aluminum, fuel efficiency can be improved by reducing the weight of the vehicle while satisfying the side collision law of the vehicle.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 도어 임팩트 빔의 장착상태를 보여주는 분해사시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 도어 임팩트 빔을 위에서 본 모습을 나타내는 결합단면도이고, 도 6은 도 5의 B-B 단면도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도어 임팩트 빔의 장착상태를 보여주는 분해사시도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도어 임팩트 빔을 위에서 본 모습을 나타내는 결합단면도이고, 도 9는 도 8의 C-C 단면도이다.4 is an exploded perspective view illustrating a mounting state of a door impact beam according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a view of the door impact beam according to an exemplary embodiment of the present invention as viewed from above. 6 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 5, and FIG. 7 is an exploded perspective view illustrating a mounting state of a door impact beam according to another embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a view of the door impact beam according to another embodiment of the present invention as viewed from above. 9 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 8.

본 발명은 차량의 측면 충돌시 발생하는 충격에 대한 강성을 보강하는 자동차용 도어의 임팩트 빔에 관한 것이다.The present invention relates to an impact beam of an automobile door that reinforces rigidity against impact generated during side impact of a vehicle.

본 발명에 따른 도어 임팩트 빔(10)은 차량의 측면 충돌시 발생하는 충격을 가장 효율적으로 흡수할 수 있는 단면구조를 제공한다.Door impact beam 10 according to the present invention provides a cross-sectional structure that can most efficiently absorb the impact generated during the side impact of the vehicle.

또한, 본 발명에 따른 도어 임팩트 빔(10)은 알루미늄 재질로 압출성형됨으로써, 차체의 중량을 저감시켜 연비를 향상시킬 수 있다.In addition, the door impact beam 10 according to the present invention is extruded from an aluminum material, thereby reducing the weight of the vehicle body to improve fuel economy.

상기 도어 임팩트 빔(10)은 도어 인너패널(11)의 양단에 구비된 빔고정브라켓(13)에 의해 장착됨으로써, 차량의 측면 충돌시 충돌 에너지를 흡수하여 운전자나 승객에게 전달되는 충격을 최소화하여 운전자 및 탑승객의 상해치를 저감한다.The door impact beam 10 is mounted by beam fixing brackets 13 provided at both ends of the door inner panel 11, thereby minimizing the shock transmitted to the driver or passenger by absorbing collision energy during side impact of the vehicle. Reduce the injuries of drivers and passengers.

여기서, 본 발명은 차량 측면 충돌 법규를 만족하면서 차체 중량을 최대한 줄이고자 한다.Here, the present invention seeks to reduce the body weight as much as possible while satisfying the vehicle side collision law.

이를 위해, 본 발명은 한쌍의 가로부재(14) 및 세로부재(15)가 폐단면을 이루고, 상기 폐단면의 네 모퉁이에 돌기부(14a)가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 도어 임팩트 빔(10)을 제공한다.To this end, the present invention is a pair of horizontal member 14 and the vertical member 15 forms a closed end surface, the door impact beam 10 for a vehicle, characterized in that the projection 14a is formed in the four corners of the closed end surface. To provide.

표 1은 빔의 단면 구조에 따른 단면계수를 비교한 것이다.Table 1 compares the cross-sectional coefficients according to the cross-sectional structure of the beams.

Figure 112009066621183-pat00006
Figure 112009066621183-pat00006

표 1에서 1번은 기존의 스틸 재질로서 원형 튜브형태로 이루어진 도어 임팩트 빔의 단면계수 및 중량을 나타내고, 2~26번은 알루미늄 재질로서 단순한 원형단면 구조가 아닌 도어 임팩트 빔의 단면계수 및 중량을 나타낸다.In Table 1, No. 1 represents the cross-sectional coefficient and weight of the door impact beam made of a conventional steel material in the form of a circular tube, and Nos. 2 to 26 represent the cross-sectional coefficient and weight of the door impact beam, rather than a simple circular cross-sectional structure made of aluminum.

본 발명의 바람직한 일실시예는 표 1을 나타낸 바와 같이, 단면계수가 가장 큰 타입(TYPE) 3_3_2의 도어 임팩트 빔(10)을 채택한다.As shown in Table 1, the preferred embodiment of the present invention employs the door impact beam 10 of the type TYPE 3_3_2 having the largest cross-sectional coefficient.

도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 타입 3_3_2에 따른 도어 임팩트 빔(10)은 "

Figure 112009066621183-pat00007
" 자 단면 구조로 이루어지고, 가로부재(14)와 세로부재(15)가 각각 한쌍을 이루어 폐단면을 형성한다.4 to 6, the door impact beam 10 according to type 3_3_2 is "
Figure 112009066621183-pat00007
"Is made of a cross-sectional structure, the horizontal member 14 and the vertical member 15 are each paired to form a closed cross-section.

상기 도어 임팩트 빔(10)은 차체 폭방향 단면을 기준으로 외측과 내측에 각각 위치한 한쌍의 가로부재(14)와, 상기 가로부재(14)사이를 연결하는 한쌍의 세로부재(15)와, 상기 가로부재(14)의 양단부에서 일정한 곡률로 연장되어 돌출형성된 돌기부(14a)로 구성된다.The door impact beam 10 includes a pair of horizontal members 14 positioned on the outside and the inside of the vehicle widthwise cross section, a pair of vertical members 15 connecting the horizontal members 14, and Consists of a protrusion (14a) protruding to extend at a constant curvature at both ends of the horizontal member (14).

상기 가로부재(14)와 세로부재(15)의 구조를 더욱 상세하게 설명하면, 상기 가로부재(14)는 차체 길이방향으로 도어 아우터패널(12)과 평행하게 형성되고, 차체 폭방향 단면에서 일정한 곡률로 원호단면을 갖는 곡면구조로 이루어진다.When explaining the structure of the horizontal member 14 and the vertical member 15 in more detail, the horizontal member 14 is formed in parallel to the door outer panel 12 in the vehicle body longitudinal direction, constant in the cross section of the vehicle body width direction It has a curved structure having an arc cross section with curvature.

상기 세로부재(15)는 두개의 가로부재(14) 사이를 차체 폭방향으로 연결하며, 두개의 세로부재(15)가 평행하게 형성되어 있다.The vertical member 15 is connected between the two horizontal members 14 in the vehicle body width direction, the two vertical members 15 are formed in parallel.

그리고, 상기 한쌍의 가로부재(14) 중 도어 아우터패널(12)과 가까운 가로부재(14)의 원호각(예를 들어, 40°)이 반대쪽에 있는 가로부재(14)의 원호각(36°)보다 상대적으로 크게 형성되고, 차폭방향단면을 기준으로 내측에 있는 가로부재(14)의 원호길이가 외측에 있는 가로부재(14)의 원호길이보다 더 짧다.In addition, an arc angle (36 °) of the horizontal member 14 in which the arc angle (for example, 40 °) of the horizontal member 14 close to the door outer panel 12 of the pair of horizontal members 14 is opposite. It is formed relatively larger than), and the arc length of the horizontal member 14 on the inner side with respect to the vehicle width direction cross section is shorter than the arc length of the horizontal member 14 on the outer side.

이와 같이 상기 차폭방향단면을 기준으로 내측에 있는 가로부재의 원호각(40°)을 크게하고 원호길이를 짧게 하는 경우 외부에서 들어오는 하중에 대하여 집중할 수 있고, 외측에 있는 가로부재의 원호각(36°)을 작게 하고 원호길이를 길게 하는 경우 외부 하중 부담 후 빔이 부러지지 않고 엿가락처럼 늘어나는데 도움이 되도록 한다.As such, when the arc angle (40 °) of the horizontal member on the inner side of the vehicle width direction section is increased and the arc length is shortened, it is possible to concentrate on the load from the outside, and the arc angle (36) of the horizontal member on the outside. In the case of making small) and long arc length, it is helpful to help the beam not to be broken but to be stretched like a sack after external load.

이때, 상기 가로부재(14)의 외측면은 곡면으로 볼록하게 형성되고, 폐단면 중 일측면을 이루는 가로부재(14)의 내측면은 평면으로 형성되어, 가로부재(14)의 가운데로 갈수록 상대적으로 더 두껍다.At this time, the outer surface of the horizontal member 14 is formed convexly convex, the inner surface of the horizontal member 14 forming one side of the closed end surface is formed in a plane, relative to the center of the horizontal member 14 Thicker as.

도 7 내지 도 9에 도시한 바와 같이, 타입 4에 따른 도어 임팩트 빔(20)의 단면구조는 내부에 중공부를 갖는 사각형 단면의 튜브 구조로 이루어지고, 사각형 단면의 상부 모서리 내부에 리브 살이 추가되어 있다.As shown in Figures 7 to 9, the cross-sectional structure of the door impact beam 20 according to the type 4 is made of a tube structure of a rectangular cross section having a hollow portion therein, rib ribs are added inside the upper edge of the rectangular cross section have.

상기 사각형 단면 중 도어 아우터패널(12)과 마주보는 면은 일정한 곡률을 갖는 곡면으로 이루어진다.The surface facing the door outer panel 12 of the rectangular cross section is made of a curved surface having a constant curvature.

상기 타입 4에서 도어 아우터패널(12)과 마주보는 사각형 단면의 외측면과, 타입 3_3_2에서 가로부재(14)의 외측면이 원호형태의 곡면 구조로 이루어진 경우에 평면일 경우보다 하중을 흡수하는데 더 유리하다.In the type 4, the outer surface of the rectangular cross section facing the door outer panel 12, and in the type 3_3_2 when the outer surface of the horizontal member 14 is formed of an arc-shaped curved structure is more absorbed to the load than the plane It is advantageous.

또한, 도어 아우터패널(12)이 곡면구조로 형성되어 있기 때문에 도어 임팩트 빔(10)의 외측면을 도어 아우터패널(12)과 동일하게 곡면으로 형성하는 경우 도어 아우터패널(12)과 도어 임팩트 빔(10) 사이를 실링하는데 더 유리하다.In addition, since the door outer panel 12 is formed in a curved structure, when the outer surface of the door impact beam 10 is formed in the same curved surface as the door outer panel 12, the door outer panel 12 and the door impact beam are formed. It is more advantageous to seal between 10.

상기 세로부재(15)는 차체 폭방향으로 평행하게 형성되며 가로부재(14)를 연결하고, 세로부재(15)와 가로부재(14)가 만나는 부위가 라운드지게 형성되어 있다.The vertical member 15 is formed in parallel in the vehicle body width direction and connects the horizontal member 14, and the portion where the vertical member 15 and the horizontal member 14 meet is formed to be rounded.

본 발명은 상기와 같은 단면구조와 도어 임팩트 빔(10)의 재질로 알루미늄을 채택함으로써, 도어패널의 차체 폭방향 강도를 보강하여 차량의 측면 충돌 법규를 만족시킬 수 있을 뿐만 아니라, 차체의 전체 중량을 저감시킬 수 있다.The present invention adopts aluminum as the material of the cross-sectional structure and the door impact beam 10 as described above, thereby reinforcing the vehicle body width direction strength of the door panel to satisfy the side impact regulations of the vehicle, as well as the total weight of the vehicle body Can be reduced.

본 발명에 따른 도어 임팩트 빔(10)은 알루미늄 재질(AL7021)로 압출성형에 의해 제조되고, 알루미늄 압출 후 T7 조건에 의해 열처리를 수행한다.The door impact beam 10 according to the present invention is manufactured by extrusion molding of aluminum material AL7021, and heat treatment is performed under T7 conditions after aluminum extrusion.

즉, 가열로에서 도어 임팩트 빔(10)을 400~500℃의 온도로 가열한 다음 가열로에서 다시 꺼내 실내온도(상온)에서 2시간동안 방치하고(자연시효), 그 다음 124도로 재가열한 후 20시간동안 방치한다(인공시효).That is, after heating the door impact beam 10 to a temperature of 400 ~ 500 ℃ in the furnace, and again taken out of the furnace and left for 2 hours at room temperature (room temperature) (natural aging), and then reheated to 124 degrees Leave for 20 hours (artificial aging).

이와 같은 조건으로 열처리함에 따라 인장강도 약 450MPa, 연신율 12%를 확보할 수 있고, 알루미늄 재질로 사용하는 7000계 알루미늄 합금의 응력부식균열성을 저하시키고 인성이 증대되어 충격하중에 견디는 성능이 향상되는 효과를 갖는다.As a result of heat treatment under these conditions, tensile strength of about 450 MPa and elongation of 12% can be ensured, and the stress corrosion cracking property of the 7000-based aluminum alloy used as aluminum material is reduced and the toughness is increased, thereby improving the resistance to impact loads. Has an effect.

표 2는 열처리 종류에 따른 도어 임팩트 빔(10)의 기계적 성질을 나타낸다.Table 2 shows the mechanical properties of the door impact beam 10 according to the type of heat treatment.

Figure 112009066621183-pat00008
Figure 112009066621183-pat00008

상기 표 2를 참조하면, T5의 조건으로 열처리를 한 경우 잔류응력을 제거할 수 있고 치수를 안정화할 수 있다.Referring to Table 2, when the heat treatment under the conditions of T5 can remove the residual stress and stabilize the dimensions.

그리고, T6의 조건으로 열처리를 한 경우 강도를 높이고 조직이 균일하나 취성이 약한 단점이 있었다.In addition, in the case of heat treatment under the condition of T6, the strength was increased and the structure was uniform, but the brittleness was weak.

마지막으로 T7의 조건으로 열처리를 한 경우 강도를 높일 뿐만 아니라 인성이 증대되었다.Finally, the heat treatment under the condition of T7 not only increased the strength but also increased the toughness.

본 발명의 일실시예에 따른 빔고정브라켓(13)은 알루미늄 재질(AL5052)로 압출성형되었고, 인장강도 240~290MPa을 확보할 수 있다.Beam fixing bracket 13 according to an embodiment of the present invention was extruded from an aluminum material (AL5052), it can secure a tensile strength 240 ~ 290MPa.

이때, 상기 도어 임팩트 빔(10)과 브라켓(13)은 도어 인너패널(11)에 tig 용접된 후 인너패널(11)을 셀프 피어싱하여 장착된다.In this case, the door impact beam 10 and the bracket 13 are welded to the door inner panel 11 and then mounted by self-piercing the inner panel 11.

본 발명에 따른 도어 임팩트 빔(10)의 굽힘강도를 검증하기 위해 차량의 측면 충돌 법규에 따른 시험을 하였다.In order to verify the bending strength of the door impact beam 10 according to the present invention was tested according to the side impact law of the vehicle.

도 10은 차량 측면 충돌법규에 따른 측면충돌시험방법을 설명하기 위한 개략도이다.10 is a schematic view for explaining a side collision test method according to the vehicle side collision law.

상기 차량의 측면 충돌 법규에 따른 시험방법을 살펴보면, 일정한 중량을 갖는 원통형태의 가압지그(16)를 도 10에 도시한 바와 같이 차량의 폭방향으로 일정한 속도로 이동시켜 도어패널의 폭방향으로 일정한 깊이까지 힘을 가한다.Looking at the test method according to the side impact law of the vehicle, as shown in Figure 10, the cylindrical jig 16 having a constant weight is moved at a constant speed in the width direction of the vehicle is fixed in the width direction of the door panel Force to depth

이때, 차량 측면 충돌 초기에는 충돌 전 도어패널에서 가압지그(16)를 차체 폭방향으로 6인치만큼 이동시켰고, 중간에는 가압지그(16)를 12인치 만큼 안쪽으로 이동시켰으며, 최종적으로 18인치 만큼 이동시켰다.At this time, at the beginning of the vehicle side collision, the pressing jig 16 was moved by 6 inches in the width direction of the vehicle body before the collision, and in the middle, the pressing jig 16 was moved inward by 12 inches, and finally 18 inches. Moved.

상기 도어 임팩트 빔(10)은 도어 아우터패널(12)로부터 입력되는 하중에 대해 견디게 되는데, 외부의 입력하중에 대해 견디는 도어 임팩트 빔(10)의 반력을 측정한 결과는 다음 표 3a 및 표 3b와 같다.The door impact beam 10 withstands the load input from the door outer panel 12. The result of measuring the reaction force of the door impact beam 10 withstanding the external input load is shown in Tables 3a and 3b. same.

표 3a는 본 발명에 따른 가로부재가 원호 단면(곡면)을 갖는 도어 임팩트 빔(10)(Type 3_3_2)의 측정 데이터이고, 표 3b는 가로부재(14)가 직선 단면(평면)을 갖는 도어 임팩트 빔(TB1)의 측정 데이터이다.Table 3a shows measurement data of the door impact beam 10 (Type 3_3_2) in which the horizontal member has an arc cross section (curved surface), and Table 3b shows the door impact in which the horizontal member 14 has a straight cross section (plane). Measurement data of the beam TB1.

Figure 112009066621183-pat00009
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Figure 112009066621183-pat00010
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차량 측면 충돌 법규에 따르면 가압지그(16)가 6인치, 12인치, 18인치 깊이까지 순차적으로 이동하였을 때 법규에 따른 외부하중에 의해 견뎌야 하는 도어의 반력은 1021kgf, 1588kgf, 3175kgf이다.According to the vehicle side impact legislation, when the pressing jig 16 moves sequentially to a depth of 6 inches, 12 inches, and 18 inches, the reaction force of the door to withstand the external load according to the legislation is 1021 kgf, 1588 kgf, and 3175 kgf.

표 3a에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 가로부재(14)가 원호단면(곡면) 구조로 이루어진 도어 임팩트 빔(10)(타입 3_3_2)을 적용한 도어의 경우, 외부하중에 의해 견딜 수 있는 프런트 도어의 반력은 1251kgf, 2492kgf, 6007kgf로서 법규에 따른 강도 대비 모두 120% 이상을 만족시켰다. As shown in Table 3a, in the case of the door to which the horizontal member 14 according to the present invention is applied to the door impact beam 10 (type 3_3_2) consisting of an arc cross section (curved surface) structure, the front door that can withstand the external load The reaction force of was 1251kgf, 2492kgf, 6007kgf, which satisfied more than 120% of the strength according to the law.

그리고, 본 발명에 따른 원호단면의 도어 임팩트 빔(14)을 적용한 도어의 경우, 외부하중에 의해 견딜 수 있는 리어 도어의 반력은 1432kgf, 2615kgf, 7267kgf로서 법규에 따른 강도 대비 모두 140% 이상을 만족시켰다. And, in the case of the door applying the door impact beam 14 of the arc cross section according to the present invention, the reaction force of the rear door that can withstand the external load is 1432kgf, 2615kgf, 7267kgf, satisfying more than 140% of the strength according to the law I was.

그러나, 표 3b에 나타낸 바와 같이, 가로부재(14)가 직선(평면) 구조로 이루어진 도어 임팩트 빔(TB1)을 적용한 도어의 경우, 외부하중에 의해 견딜 수 있는 프런트 도어의 반력은 668kgf, 1445kgf, 3450kgf로서 법규에 따른 강도 대비 모두 110% 미만이었다.However, as shown in Table 3b, in the case of the door applying the door impact beam TB1 in which the horizontal member 14 has a straight (planar) structure, the reaction force of the front door that can withstand the external load is 668 kgf, 1445 kgf, 3450kgf, which is less than 110% of the legal intensity.

그리고, 가로부재(14)가 직선(평면) 구조로 이루어진 도어 임팩트 빔(TB1)을 적용한 도어의 경우, 외부하중에 의해 견딜 수 있는 리어도어의 반력은 856kgf, 1648kgf, 3343kgf로서 법규에 따른 강도 대비 모두 110% 미만이었다.In addition, in the case of the door applying the door impact beam TB1 having the horizontal member 14 having a straight (planar) structure, the reaction force of the rear door that can withstand the external load is 856kgf, 1648kgf, and 3343kgf, which is compared with the strength according to the law. All were less than 110%.

도 11은 가압지그의 이동변위에 따른 도어의 에너지 흡수율을 나타내는 타입별 비교선도이고, 도 12는 가압지그의 이동변위에 따른 도어의 반력을 나타내는 비교선도이다.FIG. 11 is a comparison diagram showing the energy absorption rate of the door according to the displacement of the pressing jig, and FIG. 12 is a comparison diagram illustrating the reaction force of the door according to the displacement of the pressing jig.

도시한 바와 같이, TB1 타입의 도어빔 단면구조보다 본 발명에 따른 타입 3_3_2 타입의 도어빔(10) 단면구조를 적용한 도어의 에너지 흡수율 및 반력이 우수함을 확인하였다.As shown, it was confirmed that the energy absorption rate and the reaction force of the door to which the cross-sectional structure of the type 3_3_2 type door beam 10 according to the present invention is superior to the cross-sectional structure of the TB1 type door beam.

따라서, 본 발명의 단면 구조를 적용하는 도어 임팩트 빔(10)의 경우 측면충돌법규에 따른 강도를 충분히 만족시키면서 알루미늄 재질을 사용하여 중량을 저감할 수 있었다.Therefore, in the case of the door impact beam 10 to which the cross-sectional structure of the present invention is applied, the weight can be reduced by using an aluminum material while sufficiently satisfying the strength according to the side impact law.

도 1은 종래의 도어 임팩트 빔의 장착상태를 보여주는 사시도1 is a perspective view showing a mounting state of a conventional door impact beam

도 2는 종래의 도어 임팩트 빔을 위에서 본 모습을 나타내는 결합단면도Figure 2 is a cross-sectional view showing a view of the conventional door impact beam from above.

도 3은 도 2의 A-A 단면도3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 도어 임팩트 빔의 장착상태를 보여주는 분해사시도Figure 4 is an exploded perspective view showing the mounting state of the door impact beam according to an embodiment of the present invention

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 도어 임팩트 빔을 위에서 본 모습을 나타내는 결합단면도Figure 5 is a cross-sectional view showing a view from above the door impact beam according to an embodiment of the present invention

도 6은 도 5의 B-B 단면도6 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도어 임팩트 빔의 장착상태를 보여주는 분해사시도Figure 7 is an exploded perspective view showing the mounting state of the door impact beam according to another embodiment of the present invention

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도어 임팩트 빔을 위에서 본 모습을 나타내는 결합단면도Figure 8 is a cross-sectional view showing a view from above the door impact beam according to another embodiment of the present invention.

도 9는 도 8의 C-C 단면도9 is a cross-sectional view taken along the line C-C of FIG.

도 10은 차량 측면 충돌법규에 따른 측면충돌시험방법을 설명하기 위한 개략도10 is a schematic view for explaining a side impact test method according to the vehicle side collision law

도 11은 가압지그의 이동변위에 따른 도어의 에너지 흡수율을 나타내는 타입별 비교선도11 is a comparison diagram for each type showing the energy absorption rate of the door according to the displacement of the pressure jig

도 12는 가압지그의 이동변위에 따른 도어의 반력을 나타내는 타입별 비교선도12 is a comparison diagram for each type showing the reaction force of the door according to the displacement of the pressure jig

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10,20 : 도어 임팩트 빔 11 : 도어 인너패널10,20: door impact beam 11: door inner panel

12 : 도어아우터패널 13 : 빔고정브라켓12: door outer panel 13: beam fixing bracket

14 : 가로부재 14a : 돌기부14: horizontal member 14a: protrusion

15 : 세로부재 16 : 가압지그15: vertical member 16: pressure jig

Claims (8)

도어의 인너패널(11)에 장착되는 자동차용 도어 임팩트 빔에 있어서, In the door impact beam for a vehicle mounted on the inner panel 11 of the door, 한쌍의 가로부재(14) 및 세로부재(15)가 폐단면을 이루고, 상기 폐단면의 네 모퉁이에 돌기부(14a)가 형성되며, A pair of horizontal member 14 and the vertical member 15 forms a closed cross section, and the projections 14a are formed at four corners of the closed cross section, 상기 한쌍의 가로부재(14)는 도어의 아우터패널(12)과 평행하게 배치되고, 차체의 폭방향 단면을 기준으로 외측과 내측에 일정한 곡률의 원호단면 형태로 볼록하게 형성되고,  The pair of horizontal members 14 are disposed in parallel with the outer panel 12 of the door, and are formed convexly in the form of an arc cross section of a constant curvature on the outside and the inside with respect to the cross section in the width direction of the vehicle body, 상기 가로부재(14)는 중앙부로 갈수록 두께가 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 자동차용 도어 임팩트 빔.The horizontal member 14 is a door impact beam for a vehicle, characterized in that the thickness is thicker toward the center. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 한쌍의 가로부재(14)는 각각 서로 다른 원호각을 갖는 것을 특징으로 하는 자동차용 도어 임팩트 빔.The door impact beam of claim 1, wherein the pair of horizontal members have different arc angles. 청구항 1에 있어서, 상기 한쌍의 가로부재(14)는 각각 서로 다른 원호길이를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차용 도어 임팩트 빔.2. The door impact beam for a vehicle according to claim 1, wherein the pair of horizontal members have different arc lengths. 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 가로부재(14) 및 세로부재(15)는 알루미늄 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 도어 임팩트 빔.The door impact beam for a vehicle according to claim 1, wherein the horizontal member and the vertical member are made of aluminum. 삭제delete
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