KR101448758B1

KR101448758B1 - 루프 사이드 레일

Info

Publication number: KR101448758B1
Application number: KR1020120143094A
Authority: KR
Inventors: 김대승; 박창욱; 도록원; 채상훈; 김장수; 이상래; 이문용; 박성용; 양대호; 김대근
Original assignee: 현대자동차 주식회사; 기아자동차 주식회사; 주식회사 신영; 주식회사 성우하이텍; 주식회사 엠에스 오토텍
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2014-10-13
Also published as: US8899670B2; US20140159432A1; KR20140075124A

Abstract

루프 사이드 레일이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 루프 사이드 레일은 내부에 복수의 리브를 일체로 형성하여 다중 단면구조를 가지며, 차체의 측면 상부의 형상을 따라 벤딩 성형되는 레일과, 상기 레일의 내측면에 접합되어 상측에는 루프 패널과 연결되는 상측 플랜지가 형성되고, 하측에는 웨더 스트립이 장착되는 하측 플랜지를 형성하는 보강레일을 포함하는 루프 사이드 레일에 있어서, 상기 리브는 상기 레일의 상측으로부터의 압력하중에 의해 단면이 벌어지는 것을 방지하도록 상기 레일의 내부에서 단면의 내측과 외측을 횡방향으로 연결하는 하측 리브와, 상기 레일의 내부에서 단면의 내측과 외측을 하향 경사지게 대각선 방향으로 연결하는 상측 리브로 구성되어 상기 레일의 내부를 3개의 폐구간으로 구획하며, 상기 폐구간은 상기 레일의 상부 및 하부에 각각 형성되는 사각 및 오각의 폐구간과, 상기 사각 및 오각의 폐구간 사이에서 이들을 연결하는 삼각의 폐구간으로 구성되고, 상기 사각의 폐구간은 상기 레일의 외곽을 이루는 수평면과 경사면을 포함하고, 상기 수평면과 경사면이 상호 연결되는 부분은 돌출된 곡면으로 형성된다.

Description

루프 사이드 레일{ROOF SIDE RAIL}

본 발명은 루프 사이드 레일에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내부에 복수의 리브를 일체로 형성하는 압출관재를 벤딩 성형하여 루프 패널과 용접 고정되는 루프 사이드 레일에 관한 것이다.

일반적으로 루프 사이드 레일은 차체의 측면 상부에 위치되는 부재로서, 차체의 성능에 기여도가 매우 높은 부재이다.

도 1은 종래 기술에 따른 루프 사이드 레일의 위치별 단면도이다.

도 1을 참조하면, 상기 루프 사이드 레일(101)은 차체(100)의 전방과 후방에 걸쳐 주요 부재를 연결하므로 차체(100)의 강성 즉, 비틀림 강성 및 굽힘 강성과 천정 강도를 높여 충돌 성능에 기여도가 매우 높다.

이러한 루프 사이드 레일(101)의 적용에 있어 고려되어야 할 점으로, 차량의 외관 디자인 및 전방 필러(A 필러)의 시야각 확보를 위해 단면 크기가 제한되어야 하고, 부품 분절화를 배제하여 강건성이 저하되지 않도록 해야 한다.

이러한 루프 사이드 레일(101)은 사이드 아웃터 패널(111)과 사이드 인너 패널(113)이 조립된 상태로, 상측부가 차체(100)의 루프 패널(미도시)과 용접된다.

즉, 상기 루프 사이드 레일(101)은 상측에서 사이드 아웃터 패널(111)과 사이드 인너 패널(113)이 플랜지부(F)를 통하여 상호 스폿 용접되어 접합된다.

이러한 사이드 아웃터 패널(111)과 사이드 인너 패널(113) 사이에는 공간부(S)가 형성되는데, 상기 공간부(S)에는 사이드 아웃터 패널(111)의 형상을 닮은 보강패널(115)이 추가적으로 구성되어 루프 패널(미도시)과의 연결부 수직 하중에 대한 강성을 높여준다.

이때, 상기 보강패널(115)은 그 양단이 상기 사이드 아웃터 패널(111)과 사이드 인너 패널(113) 사이의 각 플랜지부(F)에 개재되어 일체로 스폿 용접되어 접합된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 따른 루프 사이드 레일(101)은 사이드 아웃터 패널(111)과 사이드 인너 패널(113) 및 보강패널(115)이 각 양단의 플랜지부(F)를 통하여 3겹으로 겹치기 스폿 용접이 진행됨에 따라 접합부의 용접강도가 취약하고, 강성을 보강하기 위한 별도의 보강패널(115)이 추가적으로 구성됨에 따라 부품수가 늘어나는 단점이 있다.

또한, 종래의 루프 사이드 레일(101)은 복수의 패널 소재를 접합하여 이루어짐으로 강성 확보 및 전방 필러(A 필러)의 시야각 확보를 동시에 이루기 위해서는 단면의 형상과 크기에 제약이 많다는 단점이 있다.

본 발명의 실시 예는 내부에 복수의 리브를 일체로 형성하는 다중단면의 압출관재를 벤딩 성형하여 구성함으로써, 차체 강성 및 천정 강도를 향상시키고, 부품수를 축소하며, 디자인 조건에 따른 설계 자유도를 확보할 수 있도록 하는 루프 사이드 레일을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 실시 예는 레일의 내부에 2개의 리브를 통하여 단면의 외측과 내측을 이중으로 연결하여, 입력하중에 대하여 단면이 벌어지는 것을 방지함으로써, 천정의 강도를 확보할 수 있도록 하는 루프 사이드 레일을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 루프 사이드 레일은 내부에 복수의 리브를 일체로 형성하여 다중 단면구조를 가지며, 차체의 측면 상부의 형상을 따라 벤딩 성형되는 레일과, 상기 레일의 내측면에 접합되어 상측에는 루프 패널과 연결되는 상측 플랜지가 형성되고, 하측에는 웨더 스트립이 장착되는 하측 플랜지를 형성하는 보강레일을 포함하는 루프 사이드 레일에 있어서, 상기 리브는 상기 레일의 상측으로부터의 압력하중에 의해 단면이 벌어지는 것을 방지하도록 상기 레일의 내부에서 단면의 내측과 외측을 횡방향으로 연결하는 하측 리브와, 상기 레일의 내부에서 단면의 내측과 외측을 하향 경사지게 대각선 방향으로 연결하는 상측 리브로 구성되어 상기 레일의 내부를 3개의 폐구간으로 구획하며, 상기 폐구간은 상기 레일의 상부 및 하부에 각각 형성되는 사각 및 오각의 폐구간과, 상기 사각 및 오각의 폐구간 사이에서 이들을 연결하는 삼각의 폐구간으로 구성되고, 상기 사각의 폐구간은 상기 레일의 외곽을 이루는 수평면과 경사면을 포함하고, 상기 수평면과 경사면이 상호 연결되는 부분은 돌출된 곡면으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 루프 사이드 레일에 있어서, 상기 레일은 각 모서리 부분에 응력집중이 되는 것을 방지하도록 곡면으로 형성되고, 내부에 상기 하측 리브 및 상측 리브를 일체로 성형하되, 차량 외관과 전방 필러의 시야각 확보에 따른 디자인 조건을 충족하도록 압출관재로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 루프 사이드 레일에 있어서, 상기 보강레일은 상기 레일의 내측면 형상을 따라 프레스 성형되는 패널재로 이루어지되, 상기 레일의 내측면 상측 단부와 하측 단부에 각각 연속 용접 접합되며, 상기 레일의 내측면 상,하측에 각각 편방향 용접 접합될 수 있다.

삭제

본 발명의 실시 예는 레일의 내부에 2개의 리브를 통하여 단면의 외측과 내측을 이중으로 연결하여, 입력하중에 대하여 단면이 벌어지는 것을 방지함으로써, 천정의 강도를 확보할 수 있다.

또한, 복수의 리브를 일체로 형성하는 다중단면의 압출관재를 벤딩 성형하여 레일을 구성함으로써, 부품수를 축소하며, 경량화 및 디자인 조건에 따른 설계 자유도를 확보할 수 있다.

또한, 별도의 보강패널 없이, 루프 패널과 용접 고정되는 보강레일만의 추가로 강성 보강은 물론 조립성이 개선된다.

또한, 레일의 각 모서리 부분을 곡면으로 처리하여 응력 집중을 방지할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 루프 사이드 레일의 위치별 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 루프 사이드 레일의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 루프 사이드 레일의 단면도이다.
도 4는 종래 기술과 본 발명의 실시 예에 따른 루프 사이드 레일의 천정강도 시험도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 루프 사이드 레일의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 루프 사이드 레일의 단면도이다.
도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 루프 사이드 레일(1)은 레일(3)과 보강레일(5)로 구성된다.
상기 레일(3)은 내부에 2개의 리브(L)를 일체로 형성하여 3개의 폐구간(C1,C2,C3)을 갖는 단면구조를 가지며, 차체의 측면 상부의 형상을 따라 벤딩 성형된다.
이러한 레일(3)은 압출관재로 이루어지되, 상기 2개의 리브(L)가 일체로 압출 성형된다.
이때, 상기 리브(L)는 레일의 내부에서, 단면의 외측과 내측을 횡방향으로 연결하는 하측 리브(L2)와, 상기 레일(3)의 내부에서, 단면의 외측과 내측을 대각선 방향으로 연결하는 상측 리브(L1)로 이루어진다.
또한, 상기 레일(3)은 각 모서리 부분이 곡면(R)으로 형성된다.
그리고 상기 보강레일(5)은 상기 레일(3)의 내측면에 접합되는데, 레일(3)의 내측면 형상을 따라 프레스 성형되는 패널재로 이루어진다.
이러한 보강레일(5)은 상단에 상기 루프 패널(미도시)과 연결되는 상측 플랜지(F1)가 형성되고, 하단에는 웨더 스트립(미도시)이 장착되는 하측 플랜지(F2)가 형성된다.
한편, 상기 보강레일(5)은 레일(3)의 내측면 상측 단부와 하측 단부에 길이방향을 따라 각각 연속 용접 접합(W1)되며, 상기 레일(3)의 내측면 상,하측과는 각각 편방향 용접 접합(W2)된다.
즉, 상기 연속 용접 접합(W1)은 CO₂ 용접 또는 MIG 용접 또는 TIG 용접 또는 레이저 하이브리드 용접으로 이루어질 수 있으며, 상기 편방향 용접 접합(W2)은 레이저 용접 또는 편방향 스폿용접 또는 리벳이음 또는 스크루 결합으로 이루어질 수 있다.
따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 루프 사이드 레일(1)은 내부에 2개의 리브(L)를 일체로 형성하는 다중단면의 압출관재를 벤딩 성형하여 구성함으로써, 차체 강성 및 천정 강도를 향상시킨다.
또한, 압출재를 이용함으로써 부품수가 축소되고, 차량 외관과 전방 필러(A 필러)의 시야각 확보에 따른 디자인 조건을 충족할 수 있으며, 설계 자유도도 확보할 수 있다.
도 4는 종래 기술과 본 발명의 실시 예에 따른 루프 사이드 레일의 천정강도 시험도이다.
도 4에서 도시한 바와 같이, 종래 기술(S1)의 루프 사이드 레일(101)은 천정강도 평가 시험 시, 입력하중(E)에 대하여 단면의 중앙부가 양측으로 벌어지는 좌굴모드를 갖는 반면, 본 발명의 실시 예(S2)에 따른 루프 사이드 레일(1)은 2개의 리브(L)를 통하여 단면의 외측과 내측을 이중으로 연결하여, 입력하중(E)에 대하여 단면이 벌어지는 것을 방지하여 높은 하중이 작용하는 천정의 강도를 확보할 수 있다.
또한, 상기한 루프 사이드 레일(1)은 2개의 리브(L)에 의해 단면이 3개의 폐구간(C1,C2,C3)으로 구획되어 단면계수를 극대화하였으며, 각 모서리 부분은 곡면(R)으로 처리되어 응력 집중을 방지할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

삭제

1: 루프 사이드 레일
3: 레일
5: 보강레일
L: 리브
F1,F2: 플랜지

Claims

내부에 복수의 리브를 일체로 형성하여 다중 단면구조를 가지며, 차체의 측면 상부의 형상을 따라 벤딩 성형되는 레일과, 상기 레일의 내측면에 접합되어 상측에는 루프 패널과 연결되는 상측 플랜지가 형성되고, 하측에는 웨더 스트립이 장착되는 하측 플랜지를 형성하는 보강레일을 포함하는 루프 사이드 레일에 있어서,
상기 리브는 상기 레일의 상측으로부터의 압력하중에 의해 단면이 벌어지는 것을 방지하도록 상기 레일의 내부에서 단면의 내측과 외측을 횡방향으로 연결하는 하측 리브와, 상기 레일의 내부에서 단면의 내측과 외측을 하향 경사지게 대각선 방향으로 연결하는 상측 리브로 구성되어 상기 레일의 내부를 3개의 폐구간으로 구획하며,
상기 폐구간은 상기 레일의 상부 및 하부에 각각 형성되는 사각 및 오각의 폐구간과, 상기 사각 및 오각의 폐구간 사이에서 이들을 연결하는 삼각의 폐구간으로 구성되고,
상기 사각의 폐구간은 상기 레일의 외곽을 이루는 수평면과 경사면을 포함하고, 상기 수평면과 경사면이 상호 연결되는 부분은 돌출된 곡면으로 형성되는 루프 사이드 레일.
삭제
제1항에 있어서,
상기 레일은 각 모서리 부분에 응력집중이 되는 것을 방지하도록 곡면으로 형성되고, 내부에 상기 하측 리브 및 상측 리브를 일체로 성형하되,
차량 외관과 전방 필러의 시야각 확보에 따른 디자인 조건을 충족하도록 압출관재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 루프 사이드 레일.
삭제
제1항에 있어서,
상기 보강레일은 상기 레일의 내측면 형상을 따라 프레스 성형되는 패널재로 이루어지되,
상기 레일의 내측면 상측 단부와 하측 단부에 각각 연속 용접 접합되며, 상기 레일의 내측면 상,하측에 각각 편방향 용접 접합되는 것을 특징으로 하는 루프 사이드 레일.
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