KR101461811B1

KR101461811B1 - 자동차용 센터필러

Info

Publication number: KR101461811B1
Application number: KR20130079803A
Authority: KR
Inventors: 김재현; 강연식; 정창균
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2013-07-08
Filing date: 2013-07-08
Publication date: 2014-11-13

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 센터필러는 아우터패널과 이너패널 사이에 제공되는 레인포스부재 및 상기 레인포스부재를 지지하게 제공되는 사이드실부재와 상기 레인포스부재를 연결하며, 상기 레인포스부재의 폭이 확장되어 성형되는 하단부를 대체하도록, 상기 레인포스부재의 하단부에 제공되는 연결프레임유닛을 포함할 수 있다.

Description

자동차용 센터필러{Center pillar for vehicle}

본 발명은 자동차용 센터필러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차의 센터필러에 제공되는 레인포스부재의 하단부에 제공되어, 사이드실부재와 연결시켜주는 연결프레임유닛을 제공하는 발명에 관한 것이다.

일반적으로 도로상에는 만약의 사고에 대비하여 가드레일이나 중앙분리대 등 여러 가지 안전시설물들이 설치되어 있다.

또한, 도로상에는 지하차도나 고가도로, 터널 및 교량 하부 등 상기 안전시설물들 이외의 시설물들도 즐비하며, 이런 시설물들은 운전자의 부주의로 인해 자동차와 충돌이 일어날 수 있다.

자동차와 상기 시설물들의 충돌에 의해 교통사고가 발생한 경우에, 엄청난 크기의 충격에너지가 사고 차량에 가해지기 때문에 자동차의 파손뿐만 아니라 인명피해가 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 자동차가 안전시설물이 아닌 일반적인 구조물 혹은 다른 자동차와 충돌하는 경우 차량 내부에서 충격에너지를 견뎌야 한다.

특히, 도 1a에 도시된 바와 같이 자동차의 프런트 도어와 리어 도어 사이에 지지체로써 제공되는 센터필러(1')는 자동차의 측면 충격시에 가장 충격을 많이 받게 되는 프레임이다.

즉, 도 2a에 도시된 자동차의 측면 충돌 실험에서, 도 2b 및 도 2c에 도시된 바와 같이 센터필러(1')는 충격흡수 변형을 하게 된다.

여기서 상기 센터필러(1')는 도 1b에 도시된 바와 같이, 아우터패널(10'), 이너패널(20'), 레인포스부재(100')가 결합되어 형성되게 된다. 아우터패널(10')은 자동차의 외측에 노출된 프레임이고, 상기 이너패널(20')은 자동차의 내측에 제공되는 프레임이며, 상기 레인포스부재(100')는 상기 아우터패널(10')과 이너패널(20') 사이에 제공된다.

한편, 상기 레인포스부재(100')의 하단부는 자동차 하면인 플로어 프레임에 제공되는 사이드실부재(30')와 연결되게 되는데, 상기 레인포스부재(100')가 상기 사이드실부재(30')에 단순히 얹혀지는 구조이기 때문에, 자동차의 측면충돌시에 상기 센터필러(1') 하단부의 변형과 자동차 내측으로의 침입을 효과적으로 방지하기 어려운 문제가 있었다.

또한, 상기 레인포스부재(100')의 하단부는 상기 사이드실부재(30')와의 결합을 위해 폭을 다른 부분에 비교하여 넓게 형성하기 때문에, 사용할 수 있는 연신률이 제한되며, 인장강도 1GPa 이상의 초고강도강을 사용할 수 없어 충격에 취약한 문제도 있다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 자동차용 센터필러에 대한 연구가 필요하게 되었다.

본 발명의 목적은 레인포스부재와 사이드실부재를 연결하며, 자동차의 측면 충돌시에 자동차의 실내로의 침입량을 감소시키며, 충격 흡수 성능을 향상시킬 수 있는 자동차용 센터필러를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 센터필러의 상기 연결프레임유닛은 상기 사이드실부재에 형성된 결합홀에 삽입되는 양단부인 에지부와, 상기 레인포스부재에 형성된 암비드 내측으로 삽입되어 제공되는 중앙부인 센터부가 형성된 관형연결프레임을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 센터필러의 상기 센터부는 V 형상으로 밴딩된 형상을 하며, 곡면 형상으로 밴딩된 날개부를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 센터필러의 상기 연결프레임유닛은 일단부가 상기 사이드실부재에 결합되고, 타단부가 상기 레인포스부재에 결합되며, 중앙부는 상기 관형연결프레임에 결합되는 엘벤딩프레임을 더 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 센터필러의 상기 에지부는 상기 사이드실부재의 상기 결합홀에서 내측으로 연장되어 형성된 결합판에 결합할 수 있다.

본 발명의 자동차용 센터필러는 사이드실부재와 레인포스부재를 연결하는 연결프레임유닛을 제공하여, 성형시에 변형량을 크게 제공하여야 하는 기존의 레인포스부재의 하단부를 대체할 수 있는 이점이 있다.

이에 의해서, 기존에 비하여 상기 레인포스부재를 성형하기 위한 소재의 연신률 및 인장강도의 한정 범위를 넓힐 수 있는 이점도 발생하게 된다.

또한, 상기 레인포스부재를 기존에 비하여 고강도강으로 성형할 수 있어, 자동차 측면충돌성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 레인포스부재와 상기 사이드실부재의 결합을 더 공고히 할 수 있어, 자동차 프레임의 내구성을 향상시킬 수 있는 이점도 있다.

도 1a 내지 도 1c는 종래의 자동차용 센터필러를 도시한 도면이다.
도 2a 내지 도 2c는 종래의 자동차용 센터필러에 대한 측면충돌 시험의 결과를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 자동차용 센터필러를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 자동차용 센터필러를 도시한 분해사시도이다.
도 5a는 본 발명의 자동차용 센터필러에서 연결프레임유닛을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 5b는 도 5a에서 BB에 대한 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 자동차용 센터필러의 하측에서 본 사시도이다.
도 6c는 도 6a에서 CC에 대한 단면도이다.
도 6d는 도 6a에서 DD에 대한 단면도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

본 발명의 자동차용 센터필러(1)는 자동차의 센터필러에 제공되는 레인포스부재(100)의 하단부에 제공되어, 사이드실부재(30)와 연결시켜주는 연결프레임유닛(200)을 제공하는 발명에 관한 것이다.

이는 성형시에 변형량을 크게 제공하여야 하는 기존의 레인포스부재(100)의 하단부를 대체하기 위해 제시된 발명으로, 이에 의해서 기존에 비하여 상기 레인포스부재(100)를 성형하기 위한 소재의 연신률 및 인장강도의 한정 범위를 넓힐 수 있게 되며, 상기 레인포스부재(100)를 기존에 비하여 고강도강으로 성형할 수 있어, 자동차 측면충돌성능을 향상시킬 수 있게 된다.

구체적으로, 도 3은 본 발명의 자동차용 센터필러(1)를 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 자동차용 센터필러(1)를 도시한 분해사시도로써, 이를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 센터필러(1)는 아우터패널(10)과 이너패널(20) 사이에 제공되는 레인포스부재(100) 및 상기 레인포스부재(100)를 지지하게 제공되는 사이드실부재(30)와 상기 레인포스부재(100)를 연결하며, 상기 레인포스부재(100)의 폭이 확장되어 성형되는 하단부를 대체하도록, 상기 레인포스부재(100)의 하단부에 제공되는 연결프레임유닛(200)을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 센터필러(1)의 상기 연결프레임유닛(200)은 상기 사이드실부재(30)에 형성된 결합홀(31)에 삽입되는 양단부인 에지부(211)와, 상기 레인포스부재(100)에 형성된 암비드(110) 내측으로 삽입되어 제공되는 중앙부인 센터부(212)가 형성된 관형연결프레임(210)을 제공할 수 있다.

즉, 상기 연결프레임유닛(200)을 제공하여 기존의 레인포스부재(100)의 하단부를 대체하게 제공함으로써, 기존의 레인포스부재(100)의 하단부에서 연신을 크게 실시하여 성형하여 제한되었던 소재의 한정 범위를 넓힐 수 있게 되는 것이다.

다시 말해, 기존에는 상기 레인포스부재(100)의 하단부의 성형을 위한 연신을 다른 부분에 비하여 많이 시켜서 성형하여야 하는 난성형부위로 인해, 1MPa급 이상의 초고강도강은 소재로 사용할 수 없었으나, 본 발명의 자동차용 센터필러(1)에서는 상기 연결프레임유닛(200)을 제시하여 상기 레인포스부재(100)의 성형을 위한 소재의 제한을 제거할 수 있게 된 것이다.

상기 레인포스부재(100)는 자동차용 센터필러(1)의 아우터패널(10)과 이너패널(20) 사이에 제공되는 프레임으로써, 강도의 향상을 위한 비드가 형성될 수 있으며, 비드의 함몰된 부분인 암비드(110)와 돌출된 부분인 수비드로 형성될 수 있다.

본 발명에서는 상기 암비드(110)는 상기 이너패널(20)과 마주보는 함몰된 상기 레인포스부재(100)의 일면을 지칭하는 것으로 한다.

상기 연결프레임유닛(200)은 상기 레인포스부재(100)의 하단부에 제공되어, 상기 사이드실부재(30)와 상기 레인포스부재(100)를 연결하는 역할을 할 수 있다.

이를 위해, 상기 연결프레임유닛(200)은 관형연결프레임(210), 엘벤딩프레임(220)을 제공할 수 있으며, 상기 관형연결프레임(210)은 가운데 부분인 센터부(212)는 벤딩되어 상기 레인포스부재(100)의 암비드(110) 부분에 삽입되어 결합되고, 양측의 단부인 에지부(211)는 상기 사이드실부재(30)에 형성된 결합홀(31)에 삽입되어 고정될 수 있다.

또한, 상기 관형연결프레임(210)에는 강도를 보강하기 위한 엘벤딩프레임(220)이 결합되어 제공될 수 있는데, 상기 관형연결프레임(210) 및 엘벤딩프레임(220)에 대한 자세한 설명은 도 5a, 도 5b를 참조하여 후술한다.

도 5a는 본 발명의 자동차용 센터필러(1)에서 연결프레임유닛(200)을 확대하여 도시한 사시도이며, 도 5b는 도 5a에서 BB에 대한 단면도이다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 센터필러(1)의 상기 센터부(212)는 V 형상으로 밴딩된 형상을 하며, 곡면 형상으로 밴딩된 날개부(213)를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 센터필러(1)의 상기 연결프레임유닛(200)은 일단부(220a)가 상기 사이드실부재(30)에 결합되고, 타단부(220b)가 상기 레인포스부재(100)에 결합되며, 중앙부(220c)는 상기 관형연결프레임(210)에 결합되는 엘벤딩프레임(220)을 더 제공할 수 있다.

상기 관형연결프레임(210)은 상기 레인포스부재(100)와 상기 사이드실부재(30)를 연결하기 위하여 관형 소재를 일정한 형상으로 벤딩하여 제공할 수 있으며, 일례로써, 센터부(212)는 상기 레인포스부재(100)의 암비드(110)에 삽입되게 형성되며, 에지부(211)는 상기 사이드실부재(30)의 결합홀(31)에 삽입되게 성형하여 제공할 수 있음은 전술하였다.

한편, 상기 관형연결프레임(210)의 상기 센터부(212)는 V 형상으로 벤딩되어 제공하여 상기 레인포스부재(100)의 암비드(110)에 삽입될 수 있는데, 벤딩되는 정중앙 부분은 수평한 부분을 더 제공할 수 있으며, 상기 에지부(211)로 향하는 날개부(213)는 곡면 형상으로 벤딩되게 제공하여 상기 레인포스부재(100)가 아래 방향으로 가하는 압력을 견고하게 버틸 수 있는 형상으로 제공될 수 있다.

이와 같은 상기 관형연결프레임(210)이 상기 레인포스부재(100) 또는 사이드실부재(30)와 결합하기 위해서는 스폿용접, 레이저용접, 이산화탄소용접 등으로 용접(M)되어 결합될 수 있다.

한편, 파이프 형상의 상기 관형연결프레임(210)에는 용접(M)을 위한 용접장치가 삽입될 수 있는 용접홀(H)이 형성되어 제공될 수도 있다.

상기 엘벤딩프레임(220)은 상기 관형연결프레임(210)에 강도를 보강하는 역할을 할 수 있다. 이를 위해서, 상기 엘벤딩프레임(220)은 상기 관형연결프레임(210), 상기 레인포스부재(100), 상기 사이드실부재(30)와 결합하여 제공될 수 있다.

구체적으로, 상기 엘벤딩프레임(220)은 단면이 L 자 형상으로 성형된 부재를 상기 관형연결프레임(210)에 대응되는 형상으로 벤딩하여 제공될 수 있으며, 일단부(220a)는 상기 사이드실부재(30)와 결합되며, 타단부(220b)는 상기 레인포스부재(100)와 결합되며, 상기 일단부(220a)와 타단부(220b) 사이의 중앙부(220c)는 상기 관형연결프레임(210)과 결합되어 제공될 수 있다.

상기 엘벤딩프레임(220)도 상기 관형연결프레임(210), 상기 레인포스부재(100) 또는 사이드실부재(30)와 결합하기 위해서는 스폿용접, 레이저용접, 이산화탄소용접 등으로 용접(M)되어 결합될 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 자동차용 센터필러(1)의 하측에서 본 사시도이고, 도 6c는 도 6a에서 CC에 대한 단면도이며, 도 6d는 도 6a에서 DD에 대한 단면도이다.

도 6a 내지 도 6d를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 센터필러(1)의 상기 에지부(211)는 상기 사이드실부재(30)의 상기 결합홀(31)에서 내측으로 연장되어 형성된 결합판(32)에 결합할 수 있다.

즉, 상기 관형연결프레임(210)이 상기 사이드실부재(30)와 용접(M)에 의해 결합하는 것을 용이하게 하기 위해서, 상기 관형연결프레임(210)의 에지부(211)가 삽입되는 상기 결합홀(31)에 결합판(32)을 제공하여 결합을 더 공고히 할 수 있는 것이다.

1 : 자동차용 센터필러 10: 아우터패널
20: 이너패널 30: 사이드실부재
31: 결합홀 32: 결합판
100: 레인포스부재 110: 암비드
200: 연결프레임유닛 210: 관형연결프레임
211: 에지부 212: 센터부
213: 날개부 220: 엘벤딩프레임

Claims

삭제
아우터패널과 이너패널 사이에 제공되는 레인포스부재; 및
상기 레인포스부재를 지지하게 제공되는 사이드실부재와 상기 레인포스부재를 연결하며, 상기 레인포스부재의 폭이 확장되어 성형되는 하단부를 대체하도록, 상기 레인포스부재의 하단부에 제공되는 연결프레임유닛;
을 포함하며,
상기 연결프레임유닛은,
상기 사이드실부재에 형성된 결합홀에 삽입되는 양단부인 에지부와, 상기 레인포스부재에 형성된 암비드 내측으로 삽입되어 제공되는 중앙부인 센터부가 형성된 관형연결프레임;
을 제공하는 자동차용 센터필러.
제2항에 있어서,
상기 센터부는 V 형상으로 밴딩된 형상을 하며, 곡면 형상으로 밴딩된 날개부를 제공하는 자동차용 센터필러.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 연결프레임유닛은,
일단부가 상기 사이드실부재에 결합되고, 타단부가 상기 레인포스부재에 결합되며, 중앙부는 상기 관형연결프레임에 결합되는 엘벤딩프레임;
을 더 제공하는 자동차용 센터필러.
제2항에 있어서,
상기 에지부는 상기 사이드실부재의 상기 결합홀에서 내측으로 연장되어 형성된 결합판에 결합되는 자동차용 센터필러.