KR101947929B1

KR101947929B1 - 자동차 부재

Info

Publication number: KR101947929B1
Application number: KR1020177005289A
Authority: KR
Inventors: 겐이치로 오츠카; 요시아키 나카자와; 류이치 니시무라; 야스노리 사와; 아츠시 오노; 다케시 가와치
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2015-09-03
Publication date: 2019-02-13
Also published as: JP6369550B2; MX2017002713A; US20170233008A1; KR20170040279A; CN106660585B; BR112017002571A2; EP3190031A1; CA2956058A1; EP3190031B1; EP3190031A4; CN109484483B; RU2662865C1; US10196091B2; CN109484483A; CN106660585A; ES2796102T3; WO2016035851A1; CA2956058C; JPWO2016035851A1

Abstract

이 자동차 부재는 이너 패널의 2개의 종벽의 에지부와, 아우터 패널의 2개의 종벽의 에지부가 각각 접합된 접합부를 갖는 폐단면의 자동차 부재이며, 제1 영역에서는 제1 영역 외측 높이 ho₁ 및 제1 영역 내측 높이 hi₁이 일정한 값이고, 또한 제1 영역 외측 높이 ho₁과 제1 영역 내측 높이 hi₁의 차가, 제2 영역 외측 높이 ho₂와 제2 영역 내측 높이 hi₂의 차보다도 작고; 제2 영역에서는 제2 영역 외측 높이 ho₂가 제2 영역 내측 높이 hi₂보다도 크고 또한 일정한 값이거나, 또는 제2 영역 외측 높이 ho₂가 제2 영역 내측 높이 hi₂보다도 작고 또한 일정한 값이고; 제1 천이 영역에서는 제1 천이 영역 외측 높이 ho₁ _∼2가, 제1 영역 외측 높이 ho₁과 제2 영역 외측 높이 ho₂ 사이에서 연속적으로 변화됨과 함께, 제1 천이 영역 내측 높이 hi₁ _∼2가, 제1 영역 내측 높이 hi₁과 제2 영역 내측 높이 hi₂ 사이에서 연속적으로 변화된다.

Description

자동차 부재 {AUTOMOBILE MEMBER}

본 발명은 자동차 부재에 관한 것이다.

본원은 2014년 9월 5일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2014-181190호와, 2015년 1월 29일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2015-015694호에 기초하여 우선권을 주장하고, 이들의 내용을 여기에 원용한다.

소위 모노코크 구조를 갖는 자동차 차체의 보디 셸의 대부분은 플랫폼과, 좌우의 보디 사이드와, 보디 셸 전방부에 설치된 엔진 컴파트먼트를 구비한다. 플랫폼은 플로어 패널을 갖는다. 좌우의 보디 사이드는 플랫폼의 양 사이드에 장착된다. 엔진 컴파트먼트는 그 구성 부재로서 프론트 사이드 멤버를 갖는다.

보디 사이드는 A 필러와, B 필러와, 루프 레일 사이드와, 사이드 실(키커)을 갖는다. 루프 레일 사이드는 A 필러 및 B 필러의 각각의 상단부에 대해 용접된다. 자동차 부재의 용접에는 주로, 저항 스폿 용접(이하, 스폿 용접이라고 줄임) 및 레이저 용접 등이 사용된다. 사이드 실은 A 필러 및 B 필러의 각각의 하단부 및 리어 휠 하우스 아우터의 전단부에 용접된다.

일반적으로, 사이드 실은 대략 해트형의 횡단면 형상을 갖는 사이드 실 이너 패널과, 대략 해트형의 횡단면 형상을 갖는 사이드 실 아우터 패널을 구비한다. 사이드 실 이너 패널 및 사이드 실 아우터 패널은 모두, 천장판과, 이 천장판에 연결되는 2개의 종벽과, 2개의 종벽의 각각에 연결되는 외향 플랜지를 갖는다. 사이드 실 이너 패널의 2개의 외향 플랜지와, 사이드 실 아우터 패널의 2개의 외향 플랜지가 서로 중첩된 상태에서 스폿 용접됨으로써, 1개의 사이드 실이 형성된다. 이와 같이 형성된 사이드 실은 길고 또한 중공의 통형상체이다.

사이드 실은 프론트 플로어 패널의 양 사이드에 형성되는 상향 플랜지를 통해 플로어 패널에 스폿 용접된다. 차량의 주행 중에 있어서, 플로어 패널의 탄성 변형에 기인하는 휨이 사이드 실에 의해 억제된다. 이와 같이, 사이드 실은 보디 셸에 원하는 굴곡 강성 및 비틀림 강성을 부여한다. 또한, 차량의 충돌 시에 있어서, 사이드 실은 충격 하중의 부하에 의해 변형되어 충격 에너지를 흡수한다. 그 결과, 차량의 충돌 시에 있어서 탑승자의 안전이 확보된다.

사이드 실은 주로 측면 충돌 시에는, 소위 3점 굽힘 변형을 발생함으로써 충격 에너지를 흡수하는 부재이다. 이로 인해, 종래에는 3점 굽힘 변형에 대한 충격 에너지 흡수량(EA)을 높이는 것을 주된 설계 목표로 하여, 사이드 실의 설계 및 개발이 행해져 왔다.

한편, 최근에는 차량의 충돌 안전 성능의 더 한층의 향상을 도모하기 위해, 스몰 오버랩(SOI)을 상정한 전면 충돌 시험 또는 후면 충돌 시험이 채용되기 시작하고 있다. 스몰 오버랩 전면 충돌 시험에서는, 차량 전단부에 있어서의 차 폭 전체의 25％의 부위가 고정 배리어에 닿도록, 차량을 시속 64㎞/h로 고정 배리어에 충돌시킨다. 이와 같은 스몰 오버랩 전면 충돌에서는 차량 전방부에 설치된 충격 흡수 구조(예를 들어, 프론트 사이드 멤버 등)의 외측에서 고정 배리어가 충돌하기 때문에, 차량 전방부의 충격 흡수 구조에 의해 충격 에너지를 충분히 흡수하는 것은 어렵다.

그러나, 스몰 오버랩 전면 충돌 시험의 결과, 충돌 시에 사이드 실에 축 압괴 변형이 발생함으로써, 충격 에너지가 사이드 실에 의해 흡수되는 것이 판명되었다. 이로 인해, 차량의 충돌 안전 성능의 향상의 관점에서, 최근의 사이드 실에는 3점 굽힘 변형 및 축 압괴 변형이라는 2개의 다른 변형 모드에 대한 충격 에너지 흡수량을 높이는 것이 강하게 요구되어 있다.

상술한 바와 같이, 사이드 실의 전단부는 A 필러의 하단부(A 필러 하부)에 스폿 용접되고, 사이드 실의 길이 방향의 대략 중앙부는 B 필러의 하단부에 스폿 용접되고, 또한 사이드 실의 후단부는 휠 하우스 아우터의 전단부에 스폿 용접된다. 차량의 충돌 시에는 사이드 실과 A 필러 하부의 용접부, 사이드 실과 B 필러의 용접부 및 사이드 실과 휠 하우스 아우터의 용접부의 각각을 기점으로 하여 조기의 파단(스폿 파단)이 발생하는 경우가 많다. 이 조기의 스폿 파단에 의해, 충격 에너지를 구조 부재에 순차 전파하여 충격 에너지를 흡수하려고 하는 로드 패스의 설계 사상을 충분히 실현할 수 없게 되어, 충격 에너지 흡수량이 저하되는 것이 알려져 있다.

특허문헌 1에는 차량의 전면 충돌 안전 성능을 향상시키기 위해, 사이드 실의 차량 상하 방향의 단면이 차량 전후 방향을 향해 변화되도록 구성된 차체 전방부 구조가 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는 사이드 실 이너 패널 및 사이드 실 아우터 패널의 조립성 및 용접성을 향상시키기 위해, 사이드 실 이너 패널의 상면에 형성된 절단 융기부와, 사이드 실 아우터 패널 상면에 형성된 절결을 합치시킨 상태에서 용접함으로써, 1개의 사이드 실을 형성하는 기술이 개시되어 있다.

도 16은 프론트 사이드 멤버(40)의 배치 상황을 부분적으로 또한 간략화하여 도시하는 상면도이다. 도 16에는 A-A 단면을 더불어 도시한다. 또한, 도 17은 전면 충돌에 있어서의 프론트 사이드 멤버(40)의 변형 거동을 간략화하여 도시하는 상면도이다.

도 16에 도시한 바와 같이, 일반적으로 프론트 사이드 멤버(40)는 재축 방향으로 일정한 단면 형상(해트 형상)을 갖는 해트형 패널(41)과, 평판 형상의 클로징 플레이트(42)를 갖는다. 해트형 패널(41)은 천장판(41a)과, 천장판(41a)에 연결되는 2개의 종벽(41b)과, 2개의 종벽(41b)의 각각에 연결되는 외향 플랜지(41c)를 갖는다. 해트형 패널(41)에 2개의 외향 플랜지(41c)와 클로징 플레이트(42)가 중첩된 상태에서 스폿 용접됨으로써, 1개의 프론트 사이드 멤버(40)가 형성된다. 이와 같이 형성된 프론트 사이드 멤버(40)는 길고 또한 중공의 통형상체이다. 프론트 사이드 멤버(40)는 차체 전방부의 엔진 컴파트먼트(43)의 내부에 배치된다.

해트형 패널(41)에 2개의 외향 플랜지(41c)는 차 외측에 배치된다. 이로 인해, 프론트 사이드 멤버(40)의 넓고 평탄한 종벽(41b)을, 엔진 마운트 브래킷(46)의 탑재면으로서 이용할 수 있다. 이에 의해, 횡배치된 엔진(44)을 지지하는 엔진 마운트 브래킷(46) 등의 엔진 컴파트먼트(43) 근방의 부품을, 프론트 사이드 멤버(40)의 상면[종벽(41b)]에 확실하게 고정할 수 있다. 또한, 전면 충돌 시에는 도 17 중의 서클 박스부에 도시한 바와 같이, 프론트 사이드 멤버(40)를 차 내측을 향해 굴곡 변형시킬 수 있다. 또한, 외향 플랜지(41c)를 차 내측에 배치한 경우는, 전면 충돌 시에 프론트 사이드 멤버(40)를 차 내측으로 굴곡시킬 수 있다.

이와 같이, 프론트 사이드 멤버(40)는 보디 셸에 원하는 굴곡 강성 및 비틀림 강성을 부여함과 함께, 엔진(44) 등의 중량물 및 서스펜션 등의 중요 부품을 지지한다. 또한, 차량의 전면 충돌 시에는, 프론트 사이드 멤버(40)는 그 전단부에 배치되는 프론트 크래시 박스(45)(도 16 참조)를 통해 부하되는 충격 하중에 의해 변형되어 충돌 에너지를 흡수한다. 그 결과, 객실의 변형이 억제되어 탑승자의 안전이 확보된다.

특허문헌 3에는 차 내측에 위치하는 해트형 패널과, 차 외측에 위치하는 클로징 플레이트를 갖는 프론트 사이드 멤버가 개시되어 있다. 특허문헌 3에 개시된 기술에서는 프론트 사이드 멤버의 길이 방향에 존재하는 굴곡부의 구조를 고안함으로써, 전면 충돌의 충격력에 의해 프론트 사이드 멤버가 용이하게 좌굴되는 것을 방지하고 있다. 이 기술에 의하면, 전면 충돌의 충격력이 효과적으로 완화되어 차체의 변형이 억제된다.

일본 특허 제2689595호 공보 일본 특허 공개 평3-184685호 공보 일본 특허 공개 2014-40209호 공보

특허문헌 1에 개시된 사이드 실은 차량의 측면 충돌 안전 성능을 향상시키는 것을 목적으로 하여 개발되어 있지 않아, 측면 충돌에 대한 안전성 향상의 관점에서 개선의 여지가 있다. 또한, 특허문헌 2에 개시된 사이드 실은 3점 굽힘 변형 및 축 압괴 변형이라는 2개의 다른 변형 모드에 대한 충격 에너지 흡수량을 향상시킬 수는 없다.

도 18은 도 16에 도시하는 프론트 사이드 멤버(40)가 갖는 과제를 모식적으로 도시하는 설명도이다. 또한, 특허문헌 3에 개시된 프론트 사이드 멤버도 동일한 과제를 갖고 있다.

전면 충돌 시에, 크래쉬 박스(45)를 통해 프론트 사이드 멤버(40)에 충격 하중이 부하되면, 도 18 중의 서클 박스부에 도시한 바와 같이, 프론트 사이드 멤버(40)의 전단측에 있어서, 해트형 패널(41)의 외향 플랜지(41c)와 클로징 플레이트(42)의 스폿 용접부(스폿 용접에 의해 접합된 부위)가 조기에 파괴되고, 클로징 플레이트(42)가 해트형 패널(41)로부터 분리된다. 이와 같은 현상(스폿 파단)이 프론트 사이드 멤버(40)의 전단측에 발생하면, 프론트 사이드 멤버(40)의 나머지 부위에 있어서의 충격 에너지 흡수량이 저하된다.

이와 같이, 종래의 사이드 실에서는 3점 굽힘 변형 및 축 압괴 변형이라는 2개의 다른 변형 모드에 대한 충격 에너지 흡수량을 향상시킬 수는 없다. 또한, 종래의 프론트 사이드 멤버에서는 엔진 마운트 브래킷의 탑재성을 유지하면서 전면 충돌 시의 스폿 파단의 발생을 억제할 수 없다.

본 발명은 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 종래의 기술에서는 양립할 수 없었던 2개의 특성을 양립 가능한 자동차 부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 이하에 열기하는 지견을 얻을 수 있고, 또한 검토를 거듭하여 본 발명을 완성했다.

(A) 사이드 실 이너 패널(이너 패널) 및 사이드 실 아우터 패널(아우터 패널)의 중첩 접합 위치를, 사이드 실의 길이 방향으로 상이하게 함으로써, 측면 충돌 시에 사이드 실에 발생하는 3점 굽힘 변형에 대한 충격 에너지 흡수량을 높일 수 있고, 또한 스몰 오버랩 충돌을 포함하는 전면 충돌 또는 후면 충돌 시에 사이드 실에 축 압궤 변형이 발생한 경우라도 스폿 파단의 발생을 억제할 수 있고, 이에 의해 사이드 실의 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량을 높일 수 있다.

(B) 프론트 사이드 멤버를 구성하는 프론트 사이드 멤버 이너 패널(이너 패널)의 2개의 외향 플랜지와, 프론트 사이드 멤버 아우터 패널(아우터 패널)의 2개의 외향 플랜지의 중첩 접합 위치를, 프론트 사이드 멤버의 길이 방향의 전단부측의 부분과 그 외의 부분에서 상이하게 함으로써, 엔진 마운트 브래킷의 탑재면을 확실하게 확보하면서 전면 충돌 시의 스폿 파단의 발생을 억제할 수 있다.

본 발명은 상기 과제를 해결하고 이러한 목적을 달성하기 위해 이하의 수단을 채용한다.

(1) 본 발명의 일 형태에 관한 자동차 부재는 천장판과 상기 천장판에 연결되는 2개의 종벽을 갖는 이너 패널과, 천장판과 상기 천장판에 연결되는 2개의 종벽을 갖는 아우터 패널을 구비하고, 상기 이너 패널의 상기 2개의 종벽의 에지부와, 상기 아우터 패널의 상기 2개의 종벽의 에지부가 각각 접합된 접합부를 갖는 폐단면의 자동차 부재이며, 상기 자동차 부재의 전단부로부터 후방을 향해 연장되는 제1 영역과; 상기 제1 영역에 연속해서 후방으로 연장되는 제1 천이 영역과; 상기 제1 천이 영역에 연속해서 후방으로 연장되는 제2 영역을 구비하고, 상기 제1 영역에 있어서의 상기 아우터 패널의 상기 종벽의 높이를 제1 영역 외측 높이 ho₁이라고 정의하고, 상기 제1 영역에 있어서의 상기 이너 패널의 상기 종벽의 높이를 제1 영역 내측 높이 hi₁이라고 정의하고, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 아우터 패널의 상기 종벽의 높이를 제2 영역 외측 높이 ho₂라고 정의하고, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 이너 패널의 상기 종벽의 높이를 제2 영역 내측 높이 hi₂라고 정의하고, 또한 상기 제1 천이 영역에 있어서의 상기 아우터 패널의 상기 종벽의 높이를 제1 천이 영역 외측 높이 ho₁ _∼2라고 정의하고, 상기 제1 천이 영역에 있어서의 상기 이너 패널의 상기 종벽의 높이를 제1 천이 영역 내측 높이 hi₁ _∼2라고 정의했을 때, 상기 제1 영역에서는 상기 제1 영역 외측 높이 ho₁ 및 상기 제1 영역 내측 높이 hi₁이 일정한 값이고, 또한 상기 제1 영역 외측 높이 ho₁과 상기 제1 영역 내측 높이 hi₁의 차가, 상기 제2 영역 외측 높이 ho₂와 상기 제2 영역 내측 높이 hi₂의 차보다도 작고; 상기 제2 영역에서는 상기 제2 영역 외측 높이 ho₂가 상기 제2 영역 내측 높이 hi₂보다도 크고 또한 일정한 값이거나, 또는 상기 제2 영역 외측 높이 ho₂가 상기 제2 영역 내측 높이 hi₂보다도 작고 또한 일정한 값이고; 상기 제1 천이 영역에서는 상기 제1 천이 영역 외측 높이 ho₁ _∼2가, 상기 제1 영역 외측 높이 ho₁과 상기 제2 영역 외측 높이 ho₂ 사이에서 연속적으로 변화됨과 함께, 제1 천이 영역 내측 높이 hi₁ _∼2가, 상기 제1 영역 내측 높이 hi₁과 상기 제2 영역 내측 높이 hi₂ 사이에서 연속적으로 변화된다.

(2) 상기 (1)에 기재된 자동차 부재가 자동차 차체의 골격 부재여도 된다.

(3) 상기 (2)에 기재된 자동차 부재에 있어서, 상기 이너 패널이 사이드 실 이너 패널이고, 상기 아우터 패널이 사이드 실 아우터 패널임과 함께, 상기 골격 부재가 사이드 실이어도 된다.

(4) 상기 (3)에 기재된 자동차 부재에 있어서, 상기 제1 영역 중 상기 전단부를 포함하는 영역에 있어서, A 필러 하부가 접속되는 부위인 A 필러 하부 접속부가 설치되고; 상기 제2 영역의 적어도 일부에 있어서, B 필러가 접속되는 부위인 B 필러 접속부가 설치되어 있고; 상기 제1 영역은 상기 골격 부재의 상기 A 필러 하부 접속부의 후단부로부터 후방으로 150㎜ 이하 이격된 위치까지의 영역이고; 상기 제2 영역은 상기 B 필러 접속부로부터 전방으로 150㎜ 이하 이격된 위치와, 상기 B 필러 접속부로부터 후방으로 150㎜ 이하 이격된 위치 사이의 영역이어도 된다.

(5) 상기 (3) 또는 (4)에 기재된 자동차 부재에 있어서, 상기 제1 영역에서는 하기 관계식 (a)를 만족시키고; 상기 제2 영역에서는 하기 관계식 (b)를 만족시켜도 된다.

(6) 상기 (3) 내지 (5) 중 어느 하나의 자동차 부재가, 상기 제2 영역에 연속해서 후방으로 연장되는 제2 천이 영역과; 상기 제2 천이 영역에 연속해서 후방으로 상기 자동차 부재의 후단부까지 연장되는 제3 영역을 더 구비하고, 상기 제3 영역에 있어서의 상기 아우터 패널의 상기 종벽의 높이를 제3 영역 외측 높이 ho₃이라고 정의하고, 상기 제3 영역에 있어서의 상기 이너 패널의 상기 종벽의 높이를 제3 영역 내측 높이 hi₃이라고 정의하고, 또한 상기 제2 천이 영역에 있어서의 상기 아우터 패널의 상기 종벽의 높이를 제2 천이 영역 외측 높이 ho₂ _∼3이라고 정의하고, 상기 제2 천이 영역에 있어서의 상기 이너 패널의 상기 종벽의 높이를 제2 천이 영역 내측 높이 hi₂ _∼3이라고 정의했을 때, 상기 제3 영역에서는 상기 제3 영역 외측 높이 ho₃ 및 상기 제3 영역 내측 높이 hi₃이 일정한 값이고, 또한 상기 제3 영역 외측 높이 ho₃과 상기 제3 영역 내측 높이 hi₃의 차가, 상기 제2 영역 외측 높이 ho₂와 상기 제2 영역 내측 높이 hi₂의 차보다도 작고; 상기 제2 천이 영역에서는 상기 제2 천이 영역 외측 높이 ho₂ _∼3이, 상기 제2 영역 외측 높이 ho₂와 상기 제3 영역 외측 높이 ho₃ 사이에서 연속적으로 변화됨과 함께, 제2 천이 영역 내측 높이 hi₂ _∼3이, 상기 제2 영역 내측 높이 hi₂와 상기 제3 영역 내측 높이 hi₃ 사이에서 연속적으로 변화되어도 된다.

(7) 상기 (6)에 기재된 자동차 부재에 있어서, 상기 제3 영역에서는 하기 관계식 (c)를 만족시켜도 된다.

(8) 상기 (4) 내지 (7)의 어느 하나의 자동차 부재에 있어서, 상기 A 필러 하부 접속부에 대해 상기 A 필러 하부가 접속됨과 함께, 상기 B 필러 접속부에 대해 상기 B 필러가 접속되어도 된다.

(9) 상기 (2)에 기재된 자동차 부재에 있어서, 상기 이너 패널은 프론트 사이드 멤버 이너 패널이고, 상기 아우터 패널은 프론트 사이드 멤버 아우터 패널임과 함께, 상기 골격 부재는 프론트 사이드 멤버여도 된다.

(10) 상기 (9)에 기재된 자동차 부재에 있어서, 상기 제1 영역에서는 하기 관계식 (a)를 만족시켜도 된다.

(11) 상기 (9) 또는 (10)에 기재된 자동차 부재에 있어서, 상기 제1 영역이, 상기 전단부와, 상기 전단부로부터 후방으로 400㎜ 이하 이격된 위치 사이의 영역이어도 된다.

(12) 상기 (9) 내지 (11) 중 어느 하나에 기재된 자동차 부재에 있어서, 상기 제2 영역이 상기 전단부로부터 150㎜ 이상 이격된 위치보다 후방에 존재하는 영역이어도 된다.

(13) 상기 (9) 내지 (12) 중 어느 하나에 기재된 자동차 부재에 있어서, 상기 제2 영역에서는 하기 관계식 (d) 또는 하기 관계식 (e)를 만족시켜도 된다.

(14) 상기 (1) 내지 (13) 중 어느 하나에 기재된 자동차 부재에 있어서, 상기 접합부의 적어도 일부에 있어서, 상기 에지부가, 상기 이너 패널 및 상기 아우터 패널의 각각의 상기 2개의 종벽에 연결되어 형성된 플랜지여도 된다.

(15) 상기 (14)에 기재된 자동차 부재에 있어서, 상기 접합부의 적어도 일부에 있어서, 상기 이너 패널에 형성된 상기 플랜지가, 헤밍 가공되어, 상기 아우터 패널에 형성된 상기 플랜지를 덮어도 되고, 또는 상기 아우터 패널에 형성된 상기 플랜지가, 헤밍 가공되어, 상기 이너 패널에 형성된 상기 플랜지를 덮어도 된다.

(16) 상기 (1) 내지 (13) 중 어느 하나에 기재된 자동차 부재에 있어서, 상기 접합부의 적어도 일부에 있어서, 상기 이너 패널의 상기 2개의 종벽의 에지부와, 상기 아우터 패널의 상기 2개의 종벽의 에지부가 각각 중첩되어 접합되어도 된다.

(17) 상기 (1) 내지 (16) 중 어느 하나에 기재된 자동차 부재에 있어서, 상기 접합이 저항 스폿 용접에 의한 것이어도 된다.

(18) 상기 (1) 내지 (17) 중 어느 하나에 기재된 자동차 부재에 있어서, 상기 아우터 패널의 인장 강도를 TSo(㎫) 및 판 두께를 to(㎜)라고 정의하고, 상기 이너 패널의 인장 강도를 TSi(㎫) 및 판 두께를 ti(㎜)라고 정의했을 때, 상기 제2 영역 외측 높이 ho₂가 상기 제2 영역 내측 높이 hi₂보다 큰 경우에는 하기 관계식 (f)를 만족시키고; 상기 제2 영역 외측 높이 ho₂가 상기 제2 영역 내측 높이 hi₂보다 작은 경우에는 하기 관계식 (g)를 만족시켜도 된다.

(19) 본 발명의 다른 형태에 관한 자동차 부재는 천장판과 상기 천장판에 연결되는 2개의 종벽을 갖는 이너 패널과, 천장판과 상기 천장판에 연결되는 2개의 종벽을 갖는 아우터 패널을 구비하고, 상기 이너 패널의 상기 2개의 종벽의 에지부와, 상기 아우터 패널의 상기 2개의 종벽의 에지부가 각각 접합된 접합부를 갖는 폐단면의 자동차 부재이며, 상기 아우터 패널의 인장 강도를 TSo(㎫) 및 판 두께를 to(㎜)라고 정의하고, 상기 이너 패널의 인장 강도를 TSi(㎫) 및 판 두께를 ti(㎜)라고 정의하고, 또한 상기 아우터 패널의 상기 종벽의 높이를 외측 높이 ho, 상기 이너 패널의 상기 종벽의 높이를 내측 높이 hi라고 정의했을 때, 상기 외측 높이 ho 및 상기 내측 높이 hi는 각각, 상기 자동차 부재의 길이 방향에 있어서 일정한 값이고; 상기 외측 높이 ho가 상기 내측 높이 hi보다 큰 경우에는 하기 관계식 (f)를 만족시키고; 상기 외측 높이 ho가 상기 내측 높이 hi보다 작은 경우에는 하기 관계식 (g)를 만족시킨다.

(20) 상기 (19)에 기재된 자동차 부재가 사이드 실이고; 상기 사이드 실이, 상기 아우터 패널로서 사이드 실 아우터 패널을 가짐과 함께, 상기 이너 패널로서 사이드 실 이너 패널을 갖고 있어도 된다.

(21) 상기 (19)에 기재된 자동차 부재가 프론트 사이드 멤버이고; 상기 프론트 사이드 멤버가, 상기 아우터 패널로서 프론트 사이드 멤버 아우터 패널을 가짐과 함께, 상기 이너 패널로서 프론트 사이드 멤버 이너 패널을 갖고 있어도 된다.

(22) 상기 (1) 내지 (21) 중 어느 하나에 기재된 자동차 부재가 테일러드 웰드 블랭크, 또는 테일러드 롤드 블랭크, 혹은 그것들의 소재의 조합에 의해 형성되어 있어도 된다.

여기서, 테일러드 웰드 블랭크(TWB)란, 소재의 상태에서 판 두께 및 인장 강도 등이 다른 복수종의 강판을 용접(예를 들어, 맞댐 용접)에 의해 일체화한 것이다. 또한, 테일러드 롤드 블랭크(TRB)란, 소재를 제조할 때에 압연 롤의 간격을 변경함으로써 판 두께를 변화시킨 것이다.

본 발명에 있어서, 「전단부」란, 본 발명에 관한 자동차 부재가 장착되는 차체를 구비하는 차량의 진행 방향 전방측에 있어서의 이 자동차 부재의 단부를 의미하고, 「후방」이란 상기 진행 방향의 후방을 의미한다.

본 발명에 있어서의 종벽의 높이란, 천장판의 외면으로부터 플랜지의 외면까지의, 천장판에 직교하는 방향으로의 거리를 의미한다.

본 발명에 관한 「자동차 부재」는 자동차에 사용되는 부재를 의미하고, 예를 들어 자동차 차체의 골격을 이루는 골격 부재나, 자동차 차체에 장착되는 골격 부재 이외의 부재를 포함한다. 본 발명에 관한 「자동차 부재」는 자동차 차체의 골격 부재로서, 상기 사이드 실 및 프론트 사이드 멤버 이외에, 센터 필러(B 필러), 루프 레일, A 필러 등을 포함하고, 자동차 차체의 골격 부재 이외의 부재로서, 서스펜션을 지지하는 서브 프레임 구성 부재를 포함한다.

본 발명의 상기 형태에 의하면, 종래의 기술에서는 양립할 수 없었던 2개의 특성을 양립 가능한 자동차 부재를 제공할 수 있다.

구체적으로는, 본 발명의 상기 형태에 의하면, 3점 굽힘 변형 및 축 압괴 변형이라는 2개의 다른 변형 모드에 대한 충격 에너지 흡수량을 모두 높인 사이드 실 및 엔진 마운트 브래킷의 탑재성을 유지하면서 전면 충돌 시의 스폿 파단의 발생을 억제할 수 있는 프론트 사이드 멤버 등의 자동차 차체의 골격 부재를 제공할 수 있다.

사이드 실에 관하여 더욱 구체적으로는, 본 발명의 상기 형태에 의하면, 측면 충돌 시에 사이드 실에 발생하는 3점 굽힘 변형에 대한 충격 에너지 흡수량을 높일 수 있고, 또한 스몰 오버랩 충돌을 포함하는 전면 충돌 시 또는 후면 충돌 시에 사이드 실에 축 압괴 변형이 발생한 경우라도 스폿 파단의 발생을 억제할 수 있고, 이에 의해 사이드 실의 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 사이드 실의 개략 구성을 도시하는 사시도이다.
도 2는 축 압괴 변형의 수치 해석에 사용한 본 발명예 및 비교예의 사이드 실의 단면 형상을 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 3은 축 압괴 변형의 수치 해석 조건을 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 4는 축 압괴 변형의 수치 해석 결과인 충격 에너지 흡수량 EA(kJ)를 도시하는 그래프이다.
도 5는 사이드 실의 B 필러 접합부에서 측면 충돌이 발생한 경우를 상정한 측면 충돌 시험에서 채용한 사이드 실의 3점 굽힘 변형의 수치 해석 조건을 도시하는 설명도이다.
도 6은 사이드 실의 B 필러 접합부에서 측면 충돌이 발생한 경우를 상정한 측면 충돌 시험에서 채용한 사이드 실의 3점 굽힘 변형의 수치 해석 조건을 도시하는 설명도이다.
도 7은 제2 영역에 있어서의 종벽의 높이(제2 영역 외측 높이 ho₂, 제2 영역 내측 높이 hi₂)의 비가, ho₂:hi₂＝1:1인 비교예의 시험체와, ho₂:hi₂＝3:1인 본 발명예의 시험체를 도시하는 설명도이다.
도 8은 측면 충돌 시험의 3점 굽힘 변형의 수치 해석 결과인 충돌 흡수 에너지 EA(kJ)를 도시하는 그래프이다.
도 9a는 사이드 실 이너 패널 및 사이드 실 아우터 패널의 접합부의 맞댐 구조의 제1 변형예를 도시하는 설명도이다.
도 9b는 사이드 실 이너 패널 및 사이드 실 아우터 패널의 접합부의 맞댐 구조의 제2 변형예를 도시하는 설명도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 프론트 사이드 멤버의 개략 구성을 도시하는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 프론트 사이드 멤버의 배치 상황을 부분적으로 또한 간략화하여 도시하는 상면도이다.
도 12a는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 사이드 실의 개략 구성을 도시하는 평면도이다.
도 12b는 도 12a에 도시하는 사이드 실의 E-E 화살표 방향에서 본 단면도이다.
도 13a는 축 압괴 변형의 수치 해석 조건을 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 13b는 해트 대측의 해트형 패널(사이드 실 아우터 패널)의 인장 강도 TSo 및 판 두께 to의 승산값(TSo×to)과, 판 두께 to의 대응 관계를 그래프화한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 사이드 실(1A)의 개략 구성을 도시하는 평면도이다.
도 15는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 프론트 사이드 멤버(31A)의 개략 구성을 도시하는 평면도이다.
도 16은 종래에 있어서의 프론트 사이드 멤버의 배치 상황을 부분적으로 또한 간략화하여 도시하는 상면도이다.
도 17은 전면 충돌에 있어서의 프론트 사이드 멤버의 변형 거동을 간략화하여 도시하는 상면도이다.
도 18은 특허문헌 3에 개시된 프론트 사이드 멤버 및 도 16에 도시하는 프론트 사이드 멤버의 과제를 모식적으로 도시하는 설명도이다.

이하, 본 발명의 일 실시 형태에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

[제1 실시 형태]

먼저, 본 발명의 제1 실시 형태에 대해 설명한다. 제1 실시 형태에서는 본 발명에 관한 자동차 부재로서 자동차 차체의 골격 부재인 사이드 실을 예시한다. 이 사이드 실은 이너 패널로서 사이드 실 이너 패널을 가짐과 함께, 아우터 패널로서 사이드 실 아우터 패널을 갖는다. 또한, 이후의 설명에서는 본 발명에 관한 자동차 부재가 대략 사각형의 횡단면 형상을 갖는 경우를 예시하지만, 예를 들어 대략 육각형이나 팔각형 등의, 서로 대향하는 상변 및 하변을 갖는 다각형의 횡단면 형상을 갖는 자동차 부재에 대해서도, 본 발명을 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 사이드 실(1)의 개략 구성을 도시하는 사시도이다.

사이드 실(1)은 적어도, 사이드 실 이너 패널(2)과, 사이드 실 아우터 패널(3)을 갖는다. 사이드 실 이너 패널(2) 및 사이드 실 아우터 패널(3)은 각각, 1.0㎜ 이상의 판 두께를 갖는 고장력 강판으로 이루어지는 형강이다. 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 사이드 실(1)은 통상, 1.0㎜ 이하의 판 두께를 갖는 저강도재인 사이드 실 아우터 패널을 외판으로서 더 갖는다. 사이드 실 이너 패널(2)과 사이드 실 아우터 패널(3) 사이, 또는 사이드 실 아우터 패널(3)과 외판으로서의 사이드 실 아우터 패널 사이에, 사이드 실 레인포스먼트(보강판)가 설치되어 있어도 된다.

사이드 실 이너 패널(2)은 적어도, 천장판(4)과, 천장판(4)에 연결되는 2개의 종벽(6a 및 6b)을 갖는다. 사이드 실 이너 패널(2)은 통상의 굽힘 성형 또는 드로잉 성형에 의한 프레스 가공이나, 굽힘 성형에 의한 롤 가공에 의해 제조되므로, 천장판(4)과, 종벽(6a 및 6b)에 연결되는 능선(5a 및 5b)을 갖는다.

또한, 사이드 실 이너 패널(2)의 에지부에는 2개의 종벽(6a 및 6b)에 연결되는 외향 플랜지(8a 및 8b)가 설치되어 있다. 외향 플랜지(8a 및 8b)는 사이드 실 아우터 패널(3)의 에지부에 설치된 외향 플랜지(13a 및 13b)와 중첩된 상태에서, 예를 들어 저항 스폿 용접 등에 의해 접합되는 접합대이다. 이로 인해, 사이드 실 이너 패널(2)은 종벽(6a 및 6b)과, 외향 플랜지(8a 및 8b)에 연결되는 곡선부(7a 및 7b)를 더 갖는다.

능선(5a 및 5b)과, 곡선부(7a 및 7b)의 각각의 곡률 반경은 상술한 통상의 가공법에 의해 제조되는 정도의 값이고, 통상 3 내지 20㎜이다.

또한, 사이드 실 이너 패널(2)은 그 천장판(4)에 저항 스폿 용접되는 상향 플랜지(30a)를 통해 프론트 플로어 패널(30)에 접합된다.

한편, 사이드 실 아우터 패널(3)도 사이드 실 이너 패널(2)과 마찬가지로, 적어도 천장판(9)과, 천장판(9)에 연결되는 2개의 종벽(11a 및 11b)을 갖는다. 사이드 실 아우터 패널(3)은 통상의 굽힘 성형 또는 드로잉 성형에 의한 프레스 가공이나, 굽힘 성형에 의한 롤 가공에 의해 제조되므로, 천장판(9)과, 종벽(11a 및 11b)에 연결되는 능선(10a 및 10b)을 갖는다.

또한, 사이드 실 아우터 패널(3)의 에지부에는 2개의 종벽(11a 및 11b)에 연결되는 외향 플랜지(13a 및 13b)가 설치되어 있다. 외향 플랜지(13a 및 13b)는 사이드 실 이너 패널(2)의 에지부에 설치된 외향 플랜지(8a 및 8b)와 중첩된 상태에서, 예를 들어 저항 스폿 용접 등에 의해 접합되는 접합대이다. 이로 인해, 사이드 실 아우터 패널(3)은 종벽(11a 및 11b)과 외향 플랜지(13a 및 13b)에 연결되는 곡선부(12a 및 12b)를 더 갖는다.

능선(10a 및 10b)과, 곡선부(12a 및 12b)의 각각의 곡률 반경은 상술한 통상의 가공법에 의해 제조되는 정도의 값이고, 통상 3 내지 20㎜이다.

이상의 설명에서는, 외향 플랜지(8a 및 8b)가 저항 스폿 용접에 의해 외향 플랜지(13a 및 13b)에 접합되는 경우를 예시했지만, 예를 들어 레이저 용접이나 아크 용접과 같은 저항 스폿 용접 이외의 다른 용접, 접착, 또는 납땜 접합 등의 다른 접합법을 사용하는 것도 가능하다.

사이드 실(1)은 제1 영역(14), 제1 천이 영역(15), 제2 영역(16), 제2 천이 영역(17) 및 제3 영역(18)을 갖는다.

제1 영역(14)은 사이드 실(1)의 전단부(1a)로부터 후방을 향해 연장된다. 제1 천이 영역(15)은 제1 영역(14)에 연속해서 후방을 향해 연장된다. 제2 영역(16)은 제1 천이 영역(15)에 연속해서 후방을 향해 연장된다. 제2 천이 영역(17)은 제2 영역(16)에 연속해서 후방으로 연장된다. 또한, 제3 영역(18)은 제2 천이 영역(17)에 연속해서 후방으로 사이드 실(1)의 후단부(1b)까지 연장된다. 그리고, 제3 영역(18)의 후단부(1b)는 리어 휠 하우스 아우터 패널(21)에 접속된다.

이하에서는, 제1 영역(14)에 있어서의 사이드 실 아우터 패널(3)의 종벽(11a 및 11b)의 높이를 제1 영역 외측 높이 ho₁이라고 정의하고, 제1 영역(14)에 있어서의 사이드 실 이너 패널(2)의 종벽(6a 및 6b)의 높이를 제1 영역 내측 높이 hi₁이라고 정의한다.

제2 영역(16)에 있어서의 사이드 실 아우터 패널(3)의 종벽(11a 및 11b)의 높이를 제2 영역 외측 높이 ho₂라고 정의하고, 제2 영역(16)에 있어서의 사이드 실 이너 패널(2)의 종벽(6a 및 6b)의 높이를 제2 영역 내측 높이 hi₂라고 정의한다. 제1 천이 영역(15)에 있어서의 사이드 실 아우터 패널(3)의 종벽(11a 및 11b)의 높이를 제1 천이 영역 외측 높이 ho₁ _∼2라고 정의하고, 제1 천이 영역(15)에 있어서의 사이드 실 이너 패널(2)의 종벽(6a 및 6b)의 높이를 제1 천이 영역 내측 높이 hi₁ _∼2라고 정의한다.

제3 영역(18)에 있어서의 사이드 실 아우터 패널(3)의 종벽(11a 및 11b)의 높이를 제3 영역 외측 높이 ho₃이라고 정의하고, 제3 영역(18)에 있어서의 사이드 실 이너 패널(2)의 종벽(6a 및 6b)의 높이를 제3 영역 내측 높이 hi₃이라고 정의한다. 제2 천이 영역(17)에 있어서의 사이드 실 아우터 패널(3)의 종벽(11a 및 11b)의 높이를 제2 천이 영역 외측 높이 ho₂ _∼3이라고 정의하고, 제2 천이 영역(17)에 있어서의 사이드 실 이너 패널(2)의 종벽(6a 및 6b)의 높이를 제2 천이 영역 내측 높이 hi_2∼3이라고 정의한다.

제1 영역(14)에서는 제1 영역 외측 높이 ho₁ 및 제1 영역 내측 높이 hi₁이 일정한 값이고, 또한 제1 영역 외측 높이 ho₁과 제1 영역 내측 높이 hi₁의 차가, 제2 영역 외측 높이 ho₂와 제2 영역 내측 높이 hi₂의 차보다도 작다.

제2 영역(16)에서는 제2 영역 외측 높이 ho₂가 제2 영역 내측 높이 hi₂보다도 크고, 또한 일정한 값이다.

제1 천이 영역(15)에서는 제1 천이 영역 외측 높이 ho₁ _∼2가, 제1 영역 외측 높이 ho₁과 제2 영역 외측 높이 ho₂ 사이에서 연속적으로 변화됨과 함께, 제1 천이 영역 내측 높이 hi₁ _∼2가, 제1 영역 내측 높이 hi₁과 제2 영역 내측 높이 hi₂ 사이에서 연속적으로 변화된다.

제1 영역(14) 중 사이드 실(1)의 전단부(1a)를 포함하는 영역에, 이점 쇄선으로 나타내는 A 필러 하부(19)가 접속되는 부위인 A 필러 하부 접속부(21)가 설치되어 있다. 또한, 제2 영역(16)의 적어도 일부에, 이점 쇄선으로 나타내는 B 필러(20)가 접속되는 부위인 B 필러 접속부[B 필러 전방측 접속부(22), B 필러 후방측 접속부(23)]가 설치되어 있다.

제1 영역(14)은 사이드 실(1)의 A 필러 하부 접속부(21)의 후단부로부터 후방으로 150㎜ 이하 이격된 위치까지의 영역이다. 도 1에 도시하는 예에서는, 사이드 실(1)에 A 필러 하부(19)가 덮여 있지만, A 필러 하부(19)의 후단부와 사이드 실(1)의 전단부(1a)가 맞대어져 접속되는 경우도 있다. 어떤 경우라도 제1 영역(14)은 A 필러 하부 접속부(21)의 후단부로부터 후방으로 150㎜ 이하 이격된 위치까지의 영역이다.

또한, 제2 영역(16)은 B 필러 접속부[B 필러 전방측 접속부(22)]로부터 전방으로 150㎜ 이하 이격된 위치와, B 필러 접속부[B 필러 후방측 접속부(23)]로부터 후방으로 150㎜ 이하 이격된 위치 사이의 영역이다.

한편, 제3 영역(18)에서는 제3 영역 외측 높이 ho₃ 및 제3 영역 내측 높이 hi₃이 일정한 값이고, 또한 제3 영역 외측 높이 ho₃과 제3 영역 내측 높이 hi₃의 차가, 제2 영역 외측 높이 ho₂와 제2 영역 내측 높이 hi₂의 차보다도 작다.

그리고, 제2 천이 영역(17)에서는 제2 천이 영역 외측 높이 ho₂ _∼3이, 제2 영역 외측 높이 ho₂와 제3 영역 외측 높이 ho₃ 사이에서 연속적으로 변화됨과 함께, 제2 천이 영역 내측 높이 hi₂ _∼3이, 제2 영역 내측 높이 hi₂와 제3 영역 내측 높이 hi₃ 사이에서 연속적으로 변화된다.

상기와 같이 제1 영역 외측 높이 ho₁, 제1 영역 내측 높이 hi₁, 제2 영역 외측 높이 ho₂, 제2 영역 내측 높이 hi₂, 제1 천이 영역 외측 높이 ho₁ _∼2, 제1 천이 영역 내측 높이 hi₁ _∼2, 제3 영역 외측 높이 ho₃, 제3 영역 내측 높이 hi₃, 제2 천이 영역 외측 높이 ho₂ _∼3 및 제2 천이 영역 내측 높이 hi₂ _∼3을 설정함으로써, 측면 충돌 시에 발생하는 사이드 실(1)의 3점 굽힘 변형에 대한 충격 에너지 흡수량을 높일 수 있음과 함께, 스몰 오버랩 충돌을 포함하는 전면 충돌 시 또는 후면 충돌 시에 축 압괴 변형이 사이드 실(1)에 발생한 경우라도, 스폿 파단의 발생도 억제할 수 있고, 이에 의해 사이드 실(1)의 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량을 높일 수 있다. 이하, 이 이유에 대해 설명한다.

상술한 바와 같이, 제1 영역(14) 및 제3 영역(18)에는 양호한 축 압괴 특성을 갖는 것이 요구되지만, 이 양호한 축 압괴 특성은 충격 하중의 입력 방향이, 사이드 실(1)의 재축 방향(길이 방향)에 일치하는 경우뿐만 아니라, 이 재축 방향으로부터, 예를 들어 10도 정도 경사진 방향인 경우에도 요구된다.

도 2의 (a) 및 도 2의 (b)는 본 발명자들이 행한 축 압괴 변형의 수치 해석에 사용한 본 발명예의 사이드 실의 시험체(24) 및 비교예의 사이드 실의 시험체(25)의 단면 형상을 모식적으로 도시하는 설명도이다. 또한, 도 3의 (a) 내지 도 3의 (e)는 축 압괴 변형의 수치 해석 조건을 모식적으로 도시하는 설명도이다.

본 발명자들은, 도 2의 (a) 및 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이 제1 영역 외측 높이 ho₁과 제1 영역 내측 높이 hi₁의 비가, ho₁:hi₁＝1:1인 본 발명예의 시험체(24)와, ho₁:hi₁＝3:1인 비교예의 시험체(25)를 사용하여, 도 3의 (a) 내지 도 3의 (e)에 도시한 바와 같이, 사이드 실의 선단부를 상정한 축 압괴 변형의 수치 해석 시험을 행하였다.

또한, 시험체(24 및 25)의 판 두께 t를 1.4㎜, 인장 강도를 980㎫, 전체 길이를 350㎜로 했다. 시험체(24 및 25)의 재축 방향을 따라 40㎜ 간격으로 설정된 9점 개소에서 저항 스폿 용접을 행하였다. 저항 스폿 용접에 의해 형성되는 용접 너깃의 너깃 직경이 4√t(㎜)가 되도록 용접 조건을 설정했다.

축 압괴 변형의 수치 해석 시험에서는 시험체(24 및 25)의 하단부를 고정한 후, 시험체(24 및 25)의 상단부에 대해, 평판 형상의 강체(26)를, 시험체(24 및 25)의 폭 방향에 대해 평행한 상태 또는 10° 경사지게 한 상태에서 충돌시켰다. 시험체(24 및 25)에 대한 강체(26)의 충돌 속도는 20㎞/h로 했다. 도 3의 (a) 내지 (e)에 도시하는 해석 조건의 각각에 대해, 강체(26)의 충돌에 의해 시험체(24 및 25)의 재축 방향을 따라 150㎜의 범위에서 축 압괴 변형을 발생시킨 경우에 있어서의 스폿 파단의 유무를 조사했다. 또한, 도 3의 (a) 내지 (e)에 도시하는 해석 조건의 각각에 대해, 강체(26)의 충돌에 의해 시험체(24 및 25)의 재축 방향을 따라 150㎜의 범위에서 축 압괴 변형을 발생시킨 경우에 있어서의 충격 에너지 흡수량 EA(kJ)를 해석했다.

표 1은 스폿 파단의 유무의 시험 결과를 나타낸다. 도 4는 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량 EA(kJ)의 해석 결과를 나타내는 그래프이다.

표 1 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 도 3의 (e)에 도시하는 해석 조건으로 시험을 행한 비교예의 시험체(25)에서는 10° 경사진 강체(26)가, 해트 소측의 해트형 패널(종벽의 높이가 작은 해트형의 사이드 실 이너 패널)보다도 해트 대측의 해트형 패널(종벽의 높이가 큰 해트형의 사이드 실 아우터 패널)에 대해 먼저 충돌함으로써, 스폿 파단이 발생하고, 그 결과, 충격 에너지 흡수량 EA가 저하되었다.

이에 대해, 도 3의 (a) 및 (b)에 도시하는 해석 조건으로 시험을 행한 본 발명예의 시험체(24)에서는 강체(26)를 시험체(24)의 폭 방향에 대해 평행한 상태에서 충돌시킨 경우와, 강체(26)를 시험체(24)의 폭 방향에 대해 10° 경사지게 한 상태에서 충돌시킨 경우의 어떤 경우에 있어서도, 스폿 파단은 발생하지 않았다. 이와 같은 시험 결과에 나타난 바와 같이, 비교예의 시험체(25)와 비교하여, 본 발명예의 시험체(24)는 축 압괴 변형에 대해 높은 로버스트성을 갖는 것이 판명되었다.

이 이유는 이하와 같이 생각된다. 즉, 비교예의 시험체(25)에서는 사이드 실 아우터 패널(해트 대측의 해트형 패널)의 종벽의 높이가 사이드 실 이너 패널(해트 소측의 해트형 패널)의 종벽의 높이보다도 크기 때문에, 종벽의 면 강성이 본 발명예의 시험체(24)보다도 낮다. 이로 인해, 특히 도 3의 (e)에 도시한 바와 같이, 면 강성이 낮은 종벽을 갖는 사이드 실 아우터 패널에 먼저 충격 하중이 입력되면, 이 사이드 실 아우터 패널이 크게 변형되어 사이드 실 이너 패널과의 용접부(플랜지)에 있어서의 전단 변형이 과대해지고, 그 결과, 조기에 스폿 파단이 발생한다.

이와 같이, 사이드 실(1)의 제1 영역(14) 및 제3 영역(18)에서는 제1 영역 외측 높이 ho₁, 제1 영역 내측 높이 hi₁, 제3 영역 외측 높이 ho₃ 및 제3 영역 내측 높이 hi₃을 각각 일정한 값으로 함으로써, 사이드 실(1)의 제1 영역(14) 및 제3 영역(18)에 있어서 충격 하중에 의해 축 압괴 변형이 발생했다고 해도, 스폿 파단의 발생을 대폭으로 억제할 수 있고, 그 결과, 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량 EA의 저하를 억제할 수 있다.

도 5 및 도 6은 B 필러 접속부에서 측면 충돌이 발생한 경우를 상정한 측면 충돌 시험에서 채용한 사이드 실(27)의 3점 굽힘 변형의 수치 해석 조건을 도시하는 설명도이다.

또한, 도 7은 제2 영역 외측 높이 ho₂와 제2 영역 내측 높이 hi₂의 비가, ho₂:hi₂＝1:1인 비교예의 시험체(29)와, ho₂:hi₂＝3:1인 본 발명예의 시험체(30)를 도시하는 설명도이다.

시험체(29 및 30)의 판 두께를 1.4㎜, 인장 강도를 980㎫로 했다. B 필러(20)의 판 두께를 1.4㎜, 인장 강도를 590㎫로 했다. B 필러(20)는 사이드 실(27)의 천장판에 접합되었다. 사이드 실(27)의 양단부의 구속 조건을 전체 둘레 완전 구속으로 하고, B 필러(20)의 차량 상방 단부의 구속 조건을 회전 변위의 허용 및 초기 위치로부터 차량 상방만의 변위 허용으로 했다. 도 6에 도시한 바와 같이, 수평 배치된 시험체(29 및 30)에 대해 상방으로부터 강체(28)를 속도 20㎞/h로 충돌시켰다. 시험체(29 및 30)의 각각에 대해, 강체(28)의 스트로크가 170㎜인 경우의 충격 에너지 흡수량 EA(kJ)를 해석했다.

도 8은 시험체(29 및 30)의 각각에 대해 해석한 3점 굽힘 변형에 대한 충격 에너지 흡수량 EA의 해석 결과를 도시한다. 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명예의 시험체(30)의 충격 에너지 흡수량 EA는 비교예의 시험체(29)의 충격 에너지 흡수량 EA보다도 대폭으로 높은 것을 알 수 있다.

이 이유는, 이하와 같이 생각된다. 즉, 측면 충돌에 의한 충격 하중이 부하되면, 사이드 실 아우터 패널에는 B 필러와의 접합 영역을 통해 굽힘 모멘트가 부여된다. 사이드 실 아우터 패널의 제2 영역 외측 높이 ho₂에 대해, 비교예의 시험체(29)와 본 발명예의 시험체(30)를 비교하면, 비교예의 시험체(29)의 제2 영역 외측 높이 ho₂는 본 발명예의 시험체(30)의 제2 영역 외측 높이 ho₂보다도 작다. 그로 인해, 비교예의 시험체(29)의 사이드 실 아우터 패널에 굽힘 모멘트가 부여된 경우, 사이드 실 이너 패널과의 용접부(플랜지)에 큰 변형이 발생하고, 그 결과, 비교예의 시험체(29)의 충격 에너지 흡수량 EA가 본 발명예의 시험체(30)의 충격 에너지 흡수량 EA보다도 작아지는 것이라고 생각된다.

이상과 같은 해석 결과에 기초하는 본 실시 형태에 따르면, 측면 충돌 시에 발생하는 사이드 실(1)의 3점 굽힘 변형에 대한 충격 에너지 흡수량을 높일 수 있음과 함께, 전면 충돌 시 또는 후면 충돌 시에 축 압괴 변형이 사이드 실(1)에 발생한 경우라도 스폿 파단의 발생도 억제할 수 있고, 이에 의해, 사이드 실(1)의 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량을 높일 수 있다.

제1 영역(14)은 사이드 실(1)의 A 필러 하부 접속부(21)의 후단부로부터 후방으로 150㎜ 이하 이격된 위치까지의 영역인 것이 바람직하다. 제1 영역(14)은 탑승자의 발목에 근접하는 범위임과 함께 A 필러 하부(19)의 하단부에 대해 저항 스폿 용접에 의해 접속되는 부분이므로, 충격 하중의 입력 시에 제1 영역(14)에 있어서 스폿 파단이 발생하는 것을 반드시 방지할 필요가 있다. 그로 인해, 사이드 실(1)의 A 필러 하부 접속부(21)의 후단부로부터 후방으로 150㎜ 이하 이격된 위치까지의 영역을 제1 영역(14)으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 제2 영역(16)은 B 필러 전방측 접속부(22)로부터 차량 전방을 향해 150㎜ 이격된 위치와, B 필러 후방측 접속부(23)로부터 차량 후방을 향해 150㎜ 이격된 위치 사이의 영역인 것이 바람직하다. 제2 영역(16)의 일부에 대해 B 필러(20)의 하단부가 저항 스폿 용접에 의해 고정되지만, 측면 충돌 시에는 제2 영역(16)에 있어서 사이드 실 아우터 패널(3)의 종벽(11a 및 11b)에 3점 굽힘 변형이 발생한다. 이와 같이 제2 영역(16)에서 발생하는 3점 굽힘 변형에 대한 저항성을 높이고, 3점 굽힘 변형에 대한 충격 에너지 흡수량을 높이기 위해서는, 상기의 영역을 제2 영역(16)으로 하는 것이 바람직하다.

제1 영역(14)에서는 하기 관계식 (a)를 만족시키는 것이 바람직하다.

제2 영역(16)에서는 하기 관계식 (b)를 만족시키는 것이 바람직하다.

제3 영역(18)에서는 하기 관계식 (c)를 만족시키는 것이 바람직하다.

상기 관계식 (a) 및 (c)를 만족시킴으로써, 전면 충돌 시 또는 후면 충돌 시에 있어서 사이드 실(1)에 축 압괴 변형이 발생했다고 해도, 제1 영역(14) 및 제3 영역(18)에 있어서의 스폿 파단의 발생이 억제되고, 그 결과, 사이드 실(1)의 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량이 높아진다. 또한, 상기 관계식 (b)를 만족시킴으로써, 측면 충돌 시에 사이드 실 아우터 패널(3)에 3점 굽힘 변형이 발생하는 것이 억제되고, 그 결과, 3점 굽힘 변형에 대한 충격 에너지 흡수량이 높아진다.

이상과 같이, 제1 실시 형태에서는 제1 영역(14), 제2 영역(16), 제3 영역(18), 제1 천이 영역(15) 및 제2 천이 영역(17)을 구비하는 사이드 실(1)을 예시했지만, 적어도, 제1 영역(14), 제2 영역(16) 및 제1 천이 영역(15)을 구비하는 사이드 실이면 된다. 예를 들어, 제2 영역(16)에 후단부가 포함되어도 된다.

도 9a는 사이드 실 이너 패널(2) 및 사이드 실 아우터 패널(3)의 접합부의 맞댐 구조의 제1 변형예를 도시하는 설명도이다. 도 9b는 사이드 실 이너 패널(2) 및 사이드 실 아우터 패널(3)의 접합부의 맞댐 구조의 제2 변형예를 도시하는 설명도이다.

도 9a에 도시한 바와 같이, 제1 변형예의 사이드 실(1-1)에서는 접합부의 적어도 일부에 있어서, 외향 플랜지(13a 및 13b)의 플랜지 폭이 외향 플랜지(8a 및 8b)의 플랜지 폭보다도 길게 설정되어 있다. 이들 외향 플랜지(13a 및 13b)가 외향 플랜지(8a 및 8b)를 덮도록 헤밍 가공(헴 가공)에 의해 구부러져 있다. 예를 들어, 제1 영역(14) 또는 제3 영역(18)에 있어서 상기 구성을 채용함으로써, 축 압괴 변형 발생 시에 있어서의 스폿 파단의 억제 효과가 향상된다.

또한, 외향 플랜지(8a 및 8b)의 플랜지 폭이 외향 플랜지(13a 및 13b)의 플랜지 폭보다도 길게 설정되어 있고, 이들 외향 플랜지(8a 및 8b)가 외향 플랜지(13a 및 13b)를 덮도록 헤밍 가공에 의해 구부러져 있어도 된다.

도 9b에 도시한 바와 같이, 제2 변형예의 사이드 실(1-2)에서는 접합부의 적어도 일부에 있어서, 사이드 실 이너 패널(2)에 외향 플랜지(8a 및 8b)가 설치되어 있지 않고, 사이드 실 아우터 패널(3)에 외향 플랜지(13a 및 13b)가 설치되어 있지 않다. 사이드 실 이너 패널(2)의 2개의 종벽(6a 및 6b)의 에지부와, 사이드 실 아우터 패널(3)의 2개의 종벽(13a 및 13b)의 에지부가 각각 중첩된 상태에서 접합되어 있다. 예를 들어, 제1 영역(14) 또는 제3 영역(18)에 있어서 상기 구성을 채용함으로써, 축 압괴 변형 발생 시에 있어서의 스폿 파단의 억제 효과가 향상된다.

[제2 실시 형태]

이어서, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 제2 실시 형태에서는 본 발명에 관한 자동차 부재로서 자동차 차체의 골격 부재인 프론트 사이드 멤버를 예시한다. 이 프론트 사이드 멤버는 이너 패널로서 프론트 사이드 멤버 이너 패널을 가짐과 함께, 아우터 패널로서 프론트 사이드 멤버 아우터 패널을 갖는다.

도 10은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 프론트 사이드 멤버(31)의 개략 구성을 도시하는 사시도이다. 도 11은 프론트 사이드 멤버(31)의 배치 상황을 부분적으로 또한 간략화하여 도시하는 상면도이다. 도 11에는 B-B 단면 및 C-C 단면을 더불어 도시한다.

프론트 사이드 멤버(31)는 적어도 프론트 사이드 멤버 이너 패널(32)과, 프론트 사이드 멤버 아우터 패널(33)을 갖는다. 프론트 사이드 멤버 이너 패널(32) 및 프론트 사이드 멤버 아우터 패널(33)은 각각, 1.0㎜ 이상의 판 두께를 갖는 고장력 강판으로 이루어지는 형강이다. 프론트 사이드 멤버 이너 패널(32)과 프론트 사이드 멤버 아우터 패널(33) 사이에 레인포스먼트(보강판)가 설치되어 있어도 된다.

프론트 사이드 멤버 이너 패널(32)은 적어도 천장판(4)과, 천장판(4)에 연결되는 2개의 종벽(6a 및 6b)을 갖는다. 프론트 사이드 멤버 이너 패널(32)은 통상의 굽힘 성형 또는 드로잉 성형에 의한 프레스 가공이나, 굽힘 성형에 의한 롤 가공에 의해 성형되어 제조되므로, 천장판(4)과, 종벽(6a 및 6b)에 연결되는 능선(5a 및 5b)을 갖는다.

프론트 사이드 멤버 이너 패널(32)의 에지부에는 2개의 종벽(6a 및 6b)에 연결되는 외향 플랜지(8a 및 8b)가 설치되어 있다. 외향 플랜지(8a 및 8b)는 프론트 사이드 멤버 아우터 패널(33)의 에지부에 설치된 외향 플랜지(13a 및 13b)와 중첩된 상태에서, 예를 들어 저항 스폿 용접 등에 의해 접합되는 접합대이다. 이로 인해, 프론트 사이드 멤버 이너 패널(32)은 종벽(6a 및 6b)과, 외향 플랜지(8a 및 8b)에 연결되는 곡선부(7a 및 7b)를 더 갖는다.

한편, 프론트 사이드 멤버 아우터 패널(33)도 프론트 사이드 멤버 이너 패널(32)과 마찬가지로, 적어도 천장판(9)과, 천장판(9)에 연결되는 2개의 종벽(11a 및 11b)을 갖는다. 프론트 사이드 멤버 아우터 패널(33)은 통상의 굽힘 성형 또는 드로잉 성형에 의한 프레스 가공이나, 굽힘 성형에 의한 롤 가공에 의해 제조되므로, 천장판(9)과, 종벽(11a 및 11b)에 연결되는 능선(10a 및 10b)을 갖는다.

또한, 프론트 사이드 멤버 아우터 패널(33)의 에지부에는 2개의 종벽(11a 및 11b)에 연결되는 외향 플랜지(13a 및 13b)가 설치되어 있다. 외향 플랜지(13a 및 13b)는 프론트 사이드 멤버 이너 패널(32)의 에지부에 설치된 외향 플랜지(8a 및 8b)와 중첩된 상태에서, 예를 들어 저항 스폿 용접 등에 의해 접합되는 접합대이다. 이로 인해, 프론트 사이드 멤버 아우터 패널(33)은 종벽(11a 및 11b)과 외향 플랜지(13a 및 13b)에 연결되는 곡선부(12a 및 12b)를 더 갖는다.

이상의 설명에서는 외향 플랜지(8a 및 8b)가, 저항 스폿 용접에 의해 외향 플랜지(13a 및 13b)에 접합되는 경우를 예시했지만, 예를 들어 레이저 용접이나 아크 용접과 같은 저항 스폿 용접 이외의 다른 용접, 접착, 또한 납땜 접합 등의 다른 접합법을 사용하는 것도 가능하다.

프론트 사이드 멤버(31)는 제1 영역(14), 제1 천이 영역(15) 및 제2 영역(16)을 갖는다.

제1 영역(14)은 프론트 사이드 멤버(31)의 전단부(31a)로부터 후방을 향해 연장된다. 제1 천이 영역(15)은 제1 영역(14)에 연속해서 후방을 향해 연장된다. 또한, 제2 영역(16)은 제1 천이 영역(15)에 연속해서 후방을 향해 연장된다.

이하에서는 제1 영역(14)에 있어서의 프론트 사이드 멤버 아우터 패널(33)의 종벽(11a 및 11b)의 높이를 제1 영역 외측 높이 ho₁이라고 정의하고, 제1 영역(14)에 있어서의 프론트 사이드 멤버 이너 패널(32)의 종벽(6a 및 6b)의 높이를 제1 영역 내측 높이 hi₁이라고 정의한다.

제2 영역(16)에 있어서의 프론트 사이드 멤버 아우터 패널(33)의 종벽(11a 및 11b)의 높이를 제2 영역 외측 높이 ho₂라고 정의하고, 제2 영역(16)에 있어서의 프론트 사이드 멤버 이너 패널(32)의 종벽(6a 및 6b)의 높이를 제2 영역 내측 높이 hi₂라고 정의한다. 제1 천이 영역(15)에 있어서의 프론트 사이드 멤버 아우터 패널(33)의 종벽(11a 및 11b)의 높이를 제1 천이 영역 외측 높이 ho₁ _∼2라고 정의하고, 제1 천이 영역(15)에 있어서의 프론트 사이드 멤버 이너 패널(32)의 종벽(6a 및 6b)의 높이를 제1 천이 영역 내측 높이 hi₁ _∼2라고 정의한다.

제1 영역(14)에서는 제1 영역 외측 높이 ho₁ 및 제1 영역 내측 높이 hi₁이 일정한 값이고, 또한 제1 영역 외측 높이 ho₁과 제1 영역 내측 높이 hi₁의 차가, 제2 영역 외측 높이 ho₂와 제2 영역 내측 높이 hi₂의 차보다도 작다. 도 10에 도시하는 프론트 사이드 멤버(31)에서는 제1 영역 외측 높이 ho₁과 제1 영역 내측 높이 hi₁이 거의 동등하다.

이와 같이, 프론트 사이드 멤버(31)의 전단부측에 위치하는 제1 영역(14)에 있어서, 제1 영역 외측 높이 ho₁과 제1 영역 내측 높이 hi₁이 거의 동등하므로, 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 전면 충돌 시에 있어서의 스폿 파단의 발생을 억제할 수 있다.

제2 영역(16)에서는 제2 영역 외측 높이 ho₂가 제2 영역 내측 높이 hi₂보다도 작고 또한 일정한 값이다. 도 10에 도시하는 프론트 사이드 멤버(31)에서는 제2 영역 외측 높이 ho₂가 0이다. 즉, 제2 영역(16)에서는 프론트 사이드 멤버 아우터 패널(33)의 종벽(11a 및 11b)은 존재하지 않는다.

제1 천이 영역(15)에서는 제1 천이 영역 외측 높이 ho₁ _∼2가 제1 영역 외측 높이 ho₁과 제2 영역 외측 높이 ho₂ 사이에서 연속적으로 변화됨과 함께, 제1 천이 영역 내측 높이 hi₁ _∼2가 제1 영역 내측 높이 hi₁과 제2 영역 내측 높이 hi₂ 사이에서 연속적으로 변화된다.

제2 영역(16)에 있어서의 프론트 사이드 멤버 이너 패널(32)의 종벽(6a)에, 횡배치된 엔진(44)을 지지하는 엔진 마운트 브래킷(46)이 고정된다. 제2 영역(16)에서는 프론트 사이드 멤버 아우터 패널(33)의 종벽(11a 및 11b)이 존재하지 않으므로, 프론트 사이드 멤버 이너 패널(32)의 종벽(6a 및 6b)의 높이(제2 영역 내측 높이 hi₂)가 충분히 확보되어 있다. 이로 인해, 엔진 마운트 브래킷(46)의 탑재성이 충분히 확보됨과 함께, 도 17에 도시한 바와 같이 전면 충돌 시에, 프론트 사이드 멤버(31)가 차 내측으로 절곡되므로, 충격 에너지 흡수량을 높일 수 있다.

이로 인해, 제1 영역(14) 및 제2 영역(16)은 엔진 마운트 브래킷(46)의 탑재 위치보다도 프론트 사이드 멤버(31)의 전단부(31a) 근처에 형성된다.

상기와 같이 제1 영역 외측 높이 ho₁, 제1 영역 내측 높이 hi₁, 제2 영역 외측 높이 ho₂, 제2 영역 내측 높이 hi₂, 제1 천이 영역 외측 높이 ho₁ _∼2 및 제1 천이 영역 내측 높이 hi₁ _∼2를 설정함으로써, 엔진 마운트 브래킷(46)의 탑재성을 유지할 수 있음과 함께, 전면 충돌 시에 있어서의 스폿 파단의 발생을 억제할 수 있다.

제1 영역(14)에서는 하기 관계식 (a)를 만족시키는 것이 바람직하다. 이에 의해, 전면 충돌 시 또는 후면 충돌 시에 있어서 프론트 사이드 멤버(31)에 축 압괴 변형이 발생한 경우라도 스폿 파단의 발생이 억제되므로, 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량이 높아진다.

제1 영역(14)은 프론트 사이드 멤버(31)의 전단부(31a)와, 전단부(31a)로부터 후방으로 400㎜ 이하 이격된 위치 사이의 영역인 것이 바람직하다. 이에 의해, 외향 플랜지(8a 및 13a)의 용접부에서 스폿 파단이 발생하는 것을 회피하는 것이 가능해지고, 그 결과, 충격 에너지 흡수량의 저하를 회피할 수 있다.

제2 영역(16)은 전단부(31a)로부터 150㎜ 이상 이격된 위치보다 후방에 존재하는 영역인 것이 바람직하다. 이에 의해, 효과적으로 엔진(44)을 마운트할 수 있을 뿐만 아니라, 충돌 시에 프론트 사이드 멤버(31)를 효과적으로 구부릴 수 있어, 충격 에너지 흡수량을 향상시킬 수 있다.

또한, 제2 영역(16)에서는 하기 관계식 (d) 또는 관계식 (e)를 만족시키는 것이 바람직하다. 이에 의해, 효과적으로 엔진(44)을 마운트할 수 있을 뿐만 아니라, 충돌 시에 프론트 사이드 멤버(31)를 효과적으로 구부릴 수 있고, 충격 에너지 흡수량을 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 프론트 사이드 멤버(31)의 접합부의 맞댐 구조가, 도 9a 및 도 9b를 참조하면서 설명한 변형예와 동일한 구조를 갖고 있어도 된다.

이상의 설명에서는 프론트 사이드 멤버 이너 패널(32)의 외향 플랜지(8a 및 8b)와, 프론트 사이드 멤버 아우터 패널(33)의 외향 플랜지(13a 및 13b)가 제2 영역(16)에 있어서 차 외측에 배치되는 경우를 예시했지만, 이들 외향 플랜지(8a, 8b, 13a 및 13b)가 차 내측에 배치되는 경우에는, 외향 플랜지(8a, 8b, 13a 및 13b)를 걸쳐 넘어 종벽에 도달하는 형상을 갖는 엔진 마운트 브래킷을 사용하면 된다.

[제3 실시 형태]

이어서, 본 발명의 제3 실시 형태에 대해 설명한다. 제3 실시 형태에서는 본 발명에 관한 자동차 부재로서 자동차 차체의 골격 부재인 사이드 실을 예시한다. 이 사이드 실은 이너 패널로서 사이드 실 이너 패널을 가짐과 함께, 아우터 패널로서 사이드 실 아우터 패널을 갖는다.

도 12a는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 사이드 실(100)의 평면도이다. 도 12b는 도 12a에 도시하는 사이드 실(100)의 E-E 화살표 방향에서 본 단면도이다. 도 12a 및 도 12b에 도시한 바와 같이, 사이드 실(100)은 사이드 실 아우터 패널(110)과, 사이드 실 이너 패널(120)을 갖는다. 사이드 실 아우터 패널(110) 및 사이드 실 이너 패널(120)은 고장력 강판으로 이루어지는 해트형 강이다.

사이드 실 아우터 패널(110)은 천장판(111)과, 한 쌍의 종벽(112 및 113)과, 한 쌍의 외향 플랜지(114 및 115)를 갖는다. 이들 천장판(111)과, 종벽(112 및 113)과, 외향 플랜지(114 및 115)는 각각, 사이드 실(100)의 재축 방향(길이 방향)으로 연장되는 직사각 형상의 평판이다.

도 12b에 도시한 바와 같이, 사이드 실(100)을, 그 재축 방향에 직교하는 단면에서 보았을 때, 천장판(111)과 종벽(112) 사이의 각도가 대략 직각이 되도록, 종벽(112)의 한쪽의 폭 방향 단부가, 천장판(111)의 한쪽의 폭 방향 단부에 접속되어 있다. 마찬가지로, 천장판(111)과 종벽(113) 사이의 각도가 대략 직각이 되도록, 종벽(113)의 한쪽의 폭 방향 단부가, 천장판(111)의 다른 쪽의 폭 방향 단부에 접속되어 있다.

또한, 1매의 강판을 프레스 가공함으로써 사이드 실 아우터 패널(110)이 형성된 경우, 천장판(111)과 종벽(112)의 접속 부위와, 천장판(111)과 종벽(113)의 접속 부위에는 제1 실시 형태에서 설명한 능선이 존재하지만, 도 12b에서는 도시를 생략한다.

또한, 도 12b에 도시한 바와 같이, 사이드 실(100)을, 그 재축 방향에 직교하는 단면에서 보았을 때, 종벽(112)과 외향 플랜지(114) 사이의 각도가 대략 직각이 되고, 또한 외향 플랜지(114)가 종벽(112)으로부터 사이드 실(100)의 외측을 향해 돌출되도록, 외향 플랜지(114)의 한쪽의 폭 방향 단부가 종벽(112)의 다른 쪽의 폭 방향 단부에 접속되어 있다.

마찬가지로, 종벽(113)과 외향 플랜지(115) 사이의 각도가 대략 직각이 되고, 또한 외향 플랜지(115)가 종벽(113)으로부터 사이드 실(100)의 외측을 향해 돌출되도록, 외향 플랜지(115)의 한쪽의 폭 방향 단부가 종벽(113)의 다른 쪽의 폭 방향 단부에 접속되어 있다.

또한, 1매의 강판을 프레스 가공함으로써 사이드 실 아우터 패널(110)이 형성된 경우, 종벽(112)과 외향 플랜지(114)의 접속 부위와, 종벽(113)과 외향 플랜지(115)의 접속 부위에는 제1 실시 형태에서 설명한 곡선부가 존재하지만, 도 12b에서는 도시를 생략한다.

종벽(112 및 113)의 길이와, 외향 플랜지(114 및 115)의 길이는 천장판(111)의 길이와 동일하다. 종벽(112)의 폭(제1 실시 형태에서 설명한 「종벽의 높이」에 상당)은 종벽(113)의 폭과 동일하다. 외향 플랜지(114)의 폭은 외향 플랜지(115)의 폭과 동일하다.

사이드 실 이너 패널(120)은 천장판(121)과, 한 쌍의 종벽(122 및 123)과, 한 쌍의 외향 플랜지(124 및 125)를 갖는다. 이들 천장판(121)과, 종벽(122 및 123)과, 외향 플랜지(124 및 125)는 각각, 사이드 실(100)의 재축 방향으로 연장되는 직사각 형상의 평판이다.

도 12b에 도시한 바와 같이, 사이드 실(100)을, 그 재축 방향에 직교하는 단면에서 보았을 때, 천장판(121)은 천장판(111)에 대해 대향하고 있다. 천장판(121)의 길이 및 폭은 천장판(111)의 길이 및 폭과 동일하다. 천장판(121)과 종벽(122) 사이의 각도가 대략 직각이 되도록, 종벽(122)의 한쪽의 폭 방향 단부가 천장판(121)의 한쪽의 폭 방향 단부에 접속되어 있다. 마찬가지로, 천장판(121)과 종벽(123) 사이의 각도가 대략 직각이 되도록, 종벽(123)의 한쪽의 폭 방향 단부가 천장판(121)의 다른 쪽의 폭 방향 단부에 접속되어 있다.

또한, 1매의 강판을 프레스 가공함으로써 사이드 실 이너 패널(120)이 형성된 경우, 천장판(121)과 종벽(122)의 접속 부위와, 천장판(121)과 종벽(123)의 접속 부위에는 제1 실시 형태에서 설명한 능선이 존재하지만, 도 12b에서는 도시를 생략한다.

또한, 도 12b에 도시한 바와 같이, 사이드 실(100)을, 그 재축 방향에 직교하는 단면에서 보았을 때, 종벽(122)과 외향 플랜지(124) 사이의 각도가 대략 직각이 되고, 또한 외향 플랜지(124)가 종벽(122)으로부터 사이드 실(100)의 외측을 향해 돌출되도록, 외향 플랜지(124)의 한쪽의 폭 방향 단부가 종벽(122)의 다른 쪽의 폭 방향 단부에 접속되어 있다.

마찬가지로, 종벽(123)과 외향 플랜지(125) 사이의 각도가 대략 직각이 되고, 또한 외향 플랜지(125)가 종벽(123)으로부터 사이드 실(100)의 외측을 향해 돌출되도록, 외향 플랜지(125)의 한쪽의 폭 방향 단부가 종벽(123)의 다른 쪽의 폭 방향 단부에 접속되어 있다.

또한, 1매의 강판을 프레스 가공함으로써 사이드 실 이너 패널(120)이 형성된 경우, 종벽(122)과 외향 플랜지(124)의 접속 부위와, 종벽(123)과 외향 플랜지(125)의 접속 부위에는 제1 실시 형태에서 설명한 곡선부가 존재하지만, 도 12b에서는 도시를 생략한다.

종벽(122 및 123)의 길이와, 외향 플랜지(124 및 125)의 길이는 천장판(121)의 길이와 동일하다. 종벽(122)의 폭은 종벽(123)의 폭과 동일하다. 외향 플랜지(124)의 폭은 외향 플랜지(125)의 폭과 동일하다. 외향 플랜지(124 및 125)의 폭은 외향 플랜지(114 및 115)의 폭과 동일하다.

상기와 같이 사이드 실 아우터 패널(110) 및 사이드 실 이너 패널(120)은 각각 해트형의 단면 형상을 갖는다. 사이드 실 아우터 패널(110)의 외향 플랜지(114 및 115)와, 사이드 실 이너 패널(120)의 외향 플랜지(124 및 125)가 중첩된 상태에서, 저항 스폿 용접 등에 의해 접합되어 있다.

이하에서는, 사이드 실 아우터 패널(110)의 종벽(112 및 113)의 높이(폭)를 외측 높이 ho라고 정의함과 함께, 사이드 실 이너 패널(120)의 종벽(122 및 123)의 높이(폭)를 내측 높이 hi라고 정의한다.

또한, 사이드 실 아우터 패널(110)의 인장 강도를 TSo(㎫) 및 판 두께를 to(㎜)라고 정의함과 함께, 사이드 실 이너 패널(120)의 인장 강도를 TSi(㎫) 및 판 두께를 ti(㎜)라고 정의한다.

제3 실시 형태의 사이드 실(100)에 있어서, 외측 높이 ho 및 내측 높이 hi는 각각, 사이드 실(100)의 길이 방향에 있어서 일정한 값이고, 또한 외측 높이 ho가 내측 높이 hi보다 크다. 이와 같은 사이드 실(100)에서는 하기 관계식 (f)를 만족시키도록, 사이드 실 아우터 패널(110)의 인장 강도 TSo 및 판 두께 to와, 사이드 실 이너 패널(120)의 인장 강도 TSi 및 판 두께 ti가 설정되어 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 제3 실시 형태의 사이드 실(100)에 의하면, 제1 실시 형태의 사이드 실(1)과 마찬가지로, 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량과 3점 굽힘 변형에 대한 충격 에너지 흡수량의 양쪽을 높일 수 있다. 이하, 그 이유에 대해 설명한다.

도 13a에 도시한 바와 같이, 제3 실시 형태의 사이드 실(100)을 모의한 시험체(200)를 준비하여, 제1 실시 형태와 마찬가지로 축 압괴 변형의 해석 시험을 행하였다. 즉, 이 시험에서는 시험체(200)의 하단부를 고정한 후, 시험체(200)의 상단부에 대해, 평판 형상의 강체(300)를, 시험체(200)의 폭 방향에 대해 10° 경사지게 한 상태에서 충돌시켰다. 여기서, 강체(300)가 해트 소측의 해트형 패널(220)(종벽의 높이가 작은 사이드 실 이너 패널)보다도 해트 대측의 해트형 패널(종벽의 높이가 큰 해트형의 사이드 실 아우터 패널)에 대해 먼저 충돌하도록, 강체(300)의 경사 상태를 조정했다. 시험체(200)에 대한 강체(300)의 충돌 속도는 20㎞/h로 했다.

해트 소측의 해트형 패널(사이드 실 이너 패널)(220)의 인장 강도 TSi를 780(㎫)로 고정함과 함께 판 두께 ti를 1.4(㎜)로 고정한다는 조건 하에서, 해트 대측의 해트형 패널(사이드 실 아우터 패널)(210)의 인장 강도 TSo 및 판 두께 to의 조합을, 표 2에 나타내는 조합에 따라 설정했다. 표 2에 나타내는 조합을 채용한 시험체(200)에 대해 상기의 충돌 조건으로 강체(300)를 충돌시켜, 스폿 파단의 유무를 조사했다.

표 2에 스폿 파단의 유무의 조사 결과를 나타낸다. 또한, 도 13b는 표 2에 기초하여, 해트 대측의 해트형 패널(사이드 실 아우터 패널)(210)의 인장 강도 TSo 및 판 두께 to의 승산값(TSo×to)과, 판 두께 to의 대응 관계를 그래프화한 도면이다.

도 13b에 도시한 바와 같이, 해트 대측의 해트형 패널(사이드 실 아우터 패널)(210)의 인장 강도 TSo 및 판 두께 to의 승산값(TSo×to)이, 해트 소측의 해트형 패널(사이드 실 이너 패널)(220)의 인장 강도 TSi 및 판 두께 ti의 승산값[TSi×ti＝1092(㎫ㆍ㎜) 고정] 이상인 경우, 스폿 파단이 발생하여 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량 EA가 저하되는 것이 판명되었다.

한편, 해트 대측의 해트형 패널(사이드 실 아우터 패널)(210)의 인장 강도 TSo 및 판 두께 to의 승산값(TSo×to)이, 해트 소측의 해트형 패널(사이드 실 이너 패널)(220)의 인장 강도 TSi 및 판 두께 ti의 승산값[TSi×ti＝1092(㎫ㆍ㎜) 고정]보다 작은 경우, 스폿 파단이 발생하지 않고, 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량 EA도 저하되지 않는 것이 판명되었다.

이상과 같은 해석 결과로부터, 사이드 실(100)의 외측 높이 ho가 내측 높이 hi보다 큰 경우에는, 상기 관계식 (f)를 만족시키도록, 사이드 실 아우터 패널(110)의 인장 강도 TSo 및 판 두께 to와, 사이드 실 이너 패널(120)의 인장 강도 TSi 및 판 두께 ti를 설정함으로써, 스몰 오버랩 충돌을 포함하는 전면 충돌 시 또는 후면 충돌 시에 축 압괴 변형이 사이드 실(100)에 발생한 경우라도 스폿 파단의 발생을 억제할 수 있고, 그 결과, 사이드 실(100)의 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량을 높일 수 있다.

또한, 사이드 실(100)의 구성은 제1 실시 형태에 있어서의 사이드 실(1)의 제2 영역(16)의 구성과 동일하므로, 사이드 실(100)에 의하면, 측면 충돌 시에 발생하는 3점 굽힘 변형에 대한 충격 에너지 흡수량도 높일 수 있다.

또한, 상기 제3 실시 형태에서는 외측 높이 ho 및 내측 높이 hi가 각각, 사이드 실(100)의 길이 방향에 있어서 일정한 값이고, 또한 외측 높이 ho가 내측 높이 hi보다 큰 경우를 예시했지만, 예를 들어 외측 높이 ho 및 내측 높이 hi가 각각, 사이드 실의 길이 방향에 있어서 일정한 값이고, 또한 외측 높이 ho가 내측 높이 hi보다 작은 경우에는 하기 관계식 (g)를 만족시키도록, 사이드 실 아우터 패널의 인장 강도 TSo 및 판 두께 to와, 사이드 실 이너 패널의 인장 강도 TSi 및 판 두께 ti를 설정하면 된다.

또한, 상기 제3 실시 형태에서는 자동차 부재로서 사이드 실(100)을 예시했지만, 자동차 부재가 프론트 사이드 멤버여도 된다. 이 경우, 프론트 사이드 멤버는 아우터 패널로서 상기의 사이드 실 아우터 패널(110)과 동일한 구성의 프론트 사이드 멤버 아우터 패널을 가짐과 함께, 이너 패널로서 상기의 사이드 실 이너 패널(120)과 동일한 구성의 프론트 사이드 멤버 이너 패널을 갖는다.

[제4 실시 형태]

도 14는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 사이드 실(1A)의 개략 구성을 도시하는 평면도이다. 제4 실시 형태에 관한 사이드 실(1A)은 제1 실시 형태와 동일한 구성을 갖는 사이드 실 이너 패널(2) 및 사이드 실 아우터 패널(3)을 구비하고 있다. 그로 인해, 이하에서는 제4 실시 형태의 사이드 실(1A)의 구성 중, 제1 실시 형태의 사이드 실(1)의 구성과는 상이한 점만을 설명한다.

또한, 이하에서는 사이드 실(1A)에 있어서, 사이드 실 아우터 패널(3)의 인장 강도를 TSo(㎫) 및 판 두께를 to(㎜)라고 정의하고, 사이드 실 이너 패널(2)의 인장 강도를 TSi(㎫) 및 판 두께를 ti(㎜)라고 정의한다.

도 14에 도시한 바와 같이, 제1 실시 형태의 사이드 실(1)과 마찬가지로, 사이드 실(1A)에 있어서도, 제2 영역 외측 높이 ho₂가 제2 영역 내측 높이 hi₂보다 크다. 이와 같은 사이드 실(1A)에서는 하기 관계식 (f)를 만족시키도록, 사이드 실 아우터 패널(3)의 인장 강도 TSo 및 판 두께 to와, 사이드 실 이너 패널(2)의 인장 강도 TSi 및 판 두께 ti가 설정되어 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 제4 실시 형태의 사이드 실(1A)에 의하면, 제1 실시 형태 및 제3 실시 형태의 양쪽의 특징을 구비하고 있으므로, 그것들의 상승 효과에 의해, 3점 굽힘 변형 및 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량을 보다 효과적으로 높일 수 있다.

[제5 실시 형태]

도 15는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 프론트 사이드 멤버(31A)의 개략 구성을 도시하는 평면도이다. 제5 실시 형태에 관한 프론트 사이드 멤버(31A)는 제2 실시 형태와 동일한 구성을 갖는 프론트 사이드 멤버 이너 패널(32) 및 프론트 사이드 멤버 아우터 패널(33)을 구비하고 있다. 그로 인해, 이하에서는 제5 실시 형태의 프론트 사이드 멤버(31A)의 구성 중, 제2 실시 형태의 프론트 사이드 멤버(31)의 구성과는 상이한 점만을 설명한다.

또한, 이하에서는 프론트 사이드 멤버(31A)에 있어서, 프론트 사이드 멤버 아우터 패널(33)의 인장 강도를 TSo(㎫) 및 판 두께를 to(㎜)라고 정의하고, 프론트 사이드 멤버 이너 패널(32)의 인장 강도를 TSi(㎫) 및 판 두께를 ti(㎜)라고 정의한다.

도 15에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태의 프론트 사이드 멤버(31)와 마찬가지로, 프론트 사이드 멤버(31A)에 있어서도, 제2 영역 외측 높이 ho₂가 제2 영역 내측 높이 hi₂보다 작다. 이와 같은 프론트 사이드 멤버(31A)에서는 하기 관계식 (g)를 만족시키도록, 프론트 사이드 멤버 아우터 패널(33)의 인장 강도 TSo 및 판 두께 to와, 프론트 사이드 멤버 이너 패널(32)의 인장 강도 TSi 및 판 두께 ti가 설정되어 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 제5 실시 형태의 프론트 사이드 멤버(31A)에 의하면, 제2 실시 형태 및 제3 실시 형태의 양쪽의 특징을 구비하고 있으므로, 그것들의 상승 효과에 의해, 엔진 마운트 브래킷의 탑재성을 유지하면서, 전면 충돌 시에 있어서의 스폿 파단의 발생을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

이상, 본 발명의 제1 내지 제5 실시 형태에 대해 설명했지만, 각 실시 형태에서 설명한 자동차 부재(사이드 실 및 프론트 사이드 멤버)가, 소재의 상태에서 판 두께 및 인장 강도 등이 상이한 복수종의 강판을 용접(예를 들어, 맞댐 용접)에 의해 일체화된 테일러드 웰드 블랭크(TWB), 또는 소재를 제조할 때에 압연 롤의 간격을 변경함으로써 판 두께를 변화시킨 테일러드 롤드 블랭크(TRB), 혹은 그것들의 TWB 및 TRB의 조합에 의해 형성되어 있어도 된다.

1, 1A : 사이드 실
2 : 사이드 실 이너 패널
3 : 사이드 실 아우터 패널
6a, 6b : 종벽
11a, 11b : 종벽
14 : 제1 영역
15 : 제1 천이 영역
16 : 제2 영역
17 : 제2 천이 영역
18 : 제3 영역
19 : A 필러 하부
20 : B 필러
21 : 리어 휠 하우스 아우터
31, 31A : 프론트 사이드 멤버
32 : 프론트 사이드 멤버 이너 패널
33 : 프론트 사이드 멤버 아우터 패널
44 : 횡배치된 엔진
46 : 엔진 마운트 브래킷
100 : 사이드 실
110 : 사이드 실 아우터 패널
120 : 사이드 실 이너 패널
111, 121 : 천장판
112, 113 : 종벽
122, 123 : 종벽

Claims

천장판과 상기 천장판에 연결되는 2개의 종벽을 갖는 이너 패널과, 천장판과 상기 천장판에 연결되는 2개의 종벽을 갖는 아우터 패널을 구비하고, 상기 이너 패널의 상기 2개의 종벽의 에지부와, 상기 아우터 패널의 상기 2개의 종벽의 에지부가 각각 접합된 접합부를 갖는 폐단면의 자동차 부재이며,
상기 자동차 부재의 전단부로부터 후방을 향해 연장되는 제1 영역과;
상기 제1 영역에 연속해서 후방으로 연장되는 제1 천이 영역과;
상기 제1 천이 영역에 연속해서 후방으로 연장되는 제2 영역을 구비하고,
상기 제1 영역에 있어서의 상기 아우터 패널의 상기 종벽의 높이를 제1 영역 외측 높이 ho₁이라고 정의하고, 상기 제1 영역에 있어서의 상기 이너 패널의 상기 종벽의 높이를 제1 영역 내측 높이 hi₁이라고 정의하고,
상기 제2 영역에 있어서의 상기 아우터 패널의 상기 종벽의 높이를 제2 영역 외측 높이 ho₂라고 정의하고, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 이너 패널의 상기 종벽의 높이를 제2 영역 내측 높이 hi₂라고 정의하고, 또한
상기 제1 천이 영역에 있어서의 상기 아우터 패널의 상기 종벽의 높이를 제1 천이 영역 외측 높이 ho_1∼2라고 정의하고, 상기 제1 천이 영역에 있어서의 상기 이너 패널의 상기 종벽의 높이를 제1 천이 영역 내측 높이 hi_1∼2라고 정의했을 때,
상기 제1 영역에서는 상기 제1 영역 외측 높이 ho₁ 및 상기 제1 영역 내측 높이 hi₁이 일정한 값이고, 또한 상기 제1 영역 외측 높이 ho₁과 상기 제1 영역 내측 높이 hi₁의 차가, 상기 제2 영역 외측 높이 ho₂와 상기 제2 영역 내측 높이 hi₂의 차보다도 작고;
상기 제2 영역에서는 상기 제2 영역 외측 높이 ho₂가 상기 제2 영역 내측 높이 hi₂보다도 크고 또한 일정한 값이거나, 또는 상기 제2 영역 외측 높이 ho₂가 상기 제2 영역 내측 높이 hi₂보다도 작고 또한 일정한 값이고;
상기 제1 천이 영역에서는 상기 제1 천이 영역 외측 높이 ho_1∼2가, 상기 제1 영역 외측 높이 ho₁과 상기 제2 영역 외측 높이 ho₂ 사이에서 연속적으로 변화됨과 함께, 제1 천이 영역 내측 높이 hi_1∼2가, 상기 제1 영역 내측 높이 hi₁과 상기 제2 영역 내측 높이 hi₂ 사이에서 연속적으로 변화되고;
상기 자동차 부재가 자동차 차체의 골격 부재이고,
상기 이너 패널은 사이드 실 이너 패널이고, 상기 아우터 패널은 사이드 실 아우터 패널임과 함께, 상기 골격 부재는 사이드 실이고,
상기 제1 영역 중 상기 전단부를 포함하는 영역에 있어서, A 필러 하부가 접속되는 부위인 A 필러 하부 접속부가 설치되고;
상기 제2 영역의 적어도 일부에 있어서, B 필러가 접속되는 부위인 B 필러 접속부가 설치되어 있고;
상기 제1 영역은 상기 골격 부재의 상기 A 필러 하부 접속부의 후단으로부터 후방으로 150㎜ 이하 이격된 위치까지의 영역이고;
상기 제2 영역은 상기 B 필러 접속부로부터 전방으로 150㎜ 이하 이격된 위치와, 상기 B 필러 접속부로부터 후방으로 150㎜ 이하 이격된 위치 사이의 영역인 것을 특징으로 하는, 자동차 부재.
제1항에 있어서, 상기 제1 영역에서는 하기 관계식 (a)를 만족시키고;
상기 제2 영역에서는 하기 관계식 (b)를 만족시키는 것을 특징으로 하는, 자동차 부재.
제2항에 있어서, 상기 제2 영역에 연속해서 후방으로 연장되는 제2 천이 영역과;
상기 제2 천이 영역에 연속해서 후방으로 상기 자동차 부재의 후단부까지 연장되는 제3 영역을 더 구비하고,
상기 제3 영역에 있어서의 상기 아우터 패널의 상기 종벽의 높이를 제3 영역 외측 높이 ho₃이라고 정의하고, 상기 제3 영역에 있어서의 상기 이너 패널의 상기 종벽의 높이를 제3 영역 내측 높이 hi₃이라고 정의하고, 또한 상기 제2 천이 영역에 있어서의 상기 아우터 패널의 상기 종벽의 높이를 제2 천이 영역 외측 높이 ho_2∼3이라고 정의하고, 상기 제2 천이 영역에 있어서의 상기 이너 패널의 상기 종벽의 높이를 제2 천이 영역 내측 높이 hi_2∼3이라고 정의했을 때,
상기 제3 영역에서는 상기 제3 영역 외측 높이 ho₃ 및 상기 제3 영역 내측 높이 hi₃이 일정한 값이고, 또한 상기 제3 영역 외측 높이 ho₃과 상기 제3 영역 내측 높이 hi₃의 차가, 상기 제2 영역 외측 높이 ho₂와 상기 제2 영역 내측 높이 hi₂의 차보다도 작고;
상기 제2 천이 영역에서는 상기 제2 천이 영역 외측 높이 ho_2∼3이, 상기 제2 영역 외측 높이 ho₂와 상기 제3 영역 외측 높이 ho₃ 사이에서 연속적으로 변화됨과 함께, 제2 천이 영역 내측 높이 hi_2∼3이, 상기 제2 영역 내측 높이 hi₂와 상기 제3 영역 내측 높이 hi₃ 사이에서 연속적으로 변화되는 것을 특징으로 하는, 자동차 부재.
제3항에 있어서, 상기 제3 영역에서는 하기 관계식 (c)를 만족시키는 것을 특징으로 하는, 자동차 부재.
제1항에 있어서, 상기 A 필러 하부 접속부에 대해 상기 A 필러 하부가 접속됨과 함께, 상기 B 필러 접속부에 대해 상기 B 필러가 접속되는 것을 특징으로 하는, 자동차 부재.
천장판과 상기 천장판에 연결되는 2개의 종벽을 갖는 이너 패널과, 천장판과 상기 천장판에 연결되는 2개의 종벽을 갖는 아우터 패널을 구비하고, 상기 이너 패널의 상기 2개의 종벽의 에지부와, 상기 아우터 패널의 상기 2개의 종벽의 에지부가 각각 접합된 접합부를 갖는 폐단면의 자동차 부재이며,
상기 자동차 부재의 전단부로부터 후방을 향해 연장되는 제1 영역과;
상기 제1 영역에 연속해서 후방으로 연장되는 제1 천이 영역과;
상기 제1 천이 영역에 연속해서 후방으로 연장되는 제2 영역을 구비하고,
상기 제1 영역에 있어서의 상기 아우터 패널의 상기 종벽의 높이를 제1 영역 외측 높이 ho₁이라고 정의하고, 상기 제1 영역에 있어서의 상기 이너 패널의 상기 종벽의 높이를 제1 영역 내측 높이 hi₁이라고 정의하고,
상기 제2 영역에 있어서의 상기 아우터 패널의 상기 종벽의 높이를 제2 영역 외측 높이 ho₂라고 정의하고, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 이너 패널의 상기 종벽의 높이를 제2 영역 내측 높이 hi₂라고 정의하고, 또한
상기 제1 천이 영역에 있어서의 상기 아우터 패널의 상기 종벽의 높이를 제1 천이 영역 외측 높이 ho_1∼2라고 정의하고, 상기 제1 천이 영역에 있어서의 상기 이너 패널의 상기 종벽의 높이를 제1 천이 영역 내측 높이 hi_1∼2라고 정의했을 때,
상기 제1 영역에서는 상기 제1 영역 외측 높이 ho₁ 및 상기 제1 영역 내측 높이 hi₁이 일정한 값이고, 또한 상기 제1 영역 외측 높이 ho₁과 상기 제1 영역 내측 높이 hi₁의 차가, 상기 제2 영역 외측 높이 ho₂와 상기 제2 영역 내측 높이 hi₂의 차보다도 작고;
상기 제2 영역에서는 상기 제2 영역 외측 높이 ho₂가 상기 제2 영역 내측 높이 hi₂보다도 크고 또한 일정한 값이거나, 또는 상기 제2 영역 외측 높이 ho₂가 상기 제2 영역 내측 높이 hi₂보다도 작고 또한 일정한 값이고;
상기 제1 천이 영역에서는 상기 제1 천이 영역 외측 높이 ho_1∼2가, 상기 제1 영역 외측 높이 ho₁과 상기 제2 영역 외측 높이 ho₂ 사이에서 연속적으로 변화됨과 함께, 제1 천이 영역 내측 높이 hi_1∼2가, 상기 제1 영역 내측 높이 hi₁과 상기 제2 영역 내측 높이 hi₂ 사이에서 연속적으로 변화되고;
상기 자동차 부재가 자동차 차체의 골격 부재이고,
상기 이너 패널은 프론트 사이드 멤버 이너 패널이고, 상기 아우터 패널은 프론트 사이드 멤버 아우터 패널임과 함께, 상기 골격 부재는 프론트 사이드 멤버인 것을 특징으로 하는, 자동차 부재.
제6항에 있어서, 상기 제1 영역에서는 하기 관계식 (a)를 만족시키는 것을 특징으로 하는, 자동차 부재.
제6항에 있어서, 상기 제1 영역은 상기 전단부와, 상기 전단부로부터 후방으로 400㎜ 이하 이격된 위치 사이의 영역인 것을 특징으로 하는, 자동차 부재.
제6항에 있어서, 상기 제2 영역은 상기 전단부로부터 150㎜ 이상 이격된 위치보다 후방에 존재하는 영역인 것을 특징으로 하는, 자동차 부재.
제6항에 있어서, 상기 제2 영역에서는 하기 관계식 (d) 또는 하기 관계식 (e)를 만족시키는 것을 특징으로 하는, 자동차 부재.
제1항에 있어서, 상기 접합부의 적어도 일부에 있어서, 상기 에지부는 상기 이너 패널 및 상기 아우터 패널 각각의 상기 2개의 종벽에 연결되어 형성된 플랜지인 것을 특징으로 하는, 자동차 부재.
제11항에 있어서, 상기 접합부의 적어도 일부에 있어서, 상기 이너 패널에 형성된 상기 플랜지가, 헤밍 가공되어, 상기 아우터 패널에 형성된 상기 플랜지를 덮는 것, 또는 상기 아우터 패널에 형성된 상기 플랜지가, 헤밍 가공되어, 상기 이너 패널에 형성된 상기 플랜지를 덮는 것을 특징으로 하는, 자동차 부재.
제1항에 있어서, 상기 접합부의 적어도 일부에 있어서, 상기 이너 패널의 상기 2개의 종벽의 에지부와, 상기 아우터 패널의 상기 2개의 종벽의 에지부가 각각 중첩되어 접합되는 것을 특징으로 하는, 자동차 부재.
제1항에 있어서, 상기 접합은 저항 스폿 용접에 의한 것을 특징으로 하는, 자동차 부재.
제1항에 있어서, 상기 아우터 패널의 인장 강도를 TSo(㎫) 및 판 두께를 to(㎜)라고 정의하고, 상기 이너 패널의 인장 강도를 TSi(㎫) 및 판 두께를 ti(㎜)라고 정의했을 때,
상기 제2 영역 외측 높이 ho₂가 상기 제2 영역 내측 높이 hi₂보다 큰 경우에는 하기 관계식 (f)를 만족시키고;
상기 제2 영역 외측 높이 ho₂가 상기 제2 영역 내측 높이 hi₂보다 작은 경우에는 하기 관계식 (g)를 만족시키는 것을 특징으로 하는, 자동차 부재.
천장판과 상기 천장판에 연결되는 2개의 종벽을 갖는 이너 패널과, 천장판과 상기 천장판에 연결되는 2개의 종벽을 갖는 아우터 패널을 구비하고, 상기 이너 패널의 상기 2개의 종벽의 에지부와, 상기 아우터 패널의 상기 2개의 종벽의 에지부가 각각 접합된 접합부를 갖는 폐단면의 자동차 부재이며,
상기 아우터 패널의 인장 강도를 TSo(㎫) 및 판 두께를 to(㎜)라고 정의하고, 상기 이너 패널의 인장 강도를 TSi(㎫) 및 판 두께를 ti(㎜)라고 정의하고, 또한
상기 아우터 패널의 상기 종벽의 높이를 외측 높이 ho, 상기 이너 패널의 상기 종벽의 높이를 내측 높이 hi라고 정의했을 때,
상기 외측 높이 ho 및 상기 내측 높이 hi는 각각, 상기 자동차 부재의 길이 방향에 있어서 일정한 값이고;
상기 외측 높이 ho가 상기 내측 높이 hi보다 큰 경우에는 하기 관계식 (f)를 만족시키고;
상기 외측 높이 ho가 상기 내측 높이 hi보다 작은 경우에는 하기 관계식 (g)를 만족시키는 것을 특징으로 하는, 자동차 부재.
제16항에 있어서, 상기 자동차 부재는 사이드 실이고;
상기 사이드 실은 상기 아우터 패널로서 사이드 실 아우터 패널을 가짐과 함께, 상기 이너 패널로서 사이드 실 이너 패널을 갖는 것을 특징으로 하는, 자동차 부재.
제16항에 있어서, 상기 자동차 부재는 프론트 사이드 멤버이고;
상기 프론트 사이드 멤버는 상기 아우터 패널로서 프론트 사이드 멤버 아우터 패널을 가짐과 함께, 상기 이너 패널로서 프론트 사이드 멤버 이너 패널을 갖는 것을 특징으로 하는, 자동차 부재.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자동차 부재가 테일러드 웰드 블랭크, 또는 테일러드 롤드 블랭크, 혹은 그것들의 소재의 조합에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차 부재.
제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자동차 부재가 테일러드 웰드 블랭크, 또는 테일러드 롤드 블랭크, 혹은 그것들의 소재의 조합에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 자동차 부재.
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