KR102274018B1 - 차체 접합구조 - Google Patents

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Abstract

차체 접합구조가 개시된다. CFRP 재질로 제작된 차체 패널에 하나 이상의 관통하는 홀이 형성되고, 스틸 재질로 제작된 차체 패널들에는 상기 홀에 대응하는 위치에 눌림목이 형성되어, 상기 스틸 재질의 차체 패널들이 상기 CFRP 재질의 차체 패널의 양면측에 덧대어져 상기 눌림목 부분이 2겹 용접으로 접합되어, 이종 재질의 차체 패널들을 강건하게 접합시킬 수 있다.

Description

차체 접합구조{Vehicle body bonding structure}
본 발명은 차체 접합구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이종 재질의 차체패널 혹은 멤버를 서로 접합하여 연결하는 차체 접합구조에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 차체는, 다수의 차체 멤버들 혹은 패널들이 서로 체결, 연결, 결합 혹은 접합되어, 탑승자들이 거주할 수 있는 승객실과, 엔진 등의 차량 구동 부품들을 탑재할 수 있는 엔진 룸, 물건을 적재할 수 있는 트렁크 룸 등을 형성한다.
또한, 상기 승객실의 지붕 및 바닥면도 차체 패널 혹은 멤버들의 접합에 의해 형성되는 바, 즉 루프 패널에 루프 레일과 루프 레일 보강 패널이 함께 접합되고, 리어 플로워 프런트 패널에 리어 파티션 어퍼 패널 및 리어 플로워 센터 크로스 멤버가 함께 접합된다.
상기와 같은 종래의 차체 구조에서는, 다수의 차체 멤버들 혹은 패널들을 차체 강성을 고려하여 스틸 재질로 제작한 다음에 용접 혹은 볼팅 등의 방법으로 연결하고 있었다.
최근에는 차량의 경량화 및 연비 향상 등을 추구하기 위해 스틸보다 상대적으로 가벼운 알루미늄이나 혹은 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics; 탄소 섬유 강화 플라스틱) 재질을 사용하여, 차체 멤버나 혹은 패널들을 제작하고 있다.
차체는 고강성이 요구되는 부위가 있기 때문에 차체를 전체적으로 알루미늄이나 혹은 CFRP 재질만으로 제작하기 어렵다. 이에 따라 차체의 일부만을 알루미늄이나 CFRP로 제작한 다음에 스틸로 제작된 차체의 다른 부위와 적절히 접합시키는 기술이 중요한 과제로 대두되고 있다.
본 발명의 실시 예는 상기와 같은 사정을 감안하여 안출된 것으로, CFRP 재질로 제작된 차체 패널을 스틸 재질로 제작된 차체 패널 혹은 멤버와 강건하고 용이하게 접합할 수 있는 차체 접합구조를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 차체 접합구조는, CFRP 재질로 제작된 차체 패널에 하나 이상의 관통하는 홀이 형성되고, 스틸 재질로 제작된 차체 패널들에는 상기 홀에 대응하는 위치에 눌림목이 형성되어, 상기 스틸 재질의 차체 패널들이 상기 CFRP 재질의 차체 패널의 양면측에 덧대어져 상기 눌림목 부분이 2겹 용접으로 접합될 수 있다.
상기 CFRP 재질의 차체 패널은 상기 스틸 재질의 차체 패널들에 사이에 개재된 상태에서 접착제로 고정될 수 있다.
상기 CFRP 재질의 차체 패널은 루프 레일 보강 패널이고, 상기 스틸 재질의 차체 패널은 루프 패널 및 루프 레일을 포함할 수 있다.
상기 눌림목의 크기는 상기 홀의 크기보다 작을 수 있다.
상기 CFRP 재질의 차체 패널은 리어 파티션 어퍼 패널이고, 상기 스틸 재질의 차체 패널은 리어 플로워 프런트 패널과 리어 플로워 센터 크로스 멤버를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차체 접합구조에 의하면, 루프 레일 보강 패널을 CFRP 소재로 제작하면서 홀을 형성하고, 루프 패널과 루프 레일을 각각 스틸 소재로 제작하면서 상기 루프 레일 보강 패널의 홀에 대응하는 부위에 눌림목을 형성한 다음에, 루프 레일 보강 패널을 루프 패널과 루프 레일 사이에 개재시켜 접착제로 고정하며, 루프 레일 보강 패널의 홀이 형성된 부위에 위치하는 루프 패널과 루프 레일의 각 눌림목 부분을 2겹으로 용접해서 접합함으로써, 용접 접합 과정에 CFRP 소재의 루프 레일 보강 패널이 손상될 염려가 없을 뿐 아니라 스틸 패널 사이에 이종 소재를 개재시켜 강건하게 접합할 수 있다.
또한, 용접 겹수를 축소하여 중량 저감을 도모할 수 있고, 종래의 스틸 접합 장비를 그대로 이용할 수 있으므로, 투자비를 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차체 접합구조의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차체 접합구조의 CFRP 소재의 차체 패널의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차체 접합구조의 다른 확대 단면도이다.
도 4는 도 1 및 도 3의 A부 확대도이다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차체 접합구조는, CFRP 소재로 제작되는 루프 레일 보강 패널(10)에 스틸 소재로 제작된 루프 패널(20)과 루프 레일(30)을 접합하는 데에 적용될 수 있다.
루프 레일 보강 패널(10)은 루프 패널(20)과 루프 레일(30) 사이에 개재되어 접합될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 루프 레일 보강 패널(10)에는 하나 이상의 관통하는 홀(12)이 형성될 수 있다.
상기 홀(12)은 원형으로 형성될 수 있지만, 다른 형상일 수 있다.
루프 패널(20)과 루프 레일(30)에는 각각 상기 루프 레일 보강 패널(10)의 하나 이상의 홀(12)에 대응하여 눌림목(22, 32)이 형성될 수 있다.
상기 눌림목(22, 32) 부분은 상기 홀(12)의 직경보다 작은 크기로 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 루프 레일 보강 패널(10)이 루프 패널(20)과 루프 레일(30) 사이에 개재될 때에, 상기 홀(12)의 내부로 눌림목(22, 32) 부분이 적어도 삽입될 수 있는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.
CFRP 소재의 루프 레일 보강 패널(10)에 홀(12)을 형성함에 있어서, 프리폼을 성형시에 홀을 형성하거나 혹은 프리폼 성형후 홀을 천공할 수 있다.
루프 레일 보강 패널(10)이 루프 패널(20)과 루프 레일(30) 사이에 개재되어 루프 레일 보강 패널(10)의 양측면이 루프 패널(20)과 루프 레일(30)에 접착제(40)로 접착되고, 루프 레일 보강 패널(10)의 홀(12)의 내부로 루프 패널(20)과 루프 레일(30)의 눌림목(22, 32) 부분이 적어도 삽입된 상태에서 용접 건(50)이 눌림목(22, 32) 부분으로 삽입되어 용접될 수 있다.
이에 따라, 스틸 재질의 루프 패널(20)과 루프 레일(30)은 용접으로 강건하게 접합될 수 있고, CFRP 소재의 루프 레일 보강 패널(10)은 루프 패널(20)과 루프 레일(30) 사이에 개재되어 루프 패널(20)과 루프 레일(30)에 안정되게 접착된 상태를 유지할 수 있게 된다.
그러므로, 루프 레일 보강 패널(10)과 루프 패널(20) 및 루프 레일(30)의 어셈블리 중량은 전체적으로 저감되면서 강성은 그대로 유지될 수 있게 된다.
이러한 용접 접합 과정에 루프 레일 보강 패널(10)은 루프 패널(20) 및 루프 레일(30) 사이에 개재된 상태에 있으므로, 손상될 염려가 없게 된다.
또한 용접 겹수의 축소로 접합 강성도 증대시킬 수 있고, 스틸 용접 장비를 그대로 이용할 수 있으므로, 투자비가 별도로 소요될 일이 없게 된다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차체 접합구조는, 스틸 재질로 제작되는 리어 플로워 프런트 패널(100)과, 리어 플로워 센터 크로스 멤버(110) 사이에, CFRP 소재로 제작되는 리어 파티션 어퍼 패널(120)이 개재되어 리어 플로워 프런트 패널(100) 및 리어 플로워 센터 크로스 멤버(110)에 일체로 접합되는 구조는 동일하다.
또한, 리어 파티션 어퍼 패널(120)에 홀을 형성한 구성과, 리어 플로워 프런트 패널(100)과, 리어 플로워 센터 크로스 멤버(110)에 눌림목 부분을 형성하는 구성은, 상기 실시 예와 동일하므로, 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같이 차체의 리어 플로워에도 CFRP 소재의 리어 파티션 어퍼 패널(120)을 적용함으로써, 차체의 중량을 저감할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
10: 루프 레일 보강 패널
12: 홀
20: 루프 패널
30: 루프 레일
40: 접착제
50: 용접건
100: 리어 플로워 프런트 패널
110: 리어 플로워 센터 크로스 패널
120: 리어 파티션 어퍼 패널

Claims (5)

  1. CFRP 재질로 제작된 차체 패널에 하나 이상의 관통하는 홀이 형성되고,
    스틸 재질로 제작된 차체 패널들에는 상기 홀에 대응하는 위치에 눌림목이 형성되어, 상기 스틸 재질의 차체 패널들이 상기 CFRP 재질의 차체 패널의 양면측에 덧대어져 상기 눌림목 부분이 2겹 용접으로 접합되며,
    상기 CFRP 재질의 차체 패널은 상기 스틸 재질의 차체 패널들에 사이에 개재된 상태에서 접착제로 고정되는 것을 특징으로 하는 차체 접합구조.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 CFRP 재질의 차체 패널은 루프 레일 보강 패널이고,
    상기 스틸 재질의 차체 패널은 루프 패널 및 루프 레일을 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 접합구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 눌림목의 크기는 상기 홀의 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 차체 접합구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 CFRP 재질의 차체 패널은 리어 파티션 어퍼 패널이고,
    상기 스틸 재질의 차체 패널은 리어 플로워 프런트 패널과 리어 플로워 센터 크로스 멤버를 포함하는 것을 특징으로 하는 차체 접합구조.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009190051A (ja) * 2008-02-13 2009-08-27 Mazda Motor Corp 異種金属板材の接合方法
JP2015066570A (ja) * 2013-09-27 2015-04-13 富士重工業株式会社 異材接合体及び異材接合方法
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