KR102379893B1 - 차체의 측면들에 브레이즈 용접된 자동차 지붕 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 브레이즈-용접(braze-welding)에 의해 얻어지며 길이방향으로 지향된 연결 구역(16)을 따라서 대응되는 차체(body shell)(11)의 일측면에 각각 브레이즈-용접되는 두 개의 길이방향 에지들을 가지며 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 지붕(roof)(10)에 관한 것이다. 상기 지붕(10)은 각각의 길이방향 에지의 옆에 길이방향 리브(rib)(12)를 정의하고, 상기 길이방향 리브(12)는, 대응되는 연결 구역(16)과 관련되며, 상기 관련된 연결 구역(16)에 대해 측방향으로 상기 지붕(10)의 폭(L1)을 따라서 상기 지붕(10)의 다른 길이방향 에지를 향해 오프셋(offset)(D1)된다. 각각의 리브는 상기 지붕(10)의 실질적으로 전체 길이(L2)에 걸쳐 배열되며, 상기 관련된 연결 구역(16)의 브레이즈-용접과 연관되어 상기 지붕(10)의 변형을 발생시키는 열적 효과를 흡수하도록 성형된다.

Description

차체의 측면들에 브레이즈 용접된 자동차 지붕{Motor vehicle roof braze welded to the sides of the body shell}
본 발명은, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어지며 두 개의, 우측 및 좌측, 차체 측면들(body shell sides)에 고정되는 두 개의 길이방향 에지들을 가진 지붕 패널(roof panel)을 포함하는 자동차 지붕을 위한 장치(arrangement)에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 자동차 지붕을 피팅(fitting)하는 방법에 관한 것이다.
자동차 분야에서의 현재의 경향은, 넓은 의미에서 충격 저항 능력과 안전성에 관한 사양을 준수하면서, 특히 경제성과 환경적 이유로 차량을 가능한 한 경량화하는 것이다.
이 점에서, 자동차의 차체의 구조 설계에 알루미늄의 사용이 점차 증가하고 있다. 이는 합당한 재료비에 있어 알루미늄이 강재(steel)와 비교하여 매우 가벼운 재료이기 때문이다. 특히, 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 기초한 이 재료는 차량의 지붕 패널을 제조하는데 사용될 수 있다.
그러나, 이러한 재료의 사용은 문제점들과 한계를 수반한다. 특히, 이 재료는 지붕 패널의 설계에 관해, 특히 그 형상, 지붕 패널을 성형하는 방법 및 지붕 패널을 차체의 다른 구성요소들, 특히 흔히 강재(steel)로 만들어지는 좌측 및 우측 차체 측면들에 결합하는 기술 면에서, 많은 기술적 제약을 부과한다.
예로서, 특허문헌 EP1845013, FR2867740, JP2012214112, US8211251 및 US8424961은 접착 본딩에 의해 차체 측면들에 결합되는 알루미늄계 지붕 패널의 사용을 기재하고 있다.
본 발명의 목적은 위에서 열거한 단점들을 해결하는 자동차 지붕을 위한 장치(arrangement)를 제안하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은, 지붕 패널을 위한 설계 자유도, 특히 성형(shaping)에 관한 지붕 패널의 제작 용이성, 결합 및 선택적으로 전기이동(cataphoresis) 후에 장치의 심미적 외관(esthetic appearance)을 유지하면서 지붕 패널과 차체 측면들의 결합 품질과 정밀도를 허용하는 이러한 장치를 제공하는 것이다.
이 목적은 자동차 지붕을 위한 장치에 의해 달성될 수 있으며, 이 장치는, 브레이즈-용접(braze-welding)에 의해 얻어지는 길이방향으로 지향된 연결 구역을 따라서 대응되는 차체 측면(body shell side)에 각각 브레이즈-용접되는 두 개의 길이방향 에지들을 가지며 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 지붕 패널(roof panel)을 포함하며, 상기 지붕 패널은, 각각의 길이방향 에지의 근처에, 길이방향 리브(rib)를 한정하고, 상기 길이방향 리브는, 대응되는 연결 구역과 관련되며, 상기 관련된 연결 구역에 대해 측방향으로 상기 지붕 패널의 폭을 가로질러 상기 지붕 패널의 다른 길이방향 에지의 방향으로 오프셋(offset)되고, 상기 지붕 패널의 실질적으로 전체 길이를 따라서 배열되며, 상기 관련된 연결 구역의 브레이즈-용접과 연관되어 상기 지붕 패널의 변형을 발생시키는 열적 효과를 흡수하도록 성형된다.
하나의 구체적인 실시예에 따르면, 각각의 길이방향 리브는 상기 지붕 패널을 형성하는 금속판의 횡단 두께(transverse thickness)에서 프레스 성형(pressing)으로 형성된다.
또 다른 구체적인 실시예에 따르면, 각각의 길이방향 리브(12)는 상기 자동차의 객실로부터 멀어지면서 횡단 방향으로 지향되도록 의도된 상기 지붕 패널(10)의 외면에 길이방향으로 지향된 홈(groove)을 한정한다. 상기 홈의 횡단 깊이(transverse depth)는 3.5mm와 6.5mm 사이일 수 있으며, 바람직하게는 5mm와 동일할 수 있다.
각각의 길이방향 리브(12)를 위해, 이 길이방향 리브와 관련된 상기 연결 구역과 이 길이방향 리브에 의해 한정된 상기 홈의, 상기 관련된 연결 구역에 측방향으로 가장 가까운 길이방향 에지 사이의 측방향 거리(lateral distance)는 18mm와 50mm 사이인 것이 제공될 수 있다.
하나의 구체적인 실시예에 따르면, 각각의 길이방향 리브에 의해 한정된 상기 홈은, 상기 관련된 연결 구역에 측방향으로 가장 가까운 상기 홈의 길이방향 에지와 상기 관련된 연결 구역으로부터 측방향으로 가장 멀리 떨어진 상기 홈의 길이방향 에지 사이에 만곡된 프로파일을 가진 단면을 가진다.
각각의 길이방향 리브에 의해 한정된 상기 홈은 평평한 바닥을 가질 수 있다.
자동차는 이러한 지붕을 위한 장치를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 목적은 자동차 지붕을 피팅(fitting)하는 방법에 의해 달성될 수 있으며, 이 방법은, 이러한 자동차 지붕을 위한 장치를 형성하기 위해 함께 결합되도록 의도된 지붕 패널 및 적어도 하나의 차체 측면을 제공하는 단계, 및 브레이즈-용접으로부터 초래된 길이방향으로 지향된 연결 구역을 따라서 상기 지붕 패널의 길이방향의 에지를 상기 차체 측면에 브레이즈-용접에 의해, 특히 오로지 브레이즈-용접에 의해 연결하는 단계를 포함하며, 상기 연결 단계는 상기 연결 단계 다음에 상기 장치를 제공할 수 있게 하고, 상기 연결 구역과 관련된 상기 길이방향 리브는 상기 브레이즈-용접 중에 상기 지붕 패널의 변형을 발생시키는 열적 효과를 흡수한다.
하나의 구체적인 실시예에 따르면, 상기 방법은, 상기 연결 단계 중에, 상기 지붕 패널과 상기 차체 측면을 함께 이동시키기 위한 힘을 상기 연결 구역의 근처에 인가하는 단계를 포함하며, 상기 힘은 상기 지붕 패널에 대해 실질적으로 횡단 방향이다.
상기 브레이즈-용접이 상기 연결 구역을 따라 이동하는 동안 상기 함께 이동시키는 힘은 상기 연결 구역을 따라서 이동하며 인가될 수 있다.
하나의 구체적인 실시예에 따르면, 상기 브레이즈-용접에 의한 상기 연결 단계를 위해 사용되는 필러 와이어의 재료는 AlSi3Mn1과 AlSi12로부터 선택된다.
상기 브레이즈-용접에 의한 상기 연결 단계를 위해 사용되는 레이저 빔은, 상기 연결 구역의 지향(orientation)의 길이방향에 관하여 수직에 대해, 상기 차체 측면을 향하여 연장된 방향으로 8도 내지 12도 사이의 제1 경사도(α), 및/또는 상기 연결 구역의 지향의 길이방향에 대해 직각인 측방향에 관하여 수직에 대해, 상기 연결 구역을 따르는 브레이즈-용접의 이동 방향의 반대 방향으로 0도 내지 10도 사이의 제2 경사도(β)를 가질 수 있다.
또 다른 구체적인 실시예에 따르면, 상기 브레이즈-용접에 의한 연결 단계를 위해 사용되는 레이저 빔은, 상기 연결 구역에 관련된 상기 차체 측면을 향해 상기 필러 와이어에 대하여, 상기 연결 구역의 지향(orientation)의 길이방향에 대해 직각인 측방향으로 그리고 상기 연결 구역에 관련된 상기 길이방향 리브의 방향으로, 측방향 오프셋(offset)을 가진다.
상기 브레이즈-용접에 의한 연결 단계 중에, 상기 레이저 빔의 방출 헤드는 상기 브레이즈-용접 중에 상기 길이방향 리브 내에 위치한 가이드 핑거(guide finger) 및/또는 상기 필러 와이어에 의해 안내될 수 있다.
추가적인 이점들과 특징들은 비제한적인 예들로 주어지며 첨부된 도면들에 도시된 본 발명의 구체적인 실시예들에 대한 아래의 설명으로부터 보다 명확하게 될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 일 예의 길이방향 단면도이다.
도 2와 3은 지붕 패널들의 두 개의 예들을 길이방향 단면도 내에 국부적으로 도시한다.
도 4는 장치를 포함하는 자동차 차체의 평면도이다.
도 5 내지 7은 피팅 방법의 각각 다른 도면들이다.
아래의 설명은 전통적으로 자동차에 관련된 직교 좌표계(X, Y, Z)를 참조하면서 주어지며, 여기서 X는 자동차의 전-후 수평 길이방향이며, Y는 수평이고 X에 대해 직각인 좌-우로 가로지르는 방향이며, Z는 X 방향과 Y 방향 둘 다에 대해 직각인 횡단 방향(transverse direction)이며 보통 수직 방향으로 언급된다.
도 1 내지 7을 참조하면서 설명될 본 발명은 자동차 지붕을 위한 장치에 관한 것이며, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 지붕 패널(roof panel)(10)을 포함한다. 상기 지붕 패널은 두 개의 길이방향의 에지들을 가지며, 상기 에지들은 실질적으로 X를 따라서 지향되지만, 그 길이를 따라서 Y 및/또는 X를 따른 굴곡들(inflections)(또는 곡선들)을 가질 가능성도 있다. 각각의 길이방향의 에지는 상기 지붕 패널의 만곡된 측단부(curved lateral end part)를 한정하는 지붕 패널 측면(roof panel side)을 포함한다. 각각의 길이방향의 에지는 매우 유리하게는 상기 만곡된 단부를 통해 대응되는 차체 측면(body sell side)(11)에 브레이즈-용접된다(braze-welded). 상기 두 개의 옆쪽의 차체 측면들은 Y-Z 축의 평면에 대하여 역경사(opposite inclination)의 일직선 부분들을 형성하는 경사진 고정 램프들(ramps)을 정의하며, 각각의 일직선 경사 부분은 Z 축을 따라서 연장되며, Y-Z 축의 평면을 따라서 차량의 아래로부터 위로, 내측으로부터 외측으로 연장된다. 다시 말해서, 상기 지붕 패널(10)의 우측 길이방향 에지는 우측 차체 측면(11)에 브레이즈-용접되고, 상기 지붕 패널(10)의 좌측 길이방향 에지는 좌측 차체 측면(11)에 브레이즈-용접된다. 상기 지붕 패널(10)의 각각의 길이방향 에지를 상기 차체 측면(11)에 고정시키는 것은 X를 따라서 길이방향으로 지향된 연결 구역(connecting zone)(16)을 따라서 수행되며, 브레이즈-용접에 의해 얻어진다. 도 1, 5 및 6에 도시된 바와 같이, 각각의 연결 구역(16)은 차체 측면의 관련된 일직선 부분에 대하여 선형 방식(linear manner)으로 지탱되는 상기 지붕 패널의 만곡된 측단부에 의해 형성된다. 만곡된 형상의 지붕 패널 측면들이 주어지면, 상기 지붕 패널의 각각의 만곡된 부분을 각각의 차체 측면의 일직선의 고정 부분들 상에 접선 배치한(tangential disposition) 결과로서, 상기 지붕 패널은 선형 방식으로 측방향으로 지탱됨으로써 상기 차체 측면들(11) 상에 배치된다.
하나의 중요한 특징에 따르면, 상기 지붕 패널(10)은, 두 개의 길이방향 에지들의 근처에서, 대응되는 연결 구역(16)과 관련된 길이방향 리브(rib)(12)를 한정한다. 다시 말해서, 상기 지붕 패널(10)은 두 개의 길이방향 리브들(12); 상기 지붕 패널(10)의 우측 길이방향 에지의 근처에 배치되며 우측 차체 측면(11)에 연결하기 위한 연결 구역(16)과 관련된 우측 길이방향 리브(12)와, 상기 지붕 패널(10)의 좌측 길이방향 에지의 근처에 배치되며 좌측 차체 측면(11)에 연결하기 위한 연결 구역(16)과 관련된 좌측 길이방향 리브(12)를 한정한다. 상기 두 개의 길이방향 리브들(12)은 측방향으로 오프셋(offset)되며, 다시 말해서 Y를 따라서 서로에 대해 거리(P)(도 4)로 오프셋된다.
상기 지붕 패널(10)의 각각의 길이방향 에지에서, 상기 길이방향 리브(12)는 관련된 상기 연결 구역에 대해 Y를 따라서 측방향으로 오프셋된다. 이 오프셋은, 도 2와 도 3에 D1으로 표시되고, 상기 지붕 패널의 만곡된 측단부로부터 연장되며, 상기 지붕 패널(10)의 폭(도 4에서 L1으로 표시됨)을 가로질러 존재하고, Y를 따라서 측정되며, 상기 지붕 패널(10)의 다른 길이방향 에지를 향해 지향된다. 상기 길이방향 리브(12)는 실질적으로 상기 지붕 패널(10)의 전체 길이(도 4에 L2로 표시됨)를 따라서 배치되며, X를 따라서 측정된다. 각각의 길이방향 리브(12)는, 관련된 연결 구역(16)의 브레이즈-용접과 관련된 상기 지붕 패널(10)의 기계적 변형 응력을 흡수하기 위해, 매우 유리하게는 도 2와 3에서 리브의 깊이(H)와 D2로 표시된 리브의 폭에 관해 단면으로 도시된 바와 같은 형상으로 형성된다.
상기 길이방향 리브(12)는 상기 지붕 패널의 상부에 위치하므로 차량의 외부에서 볼 수 있다. 이러한 길이방향 리브(12)는 상기 차체 측면(11)으로부터 좀 떨어져서 차량에 대하여 횡 방향 Y로 연장된다.
측면에서 보았을 때, 상기 차체 측면(11)의 상단부가 X-Y 축들의 평면 내에서 상기 리브 위로 연장되기 때문에 차량의 차체 측면(11)은 관련된 길이방향 리브(12)의 존재를 숨긴다.
상기 지붕 패널(10)의 길이(L2)의 국부적 값은 Y 방향으로 변할 수 있다는 것을 주의하여야 한다. 유사하게, 상기 지붕 패널(10)의 폭(L1)의 국부적 값은 X 방향으로 변할 수 있다. 구체적으로, 평면도에서, 상기 지붕 패널(10)은 직사각형 외의 형상을 채택할 수 있다. 또한, 상기 지붕 패널(10)은 전체에 걸쳐 평평하지 않고 전체에 걸쳐 공간적으로 만곡된 공간 형상(spatial shape)을 가질 수도 있다.
이 해법은, 브레이즈-용접 기술의 사용을 통해, 이러한 알루미늄계 지붕 패널(10)과 강재 차체 측면들(11) 사이에 필요한 정밀도와 실행의 용이함 모두를 제공하는 높은 품질의 조립체를 제공하는 것을 가능하게 한다. 더욱이, 요소들의 형상과 관련된 금융비용과 장치의 무게를 제한할 수 있게 한다. 강재로 만들어진 동일한 지붕 패널과 비교하여 질량의 감소는 대략 45%이다. 상기 길이방향 리브들(12)은, 이러한 브레이즈-용접의 맥락에서 그리고 그 다음에 상기 장치의 전기이동의 단계 중에 상기 지붕 패널의 표면에 일어나기 쉬운 바람직하지 않은 열변형의 위험을 완화할 수 있게 한다.
상기 "리브(rib)"라는 용어는 바람직하게는 길이의 단면, 다시 말해서 측방향-횡단면(lateral-transverse section plane)(Y, Z)에서 보이는 바와 같이, 오목한 형상을 가진, 예를 들어 U 형상(도 3), V 형상, 또는 전반적으로 둥근 형상(도 2)을 가진 상기 지붕 패널(10)의 성형을 의미하는 것으로 이해된다.
상기 연결 구역(16)은 특히 선형의 형상을 가진다는 점에서, 상기 지붕 패널(10)의 관련된 길이방향 에지의 방향과 동일한 방향으로 X를 따라서 전반적으로 길이방향으로 지향된 선의 형상을 채용할 수 있으며, 이 선은 X를 따라서 X 및/또는 Y에 대한 곡선을 포함하는 것도 가능하다.
일 실시예에서, 각각의 길이방향 리브(12)는 상기 지붕 패널(10)을 형성하는 금속판의 횡단 두께(transverse thickness)에서 프레스 성형(pressing)으로 형성된다.
유리하게는, 각각의 길이방향 리브(12)는 자동차의 객실로부터 멀어지면서 Z를 따라서 횡단 방향으로 지향되도록 의도된 상기 지붕 패널(10)의 외면에 길이방향으로 지향된 홈(groove)을 한정한다. 따라서, 상기 길이방향 리브(12)는 차량의 외부에서 보일 수 있다. 상기 "홈(groove)"이라는 용어는 바람직하게는 상기 지붕 패널(10)의 외면상에서 길고, 좁으며 고르게 오목한 요소를 의미하는 것으로 해석된다.
디지털 시뮬레이션과 테스트는, 상기 홈의 횡단 깊이(transverse depth)(H)가 3.5mm 내지 6.5mm 사이일 때, 바람직하게는 5m와 동일할 때, 탁월한 결과를 준다는 것을 보여 줄 수 있다. 유사하게, 각각의 길이방향 리브(12)에서, 이 길이방향 리브(12)와 관련된 상기 연결 구역(16)과 상기 관련된 연결 구역(16)에 측방향으로 가장 가까운 이 길이방향 리브(12)로 한정된 상기 홈의 길이방향 에지 사이의 측방향 거리(D1)는 바람직하게는 18mm와 최대 50mm 사이이다.
도 2의 변형예에서, 각각의 길이방향 리브(12)로 정의된 상기 홈은, 상기 관련된 연결 구역(16)에 측방향으로 가장 가까운 이 홈의 길이방향 에지와 상기 관련된 연결 구역(16)으로부터 가장 멀리 떨어진 이 홈의 길이방향 에지 사이에 R1으로 표시된 반경으로 만곡된 프로파일을 가진 단면을 가지며, 상기 반경(R1)은 예를 들어 7mm와 9mm 사이이고 바람직하게는 8mm와 동일하다. Y를 따라서 측정되는 상기 홈의 폭(D2)은 23mm 이상이다. 상기 홈의 각각의 길이방향 에지는 상기 지붕 패널의 나머지 부분에 연결하기 위한 필렛(fillet)(R2로 표시됨)을 가질 수 있으며, 상기 필렛은 예를 들어 4mm 이상의 값을 가진다.
도 3의 변형예에서, 각각의 길이방향 리브(12)로 한정된 상기 홈은 Y를 따라서 측정되며 L3로 표시된 20mm 이상의 폭을 가진 평평한 바닥을 가진다. Y를 따라서 측정된 상기 홈의 폭(D2)은 31mm 이상이다. 각각의 길이방향 에지는 상기 지붕 패널의 나머지 부분에 연결하기 위한 필렛(fillet)(R2로 표시됨)을 가질 수 있으며, 상기 필렛은 예를 들어 4mm 이상의 값을 가진다.
이제, 도 5 내지 7을 참조하면, 자동차 지붕을 피팅(fitting)하는 방법은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 지붕 패널(10)과 적어도 하나의 차체 측면(11)을 제공하는 단계를 포함하며, 이 두 개는 서로 결합되어 자동차 지붕을 위한 장치를 형성하기 위한 것이다. 상기 차체 측면(11)은, 단면도에 도시된 바와 같이, 역경사(opposite inclination)의 일직선 부분들을 포함하며, 이는 상기 지붕 패널의 만곡된 측단부들을 지탱하는 원뿔형 지탱 표면(conical bearing surface) 또는 상기 차체 측면(11) 상에서 상기 지붕 패널(10)의 자동-조심(self-centering)을 유발하는 두 개의 선형 지탱 선들(bearing lines)을 정의한다. 다음으로, 이 지붕 패널(10)의 길이방향 에지를 상기 차체 측면(11)에 연결하는 단계가 브레이즈-용접에 의해, 특히 접착-본딩(adhesive-bonding) 작업의 어떠한 필요성도 없이 오로지 브레이즈-용접에 의해 시행된다.
헤드(14)에 의해 방출된 레이저 빔을 사용하며 재료 필러 와이어(filler wire)(13)를 사용하는 조립은 이 기술분야의 기술자에게 잘 알려진 조합이다. 상기 브레이즈-용접은 가스(15)(도 7)의 공급도 요구할 수 있다. 이는 유리하게는, 상기 지붕 패널과 차체 측면 사이의 연결을 최적화하기 위해 용융조(melt bath)를 돌보고 보호할 수 있게 한다. 브레이즈-용접에 의해 연결하는 단계를 위해 사용되는 상기 필러 와이어의 재료는 특히 AlSi3Mn1 및 AlSi12로부터 선택될 수 있으며, 이들은 탁월한 결과를 제공한다. 일반적으로, 레이저 빔과 재료 필러 와이어(13)의 사용을 조합하는, 이 기술분야의 기술자에게 알려진 어떠한 브레이즈-용접 기술도 사용될 수 있다. 이 기술분야의 기술자는 재료의 성질, 재료의 두께, 등등에 따라 개개의 사례에 관해 시행될 기술적 파라미터들을 조정할 수 있을 것이다.
브레이즈-용접에 의한 연결 단계는 이 브레이즈-용접으로부터 초래된 상기 연결 구역(16)을 따라서 수행된다. 상기 연결 구역(16)은 길이방향으로 지향되며, 이 연결 단계 다음에 위에서 설명된 장치를 제공할 수 있게 한다. 상기 연결 구역(16)과 관련된 상기 길이방향 리브(12)는 이 브레이즈-용접뿐만 아니라 상기 장치의 전기이동(cataphoresis) 단계 중에 상기 지붕 패널(10)의 변형을 발생시키는 열의 힘을 흡수한다. 상기 연결 구역(16)은 단속되지 않도록 또는 더 폭넓게 되지 않도록 유리하게는 상기 지붕 패널(10)의 길이(L2)를 따라서 선형이다.
상기 지붕 패널(10)을 제공하는 단계는 금속판을 프레스 성형(pressing)하는 단계를 포함할 수 있으며, 그 결과로서 프레스 성형 후에 상기 지붕 패널(10)의 형상이 만들어진다. 그러나, 상기 지붕 패널(10)의 조립 전에 상기 지붕 패널(10)을 제조하기 위해 어떤 다른 기술이 시행될 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 길이방향 리브(12)는 상기 지붕 패널(10)을 형성하는 상기 금속판의 횡단 두께에서 프레스 성형에 의해 동시에 또는 두 단계로 형성된다.
상기 피팅 방법은, 상기 연결 단계 중에, 상기 지붕 패널(10)과 상기 차체 측면(11)을 함께 이동시키기 위한 힘을 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 이 함께 이동시키는 힘(moving-together force)은 상기 연결 구역(16)의 근처에 적용되며 상기 지붕 패널(10)에 대해 실질적으로 횡단 방향이다. 하나의 구체적인 실시예에 있어서, 상기 브레이즈-용접이 상기 연결 구역(16)을 따라 이동하는 동안, 상기 함께 이동시키는 힘은 상기 연결 구역(16)을 따라 이동하며 인가될 것이다. 예를 들어, 특허문헌 EP2134503A1의 가르침이 재현될 수 있다.
브레이즈-용접에 의한 상기 연결 단계를 위해 사용되며 상기 헤드(14)에 의해 방출된 레이저 빔은 제1 경사도(α)(도 6) 및/또는 제2 경사도(β)(도 7)를 가지며:
- 제1 경사도(α)(도 6)는 상기 연결 구역(16)의 지향(orientation)의 길이방향에 관하여 수직에 대해 상기 차체 측면(11)을 향하여 연장된 방향으로 8도 내지 12도 사이의 각도를 가지며,
- 제2 경사도(β)(도 7)는 상기 연결 구역(16)의 지향의 길이방향에 대해 직각인 측방향에 관하여 수직에 대해 상기 연결 구역(16)을 따라서 브레이즈-용접이 이동하는 방향으로 0도 내지 10도 사이의 각도를 가진다.
도 5를 참조하면, 브레이즈-용접에 의한 연결 단계를 위해 사용되는 레이저 빔은 또한, 상기 연결 구역(16)의 지향의 길이방향에 대해 직각인 측방향으로, 상기 연결 구역(16)에 관련된 상기 필러 와이어(13)에 대하여 측방향 오프셋(offset)(E)을 가질 수 있다. 상기 필러 와이어의 성질에 따라, 상기 오프셋(E)은 상기 차체 측면(11)을 향해 그리고 상기 연결 구역(16)에 관련된 상기 길이방향 리브(12)로부터 멀어지는 방향으로 시행되거나 또는 상기 지붕 패널을 향해 시행될 수 있다. 상기 측방향 오프셋(E)의 하나의 이점은 강재(steel)를 매우 양호하게 가열할 수 있다는 것이며; 상기 브레이징(brazing)은 강재의 차체 측면 상에서 수행되며 상기 용접은 알루미늄 지붕 패널 상에서 수행된다.
하나의 구체적인 실시예에서, 브레이즈-용접에 의한 연결 단계 중에, 상기 레이저 빔의 방출 헤드(14)는 상기 브레이즈-용접 중에 상기 길이방향 리브(13) 내에 위치한 가이드 핑거(guide finger)(미도시) 및/또는 상기 필러 와이어(13)에 의해 안내된다.
또한, 본 발명은 이러한 지붕을 위한 장치를 포함하는 자동차에 관한 것이다.
위에서 설명된 해법의 이점들은, 상기 지붕 패널(10)을 위한 설계 자유도, 특히 성형의 면에서 상기 지붕 패널(10)의 제작 용이성, 결합 후 그리고 전기이동(cataphoresis) 작업 후에 장치의 심미적 외관(esthetic appearance)을 유지하면서 차체 측면들(11)에 대한 결합 품질과 정밀도를 허용한다는 것이다.

Claims (15)

  1. 자동차 지붕을 위한 장치로서,
    브레이즈-용접(braze-welding)에 의해 얻어지는 길이방향으로 지향된 연결 구역(16)을 따라서 대응되는 차체 측면(body shell side)(11)에 각각 직접적으로 브레이즈-용접되는 두 개의 길이방향 에지들을 가지며 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 지붕 패널(roof panel)(10)을 포함하며,
    상기 지붕 패널(10)은, 각각의 길이방향 에지의 근처에, 길이방향 리브(rib)(12)를 한정하고,
    상기 길이방향 리브(12)는, 대응되는 연결 구역(16)과 관련되며, 상기 관련된 연결 구역(16)에 대해 측방향으로 상기 지붕 패널(10)의 폭(L1)을 가로질러 상기 지붕 패널(10)의 다른 길이방향 에지의 방향으로 오프셋(offset)(D1)되고, 상기 지붕 패널(10)의 실질적으로 전체 길이(L2)를 따라서 배열되며, 상기 관련된 연결 구역(16)의 브레이즈-용접과 연관되어 상기 지붕 패널(10)의 변형을 발생시키는 열적 효과를 흡수하도록 성형되는, 자동차 지붕을 위한 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    각각의 길이방향 리브(12)는 상기 지붕 패널(10)을 형성하는 금속판의 횡단 두께(transverse thickness)에서 프레스 성형(pressing)으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 자동차 지붕을 위한 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    각각의 길이방향 리브(12)는 상기 자동차의 객실로부터 멀어지면서 횡단 방향으로 지향되도록 의도된 상기 지붕 패널(10)의 외면에 길이방향으로 지향된 홈(groove)을 한정하는 것을 특징으로 하는, 자동차 지붕을 위한 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 홈의 횡단 깊이(transverse depth)(H)는 3.5mm와 6.5mm 사이인 것을 특징으로 하는, 자동차 지붕을 위한 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    각각의 길이방향 리브(12)를 위해, 이 길이방향 리브(12)와 관련된 상기 연결 구역(16)과 이 길이방향 리브(12)에 의해 한정된 상기 홈의, 상기 관련된 연결 구역(16)에 측방향으로 가장 가까운, 길이방향 에지 사이의 측방향 거리(D1)는 18mm와 50mm 사이인 것을 특징으로 하는, 자동차 지붕을 위한 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    각각의 길이방향 리브(12)에 의해 한정된 상기 홈은, 상기 관련된 연결 구역(16)에 측방향으로 가장 가까운 상기 홈의 길이방향 에지와 상기 관련된 연결 구역(16)으로부터 측방향으로 가장 멀리 떨어진 상기 홈의 길이방향 에지 사이에 만곡된 프로파일(R1)을 가진 단면을 구비하는 것을 특징으로 하는, 자동차 지붕을 위한 장치.
  7. 제 3항에 있어서,
    각각의 길이방향 리브(12)에 의해 한정된 상기 홈은 평평한 바닥을 가지는 것을 특징으로 하는, 자동차 지붕을 위한 장치.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 따른 지붕을 위한 장치를 포함하는 자동차.
  9. 자동차 지붕을 피팅(fitting)하는 방법으로서,
    제 1항 또는 제 2항에 따른 자동차 지붕을 위한 장치를 형성하기 위해 함께 결합되도록 의도된 지붕 패널(10) 및 적어도 하나의 차체 측면(11)을 제공하는 단계, 및
    브레이즈-용접으로부터 초래된 길이방향으로 지향된 연결 구역(16)을 따라서 상기 지붕 패널(10)의 길이방향의 에지를 상기 차체 측면(11)에 브레이즈-용접에 의해 직접적으로 연결하는 연결 단계를 포함하며,
    상기 연결 단계는 상기 연결 단계 다음에 상기 장치를 제공할 수 있게 하고,
    상기 연결 구역(16)과 관련된 상기 길이방향 리브(12)는 상기 브레이즈-용접 중에 상기 지붕 패널(10)의 변형을 발생시키는 열적 효과를 흡수하는, 자동차 지붕을 피팅하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 연결 단계 중에, 상기 지붕 패널(10)과 상기 차체 측면(11)을 함께 이동시키기 위한 힘을 상기 연결 구역(16)의 근처에 인가하는 단계를 포함하며, 상기 힘은 상기 지붕 패널(10)에 대해 실질적으로 횡단 방향인 것을 특징으로 하는, 자동차 지붕을 피팅하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 브레이즈-용접이 상기 연결 구역을 따라 이동하는 동안, 상기 함께 이동시키는 힘은 상기 연결 구역을 따라서 이동하며 인가되는 것을 특징으로 하는, 자동차 지붕을 피팅하는 방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 브레이즈-용접에 의한 연결 단계를 위해 사용되는 필러 와이어(13)의 재료는 AlSi3Mn1 및 AlSi12로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 자동차 지붕을 피팅하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 브레이즈-용접에 의한 연결 단계를 위해 사용되는 레이저 빔은, 상기 연결 구역(16)의 지향(orientation)의 길이방향(X)에 관하여 수직에 대해, 상기 차체 측면(11)을 향하여 연장된 방향으로 8도 내지 12도 사이의 제1 경사도(α), 또는 상기 연결 구역(16)의 지향의 길이방향(X)에 대해 직각인 측방향(Y)에 관하여 수직에 대해, 상기 연결 구역(16)을 따르는 브레이즈-용접의 이동 방향의 반대 방향으로 0도 내지 10도 사이의 제2 경사도(β)를 가지는 것을 특징으로 하는, 자동차 지붕을 피팅하는 방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 브레이즈-용접에 의한 연결 단계를 위해 사용되는 레이저 빔은, 상기 연결 구역(16)에 관련된 상기 차체 측면(11)을 향해 상기 필러 와이어(13)에 대하여, 상기 연결 구역(16)의 지향(orientation)의 길이방향(X)에 대해 직각인 측방향(Y)으로 그리고 상기 연결 구역(16)에 관련된 상기 길이방향 리브(12)의 방향으로, 측방향 오프셋(offset)(E)을 가지는 것을 특징으로 하는, 자동차 지붕을 피팅하는 방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 브레이즈-용접에 의한 연결 단계 중에, 상기 레이저 빔의 방출 헤드(14)는 상기 브레이즈-용접 중에 상기 길이방향 리브(12) 내에 위치한 가이드 핑거(guide finger) 또는 상기 필러 와이어(13)에 의해 안내되는 것을 특징으로 하는, 자동차 지붕을 피팅하는 방법.
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