KR20020009930A - A Fender Shield Reinforcement of Vehicles - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동차의 펜더실드 레인포스먼트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 펜더실드 레인포스먼트에 요철형 포밍(forming)을 추가하여 프론트 엔드부의 수직방향 내구성능을 향상시키는 펜더실드 레인포스먼트에 관한 것이다.The present invention relates to a fender shield reinforcement of an automobile, and more particularly, to a fender shield reinforcement for improving vertical durability of the front end by adding an uneven form to the fender shield reinforcement. will be.
일반적으로 도어나 각종 부품이 바디에 장착되기 전 단계인 차체골격모델(도 1참조)에서 엔진룸의 폐단면을 이루는 전방 및 측방 부재가 존재하는데 이 전방부재를 프론트 엔드 패널(20)이라 하고, 측방부재를 프론트 사이드 멤버(31)라 한다. 그러나 두 부재사이에 실제로 접착되는 부위는 프론트 사이드 멤버(31)의 펜더실드(30)와 프론트 엔드 패널(20)이 되는데 통상 용접으로 결합되고, 이 용접부위가 파단되는 것을 방지하고 외판을 보호하기 위하여 보강재인 레인포스먼트(이하, '레인포스'라 칭함)가 추가된다.In general, there are front and side members forming the closed section of the engine room in the body skeleton model (see FIG. 1), which is a stage before the door or various components are mounted on the body, and the front member is called the front end panel 20. The side member is called the front side member 31. However, the area actually bonded between the two members is the fender shield 30 and the front end panel 20 of the front side member 31, which are usually joined by welding, to prevent the welding site from breaking and to protect the outer plate. In order to reinforce the reinforcement (hereinafter referred to as "rain force") is added.
통상적으로 공지된 기술에 의하면, 외판의 강성은 강판의 두께에 의해 좌우되는 것으로 알려져 있는데 사실은 두께보다 곡률의 영향이 휠씬 크며 외판의 크기도 이에 관계하고 있다. 실제로 곡률반경을 감소시키면 두께의 증가없이 외판강성을 증가시킬 수 있고, 이러한 방법은 차체의 경량화 측면에서도 매우 유리하다.In general, according to a known technique, the rigidity of the outer plate is known to depend on the thickness of the steel sheet, in fact, the effect of curvature is much greater than the thickness, and the size of the outer plate is also related thereto. In fact, reducing the radius of curvature can increase the shell stiffness without increasing the thickness, and this method is also very advantageous in terms of weight reduction of the vehicle body.
도 2는 도 1의 A부위에 대한 종래의 펜더실드 레인포스의 결합상태를 도시한 평단면도이다. 도 2에서 보면 엔진룸을 외부로부터 칸막이하는 프론트 엔드 패널(20)과 펜더실드(30)가 각각 차량의 전방 및 측방에 설치되어 그 양끝단은 용접(50)으로 결합되고, 이 용접부를 포함한 상기 두개의 부재가 이루는 모서리의 외측 부위를 감싸듯이 레인포스(10)가 'ㄴ'자형으로 덧붙이게 설치된다.FIG. 2 is a cross-sectional plan view illustrating a state in which a conventional fender shield rain force is coupled to portion A of FIG. 1. In FIG. 2, the front end panel 20 and the fender shield 30 which partition the engine room from the outside are installed at the front and side of the vehicle, respectively, and both ends thereof are joined by welding 50. The rain force 10 is additionally installed in a 'b' shape as it surrounds the outer portion of the corner formed by the two members.
상기와 같이 구성된 레인포스(10)만으로도 일정 수준의 강성증대 효과는 얻을수 있으나, 통상적으로 양산되기 전에 완성차에 실시되는 차체 내구성능 시험(일반적으로 벨지안로, 비포장로, 자갈길, 웅덩이 및 고속주행로의 각종 주행노면 등을 조합한 가혹한 조건의 테스트)에서 상기 구조의 레인포스(10)는 프론트 엔드 끝단부(22)에 발생하는 굽힘하중 및 비틀림하중을 효과적으로 흡수하지 못해, 그 부위(22)가 강성취약으로 용접점이 파단되는 등, 심각한 문제가 발생된다.The rain force 10 configured as described above can obtain a certain level of stiffness effect, but the body durability test (generally Belgian road, unpaved road, gravel road, puddle and high speed road) which is usually performed on a finished vehicle before mass production In the harsh condition test combined with various driving surfaces, etc., the rain force 10 of the above structure does not effectively absorb the bending load and the torsional load generated at the front end 22, and the portion 22 is rigid. A serious problem arises, such as the welding point is broken by fragility.
실제로 상술한 종래의 레인포스에 따른 프론트 엔드부의 내구해석 결과, 펜더실드 레인포스의 두께를 1.4t로 하였을 경우 프론드 엔드부에 분포되는 응력은 20.1(kgf/mm2)로서 용접점의 수명은 1100km가 된다. 여기서 용접점의 수명이란 용접이 파단될 때까지의 성능시험상의 주행거리를 말한다.In fact, as a result of endurance analysis of the front end part according to the conventional rain force described above, when the thickness of the fender shield rain force is 1.4t, the stress distributed at the front end part is 20.1 (kg f / mm 2 ) and the service life of the welding spot is Becomes 1100 km. Here, the service life of the welding point means the driving distance in the performance test until the welding breaks.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 프론트 엔드부의 펜더실드와 프론트 엔드 패널을 연결하는 펜더실드 레인포스에 국부적으로 곡률반경을 감소시키는 구조의 포밍을 형성함으로써 외판강성을 증대시켜 최종적으로 용접점의 수명증가 및 분포하중 감소등의 내구성능을 향상시키는데 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, the object of which is to form a foam of the structure to reduce the radius of curvature locally in the fender shield reinforcement connecting the front end panel and the fender shield of the front end portion Increasing the stiffness to improve the endurance performance, such as the increase of the service life of the welding spot and the reduction of the distribution load.
본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 포밍을 형성하여 외판의 두께를 감소시킴으로써 차체의 경량화를 실현하는데 있다.Another object of the present invention is to form a foam as described above to reduce the thickness of the outer plate to realize a lighter weight of the vehicle body.
도 1은 통상적인 차체골격모델의 사시도,1 is a perspective view of a typical body skeleton model,
도 2는 도 1의 A부위에 대한 종래의 펜더실드 레인포스먼트의 결합상태를 도시한 평단면도,FIG. 2 is a cross-sectional plan view showing a state of engagement of a conventional fender shield reinforcement to the portion A of FIG.
도 3은 도 1의 A부위에 대한 본발명의 펜더실드 레인포스먼트의 결합상태를 도시한 평단면도,3 is a cross-sectional view showing a coupling state of the fender shield reinforcement of the present invention to the portion A of FIG.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 펜더실드 레인포스먼트의 결합상태를 도시한 평단면도.Figure 4 is a cross-sectional view showing a coupling state of the fender shield reinforcement according to another embodiment of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10, 10', 10" : 펜더실드 레인포스 11 : 포밍10, 10 ', 10 ": Fender Shield Rain Force 11: Foaming
20 : 프론트 엔드 패널 22 : 프론트엔드 끝단부20: front end panel 22: front end end
30 : 펜더실드 31 : 프론트 사이드 멤버30: fender shield 31: front side member
50 : 용접부50: weld
상기 목적을 달성하기 위하여 연구 개발된 본 발명은, 자동차의 펜더실드와 프론트 엔드 패널이 접합되어 만나는 부위에 덧대어지는 펜더실드 레인포스먼트에 있어서, 상기 펜더실드 레인포스먼트는 외측을 향하는 면에 차체의 상하방향으로 연속되는 적어도 2개이상의 요철을 갖는 포밍이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 펜더실드 레인포스먼트이다.The present invention researched and developed in order to achieve the above object, in the fender shield reinforcement is added to the portion where the fender shield and the front end panel of the automobile is joined, the fender shield reinforcement on the surface facing outward The fender shield reinforcement of the automobile, characterized in that the forming having at least two unevenness continuous in the vertical direction.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거, 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in more detail.
도 3은 도 1의 A부위에 대한 본 발명의 펜더실드 레인포스의 결합상태를 도시한 평단면도이다. 도 3에서 보면 프론트 엔드 패널(20)과 펜더실드(30)를 감싸는 레인포스(10')의 외표면에 돌출하여 차량의 상하방향으로 일정 길이만큼 연속되는 포밍(11)이 형성되어 있다. 상기 포밍(11)의 길이는 레인포스(10')의 폭만큼 형성되거나 시험 데이터에 의거하여 강성취약 부위에만 적용되어도 무관하다. 또한 이러한 요철형 포밍(11)은 레인포스의 횡방향, 즉 상기 차량의 상하방향과 교차하는 방향으로 일정 간격(d)을 두고 연속되게 배열된다. 물론 본 발명에서는 3곳의 포밍부를 갖도록 실시되었으나 반드시 여기에 국한될 필요없이 다수개의 포밍부를 갖으면 바람직하다.Figure 3 is a cross-sectional view showing a coupling state of the fender shield rain force of the present invention to the portion A of FIG. Referring to FIG. 3, a foaming 11 is formed to protrude to the outer surface of the rain force 10 ′ surrounding the front end panel 20 and the fender shield 30 so as to extend a predetermined length in the vertical direction of the vehicle. The length of the forming 11 may be formed by the width of the rain force 10 'or may be applied only to the stiffness weakening area based on test data. In addition, the uneven forming 11 is continuously arranged at a predetermined interval d in the transverse direction of the rain force, that is, the direction crossing with the vertical direction of the vehicle. Of course, the present invention was implemented to have three forming parts, but it is preferable to have a plurality of forming parts without necessarily being limited thereto.
상기 포밍에 대한 형상의 일 실시예는 도 3에 도시된 바와 같이 각형으로 되어있다. 이는 펜더실드 레인포스(10')의 두께 증가없이 외표면을 국부적으로 돌출하게 하는 각형을 갖는 포밍(11)을 형성하여 그 포밍(11) 근방의 강성을 높이는 것 뿐만 아니라 커다란 강판을 작은 면적으로 분할하여 외판강성을 증대시키고 또 프론트 엔드 끝단부(22)에 걸리는 응력이 감소하게 되어 두 부재(20, 30) 간의 용접점 수명(50)이 연장되게 된다. 환언하면, 상기 레인포스(10')에 포밍(11)을 형성함으로써 목표하는 동일한 강성을 얻음과 동시에 외판의 두께는 줄일수 있다는 장점이 있어 차체 경량화에 크게 기여하게 된다.One embodiment of the shape for the forming is square as shown in FIG. 3. This not only increases the rigidity in the vicinity of the forming 11 by forming a forming 11 having a square that locally protrudes the outer surface without increasing the thickness of the fender shield reinforcement 10 ′, By dividing, the outer plate stiffness is increased, and the stress applied to the front end end 22 is reduced, thereby extending the welding point life 50 between the two members 20 and 30. In other words, by forming the foaming 11 in the rain force 10 ', the same rigidity as desired can be obtained and the thickness of the outer plate can be reduced, thereby greatly contributing to the weight reduction of the vehicle body.
상기 포밍에 대한 형상의 다른 실시예는 도 4에 도시된 바와 같은 곡면을 가지는, 웨이브 형상의 포밍이다. 도 4에서 보듯이 펜더실드 레인포스(10")의 외표면에 차량 상하방향으로 라운드된 요철형 포밍(11)을 형성하면 상기 부위의 국부 곡률반경(r)이 크게 감소되어 외판의 강성이 증대되고 프론트 엔드 끝단부(22)의 분포응력 및 프론트 엔드 패널(20)과 펜더실드(30)간의 용접수명이 크게 개선된다.Another embodiment of the shape for the forming is a wave-shaped forming having a curved surface as shown in FIG. 4. As shown in FIG. 4, when the uneven form 11 rounded in the vertical direction of the vehicle is formed on the outer surface of the fender shield reinforcement 10 ″, the local curvature radius r of the portion is greatly reduced to increase the rigidity of the outer plate. And the distribution stress of the front end end 22 and the welding life between the front end panel 20 and the fender shield 30 is greatly improved.
상기 포밍이 형성된 레인포스에 대한 프론트 엔드부 내구해석 결과에 의하면, 펜더실드 레인포스의 두께를 1.2t(종래 1.4t)로 감소시켜도 용접수명 및 프론트 엔드부의 응력이 각각 4000km에 17.3kgf/mm2(종래에는 1100km에 20.1kgf/mm2)으로 개선된 것을 알 수 있다.According to the front end endurance analysis results for the foaming formed rain force, even if the thickness of the fender shield rain force is reduced to 1.2t (formerly 1.4t), the weld life and the stress at the front end are 17.3kg f / mm at 4000km, respectively. 2 (formerly 20.1kg f / mm 2 at 1100km).
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명은 펜더실드와 프론트 엔드 패널을 연결하는 펜더실드 레인포스에 그 단면이 요철형인 포밍을 다수개 형성하여 용접점을 포함하여 펜더실드 및 프론트 엔드 패널에 걸리는 응력을 감소시켜 용접수명을 연장시키고 동일한 목표강성에 대해 외판의 두께를 줄일수 있어 차체 경량화를 실현할 수 있다는 특유의 효과가 있다.As described in detail above, the present invention forms a plurality of formings having irregularities in cross-section on the fender shield reinforcement connecting the fender shield and the front end panel to reduce the stress applied to the fender shield and the front end panel including the welding point. By reducing the length of the weld life and the thickness of the outer plate for the same target stiffness, there is a unique effect that the body weight can be realized.
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