KR20090074029A - 스탬핑 가공된 로커 조인트의 관형 ｂ-필라 및 관형 ｂ-필라를 조립하는 방법 - Google Patents

Abstract

필라의 하단부 근처에 핀치된 플랜지를 구비한 관형 필라를 포함하는 로커 조인트 조립체의 필라가 사이드 실과 로커 강화재를 포함하는 로커 조립체에 접합된다. 차량 구조 지지부를 포함하는 로커 조인트 조립체의 필라를 만드는 방법은 상기 필라의 접근 구멍을 통하여 구조 지지 필라를 외부 몸체 패널에 용접하고 로커 강화재를 사이드 실에 용접함으로써 형성된다. 로커 강화재는 사이드 실 내의 접근 구멍, 몸체 외부 패널 내의 접근 구멍 및 제1 접근 구멍에 대해 수직으로 이격된, 필라 내의 접근 구멍을 통하여 상기 필라에 용접된다. B-필라의 바닥부 플랜지는 로커 강화재의 하부 에지부 플랜지 및 사이드 실의 하부 에지부 플랜지에 용접된다.

필라, B-필라, 로커 조인트, 로커 강화재, 차량 구조 지지부

Description

스탬핑 가공된 로커 조인트의 관형 Ｂ-필라 및 관형 Ｂ-필라를 조립하는 방법 {TUBULAR B-PILLAR TO STAMPED ROCKER JOINT AND METHOD OF ASSEMBLING THE SAME}

본 발명은 차량용 로커 패널 조인트(rocker panel joint)의 B-필라(B-pillar)와 로커 패널 조립체의 관형 B-필라를 조립하는 방법에 관한 것이다.

차량 몸체는 대체로 차량의 로커 패널과 지붕 사이에 뻗어있는 앞 좌석 도어 뒤에 위치된 필라로 정의되는 B-필라를 포함한다. 종래의 B-필라는 저항 용접 장비(resistance welding equipment)에 의하여 형성되는 스폿 용접(spot weld)으로 함께 용접된, 스탬핑 가공된 패널(stamped panel)을 조립함으로써 제조된다.

더 강하고 더 내구력 있는 몸체 프레임 부재를 제공하도록 수압 형성식 관형 부재(hydro-forming tubular member)에 의하여 몸체 프레임 구성품을 형성하는 것이 제안되었다. 수압 형성식 구성품은 더 가벼운 중량의 더 강한 구조 지지 부재를 제공한다. 그러나, 스탬핑 가공된 몸체 구성품으로 관형 B-필라를 접합하는 것은 금속 박판 구성품을 함께 접합하는 것에 비하여 관형 부재의 폐쇄 부분이 저항 용접 장비를 사용하여 용접하는 것을 어렵게 하기 때문에 극복 과제를 제시한다.

B-필라는 지붕 조인트(roof joint)와 로커 조인트(rocker joint) 모두에 접 합되어야 한다. 로커 조인트의 B-필라는 충돌 안전성과 소음, 진동 및 거슬리는 소리[noise, vibration and harshness (NVH)] 성능이 중요하다. 로커 조인트의 B-필라가 충분히 견고하지 않다면, 충돌 안전성을 위한 B-필라의 하중 유지력(load carrying capacity)이 완전히 이용되지는 못할 것이다. 또한, 로커 조인트의 B-필라의 여하한 약점은 차량의 비틀림 및 휨 강성을 저하시킬 수 있다.

관형 단면을 갖는 수압 형성식 B-필라는 보통 스탬핑 가공된 로커 패널 조립체 및 몸체의 외부 패널에 스폿 용접될 수 있는 플랜지를 구비하지 않는다. 또한, 수압 형성식 공정에서 관의 일정한 주연부가 유지되어야 하기 때문에 수압 형성식 관형 부재와 스탬핑 가공된 로커 조립체 사이의 접촉 영역은 보통 더 작다.

상술된 극복 과제와 다른 극복 과제가 이하에 요약된 바와 같이 출원인의 발명에 의해 해결되었다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 차량용 로커 조인트 조립체의 필라가 제공된다. 상기 조립체는 필라의 하단부에 근접한 핀치된 플랜지를 구비하는 관형 필라를 포함한다. 제1 접근 구멍은 상기 필라의 내부 측면 상에 제공되고, 제2 접근 구멍은 상기 필라의 외부 측면 상에 제공된다. 로커 외부 패널은 제1 접근 개구부 와 제2 접근 개구부 중 하나를 통하여 부착되며, 로커 강화재는 상기 제1 접근 개구부와 제2 접근 개구부 중 나머지 하나를 통하여 필라에 조립된다.

사이드 실(side sill)과 로커 강화재는 서로 부착되며, 모두 필라에 연결된다. 외부 패널은 상기 조립된 로커 강화재와 사이드 실에 차례로 부착되는 필라에 고정된다.

본 발명의 다른 태양은 로커 조인트 조립체의 필라에 관한 것이며, 필라의 중앙부에서 필라의 단면은 박스형이다. 필라의 단면은 로커 강화재와 외부 패널 사이에 끼워지는 필라의 하부에서는 연장된 직사각형 단면이다. 필라는 핀치된 플랜지에서 자체 용접된다. 필라의 외부면은 외부 패널에 부착된다. 필라의 내부면은 사이드 실 내의 접근 구멍, 필라의 외부면 내의 접근 구멍 및 외부 패널 내의 접근 개구부를 통하여 로커 강화재에 부착된다. 바닥부 플랜지는 외부 패널, 로커 강화재 및 사이드 실에 의하여 형성된다. 바닥부 플랜지의 부분에서의 용접은 필라 금속의 일 두께, 로커 강화재 금속의 일 두께 및 사이드 실 금속의 일 두께를 통하여 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 로커 조인트 조립체의 필라를 만드는 방법이 제공된다. 상기 로커 조인트 조립체는 필라, 로커 강화제, 사이드 실 및 외부 몸체 패널을 구비한다. 상기 방법은 필라의 내벽 내의 제1 접근 개구부를 통하여 필라를 외부 몸체 패널에 용접하는 단계를 포함한다. 로커 강화재는 사이드 실에 용접된다. 로커 강화재는 사이드 실 내의 접근 개구부와, 필라 내의 제1 접근 개구부에 대해 수직으로 이격된, 필라 내의 제2 접근 개구부와, 몸체 외부 패널 내의 접근 영역을 통하여 필라에 용접된다. 상기 필라의 바닥부, 로커 강화재의 바닥부 플랜지 및 사이드 실의 바닥부 플랜지는 함께 용접된다.

로커 조인트 조립체의 필라를 만드는 방법의 다른 태양에 따르면, 필라의 바닥부 플랜지는 필라의 하단부에 인접한 핀치된 이중 플랜지이고, 상기 방법은 필라를 몸체 외부 패널에 용접하기에 앞서 핀치된 이중 플랜지를 함께 용접하는 단계를 더 포함한다. 단일 벽 두께가 상기 핀치된 이중 플랜지로부터 제거되어, 바닥부 사이드 실 플랜지와 바닥부 로커 강화재 플랜지에 용접되는 필라의 단일 벽 두께를 제공한다. 상기 핀치된 이중 플랜지, 바닥부 사이드 실 플랜지 및 바닥부 로커 강화재 플랜지의 용접은 핀치된 이중 플랜지가 함께 용접된 위치보다 아래에 형성된다. 로커 강화재를 사이드 실에 용접하는 단계는 결과적으로 관형 조립체를 형성한다. 필라는 로커 강화재의 외부 측면에 용접될 수 있다. 사이드 실은 로커 강화재의 내부 측면에 용접됨으로써 로커 강화재가 필라와 사이드 실 사이에서 샌드위치되는 조인트를 형성한다. 상기 용접 단계는 저항 용접 작동으로 수행될 수 있다. 상기 필라는 필라의 하단부에 인접하여 형성되는 핀치된 이중 플랜지보다 위에 제공되며 차량의 세로 방향으로 연장된 박스 단면을 가질 수 있다. 필라는 연장된 박스형 단면보다 위에 제공되며 실질적으로 등변인 단면을 가질 수 있다.

본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 차량 구조 지지부를 만드는 방법이 제공된다. 상기 방법은 연장된 박스 단면보다 위에 위치되는 박스형 단면 및 필라의 하단부에 인접한 핀치된 이중 플랜지를 구비하는 상기 필라를 수압 형성하는 단계를 포함한다. 몸체 패널은 스탬핑 가공되고 상기 필라에 용접된다. 로커 강화재와 사이드 실은 스탬핑 가공되고, 이후 사이드 실이 로커 강화재의 내부 측면에 용접되어 로커 강화재와 사이드 실이 함께 용접된다. 상기 필라는 로커 강화재의 외부 측면에 용접된다.

차량 구조 지지부를 만드는 방법의 다른 태양에 따르면, 사이드 실 플랜지와 로커 강화재 플랜지에 용접되는 필라의 단일 벽 두께를 제공하기 위하여, 핀치된 이중 플랜지의 영역에서 단일 벽 두께가 제거될 수 있다. 필라는, 로커 강화재의 내부 측면에 용접되는 사이드 실의 내부의 로커 강화재의 외부 측면에 용접될 수 있고, 이로써 로커 강화재가 필라와 사이드 실 사이에서 샌드위치되는 조인트를 형성한다. 상기 방법은 또한 필라 내에 상부 접근 구멍과 하부 접근 구멍을 형성하기 위하여 수직으로 이격된 다수의 위치에서 필라의 단일 벽 두께를 제거하는 단계를 더 포함한다. 상기 필라의 내부면은 상부 접근 구멍, 사이드 실 내의 사이드 실 접근 구멍 및 몸체 외부 패널 내의 접근 구멍을 통하여 로커 강화재에 용접된다. 필라의 외부면은 로커 강화재와 사이드 실이 필라에 조립되기 전에 필라의 내부면 내의 하부 접근 구멍을 통하여 몸체 외부 패널에 용접된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스탬핑 가공된 로커 조인트에 수압 형성된 관형 B-필라의 일측 입면도이며;

도 2는 상기 수압 형성된 B-필라의 정면 입면도이며;

도 3은 상기 수압 형성된 B-필라의 내측 입면도이며;

도 4는 도 2 및 도 3의 선 4-4를 따라 취한 단면도이며;

도 5는 도 2 및 도 3의 선 5-5를 따라 취한 단면도이며;

도 6은 로커 조립체의 사이드 실 부분의 일측 입면도이며;

도 7은 상기 조립체의 로커 강화재 부분의 측부 입면도이며; 그리고

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 스탬핑 가공된 로커 조인트의 B-필 라의 부분 횡단면도이다.

도 1에 스탬핑 가공된 로커 조인트 조립체(10)의 관형 B-필라가 도시된다. 상기 조인트 조립체(10)는 B-필라(12)를 사이드 실(side sill)(16)과 로커 강화재(18)에 접합하는데 사용된다. 상기 B-필라(12)는 외부 몸체 패널(20)에 용접된다. 본 발명은 B-필라(12)를 참조하여 기술되지만, B-필라에 제한되지 않고, 본 발명에 대하여 동일한 일반적인 조인트 조립체 및 조인트 조립체를 만드는 방법 또한 차량의 다른 구조 필라에 적용될 수 있다고 이해되어야 한다.

또한, 도 1에는 상기 B-필라(12)의 외벽(22) 내에 형성되는 상부 접근 구멍(22)이 도시된다. 상기 상부 접근 구멍(22)은 이하의 도 8을 참조하여 더 충분히 기술되는 바와 같이, B-필라(12)를 로커 강화재(18)에 용접할 수 있도록 하는데 제공된다.

도 2 및 도 3에는 B-필라(12)의 두 단면도가 도시된다. 상기 B-필라는 차량의 지붕(도시되지 않음)과 상기 도 1에서 부분적으로 도시된 로커 패널 조립체 사이에서 뻗어 있다. B-필라(12)는 B-필라의 바닥부 플랜지라고도 언급되는 B-필라의 하단부 상에 핀치된 이중 플랜지(pinched double flange)(28)를 구비한다. 도 3을 구체적으로 언급하면, 단일 벽 영역(30)이 핀치된 이중 플랜지(28) 상에 제공된다. B-필라(12)의 단일 벽 영역(30)은 핀치된 이중 플랜지(28)를 상기 사이드 실(16)과 로커 강화재(18)에 용접하기 용이하도록 제공된다.

도 2 내지 도 4에는, 차량의 세로 방향으로 연장된 박스 단면으로 형성된 B- 필라(12)의 하부(32)가 도시된다. 하부(32)는 B-필라의 하단부에 위치되는 핀치된 이중 플랜지 위에 제공된다. B-필라(12)의 하부(32)는 전방 벽(42)과 후방 벽(44)에 의하여 접합되는 외벽(24)과 내벽(38)을 구비한다.

도 2, 도 3 및 도 5에는 상기 하부(32) 위에 제공되는 실질적으로 등변인 단면(substantially equilateral cross-section)을 갖는 B-필라(12)의 중앙부(36)가 도시된다.

본 명세서에 사용된 것처럼 "실질적으로 등변인 단면"이라는 용어는 대체로 서로에 대해 거의 직각으로 배치된, 거의 동일한 면을 갖는 박스형 단면을 의미하는 것으로 파악되어야 한다. 차량 디자인의 요건에 따라 상기 벽들은 비선형 영역을 가질 수 있고, 상기 연장된 박스 단면의 모서리는 둥근형이 된다.

도 6을 참조하면, B-필라(12)에 고정된 사이드 실(16)이 도시된다. 상기 사이드 실(16)은 로커 강화재(18)를 B-필라(12)에 용접 가능하게 접근을 제공하는 접근 구멍(access hole)(48)을 포함한다.

도 7에는 로커 강화재(18)가 도시된다. 로커 강화재(18)는 이하의 도 8을 참조하여 더 구체적으로 기술되는 바와 같이 상기 사이드 실(16)과 B-필라(12)에 접합된다.

도 8에는 B-필라(12)와 몸체 외부 패널이 제1 소조립체로서 어떻게 접합되는지 보여주기 위해서 조인트 조립체(10)의 단면이 도시된다. 또한, 사이드 실(16)과 로커 강화재(18)가 제2 소조립체로서 함께 접합된다. 상기 두 개의 소조립체는 로커 강화재(18)를 B-필라(12)의 내벽(38)에 용접함으로써 접합된다. 용접은 B-필 라(12)의 외벽(24) 내의 상부 접근 구멍(22), 상기 사이드 실(16) 내에 형성된 접근 구멍(48), 외부 패널(20) 내에 형성된 접근 구멍(52)을 통하여 접근 가능하도록 형성된다. 상기 B-필라(12)의 외벽(24)은 B-필라의 하단부에 단일 벽 영역(30)을 포함하여, 단일 벽 영역(30)은 사이드 실(16)의 바닥부 플랜지(58)와 로커 강화재(18)의 바닥부 플랜지(60)에 접합된다.

위에서 기술된 바와 같이, B-필라(12)가 로커 강화재(18)에 접합되기 전에 외벽(24)을 외부 몸체 패널(20)에 용접시키도록 하는 하부 접근 구멍(50)이 B-필라(12)의 내벽(38)에 제공되어, B-필라(12)와 외부 몸체 패널(20)의 소조립체를 형성한다. 사이드 실(16)과 로커 강화재(18)는 사이드 실(16)의 상부 에지부 플랜지(54)를 로커 강화재(18)의 상부 에지부 플랜지(56)에 용접함으로써 사이드 실(16)과 로커 강화재(18)의 상부 에지부에서 접합된다.

유사하게, 상기 사이드 실(16)의 하부 에지부 플랜지(58)는 상기 로커 강화재(18)의 하부 에지부 플랜지(60)에 용접된다. 상기 B-필라(12)의 단일 벽 영역(30)은 또한 상기 소조립체들이 함께 접합될 때 바닥부 에지부 플랜지(58) 또는 하부 에지부 플랜지(60)에 용접된다.

본 발명을 실시하기 위한 최상의 방식이 상세하게 기술되었으나, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자들은 이하의 청구항에 의해 한정된 본 발명을 실시하기 위한 다양한 대안적 설계 및 실시예를 인식할 것이다.

Claims (20)

1. 로커 조인트 조립체의 필라이며,

   상기 필라의 하단부 부근에서 핀치된 플랜지, 상기 필라의 내부면 상의 제1 접근 개구부 및 상기 필라의 외부면 상의 제2 접근 개구부를 구비하는 관형 필라와;

   상기 제1 접근 개구부와 제2 접근 개구부 중 하나를 통하여 상기 필라에 부착되는 외부 패널과 상기 제1 접근 개구부와 제2 접근 개구부 중 나머지 하나를 통하여 상기 필라에 조립되는 로커 강화재를 구비하는 로커와;

   상기 필라, 로커 강화재 및 사이드 실에 고정되는 외부 패널을 포함하며,

   사이드 실과 상기 로커 강화재는 상기 필라에 상호 연결됨으로써 서로 부착되는, 로커 조인트 조립체의 필라.
2. 제1항에 있어서, 상기 필라의 단면은 상기 필라의 중앙부에서는 박스형이고, 상기 로커 강화재와 상기 외부 패널 사이에 끼워지는 상기 필라의 하부에서는 연장된 직사각형 단면인, 로커 조인트 조립체의 필라.
3. 제1항에 있어서, 상기 필라는 상기 핀치된 플랜지에서 자체 용접되는, 로커 조인트 조립체의 필라.
4. 제1항에 있어서, 상기 필라의 외부면은 상기 외부 패널에 부착되는, 로커 조인트 조립체의 필라.
5. 제1항에 있어서, 상기 필라의 내부면은 상기 사이드 실 내의 접근 구멍, 상기 필라의 외부면 내의 접근 구멍 및 상기 외부 패널 내의 접근 개구부를 통하여 상기 로커 강화재에 부착되는, 로커 조인트 조립체의 필라.
6. 제1항에 있어서, 바닥부 플랜지 내의 용접은 상기 필라의 금속의 일 두께, 상기 로커 강화재의 일 층 및 상기 사이드 실의 일 층을 통하여 형성되는, 로커 조인트 조립체의 필라.
7. 제6항에 있어서, 상기 바닥부 플랜지의 다른 부분은 상기 외부 패널, 로커 강화재 및 사이드 실에 의하여 형성되는, 로커 조인트 조립체의 필라.
8. 로커 조인트 조립체의 필라를 만드는 방법이며,

   상기 로커 조인트 조립체는 필라, 로커 강화재, 사이드 실 및 외부 몸체 패널을 구비하고,

   상기 필라의 내벽 내에 형성된 제1 접근 개구부를 통하여 상기 필라를 상기 외부 몸체 패널에 용접하는 단계와;

   상기 로커 강화재를 상기 사이드 실에 용접하는 단계와;

   상기 사이드 실 내의 접근 개구부와, 상기 제1 접근 개구부에 대해 수직으로 이격된, 상기 필라 내의 제2 접근 개구부와, 상기 몸체 외부 패널 내의 접근 영역을 통하여 상기 로커 강화재를 상기 필라에 용접하는 단계와;

   상기 필라의 바닥부 플랜지를 상기 로커 강화재의 바닥부 플랜지와 상기 사이드 실의 바닥부 플랜지에 용접하는 단계를 포함하는, 로커 조인트 조립체의 필라를 만드는 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 필라의 바닥부 플랜지는 상기 필라의 하단부에 인접한 핀치된 이중 플랜지이고, 상기 방법은 상기 필라를 상기 몸체 외부 패널에 용접하기에 앞서 핀치된 이중 플랜지를 함께 용접하는 단계를 더 포함하는, 로커 조인트 조립체의 필라를 만드는 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 바닥부 사이드 실 플랜지와 상기 바닥부 로커 강화재 플랜지에 용접되는 상기 필라의 단일 벽 두께를 제공하기 위하여 상기 핀치된 이중 플랜지의 영역에서 단일 벽의 두께를 제거하는 단계를 더 포함하는, 로커 조인트 조립체의 필라를 만드는 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 핀치된 이중 플랜지, 상기 바닥부 사이드 실 플랜지 및 상기 바닥부 로커 강화재 플랜지의 용접은 상기 핀치된 이중 플랜지가 함께 용접되는 위치보다 아래에 형성되는, 로커 조인트 조립체의 필라를 만드는 방법.
12. 제8항에 있어서, 상기 로커 강화재를 상기 사이드 실에 용접하는 단계는 결과적으로 관형 조립체를 형성하는, 로커 조인트 조립체의 필라를 만드는 방법.
13. 제8항에 있어서, 상기 필라는 상기 로커 강화재의 외부 측면에 용접되고, 상기 사이드 실은 상기 로커 강화재의 내부 측면에 용접됨으로써 상기 로커 강화재가 상기 필라와 상기 사이드 실 사이에서 샌드위치되는 조인트를 형성하는, 로커 조인트 조립체의 필라를 만드는 방법.
14. 제8항에 있어서, 상기 용접 단계는 저항 용접 작동으로 수행되는, 로커 조인트 조립체의 필라를 만드는 방법.
15. 제8항에 있어서, 상기 필라는, 상기 필라의 하단부에 인접하여 형성되는 핀치된 이중 플랜지보다 위에 제공되며 상기 차량의 세로 방향으로 연장된 박스 단면을 갖는, 로커 조인트 조립체의 필라를 만드는 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 필라는, 상기 연장된 박스형 단면보다 위에 제공되며 실질적으로 등변인 단면을 갖는, 로커 조인트 조립체의 필라를 만드는 방법.
17. 차량 구조 지지부를 만드는 방법이며,

    연장된 박스 단면보다 위에 위치되는 박스형 단면 및 필라의 하단부에 인접한 핀치된 이중 플랜지를 구비하는 상기 필라를 수압 형성하는 단계와;

    몸체 외부 패널을 스탬핑 가공하는 단계와;

    로커 강화재를 스탬핑 가공한 상기 몸체 외부 패널에 상기 필라를 용접하는 단계와;

    사이드 실을 스탬핑 가공하는 단계와;

    상기 사이드 실을 상기 로커 강화재의 내부 측면에 용접하는 단계와;

    상기 필라를 상기 로커 강화재의 외부 측면에 용접하는 단계를 포함하는, 차량 구조 지지부를 만드는 방법.
18. 제17항에 있어서, 사이드 실 플랜지와 로커 강화재 플랜지에 용접되는 상기 필라의 단일 벽 두께를 제공하기 위하여, 상기 핀치된 이중 플랜지의 영역에서 단일 벽의 두께를 제거하는 단계를 더 포함하는, 차량 구조 지지부를 만드는 방법.
19. 제17항에 있어서, 상기 필라는 상기 로커 강화재의 외부 측면에 용접되고, 상기 사이드 실은 상기 로커 강화재의 내부 측면에 용접됨으로써 상기 로커 강화재가 상기 필라와 상기 사이드 실 사이에서 샌드위치되는 조인트를 형성하는, 차량 구조 지지부를 만드는 방법.
20. 제17항에 있어서, 상부 접근 구멍과 하부 접근 구멍을 형성하기 위하여 수직 으로 이격된 다수의 위치에서 상기 필라의 단일 벽 두께를 제거하는 단계를 더 포함하며,

    상기 필라의 내부면은 상기 상부 접근 구멍, 상기 사이드 실 내의 사이드 실 접근 구멍 및 상기 몸체 외부 패널 내의 접근 구멍을 통하여 상기 로커 강화재에 용접되고,

    상기 필라의 외부면은 상기 로커 강화재와 사이드 실이 상기 필라에 조립되기 전에 상기 필라의 내부면 내의 하부 접근 구멍을 통하여 상기 몸체 외부 패널에 용접되는, 차량 구조 지지부를 만드는 방법.

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