KR20180100431A

KR20180100431A - 자동차 부재

Info

Publication number: KR20180100431A
Application number: KR1020187023263A
Authority: KR
Inventors: 겐이치로 오츠카
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2016-02-19
Filing date: 2017-02-17
Publication date: 2018-09-10
Also published as: CN108698647A; CA3012171C; EP3418165A1; KR102141455B1; CA3012171A1; US20190039653A1; BR112018015429A2; EP3418165A4; MX2018009879A; EP3418165B1; WO2017142062A1; US10577028B2; RU2696505C1; CN108698647B

Abstract

이 자동차 부재는, 제1 플랜지와, 제2 플랜지와, 상기 제1 플랜지로부터 기립하는 제1 벽부와, 상기 제2 플랜지로부터 기립하는 제2 벽부와, 상기 제1 및 제2 벽부를 접속하는 웹을 갖는 해트형의 제1 부재와; 상기 제1 및 제2 플랜지에 스폿상 접합된 제2 부재와; 상기 제1 벽부 및 상기 제2 부재의 내벽면에 접합된 제1 접합판과; 상기 제2 벽부 및 상기 제2 부재의 내벽면에 접합된 제2 접합판을 구비한다.

Description

자동차 부재

본 발명은 자동차 부재에 관한 것이다.

본원은 2016년 2월 19일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2016-030224호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 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 대하여 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 차량 내측을 향해 배치되는 사이드 실 이너 패널 및 차량 외측을 향해 배치되는 사이드 실 아우터 패널을 구비한다. 사이드 실 이너 패널 및 사이드 실 아우터 패널의 각각은, 해트형의 횡단면 형상을 갖는 부재이며, 웹과, 제1 플랜지와, 제2 플랜지와, 웹 및 제1 플랜지 사이에 접속된 제1 벽부와, 웹 및 제2 플랜지 사이에 접속된 제2 벽부를 갖는다.

그리고, 사이드 실 아우터 패널의 제1 플랜지와 사이드 실 이너 패널의 제1 플랜지가, 스폿 용접에 의해 용접된다. 또한, 사이드 실 아우터 패널의 제2 플랜지와 사이드 실 이너 패널의 제2 플랜지가, 스폿 용접에 의해 용접된다. 이것들에 의해, 중공 직사각형 단면의 1체의 사이드 실이 제조된다. 즉, 이와 같이 제조된 사이드 실은 단면 직사각 형상의 폐쇄 공간을 내부에 갖는 길고 또한 중공의 통상체이다.

사이드 실은 프론트 플로어 패널의 양 사이드에 형성된 상향 플랜지를 통해, 플로어 패널에 스폿 용접에 의해 용접된다. 그리고, 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 입력에 의해 변형되어 충격 에너지를 흡수하는 역할도 담당하고 있다.

사이드 실은, 주로 측면 충돌 시에 소위 3점 굽힘 변형이 발생함으로써 충격 에너지를 흡수하는 자동차 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, 근년에는 차량의 충돌 안전 성능의 가일층의 향상을 도모하기 위해, 스몰 오버랩 충돌(SOI)을 상정한 전방면 충돌 시험 또는 후방면 충돌 시험이 채용되기 시작하고 있다. 스몰 오버랩 전방면 충돌 시험에서는, 차량 전단부에 있어서의, 차 폭 전체의 25％의 부위가 고정 배리어에 닿도록, 차량을 시속 64㎞/h로 주행시켜 고정 배리어에 충돌시킨다.

이와 같은 스몰 오버랩 전방면 충돌에서는, 차량 전방부에 설치된 충격 흡수 구조(예를 들어, 프론트 사이드 멤버 등)의 외측이 고정 배리어에 충돌하기 때문에, 차량 전방부의 충격 흡수 구조에 의해 충격 에너지를 충분히 흡수하는 것은 어렵다.

그러나, 스몰 오버랩 전방면 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, 근년의 사이드 실에는 3점 굽힘 변형 및 축 압괴 변형이라는 2개의 상이한 변형 모드에 대한 충격 에너지 흡수량을 높이는 것이 강하게 요구되고 있다.

그런데, 축 압괴 변형을 수반하는 충돌 시에는, 사이드 실 및 A 필러 로어 사이의 용접부, 사이드 실 및 B 필러 사이의 용접부 및 사이드 실 및 휠 하우스 아우터 사이의 용접부의 각각을 기점으로 하여, 조기의 파단(스폿 파단)이 사이드 실에 발생하는 경우가 있다. 이 경우, 이 스폿 파단이 원인으로, 사이드 실의 축 압괴 변형에 의한 충격 에너지 흡수량이 저하된다고 여겨지고 있다.

또한, 스폿 파단이란, 사이드 실에 예시되는 부재에 존재하는 복수의 스폿 용접부, 즉 스폿 용접에 의해 형성된 복수의 용융 응고부(이하, 「너깃」이라고도 칭함)가 파단되는 현상을 가리킨다. 예를 들어, 사이드 실에 존재하는 복수의 너깃이, 긴 쪽 방향 단부(충격 하중이 입력되는 단부)에 가까운 순으로 순차 파단하고, 사이드 실 아우터 패널로부터 사이드 실 이너 패널이 박리되는 경우가 있다.

동일한 스폿 파단은 프론트 사이드 멤버에 있어서도 발생한다. 일반적으로, 프론트 사이드 멤버는 차량 내측을 향해 배치된 해트형 패널 및 차량 외측을 향해 배치된 평판상의 클로징 플레이트를 구비한다. 그리고, 클로징 플레이트가 해트형 패널의 한 쌍의 플랜지(제1 플랜지 및 제2 플랜지)에 대하여 스폿 용접에 의해 용접됨으로써, 중공 직사각형 단면의 1체의 프론트 사이드 멤버가 제조된다. 즉, 이와 같이 제조된 프론트 사이드 멤버는 상술한 사이드 실과 마찬가지로, 단면 직사각 형상의 폐쇄 공간을 내부에 갖는 길고 또한 중공의 통상체이다.

프론트 사이드 멤버는 엔진 컴파트먼트 내에 배치되고, 보디 셸에 원하는 굴곡 강성 및 비틀림 강성을 부여함과 함께, 엔진 등의 중량물 및 서스펜션 등의 중요 부품을 지지하는 역할을 담당한다. 또한, 차량의 전방면 충돌 시에는, 프론트 사이드 멤버는 그 전단부에 배치된 프론트 크러시 박스를 통해 입력되는 충격 하중에 의해 굴곡 변형하여 충돌 에너지를 흡수하는 역할도 담당한다. 그러나, 전방면 충돌 시에는 프론트 사이드 멤버에 존재하는 복수의 스폿 용접부(너깃)가, 프론트 사이드 멤버의 긴 쪽 방향의 단부(충격 하중이 입력되는 단부)에 가까운 순으로 순차 파단하고, 해트형 패널로부터 클로징 플레이트가 박리되는 경우가 있다. 이와 같은 스폿 파단이 원인으로, 프론트 사이드 멤버의 충격 에너지 흡수량이 저하된다고 여겨지고 있다.

여기서, 하기 특허문헌 1 및 2에는 전방면 충돌에 의한 충격 하중이 입력되었을 때에, 충격 에너지를 효과적으로 흡수하는 것이 가능한 구조를 갖는 자동차 부재가 개시되어 있다. 특허문헌 1에 개시된 자동차 부재는 그 긴 쪽 방향을 따라 접합 플랜지의 폭 방향 위치가 변화되는 구조를 갖고 있다. 또한, 특허문헌 2에 개시된 자동차 부재는 그 긴 쪽 방향을 따라 굴곡 개소가 설치되어 있음과 함께, 긴 쪽 방향을 따라 플랜지를 포함하는 단면 형상이 변화되는 구조를 갖고 있다.

또한, 하기 특허문헌 3에는 보강 부재로서 단일의 벌크 헤드가 내부에 용접된 폐단면 부재가 종래예로서 개시되어 있다.

또한, 하기 특허문헌 4에는 폐단면 접합 구조 부재를 형성하는 2개 또는 3개 이상의 구성 부재의 맞댐 부위에 걸쳐 있도록, 단일의 보강판이 설치된 접합 구조 부재가 개시되어 있다.

일본 특허 공개 평6-135355호 공보 일본 특허 공개 2014-40209호 공보 일본 실용신안 출원 공개 소59-182472호 공보 일본 특허 공개 평9-295160호 공보

그러나, 특허문헌 1 및 2에 개시된 자동차 부재의 구조에서는, 해트형 패널 및 클로징 플레이트의 형상이 매우 복잡해진다. 그 때문에, 이것들의 부재를 프레스 성형에 의해 제조할 때에, 균열 및 주름 등의 성형 불량이 발생하기 쉬워지고, 그 결과, 자동차 부재의 제조 수율이 저하될 우려가 있다.

또한, 특허문헌 3에 종래예로서 개시된 폐단면 부재에서는, 내부에 단일의 벌크 헤드가 설치되어 있기 때문에, 상술한 축 압괴 변형이 발생한 경우, 예를 들어 외판과 내판의 2개의 중첩부의 각각의 변형에 대하여, 벌크 헤드가 추종하여 변형될 수 없고, 결과적으로 벌크 헤드와 외판의 접합부 및 벌크 헤드와 내판의 접합부가 파단되기 쉬워진다. 그 때문에, 충격 에너지 흡수량의 저하를 억제하는 것은 어렵다. 또한, 상기와 동일한 이유에 의해, 특허문헌 4에 개시된 접합 구조 부재에서도, 상술한 축 압괴 변형이 발생한 경우, 보강판과 폐단면 접합 구조 부재의 접합부가 파단되기 쉬워진다. 그 때문에, 충격 에너지 흡수량의 저하를 억제하는 것은 어렵다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 제조 수율을 저하시키지 않고 제조할 수 있고, 또한 스폿 파단에 기인하는 충격 에너지 흡수량의 저하를 억제 가능한 자동차 부재의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해, 이하를 채용한다.

(1) 본 발명의 일 형태에 관한 자동차 부재는, 일방향으로 길고, 또한 긴 쪽 방향에 수직인 단면이 중공 단면인 자동차 부재이며, 제1 플랜지와, 제2 플랜지와, 상기 제1 플랜지로부터 기립하는 제1 벽부와, 상기 제2 플랜지로부터 기립하는 제2 벽부와, 상기 제1 벽부 및 상기 제2 벽부를 접속하는 웹을 갖는 해트형의 제1 부재와; 상기 제1 플랜지 및 상기 제2 플랜지에 스폿상 접합된 제2 부재와; 상기 제1 벽부의 내벽면 및 상기 제2 부재의 내벽면에 접합된 제1 접합판과; 상기 제2 벽부의 내벽면 및 상기 제2 부재의 내벽면에 접합된 제2 접합판을 구비하고, 상기 제1 플랜지와 상기 제2 부재는, 상기 긴 쪽 방향을 따라 형성된 복수의 제1 용융 응고부를 통해 접합되고; 상기 제1 접합판과 상기 제1 벽부의 내벽면은 제2 용융 응고부를 통해 접합되고; 상기 제1 접합판과 상기 제2 부재의 내벽면은 제3 용융 응고부를 통해 접합되고; 상기 긴 쪽 방향에 있어서 서로 인접하는 2개의 상기 제1 용융 응고부 사이에 있어서의 영역에, 상기 제2 용융 응고부의 적어도 일부와, 상기 제3 용융 응고부의 적어도 일부가 위치하고 있다.

또한, 상기한 스폿상 접합이란, 저항 용접인 스폿 용접, 원상, 장원상, 타원상, C자상, 또는 다중원상 등의 용접부의 최대 직경이 15㎜ 이하인 레이저 용접, 원상, 장원상, 타원상, C자상, 또는 다중원상 등의 접착부의 최대 직경이 15㎜ 이하인 접착제 접합, 그리고 원상, 장원상, 타원상, C자상, 또는 다중원상 등의 용접부의 최대 직경이 15㎜ 이하인 아크 용접을 포함하는 개념이다.

(2) 상기 (1)에 기재된 형태에 있어서, 상기 제2 용융 응고부 및 상기 제3 용융 응고부가 스폿상으로 형성되어 있어도 된다.

(3) 상기 (2)에 기재된 형태에 있어서, 상기 긴 쪽 방향에 있어서의, 상기 제2 용융 응고부의 위치와, 상기 제3 용융 응고부의 위치가 서로 동일해도 된다.

(4) 상기 (3)에 기재된 형태에 있어서, 상기 긴 쪽 방향에 있어서 서로 인접하는 2개의 상기 제1 용융 응고부 사이의 최단 거리를 Lf1이라고 했을 때, 서로 인접하는 2개의 상기 제1 용융 응고부 사이의 중점으로부터 상기 긴 쪽 방향의 한쪽의 측으로 0.8×Lf1/2만큼 이격된 위치와, 상기 중점으로부터 상기 긴 쪽 방향의 다른 쪽의 측으로 0.8×Lf1/2만큼 이격된 위치 사이에 있어서의 영역에, 상기 제2 용융 응고부 및 상기 제3 용융 응고부가 배치되어 있어도 된다.

(5) 상기 (1)에 기재된 형태에 있어서, 상기 제2 용융 응고부 및 상기 제3 용융 응고부가 비드상으로 형성되어 있어도 된다.

(6) 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 형태에 있어서, 이하와 같이 구성해도 된다: 상기 제2 플랜지와 상기 제2 부재는, 상기 긴 쪽 방향을 따라 형성된 복수의 제4 용융 응고부를 통해 접합되고; 상기 제2 접합판과 상기 제2 벽부의 내벽면은 제5 용융 응고부를 통해 접합되고; 상기 제2 접합판과 상기 제2 부재의 내벽면은 제6 용융 응고부를 통해 접합되고; 상기 긴 쪽 방향에 있어서 서로 인접하는 2개의 상기 제4 용융 응고부 사이에 있어서의 영역에, 상기 제5 용융 응고부의 적어도 일부와, 상기 제6 용융 응고부의 적어도 일부가 위치하고 있다.

(7) 상기 (6)에 기재된 형태에 있어서, 상기 긴 쪽 방향에 있어서의, 상기 제5 용융 응고부의 위치와, 상기 제6 용융 응고부의 위치가 서로 동일해도 된다.

(8) 상기 (7)에 기재된 형태에 있어서, 상기 긴 쪽 방향에 있어서 서로 인접하는 2개의 상기 제4 용융 응고부 사이의 최단 거리를 Lf2라고 했을 때, 서로 인접하는 2개의 상기 제4 용융 응고부 사이의 중점으로부터 상기 긴 쪽 방향의 한쪽의 측으로 0.8×Lf2/2만큼 이격된 위치와, 상기 중점으로부터 상기 긴 쪽 방향의 다른 쪽의 측으로 0.8×Lf2/2만큼 이격된 위치 사이에 있어서의 영역에, 상기 제5 용융 응고부 및 상기 제6 용융 응고부가 배치되어 있어도 된다.

(9) 상기 (6)에 기재된 형태에 있어서, 상기 제5 용융 응고부 및 상기 제6 용융 응고부가 비드상으로 형성되어 있어도 된다.

(10) 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 한 항에 기재된 형태에 있어서, 이하와 같이 구성해도 된다: 상기 제2 부재가, 제1 플랜지와, 제2 플랜지와, 상기 제1 플랜지로부터 기립하는 제1 벽부와, 상기 제2 플랜지로부터 기립하는 제2 벽부와, 상기 제1 벽부 및 상기 제2 벽부를 접속하는 웹을 갖는 해트형 부재이고; 상기 제1 부재의 상기 제1 플랜지와 상기 제2 부재의 상기 제1 플랜지가 스폿상 접합됨과 함께, 상기 제1 부재의 상기 제2 플랜지와 상기 제2 부재의 상기 제2 플랜지가 스폿상 접합되고; 상기 제1 부재의 상기 제1 벽부의 폭 WL(㎜)과, 상기 제2 부재의 상기 제1 벽부의 폭 WS(㎜)가 하기의 식 (a)를 만족시키고; 상기 제1 접합판이, 상기 제1 부재의 상기 제1 벽부 및 상기 제2 부재의 상기 제1 벽부에 접합되고; 상기 제2 접합판이, 상기 제1 부재의 상기 제2 벽부 및 상기 제2 부재의 상기 제2 벽부에 접합되어 있다.

(11) 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 한 항에 기재된 형태에 있어서, 이하와 같이 구성해도 된다: 상기 제2 부재가, 상기 긴 방향으로 연장되는 직사각 형상의 평판이며, 또한 상기 제2 부재의 폭 방향을 따라, 제1 플랜지 접합부와, 제2 플랜지 접합부와, 상기 제1 플랜지 접합부 및 상기 제2 플랜지 접합부 사이의 중앙 접합부로 구분되어 있고; 상기 제2 부재의 상기 제1 플랜지 접합부와 상기 제1 부재의 상기 제1 플랜지가 스폿상 접합됨과 함께, 상기 제2 부재의 상기 제2 플랜지 접합부와 상기 제1 부재의 상기 제2 플랜지가 스폿상 접합되고; 상기 제1 접합판이, 단면 L형상의 판재이며, 상기 제1 부재의 상기 제1 벽부 및 상기 제2 부재의 상기 중앙 접합부에 접합되고; 상기 제2 접합판이, 단면 L형상의 판재이며, 상기 제1 부재의 상기 제2 벽부 및 상기 제2 부재의 상기 중앙 접합부에 접합되어 있다.

(12) 상기 (1) 내지 (11) 중 어느 한 항에 기재된 형태에 있어서, 상기 제1 접합판 및 상기 제2 접합판이, 상기 자동차 부재의 상기 긴 쪽 방향의 일단부로부터 타단부를 향해 100㎜ 이상 600㎜ 이하의 길이로 연장되어 있어도 된다.

본 발명의 상기 각 형태에 의하면, 제1 접합판 및 제2 접합판을 자동차 부재의 내벽면의 특정 개소에 접합함으로써, 축 압괴 변형을 수반하는 충격 하중이 자동차 부재에 입력되었을 때의, 충격 하중이 입력되는 단부에 가까운 순으로 발생하는 스폿 파단을 억제하는 것이 가능해진다. 즉, 본 발명의 상기 각 형태에 의하면, 자동차 부재를 구성하는 해트형의 제1 부재와, 이것에 스폿상 접합되는 제2 부재를 복잡한 형상으로 프레스 성형할 필요는 없으므로, 제조 수율을 저하시키지 않고 제조할 수 있고, 또한 스폿 파단에 기인하는 충격 에너지 흡수량의 저하를 억제 가능한 자동차 부재를 제공할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 사이드 실을 도시하는 상면도이다.
도 1b는 도 1a의 A-A선 단면도이다.
도 1c는 상기 사이드 실을 도시하는 하면도이다.
도 2a는 도 1a의 부호 C1로 나타낸 영역의 확대도이다.
도 2b는 도 1c의 부호 C2로 나타낸 영역의 확대도이다.
도 3은 상기 사이드 실의 제1 변형예를 도시하는 상면도이다.
도 4는 도 1a의 A-A선 단면도이며, 상기 사이드 실의 제2 변형예를 도시하는 도면이다.
도 5는 도 1a의 A-A선 단면도이며, 상기 사이드 실의 제3 변형예를 도시하는 도면이다.
도 6은 도 1a의 A-A선 단면도이며, 상기 사이드 실의 제4 변형예를 도시하는 도면이다.
도 7은 도 1a의 B-B선 단면도이며, 상기 사이드 실의 제5 변형예를 도시하는 도면이다.
도 8a는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 사이드 실을 도시하는 상면도이다.
도 8b는 도 8a의 C-C선 단면도이다.
도 8c는 상기 사이드 실을 도시하는 하면도이다.
도 9는 상기 사이드 실의 변형예를 도시하는 상면도이다.
도 10a는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 프론트 사이드 멤버를 도시하는 상면도이다.
도 10b는 도 10a의 D-D선 단면도이다.
도 10c는 상기 프론트 사이드 멤버를 도시하는 하면도이다.
도 11은 상기 프론트 사이드 멤버를 클로징 플레이트의 측에서 본 측면도이다.
도 12a는 도 10a의 부호 C10으로 나타낸 영역의 확대도이다.
도 12b는 도 10c의 부호 C20으로 나타낸 영역의 확대도이다.
도 13a는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 프론트 사이드 멤버를 도시하는 상면도이다.
도 13b는 도 13a의 E-E선 단면도이다.
도 13c는 상기 프론트 사이드 멤버의 하면도이다.
도 14는 상기 프론트 사이드 멤버를 클로징 플레이트의 측에서 본 측면도이다.
도 15는 사이드 실의 충격 흡수 성능을 검증하기 위해 준비된 5종류의 사이드 실 E1 내지 E5의 구성 개략도이다.
도 16은 사이드 실의 3점 굽힘 변형에 대한 충격 에너지 흡수량의 해석 방법을 도시하는 제1 설명도이다.
도 17은 사이드 실의 3점 굽힘 변형에 대한 충격 에너지 흡수량의 해석 방법을 도시하는 제2 설명도이다.
도 18은 비교예 및 발명예의 사이드 실에 3점 굽힘 변형을 발생시켰을 때의 충격 에너지 흡수량 EA(kJ)의 해석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 19는 대칭 해트 구조의 사이드 실에 하중이 입력되었을 때의 변형의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 20은 비대칭 해트 구조의 사이드 실에 하중이 입력되었을 때의 변형의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 21은 사이드 실의 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량을 해석하기 위한 각종 조건을 도시하는 모식도이다.
도 22는 비교예 및 발명예의 사이드 실에 축 압괴 변형을 발생시켰을 때의 충격 에너지 흡수량 EA(kJ)의 해석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 23은 프론트 사이드 멤버의 충격 흡수 성능을 검증하기 위해 준비된 4종류의 프론트 사이드 멤버 F1 내지 F4의 구성 개략도이다.
도 24는 프론트 사이드 멤버의 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량을 해석하기 위한 각종 조건을 도시하는 모식도이다.
도 25는 비교예 및 발명예의 프론트 사이드 멤버에 축 압괴 변형을 발생시켰을 때의 충격 에너지 흡수량 EA(kJ)의 해석 결과를 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명의 각 실시 형태 및 변형예에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.

[제1 실시 형태]

먼저, 본 발명의 제1 실시 형태에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 본 발명에 관한 자동차 부재로서 자동차 차체의 골격 부재인 사이드 실을 예시한다. 도 1a 내지 도 1c는 본 실시 형태에 관한 사이드 실(1)을 도시하는 도면이다. 또한, 도 1a는 상면도이고, 도 1b는 도 1a의 A-A선 단면도이고, 도 1c는 하면도이다.

또한, 도 1a의 A-A선 단면도인 도 1b에는 후술하는 제2 용융 응고부(N2), 제3 용융 응고부(N3), 제5 용융 응고부(N5) 및 제6 용융 응고부(N6)는 나타나지 않는 것이지만, 단면에 있어서의 각 용융 응고부(너깃)의 배치 관계를 이해하기 쉽게 하기 위해, 도 1b에서는 상기한 용융 응고부(N2, N3, N5 및 N6)를 표시하고 있다.

또한, 사이드 실(1)의 상면도인 도 1a에는 제1 용융 응고부(N1), 제2 용융 응고부(N2) 및 제3 용융 응고부(N3)는 나타나지 않는 것이지만, 상측에서 사이드 실(1)을 보았을 때의 각 용융 응고부(너깃)의 배치 관계를 이해하기 쉽게 하기 위해, 도 1a에서는 각 용융 응고부(N1, N2 및 N3)를 표시하고 있다.

또한, 사이드 실(1)의 하면도인 도 1c에는 제4 용융 응고부(N4), 제5 용융 응고부(N5) 및 제6 용융 응고부(N6)는 나타나지 않는 것이지만, 하측에서 사이드 실(1)을 보았을 때의 각 용융 응고부(너깃)의 배치 관계를 이해하기 쉽게 하기 위해, 도 1c에서는 각 용융 응고부(N4, N5 및 N6)를 표시하고 있다.

도 1a 내지 도 1c에 도시한 바와 같이, 사이드 실(1)은 단면 직사각 형상의 폐쇄 공간을 내부에 갖는 길고 또한 중공의 통상체이다. 즉, 사이드 실(1)은 긴 쪽 방향에 수직인 단면이 중공 단면이다. 그리고, 사이드 실(1)은 차량 외측을 향해 배치되는 사이드 실 아우터 패널(10)(제1 부재)과, 차량 내측을 향해 배치되는 사이드 실 이너 패널(20)(제2 부재)과, 제1 조인트 플레이트(30)(제1 접합판)와, 제2 조인트 플레이트(40)(제2 접합판)를 구비하고 있다.

사이드 실 아우터 패널(10)은 고장력 강판을 해트 형상으로 프레스 성형함으로써 얻어진 해트형 강판이다. 그리고, 이 사이드 실 아우터 패널(10)은 서로 평행한 한 쌍의 플랜지[제1 플랜지(14) 및 제2 플랜지(15)]와, 이것들 한 쌍의 플랜지로부터 연속해서 기립하는 한 쌍의 벽부[제1 벽부(12) 및 제2 벽부(13)]와, 이것들 한 쌍의 벽부를 접속하고 또한 한 쌍의 플랜지에 평행한 웹(11)을 구비하고 있다. 이것들의 웹(11), 제1 벽부(12), 제2 벽부(13), 제1 플랜지(14) 및 제2 플랜지(15)는 사이드 실(1)의 긴 쪽 방향 X를 따라 연장되는 직사각 형상의 평평한 부위이다.

제1 벽부(12)는 제1 플랜지(14)의 짧은 쪽 방향과 제1 벽부(12)의 짧은 쪽 방향이 직교하도록, 제1 플랜지(14)의 짧은 쪽 방향에 있어서의 일단 에지로부터 수직으로 기립되어 있다. 또한, 제2 벽부(13)는 제2 플랜지(15)의 짧은 쪽 방향과 제2 벽부(13)의 짧은 쪽 방향이 직교하도록, 제2 플랜지(15)의 짧은 쪽 방향에 있어서의 일단 에지로부터 수직으로 기립되어 있다.

또한, 도 1b에서는 제1 벽부(12)가 제1 플랜지(14)에 대하여 직각으로 연속하도록 도시되어 있지만, 실제로는, 제1 벽부(12)는 제1 플랜지(14)에 대하여 소정의 곡률 반경(예를 들어, 3 내지 15㎜)을 갖는 R부를 통해 연속하고 있다. 마찬가지로, 도 1b에서는 제2 벽부(13)가 제2 플랜지(15)에 대하여 직각으로 연속하도록 도시하고 있지만, 실제로는, 제2 벽부(13)는 제2 플랜지(15)에 대하여 소정의 곡률 반경(예를 들어, 3 내지 15㎜)을 갖는 R부를 통해 연속하고 있다.

웹(11)은 웹(11)의 짧은 쪽 방향이, 제1 벽부(12)의 짧은 쪽 방향 및 제2 벽부(13)의 짧은 쪽 방향의 각각에 대하여 직교하도록, 제1 벽부(12)와 제2 벽부(13)를 접속하고 있다.

또한, 도 1b에서는 웹(11)이, 제1 벽부(12) 및 제2 벽부(13)에 대하여 직각으로 접속되어 있도록 도시하고 있지만, 실제로는, 웹(11)은 제1 벽부(12) 및 제2 벽부(13)를, 소정의 곡률 반경(예를 들어, 3 내지 15㎜)을 갖는 R부를 통해 접속하고 있다.

상기와 같이 구성된 사이드 실 아우터 패널(10)에서는, 제1 플랜지(14) 및 제2 플랜지(15)의 각각은 사이드 실(1)의 폭 방향 외측을 향하고 있다. 즉, 제1 플랜지(14) 및 제2 플랜지(15)의 각각은 외향 플랜지이다. 또한, 본 실시 형태에 관한 사이드 실 아우터 패널(10)에서는, 제1 벽부(12)의 폭(짧은 쪽 방향에 있어서의 길이)은 제2 벽부(13)의 폭과 동일하고, 제1 플랜지(14)의 폭은 제2 플랜지(15)의 폭과 동일하다. 또한, 제1 벽부(12)의 폭은 제2 벽부(13)의 폭과 상이해도 되고, 제1 플랜지(14)의 폭은 제2 플랜지(15)의 폭과 상이해도 된다.

사이드 실 이너 패널(20)은 고장력 강판을 해트 형상으로 프레스 성형함으로써 얻어진 해트형 강판이고, 서로 평행한 한 쌍의 플랜지[제1 플랜지(24) 및 제2 플랜지(25)]와, 이것들 한 쌍의 플랜지로부터 연속해서 기립하는 한 쌍의 벽부[제1 벽부(22) 및 제2 벽부(23)]와, 이것들 한 쌍의 벽부를 접속하고 또한 한 쌍의 플랜지에 평행한 웹(21)을 구비하고 있다.

이것들의 웹(21), 제1 벽부(22), 제2 벽부(23), 제1 플랜지(24) 및 제2 플랜지(25)는 사이드 실(1)의 긴 쪽 방향 X를 따라 연장되는 직사각 형상의 평평한 부위이다.

제1 벽부(22)는 제1 벽부(22)의 짧은 쪽 방향이 제1 플랜지(24)의 짧은 쪽 방향과 직교하도록, 제1 플랜지(24)의 짧은 쪽 방향에 있어서의 일단 에지로부터 수직으로 기립되어 있다. 또한, 제2 벽부(23)는 제2 벽부(23)의 짧은 쪽 방향이 제2 플랜지(25)의 짧은 쪽 방향과 직교하도록, 제2 플랜지(25)의 짧은 쪽 방향에 있어서의 일단 에지로부터 수직으로 기립되어 있다.

또한, 도 1b에서는, 제1 벽부(22)가 제1 플랜지(24)에 대하여 직각으로 연속하도록 도시되어 있지만, 실제로는, 제1 벽부(22)는 제1 플랜지(24)에 대하여 소정의 곡률 반경(예를 들어, 3 내지 15㎜)을 갖는 R부를 통해 연속하고 있다. 마찬가지로, 도 1b에서는 제2 벽부(23)가 제2 플랜지(25)에 대하여 직각으로 연속하도록 도시하고 있지만, 실제로는, 제2 벽부(23)는 제2 플랜지(25)에 대하여 소정의 곡률 반경(예를 들어, 3 내지 15㎜)을 갖는 R부를 통해 연속하고 있다.

웹(21)은, 웹(21)의 짧은 쪽 방향이, 제1 벽부(22)의 짧은 쪽 방향 및 제2 벽부(23)의 짧은 쪽 방향의 각각에 대하여 직교하도록, 제1 벽부(22)와 제2 벽부(23)를 접속하고 있다.

또한, 도 1b에서는 웹(21)이, 제1 벽부(22) 및 제2 벽부(23)에 대하여 직각으로 접속되어 있도록 도시하고 있지만, 실제로는, 웹(21)은 제1 벽부(22) 및 제2 벽부(23)를, 소정의 곡률 반경(예를 들어, 3 내지 15㎜)을 갖는 R부를 통해 접속하고 있다.

상기와 같이 구성된 사이드 실 이너 패널(20)에서는 제1 플랜지(24) 및 제2 플랜지(25)의 각각은, 사이드 실(1)의 폭 방향 외측을 향하고 있다. 즉, 제1 플랜지(24) 및 제2 플랜지(25)의 각각은 외향 플랜지이다. 또한, 본 실시 형태에 관한 사이드 실 이너 패널(20)에서는, 제1 벽부(22)의 폭은 제2 벽부(23)의 폭과 동일하고, 제1 플랜지(24)의 폭은 제2 플랜지(25)의 폭과 동일하다. 또한, 제1 벽부(22)의 폭은 제2 벽부(23)의 폭과 상이해도 되고, 제1 플랜지(24)의 폭은 제2 플랜지(25)의 폭과 상이해도 된다.

본 실시 형태에 관한 사이드 실 이너 패널(20)의 길이 및 판 두께는 사이드 실 아우터 패널(10)의 길이 및 판 두께와 동일하다. 사이드 실 이너 패널(20)의 웹(21)의 폭은 사이드 실 아우터 패널(10)의 웹(11)의 폭과 동일하다. 사이드 실 이너 패널(20)의 제1 플랜지(24)의 폭은 사이드 실 아우터 패널(10)의 제1 플랜지(14)의 폭과 동일하다. 또한, 사이드 실 이너 패널(20)의 판 두께와, 사이드 실 아우터 패널(10)의 판 두께는 서로 상이해도 된다.

사이드 실(1)에서는 사이드 실 아우터 패널(10)의 제1 플랜지(14)와 사이드 실 이너 패널(20)의 제1 플랜지(24)가 중첩된 상태에서 스폿 용접되어 있음과 함께, 사이드 실 아우터 패널(10)의 제2 플랜지(15)와 사이드 실 이너 패널(20)의 제2 플랜지(25)가 중첩된 상태에서 스폿 용접되어 있다. 이와 같이 사이드 실 아우터 패널(10)과 사이드 실 이너 패널(20)이 접합됨으로써, 사이드 실(1)에서는, 단면 직사각 형상의 폐쇄 공간이 긴 쪽 방향 X를 따라 형성된다. 바꾸어 말하면, 사이드 실(1)에서는 긴 쪽 방향 X에 수직인 단면이 중공 직사각형 단면이 되어 있다.

또한, 사이드 실 아우터 패널(10)과 사이드 실 이너 패널(20)을 스폿 용접하는 경우, 사이드 실 아우터 패널(10)의 판 두께와 사이드 실 이너 패널(20)의 판 두께가 크게 상이하면, 내부를 냉각하고 있는 스폿 용접 전극과의 접촉에 의한 히트 싱크 상태가 사이드 실 아우터 패널(10)과 사이드 실 이너 패널(20)에서 상이한 것이 된다. 이 경우, 스폿 용접에 의해, 용융 응고부가 판 두께가 큰 쪽에 치우쳐 형성되는 경우가 있어, 스폿 용접부의 품질이 떨어질 우려가 있다. 그래서, 스폿 용접부의 품질 저하를 피하는 관점에서는, 사이드 실 아우터 패널(10)의 판 두께와, 사이드 실 이너 패널(20)의 판 두께가 동일한 것이 바람직하다.

또한, 사이드 실 아우터 패널(10)의 강도(인장 강도)와, 사이드 실 이너 패널(20)의 강도가 상이한 경우, 스몰 오버랩 등의 축 압괴 변형이 발생했을 때에, 접합 부분에서 전단 변형이 발생하여 스폿 용접부가 파단되기 쉬워진다. 그 때문에, 이와 같은 관점에서는, 사이드 실 아우터 패널(10)의 강도와, 사이드 실 이너 패널(20)의 강도는 동일한 것이 바람직하다.

즉, 상기 2개의 관점에서는, 사이드 실 아우터 패널(10)과 사이드 실 이너 패널(20)은 동일한 강판(인장 강도 및 판 두께가 동일한 강판)인 것이 바람직하다.

제1 조인트 플레이트(30)는 긴 쪽 방향 X로 연장되는 직사각 형상의 평평한 강판이다. 또한, 이 제1 조인트 플레이트(30)는 강판에 한정되지 않고, 스폿 용접 가능한 판재이면 된다. 단, 상술한, 스몰 오버랩 등의 축 압괴 변형 시에 있어서의 스폿 용접부의 파단을 억제하는 관점에서, 제1 조인트 플레이트(30)의 강도는, 사이드 실 아우터 패널(10) 및 사이드 실 이너 패널(20)의 강도와 동일한 것이 바람직하다. 또한, 제1 조인트 플레이트(30)의 판 두께는, 상술한 스폿 용접부의 품질 저하를 회피하는 관점에서, 사이드 실 아우터 패널(10) 및 사이드 실 이너 패널(20)의 판 두께와 동일한 것이 바람직하다.

즉, 제1 조인트 플레이트(30)는 사이드 실 아우터 패널(10) 및 사이드 실 이너 패널(20)과 동일한 강판인 것이 바람직하다.

제1 조인트 플레이트(30)는 사이드 실 아우터 패널(10)의 제1 벽부(12)의 내벽면 및 사이드 실 이너 패널(20)의 제1 벽부(22)의 내벽면에 맞닿은 상태에서 스폿 용접되고, 이것들 내벽면에 접합되어 있다. 바꾸어 말하면, 제1 조인트 플레이트(30)는 사이드 실(1)의 폭 방향(플랜지의 폭 방향)에서 본 경우에, 사이드 실 아우터 패널(10)의 제1 플랜지(14)와, 사이드 실 이너 패널(20)의 제1 플랜지(24)의 경계선을 덮도록, 사이드 실 아우터 패널(10)의 제1 벽부(12) 및 사이드 실 이너 패널(20)의 제1 벽부(22)에 스폿 용접에 의해 접합되어 있다. 또한, 제1 조인트 플레이트(30)는 웹(11 및 21)과 비접촉이다. 즉, 제1 조인트 플레이트(30)의 폭 방향에 있어서의 양 단부면과, 웹(11 및 21) 사이에는 간극이 생기고 있다.

여기서, 상술한 바와 같이 벽부와 웹 사이에는 소정의 곡률 반경(3 내지 15㎜)을 갖는 R부가 형성되어 있기 때문에, 평평한 판재인 제1 조인트 플레이트(30)를 벽부에 용접하기 위해서는, 필연적으로 상기한 간극이 생기게 된다. 또한, 제1 조인트 플레이트(30)는 평평한 판재로 한 쪽이, 충돌 변형 시에 접합 개소의 변형에 추종하여 변형되기 쉬워진다. 즉, 상기한 간극이 생김으로써, 제1 조인트 플레이트(30)의 스폿 용접 파단이 억제되는 이점이 있다.

본 개시에 있어서, 「내벽면」이란, 사이드 실(1)의 내부 공간(본 실시 형태에서는, 단면 직사각 형상의 폐쇄 공간)에 면하는 벽면을 가리킨다. 또한, 내부 공간의 단면 형상은 사이드 실(1)의 형상에 따라 결정되는 것이고, 직사각형에 한정되지 않는다.

제2 조인트 플레이트(40)는 긴 쪽 방향 X로 연장되는 직사각 형상의 평평한 강판이다. 또한, 제2 조인트 플레이트(40)는 강판에 한정되지 않고, 스폿 용접 가능한 판재이면 된다. 단, 제1 조인트 플레이트(30)와 동일한 이유에 의해, 제2 조인트 플레이트(40)는 사이드 실 아우터 패널(10) 및 사이드 실 이너 패널(20)과 동일한 강판인 것이 바람직하다.

제2 조인트 플레이트(40)는 사이드 실 아우터 패널(10)의 제2 벽부(13)의 내벽면 및 사이드 실 이너 패널(20)의 제2 벽부(23)의 내벽면에 맞닿은 상태에서 스폿 용접되고, 이것들 내벽면에 접합되어 있다. 바꾸어 말하면, 제2 조인트 플레이트(40)는 사이드 실(1)의 폭 방향에서 본 경우에, 사이드 실 아우터 패널(10)의 제2 플랜지(15)와, 사이드 실 이너 패널(20)의 제2 플랜지(25)의 경계선을 덮도록, 사이드 실 아우터 패널(10)의 제2 벽부(13) 및 사이드 실 이너 패널(20)의 제2 벽부(23)에 스폿 용접에 의해 접합되어 있다. 또한, 제2 조인트 플레이트(40)는 웹(11 및 21)과 비접촉이다. 즉, 제2 조인트 플레이트(40)의 폭 방향에 있어서의 양 단부면과, 웹(11 및 21) 사이에는 간극이 생기고 있다.

상술한 바와 같이, 제1 조인트 플레이트(30)는 사이드 실 아우터 패널(10)의 제1 벽부(12)의 내벽면 및 사이드 실 이너 패널(20)의 제1 벽부(22)의 내벽면에 접합되어 있다. 그리고, 제2 조인트 플레이트(40)는 사이드 실 아우터 패널(10)의 제2 벽부(13)의 내벽면 및 사이드 실 이너 패널(20)의 제2 벽부(23)의 내벽면에 접합되어 있다. 그 때문에, 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)는 서로 이격되어 비접촉이다. 서로 이격되어 비접촉인 것에 의해, 충돌 변형 시에 각 조인트 플레이트가 독립하여 접합 개소의 변형에 따라 변형될 수 있기 때문에(접합 개소의 변형에 추종하여 변형될 수 있기 때문에), 조인트 플레이트의 스폿 용접 파단이 발생하기 어려워진다. 이에 대해, 가령 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)가 일체인 경우에는, 예를 들어 제1 조인트 플레이트(30)의 변형이 제2 조인트 플레이트(40)의 변형에 영향을 미치기 때문에[제1 조인트 플레이트(30)에 발생한 응력이 제2 조인트 플레이트(40)에 전해지기 때문에], 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)의 스폿 용접 파단이 발생하기 쉬워진다.

도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이, 사이드 실 아우터 패널(10)과 사이드 실 이너 패널(20)이 스폿 용접에 의해 접합된 결과, 사이드 실 아우터 패널(10)의 제1 플랜지(14)와 사이드 실 이너 패널(20)의 제1 플랜지(24)의 경계면 BS1(중첩면)에 있어서, 스폿상의 제1 용융 응고부(N1)(너깃)가 사이드 실(1)의 긴 쪽 방향 X를 따라 복수 형성되어 있다. 환언하면, 제1 플랜지(14)와 제1 플랜지(24)는 사이드 실(1)의 긴 쪽 방향 X를 따라 형성된 복수의 제1 용융 응고부(N1)를 통해 접합되어 있다.

또한, 제1 조인트 플레이트(30)와 사이드 실 아우터 패널(10)의 제1 벽부(12)가 스폿 용접에 의해 접합된 결과, 제1 조인트 플레이트(30)와 제1 벽부(12)의 내벽면의 경계면 BS2에 있어서, 스폿상의 제2 용융 응고부(N2)(너깃)가 사이드 실(1)의 긴 쪽 방향 X를 따라 복수 형성되어 있다. 환언하면, 제1 조인트 플레이트(30)와 제1 벽부(12)의 내벽면은 사이드 실(1)의 긴 쪽 방향 X를 따라 형성된 복수의 제2 용융 응고부(N2)를 통해 접합되어 있다.

또한, 제1 조인트 플레이트(30)와 사이드 실 이너 패널(20)의 제1 벽부(22)가 스폿 용접에 의해 접합된 결과, 제1 조인트 플레이트(30)와 제1 벽부(22)의 내벽면의 경계면 BS3에 있어서, 스폿상의 제3 용융 응고부(N3)(너깃)가 사이드 실(1)의 긴 쪽 방향 X를 따라 복수 형성되어 있다. 환언하면, 제1 조인트 플레이트(30)와 제1 벽부(22)의 내벽면은 사이드 실(1)의 긴 쪽 방향 X를 따라 형성된 복수의 제3 용융 응고부(N3)를 통해 접합되어 있다.

한편, 도 1b 및 도 1c에 도시한 바와 같이, 사이드 실 아우터 패널(10)과 사이드 실 이너 패널(20)이 스폿 용접에 의해 접합된 결과, 사이드 실 아우터 패널(10)의 제2 플랜지(15)와 사이드 실 이너 패널(20)의 제2 플랜지(25)의 경계면 BS4에 있어서, 스폿상의 제4 용융 응고부(N4)(너깃)가 사이드 실(1)의 긴 쪽 방향 X를 따라 복수 형성되어 있다. 환언하면, 제2 플랜지(15)와 제2 플랜지(25)는 사이드 실(1)의 긴 쪽 방향 X를 따라 형성된 복수의 제4 용융 응고부(N4)를 통해 접합되어 있다.

또한, 제2 조인트 플레이트(40)와 사이드 실 아우터 패널(10)의 제2 벽부(13)가 스폿 용접에 의해 접합된 결과, 제2 조인트 플레이트(40)와 제2 벽부(13)의 내벽면의 경계면 BS5에 있어서, 스폿상의 제5 용융 응고부(N5)(너깃)가 사이드 실(1)의 긴 쪽 방향 X를 따라 복수 형성되어 있다. 환언하면, 제2 조인트 플레이트(40)와 제2 벽부(13)의 내벽면은 사이드 실(1)의 긴 쪽 방향 X를 따라 형성된 복수의 제5 용융 응고부(N5)를 통해 접합되어 있다.

또한, 제2 조인트 플레이트(40)와 사이드 실 이너 패널(20)의 제2 벽부(23)가 스폿 용접에 의해 접합된 결과, 제2 조인트 플레이트(40)와 제2 벽부(23)의 내벽면의 경계면 BS6에 있어서, 스폿상의 제6 용융 응고부(N6)(너깃)가 사이드 실(1)의 긴 쪽 방향 X를 따라 복수 형성되어 있다. 환언하면, 제2 조인트 플레이트(40)와 제2 벽부(23)의 내벽면은 사이드 실(1)의 긴 쪽 방향 X를 따라 형성된 복수의 제6 용융 응고부(N6)를 통해 접합되어 있다.

제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)의 각각은, 사이드 실 아우터 패널(10) 및 사이드 실 이너 패널(20)보다도 길이(긴 쪽 방향 X에 있어서의 전체 길이)가 짧고, 또한 긴 쪽 방향 X에 있어서의 일단부면이 사이드 실 아우터 패널(10) 및 사이드 실 이너 패널(20)의 일단부면(충격 하중이 입력되는 단부)에 대하여 같은 평면에 있도록 되어 있어도 된다.

또한, 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)의 길이는 사이드 실 아우터 패널(10) 및 사이드 실 이너 패널(20)의 길이와 동일해도 되지만, 사이드 실(1)의 중량 및 제조 비용을 저감시키는 관점에서, 필요 최소한으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)의 길이는 축 압괴 변형을 수반하는 충격 하중이 사이드 실(1) 내를 전파하는 범위에 따른 길이인 것이 바람직하고, 예를 들어 100㎜ 이상 600㎜ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)의 길이는 사이드 실(1)의 전체 길이에 대하여, 5 내지 75％인 것이 바람직하다.

또한, 상기한 관점에서는, 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)의 폭에 대해서도 필요 최소한으로 하는 것이 바람직하다. 그리고, 예를 들어 제1 조인트 플레이트(30)의 폭은 제1 벽부(12) 및 제1 벽부(22)에 스폿 용접 가능한 최소폭으로 하는 것이 바람직하다. 여기서, 상술한 바와 같이, 제1 플랜지(14) 및 제1 벽부(12) 사이 및 제1 플랜지(24) 및 제1 벽부(22) 사이에는 소정의 곡률 반경을 갖는 R부(도시하지 않음)가 각각 형성되어 있다. 그리고, 스폿 용접에 사용되는 스폿 용접 전극의 본체의 직경은 15㎜ 정도이다. 또한, 용접부의 너깃 직경을 고려하면, 플랜지 폭은 15㎜ 정도가 필요하다.

이들을 고려하여, 제1 조인트 플레이트(30)의 폭 치수는, 제1 플랜지(14) 및 제1 벽부(12) 사이의 R부의 곡률 반경(㎜)과, 제1 플랜지(24) 및 제1 벽부(22) 사이의 R부의 곡률 반경(㎜)과, 30㎜(＝15㎜×2)의 합과 동등한 것이 바람직하다[제2 조인트 플레이트(40)의 폭에 대해서도 마찬가지].

또한, 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)의 폭을 최소로 함으로써, 충돌 변형 시에 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)가 접합 개소의 변형에 추종하여 변형되기 쉬워지기 때문에, 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)의 스폿 용접 파단이 발생하기 어려워지는 이점이 있다.

도 1a에 도시한 바와 같이, 사이드 실 아우터 패널(10)의 제1 벽부(12)의 폭[제1 벽부(12)의 짧은 쪽 방향의 길이]을 WL(㎜)이라고 하고, 사이드 실 이너 패널(20)의 제1 벽부(22)의 폭[제1 벽부(22)의 짧은 쪽 방향의 길이]을 WS(㎜)라고 했을 때, 하기의 식 (1)을 만족시키도록, 제1 벽부(12)의 폭 WL 및 제1 벽부(22)의 폭 WS가 설정되어 있는 것이 바람직하다.

사이드 실 이너 패널(20)의 제1 벽부(22)의 폭 WS를 사이드 실 아우터 패널(10)의 제1 벽부(12)의 폭 WL로 나누어 얻어지는 값("WS/WL")이 1.0보다 작은 경우, 사이드 실 이너 패널(20)의 제1 벽부(22)의 폭 WS가, 사이드 실 아우터 패널(10)의 제1 벽부(12)의 폭 WL보다 작아진다. 이 경우, 사이드 실 아우터 패널(10) 및 사이드 실 이너 패널(20)은 서로 비대칭의 해트 형상을 갖게 된다. 이하에서는, 이와 같은 사이드 실(1)의 구조를 비대칭 해트 구조라고 호칭한다.

상세는 실시예에서 설명하지만, 상기한 식 (1)을 규정하는 이유는 이하와 같다.

식 (1)의 상한값을 만족시키지 않는 경우(WS/WL≥0.8): 사이드 실(1)의 사이드 실 아우터 패널(10)의 웹(11)에 하중이 입력되어, 사이드 실(1)에 3점 굽힘 변형이 발생한 경우, 플랜지 중첩부가 웹(11)에 가까워져 버려, 플랜지가 사이드 실(1)의 내측을 향해 변형되기 쉬워진다. 그 때문에, 3점 굽힘 변형에 대한 충격 에너지 흡수량이 낮아진다.

식 (1)의 하한값을 만족시키지 않는 경우(WS/WL＝0): 치수적으로 있을 수 없기 때문에, 사이드 실(1)을 비대칭 해트 구조로 할 수 없다. 그 때문에, 3점 굽힘 변형에 대한 충격 에너지 흡수량이 낮아진다.

식 (1)을 만족시키는 경우: 사이드 실(1)의 사이드 실 아우터 패널(10)의 웹(11)에 하중이 입력되고, 사이드 실(1)에 3점 굽힘 변형이 발생한 경우, 플랜지 중첩부가 웹(11)으로부터 멀어지기 때문에, 플랜지가 사이드 실(1)의 내측을 향해 변형되기 어려워진다. 그 때문에, 3점 굽힘 변형에 대한 충격 에너지 흡수량이 향상된다.

상기와 같이 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)를 구비함과 함께, 상기한 식 (1)을 만족시키는 비대칭 해트 구조를 갖는 사이드 실(1)에 의하면, 축 압괴 변형 및 3점 굽힘 변형이라는 2개의 상이한 변형 모드에 대한 충격 에너지 흡수량을 높일 수 있다.

또한, 사이드 실 아우터 패널(10)의 제1 벽부(12)의 폭 WL(㎜) 및 사이드 실 이너 패널(20)의 제1 벽부(22)의 폭 WS(㎜)는 스폿 용접 가능한 폭 이상으로 설정되어 있다. 즉, 사이드 실 아우터 패널(10)의 제1 벽부(12)의 폭 WL은 제1 조인트 플레이트(30)와 동일한 이유에 의해, 제1 플랜지(14) 및 제1 벽부(12) 사이의 R부의 곡률 반경(㎜)과, 제1 벽부(12) 및 웹(11) 사이의 R부의 곡률 반경(㎜)과, 15㎜의 합 이상으로 설정되어 있다.

상세는 실시예에서 설명하지만, 본 발명자들에 의한 검증의 결과, 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)를 구비하지 않고, 상기한 식 (1)을 만족시키는 비대칭 해트 구조를 갖는 사이드 실(이하, 이 사이드 실을 비교예 사이드 실이라고 칭함)에서는, 3점 굽힘 변형에 대한 충격 에너지 흡수량을 높일 수는 있지만, 축 압괴 변형을 수반하는 충격 하중이 특정한 조건에서 입력되었을 때에, 스폿 파단이 발생하기 쉬워져, 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량이 저하되는 것이 판명되었다.

즉, 비교예 사이드 실에서는 사이드 실 아우터 패널(10)에 대하여 먼저 축 압괴 변형을 수반하는 충격 하중이 입력되는 전방면 충돌이 발생했을 때에, 제1 플랜지(14 및 24)의 경계면 BS1과, 제2 플랜지(15 및 25)의 경계면 BS4의 각각에 큰 전단력이 작용하고, 이 전단력에 의해 충격 하중의 입력단에 가까운 순으로 스폿 파단[제1 용융 응고부(N1) 및 제4 용융 응고부(N4)의 파단]이 발생한다.

이에 비해, 본 실시 형태에 관한 사이드 실(1)에서는, 제1 조인트 플레이트(30)가 제1 벽부(12 및 22)의 내벽면에 접합되어 있으므로, 제1 벽부(12 및 22)가 제1 조인트 플레이트(30)를 통해 접속되고, 제1 플랜지(14 및 24)의 접합 상태를 견고하게 할 수 있다. 또한, 제2 조인트 플레이트(40)가, 제2 벽부(13 및 23)의 내벽면에 접합되어 있으므로, 제2 벽부(13 및 23)가 제2 조인트 플레이트(40)를 통해 접속되고, 제2 플랜지(15 및 25)의 접합 상태를 견고하게 할 수 있다. 또한, 접합 개소마다, 서로 이격된 개별의 접합판[제1 조인트 플레이트(30), 제2 조인트 플레이트(40)]을 사용하고 있으므로, 예를 들어 제1 조인트 플레이트(30)에 입력된 하중이, 제2 조인트 플레이트(40)에 전해지는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)의 각각이, 접합 개소의 변형에 대하여 추종하여 변형될 수 있기 때문에, 제1 조인트 플레이트(30)와, 제1 벽부(12 및 22) 사이의 스폿 파단[제2 용융 응고부(N2) 및 제3 용융 응고부(N3)의 파단] 및 제2 조인트 플레이트(40)와, 제2 벽부(13 및 23) 사이의 스폿 파단[제5 용융 응고부(N5) 및 제6 용융 응고부(N6)의 파단]이 억제된다.

따라서, 사이드 실 아우터 패널(10)에 대하여 먼저 축 압괴 변형을 수반하는 충격 하중이 입력되어도, 스폿 파단을 억제할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 따르면, 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)를 사이드 실(1)의 내벽면에 있어서의 특정 개소에 접합함으로써, 축 압괴 변형을 수반하는 충격 하중이 사이드 실(1)에 입력되었을 때의, 충격 하중이 입력되는 단부에 가까운 순으로 발생하는 스폿 파단을 억제하는 것이 가능해진다. 즉, 본 실시 형태에 따르면, 사이드 실 아우터 패널(10) 및 이 사이드 실 아우터 패널(10)에 스폿 용접되는 사이드 실 이너 패널(20)을 복잡한 형상으로 프레스 성형할 필요가 없으므로, 제조 수율을 저하시키지 않고 제조할 수 있고, 또한 스폿 파단에 기인하는 충격 에너지 흡수량의 저하를 억제 가능한 사이드 실(1)을 제공할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 관한 사이드 실(1)에 의하면, 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)를 구비함과 함께, 상기한 식 (1)을 만족시키는 비대칭 해트 구조를 가지므로, 축 압괴 변형 및 3점 굽힘 변형이라는 2개의 상이한 변형 모드에 대한 충격 에너지 흡수량을 높일 수 있다.

또한, 상기와 같이 제1 벽부(12 및 22)의 내벽면에 제1 조인트 플레이트(30)를 접합하고, 제2 벽부(13 및 23)의 내벽면에 제2 조인트 플레이트(40)를 접합함으로써, 스폿 파단의 억제 효과가 얻어지지만, 스폿 파단을 더 억제하기 위해, 제1 용융 응고부(N1), 제2 용융 응고부(N2) 및 제3 용융 응고부(N3)의 위치 관계와, 제4 용융 응고부(N4), 제5 용융 응고부(N5) 및 제6 용융 응고부(N6)의 위치 관계를 이하와 같이 설정하는 것이 바람직하다.

도 2a는 도 1a에 도시하는 영역 C1의 확대도이다. 도 2a에 도시한 바와 같이, 사이드 실(1)의 긴 쪽 방향 X에 있어서 서로 인접하는 2개의 제1 용융 응고부(N1) 사이에 있어서의 제1 벽부(12 및 22)의 영역 D1에, 1개의 제2 용융 응고부(N2)와 1개의 제3 용융 응고부(N3)가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 여기서, 영역 D1이란, 도 2a에 도시한 바와 같이, 수선 Y1과 수선 Y2으로 사이에 놓인 영역을 의미한다. 또한, 수선 Y1은 인접하는 2개의 제1 용융 응고부(N1)의 한쪽에 있어서의 긴 쪽 방향 X의 양단부 중, 다른 쪽의 제1 용융 응고부(N1)에 가까운 단부를 지나고, 또한 제1 플랜지(14 및 24)의 긴 쪽 방향 X에 직교하는 선이다. 또한, 수선 Y2는 다른 쪽의 제1 용융 응고부(N1)에 있어서의 긴 쪽 방향 X의 양단부 중, 상기 한쪽의 제1 용융 응고부(N1)에 가까운 단부를 지나고, 또한 제1 플랜지(14 및 24)의 긴 쪽 방향 X에 직교하는 선이다.

사이드 실(1)에 대하여, 사이드 실(1)의 단부로부터 긴 쪽 방향 X를 따라 하중이 입력되었을 때의, 용접부의 파단 요인의 하나는, 충돌 시에, 인접하는 2개의 용접부 사이의 재료가 변형됨으로써, 용접부에 응력이 부하되기 때문이다. 따라서, 상기 영역 D1에 제2 용융 응고부(N2)와 제3 용융 응고부(N3)가 배치됨으로써, 용접부 사이의 변형을 억제할 수 있고, 그 결과, 스폿 파단을 더 억제할 수 있다.

또한, 충돌 시의 변형에 의해 제2 용융 응고부(N2)와 제3 용융 응고부(N3)에 균등하게 응력을 부하시키기 위해(즉, 부하되는 응력을 저감시키기 위해), 제2 용융 응고부(N2)의 긴 쪽 방향 X의 위치와 제3 용융 응고부(N3)의 긴 쪽 방향 X의 위치가 동일한 것이 보다 바람직하다.

여기서, 도 2a에 도시한 바와 같이, 수선 Y1과 수선 Y2 사이의 거리[긴 쪽 방향 X에 있어서 서로 인접하는 2개의 제1 용융 응고부(N1) 사이의 최단 거리]를 Lf1이라고 했을 때, 서로 인접하는 2개의 제1 용융 응고부(N1) 사이의 중점 P0으로부터 긴 쪽 방향 X의 한쪽의 측으로 0.8×Lf1/2만큼 이격된 위치 P1과, 중점 P0으로부터 긴 쪽 방향 X의 다른 쪽의 측으로 0.8×Lf1/2만큼 이격된 위치 P2 사이에 있어서의 제1 벽부(12 및 22)의 영역에, 1개의 제2 용융 응고부(N2)와 1개의 제3 용융 응고부(N3)가 배치되어 있는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 긴 쪽 방향 X에 있어서 서로 인접하는 2개의 제1 용융 응고부(N1) 사이에 있어서의 제1 벽부(12 및 22)의 영역 D1에, 제2 용융 응고부(N2)의 적어도 일부와, 제3 용융 응고부(N3)의 적어도 일부가 위치하고 있어도 된다. 또한, 제2 용융 응고부(N2) 및 제3 용융 응고부(N3)의 긴 쪽 방향 X의 위치를, 제1 용융 응고부(N1)의 긴 쪽 방향 X의 위치에 일치시켜도 된다.

도 2b는 도 1c에 도시하는 영역 C2의 확대도이다. 도 2b에 도시한 바와 같이, 사이드 실(1)의 긴 쪽 방향 X에 있어서 서로 인접하는 2개의 제4 용융 응고부(N4) 사이에 있어서의 제2 벽부(13 및 23)의 영역 D2에, 1개의 제5 용융 응고부(N5)와 1개의 제6 용융 응고부(N6)가 배치되어 있는 것이, 도 2a에서 설명한 이유와 동일한 이유에 의해 바람직하다. 여기서, 영역 D2란, 도 2a와 마찬가지로, 수선 Y1'과 수선 Y2'로 사이에 놓인 영역을 의미한다. 또한, 수선 Y1'은 인접하는 2개의 제4 용융 응고부(N4)의 한쪽에 있어서의 긴 쪽 방향 X의 양단부 중, 다른 쪽의 제4 용융 응고부(N4)에 가까운 단부를 지나고, 또한 제2 플랜지(15 및 25)의 긴 쪽 방향 X에 직교하는 선이다. 또한, 수선 Y2'은 다른 쪽의 제4 용융 응고부(N4)에 있어서의 긴 쪽 방향 X의 양단부 중, 상기 한쪽의 제4 용융 응고부(N4)에 가까운 단부를 지나고, 또한 제2 플랜지(15 및 25)의 긴 쪽 방향 X에 직교하는 선이다.

또한, 제5 용융 응고부(N5)의 긴 쪽 방향 X의 위치와 제6 용융 응고부(N6)의 긴 쪽 방향 X의 위치가 동일한 것이 보다 바람직하다.

여기서, 도 2b에 도시한 바와 같이, 수선 Y1'과 수선 Y2' 사이의 거리[긴 쪽 방향 X에 있어서 서로 인접하는 2개의 제4 용융 응고부(N4) 사이의 최단 거리]를 Lf2라고 했을 때, 서로 인접하는 2개의 제4 용융 응고부(N4) 사이의 중점 P0'으로부터 긴 쪽 방향 X의 한쪽의 측으로 0.8×Lf2/2만큼 이격된 위치 P1'과, 중점 P0'으로부터 긴 쪽 방향 X의 다른 쪽의 측으로 0.8×Lf2/2만큼 이격된 위치 P2' 사이에 있어서의 제2 벽부(13 및 23)의 영역에, 1개의 제5 용융 응고부(N5)와 1개의 제6 용융 응고부(N6)가 배치되어 있는 것이 더욱 바람직하다.

상기한 바와 같이 제1 용융 응고부(N1), 제2 용융 응고부(N2) 및 제3 용융 응고부(N3)의 위치 관계와, 제4 용융 응고부(N4), 제5 용융 응고부(N5) 및 제6 용융 응고부(N6)의 위치 관계를 적정화함으로써, 경계면 BS1 및 BS4에 작용하는 전단력을 더 효과적으로 저감시킬 수 있고, 그 결과, 스폿 파단의 발생을 더 억제할 수 있다.

또한, 긴 쪽 방향 X에 있어서 서로 인접하는 2개의 제4 용융 응고부(N4) 사이에 있어서의 제2 벽부(13 및 23)의 영역 D2에, 제5 용융 응고부(N5)의 적어도 일부와, 제6 용융 응고부(N6)의 적어도 일부가 위치해도 된다. 또한, 제5 용융 응고부(N5) 및 제6 용융 응고부(N6)의 긴 쪽 방향 X의 위치를, 제4 용융 응고부(N4)의 긴 쪽 방향 X의 위치에 일치시켜도 된다.

또한, 사이드 실(1)에서는 각 구성 부재가 스폿 용접에 의해 서로 접합되어 있는 경우를 예시했지만, 각 구성 부재가 서로 스폿상 접합되어 있으면 된다.

여기서, 스폿상 접합이란, 저항 용접인 스폿 용접, 원상, 장원상, 타원상, C자상, 또는 다중원상 등의 용접부의 최대 직경이 15㎜ 이하인 레이저 용접, 원상, 장원상, 타원상, C자상, 또는 다중원상 등의 접착부의 최대 직경이 15㎜ 이하인 접착제 접합, 그리고 원상, 장원상, 타원상, C자상, 또는 다중원상 등의 용접부의 최대 직경이 15㎜ 이하인 아크 용접을 포함하는 개념이다.

[제1 실시 형태의 변형예]

도 3은 사이드 실(1)을 도시하는 상면도이며, 본 실시 형태의 제1 변형예를 도시하는 도면이다. 본 실시 형태에서는, 도 1a에 도시한 바와 같이 직사각 형상의 제1 조인트 플레이트(30)를 사용하는 경우를 도시했다. 이에 대해, 도 3에 도시한 바와 같이, 원호상의 절결부(35a)가, 긴 쪽 방향 X를 따라 간격을 두고 복수 형성된 제1 조인트 플레이트(35)를 사용해도 된다. 이 구성에 의하면, 제1 조인트 플레이트의 중량을 저감시킬 수 있다. 또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 상면에서 본 경우에 절결부(35a)가 제1 용융 응고부(N1)에 대향하도록, 제1 조인트 플레이트(35)를 배치함으로써, 사이드 실 아우터 패널(10) 및 사이드 실 이너 패널(20)의 축 압괴 변형에 대하여 제1 조인트 플레이트(35)가 추종하여 변형되기 쉬워진다. 그 때문에, 스폿 용접의 파단을 더 억제할 수 있다.

또한, 절결부(35a)의 형상은 원호에 한정되지 않고, 직사각형이나 삼각형이어도 된다. 단, 제1 조인트 플레이트(35)가 사이드 실(1)에 추종하여 변형되기 쉬워지기 때문에, 절결부(35a)는 제1 조인트 플레이트(35)의 폭 방향 내측을 향해 끝이 가늘어지는 형상인 것이 바람직하다.

도 4는 도 1a의 A-A선 단면도이며, 본 실시 형태의 제2 변형예를 도시하는 도면이다. 본 실시 형태에서는, 도 1b에 도시한 바와 같이 사이드 실(1)에, 1매의 강판을 프레스 성형에 의해 절곡하여 제조된 해트형의 사이드 실 아우터 패널(10)을 사용하는 경우를 나타냈다. 이에 대해, 도 4에 도시한 바와 같이, 프레스 성형에 의해 절곡된 2매의 강판(51 및 56)으로 구성된 사이드 실 아우터 패널(50)을 사용해도 된다.

도 4에 도시한 바와 같이, 사이드 실 아우터 패널(50)은 강판(51)의 플랜지(52)와 강판(56)의 플랜지(57)를 중첩하여 스폿 용접함으로써 제조할 수 있다. 그 때문에, 사이드 실 아우터 패널(50)에서는, 강판(51)의 플랜지(52)와 강판(56)의 플랜지(57) 사이에, 제7 용융 응고부(N7)가 형성되어 있다. 그리고, 본 실시 형태의 경우와 마찬가지로, 사이드 실 아우터 패널(50)에는 플랜지(52)와 플랜지(57)의 경계선을 덮도록, 제3 조인트 플레이트(53)가 스폿 용접에 의해 접합되어 있다. 이에 의해, 제3 조인트 플레이트(53)와 사이드 실 아우터 패널(50)의 중첩면에는 제8 용융 응고부(N8) 및 제9 용융 응고부(N9)가 형성되어 있다.

본 실시 형태의 제2 변형예에 의하면, 사이드 실 아우터 패널이 2매의 강판으로 구성되어 있는 경우라도, 제7 용융 응고부(N7)의 파단을 억제할 수 있다.

또한, 도 4에는 제2 용융 응고부(N2), 제3 용융 응고부(N3), 제5 용융 응고부(N5), 제6 용융 응고부(N6), 제8 용융 응고부(N8) 및 제9 용융 응고부(N9)는 나타나지 않는 것이지만, 단면에 있어서의 각 용융 응고부(너깃)의 배치 관계를 이해하기 쉽게 하기 위해, 상기한 용융 응고부(N2, N3, N5, N6, N8 및 N9)를 표시하고 있다.

도 5는 도 1a의 A-A선 단면도이며, 본 실시 형태의 제3 변형예를 도시하는 도면이다. 본 실시 형태에서는, 도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이 사이드 실 아우터 패널(10)의 제1 벽부(12) 및 제2 벽부(13)의 폭[제1 벽부(12) 및 제2 벽부(13)의 짧은 쪽 방향의 길이]이 서로 동일하고, 사이드 실 이너 패널(20)의 제1 벽부(22) 및 제2 벽부(23)의 폭[제1 벽부(22) 및 제2 벽부(23)의 짧은 쪽 방향의 길이]이 서로 동일한 경우를 나타냈다. 이에 대해, 도 5에 도시한 바와 같이, 사이드 실(1)은 제1 벽부(12) 및 제2 벽부(13)의 폭이 서로 다른 사이드 실 아우터 패널(60) 및 제1 벽부(22) 및 제2 벽부(23)의 폭이 서로 다른 사이드 실 이너 패널(65)로 구성된 비대칭 해트 구조를 갖고 있어도 된다.

또한, 도 5에는 제2 용융 응고부(N2), 제3 용융 응고부(N3), 제5 용융 응고부(N5), 제6 용융 응고부(N6)는 나타나지 않는 것이지만, 단면에 있어서의 각 용융 응고부(너깃)의 배치 관계를 이해하기 쉽게 하기 위해, 상기한 용융 응고부(N2, N3, N5 및 N6)를 표시하고 있다.

도 6은 도 1a의 A-A선 단면도이며, 본 실시 형태의 제4 변형예를 도시하는 도면이다. 본 실시 형태에서는, 도 1b에 도시한 바와 같이 제1 벽부(12) 및 제2 벽부(13)가 제1 플랜지(14) 및 제2 플랜지(15)로부터 수직으로 기립함과 함께, 제1 벽부(22) 및 제2 벽부(23)가 제1 플랜지(24) 및 제2 플랜지(25)로부터 수직으로 기립하는 경우를 나타냈다. 이에 대해, 도 6에 도시한 바와 같이, 제1 벽부(12) 및 제2 벽부(13)가, 제1 플랜지(14) 및 제2 플랜지(15)에 대하여 소정의 각도 θ(예를 들어, 91° 내지 135°)로 기립하는 사이드 실 아우터 패널(70)과, 제1 벽부(22) 및 제2 벽부(23)가, 제1 플랜지(24) 및 제2 플랜지(25)에 대하여 소정의 각도 θ(예를 들어, 91° 내지 135°)로 기립하는 사이드 실 이너 패널(75)을 사용해도 된다. 또한, 이 경우, 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40) 대신에, 단면 V자상의 제1 조인트 플레이트(77) 및 단면 V자상의 제2 조인트 플레이트(78)를 사용함으로써, 제1 벽부(12) 및 제1 벽부(22)의 내벽면 및 제2 벽부(13) 및 제2 벽부(23)의 내벽면에 조인트 플레이트를 접합할 수 있다.

또한, 도 6에는 제2 용융 응고부(N2), 제3 용융 응고부(N3), 제5 용융 응고부(N5), 제6 용융 응고부(N6)는 나타나지 않는 것이지만, 단면에 있어서의 각 용융 응고부(너깃)의 배치 관계를 이해하기 쉽게 하기 위해, 상기한 용융 응고부(N2, N3, N5 및 N6)를 표시하고 있다.

도 7은 도 1a의 B-B선 단면도이며, 본 실시 형태의 제5 변형예를 도시하는 도면이다. 본 실시 형태에서는, 도 1a에 도시한 바와 같이 사이드 실(1)이 긴 쪽 방향 X를 따라 연장되는 직선 형상인 경우를 나타냈다. 이에 대해, 도 7에 도시한 바와 같이, 사이드 실(1)의 긴 쪽 방향 X에 있어서의 중앙부가 만곡되어 있어도 된다. 즉, 도 7에 도시한 바와 같이, 중앙부가 만곡된 사이드 실 아우터 패널(80)과, 사이드 실 아우터 패널(80)과 동일한 곡률로 만곡된 사이드 실 이너 패널과, 이것들에 접합된, 만곡한 제1 조인트 플레이트(87) 및 제2 조인트 플레이트(88)로 사이드 실(1)이 구성되어 있어도 된다. 또한, 사이드 실 아우터 패널(80)의 중앙부가 만곡되어 있는 경우에 한정되지 않고, 예를 들어 사이드 실 아우터 패널(80)의 단부가 만곡되어 있어도 된다. 즉, 사이드 실 아우터 패널(80)의 적어도 일부가 만곡되어 있어도 된다.

[제2 실시 형태]

이어서, 본 발명의 제2 실시 형태에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 있어서도, 본 발명에 관한 자동차 부재로서 사이드 실을 예시한다. 도 8a 내지 도 8c는 본 실시 형태에 관한 사이드 실(2)을 도시하는 도면이다. 또한, 도 8a는 사이드 실(2)의 상면도이고, 도 8b는 도 8a의 C-C선 단면도이고, 도 8c는 사이드 실(2)의 하면도이다.

본 실시 형태에 관한 사이드 실(2)은 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)가, 사이드 실 아우터 패널(10) 및 사이드 실 이너 패널(20)에 대하여 연속 용접되어 있는 점에서, 상기 제1 실시 형태에 관한 사이드 실(1)과 상이하다.

도 8a 및 도 8b에 도시한 바와 같이, 사이드 실(2)의 제1 조인트 플레이트(30)는 사이드 실 아우터 패널(10)의 제1 벽부(12)의 내벽면 및 사이드 실 이너 패널(20)의 제1 벽부(22)의 내벽면에 레이저 용접에 의해 연속 용접되어 있다.

도 8b 및 도 8c에 도시한 바와 같이, 사이드 실(2)의 제2 조인트 플레이트(40)는 사이드 실 아우터 패널(10)의 제2 벽부(13)의 내벽면 및 사이드 실 이너 패널(20)의 제2 벽부(23)의 내벽면에 레이저 용접에 의해 연속 용접되어 있다.

제1 조인트 플레이트(30)와 사이드 실 아우터 패널(10)의 제1 벽부(12)가 연속 용접에 의해 접합된 결과, 제1 조인트 플레이트(30)와 제1 벽부(12)의 내벽면의 경계면 BS2에 있어서, 사이드 실(2)의 긴 쪽 방향 X를 따라 1개의 제2 용융 응고부(M2)가 연속적으로 형성되어 있다. 즉, 1개의 비드상의 제2 용융 응고부(M2)가, 사이드 실(2)의 긴 쪽 방향 X를 따라 형성되어 있다.

또한, 제1 조인트 플레이트(30)와 사이드 실 이너 패널(20)의 제1 벽부(22)가 연속 용접에 의해 접합된 결과, 제1 조인트 플레이트(30)와 제1 벽부(22)의 내벽면의 경계면 BS3에 있어서, 사이드 실(2)의 긴 쪽 방향 X를 따라 1개의 제3 용융 응고부(M3)가 연속적으로 형성되어 있다. 즉, 1개의 비드상의 제3 용융 응고부(M3)가, 사이드 실(2)의 긴 쪽 방향 X를 따라 형성되어 있다.

한편, 제2 조인트 플레이트(40)와 사이드 실 아우터 패널(10)의 제2 벽부(13)가 연속 용접에 의해 접합된 결과, 제2 조인트 플레이트(40)와 제2 벽부(13)의 내벽면의 경계면 BS5에 있어서, 사이드 실(2)의 긴 쪽 방향 X를 따라 1개의 제5 용융 응고부 M5가 연속적으로 형성되어 있다. 즉, 1개의 비드상의 제5 용융 응고부 M5가, 사이드 실(2)의 긴 쪽 방향 X를 따라 형성되어 있다.

또한, 제2 조인트 플레이트(40)와 사이드 실 이너 패널(20)의 제2 벽부(23)가 연속 용접에 의해 접합된 결과, 제2 조인트 플레이트(40)와 제2 벽부(23)의 내벽면의 경계면 BS6에 있어서, 사이드 실(2)의 긴 쪽 방향 X를 따라 1개의 제6 용융 응고부(M6)가 연속적으로 형성되어 있다. 즉, 1개의 비드상의 제6 용융 응고부(M6)가, 사이드 실(2)의 긴 쪽 방향 X를 따라 형성되어 있다.

상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 본 실시 형태에 있어서도, 도 8a에 도시한 바와 같이, 사이드 실 아우터 패널(10)의 제1 벽부(12)의 폭을 WL이라고 하고, 사이드 실 이너 패널(20)의 제1 벽부(22)의 폭을 WS라고 했을 때, 하기의 식 (1)이 성립되도록, 제1 벽부(12)의 폭 WL 및 제1 벽부(22)의 폭 WS가 설정되어 있는 것이 바람직하다.

상기와 같이 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)를 구비함과 함께, 상기한 식 (1)을 만족시키는 비대칭 해트 구조를 갖는 사이드 실(2)에 의하면, 상기 제1 실시 형태의 사이드 실(1)과 마찬가지로, 축 압괴 변형 및 3점 굽힘 변형이라는 2개의 상이한 변형 모드에 대한 충격 에너지 흡수량을 높일 수 있다.

즉, 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)의 접합 수단이 연속 용접이라도, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로 스폿 파단을 억제할 수 있다. 또한, 사이드 실(2)과 같이, 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)를 레이저 용접하는 경우, 이것들 조인트 플레이트를 스폿 용접하는 경우와 비교하여, 이것들 조인트 플레이트의 폭을 작게 할 수 있다.

[제2 실시 형태의 변형예]

본 실시 형태에서는, 도 8a 내지 도 8c에 도시한 바와 같이 1개의 제2 용융 응고부(M2), 1개의 제3 용융 응고부(M3), 1개의 제5 용융 응고부(M5) 및 1개의 제6 용융 응고부(M6)의 각각이 연속적으로 형성되는 경우를 나타냈다. 그러나, 도 9에 도시한 바와 같이, 이것들 용융 응고부가, 긴 쪽 방향 X를 따라 간헐적으로 형성되어 있어도 된다. 즉, 복수의 제2 용융 응고부(M2), 복수의 제3 용융 응고부(M3), 복수의 제5 용융 응고부(M5) 및 복수의 제6 용융 응고부(M6)가, 긴 쪽 방향 X를 따라 소정의 간격을 두고 형성되어 있어도 된다. 이 경우, 용융 응고부(M2, M3, M5, M6)의 총 체적이 작아지기 때문에, 용접에 의한 사이드 실(2)의 열변형을 저감시킬 수 있다.

[제3 실시 형태]

이어서, 본 발명의 제3 실시 형태에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 본 발명에 관한 자동차 부재로서, 자동차 차체의 골격 부재인 프론트 사이드 멤버를 예시한다. 도 10a 내지 도 10c 및 도 11은 본 실시 형태에 관한 프론트 사이드 멤버(3)를 도시하는 도면이다. 또한, 도 10a는 프론트 사이드 멤버(3)의 상면도이고, 도 10b는 도 10a의 D-D선 단면도이고, 도 10c는 프론트 사이드 멤버(3)의 하면도이다. 그리고, 도 11은 프론트 사이드 멤버(3)를 클로징 플레이트(200)의 측에서 본 측면도이다.

또한, 도 10a의 D-D선 단면도인 도 10b에는, 후술하는 제2 용융 응고부(N20), 제3 용융 응고부(N30), 제5 용융 응고부(N50) 및 제6 용융 응고부(N60)는 나타나지 않는 것이지만, 단면에 있어서의 각 용융 응고부(너깃)의 배치 관계를 이해하기 쉽게 하기 위해, 도 10b에서는 상기한 용융 응고부(N20, N30, N50 및 N60)를 표시하고 있다.

또한, 프론트 사이드 멤버(3)의 상면도인 도 10a에는, 제1 용융 응고부(N10), 제2 용융 응고부(N20) 및 제3 용융 응고부(N30)는 나타나지 않는 것이지만, 상측으로부터 프론트 사이드 멤버(3)를 보았을 때의 각 용융 응고부(너깃)의 배치 관계를 이해하기 쉽게 하기 위해, 도 10a에서는 각 용융 응고부(N10, N20 및N30)를 표시하고 있다.

또한, 프론트 사이드 멤버(3)의 하면도인 도 10c에는, 제4 용융 응고부(N40), 제5 용융 응고부(N50) 및 제6 용융 응고부(N60)는 나타나지 않는 것이지만, 하측으로부터 프론트 사이드 멤버(3)를 보았을 때의 각 용융 응고부(너깃)의 배치 관계를 이해하기 쉽게 하기 위해, 도 10c에서는 각 용융 응고부(N40, N50 및N60)를 표시하고 있다.

도 10a 내지 도 10c 및 도 11에 도시한 바와 같이, 프론트 사이드 멤버(3)는 단면 직사각 형상의 폐쇄 공간을 내부에 갖는 길고 또한 중공의 통상체이다. 즉, 프론트 사이드 멤버(3)는 긴 쪽 방향에 수직인 단면이 중공 단면이다. 그리고, 프론트 사이드 멤버(3)는 차량 내측을 향해 배치되는 사이드 멤버 이너 패널(100)(제1 부재)과, 차량 외측을 향해 배치되는 클로징 플레이트(200)(제2 부재)와, 제1 조인트 플레이트(300)(제1 접합판)와, 제2 조인트 플레이트(400)(제2 접합판)를 구비하고 있다.

사이드 멤버 이너 패널(100)은 고장력 강판을 해트 형상으로 프레스 성형함으로써 얻어진 해트형 강판이다. 그리고, 이 사이드 멤버 이너 패널(100)은 서로 평행한 한 쌍의 플랜지[제1 플랜지(140) 및 제2 플랜지(150)]와, 이것들 한 쌍의 플랜지로부터 연속해서 기립하는 한 쌍의 벽부[제1 벽부(120) 및 제2 벽부(130)]와, 이것들 한 쌍의 벽부를 접속하는 웹(110)을 구비하고 있다. 이것들의 웹(110), 제1 벽부(120), 제2 벽부(130), 제1 플랜지(140) 및 제2 플랜지(150)는 프론트 사이드 멤버(3)의 긴 쪽 방향 X를 따라 연장되는 직사각 형상의 평평한 부위이다.

제1 벽부(120)는 제1 플랜지(140)의 짧은 쪽 방향과 제1 벽부(120)의 짧은 쪽 방향이 직교하도록, 제1 플랜지(140)의 짧은 쪽 방향에 있어서의 일단 에지로부터 수직으로 기립되어 있다. 또한, 제2 벽부(130)는 제2 플랜지(150)의 짧은 쪽 방향과 제2 벽부(130)의 짧은 쪽 방향이 직교하도록, 제2 플랜지(150)의 짧은 쪽 방향에 있어서의 일단 에지로부터 수직으로 기립되어 있다.

또한, 도 10b에서는 제1 벽부(120)가 제1 플랜지(140)에 대하여 직각으로 연속하도록 도시하고 있지만, 실제로는, 제1 벽부(120)는 제1 플랜지(140)에 대하여 소정의 곡률 반경(예를 들어, 3 내지 15㎜)을 갖는 R부를 통해 연속하고 있다. 마찬가지로, 도 10b에서는 제2 벽부(130)가 제2 플랜지(150)에 대하여 직각으로 연속하도록 도시하고 있지만, 실제로는, 제2 벽부(130)는 제2 플랜지(150)에 대하여 소정의 곡률 반경(예를 들어, 3 내지 15㎜)을 갖는 R부를 통해 연속하고 있다.

웹(110)은 웹(110)의 짧은 쪽 방향이, 제1 벽부(120)의 짧은 쪽 방향 및 제2 벽부(130)의 짧은 쪽 방향의 각각에 대하여 직교하도록, 제1 벽부(120)와 제2 벽부(130)를 접속하고 있다.

또한, 도 10b에서는 웹(110)이, 제1 벽부(120) 및 제2 벽부(130)에 대하여 직각으로 접속되어 있도록 도시하고 있지만, 실제로는, 웹(110)은 제1 벽부(120) 및 제2 벽부(130)를, 소정의 곡률 반경(예를 들어, 3 내지 15㎜)을 갖는 R부를 통해 접속하고 있다.

상기와 같이 구성된 본 실시 형태에 관한 사이드 멤버 이너 패널(100)에서는, 제1 벽부(120)의 폭(짧은 쪽 방향 길이)은 제2 벽부(130)의 폭과 동일하고, 제1 플랜지(140)의 폭은 제2 플랜지(150)의 폭과 동일하다. 또한, 제1 벽부(120)의 폭은 제2 벽부(130)의 폭과 상이해도 되고, 제1 플랜지(140)의 폭은 제2 플랜지(150)의 폭과 상이해도 된다.

클로징 플레이트(200)는 프론트 사이드 멤버(3)의 긴 쪽 방향 X로 연장되는 직사각 형상의 평평한 강판이다. 이 클로징 플레이트(200)는 강판에 한정되지 않고, 스폿 용접 가능한 판재이면 되지만, 상기 제1 실시 형태에서 설명한 이유와 동일한 이유에 의해, 사이드 멤버 이너 패널(100)과 동일한 강판(인장 강도 및 판 두께가 동일한 강판)인 것이 바람직하다. 그리고, 클로징 플레이트(200)는 그 짧은 쪽 방향(폭 방향)을 따라, 제1 플랜지 접합부(210)와, 제2 플랜지 접합부(220)와, 이것들 사이의 중앙 접합부(230)로 구분되어 있다.

제1 플랜지 접합부(210)의 폭은 사이드 멤버 이너 패널(100)의 제1 플랜지(140)의 폭과 동일하다. 제2 플랜지 접합부(220)의 폭은 사이드 멤버 이너 패널(100)의 제2 플랜지(150)의 폭과 동일하다. 즉, 제1 플랜지 접합부(210)의 폭은 제2 플랜지 접합부(220)의 폭과 동일하다. 중앙 접합부(230)의 폭은 사이드 멤버 이너 패널(100)의 웹(110)의 폭과 동일하다.

프론트 사이드 멤버(3)에서는, 사이드 멤버 이너 패널(100)의 제1 플랜지(140)와, 클로징 플레이트(200)의 제1 플랜지 접합부(210)가 중첩된 상태에서 스폿 용접되어 있음과 함께, 사이드 멤버 이너 패널(100)의 제2 플랜지(150)와, 클로징 플레이트(200)의 제2 플랜지 접합부(220)가 중첩된 상태에서 스폿 용접되어 있다. 이와 같이 사이드 멤버 이너 패널(100)과 클로징 플레이트(200)가 접합됨으로써, 프론트 사이드 멤버(3)에서는, 단면 직사각 형상의 폐쇄 공간이 긴 쪽 방향 X를 따라 형성된다.

제1 조인트 플레이트(300)는 긴 쪽 방향 X로 연장되는 단면 L형상의 강판이다. 이 제1 조인트 플레이트(300)는 강판에 한정되지 않고, 스폿 용접 가능한 판재이면 되지만, 상기 제1 실시 형태에서 설명한 이유와 동일한 이유에 의해, 사이드 멤버 이너 패널(100)과 동일한 강판인 것이 바람직하다.

제1 조인트 플레이트(300)는 프론트 사이드 멤버(3)의 폭 방향(플랜지의 폭 방향)에서 본 경우에, 사이드 멤버 이너 패널(100)의 제1 플랜지(140)와 클로징 플레이트(200)의 제1 플랜지 접합부(210)의 경계선을 덮도록, 사이드 멤버 이너 패널(100)의 제1 벽부(120)의 내벽면 및 클로징 플레이트(200)의 중앙 접합부(230)의 내벽면에 맞닿고, 이것들 내벽면에 스폿 용접되어 있다. 또한, 제1 조인트 플레이트(300)는 웹(110)과 비접촉이다. 즉, 제1 조인트 플레이트(300)의 단부면과, 웹(110) 사이에 간극이 생기고 있다.

본 개시에 있어서, 「내벽면」이란, 프론트 사이드 멤버(3)의 내부 공간(본 실시 형태에서는, 단면 직사각 형상의 폐쇄 공간)에 면하는 벽면을 가리킨다. 또한, 내부 공간의 단면 형상은 프론트 사이드 멤버(3)의 형상에 따라 결정되는 것이고, 직사각형에 한정되지 않는다.

제2 조인트 플레이트(400)는 긴 쪽 방향 X로 연장되는 단면 L형상의 강판이다. 이 제2 조인트 플레이트(400)는 강판에 한정되지 않고, 스폿 용접 가능한 판재이면 되지만, 상기 제1 실시 형태에서 설명한 이유와 동일한 이유에 의해, 사이드 멤버 이너 패널(100)과 동일한 강판인 것이 바람직하다.

제2 조인트 플레이트(400)는 프론트 사이드 멤버(3)의 폭 방향에서 본 경우에, 사이드 멤버 이너 패널(100)의 제2 플랜지(150)와 클로징 플레이트(200)의 제2 플랜지 접합부(220)의 경계선을 덮도록, 사이드 멤버 이너 패널(100)의 제2 벽부(130)의 내벽면 및 클로징 플레이트(200)의 중앙 접합부(230)의 내벽면에 맞닿고, 이것들 내벽면에 스폿 용접되어 있다. 또한, 제2 조인트 플레이트(400)는 웹(110)과 비접촉이다. 즉, 제2 조인트 플레이트(400)의 단부면과, 웹(110) 사이에는 간극이 생기고 있다.

또한, 제1 조인트 플레이트(300) 및 제2 조인트 플레이트(400) 사이에 간극이 생기고 있다. 즉, 제1 조인트 플레이트(300) 및 제2 조인트 플레이트(400)는 서로 이격되어 비접촉이다.

서로 이격되어 비접촉인 것에 의해, 충돌 변형 시에 각 조인트 플레이트가 독립하여 접합 개소의 변형에 따라 변형될 수 있기 때문에(접합 개소의 변형에 추종하여 변형될 수 있기 때문에), 조인트 플레이트의 스폿 용접 파단이 발생하기 어려워진다. 이에 대해, 가령 제1 조인트 플레이트(300) 및 제2 조인트 플레이트(400)가 일체인 경우에는, 예를 들어 제1 조인트 플레이트(300)의 변형이 제2 조인트 플레이트(400)의 변형에 영향을 미치기 때문에[제1 조인트 플레이트(300)에 발생한 응력이 제2 조인트 플레이트(400)에 전해지기 때문에], 제1 조인트 플레이트(300) 및 제2 조인트 플레이트(400)의 스폿 용접 파단이 발생하기 쉬워진다.

도 10a, 도 10b 및 도 11에 도시한 바와 같이, 사이드 멤버 이너 패널(100)과 클로징 플레이트(200)가 스폿 용접에 의해 접합된 결과, 사이드 멤버 이너 패널(100)의 제1 플랜지(140)와, 클로징 플레이트(200)의 제1 플랜지 접합부(210)의 경계면 BS10에 있어서, 프론트 사이드 멤버(3)의 긴 쪽 방향 X를 따라 스폿상의 제1 용융 응고부(N10)(너깃)가 복수 형성되어 있다. 환언하면, 제1 플랜지(140)와 클로징 플레이트(200)는 프론트 사이드 멤버(3)의 긴 쪽 방향 X를 따라 형성된 복수의 제1 용융 응고부(N10)를 통해 접합되어 있다.

또한, 제1 조인트 플레이트(300)와 사이드 멤버 이너 패널(100)의 제1 벽부(120)가 스폿 용접에 의해 접합된 결과, 제1 조인트 플레이트(300)와, 제1 벽부(120)의 내벽면의 경계면 BS20에 있어서, 프론트 사이드 멤버(3)의 긴 쪽 방향 X를 따라 스폿상의 제2 용융 응고부(N20)(너깃)가 복수 형성되어 있다. 환언하면, 제1 조인트 플레이트(300)와 제1 벽부(120)의 내벽면은 프론트 사이드 멤버(3)의 긴 쪽 방향 X를 따라 형성된 복수의 제2 용융 응고부(N20)를 통해 접합되어 있다.

또한, 제1 조인트 플레이트(300)와 클로징 플레이트(200)의 중앙 접합부(230)가 스폿 용접에 의해 접합된 결과, 제1 조인트 플레이트(300)와 중앙 접합부(230)의 내벽면의 경계면 BS30에 있어서, 프론트 사이드 멤버(3)의 긴 쪽 방향 X를 따라 스폿상의 제3 용융 응고부(N30)(너깃)가 복수 형성되어 있다. 환언하면, 제1 조인트 플레이트(300)와 중앙 접합부(230)의 내벽면은 프론트 사이드 멤버(3)의 긴 쪽 방향 X를 따라 형성된 복수의 제3 용융 응고부(N30)를 통해 접합되어 있다.

한편, 도 10c, 도 10b 및 도 11에 도시한 바와 같이, 사이드 멤버 이너 패널(100)과 클로징 플레이트(200)가 스폿 용접에 의해 접합된 결과, 사이드 멤버 이너 패널(100)의 제2 플랜지(150)와 클로징 플레이트(200)의 제2 플랜지 접합부(220)의 경계면 BS40에 있어서, 프론트 사이드 멤버(3)의 긴 쪽 방향 X를 따라 스폿상의 제4 용융 응고부(N40)(너깃)가 복수 형성되어 있다. 환언하면, 제2 플랜지(150)와 제2 플랜지 접합부(220)는 프론트 사이드 멤버(3)의 긴 쪽 방향 X를 따라 형성된 복수의 제4 용융 응고부(N40)를 통해 접합되어 있다.

또한, 제2 조인트 플레이트(400)와 사이드 멤버 이너 패널(100)의 제2 벽부(130)가 스폿 용접에 의해 접합된 결과, 제2 조인트 플레이트(400)와 제2 벽부(130)의 내벽면의 경계면 BS50에 있어서, 프론트 사이드 멤버(3)의 긴 쪽 방향 X를 따라 스폿상의 제5 용융 응고부(N50)(너깃)가 복수 형성되어 있다. 환언하면, 제2 조인트 플레이트(400)와 제2 벽부(130)의 내벽면은 프론트 사이드 멤버(3)의 긴 쪽 방향 X를 따라 형성된 복수의 제5 용융 응고부(N50)를 통해 접합되어 있다.

또한, 제2 조인트 플레이트(400)와 클로징 플레이트(200)의 중앙 접합부(230)가 스폿 용접에 의해 접합된 결과, 제2 조인트 플레이트(400)와 중앙 접합부(230)의 내벽면의 경계면 BS60에 있어서, 프론트 사이드 멤버(3)의 긴 쪽 방향 X를 따라 스폿상의 제6 용융 응고부(N60)(너깃)가 복수 형성되어 있다. 환언하면, 제2 조인트 플레이트(400)와 중앙 접합부(230)의 내벽면은 프론트 사이드 멤버(3)의 긴 쪽 방향 X를 따라 형성된 복수의 제6 용융 응고부(N60)를 통해 접합되어 있다.

제1 조인트 플레이트(300) 및 제2 조인트 플레이트(400)의 길이는 상기 제1 실시 형태에서 설명한 이유와 동일한 이유에 의해, 축 압괴 변형을 수반하는 충격 하중이 프론트 사이드 멤버(3) 내를 전파하는 범위에 따른 길이인 것이 바람직하고, 예를 들어 100㎜ 이상 600㎜ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 제1 조인트 플레이트(300) 및 제2 조인트 플레이트(400)의 길이는 프론트 사이드 멤버(3)의 전체 길이에 대하여, 5 내지 75％인 것이 바람직하다.

상기와 같이 서로 이격된 개별의 접합판[제1 조인트 플레이트(300) 및 제2 조인트 플레이트(400)]을 구비하는 프론트 사이드 멤버(3)에 의하면, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 축 압괴 변형을 수반하는 충격 하중이 입력되었을 때의, 충격 하중이 입력되는 단부에 가까운 순으로 발생하는 스폿 파단을 억제할 수 있고, 그 결과, 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량을 높일 수 있다.

또한, 제1 벽부(120)의 내벽면 및 중앙 접합부(230)의 내벽면에 제1 조인트 플레이트(300)를 접합하고, 제2 벽부(130)의 내벽면 및 중앙 접합부(230)의 내벽면에 제2 조인트 플레이트(400)를 접합함으로써, 스폿 파단의 억제 효과가 얻어지지만, 스폿 파단을 더 억제하기 위해서는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 제1 용융 응고부(N10), 제2 용융 응고부(N20) 및 제3 용융 응고부(N30)의 위치 관계와, 제4 용융 응고부(N40), 제5 용융 응고부(N50) 및 제6 용융 응고부(N60)의 위치 관계를 이하와 같이 설정하는 것이 바람직하다.

도 12a는 도 10a에 도시하는 영역 C10의 확대도이다. 도 12a에 도시한 바와 같이, 프론트 사이드 멤버(3)의 긴 쪽 방향 X에 있어서 서로 인접하는 2개의 제1 용융 응고부(N10) 사이에 있어서의 제1 벽부(120) 및 클로징 플레이트(200)의 중앙 접합부(230)의 영역 D3에, 1개의 제2 용융 응고부(N20)와 1개의 제3 용융 응고부(N30)가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 여기서, 영역 D3이란, 도 12a에 도시한 바와 같이, 수선 Y1과 수선 Y2로 사이에 놓인 영역을 의미한다. 또한, 수선 Y1은 인접하는 2개의 제1 용융 응고부(N10)의 한쪽에 있어서의 긴 쪽 방향 X의 양단부 중, 다른 쪽의 제1 용융 응고부(N10)에 가까운 단부를 지나고, 또한 제1 플랜지(140) 및 클로징 플레이트(200)의 긴 쪽 방향 X에 직교하는 선이다. 또한, 수선 Y2는 다른 쪽의 제1 용융 응고부(N10)에 있어서의 긴 쪽 방향 X의 양단부 중, 상기 한쪽의 제1 용융 응고부(N10)에 가까운 단부를 지나고, 또한 제1 플랜지(140) 및 클로징 플레이트(200)의 긴 쪽 방향 X에 직교하는 선이다.

프론트 사이드 멤버(3)에 대하여, 프론트 사이드 멤버(3)의 단부로부터 긴 쪽 방향 X를 따라 하중이 입력되었을 때의, 용접부의 파단 요인의 하나는, 충돌 시에, 인접하는 2개의 용접부 사이의 재료가 변형됨으로써, 용접부에 응력이 부하되기 때문이다. 따라서, 상기 영역 D3에 제2 용융 응고부(N20)와 제3 용융 응고부(N30)가 배치됨으로써, 용접부 사이의 변형을 억제할 수 있고, 그 결과, 스폿 파단을 더 억제할 수 있다.

또한, 충돌 시의 변형에 의해 제2 용융 응고부(N20)와 제3 용융 응고부(N30)에 균등하게 응력을 부하시키기 위해서는(즉, 부하되는 응력을 저감시키기 위해서는), 제2 용융 응고부(N20)의 긴 쪽 방향 X의 위치와 제3 용융 응고부(N30)의 긴 쪽 방향 X의 위치가 동일한 것이 바람직하다.

여기서, 도 12a에 도시한 바와 같이, 수선 Y1과 수선 Y2 사이의 거리[긴 쪽 방향 X에 있어서 서로 인접하는 2개의 제1 용융 응고부(N10) 사이의 최단 거리]를 Lf1이라고 했을 때, 서로 인접하는 2개의 제1 용융 응고부(N10) 사이의 중점 P0으로부터 긴 쪽 방향 X의 한쪽의 측으로 0.8×Lf1/2만큼 이격된 위치 P1과, 중점 P0으로부터 긴 쪽 방향 X의 다른 쪽의 측으로 0.8×Lf1/2만큼 이격된 위치 P2 사이에 있어서의 영역에, 1개의 제2 용융 응고부(N20)와 1개의 제3 용융 응고부(N30)가 배치되어 있는 것이 보다 바람직하다.

또한, 긴 쪽 방향 X에 있어서 서로 인접하는 2개의 제1 용융 응고부(N10) 사이에 있어서의 상기 영역 D3에, 제2 용융 응고부(N20)의 적어도 일부와, 제3 용융 응고부(N30)의 적어도 일부가 위치해도 된다. 또한, 제2 용융 응고부(N20) 및 제3 용융 응고부(N30)의 긴 쪽 방향 X의 위치를, 제1 용융 응고부(N10)의 긴 쪽 방향 X의 위치에 일치시켜도 된다.

도 12b는 도 10c에 도시하는 영역 C20의 확대도이다. 도 12b에 도시한 바와 같이, 프론트 사이드 멤버(3)의 긴 쪽 방향 X에 있어서 서로 인접하는 2개의 제4 용융 응고부(N40) 사이에 있어서의 제2 벽부(130) 및 클로징 플레이트(200)의 중앙 접합부(230)의 영역 D4에, 1개의 제5 용융 응고부(N50)와 1개의 제6 용융 응고부(N60)가 배치되어 있는 것이, 도 12a에서 설명한 이유와 동일한 이유에 의해 바람직하다. 여기서, 영역 D4란, 도 12a와 마찬가지로, 수선 Y1'과 수선 Y2'로 사이에 놓인 영역을 의미한다. 또한, 수선 Y1'은 인접하는 2개의 제4 용융 응고부(N40)의 한쪽에 있어서의 긴 쪽 방향 X의 양단부 중, 다른 쪽의 제4 용융 응고부(N40)에 가까운 단부를 지나고, 또한 제2 플랜지(150) 및 클로징 플레이트(200)의 긴 쪽 방향 X에 직교하는 선이다. 또한, 수선 Y2'은 다른 쪽의 제4 용융 응고부(N40)에 있어서의 긴 쪽 방향 X의 양단부 중, 상기 한쪽의 제4 용융 응고부(N40)에 가까운 단부를 지나고, 또한 제2 플랜지(150) 및 클로징 플레이트(200)의 긴 쪽 방향 X에 직교하는 선이다.

또한, 제5 용융 응고부(N50)의 긴 쪽 방향 X의 위치와 제6 용융 응고부(N60)의 긴 쪽 방향 X의 위치가 동일한 것이 바람직하다.

여기서, 도 12b에 도시한 바와 같이, 수선 Y1'과 수선 Y2' 사이의 거리[프론트 사이드 멤버(3)의 긴 쪽 방향 X에 있어서 서로 인접하는 2개의 제4 용융 응고부(N40) 사이의 최단 거리]를 Lf2라고 했을 때, 서로 인접하는 제4 용융 응고부(N40) 사이의 중점 P0'으로부터 긴 쪽 방향 X의 한쪽의 측으로 0.8×Lf2/2만큼 이격된 위치 P1'과, 중점 P0'으로부터 긴 쪽 방향 X의 다른 쪽의 측으로 0.8×Lf2/2만큼 이격된 위치 P2' 사이에 있어서의 영역에, 1개의 제5 용융 응고부(N50)와 1개의 제6 용융 응고부(N60)가 배치되어 있는 것이 보다 바람직하다.

상기와 같이 제1 용융 응고부(N10), 제2 용융 응고부(N20) 및 제3 용융 응고부(N30)의 위치 관계와, 제4 용융 응고부(N40), 제5 용융 응고부(N50) 및 제6 용융 응고부(N60)의 위치 관계를 적정화함으로써, 경계면 BS10 및 BS40에 작용하는 전단력을 더 효과적으로 저감시킬 수 있고, 그 결과, 스폿 파단의 발생을 더 억제할 수 있다.

또한, 긴 쪽 방향 X에 있어서 서로 인접하는 2개의 제4 용융 응고부(N40) 사이에 있어서의 상기 영역 D4에, 제5 용융 응고부(N50)의 적어도 일부와, 제6 용융 응고부(N60)의 적어도 일부가 위치해도 된다. 또한, 제5 용융 응고부(N50) 및 제6 용융 응고부(N60)의 긴 쪽 방향 X의 위치를, 제4 용융 응고부(N40)의 긴 쪽 방향 X의 위치에 일치시켜도 된다.

또한, 본 실시 형태에서는 프론트 사이드 멤버(3)를 구성하는 각 구성 부재가 스폿 용접에 의해 서로 접합되어 있는 경우를 예시했지만, 각 구성 부재가 서로 스폿상 접합되어 있으면 된다. 스폿상 접합의 개념은 상기 제1 실시 형태에서 설명한 개념과 동일하다.

[제4 실시 형태]

이어서, 본 발명의 제4 실시 형태에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 있어서도, 본 발명에 관한 자동차 부재로서 프론트 사이드 멤버를 예시한다. 도 13a 내지 도 13c 및 도 14는 본 실시 형태에 관한 프론트 사이드 멤버(4)를 도시하는 도면이다. 또한, 도 13a는 프론트 사이드 멤버(4)의 상면도이고, 도 13b는 도 13a의 E-E선 단면도이고, 도 13c는 프론트 사이드 멤버(4)의 하면도이다. 또한, 도 14는 프론트 사이드 멤버(4)를 클로징 플레이트(200)의 측에서 본 측면도이다.

본 실시 형태에 관한 프론트 사이드 멤버(4)는 제1 조인트 플레이트(300) 및 제2 조인트 플레이트(400)가, 사이드 멤버 이너 패널(100) 및 클로징 플레이트(200)에 대하여 연속 용접되어 있는 점에서, 상기 제3 실시 형태에 관한 프론트 사이드 멤버(3)와 상이하다.

도 13a 및 도 13b에 도시한 바와 같이, 프론트 사이드 멤버(4)의 제1 조인트 플레이트(300)는 사이드 멤버 이너 패널(100)의 제1 벽부(120)의 내벽면 및 클로징 플레이트(200)의 중앙 접합부(230)의 내벽면에 레이저 용접에 의해 연속 용접되어 있다.

도 13b 및 도 13c에 도시한 바와 같이, 프론트 사이드 멤버(4)의 제2 조인트 플레이트(400)는 사이드 멤버 이너 패널(100)의 제2 벽부(130)의 내벽면 및 클로징 플레이트(200)의 중앙 접합부(230)의 내벽면에 레이저 용접에 의해 연속 용접되어 있다.

제1 조인트 플레이트(300)와 사이드 멤버 이너 패널(100)의 제1 벽부(120)가 연속 용접에 의해 접합된 결과, 제1 조인트 플레이트(300)와 제1 벽부(120)의 내벽면의 경계면 BS20에 있어서, 프론트 사이드 멤버(4)의 긴 쪽 방향 X를 따라 1개의 제2 용융 응고부(M20)가 연속적으로 형성되어 있다. 즉, 1개의 비드상의 제2 용융 응고부(M20)가, 프론트 사이드 멤버(4)의 긴 쪽 방향 X를 따라 형성되어 있다.

또한, 제1 조인트 플레이트(300)와 클로징 플레이트(200)의 중앙 접합부(230)가 연속 용접에 의해 접합된 결과, 제1 조인트 플레이트(300)와 중앙 접합부(230)의 내벽면의 경계면 BS30에 있어서, 프론트 사이드 멤버(4)의 긴 쪽 방향 X를 따라 1개의 제3 용융 응고부(M30)가 연속적으로 형성되어 있다. 즉, 1개의 비드상의 제3 용융 응고부(M30)가, 프론트 사이드 멤버(4)의 긴 쪽 방향 X를 따라 형성되어 있다.

한편, 제2 조인트 플레이트(400)와 사이드 멤버 이너 패널(100)의 제2 벽부(130)가 연속 용접에 의해 접합된 결과, 제2 조인트 플레이트(400)와 제2 벽부(130)의 내벽면의 경계면 BS50에 있어서, 프론트 사이드 멤버(4)의 긴 쪽 방향 X를 따라 1개의 제5 용융 응고부(M50)가 연속적으로 형성되어 있다. 즉, 1개의 비드상의 제5 용융 응고부(M50)가, 프론트 사이드 멤버(4)의 긴 쪽 방향 X를 따라 형성되어 있다.

또한, 제2 조인트 플레이트(400)와 클로징 플레이트(200)의 중앙 접합부(230)가 연속 용접에 의해 접합된 결과, 제2 조인트 플레이트(400)와 중앙 접합부(230)의 내벽면의 경계면 BS60에 있어서, 프론트 사이드 멤버(4)의 긴 쪽 방향 X를 따라 1개의 제6 용융 응고부(M60)가 연속적으로 형성되어 있다. 즉, 1개의 비드상의 제6 용융 응고부(M60)가, 프론트 사이드 멤버(4)의 긴 쪽 방향 X를 따라 형성되어 있다.

상기와 같이 제1 조인트 플레이트(300) 및 제2 조인트 플레이트(400)를 구비하는 프론트 사이드 멤버(4)에 의하면, 상기 제3 실시 형태와 마찬가지로, 축 압괴 변형을 수반하는 충격 하중이 입력되었을 때의, 충격 하중이 입력되는 단부에 가까운 순으로 발생하는 스폿 파단을 억제할 수 있고, 그 결과, 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량을 높일 수 있다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명의 일 형태의 효과를 더욱 구체적으로 설명하지만, 실시예에서의 조건은, 본 발명의 실시 가능성 및 효과를 확인하기 위해 채용한 일 조건예이고, 본 발명은 이 일 조건예에 한정되지 않는다. 본 발명은 본 발명의 요지를 일탈하지 않고, 본 발명의 목적을 달성하는 한, 다양한 조건을 채용할 수 있다.

[사이드 실의 충격 흡수 성능의 검증]

사이드 실의 충격 흡수 성능을 검증하기 위해, 도 15의 (a) 내지 (e)에 도시하는 5종류의 사이드 실 E1 내지 E5를 준비했다. 또한, 도 15에서는 설명의 편의상, 사이드 실 E1 내지 E5의 각 구성 요소에 대하여, 상기 제1 및 제2 실시 형태의 설명에서 사용한 부호를 부여하고 있다.

도 15의 (a)에 도시하는 사이드 실 E1은, 비교예 1로서 준비된 사이드 실이다. 이 사이드 실 E1은 제1 실시 형태의 사이드 실(1)로부터 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)를 삭제한 사이드 실이며, "WS/WL＝1.0"의 조건을 만족시키는 구조(대칭 해트 구조)를 갖는 사이드 실이다.

도 15의 (b)에 도시하는 사이드 실 E2는 비교예 2로서 준비된 사이드 실이다. 이 사이드 실 E2는 제1 실시 형태의 사이드 실(1)로부터 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)를 삭제한 사이드 실이며, "WS/WL<0.8"의 조건을 만족시키는 비대칭 해트 구조를 갖는 사이드 실이다.

도 15의 (c)에 도시하는 사이드 실 E3은 발명예 1로서 준비된 사이드 실이다. 이 사이드 실 E3은 제1 실시 형태의 사이드 실(1)과 동일한 구조, 즉 사이드 실 아우터 패널(10) 및 사이드 실 이너 패널(20)에 스폿 용접된 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)를 갖고, 또한 "WS/WL<0.8"의 조건을 만족시키는 비대칭 해트 구조를 갖는 사이드 실이다.

단, 사이드 실 E3에서는, 제2 용융 응고부(N2) 및 제3 용융 응고부(N3)의 긴 쪽 방향 X의 위치를, 제1 용융 응고부(N1)의 긴 쪽 방향 X의 위치에 일치시키고 있다. 또한, 제5 용융 응고부(N5) 및 제6 용융 응고부(N6)의 긴 쪽 방향 X의 위치를, 제4 용융 응고부(N4)의 긴 쪽 방향 X의 위치에 일치시키고 있다. 이와 같은 용융 응고부의 배치를 편의상, 「적정화 없음」이라고 칭한다.

도 15의 (d)에 도시하는 사이드 실 E4는 발명예 2로서 준비된 사이드 실이다. 이 사이드 실 E4는 제1 실시 형태의 사이드 실(1)과 동일한 구조, 즉 사이드 실 아우터 패널(10) 및 사이드 실 이너 패널(20)에 스폿 용접된 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)를 갖고, 또한 "WS/WL<0.8"의 조건을 만족시키는 비대칭 해트 구조를 갖는 사이드 실이다.

단, 사이드 실 E4에서는, 제2 용융 응고부(N2) 및 제3 용융 응고부(N3)의 긴 쪽 방향 X의 위치를, 중점 P0의 긴 쪽 방향 X에 있어서의 위치와 일치시키고 있다. 또한, 제5 용융 응고부(N5) 및 제6 용융 응고부(N6)의 긴 쪽 방향 X의 위치를, 중점 P0'의 긴 쪽 방향 X에 있어서의 위치와 일치시키고 있다. 즉, 사이드 실 E4에서는, 도 2a에 도시하는 영역 D1에 제2 용융 응고부(N2) 및 제3 용융 응고부(N3)가 배치되고, 도 2b에 도시하는 영역 D2에 제5 용융 응고부(N5) 및 제6 용융 응고부(N6)가 배치되어 있게 된다. 이와 같은 상태를 편의상, 「적정화 있음」이라고 칭한다.

도 15의 (e)에 도시하는 사이드 실 E5는 발명예 3으로서 준비된 사이드 실이다. 이 사이드 실 E5는 제2 실시 형태의 사이드 실(2)과 동일한 구조, 즉 사이드 실 아우터 패널(10) 및 사이드 실 이너 패널(20)에 연속 용접된 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)를 갖고, 또한 "WS/WL<0.8"의 조건을 만족시키는 비대칭 해트 구조를 갖는 사이드 실이다.

대칭 해트 구조를 갖는 사이드 실 E1에서는, 사이드 실 아우터 패널(10)의 웹(11)[사이드 실 이너 패널(20)의 웹(21)]의 폭을 100이라고 했을 때, 사이드 실 아우터 패널(10)의 제1 벽부(12)[제2 벽부(13)]의 폭 WL을 50으로 설정함과 함께, 사이드 실 이너 패널(20)의 제1 벽부(22)[제2 벽부(23)]의 폭 WS를 50으로 설정했다(즉, WS/WL＝1.0으로 함).

비대칭 해트 구조를 갖는 사이드 실 E2 내지 E5에서는, 사이드 실 아우터 패널(10)의 웹(11)[사이드 실 이너 패널(20)의 웹(21)]의 폭을 100이라고 했을 때, 사이드 실 아우터 패널(10)의 제1 벽부(12)[제2 벽부(13)]의 폭 WL을 75로 설정함과 함께, 사이드 실 이너 패널(20)의 제1 벽부(22)[제2 벽부(23)]의 폭 WS를 25로 설정했다(즉, WS/WL＝0.33으로 함).

사이드 실 E1 내지 E5에서는, 사이드 실 아우터 패널(10) 및 사이드 실 이너 패널(20)로서, 판 두께 1.4㎜, 인장 강도 980㎫ 및 전체 길이 350㎜의 강판을 해트형으로 프레스 성형한 것을 사용했다. 사이드 실 E3 내지 E5에서는, 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)로서, 판 두께 1.4㎜, 인장 강도 980㎫ 및 전체 길이 350㎜의 평평한 강판을 사용했다.

사이드 실 E1 내지 E5의 제조 시에는, 플랜지 경계면에 있어서 제1 용융 응고부(N1) 및 제4 용융 응고부(N4)가 긴 쪽 방향 X를 따라 40㎜ 간격으로 형성되도록(도 2a 및 도 2b에 도시하는 Lf1 및 Lf2가 40㎜가 되도록), 스폿 용접을 행하였다. 또한, 스폿 용접에 의해 형성된 용융 응고부(N1 내지 N6)의 너깃 직경이 4√t(t: 판 두께)가 되도록 스폿 용접 조건을 설정했다. 또한, 레이저 용접에 의해 연속적으로 형성된 용융 응고부(M2, M3, M4, M5)의 길이가 350㎜가 되도록 레이저 용접 조건을 설정했다.

(1) 3점 굽힘 변형에 대한 충격 에너지 흡수량의 해석

사이드 실 E1 내지 E5 중, 대칭 해트 구조를 갖는 비교예 1의 사이드 실 E1과, 비대칭 해트 구조를 갖는 비교예 2의 사이드 실 E2와, 비대칭 해트 구조를 갖는 발명예 1의 사이드 실 E3을 사용하여, 3점 굽힘 변형에 대한 충격 에너지 흡수량의 수치 해석 시험을 행하였다. 또한, 이 시험에 한하여, 사이드 실 E1, E2 및 E3의 전체 길이를 1000㎜로 하고, 또한 E2에 대해서는, WS/WL을 0.9로 하고, E3에 대해서는, WS/WL이 0.33, 0.5, 0.75의 3수준으로 했다.

도 16에 도시한 바와 같이, 사이드 실 E1의 사이드 실 아우터 패널(10)의 웹(11)에 대하여, 판 두께 1.4㎜ 및 인장 강도 590㎫의 강판으로 이루어지는 B 필러(500)를 접합했다. 사이드 실 E1의 양단의 구속 조건을 전체 둘레 완전 구속이라고 하고, B 필러(500)의 차량 상방단의 구속 조건을 회전 변위의 허용 및 초기 위치로부터 차량 상방만의 변위 허용이라고 했다.

도 16 및 도 17에 도시한 바와 같이, 사이드 실 E1을 수평하게 배치한 상태에서 B 필러(500)에 대하여, 속도 20㎞/h 및 스트로크 170㎜의 조건에서 강체(임팩터)(600)를 충돌시킴으로써, 사이드 실 E1에 3점 굽힘 변형을 발생시키고, 그때의 충격 에너지 흡수량 EA(kJ)를 해석했다. 동일한 측면 충돌을 모의한 시험을 사이드 실 E2 및 E3에 대해서도 행하였다.

도 18은 사이드 실 E1, E2 및 E3의 각각에 대하여 해석한 3점 굽힘 변형에 대한 충격 에너지 흡수량 EA의 해석 결과를 나타낸다. 도 18에 도시한 바와 같이, 비대칭 해트 구조를 갖는 사이드 실 E3(도 18에 있어서의 3개의 발명예)의 충격 에너지 흡수량 EA는 대칭 해트 구조를 갖는 사이드 실 E1(도 18에 있어서의 WS/WL＝1.0의 비교예)의 충격 에너지 흡수량 EA보다도 높은 것이 확인되었다. 또한, 비대칭 해트 구조를 갖는 사이드 실 E3은 비대칭 해트 구조를 갖는 사이드 실 E2(도 18에 있어서의 WS/WL＝0.9의 비교예)에 대해서도 충격 에너지 흡수량 EA가 높은 것이 확인되었다. 즉, 비대칭 해트 구조를 갖는 사이드 실이라도, WS/WL≥0.8인 경우[상기한 식 (1)을 만족시키지 않는 경우]에는 충격 에너지 흡수량 EA가 저하되는 것이 확인되었다.

이 이유에 대하여, 도 19 및 도 20을 사용하여 설명한다. 도 19는 대칭 해트 구조의 사이드 실을 도시하는 모식도이며, (a)는 상기 사이드 실에 하중이 입력되기 전의 상태를 도시하고, (b)는 상기 사이드 실에 하중이 입력된 후의 상태를 도시하고 있다. 또한, 도 20은 비대칭 해트 구조의 사이드 실을 도시하는 모식도이며, (a)는 상기 사이드 실에 하중이 입력되기 전의 상태를 도시하고, (b)는 상기 사이드 실에 하중이 입력된 후의 상태를 도시하고 있다.

도 19 및 도 20에 도시한 바와 같이, 측면 충돌에 의한 충격 하중 F가 사이드 실 아우터 패널(10)에 입력되면, 플랜지의 중첩부는 사이드 실의 폭 방향 내측으로 변형된다. 이때, 플랜지가 하중 입력 위치에 가까우면, 플랜지의 변형이 커진다. 그리고, 도 19에 도시하는 대칭 해트 구조의 사이드 실은, 도 20에 도시하는 비대칭 해트 구조의 사이드 실에 비해, 플랜지가 하중 입력 위치에 가까워지고 있다. 그 때문에, 도 19에 도시하는 대칭 해트 구조의 사이드 실에서는, 플랜지의 변형이 커지고, 충격 에너지 흡수량 EA가 작아진다. 한편, 도 20에 도시하는 비대칭 해트 구조의 사이드 실에서는 플랜지가 하중 입력 위치로부터 멀기 때문에, 플랜지의 변형이 작아지고, 충격 에너지 흡수량 EA가 커진다.

이상과 같이, 비대칭 해트 구조를 갖는 발명예 1의 사이드 실 E3에 의하면, 3점 굽힘 변형에 대한 충격 에너지 흡수량을 높일 수 있다. 또한, 이 효과는 비대칭 해트 구조를 갖는 발명예 2의 사이드 실 E4 및 발명예 3의 사이드 실 E5, 또한 비교예 2의 사이드 실 E2에서도 얻을 수 있다. 단, 도 18에 도시한 바와 같이, 상기한 식 (1)을 만족시키는 사이드 실 E3 내지 E5에서는 상기한 효과가 현저해진다.

(2) 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량의 해석

계속해서, 사이드 실 E1 내지 E5를 사용하여, 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량의 수치 해석 시험을 행하였다. 구체적으로는, 사이드 실 E1 내지 E5의 긴 쪽 방향의 일단부를 고정한 후, 사이드 실 E1 내지 E5의 긴 쪽 방향의 타단부에 대하여, 평판상의 강체(700)를 평행한 상태 또는 10° 경사지게 한 상태에서 충돌시켰다. 사이드 실 E1 내지 E5에 대한 강체(700)의 충돌 속도는 20㎞/h로 했다.

도 21의 (a) 내지 (h)에 도시하는 해석 조건의 각각에 대하여, 강체(700)의 충돌에 의해 사이드 실 E1 내지 E5의 긴 쪽 방향 X를 따라 150㎜의 범위에서 축 압괴 변형을 발생시킨 경우에 있어서의 스폿 파단의 유무를 조사함과 함께, 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량 EA(kJ)를 해석했다. 표 1은 스폿 파단의 유무의 시험 결과를 나타낸다. 도 22는 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량 EA(kJ)의 해석 결과를 나타내는 그래프이다. 또한, 도 21에 있어서의 (a) 내지 (h)의 해석 조건은 도 22 및 표 1에 나타내는 조건 a 내지 h에 대응하고 있다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 도 21의 (a)의 해석 조건에서는, 대칭 해트 구조를 갖는 비교예 1의 사이드 실 E1에 대하여 강체(700)를 평행한 상태[사이드 실 아우터 패널(10) 및 사이드 실 이너 패널(20)에 동시에 충격 하중이 입력되는 조건]에서 충돌시켰지만, 스폿 파단은 발생하지 않았다. 또한, 도 21의 (b)의 해석 조건에서는, 대칭 해트 구조를 갖는 비교예 1의 사이드 실 E1에 대하여 강체(700)를 10° 경사지게 한 상태[사이드 실 아우터 패널(10)에 먼저 충격 하중이 입력되는 조건]에서 충돌시켰지만, 스폿 파단은 발생하지 않았다.

이와 같이, 대칭 해트 구조를 갖는 비교예 1의 사이드 실 E1의 경우, 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)가 없어도, 스폿 파단이 발생하지 않고, 축 압괴 변형에 대한 충돌 에너지 흡수량의 저하를 억제할 수 있는 것이 확인되었다. 단, 상기와 같이 대칭 해트 구조를 갖는 비교예 1의 사이드 실 E1의 경우, 3점 굽힘 변형에 대한 충격 에너지 흡수량이 저하되므로, 축 압괴 변형 및 3점 굽힘 변형이라는 2개의 상이한 변형 모드에 대한 충격 에너지 흡수량을 높인다는 사이드 실에 요구되는 조건을 만족시킬 수 없다.

도 21의 (c)의 해석 조건에서는, 비대칭 해트 구조를 갖는 비교예 2의 사이드 실 E2에 대하여 강체(700)를 평행한 상태(사이드 실 아우터 패널(10) 및 사이드 실 이너 패널(20)에 동시에 충격 하중이 입력되는 조건)에서 충돌시켰지만, 스폿 파단은 발생하지 않았다. 도 21의 (d)의 해석 조건에서는, 비대칭 해트 구조를 갖는 비교예 2의 사이드 실 E2에 대하여 강체(700)를 10° 경사지게 한 상태[사이드 실 이너 패널(20)에 먼저 충격 하중이 입력되는 조건]에서 충돌시켰지만, 스폿 파단은 발생하지 않았다. 도 21의 (e)의 해석 조건에서는, 비대칭 해트 구조를 갖는 비교예 2의 사이드 실 E2에 대하여 강체(700)를 10° 경사지게 한 상태[사이드 실 아우터 패널(10)에 먼저 충격 하중이 입력되는 조건]에서 충돌시킨바, 스폿 파단이 다수 발생했다.

이와 같이, 비대칭 해트 구조를 갖는 비교예 2의 사이드 실 E2의 경우, 사이드 실 아우터 패널(10) 및 사이드 실 이너 패널(20)에 대하여 동시에 충격 하중이 입력되는 조건(제1 충격 입력 조건), 또는 사이드 실 이너 패널(20)에 대하여 먼저 충격 하중이 입력되는 조건(제2 충격 입력 조건) 하에서는, 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)가 없어도, 스폿 파단이 발생하지 않고, 축 압괴 변형에 대한 충돌 에너지 흡수량의 저하를 억제할 수 있는 것이 확인되었다. 그러나, 비대칭 해트 구조를 갖는 비교예 2의 사이드 실 E2의 경우, 사이드 실 아우터 패널(10)에 대하여 먼저 충격 하중이 입력되는 조건(제3 충격 입력 조건) 하에서는, 스폿 파단이 다수 발생하고, 그 결과, 축 압괴 변형에 대한 충돌 에너지 흡수량이 크게 저하되는 것이 확인되었다.

이와 같은 해석 결과가 얻어진 이유는, 폭이 큰 사이드 실 아우터 패널(10)에 대하여 먼저 충격 하중이 입력되는 제3 충격 입력 조건 하에서는, 제1 및 제2 충격 입력 조건과 비교하여, 플랜지 경계면[제1 플랜지(14 및 24)의 경계면 BS1 및 제2 플랜지(15 및 25)의 경계면 BS4]에 큰 전단력이 작용함으로써, 충격 하중의 입력단에 가까운 순으로 스폿 파단[제1 용융 응고부(N1) 및 제4 용융 응고부(N4)의 파단]이 발생하기 때문이라고 생각된다.

이와 같이, 비대칭 해트 구조를 갖는 비교예 2의 사이드 실 E2는, 상기 제1 충격 입력 조건 및 제2 충격 입력 조건 하에서는, 축 압괴 변형 및 3점 굽힘 변형이라는 2개의 상이한 변형 모드에 대한 충격 에너지 흡수량을 높인다는 사이드 실에 요구되는 조건을 만족시키지만, 상기 제3 충격 입력 조건 하에서는, 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량을 높인다는 요구를 만족시킬 수 없다.

도 21의 (f)의 해석 조건에서는, 비대칭 해트 구조를 갖는 발명예 1의 사이드 실 E3에 대하여 강체(700)를 10° 경사지게 한 상태[사이드 실 아우터 패널(10)에 먼저 충격 하중이 입력되는 제3 충격 입력 조건]에서 충돌시킨바, 스폿 파단의 발생수는 제로는 아니었지만, 비교예 2의 사이드 실 E2에 대하여 제3 충격 입력 조건 하에서 충격 하중을 입력한 경우와 비교하여, 스폿 파단의 발생수를 크게 저감시킬 수 있고, 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량도 향상시킬 수 있었다.

이와 같이, 비대칭 해트 구조를 갖고, 또한 제1 조인트 플레이트(30) 및 제2 조인트 플레이트(40)를 갖는 발명예 1의 사이드 실 E3의 경우, 사이드 실 아우터 패널(10)에 대하여 먼저 충격 하중이 입력되는 제3 충격 입력 조건 하에서도, 스폿 파단의 발생을 억제할 수 있고, 그 결과, 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량의 저하를 억제할 수 있는 것이 확인되었다.

이와 같은 해석 결과가 얻어진 이유는, 발명예 1의 사이드 실 E3에서는 제1 조인트 플레이트(30)가, 제1 플랜지(14)와 제1 플랜지(24)의 경계선을 덮도록 제1 벽부(12 및 22)에 접합되고, 또한 제2 조인트 플레이트(40)가, 제2 플랜지(15)와 제2 플랜지(25)의 경계선을 덮도록 제2 벽부(13 및 23)에 접합되어 있으므로, 사이드 실 아우터 패널(10)에 대하여 먼저 축 압괴 변형을 수반하는 충격 하중이 입력되어도, 플랜지 경계면(BS1 및 BS4)에 작용하는 전단력을 저감시킬 수 있기 때문이라고 생각된다.

도 21의 (g)의 해석 조건에서는, 비대칭 해트 구조를 갖는 발명예 2의 사이드 실 E4에 대하여 강체(700)를 제3 충격 입력 조건에서 충돌시켰지만, 스폿 파단은 발생하지 않았다. 도 21의 (h)의 해석 조건에서는, 비대칭 해트 구조를 갖는 발명예 3의 사이드 실 E5에 대하여 강체(700)를 제3 충격 입력 조건에서 충돌시켰지만, 스폿 파단은 발생하지 않았다.

이와 같이, 발명예 2의 사이드 실 E4 및 발명예 3의 사이드 실 E5의 경우, 사이드 실 아우터 패널(10)에 대하여 먼저 충격 하중이 입력되는 제3 충격 입력 조건 하에서도, 스폿 파단은 발생하지 않고, 발명예 1의 사이드 실 E3과 비교하여, 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량을 향상시킬 수 있는 것이 확인되었다.

이상과 같이, 발명예 1 내지 3의 사이드 실 E3 내지 E5에 의하면, 충격 하중의 입력 조건에 관계없이, 스폿 파단의 발생을 억제할 수 있고, 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 발명예 1 내지 3의 사이드 실 E3 내지 E5에 의하면, 축 압괴 변형 및 3점 굽힘 변형이라는 2개의 상이한 변형 모드에 대한 충격 에너지 흡수량을 높인다는 사이드 실에 요구되는 조건을 만족시킬 수 있다.

(3) 너깃 위치(SP 위치)와 스폿 파단 유무의 조사

계속해서, 용융 응고부(N2, N3, N5 및 N6)의, 사이드 실(1)의 긴 쪽 방향 X에 있어서의 위치(조인트 플레이트의 SP 위치)와, 스폿 파단의 관계를 더욱 상세하게 조사했다. 일례로서, 이것들 용융 응고부의 위치를 바꾼 사이드 실 E4를 8종류 제조하고, 도 21의 (g)의 해석 조건에서 축 압괴 변형을 발생시킨 경우에 있어서의 스폿 파단의 유무를 조사했다.

구체적으로는, 사이드 실 E4의 긴 쪽 방향에 있어서, 2개의 용융 응고부(N1) 사이의 중점 P0을 지나는 수선(도 2a 참조)으로부터 용융 응고부(N2) 및 N3의 중심 위치까지의 거리(㎜) 및 2개의 용융 응고부(N4) 사이의 중점 P0'을 지나는 수선(도 2b 참조)으로부터 용융 응고부(N5 및 N6)의 중심 위치까지의 거리(㎜)가, 이하의 표 2에 나타내는 각 값이 되도록, 사이드 실 E4를 8종류 제조했다. 또한, 이것들 사이드 실 E4에서는 도 2a에 도시하는 영역 D1에 용융 응고부(N2 및 N3)가 배치되고, 도 2b에 도시하는 영역 D2에 용융 응고부(N5 및 N6)가 배치되어 있다. 이것들 사이드 실 E4의 각각에 대하여, 도 21의 (g)의 해석 조건에서 축 압괴 변형을 발생시킨 경우에 있어서의 스폿 파단의 유무를 조사했다.

표 2에 나타낸 바와 같이, 이것들 사이드 실 E4에서는 스폿 파단이 발생하지 않았다. 이에 비해, 표 1에서 나타낸 바와 같이, SP 위치를 적정화하고 있지 않은 경우에는, 스폿 파단의 발생수가 제로는 아니었다(표 1의 조건 f를 참조). 따라서, 상기한 영역 D1 및 D2에 용융 응고부(N2, N3, N5 및 N6)를 배치함으로써, 스폿 파단을 더 억제할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

[프론트 사이드 멤버의 충격 흡수 성능의 검증]

프론트 사이드 멤버의 충격 흡수 성능을 검증하기 위해, 도 23의 (a) 내지 (d)에 도시하는 4종류의 프론트 사이드 멤버 F1 내지 F4를 준비했다. 도 23에서는 설명의 편의상, 프론트 사이드 멤버 F1 내지 F4의 각 구성 요소에 대하여, 상기 제3 및 제4 실시 형태의 설명에서 사용한 부호를 붙이고 있다.

도 23의 (a)에 도시하는 프론트 사이드 멤버 F1은 비교예 1로서 준비된 프론트 사이드 멤버이다. 이 프론트 사이드 멤버 F1은 제3 실시 형태의 프론트 사이드 멤버(3)로부터 제1 조인트 플레이트(300) 및 제2 조인트 플레이트(400)를 삭제한 프론트 사이드 멤버이다.

도 23의 (b)에 도시하는 프론트 사이드 멤버 F2는 발명예 1로서 준비된 프론트 사이드 멤버이다. 이 프론트 사이드 멤버 F2는 제3 실시 형태의 프론트 사이드 멤버(3)와 동일한 구조, 즉 사이드 멤버 이너 패널(100) 및 클로징 플레이트(200)에 스폿 용접된 제1 조인트 플레이트(300) 및 제2 조인트 플레이트(400)를 갖는 프론트 사이드 멤버이다.

단, 프론트 사이드 멤버 F2에서는 제2 용융 응고부(N20) 및 제3 용융 응고부(N30)의 긴 쪽 방향 X의 위치를, 제1 용융 응고부(N10)의 긴 쪽 방향 X의 위치에 일치시키고 있다. 또한, 제5 용융 응고부(N50) 및 제6 용융 응고부(N60)의 긴 쪽 방향 X의 위치를, 제4 용융 응고부(N40)의 긴 쪽 방향 X의 위치에 일치시키고 있다. 이와 같은 용융 응고부의 배치를 편의상, 「적정화 없음」이라고 칭한다.

도 23의 (c)에 도시하는 프론트 사이드 멤버 F3은 발명예 2로서 준비된 프론트 사이드 멤버이다. 이 프론트 사이드 멤버 F3은 제3 실시 형태의 프론트 사이드 멤버(3)와 동일한 구조, 즉 사이드 멤버 이너 패널(100) 및 클로징 플레이트(200)에 스폿 용접된 제1 조인트 플레이트(300) 및 제2 조인트 플레이트(400)를 갖는 프론트 사이드 멤버이다.

단, 프론트 사이드 멤버 F3에서는, 제2 용융 응고부(N20) 및 제3 용융 응고부(N30)의 긴 쪽 방향 X의 위치를, 중점 P0의 긴 쪽 방향 X에 있어서의 위치와 일치시키고 있다(도 12a 참조). 또한, 제5 용융 응고부(N50) 및 제6 용융 응고부(N60)의 긴 쪽 방향 X의 위치를, 중점 P0'의 긴 쪽 방향 X에 있어서의 위치와 일치시키고 있다(도 12b 참조). 즉, 프론트 사이드 멤버 F3에서는 도 12a에 도시하는 영역 D3에 제2 용융 응고부(N20) 및 제3 용융 응고부(N30)가 배치되고, 도 12b에 도시하는 영역 D4에 제5 용융 응고부(N50) 및 제6 용융 응고부(N60)가 배치되어 있게 된다. 이와 같은 상태를 편의상, 「적정화 있음」이라고 칭한다.

도 23의 (d)에 도시하는 프론트 사이드 멤버 F4는 발명예 3으로서 준비된 프론트 사이드 멤버이다. 이 프론트 사이드 멤버 F4는 제4 실시 형태의 프론트 사이드 멤버(4)와 동일한 구조, 즉 사이드 멤버 이너 패널(100) 및 클로징 플레이트(200)에 연속 용접된 제1 조인트 플레이트(300) 및 제2 조인트 플레이트(400)를 갖는 프론트 사이드 멤버이다.

프론트 사이드 멤버 F1 내지 F4에서는, 사이드 멤버 이너 패널(100)로서, 판 두께 1.4㎜, 인장 강도 980㎫ 및 전체 길이 350㎜의 강판을 해트형으로 프레스 성형한 것을 사용했다. 또한, 프론트 사이드 멤버 F1 내지 F4에서는, 클로징 플레이트(200)로서, 판 두께 1.4㎜, 인장 강도 980㎫ 및 전체 길이 350㎜의 평평한 강판을 사용했다. 또한, 프론트 사이드 멤버 F2 내지 F4에서는, 제1 조인트 플레이트(300) 및 제2 조인트 플레이트(400)로서, 판 두께 1.4㎜, 인장 강도 980㎫ 및 전체 길이 350㎜의 강판을 L자 형상으로 프레스 성형한 것을 사용했다.

프론트 사이드 멤버 F1 내지 F4의 제조 시에는, 플랜지 경계면에 있어서 제1 용융 응고부(N10) 및 제4 용융 응고부(N40)가 긴 쪽 방향 X를 따라 40㎜ 간격으로 형성되도록(도 12a 및 도 12b에 도시하는 Lf1 및 Lf2가 40㎜가 되도록), 스폿 용접을 행하였다. 또한, 프론트 사이드 멤버 F1 내지 F4에 있어서, 스폿 용접에 의해 각 부에 형성된 용융 응고부(N10 내지 N60)의 너깃 직경이 4√t(t: 판 두께)가 되도록 스폿 용접 조건을 설정했다. 또한, 프론트 사이드 멤버 F4에 있어서, 레이저 용접에 의해 연속적으로 형성된 용융 응고부(M20, M30, M40, M50)의 길이가 350㎜가 되도록 레이저 용접 조건을 설정했다.

그리고, 프론트 사이드 멤버 F1 내지 F4를 사용하여, 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량의 수치 해석 시험을 행하였다. 구체적으로는, 프론트 사이드 멤버 F1 내지 F4의 긴 쪽 방향의 일단부를 고정한 후, 프론트 사이드 멤버 F1 내지 F4의 긴 쪽 방향의 타단부에 대하여, 평판상의 강체(800)를 평행한 상태 또는 10° 경사지게 한 상태에서 충돌시켰다. 프론트 사이드 멤버 F1 내지 F4에 대한 강체(800)의 충돌 속도는 20㎞/h로 했다.

도 24의 (a) 내지 (f)에 도시하는 해석 조건의 각각에 대하여, 강체(800)의 충돌에 의해 프론트 사이드 멤버 F1 내지 F4의 긴 쪽 방향 X를 따라 150㎜의 범위에서 축 압괴 변형을 발생시킨 경우에 있어서의 스폿 파단의 유무를 조사함과 함께, 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량 EA(kJ)를 해석했다. 표 3은 스폿 파단의 유무의 시험 결과를 나타낸다. 도 25는 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량 EA(kJ)의 해석 결과를 나타내는 그래프이다.

표 3에 나타낸 바와 같이, 도 24의 (a)의 해석 조건에서는, 비교예 1의 프론트 사이드 멤버 F1에 대하여 강체(800)를 평행한 상태[사이드 멤버 이너 패널(100) 및 클로징 플레이트(200)에 동시에 충격 하중이 입력되는 조건]에서 충돌시켰지만, 스폿 파단은 발생하지 않았다. 도 24의 (b)의 해석 조건에서는, 비교예 1의 프론트 사이드 멤버 F1에 대하여 강체(800)를 10° 경사지게 한 상태[클로징 플레이트(200)에 먼저 충격 하중이 입력되는 조건]에서 충돌시켰지만, 스폿 파단은 발생하지 않았다. 도 24의 (c)의 해석 조건에서는, 비교예 1의 프론트 사이드 멤버 F1에 대하여 강체(800)를 10° 경사지게 한 상태[사이드 멤버 이너 패널(100)에 먼저 충격 하중이 입력되는 조건]에서 충돌시킨바, 스폿 파단이 다수 발생했다.

이와 같이, 비교예 1의 프론트 사이드 멤버 F1의 경우, 사이드 멤버 이너 패널(100) 및 클로징 플레이트(200)에 대하여 동시에 충격 하중이 입력되거나(제1 충격 입력 조건), 또는 클로징 플레이트(200)에 대하여 먼저 충격 하중이 입력되는 조건(제2 충격 입력 조건) 하에서는, 제1 조인트 플레이트(300) 및 제2 조인트 플레이트(400)가 없어도, 스폿 파단이 발생하지 않고, 축 압괴 변형에 대한 충돌 에너지 흡수량의 저하를 억제할 수 있는 것이 확인되었다. 그러나, 비교예 1의 프론트 사이드 멤버 F1의 경우, 사이드 멤버 이너 패널(100)에 먼저 충격 하중이 입력되는 조건(제3 충격 입력 조건) 하에서는, 스폿 파단이 다수 발생하고, 그 결과, 축 압괴 변형에 대한 충돌 에너지 흡수량이 크게 저하되는 것이 확인되었다.

이와 같은 해석 결과가 얻어진 이유는, 폭이 큰 사이드 멤버 이너 패널(100)에 대하여 먼저 충격 하중이 입력되는 제3 충격 입력 조건 하에서는, 제1 및 제2 충격 입력 조건과 비교하여, 플랜지 경계면[제1 플랜지(140)와 제1 플랜지 접합부(210)의 경계면 BS10과, 제2 플랜지(150)와 제2 플랜지 접합부(220)의 경계면 BS40]에 큰 전단력이 작용하고, 이 전단력에 의해 충격 하중의 입력단으로부터 순서대로 스폿 파단[제1 용융 응고부(N10) 및 제4 용융 응고부(N40)의 파단]이 발생하기 때문이라고 생각된다.

제1 조인트 플레이트(300) 및 제2 조인트 플레이트(400)를 구비하고 있지 않은 비교예 1의 프론트 사이드 멤버 F1은 상기 제1 충격 입력 조건 및 제2 충격 입력 조건 하에서는, 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량을 높일 수 있지만, 상기 제3 충격 입력 조건 하에서는, 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량을 높일 수 없다.

도 24의 (d)의 해석 조건에서는, 발명예 1의 프론트 사이드 멤버 F2에 대하여 강체(800)를 10° 경사지게 한 상태[사이드 멤버 이너 패널(100)에 먼저 충격 하중이 입력되는 제3 충격 입력 조건]에서 충돌시킨바, 스폿 파단의 발생수는 제로는 아니었지만, 비교예 1의 프론트 사이드 멤버 F1에 대하여 제3 충격 입력 조건 하에서 충격 하중을 입력한 경우와 비교하여, 스폿 파단의 발생수를 크게 저감시킬 수 있고, 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량도 향상시킬 수 있었다.

이와 같이, 제1 조인트 플레이트(300) 및 제2 조인트 플레이트(400)를 구비하는, 발명예 1의 프론트 사이드 멤버 F2의 경우, 사이드 멤버 이너 패널(100)에 대하여 먼저 충격 하중이 입력되는 제3 충격 입력 조건 하에서도, 스폿 파단의 발생을 억제할 수 있고, 그 결과, 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량의 저하를 억제할 수 있는 것이 확인되었다.

이와 같은 해석 결과가 얻어진 이유는, 발명예 1의 프론트 사이드 멤버 F2에서는, 제1 조인트 플레이트(300)가, 제1 플랜지(140)와 제1 플랜지 접합부(210)의 경계선을 덮도록 제1 벽부(120) 및 중앙 접합부(230)에 접합되고, 또한 제2 조인트 플레이트(400)가, 제2 플랜지(150)와 제2 플랜지 접합부(220)의 경계선을 덮도록 제2 벽부(130) 및 중앙 접합부(230)에 접합되어 있으므로, 사이드 멤버 이너 패널(100)에 대하여 먼저 축 압괴 변형을 수반하는 충격 하중이 입력되어도, 플랜지 경계면(BS10 및 BS40)에 작용하는 전단력을 저감시킬 수 있기 때문이라고 생각된다.

도 24의 (e)의 해석 조건에서는, 발명예 2의 프론트 사이드 멤버 F3에 대하여 강체(800)를 제3 충격 입력 조건에서 충돌시켰지만, 스폿 파단은 발생하지 않았다. 도 24의 (f)에 도시하는 해석 조건에서는, 발명예 3의 프론트 사이드 멤버 F4에 대하여 강체(800)를 제3 충격 입력 조건에서 충돌시켰지만, 스폿 파단은 발생하지 않았다.

이와 같이, 발명예 2의 프론트 사이드 멤버 F3 및 발명예 3의 프론트 사이드 멤버 F4에서는, 사이드 멤버 이너 패널(100)에 대하여 먼저 충격 하중이 입력되는 제3 충격 입력 조건 하에서도, 스폿 파단은 발생하지 않고, 발명예 1의 프론트 사이드 멤버 F2와 비교하여, 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량을 향상시킬 수 있는 것이 확인되었다.

이상과 같이, 발명예 1 내지 3의 프론트 사이드 멤버 F2 내지 F4에 의하면, 충격 하중의 입력 조건에 관계없이, 스폿 파단의 발생을 억제할 수 있고, 축 압괴 변형에 대한 충격 에너지 흡수량의 저하를 억제할 수 있다.

이상, 본 발명의 제1 내지 제4 실시 형태, 변형예 및 실시예에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이들에만 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태 및 변형예는 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 상기 실시 형태나 변형예는 발명의 범위나 요지에 포함되면 마찬가지로, 청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.

예를 들어, 상기 제1 실시 형태에서는, 제1 조인트 플레이트(30)가 사이드 실 아우터 패널(10)의 제1 벽부(12) 및 사이드 실 이너 패널(20)의 제1 벽부(22)에 스폿 용접되고, 제2 조인트 플레이트(40)가 사이드 실 아우터 패널(10)의 제2 벽부(13) 및 사이드 실 이너 패널(20)의 제2 벽부(23)에 스폿 용접된 구조를 갖는 사이드 실(1)을 예시했다.

이에 대해, 제1 조인트 플레이트(30)가 사이드 실 아우터 패널(10)의 제1 벽부(12) 및 사이드 실 이너 패널(20)의 제1 벽부(22)에 스폿 용접되고, 제2 조인트 플레이트(40)가 사이드 실 아우터 패널(10)의 제2 벽부(13) 및 사이드 실 이너 패널(20)의 제2 벽부(23)에 연속 용접된 구조를 채용해도 된다. 즉, 제1 조인트 플레이트(30)의 접합 구조에 대해서는 제1 실시 형태에서 설명한 접합 구조(스폿 용접에 의한 접합 구조)를 채용하고, 제2 조인트 플레이트(40)의 접합 구조에 대해서는 제2 실시 형태에서 설명한 접합 구조(연속 용접에 의한 접합 구조)를 채용해도 된다.

또한, 예를 들어 상기 제3 실시 형태에서는, 제1 조인트 플레이트(300)가 사이드 멤버 이너 패널(100)의 제1 벽부(120) 및 클로징 플레이트(200)의 중앙 접합부(230)에 스폿 용접되고, 제2 조인트 플레이트(400)가 사이드 멤버 이너 패널(100)의 제2 벽부(130) 및 클로징 플레이트(200)의 중앙 접합부(230)에 스폿 용접된 구조를 갖는 프론트 사이드 멤버(3)를 예시했다.

이에 대해, 제1 조인트 플레이트(300)가 사이드 멤버 이너 패널(100)의 제1 벽부(120) 및 클로징 플레이트(200)의 중앙 접합부(230)에 스폿 용접되고, 제2 조인트 플레이트(400)가 사이드 멤버 이너 패널(100)의 제2 벽부(130) 및 클로징 플레이트(200)의 중앙 접합부(230)에 연속 용접된 구조를 채용해도 된다. 즉, 제1 조인트 플레이트(300)의 접합 구조에 대해서는 제3 실시 형태에서 설명한 접합 구조(스폿 용접에 의한 접합 구조)를 채용하고, 제2 조인트 플레이트(400)의 접합 구조에 대해서는 제4 실시 형태에서 설명한 접합 구조(연속 용접에 의한 접합 구조)를 채용해도 된다.

또한, 예를 들어 상기 제1 실시 형태에서는 제1 조인트 플레이트(30)가 직사각 형상인 경우를 나타냈다. 그러나, 제1 조인트 플레이트(30)를, 원 형상, 타원 형상 또는 장원 형상으로 해도 된다.

또한, 예를 들어 상기 제1 실시 형태에서는 1매의 제1 조인트 플레이트(30)를 설치하는 경우를 나타냈다. 그러나, 복수의 제1 조인트 플레이트(30)를 설치해도 된다.

또한, 예를 들어 상기 제2 실시 형태에서는, 제2 용융 응고부(M2)의 형상이 직선상인 경우를 나타냈다. 그러나, 제2 용융 응고부(M2)의 형상을 곡선상 또는 파상으로 해도 된다.

또한, 예를 들어 상기 제1 실시 형태에서는, 사이드 실 아우터 패널(10)의 제1 플랜지(14) 및 제2 플랜지(15) 및 사이드 실 이너 패널(20)의 제1 플랜지(24) 및 제2 플랜지(25)가 사이드 실(1)의 폭 방향 외측을 향하는 외향 플랜지인 경우를 나타냈다. 그러나, 예를 들어 제1 플랜지(14 및 24)가, 사이드 실(1)의 폭 방향 내측을 향하는 내향 플랜지라고 해도 된다. 그리고, 이 경우, 제1 조인트 플레이트(30)를, 사이드 실 아우터 패널(10)의 제1 벽부(12)의 외벽면 및 사이드 실 이너 패널(20)의 제1 벽부(22)의 외벽면에 접합하면 된다.

1, 2 : 사이드 실(자동차 부재)
3, 4 : 프론트 사이드 멤버(자동차 부재)
10 : 사이드 실 아우터 패널(제1 부재)
20 : 사이드 실 이너 패널(제2 부재)
30 : 제1 조인트 플레이트(제1 접합판)
40 : 제2 조인트 플레이트(제2 접합판)
11, 21 : 웹
12, 22 : 제1 벽부
13, 23 : 제2 벽부
14, 24 : 제1 플랜지
15, 25 : 제2 플랜지
100 : 사이드 멤버 이너 패널(제1 부재)
200 : 클로징 플레이트(제2 부재)
300 : 제1 조인트 플레이트(제1 접합판)
400 : 제2 조인트 플레이트(제2 접합판)
110 :웹
120 : 제1 벽부
130 : 제2 벽부
140 : 제1 플랜지
150 : 제2 플랜지
210 : 제1 플랜지 접합부
220 : 제2 플랜지 접합부
230 : 중앙 접합부
N1, N10 : 제1 용융 응고부
N2, M2, N20, M20 : 제2 용융 응고부
N3, M3, N30, M30 : 제3 용융 응고부
N4, N40 : 제4 용융 응고부
N5, M5, N50, M50 : 제5 용융 응고부
N6, M6, N60, M60 : 제6 용융 응고부

Claims

일방향으로 길고, 또한 긴 쪽 방향에 수직인 단면이 중공 단면인 자동차 부재이며,
제1 플랜지와, 제2 플랜지와, 상기 제1 플랜지로부터 기립하는 제1 벽부와, 상기 제2 플랜지로부터 기립하는 제2 벽부와, 상기 제1 벽부 및 상기 제2 벽부를 접속하는 웹을 갖는 해트형의 제1 부재와;
상기 제1 플랜지 및 상기 제2 플랜지에 스폿상 접합된 제2 부재와;
상기 제1 벽부의 내벽면 및 상기 제2 부재의 내벽면에 접합된 제1 접합판과;
상기 제2 벽부의 내벽면 및 상기 제2 부재의 내벽면에 접합된 제2 접합판을
구비하고,
상기 제1 플랜지와 상기 제2 부재는, 상기 긴 쪽 방향을 따라 형성된 복수의 제1 용융 응고부를 통해 접합되고;
상기 제1 접합판과 상기 제1 벽부의 내벽면은 제2 용융 응고부를 통해 접합되고;
상기 제1 접합판과 상기 제2 부재의 내벽면은 제3 용융 응고부를 통해 접합되고;
상기 긴 쪽 방향에 있어서 서로 인접하는 2개의 상기 제1 용융 응고부 사이에 있어서의 영역에, 상기 제2 용융 응고부의 적어도 일부와, 상기 제3 용융 응고부의 적어도 일부가 위치하고 있는
것을 특징으로 하는 자동차 부재.
제1항에 있어서, 상기 제2 용융 응고부 및 상기 제3 용융 응고부가 스폿상으로 형성되어 있는
것을 특징으로 하는 자동차 부재.
제2항에 있어서, 상기 긴 쪽 방향에 있어서, 상기 제2 용융 응고부의 위치와, 상기 제3 용융 응고부의 위치가 서로 동일한
것을 특징으로 하는 자동차 부재.
제3항에 있어서, 상기 긴 쪽 방향에 있어서 서로 인접하는 2개의 상기 제1 용융 응고부 사이의 최단 거리를 Lf1이라고 했을 때,
서로 인접하는 2개의 상기 제1 용융 응고부 사이의 중점으로부터 상기 긴 쪽 방향의 한쪽의 측으로 0.8×Lf1/2만큼 이격된 위치와, 상기 중점으로부터 상기 긴 쪽 방향의 다른 쪽의 측으로 0.8×Lf1/2만큼 이격된 위치 사이에 있어서의 영역에, 상기 제2 용융 응고부 및 상기 제3 용융 응고부가 배치되어 있는
것을 특징으로 하는 자동차 부재.
제1항에 있어서, 상기 제2 용융 응고부 및 상기 제3 용융 응고부가 비드상으로 형성되어 있는
것을 특징으로 하는 자동차 부재.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 플랜지와 상기 제2 부재는, 상기 긴 쪽 방향을 따라 형성된 복수의 제4 용융 응고부를 통해 접합되고;
상기 제2 접합판과 상기 제2 벽부의 내벽면은 제5 용융 응고부를 통해 접합되고;
상기 제2 접합판과 상기 제2 부재의 내벽면은 제6 용융 응고부를 통해 접합되고;
상기 긴 쪽 방향에 있어서 서로 인접하는 2개의 상기 제4 용융 응고부 사이에 있어서의 영역에, 상기 제5 용융 응고부의 적어도 일부와, 상기 제6 용융 응고부의 적어도 일부가 위치하고 있는
것을 특징으로 하는 자동차 부재.
제6항에 있어서, 상기 긴 쪽 방향에 있어서, 상기 제5 용융 응고부의 위치와, 상기 제6 용융 응고부의 위치가 서로 동일한
것을 특징으로 하는 자동차 부재.
제7항에 있어서, 상기 긴 쪽 방향에 있어서 서로 인접하는 2개의 상기 제4 용융 응고부 사이의 최단 거리를 Lf2라고 했을 때,
서로 인접하는 2개의 상기 제4 용융 응고부 사이의 중점으로부터 상기 긴 쪽 방향의 한쪽의 측으로 0.8×Lf2/2만큼 이격된 위치와, 상기 중점으로부터 상기 긴 쪽 방향의 다른 쪽의 측으로 0.8×Lf2/2만큼 이격된 위치 사이에 있어서의 영역에, 상기 제5 용융 응고부 및 상기 제6 용융 응고부가 배치되어 있는
것을 특징으로 하는 자동차 부재.
제6항에 있어서, 상기 제5 용융 응고부 및 상기 제6 용융 응고부가 비드상으로 형성되어 있는
것을 특징으로 하는 자동차 부재.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 부재가, 제1 플랜지와, 제2 플랜지와, 상기 제1 플랜지로부터 기립하는 제1 벽부와, 상기 제2 플랜지로부터 기립하는 제2 벽부와, 상기 제1 벽부 및 상기 제2 벽부를 접속하는 웹을 갖는 해트형 부재이고;
상기 제1 부재의 상기 제1 플랜지와 상기 제2 부재의 상기 제1 플랜지가 스폿상 접합됨과 함께, 상기 제1 부재의 상기 제2 플랜지와 상기 제2 부재의 상기 제2 플랜지가 스폿상 접합되고;
상기 제1 부재의 상기 제1 벽부의 폭 WL(㎜)과, 상기 제2 부재의 상기 제1 벽부의 폭 WS(㎜)가 하기의 식 (1)을 만족시키고;
상기 제1 접합판이, 상기 제1 부재의 상기 제1 벽부 및 상기 제2 부재의 상기 제1 벽부에 접합되고;
상기 제2 접합판이, 상기 제1 부재의 상기 제2 벽부 및 상기 제2 부재의 상기 제2 벽부에 접합되어 있는
것을 특징으로 하는 자동차 부재.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 부재가, 상기 긴 방향으로 연장되는 직사각 형상의 평판이며, 또한 상기 제2 부재의 폭 방향을 따라, 제1 플랜지 접합부와, 제2 플랜지 접합부와, 상기 제1 플랜지 접합부 및 상기 제2 플랜지 접합부 사이의 중앙 접합부로 구분되어 있고;
상기 제2 부재의 상기 제1 플랜지 접합부와 상기 제1 부재의 상기 제1 플랜지가 스폿상 접합됨과 함께, 상기 제2 부재의 상기 제2 플랜지 접합부와 상기 제1 부재의 상기 제2 플랜지가 스폿상 접합되고;
상기 제1 접합판이, 단면 L형상의 판재이며, 상기 제1 부재의 상기 제1 벽부 및 상기 제2 부재의 상기 중앙 접합부에 접합되고;
상기 제2 접합판이, 단면 L형상의 판재이며, 상기 제1 부재의 상기 제2 벽부 및 상기 제2 부재의 상기 중앙 접합부에 접합되어 있는
것을 특징으로 하는 자동차 부재.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 접합판 및 상기 제2 접합판이, 상기 자동차 부재의 상기 긴 쪽 방향의 일단부로부터 타단부를 향해 100㎜ 이상 600㎜ 이하의 길이로 연장되어 있는
것을 특징으로 하는 자동차 부재.