KR20210147613A - Body member for vehicle and manufacturing method of the same - Google Patents

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KR20210147613A
KR20210147613A KR1020200065098A KR20200065098A KR20210147613A KR 20210147613 A KR20210147613 A KR 20210147613A KR 1020200065098 A KR1020200065098 A KR 1020200065098A KR 20200065098 A KR20200065098 A KR 20200065098A KR 20210147613 A KR20210147613 A KR 20210147613A
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김현준
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Abstract

The present invention relates to a locally reinforced vehicle body member, of which rigidity is improved through heat treatment after molding, and to a manufacturing method thereof. The locally reinforced vehicle body member according to the present invention is a vehicle body member of a vehicle that forms a structure of the vehicle, of which tensile strength is improved through heat treatment on an area where a cross-section is bent.

Description

국소 강화된 차체 멤버와 그 제조방법{BODY MEMBER FOR VEHICLE AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}BODY MEMBER FOR VEHICLE AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME

본 발명은 성형후 열처리를 통하여 강성이 향상되도록 한 국소 강화된 차체 멤버와 그 제조방법에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a locally strengthened vehicle body member in which rigidity is improved through heat treatment after molding and a method for manufacturing the same.

차량에는 다수의 차체 멤버와 패널들이 서로 접합되어 차체를 형성한다.In a vehicle, a plurality of body members and panels are joined to each other to form a vehicle body.

예컨대, 차량의 측면 충돌시, 탑승자가 보호가 위하여, 차량의 센터 플로워 패널(111)에는 차량의 폭방향으로 시트 크로스 멤버(121)(131)가 설치되고, 상기 시트 크로스 멤버(121)(131)의 단부가 사이드실 인너(112)에 접합된다.For example, in order to protect occupants from a side collision of the vehicle, the seat cross members 121 and 131 are installed on the center floor panel 111 of the vehicle in the width direction of the vehicle, and the seat cross members 121 and 131 are installed on the center floor panel 111 of the vehicle. ) is joined to the side sill inner 112 .

최근에는 차량에 적용되는 강판은 인장강도가 높은 고장력 강판의 적용이 확대되고 있다. 고장력 강판의 적용으로 중량은 감소시키면서, 강성과 강도를 높이고 있다.In recent years, the application of high-tensile steel sheets with high tensile strength to steel sheets applied to vehicles is expanding. The application of high-tensile steel sheet reduces weight while increasing rigidity and strength.

이러한 고장력 강판이 상기 시트 크로스 멤버(121)(131)에 적용되는 경우, 상기 고장력 강판의 성형에 한계가 있어서, 상기 사이드실 인너(112)에 직접 접합되지 못하고, 프런트 시트 레인포스(122)와 같은 별도의 부재를 이용하여 상기 시트 크로스 멤버(121)(131)를 상기 사이드실 인너(112)에 접합되도록 한다.When such a high-tensile steel sheet is applied to the sheet cross members 121 and 131 , there is a limit to the forming of the high-tensile steel sheet, so that it cannot be directly bonded to the side sill inner 112 , and the front sheet reinforcement 122 and The seat cross members 121 and 131 are joined to the side sill inner 112 by using the same separate member.

상기 시트 크로스 멤버(121)(131)가 상기 사이드실 인너(112)와 단절됨으로써, 상기 시트 크로스 멤버(121)(131)와 상기 사이드실 인너(112) 사이에 멤버 단절에 따른 꺾임이 발생한다.As the seat cross members 121 and 131 are cut off from the side sill inner 112 , a bending occurs between the seat cross members 121 and 131 and the side sill inner 112 due to the member disconnection. .

충돌성능 확보를 위하여 980급 강판(인장강도가 980MPa인 강판)을 상기 시트 크로스 멤버(121)(131)로 적용하고 있음에도 불구하고, 측면 충돌시 꺾임이 발생하여, 이를 방지하고자 상기 시트 크로스 멤버(121)(131)에 추가적으로 보강 브라켓(123)(124)(132)을 적용하여(도 3 내지 도 5 참조), 충돌성능에 대응하고 있다.Despite the fact that a 980-class steel plate (a steel plate having a tensile strength of 980 MPa) is applied as the sheet cross members 121 and 131 to secure collision performance, bending occurs during a side collision, and in order to prevent this, the sheet cross member ( In addition to 121 and 131, the reinforcement brackets 123, 124, and 132 are applied (refer to FIGS. 3 to 5) to cope with the collision performance.

그러나, 상기 보강 브라켓(123)(124)(132)의 적용으로 인하여, 중량, 원가, 부품수, 용접점수 등이 증가하는 문제점이 있었다.However, due to the application of the reinforcing brackets 123, 124, and 132, there is a problem in that weight, cost, number of parts, welding points, etc. increase.

또한, 측면 충돌시, 브라켓(123)(124)의 단부에서 꺾임이 발행하였다. 도 5에 도시된 바와 같이, 측면 충돌에 의해 충격력(F)에 전달되면, 상기 프런트 시트 크로스 멤버(121)로 충격력이 전달되면서, 상기 프런트 시트 크로스 멤버(121)이 상기 브라켓(123)(124)의 단부와 만나는 부위(도 5에서 화살표로 표시된 부위)에서 꺾임이 발생하였다.In addition, at the time of a side collision, a bend occurred at the ends of the brackets 123 and 124 . As shown in FIG. 5 , when the impact force F is transmitted by the side impact, the impact force is transmitted to the front seat cross member 121 , and the front seat cross member 121 moves to the brackets 123 and 124 . ), a bend occurred at the site (the area indicated by the arrow in FIG. 5) meeting the end.

KR 10-2013-0031949 A (2013.04.01, 명칭 : 차량의 시트 크로스 멤버)KR 10-2013-0031949 A (2013.04.01, name: vehicle seat cross member)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 가공성이 우수한 강판을 이용하여 성형한 후, 국소 열처리를 통하여 인장강도가 향상되도록 한 국소 강화된 차체 멤버와 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention was invented to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a locally strengthened body member and a method for manufacturing the same, in which tensile strength is improved through local heat treatment after forming using a steel sheet having excellent workability. have.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 국소 강화된 차체 멤버는, 차량의 구조를 형성하는 차량의 차체 멤버에 있어서, 상기 차체 멤버는, 단면이 절곡되는 부위가 열처리되어 인장강도가 향상되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, a locally reinforced body member according to the present invention is a vehicle body member forming a vehicle structure, wherein the body member is heat-treated at a bent cross-section to improve tensile strength. characterized in that

상기 차체 멤버는, 차량의 폭방향의 강성이 향상되도록 상기 차량의 폭방향으로 배치되는 차량의 시트 크로스 멤버인 것을 특징으로 한다.The vehicle body member may be a seat cross member of the vehicle disposed in the width direction of the vehicle to improve rigidity in the width direction of the vehicle.

상기 시트 크로스 멤버에서 서로 인접한 면이 접하는 모서리 또는 상기 모서리에 인접한 부위에 대하여 열처리가 수행되는 것을 특징으로 한다.In the sheet cross member, it is characterized in that the heat treatment is performed on an edge or a portion adjacent to the edge where the adjacent surfaces are in contact with each other.

상기 시트 크로스 멤버의 단면은, 상부면과, 상기 상부면의 양단으로부터 각각 하방으로 연장되는 연장부와, 상기 연장부의 하단으로부터 수평방향으로 연장되는 패널접합부을 포함하고, 상기 상부면과 상기 연장부가 접하는 부위와 상기 연장부와 상기 패널접합부가 접하는 부위가 열처리되는 것을 특징으로 한다.A cross-section of the sheet cross member includes an upper surface, extension portions extending downward from both ends of the upper surface, respectively, and a panel joint portion extending in a horizontal direction from a lower end of the extension portion, wherein the upper surface and the extension portion are in contact It is characterized in that the portion in contact with the extension portion and the panel joint portion is heat-treated.

상기 시트 크로스 멤버에서 상기 연장부와 상기 상부면의 단부에 사이드실 인너에 접합되는 사이드실 접합부가 형성되고, 상기 상부면 및 상기 연장부가 각각 상기 사이드실 접합부와 연결되는 부위가 열처리되는 것을 특징으로 한다.In the seat cross member, side sill junctions joined to the side sill inner are formed at the ends of the extended part and the upper surface, and portions where the upper surface and the extended part are connected to the side sill junctions are heat-treated, respectively. do.

상기 사이드실 접합부는, 상기 시트 크로스 멤버의 상부면으로부터 연장되어 상기 사이드실 인너의 상면에 접합되는 사이드실 상면 접합부와, 상기 시트 크로스 멤버의 연장부로부터 연장되어 상기 사이드실 인너의 내측면에 접합되는 사이드실 내측면 접합부로 형성되는 것을 특징으로 한다.The side sill joint portion may include a side sill upper surface joint portion extending from an upper surface of the seat cross member and joined to the upper surface of the side sill inner, and a side sill upper surface joint portion extending from the extension portion of the seat cross member and joined to the inner surface of the side sill inner It is characterized in that it is formed as a side sill inner surface joint part.

상기 시트 크로스 멤버는, 상기 차량의 폭방향으로 배치되고, 상기 차량의 센터 플로워 패널과 사이드실 인너에 접합되는 프런트 시트 크로스 멤버와, 상기 프런트 시트 크로스 멤버의 후방에 배치되고, 상기 차량의 센터 플로워 패널과 사이드실 인너에 접합되는 리어 시트 크로스 멤버인 것을 특징으로 한다.The seat cross member is disposed in a width direction of the vehicle, a front seat cross member joined to a center follower panel and a side sill inner of the vehicle, and a front seat cross member disposed behind the front seat cross member, the center follower of the vehicle It is characterized in that it is a rear seat cross member joined to the panel and the inner side sill.

상기 차체 멤버에 대한 열처리시 유도가열에 의해 승온되는 것을 특징으로 한다.When the body member is heat-treated, the temperature is increased by induction heating.

한편, 본 발명에 따른 국소 강화된 차체 멤버의 제조방법은, 미리 결정된 형상으로 차체 멤버를 성형하는 성형 단계와, 성형이 완료된 상기 차체 멤버에서 미리 정해진 부위를 국소 열처리하여 상기 차체 멤버의 인장강도를 향상시키는 열처리 단계를 포함하고, 상기 열처리 단계는, 상기 차체 멤버에서 단면이 절곡되는 부위를 열처리하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, in a method for manufacturing a locally reinforced vehicle body member according to the present invention, a forming step of forming the vehicle body member into a predetermined shape, and local heat treatment of a predetermined portion of the vehicle body member on which the molding is completed, are performed to increase the tensile strength of the vehicle body member and a heat treatment step for improving the heat treatment step, wherein a portion of the vehicle body member in which a cross section is bent is heat treated.

상기 차체 멤버는, 차량의 폭방향의 강성이 향상되도록 상기 차량의 폭방향으로 배치되는 차량의 시트 크로스 멤버인 것을 특징으로 한다.The vehicle body member may be a seat cross member of the vehicle disposed in the width direction of the vehicle to improve rigidity in the width direction of the vehicle.

상기 열처리 단계는, 상기 시트 크로스 멤버에서 모서리 또는 상기 모서리에 인접한 부위를 열처리하는 것을 특징으로 한다.In the heat treatment step, the edge of the sheet cross member or a portion adjacent to the edge is characterized in that the heat treatment.

상기 열처리 단계는, 상기 시트 크로스 멤버의 상부면과 상기 시트 크로스 멤버의 연장부 사이는 상기 시트 크로스 멤버의 길이방향을 따라 열처리 되고, 상기 시트 크로스 멤버의 연장부와 상기 시트 크로스 멤버의 패널접합부 사이는 상기 시트 크로스 멤버의 길이방향을 따라 열처리 되며, 상기 시트 크로스 멤버의 사이드실 접합부는 상기 시트 크로스 멤버의 둘레를 따라 열처리 되는 것을 특징으로 한다.In the heat treatment step, a heat treatment is performed between the upper surface of the sheet cross member and the extension portion of the sheet cross member in the longitudinal direction of the sheet cross member, and between the extension portion of the sheet cross member and the panel joint portion of the sheet cross member is heat-treated along the longitudinal direction of the sheet cross member, and the side seal joint portion of the sheet cross member is heat-treated along the circumference of the sheet cross member.

상기 열처리 단계는 유도가열을 통하여 상기 차체 멤버를 국소 가열하는 것을 특징으로 한다.The heat treatment step may include locally heating the vehicle body member through induction heating.

상기 열처리 단계는, 상기 차체 멤버를 950℃ 내지 1050℃로 8초 내지 10도 동안 가열한 후, 급속냉각하여 열처리하는 것을 특징으로 한다.The heat treatment step may include heating the vehicle body member at 950° C. to 1050° C. for 8 seconds to 10° C., followed by rapid cooling and heat treatment.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 국소 강화된 차체 멤버와 그 제조방법에 따르면, 성형이 용이한 강판으로 시트 크로스 멤버와 같은 차체 멤버를 성형한 후, 국소 열처리를 통하여 상급의 고장력 강판으로 성형된 차체 멤버 이상의 강성과 강도를 가짐으로써, 고장력 강판의 적용시 문제점이던 성형성 결여를 해결할 수 있다.According to the locally strengthened body member of the present invention having the above configuration and the method for manufacturing the same, the body member such as a sheet cross member is formed from a steel sheet that is easy to form, and then formed into a high-grade high-tensile steel sheet through local heat treatment. By having the rigidity and strength greater than that of the body member, it is possible to solve the lack of formability, which is a problem in the application of the high-tensile steel sheet.

이를 통하여, 시트 크로스 멤버와 사이드실 인너 사이에 멤버가 서로 단절되어 꺾임이 발생하는 현상을 줄일 수 있어서, 측면 충돌에 대한 강성 및 강도가 증가한다.Through this, it is possible to reduce a phenomenon in which the members are cut off from each other between the seat cross member and the side sill inner and the bending occurs, thereby increasing the rigidity and strength against a side collision.

또한, 측면 충돌시 꺾임 방지를 위하여 적용되던 보강 브라켓을 삭제할 수 있어서, 중량, 원가를 감소시켜 생산성이 향상된다.In addition, the reinforcing bracket applied to prevent bending in the event of a side collision can be deleted, thereby reducing weight and cost, thereby improving productivity.

도 1은 종래기술에 따른 시트 크로스 멤버가 센터 플로워 패널과 사이드실에 접합된 상태를 도시한 사시도.
도 2는 종래기술에 따른 시트 크로스 멤버가 센터 플로워 패널과 사이드실에 접합되는 부위를 도시한 확대사시도 및 단면도.
도 3은 종래기술에 따른 프런트 시트 크로스 멤버에 프런트 시트 레인포트와 브라켓이 조립되는 상태를 도시한 개략도.
도 4는 종래기술에 따른 리어 시트 크로스 멤버에 브라켓이 조립되는 상태를 도시한 개략도.
도 5는 종래기술에 따른 시트 크로스 멤버가 조립된 후, 측면 충돌이 발생하는 상태를 도시한 개략도.
도 6은 본 발명에 따른 시트 크로스 멤버가 센터 플로워 패널과 사이드실에 접합된 상태를 도시한 사시도.
도 7은 본 발명의 프런트 시트 크로스 멤버에 열처리 적용 부위를 도시한 사시도.
도 8은 본 발명의 리어 시트 크로스 멤버에 열처리 적용 부위를 도시한 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 시트 크로스 멤버에 열처리 적용 부위를 도시한 단면도.
도 10은 본 발명에 따른 시트 크로스 멤버에 대한 측면 충돌 시험의 결과를 종래 기술과 비교한 도면.
도 11은 본 발명에 따른 차량의 시트 크로스 멤버의 제조방법을 도시한 순서도.1 is a perspective view showing a state in which a seat cross member according to the prior art is joined to a center follower panel and a side sill;
2 is an enlarged perspective view and a cross-sectional view illustrating a portion in which a seat cross member according to the prior art is joined to a center follower panel and a side sill;
3 is a schematic view showing a state in which the front seat rainport and the bracket are assembled to the front seat cross member according to the prior art.
Figure 4 is a schematic view showing a state in which the bracket is assembled to the rear seat cross member according to the prior art.
5 is a schematic view showing a state in which a side collision occurs after the seat cross member according to the prior art is assembled.
6 is a perspective view showing a state in which the seat cross member according to the present invention is joined to the center follower panel and the side sill.
Figure 7 is a perspective view showing a heat treatment area applied to the front seat cross member of the present invention.
8 is a perspective view showing a heat treatment applied portion to the rear seat cross member of the present invention.
9 is a cross-sectional view showing a heat treatment application site to the seat cross member according to the present invention.
10 is a view comparing the results of the side impact test on the seat cross member according to the present invention with the prior art.
11 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a seat cross member of a vehicle according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 국소 강화된 차체 멤버와 그 제조방법에 대하여 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a locally reinforced body member and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 차량의 차체 멤버는 최종 완성된 상기 차체 멤버의 성형이 완료된 상태에서, 상기 차체 멤버를 열처리하여 상기 차체 멤버의 인장강도가 향상되도록 한다. 상기 차량의 차체가 구조적으로 강성을 갖도록 상기 차체는 강판을 가공하여, 단면이 정해진 형상을 갖는 차체 멤버를 제조하고, 이를 패널 또는 다른 차체 멤버와 접합하여 차체를 완성하는데, 상기 차체 멤버의 성형성 향상과 강성 및 강도 향상을 위하여, 성형 후, 열처리를 하도록 한다.In the vehicle body member according to the present invention, the tensile strength of the vehicle body member is improved by heat-treating the body member in a state where the final molding of the body member is completed. The body of the vehicle processes a steel plate so that the body of the vehicle is structurally rigid, manufactures a body member having a predetermined cross-section, and joins the body member with a panel or other body member to complete the body, wherein the formability of the body member For improvement and improvement of rigidity and strength, heat treatment is performed after molding.

강판은 인장강도가 높아지면, 성형이 불리해지므로, 성형시에는 목표인장강도, 즉 차량의 구조로 적용되었을 때 요구되는 인장강도보다 낮은 인장강도를 갖는 재질의 금속판재를 이용하여 상기 차체 멤버를 성형한 후, 성형이 완료된 상태에서 후공정으로 열처리를 하여, 최종적으로 상기 차체 멤버가 목표인장강도 이상의 인장강도를 갖도록 한다.When the tensile strength of the steel sheet increases, forming becomes disadvantageous. Therefore, during forming, the body member is formed by using a metal sheet material having a lower tensile strength than the target tensile strength, that is, a tensile strength required when applied to a vehicle structure. After forming, heat treatment is performed in a post-process in a state where the forming is completed, so that the vehicle body member has a tensile strength greater than or equal to a target tensile strength.

예컨대, 980MPa급 강판으로 차체 멤버가 적용되어야 하는 경우, 먼저 인장강도가 590MPa급인 강판으로 상기 차체 멤버를 성형한 후, 이를 열처리하여 최종적으로 상기 차체 멤버가 980MPa 이상의 인장강도를 갖도록 한다.For example, when a body member is to be applied with a 980 MPa class steel sheet, the body member is first formed with a 590 MPa class steel sheet, and then heat-treated so that the body member has a tensile strength of 980 MPa or more.

특히, 열처리시, 상기 차체 멤버를 전체적으로 열처리하는 것이 아니라, 국소 부위를 열처리하도록 한다. 국소 열처리되는 부위는 상기 차체 멤버의 목표인장강도보다 높은 인장강도를 갖도록 하여, 상기 차체 멤버가 전체적으로 상기 목표인장강도 이상의 인장강도가 되도록 한다. 590MPa급 강판으로 상기 차체 멤버를 성형하여, 국소 부위를 열처리하면, 열처리된 부위는 1,500급 인장강도를 갖고, 이에 따라 상기 차체 멤버의 인장강도가 상기 목표인장강도인 980MPa급 이상이 되도록 한다.In particular, during the heat treatment, the body member is not heat-treated as a whole, but a local area is heat-treated. The portion to be locally heat treated has a tensile strength higher than the target tensile strength of the body member, so that the body member as a whole has a tensile strength greater than or equal to the target tensile strength. When the body member is formed from a 590 MPa class steel sheet and a local area is heat-treated, the heat-treated area has a tensile strength of 1,500 class, so that the tensile strength of the body member is higher than the target tensile strength of 980 MPa class.

이하에서는 상기 차체 멤버가 차량의 폭방향의 강성이 향상되도록 상기 차량의 폭방향으로 배치되는 차량의 시트 크로스 멤버(21)(31)인 경우를 예로 하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a case in which the vehicle body member is the seat cross member 21 and 31 of a vehicle disposed in the width direction of the vehicle to improve rigidity in the width direction of the vehicle will be described as an example.

먼저, 상기 시트 크로스 멤버(21)(31)를 성형하는 과정에 살펴보면, 소성가공을 통하여 평판형태의 금속판재, 예컨대 강판을 미리 정해진 형상의 시트 크로스 멤버(21)(31)로 성형한다(S110).First, looking at the process of forming the sheet cross members 21 and 31, a flat metal plate, for example, a steel plate, is formed into sheet cross members 21 and 31 having a predetermined shape through plastic processing (S110). ).

상기 시트 크로스 멤버(21)(31)를 성형하는 과정에서는 낮은 인장강도를 갖는 강판을 이용하기 때문에, 고장력 강판에 비하여 성형성이 좋아 자유로운 성형이 가능하여, 원하는 형상으로 성형이 가능하다.In the process of forming the sheet cross members 21 and 31, since a steel sheet having a low tensile strength is used, it has good formability compared to a high tensile strength steel sheet, and thus free forming is possible, and forming into a desired shape is possible.

따라서, 종래기술에서는 시트 크로스 멤버(121)(131)와 프런트 시트 레인포스(122)를 별도로 제작하였으나, 본 발명에서는 목표인장강도보다 낮은 인장강도를 갖는 강판으로 상기 시트 크로스 멤버(21)(31)를 성형하기 때문에, 프런트 시트 레인포스(122)를 별도로 제작하지 않고, 이를 시트 크로스 멤버(21)(31)의 일부로 성형되도록 한다.Therefore, in the prior art, the sheet cross members 121 and 131 and the front seat reinforcement 122 were separately manufactured, but in the present invention, the sheet cross members 21 and 31 are made of a steel plate having a tensile strength lower than the target tensile strength. ), the front seat reinforcement 122 is not separately manufactured, and it is molded as a part of the seat cross members 21 and 31 .

예컨대, 상기 시트 크로스 멤버(21)(31) 중에서, 전방에 위치하는 시트 크로스 멤버(21)인 프런트 시트 크로스 멤버(21)의 형상을 보면, 상부면(21a)과 상기 상부면(21a)의 양단으로부터 하방으로 연장되는 연장부(21b)에 의해 단면이 하부가 개방된 형태로 형성되고, 상기 연장부(21b)의 하단에서 수평방향으로 연장되어 센터 플로워 패널(11)에 접합되는 패널접합부(21c)로 형성된다. 또한, 상기 프런트 시트 크로스 멤버(21)는 그 단부, 특히 상기 차량의 폭방향의 외측을 향하는 단부가 상기 사이드실 인너(12)와 접합을 위해 사이드실 접합부(21d)(21e)가 형성되는데, 상기 사이드실 접합부(21d)(21e)가 상기 프런트 시트 크로스 멤버(21)의 일부로 형성되면서, 별도의 프런트 시트 레인포스(122)가 불필요해진다. 특히, 상기 사이드실 접합부(21d)(21e)는 상기 프런트 시트 크로스 멤버(21)의 상부면(21a)으로부터 연장되어 상기 사이드실 인너(12)의 상면에 접합되는 사이드실 상면 접합부(21d)와, 상기 프런트 시트 크로스 멤버(21)의 연장부(21b)로부터 연장되어 상기 사이드실 인너(12)의 내측면에 접합되는 사이드실 내측면 접합부(21e)로 형성된다.For example, among the seat cross members 21 and 31 , looking at the shape of the front seat cross member 21 , which is the seat cross member 21 positioned at the front, the upper surface 21a and the upper surface 21a are A panel junction part ( 21c) is formed. In addition, in the front seat cross member 21, side sill joining portions 21d and 21e are formed so that an end thereof, particularly an end facing outward in the width direction of the vehicle, is joined to the side sill inner 12, As the side sill joint portions 21d and 21e are formed as a part of the front seat cross member 21 , a separate front seat reinforcement 122 becomes unnecessary. In particular, the side sill joint portions 21d and 21e extend from the upper surface 21a of the front seat cross member 21 and are joined to the upper surface of the side sill inner 12 with the side sill upper surface joint 21d; , a side sill inner surface joining portion 21e extending from the extended portion 21b of the front seat cross member 21 and joined to the inner surface of the side sill inner 12 .

한편, 상기 시트 크로스 멤버(21)(31) 중에서 상기 프런트 시트 크로스 멤버(21)의 후방에 위치하는 리어 시트 크로스 멤버(31)도 상기 프런트 시트 크로스 멤버(21)와 유사하게, 상부면(31a), 연장부(31b), 패널접합부(31c), 사이드실 상면 접합부(31d) 및 사이드실 내측면 접합부(31e)를 갖도록 형성된다.Meanwhile, among the seat cross members 21 and 31 , the rear seat cross member 31 positioned at the rear of the front seat cross member 21 also has an upper surface 31a similar to the front seat cross member 21 . ), an extension part 31b, a panel joint part 31c, a side sill upper surface joint part 31d, and a side sill inner surface joint part 31e.

상기 프런트 시트 크로스 멤버(21)와 상기 리어 시트 크로스 멤버(31)는 완성된 시트 크로스 멤버(21)(31) 보다 낮은 인장강도의 강판으로 형성되기 때문에, 원하는 형상으로 자유롭게 성형할 수 있다.Since the front seat cross member 21 and the rear seat cross member 31 are formed of steel plates having a lower tensile strength than the finished seat cross members 21 and 31, they can be freely formed into a desired shape.

이와 같이, 성형이 완료된 시트 크로스 멤버(21)(31)는 열처리를 통하여 상기 시트 크로스 멤버(21)(31)의 인장강도가 목표인장강도와 동등한 수준 또는 그 이상이 되도록 한다(S120).As such, the formed sheet cross members 21 and 31 are heat-treated so that the tensile strength of the sheet cross members 21 and 31 is equal to or higher than the target tensile strength (S120).

여기서, 열처리시 상기 시트 크로스 멤버(21)(31) 전체를 가열하지 않고, 국소 부위를 가열하여 열처리한다.Here, during the heat treatment, the entire sheet cross members 21 and 31 are not heated, but a local area is heated for heat treatment.

피열처리 부위를 가열하는 방법으로서, 유도 가열이 적용될 수 있다. 유도 가열은 피가열 재료에 대하여 전극에서 전자 유도에 의해 에너지를 전달하고, 재료 자체가 전기 에너지를 열 에너지로 변환하여 피가열 재료를 가열하는 것으로서, 강판과 같은 도체에 적용할 수 있으며, 가열시 주파수는 수백 ㎑까지 쓰이며, 금속 표면 담금질 등에 적합한 가열방식이다.As a method of heating the portion to be heat treated, induction heating may be applied. Induction heating transfers energy to the material to be heated by electromagnetic induction from the electrode, and the material itself converts electrical energy into thermal energy to heat the material to be heated. The frequency is used up to several hundred kHz, and it is a heating method suitable for metal surface quenching.

상기 유도 가열을 통하여 상기 시트 크로스 멤버(21)(31)는 전체가 아니라 강도 향상이 필요한 국소 부위만 가열하도록 한다. 또한, 상기 유도 가열을 통하여, 상기 시트 크로스 멤버(21)(31)를 신속하게 가열시킬 수 있다.Through the induction heating, the sheet cross members 21 and 31 are heated only in a local area that needs to be improved in strength, not the whole. In addition, through the induction heating, it is possible to quickly heat the sheet cross members 21 and 31 .

상기 차량에서 상기 시트 크로스 멤버(21)(31)는 차량의 폭방향으로 배치되고, 이 중에서 전방에 위치하는 시트 크로스 멤버(21)가 프런트 시트 크로스 멤버(21)가 되고, 그 후방에 위치하는 시트 크로스 멤버(31)가 리어 시트 크로스 멤버(31)가 된다.In the vehicle, the seat cross members 21 and 31 are arranged in the width direction of the vehicle, and among them, the front seat cross member 21 becomes the front seat cross member 21, and the seat cross member 21 is located at the rear. The seat cross member 31 becomes the rear seat cross member 31 .

상기 프런트 시트 크로스 멤버(21)에서 유도 가열에 의해 가열되는 부위는 단면이 라운드 형태로 절곡되는 부위, 예컨대 모서리 또는 상기 모서리에 인접한 부위가 가열되도록 한다.A portion of the front seat cross member 21 heated by induction heating is heated such that a portion whose cross section is bent in a round shape, for example, a corner or a portion adjacent to the corner is heated.

상기 프런트 시트 크로스 멤버(21)에서 모서리에 해당하는 상기 상부면(21a)과 상기 연장부(21b)가 접하는 부위, 상기 연장부(21b)와 상기 패널접합부(21c)가 접하는 부위를 유도 가열로 열처리한다. 상기 상부면(21a)과 상기 연장부(21b)가 접하는 부위, 상기 연장부(21b)와 상기 패널접합부(21c)가 접하는 부위는 실제로는 라운드 형상으로 형성되는데, 이 부위를 상기 프런트 시트 크로스 멤버(21)의 길이방향을 따라 열처리 한다. 그리고, 상기 상부면(21a)과 상기 사이드실 상면 접합부(21d)가 만나는 부위, 상기 연장부(21b)와 상기 사이드실 내측면 접합부(21e)가 만나는 부위도 유도 가열에 의해 가열된 후 열처리된다. 상기 사이드실 접합부(21)와 인접한 가열부위는 상기 프런트 시트 크로스 멤버(21)의 둘레를 따라 형성된다.In the front seat cross member 21, a portion where the upper surface 21a, which corresponds to a corner, and the extension portion 21b contact each other, and a portion where the extension portion 21b and the panel joint portion 21c contact each other are heated by induction heating. heat treatment A portion where the upper surface 21a and the extension portion 21b contact each other and a portion where the extension portion 21b and the panel joint portion 21c contact each other are actually formed in a round shape. Heat treatment along the longitudinal direction of (21). Also, a portion where the upper surface 21a and the side sill upper surface joint portion 21d meet and a portion where the extended portion 21b and the side sill inner surface joint portion 21e meet are also heated by induction heating and then heat treated. . The heating portion adjacent to the side sill joint 21 is formed along the circumference of the front seat cross member 21 .

상기 유도 가열에 의해 열처리되는 부위는 도 7에서는 해칭으로 표시되어 있고, 도 9에서는 'H'로 도시되어 있다.The portion to be heat-treated by the induction heating is indicated by hatching in FIG. 7 , and indicated by 'H' in FIG. 9 .

또한, 상기 상부면(21a) 및 상기 연장부(21b)가 각각 상기 사이드실 상면 접합부(21d) 및 상기 사이드실 내측면 접합부(21e)와 연결되는 부위도 유도 가열에 의해 열처리된다.In addition, a portion where the upper surface 21a and the extended portion 21b are connected to the side sill upper surface joint portion 21d and the side sill inner surface joint portion 21e, respectively, are heat treated by induction heating.

한편, 상기 리어 시트 크로스 멤버(31)에서도 상기 상부면(31a)과 상기 연장부(31b)가 접하는 부위, 상기 연장부(31b)와 상기 패널접합부(31c)가 접하는 부위가 유도 가열로 가열되어 열처리된다. 그리고, 상기 상부면(31a)과 상기 사이드실 접합부(31d)가 만나는 부위, 상기 연장부(31b)와 상기 사이드실 접합부(31d)가 만나는 부위도 유도 가열로 가열되어 열처리 된다. 이는 도 8에 해칭으로 도시되어 있다.On the other hand, also in the rear seat cross member 31, the portion where the upper surface 31a and the extension part 31b come into contact and the portion where the extension part 31b and the panel joint part 31c come into contact are heated by induction heating. heat-treated Also, a portion where the upper surface 31a and the side sill junction portion 31d meet and a portion where the extended portion 31b and the side sill junction portion 31d meet are also heated by induction heating and heat-treated. This is shown with hatching in FIG. 8 .

상기 열처리 조건은 950℃ 내지 1050℃로 8초 내지 10도 동안 가열한 후, 급속냉각하여 열처리한다. 바람직하게는 1000℃로 9도 동안 가열한 후, 8초 동안 급속냉각을 통하여 열처리한다.The heat treatment conditions include heating at 950° C. to 1050° C. for 8 seconds to 10° C., followed by rapid cooling to heat treatment. Preferably, after heating to 1000° C. for 9 degrees, heat treatment is performed through rapid cooling for 8 seconds.

상기 시트 크로스 멤버(21)(31)를 냉각성형 등에 의해 상기 1차로 성형한 후, 상기 시트 크로스 멤버(21)(31)를 작업 다이의 내부로 로딩하고, 지그로 상기 시트 크로스 멤버(21)(31)를 클램핑한 상태에서, 앞서 살펴본 조건으로 유도가열한다. 이후, 냉각수를 이용하여 상기 유도가열된 부위를 급속냉각한 후, 상기 지그를 언클램핑하고 상기 시트 크로스 멤버(21)(31)를 언로딩한다. 이후 트림이나 치수교정을 통하여, 상기 시트 크로스 멤버(21)(31)를 최종적으로 완성한다.After the sheet cross members 21 and 31 are primarily formed by cooling molding, etc., the sheet cross members 21 and 31 are loaded into the working die, and the sheet cross member 21 is used with a jig. In the state where (31) is clamped, induction heating is carried out under the conditions discussed above. Thereafter, the induction heated portion is rapidly cooled using cooling water, the jig is unclamped, and the seat cross members 21 and 31 are unloaded. Thereafter, the sheet cross members 21 and 31 are finally completed through trimming or dimension correction.

본 발명에서 차량의 시트 크로스 멤버는 앞서 살펴본 바와 같이, 원하는 형태로 성형을 한 후, 후공정으로 열처리를 하여 인장강도가 향상된 다음, 상기 센터 플로워 패널(11)과 상기 사이드실 인너(12)에 접합된다.In the present invention, as described above, the seat cross member of the vehicle is molded into a desired shape and then heat-treated in a post-process to improve tensile strength, and then to the center follower panel 11 and the side sill inner 12. are joined

상기 시트 크로스 멤버(21)(31)는 미리 정해진 위치에 안착된 상태에서, 용접 등을 통하여 상기 패널접합부(21c)(31c)는 상기 센터 플로워 패널(11)과 접합되고, 상기 사이드실 상면 접합부(21d)(31d)와 상기 사이드실 내측면 접합부(21e)(31e)는 상기 사이드실 인너(12)에 접합된다.In a state in which the seat cross members 21 and 31 are seated at a predetermined position, the panel joint portions 21c and 31c are joined to the center follower panel 11 through welding or the like, and the side sill upper surface joint portion (21d) (31d) and the side sill inner surface joining portions (21e, 31e) are joined to the side sill inner (12).

상기 차량에서 상기 시트 크로스 멤버(21)(31)는 차량의 폭방향으로 배치되고, 이 중에서 전방에 위치하는 시트 크로스 멤버(21)가 프런트 시트 크로스 멤버(21)가 되고, 그 후방에 위치하는 시트 크로스 멤버(31)가 리어 시트 크로스 멤버(31)가 된다.In the vehicle, the seat cross members 21 and 31 are arranged in the width direction of the vehicle, and among them, the front seat cross member 21 becomes the front seat cross member 21, and the seat cross member 21 is located at the rear. The seat cross member 31 becomes the rear seat cross member 31 .

상기 시트 크로스 멤버(21)(31)는 상기 사이드실 상면 접합부(21d)(31d) 및 사이드실 내측면 접합부(21e)(31e)를 통하여 단절없이 상기 사이드실 인너(12)에 접합됨으로써, 고장력 강판이 갖는 성형성 부족의 문제를 해결함과 동시에, 고장력 강판의 적용시와 동등 이상의 강성 및 강도를 확보할 수 있다.The seat cross members 21 and 31 are joined to the side sill inner 12 without interruption through the side sill upper surface joint portions 21d and 31d and the side sill inner surface joint portions 21e and 31e, so that high tensile strength is achieved. While solving the problem of insufficient formability of the steel sheet, it is possible to secure rigidity and strength equal to or greater than that in the case of application of a high-tensile steel sheet.

도 10에는 본 발명에 따른 차량의 시트 크로스 멤버가 적용된 차체 구조에 대한 충돌시험의 결과가 도시되어 있다.10 shows a result of a crash test for a body structure to which a seat cross member of a vehicle according to the present invention is applied.

차량의 측면충돌시, 충돌에 의한 충격력(F)에 의해 센터 필라(13)의 변형이 도시되어 있는데, 상기 프런트 시트 크로스 멤버(21)와 상기 리어 시트 크로스 멤버(31)가 부재의 단절없이 상기 사이드실 인너(12)에 접합됨으로써, 상기 시트 크로스 멤버(21)(31)와 상기 센터 필라(13) 사이의 연결성이 개선되고, 이로 인하여 그 사이의 강도가 향상됨을 알 수 있다.In the case of a side collision of a vehicle, deformation of the center pillar 13 is shown due to the impact force F due to the collision. It can be seen that by bonding to the side sill inner 12, the connectivity between the seat cross members 21 and 31 and the center pillar 13 is improved, and thus the strength therebetween is improved.

즉, 시트 크로스 멤버와 사이드실 인너 사이에 단절구간이 있는 종래기술에 비하여, 본 발명에 따르면, 동일한 충격력에 대하여 상기 센터 필라(13)가 밀림 정도가 도 8의 S만큼 감소함을 알 수 있다.That is, it can be seen that the degree of pushing of the center pillar 13 is reduced by S in FIG. .

이와 같이, 밀림 정도가 감소함에 따라 측면 충돌시 생존공간이 증가하여 탑승자의 안전성이 향상된다.As described above, as the degree of pushing is reduced, the survival space in the event of a side collision is increased, and thus the safety of the occupant is improved.

또한, 종래에는 강성 및 강도를 보강하기 위하여, 복수의 보강 브라켓들이 추가로 적용되었으나, 본 발명에 따르면 이러한 보강 브라켓들이 삭제됨에 따라 부품수의 감소, 경량화가 가능해진다.In addition, in the prior art, a plurality of reinforcing brackets were additionally applied to reinforce rigidity and strength, but according to the present invention, as these reinforcing brackets are deleted, the number of parts and weight can be reduced.

11 : 센터 플로워 패널 12 : 사이드실 인너
13 : 센터 필라 21 : 프런트 시트 크로스 멤버
21a : 상부면 21b : 연장부
21c : 패널접합부 21d : 사이드실 상면 접합부
21e : 사이드실 내측면 접합부
31 : 리어 시트 크로스 멤버 31a : 상부면
31b : 연장부 31c : 패널접합부
31d : 사이드실 상면 접합부 31e : 사이드실 내측면 접합부
111 : 센터 플로워 패널
112 : 사이드실 인너 113 : 센터 필라
121 : 프런트 시트 크로스 멤버 122 : 프런트 시트 레인포스
123 : 보강 브라켓 124 : 보강 브라켓
131 : 리어 시트 크로스 멤버 132 : 보강 브라켓11: center floor panel 12: side sill inner
13: center pillar 21: front seat cross member
21a: upper surface 21b: extension
21c: panel joint 21d: side seal upper surface joint
21e: side sill inner surface joint
31: rear seat cross member 31a: upper surface
31b: extension part 31c: panel joint part
31d: side sill upper surface joint 31e: side sill inner surface joint
111: center follower panel
112: side sill inner 113: center pillar
121: front seat cross member 122: front seat reinforcement
123: reinforcement bracket 124: reinforcement bracket
131: rear seat cross member 132: reinforcement bracket

Claims (14)

차량의 구조를 형성하는 차량의 차체 멤버에 있어서,
상기 차체 멤버는,
단면이 절곡되는 부위가 열처리되어 인장강도가 향상되는 것을 특징으로 하는 국소 강화된 차체 멤버.A vehicle body member forming a structure of a vehicle, the vehicle body member comprising:
The body member is
A locally reinforced body member, characterized in that the portion where the cross-section is bent is heat treated to improve tensile strength. 제1항에 있어서,
상기 차체 멤버는,
차량의 폭방향의 강성이 향상되도록 상기 차량의 폭방향으로 배치되는 차량의 시트 크로스 멤버인 것을 특징으로 하는 국소 강화된 차체 멤버.According to claim 1,
The body member is
A locally strengthened body member, characterized in that it is a seat cross member of a vehicle disposed in the width direction of the vehicle to improve rigidity in the width direction of the vehicle. 제2항에 있어서,
상기 시트 크로스 멤버에서 서로 인접한 면이 접하는 모서리 또는 상기 모서리에 인접한 부위에 대하여 열처리가 수행되는 것을 특징으로 하는 국소 강화된 차체 멤버.3. The method of claim 2,
The locally strengthened body member according to claim 1, wherein heat treatment is performed on an edge where adjacent surfaces of the seat cross member are in contact with each other or a portion adjacent to the edge. 제2항에 있어서,
상기 시트 크로스 멤버의 단면은,
상부면과,
상기 상부면의 양단으로부터 각각 하방으로 연장되는 연장부와,
상기 연장부의 하단으로부터 수평방향으로 연장되는 패널접합부을 포함하고,
상기 상부면과 상기 연장부가 접하는 부위와 상기 연장부와 상기 패널접합부가 접하는 부위가 열처리되는 것을 특징으로 하는 국소 강화된 차체 멤버.3. The method of claim 2,
A cross section of the sheet cross member is
upper surface,
Extension portions extending downward from both ends of the upper surface, respectively;
It includes a panel joint extending in the horizontal direction from the lower end of the extension,
The locally strengthened body member, characterized in that a portion in contact with the upper surface and the extension portion and a portion in contact with the extension portion and the panel joint portion are subjected to heat treatment. 제4항에 있어서,
상기 시트 크로스 멤버에서 상기 연장부와 상기 상부면의 단부에 사이드실 인너에 접합되는 사이드실 접합부가 형성되고,
상기 상부면 및 상기 연장부가 각각 상기 사이드실 접합부와 연결되는 부위가 열처리되는 것을 특징으로 하는 국소 강화된 차체 멤버.5. The method of claim 4,
In the seat cross member, a side sill joining portion joined to a side sill inner is formed at an end of the extended portion and the upper surface;
The locally strengthened body member according to claim 1, wherein a portion where the upper surface and the extended portion are respectively connected to the side sill joint portion are heat treated. 제5항에 있어서,
상기 사이드실 접합부는,
상기 시트 크로스 멤버의 상부면으로부터 연장되어 상기 사이드실 인너의 상면에 접합되는 사이드실 상면 접합부와,
상기 시트 크로스 멤버의 연장부로부터 연장되어 상기 사이드실 인너의 내측면에 접합되는 사이드실 내측면 접합부로 형성되는 것을 특징으로 하는 국소 강화된 차체 멤버.6. The method of claim 5,
The side sill joint portion,
a side sill upper surface joint portion extending from the upper surface of the seat cross member and joined to the upper surface of the side sill inner;
and a side sill inner surface joint portion extending from the extension portion of the seat cross member and joined to the inner surface of the side sill inner. 제2항에 있어서,
상기 시트 크로스 멤버는,
상기 차량의 폭방향으로 배치되고, 상기 차량의 센터 플로워 패널과 사이드실 인너에 접합되는 프런트 시트 크로스 멤버와,
상기 프런트 시트 크로스 멤버의 후방에 배치되고, 상기 차량의 센터 플로워 패널과 사이드실 인너에 접합되는 리어 시트 크로스 멤버인 것을 특징으로 하는 국소 강화된 차체 멤버.3. The method of claim 2,
The seat cross member is
a front seat cross member disposed in the width direction of the vehicle and joined to a center follower panel and a side sill inner of the vehicle;
and a rear seat cross member disposed behind the front seat cross member and joined to a center floor panel and a side sill inner of the vehicle. 제1항에 있어서,
상기 차체 멤버에 대한 열처리시 유도가열에 의해 승온되는 것을 특징으로 하는 국소 강화된 차체 멤버.According to claim 1,
The locally strengthened body member, characterized in that the temperature is increased by induction heating during heat treatment of the body member. 미리 결정된 형상으로 차체 멤버를 성형하는 성형 단계와,
성형이 완료된 상기 차체 멤버에서 미리 정해진 부위를 국소 열처리하여 상기 차체 멤버의 인장강도를 향상시키는 열처리 단계를 포함하고,
상기 열처리 단계는 상기 차체 멤버에서 단면이 절곡되는 부위를 열처리하는 것을 특징으로 하는 국소 강화된 차체 멤버의 제조방법.a forming step of forming the body member into a predetermined shape;
and a heat treatment step of improving tensile strength of the body member by locally heat-treating a predetermined portion of the body member after molding is completed;
The method of claim 1 , wherein the heat treatment includes heat-treating a portion of the body member in which a cross-section is bent. 제9항에 있어서,
상기 차체 멤버는,
차량의 폭방향의 강성이 향상되도록 상기 차량의 폭방향으로 배치되는 차량의 시트 크로스 멤버 인 것을 특징으로 하는 국소 강화된 차체 멤버의 제조방법.10. The method of claim 9,
The body member is
A method for manufacturing a locally reinforced body member, characterized in that it is a seat cross member of a vehicle disposed in the width direction of the vehicle to improve rigidity in the width direction of the vehicle. 제10항에 있어서,
상기 열처리 단계는,
상기 시트 크로스 멤버에서 모서리 또는 상기 모서리에 인접한 부위를 열처리하는 것을 특징으로 하는 국소 강화된 차체 멤버의 제조방법.11. The method of claim 10,
The heat treatment step is
A method for manufacturing a locally strengthened body member, characterized in that heat treatment is performed on an edge or a portion adjacent to the edge of the seat cross member. 제11항에 있어서,
상기 열처리 단계는,
상기 시트 크로스 멤버의 상부면과 상기 시트 크로스 멤버의 연장부 사이는 상기 시트 크로스 멤버의 길이방향을 따라 열처리 되고,
상기 시트 크로스 멤버의 연장부와 상기 시트 크로스 멤버의 패널접합부 사이는 상기 시트 크로스 멤버의 길이방향을 따라 열처리 되며,
상기 시트 크로스 멤버의 사이드실 접합부는 상기 시트 크로스 멤버의 둘레를 따라 열처리 되는 것을 특징으로 하는 국소 강화된 차체 멤버의 제조방법.12. The method of claim 11,
The heat treatment step is
Between the upper surface of the sheet cross member and the extension of the sheet cross member is heat-treated along the longitudinal direction of the sheet cross member,
Between the extended portion of the sheet cross member and the panel joint portion of the sheet cross member is heat-treated along the longitudinal direction of the sheet cross member,
The method of claim 1, wherein the side sill joint portion of the seat cross member is heat-treated along the periphery of the seat cross member. 제9항에 있어서,
상기 열처리 단계는 유도가열을 통하여 상기 차체 멤버를 국소 가열하는 것을 특징으로 하는 국소 강화된 차체 멤버의 제조방법.10. The method of claim 9,
The method for manufacturing a locally strengthened body member, wherein the heat treatment step locally heats the body member through induction heating. 제9항에 있어서,
상기 열처리 단계는, 상기 차체 멤버를 950℃ 내지 1050℃로 8초 내지 10도 동안 가열한 후, 급속냉각하여 열처리하는 것을 특징으로 하는 국소 강화된 차체 멤버의 제조방법.
10. The method of claim 9,
The method of claim 1 , wherein the heat treatment includes heating the body member at 950° C. to 1050° C. for 8 seconds to 10° C. and then performing a heat treatment by rapidly cooling the body member.
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