KR20220017159A - 차량의 사이드실 강성 보강 구조 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 사이드실 내부에 장착되어 측면 충돌에 대한 강성이 향상되도록 한, 차량의 사이드실 강성 보강 구조에 관한 것이다.
본 발명에 따른 차량의 사이드실 강성 보강 구조는, 사이드실 인너(11)와, 상기 사이드실 인너(11)의 외측에 배치되어 상기 사이드실 인너(11)에 접합되는 사이드실 아우터(12)와, 상기 사이드실 인너(11)와 상기 사이드실 아우터(12) 사이의 공간에 설치되는 사이드실 보강부재(20)를 포함하고, 상기 사이드실 보강부재(20)는, 차량의 폭방향으로 관통되는 폐단면으로 형성된 부위가 상기 차량의 길이방향을 따라 반복되게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량의 사이드실 강성 보강 구조는, 사이드실 인너(11)와, 상기 사이드실 인너(11)의 외측에 배치되어 상기 사이드실 인너(11)에 접합되는 사이드실 아우터(12)와, 상기 사이드실 인너(11)와 상기 사이드실 아우터(12) 사이의 공간에 설치되는 사이드실 보강부재(20)를 포함하고, 상기 사이드실 보강부재(20)는, 차량의 폭방향으로 관통되는 폐단면으로 형성된 부위가 상기 차량의 길이방향을 따라 반복되게 형성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 차량의 사이드실 내부에 장착되어 측면 충돌에 대한 강성이 향상되도록 한, 차량의 사이드실 강성 보강 구조에 관한 것이다.
차량의 측면 하부에는 사이드실이 형성되어, 측면 하부의 구조를 형성한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 사이드실(110)은 차량의 내측으로 볼록한 사이드실 인너(111)와 상기 차량의 외측으로 볼록한 사이드실 아우터(112)의 상단과 하단을 접합하여 이루어진다. 그러나, 이러한 사이드실(110)은 별도로 강성을 보강하는 구조물이 없기 때문에, 측면 충돌에 의해 충격력이 가해지는 경우 충돌부위의 변형이 크게 발생한다.
최근에는 하이브리드 자동차, 전기자동차와 같은 친환경 자동차의 보급이 증가하고 있는데, 충전된 전력에 의한 주행거리를 증대하기 위하여, 탑재되는 고전압 배터리(140)의 용량을 증대시켜야 한다. 이를 위하여, 공간확보가 유리한 고전압 배터리(140)는 센터 플로워 패널(131)의 하부에 장착될 수 있다.
하지만, 종래의 사이드실(110)은 단순하게 상기 사이드실 인너(111)와 상기 사이드실 아우터(112)가 서로 결합되어 있을 뿐, 별도의 보강부재는 구비되지 않았다,
이에 따라, 측면 충돌시, 상기 사이드실(110)이 변형에 의해 탑승자의 상해가 커지고, 상기 고전압 배터리(140)를 타격하게 되어, 상기 고전압 배터리(140)가 파손되고, 상기 고전압 배터리(140)의 파손은 화재를 유발할 수도 있는 문제점이 있었다.
한편, 이를 개선하기 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 사이드실(110)이 내부에 알루미늄 재질의 압출재(125)를 삽입시킴으로써, 측면 강성을 향상시키도록 하였다. 상기 압출재(125)는 단면의 내부에 격벽이 형성되도록 함으로써, 강성이 향상되었다. 그러나, 상기 압출재(125)가 고가의 알루미늄 합금을 재질로 하기 때문에, 차량의 생산 원가를 향상시키는 요인이 되었다.
도 3 내지 도 6에는 다른 예의 종래기술에 대하여 도시되어 있다. 사이드실(110)을 구성하는 사이드실 인너(111)와 사이드실 아우터(112) 사이에 프레스 가공된 스틸재질의 복수의 보강부재(121)(122)(123)(124)를 용접으로 접합하여 이루어진 사이드실 보강부재(120)를 구비되도록 하였다.
상기 사이드실 보강부재(120)는 제1보강부재(121) 내지 제4보강부재(124)를 프레스로 절곡된 단면 구조를 갖도록 하고, 상기 제1보강부재(121) 내지 상기 제4보강부재(124)를 서로 용접으로 접합하여, 일체가 되도록 하였다. 상기 제1보강부재(121) 내지 상기 제4보강부재(124)는 각각 단면이 차량의 폭방향으로 절곡되도록 하고, 상기 차량의 길이방향으로 그 단면이 일정하게 형성되도록 하였다.
그러나, 상기 사이드실 보강부재(120)가 적용된 사이드실(110)은 알루미늄 압출재(125)가 적용된 사이드실(110)에 비하여, 단면변형이 많아 차량의 측면 충돌에 대한 지지성능이 불리하였다.
또한, 스틸재질의 복수의 보강부재(121)(122)(123)(124)가 용접으로 접합되고, 상기 사이드실 보강부재(120)를 상기 사이드실(110)의 내부에 장착하기 위하여 복수의 브라켓(126)을 필요로 하므로, 중량이 대폭 증가하고, 부품의 수도 많아지게 된다.
뿐만 아니라, 상기 사이드실(110)과 상기 시트 크로스 멤버(132)만 용접되고, 상기 사이드실 보강부재(120)는 직접 시트 크로스 멤버(132)나 센터 플로워 패널(131)에 연결되지 않아, 구조적 단절이 발생한다(도 5에 점선으로 표시된 영역 참조). 이에 따라, 측면 충돌시, 충격력에 의해 단면이 벌어지는 현상이 발생하여, 상기 사이드실(110)의 변형, 탑승자의 상해 및 상기 고전압 배터리(140)의 파손을 충분히 방지하지 못하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 상기 차량의 내부에 장착된 고전압 배터리의 파손을 방지하기 위해, 측면 충돌에 대한 강성을 향상시켜 차량의 측면 충돌시 변형이 최소화할 수 있도록 한 차량의 사이드실 강성 보강 구조를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 사이드실 강성 보강 구조는, 사이드실 인너; 상기 사이드실 인너의 외측에 배치되어 상기 사이드실 인너에 접합되는 사이드실 아우터; 및 상기 사이드실 인너와 상기 사이드실 아우터 사이의 공간에 설치되는 사이드실 보강부재;를 포함하고, 상기 사이드실 보강부재는, 차량의 폭방향으로 관통되는 폐단면으로 형성된 부위가 상기 차량의 길이방향을 따라 반복되게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 사이드실 보강부재는, 상기 사이드실 인너의 상면부 내측과 상기 사이드실 아우터의 상면부 내측 중 적어도 어느 한쪽에 접합되는 상부 보강부재와, 상기 사이드실 인너의 하면부 내측과 상기 사이드실 아우터의 하면부 내측 중 적어도 어느 한쪽에 접합되는 하부 보강부재를 포함하고, 상기 상부 보강부재와 상기 하부 보강부재는 서로 간격을 두고 접합됨으로써, 차량의 폭방향으로 관통되는 폐단면을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 사이드실 보강부재는, 상기 사이드실 인너의 상면부 내측과 상기 사이드실 아우터의 상면부 내측 중 적어도 어느 한쪽에 접합되도록 볼록하게 형성된 복수의 상부 사이드실접합부가 간격을 두고 형성되는 상부 보강부재와, 상기 사이드실 인너의 하면부 내측과 상기 사이드실 아우터의 하면부 내측 중 적어도 어느 한쪽에 접합되도록 오목하게 형성된 복수의 하부 사이드실접합부가 간격을 두고 형성되고, 상기 상부 보강부재에 접합되는 하부 보강부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 상부 보강부재는 서로 인접한 상기 상부 사이드실접합부 사이에서 상기 상부 사이드실접합부 보다 낮게 형성되는 하단접합부가 형성되고, 상기 하부 보강부재는 서로 인접한 상기 하부 사이드실접합부 사이에서 상기 하부 사이드실접합부 보다 높게 형성되고 상기 하단접합부에 접합되는 상단접합부가 형성되며, 상기 상부 보강부재에서 상기 하단접합부는 상기 상부 사이드실접합부와 교번하여 형성되고, 상기 하부 보강부재에서 상기 상단접합부는 상기 하부 사이드실접합부와 교번하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 하부 사이드실접합부는 상기 상부 사이드실접합부의 하부에 이격되게 위치하는 것을 특징으로 한다.
복수의 상기 상부 사이드실접합부 중에서 적어도 어느 하나의 상기 상부 사이드실접합부에 상기 차량의 폭방향을 따라 정해진 깊이로 형성되는 강도보강홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부 보강부재에서 상기 상부 사이드실접합부와 상기 하단접합부를 연결하는 연결부가 형성되고, 상기 하부 보강부재에서 상기 하부 사이드실접합부와 상기 상단접합부를 연결하는 또 다른 연결부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부 보강부재의 상기 연결부와 상기 하부 보강부재의 상기 연결부는 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부 보강부재의 상기 상부 사이드실접합부, 상기 상부 보강부재의 상기 연결부, 상기 하부 보강부재의 상기 하부 사이드실접합부 및 상기 하부 보강부재의 상기 연결부로 둘러싸인 영역은 상기 차량의 폭방향으로 관통되는 통형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부 사이드실접합부는 상기 차량의 폭방향 외측에 인접한 단부로부터 정해진 거리만큼 상향경사지게 형성되고, 그 이후에 하향경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 하부 사이드실접합부는 상기 차량의 폭방향 외측에 인접한 부위가 상기 차량의 폭방향 내측에 인접한 부위보다 높게 형성되도록 단차지게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부 사이드실접합부는 상기 사이드실 인너의 상부면 내측에 용접으로 접합되고, 상기 하부 사이드실접합부는 상기 사이드실 인너의 하부면 내측에 용접으로 접합되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부 사이드실접합부가 상기 사이드실 인너의 상부면 내측에 용접되는 부위는 시트 크로스 멤버의 단부가 함께 용접되는 것을 특징으로 한다.
서로 인접한 2개의 상기 상부 사이드실접합부를 연결하도록 설치되는 브라켓과, 상기 브라켓의 상부면에 구비되는 발포부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 브라켓은 상기 상부 사이드실접합부에 상기 차량의 폭방향을 따라 정해진 깊이로 형성되는 강도보강홈을 사이에 둔 2개의 상기 상부 사이드실접합부를 연결하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 브라켓은 상기 상부 보강부재의 길이방향을 따라 복수로 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 브라켓은, 상기 상부 사이드실접합부에서 상기 사이드실 아우터의 상면부의 하방에 위치는 부위에서 상기 상부 사이드실접합부에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 발포부재는 가열로 발포되어, 상기 상부 사이드실접합부와 상기 사이드실 아우터의 내측면 사이에 채우는 것을 특징으로 한다.
상기 상부 보강부재와 상기 하부 보강부재는, 스틸(steel)재질을 핫스템핑으로 가공하는 이루어지는 것을 특징으로 한다.
한편, 차량의 사이드실 강성 보강 구조는, 사이드실 인너; 상기 사이드실 인너의 외측면에 단부가 용접되는 시트 크로스 멤버; 및 상기 사이드실 인너의 내측면에 용접되는 상기 사이드실 보강부재;를 포함하고, 상기 사이드실 인너와 상기 시트 크로스 멤버 및 상기 사이드실 보강부재는 동일한 부위에서 동시에 용접되는 것을 특징으로 할 수도 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 차량의 사이드실 강성 보강 구조에 따르면, 차량의 측면 충돌에 의한 충격력에 대하여 사이드실의 변형을 감소시킬 수 있어서, 탑승자의 상해를 감소시키고, 측면 충돌시 센터 플로워 패널의 하부에 장착된 고전압 배터리의 파손을 감소시킨다. 상기 고전압 배터리의 파손이 감소되므로, 상기 고전압 배터리의 손상에 의한 화재의 가능성을 감소시킨다.
또한, 사이드실 보강부재의 부품수가 적고, 브라켓과 같이 상기 사이드실 보강부재를 장착하기 위한 별도의 부품이 불필요하므로, 부품수가 줄고, 중량 및 원가의 감소가 가능해진다.
도 1은 종래기술의 일 실시예에 따른 사이드실이 장착된 부위를 도시한 단면도.
도 2는 종래기술의 다른 실시예에 따른 사이드실이 장착된 부위를 도시한 단면도.
도 3은 종래기술의 또 다른 실시예에 따른 사이드실과 사이드실 보강부재를 도시한 분해사시도.
도 4는 도 3의 사이드실 보강부재의 분해사시도.
도 5는 종래기술의 또 다른 실시예에 따른 사이드실이 장착된 부위를 도시한 단면도.
도 6은 종래기술의 또 다른 실시예에 따른 사이드실이 장착된 부위에 충격력이 가해진 상태를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 사이드실 강성 보강 구조를 구성하는 사이드실과 사이드실 보강부재를 도시한 분해사시도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드실 보강부재의 분해 사시도.
도 9a 및 도 9b는 도 8의 A, B부분의 확대 사시도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 사이드실 강성 보강 구조를 도시한 단면도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드실 보강부재가 사이드실에 용접된 상태를 도시하기 위해 도 10의 Ⅰ-Ⅰ선에 따른 단면도.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 사이드실 강성 보강 구조에 충격력이 가해진 상태를 도시한 사시도.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사이드실 보강부재의 분해 사시도.
도 14는 도 8의 C부분의 확대 사시도.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 사이드실 강성 보강 구조를 도시한 단면도.
도 2는 종래기술의 다른 실시예에 따른 사이드실이 장착된 부위를 도시한 단면도.
도 3은 종래기술의 또 다른 실시예에 따른 사이드실과 사이드실 보강부재를 도시한 분해사시도.
도 4는 도 3의 사이드실 보강부재의 분해사시도.
도 5는 종래기술의 또 다른 실시예에 따른 사이드실이 장착된 부위를 도시한 단면도.
도 6은 종래기술의 또 다른 실시예에 따른 사이드실이 장착된 부위에 충격력이 가해진 상태를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 사이드실 강성 보강 구조를 구성하는 사이드실과 사이드실 보강부재를 도시한 분해사시도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드실 보강부재의 분해 사시도.
도 9a 및 도 9b는 도 8의 A, B부분의 확대 사시도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 사이드실 강성 보강 구조를 도시한 단면도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드실 보강부재가 사이드실에 용접된 상태를 도시하기 위해 도 10의 Ⅰ-Ⅰ선에 따른 단면도.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 사이드실 강성 보강 구조에 충격력이 가해진 상태를 도시한 사시도.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사이드실 보강부재의 분해 사시도.
도 14는 도 8의 C부분의 확대 사시도.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 사이드실 강성 보강 구조를 도시한 단면도.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 차량의 사이드실 강성 보강 구조에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 차량의 사이드실 강성 보강 구조는, 사이드실 인너(11)와, 상기 사이드실 인너(11)의 외측에 배치되어 상기 사이드실 인너(11)에 접합되는 사이드실 아우터(12)와, 상기 사이드실 인너(11)와 상기 사이드실 아우터(12) 사이의 공간에 설치되는 사이드실 보강부재(20)를 포함하고, 상기 사이드실 보강부재(20)는, 차량의 폭방향으로 관통되는 폐단면으로 형성된 부위가 상기 차량의 길이방향을 따라 반복되게 형성된다.
사이드실(10)은 차량의 내측으로 볼록한 사이드실 인너(11)와 상기 차량의 외측으로 볼록한 사이드실 아우터(12)의 상단과 하단을 접합하여 이루어진다.
사이드실 인너(11)는 단면을 살펴보면, 상면부(11a)와 상기 상면부(11a)의 단부에서 하방으로 연장되는 수직부(11b)와, 상기 수직부(11b)의 단부에서 연장되는 하면부(11c)를 포함하여, 상기 차량의 내측으로 볼록한 형태로 형성되고, 상기 상면부(11a)의 상기 하면부(11c)에 각각 상기 사이드실 아우터(12)와 접합을 위한 상부접합부(11d)와 하부접합부(11e)가 형성된다.
사이드실 아우터(12)는 단면을 살펴보면, 상기 사이드실 인너(11)와 같이, 상면부(12a), 수직부(12b), 하면부(12c)를 포함하되, 상기 사이드실 인너(11)와 반대방향, 즉 상기 차량의 외측으로 볼록하게 형성된다. 상기 사이드실 아우터(12)에도 상기 사이드실 인너(11)와 접합을 위한 상부접합부(12d)와 하부접합부(12e)가 형성된다.
사이드실 보강부재(20)는 상기 사이드실 인너(11)와 상기 사이드실 아우터(12) 사이의 공간에 설치되어, 상기 사이드실(10)의 강도를 보강하여, 측면 충돌시 충격력(F)에 의한 지지력이 향상되도록 함으로써, 상기 사이드실(10)과 센터 플로워 패널(31)에 장착된 고전압 배터리(40)의 파손을 방지한다. 상기 사이드실 보강부재(20)가 적용되는 목적 중의 하나가 상기 고전압 배터리(40)의 파손을 방지하기 위한 것이므로, 상기 차량은 고전압 배터리(40)가 장착되는 하이브리드 자동차, 전기 자동차가 바람직하다.
상기 사이드실(10)의 강도를 보강하기 위하여, 상기 사이드실 보강부재(20)는 차량의 폭방향으로 관통되는 폐단면으로 형성되는 부위가 상기 차량의 길이방향을 따라 반복되게 형성되도록 한다. 상기 사이드실 보강부재(20)에 의해 상기 사이드실(10)의 내부에 차량의 폭방향으로 축을 갖는 통형(筒形)구조를 갖도록 함으로써, 상기 통형구조가 상기 사이드실(10)의 강성을 보강한다.
이를 위하여, 상기 사이드실 보강부재(20)는 상기 사이드실 인너(11)의 상면부(11a) 내측과 상기 사이드실 아우터(12)의 상면부(12a) 내측 중 적어도 어느 한쪽에 접합되는 상부 보강부재(21)와, 상기 사이드실 인너(11)의 하면부(11c) 내측과 상기 사이드실 아우터(12)의 하면부(12c) 내측 중 적어도 어느 한쪽에 접합되는 하부 보강부재(22)를 포함한다.
상기 상부 보강부재(21)와 상기 하부 보강부재(22)는 각각 상기 차량의 길이방향을 따라 볼록한 부위와 오목한 부위가 반복되게 형성되도록 하여, 상기 사이드실 인너(11) 또는 상기 사이드실 아우터(12)에 접합된다. 또한, 상기 상부 보강부재(21)와 상기 하부 보강부재(22)도 서로 간격을 두고 접합된다. 이러한 구조에 의해 상기 차량의 폭방향으로 관통되는 폐단면으로 형성되는 부위를 형성한다.
상기 상부 보강부재(21)는, 상기 사이드실 인너(11)의 상면부(11a) 내측과 상기 사이드실 아우터(12)의 상면부(12a) 내측 중 적어도 어느 한쪽에 접합되도록 볼록하게 형성된 복수의 상부 사이드실접합부(21a)와, 서로 인접한 2개의 상기 상부 사이드실접합부(21a) 사이에 형성되는 하단접합부(21b)와, 상기 상부 사이드실접합부(21a)와 상기 하단접합부(21b)를 연결하는 연결부(21c)를 포함한다.
상부 사이드실접합부(21a)는 상기 차량의 길이방향을 따라 간격을 두고 복수로 형성된다. 상기 상부 사이드실접합부(21a)는 볼록하게 형성되어 있어서, 상기 상부 사이드실접합부(21a)가 상기 사이드실 인너(11)의 상면부(11a) 내측과 상기 사이드실 아우터(12)의 상면부(12a) 내측 중 적어도 어느 한쪽에 용접으로 접합된다. 상기 상부 사이드실접합부(21a)는 상기 사이드실 인너(11)의 상면부(11a) 내측에 접합되는 것이 바람직하다.
상기 상부 사이드실접합부(21a)의 상부면은 상기 사이드실 인너(11)의 상면부(11a) 내측과 상기 사이드실 아우터(12)의 상면부(12a) 내측에 접하도록 형성된다.
또한, 상기 상부 사이드실접합부(21a)의 상부면은 상기 사이드실 인너(11)의 상면부(11a) 내측과 상기 사이드실 아우터(12)의 상면부(12a) 내측에 밀접되도록 상기 상부 사이드실접합부(21a)는 상기 차량의 폭방향으로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. 특히, 도 9a에 도시된 바와 같이, 상기 상부 사이드실접합부(21a)는 상기 사이드실 아우터(12)의 상면부(12a) 내측에 밀접되도록 상기 차량의 폭방향 외측에 인접한 단부로부터 정해진 거리만큼 상향경사지게 형성되고, 그 이후는 상기 사이드실 인너(11)의 상면부(11a) 내측에 밀접되도록 하향경사지게 형성된다.
상기 상부 사이드실접합부(21a)가 상기 사이드실 인너(11)의 상면부(11a) 내측에 용접될 때, 상기 사이드실 인너(11)의 상면부(11a)의 외측으로는 시트 크로스 멤버(32)의 단부가 위치하여, 상기 시트 크로스 멤버(32), 상기 사이드실 인너(11) 및 상기 상부 보강부재(21)가 한 번에 용접된다. 이에 따라, 상기 시트크로스로부터 상기 상부 보강부재(21)까지 단절없이 이어지게 되어, 구조 단절에 의해 강성하락을 방지할 수 있다.
하단접합부(21b)는 서로 인접한 상기 상부 사이드실접합부(21a) 사이에서 상기 상부 사이드실접합부(21a) 보다 낮게 형성된다. 상기 상부 사이드실접합부(21a)가 볼록하게 형성된 것이 비하여, 상기 하단접합부(21b)는 오목하게 형성된다. 또한, 상기 상부 사이드실접합부(21a)와 상기 하단접합부(21b)는 상기 차량의 길이방향을 따라 교번하여 복수로 형성된다.
연결부(21c)는 상기 상부 사이드실접합부(21a)와 상기 하단접합부(21b)를 연결한다. 상기 연결부(21c)는 경사지게 형성되어, 서로 인접한 상기 상부 사이드실접합부(21a)와 상기 하단접합부(21b)를 연결한다.
한편, 상기 상부 사이드실접합부(21a)에 상기 차량의 폭방향을 따라 정해진 깊이로 형성되는 강도보강홈(21d)이 형성된다. 상기 강도보강홈(21d)이 상기 차량의 폭방향으로 형성됨으로써, 상기 상부 사이드실접합부(21a)의 단면 강도가 향상된다.
여기서, 복수의 상기 상부 사이드실접합부(21a)에 모두 형성되거나, 일부의 상기 상부 사이드실접합부(21a)에 형성될 수 있다. 바람직하게는, 도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 상기 상부 사이드실접합부(21a) 중에서 상기 차량의 길이방향으로 가장 앞에 위치하는 상기 상부 사이드실접합부(21a)를 제외한 나머지 상기 상부 사이드실접합부(21a)에 상기 강도보강홈(21d)이 형성되도록 한다.
상기 하부 보강부재(22)는, 상기 사이드실 인너(11)의 하면부(11c) 내측과 상기 사이드실 아우터(12)의 하면부(12c) 내측 중 적어도 어느 한쪽에 접합되도록 오목하게 형성된 복수의 하부 사이드실접합부(22a)와, 서로 인접한 2개의 상기 하부 사이드실접합부(22a) 사이에 형성되는 상단접합부(22b)와, 상기 하부 사이드실접합부(22a)와 상기 상단접합부(22b)를 연결하는 연결부(22c)를 포함한다.
하부 사이드실접합부(22a)는 상기 차량의 길이방향을 따라 간격을 두고 복수로 형성된다. 상기 하부 사이드실접합부(22a)는 오목하게 형성되어 있어서, 상기 하부 사이드실접합부(22a)가 상기 사이드실 인너(11)의 하면부(11c) 내측과 상기 사이드실 아우터(12)의 하면부(12c) 내측 중 적어도 어느 한쪽에 용접에 의해 접합된다. 상기 하부 사이드실접합부(22a)가 상기 사이드실 인너(11)의 하면부(11c) 내측에 접합되는 것이 바람직하다.
상기 하부 사이드실접합부(22a)는 상기 상부 사이드실접합부(21a)의 하부에 상기 상부 사이드실접합부(21a)과 이격되게 위치한다.
상기 하부 사이드실접합부(22a)는 상기 차량의 폭방향으로 단차지게 형성될 수 있다(도 10, 도 12 참조). 상기 하부 사이드실접합부(22a)이 단차지게 형성됨으로써, 상기 사이드실 인너(11)의 하면부(11c) 내측과 상기 사이드실 아우터(12)의 하면부(12c) 내측에 밀접되도록 한다. 특히, 상기 하부 사이드실접합부(22a)는 상기 차량의 폭방향 외측에 인접한 부위가 상기 차량의 폭방향 내측에 인접한 부위보다 높게 형성되도록 단차지게 형성될 수 있다.
상기 하부 사이드실접합부(22a)가 상기 사이드실 인너(11)의 하면부(11c)에 접합됨으로써, 상기 사이드실 인너(11)와 상기 하부 사이드실접합부(22a)가 일체가 됨으로서, 강성을 향상시킬 수 있다.
상단접합부(22b)는 서로 인접한 상기 하부 사이드실접합부(22a) 사이에서 상기 하부 사이드실접합부(22a) 보다 높게 형성된다. 상기 하부 사이드실접합부(22a)가 오목하게 형성되지만, 상기 상단접합부(22b)는 볼록하게 형성되고, 상기 하부 사이드실접합부(22a)와 상기 상단접합부(22b)는 상기 차량의 길이방향을 따라 교번하여 복수로 형성된다. 또한, 상기 상단접합부(22b)의 상부면은 상기 하단접합부(21b)의 하부면과 용접으로 접합된다. 상기 상단접합부(22b)의 상부면과 상기 하단접합부(21b)의 하부면은 각각 평면으로 형성되어 서로 접한 상태에서 용접으로 접합된다.
연결부(22c)는 상기 하부 사이드실접합부(22a)와 상기 상단접합부(22b)를 연결한다. 상기 연결부(22c)는 경사지게 형성되어, 서로 인접한 상기 하부 사이드실접합부(22a)와 상기 상단접합부(22b)를 연결한다.
상기 하부 보강부재(22)와 상기 사이드실 인너(11)의 하면부(11c)가 접합되는 부위에는 상기 고전압 배터리(40)를 장착하기 위한 체결볼트(33)가 관통하여 체결될 수 있다.
상기 상부 보강부재(21)의 상기 상부 사이드실접합부(21a), 상기 상부 보강부재(21)의 상기 연결부(21c), 상기 하부 보강부재(22)의 상기 하부 사이드실접합부(22a) 및 상기 하부 보강부재(22)의 상기 연결부(22c)로 둘러싸인 영역은 상기 차량의 폭방향으로 관통되는 통형구조를 이룸으로써, 강성이 향상된다.
또한, 상기 사이드실 인너(11)의 상면부(11a), 상기 하단접합부(21b)와 상기 상부 보강부재(21)의 상기 연결부(21c)도 통형구조가 되고, 상기 사이드실 인너(11)의 하면부(11c), 상기 상단접합부(22b)와 상기 하부 보강부재(22)의 상기 연결부(22c)도 통형구조가 되어, 강성이 향상되도록 한다.
이에 따라, 차량의 측면 충돌시, 향상된 강성에 의해 상기 사이드실(10)의 변형을 감소시키고, 이는 탑승자의 상해 방지와 센터 플로워 패널(31)의 하부에 설치된 고전압 배터리(40)의 파손을 방지할 수 있다.
즉, 도 12를 보면, 측면충돌에 의해 상기 차량의 측면으로 충격력(F)이 전달되더라도, 상기 사이드실 보강부재(20)의 상부와 하부를 통하여 상기 충격력(F)을 지지하는 반력(F')으로 상기 사이드실(10)의 강성이 향상되도록 한다.
상기 사이드실 보강부재(20)를 구성하는 상기 상부 보강부재(21)와 상기 하부 보강부재(22)는 스틸(steel)을 재질로 한다. 특히, 핫스탬핑공법에 의해 제작됨으로 강성이 향상되도록 한다. 핫스탬핑(hot stamping) 공법은 고온으로 가열된 소재를 프레스 성형과 동시에 급속 냉각하여 담금질 경화 효과로 강도가 현저히 높은 초고장력 강판 또는 부품을 생산하는 공법이다. 상기 상부 보강부재(21)와 상기 하부 보강부재(22)가 스틸을 재질로 함으로써, 원가는 절감하면서도, 핫스탬핑으로 가공되기 때문에 경량화와 강성향상의 목적을 달성할 수 있다.
한편, 도 13 내지 도 15에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 사이드실 강성 보강 구조가 도시되어 있다.
도 13 및 도 14에는 본 실시예에 적용되는 사이드실 보강부재(20)가 도시되어 있다.
본 실시예의 사이드실 보강부재(20)도 상부 보강부재(21)와 하부 보강부재(22)를 포함하고, 그 형상도 앞서 설명한 실시예에서의 상부 보강부재(21)와 하부 보강부재(22)와 유사하다.
즉, 상기 상부 보강부재(21)는 상기 사이드실 인너(11)의 상면부(11a) 내측과 상기 사이드실 아우터(12)의 상면부(12a) 내측 중 적어도 어느 한쪽에 접합되도록 볼록하게 형성된 복수의 상부 사이드실접합부(21a)와, 서로 인접한 2개의 상기 상부 사이드실접합부(21a) 사이에 형성되는 하단접합부(21b)와, 상기 상부 사이드실접합부(21a)와 상기 하단접합부(21b)를 연결하는 연결부(21c)를 포함한다. 다만, 본 실시예에서는 강도보강홈(21d)은 앞서 설명한 실시예의 상기 강도보강홈(21d)보다 깊이와 폭이 더 크게 형성되도록 하여, 상기 강도보강홈(21d)의 양쪽에 각각 상기 상부 사이드실접합부(21a)가 형성되는 형태를 가질 수 있다.
상기 하부 보강부재(22)는, 상기 사이드실 인너(11)의 하면부(11c) 내측과 상기 사이드실 아우터(12)의 하면부(12c) 내측 중 적어도 어느 한쪽에 접합되도록 오목하게 형성된 복수의 하부 사이드실접합부(22a)와, 서로 인접한 2개의 상기 하부 사이드실접합부(22a) 사이에 형성되는 상단접합부(22b)와, 상기 하부 사이드실접합부(22a)와 상기 상단접합부(22b)를 연결하는 연결부(22c)를 포함한다.
한편, 본 실시예에서는 상기 상부 사이드실접합부(21a)의 상부면에 브라켓(21e)과 발포부재(21f)가 더 구비되도록 한다.
브라켓(21e)은 서로 이격된 상부 사이드실접합부(21a)를 연결하도록 설치된다. 상기 브라켓(21e)은 상기 상부 보강부재(21)의 길이방향을 따라 복수로 설치된다.
상기 브라켓(21e)은 양단이 서로 이격된 상기 상부 사이드실접합부(21a)를 연결하도록 설치된다. 상기 브라켓(21e)은 강도보강홈(21d)을 사이에 둔 2개의 상기 상부 사이드실접합부(21a)를 연결하도록 설치되는 것이 바람직하다.
다만, 상기 상부 사이드실접합부(21a) 중에서 가장 전방에 위치하는 상기 사이드실접합부(21a)에는 상기 강도보강홈(21d)이 형성되지 않으므로, 상기 브라켓(21e)이 상기 상부사이드실접합부(21a)의 상부면에 접합된다.
상기 브라켓(21e)은 상기 상부 사이드실접합부(21a)에서 상기 사이드실 아우터(12)의 상면부(12a)의 하방에 위치하도록 상기 상부 사이드실접합부(21a)에 접합된다.
여기서, 상기 브라켓(21e)은 용접에 의해 상기 상부 사이드실접합부(21a)에 접합될 수 있다.
발포부재(21f)는 상기 브라켓(21e)의 상부면에 구비된다. 상기 발포부재(21f)는 폼(foam)의 형태로 발포되어, 부피가 커짐으로써, 상기 상부 보강부재(21)와 상기 사이드실 아우터(12) 사이의 간극을 채우도록 한다. 차체가 도장공정으로 진입하여 고온으로 승온되면, 상기 발포부재(21f)가 가열되어 발포된다. 발포된 상기 발포부재(21f)는 상기 상부 보강부재(21)와 상기 사이드실 아우터(12) 사이의 간극을 채우고, 상기 사이드실 아우터(12)의 상면부(12a)의 저면에 접촉됨으로써, 상기 사이드실 아우터(12)와 상기 사이드실 보강부재(20)의 결합력을 견고히 하여, 강도를 향상시켜, 측면 충돌시 상기 사이드실(10)의 변형을 감소시킨다.
상기 발포부재(21f)는 접착제나 접착테이프 등을 통하여 상기 브라켓(21e)의 상부면에 접합될 수도 있다. 또는 상기 브라켓(21e)의 성형시 상기 브라켓(21e)과 일체로 형성될 수도 있다.
10 : 사이드실 11 : 사이드실 인너
11a : 상면부 11b : 수직부
11c : 하면부 11e : 상부접합부
11d : 하부접합부 12 : 사이드실 아우터
12a : 상면부 12b : 수직부
12c : 하면부 12e : 상부접합부
12d : 하부접합부 20 : 사이드실 보강부재
21 : 상부 보강부재 21a : 상부 사이드실접합부
21b : 하단접합부 21c : 연결부
21d : 강도보강홈 21e : 브라켓
21f : 발포부재 22 : 하부 보강부재
22a : 하부 사이드실접합부 22b : 상단접합부
22c : 연결부 31 : 센터 플로워 패널
32 : 시트 크로스 멤버 40 : 고전압 배터리
110 : 사이드실 111 : 사이드실 인너
112 : 사이드실 아우터 120 : 사이드실 보강부재
121 : 제1보강부재 122 : 제2보강부재
123 : 제3보강부재 124 : 제4보강부재
125 : 압출재 126 : 브라켓
131 : 센터 플로워 패널 132 : 시트 크로스 멤버
140 : 고전압 배터리
11a : 상면부 11b : 수직부
11c : 하면부 11e : 상부접합부
11d : 하부접합부 12 : 사이드실 아우터
12a : 상면부 12b : 수직부
12c : 하면부 12e : 상부접합부
12d : 하부접합부 20 : 사이드실 보강부재
21 : 상부 보강부재 21a : 상부 사이드실접합부
21b : 하단접합부 21c : 연결부
21d : 강도보강홈 21e : 브라켓
21f : 발포부재 22 : 하부 보강부재
22a : 하부 사이드실접합부 22b : 상단접합부
22c : 연결부 31 : 센터 플로워 패널
32 : 시트 크로스 멤버 40 : 고전압 배터리
110 : 사이드실 111 : 사이드실 인너
112 : 사이드실 아우터 120 : 사이드실 보강부재
121 : 제1보강부재 122 : 제2보강부재
123 : 제3보강부재 124 : 제4보강부재
125 : 압출재 126 : 브라켓
131 : 센터 플로워 패널 132 : 시트 크로스 멤버
140 : 고전압 배터리
Claims (20)
- 사이드실 인너;
상기 사이드실 인너의 외측에 배치되어 상기 사이드실 인너에 접합되는 사이드실 아우터; 및
상기 사이드실 인너와 상기 사이드실 아우터 사이의 공간에 설치되는 사이드실 보강부재;를 포함하고,
상기 사이드실 보강부재는,
차량의 폭방향으로 관통되는 폐단면으로 형성된 부위가 상기 차량의 길이방향을 따라 반복되게 형성되는 것
을 특징으로 하는 차량의 사이드실 강성 보강 구조. - 제1항에 있어서,
상기 사이드실 보강부재는,
상기 사이드실 인너의 상면부 내측과 상기 사이드실 아우터의 상면부 내측 중 적어도 어느 한쪽에 접합되는 상부 보강부재와,
상기 사이드실 인너의 하면부 내측과 상기 사이드실 아우터의 하면부 내측 중 적어도 어느 한쪽에 접합되는 하부 보강부재를 포함하고,
상기 상부 보강부재와 상기 하부 보강부재는 서로 간격을 두고 접합됨으로써, 차량의 폭방향으로 관통되는 폐단면을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량의 사이드실 강성 보강 구조. - 제2항에 있어서,
상기 사이드실 보강부재는,
상기 사이드실 인너의 상면부 내측과 상기 사이드실 아우터의 상면부 내측 중 적어도 어느 한쪽에 접합되도록 볼록하게 형성된 복수의 상부 사이드실접합부가 간격을 두고 형성되는 상부 보강부재와,
상기 사이드실 인너의 하면부 내측과 상기 사이드실 아우터의 하면부 내측 중 적어도 어느 한쪽에 접합되도록 오목하게 형성된 복수의 하부 사이드실접합부가 간격을 두고 형성되고, 상기 상부 보강부재에 접합되는 하부 보강부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 사이드실 강성 보강 구조. - 제3항에 있어서,
상기 상부 보강부재는 서로 인접한 상기 상부 사이드실접합부 사이에서 상기 상부 사이드실접합부 보다 낮게 형성되는 하단접합부가 형성되고,
상기 하부 보강부재는 서로 인접한 상기 하부 사이드실접합부 사이에서 상기 하부 사이드실접합부 보다 높게 형성되고 상기 하단접합부에 접합되는 상단접합부가 형성되며,
상기 상부 보강부재에서 상기 하단접합부는 상기 상부 사이드실접합부와 교번하여 형성되고,
상기 하부 보강부재에서 상기 상단접합부는 상기 하부 사이드실접합부와 교번하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 사이드실 강성 보강 구조. - 제4항에 있어서,
상기 하부 사이드실접합부는 상기 상부 사이드실접합부의 하부에 이격되게 위치하는 것을 특징으로 하는 차량의 사이드실 강성 보강 구조. - 제3항에 있어서,
복수의 상기 상부 사이드실접합부 중에서 적어도 어느 하나의 상기 상부 사이드실접합부에 상기 차량의 폭방향을 따라 정해진 깊이로 형성되는 강도보강홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 사이드실 강성 보강 구조. - 제4항에 있어서,
상기 상부 보강부재에서 상기 상부 사이드실접합부와 상기 하단접합부를 연결하는 연결부가 형성되고,
상기 하부 보강부재에서 상기 하부 사이드실접합부와 상기 상단접합부를 연결하는 또 다른 연결부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 사이드실 강성 보강 구조. - 제7항에 있어서,
상기 상부 보강부재의 상기 연결부와 상기 하부 보강부재의 상기 연결부는 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 사이드실 강성 보강 구조. - 제7항에 있어서,
상기 상부 보강부재의 상기 상부 사이드실접합부, 상기 상부 보강부재의 상기 연결부, 상기 하부 보강부재의 상기 하부 사이드실접합부 및 상기 하부 보강부재의 상기 연결부로 둘러싸인 영역은 상기 차량의 폭방향으로 관통되는 통형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 사이드실 강성 보강 구조. - 제3항에 있어서,
상기 상부 사이드실접합부는 상기 차량의 폭방향 외측에 인접한 단부로부터 정해진 거리만큼 상향경사지게 형성되고, 그 이후에 하향경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 사이드실 강성 보강 구조. - 제3항에 있어서,
상기 하부 사이드실접합부는 상기 차량의 폭방향 외측에 인접한 부위가 상기 차량의 폭방향 내측에 인접한 부위보다 높게 형성되도록 단차지게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 사이드실 강성 보강 구조. - 제3항에 있어서,
상기 상부 사이드실접합부는 상기 사이드실 인너의 상부면 내측에 용접으로 접합되고,
상기 하부 사이드실접합부는 상기 사이드실 인너의 하부면 내측에 용접으로 접합되는 것을 특징으로 하는 차량의 사이드실 강성 보강 구조. - 제3항에 있어서,
상기 상부 사이드실접합부가 상기 사이드실 인너의 상부면 내측에 용접되는 부위는 시트 크로스 멤버의 단부가 함께 용접되는 것을 특징으로 하는 차량의 사이드실 강성 보강 구조. - 제3항에 있어서,
서로 인접한 2개의 상기 상부 사이드실접합부를 연결하도록 설치되는 브라켓과,
상기 브라켓의 상부면에 구비되는 발포부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 사이드실 강성 보강 구조. - 제14항에 있어서,
상기 브라켓은 상기 상부 사이드실접합부에 상기 차량의 폭방향을 따라 정해진 깊이로 형성되는 강도보강홈을 사이에 둔 2개의 상기 상부 사이드실접합부를 연결하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 차량의 사이드실 강성 보강 구조. - 제14항에 있어서,
상기 브라켓은 상기 상부 보강부재의 길이방향을 따라 복수로 설치되는 것을 특징으로 하는 차량의 사이드실 강성 보강 구조. - 제14항에 있어서,
상기 브라켓은,
상기 상부 사이드실접합부에서 상기 사이드실 아우터의 상면부의 하방에 위치는 부위에서 상기 상부 사이드실접합부에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량의 사이드실 강성 보강 구조. - 제14항에 있어서,
상기 발포부재는 가열로 발포되어, 상기 상부 사이드실접합부와 상기 사이드실 아우터의 내측면 사이에 채우는 것을 특징으로 하는 차량의 사이드실 강성 보강 구조. - 제2항에 있어서,
상기 상부 보강부재와 상기 하부 보강부재는,
스틸(steel)재질을 핫스템핑으로 가공하는 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 사이드실 강성 보강 구조. - 사이드실 인너;
상기 사이드실 인너의 외측면에 단부가 용접되는 시트 크로스 멤버; 및
상기 사이드실 인너의 내측면에 용접되는 청구항 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항의 사이드실 보강부재;를 포함하고,
상기 사이드실 인너와 상기 시트 크로스 멤버 및 상기 사이드실 보강부재는 동일한 부위에서 동시에 용접되는 것을 특징으로 하는 차량의 사이드실 강성 보강 구조.
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