KR20220087999A - 차량의 프레임 구조 - Google Patents

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KR20220087999A KR1020200178595A KR20200178595A KR20220087999A KR 20220087999 A KR20220087999 A KR 20220087999A KR 1020200178595 A KR1020200178595 A KR 1020200178595A KR 20200178595 A KR20200178595 A KR 20200178595A KR 20220087999 A KR20220087999 A KR 20220087999A
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최제원
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Abstract

본 발명은 중량은 감소시키면서도 강성은 향상시킬 수 있는 차량의 프레임 구조 에 관한 것이다.
본 발명에 따른 차량의 프레임 구조는, 금속판재로 이루어지는 제1부재(31)와, 상기 제1부재(31) 보다 얇은 금속판재로 이루어지고 상기 제1부재(31)에 용접되는 제2부재(33)를 포함하고, 상기 제1부재(31)와 상기 제2부재(33)가 접합되는 부위에 상기 제1부재(31)의 상부면과 상기 제2부재(33)의 상부면을 상기 제2부재(33)쪽으로 낮아지도록 경사지게 연결시키는 경사면(35)이 형성되도록 하거나, 상기 단차를 글래스런(50)으로 채우도록 한다.

Description

차량의 프레임 구조{STRUCTURE FOR FRAME FOR VEHICLE}
본 발명은 중량은 감소시키면서도 강성은 향상시킬 수 있는 차량의 프레임 구조에 관한 것이다.
차량의 프레임은 통상적으로 금속판재를 가공하고, 가공된 금속판재를 접합하여 이루어진다.
예컨대, 상기 차량의 도어어셈블리에 적용되는 도어프레임의 구조를 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 분리된 피스를 용접으로 접합하여 도어어셈블리(100)의 도어프레임(130)을 제조하는 방식이 있었다. 즉, 쿼드런트레인포스(131), B필라프레임(132), 루프프레임(133) 및 인너벨트레일(134)을 각각 개별로 가공한 후, 이를 용접으로 접합하였다. 상기 쿼드런트레인포스(131), 상기 B필라프레임(132), 상기 루프프레임(133) 및 상기 인너벨트레일(134)가 요구되는 강성을 갖도록 서로 다른 두께와 재질을 갖는 금속판재로 각각 선가공한 후, 이를 용접을 통하여 하나의 도어프레임(130)이 되도록 하였다.
하지만, 상기 쿼드런트레인포스(131), 상기 B필라프레임(132), 상기 루프프레임(133) 및 상기 인너벨트레일(134)를 개별적으로 제작하는 과정에서 각 피스별 산포가 발생하고, 이를 용접하는 과정에서 조립 산포가 발생하였다. 이러한 산포가 누적됨에 따라 갭단차가 불량하거나, 바람소리 또는 노면소음이 실내로 유입되거나, 수밀 저하 등과 같은 품질문제가 발생하는 문제점이 있었다. 즉, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 도어프레임(130)과 인너패널(120)에 글래스런(150)이 끼워지는데, 상기 도어프레임(130) 측에 형성된 단차와 상기 글래스런(150) 사이에 형성된 공간(S)으로 인하여, 바람소리, 노면소음이 실내로 유입되고, 이 공간(S)으로 수분이 침투함으로써, 수밀 성능이 저하되었다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 도어어셈블리(200)의 도어프레임(230)을 1피스로 제작한 후, 일부 구간에 보강부재를 추가하여 용접하여 제작할 수 있다. 동일한 재질과 동일한 두께를 갖는 금속판재로 도어프레임(230)을 제작한 후, 상기 도어프레임(230)의 강성을 보강하기 위하여, 쿼드런트레인포스(231), 래치레인포스(243)와 같은 보강부재를 용접함으로써, 상기 도어프레임(230)을 제작한다.
하지만, 이 경우에는 상기 보강부재의 매칭이 완벽하지 않아, 협소한 구간에서는 보강부재를 적용할 수 없고 용접건의 진입이 불가하여, 보강부재가 필요한 모든 구간에 상기 보강부재를 적용할 수 없었다. 강성의 향상을 위하여, 상기 도어프레임(230)의 두께를 증가시키면, 중량이 과다하게 상승하는 문제점이 있었다.
KR 10-2014-0055752 A(2014.05.09, 명칭 : 자동차의 도어 프레임)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 각 구간별 최적의 두께와 재질로 각 피스를 제조하면서도 산포를 제거할 수 있도록 한 차량의 프레임 구조를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 각 피스별 단차에 따라 발생하는 실링, 소음유입 등을 해소할 수 있는 차량의 프레임 구조를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 프레임 구조는, 금속판재로 이루어지는 제1부재와, 상기 제1부재 보다 얇은 금속판재로 이루어지고 상기 제1부재에 용접되는 제2부재를 포함하고, 상기 제1부재와 상기 제2부재가 접합되는 부위에 상기 제1부재(31)의 상부면과 상기 제2부재의 상부면을 상기 제2부재쪽으로 낮아지도록 경사지게 연결시키는 경사면이 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 경사면은 상기 제1부재의 상부면과 상기 제2부재의 상부면을 같은 높이로 배치하여 용접한 후, 상기 제1부재의 상부면을 상기 제2부재의 상부면 보다 높아지도록 성형하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1부재와 상기 제2부재가 용접된 상태에서, 프레스 가공으로 상기 제1부재의 상부면이 상기 제2부재의 상부면 보다 높게 성형되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2부재에서 상기 제1부재에 접하는 단부와 이에 인접한 부위가 경사면이 되는 것을 특징으로 한다.
상기 경사면의 높이는 상기 제1부재와 상기 제2부재의 두께 차이만큼인 것을 특징으로 한다.
상기 제1부재와 상기 제2부재의 저면의 높이가 같아지도록 상기 제1부재의 상부면이 상기 제2부재의 상부면 보다 높게 성형되고, 상기 제1부재의 저면과 상기 제2부재의 저면에 패널부재가 접합되며, 상기 제1부재, 상기 제2부재 및 상기 패널부재 사이에 형성된 공간에 도료가 채워지는 것을 특징으로 한다.
상기 경사면은 상기 제1부재의 저면과 상기 제2부재의 저면을 같은 높이로 배치하여 용접한 후, 상기 제1부재의 단부를 경사지게 제거하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1부재에서 상기 제2부재와 접하는 부위를 그라인딩 가공하여 상기 경사면이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 경사면은 상기 제1부재의 상부면과 상기 제2부재의 상부면을 연결하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 경사면은 상기 제1부재의 저면과 상기 제2부재의 저면을 같은 높이로 배치하여 용접한 후, 상기 제1부재와 상기 제2부재의 접합부에 용접비드를 형성하고, 상기 용접비드의 일부를 경사지게 제거하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 용접비드를 그라인딩 가공하여 상기 경사면을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 용접비드는 상기 제1부재에 접하는 상기 제2부재의 단부에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 용접비드는 연납(soldering)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1부재는 도어어셈블리의 도어프레임을 구성하는 쿼드런트레인포스과 B필라프레임 중 어느 하나이고, 상기 제2부재는 상기 쿼드런트레인포스 또는 상기 B필라프레임에 접합되는 루프프레임과 인너벨트레일 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 제1부재와 상기 제2부재는 TWB(Tailor Welded Blank) 용접에 의해 서로 용접되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 차량의 프레임 구조는, 금속판재로 이루어지는 제1부재와, 상기 제1부재 보다 얇은 금속판재로 이루어지고 상기 제1부재에 용접되는 제2부재와, 상기 제1부재와 제2부재가 접합되어 단차가 형성되는 부위를 메우는 글래스런을 포함할 수 있다.
상기 글래스런의 외측에는 상기 제1부재와 상기 제2부재의 단차가 형성되는 부위를 메우도록 상기 글래스런의 표면으로부터 돌출되는 돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 글래스런에서 상기 돌기가 형성되는 부위의 내부에는 중공홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1부재는 도어어셈블리의 도어프레임을 구성하는 쿼드런트레인포스와 B필라프레임 중 어느 하나이고, 상기 제2부재는 상기 쿼드런트레인포스 또는 상기 B필라프레임에 접합되는 루프프레임과 인너벨트레일 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 제1부재와 상기 제2부재는 TWB(Tailor Welded Blank) 용접에 의해 서로 용접되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 차량의 프레임 구조에 따르면, 경량화를 달성하면서도, 충분한 강성을 발휘할 수 있다.
또한, 차량의 프레임의 제작시 발생하는 산포를 줄여 품질이 향상되고, 스크랩을 감소시켜 소요되는 재료의 양을 절감할 수 있다.
아울러, 피스간 단차부위에서 발생하는 바람소리, 노면소음을 줄이고, 수밀성능이 향상된다.
도 1은 종래기술에 따른 차량의 프레임 구조를 도시한 개략도.
도 2은 도 1의 Ⅰ- Ⅰ선에 따른 단면도.
도 3은 종래기술에 따른 차량의 프레임 구조에서 두께 단차에 의해 도어프레임과 글래스런 사이에 공간이 형성된 상태를 도시한 단면도.
도 4는 종래기술의 다른 예에 따른 차량의 프레임 구조를 도시한 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 차량의 프레임 구조가 적용된 도어어셈블리를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 차량의 프레임 구조가 적용된 도어어셈블리를 도시한 분해사시도.
도 7은 본 발명에 따른 차량의 프레임 구조를 도시한 평면도.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량의 프레임 구조를 제조하는 과정을 도시한 개략도 및 도 8d는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량의 프레임 구조를 도시한 단면도.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 제2실시예에 따른 차량의 프레임 구조를 제조하는 과정을 도시한 개략도 및 도 8d는 본 발명의 제2실시예에 따른 차량의 프레임 구조를 도시한 단면도.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 제3실시예에 따른 차량의 프레임 구조를 제조하는 과정을 도시한 개략도 및 도 8d는 본 발명의 제3실시예에 따른 차량의 프레임 구조를 도시한 단면도.
도 11a는 본 발명의 제4실시예에 따른 차량의 프레임 구조를 도시한 단면도이고, 도 11b는 본 발명의 제4실시예에 따른 차량의 프레임 구조에 적용되는 글래스런을 도시한 단면도.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 차량의 프레임 구조에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 차량의 프레임 구조는, 금속판재로 이루어지는 제1부재(31)와, 상기 제1부재(31) 보다 얇은 금속판재로 이루어지고 상기 제1부재(31)에 용접되는 제2부재(33)를 포함하고, 상기 제1부재(31)와 상기 제2부재(33)가 접합되는 부위에 상기 제1부재(31)의 상부면과 상기 제2부재(33)의 상부면을 상기 제2부재(33)쪽으로 낮아지도록 경사지게 연결시키는 경사면(35)이 포함되도록 하거나, 상기 단차를 글래스런(50)으로 채우도록 한다.
여기서, 상기 제1부재(31)의 상부면과 상기 제2부재(33)의 상부면을 연결하는 경사면(35)의 단면은 사선, 곡선 또는 사선과 곡선이 혼합된 상태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 경사면(35)에 인접한 부위는 상기 제1부재(31)의 상부면 또는 상기 제2부재(33)의 상부면과 나란한 평면이 될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 차량의 프레임 구조에 대하여 용이하게 이해하기 위하여, 상기 차량의 도어어셈블리(1)에 적용되는 도어프레임(30)을 예로 하여 설명한다.
상기 도어어셈블리(1)는 도 6에 도시된 바와 같이, 아우터패널(10)과 인너패널(20)이 서로 결합되어 이루어지고, 강성보강을 위하여, 도어프레임(30), 아웃벨트레일(41), 힌지레인포스(42) 및 래치레인포스(43)가 체결되고, 기밀을 위하여 글래스런(50)이 조립된다.
여기서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 도어프레임(30)은 쿼드런트레인포스(31), B필라프레임(32), 루프프레임(33) 및 인너벨트레일(34)이 각각 개별적으로 제작된 후, 용접으로 연결부위(W)가 접합되어 이루어진다.
특히, 본 발명에서는 상기 프레임을 구성하는 각 피스가 용접으로 접합하는데, 이때 TWB(Tailor Welded Blank) 용접에 의해 서로 용접되도록 한다. 특히 레이저를 적용한 TWB 레이저 용접이 바람직하다. 상기 TWB 용접은 다양한 재질과 두께의 금속판재를 필요한 모양대로 절단하여 용접하는 기술이다. 이에 따라 상기 쿼드런트레인포스(31), 상기 B필라프레임(32), 상기 루프프레임(33) 및 상기 인너벨트레일(34)의 두께를 다른 금속판재로 재단하여 가공한 후, 이를 TWB 레이저 용접을 통하여 용접한다.
이에 따라, 최종 제품 형상에 맞춰 카라인 뿐만 아니라 사선 또는 꺾임 라인 형상까지 반영하여 재단한 다음, 용접하므로, 금속판재를 최대한 이용할 수 있어서 스크랩의 발생을 최소화할 수 있다. 즉, 도어프레임(30)을 예로 하면, 상기 쿼드런트레인포스(31)가 상기 루프프레임(33)과 상기 인너벨트레일(34)의 형상에 맞게 각각 재단하여 가공한 후, 용접하므로, 상기 쿼드런트레인포스(31)가 상기 루프프레임(33)과 상기 인너벨트레일(34)과 접합되는 선은 수직한 카라인을 따라 접합되고(L1-L1선 참조), 상기 B필라프레임(32)이 상기 루프프레임(33)과 상기 인너벨트레일(34)과 접합되는 선은 사선을 따라 접합된다(L2-L2선 참조).
또한, 도 7에서 Ⅱ-Ⅱ선으로 도시된 단면에서는 상기 도어프레임(30)을 구성하는 각 부재간의 두께 차이로 인한 단차가 발생하고, 상기 단차에 의한 문제점(바람 소리, 노면소음, 수밀성능 저하)이 발생하는데, 상기 단차가 형성된 부위를 경사면(35)으로 형성되도록 하거나 상기 단차에 의해 형성되는 공간을 채워 상기 문제점이 해소되도록 한다. 이를 후술되는 각 실시예를 통하여 구체적인 방안에 대하여 살펴보기로 한다.
도 8a 내지 도 8c에는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량의 프레임 구조에 대하여 도시되어 있다.
본 실시예에서는 상기 차량의 프레임으로서, 도어어셈블리(1)에 적용되는 도어프레임(30)을 예로 하여 설명하기로 한다.
금속판재로 이루어지는 제1부재(31)와, 상기 제1부재(31) 보다 얇은 금속판재로 이루어지고 상기 제1부재(31)에 용접되는 제2부재(33)를 포함하는 차량의 프레임 구조에서, 상기 제1부재(31)와 상기 제2부재(33)가 접합되는 부위에 경사면(35)을 형성하기 위하여, 상기 제1부재(31)와 상기 제2부재(33)를 용접한 후, 상기 제1부재(31)와 상기 제2부재(33)를 성형하여, 경사면(35)이 형성되도록 한다.
여기서, 상기 제1부재(31)의 두께가 상기 제2부재(33)의 두께보다 더 두꺼우므로, 상기 도어프레임(30)에서 쿼드런트레인포스(31)를 제1부재(31)로 하고, 루프프레임(33)을 제2부재(33)로 하여 설명하기로 한다. 상기 제1부재(31)는 상대적으로 두께가 두꺼운 쿼드런트레인포스(31), B필라프레임(32)이 될 수 있고, 상기 제2부재(33)는 루프프레임(33), 인너벨트레일(34)이 될 수 있고, 이 들간의 접합부위에 적용될 수 있다.
상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33)은 서로 상부면이 같은 높이가 되도록 다이(D)에 안치된다(도 8a 참조). 상기 쿼드런트레인포스(31)가 상기 루프프레임(33)보다 두껍기 두껍기 때문에, 상기 쿼드런트레인포스(31)의 저면은 상기 루프프레임(33)의 저면보다 낮게 위치한다.
이후, 상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33)가 접하는 부위를 용접한다. 상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33)는 앞서 설명한 (TWB(Tailor Welded Blank) 방식으로 용접된다. 또한, 레이저를 에너지원으로 한 TWB 레이저 용접으로 접합된다.
상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33)가 용접에 의해 일체가 된 후(도 8b 참조), 그 조립체를 다이(D)에 정치시킨 후, 상기 쿼드런트레인포스(31)의 상부면이 상기 루프프레임(33)의 상부면보다 높아지도록 성형한다(도 8c 참조). 상기 쿼드런트레인포스(31)과 상기 루프프레임(33)의 저면 측을 프레스를 이용하여 상기 쿼드런트레인포스(31)의 상부면을 상기 루프프레임(33)의 상부면 보다 높아지도록 성형한다.
이와 같이, 상기 쿼드런트레인포스(31)의 상부면이 상기 루프프레임(33)의 상부면보다 높아지도록 프레스로 성형하면, 상대적으로 두께가 얇은 상기 루프프레임(33)에서 상기 쿼드런트레인포스(31)에 접하는 단부와 이에 인접한 부위가 경사면(35)으로 성형된다.
본 실시예에서 상기 경사면(35)의 높이는 상기 쿼드런트레인포스(31)의 두께와 상기 루프프레임(33)의 두께 사이의 차이가 되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33)의 저면은 같은 높이가 되도록 하고, 상기 쿼드런트레인포스(31)의 저면과 상기 루프프레임(33)의 저면에 패널부재, 예커대 도어어셈블리(1)의 인너패널(20)이 접합된다.
이때, 상기 쿼드런트레인포스(31), 상기 루프프레임(33) 및 상기 인너패널(20)에의해 둘러싸인 공간(S)이 형성되는데, 상기 공간(S)은 도장공정을 통하여 도료가 채워지도록 하는 것이 바람직하다. 상기 공간(S)에 도료가 채워짐으로써, 상기 공간(S)에 의해 발생하는 바람소리, 노면소음의 발생을 방지하고 수밀 성능이 향상되도록 한다.
이와 같이, 상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33)를 TWB 레이저 용접 후, 프레스 성형을 통하여 상기 경사면(35)을 형성함으로써, 상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33) 사이에 단차가 발생하지 않도록 하면, 상기 단차에 의해 발생하는 문제점(바람 소리, 노면소음, 수밀성능 저하)를 해소할 수 있다.
도면 8d는 본 발명의 제1실시예에 따라 차량의 프레임 구조에 글래스런(50)이 적용된 상태의 단면도이다.
도 9 a 내지 도 9c에는 본 발명의 제2실시예에 따라 차량의 프레임 구조에 대하여 도시되어 있다.
본 실시예에서도 금속판재로 이루어지는 제1부재(31)와, 상기 제1부재(31) 보다 얇은 금속판재로 이루어지고 상기 제1부재(31)에 용접되는 제2부재(33)를 포함하는 차량의 프레임 구조에서, 상기 제1부재(31)와 상기 제2부재(33)가 접합되는 부위에 경사면(35)을 형성되도록 한다.
본 실시예에서도 상기 차량의 프레임으로서, 도어프레임(30)을 예로 하고, 상기 도어프레임(30)에서 쿼드런트레인포스(31)를 제1부재(31)로 하고, 루프프레임(33)을 제2부재(33)로 하여 설명하기로 한다. 마찬가지로, 상기 제1부재(31)는 상대적으로 두께가 두꺼운 쿼드런트레인포스(31), B필라프레임(32)이 될 수 있고, 상기 제2부재(33)는 루프프레임(33), 인너벨트레일(34)이 될 수 있다.
다만 본 실시예에서는 상기 경사면(35)은 상기 쿼드런트레인포스(31)의 일부를 경사지게 제거하여 형성한다.
먼저, 도 9a에 도시된 바와 같이, 상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33)를 다이(D)의 위에 정치시킨다.
그리고, 상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33)를 TWB 레이저 용접으로 접합시킨다. 상기 쿼드런트레인포스(31)가 상기 루프프레임(33)보다 두껍기 때문에, 상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33) 사이에는 단차가 형성된다(도 9b 참조).
상기 단차가 제거되고 상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33)가 경사면(35)으로 연결되도록 하기 위하여, 상기 쿼드런트레인포스(31)에서 상기 루프프레임(33)와 접하는 부위에서 상기 쿼드런트레인포스(31)의 일부를 그라인딩으로 제거한다. 예컨대, 도 9c에서 'R1'만큼 그라인딩가공하면, 상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33)가 경사면(35)으로 연결된다.
도면 9d는 본 발명의 제1실시예에 따라 차량의 프레임 구조에 글래스런(50)이 적용된 상태의 단면도이다.
이와 같이, 상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33)를 TWB 레이저 용접 후, 상기 쿼드런트레인포스(31)의 일부를 그라인딩 가공하여 상기 경사면(35)을 형성함으로써, 상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33) 사이에 단차가 발생하지 않도록 하면, 상기 단차에 의해 바람소리, 노면소음의 발생을 방지하고 수밀 성능을 향상시킬 수 있다.
도 10a 내지 도 10c에는 본 발명의 제3실시예에 따른 차량의 프레임 구조에 대하여 도시되어 있다.
본 실시예에서도 앞서 실시예들과 마찬가지로, 상기 차량의 프레임으로서, 도어프레임(30)을 예로 하고, 상기 도어프레임(30)에서 쿼드런트레인포스(31)를 제1부재(31)로 하고, 루프프레임(33)을 제2부재(33)로 하여 설명하기로 한다. 또한, 상기 제1부재(31)는 상대적으로 두께가 두꺼운 쿼드런트레인포스(31), B필라프레임(32)이 될 수 있고, 상기 제2부재(33)는 루프프레임(33), 인너벨트레일(34)이 될 수도 있다.
본 실시예는, 상기 제1부재(31)와 상기 제2부재(33) 사이에 용접비드(B)를 형성하고, 상기 용접비드(B)의 일부를 제거하여, 경사면(35)이 형성되도록 한다.
상기 제3실시예와 마찬가지로, 상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33)를 다이(D)의 위에 정치시킨다(도 10a 참조). 그리고, 상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33)를 TWB 레이저 용접으로 접합시킨다. 상기 쿼드런트레인포스(31)가 상기 루프프레임(33)보다 두껍기 때문에, 상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33) 사이에는 단차가 형성된다.
상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33) 사이의 단체에 용접을 통하여 용접비드(B)가 형성되도록 한다(도 10b 참조). 상기 루프프레임(33)에서 상기 쿼드런트레인포스(31)에 접하는 부위에 연질소재로 연납(soldering)하여, 상기 용접비드(B)가 형성되도록 한다. 상기 용접비드(B)가 상기 연납을 통하여 형성되기 때문에, 용이하게 상기 경사면이 형성되도록 할 수 있다.
이후, 도 10c에 도시된 바와 같이, 상기 용접비드(B)를 그라인딩 가공을 통하여 도 10c의 'R2'만큼 제거하면, 상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33) 사이에 경사면이 형성된다.
이와 같이, 상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33)의 사이의 단차에 용접비드(B)를 형성한 후, 상기 용접비드(B)의 일부를 그라인딩하여 경사면(35)을 형성함으로써, 상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33) 사이에 단차가 발생하지 않도록 하면, 상기 단차에 의해 발생하는 문제점(바람 소리, 노면소음, 수밀성능 저하)를 해소할 수 있다.
도면 10d는 본 발명의 제4실시예에 따라 차량의 프레임 구조에 글래스런(50)이 적용된 상태의 단면도이다.
도 11a와 도 11b에는 본 발명의 제4실시예에 따라 차량의 프레임 구조에 대하여 도시되어 있다.
본 실시예에서도 상기 차량의 프레임으로서, 도어프레임(30)을 예로 한다. 또한, 상기 도어프레임(30)에서 쿼드런트레인포스(31)를 제1부재(31)로 하고, 루프프레임(33)을 제2부재(33)로 하여 설명하기로 한다. 마찬가지로, 상기 제1부재(31)는 상대적으로 두께가 두꺼운 쿼드런트레인포스(31), B필라프레임(32)이 될 수 있고, 상기 제2부재(33)는 루프프레임(33), 인너벨트레일(34)이 될 수 있다.
다만, 본 실시예에서는 상기 제1부재(31)와 제2부재(33) 사이에 형성되는 단차를 채움으로써, 상기 단차에 의해 발생하는 문제점이 해소되도록 한다.
먼저, 상기 제2실시예 또는 상기 제3실시예에서와 마찬가지로 상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33)를 TWB 레이저 용접으로 서로 용접한다. 상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33) 사이에는 상기 쿼드런트레인포스(31)의 두께와 상기 루프프레임(33)의 두께 차이에 의한 단차가 존재한다.
본 실시예에서는 상기 단차를 채워 상기 단차에 의한 문제점(바람소리와 노면소음 유입, 수밀 성능 저하 등)을 상기 단차를 제거하는 것이 아니라, 상기 단차를 채워 해소되도록 한다.
즉, 도 11a의 Ⅲ- Ⅲ선으로 표시되는 부위의 단면에서 상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33) 사이의 단차에 글래스런(50)이 채워지도록 함으로써, 상기 단차에 의한 문제점이 해소되도록 한다.
이를 위한 상기 글래스런(50)의 형상을 살펴보면, 도 11b에 도시된 바와 같이, 상기 글래스런(50)의 표면에 돌기(51)들이 형성되도록 한다. 상기 글래스런(50)은 고무를 재질로 하고, 상기 돌기(51)가 상기 글래스런(50)의 표면에 형성되어 있으므로, 상기 돌기가 변형되면서 상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33) 사이의 단차에 의해 형성되는 공간을 채운다.
특히, 상기 글래스런(50)에서 상기 돌기(51)가 형성되는 부위의 내부에는 중공홀(52)이 형성된다. 상기 중공홀(52)에 의해 상기 글래스런(50) 자체도 용이하게 변형될 수 있으므로, 상기 단차에 의해 형성되는 공간을 채우는데 유리해진다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 상기 실시예들은 상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 루프프레임(33) 사이에 형성되는 단차에 의해 발생하는 문제점을 해소하기 위한 구성에 대하여 설명하였으나, 상기 루프프레임(33)와 상기 B필라프레임(32) 사이, 상기 쿼드런트레인포스(31)와 상기 인너벨트레일(34) 사이, 상기 인너벨트레일(34)과 상기 B필라프레임(32) 사이에도 적용될 수 있다.
뿐만 아니라, 차량의 도어프레임(30)뿐만 아니라, 차량을 구성하는 각 프레임에 적용될 수 있다.
1 : 도어어셈블리 10 : 아우터패널
20 : 인너패널 30 : 도어프레임
31 : 쿼드런트레인포스 32 : B필라프레임
33 : 루프프레임 34 : 인너벨트레일
35 : 경사면 41 : 아웃벨트레일
42 : 힌지레인포스 43 : 래치레인포스
50 : 글래스런 51 : 돌기
52 : 중공홀 100 : 도어어셈블리
120 : 인너패널 130 : 도어프레임
131 : 쿼드런드레인포스 132 : B필라프레임
133 : 루프프레임 134 : 인너벨트레일
150 : 글래스런 200 : 도어어셈블리
230 : 도어프레임 231 : 쿼드런드레인포스
232 : B필라프레임 B : 용접비드
D : 다이

Claims (20)

  1. 금속판재로 이루어지는 제1부재와,
    상기 제1부재 보다 얇은 금속판재로 이루어지고 상기 제1부재에 용접되는 제2부재를 포함하고,
    상기 제1부재와 상기 제2부재가 접합되는 부위에 상기 제1부재의 상부면과 상기 제2부재의 상부면을 상기 제2부재쪽으로 낮아지도록 경사지게 연결시키는 경사면이 포함되는 것을 특징으로 하는 차량의 프레임 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 경사면은 상기 제1부재의 상부면과 상기 제2부재의 상부면을 같은 높이로 배치하여 용접한 후, 상기 제1부재의 상부면을 상기 제2부재의 상부면 보다 높아지도록 성형하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 프레임 구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1부재와 상기 제2부재가 용접된 상태에서, 프레스 가공으로 상기 제1부재의 상부면이 상기 제2부재의 상부면 보다 높게 성형되는 것을 특징으로 하는 차량의 프레임 구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2부재에서 상기 제1부재에 접하는 단부와 이에 인접한 부위가 경사면이 되는 것을 특징으로 하는 차량의 프레임 구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 경사면의 높이는 상기 제1부재와 상기 제2부재의 두께 차이만큼인 것을 특징으로 하는 차량의 프레임 구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1부재와 상기 제2부재의 저면의 높이가 같아지도록 상기 제1부재의 상부면이 상기 제2부재의 상부면 보다 높게 성형되고,
    상기 제1부재의 저면과 상기 제2부재의 저면에 패널부재가 접합되며,
    상기 제1부재, 상기 제2부재 및 상기 패널부재 사이에 형성된 공간에 도료가 채워지는 것을 특징으로 하는 차량의 프레임 구조.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 경사면은 상기 제1부재의 저면과 상기 제2부재의 저면을 같은 높이로 배치하여 용접한 후, 상기 제1부재의 단부를 경사지게 제거하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 프레임 구조.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1부재에서 상기 제2부재와 접하는 부위를 그라인딩 가공하여 상기 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 프레임 구조.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 경사면은 상기 제1부재의 상부면과 상기 제2부재의 상부면을 연결하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 프레임 구조.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 경사면은 상기 제1부재의 저면과 상기 제2부재의 저면을 같은 높이로 배치하여 용접한 후, 상기 제1부재와 상기 제2부재의 접합부에 용접비드를 형성하고, 상기 용접비드의 일부를 경사지게 제거하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 프레임 구조.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 용접비드를 그라인딩 가공하여 상기 경사면을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량의 프레임 구조.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 용접비드는 상기 제1부재에 접하는 상기 제2부재의 단부에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 프레임 구조.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 용접비드는 연납(soldering)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 프레임 구조.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1부재는 도어어셈블리의 도어프레임을 구성하는 쿼드런트레인포스과 B필라프레임 중 어느 하나이고,
    상기 제2부재는 상기 쿼드런트레인포스 또는 상기 B필라프레임에 접합되는 루프프레임과 인너벨트레일 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 차량의 프레임 구조.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1부재와 상기 제2부재는 TWB(Tailor Welded Blank) 용접에 의해 서로 용접되는 것을 특징으로 하는 차량의 프레임 구조.
  16. 금속판재로 이루어지는 제1부재와,
    상기 제1부재 보다 얇은 금속판재로 이루어지고 상기 제1부재에 용접되는 제2부재와,
    상기 제1부재와 제2부재가 접합되어 단차가 형성되는 부위를 메우는 글래스런을 포함하는 차량의 프레임 구조.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 글래스런의 외측에는 상기 제1부재와 상기 제2부재의 단차가 형성되는 부위를 메우도록 상기 글래스런의 표면으로부터 돌출되는 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 프레임 구조.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 글래스런에서 상기 돌기가 형성되는 부위의 내부에는 중공홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 프레임 구조.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제1부재는 도어어셈블리의 도어프레임을 구성하는 쿼드런트레인포스와 B필라프레임 중 어느 하나이고,
    상기 제2부재는 상기 쿼드런트레인포스 또는 상기 B필라프레임에 접합되는 루프프레임과 인너벨트레일 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 차량의 프레임 구조.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 제1부재와 상기 제2부재는 TWB(Tailor Welded Blank) 용접에 의해 서로 용접되는 것을 특징으로 하는 차량의 프레임 구조.

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