KR20230037301A - 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리 및 그 제조방법 - Google Patents

강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 경량화를 달성하면서 측면 충돌시 내부에 탑재된 고전압 배터리를 충격으로부터 보호할 수 있도록 한 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리는, 사이드실인너(10), 사이드실아우터(20) 및 상기 사이드실인너(10)와 상기 사이드실아우터(20) 사이에 구비되는 보강유닛(30)을 포함하는 차량의 사이드실 어셈블리에 있어서, 상기 보강유닛(30)은, 제1상부면(31a)과 상기 제1상부면(31a) 보다 낮게 위치하는 제1하부면(31b)이 상기 차량의 길이방향을 따라 교번하여 배치되는 상부멤버(31); 제2상부면(33a)과 상기 제2상부면(33a) 보다 낮게 위치하는 제2하부면(33b)이 상기 차량의 길이방향을따라 교번하여 배치되는 하부멤버(33); 및 상기 상부멤버(31)와 상기 하부멤버(33) 사이에서 상기 상부멤버(31) 및 상기 하부멤버(33)에 각각 접합되는 중간멤버(32);를 포함하고, 상기 상부멤버(31)와 상기 하부멤버(33)는 서로 동일한 위상으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리 및 그 제조방법{SIDE SILL ASSEMBLY OF VEHICLE WITH IMPROVED STIFFNESS AND METHOD FOR MANUFACTURING OF THE SAME}
본 발명은 차량의 측면 하부를 지지하는 사이드실 어셈블리 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 경량화를 달성하면서 측면 충돌시 내부에 탑재된 고전압 배터리를 충격으로부터 보호할 수 있도록 한 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리 및 그 제조방법에 관한 것이다.
차량의 측면 하부의 강성을 발휘하기 위하여 사이드실이 구비된다.
한편, 전기자동차, 하이브리드자동차와 같은 친환경 자동차에서는 구동모터에 전원을 공급하는 고전압 배터리의 탑재공간으로 상기 차량의 센터플로워패널 하부를 이용하고 있다.
특히, 최근에는 상기 친환경 자동차가 내연기관 자동차와 플랫폼을 공유하지 않고, 전기자동차 전용 플랫폼이 적용되고 있다. 차량의 주행거리 증대를 위하여, 센터플로워패널 하부의 공간을 활용하는 것이 탑재되는 고전압 배터리의 용량을 증대시키는데 유리하기 때문이다.
하지만, 이러한 구조는 차량의 측면충돌시, 상기 고전압 배터리가 파손될 위험에 노출되어 있다. 상기 고전압 배터리의 파손은 화재로 이어지고, 상기 고전압 배터리의 파손으로 인한 화재는 일반적인 화재와 달리 진화가 어렵다.
따라서, 상기 사이드실은 측면 충돌시, 충돌에너지가 상기 고전압 배터리로 전달되지 않도록 충분한 강성을 발휘해야 한다.
이를 위하여, 사이드실인너와 사이드실아우터로 이루어지는 상기 사이드실의 내부에 보강구조가 적용되고 있다.
예컨대, 알루미늄 재질을 압출하여 보강부재를 제작하여, 상기 사이드실의 내부에 적용하는 사이드실 보강구조가 있다. 상기 알루미늄 압출재는 경량화는 가능하지만, 제조원가가 높아 가격 경쟁력을 약화시킨다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 스틸재질의 보강부재(131~135)들로 스틸 프레스 구조의 보강유닛(130)를 제작하여, 상기 사이드실의 내부에 적용할 수도 있다. 하지만, 이는 원가를 낮출 수는 있지만, 알루미늄 압출재 대비 중량이 증가하는 문제점이 있었다.
KR 20-1997-0051616 U (1997.09.08, 명칭: 차체의 사이드 실)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 저가의 재료를 사용하지만, 중량은 알루미늄 재료 수준으로 억제하면서도 충분한 강성성능을 발휘하여, 측면 충돌시에 충격에 의한 변형이 감소하도록 한 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리는, 사이드실인너, 사이드실아우터 및 상기 사이드실인너와 상기 사이드실아우터 사이에 구비되는 보강유닛을 포함하는 차량의 사이드실 어셈블리에 있어서, 상기 보강유닛은, 제1상부면과 상기 제1상부면 보다 낮게 위치하는 제1하부면이 상기 차량의 길이방향을 따라 교번하여 배치되는 상부멤버; 제2상부면과 상기 제2상부면 보다 낮게 위치하는 제2하부면이 상기 차량의 길이방향을따라 교번하여 배치되는 하부멤버; 및 상기 상부멤버와 상기 하부멤버 사이에서 상기 상부멤버 및 상기 하부멤버에 각각 접합되는 중간멤버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 상부멤버와 상기 하부멤버는 서로 동일한 위상으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부멤버의 제1하부면이 상기 중간멤버에 접합되고, 상기 하부멤버의 제2상부면이 상기 중간멤버에 접합되며, 상기 중간멤버에서 상기 중간멤버가 상기 상부멤버에 접합되는 부위와, 상기 중간멤버가 상기 하부멤버에 접합되는 부위는 교번하여 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기 상부멤버에서 상기 제1상부면 및 상기 제1하부면의 상기 차량의 폭방향 내측 단부로부터 상향 연장되는 플랜지부가 형성되고, 상기 플랜지부는 상기 사이드실인너의 내측면에서 수직한 면에 접합되는 것을 특징으로 한다.
상기 하부멤버의 상기 제2하부면에서 상기 차량의 폭방향 내측으로는 상기 사이드실인너의 내측면에서 경사진 면에 접합되는 용접면이 되는 것을 특징으로 한다.
상기 용접면에 고전압배터리를 마운팅하기 위한 배터리마운팅너트의 하단이 위치하는 너트장착면이 형성되고, 상기 배터리마운팅너트는 그 하단이 상기 너트장착면에 접합되는 것을 특징으로 한다.
상기 배터리마운팅너트의 하단은 상기 용접면에 CO2 용접 또는 프로젝션용접으로 접합되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부멤버의 제1하부면과 상기 중간멤버에 상기 배터리마운팅너트가 관통하는 관통홀이 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 배터리마운팅너트는, 상기 관통홀이 형성된 부위에서 상기 상부멤버의 제1하부면 및 상기 중간멤버와 CO2 용접으로 접합되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부멤버에서 상기 제1상부면과 상기 제1하부면은 제1연결면으로 연결되고, 상기 하부멤버에서 상기 제2상부면과 상기 제2하부면은 제2연결면으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부멤버의 제1상부면에 상기 하부멤버와 상기 중간멤버의 접합시 용접툴이 통과하는 제1용접홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 중간멤버는 상기 상부멤버 및 상기 하부멤버와 스팟용접으로 접합되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부멤버 및 상기 하부멤버는 상기 사이드실인너와 스팟용접으로 접합되는 것을 특징으로 한다.
상기 하부멤버와 상기 사이드실인너의 접합시 용접툴이 통과하도록 상기 상부멤버의 제1하부면과 상기 중간멤버에 각각 제2용접홀과 제3용접홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리의 제조방법은, 상부멤버, 하부멤버 및 중간멤버를 미리 가공하여 준비하는 준비단계; 상기 상부멤버를 상기 중간멤버의 상부면에 접합하는 상부멤버 접합단계; 상기 중간멤버의 하부면에 상기 하부멤버를 접합하는 하부멤버 접합단계; 상기 상부멤버, 상기 중간멤버 및 상기 하부멤버가 접합되어 이루어진 보강유닛을 사이드실인너에 접합시키는 보강유닛 접합단계; 및 상기 사이드실인너의 상부와 하부에 사이드실아우터의 상부와 하부를 접합시키는 사이드실아우터 접합단계;를 포함한다.
상기 상부멤버 접합단계, 상기 하부멤버 접합단계 및 상기 보강유닛 접합단계는 스팟용접으로 접합시키는 것을 특징으로 한다.
상기 하부멤버 접합단계와 상기 보강유닛 접합단계 사이에, 상기 하부멤버에 배터리마운팅너트의 하단이 접합되고, 상기 배터리마운팅너트의 둘레가 상기 상부멤버 및 상기 중간멤버가 접합되는 너트접합단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 배터리마운팅너트의 하단은 상기 하부멤버에 CO2 용접 또는 프로젝션 용접으로 접합되고, 상기 배터리마운팅너트의 둘레와 상기 상부멤버 및 상기 중간멤버는 CO2 용접으로 접합되는 것을 특징으로 한다.
상기 보강유닛 접합단계는, 상기 상부멤버에서 차량의 폭방향 내측 단부에서 상향되게 형성되는 플랜지부를 상기 사이드실인너의 내측면에서 수직한 면에 접합시키고, 상기 하부멤버에서 차량의 폭방향 내측에 위치하는 용접면을 상기 사이드실인너의 내측면에서 경사진 면에 접합시키는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리 및 그 제조방법에 따르면, 스틸과 같은 저가의 재료를 사용하지만, 고가의 알루미늄 압출재와 대등한 수준의 중량으로 그에 상응하는 강성을 발휘할 수 있어서, 측면 충돌성능과 원가절감을 달성할 수 있다.
이와 같이, 고전압배터리가 적용된 차량에서 측면충돌에 대한 성능을 향상시킴에 따라, 충면출돌로 인한, 상기 고전압배터리의 파손에 기인한 화재를 방지할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 스틸프레스 구조의 사이드실 보강부재를 도시한 분해사시도 및 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리에 적용되는 보강유닛을 도시한 분해사시도 및 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리에 적용되는 보강유닛의 확대 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리에 따라 보강유닛이 사이드실이 접합된 상태를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리에 따라 보강유닛이 사이드실 및 고전압배터리와 결합되는 상태를 도시한 사시도.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리에 따라 보강유닛이 사이드실 및 고전압배터리와 결합된 상태를 도시한 사시도.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리 및 그 제조방법에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리는, 사이드실인너(10), 사이드실아우터(20) 및 상기 사이드실인너(10)와 상기 사이드실아우터(20) 사이에 구비되는 보강유닛(30)을 포함하는 차량의 사이드실 어셈블리에서, 상기 보강유닛(30)은, 제1상부면(31a)과 상기 제1상부면(31a) 보다 낮게 위치하는 제1하부면(31b)이 상기 차량의 길이방향을 따라 교번하여 배치되는 상부멤버(31)와, 제2상부면(33a)과 상기 제2상부면(33a) 보다 낮게 위치하는 제2하부면(33b)이 상기 차량의 길이방향을따라 교번하여 배치되는 하부멤버(33)와, 상기 상부멤버(31)와 상기 하부멤버(33) 사이에서 상기 상부멤버(31) 및 상기 하부멤버(33)에 각각 접합되는 중간멤버(32)를 포함하고, 상기 상부멤버(31)와 상기 하부멤버(33)는 서로 동일한 위상으로 배치된다.
사이드실 어셈블리(1)는 차량의 측면 하부에 상기 차량의 길이방향으로 배치되는 사이드실인너(10)와 사이드실아우터(20)가 서로 접합되고, 상기 사이드실인너(10)와 상기 사이드실아우터(20) 사이에 사이드실 어셈블리(1)의 강성을 보강하기 위한 사이드실 보강유닛(30, 이하 '보강유닛'이라함)이 구비된다.
상기 사이드실인너(10)와 상기 사이드실아우터(20)는 각각 상부와 하부에 접합을 위한 상부접합부(11)(21)와 하부접합부(12)(22)가 형성되고, 중간은 서로 반대방향으로 볼록하게 형성되어, 내부에 공간이 형성된다.
상기 사이드실인너(10)와 상기 사이드실아우터(20) 사이에 형성되는 공간에 상기 보강유닛(30)이 구비되어, 상기 사이드실 어셈블리(1)의 강성이 보강되도록 한다.
이를 위하여, 상기 보강유닛(30)은 제1상부면(31a)과 제1하부면(31b)이 교번하여 형성되는 상부멤버(31)와,
상기 상부멤버(31)와 동일한 위상으로 제2상부면(33a)과 제2하부면(33b)이 교번하여 형성되는 하부멤버(33)와,
상기 상부멤버(31)와 상기 하부멤버(33) 사이에서 상기 상부멤버(31) 및 상기 하부멤버(33)에 각각 접합되는 중간멤버(32)를 포함한다.
상부멤버(31)는, 제1상부면(31a)과 상기 제1상부면(31a) 보다 낮게 위치하는 제1하부면(31b)이 상기 차량의 길이방향을 따라 교번하여 배치되도록 형성된다. 상기 제1상부면(31a)과 상기 제1하부면(31b)은 제1연결면(31c)을 통하여 서로 연결된다. 상기 상부멤버(31)는 상기 제1상부면(31a)과 상기 제1하부면(31b)이 서로 교번하여 형성되는 바, 차량의 측면에서 봤을 때, 대략 'W'자 형태의 단면이 연속되는 형태를 갖는다.
상기 상부멤버(31)는 상기 차량의 폭방향 내측단부로부터 상향 연장되게 플랜지부(31d)가 형성된다. 즉, 상기 제1상부면(31a)과 상기 제1하부면(31b)에서 상기 차량의 폭방향 내측단부에서 상향연장되게 상기 플랜지부(31d)가 형성된다. 상기 플랜지부(31d)는 상기 사이드실인너(10)의 내측면에 접합되는데 이용된다. 즉, 상기 플랜지부(31d)는 상기 사이드실인너(10)의 내측면에서 수직한 면에 용접으로 접합되도록 하여, 상기 보강유닛(30)이 상기 사이드실인너(10)와 접합되도록 한다. 상기 플랜지부(31d)는 상기 사이드실인너(10)와 스팟용접으로 접합된다.
하부멤버(33)도 상기 상부멤버(31)와 같이, 제2상부면(33a)과 제2하부면(33b)이 교번하여 형성된다. 즉, 제2상부면(33a)과, 상기 제2상부면(33a) 보다 낮게 위치하는 제2하부면(33b)을 포함한다. 상기 제2상부면(33a)과 상기 제2하부면(33b)은 상기 차량의 길이방향을 따라 교번하여 배치된다. 이러한 구조를 갖는 상기 하부멤버(33)는 상기 상부멤버(31)와 유사한 구조를 갖는다. 이에 따라, 상기 하부멤버(33)도 차량의 측면에서 봤을 때, 대략 'W'자 형태의 단면이 연속되는 형상을 갖는다.
상기 하부멤버(33)에서도, 상기 제2상부면(33a)과 상기 제2하부면(33b)은 제2연결면(33c)을 통하여 서로 연결된다.
특히, 상기 상부멤버(31)와 상기 하부멤버(33)는 그 위상(位相)이 서로 동일하도록 배치된다. 즉, 상기 제1상부면(31a)의 하방에 상기 제2상부면(33a)이 배치되고, 상기 제1하부면(31b)의 하방에 상기 제2하부면(33b)이 배치된다.
한편, 상기 하부멤버(33)는 상기 사이드실인너(10)와 접합하기 위하여, 상기 제2하부면(33b)에서 차량의 폭방향 내측으로는 용접면(33c)이 형성되는 것이 바람직하다. 상기 용접면(33c)은 상기 제2하부면(33b) 중 에서 상기 차량의 폭방향 내측이 일부가 되고, 상기 사이드실인너(10)의 내측면을 따라 일정 각도로 경사지게 형성되어, 상기 사이드실인너(10)의 내측면에서 경사진 면에 접합된다.
중간멤버(32)는 상기 상부멤버(31)와 상기 하부멤버(33) 사이에 위치하여, 상기 상부멤버(31) 및 상기 하부멤버(33)에 각각 접합된다.
상기 상부멤버(31)와 상기 하부멤버(33)는 서로 동일한 위상으로 배치되기 때문에, 중간에 상기 중간멤버(32)를 개재시킴으로써, 상기 상부멤버(31), 상기 하부멤버(33) 및 상기 중간멤버(32)가 서로 접합되어 구성되는 상기 보강유닛(30)이 구조체를 형성하도록 한다.
상기 중간멤버(32)는 상기 상부멤버(31)의 제1하부면(31b)와 접합되고, 상기 하부멤버(33)의 제2상부면(33a)과 접합된다. 상기 상부멤버(31)와 상기 하부멤버(33)가 동일한 위상으로 배치되는 바, 상기 중간멤버(32)에서 상기 중간멤버(32)가 상기 상부멤버(31)에 접합되는 부위와, 상기 중간멤버(32)가 상기 하부멤버(33)에 접합되는 부위는 교번하여 위치한다.
상기 상부멤버(31)와 상기 하부멤버(33)가 각각 상부면과 하부면이 연속적으로 형성되어 W자 형상을 갖고, 상기 중간멤버(32)는 상대적으로 평평하기 때문에, 상기 상부멤버(31)의 제1하부면(31b)이 상기 중간멤버(32)의 상부면에 용접으로 접합되고, 상기 하부멤버(33)의 제2상부면(33a)이 상기 중간멤버(32)의 하부면에 용접으로 접합된다. 이에 따라, 상기 상부멤버(31), 상기 중간멤버(32) 및 상기 하부멤버(33)가 일체가 되어 상기 보강유닛(30)을 구성한다. 상기 상부멤버(31)와 상기 중간멤버(32)는 스팟용접으로 접합되고, 상기 중간멤버(32)와 상기 하부멤버(33)도 스팟용접으로 접합된다.
한편, 상기 상부멤버(31), 상기 중간멤버(32) 및 상기 하부멤버(33)는 상부멤버(31)와 상기 중간멤버(32)가 먼저 용접으로 접합된 후, 상기 하부멤버(33)가 상기 중간멤버(32)에 용접으로 접합된다. 상기 상부멤버(31)에는 상기 하부멤버(33)를 상기 중간멤버(32)에 용접시킬 때, 용접툴이 통과할 수 있는 제1용접홀(31e)이 형성된다. 즉, 상기 상부멤버(31)의 제1상부면(31a)에 상기 용접툴이 통과할 수 있는 제1용접홀(31e)이 형성된다.
상기 용접면(33c)에 상기 고전압배터리(40)를 마운팅하기 위한 배터리마운팅너트(34)의 하단이 접합된다. 상기 용접면(33c)에 상기 배터리마운팅너트(34)의 하단이 위치하도록 너트장착면(33e)이 형성되고, 상기 너트장착면(33e)에 상기 배터리마운팅너트(34)의 하단이 접합된다. 상기 배터리마운팅너트(34)는 상기 너트장착면(33e)에 CO2 용접 또는 프로젝션용접으로 접합된다.
상기 상부멤버(31)와 상기 중간멤버(32)에는 상기 배터리마운팅너트(34)가 관통하는 관통홀(31f)(32a)이 각각 형성된다. 상기 배터리마운팅너트(34)는 그 외측둘레가 상기 관통홀(31f)(32a)의 내측둘레와 CO2 용접으로 접합된다. 상기 배터리마운팅너트(34)는 하단이 상기 하부멤버(33) 측과 용접되고, 중간부분이 상기 상부멤버(31) 및 상기 중간멤버(32)와 용접되어 있어서, 상기 상부멤버(31), 상기 중간멤버(32) 및 상기 하부멤버(33)가 서로 벌어지는 것을 방지하는 역할도 한다.
아울러, 상기 상부멤버(31)와 상기 중간멤버(32)에 각각 제2용접홀(31g)과 제3용접홀(32b)이 형성된다. 상기 상부멤버(31), 상기 중간멤버(32) 및 상기 하부멤버(33)가 서로 용접으로 접합되어 보강유닛(30)을 구성한 상태에서, 상기 보강유닛(30)을 상기 사이드실인너(10)에 접합시킬 때, 상기 하부멤버(33)의 용접면(33c)을 상기 사이드실인너(10)의 내측면에서 경사진 면에 접합하기 위하여, 용접툴이 진입해야하는데, 상기 용접툴이 진입할 수 있도록 상기 상부멤버(31)의 제1하부면(31b)과 상기 중간멤버(32)에 각각 제2용접홀(31g)과 제3용접홀(32b)이 형성된다. 상기 제2용접홀(31g)과 상기 제3용접홀(32b)은 서로 대응하는 위치에 형성되어 상기 상부멤버(31)와 상기 중간멤버(32)가 서로 접합되었을 때, 하나의 홀이 된다.
본 발명에 따른 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리의 제조방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리의 제조방법은, 상부멤버(31), 하부멤버(33) 및 중간멤버(32)를 미리 가공하여 준비하는 준비단계(S110)와, 상기 상부멤버(31)를 상기 중간멤버(32)의 상부면에 접합하는 상부멤버 접합단계(S120)와, 상기 중간멤버(32)의 하부면에 상기 하부멤버(33)를 접합하는 하부멤버 접합단계(S130)와, 상기 상부멤버(31), 상기 중간멤버(32) 및 상기 하부멤버(33)가 접합되어 이루어진 보강유닛(30)을 사이드실인너(10)에 접합시키는 보강유닛 접합단계(S150)와, 상기 사이드실인너(10)의 상부와 하부에 사이드실아우터(20)의 상부와 하부를 접합시키는 사이드실아우터 접합단계(S160)를 포함한다.
준비단계(S110)는, 앞서 설명한 상부멤버(31), 하부멤버(33) 및 중간멤버(32)를 미리 가공하여 준비한다. 스틸판재를 프레스 가공 등을 통하여, 상기 상부멤버(31), 상기 하부멤버(33) 및 상기 중간멤버(32)가 각각의 형상을 갖도록 가공하고, 이들은 준비한다.
상부멤버 접합단계(S120)는 상기 상부멤버(31)를 상기 중간멤버(32)의 상부면에 접합한다. 상기 중간멤버(32)의 상부면에 상기 상부멤버(31)의 제1하부면(31b)이 접하도록 위치시킨 후, 상기 제1하부면(31b)과 상기 중간멤버(32)를 스팟용접으로 접합함으로써(도 3에서 'w1'으로 도시), 상기 상부멤버(31)와 상기 중간멤버(32)를 접합시킨다.
하부멤버 접합단계(S130)는 상기 하부멤버(33)를 상기 중간멤버(32)의 하부면에 접합한다. 상기 중간멤버(32)의 하부면에 상기 하부멤버(33)의 제2상부면(33a)이 접하도록 위치시킨 후, 상기 제2상부면(33a)과 상기 중간멤버(32)를 스팟용접으로 접합함으로써(도 3에서 'w2'로 도시), 상기 하부멤버(33)와 상기 중간멤버(32)를 접합시킨다. 상기 하부멤버 접합단계(S130)에서는 이미 상기 중간멤버(32)에 상기 상부멤버(31)가 접합되어 있는 상태인 바, 용접툴을 상기 제1용접홀(31e)을 통과시킨 후, 상기 하부멤버(33)와 상기 중간멤버(32)를 접합시킨다.
너트접합단계(S140)는 상기 하부멤버(33)에 배터리마운팅너트(34)의 하단이 접합되고, 상기 배터리마운팅너트(34)의 둘레가 상기 상부멤버(31) 및 상기 중간멤버(32)가 접합된다. 상기 배터리마운팅너트(34)의 하단을 상기 하부멤버(33)에 형성된 너트장착면(33e)에 위치시킨 상태에서 CO2 용접 또는 프로젝션 용접을 통하여 상기 배터리마운팅너트(34)의 하단을 상기 하부멤버(33)에 접합시킨다(도 3에서 'w3'로 도시). 이후, 상기 배터리마운팅너트(34)의 외측둘레와 상기 상부멤버(31) 및 상기 중간멤버(32)에 형성된 관통홀(31f)(32a)의 내측둘레를 CO2용접으로 접합하여, 상기 배터리마운팅너트(34)의 중간부분을 고정시킨다(도 3에서 'w4'로 도시). 이때, 상기 상부멤버(31)와 상기 중간멤버(32), 상기 하부멤버(33)가 상기 배터리마운팅너트(34)에 접합되기 때문에, 상기 상부멤버(31), 상기 중간멤버(32)가 상기 하부멤버(33)에 대하여 벌어지는 현상을 방지할 수 있다.
보강유닛 접합단계(S150)는 상기 상부멤버(31), 상기 중간멤버(32) 및 상기 하부멤버(33)가 접합되어 이루어진 보강유닛(30)을 상기 사이드실인너(10)에 접합시킨다.
상기 보강유닛 접합단계(S150)는, 상기 상부멤버(31)에서 차량의 폭방향 내측 단부에서 상향되게 형성되는 플랜지부(31d)를 상기 사이드실인너(10)의 내측면에서 수직한 면에 스팟용접으로 접합시킨다.
또한, 상기 하부멤버(33)에서 차량의 폭방향 내측에 위치하는 용접면(33c)을 상기 사이드실인너(10)의 내측면에서 경사진 면에 스팟용접으로 접합함으로써, 상기 보강유닛(30)이 상기 사이드실인너(10)에 접합된다. 이때, 상기 보강유닛(30)과 상기 사이드실인너(10)의 용접시, 용접툴이 상기 제2용접홀(31g)과 상기 제3용접홀(32b)을 통과하여, 상기 용접면(33c)이 상기 사이드실인너(10)의 내측면에 용접되도록 한다.
이후, 사이드실아우터(20)를 상기 사이드실인너(10)에 접합하는 사이드실아우터 접합단계(S160)가 수행된다. 상기 사이드실아우터 접합단계(S160)에서는 상기 사이드실인너(10)의 상부접합부(11)와 하부접합부(12)를 각각 상기 사이드실아우터(20)의 상부접합부(21)와 하부저밥부(22)와 용접하여 접합함으로써, 사이드실 어셈블리(1)의 제조가 완료된다.
본 발명에 따른 사이드실 어셈블리(1)에 따르면, 상기 보강유닛(30)이 측방향으로 입력되는 하중에 대하여 상기 사이드실 어셈블리(1)의 강성을 보강하게 되어, 상기 측면충돌에 대한 안정성을 높인다.
사이드실인너(10)와 사이드실아우터(20)로 사이드실 어셈블리(1)를 구성하는 경우, 도 5의 ① ~ ⑥로 도시된 바와 같은 면을 갖는다. 즉, 측면충돌시, 직접 격벽을 형성하는 면(①, ②)과, 격벽을 연결하는 면(③, ④), 그리고, 사이드실 내부와 외부를 부품을 조립하는 면(⑤, ⑥)을 갖는다. 여기서, 상기 차량의 측면과 전신주(P)가 충돌하는 경우와 같이, 측면 충돌성능을 향상시키려면, 상기 ①면과 ②면을 직접 연결하는 것이 가장 좋고, 불가피할 경우, ③면과 ④면을 연결해야 한다. 하지만, 종래의 알루미늄압출구조와 스틸 프레스 용접구조에서는 ⑤면과 ⑥면만 연결되는 구조였다.
하지만, 상기 보강유닛(30)이 적용됨에 따라, ①면이 상기 상부멤버(31)의 플랜지부(31d)와 접합되고, ④면이 하부멤버(33)의 용접면(33c)과 접합된다. 종래의 스틸 프레스 용접 구조와 매칭면의 수는 동일하지만, 측면 충돌에 가장 큰 저항을 발휘하는 ①면을 구속함에 따라, 측면 충돌성능이 향상된다.
또한, 경량구조와 향상된 강성을 비교적 저가의 재질인 스틸을 이용하여 달성할 수 있다.
아울러, 종래의 스틸 프레스 용접구조보다 소요되는 재료가 적기 때문에, 중량 및 원가 절감이 가능하다.
1 : 사이드실 어셈블리 10 : 사이드실인너
11 : 상부접합부 12 : 히부접합부
20 : 사이드실아우터 21 : 상부접합부
22 : 히부접합부 30 : 사이드실 보강유닛
31 : 상부멤버 31a : 제1상부면
31b : 제1하부면 31c : 제1연결면
31d : 플랜지부 31e : 제1용접홀
31f : 관통홀 31g : 제2용접홀
32 : 중간멤버 32a : 관통홀
32b : 제3용접홀 33 : 하부멤버
33a : 제2상부면 33b : 제2하부면
33c : 용접면 33d : 제2연결면
33e : 너트장착면 34 : 배터리마운팅너트
40 : 고전압배터리 130 : 사이드실 보강유닛
131~135 : 보강부재 P : 전신주
S110 : 준비단계 S120 : 상부멤버 접합단계
S130 : 하부멤버 접합단계 S140 : 너트접합단계
S150 : 보강유닛 접합단계 S160 : 사이드실아우터 접합단계

Claims (19)

  1. 사이드실인너, 사이드실아우터 및 상기 사이드실인너와 상기 사이드실아우터 사이에 구비되는 보강유닛을 포함하는 차량의 사이드실 어셈블리에 있어서,
    상기 보강유닛은,
    제1상부면과 상기 제1상부면 보다 낮게 위치하는 제1하부면이 상기 차량의 길이방향을 따라 교번하여 배치되는 상부멤버;
    제2상부면과 상기 제2상부면 보다 낮게 위치하는 제2하부면이 상기 차량의 길이방향을따라 교번하여 배치되는 하부멤버; 및
    상기 상부멤버와 상기 하부멤버 사이에서 상기 상부멤버 및 상기 하부멤버에 각각 접합되는 중간멤버;를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부멤버와 상기 하부멤버는 서로 동일한 위상으로 배치되는 것
    을 특징으로 하는 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부멤버의 제1하부면이 상기 중간멤버에 접합되고,
    상기 하부멤버의 제2상부면이 상기 중간멤버에 접합되며,
    상기 중간멤버에서 상기 중간멤버가 상기 상부멤버에 접합되는 부위와, 상기 중간멤버가 상기 하부멤버에 접합되는 부위는 교번하여 위치하는 것
    을 특징으로 하는 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상부멤버에서 상기 제1상부면 및 상기 제1하부면의 상기 차량의 폭방향 내측 단부로부터 상향 연장되는 플랜지부가 형성되고,
    상기 플랜지부는 상기 사이드실인너의 내측면에서 수직한 면에 접합되는 것
    을 특징으로 하는 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하부멤버의 상기 제2하부면에서 상기 차량의 폭방향 내측으로는 상기 사이드실인너의 내측면에서 경사진 면에 접합되는 용접면이 되는 것
    을 특징으로 하는 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 용접면에 고전압배터리를 마운팅하기 위한 배터리마운팅너트의 하단이 위치하는 너트장착면이 형성되고,
    상기 배터리마운팅너트는 그 하단이 상기 너트장착면에 접합되는 것
    을 특징으로 하는 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 배터리마운팅너트의 하단은 상기 용접면에 CO2 용접 또는 프로젝션용접으로 접합되는 것
    을 특징으로 하는 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 상부멤버의 제1하부면과 상기 중간멤버에 상기 배터리마운팅너트가 관통하는 관통홀이 각각 형성되는 것
    을 특징으로 하는 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 배터리마운팅너트는,
    상기 관통홀이 형성된 부위에서 상기 상부멤버의 제1하부면 및 상기 중간멤버와 CO2 용접으로 접합되는 것
    을 특징으로 하는 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 상부멤버에서 상기 제1상부면과 상기 제1하부면은 제1연결면으로 연결되고,
    상기 하부멤버에서 상기 제2상부면과 상기 제2하부면은 제2연결면으로 연결되는 것
    을 특징으로 하는 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 상부멤버의 제1상부면에 상기 하부멤버와 상기 중간멤버의 접합시 용접툴이 통과하는 제1용접홀이 형성되는 것
    을 특징으로 하는 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 중간멤버는 상기 상부멤버 및 상기 하부멤버와 스팟용접으로 접합되는 것
    을 특징으로 하는 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 상부멤버 및 상기 하부멤버는 상기 사이드실인너와 스팟용접으로 접합되는 것
    을 특징으로 하는 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 하부멤버와 상기 사이드실인너의 접합시 용접툴이 통과하도록 상기 상부멤버의 제1하부면과 상기 중간멤버에 각각 제2용접홀과 제3용접홀이 형성되는 것
    을 특징으로 하는 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리.
  15. 상부멤버, 하부멤버 및 중간멤버를 미리 가공하여 준비하는 준비단계;
    상기 상부멤버를 상기 중간멤버의 상부면에 접합하는 상부멤버 접합단계;
    상기 중간멤버의 하부면에 상기 하부멤버를 접합하는 하부멤버 접합단계;
    상기 상부멤버, 상기 중간멤버 및 상기 하부멤버가 접합되어 이루어진 보강유닛을 사이드실인너에 접합시키는 보강유닛 접합단계; 및
    상기 사이드실인너의 상부와 하부에 사이드실아우터의 상부와 하부를 접합시키는 사이드실아우터 접합단계;
    를 포함하는 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 상부멤버 접합단계, 상기 하부멤버 접합단계 및 상기 보강유닛 접합단계는 스팟용접으로 접합시키는 것
    을 특징으로 하는 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리의 제조방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 하부멤버 접합단계와 상기 보강유닛 접합단계 사이에,
    상기 하부멤버에 배터리마운팅너트의 하단이 접합되고, 상기 배터리마운팅너트의 둘레가 상기 상부멤버 및 상기 중간멤버가 접합되는 너트접합단계를 더 포함하는 것
    을 특징으로 하는 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리의 제조방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 배터리마운팅너트의 하단은 상기 하부멤버에 CO2 용접 또는 프로젝션 용접으로 접합되고,
    상기 배터리마운팅너트의 둘레와 상기 상부멤버 및 상기 중간멤버는 CO2 용접으로 접합되는 것
    을 특징으로 하는 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리의 제조방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 보강유닛 접합단계는,
    상기 상부멤버에서 차량의 폭방향 내측 단부에서 상향되게 형성되는 플랜지부를 상기 사이드실인너의 내측면에서 수직한 면에 접합시키고,
    상기 하부멤버에서 차량의 폭방향 내측에 위치하는 용접면을 상기 사이드실인너의 내측면에서 경사진 면에 접합시키는 것
    을 특징으로 하는 강성이 보강된 차량의 사이드실 어셈블리의 제조방법.
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