WO2024136321A1 - 차량용 사이드실 - Google Patents

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WO2024136321A1
WO2024136321A1 PCT/KR2023/020710 KR2023020710W WO2024136321A1 WO 2024136321 A1 WO2024136321 A1 WO 2024136321A1 KR 2023020710 W KR2023020710 W KR 2023020710W WO 2024136321 A1 WO2024136321 A1 WO 2024136321A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
side sill
flat portion
vehicle
flat
frame
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/020710
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이규민
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Publication of WO2024136321A1 publication Critical patent/WO2024136321A1/ko

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Definitions

  • the present invention relates to a side sill for a vehicle.
  • Vehicle side sills serve to protect passengers by absorbing collision energy in the event of a side collision.
  • the side sill applied to eco-friendly vehicles serves to protect not only the passengers but also the battery located on the floor. Because the battery has a relatively large volume compared to other components of the vehicle, the side space of a vehicle equipped with a battery is relatively narrow compared to a vehicle equipped with an internal combustion engine.
  • the side sill applied to an eco-friendly vehicle must be able to absorb maximum collision energy within a small space, and must have a minimum weight to improve the energy efficiency of an eco-friendly vehicle.
  • Patent Document 1 KR 20-1998-0043143 U (1998.09.25)
  • the purpose of the present invention is to improve the collision energy absorption efficiency of the side sill and achieve weight reduction.
  • the purpose of the present invention is to increase the rigidity of the side sill and reduce manufacturing costs.
  • a side sill for a vehicle includes a side sill frame that extends in a first direction and includes a hollow portion, and is disposed in the hollow portion, and is disposed in the hollow portion in the first direction.
  • a reinforcing frame including a plurality of unit patterns extending, wherein the unit patterns include a flat portion disposed on a plane formed in the first direction and a second direction intersecting the first direction, and the flat portion. and includes an inclined portion disposed at an angle with respect to the flat portion, and at least one of the flat portion or the inclined portion includes a curved portion extending in the second direction.
  • the flat portion includes a first flat portion disposed in the first direction, a second flat portion disposed in the first direction and located at a lower position than the first flat portion, and the inclined portion is disposed in the first direction. It may include a first inclined portion connected to the flat portion and disposed inclinedly, and a second inclined portion connected to the second flat portion and disposed of a tilting mechanism.
  • bent portion may be formed in a central portion of the first flat portion, the first inclined portion, the second flat portion, or the second inclined portion.
  • the curved portion may have a wave shape in which two or more curved shapes are formed in succession.
  • the curved portion may be formed to be protruding or concave in a direction perpendicular to a flat surface of the first flat portion, the second flat portion, the first inclined portion, or the second inclined portion.
  • first flat portion, the second flat portion, and the side sill frame may be spaced apart from each other.
  • the reinforced frame may be made of a single steel plate.
  • first flat portion, the second flat portion, the first inclined portion, and the second inclined portion may be formed in a unit pattern, and the unit pattern may be repeated in the first direction.
  • the length of the first flat portion and the second flat portion in the first direction of the side sill frame may be 40 mm to 70 mm.
  • angle formed by the extension line of the first flat portion or the second flat portion and the first inclined portion or the second inclined portion may be a value of 45° to 75°.
  • the thickness of the reinforced frame may be 1.8 mm to 2.2 mm.
  • the reinforced frame is a steel material whose tensile strength or yield strength is the same or greater than that of the side sill frame, and the reinforced frame may have a tensile strength of 1180 MPa or more and a yield strength of 850 MPa to 1060 MPa.
  • the collision energy absorption efficiency of the side sill can be improved and the side sill can be made lighter.
  • the rigidity of the side sill can be increased and manufacturing costs can be reduced.
  • FIG. 1 is a perspective view of a side sill for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view of a reinforced frame according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a cross-sectional view taken along line II' of Figure 1.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a portion shown as II′ in FIG. 1 of a side sill for a vehicle according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a portion shown as II′ in FIG. 1 of a side sill for a vehicle according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a cross-sectional view showing a reinforced frame of a side sill for a vehicle according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a cross-sectional view showing a reinforced frame of a side sill for a vehicle according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is a cross-sectional view of a reinforced frame formed according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is a cross-sectional view of a side sill for an existing vehicle.
  • FIG. 10 is a load-displacement diagram of the vehicle side sill of FIG. 1 and the vehicle side sill of FIG. 9.
  • Figure 1 is a perspective view of a side sill for a vehicle according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 shows a perspective view of a reinforced frame according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a cross-sectional view taken along the line II' of Figure 1.
  • the side sill 100 for a vehicle may include a side sill frame 110 having a hollow portion 113 and a reinforcing frame 120 located in the hollow portion 113.
  • the side sill frame 110 has a hollow portion 113 formed therein, and the hollow portion 113 may be formed continuously in the first direction (Y-axis direction), which is the longitudinal direction of the side sill frame 110. .
  • the side sill frame 110 may be formed by combining the first side sill frame 111 and the second side sill frame 112.
  • the first side sill frame 111 and the second side sill frame 112 may have curved portions and may have flange portions formed at both ends. Additionally, a coupling portion 114 may be formed in the flange portions formed on the first side sill frame 111 and the second side sill frame 112 in contact with each other.
  • the joining portion of the first side sill frame 111 and the second side sill frame 112 where the coupling portion 114 is formed may be specifically formed by joining.
  • the coupling method is not limited and includes all methods by which the first side sill frame 111 and the second side sill frame 112 are coupled and fixed.
  • joining is used to include all joining methods such as arc welding, resistance welding, adhesive bonding, friction bonding, FDS (Flow Drill Screw) bonding, riveting bonding, laser welding, etc. You can.
  • first side sill frame 111 and the second side sill frame 112 may be formed by bending a single plate. That is, each of the first side sill frame 111 and the second side sill frame 112 can be processed as a single plate.
  • first side sill frame 111 and the second side sill frame 112 may be formed by extrusion.
  • first side sill frame 111 may be extruded into an angular shape
  • second side sill frame 112 may be extruded into an angular shape and molded respectively.
  • first side sill frame 111 and the second side sill frame 112 may be extruded and molded as one piece.
  • a hollow portion 113 may be formed therein.
  • the reinforcing frame 120 is disposed in the hollow portion 113 and may be formed continuously in the first direction, which is the longitudinal direction of the side sill frame 110. And, at least a portion may be formed parallel to a second direction (X-axis direction), which is the width direction of the vehicle, at a point in the first direction.
  • the reinforced frame 120 may include a plurality of unit patterns (U).
  • the unit pattern U included in the reinforced frame 120 is a flat portion 121 disposed on a plane formed in the first direction and a second direction intersecting the first direction. , 122) and inclined portions 123 and 124 connected to the flat portions 121 and 122 and disposed at an angle with respect to the flat portions 121 and 122.
  • the flat portions 121 and 122 include a first flat portion 121 and a second flat portion 122
  • the inclined portions 123 and 124 include a first inclined portion 123 and a second inclined portion. It may include (124).
  • a first flat portion 121 positioned parallel to the first direction of the side sill frame 110, a first inclined portion 123 connected to the first flat portion 121 and disposed at an angle, and the first inclined portion It is connected to (123) and includes a second flat part 122 located at a lower position than the first flat part 121 and a second inclined part 124 connected to the second flat part 122 and formed at an angle. You may be doing it. Additionally, the second inclined portion 124 may be formed to be symmetrical to the first inclined portion 123.
  • first flat portion 121 and the second flat portion 122 may be formed parallel to the second direction at a point in the first direction.
  • the reinforced frame 120 may be formed by repeating a first flat portion 121, a second flat portion 122, a first inclined portion 123, and a second inclined portion 124, which are flat portions and inclined portions.
  • first flat portion 121 and the second flat portion 122 are not limited to a specific length, but as an example, the sides of the first flat portion 121 and the second flat portion 122
  • the length of the thread frame 110 in the first direction may be 40 mm to 70 mm.
  • the length of the first flat part 121 and the second flat part 122 in the first direction is less than 40 mm, the period of the repeated unit pattern (U) of the unit section of the reinforced frame 120 is shortened, so it is used.
  • the weight may increase, which may have a negative effect on lightweighting.
  • the deformation of the first flat portion 121 and the second flat portion 122 A decrease in resistance may occur, and since the cycle of the repeated unit pattern (U) of the reinforced frame 120 becomes longer, the resistance portion that resists deformation may decrease, resulting in a decrease in collision energy absorption efficiency.
  • first flat portion 121 and the second flat portion 122 may have the same length in the first direction. However, it is not limited to the same length.
  • the thickness of the reinforced frame 120 may be 1.8 mm to 2.2 mm.
  • the thickness of the reinforced frame 120 is less than 1.8 mm, the resistance to deformation of the reinforced frame 120 may decrease, resulting in a decrease in collision energy absorption efficiency. If the thickness of the reinforced frame 120 exceeds 2.2 mm, there may be a problem in that the effect of lightweighting is reduced due to an increase in the weight of the reinforced frame 120.
  • the side sill frame 110 and the first and second planar portions 121 and 122 may be formed to be spaced apart from each other.
  • the reinforcement frame 120 may be spaced apart from the upper and lower surfaces of the side sill frame 110, respectively. By being spaced apart, when an impact is applied in the second direction, which is the side direction of the vehicle body, the reinforced frame 120 is placed in the central area in the third direction (Z-axis direction), which is the height direction of the vehicle body, so that the maximum deformation load can be realized. This can provide the effect of improving collision energy absorption efficiency while maximizing weight reduction of the vehicle.
  • the angle between the inclined surface and the flat portion is the angle formed by the extension lines of the first flat portion 121 and the second flat portion 122 and the first inclined portion 123 and the second inclined portion 124. It may be a value of 45° to 75°.
  • the angle ⁇ formed by the extension of the second flat portion 122 and the first inclined portion 123 and the second inclined portion 124 is less than 45°, the unit pattern U of the reinforced frame 120 As the repetition cycle becomes longer, the resistance part that resists deformation decreases, which may lead to a decrease in collision energy absorption efficiency.
  • the angle ⁇ formed by the extension of the first flat portion 121 and the first inclined portion 123 and the second inclined portion 124 is less than 45°, the performance of the collision energy absorption efficiency is similarly reduced. It can happen.
  • the angle ⁇ formed by the extension of the second flat portion 122 and the first inclined portion 123 and the second inclined portion 124 exceeds 75°, the repeating unit pattern of the reinforced frame 120 ( Since the cycle of U) is shortened, the amount of material used increases and the weight increases, which may have a negative effect on lightweighting. Likewise, even if the angle ⁇ formed by the extension of the first flat portion 121 and the first inclined portion 123 and the second inclined portion 124 exceeds 75°, it may have a negative effect on weight reduction. there is. However, it is not limited to the above angle, and as mentioned above, it is sufficient if it is flat and inclined.
  • the reinforced frame 120 may be made of a single steel plate.
  • the reinforced frame 120 may be formed by bending a single steel plate. By being manufactured from a single steel plate, the mechanical strength of the reinforced frame 120 can be further improved and contribute to reducing manufacturing costs.
  • the reinforced frame 120 may be made of steel whose tensile strength or yield strength is the same or greater than that of the side sill frame 110.
  • the reinforced frame 120 may have a tensile strength of 1180 MPa or more.
  • the reinforced frame 120 may have a yield strength of 850 MPa to 1060 MPa.
  • the side sill frame 110 and the reinforcement frame 120 are made of the same steel material, the tensile strength and yield strength may be the same.
  • the reinforced frame 120 is made of steel, it can be manufactured to have a tensile strength of 1180 MPa or more and a yield strength of 850 MPa to 1060 MPa.
  • the vehicle side sill 100 including the reinforced frame 120 formed in this way may have a collision energy absorption capacity that is at least equal to or exceeds the collision energy absorption capacity of the vehicle side sill 100 made of aluminum of the same weight.
  • the side sill 100 can improve the collision energy absorption efficiency to an equivalent level or higher while being lighter.
  • one side of the reinforced frame 120 may be joined to the first side sill frame 111, for example, arc welded. Additionally, the other side of the reinforced frame 120 may be adhered to the second side sill frame 112 with an adhesive or joined, for example, arc welded. By being fixed by welding or adhesive in this way, the convenience of manufacturing the vehicle side sill 100 can be improved.
  • the vehicle side sill 100 according to an embodiment of the present invention as described above is compressed and deformed in the second direction when a load is applied in the second direction, which is the lateral direction of the vehicle, thereby improving the lateral shock absorption ability. You can. Therefore, it is possible to minimize shock being transmitted to the space where the vehicle battery is located (not shown) and the space where passengers are located.
  • At least one of the flat parts 121 and 122 or the inclined parts 123 and 124 formed in the reinforced frame 120 includes a bent part 125 extending in the second direction. can do.
  • the bent portion 125 extends in the second direction.
  • a bent portion 125 extending along a second direction is formed in the reinforced frame 120 when viewed from the first direction.
  • the curved portion 125 may have a curved cross section when viewed from the second direction, and may be straight in a protruding or concave shape when viewed from the first direction.
  • the cross-sectional shape of the curved portion 125 as seen from the second direction exists between an inclined first surface, a second surface symmetrical to the first surface, and the first surface and the second surface, and a unit in which the curved portion 125 is formed.
  • the third surface parallel to the portion of the pattern U may be continuously and smoothly connected.
  • the boundary of the third side may not be distinct, and in this case, the first side and the second side may be connected in a curved shape.
  • the shape of the bent portion 125 is not limited to the above-mentioned shapes, and includes all shapes that are protruding or concave and are formed in a straight line in a certain section along the second direction.
  • the bent portion 125 may be formed through a beading process.
  • a bead which is a line-shaped bent portion 125, is formed on a flat sheet metal or formed sheet metal.
  • bent portion 125 may be parallel to the second direction or may be formed at a predetermined angle with the second direction. Therefore, when viewed from the first direction, a straight curved shape is formed along the second direction.
  • the rigidity of the reinforced frame 120 can be further increased. And, the higher the height or the deeper the depth of the bent portion 125, the greater the effect of increasing rigidity can be.
  • the bent portion 125 is one of the first flat portion 121, the second flat portion 122, the first inclined portion 123, and the second inclined portion 124. It can be formed in at least one place.
  • the bent portion 125 is formed in the reinforced frame 120 to absorb as much as possible the impact in the first direction, which is a side collision, and includes the first flat portion 121, the second flat portion 122, and the first flat portion 121 of the reinforced frame 120. It may be formed in at least one of the first inclined portion 123 and the second inclined portion 124.
  • FIGS. 1 to 3 a shape in which a curved portion 125 is formed in the first inclined portion 123 and the second inclined portion 124 is shown.
  • the shape of the bent portion 125 is not limited to the above shape, and it is sufficient if it is formed on the reinforced frame 120.
  • the curved portion 125 may be formed in any one of the first flat portion 121, the second flat portion 122, the first inclined portion 123, and the second inclined portion 124. Or, the first flat portion 121 and the second flat portion 122, the first flat portion 121 and the first inclined portion 123, the first flat portion 121 and the second inclined portion 124, Two of the second flat portion 122 and the first inclined portion 123, the second flat portion 122 and the second inclined portion 124, or the first inclined portion 123 and the second inclined portion 124. It may be formed in a part.
  • the first flat portion 121, the second flat portion 122, the first inclined portion 123, and the second inclined portion 124 form a unit pattern (U). is formed, and the unit pattern (U) may be repeated in the first direction.
  • bent portion 125 may also be included in the unit pattern (U).
  • the unit pattern U It is included in the unit pattern U together with the first flat portion 121, the second flat portion 122, the first inclined portion 123, and the second inclined portion 124, and the curved portion 125 is It may be formed in the same combination as above and repeated.
  • the bent portion 125 is formed repeatedly, a certain rigidity is provided and the beading work is performed in a certain pattern, thereby increasing the convenience of work.
  • the bent portion 125 is not limited to being repeatedly formed at the same location, the bent portion 125 may not be repeated, and in the repeated unit pattern U of the reinforced frame 120, the bent portion 125 It is sufficient to include at least one, and the position where the bent portion 125 is formed may be different each time it is repeated.
  • the curved portion 125 is one of the first flat portion 121, the second flat portion 122, the first inclined portion 123, or the second inclined portion 124. It can be formed in the central part.
  • the bent portion 125 may be formed in the central portion of the surface of the portion to be formed.
  • the bent portion 125 may be formed in the center for convenient processing. . However, even in the absence of the special circumstances mentioned, it can be formed other than the central part and is not limited to the mentioned location. That is, the bent portion 125 may be formed as a beading structure at various locations depending on the design.
  • Figures 4 and 5 show cross-sectional views of a reinforced frame formed according to another embodiment of the present invention.
  • the curved portion 125 is one of the first flat portion 121, the second flat portion 122, the first inclined portion 123, or the second inclined portion 124. It can be formed to be protruding or concave in a vertical direction on a flat surface.
  • the surface on which the curved portion 125 is formed may be one of the first flat portion 121, the second flat portion 122, the first inclined portion 123, or the second inclined portion 124, as mentioned above. , at least part of these structures are formed flat. In this plane, the bent portion 125 may be formed to protrude or be concave in the vertical direction.
  • a protruding curved portion 125 is formed on all of the first flat portion 121, the second flat portion 122, the first inclined portion 123, and the second inclined portion 124. It is done.
  • a curved portion 125 is formed concavely in all of the first flat portion 121, the second flat portion 122, the first inclined portion 123, and the second inclined portion 124. ) is located.
  • the bent portion 125 may be formed to be protruding or concave.
  • the bent portion 125 can be formed by beading using a beading machine.
  • the beading machine forms beads by applying impact perpendicularly to the plate surface.
  • the curved portion 125 which may be formed of a bead, may have a straight protruding or concave shape in a direction perpendicular to the surface on which it is formed.
  • the strength of the reinforcing frame 120 increases and provides the effect of strengthening the resistance of the side sill against side collision.
  • FIG. 6 shows a reinforced frame 120 in which bends 125 are formed at both the first flat portion 121 and the second inclined portion 124
  • FIG. 7 shows the first inclined portion 123 and the second inclined portion 124.
  • a reinforced frame 120 in which a bent portion 125 is formed in two places of the second flat portion 122, and the case where the bent portion 125 has a wave shape is shown.
  • the curved portion 125 may be formed in a wave shape by forming two or more curved shapes continuously in a certain section.
  • the curved portion 125 may have one curved shape, but the curved shape may be continuous and formed into a wave shape.
  • the number of consecutive times is not limited unless the height or depth of the curved shape is too low or shallow to have a reinforcing effect.
  • the bending portion 125 provides the effect of providing additional rigidity, but the height or depth of the bending portion 125 and the number of bending portions 125 may need to be compromised depending on the thickness and shape of the reinforced frame 120. And in this case, since more rigidity may be added depending on the height or depth than the number of bends 125, the number of consecutive times may be set taking this into consideration.
  • the concave curved part 125 and the protruding curved part 125 may be formed together in one reinforced frame 120, which has a protruding shape and a protruding shape even within one unit pattern (U).
  • a concave shape may also be formed.
  • the bent portion 125 is located in two or more of the first flat portion 121, the second flat portion 122, the first inclined portion 123, or the second inclined portion 124, the bent portion 125
  • the consecutive numbers formed in the corresponding part may be formed differently.
  • Figure 8 shows a cross-sectional view of a reinforced frame formed according to another embodiment of the present invention.
  • the unit pattern (U') is composed of only the second planar portion 122, and the inclined portions 123 and 124 are the first inclined portion 123 and the second inclined portion ( 124), and the curved portion 125 may be located at least one of the second flat portion 122, the first inclined portion 123, and the second inclined portion 124. That is, the bent portion 125 is located only on the second flat portion 122, the first inclined portion 123, or the second inclined portion 124, or is located only on the second flat portion 122 or the first inclined portion 123. Alternatively, it may be located in two of the second inclined portions 124, or all of the second flat portion 122, the first inclined portion 123, and the second inclined portion 124 may be located. Also, unlike the above embodiments, since the first flat portion 121 is not included, the first inclined portion 123 and the second inclined portion 124 may be formed in contact with each other.
  • the number of bent portions 125 is not limited, and contents of the same configuration and effect as those mentioned above may be cited.
  • Figure 9 shows a perspective view of a side sill including an existing reinforcement frame.
  • the existing side sill 10 is like a side sill in one embodiment of the present invention, and the side sill frame 110 includes a first side sill frame 111 and a second side sill frame 112, and is reinforced.
  • the frame 120 may be configured so that the first flat portion 121, the second flat portion 122, the first inclined portion 123, and the second inclined portion 124 are repeated while forming a unit pattern (U). there is. However, it does not include the bent portion 125.
  • FIG. 10 shows a load-displacement diagram of a side sill for a vehicle (100 in FIG. 1) according to an embodiment of the present invention and a side sill for a conventional vehicle (10 in FIG. 9) of FIG. 9.
  • the load-displacement value of the vehicle side sill (100 in FIG. 1) according to the present invention shown in FIG. 1 is shown as a first value (L1)
  • the load-displacement value of the vehicle side sill (100 in FIG. 9) shown in FIG. 9 is indicated as the first value (L1).
  • the load-displacement value was expressed as the second value (L2).
  • the vehicle side sill (100 in FIG. 1) shown in FIG. 1 is the same as the existing vehicle side sill (10 in FIG. 9) shown in FIG. 9. It can be seen that the displacement under load is relatively small.
  • the cross-sectional structure of the vehicle side sill (100 in FIG. 1) according to the present invention is the same as the cross-sectional structure of the existing vehicle side sill (10 in FIG. 9) including the bent portion 125, and the material from which it is formed is the same as the bent portion 125 in shape.
  • the vehicle side sill according to an embodiment of the present invention has a significantly improved impact energy absorption ability compared to the existing vehicle side sill.
  • the side seal for a vehicle can be made lighter while its collision energy absorption ability can be improved compared to the case where the existing bent portion 125 is not formed.
  • side sill frame 111 first side sill frame
  • Coupler 120 Reinforced frame
  • first flat portion 122 second flat portion
  • first inclined portion 124 second inclined portion

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 차량용 사이드실은 사이드실의 충돌 에너지 흡수 효율 향상 및 경량화 달성을 일 목적으로 하며, 제1 방향으로 연장되며, 중공부를 포함하는 사이드실 프레임 및 상기 중공부에 배치되며, 상기 제1 방향으로 연장되는 복수개의 단위패턴을 포함하는 강화프레임을 포함하고, 상기 단위패턴은, 상기 제1 방향 및 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 이루어지는 평면상에 배치되는 평면부와, 상기 평면부에 이어지고, 상기 평면부에 대해 경사지게 배치되는 경사부를 포함하고, 상기 평면부 또는 상기 경사부 중 적어도 어느 하나는 상기 제2 방향으로 연장된 굴곡부를 포함한다.

Description

차량용 사이드실
본 발명은 차량용 사이드실에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아님을 밝혀둔다.
차량용 사이드실은 측면 충돌시 충돌에너지를 흡수하여 승객을 보호하는 역할을 한다.
전기차와 같은 친환경차량에 적용되는 사이드실은 승객뿐만 아니라 바닥면에 위치하는 배터리도 보호하는 역할을 한다. 배터리는 차량의 다른 구성요소들에 비해 상대적으로 그 체적이 크기 때문에 내연기관이 장착된 차량에 비해 배터리를 장착한 차량의 측면 공간이 상대적으로 협소하다.
따라서 친환경차량에 적용되는 사이드실은 협소한 공간 내에서 최대한의 충돌에너지를 흡수할 수 있어야 하며, 친환경차량의 에너지 효율 향상을 위해서는 최소한의 중량을 가져야 한다.
이를 위해 친환경차량의 사이드실에는 알루미늄 압출 소재가 적용되어 왔으나, 충돌에너지 흡수 능력 향상 및 경량화 달성은 계속해서 요구되고 있는 실정이다.
(특허문헌 1) KR 20-1998-0043143 U (1998.09.25)
본 발명은 사이드실의 충돌 에너지 흡수 효율 향상 및 경량화 달성을 일 목적으로 한다.
본 발명은 사이드실의 강성을 증대시키고, 제조원가를 절감하는 것을 일 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 사이드실은, 제1 방향으로 연장되며, 중공부를 포함하는 사이드실 프레임 및 상기 중공부에 배치되며, 상기 제1 방향으로 연장되는 복수개의 단위패턴을 포함하는 강화프레임을 포함하고, 상기 단위패턴은, 상기 제1 방향 및 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 이루어지는 평면상에 배치되는 평면부와, 상기 평면부에 이어지고, 상기 평면부에 대해 경사지게 배치되는 경사부를 포함하고, 상기 평면부 또는 상기 경사부 중 적어도 어느 하나는 상기 제2 방향으로 연장된 굴곡부를 포함한다.
또한, 상기 평면부는 상기 제1 방향으로 배치되는 제1 평면부와, 상기 제1 방향으로 배치되고, 상기 제1 평면부보다 낮은 위치에 존재하는 제2 평면부를 포함하고, 상기 경사부는 상기 제1 평면부에 이어지고, 경사지게 배치되는 제1 경사부와, 상기 제2 평면부에 이어지고, 경사기제 배치되는 제2 경사부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 굴곡부는, 상기 제1 평면부, 제1 경사부, 제2 평면부 또는 제2 경사부의 중앙부분에 형성될 수 있다.
또한, 상기 굴곡부는, 굴곡 형상이 두 개 이상 연속 형성되어 파형일 수 있다.
또한, 상기 굴곡부는, 상기 제1 평면부, 상기 제2 평면부, 상기 제1경사부 또는 상기 제2 경사부의 평평한 면에 수직방향으로 돌출 또는 오목하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 평면부 및 상기 제2 평면부와 상기 사이드실 프레임은 서로 이격될 수 있다.
또한, 상기 강화프레임은 단일 강판으로 될 수 있다.
또한, 상기 제1 평면부, 상기 제2 평면부, 상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부가 단위패턴으로 형성되고, 상기 단위패턴이 상기 제1 방향으로 반복될 수 있다.
또한, 상기 제1 평면부 및 상기 제2 평면부의 상기 사이드실 프레임의 제1 방향으로의 길이는 40mm 내지 70mm의 값일 수 있다.
또한, 상기 제1 평면부 또는 상기 제2 평면부의 연장선과 상기 제1 경사부 또는 상기 제2 경사부가 형성하는 각도는 45° 내지 75°의 값일 수 있다.
또한, 상기 강화프레임의 두께는 1.8mm 내지 2.2mm의 값일 수 있다.
또한, 상기 강화프레임은, 상기 사이드실 프레임보다 인장강도 또는 항복강도가 같거나 큰 강재이며, 상기 강화프레임은 인장강도가 1180MPa 이상이면서, 항복강도가 850 MPa 내지 1060MPa의 값일 수 있다.
본 발명에 따르면 사이드실의 충돌 에너지 흡수 효율을 향상시킬 수 있고, 사이드실을 경량화 할 수 있다.
본 발명에 따르면 사이드실의 강성을 증대시킬 수 있고, 제조원가를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 사이드실의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 강화프레임의 사시도이다.
도 3은 도 1의 I-I'의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 사이드실의 도 1의 I-I'과 같은 부분에 대한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 사이드실의 도 1의 I-I'과 같은 부분에 대한 단면도이다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 사이드실의 강화프레임을 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 사이드실의 강화프레임을 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따라 강화프레임이 형성된 단면도이다.
도 9는 기존의 차량용 사이드실의 단면도이다.
도 10은 도 1의 차량용 사이드실과 도 9의 차량용 사이드실의 하중-변위 선도이다.
본 발명의 실시 예에 관한 설명의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 동일한 부호로 기재된 요소는 동일한 요소이고, 각 실시 예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.
또한, 본 발명의 요지를 명확히 하기 위하여 종래의 기술에 의해 익히 알려진 요소와 기술에 대한 설명은 생략하며, 이하에서는, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하도록 한다.
다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하고, 당업자에 의해 특정 구성요소가 추가, 변경, 삭제된 다른 형태로도 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명과 동일한 사상의 범위 내에 포함됨을 밝혀 둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사이드실의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 강화프레임의 사시도를 도시한다. 그리고, 도 3은 도 1의 I-I' 방향으로 도시한 단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 사이드실(100)은 중공부(113)를 구비하는 사이드실 프레임(110), 상기 중공부(113)에 위치하는 강화프레임(120)을 포함할 수 있다.
사이드실 프레임(110)은 내부에 중공부(113)가 형성되어 있고, 중공부(113)는 사이드실 프레임(110)의 길이방향인 제1 방향(Y축 방향)으로 연속되어 형성될 수 있다.
사이드실 프레임(110)은 제1 사이드실 프레임(111)과 제2 사이드실 프레임(112)이 결합되어 형성될 수 있다.
제1 사이드실 프레임(111)과 제2 사이드실 프레임(112)은 굴곡진 부분을 가지고, 양 단부에서 플랜지부가 형성되어 있을 수 있다. 그리고 제1 사이드실 프레임(111)과 제2 사이드실 프레임(112)에 형성된 플랜지부에서 서로 맞닿아 결합된 결합부(114)가 형성될 수 있다.
결합부(114)가 형성된 제1 사이드실 프레임(111)과 제2 사이드실 프레임(112)의 결합 부분은, 구체적으로 접합으로 형성될 수 있다. 그러나 그 결합 방법은 제한되지 않고, 제1 사이드실 프레임(111)과 제2 사이드실 프레임(112)이 결합되어 고정되는 모든 방법을 포함한다.
본 출원서에서, 사용하는 용어 “접합”은 예를 들면 아크 용접, 저항 용접, 접착 접합, 마찰 접합, FDS(Flow Drill Screw) 접합, 리벳 접합, 레이저 용접 등의 결합 방식을 모두 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
그리고, 제1 사이드실 프레임(111)과 제2 사이드실 프레임(112)은 하나의 판재가 굴곡되어 이루어 질 수 있다. 즉, 제1 사이드실 프레임(111)과 제2 사이드실 프레임(112) 각각은 하나의 판재로서 가공될 수 있다.
또한, 제1 사이드실 프레임(111)과 제2 사이드실 프레임(112)은 압출되어 형성될 수 있다.
일례로, 제1 사이드실 프레임(111)이 각진 형상으로 압출 가공되고, 제2 사이드실 프레임(112)이 각진 형상으로 압출 가공되어 각각 성형될 수 있다.
또 다른 례로서, 제1 사이드실 프레임(111)과 제2 사이드실 프레임(112)은 일체로서 압출가공 되어 한번에 성형될 수도 있다.
제1 사이드실 프레임(11)과 제2 사이드실 프레임(112)이 서로 접합된 상태에서 내부에는 중공부(113)가 형성될 수 있다.
강화프레임(120)은 중공부(113)에 배치되고, 사이드실 프레임(110)의 길이방향인 제1 방향으로 연속되어 형성될 수 있다. 그리고, 적어도 일부분은 상기 제1 방향의 일지점에서 차량의 폭방향인 제2 방향(X축 방향)으로 평행하게 형성될 수 있다. 강화프레임(120)은 복수개의 단위패턴(U)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른, 강화프레임(120)에 포함된 단위패턴(U)은, 상기 제1 방향 및 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 이루어지는 평면상에 배치되는 평면부(121, 122)와, 상기 평면부(121, 122)에 이어지고, 상기 평면부(121, 122)에 대해 경사지게 배치되는 경사부(123, 124)를 포함할 수 있다.
일례로, 평면부(121, 122)는 제1 평면부(121)와 제2 평면부(122)를 포함하고, 경사부(123, 124)는 제1 경사부(123)와 제2 경사부(124)를 포함할 수 있다.
사이드실 프레임(110)의 제1 방향으로 평행하게 위치되는 제1 평면부(121)와 상기 제1 평면부(121)에 이어지고, 경사지게 배치되는 제1 경사부(123)와 상기 제1 경사부(123)에 이어지고, 상기 제1 평면부(121)보다 낮은 위치에 존재하는 제2 평면부(122) 및 제2 평면부(122)에 이어지고, 경사지게 형성되는 제2 경사부(124)를 포함하고 있을 수 있다. 그리고, 제2 경사부(124)는 상기 제1 경사부(123)와 대칭되게 형성될 수도 있다.
이 경우에 있어서, 제1 평면부(121)와 제2 평면부(122)는 상기 제1 방향의 일 지점에서 상기 제2 방향으로 평행하게 형성되는 부분일 수 있다.
강화프레임(120)에는 평면부와 경사부인 제1 평면부(121), 제2 평면부(122), 제1 경사부(123) 및 제2 경사부(124)가 반복되어 형성될 수 있다.
이렇게 형성됨으로써, 사이드실 프레임(110)의 측방향의 충돌에 대한 충돌 흡수능의 효과를 향상시키면서 경량화된 구조가 될 수 있다.
그리고, 상기 제1 평면부(121) 및 상기 제2 평면부(122)는 특정한 길이로 한정되지 않으나, 일례로서, 상기 제1 평면부(121) 및 상기 제2 평면부(122)의 상기 사이드실 프레임(110)의 제1 방향으로의 길이는 40mm 내지 70mm의 일 수 있다. 제1 평면부(121) 및 상기 제2 평면부(122)의 제1 방향으로의 길이가 40mm 미만일 경우, 강화프레임(120)의 단위구간의 반복된 단위패턴(U)의 주기가 짧아지므로 사용되는 소재의 양이 증가하면서 무게가 증가하는 경량화에 악영향을 미칠 수 있다.
제1 평면부(121) 및 상기 제2 평면부(122)의 제1 방향으로의 길이가 70mm를 초과할 경우, 제1 평면부(121) 및 상기 제2 평면부(122)의 변형에 대한 저항력의 저하가 발생할 수 있고, 강화프레임(120)의 반복되는 단위패턴(U)의 주기가 길어지므로 변형에 대해 저항하는 저항부분의 감소로 충돌 에너지 흡수 효율의 성능저하가 발생할 수 있다.
또한, 상기 제1 평면부(121) 및 상기 제2 평면부(122)는 제1 방향으로의 길이가 동일할 수도 있다. 그러나, 동일한 길이에 한정되지는 않는다.
또한, 일례로서, 강화프레임(120)의 두께는 1.8mm 내지 2.2mm의 값일 수 있다.
강화프레임(120)의 두께가 1.8mm 미만일 경우, 강화프레임(120)의 변형에 대한 저항력의 저하로 충돌 에너지 흡수 효율의 성능저하가 발생할 수 있다. 강화프레임(120)의 두께가 2.2mm를 초과할 경우, 강화프레임(120)의 무게의 증가로 인해 경량화의 효과가 저감되는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 사이드실 프레임(110)과 상기 제1 평면부(121) 및 상기 제2 평면부(122)는 이격되어 형성될 수 있다.
강화프레임(120)은 사이드실 프레임(110)의 상면 및 하면과 각각 이격 배치될 수 있다. 이격 배치됨으로써, 차체의 측면 방향인 제2 방향 등에서 충격이 가해질 때, 강화프레임(120)이 최대변형하중을 구현할 수 있도록 차체의 높이 방향인 제3 방향(Z축 방향)의 중앙영역에 배치될 수 있고, 이에 따라 차량의 경량화를 최대한 달성하면서 충돌 에너지 흡수 효율을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.
경사면과 평면부의 사이의 각은, 제1 평면부(121) 및 상기 제2 평면부(122)의 연장선과 상기 제1 경사부(123) 및 상기 제2 경사부(124)가 형성하는 각도는 45° 내지 75°의 값일 수 있다. 제2 평면부(122)의 연장선과 제1 경사부(123) 및 제2 경사부(124)가 형성하는 각도(θ)가 45°미만일 경우, 강화프레임(120)의 단위패턴(U)의 반복 주기가 길어지므로 변형에 대해 저항하는 저항부분의 감소로 충돌 에너지 흡수 효율의 성능저하가 발생할 수 있다. 마찬가지로, 제1 평면부(121)의 연장선과 제1 경사부(123) 및 제2 경사부(124)가 형성하는 각도(θ)가 45°미만일 경우에도 동일하게 충돌 에너지 흡수 효율의 성능저하가 발생할 수 있다.
제2 평면부(122)의 연장선과 제1 경사부(123) 및 제2 경사부(124)가 형성하는 각도(θ)가 75°를 초과할 경우, 강화프레임(120)의 반복 단위패턴(U)의 주기가 짧아지므로 사용되는 소재의 양이 증가하면서 무게가 증가하는 경량화에 악영향을 미칠 수 있다. 마찬가지로, 제1 평면부(121)의 연장선과 제1 경사부(123) 및 제2 경사부(124)가 형성하는 각도(θ)가 75°를 초과할 경우에도 동일하게 경량화에 악영향을 미칠 수 있다. 그러나 상기 각도에 한정되지 않고, 앞서 언급한 바와 같이 평면과 경사면을 이루고 있다면 충분하다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 강화프레임(120)은 단일 강판으로 될 수 있다.
강화프레임(120)은 단일 강판을 절곡하여 형성될 수 있다. 단일 강판으로 제작됨으로 인하여, 강화프레임(120)의 기계적 강도를 더욱 향상시킬 수 있고, 제조원가 절감에 기여할 수 있다.
또한, 상기 강화프레임(120)은, 상기 사이드실 프레임(110)보다 인장강도 또는 항복강도가 같거나 큰 강재일 수 있다. 일례로서, 강화프레임(120)은 인장강도가 1180MPa 이상일 수 있다. 일례로, 강화프레임(120)은 항복강도가 850 MPa 내지 1060MPa의 값을 가질 수 있다. 또는, 사이드실 프레임(110)과 강화프레임(120)이 같은 강재로 형성되면 인장강도 및 항복강도가 같을 수도 있다.
강화프레임(120)을 강재로 형성하면, 인장강도가 1180MPa 이상이면서, 항복강도는 850MPa 내지 1060MPa의 값을 가지도록 제작할 수 있다. 이렇게 형성된 강화프레임(120)을 포함하는 차량용 사이드실(100)은, 충돌에너지 흡수 능력이 동일 무게의 알루미늄으로 된 차량용 사이드실(100)의 충돌에너지 흡수 능력과 적어도 동일하거나 그를 초과할 수 있다.
따라서 사이드실의 소재가 알루미늄일 때 대비, 본 발명의 일실시예에 따른 사이드실(100)은 경량화 되면서도 충돌에너지 흡수 효율을 동등 이상으로 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명의 일실시예에 따른, 강화프레임(120)의 일측은 제1 사이드실 프레임(111)에 접합, 예를 들면 아크 용접 될 수 있다. 또한 강화프레임(120)의 타측은 제2 사이드실 프레임(112)에 접착제에 의해 접착되거나 접합, 예를 들면 아크 용접 될 수 있다. 이렇게 용접 또는 접착 고정되어, 차량용 사이드실(100)의 제조 작업의 편의성을 향상시킬 수 있다.
위와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 사이드실(100)은 차량의 측방향인 제2 방향으로 하중이 가해질 때, 차량용 사이드실이 제2 방향으로 압축 변형되면서 측방향의 충격 흡수능을 향상시킬 수 있다. 따라서 차량용 배터리가 존재하는 공간(미도시) 및 승객이 존재하는 공간으로 충격이 전달되는 것을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 강화프레임(120)에 형성된 상기 평면부(121, 122) 또는 상기 경사부(123, 124) 중 적어도 어느 하나는 상기 제2 방향으로 연장된 굴곡부(125)를 포함할 수 있다. 굴곡부(125)는 제2 방향으로 연장형성된다. 강화프레임(120)에는 제1 방향에서 바라본 경우에 제2 방향을 따라서 연장된 굴곡부(125)가 형성된다.
굴곡부(125)는, 제2 방향에서 바라본 단면은 굴곡 형상이고, 제1 방향에서 바라본 단면은 돌출 또는 오목한 형태로 일직선이 될 수 있다.
굴곡부(125)의 제2 방향에서 바라본 단면 형상은, 경사진 제1 면과 제1 면과 대칭되는 제2 면 및 제1 면과 제2 면의 사이에 존재하고, 굴곡부(125)가 형성된 단위패턴(U)의 부분과 평행한 제3 면이 연속적으로 매끄럽게 연결되어 있는 형상일 수 있다.
그리고, 제3 면의 경계가 구분되지 않을 수도 있으며, 이 경우에는, 굴곡된 형상으로서 제1 면과 제2 면이 연결된 형상일 수도 있다. 굴곡부(125)의 형상은 언급한 형상에 한정되지 않고, 돌출 또는 오목한 형태로서 제2 방향을 따라서 일정구간에서 일직선으로 형성되는 모든 형상을 포함한다.
굴곡부(125)는 비딩(beading)공정을 통하여 형성될 수 있다. 비딩으로 판금을 성형 가공하여, 편편한 판금 또는 성형된 판금에 줄 모양의 굴곡부(125)인 비드(bead)를 형성한다.
또한, 굴곡부(125)는 제2 방향과 평행할 수 있고, 제2 방향과 소정의 각도를 가지고 형성되어 있을 수도 있다. 따라서 제1 방향에서 바라본 경우에는 상기 제2 방향을 따라서 일직선으로 굴곡진 형상이 형성된다.
강화프레임(120)에 굴곡부(125)가 형성됨으로 인하여, 강화프레임(120)의 강성을 더욱 증대시킬 수 있다. 그리고, 굴곡부(125)의 높이가 높을수록 또는 깊이가 깊을수록 강성 증대의 효과는 더 커질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 굴곡부(125)는 상기 제1 평면부(121), 상기 제2 평면부(122), 상기 제1 경사부(123) 및 상기 제2 경사부(124) 중 적어도 한 곳에 형성될 수 있다.
굴곡부(125)는 강화프레임(120)에 형성되어 측면 충돌인 제1 방향의 충격을 최대한 흡수하기 위한 것으로서, 강화프레임(120)의 제1 평면부(121), 제2 평면부(122), 제1 경사부(123) 및 제2 경사부(124) 중 적어도 한 곳에 형성될 수 있다.
일례로서, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1 경사부(123) 및 제2 경사부(124)에 굴곡부(125)가 형성되어 있는 형상을 도시한다.
그러나, 굴곡부(125)의 형상은, 상기와 같은 형상에 한정되지 않고, 강화프레임(120)에 형성되어 있다면 충분하다.
나열하자면, 제1 평면부(121), 제2 평면부(122), 제1 경사부(123) 및 제2 경사부(124) 중 어느 하나에 굴곡부(125)가 형성되어 있을 수 있다. 또는, 제1 평면부(121)와 제2 평면부(122), 제1 평면부(121)와 제1 경사부(123), 제1 평면부(121)와 제2 경사부(124), 제2 평면부(122)와 제1 경사부(123), 제2 평면부(122)와 제2 경사부(124), 또는 제1 경사부(123)와 제2 경사부(124)의 두 부분에 형성되어 있을 수도 있다. 또한, 제1 평면부(121), 제2 평면부(122) 및 제1 경사부(123), 제1 평면부(121), 제2 평면부(122) 및 제2 경사부(124), 제1 평면부(121), 제1 경사부(123) 및 제2 경사부(124) 또는 제2 평면부(122), 제1 경사부(123) 및 제2 경사부(124)의 세 부분에 형성되어 있을 수 있으며, 네 부분 모두에 형성되어 있을 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 제1 평면부(121), 상기 제2 평면부(122), 상기 제1 경사부(123) 및 상기 제2 경사부(124)가 단위패턴(U)으로 형성되고, 상기 단위패턴(U)이 상기 제1 방향으로 반복될 수 있다.
일례로, 굴곡부(125)도 단위패턴(U)에 포함될 수 있다.
제1 평면부(121), 상기 제2 평면부(122), 상기 제1 경사부(123) 및 상기 제2 경사부(124)와 함께 단위패턴(U)에 포함되며, 굴곡부(125)는 상기와 같은 조합으로 형성되어 반복될 수도 있다. 굴곡부(125)가 반복되어 형성되는 경우 일정한 강성을 부여함과 동시에 일정 패턴으로 비딩작업이 이루어지므로 작업의 편의성이 증대된다.
그러나, 굴곡부(125)는 같은 위치에 반복 형성되는 것에 한정되지 않으므로, 굴곡부(125)는 반복되지 않을 수도 있으며, 강화프레임(120)의 반복되는 단위패턴(U)에 있어서, 굴곡부(125)를 적어도 하나 이상 포함하는 것으로서 충분하며, 반복될 때마다 굴곡부(125)가 형성된 위치가 다를 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 굴곡부(125)는 상기 제1 평면부(121), 상기 제2 평면부(122), 상기 제1 경사부(123) 또는 상기 제2 경사부(124)의 중앙부분에 형성될 수 있다.
안정적으로 비딩 가공하기 위하여, 굴곡부(125)는 형성되는 부분의 면에 중앙부분에 형성될 수 있다.
사이드실 프레임(110)의 내부로 돌출된 구조가 있다거나, 구조적으로 중첩되는 부분이 형성되는 경우에는 중앙부분에 형성되지 않을 수 있으나, 편리한 가공을 위하여 굴곡부(125)는 중앙에 형성될 수 있다. 그러나 언급한 특별한 사정이 없는 경우에도 중앙부분 이외에 형성될 수 있고 언급한 위치에 한정되지 않는다. 즉, 설계에 따라 다양한 위치에 비딩 구조로서 굴곡부(125)가 형성되어 있을 수 있다.
도 4와 도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 따라 강화프레임이 형성된 단면도를 도시한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 굴곡부(125)는 상기 제1 평면부(121), 상기 제2 평면부(122), 상기 제1 경사부(123) 또는 상기 제2 경사부(124)의 평평한 면에 수직방향으로 돌출 또는 오목하게 형성될 수 있다.
굴곡부(125)가 형성된 면은 언급한 바와 같이, 제1 평면부(121), 제2 평면부(122), 제1 경사부(123) 또는 제2 경사부(124) 중 하나가 될 수 있고, 이 구성들의 적어도 일부분은 평평하게 형성되어 있다. 이러한 면에 있어서, 굴곡부(125)는 수직방향으로 돌출 또는 오목하게 형성되어 있을 수 있다.
일례로서, 도 4를 참조하면, 제1 평면부(121), 제2 평면부(122), 제1 경사부(123) 및 제2 경사부(124) 모두에 돌출된 굴곡부(125)가 형성되어 있다. 또다른 예로서, 도 5를 참조하면, 제1 평면부(121), 제2 평면부(122), 제1 경사부(123) 및 제2 경사부(124) 모두에 오목하게 형성된 굴곡부(125)가 위치된다.
도 4 및 도 5와 같이, 굴곡부(125)는 돌출되거나 오목하게 형성될 수 있다.
굴곡부(125)는 비딩 머신으로 비딩 가공하여 형성할 수 있다. 비딩 머신은 판면에 수직으로 충격을 가하여 비드를 형성한다. 그리고, 비드로 형성될 수 있는 굴곡부(125)는 형성된 면에서 수직한 방향으로 일직선의 돌출 또는 오목 형상일 수 있다. 수직 방향으로 돌출 또는 오목하게 형성되면, 강화프레임(120)의 강도가 커지고, 측면 충돌에 대하여 사이드실의 저항력을 강하게 할 수 있는 효과를 제공한다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 강화프레임을 도시한다. 도 6은 제1 평면부(121) 및 제2 경사부(124) 두 곳에 굴곡부(125)가 형성된 강화프레임(120)이며, 도 7은 제1 경사부(123), 제2 경사부(124) 및 제2 평면부(122) 두 곳에 굴곡부(125)가 형성된 강화프레임(120)으로서, 굴곡부(125)이 파형인 경우를 도시한다.
본 발명의 일실시예에 따른 굴곡부(125)가 일정구간에 굴곡 형상이 두 개 이상 연속 형성되어 파형으로 형성될 수 있다.
굴곡부(125)가 굴곡형상이 하나로 이루어질 수 있지만, 굴곡 형상이 연속되어 파형으로 형성될 수도 있다.
파형으로 형성되는 경우, 굴곡 형상의 높이 또는 깊이가 너무 낮거나 얕아 보강의 효과가 없지 않는 한 그 연속횟수는 제한되지 않는다.
굴곡부(125)에 의하여 강성을 추가적으로 부여하는 효과를 제공하나, 강화프레임(120)의 두께 및 형상에 따라 굴곡부(125)의 높이 또는 깊이와 그 개수가 절충될 필요가 있을 수도 있다. 그리고 이 경우에 있어서, 굴곡부(125)의 개수보다 높이나 깊이에 의하여 강성이 더 많이 부가될 수도 있으므로 이를 고려하여 연속되는 횟수가 설정될 수도 있다.
또한 상기 실시예에 한정되지 않고, 오목한 굴곡부(125)와 돌출된 굴곡부(125)가 하나의 강화프레임(120)에 함께 형성되어 있을 수도 있으며, 이는 하나의 단위패턴(U) 내부에서도 돌출형상과 오목형상이 함께 형성될 수도 있다. 그리고, 제1 평면부(121), 제2 평면부(122), 제1 경사부(123) 또는 제2 경사부(124) 중에서 두 부분 이상에 굴곡부(125)가 위치하는 경우 굴곡부(125)가 해당하는 부분에서 형성된 연속되는 개수가 달리 형성되어 있을 수도 있다.
도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따라 강화프레임이 형성된 단면도를 도시한다.
본 발명의 일실시예에 따른 단위패턴(U')은, 평면부가 제2 평면부(122)로만 구성되며, 경사부(123, 124)가 제1 경사부(123) 및 제2 경사부(124)를 포함하고, 굴곡부(125)가 제2 평면부(122), 제1 경사부(123) 또는 제2 경사부(124) 중 적어도 어느 한 곳에 위치될 수 있다. 즉, 굴곡부(125)는 제2 평면부(122), 제1 경사부(123) 또는 제2 경사부(124)에만 위치되거나, 상기 제2 평면부(122), 제1 경사부(123) 또는 제2 경사부(124) 중 두 곳에 위치되거나, 제2 평면부(122), 제1 경사부(123) 및 제2 경사부(124) 모두 위치될 수도 있다. 그리고, 상기의 실시예들과 달리, 제1 평면부(121)가 포함되지 않으므로 제1 경사부(123)와 제2 경사부(124)가 서로 맞닿아 형성될 수 있다.
이 경우에도, 굴곡부(125)의 수는 한정되지 않으며, 상기 언급한 내용과 동일한 구성 및 효과의 내용은 인용할 수 있다.
도 9는 기존의 강화프레임이 포함된 사이드실에 대한 사시도를 도시한다.
기존의 사이드실(10)은 본 발명의 일실시예와 같이 사이드실과 같이, 사이드실 프레임(110)은 제1 사이드실 프레임(111)과, 제2 사이드실 프레임(112)을 포함하고, 강화프레임(120)은 제1 평면부(121), 제2 평면부(122), 제1 경사부(123) 및 제2 경사부(124)가 단위패턴(U)을 이루면서 반복되도록 구성되어 있을 수 있다. 그러나, 굴곡부(125)를 포함하지 않는다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 사이드실(도 1의 100)과 도 9의 기존의 차량용 사이드실(도 9의 10)의 하중-변위 선도를 도시한다.
도 10에서 도 1에 도시된 본 발명에 따른 차량용 사이드실(도 1의 100)의 하중-변위 값을 제1 값(L1)으로 나타내었고, 도 9에 도시된 차량용 사이드실(도 9의 10)의 하중-변위 값을 제2 값(L2)으로 나타내었다.
제1 값(L1)과 제2 값(L2)을 참조하면 도 1에 도시된 차량용 사이드실(도 1의 100)이 도 9에 도시된 기존의 차량용 사이드실(도 9의 10)에 비해 동일 하중에서의 변위가 상대적으로 작은 것을 알 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 차량용 사이드실(도 1의 100)의 단면 구조가 기존의 차량용 사이드실(도 9의 10)의 단면 구조에 굴곡부(125)를 포함한 것으로 형성되는 재료가 같고 형상에 있어서 굴곡부(125)만 더 부가된 것을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 사이드 실은 기존의 차량용 사이드실 대비 충격 에너지 흡수능이 월등히 향상된 것임을 알 수 있다.
또한 시험 결과 값에 따르면 본 발명에 따른 차량용 사이드실(도 1의 100)의 사이드실(도 1의 100)은 그 무게가 15.9kg일 때, 흡수될 수 있는 에너지가 51.2KJ로서, 단위 무게당 충돌에너지 흡수능(1kg당 Internal Energy 비율 (KJ/kg))이 3.21%이고, 기존의 차량용 사이드실(도 8의 10)은 그 무게가 15.8kg일 때, 흡수될 수 있는 에너지는 48.0KJ로서, 단위 무게당 충돌에너지 흡수능(1kg당 Internal Energy 비율 (KJ/kg))이 3.03%이므로, 본 발명에 따른 차량용 사이드실은 기존의 차량용 사이드실과 비슷한 무게를 가질 때, 충돌에너지 흡수능은 더 좋은 것을 알 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 기존의 알루미늄 구조와 비교하여, 차량용 사이드 실을 경량화하면서도 그 충돌에너지 흡수능은 기존의 굴곡부(125)가 형성되지 않은 경우에 비하여 향상시킬 수 있다.
또한, 사이드실 프레임(110) 내부에서 강화프레임(120)을 최적의 위치에 배치하여 최소한의 강화프레임(120)의 개수 및 최소한의 강화프레임(120)의 중량으로 최대의 충격에너지 흡수능을 구현할 수 있다.
이상에서 설명한 사항은 본 발명의 일 실시예에 관하여 설명한 것이며, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
(부호의 설명)
10: 기존의 사이드실 100: 사이드실
110 : 사이드실 프레임 111 : 제1 사이드실 프레임
112 : 제2 사이드실 프레임 113 : 중공부
114 : 결합부 120 : 강화프레임
121 : 제1 평면부 122 : 제2 평면부
123 : 제1 경사부 124 : 제2 경사부
125 : 굴곡부 U,U' : 단위패턴

Claims (12)

  1. 제1 방향으로 연장되며, 중공부를 포함하는 사이드실 프레임; 및
    상기 중공부에 배치되며, 상기 제1 방향으로 연장되는 복수개의 단위패턴을 포함하는 강화프레임; 을 포함하고,
    상기 단위패턴은,
    상기 제1 방향 및 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 이루어지는 평면상에 배치되는 평면부와,
    상기 평면부에 이어지고, 상기 평면부에 대해 경사지게 배치되는 경사부를 포함하고,
    상기 평면부 또는 상기 경사부 중 적어도 어느 하나는 상기 제2 방향으로 연장된 굴곡부를 포함하는 차량용 사이드실.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 평면부는,
    상기 제1 방향으로 배치되는 제1 평면부와,
    상기 제1 방향으로 배치되고, 상기 제1 평면부보다 낮은 위치에 존재하는 제2 평면부를 포함하고,
    상기 경사부는,
    상기 제1 평면부에 이어지고, 경사지게 배치되는 제1 경사부와,
    상기 제2 평면부에 이어지고, 경사지게 배치되는 제2 경사부를 포함하는 차량용 사이드실.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 굴곡부는,
    상기 제1 평면부, 제1 경사부, 제2 평면부 또는 제2 경사부의 중앙부분에 위치되는 차량용 사이드실.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 굴곡부는, 굴곡 형상이 두 개 이상 연속 형성되어 파형인 차량용 사이드실.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 굴곡부는,
    상기 제1 평면부, 상기 제2 평면부, 상기 제1 경사부 또는 상기 제2 경사부의 평평한 면에 수직방향으로 돌출 또는 오목하게 형성되는 차량용 사이드실.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 평면부 및 상기 제2 평면부와 상기 사이드실 프레임은 서로 이격된 차량용 사이드실.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 강화프레임은 단일 강판으로 된 차량용 사이드 실.
  8. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 평면부, 상기 제2 평면부, 상기 제1 경사부 및 상기 제2 경사부가 단위패턴으로 형성되고, 상기 단위패턴이 상기 제1 방향으로 반복되는 차량용 사이드 실.
  9. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 평면부 및 상기 제2 평면부의 상기 사이드실 프레임의 제1 방향으로의 길이는 40mm 내지 70mm의 값인 차량용 사이드 실.
  10. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 평면부 또는 상기 제2 평면부의 연장선과 상기 제1 경사부 또는 상기 제2 경사부가 형성하는 각도는 45° 내지 75°의 값인 차량용 사이드 실.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 강화프레임의 두께는 1.8mm 내지 2.2mm의 값인 차량용 사이드 실.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 강화프레임은,
    상기 사이드실 프레임보다 인장강도 또는 항복강도가 같거나 큰 강재이며,
    상기 강화프레임은 인장강도가 1180MPa 이상이면서, 항복강도가 850 MPa 내지 1060MPa의 값인 차량용 사이드 실.
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