WO2024258060A1 - 차량용 사이드실 - Google Patents

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WO2024258060A1
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side sill
vehicle side
reinforcing
section
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PCT/KR2024/006184
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French (fr)
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이규민
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Posco Co Ltd
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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    • B62D25/02—Side panels
    • B62D25/025—Side sills thereof
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    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/15—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B62D21/157—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body for side impacts
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D29/007—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof predominantly of special steel or specially treated steel, e.g. stainless steel or locally surface hardened steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2306/00—Other features of vehicle sub-units
    • B60Y2306/01—Reducing damages in case of crash, e.g. by improving battery protection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2410/00—Constructional features of vehicle sub-units
    • B60Y2410/12—Production or manufacturing of vehicle parts
    • B60Y2410/124—Welded parts

Definitions

  • the present invention relates to a side sill for a vehicle.
  • the side sill is very long in the longitudinal direction because it wraps around the entire passenger compartment of the car body.
  • ultra-high strength materials or thick materials are applied to parts such as reinforcements to improve the crash absorption capacity of the side sill.
  • Patent Document 1 KR 20-1998-0043143 U
  • the present invention in one aspect, seeks to provide a side seal capable of forming a product even under a small forming load.
  • the present invention in one aspect, seeks to provide a side seal in which the cost of mold manufacturing can be reduced by repeating a cross-section of the same pattern in the longitudinal direction.
  • the present invention provides a vehicle side sill including: an inner panel; an outer panel that is joined to the inner panel in the width direction to form a hollow portion together with the inner panel; and a reinforcing frame that is arranged in the hollow portion and in which a plurality of unit reinforcing bodies having corresponding shapes are connected in the length direction.
  • the vehicle side sill of the present invention has the effect of enabling molding of a product even under a small molding load.
  • the above unit reinforcement body can be joined to the inner panel to form a closed cross-section.
  • the above unit reinforcement body can be manufactured integrally by forming a single steel plate.
  • the above unit reinforcement body can be manufactured by forming a single steel plate having a tensile strength of 780 MPa or more.
  • the above unit reinforcement may include a recessed portion in the longitudinal cross-section.
  • the above-mentioned uneven portion may have protruding surfaces and indented surfaces alternately formed in the longitudinal direction, and an inclined surface may be formed between the protruding surfaces and the indented surfaces.
  • At least one of the plurality of unit reinforcing members connected in the longitudinal direction may have different steel grades or tensile strengths.
  • the above reinforcing frame can be welded so that two unit reinforcing bodies connected in the longitudinal direction are in contact with each other at the longitudinal ends.
  • the above reinforcing frame has an overlapping area in which two unit reinforcing bodies connected in the longitudinal direction overlap each other in the thickness direction, and can be welded and joined in the overlapping area.
  • the above unit reinforcing body includes a first unit reinforcing body having one side joined to the inner panel to form a first closed cross-section; and a second unit reinforcing body having one side joined to the first unit reinforcing body to form a second closed cross-section; and the reinforcing frame includes a first overlapping region in which two first unit reinforcing bodies connected in the longitudinal direction overlap in the thickness direction; and a second overlapping region in which two second unit reinforcing bodies connected in the longitudinal direction overlap in the thickness direction; and the first overlapping region and the second overlapping region can be arranged at positions corresponding to each other in the longitudinal direction.
  • the two first unit reinforcing bodies of the first overlapping area and the two second unit reinforcing bodies of the second overlapping area can be welded and joined in a four-layered state.
  • the above unit reinforcing body includes a first unit reinforcing body having one side joined to the inner panel to form a first closed cross-section; and a second unit reinforcing body having one side joined to the first unit reinforcing body to form a second closed cross-section; and the reinforcing frame includes a first overlapping region in which two first unit reinforcing bodies connected in the longitudinal direction overlap in the thickness direction; and a second overlapping region in which two second unit reinforcing bodies connected in the longitudinal direction overlap in the thickness direction; and the first overlapping region and the second overlapping region can be arranged to be staggered in the longitudinal direction.
  • two of the first unit reinforcing bodies and one of the second unit reinforcing bodies of the first overlapping area can be welded and joined in a three-layered state.
  • the two second unit reinforcements and the first unit reinforcement of the second overlapping region can be welded and joined in a three-layered state.
  • the above unit reinforcement body may include a first unit reinforcement body having one side joined to the inner panel to form a first closed cross-section; and a second unit reinforcement body having one side joined to the first unit reinforcement body to form a second closed cross-section.
  • the first unit reinforcing body has a bending point that protrudes outward from the first closed cross-section, and the first unit reinforcing body can be formed at a position where the bending point is spaced apart from the first inner surface of the inner panel by 30 to 70% of the installation width of the first unit reinforcing body.
  • the first unit reinforcing body includes a first section formed to extend in the first inner surface direction of the inner panel with the bending point as the boundary; and a second section formed to extend in the second inner surface direction of the outer panel by being bent with the bending point as the boundary, and forming a bending angle with the first section within the first closed cross-section; and the first unit reinforcing body has the bending angle formed within the first closed cross-section, and the bending angle can have a range of 165 to 175 degrees.
  • the above inner panel is a vehicle side sill manufactured as a single piece by forming a single steel plate.
  • the above outer panel can be manufactured as a single piece by forming a single steel plate.
  • the present invention provides a method for manufacturing a vehicle side sill, including a parts preparation step of preparing an inner panel, a plurality of unit reinforcing bodies, and an outer panel; a reinforcing frame manufacturing step of manufacturing a reinforcing frame by connecting a plurality of the unit reinforcing bodies in the longitudinal direction; a reinforcing frame joining step of joining the reinforcing frame to the inner panel; and an outer panel joining step of forming a hollow portion by joining the outer panel to the inner panel and arranging the reinforcing frame inside the hollow portion.
  • the mold manufacturing cost can be reduced by repeating the cross-section of the same pattern in the longitudinal direction.
  • Figure 1 is a perspective view of a vehicle side sill of a comparative example in contrast to the vehicle side sill of the present invention.
  • Fig. 2 is a perspective view of a reinforcing frame of a side sill for a vehicle of the comparative example of Fig. 1.
  • FIG. 3 is a perspective view of a vehicle side sill according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of a reinforcing frame of a vehicle side sill of the first embodiment of FIG. 3.
  • Figure 5 is a perspective view showing an enlarged detail of part 'A' of Figure 4.
  • Figure 6 is a cross-sectional view taken along the line I-I' of Figure 3.
  • FIG. 7 is a drawing showing the position of the bending point of the vehicle side sill according to the first embodiment of FIG. 3.
  • Figure 8 is a perspective view of a vehicle side sill according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view of a reinforcing frame of a vehicle side sill of the second embodiment of FIG. 8.
  • Figure 10 is a perspective view showing an enlarged detail of part 'B' of Figure 9.
  • Fig. 11 is a cross-sectional view taken along the line II-II' of Fig. 9.
  • Fig. 12 is a perspective view of a reinforcing frame of a side sill for a vehicle included in the third embodiment of the present invention.
  • Figure 13 is a perspective view showing an enlarged detail of part 'C' of Figure 12.
  • Fig. 14 is a cross-sectional view taken along the III-III' direction of Fig. 13.
  • Figure 15 is a perspective view showing an enlarged detail of part 'D' of Figure 12.
  • Fig. 16 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV' of Fig. 15.
  • FIGS 17a to 17c are drawings showing the results of deformation analysis of the vehicle side sill of the second embodiment of Figure 8.
  • Figures 18a to 18c are drawings showing the results of deformation analysis of the vehicle side sill of the comparative example of Figure 1.
  • Fig. 19 is a load-displacement diagram of the vehicle side sill of the comparative example of Fig. 1 and the vehicle side sill of the second embodiment of Fig. 8.
  • the vehicle side sill of the present invention is illustrated in the left-right, up-down, and front-back directions, and although the terms left-right, up-down, and front-back directions are used in the detailed description of the invention, this is for the convenience of explanation, and it is to be noted that the technical features of the vehicle side sill of the present invention are not limited to these directions.
  • the X-axis illustrated in the attached drawing is the width direction of the vehicle side sill
  • the Y-axis is the length direction of the vehicle side sill
  • the Z-axis is the height direction of the vehicle side sill.
  • Fig. 1 is a perspective view of a vehicle side sill of a comparative example in contrast to the vehicle side sill of the present invention.
  • Fig. 2 is a perspective view of a reinforcing frame (30) of the vehicle side sill of the comparative example of Fig. 1.
  • the inner panel (10') and the outer panel (20') are the same as those of the first embodiment described later, and unlike the first embodiment described later, the vehicle side sill of the comparative example is different in that one reinforcing frame (30') is formed to extend along the entire length direction (Y).
  • the forming load increases in proportion to the volume of the divided parts.
  • the forming load can be reduced by the number of divisions.
  • a reinforcing frame (30) can be divided into three in the longitudinal direction (Y) to produce a unit reinforcing body (30U).
  • the forming load for forming each of the three-divided unit reinforcing bodies (30U) can be reduced to approximately 1/3 compared to the forming load when the entire non-divided reinforcing frame (30') is formed as a single piece.
  • FIG. 3 is a perspective view of a vehicle side sill according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a perspective view of a reinforcing frame (30) of the vehicle side sill according to the first embodiment of FIG. 3.
  • Figure 5 is a perspective view showing an enlarged detail of part 'A' of Figure 4
  • Figure 6 is a cross-sectional view in the X-Z axis direction of Figure 3.
  • a vehicle side sill according to one embodiment of the present invention may include an inner panel (10), an outer panel (20), and a reinforcing frame (30).
  • the inner panel (10) can be placed on the inner side of the side sill in the width direction (X) in the X-axis direction.
  • the outer panel (20) can be joined to the inner panel (10) in the width direction (X) to form a hollow portion (S) together with the inner panel (10).
  • the outer panel (20) can be arranged on the outside of the width direction (X) of the side sill in the X-axis direction.
  • the inner panel (10) and the outer panel (20) can be welded together to form a welded portion (W).
  • the inner panel (10) and the outer panel (20) can be welded together by spot welding or the like.
  • the reinforcing frame (30) is placed in the hollow portion (S), and a plurality of unit reinforcing bodies (30U) having corresponding shapes can be connected in the longitudinal direction (Y).
  • the reinforcing frame (30) may have a shape in which a plurality of unit reinforcing bodies (30U) correspond to each other.
  • two adjacent unit reinforcing bodies (30U) that are connected may have their longitudinal (Y) ends welded to each other.
  • the reinforcing frame (30) is illustrated and described as having three unit reinforcing bodies (30U) connected in the longitudinal direction (Y), but it is not necessarily limited to this and it is also possible for two or more than three unit reinforcing bodies (30U) to be connected in the longitudinal direction (Y).
  • the unit reinforcement (30U) is shorter than the reinforcing frame (30), the unit reinforcement (30U) can be manufactured under a small forming load.
  • a plurality of unit reinforcing bodies (30U) may have cross sections corresponding to each other on the X-Z axis cross section of the side sill, and a certain unit pattern may be repeated in the longitudinal direction (Y).
  • the unit reinforcing bodies (30U) may have a certain unit pattern in which a protruding portion (P), which will be described later, is repeated in the longitudinal direction (Y).
  • the unit reinforcement (30U) can be manufactured from steel.
  • steel is used to manufacture the unit reinforcement (30U)
  • the impact energy absorption capacity is excellent, the mechanical rigidity is improved, and the material cost can be drastically reduced compared to when aluminum is used for the unit reinforcement (30U).
  • a plurality of unit reinforcements (30U) may have corresponding shapes and have the same length in the longitudinal direction (Y).
  • a plurality of unit reinforcements (30U) may have corresponding shapes and have different lengths in the longitudinal direction (Y).
  • a plurality of unit reinforcements (30U) can be welded together to form a weld (W).
  • the weld (W) can be formed by spot welding, laser welding, arc welding, etc.
  • At least one of the inner panel (10), the outer panel (20), the first unit reinforcement (100), and the second unit reinforcement (200) may be composed of steel.
  • the inner panel (10), the outer panel (20), the first unit reinforcement (100), and the second unit reinforcement (200) may be composed of steel. Accordingly, the mechanical rigidity of the vehicle side sill may be improved.
  • the reinforcing frame (30) is manufactured by manufacturing a plurality of unit reinforcing bodies (30U) divided in the longitudinal direction (Y) and connecting the plurality of unit reinforcing bodies (30U) in the longitudinal direction (Y) to form the reinforcing frame (30), thereby enabling the unit reinforcing bodies (30U) to be manufactured with a smaller forming load, thereby enabling the reinforcing frame (30) to be manufactured.
  • the unit reinforcement body (30U) of the side sill for vehicles can be formed even under a small forming load, the production of the product is now possible even by small and medium-sized enterprises, which secures the diversity of sales channels for the product and has the effect of improving the salesability of the product.
  • the inner panel (10) can be manufactured as a single piece by forming a single steel plate.
  • the inner panel (10) can be manufactured by forming a single steel plate along the entire length direction (Y) of the vehicle side sill.
  • the outer panel (20) can be manufactured as a single piece by forming a single steel plate.
  • the outer panel (20) can be manufactured by forming a single steel plate along the entire length direction (Y) of the vehicle side sill.
  • the outer panel (20) is manufactured as a single piece of steel by forming a single steel plate, so that the mechanical rigidity of the vehicle side sill can be improved as the outer panel (20) composed of a single steel plate moves as a single piece.
  • the inner panel (10) and the outer panel (20) can each be formed by folding a single steel plate into multiple stages.
  • the closed cross-section formed by joining the first unit reinforcing body (100) among the unit reinforcing bodies (30U) to the inner panel (10) may be the first closed cross-section (M1) described later.
  • the unit reinforcement (30U) can be manufactured integrally by forming a single steel plate.
  • the unit reinforcement body (30U) is manufactured as a single piece by forming a single steel plate, the mechanical rigidity of the vehicle side sill can be improved as the unit reinforcement body (30U) composed of a single steel plate moves as a single piece.
  • the unit reinforcement (30U) can be manufactured using a forming method such as foam forming or crash forming.
  • a forming method such as foam forming or crash forming.
  • a unit reinforcement (30U) can be manufactured by forming a single steel plate having a tensile strength of 780 MPa or more.
  • the present invention improves mechanical rigidity by utilizing high-strength steel having a tensile strength of 780 MPa or more in the production of a reinforcing frame (30) for a vehicle side sill, and enables the production of a unit reinforcing body (30U) with a low forming load, thereby enabling the production of the product even by small and medium-sized enterprises, thereby securing a variety of sales channels for the product and thereby improving the salability of the product.
  • the unit reinforcement (30U) may include a protruding portion (P) in the longitudinal direction (Y) cross-section.
  • the unit reinforcement (30U) may have the protruding portion (P) repeated in the longitudinal direction (Y).
  • the unit reinforcing body (30U) may have a pattern of a certain shape, such as a protruding portion (P) to be described later, repeated in the longitudinal direction (Y).
  • a plurality of unit reinforcing bodies (30U) may have cross sections that correspond to each other on the X-Z axis cross section and may have a certain pattern repeated in the longitudinal direction (Y).
  • the uneven portion (P) has a protruding surface (P1) and an indented surface (P2) alternately formed in the longitudinal direction (Y), and an inclined surface (P3) can be formed between the protruding surface (P1) and the indented surface (P2).
  • the reinforcing frame (30) may have at least one unit reinforcing body (30U) connected in the longitudinal direction (Y) that may have a different steel grade or tensile strength.
  • the unit reinforcement (30U) placed in the central region in the longitudinal direction (Y) may have a different steel grade from the unit reinforcements (30U) placed in the end regions on both sides in the longitudinal direction (Y).
  • a unit reinforcement (30U) placed in the central region in the longitudinal direction (Y) can have a greater tensile strength than a unit reinforcement (30U) placed in the end regions on both sides in the longitudinal direction (Y).
  • the reinforcing frame (30) can be welded so that two adjacent unit reinforcing bodies (30U) are joined with their longitudinal (Y) ends facing each other.
  • the two adjacent unit reinforcing bodies (30U) can have cross sections with corresponding longitudinal (Y) end shapes.
  • the unit reinforcing bodies (30U) can be welded to each other to form a weld (W).
  • the weld (W) can be formed by laser welding, arc welding, or the like.
  • the unit reinforcement body (30U) may include a first unit reinforcement body (100) and a second unit reinforcement body (200).
  • the first unit reinforcing body (100) can have one side joined to the inner panel (10) to form a first closed cross-section (M1). Accordingly, the mechanical rigidity of the vehicle side sill can be improved.
  • the first unit reinforcement body (100) may include a first upper flange (110), a pair of first web members (130), and a pair of first lower flanges (150) on the X-Z axis cross-section of the side sill.
  • a first web member (130) may be connected to each end of the first upper flange (110) in the height direction (Z).
  • the first upper flange (110) may be arranged at the boundary between the first closed section (M1) and the second closed section (M2).
  • a first unit reinforcement body (100) and an inner panel (10) may be welded together to form a weld (W).
  • the weld (W) may be formed by spot welding, etc.
  • the second unit reinforcing body (200) can have one side joined to the first unit reinforcing body (100) to form a second closed cross-section (M2). Accordingly, the mechanical rigidity of the vehicle side sill can be improved.
  • the second unit reinforcement body (200) may include a second upper flange (210), a pair of second web members (230), and a pair of second lower flanges (250) on the X-Z axis cross-section of the side sill.
  • the second lower flange (250) of the second unit reinforcement (200) can be joined to the first web member (130) of the first unit reinforcement (100).
  • the second lower flange (250) may have a step formed between the second web members (230), and the Z-axis distance between a pair of second lower flanges (250) may be wider than the Z-axis distance between a pair of second web members (230).
  • a second unit reinforcing member (200) of a reinforcing frame (30) and an outer panel (20) may be joined to form a weld (W).
  • the weld (W) may be formed by spot welding or laser welding.
  • a bonding portion (V) may be formed when the second unit reinforcing body (200) of the reinforcing frame (30) and the outer panel (20) are joined.
  • the bonding portion (V) may be formed using an adhesive.
  • the second unit reinforcement (200) of the reinforcing frame (30) and the outer panel (20) may not be joined.
  • a first unit reinforcement body (100) and a second unit reinforcement body (200) may be welded together to form a weld (W).
  • the weld (W) may be formed by spot welding or laser welding.
  • the protruding surface (P1) of the first unit reinforcement (100) may overlap the protruding surface (P1) of the second unit reinforcement (200), and the inward surface (P2) of the first unit reinforcement (100) may overlap the inward surface (P2) of the second unit reinforcement (200).
  • FIG. 7 is a drawing showing the position (U) of the bending point (170) of the vehicle side sill according to the first embodiment of FIG. 3.
  • the first unit reinforcement body (100) may have a bending point (170) that protrudes outward from the first closed cross-section (M1).
  • the first unit reinforcement (100) can be formed at a position where the position (U) of the bending point (170) is spaced apart from the first inner surface (11) of the inner panel (10) by 30 to 70% of the installation width (T) of the first unit reinforcement (100).
  • the bending point (170) is less than 30% or more than 70% of the installation width (T) of the first unit reinforcement (100) on the first inner surface (11) of the inner panel (10), normal compression may not occur because bending induction is not performed well at the bending point (170) of the first unit reinforcement (100).
  • first unit reinforcement body (100) If normal compression failure does not occur in the first unit reinforcement body (100), a problem may occur in which the first unit reinforcement body (100) cannot exhibit sufficient load performance due to deformation that causes it to tilt. In addition, this may be a major factor in causing instability in the vehicle side sill from exhibiting stable collision energy absorption performance under various collision environments.
  • the first unit reinforcement body (100) may include a first section (131) and a second section (133).
  • the first section (131) can be formed to extend in the direction of the first inner surface (11) of the inner panel (10) with the bending point (170) as the boundary.
  • the second section (133) is formed by extending toward the second inner surface (21) of the outer panel (20) by bending with the bending point (170) as the boundary, and can form a bending angle (190) with the first section (131) within the first closed cross-section (M1).
  • a bending point (170) may be provided at the boundary between the first section (131) and the second section (133).
  • the first unit reinforcement body (100) can be bent into a first section (131) and a second section (133) with the bending point (170) as the boundary.
  • the bending angle (190) is formed inside the first closed cross-section (M1) and can be configured to be less than 180 degrees.
  • the first unit reinforcing body (100) has a bending angle (190) formed inside the first closed cross-section (M1), and the bending angle (190) can have a range of 165 to 175 degrees.
  • the angle ( ⁇ ) formed by the extension line of the first section (131) and the extension line of the second section (133) can have a range of 5 to 15 degrees.
  • a bending angle (190) can be formed within the first closed cross-section (M1).
  • the first unit reinforcement (100) has a bending angle (190) in the range of 165 to 175 degrees, so that the rigidity of the first unit reinforcement (100) can be sufficiently secured while stably inducing bending at the bending point (170).
  • the bending angle (190) of the first unit reinforcement (100) is less than 165 degrees, bending can be easily induced at the bending point (170), but if bending is induced too easily at the bending point (170) of the first unit reinforcement (100), a problem may occur in which the load performance may be reduced as the first unit reinforcement (100) bends at the bending point (170) before it exerts the designed load performance.
  • a problem may occur in which the first unit reinforcement body (100) does not experience normal compression collapse and cannot exhibit sufficient load performance due to tilting deformation. In addition, this may be a major factor in the instability of the vehicle side sill from exhibiting stable collision energy absorption performance under various collision environments.
  • a problem may occur in which the designed load performance cannot be achieved due to the occurrence of tilting deformation instead of normal compression collapse in the first unit reinforcement body (100).
  • Fig. 8 is a perspective view of a vehicle side sill according to the second embodiment of the present invention.
  • Fig. 9 is a perspective view of a reinforcing frame of the vehicle side sill according to the second embodiment of Fig. 8.
  • Fig. 10 is a perspective view showing an enlarged detail of part 'B' of Fig. 9.
  • Fig. 11 is a cross-sectional view taken along the line II-II' of Fig. 9.
  • Fig. 12 is a perspective view of a reinforcing frame of a side sill for a vehicle included in the third embodiment of the present invention.
  • Fig. 13 is a perspective view showing an enlarged detail of a portion 'C' of Fig. 12.
  • Fig. 14 is a cross-sectional view taken along line III-III' of Fig. 13.
  • Fig. 15 is a perspective view showing an enlarged detail of part 'D' of Fig. 12.
  • Fig. 16 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV' of Fig. 15.
  • two unit reinforcing bodies (30U) connected in the longitudinal direction of a vehicle side sill are welded with their longitudinal ends facing each other.
  • vehicle side sills according to the second and third embodiments of the present invention are configured to apply the lap welding method described later instead of the butt welding method of the first embodiment, and the remaining components may be the same as the configuration of the vehicle side sill of the first embodiment described above.
  • the reinforcing frame has an overlapping area in which two unit reinforcing bodies (30U) connected in the longitudinal direction overlap each other in the thickness direction, and can be welded and joined in the overlapping area.
  • Two unit reinforcements (30U) connected in the longitudinal direction can form an overlapping area when the unit reinforcement (30U) on one side is inserted longitudinally into the unit reinforcement (30U) on the other side.
  • the cross-section of the unit reinforcement (30U) on one side inserted inward can be manufactured to have a smaller dimension than the cross-section of the unit reinforcement (30U) on the other side placed on the outside.
  • a unit reinforcing body (30U) may include the first unit reinforcing body (100) and the second unit reinforcing body (200) described above.
  • the reinforcing frame may include a first overlapping area (N1) and a second overlapping area (N2).
  • first overlapping region (N1) two first unit reinforcing bodies (100) connected in the longitudinal direction can overlap in the thickness direction.
  • second overlapping region (N2) two second unit reinforcing bodies (200) connected in the longitudinal direction can overlap in the thickness direction.
  • the above first overlapping area (N1) and the above second overlapping area (N2) can be arranged at positions corresponding to each other in the longitudinal direction.
  • the first overlapping area (N1) and the second overlapping area (N2) can overlap each other at least partially.
  • the two first unit reinforcing bodies (100) of the first overlapping area (N1) and the two second unit reinforcing bodies (200) of the second overlapping area (N2) can be welded together in a four-layered state.
  • the first overlapping area (N1) can be welded in a state where two first unit reinforcing bodies (100) connected in the longitudinal direction are overlapped in two layers.
  • the second overlapping area (N2) can be welded in a state where two second unit reinforcing bodies (200) connected in the longitudinal direction are overlapped in two layers.
  • a unit reinforcing body (30U) may include the first unit reinforcing body (100) and the second unit reinforcing body (200) described above.
  • the reinforcing frame may include the first overlapping area (N1) and the second overlapping area (N2) described above.
  • the first overlapping area (N1) and the second overlapping area (N2) may be arranged to be staggered from each other in the longitudinal direction.
  • the second unit reinforcement (200) can be installed so as to overlap to cover at least a portion of the first overlapping area (N1).
  • two of the first unit reinforcements (100) and one of the second unit reinforcements (200) of the first overlapping area (N1) can be welded together in a three-layered state.
  • the second overlapping area (N2) may be installed to cover a portion of the first unit reinforcement body (100). In the portion where the second overlapping area (N2) overlaps the first unit reinforcement body (100), two of the second unit reinforcement bodies (200) of the second overlapping area (N2) and the first unit reinforcement body (100) may be welded together in a three-layered state.
  • the vehicle side sill of the second embodiment is formed by connecting a plurality of unit reinforcing bodies (30U) having shapes corresponding to each other in the longitudinal direction (Y) as reinforcing frames, and the vehicle side sill of the comparative example is different in that one reinforcing frame (30') is formed by extending in the longitudinal direction (Y).
  • FIGS 17a to 17c are drawings showing the results of deformation analysis of the vehicle side sill of the second embodiment.
  • Fig. 17a is a drawing showing the deformation analysis result of the initial period of the collision of the second embodiment
  • Fig. 17b is a drawing showing the deformation analysis result of the middle period of the collision of the second embodiment
  • Fig. 17c is a drawing showing the deformation analysis result of the late period of the collision of the second embodiment.
  • Figures 18a to 18c are drawings showing the results of deformation analysis of a side sill for a vehicle of a comparative example.
  • Figure 18a is a drawing showing the deformation analysis result of the initial period of the collision of the comparative example
  • Figure 18b is a drawing showing the deformation analysis result of the middle period of the collision of the comparative example
  • Figure 18c is a drawing showing the deformation analysis result of the later period of the collision of the comparative example.
  • Fig. 19 is a load-displacement diagram of the vehicle side sill of the comparative example of Fig. 1 and the vehicle side sill of the second embodiment of Fig. 8.
  • the load-displacement value of the vehicle side sill of the comparative example of Fig. 1 is represented as the first value (L1)
  • the load-displacement value of the vehicle side sill of the second embodiment of Fig. 8 is represented as the second value (L2).
  • the internal energy of the side sill of the vehicle of the comparative example was 51.2 KJ
  • the weight of the side sill of the vehicle of the comparative example was 18.8 kg
  • the internal energy of the side sill of the vehicle of the second embodiment was 51.9 KJ
  • the weight of the side sill of the vehicle of the second embodiment was 19.0 kg.
  • the vehicle side sill of the comparative example has an internal energy ratio per 1 kg of 2.72 (KJ/kg)
  • the vehicle side sill of the second embodiment has an internal energy ratio per 1 kg of 2.73 (KJ/kg). It can be seen that the second embodiment and the comparative example have almost similar internal energy ratios per 1 kg and almost similar energy absorption performances per unit weight.
  • the vehicle side sill of the second embodiment of the present invention has the effect of stably securing collision performance while being capable of being formed even under a small forming load.
  • vehicle side sills according to the first and third embodiments of the present invention also secured performance similar to that of the vehicle side sill of the second embodiment of the present invention.
  • a method for manufacturing a vehicle side sill may include a parts preparation step, a reinforcing frame (30) manufacturing step, a reinforcing frame (30) bonding step, and an outer panel (20) bonding step.
  • the component preparation stage can prepare an inner panel (10), multiple unit reinforcements (30U), and an outer panel (20).
  • the reinforcing frame (30) manufacturing step can manufacture the reinforcing frame (30) by connecting a plurality of unit reinforcing bodies (30U) in the longitudinal direction (Y).
  • the reinforcing frame (30) can be formed by connecting a plurality of unit reinforcing bodies (30U) having corresponding shapes in the longitudinal direction (Y).
  • a weld (W) can be formed by welding a plurality of unit reinforcing bodies (30U) to each other.
  • the reinforcing frame (30) may have a shape in which a plurality of unit reinforcing bodies (30U) correspond to each other.
  • the reinforcing frame (30) may be formed such that two adjacent unit reinforcing bodies (30U) are welded together in a state in which their longitudinal (Y) ends are abutted against each other.
  • the two adjacent unit reinforcing bodies (30U) may have a cross-section in which their longitudinal (Y) ends correspond to each other.
  • the unit reinforcing bodies (30U) may be welded together to form a weld (W).
  • the weld (W) may be formed by laser welding, arc welding, or the like.
  • a first unit reinforcement body (100) and a second unit reinforcement body (200) may be welded together to form a weld (W).
  • the weld (W) may be formed by spot welding or laser welding.
  • the reinforcing frame (30) joining step can join the reinforcing frame (30) to the inner panel (10).
  • the reinforcing frame (30) and the unit reinforcing body (30U) can be joined to the inner panel (10) to form a closed cross-section.
  • the reinforcing frame (30) and the inner panel (10) can be welded together to form a weld (W).
  • the weld (W) can be formed by spot welding, etc.
  • the first unit reinforcing body (100) of the reinforcing frame (30) and the inner panel (10) can be welded together to form a weld (W).
  • the outer panel (20) bonding step may be performed by bonding the outer panel (20) to the inner panel (10) to form a hollow portion (S), and placing a reinforcing frame (30) inside the hollow portion (S).
  • the inner panel (10) and the outer panel (20) can be welded together to form a welded portion (W).
  • the inner panel (10) and the outer panel (20) can be welded together by spot welding or the like.
  • the outer panel (20) may or may not be joined to the second unit reinforcing body (200) of the reinforcing frame (30).
  • a second unit reinforcing member (200) of a reinforcing frame (30) and an outer panel (20) may be joined to form a weld (W).
  • the weld (W) may be formed by spot welding or laser welding.
  • a bonding portion (V) may be formed when the second unit reinforcing body (200) of the reinforcing frame (30) and the outer panel (20) are joined.
  • the bonding portion (V) may be formed using an adhesive.
  • the second unit reinforcement (200) and the outer panel (20) may not be joined.
  • the configuration of the inner panel (10), outer panel (20), reinforcing frame (30), unit reinforcing body (30U), etc. of the vehicle side sill utilized in the method for manufacturing the vehicle side sill is the same as the configuration of the vehicle side sill as already explained, and thus a detailed description thereof is omitted to avoid duplication.
  • the method for manufacturing a side sill for a vehicle is exemplified as a preferred manufacturing method so that a person having ordinary knowledge in the technical field of the present invention can easily carry out the present invention.
  • the method may be modified and implemented according to a different order depending on specific field conditions, or other auxiliary processes may be added.
  • Section 2 150 Lower Flange 1
  • Second unit reinforcement 210 Second upper flange
  • N1 First overlapping region
  • N2 Second overlapping region
  • M1 First closed section
  • M2 Second closed section

Landscapes

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

본 발명은 이너패널; 상기 이너패널과 폭방향으로 결합되어 상기 이너패널과 함께 중공부를 형성하는 아우터패널; 및 상기 중공부에 배치되고, 서로 대응되는 형상을 가지는 복수 개의 단위보강체가 길이방향으로 연결되는 보강프레임;을 포함하는 차량용 사이드 실을 제공한다.

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.
일반적으로 차량 측면 충돌시 차체 하단부 즉, 사이드실의 응력 집중현상으로 이곳이 심한 변형을 일으키게 되고, 이로 인해 사이드실의 실내유입량이 많아지게 됨으로써, 탑승자의 인체 상해치 중 골반부에 미치는 상해 정도가 크게 나타나게 되는 것을 알 수 있다.
통상 사이드실은 차체 승객룸 전체를 감싸고 있기에 길이 방향으로 매우 길다. 또한, 사이드실의 충돌흡수능력을 향상시키기 위하여 보강재 등의 부품에 초고강도 소재 또는 두꺼운 소재를 적용한다.
이러한 대형 부품에 고강성을 확보하기 위해 요철부 등의 강성보강요소를 적용할 경우, 이러한 대형 부품의 제작에는 높은 성형하중을 요구하게 된다.
대형 부품사의 경우는 높은 성형하중을 부가할 수 있는 대형 프레스 등의 설비를 보유하고 있으나, 소형 부품사 또는 산업의 기반이 발달하지 못한 일부 국가에서는 높은 성형하중을 부가할 수 없어 해당 부품의 성형에 어려움을 겪고 있다.
(특허문헌 1) KR 20-1998-0043143 U
본 발명은 일 측면으로서, 작은 성형하중 하에서도 제품의 성형이 가능한 사이드 실을 제공하고자 한다.
본 발명은 일 측면으로서, 길이방향으로 동일패턴의 단면이 반복됨으로써 금형제작비용이 절감될 수 있는 사이드 실을 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 이너패널; 상기 이너패널과 폭방향으로 결합되어 상기 이너패널과 함께 중공부를 형성하는 아우터패널; 및 상기 중공부에 배치되고, 서로 대응되는 형상을 가지는 복수 개의 단위보강체가 길이방향으로 연결되는 보강프레임;을 포함하는 차량용 사이드 실을 제공한다.
본 발명의 차량용 사이드 실은 작은 성형하중 하에서도 제품의 성형이 가능한 효과가 있다.
상기 단위보강체는 상기 이너패널과 접합되어 폐단면을 형성할 수 있다.
상기 단위보강체는 하나의 강판을 성형하여 일체로 제작될 수 있다.
상기 단위보강체는 780MPa 이상의 인장강도를 가지는 하나의 강판을 성형하여 제작될 수 있다.
상기 단위보강체는 길이방향 단면상에서 요철부를 포함할 수 있다.
상기 요철부는, 길이방향으로 돌출면과 내입면이 교번적으로 형성되고, 상기 돌출면과 상기 내입면의 사이에 경사면이 형성될 수 있다.
상기 보강프레임은, 길이방향으로 연결되는 복수 개의 상기 단위보강체 중 적어도 어느 하나가 강종이나 인장강도가 상이할 수 있다.
상기 보강프레임은, 길이방향으로 연결되는 2개의 상기 단위보강체는 길이방향 단부가 서로 맞대진 상태에서 용접 접합될 수 있다.
상기 보강프레임은, 길이방향으로 연결되는 2개의 상기 단위보강체가 서로 두께방향으로 겹쳐진 겹침영역을 가지고, 상기 겹침영역에서 용접 접합될 수 있다.
상기 단위보강체는, 일측이 상기 이너패널과 접합되어 제1 폐단면을 형성하는 제1 단위보강체; 및 일측이 상기 제1 단위보강체에 접합되어 제2 폐단면을 형성하는 제2 단위보강체;를 포함하고, 상기 보강프레임은, 길이방향으로 연결되는 2개의 상기 제1 단위보강체가 두께방향으로 겹쳐지는 제1 겹침영역; 및 길이방향으로 연결되는 2개의 상기 제2 단위보강체가 두께방향으로 겹쳐지는 제2 겹침영역;을 포함하고, 상기 제1 겹침영역과 상기 제2 겹침영역은 길이방향으로 서로 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
상기 제1 겹침영역과 상기 제2 겹침영역이 겹쳐진 부분에서, 상기 제1 겹침영역의 2개의 상기 제1 단위보강체 및 상기 제2 겹침영역의 2개의 상기 제2 단위보강체가 4겹으로 겹쳐진 상태에서 용접 접합될 수 있다.
상기 단위보강체는, 일측이 상기 이너패널과 접합되어 제1 폐단면을 형성하는 제1 단위보강체; 및 일측이 상기 제1 단위보강체에 접합되어 제2 폐단면을 형성하는 제2 단위보강체;를 포함하고, 상기 보강프레임은, 길이방향으로 연결되는 2개의 상기 제1 단위보강체가 두께방향으로 겹쳐지는 제1 겹침영역; 및 길이방향으로 연결되는 2개의 상기 제2 단위보강체가 두께방향으로 겹쳐지는 제2 겹침영역;을 포함하고, 상기 제1 겹침영역과 상기 제2 겹침영역은 길이방향으로 서로 엇갈리게 배치될 수 있다.
상기 제2 단위보강체가 상기 제1 겹침영역과 겹쳐진 부분에서, 상기 제1 겹침영역의 2개의 상기 제1 단위보강체 및 1개의 상기 제2 단위보강체가 3겹으로 겹쳐진 상태에서 용접 접합될 수 있다.
상기 제2 겹침영역이 상기 제1 단위보강체와 겹쳐진 부분에서, 상기 제2 겹침영역의 2개의 상기 제2 단위보강체 및 상기 제1 단위보강체가 3겹으로 겹쳐진 상태에서 용접 접합될 수 있다.
상기 단위보강체는, 일측이 상기 이너패널과 접합되어 제1 폐단면을 형성하는 제1 단위보강체; 및 일측이 상기 제1 단위보강체에 접합되어 제2 폐단면을 형성하는 제2 단위보강체;를 포함할 수 있다.
상기 제1 단위보강체는, 상기 제1 폐단면에서 외측으로 돌출된 형태의 벤딩포인트를 가지고, 상기 제1 단위보강체는, 상기 벤딩포인트의 위치가 상기 이너패널의 제1 내면에서 상기 제1 단위보강체의 설치폭의 30 ~ 70 % 만큼 거리를 두고 이격된 위치에 형성될 수 있다.
상기 제1 단위보강체는, 상기 벤딩포인트를 경계로 상기 이너패널의 제1 내면 방향으로 연장 형성되는 제1 구간; 및 상기 벤딩포인트를 경계로 절곡되어 상기 아우터패널의 제2 내면 방향으로 연장 형성되고, 상기 제1 폐단면의 내부에서 상기 제1 구간과 벤딩각을 형성하는 제2 구간;을 포함하고, 상기 제1 단위보강체는, 상기 벤딩각이 상기 제1 폐단면의 내부에 형성되고, 상기 벤딩각은 165 ~ 175 도의 범위를 가질 수 있다.
상기 이너패널은 하나의 강판을 성형하여 일체로 제작되는 차량용 사이드 실.
상기 아우터패널은 하나의 강판을 성형하여 일체로 제작될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 이너패널, 복수 개의 단위보강체 및 아우터패널을 준비하는 부품준비단계; 복수 개의 상기 단위보강체를 길이방향으로 연결하여 보강프레임을 제작하는 보강프레임 제작단계; 상기 이너패널에 상기 보강프레임을 접합하는 보강프레임 접합단계; 및 상기 이너패널에 상기 아우터패널을 접합하여 중공부를 형성하고, 상기 중공부의 내부에 상기 보강프레임을 배치하는 아우터패널 접합단계;를 포함하는 차량용 사이드 실의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 작은 성형하중 하에서도 제품의 성형이 가능한 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 길이방향으로 동일패턴의 단면이 반복됨으로써 금형제작비용이 절감될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 차량용 사이드실과 대비되는 비교예의 차량용 사이드실의 사시도이다.
도 2는 도 1의 비교예의 차량용 사이드실의 보강프레임의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 사이드실의 사시도이다.
도 4는 도 3의 제1 실시예의 차량용 사이드실의 보강프레임의 사시도이다.
도 5는 도 4의 'A' 부분의 확대상세를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 3의 Ⅰ-Ⅰ' 방향 단면도이다.
도 7은 도 3의 제1 실시예에 따른 차량용 사이드실의 벤딩포인트의 위치를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 사이드실의 사시도이다.
도 9는 도 8의 제2 실시예의 차량용 사이드실의 보강프레임의 사시도이다.
도 10은 도 9의 'B' 부분의 확대상세를 도시한 사시도이다.
도 11은 도 9의 Ⅱ-Ⅱ' 방향의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 포함된 차량용 사이드실의 보강프레임의 사시도이다.
도 13은 도 12의 'C' 부분의 확대상세를 도시한 사시도이다.
도 14는 도 13의 Ⅲ-Ⅲ' 방향 단면도이다.
도 15는 도 12의 'D' 부분의 확대상세를 도시한 사시도이다.
도 16은 도 15의 Ⅳ-Ⅳ' 방향 단면도이다.
도 17a 내지 도 17c는 도 8의 제2 실시예의 차량용 사이드실의 변형 해석 결과를 도시한 도면이다.
도 18a 내지 도 18c는 도 1의 비교예의 차량용 사이드실의 변형 해석 결과를 도시한 도면이다.
도 19는 도 1의 비교예의 차량용 사이드실과 도 8의 제2 실시예의 차량용 사이드실의 하중-변위 선도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도면을 참조하면, 본 발명의 차량용 사이드실은 좌우방향, 상하방향, 전후방향으로 도시하고, 발명의 상세한 설명에도 좌우방향, 상하방향, 전후방향의 용어를 사용하여 설명을 하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이고, 본 발명의 차량용 사이드실의 기술적 특징이 이러한 방향에 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다.
이하, 첨부된 도면에 도시된 X축은 차량용 사이드실의 폭방향이고, Y축은 차량용 사이드실의 길이방향이고, Z축은 차량용 사이드실의 높이방향이다.
도 1은 본 발명의 차량용 사이드실과 대비되는 비교예의 차량용 사이드실의 사시도이다. 도 2는 도 1의 비교예의 차량용 사이드실의 보강프레임(30)의 사시도이다.
비교예의 경우는, 이너패널(10')과 아우터패널(20')은 후술할 제1 실시예와 동일하고, 후술할 제1 실시예와는 달리 비교예의 차량용 사이드실은 길이방향(Y) 전체에 걸쳐서 1개의 보강프레임(30')이 연장 형성되는 점에서 차이가 있다.
동일소재, 동일두께, 동일단면의 형상일 경우, 분할된 부품의 부피에 비례하여 성형하중이 증가한다. 후술할 제1 실시예와 같이, 보강프레임(30)을 길이방향(Y)으로 분할하여 제작할 경우, 분할된 수만큼 성형하중이 감소할 수 있다.
일례로, 보강프레임(30)을 길이방향(Y)으로 3분할하여 단위보강체(30U)를 제작할 수 있다. 이때, 3분할된 각각의 단위보강체(30U)의 성형을 위한 성형하중은 분할되지 않은 보강프레임(30') 전체를 일체로 성형한 경우의 성형하중에 비해 대략 1/3로 감소될 수 있다.
이하에서는, 도 3 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 사이드실에 포함된 구성요소들을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 사이드실의 사시도이고, 도 4는 도 3의 제1 실시예의 차량용 사이드실의 보강프레임(30)의 사시도이다.
도 5는 도 4의 'A' 부분의 확대상세를 도시한 사시도이고, 도 6은 도 3의 X-Z축 방향의 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사이드실은 이너패널(10), 아우터패널(20) 및 보강프레임(30)을 포함할 수 있다.
이너패널(10)은 X축방향으로 사이드실의 폭방향(X) 내측에 배치될 수 있다.
아우터패널(20)은 이너패널(10)과 폭방향(X)으로 결합되어 이너패널(10)과 함께 중공부(S)를 형성할 수 있다. 아우터패널(20)은 X축방향으로 사이드실의 폭방향(X) 외측에 배치될 수 있다.
이너패널(10)과 아우터패널(20)은 용접 접합되면서 용접부(W)가 형성될 수 있다. 일례로, 이너패널(10)과 아우터패널(20)은 점용접 등에 의해 접합될 수 있다.
보강프레임(30)은 중공부(S)에 배치되고, 서로 대응되는 형상을 가지는 복수 개의 단위보강체(30U)가 길이방향(Y)으로 연결될 수 있다.
보강프레임(30)은, 복수 개의 단위보강체(30U)가 서로 대응되는 형상을 가질 수 있다. 일례로, 연결되는 인접한 2개의 단위보강체(30U)는 길이방향(Y) 단부가 서로 용접 접합될 수 있다.
본 명세서에서는 보강프레임(30)이 길이방향(Y)으로 3개의 단위보강체(30U)가 연결된 것으로 도시되고 설명되고 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 길이방향(Y)으로 2개 또는 3개를 초과하는 단위보강체(30U)가 연결되는 것도 무방하다.
단위보강체(30U)는 보강프레임(30)에 비해 길이가 짧아서 단위보강체(30U)는 작은 성형하중 하에서 제작할 수 있다.
복수 개의 단위보강체(30U)는 사이드실의 X-Z축 단면 상에서 서로 대응되는 단면을 가질 수 있고, 길이방향(Y)으로 일정한 단위패턴이 반복될 수 있다. 일례로, 단위보강체(30U)는 길이방향(Y)으로 후술할 요철부(P)가 반복되는 일정한 단위패턴을 가질 수 있다.
일례로, 단위보강체(30U)는 강재로 제작될 수 있다. 단위보강체(30U)의 제작에 강재를 적용할 경우, 충돌에너지의 흡수능력이 우수하고, 기계적 강성이 향상되며, 단위보강체(30U)에 알루미늄을 적용한 경우에 비해 소재비용을 획기적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
일례로, 복수 개의 단위보강체(30U)는 서로 대응되는 형상을 가지면서 길이방향(Y) 길이도 동일할 수 있다. 다른 일례로, 복수 개의 단위보강체(30U)는 서로 대응되는 형상을 가지면서 길이방향(Y) 길이는 상이할 수 있다.
복수 개의 단위보강체(30U)는 서로 용접 접합되면서 용접부(W)가 형성될 수 있다. 용접부(W)는 점용접, 레이저 용접, 아크용접 등에 의해 형성될 수 있다.
물론, 이너패널(10), 아우터패널(20), 단위보강체(30U) 등의 부재 간의 접합은 용접 접합 또는 접착제 접합 등의 다양한 접합방식이 적용될 수 있다.
이너패널(10), 아우터패널(20), 제1 단위보강체(100) 및 제2 단위보강체(200) 중 적어도 어느 하나는 강재로 구성될 수 있다. 일례로, 이너패널(10), 아우터패널(20), 제1 단위보강체(100) 및 제2 단위보강체(200)는 강재로 구성될 수 있다. 이에 따라, 차량용 사이드실의 기계적 강성이 향상될 수 있다.
보강프레임(30)은 길이방향(Y)으로 분할된 형태의 복수 개의 단위보강체(30U)를 제작하고, 복수 개의 단위보강체(30U)를 길이방향(Y)으로 연결하여 보강프레임(30)을 구성함으로써, 보다 작은 성형하중으로 단위보강체(30U)를 제작하여 보강프레임(30)을 제작할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 차량용 사이드실의 단위보강체(30U)가 작은 성형하중 하에서도 성형이 가능해지면서 영소업체 등에서도 제품의 제작이 가능해지면서 제품의 판로의 다양성이 확보되어 제품의 판매성이 개선될 수 있는 효과가 있다.
또한, 1개의 금형으로 동일한 복수 개의 단위보강체(30U)를 제조 가능하고, 단위보강체(30U)의 길이가 짧아서 금형 등 제작비용 감소될 수 있는 효과가 있다.
이너패널(10)은 하나의 강판을 성형하여 일체로 제작될 수 있다. 이너패널(10)은 차량용 사이드 실의 길이방향(Y) 전체에 걸쳐서 하나의 강판을 성형하여 제작될 수 있다.
이너패널(10)은 하나의 강판을 성형하여 일체로 제작됨으로써, 단일의 강판으로 구성된 이너패널(20)이 일체로 거동하면서 차량용 사이드실의 기계적 강성이 향상될 수 있다.
아우터패널(20)은 하나의 강판을 성형하여 일체로 제작될 수 있다. 아우터패널(20)은 차량용 사이드 실의 길이방향(Y) 전체에 걸쳐서 하나의 강판을 성형하여 제작될 수 있다.
아우터패널(20)은 하나의 강판을 성형하여 일체로 제작됨으로써, 단일의 강판으로 구성된 아우터패널(20)이 일체로 거동하면서 차량용 사이드실의 기계적 강성이 향상될 수 있다.
일례로, 이너패널(10) 및 아우터패널(20)은 각각 하나의 강판을 다단으로 절곡하여 형성될 수 있다.
단위보강체(30U)는 이너패널(10)과 접합되어 폐단면을 형성할 수 있다.
단위보강체(30U)는 이너패널(10)과 접합되어 폐단면을 형성함으로써, 차량용 사이드실의 충돌흡수능력을 향상시켜 기계적 강성을 향상시킬 수 있다. 또한, 차량용 사이드실을 강재로 구성하면서도 알루미늄 압출방식의 장점인 폐단면을 용이하게 형성할 수 있다.
일례로, 단위보강체(30U) 중 제1 단위보강체(100)가 이너패널(10)과 접합되어 형성되는 폐단면은 후술할 제1 폐단면(M1)일 수 있다.
단위보강체(30U)는 하나의 강판을 성형하여 일체로 제작될 수 있다.
단위보강체(30U)는 하나의 강판을 성형하여 일체로 제작됨으로써, 단일의 강판으로 구성된 단위보강체(30U)가 일체로 거동하면서 차량용 사이드실의 기계적 강성이 향상될 수 있다.
일례로, 단위보강체(30U)는 폼포밍 또는 크래쉬 포밍 등의 성형공법을 이용하여 제작할 수 있다. 폼포밍 또는 크래쉬 포밍 등의 저원가 성형공법을 적용함으로써 제품의 생산비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
단위보강체(30U)는 780MPa 이상의 인장강도를 가지는 하나의 강판을 성형하여 제작될 수 있다.
따라서, 차량용 사이드실에 포함된 보강프레임(30)을 고강도 소재를 활용하여 길이방향(Y) 전체에 걸쳐서 일체로 제작하는 경우, 보강프레임(30)의 제작에 높은 성형하중이 필요하고, 소형부품사 등의 영소업체 등에서도 제품의 제작이 불가능해질 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 차량용 사이드실은 보강프레임(30)의 제작에 780MPa 이상의 인장강도를 가지는 고강도 강재를 활용하여 기계적 강성을 향상시키고, 낮은 성형하중으로 단위보강체(30U)를 제작 가능하여 영소업체 등에서도 제품의 제작이 가능해지면서 제품의 판로의 다양성이 확보되어 제품의 판매성이 개선될 수 있는 효과가 있다.
보다 바람직하게, 단위보강체(30U)는 980MPa 이상의 인장강도를 가지는 하나의 강판을 성형하여 제작될 수 있다.
단위보강체(30U)는 길이방향(Y) 단면상에서 요철부(P)를 포함할 수 있다. 단위보강체(30U)는 길이방향(Y)으로 요철부(P)가 반복될 수 있다.
단위보강체(30U)는 요철부(P)를 포함함으로써, 단위보강체(30U)를 구성하는 강재 등의 두께를 증가시키지 않으면서 강성을 향상시킬 수 있다.
단위보강체(30U)는 길이방향(Y)으로 후술할 요철부(P) 등의 일정한 형상의 패턴이 반복될 수 있다. 복수 개의 단위보강체(30U)는 서로 X-Z축 단면 상에서 서로 대응되는 단면을 가지면서 길이방향(Y)으로 일정한 패턴이 반복될 수 있다.
요철부(P)는, 길이방향(Y)으로 돌출면(P1)과 내입면(P2)이 교번적으로 형성되고, 돌출면(P1)과 내입면(P2)의 사이에 경사면(P3)이 형성될 수 있다.
보강프레임(30)은, 길이방향(Y)으로 연결되는 복수 개의 단위보강체(30U) 중 적어도 어느 하나가 강종이나 인장강도가 상이할 수 있다.
일례로, 길이방향(Y) 중앙영역에 배치되는 단위보강체(30U)는 길이방향(Y) 양측 단부영역에 배치되는 단위보강체(30U)와 강종이 상이할 수 있다.
일례로, 길이방향(Y) 중앙영역에 배치되는 단위보강체(30U)는 길이방향(Y) 양측 단부영역에 배치되는 단위보강체(30U)에 비해 인장강도를 더 크게 할 수 있다.
보강프레임(30)은, 인접한 2개의 단위보강체(30U)는 길이방향(Y) 단부가 서로 맞대진 상태에서 용접 접합될 수 있다. 인접한 2개의 단위보강체(30U)는 길이방향(Y) 양측 단부가 대응되는 형상의 단면을 가질 수 있다. 단위보강체(30U)는 서로 용접 접합되면서 용접부(W)가 형성될 수 있다. 용접부(W)는 레이저 용접, 아크용접 등에 의해 형성될 수 있다.
단위보강체(30U)는 제1 단위보강체(100) 및 제2 단위보강체(200)를 포함할 수 있다.
제1 단위보강체(100)는 일측이 이너패널(10)과 접합되어 제1 폐단면(M1)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 차량용 사이드실의 기계적 강성을 향상시킬 수 있다.
제1 단위보강체(100)는 사이드실의 X-Z축 단면 상에서 제1 상부플랜지(110), 한 쌍의 제1 웨브부재(130) 및 한 쌍의 제1 하부플랜지(150)를 포함할 수 있다.
제1 상부플랜지(110)에는 높이방향(Z) 양측 단부에는 각각 제1 웨브부재(130)가 연결될 수 있다. 제2 하부플랜지(250)가 제1 웨브부재(130)에 접합되면서 제1 상부플랜지(110)는 제1 폐단면(M1) 및 제2 폐단면(M2)의 경계에 배치될 수 있다.
일례로, 제1 단위보강체(100)와 이너패널(10)은 용접 접합되면서 용접부(W)가 형성될 수 있다. 용접부(W)는 점용접 등에 의해 형성될 수 있다.
제2 단위보강체(200)는 일측이 제1 단위보강체(100)에 접합되어 제2 폐단면(M2)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 차량용 사이드실의 기계적 강성을 향상시킬 수 있다.
제2 단위보강체(200)는 사이드실의 X-Z축 단면 상에서 제2 상부플랜지(210), 한 쌍의 제2 웨브부재(230) 및 한 쌍의 제2 하부플랜지(250)를 포함할 수 있다.
제2 단위보강체(200)의 제2 하부플랜지(250)는 제1 단위보강체(100)의 제1 웨브부재(130)에 접합될 수 있다.
제2 하부플랜지(250)는 제2 웨브부재(230)의 사이에는 단차가 형성될 수 있고, 한 쌍의 제2 하부플랜지(250)의 Z축방향 간격이 한 쌍의 제2 웨브부재(230)의 Z축방향 간격이 보다 넓은 간격을 가질 수 있다.
일례로, 보강프레임(30)의 제2 단위보강체(200)와 아우터패널(20)은 접합되면서 용접부(W)가 형성될 수 있다. 용접부(W)는 점용접 또는 레이저 용접에 의해 형성될 수 있다.
다른 일례로, 보강프레임(30)의 제2 단위보강체(200)와 아우터패널(20)은 접합되면서 접착부(V)가 형성될 수 있다. 접착부(V)는 접착제에 의해 형성될 수 있다.
다른 일례로, 보강프레임(30)의 제2 단위보강체(200)와 아우터패널(20)은 접합되지 않을 수 있다.
일례로, 제1 단위보강체(100)와 제2 단위보강체(200)는 용접 접합되면서 용접부(W)가 형성될 수 있다. 용접부(W)는 점용접 또는 레이저 용접에 의해 형성될 수 있다.
제1 단위보강체(100)의 돌출면(P1)은 제2 단위보강체(200)의 돌출면(P1)에 겹쳐지고, 제1 단위보강체(100)의 내입면(P2)은 제2 단위보강체(200)의 내입면(P2)에 겹쳐질 수 있다.
제1 단위보강체(100)와 제2 단위보강체(200)의 돌출면(P1)이 서로 겹쳐지고, 제1 단위보강체(100)와 제2 단위보강체(200)의 내입면(P2)이 서로 겹쳐짐으로써, 제1 단위보강체(100)와 제2 단위보강체(200)의 결합력을 향상시키고, 제1 단위보강체(100)와 제2 단위보강체(200)의 결합위치가 자연스럽게 유도될 수 있어 작업자의 작업성이 개선될 수 있는 효과가 있다.
도 7은 도 3의 제1 실시예에 따른 차량용 사이드실의 벤딩포인트(170)의 위치(U)를 도시한 도면이다.
제1 단위보강체(100)는, 제1 폐단면(M1)에서 외측으로 돌출된 형태의 벤딩포인트(170)를 가질 수 있다.
제1 단위보강체(100)는, 벤딩포인트(170)의 위치(U)가 이너패널(10)의 제1 내면(11)에서 제1 단위보강체(100)의 설치폭(T)의 30 ~ 70 % 만큼 거리를 두고 이격된 위치에 형성될 수 있다.
제1 단위보강체(100)의 설치폭(T)의 30 ~ 70 % 만큼 거리를 두고 이격된 위치에 형성됨으로써, 벤딩포인트(170)에서 벤딩유도가 잘 이루어지면서 정상적입 압괴가 이루어질 수 있고, 충분한 하중성능을 발현할 수 있는 효과가 있다.
반면에, 벤딩포인트(170)가 이너패널(10)의 제1 내면(11)에서 제1 단위보강체(100)의 설치폭(T)의 30% 미만이거나, 70%를 초과하는 경우, 제1 단위보강체(100)의 벤딩포인트(170)에서 벤딩유도가 잘 이루어지지 않으면서 정상적인 압괴가 이루어지지 않을 수 있다.
제1 단위보강체(100)에 정상적인 압괴가 발생하지 않을 경우, 제1 단위보강체(100)가 기울어지는 변형이 발생하면서 충분한 하중성능을 발현할 수 없는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 차량용 사이드실이 다양한 충돌 환경하에서 안정적인 충돌에너지 흡수성능을 발휘하는데 큰 불안요소가 될 수 있다.
제1 단위보강체(100)는 제1 구간(131) 및 제2 구간(133)을 포함할 수 있다.
제1 구간(131)은 벤딩포인트(170)를 경계로 이너패널(10)의 제1 내면(11) 방향으로 연장 형성될 수 있다.
제2 구간(133)은 벤딩포인트(170)를 경계로 절곡되어 아우터패널(20)의 제2 내면(21) 방향으로 연장 형성되고, 제1 폐단면(M1)의 내부에서 제1 구간(131)과 벤딩각(190)을 형성할 수 있다.
제1 구간(131)과 제2 구간(133)의 사이의 경계지점에 벤딩포인트(170)를 가질 수 있다.
제1 단위보강체(100)는, 벤딩포인트(170)를 경계로 제1 구간(131)과 제2 구간(133)이 벤딩될 수 있다.
벤딩각(190)은 제1 폐단면(M1)의 내부에 형성되고, 180도 미만으로 구성될 수 있다.
제1 단위보강체(100)는, 벤딩각(190)이 제1 폐단면(M1)의 내부에 형성되고, 벤딩각(190)은 165 ~ 175 도의 범위를 가질 수 있다. 제1 구간(131)의 연장선과 제2 구간(133)의 연장선이 이루는 각도(θ)는 5 ~ 15도의 범위를 가질 수 있다.
벤딩포인트(170)를 기준으로 제1 구간(131)과 제2 구간(133)이 절곡되면서 제1 폐단면(M1) 내부에는 벤딩각(190)이 형성될 수 있다.
제1 단위보강체(100)는 벤딩각(190)이 165 ~ 175 도의 범위를 가짐으로써, 제1 단위보강체(100)의 강성을 충분히 확보하면서 벤딩포인트(170)에서 안정적으로 벤딩을 유도할 수 있다.
제1 단위보강체(100)의 벤딩각(190)이 165도 미만일 경우, 벤딩포인트(170)에서 벤딩유도가 잘 이루어질 수 있으나, 제1 단위보강체(100)의 벤딩포인트(170)에서 벤딩유도가 너무 쉬워지면서 제1 단위보강체(100)가 설계상의 하중성능을 발휘하기 전에 벤딩포인트(170)에서 벤딩되면서 하중성능이 저하될 수 있다는 문제가 발생할 수 있다.
제1 단위보강체(100)에 정상적인 압괴가 발생하지 않고, 기울어지는 변형이 발생하면서 충분한 하중성능을 발현할 수 없는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 차량용 사이드실이 다양한 충돌 환경하에서 안정적인 충돌에너지 흡수성능을 발휘하는데 큰 불안요소가 될 수 있다.
벤딩각(190)이 175도를 초과할 경우, 벤딩포인트(170)에서 벤딩유도가 잘 이루어지지 않으면서 정상적인 압괴가 이루어지지 않을 수 있다.
제1 단위보강체(100)에 정상적인 압괴가 발생하지 않고, 기울어지는 변형이 발생하면서 설계상의 하중성능을 발현할 수 없는 문제가 발생할 수 있다.
이하에서는, 도 8 내지 도 16을 참조하여, 본 발명의 제2, 3 실시예에 따른 차량용 사이드실에 포함된 구성요소들을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 사이드실의 사시도이다. 도 9는 도 8의 제2 실시예의 차량용 사이드실의 보강프레임의 사시도이다.
도 10은 도 9의 'B' 부분의 확대상세를 도시한 사시도이다. 도 11은 도 9의 Ⅱ-Ⅱ' 방향의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 포함된 차량용 사이드실의 보강프레임의 사시도이다. 도 13은 도 12의 'C' 부분의 확대상세를 도시한 사시도이다. 도 14는 도 13의 Ⅲ-Ⅲ' 방향 단면도이다.
도 15는 도 12의 'D' 부분의 확대상세를 도시한 사시도이다. 도 16은 도 15의 Ⅳ-Ⅳ' 방향 단면도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 사이드실의 길이방향으로 연결되는 2개의 단위보강체(30U)가 길이방향 단부가 맞대진 상태에서 용접 접합된다.
반면에, 본 발명의 제2 실시예, 제3 실시예에 따른 차량용 사이드실은, 제1 실시예의 맞대기 용접 접합방식 대신에, 후술할 겹치기 용접 접합방식을 적용하도록 구성되는 점만 상이하고, 나머지 구성요소들은 전술한 제1 실시예의 차량용 사이드실의 구성과 동일할 수 있다.
따라서, 내용의 중복을 방지하기 위해 이와 관련된 설명을 생략한다. 다만, 앞서 설명한 제1 실시예와 공통된 구성요소의 다양한 실시형태가 제2 실시예, 제3 실시예에 적용될 수 있음은 물론이다.
보강프레임은, 길이방향으로 연결되는 2개의 단위보강체(30U)가 서로 두께방향으로 겹쳐진 겹침영역을 가지고, 상기 겹침영역에서 용접 접합될 수 있다.
서로 겹쳐지는 단위보강체(30U)는 겹침영역에서 겹침이 용이하도록 단면의 치수가 일부 조정되어 상태로 제작될 수 있다. 이에 따라, 길이방향으로 연결되는 2개의 상기 단위보강체(30U)가 서로 두께방향으로 겹쳐질 수 있다.
길이방향으로 연결되는 2개의 단위보강체(30U)는 일측의 단위보강체(30U)가 타측의 단위보강체(30U)에 길이방향으로 삽입되면서 겹침영역이 형성될 수 있다. 겹침영역에서 내측으로 삽입되는 일측의 단위보강체(30U)의 단면은 외측에 배치되는 타측의 단위보강체(30U)의 단면 보다 치수가 작게 제작될 수 있다.
따라서, 인접한 2개의 단위보강체(30U)는 겹침영역에서 서로 두께 방향으로 겹쳐질 수 있고, 인접한 2개의 단위보강체(30U)는 겹침영역에서 겹치기 용접 방식에 의해 접합될 수 있다. 단위보강체(30U)는 서로 용접 접합되면서 용접부(W)가 형성될 수 있다. 용접부(W)는 점용접, 레이저 용접에 의해 형성될 수 있다.
도 8 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 사이드실에서, 단위보강체(30U)는 전술한 제1 단위보강체(100) 및 제2 단위보강체(200)를 포함할 수 있다. 보강프레임은 제1 겹침영역(N1) 및 제2 겹침영역(N2)을 포함할 수 있다.
제1 겹침영역(N1)은 길이방향으로 연결되는 2개의 상기 제1 단위보강체(100)가 두께방향으로 겹쳐질 수 있다. 제2 겹침영역(N2)은 길이방향으로 연결되는 2개의 상기 제2 단위보강체(200)가 두께방향으로 겹쳐질 수 있다.
상기 제1 겹침영역(N1)과 상기 제2 겹침영역(N2)은 길이방향으로 서로 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
제1 겹침영역(N1)과 상기 제2 겹침영역(N2)은 적어도 일부가 서로 겹쳐질 수 있다.
제1 겹침영역(N1)과 상기 제2 겹침영역(N2)이 겹쳐진 부분에서, 상기 제1 겹침영역(N1)의 2개의 상기 제1 단위보강체(100) 및 상기 제2 겹침영역(N2)의 2개의 상기 제2 단위보강체(200)가 4겹으로 겹쳐진 상태에서 용접 접합될 수 있다.
제1 겹침영역(N1)과 상기 제2 겹침영역(N2)이 겹쳐지지 않은 부분에서, 제1 겹침영역(N1)은 길이방향으로 연결되는 2개의 상기 제1 단위보강체(100)가 2겹으로 겹쳐진 상태에서 용접 접합될 수 있다.
제1 겹침영역(N1)과 상기 제2 겹침영역(N2)이 겹쳐지지 않은 부분에서, 제2 겹침영역(N2)은 길이방향으로 연결되는 2개의 상기 제2 단위보강체(200)가 2겹으로 겹쳐진 상태에서 용접 접합될 수 있다.
도 12 내지 도 16을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 차량용 사이드실에서, 단위보강체(30U)는 전술한 제1 단위보강체(100) 및 제2 단위보강체(200)를 포함할 수 있다. 보강프레임은 전술한 제1 겹침영역(N1) 및 제2 겹침영역(N2)을 포함할 수 있다. 제1 겹침영역(N1)과 상기 제2 겹침영역(N2)은 길이방향으로 서로 엇갈리게 배치될 수 있다.
제2 단위보강체(200)는 제1 겹침영역(N1)의 적어도 일부를 덮도록 겹쳐지게 설치될 수 있다.
제2 단위보강체(200)가 상기 제1 겹침영역(N1)과 겹쳐진 부분에서, 상기 제1 겹침영역(N1)의 2개의 상기 제1 단위보강체(100) 및 1개의 상기 제2 단위보강체(200)가 3겹으로 겹쳐진 상태에서 용접 접합될 수 있다.
제2 겹침영역(N2)이 상기 제1 단위보강체(100)의 일부를 덮도록 설치될 수 있다. 상기 제2 겹침영역(N2)이 상기 제1 단위보강체(100)와 겹쳐진 부분에서, 상기 제2 겹침영역(N2)의 2개의 상기 제2 단위보강체(200) 및 상기 제1 단위보강체(100)가 3겹으로 겹쳐진 상태에서 용접 접합될 수 있다.
이하에서는, 도 17a 내지 도 18c를 참조하여, 제2 실시예의 차량용 사이드실과 비교예의 차량용 사이드실의 변형 해석 결과를 설명하고, 도 19를 참조하여, 제2 실시예의 차량용 사이드실과 비교예의 차량용 사이드실의 충돌성능을 비교하여 설명하고자 한다.
본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 차량용 사이드실 중에서 제2 실시예와 비교예를 대표로 비교하였다.
제2 실시예의 차량용 사이드실은 보강프레임(30)이 서로 대응되는 형상을 가지는 복수 개의 단위보강체(30U)가 길이방향(Y)으로 연결되어 형성되고, 비교예의 차량용 사이드실은 길이방향(Y)으로 1개의 보강프레임(30')이 연장 형성되는 점에서 차이가 있다.
이는, 제2 실시예의 차량용 사이드실이 길이방향(Y)으로 복수 개의 단위보강체(30U)를 길이방향(Y)으로 연결하여 보강프레임(30)을 구성할 경우, 비교예의 차량용 사이드실에 비해 변형 해석 결과에서 차이가 있는지, 충돌성능에서 차이가 있는지를 살펴보기 위함이다.
먼저, 도 17a 내지 도 18c를 참조하여, 제2 실시예의 차량용 사이드실과 비교예의 차량용 사이드실의 변형 해석 결과를 설명하고자 한다.
도 17a 내지 도 17c는 제2 실시예의 차량용 사이드실의 변형 해석 결과를 도시한 도면이다.
도 17a는 제2 실시예의 충돌 초기의 변형 해석 결과를 도시한 도면이고, 도 17b는 제2 실시예의 충돌 중기의 변형 해석 결과를 도시한 도면이며, 도 17c는 제2 실시예의 충돌 후기의 변형해석 결과를 도시한 도면이다.
도 18a 내지 도 18c는 비교예의 차량용 사이드실의 변형 해석 결과를 도시한 도면이다.
도 18a는 비교예의 충돌 초기의 변형 해석 결과를 도시한 도면이고, 도 18b는 비교예의 충돌 중기의 변형 해석 결과를 도시한 도면이며, 도 18c는 비교예의 충돌 후기의 변형해석 결과를 도시한 도면이다.
도 17a 및 도 18c를 참조하면, 제2 실시예와 비교예는 충돌초기, 충돌 중기 및 충돌 후기에서 거의 유사하게 안정적인 충돌변형이 발생되는 것을 확인할 수 있었다.
다음으로, 도 19를 참조하여, 비교예의 차량용 사이드실과 제2 실시예의 차량용 사이드실의 충돌성능을 비교하여 설명하고자 한다.
도 19는 도 1의 비교예의 차량용 사이드실과 도 8의 제2 실시예의 차량용 사이드실 하중-변위 선도이다.
도 1의 비교예의 차량용 사이드실의 하중-변위 값을 제1 값(L1)으로 나타내었고, 도 8의 제2 실시예의 차량용 사이드실의 하중-변위 값을 제2 값(L2)으로 나타내었다.
제1 값(L1)과 제2 값(L2)을 참조하면, 도 8의 제2 실시예의 차량용 사이드실과 도 1의 비교예의 차량용 사이드실은 동일 하중에서 변위가 거의 유사한 것을 알 수 있다.
제1 값(L1)을 제2 값(L2)을 비교한 결과, 제2 실시예와 비교예는 충돌 후기에서도 거의 유사하게 안정적으로 충격을 흡수하는 것을 알 수 있다.
구체적으로, 비교예의 차량용 사이드실의 내부에너지(internal energy)는 51.2 KJ이고, 비교예의 차량용 사이드실의 중량은 18.8 kg 이었고, 제2 실시예의 차량용 사이드실의 내부에너지는 51.9 KJ이고, 제2 실시예의 차량용 사이드실의 중량은 19.0 kg 이었다.
즉, 비교예의 차량용 사이드실은 1kg 당 내부에너지의 비율이 2.72(KJ/kg)이고, 제2 실시예의 차량용 사이드실은 1kg 당 내부에너지의 비율이 2.73(KJ/kg)인바, 제2 실시예와 비교예는 1kg 당 내부에너지의 비율이 거의 유사하고, 단위무게 당 에너지 흡수성능이 거의 유사한 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 제2 실시예의 차량용 사이드실은 작은 성형하중 하에서도 성형이 가능하면서도 충돌성능을 안정적으로 확보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 도면으로 구체적으로 제시하지는 않았으나, 본 발명의 제1 실시예, 제3 실시예에 따른 차량용 사이드실의 경우도 본 발명의 제2 실시예의 차량용 사이드실과 유사한 성능이 확보되는 것을 확인할 수 있었다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사이드 실의 제조방법에 포함된 단계들에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사이드 실의 제조방법은 부품준비단계, 보강프레임(30) 제작단계, 보강프레임(30) 접합단계 및 아우터패널(20) 접합단계를 포함할 수 있다.
부품준비단계는 이너패널(10), 복수 개의 단위보강체(30U) 및 아우터패널(20)을 준비할 수 있다.
보강프레임(30) 제작단계는 복수 개의 단위보강체(30U)를 길이방향(Y)으로 연결하여 보강프레임(30)을 제작할 수 있다. 보강프레임(30)은 서로 대응되는 형상을 가지는 복수 개의 단위보강체(30U)가 길이방향(Y)으로 연결될 수 있다. 복수 개의 단위보강체(30U)는 서로 용접 접합되면서 용접부(W)가 형성될 수 있다.
보강프레임(30)은, 복수 개의 단위보강체(30U)가 서로 대응되는 형상을 가질 수 있다. 일례로, 보강프레임(30)은, 인접한 2개의 단위보강체(30U)는 길이방향(Y) 단부가 서로 맞대진 상태에서 용접 접합될 수 있다. 인접한 2개의 단위보강체(30U)는 길이방향(Y) 양측 단부가 대응되는 형상의 단면을 가질 수 있다. 단위보강체(30U)는 서로 용접 접합되면서 용접부(W)가 형성될 수 있다. 용접부(W)는 레이저 용접, 아크용접 등에 의해 형성될 수 있다.
일례로, 제1 단위보강체(100)와 제2 단위보강체(200)는 용접 접합되면서 용접부(W)가 형성될 수 있다. 용접부(W)는 점용접 또는 레이저 용접에 의해 형성될 수 있다.
보강프레임(30) 접합단계는 이너패널(10)에 보강프레임(30)을 접합할 수 있다. 보강프레임(30) 및 단위보강체(30U)는 이너패널(10)과 접합되어 폐단면을 형성할 수 있다.
보강프레임(30)과 이너패널(10)은 용접 접합되면서 용접부(W)가 형성될 수 있다. 용접부(W)는 점용접 등에 의해 형성될 수 있다. 구체적으로, 보강프레임(30)의 제1 단위보강체(100)와 이너패널(10)은 용접 접합되면서 용접부(W)가 형성될 수 있다.
아우터패널(20) 접합단계는 이너패널(10)에 아우터패널(20)을 접합하여 중공부(S)를 형성하고, 중공부(S)의 내부에 보강프레임(30)을 배치할 수 있다.
이너패널(10)과 아우터패널(20)은 용접 접합되면서 용접부(W)가 형성될 수 있다. 일례로, 이너패널(10)과 아우터패널(20)은 점용접 등에 의해 접합될 수 있다.
아우터패널(20)은 보강프레임(30)의 제2 단위보강체(200)와 접합되거나 접합되지 않을 수 있다.
일례로, 보강프레임(30)의 제2 단위보강체(200)와 아우터패널(20)은 접합되면서 용접부(W)가 형성될 수 있다. 용접부(W)는 점용접 또는 레이저 용접에 의해 형성될 수 있다.
다른 일례로, 보강프레임(30)의 제2 단위보강체(200)와 아우터패널(20)은 접합되면서 접착부(V)가 형성될 수 있다. 접착부(V)는 접착제에 의해 형성될 수 있다.
다른 일례로, 제2 단위보강체(200)와 아우터패널(20)은 접합되지 않을 수 있다.
또한, 본 발명의 차량용 사이드 실의 제조방법에는 앞서 설명한바 있는 다양한 실시형태를 가지는 차량용 사이드 실의 다양한 실시형태가 적용될 수 있음은 물론이다.
따라서, 차량용 사이드 실의 제조방법에서 활용되는 차량용 사이드 실의 이너패널(10), 아우터패널(20), 보강프레임(30), 단위보강체(30U) 등의 구성은 이미 설명한 바와 같이 차량용 사이드 실의 구성과 동일한바 이에 대한 자세한 설명은 중복을 피하기 위해 생략한다.
차량용 사이드 실의 제조방법은, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위해 바람직한 제조방법으로서 예시하는 것으로, 상술한 순서 이외에도 구체적인 현장상황에 따라 다른 순서에 따라 변형실시되거나 혹은 기타 부수적인 공정이 추가될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 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, 10': 이너패널 11: 제1 내면
20, 20': 아우터패널 21: 제2 내면
30, 30': 보강프레임 30U: 단위보강체
31': 제1 보강프레임 32': 제2 보강프레임
100: 제1 단위보강체 110: 제1 상부플랜지
130: 제1 웨브부재 131: 제1 구간
133: 제2 구간 150: 제1 하부플랜지
170: 벤딩포인트 190: 벤딩각
200: 제2 단위보강체 210: 제2 상부플랜지
230: 제2 웨브부재 250: 제2 하부플랜지
N1: 제1 겹침영역 N2: 제2 겹침영역
M1: 제1 폐단면 M2: 제2 폐단면
P: 요철부 P1: 돌출면
P2: 내입면 P3: 경사면
S: 중공부 T: 제1 단위보강체의 설치폭
U: 벤딩포인트의 위치 V: 접착부
W: 용접부 X: 폭방향
Y: 길이방향 Z: 높이방향

Claims (20)

  1. 이너패널;
    상기 이너패널과 폭방향으로 결합되어 상기 이너패널과 함께 중공부를 형성하는 아우터패널; 및
    상기 중공부에 배치되고, 서로 대응되는 형상을 가지는 복수 개의 단위보강체가 길이방향으로 연결되는 보강프레임;을 포함하는 차량용 사이드 실.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단위보강체는 상기 이너패널과 접합되어 폐단면을 형성하는 차량용 사이드 실.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단위보강체는 하나의 강판을 성형하여 일체로 제작되는 차량용 사이드 실.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단위보강체는 780MPa 이상의 인장강도를 가지는 하나의 강판을 성형하여 제작되는 차량용 사이드 실.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단위보강체는 길이방향 단면상에서 요철부를 포함하는 차량용 사이드 실.
  6. 제5항에 있어서, 상기 요철부는,
    길이방향으로 돌출면과 내입면이 교번적으로 형성되고, 상기 돌출면과 상기 내입면의 사이에 경사면이 형성되는 차량용 사이드 실.
  7. 제1항에 있어서, 상기 보강프레임은,
    길이방향으로 연결되는 복수 개의 상기 단위보강체 중 적어도 어느 하나가 강종이나 인장강도가 상이한 차량용 사이드 실.
  8. 제1항에 있어서, 상기 보강프레임은,
    길이방향으로 연결되는 2개의 상기 단위보강체는 길이방향 단부가 서로 맞대진 상태에서 용접 접합되는 차량용 사이드 실.
  9. 제1항에 있어서, 상기 보강프레임은,
    길이방향으로 연결되는 2개의 상기 단위보강체가 서로 두께방향으로 겹쳐진 겹침영역을 가지고, 상기 겹침영역에서 용접 접합되는 차량용 사이드 실.
  10. 제9항에 있어서, 상기 단위보강체는,
    일측이 상기 이너패널과 접합되어 제1 폐단면을 형성하는 제1 단위보강체; 및
    일측이 상기 제1 단위보강체에 접합되어 제2 폐단면을 형성하는 제2 단위보강체;를 포함하고,
    상기 보강프레임은,
    길이방향으로 연결되는 2개의 상기 제1 단위보강체가 두께방향으로 겹쳐지는 제1 겹침영역; 및
    길이방향으로 연결되는 2개의 상기 제2 단위보강체가 두께방향으로 겹쳐지는 제2 겹침영역;을 포함하고,
    상기 제1 겹침영역과 상기 제2 겹침영역은 길이방향으로 서로 대응되는 위치에 배치되는 차량용 사이드 실.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 겹침영역과 상기 제2 겹침영역이 겹쳐진 부분에서,
    상기 제1 겹침영역의 2개의 상기 제1 단위보강체 및 상기 제2 겹침영역의 2개의 상기 제2 단위보강체가 4겹으로 겹쳐진 상태에서 용접 접합되는 차량용 사이드 실.
  12. 제9항에 있어서, 상기 단위보강체는,
    일측이 상기 이너패널과 접합되어 제1 폐단면을 형성하는 제1 단위보강체; 및
    일측이 상기 제1 단위보강체에 접합되어 제2 폐단면을 형성하는 제2 단위보강체;를 포함하고,
    상기 보강프레임은,
    길이방향으로 연결되는 2개의 상기 제1 단위보강체가 두께방향으로 겹쳐지는 제1 겹침영역; 및
    길이방향으로 연결되는 2개의 상기 제2 단위보강체가 두께방향으로 겹쳐지는 제2 겹침영역;을 포함하고,
    상기 제1 겹침영역과 상기 제2 겹침영역은 길이방향으로 서로 엇갈리게 배치되는 차량용 사이드 실.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 단위보강체가 상기 제1 겹침영역과 겹쳐진 부분에서,
    상기 제1 겹침영역의 2개의 상기 제1 단위보강체 및 1개의 상기 제2 단위보강체가 3겹으로 겹쳐진 상태에서 용접 접합되는 차량용 사이드 실.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2 겹침영역이 상기 제1 단위보강체와 겹쳐진 부분에서,
    상기 제2 겹침영역의 2개의 상기 제2 단위보강체 및 상기 제1 단위보강체가 3겹으로 겹쳐진 상태에서 용접 접합되는 차량용 사이드 실.
  15. 제1항에 있어서, 상기 단위보강체는,
    일측이 상기 이너패널과 접합되어 제1 폐단면을 형성하는 제1 단위보강체; 및
    일측이 상기 제1 단위보강체에 접합되어 제2 폐단면을 형성하는 제2 단위보강체;를 포함하고,
    상기 제1 단위보강체는,
    상기 제1 폐단면에서 외측으로 돌출된 형태의 벤딩포인트를 가지는 차량용 사이드 실.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1 단위보강체는,
    상기 벤딩포인트의 위치가 상기 이너패널의 제1 내면에서 상기 제1 단위보강체의 설치폭의 30 ~ 70 % 만큼 거리를 두고 이격된 위치에 형성되는 차량용 사이드 실.
  17. 제15항에 있어서, 상기 제1 단위보강체는,
    상기 벤딩포인트를 경계로 상기 이너패널의 제1 내면 방향으로 연장 형성되는 제1 구간; 및
    상기 벤딩포인트를 경계로 절곡되어 상기 아우터패널의 제2 내면 방향으로 연장 형성되고, 상기 제1 폐단면의 내부에서 상기 제1 구간과 벤딩각을 형성하는 제2 구간;을 포함하고,
    상기 제1 단위보강체는,
    상기 벤딩각이 상기 제1 폐단면의 내부에 형성되고, 상기 벤딩각은 165 ~ 175 도의 범위를 가지는 차량용 사이드 실.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 이너패널은 하나의 강판을 성형하여 일체로 제작되는 차량용 사이드 실.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 아우터패널은 하나의 강판을 성형하여 일체로 제작되는 차량용 사이드 실.
  20. 이너패널, 복수 개의 단위보강체 및 아우터패널을 준비하는 부품준비단계;
    복수 개의 상기 단위보강체를 길이방향으로 연결하여 보강프레임을 제작하는 보강프레임 제작단계;
    상기 이너패널에 상기 보강프레임을 접합하는 보강프레임 접합단계; 및
    상기 이너패널에 상기 아우터패널을 접합하여 중공부를 형성하고, 상기 중공부의 내부에 상기 보강프레임을 배치하는 아우터패널 접합단계;를 포함하는 차량용 사이드 실의 제조방법.
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