KR101209681B1

KR101209681B1 - 테일 게이트 사이드부의 강성 보강 구조

Info

Publication number: KR101209681B1
Application number: KR1020100061261A
Authority: KR
Inventors: 곽동혁
Original assignee: 기아자동차주식회사; 현대자동차주식회사
Priority date: 2010-06-28
Filing date: 2010-06-28
Publication date: 2012-12-10
Also published as: KR20120000800A

Abstract

본 발명은 테일 게이트 사이드부의 강성 보강 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 테일 게이트 사이드부의 결합구조를 개선하여 체결력을 향상하기 위한 강성 보강 구조에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 차체 후방 측면부를 형성하는 사이드 아우터 패널과 쿼터 이너 패널, 그리고 상기 사이드 아우터 패널과 쿼터 이너 패널 사이의 공간에 위치되는 필러 보강재가 구성되며,
상기 필러 보강재는 그 센터부가 사이드 아우터 패널(10)의 저면에 결합되고, 센터부를 중심으로 하여 일측의 연장부는 쿼터 이너 패널의 이너 오프닝 플랜지 및 사이드 아우터 패널의 아우터 오프닝 플랜지와 동시 결합되며, 타측의 선단부는 쿼터 이너 패널과 타측에서 결합된 것을 특징으로 하는 테일 게이트 사이드부의 강성 보강 구조를 제공한다.

Description

테일 게이트 사이드부의 강성 보강 구조{Strength reinforcement structure of Tail gate side part}

본 발명은 테일 게이트 사이드부의 강성 보강 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 테일 게이트 사이드부의 결합구조를 개선하여 체결력을 향상하기 위한 강성 보강 구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 후부는 바디(Body) 구조에 따라 노치 백(Nortch Back) 타입과 해치 백(Hatch Back) 타입으로 나눌 수 있다.

노치 백(Nortch Back) 타입 자동차는 리어 윈도우와 트렁크 리드의 공간이 절곡되어 턱진 모양으로 형성되는 것으로, 뒷좌석 탑승자의 상부 공간이 넓고, 트렁크 공간이 넉넉한 장점이 있어 주로 세단형 자동차에 많이 사용되고 있다.

반면 해치 백(Hatch Back) 타입의 자동차는 상하로 들어올려 개폐가 가능한 테일 게이트가 바디 후단부에 설치되는 자동차로, 다량의 화물 적재시, 리어 시트를 수납하여 화물칸을 얻을 수 있어 왜건형 자동차등 다양한 용도의 차량에 사용되고 있다.

상기의 해치 백(Hatch Back) 타입 자동차는 노치 백(Nortch Back) 타입의 자동차와는 달리, 리어 시트를 접어 화물칸을 확장하여 화물 적재실의 효율성을 높이기 위해, 리어 시트와 트렁크 사이를 차단하는 패키지 트레이 멤버가 설치되어 있지 않다.

따라서 일반적인 노치 백(Nortch Back) 타입 차량에 비해 차량 후부의 차체 강성이 미약하여 차량 충돌시 승객의 안전을 위해 테일 게이트 및 테일 게이트의 주변 프레임은 고강성의 구조를 가지는 것이 요구된다.

특히, 해치 백 차량의 테일 게이트 사이드부는 차체 강성 확보와 관련된 주요 인자 부위로, 그 중에서도 테일 게이트 사이드부의 상단부에 해당하는 오프닝부의 환형 구조는 큰 영향을 미친다.

이하, 첨부한 도면에 의해 종래의 해치 백(Hatch Back) 타입 자동차에 대한 테일 게이트 사이드부의 보강구조에 대해 설명한다.

도 1은 일반적인 해치 백 타입 자동차의 차체를 후미부 측에서 도시한 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 의한 테일 게이트 사이드부의 보강 구조를 도 1의 A-A에서 바라본 단면도이다.

도시된 바와 같이, 테일 게이트가 구비된 차체의 후미부 양측에는 사이드부(S)가 각각 구비되고, 이 사이드부(S)에는 사이드 아우터 패널(10)과 쿼터 이너 패널(20) 및 필러 보강재(30)가 구성되고, 도시하진 않았으나 루프패널과 리어 루프레일 등이 함께 구성된다.

이러한 테일 게이트 사이드부(S)는 차체(바디 인 화이트, Body-In-White) 조립시 사이드 아우터 패널(10)과 쿼터 이너 패널(20)이 길이방향으로 로딩됨에 따라 사이드부(S) 상단의 오프닝부를 제외하면 결합 구간이 존재하지 않는다.

종래 기술에 의한 테일 게이트 오프닝부의 구조를 살펴보면, 차체 조립시 사이드 아우터 패널(10)과 더불어 길이방향으로 로딩되는 쿼터 이너 패널(20)에는 강성확보를 위한 필러 보강재(30)가 접합되고, 사이드 아우터 패널(10)과 필러 보강재(30) 간에 약 3㎜의 로딩갭이 제공되며, 쿼터 이너 패널(20)과 필러 보강재(30)의 접합은 일반적인 스팟 용접으로 이루어진다.

이러한 종래 테일 게이트 오프닝부의 보강구조는 쿼터 이너 패널(20)에만 필러 보강재(30)가 결합되고 사이드 아우터 패널(10)과는 미결합되며, 상기 팰러 보강재(30)와 사이드 아우터 패널(10) 간의 로딩갭의 확보로 인해 쿼터 이너 패널(20)과 필러 보강재(30) 간에 박스형 폐단면의 단면적이 상대적으로 작아지게 되어 결합력이 부족하게 되는 문제점이 있다.

이에 따라, 차량의 승차감을 좌우하는 비틀림 강성이 취약하게 되고, 주행시 테일 게이트를 통해 차체 상단부로 전달되는 노면 하중으로 인해 테일 게이트 개구부의 변위량이 과도하게 발생되어 테일 게이트 사이드부의 패널들이 점차 파단되며, 도어 개방시 사이드 아우터 패널(10)의 진동으로 인해 발생되는 소음이 차량 실내로 유입되는 등의 문제를 초래하게 된다.

도 3은 종래 기술에 의한 차체 테일 게이트부의 강성 측정 결과를 나타낸 도면으로, 이와 같은 테일 게이트 상단 코너부의 강성 수준은 도 3의 강성측정 결과 해석을 통해 확인할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 테일 게이트 사이드부의 쿼터 이너 패널과 결합되는 필러 보강재를 사이드 아우터 패널과도 결합하여 단면 체결력을 향상시키고 차체 강성을 보강할 수 있도록 한 테일 게이트 사이드부의 강성 보강 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 차체 후방 측면부를 형성하는 사이드 아우터 패널과 쿼터 이너 패널, 그리고 상기 사이드 아우터 패널과 쿼터 이너 패널 사이의 공간에 위치되는 필러 보강재가 구성되며,

상기 필러 보강재는 그 센터부가 사이드 아우터 패널(10)의 저면에 결합되고, 센터부를 중심으로 하여 일측의 연장부는 쿼터 이너 패널의 이너 오프닝 플랜지 및 사이드 아우터 패널의 아우터 오프닝 플랜지와 동시 결합되며, 타측의 선단부는 쿼터 이너 패널과 타측에서 결합된 것을 특징으로 하는 테일 게이트 사이드부의 강성 보강 구조를 제공한다.

바람직하게, 상기 쿼터 이너 패널에는 결합 작업을 위한 공구를 삽입할 수 있는 용접홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 테일 게이트 사이드부의 강성 보강 구조는 필러 보강재의 장착시 사이드 아우터 패널과 쿼터 이너 패널에 동시 결합시킴으로써 단면 체결력을 보강하여 테일 게이트 사이드부의 비틀림 강성을 증대시키는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 필러 보강재의 사이즈 및 용접홀의 갯수를 적절히 조정하여 테일 게이트 사이드부에 전반적으로 적용 가능하므로, 테일 게이트 사이드부의 전반적인 강성을 확보하고 차체 강성을 보강하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 쿼터 이너 패널 상에 차체 조립시 용접건을 삽입하여 용접 작업을 수행하기 위한 용접홀을 형성함에 따라 차체 조립시 작업자의 용접 작업성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 해치 백 타입 자동차의 차체를 후미부 측에서 도시한 사시도이다.
도 2는 종래 기술에 의한 테일 게이트 사이드부의 보강 구조를 도 1의 A-A에서 바라본 단면도이다.
도 3은 종래 기술에 의한 차체 테일 게이트부의 강성 측정 결과를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 테일 게이트 사이드부의 강성 보강 구조를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 테일 게이트 사이드부의 강성 보강 구조를 도시한 부분 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 보강구조를 적용한 해치 백 타입의 차량에 적용하여 비틀림 강성과 골격 강성 및 내구개선 수준을 측정한 결과를 나타낸 표이다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 설명에 있어서 종래의 기술과 동일한 부분에 대하여 중복되는 설명은 생략되는 것도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

차체의 후방부위에 상하로 회동 가능하게 설치되어 개폐를 담당하는 테일 게이트를 구비한 차량에서 후미부 양측, 즉 차체의 테일 게이트 사이드부(S)에는 도 4에 도시된 바와 같이 차체 후방의 측면부를 형성하기 위한 사이드 아우터 패널(10)과 쿼터 이너 패널(20)이 구성되고, 그 사이에는 강성보강용으로 필러 보강재(30) 등이 설치된다.

도 4와 같은 테일 게이트 사이드부(S)의 상단 결합구조는 사이드 아우터 패널(10)과 쿼터 이너 패널(20) 및 필러 보강재(30)가 각기 박스형 폐단면을 형성하도록 결합 구성된다.

즉, 본 발명에서 필러 보강재(30)는 양측(접합지점 B,D)에서 쿼터 이너 패널(20)과 용접 결합되고 그 사이(접합지점 C)에서 사이드 아우터 패널(10)과 용접 결합된다.

상기 필러 보강재(30)는 센터부(31)를 중심으로 하여 양측으로 선단부(33)와 연장부(35)가 형성되는 단일 판넬 형상으로 이루어지는 것으로, 사이드 아우터 패널(10)과 쿼터 이너 패널(20) 사이의 이격된 공간에 삽입된 구조로 설치된다.

본 발명에서 필러 보강재(30)는 선단부(33)에서 쿼터 이너 패널(20)과 결합됨은 물론, 사이드 아우터 패널(10)과 센터부(31)에서 결합되기 위해 적절하게 절곡되어 사이드 아우터 패널(10)의 일측 저면에 접하게 되며, 이렇게 사이드 아우터 패널(10)에 접한 센터부(31)는 사이드 아우터 패널(10)의 일측과 일반적인 스팟 용접에 의해 결합된다.

그리고, 쿼터 이너 패널(20)에는 상기와 같은 사이드 아우터 패널(10)과 필러 보강재(30)의 용접 결합을 위해 용접건 등과 같은 용접수단을 삽입하기 위한 용접홀(23)이 형성된다.

이때 쿼터 이너 패널(20)에 용접홀(23)을 형성함으로 인해 용접홀(23) 주변의 강성이 상대적으로 감소될 수 있으나, 필러 보강재(30)가 용접홀(23)의 가장자리를 지지하게 된다.

본 발명에서 필러 보강재(30)는 사이드 아우터 패널(10)과의 결합을 위한 형상으로 절곡 형성될 뿐만 아니라 일단부가 쿼터 이너 패널(20)의 오프닝 플랜지(21, 이하, 이너 오프닝 플랜지라고 함) 위치까지 연장 형성된다.

이렇게 연장된 필러 보강재(30)의 연장부(35)는 사이드 아우터 패널(10)의 오프닝 플랜지(11, 이하, 아우터 오프닝 플랜지라고 함)와 이너 오프닝 플랜지(21) 사이에 위치하게 되고, 일반적인 스팟 용접에 의해 아우터 오프닝 플랜지(11) 및 이너 오프닝 플랜지(21)와 동시에 결합된다.

본 발명에서 쿼터 이너 패널(20)과 사이드 아우터 패널(10)은 상기와 같이 필러 보강재(30)와 결합됨에 있어서 그 형상이 변형되지 않는다.

본 발명에 따른 테일 게이트 사이드부(S) 상단의 보강구조는 전술한 바와 같이 사이드 아우터 패널(10)과 쿼터 이너 패널(20) 사이에 위치한 필러 보강재(30)가 두 패널들과 동시 결합됨에 따라 단면 체결력이 향상되고 차체 강성이 보강되어 전반적인 비틀림 강성이 증대되는 효과를 얻게 된다.

또한, 본 발명은 쿼터 이너 패널(20) 측에서 아우터 오프닝 플랜지(11)와 이너 오프닝 플랜지(21) 및 필러 보강재(30)의 연장부(35) 등을 용접 결합함으로 인한 결합 강성도 확보할 수 있다.

상기 구조에 의해 본 발명은 테일 게이트 사이드부(S) 상단에 형성되는 단면들(사이드 아우터 패널(10)과 쿼터 이너 패널(20) 및 필러 보강재(30)가 결합됨에 따라 형성되는 단면들)이 전체적으로 박스형 폐단면을 형성하여 상호 지지하게 되어 단면 강성이 보강되는 효과를 얻는다.

예를 들어 설명하면, 테일 게이트 사이드부(S) 상단에는 필러 보강재(30)의 연장부(35)와 센터부(31)에서 사이드 아우터 패널(10)과 필러 보강재(30)가 결합(도 4 및 도 5의 B와 C 접합부분)됨으로 인한 도 4의 좌측에 박스형 폐단면(E)과, 상기 선단부(33)와 연장부(35)에서 쿼터 이너 패널(20) 및 필러 보강재(30)가 결합(도 4 및 도 5의 B와 D 접합부분)됨으로 인한 도 4의 중앙에 박스형 폐단면(F)과, 센터부(31)에서 사이드 아우터 패널(10)과 필러 보강재(30)가 결합(도 4 및 도 5의 C 접합부분)되고 선단부(33)에서 쿼터 이너 패널(20)과 필러 보강재(30)가 결합(도 4 및 도 5의 D 접합부분)됨으로 인한 도 4의 우측에 박스형 폐단면(G)이 형성된다.

또한, 필러 보강재(30)의 연장부(35)와 센터부(31) 및 선단부(33)에서의 결합(B,C,D 접합부분)으로 인한 소정의 폐단면과, 테일 게이트 사이드부(S) 상단의 전체단면이 소정의 폐단면을 형성하게 된다.

그리고, 본 발명에 따른 테일 게이트 사이드부(S)의 강성 보강 구조는 필러 보강재(30)의 사이즈 및 용접홀 갯수 등을 조정하여 테일 게이트 사이드부(S)의 상단뿐 아니라 테일 게이트 사이드부(S)의 전부분에 적용 가능하다.

한편, 도 6은 본 발명에 따른 테일 게이트 사이드부(S)의 강성 보강 구조를 해치 백 타입의 차량에 적용하여 비틀림 강성과 골격 강성 및 내구개선 수준을 측정한 결과를 나타낸 표이다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 테일 게이트 사이드부(S)의 정강성 비틀림 강도와 테일 게이트 상단 코너부의 골격 강성 및 내구개선 수준이 목표치 혹은 그 이상으로 개선된 것을 확인할 수 있다.

상기 표 1은 본 발명에 따른 보강구조의 적용을 통한 정강성 비틀림의 증대 효과를 수치로 나타낸 것으로, 필러 보강재(30)를 사이드 아우터 패널(10)의 저면에 용접 결합하고 이너 오프닝 플랜지(21)와 아우터 오프닝 플랜지(11)를 필러 보강재(30)의 연장부(35)에 결합하는 것이 쿼터 이너 패널(20)의 두께를 증가시키는 것보다 비틀림 강성을 증대시키는 효과가 우수함을 보여준다.

이에, 쿼터 이너 패널(20)의 두께를 증가시키면서 정강성 비틀림을 증가시키는 일반적인 기술은 본 발명에 따른 기술에 비해 비틀림 강성의 증대 효과가 미미한 것을 알 수 있다.

즉, 본 발명의 적용시 비틀림 강성 0.64가 증대되는 반면, 기존 쿼터 이너 패널(20)의 두께 증가 기술은 비틀림 강성의 증가값이 0.24와 0.48 로 본 발명의 효과에 미치지 못함을 확인할 수 있다.

이에 본 발명은 기존 쿼터 이너 패널(20)의 두께 증가 기술에 비해 차량 1대당 약 1㎏의 중량 절감 효과가 예상되며, 이에 따른 원가절감이 가능하게 된다.

본 발명은 사이드 아우터 패널(10)과 쿼터 이너 패널(20) 사이에 필러 보강재(30)를 구성함에 있어서 필러 보강재(30)를 두 패널(10,20)과 동시 결합하고(B,C,D 용접 결합부) 다수의 폐단면을 형성함으로써 단면 체결력을 보강하여 테일 게이트 사이드부(S)의 비틀림 강성을 증대시키게 된다.

더불어, 필러 보강재(30)의 센터부(31)가 사이드 아우터 패널(10)과 쿼터 이너 패널(20) 사이에 이격된 공간에서 폐단면을 형성하며 결합됨으로 인해 차량 도어 개방시 사이드 아우터 패널(10)의 진동으로 발생하는 소음이 차량 실내로 유입되는 것을 차단시킬 수 있으며, 쿼터 이너 패널(20) 상에 차체 조립시 용접건을 삽입하여 용접 작업을 수행하기 위한 용접홀(23)을 형성함에 따라 차체 조립시 작업자의 용접 작업성을 향상시킬 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명을 바람직한 일실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

10 : 사이드 아우터 패널
11 : 아우터 오프닝 플랜지
20 : 쿼터 이너 패널
21 : 이너 오프닝 플랜지
23 : 용접홀
30 : 필러 보강재
31 : 필러 보강재의 센터부
33 : 필러 보강재의 선단부
35 : 필러 보강재의 연장부

Claims

차체 후방 측면부를 형성하는 사이드 아우터 패널(10)과 쿼터 이너 패널(20), 그리고 상기 사이드 아우터 패널(10)과 쿼터 이너 패널(20) 사이의 공간에 위치되는 필러 보강재(30)가 구성되며,
상기 필러 보강재(30)는 그 센터부(31)가 사이드 아우터 패널(10)의 저면에 결합되고, 센터부(31)를 중심으로 하여 일측의 연장부(35)는 쿼터 이너 패널(20)의 이너 오프닝 플랜지(21) 및 사이드 아우터 패널(10)의 아우터 오프닝 플랜지(11)와 동시 결합되며, 타측의 선단부(33)는 쿼터 이너 패널(20)과 타측에서 결합되어,
테일 게이트 사이드부의 상단에는 필러 보강재의 연장부와 센터부에서 사이드 아우터 패널과 필러 보강재가 결합됨으로 인한 박스형 폐단면(E)과, 필러 보강재의 선단부와 연장부에서 쿼터 이너 패널 및 필러 보강재가 결합됨으로 인한 박스형 폐단면(F)과, 필러 보강재의 센터부에서 사이드 아우터 패널과 필러 보강재가 결합되는 동시에 필러 보강재의 선단부에서 쿼터 이너 패널과 필러 보강재가 결합됨으로 인한 박스형 폐단면(G)이 형성되는 것을 특징으로 하는 테일 게이트 사이드부의 강성 보강 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 쿼터 이너 패널(20)에는 결합 작업을 위한 공구를 삽입할 수 있는 용접홀(23)이 형성되는 것을 특징으로 하는 테일 게이트 사이드부의 강성 보강 구조.