KR101527338B1 - 내충돌 성능이 우수한 차량용 골격 부재 구조 - Google Patents

Abstract

이 차량용 골격 부재 구조는, 한 쌍의 제1 벽부와, 상기 한 쌍의 제1 벽부에 접속되는 한 쌍의 제2 벽부로 구성되는 폐단면 구조를 갖는 차량용 골격 부재 구조이며, 상기 한 쌍의 제1 벽부에, 상기 폐단면 구조의 주위 방향을 따르는 제1 비드가 형성되고, 상기 한 쌍의 제2 벽부 중 어느 한쪽에, 상기 폐단면 주위 방향을 따르는 제2 비드가 상기 제1 비드의 상기 주위 방향의 연장 상에 형성되고, 상기 제1 벽부와 상기 제2 벽부 사이의 2개의 코너부에 있어서 상기 제1 비드와 상기 제2 비드가 접속되고, 적어도 한쪽의 상기 코너부에 있어서의 상기 제1 비드와 상기 제2 비드의 접속 개소에, 오목 형상의 엠보스부가 형성되고, 상기 엠보스부에 있어서의 판 두께가 상기 제1 벽부 또는 상기 제2 벽부의 판 두께보다도 두껍게 되어 있다.

Description

내충돌 성능이 우수한 차량용 골격 부재 구조{VEHICLE FRAME MEMBER STRUCTURE WITH EXCELLENT IMPACT RESISTANCE PERFORMANCE}

본 발명은 내충돌 성능이 우수한 차량용 골격 부재 구조에 관한 것이다. 본원은, 2012년 6월 4일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2012-127441호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

자동차의 프론트 사이드 멤버 등의 골격 부재는, 충돌 하중이 가해졌을 때에 그 골격 부재의 최대 반력이 적절한 값으로 되도록 설계할 필요가 있다. 골격 부재의 최대 반력은 부재의 재질이나 형상에 따라 변화하므로, 골격 부재를 설계할 때에는 수많은 파라미터를 고려할 필요가 있다.

예를 들어, 차량의 경량화를 도모하기 위해서, 골격 부재를 구성하는 강판의 판 두께를 얇게 하면, 골격 부재의 최대 반력이 저하되어 구조 부재가 좌굴되기 쉬워진다. 이 때문에, 강판의 판 두께를 얇게 하여 경량화를 도모하면서, 높은 최대 반력을 갖는 골격 부재를 설계할 필요가 있다.

하기 특허문헌 1에는, 서로 대향하는 벽부에 형성된 오목조와, 이 벽부 사이에 끼워진 한쪽의 벽부에 형성된 볼록조가, 코너부를 통해서 연속하는 구성의 폐단면 구조를 갖는 차량용 골격 부재가 개시되어 있다. 이 차량용 골격 부재에 압축 방향의 입력 하중이 입력되면, 오목조 및 볼록조에 응력 집중이 발생하여, 코너부에서의 찌부러짐 변형이 촉진되어 오목조 및 볼록조를 중심으로 벽부가 찌부러짐 변형되도록 되어 있다.

또한, 하기 특허문헌 2에는, 다각형 폐단면 형상의 각 변을 구성하는 벽부 중 적어도 하나의 벽부에 소정의 간격으로 복수 배치된 제1 비드와, 제1 비드가 형성된 벽부에 인접하는 벽부에, 제1 비드의 축방향 위치와는 겹치지 않는 위치에 복수 배치된 제2 비드를 갖는 골격 부재 구조가 개시되어 있다. 이 골격 부재 구조에서는, 제1 비드와 제2 비드의 양쪽을 기점으로 한 안정된 축 압축 변형이 얻어지기 때문에, 초기 좌굴 하중이 높여지고 있다.

일본 특허 출원 공개 평4-231268호 공보 일본 특허 출원 공개 제2001-158377호 공보

그러나, 예를 들어 골격 부재로서 프론트 사이드 멤버를 예로 하면, 프론트 사이드 멤버에는 엔진 마운트를 통해서 엔진이 탑재되어 있어, 항상 엔진 등의 하중이 가해지고 있다. 또한, 프론트 사이드 멤버의 선단에는 연결 부재를 통해서 프론트 크로스 멤버가 접속되어 있어, 충돌 시에는 프론트 크로스 멤버를 통해서 하중이 가해진다. 이 때문에, 프론트 사이드 멤버의 축선 방향과는 다소 어긋난 방향으로부터 충돌 시의 입력 하중이 가해지는 경우가 있다. 또한 프론트 사이드 멤버는 차량의 길이 방향에 대하여 약간 경사진 각도로 설치되는 경우가 있고, 이 점에 있어서도 프론트 사이드 멤버의 축선 방향과는 다소 어긋난 방향으로부터 충돌 시의 입력 하중이 가해지는 경우가 있다.

이상과 같이, 프론트 사이드 멤버에는 항상 하중이 입력되고, 또한 충돌 시의 입력 하중이 프론트 사이드 멤버의 축선 방향과는 다소 어긋난 방향으로부터 가해지는 경우가 있으므로, 충돌 시에는 굽힘 모멘트가 가해지는 경우가 있다. 이 때문에, 특허문헌 1 또는 2에 기재된 골격 부재를 프론트 사이드 멤버에 적용하면, 볼록조, 오목조 또는 제1, 제2 비드의 형성 위치에 있어서 폐단면 주위 방향을 따라서 균일하게 충돌 하중이 가해지지 않는다. 이 때문에, 프론트 사이드 멤버가 충분히 좌굴 변형되어 충돌 에너지를 흡수하기 전에, 볼록조, 오목조, 또는 제1, 제2 비드의 형성 위치에 있어서 프론트 사이드 멤버가 굴곡되어, 충돌 에너지를 충분히 흡수할 수 없는 사태가 상정된다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 내충돌 성능이 우수한 차량용 골격 부재 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 요지는 이하와 같다.

(1) 본 발명의 제1 형태는, 한 쌍의 제1 벽부와, 상기 한 쌍의 제1 벽부에 접속되는 한 쌍의 제2 벽부로 구성되는 폐단면 구조를 갖는 차량용 골격 부재 구조이며, 상기 한 쌍의 제1 벽부에, 상기 폐단면 구조의 주위 방향을 따르는 제1 비드가 형성되고, 상기 한 쌍의 제2 벽부 중 어느 한쪽에, 상기 폐단면 주위 방향을 따르는 제2 비드가 상기 제1 비드의 상기 주위 방향의 연장 상에 형성되고, 상기 제1 벽부와 상기 제2 벽부 사이의 2개의 코너부에 있어서 상기 제1 비드와 상기 제2 비드가 접속되고, 적어도 한쪽의 상기 코너부에 있어서의 상기 제1 비드와 상기 제2 비드의 접속 개소에 오목 형상의 엠보스부가 형성되고, 상기 엠보스부에 있어서의 판 두께가 상기 제1 벽부 또는 상기 제2 벽부의 판 두께보다도 두껍게 되어 있는 차량용 골격 부재 구조이다.

(2) 상기 (1)에 기재된 차량용 골격 부재 구조에서는, 상기 제1 비드가 상기 제1 벽부의 면과 평행한 제1 평탄면을 갖고, 상기 제2 비드가 상기 제2 벽부의 면과 평행한 제2 평탄면을 갖고, 상기 엠보스부가 상기 제1 평탄면과 상기 제2 평탄면의 접속 개소에 형성되어 있어도 된다.

(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 차량용 골격 부재 구조에서는, 상기 엠보스부가 삼각 형상의 2개의 벽면에 의해 구성되어도 된다.

(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 차량용 골격 부재 구조에서는, 상기 2개의 코너부 중, 충돌 시에 상기 차량용 골격 부재 구조에 인가되는 굽힘 모멘트에 의해 발생하는 휨의 내주측의 코너부에만 상기 엠보스부가 형성되어도 된다.

(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 차량용 골격 부재 구조에서는, 상기 제1 비드 및 상기 제2 비드 중 어느 한쪽이 볼록 비드이고, 어느 다른 쪽이 오목 비드이어도 된다.

상기 (1)에 기재된 차량용 골격 부재 구조에 의하면, 적어도 한쪽의 코너부에 있어서의 제1 비드와 제2 비드의 접속 개소에, 오목 형상의 엠보스부가 형성되어 있기 때문에, 제1 비드 및 제2 비드의 주변의 제1 벽부 및 제2 벽부의 항절력이 향상되어 굽힘 모멘트에 의한 휨 변형에 대한 반력이 향상되어, 내충돌 성능을 높일 수 있다. 나아가, 엠보스부에 있어서의 판 두께가 제1 벽부 또는 제2 벽부의 판 두께보다도 두껍게 되어 있으므로, 제1 비드 및 제2 비드의 주변의 제1 벽부 및 제2 벽부의 강성이 높아져 항절력이 더욱 향상된다. 따라서, 굽힘 모멘트에 의한 휨 변형에 대한 반력이 보다 한층 더 향상되므로, 내충돌 성능을 보다 높일 수 있다.

상기 (2)에 기재된 차량용 골격 부재 구조에 의하면, 상기 제1 비드가 상기 제1 벽부의 면과 평행한 제1 평탄면을 갖고, 상기 제2 비드가 상기 제2 벽부의 면과 평행한 제2 평탄면을 갖고, 상기 엠보스부가 상기 제1 평탄면과 상기 제2 평탄면의 접속 개소에 형성되어 있기 때문에, 제1 비드 및 제2 비드의 주변의 제1 벽부 및 제2 벽부의 항절력이 보다 한층 더 향상된다. 따라서, 굽힘 모멘트에 의한 휨 변형에 대한 반력이 향상되어, 내충돌 성능을 높일 수 있다.

상기 (3)에 기재된 차량용 골격 부재 구조에 의하면, 엠보스부가 삼각 형상의 2개의 벽면에 의해 구성되므로, 엠보스부의 형상이 단순하여 프레스 성형이 용이하고, 또한 판 두께 감소를 수반하는 변형이 작은 형상으로 되어, 제1 비드 및 제2 비드의 주변의 제1 벽부 및 제2 벽부의 항절력의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 상기 (4)에 기재된 차량용 골격 부재 구조에 의하면, 2개의 코너부 중, 굽힘 모멘트에 의해 차량용 골격 부재 구조에 발생하는 휨의 내주측의 코너부에만 엠보스부가 형성되므로, 제1 비드 및 제2 비드의 주변의 제1 벽부 및 제2 벽부의 항절력이 더욱 향상되고, 굽힘 모멘트에 의한 휨 변형에 대한 반력이 보다 한층 더 향상되어, 내충돌 성능을 보다 높일 수 있다.

또한, 상기 (5)에 기재된 차량용 골격 부재 구조에 의하면, 제1 비드 및 제2 비드 중 어느 한쪽이 볼록 비드이고, 어느 다른 쪽이 오목 비드이므로, 제1 비드 및 제2 비드에 응력 집중이 발생하여, 코너부에서의 찌부러짐 변형이 촉진되어 제1 비드 및 제2 비드를 중심으로 제1 벽부 및 제2 벽부가 찌부러짐 변형되어, 충돌 에너지를 효율적으로 흡수할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 차량용 골격 부재 구조를 도시하는 측면도이다.
도 1b는 도 1a의 측면도에 대응하는 평면도이다.
도 1c는 도 1a의 측면도에 대응하는 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 차량용 골격 부재 구조를 도시하는 사시도이다.
도 2b는 상기 구조의 엠보스부의 확대 사시도이다.
도 2c는 도 2b의 Z-Z'선에 대응하는 엠보스부의 확대 단면도이다.
도 3a는 종래의 차량용 골격 부재 구조의 일례를 도시하는 측면도이다.
도 3b는 도 3a의 측면도에 대응하는 평면도이다.
도 3c는 도 3a의 측면도에 대응하는 사시도이다.
도 4a는 종래예의 판 두께 분포를 도시하는 사시도이다.
도 4b는 본 발명예의 엠보스부의 판 두께 분포를 도시하는 사시도이다.
도 5는 실시예 1 및 비교예 1의 충격 흡수 시험 방법을 설명하는 모식도이다.
도 6은 실시예 1 및 비교예 1의 충격 흡수 시험의 결과를 도시하는 도면이며, 차량용 골격 부재 구조의 압궤 변형량과 로드셀 하중의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7a는 충격 흡수 시험 시의 낙추 충돌 후 1밀리초 경과 후의 부재 변형의 상태를 도시하는 도면이며, 비교예 1의 변형의 상태를 도시하는 정면도이다.
도 7b는 도 7a의 정면도에 대응하는 사시도이다.
도 7c는 충격 흡수 시험 시의 낙추 충돌 후 1밀리초 경과 후의 부재 변형의 상태를 도시하는 도면이며, 실시예 1의 변형의 상태를 도시하는 정면도이다.
도 7d는 도 7c의 정면도에 대응하는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 차량용 골격 부재 구조를 도시하는 분해 사시도이다.
도 9a는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 차량용 골격 부재 구조를 도시하는 측면도이다.
도 9b는 도 9a의 측면도에 대응하는 평면도이다.
도 9c는 도 9a의 측면도에 대응하는 사시도이다.
도 10a는 종래의 차량용 골격 부재 구조의 다른 예를 도시하는 측면도이다.
도 10b는 도 10a의 측면도에 대응하는 평면도이다.
도 10c는 도 10a의 측면도에 대응하는 사시도이다.
도 11a는 실시예 2, 3 및 비교예 2, 3의 충격 흡수 시험 방법을 설명하는 모식도이다.
도 11b는 충격 흡수 시험 시의 차량용 골격 부재 구조의 휨 곡선을 도시하는 모식도이다.

[제1 실시 형태]

이하, 본 발명의 제1 실시 형태 및 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

도 1a 내지 도 1c 및 도 2a 내지 도 2c에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 차량용 골격 부재 구조(1)는, 한 쌍의 제1 벽부[이하, 횡벽부(2, 3)라 함]와, 한 쌍의 횡벽부(2, 3)에 접속되는 한 쌍의 제2 벽부[이하, 종벽부(4, 5)라 함]로 이루어지는 폐단면 구조로 구성되어 있다. 이 차량용 골격 부재 구조(1)는, 예를 들어 한 쌍의 횡벽부(2, 3)와 한쪽의 종벽부(4)로 이루어지는 단면 모자(HAT) 형상의 제1 부재(8)와, 다른 쪽의 종벽부(5)를 구성하는 판상의 제2 부재(9)로 구성된다. 제1 부재(8)의 한 쌍의 횡벽부(2, 3)에는 각각 플랜지부(6, 7)가 형성되어 있다. 그리고, 제1 부재(8)의 플랜지부(6, 7)에 제2 부재(9)가 스폿 용접됨으로써, 제1 부재(8)와 제2 부재(9)가 일체화되고, 이에 의해 횡벽부(2, 3) 및 종벽부(4, 5)로 이루어지는 폐단면 구조가 구성되어 있다.

제1 부재(8)는 강판을 단면에서 볼 때 모자 형상으로 프레스 성형함으로써 제조된다. 제1 부재(8)를 구성하는 강판은 자동차용의 고강도 강판이 적절하게 사용되고, 특히 가공 경화가 일어나기 쉬운 TRIP강 등의 고강도 박강판이 바람직하게 사용된다. 제2 부재(9)도 마찬가지로 자동차용의 고강도 강판이 적절하게 사용된다.

제1 부재(8)의 한 쌍의 횡벽부(2, 3)와 종벽부(4)는 코너부(11, 12)를 통해서 접속되어 있다. 또한, 제1 부재(8)의 한 쌍의 횡벽부(2, 3)에는, 폐단면 주위 방향을 따르는 볼록 비드로 이루어지는 제1 비드(21)가 형성되어 있다. 이 제1 비드(21)는 횡벽부(2, 3)로부터 경사지는 한 쌍의 경사면과, 한 쌍의 경사면의 중앙에 위치하며, 횡벽부(2, 3)의 면에 평행한 평탄면에 의해 구성되어 있다. 또한, 제1 부재(8)의 종벽부(4)에는 폐단면 주위 방향을 따르는 오목 비드로 이루어지는 제2 비드(22)가 형성되어 있다. 제2 비드(22)는 제1 비드(21)의 폐단면 주위 방향의 연장 상에 형성되어 있다. 이 제2 비드(22)는, 종벽부(4)로부터 경사지는 한 쌍의 경사면과, 한 쌍의 경사면의 중앙에 위치하며, 종벽부(4)의 면과 평행한 평탄면에 의해 구성되어 있다. 그리고, 제1 비드(21)와 제2 비드(22)가 2개의 코너부(11, 12)에 있어서 각각 접속되어 있다. 제1, 제2 비드(21, 22)의 접속 개소(23)는 제1 비드(21) 및 제2 비드(22)에 의해 구성되는 코너부이다. 이 접속 개소(23)는, 횡벽부(2, 3) 및 종벽부(4)를 접속하는 코너부(11, 12)에 대하여, 제1 비드(21)의 높이분 및 제2 비드(22)의 깊이분만큼 시프트한 위치에 있다. 또한, 도 1a 내지 도 1c 및 도 2a 내지 도 2c에 도시한 제1 비드(21)는 볼록 비드이고, 제2 비드(22)는 오목 비드이지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 비드(21)가 오목 비드이고 제2 비드(22)가 볼록 비드인 구성이나, 제1 비드(21) 및 제2 비드(22)가 모두 볼록 비드 또는 오목 비드인 구성이어도 된다.

다음에, 도 1a 내지 도 1c 및 도 2a 내지 도 2c에 도시한 바와 같이, 각 코너부(11, 12)에 있어서의 제1 비드(21)와 제2 비드(22)의 접속 개소(23)에는, 오목 형상의 엠보스부(24)가 형성되어 있다. 엠보스부(24)는 삼각 형상의 2개의 벽면(24a, 24b)에 의해 구성되고, 삼각형의 저변끼리가 접합한 형태로 되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 엠보스부(24) 전체의 평면에서 본 형상은 마름모형에 가까운 직사각형으로 되어 있다. 또한, 2개의 삼각 형상의 벽면(24a, 24b)이 접속하는 개소는, 폐단면 주위 방향을 따르는 골접기부(24c)로 되어 있다.

엠보스부(24)는, 강판을 프레스 성형하여 제1 부재(8)로 가공할 때에, 횡벽부(2, 3)와 종벽부(4) 사이에 형성되고 있는 코너부(11, 12)를 움푹 들어가게 함으로써 형성된다. 이러한 형성 공정을 거치기 때문에, 엠보스부(24)는 주위의 강재의 두께가 두꺼워진 후육부로서 형성된다. 따라서, 엠보스부(24)에 있어서의 판 두께는 횡벽부(2, 3) 또는 종벽부(4)의 판 두께보다도 두껍게 되어 있다. 바람직하게는, 엠보스부(24)에 있어서의 판 두께는 횡벽부(2, 3) 또는 종벽부(4)의 판 두께보다도 1.1배 내지 1.4배, 보다 바람직하게는 1.15 내지 1.2배 정도 두껍게 되어 있다. 또한, 엠보스부(24)는, 그 주위에 비해 가공량이 크기 때문에 가공 경화가 촉진됨으로써, 횡벽부(2, 3) 또는 종벽부(4)보다도 높은 경도를 갖고 있다.

또한, 엠보스부(24)는, 한 쌍의 횡벽부(2, 3)에 형성한 2개의 제1 비드(21, 21)와, 종벽부(4)에 형성한 제2 비드(22)의 2개소의 접속 개소 중 어느 한쪽에만 형성되어도 된다. 특히, 골격 부재 구조(1)에 충돌 시의 굽힘 모멘트가 가해지는 것이 상정되는 경우에, 굽힘 모멘트에 의해 발생하는 휨의 내주측에 상당하는 개소에만 엠보스부(24)를 형성하는 것이 바람직하다. 골격 부재 구조(1)에 굽힘 모멘트가 가해지면, 휨의 내주측에 압축 응력이 집중되지만, 내주측에 엠보스부(24)를 형성함으로써 제1, 제2 비드(21, 22)를 보강할 수 있다. 또한, 도 1a 내지 도 1c 및 도 2a 내지 도 2c에 도시한 바와 같이, 엠보스부(24)를 제1 비드(21)와 제2 비드(22)의 2개소의 접속 개소의 양쪽에 형성해도 된다. 접속 개소의 양쪽에 형성함으로써, 충돌 하중 입력 시의 응력 집중을 분산할 수 있다.

본 실시 형태에 관한 골격 부재 구조(1)는, 예를 들어 자동차의 프론트 사이드 멤버와 같은, 축방향으로부터 충돌 하중을 받는 구조 부재에 적용된다. 프론트 사이드 멤버는, 차폭 방향 외측에 배치되는 아우터 패널과, 차폭 방향 내측에 배치되는 이너 패널로 구성된다. 본 실시 형태에 관한 골격 부재 구조(1)는 예를 들어, 제1 부재(8)를 이너 패널로 하고, 제2 부재(9)를 아우터 패널로 하는 프론트 사이드 멤버에 적용할 수 있다.

또한, 프론트 사이드 멤버는, 자동차에 충돌 하중이 가해졌을 때에 그 축방향으로 하중이 가해져, 축방향 중간부에서 절곡되지 않고 확실하게 축 압축 변형되어 충돌 시의 충격 에너지를 확실하게 흡수할 필요가 있다. 충격 하중에 대한 반력이 작으면 작은 충돌 하중에 의해 용이하게 좌굴되어 버리므로, 충격 하중에 대한 반력을 소정 크기 이상으로 할 필요가 있다.

이와 같은 과제에 대하여 본 실시 형태에 관한 골격 부재 구조(1)에 의하면, 충돌 하중이 가해진 경우에 제1 비드(21) 및 제2 비드(22)가 축 압축 변형의 기점으로 되어, 제1 비드(21) 및 제2 비드(22)를 중심으로 하여 횡벽부(2, 3) 및 종벽부(4)의 찌부러짐 변형을 재촉하고, 이에 의해 충돌 에너지를 흡수시킬 수 있다. 또한, 충돌 하중이 입력되었을 때에 골격 부재 구조(1)에 굽힘 모멘트가 인가된 경우라도, 제1 비드(21) 및 제2 비드(22)의 접속 개소에 엠보스부(24)가 형성되어 있기 때문에, 굽힘 모멘트의 응력이 비교적 집중되기 쉬운 제1 비드(21) 및 제2 비드(22)의 항절력을 높일 수 있다. 이 때문에, 골격 부재 구조(1)가 충돌 에너지를 충분히 흡수할 때까지 골격 부재 구조(1)의 굴곡을 방지할 수 있다.

또한, 엠보스부(24)에 있어서의 판 두께가 횡벽부(2, 3) 또는 종벽부(4)의 판 두께보다도 두껍게 되어 있으므로, 제1 비드(21) 및 제2 비드(22) 주변의 횡벽부(2, 3) 및 종벽부(4)의 강성이 높아져 항절력이 더욱 향상되고, 굽힘 모멘트에 의한 휨 변형에 대한 반력이 보다 한층 더 향상되어, 내충돌 성능을 보다 높일 수 있다.

또한, 엠보스부(24)가 삼각 형상의 2개의 벽면(24a, 24b)에 의해 구성되는 경우, 엠보스부(24)의 형상이 단순하여 프레스 성형이 용이하다. 그리고, 판 두께 감소를 수반하는 변형이 작은 형상으로 되어, 제1 비드(21) 및 제2 비드(22)의 주변의 횡벽부(2, 3) 및 종벽부(4)의 항절력의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 2개의 코너부(11, 12) 중, 굽힘 모멘트에 의해 차량용 골격 부재 구조(1)에 발생하는 휨의 내주측의 코너부에만 엠보스부를 형성하는 경우, 제1 비드(21) 및 제2 비드(22)의 주변의 횡벽부(2, 3) 및 종벽부(4)의 항절력이 더욱 향상된다. 이 때문에, 굽힘 모멘트에 의한 휨 변형에 대한 반력이 보다 한층 더 향상되어, 내충돌 성능을 보다 높일 수 있다.

[제1 실시 형태의 실시예 1 및 비교예 1]

도 1a 내지 도 1c, 도 2a 내지 도 2c, 도 3a 내지 도 3c에 도시한 골격 부재 구조를 제조하여 충돌 성능의 평가를 행하였다. 도 1a 내지 도 1c 및 도 2a 내지 도 2c에 도시한 골격 부재 구조(1)는 실시예 1이고, 도 3a 내지 도 3c에 도시한 골격 부재 구조(1')는 비교예 1이다. 도 3a 내지 도 3c에 도시한 비교예 1은, 엠보스부가 형성되어 있지 않은 것 이외는, 도 1a 내지 도 1c 및 도 2a 내지 도 2c의 실시예 1과 동일한 구성이다.

도 1a 내지 도 1c, 도 2a 내지 도 2c, 도 3a 내지 도 3c에 도시한 골격 부재 구조의 제작 시에는, 표 1에 나타내는 강판을 프레스 성형하여 단면에서 볼 때 모자 형상의 제1 부재를 성형하였다. 또한, 표 1에 나타내는 강판으로부터 판상의 제2 부재를 성형하였다. 그리고, 제1 부재와 제2 부재를 스폿 용접하여 폐단면 구조의 차량용 골격 부재 구조를 제조하였다. 스폿 용접의 길이 방향 간격은 상하 양단부만 15㎜이고, 그 이외는 30㎜이었다.

도 1a 내지 도 1c, 도 2a 내지 도 2c, 도 3a 내지 도 3c의 차량용 골격 부재 구조의 축 길이 L은 300㎜, 전체 폭 W₁은 100㎜, 횡벽부(2, 3)의 폭 W₂는 60㎜, 종벽부(4)의 폭 W₃은 60㎜, 폐단면 주위 방향에 대한 제1 비드(21)의 전체 폭은 50㎜, 제1 비드(21)의 돌출 높이는 3㎜, 폐단면 주위 방향에 대한 제2 비드(22)의 전체 폭은 50㎜, 제2 비드(22)의 깊이는 3㎜이다.

또한, 도 1a 내지 도 1c 및 도 2a 내지 도 2c에 도시한 실시예 1에서는, 일단부(1a)로부터 60㎜의 거리에 엠보스부(24)가 형성되어 있다. 폐단면 주위 방향에 대한 엠보스부(24)의 전체 폭 W₄는 30㎜, 횡벽부(2, 3)에 있어서의 폐단면 주위 방향을 따르는 엠보스부(24)의 길이 H₁은 15㎜, 종벽부(4)에 있어서의 폐단면 주위 방향을 따르는 엠보스부(24)의 길이 H₂는 15㎜이다.

여기서, 엠보스부의 판 두께의 측정 결과에 대해서 도 4a, 도 4b를 참조하여 설명한다. 도 4a는 비교예 1의 판 두께 분포를 도시하는 사시도이고, 도 4b는 실시예 1의 엠보스부의 판 두께 분포를 도시하는 사시도이다. 도 4a에 도시한 바와 같이, 비교예 1에서는, 실시예 1의 엠보스부의 형성 개소에 대응하는 위치에 있어서의 최대 판 두께가 1.6㎜ 정도이며, 강판의 판 두께 1.5㎜와 큰 차이가 없는 것을 알 수 있다. 한편, 도 4b에 도시한 바와 같이, 실시예 1에서는 강판의 판 두께 1.5㎜에 대하여, 엠보스부의 최대 판 두께가 1.72㎜를 초과하고 있어, 엠보스부의 두께가 두껍게 되어 있다.

다음에, 실시예 1 및 비교예 1에 대해서, 도 5에 도시한 바와 같이, 질량 400㎏의 낙추(100)를 높이 3m로부터 자유 낙하시켜 충돌 시험을 행하였다. 이때 낙추(100)의 충돌 속도는 7.67m/s, 낙추(100)에 의해 골격 부재 구조에 투입되는 에너지는 11.8kJ이었다. 또한, 골격 부재 구조의 바로 아래에 가중계(로드셀)를 설치하여 낙추(100)가 골격 부재 구조에 접촉한 후의 하중 이력을 계측하였다. 또한 동시에, 레이저 변위계에 의해 낙추의 변위 이력도 계측하였다.

측정 결과를 도 6 및 도 7a 내지 도 7d에 도시한다. 도 6에 도시한 바와 같이, 비교예 1에서는 초기 피크 반력이 205kN인 것에 반해, 실시예 1에서는 초기 피크 반력이 230kN으로 되어, 실시예 1의 초기 피크 반력이 비교예 1보다도 크게 되어 있다. 또한, 압궤 변형량 100㎜에 있어서의 부재의 흡수 에너지를 비교하면, 비교예 1이 7799J인 것에 반해, 실시예 1에서 7077J로 되어, 흡수 에너지가 크게 되어 있다.

또한, 도 7a 내지 도 7d에는, 낙추 충돌로부터 1밀리초 경과한 후의 부재 변형의 모습을 도시하고 있다. 도 7a 내지 도 7d의 등고선은 소성 변형량을 나타내고 있다. 또한, 골격 부재 구조의 성형 시에 도입된 소성 변형량은 제산하여 표시하고 있다. 즉 도 7a 내지 도 7d에서는, 낙추의 충돌에 의해 도입된 소성 변형량만을 나타내고 있다.

도 7a 및 도 7b에 도시한 바와 같이, 비교예 1에서는, 제1 비드와 제2 비드가 접속하는 코너부의 상단부에 변형이 집중되어 있어, 충돌 직후에 이 부위가 변형됨으로써 반력이 규정되어 있는 것을 알 수 있다. 한편, 도 7c 및 도 7d에 도시한 바와 같이, 실시예 1에서는, 설치한 엠보스부끼리를 연결하는 선 상에 변형이 집중되어 있어, 충돌 직후에 엠보스부가 변형됨으로써 반력이 규정되어 있는 것을 알 수 있다. 도 4a, 도 4b의 판 두께 분포와 비교해 보면, 비교예 1의 반력 규정 위치는 부재 성형 시에 그다지 현저한 판 두께 증가가 보이지 않는다. 이에 반해 실시예 1의 반력 규정 위치(엠보스부)에는 현저한 판 두께 증가가 보인다. 실시예 1에서는 엠보스부의 성형 시에 판 두께가 증가하고, 또한 그 판 두께 증가 가공에 수반하여 도입되는 가공 경화량이 크기 때문에, 엠보스부의 변형 저항이 높아, 초기 피크 반력이 상승한 것으로 생각된다.

또한, 흡수 에너지가 증가한 이유에 대해서는, 상술한 초기 피크 반력 상승과 동일한 원리에 의해, 제1, 제2 비드 부위에서의 압궤가 완료되는, 압궤 변형량 60㎜까지의 반력이 높아져 있음을 도 6으로부터 알 수 있다. 흡수 에너지는 도 6의 반력 이력을 적분한 것이기 때문에, 상술한 초기 피크 반력 상승과 동일한 원리에 의해 흡수 에너지도 증대된 것으로 생각된다.

[제2 실시 형태]

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태 및 실시예에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서의 구성 요소 중, 제1 실시 형태에 있어서 설명한 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는, 제1 실시 형태의 설명에 있어서 사용한 부호와 동일한 부호를 붙여 설명한다.

도 8 및 도 9a 내지 도 9c에 도시한 본 실시 형태에 관한 차량용 골격 부재 구조(31)는, 한 쌍의 횡벽부(2, 3)와, 한 쌍의 횡벽부(2, 3)에 접속되는 한 쌍의 종벽부(4, 35)로 이루어지는 폐단면 구조를 주체로 하여 구성되어 있다. 이 차량용 골격 부재 구조(31)는, 예를 들어 한 쌍의 횡벽부(2, 3)와 한쪽의 종벽부(4)로 이루어지는 단면 모자 형상의 제1 부재(8)와, 다른 쪽의 종벽부(35)를 구성하는 판상의 제2 부재(39)와, 제1 부재(8)의 선단측에 설치되는 제1 접속 부재(41) 및 제2 접속 부재(42)와, 제1 접속 부재(41) 및 제2 접속 부재(42)에 설치되는 판상의 제3 부재(43)로 구성된다.

제1 부재(8)의 한 쌍의 횡벽부(2, 3)에는 각각, 플랜지부(6, 7)가 형성되어 있다. 그리고, 제1 부재(8)의 플랜지부(6, 7)에, 제2 부재(39)가 스폿 용접됨으로써 제1 부재(8)와 제2 부재(39)가 일체화되고, 이에 의해 횡벽부(2, 3) 및 종벽부(4, 35)로 이루어지는 폐단면 구조가 구성되어 있다.

또한, 제1 접속 부재(41)는 제1 부재(8)와 제3 부재(43)를 접합한다. 이 제1 접속 부재(41)는, 제1 부재(8)의 상하의 횡벽부(2, 3) 및 종벽부(4)의 단부에 접합되는 제1 접합부(41a)와, 제1 접합부(41a)로부터 절곡되어 형성되어 제3 부재(43)에 접합되는 제2 접합부(41b)로 구성되어 있다.

또한, 제2 접속 부재(42)는 제1 부재(8), 제2 부재(39) 및 제3 부재(43)를 서로 접합하는 것이다. 이 제2 접속 부재(42)는, 상자 형상의 본체부(42a)와, 제3 접합부(42b)와, 제4 접합부(42c)와, 제5 접합부(42d)와, 제6 접합부(42e)로 구성되어 있다. 제3 접합부(42b)는 본체부(42a)로부터 절곡되어 형성되어 제1 부재(8)의 하측의 횡벽부(3)에 접합된다. 제4 접합부(42c)는 본체부(42a)로부터 연장되어 형성되어 제1 부재(8)의 종벽부(4)에 접합된다. 제5 접합부(42d)는 본체부(42a)로부터 절곡되어 형성되어 제2 부재(39)에 접합된다. 제6 접합부(42e)는 본체부(42a)로부터 절곡되어 형성되어 제3 부재(43)에 접합된다.

그리고, 제3 부재(43)는 제1, 제2 부재(8, 39)로 구성되는 폐단면 개구와, 제2 접속 부재(42)의 상자 형상의 본체부(42a)로 이루어지는 개구를 덮도록, 제1, 제2 접속 부재(41, 42)에 설치되어 있다. 또한, 제3 부재(43)는 제2 부재(39)의 플랜지부(39a)에 접합되어 있다.

제1 부재(8)는 강판을 단면에서 볼 때 모자 형상으로 프레스 성형함으로써 제조된다. 제1 부재(8)를 구성하는 강판은 제1 실시 형태와 마찬가지로 자동차용의 고강도 강판이 적절하게 사용되고, 특히 가공 경화가 일어나기 쉬운 TRIP강 등의 고강도 박강판이 바람직하게 사용된다. 또한, 제2 부재(39), 제1, 제2 접속 부재(41, 42), 제3 부재(43)도 마찬가지로 자동차용의 고강도 강판이 적절하게 사용된다.

제1 부재(8)의 한 쌍의 횡벽부(2, 3)와 종벽부(4)는 코너부(11, 12)를 통해서 접속되어 있다. 또한, 제1 부재(8)의 한 쌍의 횡벽부(2, 3)에는, 폐단면 주위 방향을 따르는 볼록 비드로 이루어지는 제1 비드(21)가 형성되어 있다. 이 제1 비드(21)는 횡벽부(2, 3)로부터 경사지는 한 쌍의 경사면과, 한 쌍의 경사면의 중앙에 위치하며, 횡벽부(2, 3)의 면에 평행한 평탄면에 의해 구성되어 있다. 또한, 제1 부재(8)의 종벽부(4)에는, 폐단면 주위 방향을 따르는 오목 비드로 이루어지는 제2 비드(22)가 형성되어 있다. 제2 비드(22)는 제1 비드(21)의 폐단면 주위 방향의 연장 상에 형성되어 있다. 그리고, 제1 비드(21)와 제2 비드(22)가 2개의 코너부(11, 12)에 있어서 각각 접속되어 있다. 제1, 제2 비드(21, 22)의 접속 개소(23)는 제1 비드(21) 및 제2 비드(22)에 의해 구성되는 코너부이다. 이 접속 개소(23)는, 횡벽부(2, 3) 및 종벽부(4)를 접속하는 코너부(11, 12)에 대하여, 제1 비드(21)의 높이분 및 제2 비드(22)의 깊이분만큼 시프트한 위치에 있다.

또한, 도 8 및 도 9a 내지 도 9c에 도시한 제1 비드(21)는 볼록 비드이고, 제2 비드(22)는 오목 비드이지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 비드(21)가 오목 비드이고 제2 비드(22)가 볼록 비드인 구성이나, 제1 비드(21) 및 제2 비드(22)가 모두 볼록 비드 또는 오목 비드인 구성이어도 된다.

다음에, 도 8 및 도 9a 내지 도 9c에 도시한 바와 같이, 각 접속 개소(23)에 있어서의 제1 비드(21)와 제2 비드(22)의 접속 개소에는, 오목 형상의 엠보스부(24)가 형성되어 있다. 엠보스부(24)는 삼각 형상의 2개의 벽면(24a, 24b)에 의해 구성되고, 삼각형의 저변끼리가 접합한 형태로 되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 엠보스부(24) 전체의 평면에서 본 형상은 마름모형에 가까운 직사각형으로 되어 있다. 또한, 2개의 삼각 형상의 벽면(24a, 24b)이 접속하는 개소는, 폐단면 주위 방향을 따르는 골접기부(24c)로 되어 있다.

엠보스부(24)는, 강판을 프레스 성형하여 제1 부재(8)로 가공할 때에, 횡벽부(2, 3)와 종벽부(4) 사이에 형성되고 있는 코너부(11, 12)를 움푹 들어가게 함으로써 형성되고, 이에 의해 엠보스부(24)는 주위의 강재의 두께가 몰린 두꺼운 부분으로서 형성된다. 따라서, 엠보스부(24)에 있어서의 판 두께는, 횡벽부(2, 3) 또는 종벽부(4)의 판 두께보다도 두껍게 되어 있다. 바람직하게는, 엠보스부(24)에 있어서의 판 두께는, 횡벽부(2, 3) 또는 종벽부(4)의 판 두께보다도 1.1배 내지 1.4배, 보다 바람직하게는 1.15 내지 1.2배 정도 두껍게 되어 있다. 또한, 엠보스부(24)는, 그 주위에 비해 가공량이 크기 때문에 가공 경화가 촉진됨으로써, 횡벽부(2, 3) 또는 종벽부(4)보다도 높은 경도를 갖고 있다.

또한, 엠보스부(24)는, 한 쌍의 횡벽부(2, 3)에 형성한 2개의 제1 비드(21, 21)와, 종벽부(4)에 형성한 제2 비드(22)의 2개소의 접속 개소 중 어느 한쪽에만 형성되어도 된다. 특히, 골격 부재 구조(1)에 굽힘 모멘트가 가해지는 것이 상정되는 경우에, 굽힘 모멘트에 의해 발생하는 휨의 내주측에 상당하는 개소에만 엠보스부(24)를 형성하는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는 휨의 내주측으로 되는 횡벽부(3)측에 엠보스부(24)가 형성되는 것이 바람직하다. 골격 부재 구조(31)에 굽힘 모멘트가 가해지면, 휨의 내주측에 압축 응력이 집중되기 때문에, 내주측에 엠보스부(24)를 형성함으로써 제1, 제2 비드(21, 22)를 보강할 수 있다. 또한, 엠보스부(24)는, 제1 비드(21)와 제2 비드(22)의 2개소의 접속 개소의 양쪽에 형성해도 된다. 접속 개소의 양쪽에 형성함으로써, 응력 집중을 분산할 수 있다.

본 실시 형태에 관한 골격 부재 구조(31)는, 예를 들어 자동차의 프론트 사이드 멤버와 같은, 축방향으로부터 충돌 하중을 받는 구조 부재에 적용된다. 프론트 사이드 멤버는, 차폭 방향 외측에 배치되는 아우터 패널과, 차폭 방향 내측에 배치되는 이너 패널로 구성된다. 본 실시 형태에 관한 골격 부재 구조(31)에 있어서는, 제1 부재(8)를 이너 패널로 하고, 제2 부재(39)를 아우터 패널로 하는 프론트 사이드 멤버에 적용할 수 있다. 또한, 제3 부재(43)는 프론트 크로스 멤버의 일부로서 적용할 수 있다.

또한, 프론트 사이드 멤버는, 자동차에 충돌 하중이 가해졌을 때에 그 축방향으로 하중이 가해져, 축방향 중간부에서 절곡되지 않고 확실하게 축 압축 변형되어 충돌 시의 충격 에너지를 확실하게 흡수할 필요가 있다. 충격 하중에 대한 반력이 작으면 작은 충돌 하중에 의해 용이하게 좌굴되어 버리므로, 충격 하중에 대한 반력을 소정 크기 이상으로 할 필요가 있다.

이와 같은 과제에 대하여 본 실시 형태에 관한 골격 부재 구조(31)에 의하면, 충돌 하중이 가해진 경우에 제1 비드(21) 및 제2 비드(22)가 축 압축 변형의 기점으로 되어, 제1 비드(21) 및 제2 비드(22)를 중심으로 하여 횡벽부(2, 3) 및 종벽부(4)의 찌부러짐 변형을 재촉하고, 이에 의해 충돌 에너지를 흡수시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 관한 골격 부재 구조(31)에 있어서는, 제3 부재(43)에 입력된 충돌 하중이, 제1, 제2 접속 부재(41, 42)를 통하여 제1 부재(8)에 입력되지만, 이 충돌 하중의 입력 시에, 제2 접속 부재(42)가 먼저 찌부러지기 쉽고, 그 때문에 제1 부재(8)에는 굽힘 모멘트가 인가되는 경우가 있다. 이러한 경우라도, 제1 비드(21) 및 제2 비드(22)의 접속 개소에 엠보스부(24)가 형성되어 있기 때문에, 굽힘 모멘트의 응력이 비교적 집중되기 쉬운 제1 비드(21) 및 제2 비드(22)의 항절력을 높일 수 있다. 이 때문에, 골격 부재 구조(31)가 충돌 에너지를 충분히 흡수할 때까지 골격 부재 구조(31)의 굴곡을 방지할 수 있다.

또한, 엠보스부(24)에 있어서의 판 두께가 횡벽부(2, 3) 또는 종벽부(4)의 판 두께보다도 두껍게 되어 있으므로, 제1 비드(21) 및 제2 비드(22) 주변의 횡벽부(2, 3) 및 종벽부(4)의 강성이 높아져 항절력이 더욱 향상된다. 이 때문에, 굽힘 모멘트에 의한 휨 변형에 대한 반력이 보다 한층 더 향상되어, 내충돌 성능을 보다 높일 수 있다.

또한, 엠보스부(24)가 삼각 형상의 2개의 벽면(24a, 24b)에 의해 구성되므로, 엠보스부(24)의 형상이 단순하여 프레스 성형이 용이하고, 또한 판 두께 감소를 수반하는 변형이 작은 형상으로 되어, 제1 비드(21) 및 제2 비드(22)의 주변의 횡벽부(2, 3) 및 종벽부(4)의 항절력의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 2개의 코너부(11, 12) 중, 굽힘 모멘트에 의해 차량용 골격 부재 구조(31)에 발생하는 휨의 내주측의 코너부에 엠보스부를 형성함으로써, 제1 비드(21) 및 제2 비드(22)의 주변의 횡벽부(2, 3) 및 종벽부(4)의 항절력이 더욱 향상된다. 이 때문에, 굽힘 모멘트에 의한 휨 변형에 대한 반력이 보다 한층 더 향상되어, 내충돌 성능을 보다 높일 수 있다.

[실시예 2, 3 및 비교예 2, 3]

실시예 2로서, 도 8, 도 9a 내지 도 9c에 도시한 골격 부재 구조를 제조하여 충돌 성능의 평가를 행하였다. 도 8 및 도 9a 내지 도 9c에 도시한 골격 부재 구조(31)는 실시예 2이고, 도 10a 내지 도 10c에 도시한 골격 부재 구조(31')는 비교예 2이다. 도 10a 내지 도 10c에 도시한 비교예 2는 엠보스부가 형성되어 있지 않은 것 이외는, 도 8 및 도 9a 내지 도 9c의 실시예 2와 동일한 구성이다.

도 8, 도 9a 내지 도 9c, 도 10a 내지 도 10c에 도시한 골격 부재 구조의 제작 시에는, 상기의 표 1에 나타내는 강판을 프레스 성형하여 단면에서 볼 때 모자 형상의 제1 부재를 성형하였다. 또한, 표 1에 나타내는 강판으로부터 제2 부재, 제3 부재, 제1 접속 부재 및 제2 접속 부재를 성형하였다. 그리고, 각 부재를 스폿 용접하여 도 8 내지 도 10c에 도시한 차량용 골격 부재 구조를 제조하였다.

도 8 내지 도 10c에 도시한 차량용 골격 부재 구조의 축 길이 L은 300㎜, 제1 부재(8) 및 제2 부재(39)의 전체 폭 W₁은 100㎜, 종벽부(4)의 폭 W₂는 60㎜, 횡벽부(2, 3)의 폭 W₃은 60㎜, 폐단면 주위 방향에 대한 제1 비드(21)의 전체 폭은 50㎜, 제1 비드(21)의 돌출 높이는 3㎜, 폐단면 주위 방향에 대한 제2 비드(22)의 전체 폭은 50㎜, 제2 비드(22)의 깊이는 3㎜이다. 또한, 제1 부재(8)의 하측의 횡벽부(3)로부터의 제2 접속 부재(42)의 본체부(42a)의 돌출 길이는 60㎜, 본체부(42a)의 축방향의 길이는 60㎜, 본체부(42a)의 폭은 60㎜이다.

또한, 도 8 및 도 9a 내지 도 9c에 도시한 실시예 2에서는, 일단부(31a)로부터 60㎜의 거리에 엠보스부(24)가 형성되어 있다. 폐단면 주위 방향에 대한 엠보스부(24)의 전체 폭은 30㎜, 횡벽부(2, 3)에 있어서의 폐단면 주위 방향을 따르는 엠보스부(24)의 길이는 15㎜, 종벽부(4)에 있어서의 폐단면 주위 방향을 따르는 엠보스부(24)의 길이는 15㎜이다.

다음에, 실시예 2 및 비교예 2에 대해서, 도 11a에 도시한 바와 같이, 질량 400㎏의 낙추(101)를 높이 3m로부터 자유 낙하시켜 충돌 시험을 행하였다. 이때 낙추(101)의 충돌 속도는 7.67m/s, 낙추(101)에 의해 골격 부재 구조에 투입되는 에너지는 11.8kJ이었다. 또한, 낙추(101)의 형상은 도 11a에 도시한 바와 같이 구조체와 접촉하는 면이 8도 경사져 있고, 이것에 의해 구조체와 낙추(101)가 충돌하였을 때에 굽힘 모멘트가 작용하도록 하였다. 또한, 골격 부재 구조의 바로 아래에 가중계(로드셀)를 설치하여 낙추(101)가 골격 부재 구조에 접촉한 후의 하중 이력을 계측하였다. 또한 동시에, 레이저 변위계에 의해 낙추(101)의 변위 이력도 계측하였다.

또한, 도 11a에 있어서, 도면 중 좌우 양측에 엠보스부(24)가 있는 예가 실시예 2이고, 엠보스부(24)를 형성하지 않은 것이 비교예 2이지만, 또한, 도면 중 우측에만 엠보스부(24)가 있는 예로서 실시예 3을 준비하고, 제1, 제2 비드(21, 22) 및 엠보스부(24)를 형성하지 않은 예로서 비교예 3을 준비하였다. 이들 실시예 3 및 비교예 3에 대해서도 도 11a에 도시한 충돌 시험을 행하였다. 또한, 실시예 3의 엠보스부의 위치는 굽힘 모멘트가 인가된 경우의 휨의 내주측의 위치에 상당한다.

얻어진 하중-변위 선도로부터 피크 반력을 산출하고, 충격 흡수능의 평가 지표로 하였다. 또한, 낙추가 구조체에 접촉하고 나서 100㎜ 변위할 때까지의 하중-변위 선도를 적분하여, 흡수 에너지를 산출하고, 충격 흡수능의 평가값으로 하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

표 2에 나타내는 바와 같이, 실시예 2 및 3에서는, 굽힘 모멘트의 작용에 의해 발생하는 부재의 휨 곡선 곡률 중심측(도 11b 참조)에 엠보스부가 있음으로써, 피크 반력 및 흡수 에너지 모두 양호한 값을 나타냈다.

또한, 비교예 2에서는, 제1, 제2 비드에 의해 변형 모드는 축 압궤 변형을 실현하여, 흡수 에너지는 높아졌지만, 피크 반력이 126kN으로 저하되었다.

또한, 비교예 3에서는, 피크 반력은 138kN으로 양호한 값을 나타냈지만, 낙추 충돌에 의해 입력된 굽힘 모멘트에 의해 꺾여 버려, 흡수 에너지를 벌 수 없었다.

본 발명에 의하면, 내충돌 성능이 우수한 차량용 골격 부재 구조를 제공할 수 있다.

1, 31 : 차량용 골격 부재 구조
2, 3 : 제1 벽부(횡벽부)
4, 5 : 제2 벽부(종벽부)
21 : 제1 비드
22 : 제2 비드
11, 12 : 코너부
24 : 엠보스부
24a, 24b : 벽면

Claims (5)

1. 한 쌍의 제1 벽부와, 상기 한 쌍의 제1 벽부에 접속되는 한 쌍의 제2 벽부로 구성되는 폐단면 구조를 갖는 차량용 골격 부재 구조이며,
   상기 한 쌍의 제1 벽부에, 상기 폐단면 구조의 주위 방향을 따르는 볼록 비드인 제1 비드가 형성되고,
   상기 한 쌍의 제2 벽부 중 어느 한쪽에, 상기 폐단면 주위 방향을 따르는 오목 비드인 제2 비드가 상기 제1 비드의 상기 주위 방향의 연장 상에 형성되고,
   상기 제1 벽부와 상기 제2 벽부 사이의 2개의 코너부에 있어서 상기 제1 비드와 상기 제2 비드가 접속되고,
   상기 제1 비드가 상기 제1 벽부의 면과 평행한 제1 평탄면을 갖고,
   상기 제2 비드가 상기 제2 벽부의 면과 평행한 제2 평탄면을 갖고,
   적어도 한쪽의 상기 코너부에 있어서의 상기 제1 비드의 상기 제1 평탄면과 상기 제2 비드의 상기 제2 평탄면의 접속 개소에 오목 형상의 엠보스부가 형성되고,
   상기 엠보스부에 있어서의 판 두께가 상기 제1 벽부 또는 상기 제2 벽부의 판 두께보다도 두껍게 되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량용 골격 부재 구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 엠보스부가 삼각 형상의 2개의 벽면에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는, 차량용 골격 부재 구조.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 2개의 코너부 중, 충돌 시에 상기 차량용 골격 부재 구조에 인가되는 굽힘 모멘트에 의해 발생하는 휨의 내주측의 코너부에만, 상기 엠보스부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량용 골격 부재 구조.
4. 삭제
5. 삭제

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