KR101529019B1

KR101529019B1 - 커플링 구조

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Publication number: KR101529019B1
Application number: KR1020147020958A
Authority: KR
Inventors: 츠요시 시오자키
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2012-03-06
Filing date: 2013-03-01
Publication date: 2015-06-15
Also published as: KR20140107626A; CN104144763A; US20150003898A1; EP2823928A1; JP5382271B1; WO2013133157A1; EP2823928B1; JPWO2013133157A1; EP2823928A4; CN104144763B

Abstract

본 발명은 강도에 더하여 추가로 강성을 향상시킬 수 있는 커플링 구조를 제공하는 것을 해결하려는 과제로 하고 있다. 본 발명의 커플링 구조는, 금속판의 프레스 성형 부품인 해트 단면 부재 (27) 의 길이 방향의 단부와 타부재 (사이드 실 (14)) 의 커플링 구조로서, 상기 해트 단면 부재 (27) 의 길이 방향의 단부가 바닥벽 단부 (27a) 와 측벽 단부 2 개 지점 (27b, 27c) 의 3 개로 불연속으로 나누어져 있다. 상기 바닥벽 단부 (27a) 의 폭 w1 은 상기 해트 단면 부재 (27) 중앙부 바닥벽의 폭 W 보다 넓게 되어져 상기 타부재 (14) 와 용접되어 있다. 상기 측벽 단부 2 개 지점 (27b, 27c) 은 굽힘 성형되어 상기 타부재 (14) 에 용접되어 있다.

Description

커플링 구조{COUPLING STRUCTURE}

본 발명은 금속판의 프레스 굽힘 가공 부품의 커플링 구조에 관한 것으로서, 특히, 길이 방향 단부 (端部) 가 골격 부품의 3 개의 벽면을 따라서 불연속으로 분할되고, 골격 부품의 접합에 사용하는 데 바람직한, 금속판의 굽힘 가공 부품으로 이루어지는 커플링 구조에 관한 것이다.

자동차 등의 차량의 플로어 구조는, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 패널 부품 (10) 과, 패널 부품 (10) 을 보강하기 위해서 배치된, 해트형의 단면 (斷面) 형상을 갖는 골격 부품을 구비하고 있다 (비특허문헌 1 참조). 골격 부품에는, 부품 길이 방향이 차량 전후 방향을 따르도록 배치되는 것과, 부품 길이 방향이 차량 좌우 방향을 따르도록 배치되는 것이 있다. 부품 길이 방향이 차량 전후 방향을 따르도록 배치되는 골격 부품으로는, 차량의 좌우측부 위치에 배치되는 사이드 실 (14) 과, 프런트 사이드 멤버로부터 연장되는 익스텐션 멤버가 있다. 부품 길이 방향이 차량 좌우 방향을 따르도록 배치되는 골격 부품으로는, 사이드 실 (14) 과 센터 터널 (20) 을 연결하는 크로스 멤버 (22) 가 있다. 이들 골격 부품은 차량의 강도 및 강성에 대해서 중요한 역할을 한다. 도 13 에 있어서, 부호 11 은 플로어 패널을 나타낸다.

이들 골격 부품 중에서, 크로스 멤버 (22) 의 길이 방향의 양단부에는 각각 사이드 실 (14) 및 센터 터널 (20) 이 접합된다. 크로스 멤버 (22) 는 측면 충돌시의 하중 전달 경로가 되기 때문에 고강도 강판에 의해서 형성되어 있다. 또, 크로스 멤버 (22) 의 길이 방향 양단부는, 성형하기 어려운 고강도 강판이어도 가공할 수 있도록, 굽힘 가공만으로 성형할 수 있는 형상으로 되어 있다.

종래의 크로스 멤버 (22) 의 길이 방향 양단부는, 특허문헌 1 및 비특허문헌 1 에 기재되어 있는 바와 같이, 3 개의 벽면의 길이 방향 단부를 따라서 불연속으로 3 분할되고, 각 분할 부분이 다른 부품에 접합되는 커플링 구조를 갖고 있다.

또, 특허문헌 2 에 기재되어 있는 바와 같이, 부품 길이 방향 단부가, 프레스 성형에 의해서 연속적인 커플링 부분을 구성하고, 다른 부품에 접합되는 커플링 구조가 있다.

이 밖에, 골격 부품의 단부가 용접 금속에 의해서 직접 다른 부품에 접합되는 커플링 구조나, 골격 부품 단부에 형성된 박스 구조가 다른 부품에 나사 고정되는 커플링 구조도 있다.

이들 커플링 구조에 있어서, 용접 금속에 의해서 직접 접합되는 커플링 구조나 나사 고정되는 커플링 구조는, 접합 시간이나 커플링 구조의 제작에 시간이 걸려 생산 능률이 저하된다.

또, 특허문헌 2 에 기재되어 있는 프레스 성형에 의한 연속적인 커플링 구조는, 프레스 성형시에 커플링 부분을 넓히기 때문에, 판두께가 감소되어 프레스 성형 중에 균열이 발생되거나 커플링의 강성이 골격 부품 본체보다 저하되거나 한다.

그래서, 본 발명은, 특허문헌 1 및 비특허문헌 1 에 기재되어 있는, 고강도 강판을 적용할 수 있는 굽힘 가공만으로 성형할 수 있는 골격 부품의 길이 방향 단부가 3 개로 분할되는 커플링 구조이면, 커플링 부분의 판두께를 감소시키지 않고 균열의 발생을 억제하고, 강성을 높게 유지할 수 있는 가능성이 있는 것에 주목하였다.

그러나, 도 14 에 나타내는 바와 같이, 종래의 크로스 멤버 (22) 의 해트형의 단면 형상을 갖는 부재 (이하, 해트 단면 부재라고 한다) (23) 의 3 개의 벽면의 단부 (바닥벽 단부 (23a), 측벽 단부 (23b, 23c)) 는 각각 불연속으로 형성되어 있다. 또, 바닥벽 단부 (23a) 의 폭 w1 은 해트 단면 부재 (23) 의 중앙부 바닥벽의 폭 W 의 범위 내로 되어 있다. 그리고, 이들 불연속한 단부 (23a, 23b, 23c) 는, 사이드 실 (14) 의 해트 단면 부재 (15) 의 측벽 또는 센터 터널 (20) (도 13 참조) 과 중첩되어 접합되어 있다.

도 14 에 있어서, 부호 16 은 사이드 실 (14) 의 평탄 부재를 나타내고, 부호 24 는 크로스 멤버 (22) 의 평탄 부재를 나타낸다.

그런데, 고강성의 자동차 보디를 설계하기 위해서, 보디의 일부에 하중이 가해진 경우 등에 있어서의 구조 내부의 하중의 전달 경로인 로드 패스를 분석하는 수법이 검토되고 있다. 해트 단면 부재의 커플링부에 대해서는, 비특허문헌 2 에 기재되어 있는 바와 같이, 해트 단면 부재의 능선이 중요한 로드 패스가 되는 것이 알려져 있다. 비특허문헌 2 의 기재에 의하면, 로드 패스는 타방의 해트 단면 부재의 능선으로부터 용접부를 통과하여 일방의 해트 단면 부재의 능선에 도달하도록 되어 있다. 이러한 점에서, 능선과 용접부의 상대 위치가 로드 패스에 영향을 주는 것을 알 수 있다.

일본 공개특허공보 2010-247795호 일본 공개특허공보 2006-240602호

지켄 센터 구조 조사 시리즈 토요타 코롤라 악시오, 143 페이지 코바야시 외,「지표 U* 에 의한 박판 구조의 평가」, 자동차 기술회 학술 강연회 예고집, No.34 - 11, p.5 - 10 (2011)

그러나, 특허문헌 1 및 비특허문헌 1 로 대표되는 바와 같이, 종래의 커플링 구조에서는, 도 14 에 예시한 바와 같이, 사이드 실 (14) 또는 센터 터널 (20) (도 13 참조) 과 접합되는 부분의 폭 w1 이 작고, 커플링 구조에 고강도에 더하여 추가로 고강성을 요구하기는 어렵다.

또, 비특허문헌 2 의 기재로부터, 로드 패스에 해트 단면 부재의 능선과 용접부의 상대 위치가 관여하는 것을 알 수 있다. 그러나, 비특허문헌 2 는, 효율적인 로드 패스를 실현하기 위해서는, 능선과 용접부를 어떻게 배치해야 할 것인지에 대해서는 전혀 개시, 시사되어 있지 않다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 강도에 더하여 추가로 강성을 향상시킬 수 있는 커플링 구조를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 관련된 커플링 구조는, 금속판의 프레스 성형 부품인 해트 단면 부재의 길이 방향의 단부와 타부재의 커플링 구조로서, 상기 해트 단면 부재의 길이 방향의 단부가, 바닥벽 단부와 측벽 단부 2 개 지점의 3 개로 불연속으로 나누어지고, 상기 바닥벽 단부의 폭은 상기 해트 단면 부재의 중앙부의 바닥벽의 폭보다 넓게 되고, 상기 바닥벽 단부는 상기 타부재와 용접되어 있고, 상기 측벽 단부 2 개 지점은 굽힘 성형되어 상기 타부재에 용접되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관련된 커플링 구조는, 상기 발명에 있어서, 상기 바닥벽 단부는 적어도 상기 해트 단면 부재의 중앙부에 있어서의 바닥벽의 능선의 연장선 상에서 상기 타부재와 스폿 용접되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관련된 커플링 구조는, 상기 발명에 있어서, 상기 측벽 단부 2 개 지점은 상기 타부재에 스폿 용접되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관련된 커플링 구조는, 상기 발명에 있어서, 상기 바닥벽 단부는 상기 해트 단면 부재의 길이 방향의 단부를 향하여 넓어지는 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관련된 커플링 구조에 의하면, 강도에 더하여 추가로 강성을 향상시킬 수 있다.

도 1a 는, 본 발명의 제 1 실시형태인 플로어 구조의 경우에 있어서의 커플링 구조의 일실시예의 사시도이다.
도 1b 는, 본 발명의 제 1 실시형태인 플로어 구조의 경우에 있어서의 커플링 구조의 다른 실시예의 사시도이다.
도 1c 는, 본 발명의 제 1 실시형태인 플로어 구조의 경우에 있어서의 커플링 구조의 다른 실시예의 사시도이다.
도 2a 는, 1 장의 판으로부터 도 1a 에 나타내는 해트 단면 부재를 제작하기 위한 블랭크 형상을 나타내는 평면도이다.
도 2b 는, 1 장의 판으로부터 도 1b 에 나타내는 해트 단면 부재를 제작하기 위한 블랭크 형상을 나타내는 평면도이다.
도 2c 는, 1 장의 판으로부터 도 1c 에 나타내는 해트 단면 부재를 제작하기 위한 블랭크 형상을 나타내는 평면도이다.
도 3 은, 강성 시험 방법을 나타내는 사시도이다.
도 4 는, 도 3 에 나타내는 강성 시험에서 얻어지는 부하 하중 입력판의 변위와 부하 하중의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5 는, 강성 시험에 의한 종래예의 커플링 시험체의 강성을 기준으로 한 발명예의 커플링 시험체의 강성 향상률을 나타내는 도면이다.
도 6 은, 본 발명의 제 2 실시형태인 플로어 구조의 경우에 있어서의 커플링 구조의 일실시예의 사시도이다.
도 7a 는, 도 6 의 크로스 멤버와 사이드 실의 용접부를 상세하게 나타내는 평면도이다.
도 7b 는, 도 6 의 크로스 멤버와 사이드 실의 용접부를 상세하게 나타내는 확대 사시도이다.
도 8 은, 1 장의 금속판으로부터 도 6 에 나타내는 해트 단면 부재를 제작하기 위한 블랭크 형상을 나타내는 평면도이다.
도 9a 는, 발명예 11 의 커플링 시험체를 나타내는 평면도 및 정면도이다.
도 9b 는, 발명예 12 의 커플링 시험체를 나타내는 평면도 및 정면도이다.
도 9c 는, 발명예 13 의 커플링 시험체를 나타내는 평면도 및 정면도이다.
도 10a 는, 1 장의 금속판으로부터 도 9a 에 나타내는 해트 단면 부재를 제작하기 위한 블랭크 형상을 나타내는 평면도이다.
도 10b 는, 1 장의 금속판으로부터 도 9b 에 나타내는 해트 단면 부재를 제작하기 위한 블랭크 형상을 나타내는 평면도이다.
도 10c 는, 1 장의 금속판으로부터 도 9c 에 나타내는 해트 단면 부재를 제작하기 위한 블랭크 형상을 나타내는 평면도이다.
도 11a 는, 비교예 14 의 커플링 시험체를 나타내는 평면도이다.
도 11b 는, 발명예 15 의 커플링 시험체를 나타내는 평면도이다.
도 11c 는, 발명예 16 의 커플링 시험체를 나타내는 평면도이다.
도 12 는, 강성 시험에 의한 비교예 14 의 커플링 시험체의 강성을 기준으로 한 발명예 11 내지 발명예 13 및 발명예 15, 발명예 16 의 커플링 시험체의 강성 향상률을 나타내는 도면이다.
도 13 은, 자동차의 플로어 구조의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 14 는, 종래의 커플링 구조의 일례를 나타내는 사시도이다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태인 커플링 구조에 대해서 상세하게 설명한다.

[제 1 실시형태]

도 1a 내지 도 1c 는 각각, 본 발명의 제 1 실시형태인 플로어 구조에 있어서의 커플링 구조의 실시예 1 내지 실시예 3 의 사시도이다. 도 1a 내지 도 1c 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3 의 커플링 구조는, 사이드 실 (14) 과, 크로스 멤버 (26) 를 구비하고 있다. 사이드 실 (14) 은, 해트 단면 부재 (15) 와 평탄 부재 (16) 를 구비하고 있다. 크로스 멤버 (26) 는, 해트 단면 부재 (27) 와, 평탄 부재 (28) 를 구비하고 있다. 해트 단면 부재 (27) 의 길이 방향의 단부는, 3 개의 부분 (바닥벽 단부 (27a), 측벽 단부 (27b, 27c)) 으로 나누어지고, 해트 단면 부재 (15) 의 벽면에 접합되어 있다. 도 1a 내지 도 1c 는 각각 3 개의 부분으로 나누어지는 해트 단면 부재 (27) 의 길이 방향 단부의 형상이 상이한 경우를 나타낸다. 도 중의 × 표시는 스폿 용접 타점 위치를 나타낸다.

바닥벽 단부 (27a), 측벽 단부 (27b, 27c) 중에서, 바닥벽 단부 (27a) 는 사이드 실 (14) 의 상면과 접합되어 있고, 그 폭 w1 은 해트 단면 부재 (27) 의 중앙부 바닥벽의 폭 W 보다 넓다. 이로써, 용접부의 범위를 해트 단면 부재 (27) 의 중앙부 바닥벽의 폭 W 보다 넓게 할 수 있다.

도 2a 내지 도 2c 는 각각, 1 장의 판으로부터 도 1a 내지 도 1c 에 나타내는 해트 단면 부재 (27) 를 제작하는 방법을 나타내는 도면이다. 도 2a 내지 도 2c 는 블랭크 (소판 (素板)) 형상, 도 1a 내지 도 1c 는 도 2a 내지 도 2c 의 블랭크를 굽힘 성형하여 얻어진 해트 단면 부재의 형상이다. 도 2a 내지 도 2c 에 나타내는 바와 같이, 해트 단면 부재 (27) 를 제작할 때에는, 해트 단면 부재 (27) 의 길이 방향의 단부의 플랜지부가 굽힘 가공에 의해서 3 개의 부분으로 나누어지도록 절결 (27d) 을 형성해 둔다. 도 2a 내지 도 2c 에서는 절결 (27d) 형상이 상이하다. 절결 (27d) 형상은 길이 방향 단부에 가까워짐에 따라서 넓어지도록 하면 된다. 이로써, 블랭크 단부를 타발 또는 절단하여 커플링 구조를 제작할 때, 블랭크의 자투리를 제거할 필요가 없어 블랭크 전체를 사용하여 유효하게 커플링을 제작할 수 있다. 이 블랭크를 굽힘 성형하여 도 1a 내지 도 1c 에 나타내는 해트 단면 부재 (27) 를 제작한다.

도 14 에 나타낸 종래의 커플링 구조에서는, 해트 단면 부재 (23) 의 길이 방향의 3 개의 단부 중 중앙의 바닥벽 단부 (23a) 는, 해트 단면 부재 (23) 의 중앙부 바닥벽의 폭 W 보다 좁은 범위에서만 사이드 실 (14) 에 접합할 수 있었다. 이에 비하여, 도 1a 내지 도 1c 에 나타내는 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서는, 바닥벽 단부 (27a) 의 폭 w1 이 해트 단면 부재 (27) 의 중앙부 바닥벽의 폭 W 보다 넓게 되어 있다. 이 결과, 용접부의 범위가 해트 단면 부재 (27) 의 중앙부 바닥벽의 폭 W 보다 넓어져, 커플링의 강성을 높일 수 있다.

해트 단면 부재 (27) 의 길이 방향의 3 개의 단부 (27a, 27b, 27c) 중에서, 바닥벽 단부 (27a) 는 해트 단면 부재 (27) 의 중앙부와 동일 평면일 필요는 없고, 굽힘 가공하여 다른 부품에 접합해도 된다.

[실시예 1]

본 실시예에서는, 판두께 1.2 ㎜ 의 인장 강도 980 ㎫ 급의 냉연 강판을 사용하여 도 1a 내지 도 1c 에 나타내는 커플링 구조와 동일한 구성을 갖는 발명예 1 내지 3 의 커플링 시험체를 제작하였다. 또, 비교 대상이 되는 종래예의 커플링 시험체로서 도 14 에 나타내는, 바닥벽 단부 (23a) 의 폭 w1 이 크로스 멤버 (22) 의 중앙부 바닥벽의 폭 W 보다 좁은 커플링 구조를 제작하였다. 그리고, 발명예 및 종래예의 커플링 시험체에 대해서 강성 시험을 실시하였다.

도 3 에 강성 시험 방법을 나타낸다. 이 강성 시험에서는, 부품 (35) 과 부품 (36) 으로 이루어지는 사이드 실에 상당하는 부재 (34) 의 길이 방향 양단부에 고정판 (37, 38) 을 용접으로 부착하여 고정판 (37, 38) 을 고정시키고, 부품 (47) 과 부품 (48) 으로 이루어지는 크로스 멤버에 상당하는 부재 (46) 의 단부에 부하 하중 입력판 (50) 을 용접으로 부착하고, 그 부하 하중 입력판 (50) 에 x 방향의 부하 Fx 와 y 방향의 부하 Fy 를 각각 부여하였다.

도 4 는 도 3 에 나타내는 강성 시험에서 얻어지는 부하 하중 입력판 (50) 의 변위와 하중 관계를 나타내고, 커플링 시험체의 강성은 하중을 부하 하중 입력판 (50) 의 변위로 나눈 값으로 하였다. 동일 변위당의 하중이 클수록 강성이 높아진다.

도 5 에 강성 시험에 의한 종래예의 커플링 시험체와 발명예 1 내지 발명예 3 의 커플링 시험체의 비교 결과를 나타낸다. 각 시험체의 강성은 도 14 에 나타낸 종래예의 커플링 시험체의 강성을 기준으로 한 발명예 1 내지 발명예 3 의 커플링 시험체의 강성 향상률 (％) 로 나타낸다. 발명예 1 내지 발명예 3 의 커플링 시험체는 어느 부하 방향에 대해서도 강성 향상률이 플러스 값으로서, 종래예의 커플링 시험체보다 우수한 강성을 구비하고 있었다.

이상으로부터, 발명예 1 내지 발명예 3 의 커플링 시험체는 종래예의 커플링 시험체에 비해서 높은 강성을 얻기에 적합한 커플링 구조인 것을 알 수 있다.

[제 2 실시형태]

도 6 은 본 발명의 제 2 실시형태인 플로어 구조의 경우에 있어서의 커플링 구조의 실시예 1 의 사시도로서, 크로스 멤버 (62) 와 사이드 실 (64) 이 접합된 구조를 나타낸다.

도 6 에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 해트 단면 부재인 크로스 멤버 (62) 의 길이 방향의 단부는, 3 개의 부분 (바닥벽 단부 (62a), 측벽 단부 (62b, 62c)) 으로 나누어지고, 각각이 사이드 실 (64) 과 접합되어 있다.

이들 3 개의 단부 중 바닥벽 단부 (62a) 는 사이드 실 (64) 의 상면과 접합되어 있고, 그 폭 w1 은 크로스 멤버 (62) 의 중앙부 바닥벽의 폭 W 보다 넓으며, 또, 그곳에 존재하는 스폿 용접 타점 (66) 의 위치 × 는 크로스 멤버 (62) 의 중앙부 바닥벽의 폭 W 보다 넓은 범위에 이르고 있다.

도 7a, 도 7b 는 각각 도 6 의 크로스 멤버 (62) 와 사이드 실 (64) 의 용접부를 나타내는 평면도 및 도 7a 의 일부 확대 사시도이다. 도 7a 에 나타내는 바와 같이, 크로스 멤버 (62) 의 능선 (62d) 의 연장선 L 에 가장 가까운 스폿 용접 타점 (68) 이 능선 (62d) 의 연장선 L 상에 배치되어 있다. 이 때, 능선 (62d) 의 연장선 L 상에 스폿 용접 타점 (68) 이 배치된다는 것은, 도 7b 에 나타내는 크로스 멤버 (62) 의 굽힘 R 부 범위 X₂ 에, 적어도 스폿 용접 타점 (68) 의 너겟의 단 (端) 이 걸려 있는 것을 가리킨다.

도 14 에 예시한 종래의 커플링 구조에서는, 크로스 멤버 (23) 의 길이 방향의 3 개의 단부 (23a, 23b, 23c) 중 바닥벽 단부 (23a) 가 크로스 멤버 (23) 의 중앙부 바닥벽의 폭 W 보다 좁은 범위 w1 에서만 접합할 수 있었다. 이에 반하여, 본 실시 형태에서는, 바닥벽 단부 (62a) 의 폭 w1 이 크로스 멤버 (62) 의 중앙부 바닥벽의 폭 W 보다 넓다. 이 결과, 용접부 범위를 크로스 멤버 (62) 의 중앙부 바닥벽의 폭 W 보다 넓게 할 수 있기 때문에 커플링의 강성을 높일 수 있다.

또, 1 장의 판으로 제작되는 크로스 멤버 (62) 등의 해트 단면 부재의 블랭크 형상으로는, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 해트 단면 부재의 길이 방향의 단부가 3 개의 부분으로 나누어지도록 절결 (62e) 를 형성해 두면 된다. 즉, 절결 형상이 해트 단면 부재의 길이 방향의 단을 향함에 따라서 넓어지는 형상으로 한다. 이로써, 3 개의 단부 중 바닥벽 단부의 면적이 커지기 때문에 강성을 높일 수 있다.

[실시예 2]

도 9a 내지 도 9c 는 각각, 발명예 11 내지 발명예 13 의 커플링 시험체로서, 상기 도 7a 및 도 7b 에 나타내는 크로스 멤버의 능선의 연장선 상에 스폿 용접 타점이 배치된다. 각 커플링 시험체는 본 발명의 제 2 실시형태에 기초하는 커플링 구조로 되어 있다. 커플링 시험체는, 해트 단면 시험 부품인 크로스 멤버에 대응하는 부품 (71), 평탄 시험 부품인 부품 (72), 도 6 의 사이드 실 (64) 의 해트 단면 시험 부품에 대응하는 부품 (73), 및 평탄 시험 부품에 대응하는 부품 (74) 의 4 개의 부품으로 이루어지고, 크로스 멤버에 대응하는 부품 (71) 의 길이 방향의 단부는, 3 개의 부분 (71a, 71b, 71c) 으로 나누어져 부품 (73) 의 벽면에 접합되어 있다. 도 9a 내지 도 9c 는, 부품 (71) 의 3 개의 부분 (71a, 71b, 71c) 으로 나누어지는 길이 방향의 단부의 분할 형상이 상이한 경우를 나타낸다. 도 중의 × 표는 스폿 용접 타점 (66) 의 위치를 나타낸다. 사용한 재료는 부품 (71) 내지 부품 (74) 모두 판두께 1.2 ㎜ 의 인장 강도 980 ㎫ 급의 냉연 강판으로 하였다.

도 10a 내지 도 10c 는, 도 9a 내지 도 9c 에 나타낸 3 종류 형상의 부품 (71) 을 제작할 때의 블랭크 형상을 각각 가리키고, 블랭크 길이 방향의 단부의 3 개로 분할되는 절결 (71e) 형상이 상이하다.

도 11a 는 비교예 14, 도 11b 및 도 11c 는 본 발명의 스폿 용접 위치를 비교하는 발명예 15 및 발명예 16 의 커플링 시험체를 나타낸다. 도 11a 에 나타내는 비교예 14 의 커플링 시험체에서는, 부품 (71) 의 길이 방향의 3 개의 단부 중 바닥벽 단부 (71a) 의 폭 w1 이 부품 (71) 의 중앙부 바닥벽의 폭 W 이내로 되어 있다. 도 11b 에 나타내는 발명예 15 의 커플링 시험체 및 도 11c 에 나타내는 발명예 16 의 커플링 시험체에서는, 바닥벽 단부 (71a) 의 폭 w1 이 각각 부품 (71) 의 중앙부 바닥벽의 폭 W 보다 넓게 되어 있다. 도 11b 에 나타내는 발명예 15 의 커플링 시험체에서는, 부품 (71) 의 스폿 용접 타점 (66) (직경 약 5 ㎜) 중, 부품 (71) 의 능선 (71d) 에 가장 가까운 스폿 용접 타점 (68) 이, 부품 (71) 의 능선 (71d) 의 연장선 상 위치 (도 7b 에 나타내는 굽힘 R 부 범위 X₂ 의 외측단) 로부터 좌우의 외측으로 10 ㎜ 어긋나 있다. 또, 도 11c 에 나타내는 발명예 16 의 커플링 시험체에서는, 부품 (71) 의 스폿 용접 타점 (66) (직경 약 5 ㎜) 중, 부품 (71) 의 능선 (71d) 에 가장 가까운 스폿 용접 타점 (68) 이, 부품 (71) 의 능선 (71d) 의 연장선 상의 위치 (도 7b 에 나타내는 굽힘 R 부 범위 X₂ 의 내측단) 로부터 좌우의 내측으로 10 ㎜ 어긋나 있다.

도 12 에, 발명예 11 내지 발명예 13 및 발명예 15, 발명예 16 의 커플링 시험체와 비교예 14 의 커플링 시험체에 대한 강성 시험 결과를 나타낸다. 강성 시험은, 도 3 에 나타낸 방법과 동일한 방법으로 실시하였다. 각 커플링 시험체의 강성은, 도 11a 에 나타낸 비교예 14 의 커플링 시험체의 강성을 기준으로 한 강성 향상률 (％) 로 나타낸다. 발명예 11 내지 발명예 13 및 발명예 15, 발명예 16 의 커플링 시험체는 모두 비교예 14 의 커플링 시험체보다 우수한 강성을 구비하고 있고, 크로스 멤버 능선의 연장선 상에 스폿 용접 타점을 배치한 발명예 11 내지 발명예 13 의 커플링 시험체는 현저하게 우수한 강성을 구비하고 있었다.

이상으로부터, 발명예 11 내지 발명예 13 및 발명예 15, 발명예 16 의 커플링 시험체는 비교예 14 의 커플링 시험체에 비해서 높은 강성을 얻는 데 적합한 커플링 구조이고, 특히 발명예 11 내지 발명예 13 의 커플링 시험체는 보다 적합한 커플링 구조인 것을 알 수 있다.

상기 실시예에 있어서는, 본 발명이 자동차의 플로어 구조에 있어서의 사이드 실과 크로스 멤버의 접합에 적용되고 있었지만, 본 발명의 적용 대상은 이에 한정되지 않고, 차량용의 다른 부재나 차량용 이외의 부재의 접합에도 적용할 수 있다.

산업상 이용가능성

본 발명에 의하면, 강도에 더하여 추가로 강성을 향상시킨 커플링 구조를 제공할 수 있다.

14 : 사이드 실
15 : 해트 단면 부재
16 : 평탄 부재
26 : 크로스 멤버
27 : 해트 단면 부재
27a : 바닥벽 단부
27b, 27c : 측벽 단부
27d : 절결
28 : 평탄 부재
34 : 시험 부재
35 : 해트 단면 시험 부품
36 : 평탄 시험 부품
37, 38 : 고정판
46 : 시험 부재
47 : 단면 시험 부품
48 : 평탄 시험 부품
50 : 부하 하중 입력판
62 : 크로스 멤버
62a : 바닥벽 단부
62b, 62c : 측벽 단부
62d : 능선
62e, 71e : 절결
64 : 사이드 실
66 : 스폿 용접 타점

Claims

금속판의 프레스 성형 부품인 해트 단면 부재의 길이 방향의 단부와 타부재의 커플링 구조로서,
상기 해트 단면 부재의 길이 방향의 단부가, 바닥벽 단부와 측벽 단부 2 개 지점의 3 개로 불연속으로 나누어지고, 상기 바닥벽 단부의 폭은 상기 해트 단면 부재의 중앙부 바닥벽의 폭보다 넓게 되고, 상기 바닥벽 단부는 상기 타부재와 용접되어 있고, 상기 측벽 단부 2 개 지점은 굽힘 성형되어 상기 타부재에 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 커플링 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 바닥벽 단부는 적어도 상기 해트 단면 부재의 중앙부에 있어서의 바닥벽의 능선의 연장선 상에서 상기 타부재와 스폿 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 커플링 구조.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 측벽 단부 2 개 지점은 상기 타부재에 스폿 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 커플링 구조.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 바닥벽 단부는 상기 해트 단면 부재의 길이 방향의 단부를 향하여 넓어지는 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 커플링 구조.
제 3 항에 있어서,
상기 바닥벽 단부는 상기 해트 단면 부재의 길이 방향의 단부를 향하여 넓어지는 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 커플링 구조.