KR101886897B1 - 차량 골격 부재 - Google Patents

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타다시 야마지
코지 스즈키
유타카 야기
마사토모 테시마
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데이진 가부시키가이샤
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Abstract

열가소성 수지와 강화섬유로 된 복합재료로 구성되는 복수의 부재를 체결한 부위를 포함하고, 체결면 내에 차체 전후방향 및/또는 차체 좌우방향에 대해 평행한 축이 포함되며, 진동 용착에 의해 체결된 부위를 갖는 차량 골격 부재.

Description

차량 골격 부재{VEHICLE SKELETON MEMBER}
본 발명은, 열가소성 수지와 강화섬유로 된 복합재료로 구성되는 부재를 포함하는 차량 골격 부재에 관한 것으로서, 특히 경량이면서 강도가 우수한 차량 골격 부재에 관한 것이다.
현재의 차량 골격 부재는 스틸을 판금 가공하고, 스폿 용접으로 조립한 구조가 일반적이다.
차량 골격 부재는 차체의 강성을 높이기 위한 보강 구조와, 거주 공간을 만들기 위해, 매우 복잡한 형상으로 되어 있지만, 로봇화된 스폿 용접 기술에 의해 접합부의 형상에 큰 제한을 필요로 하지 않기 때문에 높은 생산성을 가능하게 하고 있다.
한편, 최근에는 자동차의 환경 부하를 낮추기 위해, 차체 중량의 경감이 강하게 요망되어, 탄소섬유 복합재료를 차량 골격 부재에 적용하는 시도가 이루어지고 있다. 이들 탄소섬유 복합재료제 차량 골격 부재는, 기존의 스틸에 의한 차량 골격 부재보다 대폭적인 경량화가 이루어지고 있지만, 기존의 스틸제 차량 골격 부재의 복잡한 형상을 답습하기 때문에, 고가의 탄소섬유 직물을 이용하면서 생산성이 낮은 핸드 레이업(hand lay-up)이나 오토클레이브(autoclave) 법을 사용해서 성형되고 있다. 따라서, 경제성 면에서 그 보급은 극히 한정적이다. 최근에는, RTM법(Resin Transfer Molding법) 등을 이용함으로써 생산성을 개선하는 시도도 이루어지고 있지만(특허문헌 1 참조), 매트릭스로 이용하는 열경화성 수지의 경화 반응 시간이 율속(律速)이 되어, 범용 차량에 적용 가능한 기술이라고는 말하기 어렵다.
또한, 섬유 강화 복합재료를 차량 골격 부재에 적용할 때에는, 섬유 강화 복합재료끼리의 접합, 및 섬유 강화 복합재료와 금속 등의 다른 재료와의 접합이 과제가 되고 있다. 섬유 강화 복합재료는 경량 고강도인 반면, 볼트 체결 등의 국소적인 하중을 작용시키는 것은 바람직하지 않기 때문에, 체결부의 하중을 분산시키기 위한 구조가 수많이 제안되어 있다. 특허문헌 2에 섬유 강화 복합재료의 장착 구조의 예가 나타나 있다. 이들 구조에 의해 체결 부분의 응력 집중을 회피하는 것은 가능하지만, 구조가 복잡해지기 때문에 생산성의 개선에는 한계가 있다.
한편으로 섬유 강화 복합재료의 생산성을 향상시키기 위한 수단으로서, 매트릭스에 열가소성 수지를 이용한 열가소성 섬유 강화 복합재료가 개발되어 있다. 열가소성 섬유 강화 복합재료는 가열하여 가소화시킨 후에, 스탬핑 성형에 의해 짧은 택트(tact)로 형상을 부여하는 것이 가능하고, 스탬핑 시에 필요한 프레스 압력이 스틸의 스탬핑 성형보다 낮기 때문에, 차량용 플로어 정도의 크기라면, 일체(一體) 성형하는 것이 가능하다. 또한, 열가소성 섬유 강화 복합재료는 재가열에 의해 연화(軟化)시키는 것이 가능하기 때문에, 용착에 의한 접합이 가능하다는 것도 특징 중 하나이다.
특개 2008-68720호 공보 특개 2006-64010호 공보
본 발명은, 열가소성 수지와 강화섬유로 된 복합재료로 구성되는 부재를 포함하는 차량 골격 부재에 있어서, 복합재료의 체결 부위에 높은 접합강도를 갖게 하여, 차량 구조로서의 충분한 강도를 구비한 차량 골격 부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 열가소성 수지와 강화섬유로 된 복합재료로 차량 골격 부재를 구성하고, 복합재료를 진동 용착에 의해 체결하는 것, 나아가서는 진동 용착에 의해 체결하기에 알맞은 체결면, 차량 구조 설계로 함으로써 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하였다. 즉 본 발명은, 열가소성 수지와 강화섬유로 된 복합재료로 구성되는 복수의 부재를 체결한 부위를 포함하고, 체결면 내에 차체 전후방향 및/또는 차체 좌우방향에 대해 평행한 축이 포함되며, 진동 용착에 의해 체결된 부위를 갖는 차량 골격 부재이다.
본 발명의 차량 골격 부재는, 열가소성 수지와 강화섬유로 된 복합재료로 구성되는 복수의 부재를 체결한 부위를 포함하고, 그 체결면 내에 차체 전후방향 및/또는 차체 좌우방향에 대해 평행한 축이 포함되며, 또한 체결면을 그 축을 포함하는 평면 및/또는 등단면 형상을 갖는 곡면으로 함으로써, 체결 부위마다 진동 용착 장치와 지그를 설치하는 일 없이, 복수의 부재를 동시에 진동 용착에 의해 체결하는 것이 가능해진다. 또한, 진동 용착에 의한 체결은 통상의 접착제에 의한 접합보다 단시간에 높은 접합강도를 얻는 것이 가능하고, 또 접착제나 금속 체결 부재를 거의 필요로 하지 않기 때문에 경량화에 우수한 차량 구조를 높은 생산성으로 얻을 수 있다.
도 1은 평면상의 체결면과 진동방향의 모식도이다.
도 2는 등단면 형상의 체결면과 진동방향의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 차량 골격 부재의 실시예를 나타내는 모식도이다.
도 4는 본 발명의 차량 골격 부재의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 5는 차량 골격 부재가 하부 플로어 구조부품인 경우의 조립방법을 나타내는 모식도이다.
도 6은 차량 골격 부재가 하부 플로어 구조부품인 경우의 조립방법을 나타내는 모식도이다.
도 7은 하부 플로어 구조부품의 진동 용착 부분의 단면(斷面) 형상을 나타내는 모식도이다.
도 8은 차량 골격 부재가 상부 플로어 구조부품인 경우의 조립방법을 나타내는 모식도이다.
도 9는 차량 골격 부재가 상부 플로어 구조부품인 경우의 조립방법을 나타내는 모식도이다.
도 10은 상부 플로어 구조부품의 진동 용착 부분의 단면(斷面) 형상을 나타내는 모식도이다.
도 11은 차량 골격 부재가 사이드 실 구조부품인 경우의 조립방법을 나타내는 모식도이다.
도 12는 사이드 실 구조부품의 진동 용착 부분의 단면(斷面) 형상을 나타내는 모식도이다.
도 13은 차량 골격 부재가 차체 상부 구조부품인 경우의 조립방법을 나타내는 모식도이다.
도 14는 차량 골격 부재가 차체 상부 구조부품인 경우의 조립방법을 나타내는 모식도이다.
도 15는 차체 상부 구조부품의 진동 용착 부분의 단면(斷面) 형상을 나타내는 모식도이다.
도 16은 각(各) 구조부품을 일체화하여 차량 골격 부재를 구성하는 경우의 조립방법을 나타내는 모식도이다.
도 17은 일체화된 차량 골격 부재의 진동 용착 부분의 단면(斷面) 형상을 나타내는 모식도이다.
이하에, 본 발명의 실시 형태에 대해 순차적으로 설명한다.
[차량 골격 부재]
본 발명의 차량 골격 부재는, 자동차의 차체를 구성하는 부재이며, 구체 예로서는 플로어(floor) 구조부품, 사이드 실(side sill) 구조부품, 필러(pillar)ㆍ루프 레일(roof rail) 등을 포함하는 차체 상부 구조부품, 및 그들의 복합체를 들 수 있다. 차량 골격 부재는, 열가소성 수지와 강화섬유로 된 복합재료로 구성되는 부재를 포함하며, 이들 복수의 복합재료로 구성되는 부재를 체결한 부위를 갖고 있다. 차량 골격 부재에는, 열가소성 수지와 강화섬유로 된 복합재료로 구성되는 부재 이외에, 금속이나 세라믹과 같은 복합재료 이외의 재질로 구성된 부재, 매트릭스(matrix)가 열경화성 수지인 복합재료 등을 갖고 있어도 된다. 차체 경량화라는 관점에서는, 차량 골격 부재에 있어서의 복합재료로 구성되는 부재의 비율이 높은 것이 바람직하다. 구체적으로는 차량 골격 부재에 있어서의 복합재료로 구성되는 부재의 중량 비율은 50%이상, 더 바람직하게는 80%이상 100%이하이다.
[진동(振動) 용착(溶着), 및 체결면(締結面)]
진동 용착이란 2개의 부재(수지(樹脂) 부품 등)를 가압에 의해 접촉시킨 상태에서, 주기적으로 진동시킴으로써 2 부재 사이에 발생하는 마찰열에 의해 수지를 용융시켜 접합하는 방법이며, 공지의 진동 용착기를 이용하여 행할 수 있다. 본 발명의 차량 골격 부재에 있어서는, 복합재료의 매트릭스인 열가소성 수지가 진동에 의해 용융되어 체결된다.
본 발명의 차량 골격 부재는, 차체 전후방향 및/또는 차체 좌우방향에 대해 평행한 축이, 진동 용착을 행하는 체결면 내에 포함되도록 차량 골격 부재를 설계한 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 차량 골격 부재는 체결 부위를 체결면 내에 차체 전후방향 및/또는 차체 좌우방향에 대해 평행한 축이 포함되도록 배치하고, 진동 용착에 의해 체결된 부위를 갖는 것을 특징으로 한다. 여기서의 평행이란, 완전히 평행일 필요는 없고, 실질적으로 플러스 마이너스 10도 정도이면 허용할 수 있다. 이 경우도, 복수의 체결면이 일정 각도로 어긋나 있는 것이 바람직하다.
차량 골격 부재 중, 차체 전후방향 및/또는 차체 좌우방향에 대해 평행한 축을 포함하지 않는 체결면이 있어도 되지만, 차체 전후방향 및/또는 차체 좌우방향에 대해 평행한 축을 포함하는 체결면의 비율이 체결부 면적의 50∼100%인 것이 바람직하다. 나아가서는 평행한 축을 포함하는 체결면의 비율이 체결부 면적의 80∼100%인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 체결면적이란 복수의 부품끼리나 부재끼리, 또는 부품과 부재의 체결부의 강도 설계를 행할 때에, 체결방법의 종류에 따라 개별적으로 설정하는 설계상의 체결면적을 말하며, 체결부의 전체 면적과는 다르다. 예를 들면, 도 7, 도 10, 도 12, 도 15, 도 17에 있어서는, 단면도 중의 화살표로 나타내는 개소(箇所)가 진동 용착 부분이며, 이들 개소의 합계 면적이 체결면적이다. 차량 골격 부재에 있어서 전체 체결부의 체결면적의 총계를 전체 체결면적으로 한다.
차량 골격 부재를 상업적인 레벨로 생산하는 경우, 차량 골격 부재 중, 차체 전후방향 및/또는 차체 좌우방향에 대해 평행한 축을 포함하는 체결면의 비율이 높은 것이 바람직하다. 구체적으로는 전체 체결 개소의 50%이상이 차체 전후방향 및/또는 차체 좌우방향에 대해 평행한 축을 포함하는 것이 바람직하다. 나아가서는 전체 체결 개소의 80%이상이 차체 전후방향 및/또는 차체 좌우방향에 대해 평행한 축을 포함하는 것이 바람직하다.
차량 골격 부재에 있어서 차체 전후방향 및/또는 차체 좌우방향에 대해 평행한 축을 포함하지 않는 체결면은, 진동 용착 장치와 지그의 방향을 그때마다 조절함으로써 진동 용착으로 체결하는 것도 가능하지만, 진동 용착 이외의 방법으로 적절히 체결하는 것도 가능하다.
생산 라인은 차량의 전후방향 및/또는 좌우방향에 대해 평행한 축에 배치하는 것이 바람직하므로, 차량 골격 부재를 구성하는 복합재료의 체결면을, 차량의 전후방향 및/또는 좌우방향에 대해 평행한 축을 포함하도록 설계하는 것이 바람직하다.
차량 골격 부재를 상업적인 레벨로 생산하는 경우, 차량 골격 부재의 복수의 체결면은 동일 방향에 있는 것이 생산 효율의 점에서 바람직하다. 구체적으로는 동일 방향에 있는 체결면의 전체 체결면적에 대한 비율이, 바람직하게는 50∼100%, 더 바람직하게 80∼100%이다. 여기서 체결면적의 정의는 상기에 나타낸 바와 같다.
구체적으로는 체결면의 수에 대해, 전체 체결 개소의 50%이상이 동일 방향인 것, 나아가서는 80%이상이 동일 방향인 것이 바람직하다.
진동 용착에 의해 체결하기 위해서는, 차량 골격 부재 중의 복합재료끼리의 체결면은, 평면 및/또는 등단면(等斷面) 형상을 갖는 곡면인 것이 바람직하다. 등단면 형상을 갖는 곡면이란, 곡선을 갖는 평면을 평행하게 압출한 형상의 것이다. 단면(斷面) 형상으로서는 원, 타원, 반원, 반원통형 등을 들 수 있다. 도 1에 평면상의 체결면과 진동방향의 관계를 나타내지만, 진동방향은 면 내에서 임의로 선택 가능하다. 도 2에 등단면 형상의 체결면과 진동방향의 관계를 나타내는데, 이 경우 진동방향은 등단면의 압출 방향으로 한정되어 있다. 또한, 체결면이, 평면 및/또는 등단면 형상을 갖는 곡면 이외의 경우는, 진동 용착 이외의 방법으로 적절하게 체결할 수 있다.
본 발명의 차량 골격 부재는, 복합재료의 전체 체결면적의 50%∼100%가 진동 용착에 의한 체결인 것이 바람직하다. 여기서 체결면적의 정의는 상기에 나타낸 바와 같다. 차량 골격 부재 중에는 진동 용착에 의하지 않은 체결부가 포함되어 있어도 되지만, 경량화라는 관점에서는 진동 용착에 의한 체결 비율을 높이는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 전체 체결면적의 70∼100%가 진동 용착에 의한 체결인 것이 바람직하다. 또한 체결면에 대해, 전체 체결 개소의 50%이상이 진동 용착에 의한 체결인 것, 나아가서는 80%이상이 진동 용착에 의한 체결인 것이 바람직하다.
복합재료에 있어서의 진동 용착 이외의 체결방법으로서는 접착제를 이용하는 방법, 볼트ㆍ너트 등에 의해 기계적으로 체결하는 방법, 매트릭스 수지인 열가소성 수지를 진동 이외의 방법으로 가열 용해시켜 접착시키는 등의 공지 방법이 이용된다.
진동 용착에 있어서는, 체결면을 진동시켜 마찰 용융시키기 위한 클리어런스(clearance)가 필요하다. 예를 들면 공지의 진동 용착 장치에서는 진동방향으로 2밀리 정도의 클리어런스가 필요하므로, 루프 레일에 클리어런스를 둘 수 있는 부재 형상으로 함과 아울러, 클리어런스가 확보되기 어려운 부위에서는 진동 용착 이외의 방법을 병용하는 것도 가능하다.
[복합재료]
복합재료를 구성하는 강화섬유로서는, 체결 구조의 용도에 따른 각종 섬유를 사용할 수 있지만, 유리섬유, 폴리에스테르섬유(polyester fibers), 폴리올레핀섬유(polyolefin fibers), 탄소섬유, 파라계 아라미드섬유(para-aramide fibers), 메타계 아라미드섬유(meta-aramide fibers), 보론섬유(boron fibers), 아졸섬유(azole fibers), 알루미나섬유(alumina fibers) 등으로 이루어지는 군(群)에서 선택된 적어도 1종이 바람직한 것으로 들 수 있고, 특히 바람직하게는 비강도(比强度)와 비탄성(比彈性)이 우수한 탄소섬유이다.
복합재료 중 강화섬유의 형태는, 불연속섬유여도, 연속섬유여도 되고, 이들 중 2종 이상을 조합해서 이용해도 된다. 불연속섬유는, 구체적으로는 섬유 길이가 0.1∼10㎜미만의 단섬유 혹은, 섬유 길이가 10㎜∼100㎜의 장섬유이며, 연속섬유는, 물론 부재의 크기와 형상 등에 의해 불연속이 되므로, 섬유 길이 100㎜초과의 것을 연속섬유로 한다. 불연속섬유의 경우는, 절단 스트랜드(chopped strands) 등을 이용하여, 초지(抄紙)된 페이퍼나, 2차원 랜덤 매트(random mat)의 형태가 바람직하다. 연속섬유의 경우는, 직편물(織編物), 스트랜드 일방향 배열 시트상 제품 및 다축(多軸) 직물 등의 시트상, 또는 부직포상의 형태가 바람직하다. 또한, 다축 직물이란, 일반적으로, 일방향으로 정렬한 섬유 강화재 다발을 시트상으로 하여 각도를 바꿔서 적층한 것(다축 직물 기재(基材))을, 나일론 실, 폴리에스테르 실, 유리섬유 실 등의 스티칭 실(stitching thread)로, 이 적층체를 두께방향으로 관통하여, 적층체의 표면과 이면 사이를 표면 방향을 따라 왕복해서 스티칭한 직물을 말한다. 그 섬유 강화 복합재료 성형체를 구성하는 섬유 강화재료는, 강화섬유가 랜덤하게 분산된 것 혹은 특정 섬유 배향(配向)을 한 것이라도 되고, 강화섬유가 면(面) 배향한 것 혹은 일축(一軸) 배향한 것, 혹은 그들의 조합, 혹은 그들의 적층체인 것이 바람직하다.
특히 섬유 강화 복합재료로서는, 열가소성 수지에 절단 섬유(chopped fiber)가 랜덤 배향해 있는 랜덤 섬유 강화 복합재료이면 바람직하다. 또한, 열가소성 수지에 절단 섬유가 2차원 랜덤 배향해 있는 2차원 랜덤 섬유 강화 복합재료이면, 극히 성형성이 우수하여, 단순한 평면 형상뿐 아니라 곡부(曲部)를 포함한 복잡한 형상을 갖는 차량 골격 부재로 할 수도 있어 바람직하다. 이들 랜덤 섬유 강화 복합재료를, 다른 종류의 섬유 강화 복합재료와 조합한 것이나, 적층체로 한 것에 대해서도, 본 발명의 차량 골격 부재에 알맞게 이용할 수 있다. 섬유 강화 복합재료는, 예를 들면 섬유 강화 복합재료층과 수지만으로 된 층 혹은 강화섬유의 종류를 바꾼 섬유 강화 복합재료층을 갖는 적층체나 샌드위치 구조로 할 수도 있다. 샌드위치 구조의 경우는, 코어(core) 부재가 복합재료이고 표피 부재가 수지여도 되고, 반대로 코어 부재가 수지만으로 된 부분이고, 표피 부재가 복합재료여도 된다.
섬유 강화 복합재료에 있어서의 강화섬유/열가소성 수지의 중량비가, 20/80∼80/20인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 30/70∼70/30이다.
열가소성 수지로서, 구체적으로는, 폴리카보네이트 수지(polycarbonate resins), 폴리올레핀계 수지(polyolefin resins), 폴리에스테르 수지(polyester resins), 아크릴 수지(acrylic resins), 폴리유산(polylactic acid), 폴리아미드 수지(polyamide resins), ASA 수지, ABS 수지, 폴리에테르 케톤 수지(polyether ketone resins), 폴리에테르 이미드 수지(polyether imide resins), 폴리페닐렌 에테르 수지(polyphenylene ether resins), 폴리페닐렌 옥사이드 수지(polyphenylene oxide resins), 폴리술폰 수지(polysulfone resins), 폴리에테르 술폰 수지(polyether sulfone resins), 폴리에테르 이미드 수지(polyether imide resins), 폴리에테르 에테르 케톤 수지(polyether ether ketone resins), 폴리페닐렌 설파이드 수지(polyphenylene sulfide resins), 폴리아미드 이미드 수지(polyamide imide resins) 및 이들 수지로부터 선택되는 2종류 이상의 혼합물(수지조성물)을 들 수 있지만 특히 제한은 없다.
실시예
본 발명의 실시 형태의 구체 예에 대해 도 3∼도 17을 이용하여 설명하지만, 본 발명은 이들로 제한되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 실시예인 차량 골격 부재를 나타낸 모식도이다. 본 실시예에 있어서의 차량 골격 부재(1)는, 도 4에 나타내는 바와 같이 하부 플로어 구조부품(2)과, 상부 플로어 구조부품(3)과, 좌우 사이드 실 구조부품(4, 5)과, 필러ㆍ루프 레일을 포함하는 차체 상부 구조부품(6)으로 구성된다. 본 실시예와 같이, 하부 플로어 구조부품(2), 상부 플로어 구조부품(3), 사이드 실 구조부품(4, 5), 차체 상부 구조부품(6) 모두를 조합하여 차량 골격 부재로 해도 되고, 각각의 구조부품 및/또는 2개 이상의 구조부품의 복합체를 차량 골격 부재로 해도 된다.
도 5∼도 6에 차량 골격 부재가 하부 플로어 구조부품(2)인 경우의 조립방법을 나타낸다. 부품(2a)과 부품(2b)을 진동 용착하여 부품(2c)을 제작하고, 부품(2c)을 부품(2d)의 하면에 진동 용착함으로써, 하부 플로어 구조부품(2)을 제작할 수 있다. 여기서 부품(2c)은 부품(2a)과 부품(2b)으로 분할되어 제작되어도 되고, 일체 성형된 것이어도 된다. 부품(2c)과 부품(2d)을 진동 용착하는 경우에는, 전후방향으로 클리어런스가 필요하게 됨과 아울러 부품(2c)의 기립부(rising part)가 진동 용착될 수 없기 때문에, 진동 용착 이외의 방법을 병용하는 것이 바람직하다.
도 7에 하부 플로어 구조부품(2)의 진동 용착 부위의 단면 형상을 나타내는데, 단면도 중의 화살표 개소가 진동 용착 부분이다.
도 8∼도 9에 차량 골격 부재가 상부 플로어 구조부품(3)인 경우의 조립방법을 나타낸다. 부품(3a)과 부품(3b)을 진동 용착하여 부품(3c)을 제작하고, 부품(3d)과 부품(3e)을 진동 용착하고 나서 부품(3c)에 진동 용착함과 아울러, 부품(3f)을 부품(3c)에 진동 용착한다. 부품(3g)은 플로어 내에 배터리를 격납하는 경우의 커버로서 분리 가능한 구조로 해도 되고, 진동 용착에 의해 부품(3c)에 접합해도 된다. 여기서, 부품(3a), 부품(3b), 부품(3e)은 분할해서 제작한 후에 진동 용착으로 접합해도 되며, 몰드 내에서 일체 성형해도 된다. 도 10에 상부 플로어 구조부품(3)의 진동 용착 부위의 단면 형상을 나타내는데, 단면도 중의 화살표 개소가 진동 용착 부분이다.
도 11에 차량 골격 부재가 사이드 실 구조부품(4, 5)인 경우의 조립방법을 나타낸다. 부품(4a)과 부품(4b), 및 부품(5a)과 부품(5b)을 진동 용착하고, 그 후, 부품(4c)과 부품(5c)을 각각 진동 용착함으로써 사이드 실 구조부품(4, 5)을 제작 가능하다. 도 12에 사이드 실 구조부품(4)의 진동 용착 부위의 단면 형상을 나타내는데, 단면도 중의 화살표 개소가 진동 용착 부분이다.
도 13∼도 14에 차량 골격 부재가 차체 상부 구조부품(6)인 경우의 조립방법을 나타낸다. 부품(6a)과 부품(6b)을 진동 용착하여, 좌우 한 쌍의 필러(6c)를 제작한다. 여기서 부품(6a)과 부품(6b)은 분할해서 제작해도 되고, 중공(中空) 일체 성형되어도 된다. 그 후, 부품(6e)에 부품(6d)을 끼워넣는 형태로 진동 용착하여 루프 레일(6f)을 제작하고, 필러(6c)와 루프 레일(6f)을 진동 용착으로 접합한다. 여기서 부품(6d)과 부품(6e)은 분할해서 제작해도 되고, 일체 성형되어도 된다. 도 15에 차체 상부 구조부품(6)의 진동 용착 부위의 단면 형상을 나타내는데, 단면도 중의 화살표 개소가 진동 용착 부분이다.
도 16에 하부 플로어 구조부품(2), 상부 플로어 구조부품(3), 좌우 사이드 실 구조부품(4, 5), 필러ㆍ루프 레일을 포함하는 차체 상부 구조부품(6)을 일체화하여 차체 골격 부재로 하는 경우의 조립방법을 나타낸다.
하부 플로어 구조부품(2)과, 사이드 실 구조부품(4, 5)을 진동 용착하고, 그 후, 상부 플로어 구조부품(3)을 진동 용착하고, 또한 차체 상부 구조부품(5)을 진동 용착함으로써 일체화된 차체 골격 부재(1)를 제작한다. 도 17에 일체화된 차체 골격 부재(1)의 진동 용착 부위의 단면 형상을 나타내는데, 단면도 중의 화살표 개소가 진동 용착 부분이다.
1 차량 골격 부재
2 하부 플로어 구조부품
(2a, 2b, 2c, 2d 부품)
3 상부 플로어 구조부품
(3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g 부품)
4 사이드 실 구조부품
(4a, 4b, 4c 부품)
5 사이드 실 구조부품
(5a, 5b, 5c 부품)
6 차체 상부 구조부품(필러(pillar)ㆍ루프(roof))
(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f 부품)

Claims (7)

  1. 열가소성 수지와 강화섬유와의 복합재료로 구성되는 복수의 부재를 체결한 부위를 포함하고, 체결면 내에 차체 전후방향 또는 차체 좌우방향 또는 차체 전후방향 및 차체 좌우방향에 대해 평행한 축이 포함되며, 진동 용착에 의해 체결된 부위를 갖고, 진동 용착된 체결면의 비율이 전체 체결면적의 50∼100%이며, 동일 방향에 있는 복수의 체결면의 전체 체결면적에 대한 비율이 50∼100%인 차량 골격 부재.
  2. 제1항에 있어서,
    체결면이 평면 또는 등단면(等斷面) 형상을 갖는 곡면, 또는 평면 및 등단면 형상을 갖는 곡면인 것을 특징으로 하는 차량 골격 부재.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    차량 골격 부재가 플로어(floor) 구조부품인 차량 골격 부재.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    차량 골격 부재가 사이드 실(side sill) 구조부품인 차량 골격 부재.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    차량 골격 부재가 차체 상부 구조부품인 차량 골격 부재.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    강화섬유가 탄소섬유인 차량 골격 부재.
  7. 열가소성 수지와 강화섬유와의 복합재료로 구성되는 복수의 부재를, 차체 전후방향 또는 차체 좌우방향 또는 차체 전후방향 및 차체 좌우방향에 대해서 평행한 축방향으로 진동시켜서 진동 용착하는 것에 의한 제1항 기재의 차량 골격 부재를 제조하는 방법.
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