KR102313060B1 - 차량용 사이드 실 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부품수를 줄이면서도 강성을 보강한 차량용 사이드 실에 관한 것으로, 이는 필러 인너 패널; 상기 필러 인너 패널의 일측에 위치한 사이드 실 인너 패널; 및 상기 필러 인너 패널의 타측에 위치한 사이드 실 아우터 레인포스를 포함하고, 상기 사이드 실 인너 패널, 상기 필러 인너 패널 및 상기 사이드 실 아우터 레인포스는 단일 판재를 절곡 성형하여 일체로 형성된다.

Description

차량용 사이드 실{Side sill for vehicle}

본 발명은 부품수를 줄이면서도 강성을 보강한 차량용 사이드 실에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 측방 차체는 하부에 차량의 길이방향을 따라 연장되게 형성된 사이드 실과, 이 사이드 실에 일단이 연결됨과 더불어 타단은 차량의 높이방향으로 연장되게 형성된 필러들을 포함한다. 필러들은 차체의 지주 역할을 하고, 사이드 실은 차량의 전방 및 측방 충돌의 대응에 중요한 차체 구조체로 작용한다.

사이드 실은 사이드 실 인너 패널과 사이드 실 아우터 레인포스 및 사이드 실 아우터 패널로 구성될 수 있다. 여기서, 사이드 실 인너 패널과 사이드 실 아우터 레인포스로 폐단면을 형성하고서 그 내부가 비어 있게 되면 각종 충돌 조건에서 사이드 실에는 좌굴이 발생하기 쉽다.

특히, 전술한 사이드 실의 구조는 차량의 측면 충돌시 충분한 측방향 강성을 갖기에는 매우 취약한 구조로 이루어져 있어 응력 집중 현상에 의해 심한 변형을 일으키게 되고, 이로 인해 사이드 실이 차량 실내로 유입되면서 탑승자의 상해 정도가 크게 나타나고 있다. 따라서, 강성 확보를 위한 사이드 실의 보강이 절실히 요구되는 실정이다.

(특허문헌 1) KR 149453 Y1

이에 본 발명은 부품수를 줄이면서도 강성을 보강한 차량용 사이드 실을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사이드 실은, 필러 인너 패널; 상기 필러 인너 패널의 일측에 위치한 사이드 실 인너 패널; 및 상기 필러 인너 패널의 타측에 위치한 사이드 실 아우터 레인포스를 포함하고, 상기 사이드 실 인너 패널, 상기 필러 인너 패널 및 상기 사이드 실 아우터 레인포스는 단일 판재를 절곡 성형하여 일체로 형성되며, 상기 사이드 실 인너 패널은 절곡 성형된 비드부를 포함하고, 상기 사이드 실 인너 패널의 비드부를 형성하는 평탄면은 상기 필러 인너 패널의 일측면에 접합될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 사이드 실은, 필러 인너 패널; 상기 필러 인너 패널의 일측에 위치한 사이드 실 인너 패널; 및 상기 필러 인너 패널의 타측에 위치한 사이드 실 아우터 레인포스를 포함하고, 상기 사이드 실 인너 패널, 상기 필러 인너 패널 및 상기 사이드 실 아우터 레인포스는 단일 판재를 절곡 성형하여 일체로 형성되며, 상기 사이드 실 아우터 레인포스는 절곡 성형된 비드부를 포함하고, 상기 사이드 실 아우터 레인포스의 비드부를 형성하는 평탄면은 상기 필러 인너 패널의 일측면에 접합될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 사이드 실은, 필러 인너 패널; 상기 필러 인너 패널의 일측에 위치한 사이드 실 인너 패널; 및 상기 필러 인너 패널의 타측에 위치한 사이드 실 아우터 레인포스를 포함하고, 상기 사이드 실 인너 패널은 절곡 성형된 비드부를 포함하며, 상기 사이드 실 아우터 레인포스는 절곡 성형된 비드부를 포함하고, 상기 사이드 실 인너 패널의 비드부를 형성하는 평탄면은 상기 필러 인너 패널의 일측면에 접합되며, 상기 사이드 실 아우터 레인포스의 비드부를 형성하는 평탄면은 상기 필러 인너 패널의 타측면에 접합되고, 상기 사이드 실 인너 패널의 비드부를 형성하는 평탄면의 높이방향 길이는 상기 사이드 실 아우터 레인포스의 비드부를 형성하는 평탄면의 높이방향 길이와 다르게 될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 단일 판재를 절곡 성형하여 일체로 형성함으로써, 부품수를 획기적으로 줄임과 동시에, 기존의 금형, 조립 등에 소요되는 비용을 대폭 절감할 수 있으며, 조립성을 현저하게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 절곡 성형된 비드부와 같은 완충 형상을 적용하여, 측면 충돌 하중에 대한 높은 변형 저항을 확보할 수 있는 효과를 얻게 된다.

더욱이, 본 발명에 의하면, 예컨대 980MPa 이상의 초고강도 강을 적용하면, 추가적인 경량화를 도모할 수 있는 효과가 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사이드 실을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사이드 실의 조립 형태를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사이드 실의 변형예를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사이드 실의 다른 변형예를 도시한 단면도이다.

이하, 본 발명이 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명된다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사이드 실을 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사이드 실의 조립 형태를 나타낸 분해 사시도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사이드 실은, 필러 인너 패널(1), 사이드 실 인너 패널(2), 사이드 실 아우터 레인포스(3) 및 사이드 실 아우터 패널(4)을 포함할 수 있다.

사이드 실 인너 패널(2)은 필러 인너 패널(1)의 일측에 위치하도록 형성될 수 있다.

사이드 실 아우터 레인포스(3)는 필러 인너 패널(1)의 타측에 위치하도록 형성될 수 있다.

사이드 실 아우터 패널(4)은 사이드 실 아우터 레인포스(3)를 둘러싸도록 형성될 수 있다.

차량은 측면의 하부에 사이드 실을 포함한다. 사이드 실은, 예컨대 센터/리어 플로어 패널(F)에 사이드 실 인너 패널(2)을 결합함으로써, 차체에 설치될 수 있다.

본 발명에서는 예컨대 980MPa 이상의 초고강도 강 등과 같은 금속 재질의 단일 판재(10)를 사용하여 절곡 성형함으로써, 사이드 실을 구성하는 사이드 실 인너 패널(2)과 필러 인너 패널(1) 및 사이드 실 아우터 레인포스(3)를 일체로 형성할 수 있다.

예를 들어, 단일 판재(10)를 제1방향(예컨대 시계방향)으로 절곡하여 일측 플랜지(11)를 형성할 수 있다.

절곡된 단일 판재(10)를 소정의 폭방향(차량의 폭방향으로서 도면에서 y방향) 길이로 연장한 후, 제2방향(예컨대 반시계방향)으로 절곡하여 소정의 높이방향(차량의 높이방향으로서 도면에서 z방향) 길이로 연장한 다음, 다시 제2방향으로 절곡하여 소정의 폭방향(y방향) 길이로 연장함으로써, 사이드 실 인너 패널(2)을 형성할 수 있다.

이어서, 단일 판재(10)를 제2방향으로 더 절곡하여 소정의 높이방향(z방향) 길이로 연장하면, 사이드 실 인너 패널(2)과 일체로 필러 인너 패널(1)을 형성할 수 있다.

다음으로, 단일 판재(10)를 제1방향으로 절곡하고 소정의 폭방향(y방향) 길이로 연장한 후, 제1방향으로 더 절곡하여 소정의 높이방향(-z방향) 길이로 연장한 다음, 다시 제1방향으로 절곡하여 소정의 폭방향(-y방향) 길이로 연장함으로써, 필러 인너 패널(1)과 일체로 된 사이드 실 아우터 레인포스(3)를 형성할 수 있다.

끝으로, 단일 판재(10)를 제2방향으로 절곡하여 타측 플랜지(12)를 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사이드 실에서, 사이드 실 인너 패널(2)은 절곡 성형된 비드부(13)를 더 포함할 수 있다.

사이드 실 인너 패널(2)을 형성하기 위해 단일 판재(10)가 절곡된 후 높이방향(-z방향) 길이로 연장할 때, 높이방향(-z방향) 길이로 연장하는 중간에서 단일 판재를 예를 들어 제2방향으로 절곡하고 소정의 폭방향(y방향) 길이로 연장한 후, 제1방향으로 절곡하여 높이방향(-z방향) 길이로 연장하면서 평탄면(15)을 형성한 다음, 다시 제1방향으로 절곡하여 소정의 폭방향(-y방향) 길이로 연장함으로써, 사이드 실 인너 패널의 비드부(13)를 형성할 수 있다.

또, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사이드 실에서, 사이드 실 아우터 레인포스(3)는 절곡 성형된 비드부(14)를 더 포함할 수 있다.

사이드 실 아우터 레인포스(3)를 형성하기 위해 단일 판재(10)가 절곡된 후 높이방향(-z방향) 길이로 연장할 때, 높이방향(-z방향) 길이로 연장하는 중간에서 단일 판재를 예를 들어 제1방향으로 절곡하고 소정의 폭방향(-y방향) 길이로 연장한 후, 제2방향으로 절곡하여 높이방향(-z방향) 길이로 연장하면서 평탄면(16)을 형성한 다음, 다시 제2방향으로 절곡하여 소정의 폭방향(y방향) 길이로 연장함으로써, 사이드 실 아우터 레인포스의 비드부(14)를 형성할 수 있다.

금속으로 된 단일 판재(10)의 절곡 성형은 예컨대 롤 포밍 등의 가공 방법으로 이루어질 수 있다.

이와 같이, 롤 포밍 등의 공법에 의해 단일 판재(10)를 절곡 성형하여 사이드 실의 구성요소를 일체로 형성함으로써, 부품수를 획기적으로 줄임과 동시에 기존의 금형, 조립 등에 소요되는 비용을 대폭 절감할 수 있으며, 조립성을 현저하게 향상시킬 수 있는 장점이 있게 된다.

특히, 롤 포밍이 적용되는 경우에 단일 판재(10)의 절곡되는 코너부의 반경이 최소화될 수 있어, 측면 충돌 하중에 대한 높은 변형 저항을 확보할 수 있다. 예를 들어, 절곡된 코너부에서의 내각은 대략 90도 내지 120도 정도의 범위를 가질 수 있다.

사이드 실을 구성하는 사이드 실 인너 패널(2)과 필러 인너 패널(1) 및 사이드 실 아우터 레인포스(3)가 일체로 형성된 다음에, 여러 번 절곡되어 만나는 사이드 실 인너 패널의 일측 플랜지(11)와 필러 인너 패널의 코너부는 서로 접합될 수 있으며, 사이드 실 아우터 레인포스의 타측 플랜지(12)와 필러 인너 패널의 코너부가 서로 접합될 수 있다.

이러한 접합을 위해, 예를 들어, 단방향 스폿 용접이나, CO₂ 용접, 레이저 용접 등이 이용될 수 있다.

한편으로, 구조용 접착제를 이용하여, 사이드 실 인너 패널(2)의 비드부(13)를 형성하는 평탄면(15)을 필러 인너 패널(1)의 일측면에 접합할 수 있다. 마찬가지로, 구조용 접착제를 이용하여, 사이드 실 아우터 레인포스(3)의 비드부(14)를 형성하는 평탄면(16)을 필러 인너 패널(1)의 타측면에 접합할 수 있다.

이에 따라, 이들 마주보는 비드부(13, 14)의 평탄면(15, 16)은 필러 인너 패널(1)에 접촉한 상태를 유지할 수 있게 되며, 차량의 측면 충돌시 변형을 수용할 수 있고, 충격의 진행방향을 상하측으로 균일하게 분산시킬 수 있어 밀림 변형이 위쪽이나 아래쪽으로 치우치지 않게 된다. 이는, 비드부가 갖는 완충 기능이 효과적으로 발휘될 수 있음을 의미한다.

이와 같이 사이드 실 인너 패널(2)과 사이드 실 아우터 레인포스(3)가 여러 번 절곡되어 형성된 비드부(13, 14)를 갖게 됨으로써, 사이드 실의 측방으로 작용하는 충격 에너지뿐 아니라, 전후방에서 작용하는 충격 에너지에 대한 강성도 충분히 확보할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사이드 실은 평탄면(15, 16)에 대향되고 폭방향(y방향)으로 개방된 비드부(13, 14)의 개구부를 가로질러 접합되는 보강판(20)을 더 포함할 수 있다.

보강판(20)은 길이방향(차량의 길이방향과 상응한 방향으로서 도면에서 x방향; 도 2 참조)을 따라 길게 연장한 금속 재질의 판재이다. 보강판의 접합을 위해, 단방향 스폿 용접이나, CO₂ 용접, 레이저 용접 등이 이용될 수 있다.

보강판(20)이 접합됨으로써, 비드부(13, 14)는 사각형의 폐단면 형상으로 형성되어, 비드부 자체의 지지 강성이 보완된다. 또한, 비드부는 측방으로 작용하는 충격 에너지를 직접 흡수할 수 있게 된다.

또한, 사이드 실을 구성하는 사이드 실 인너 패널(2)과 필러 인너 패널(1) 및 사이드 실 아우터 레인포스(3)가 일체로 형성된 다음에, 사이드 실 아우터 레인포스를 둘러싸도록 사이드 실 아우터 패널(4)이 결합될 수 있다.

사이드 실 아우터 패널(4)은 사이드 실의 상단부 및 하단부에 형성된 각 플랜지(11, 12)에 용접 등에 의해 접합됨으로써 일체로 결합될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사이드 실의 변형예를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사이드 실의 다른 변형예를 도시한 단면도이다.

도 1에서, 사이드 실 아우터 레인포스(3)의 비드부(14)는 그 평탄면(16)의 높이방향(z방향) 길이(h3)가, 사이드 실 인너 패널(2)의 비드부(13)를 형성하는 평탄면(15)의 높이방향(z방향) 길이(h1)보다 길게 형성될 수 있다.

도 3에서, 사이드 실 인너 패널(2)의 비드부(13)는 그 평탄면(15)의 높이방향(z방향) 길이(h1)가, 사이드 실 아우터 레인포스(3)의 비드부(14)를 형성하는 평탄면(16)의 높이방향(z방향) 길이(h3)보다 길게 형성될 있다.

도 4에는 사이드 실 인너 패널(2)의 비드부(13)와 사이드 실 아우터 레인포스(3)의 비드부(14) 중 어느 하나의 비드부를 형성하는 평탄면(예컨대, 15)의 높이방향(z방향) 길이(예컨대, h1)가 다른 하나의 비드부를 형성하는 평탄면(예컨대, 16)의 높이방향(z방향) 길이(예컨대, h3)보다 길게 형성된 경우에, 높이방향(z방향) 길이가 상대적으로 긴 어느 하나의 비드부를 형성하는 평탄면(15)에 보조 비드부(17)가 더 형성된 예가 나타나 있다.

보조 비드부(17)의 높이방향(z방향)으로 연장한 평탄면(18)의 높이방향(z방향) 길이(h2)도 비드부들 중 높이방향(z방향) 길이가 상대적으로 짧은 다른 하나의 비드부를 형성하는 평탄면(16)의 높이방향(z방향) 길이(h3)보다 길다.

보조 비드부(17)도 단일 판재(10)의 절곡 성형시 여러 번 더 절곡하여 형성될 수 있으며, 보조 비드부로 인하여 차량의 측면 충돌시 완충 효과가 증진될 수 있는 장점을 얻게 된다.

이러한 구성을 가진, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사이드 실의 작용에 대해 간략하게 설명한다.

차량의 측면 충돌시 측방으로 작용하는 충격 에너지가 사이드 실 아우터 패널(4)을 거쳐 사이드 실 아우터 레인포스(3)의 비드부(14)로 전달되게 되면, 사이드 실 아우터 레인포스의 비드부는 사이드 실 인너 패널(2)의 비드부(13)와의 상호 보완적인 연계 구조가 갖는 지지 강성을 이용하여 충격 에너지를 1차로 저감시킬 수 있다.

사이드 실 인너 패널(2)의 비드부(13)와 사이드 실 아우터 레인포스(3)의 비드부(14) 중 상대적으로 높이방향(z방향) 길이가 긴 평탄면을 가진 비드부는, 그 평탄면이 안쪽으로 밀림 변형되기 시작하여 1차로 저감된 잔여 충격 에너지를 2차로 대부분 흡수하고 분산시킬 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 사이드 실의 내부에 압축 변형이 가능한 비드부를 구성하고, 비드부의 지지 강성 및 밀림 변형을 이용하여, 차량의 측면 충돌시 측방으로 작용하는 충격 에너지를 효과적으로 흡수할 수 있다. 이로써, 사이드 실이 차량의 실내로 유입되는 정도를 최대한 억제할 수 있게 되어, 탑승자를 안전하게 보호할 수 있는 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

예를 들어, 사이드 실 인너 패널(2)의 비드부(13)를 형성하는 평탄면(15)의 높이방향(z방향) 길이(h1)와, 사이드 실 아우터 레인포스(3)의 비드부(14)를 형성하는 평탄면(16)의 높이방향(z방향) 길이(h3)는 서로 동일할 수 있다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 필러 인너 패널 2: 사이드 실 인너 패널
3: 사이드 실 아우터 레인포스 4: 사이드 실 아우터 패널
10: 단일 판재 11, 12: 플랜지
13, 14: 비드부 15, 16, 18: 평탄면
17: 보조 비드부 20: 보강판

Claims (13)

1. 필러 인너 패널;
   상기 필러 인너 패널의 일측에 위치한 사이드 실 인너 패널; 및
   상기 필러 인너 패널의 타측에 위치한 사이드 실 아우터 레인포스
   를 포함하고,
   상기 사이드 실 인너 패널, 상기 필러 인너 패널 및 상기 사이드 실 아우터 레인포스는 단일 판재를 절곡 성형하여 일체로 형성되며,
   상기 사이드 실 인너 패널은 절곡 성형된 비드부를 포함하고,
   상기 사이드 실 인너 패널의 비드부를 형성하는 평탄면은 상기 필러 인너 패널의 일측면에 접합되는 차량용 사이드 실.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 비드부에서 폭방향으로 개방된 개구부를 가로질러 접합되는 보강판을 더 포함하는 차량용 사이드 실.
   
5. 삭제
6. 필러 인너 패널;
   상기 필러 인너 패널의 일측에 위치한 사이드 실 인너 패널; 및
   상기 필러 인너 패널의 타측에 위치한 사이드 실 아우터 레인포스
   를 포함하고,
   상기 사이드 실 인너 패널, 상기 필러 인너 패널 및 상기 사이드 실 아우터 레인포스는 단일 판재를 절곡 성형하여 일체로 형성되며,
   상기 사이드 실 아우터 레인포스는 절곡 성형된 비드부를 포함하고,
   상기 사이드 실 아우터 레인포스의 비드부를 형성하는 평탄면은 상기 필러 인너 패널의 일측면에 접합되는 차량용 사이드 실.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 비드부에서 폭방향으로 개방된 개구부를 가로질러 접합되는 보강판을 더 포함하는 차량용 사이드 실.
   
8. 필러 인너 패널;
   상기 필러 인너 패널의 일측에 위치한 사이드 실 인너 패널; 및
   상기 필러 인너 패널의 타측에 위치한 사이드 실 아우터 레인포스
   를 포함하고,
   상기 사이드 실 인너 패널은 절곡 성형된 비드부를 포함하며,
   상기 사이드 실 아우터 레인포스는 절곡 성형된 비드부를 포함하고,
   상기 사이드 실 인너 패널의 비드부를 형성하는 평탄면은 상기 필러 인너 패널의 일측면에 접합되며,
   상기 사이드 실 아우터 레인포스의 비드부를 형성하는 평탄면은 상기 필러 인너 패널의 타측면에 접합되고,
   상기 사이드 실 인너 패널의 비드부를 형성하는 평탄면의 높이방향 길이는 상기 사이드 실 아우터 레인포스의 비드부를 형성하는 평탄면의 높이방향 길이와 다른 차량용 사이드 실.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 사이드 실 인너 패널의 비드부와 상기 사이드 실 아우터 레인포스의 비드부 중 높이방향 길이가 더 긴 평탄면에 보조 비드부가 형성된 차량용 사이드 실.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 보조 비드부를 형성하는 평탄면의 길이는, 상기 사이드 실 인너 패널의 비드부와 상기 사이드 실 아우터 레인포스의 비드부 중 높이방향 길이가 더 짧은 평탄면의 길이보다 길게 형성된 차량용 사이드 실.
    
11. 제1항, 제6항, 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사이드 실 인너 패널에서 연장한 일측 플랜지와 상기 필러 인너 패널의 코너부는 서로 접합되며,
    상기 사이드 실 아우터 레인포스에서 연장한 타측 플랜지와 상기 필러 인너 패널의 코너부는 서로 접합되는 차량용 사이드 실.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 사이드 실 아우터 레인포스를 둘러싸고, 상기 일측 플랜지와 상기 타측 플랜지에 결합한 사이드 실 아우터 패널을 더 포함하는 차량용 사이드 실.
    
13. 삭제

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