KR101163872B1

KR101163872B1 - 3도어 차량의 센터 필라 어셈블리

Info

Publication number: KR101163872B1
Application number: KR1020100040327A
Authority: KR
Inventors: 허철희; 오희대
Original assignee: 기아자동차주식회사; 현대자동차주식회사
Priority date: 2010-04-29
Filing date: 2010-04-29
Publication date: 2012-07-09
Anticipated expiration: 2030-04-29
Also published as: KR20110120764A; US8128157B2; JP2011230752A; CN102320332B; DE102010037647A1; DE102010037647B4; CN102320332A; US20110266836A1

Abstract

본 발명은 3도어 차량의 센터 필라 어셈블리에 관한 것으로서, 쿼터글라스 플랜지가 형성된 사이드 아우터 판넬과; 어퍼부 및 로워부가 '

'자 단면 형상으로 이루어져 상기 사이드 아우터 판넬을 보강하는 센터 필라 아우터 보강 부재와; 상기 센터 필라 아우터 보강 부재의 어퍼부와 상기 쿼터글라스 플랜지를 연결하기 위한 거셋(gusset)과; 상기 사이드 아우터 판넬의 내측에 마련되어 상기 센터 필라 아우터 보강 부재 및 상기 거셋과 결합되는 사이드 인너 판넬을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 센터 필라 아우터 보강 부재의 어퍼부 및 로워부의 단면이 모두 '

'형상으로 이루어져 있어, 강도가 향상되어 측면 충돌 성능이 우수할 뿐만 아니라, 종래 '목' 부분에 별도의 보강 부재를 추가하지 않아도 되므로 제조 원가가 절감될 수 있다.

Description

3도어 차량의 센터 필라 어셈블리{CENTER PILLAR ASSEMBLY OF 3-DOOR VEHICLE}

본 발명은 3도어 차량의 센터 필라 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 제조 원가가 절감될 뿐만 아니라 강도를 향상시킬 수 있는 3도어 차량의 센터 필라 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로, 센터 필라 아우터 보강 부재는 차체의 측면 충돌시 차체 변형을 방지하기 위한 가장 중요한 보강재이다. 그러나, 3도어 차량의 경우에는 5도어 차량과는 달리 리어 도어 대신 쿼터 글라스가 장착되어 있어, 센터 필라 아우터 보강 부재의 어퍼부의 단면이 '

'자를 이루지 못하고, 사이드 아우터 판넬의 쿼터글라스 플랜지와 용접하기 위해 '

'자 단면을 이루게 된다.

3도어 차량의 센터 필라 어셈블리에 대해 도 1 및 도 2를 참조하여 보다 자세히 설명하기로 하겠다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 3도어 차량의 센터 필라 어셈블리는 쿼터글라스 플랜지(115)가 형성된 사이드 아우터 판넬(110)과; 사이드 아우터 판넬(110)의 내측에 용접되며, 어퍼부(A') 및 로워부(B')로 구성된 센터 필라 아우터 보강 부재(120)와; 센터 필라 아우터 보강 부재(120)의 내측에 마주보게 용접되는 사이드 인너 판넬(140)로 구성된다.

센터 필라 아우터 보강 부재(120)는 쿼터글라스 플랜지(115)와 용접되는 어퍼부(A')와, 어퍼부(A')로부터 하향 연장된 로워부(B')로 구성되어, 차체의 측면을 보강하는 역할을 한다.

이 때, 센터 필라 아우터 보강 부재(120)의 로워부(B')는 측면 충돌에 유리한 '

'자 단면 모양으로 형성되어 있지만, 어퍼부(A')는 측면 충돌시 쉽게 변형되는 '

'자 단면 모양으로 이루어져 있다. 따라서, 센터 필라 아우터 보강 부재(120)의 어퍼부(A')와 로워부(B')의 두 단면이 만나는 부분('목' 부분, N)이 강도가 약하여 이를 보강하는 별도의 보강 부재(130)를 센터 필라 아우터 보강 부재(120)에 추가로 용접한다.

한편, 최근 경량화를 위해 센터 필라 아우터 보강 부재(120)의 소재로서 980MPa 이상의 초고장력강을 일반적으로 사용하나, 이러한 초고장력강을 사용하기 위해서는 센터 필라 아우터 보강 부재(120)의 단면 변화가 적어야 하는데, 종래 센터 필라 아우터 보강 부재(120)의 경우에는 어퍼부(A')와 로워부(B')의 단면이 급격히 '

'자에서 '

'자로 변화되어야만 하기 때문에 초고장력강을 프레스 성형하기 어려웠다.

따라서, 센터 필라 아우터 보강 부재(120)의 소재로서 성형이 가능한 440MPa 급을 사용하거나, 초고장력강을 사용하나 성형성 제약이 거의 없는 핫스템핑 공법을 이용하여 센터 필라 아우터 보강 부재(120)를 성형하곤 하였다.

이와 같이, 이러한 종래 3도어 차량의 센터 필라 어셈블리에 있어서는, 센터 필라 아우터 보강 부재(120)의 어퍼부(A')의 단면이 충돌 성능에 약한 '

'자 모양으로 이루어져 이를 보강하기 위한 별도의 보강 부재(130)를 사용해야만 하므로 제조 원가가 상승하는 문제점이 있었다.

또한, 초고장력강을 소재로 하여 센터 필라 아우터 보강 부재(120)를 성형하는 경우에는 성형성 제약이 거의 없는 핫스템핑 공법을 사용해야만 하므로, 제조 원가가 상승할 뿐만 아니라, 440MPa급으로 성형하는 경우에는 강도가 약해지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 제조 원가가 절감될 뿐만 아니라 강도를 향상시킬 수 있는 3도어 차량의 센터 필라 어셈블리를 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명의 3도어 차량의 센터 필라 어셈블리에 따라, 쿼터글라스 플랜지가 형성된 사이드 아우터 판넬과; 어퍼부 및 로워부가 '

'자 단면 형상으로 이루어져 상기 사이드 아우터 판넬을 보강하는 센터 필라 아우터 보강 부재와; 상기 센터 필라 아우터 보강 부재의 어퍼부와 상기 쿼터글라스 플랜지를 연결하기 위한 거셋(gusset)과; 상기 사이드 아우터 판넬의 내측에 마련되어 상기 센터 필라 아우터 보강 부재 및 상기 거셋과 결합되는 사이드 인너 판넬에 의해 달성된다.

여기서, 상기 거셋은 상기 쿼터 글라스 플랜지의 길이 방향을 따라 형성되어 상기 센터 필라 아우터 보강 부재의 측면과 결합되는 상기 거셋 몸체와; 상기 거셋 몸체의 일측으로부터 절곡되어 상기 센터 필라 아우터 보강 부재 및 상기 사이드 인너 판넬과 결합되는 제1 거셋 플랜지와; 상기 거셋 몸체의 타측으로부터 절곡되어 상기 쿼터글라스 플랜지와 결합되는 제2 거셋 플랜지로 구성된 것이 바람직하다.

이 때, 상기 거셋은 상기 쿼터글라스 플랜지의 길이보다 길게 제작된 것이 좋다.

여기서, 상기 거셋은 마일드강으로 제작된 것이 바람직하다.

상기 센터 필라 아우터 보강 부재는 980MPa 이상의 초고장력강으로 냉간 프레스 성형된 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 센터 필라 아우터 보강 부재의 어퍼부 및 로워부의 단면이 모두 '

'형상으로 이루어져 있어, 강도가 향상되어 측면 충돌 성능이 우수할 뿐만 아니라, 종래 '목' 부분에 별도의 보강 부재를 추가하지 않아도 되므로 제조 원가가 절감될 수 있는 3도어 차량의 센터 필라 어셈블리가 제공된다.

뿐만 아니라, 센터 필라 아우터 보강 부재의 어퍼부 및 로워부의 단면 변화가 적어 성형에 제약이 많은 초고장력강을 사용을 이용하여 제작할 수 있으므로 경량화를 도모할 수 있고, 냉간 프레스 성형이 가능하여 핫스템핑 공법을 이용하여야만 했던 종래에 비해 제조 원가가 절감될 수 있는 3도어 차량의 센터 필라 어셈블리가 제공된다.

도 1은 종래 3도어 차량의 센터 필라 어셈블리에서 사이드 인너 판넬이 제거된 상태를 나타낸 사시도.
도 2는 종래 3도어 차량의 센터 필라 어셈블리의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 3도어 차량의 센터 필라 어셈블리를 나타낸 사시도.
도 4는 도 3의 X-X선 단면도.
도 5는 도 4의 센터 필라 아우터 보강 부재와 거셋의 분리 사시도.
도 6은 도 5의 결합 사시도.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 3도어 차량의 센터 필라 어셈블리는, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 쿼터글라스 플랜지(15)가 형성된 사이드 아우터 판넬(10)과, 어퍼부(A) 및 로워부(B)로 구성되어 사이드 아우터 판넬(10)을 보강하는 센터 필라 아우터 보강 부재(20)와, 센터 필라 아우터 보강 부재(20)의 어퍼부(A)와 쿼터글라스 플랜지(15)를 연결하기 위한 거셋(gusset, 30)과, 사이드 아우터 판넬(10)의 내측에 마련되어 센터 필라 아우터 보강 부재(20) 및 거셋(30)과 결합되는 사이드 인너 판넬(40)로 구성된다.

쿼터글라스 플랜지(15)는 쿼터글라스가 안착되어 결합되기 위한 곳으로서, 사이드 아우터 판넬(10)에 형성되어 있다.

센터 필라 아우터 보강 부재(20)는 길이 방향으로 길게 형성되어 사이드 아우터 판넬(10)과 용접 결합되며, 쿼터글라스 플랜지(15)와 인접한 어퍼부(A)와, 어퍼부(A)로부터 하향 연장된 로워부(B)로 구성된다.

센터 필라 아우터 보강 부재(20)의 어퍼부(A) 및 로워부(B)의 단면은 모두 '

'자 형상으로 이루어진다. 이와 같이, 센터 필라 아우터 보강 부재(20)의 어퍼부(A)의 단면이 '

'자 모양으로 이루어졌던 종래와 달리, 본 발명에서는 어퍼부(A) 및 로워부(B) 모두 '

'자 단면 형상으로 이루어짐으로써 강도가 향상되어 측면 충돌 성능에 매우 유리한 이점이 있다. 한편, 센터 필라 아우터 보강 부재(20)의 어퍼부(A) 및 로워부(B)의 단면 변화가 종래에 비해 적어 980MPa 이상의 초고장력강으로 센터 필라 아우터 보강 부재(20)를 냉간 프레스 성형할 수 있으므로, 경량화를 도모할 수 있을 뿐만 아니라 제조 원가가 절감되는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 센터 필라 아우터 보강 부재(20)의 어퍼부(A)의 단면이 '

'자 모양으로 이루어짐으로써, 종래 '목' 부분(N)을 보강할 별도의 보강 부재(130)가 불필요한 이점이 있다.

여기서, 센터 필라 아우터 보강 부재(20)의 어퍼부(A)가 '

'자 단면 모양으로 이루어져 쿼터글라스 플랜지(15)에 연결될 수 없는데, 이 때 센터 필라 아우터 보강 부재(20)의 어퍼부(A)를 쿼터글라스 플랜지(15)에 연결시키는 것이 거셋(30)이다.

거셋(30)은 쿼터 글라스 플랜지의 길이 방향을 따라 형성되어 센터 필라 아우터 보강 부재(20)의 측면과 결합되는 거셋 몸체(33)와, 거셋 몸체(33)의 일측으로부터 절곡되어 센터 필라 아우터 보강 부재(20) 및 사이드 인너 판넬(40)과 결합되는 제1 거셋 플랜지(31)와, 거셋 몸체(33)의 타측으로부터 절곡되어 쿼터글라스 플랜지(15)와 결합되는 제2 거셋 플랜지(32)로 구성된다.

여기서, 거셋(30)의 형상은 'ㄷ'자 모양으로 이루어지며, 쿼터글라스 플랜지(15)의 길이보다 길게 제작되어 센터 필라 아우터 보강 부재(20)의 어퍼부(A)가 쿼터글라스 플랜지(15)에 충분히 연결되도록 하는 것이 좋다. 이 때, 거셋(30)의 형상은 'ㄱ'자 또는 'ㄴ'자 모양으로 이루어질 수도 있으며, 형상은 센터 필라 아우터 보강 부재(20)의 어퍼부(A)가 쿼터글라스 플랜지(15)에 충분히 연결될 수 있다면 이에 한정되지 않는다.

이 때, 거셋(30)은 센터 필라 아우터 보강 부재(20)를 쿼터글라스 플랜지(15)에 연결할 수 있을 정도의 강도면 좋으므로, 원가가 상대적으로 저렴한 마일드강으로 제작되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 마일드강(mild steel)은 탄소를 0.13~0.20% 정도 함유하고 있는 연강을 말한다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 3도어 차량의 센터 필라 어셈블리를 조립하는 과정을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 거셋(30)의 거셋 몸체(33)를 센터 필라 아우터 보강 부재(20)의 측면에 위치시킨 후 그 접촉면을 용접하여 거셋(30)과 센터 필라 아우터 보강 부재(20)를 일체로 결합시킨다.

그 후, 서로 용접된 거셋(30) 및 센터 필라 아우터 보강 부재(20)의 외측에 사이드 아우터 판넬(10)을 위치시킨 다음, 쿼터글라스 플랜지(15)가 거셋(30)의 제2 거셋 플랜지(32)와 결합되도록 그 접촉면을 용접한다.

마지막으로, 사이드 인너 판넬(40)을 거셋(30) 및 센터 필라 아우터 보강 부재(20)의 내측에 위치시킨 다음, 사이드 인너 판넬(40)이 센터 필라 아우터 보강 부재(20) 및 거셋(30)의 제1 거셋 플랜지(31)와 결합되도록 용접하여 조립을 완성한다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 센터 필라 아우터 보강 부재(20)의 어퍼부(A) 및 로워부(B)의 단면이 모두 '

'형상으로 이루어져 있어, 강도가 향상되어 측면 충돌 성능이 우수할 뿐만 아니라, 종래 '목' 부분(N)에 별도의 보강 부재(130)를 추가하지 않아도 되므로 제조 원가가 절감되는 효과가 있다.

뿐만 아니라, 센터 필라 아우터 보강 부재(20)의 어퍼부(A) 및 로워부(B)의 단면 변화가 적어 성형에 제약이 많은 초고장력강을 사용을 이용하여 제작할 수 있으므로 경량화를 도모할 수 있고, 냉간 프레스 성형이 가능하여 핫스템핑 공법을 이용하여야만 했던 종래에 비해 제조 원가가 절감되는 효과가 있다.

10 : 사이드 아우터 판넬 15 : 쿼터글라스 플랜지
20 : 센터 필라 아우터 보강 부재 30 : 거셋
31 : 제1 거셋 플랜지 32 : 제2 거셋 플랜지
33 : 거셋 몸체 40 : 사이드 인너 판넬

Claims

쿼터글라스 플랜지가 형성된 사이드 아우터 판넬과;
어퍼부 및 로워부가 '
'자 단면 형상으로 이루어져 상기 사이드 아우터 판넬을 보강하는 센터 필라 아우터 보강 부재와;
상기 센터 필라 아우터 보강 부재의 어퍼부와 상기 쿼터글라스 플랜지를 연결하기 위한 거셋(gusset)과;
상기 사이드 아우터 판넬의 내측에 마련되어 상기 센터 필라 아우터 보강 부재 및 상기 거셋과 결합되는 사이드 인너 판넬을 포함하는 것을 특징으로 하는 3도어 차량의 센터 필라 어셈블리.
청구항 1에 있어서, 상기 거셋은
상기 쿼터 글라스 플랜지의 길이 방향을 따라 형성되어 상기 센터 필라 아우터 보강 부재의 측면과 결합되는 상기 거셋 몸체와;
상기 거셋 몸체의 일측으로부터 절곡되어 상기 센터 필라 아우터 보강 부재 및 상기 사이드 인너 판넬과 결합되는 제1 거셋 플랜지와;
상기 거셋 몸체의 타측으로부터 절곡되어 상기 쿼터글라스 플랜지와 결합되는 제2 거셋 플랜지로 구성된 것을 특징으로 하는 3도어 차량의 센터 필라 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 거셋은 상기 쿼터글라스 플랜지의 길이보다 길게 제작된 것을 특징으로 하는 3도어 차량의 센터 필라 어셈블리.
청구항 3에 있어서,
상기 거셋은 마일드강으로 제작된 것을 특징으로 하는 3도어 차량의 센터 필라 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 센터 필라 아우터 보강 부재는 980MPa의 초고장력강으로 냉간 프레스 성형된 것을 특징으로 하는 3도어 차량의 센터 필라 어셈블리.