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KR20180068108A - 차량용 도어 구조 - Google Patents

차량용 도어 구조 Download PDF

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KR20180068108A
KR20180068108A KR1020160169728A KR20160169728A KR20180068108A KR 20180068108 A KR20180068108 A KR 20180068108A KR 1020160169728 A KR1020160169728 A KR 1020160169728A KR 20160169728 A KR20160169728 A KR 20160169728A KR 20180068108 A KR20180068108 A KR 20180068108A
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KR
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inner panel
panel
vehicle
outer panel
door
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KR1020160169728A
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English (en)
Inventor
성지훈
김정현
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to US15/598,982 priority patent/US10173502B2/en
Priority to CN201710378134.0A priority patent/CN108608838B/zh
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Abstract

차량용 도어 구조가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 구조는 아웃터 패널; 상기 아웃터 패널에 장착되는 인너 패널; 및 상기 아웃터 패널과 상기 인너 패널의 사이에서 상기 인너 패널에 결합되는 임팩트 멤버; 를 포함하되, 상기 임팩트 멤버에는 차체의 사이드 아웃터 패널을 향하여 상기 인너 패널의 내부로부터 외부로 돌출되는 돌출부가 일체로 형성된다.

Description

차량용 도어 구조{DOOR STRUCTURE FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 도어 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금속 재질로 형성된 아웃터 패널과 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) 재질로 제작된 인너 패널이 결합된 도어에서 측면 충돌 시에 인너 패널의 파손을 방지하도록 하는 차량용 도어 구조에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 도어는 차체에 의해 형성된 차실을 개폐하는 기능을 하도록 차체에 힌지를 매개로 차체에 회전 가능하게 장착된다.
또한, 측면 충돌 사고 발생 시에 차량의 도어가 차실 내부로 과도하게 밀리는 것을 방지하여 탑승객을 보호하기 위해 차량의 도어 내부에는 임팩트 빔이 장착되고 있다.
한편, 최근에는 차량의 연비 향상을 위해 차량의 경량화가 이슈로 부각되고 있고, 이에 부응하여 차량의 도어도 강판 대신에 다른 재질, 예를 들면 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics; 탄소 섬유 강화 플라스틱) 재질을 사용하여 차량의 도어를 제작하는 시도가 계속적으로 이루어지고 있다.
차량의 도어는 통상적으로 차량의 폭 방향 외측에 위치하는 아웃터 패널과, 내측에 위치하는 인너 패널이 서로 결합하여 형성된다.
이와 같이 구성되는 도어는 아웃터 패널과 인너 패널 모두 CFRP 재질로 형성할 수 있지만, 도어의 적절한 강성 유지 등의 이유로 아웃터 패널은 강판 혹은 알루미늄 재질로 제작하고 인너 패널은 CFRP 재질로 제작하여 서로 결합한 이종 재질의 차량용 도어 개발이 진행되고 있다.
상기와 같은 이종 재질의 차량용 도어를 구성함에 있어서, 아웃터 패널과 인너 패널의 상호 결합 구조 및 강성 빔(임팩트 빔)의 장착 구조를 최적화할 수 있는 방안이 필요하게 되었다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 금속 재질로 형성된 아웃터 패널과 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) 재질로 제작된 인너 패널이 결합된 도어에서 측면 충돌 시에 아웃터 패널로부터 전달된 충격력을 임팩트 멤버를 통해 차체의 사이드 아웃터 패널로 전달함으로써, 인너 패널의 파손을 방지하도록 하는 차량용 도어 구조를 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 구조는 아웃터 패널; 상기 아웃터 패널에 장착되는 인너 패널; 및 상기 아웃터 패널과 상기 인너 패널의 사이에서 상기 인너 패널에 결합되는 임팩트 멤버;를 포함하되, 상기 임팩트 멤버에는 차체의 사이드 아웃터 패널을 향하여 상기 인너 패널의 내부로부터 외부로 돌출되는 돌출부가 일체로 형성된다.
상기 인너 패널에는 상기 돌출부가 상기 인너 패널을 관통하도록 관통홀이 형성될 수 있다.
상기 돌출부에는 범퍼부재가 장착될 수 있다.
상기 범퍼부재는 TPE(Thermo Plastic Elastomer)재질로 형성될 수 있다.
상기 범퍼부재는 상기 돌출부에 접착될 수 있다.
상기 범퍼부재는 상기 돌출부의 외측 둘레를 감싼 상태로, 상기 인너 패널의 외측에 접촉될 수 있다.
상기 인너 패널은 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) 재질로 제작될 수 있다.
상기 아웃터 패널은 금속 재질로 제작될 수 있다.
상기 임팩트 멤버에는 상기 인너 패널에 조립 볼트로 체결되는 적어도 하나의 조립 너트가 결합될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 구조에 의하면, 금속 재질로 형성된 아웃터 패널과 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) 재질로 제작된 인너 패널이 결합된 도어에서 측면 충돌 시에 아웃터 패널로부터 전달된 충격력이 인너 패널로부터 돌출된 임팩트 멤버의 돌출부를 통하여 차체의 사이드 아웃터 패널로 전달함으로써, 인너 패널의 직접적인 파손을 방지하는 효과가 있다.
또한, 인너 패널로부터 돌출되는 임팩트 멤버의 돌출부에 범퍼부재를 장착하여 오버 슬램 범퍼의 기능을 수행함으로써, 도어와 사이드 아웃터 패널의 사이에서 발생하는 충격 및 진동을 효율적으로 흡수하는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 구조가 적용되는 도어의 내측 정면도이다.
도 2는 도 1의 A부분에 대한 확대도로써, 도어와 사이드 아웃터 패널의 결합관계를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 B-B 선에 따른 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 “...유닛”, “...수단”, “...부”, “...부재” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 구조가 적용되는 도어의 내측 정면도이고, 도 2는 도 1의 A부분에 대한 확대도로써, 도어와 사이드 아웃터 패널의 결합관계를 도시한 도면이며, 도 3은 도 2의 B-B 선에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 구조에서 도어(10)는 차량의 폭 방향을 기준으로 외측에 위치하는 아웃터 패널(12)과, 내측(차실 측)에 위치하는 인너 패널(14)을 각각 포함할 수 있다.
또한, 차량의 길이 방향을 따라 전후로 연장되어 상기 아웃터 패널(12) 및 상기 인너 패널(14)의 사이에서 상기 인너 패널(14)에 결합되는 임팩트 멤버(20)를 더 포함할 수 있다.
상기 아웃터 패널(12)은 강판 혹은 알루미늄 판과 같은 금속 재질로 형성될 수 있다.
상기 인너 패널(14)은 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics; 탄소 섬유 강화 플라스틱) 재질로 형성될 수 있다.
이와 같이 구성되는 상기 아웃터 패널(12)과 상기 인너 패널(14)은 재질이 서로 다른 이종 재질로 형성되므로, 용접 등의 방법으로 직접 결합할 수 없게 된다.
따라서, 본 발명에서는 상기 임팩트 멤버(20)를 상기 인너 패널(14)에 먼저 결합하여 고정하고, 상기 아웃터 패널(12)에 상기 인너 패널(2)을 헤밍 및 접착으로 결합하여 상기 도어(10)를 형성하게 된다.
도 2와 도 3을 참조하면, 본 실시예에서 상기 임팩트 멤버(20)에는 차체의 사이드 아웃터 패널(30)을 향하여 상기 인너 패널(14)의 내부로부터 외부로 돌출되는 돌출부(22)가 일체로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 인너 패널(14)에는 상기 돌출부(22)가 상기 인너 패널(14)을 관통하도록 관통홀(16)이 형성될 수 있다.
즉, 상기 돌출부(22)는 상기 관통홀(16)을 관통하여 상기 인너 패널(14)의 외부로 돌출되며, 상기 도어(10)를 닫았을 경우, 상기 사이드 아웃터 패널(30)로부터 일정간격 이격된 위치에 위치된다.
이러한 돌출부(22)에는 상기 사이드 아웃터 패널(12)과 직접 접촉되는 것을 방지하도록 범퍼부재(24)가 장착된다.
상기 범퍼부재(24)는 고무와 플라스틱의 성질을 모두 가지고 있지만, 고무보다 단단하고 플라스틱보다는 연성을 띄는 열가소성 탄성체인 TPE(Thermo Plastic Elastomer) 소재로 형성될 수 있다.
이러한 범퍼부재(24)는 상기 돌출부(22)에 접착된다. 즉, 상기 범퍼부재(24)는 상기 돌출부(22)의 외측 둘레를 감싼 상태로, 상기 인너 패널(14)의 외측에 접촉되도록 접착될 수 있다.
이에 따라, 상기 범퍼부재(24)는 차량의 주행 중, 또는 상기 도어(10)의 개폐 시에 상기 도어(10)와 상기 아웃터 사이드 패널(30)의 사이에서 발생되는 충격력을 흡수한다.
한편, 상기 임팩트 멤버(20)에는 상기 인너 패널(14)에 조립 볼트(18)로 체결되는 적어도 하나의 조립 너트(26)가 용접 등의 방법으로 결합될 수 있다.
이에 따라, 상기 임팩트 멤버(20)는 상기 인너 패널(14)에 밀착된 상태로 상기 조립 너트(26)에 체결되는 상기 조립 볼트(18)를 통해 상기 인너 패널(14)과 결합될 수 있다.
즉, CFRP 재질로 제작된 상기 인너 패널(14)은 금속 재질의 상기 임팩트 멤버(20)와 용접으로 결합할 수 없기 때문에 상기 조립 볼트(18)와 조립 너트(26)를 통해 상기 임팩트 멤버(20)를 체결한 후, 상기 아웃터 패널(12)에 헤밍 및 접착으로 결합될 수 있다.
이와 같은 구조로 형성된 상기 도어(10)는 차량의 측면 충돌 시에 발생된 충격력이 상기 아웃터 패널(12)을 통해 상기 임팩트 멤버(20)로 전달되면, 상기 임팩트 멤버(20)가 충격력을 흡수하는 동시에, 상기 돌출부(22)를 통하여 상기 사이드 아웃터 패널(30)에 그 충격력을 전달한다.
이 경우, CFRP 소재로 제작된 상기 인너 패널(14)에는 상기 아웃터 패널(12), 상기 임팩트 멤버(20), 및 상기 사이드 아웃터 패널(30)로 분산 흡수된 잔여 충격력만이 전달된다.
이에 따라, 상기 인너 패널(14)로 전달되는 충격력을 최소화시킴으로써, 상기 인너 패널(14)의 파손이 방지될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 구조는 측면 충돌 시에 금속 재질의 아웃터 패널(12)과, 임팩트 멤버(20)에서 1차로 충격력을 흡수하는 동시에, 상기 돌출부(22)를 통하여 상기 사이드 아웃터 패널(30)로 충격력을 분산시킴으로써, 상기 인너 패널(14)로 전달되는 충격력을 최소화하면서 측면 충돌에 효과적으로 대응할 수 있다.
따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 구조를 적용하면, 금속 재질로 형성된 상기 아웃터 패널(12)과 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) 재질로 제작된 상기 인너 패널(14)이 결합된 도어(10)에서 측면 충돌 시에 상기 아웃터 패널(12)로부터 전달된 충격력이 상기 인너 패널(14)로부터 돌출된 상기 임팩트 멤버(20)의 돌출부(22)를 통하여 상기 사이드 아웃터 패널(30)로 전달함으로써, 상기 인너 패널(14)의 직접적인 파손을 방지할 수 있다.
또한, 상기 인너 패널(14)로부터 돌출되는 상기 임팩트 멤버(20)의 돌출부(22)에 상기 범퍼부재(24)를 장착하여 오버 슬램 범퍼의 기능을 수행함으로써, 상기 도어(10)와 상기 사이드 아웃터 패널(30)의 사이에서 발생하는 충격 및 진동을 효율적으로 흡수할 수 있다.
나아가, 별도로 장착되던 오버 슬램 범퍼를 제거할 수 있어 조립성 및 생산성이 향상되고 제작원가를 절감할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10 : 도어
12 : 아웃터 패널
14 : 인너 패널
16 : 관통홀
18 : 조립 볼트
20 : 임팩트 멤버
22 : 돌출부
24 : 범퍼부재
26 : 조립 너트

Claims (9)

  1. 아웃터 패널;
    상기 아웃터 패널에 장착되는 인너 패널; 및
    상기 아웃터 패널과 상기 인너 패널의 사이에서 상기 인너 패널에 결합되는 임팩트 멤버; 를 포함하되,
    상기 임팩트 멤버에는 차체의 사이드 아웃터 패널을 향하여 상기 인너 패널의 내부로부터 외부로 돌출되는 돌출부가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인너 패널에는
    상기 돌출부가 상기 인너 패널을 관통하도록 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부에는
    범퍼부재가 장착되는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 구조.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 범퍼부재는
    TPE(Thermo Plastic Elastomer)재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 구조.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 범퍼부재는
    상기 돌출부에 접착되는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 구조.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 범퍼부재는
    상기 돌출부의 외측 둘레를 감싼 상태로, 상기 인너 패널의 외측에 접촉되는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 구조.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 인너 패널은
    CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) 재질로 제작된 것을 특징으로 하는 차량용 도어 구조.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 아웃터 패널은
    금속 재질로 제작된 것을 특징으로 하는 차량용 도어 구조.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 임팩트 멤버에는
    상기 인너 패널에 조립 볼트로 체결되는 적어도 하나의 조립 너트가 결합된 것을 특징으로 하는 차량용 도어 구조.
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