KR100279574B1 - 자동차필러의내장재구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 필러의 내장재 구조에 관한 것으로서, 종래에는 필러 내장재의 후면에 높이와 두께가 서로 동일하여 강성 또한 일치하는 가로리브와 세로리브가 설치되어 그 자체의 반발력으로 인해 충돌시 충격에너지를 충분히 흡수하지 못하므로 충돌안전성 시험에서 안전기준을 만족시키지 못하는 경우가 발생하고 오히려 리브가 없는 경우에 충돌안전성 시험 결과가 더 양호한 경우가 생기며 충돌안전성 법규를 만족시키지 못하는 경우가 발생하여 값비싼 패드타입 필러 내장재를 사용하게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 자동차 필러의 내장재(100) 후면(110)에 서로 상이한 높이와 두께를 가지는 가로 리브(200)와, 세로 리브(300)를 형성하여 서로 다른 충격량 흡수 특성을 가진 리브가 충돌시 충격에너지를 2차에 걸쳐서 흡수하므로 충돌시 발생하는 리브의 반발력을 최소화 하고 이에 따라 충돌 안전성 시험의 결과 값이 향상되어 리브 타입보다 비용이 많이 패드타입 내장재를 사용하지 않고도 충돌안전성 법규를 만족시킴으로써 원가를 절감하고 안전성을 더욱 향상시킨 것을 특징으로 하는 자동차 필러의 내장재 구조에 관한 것이다.

Description

자동차 필러의 내장재 구조

본 발명은 자동차 필러의 내장재 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 필러(PILLAR) 내장재 후면에 리브(RIB)를 구성함에 있어서 가로 리브와 세로 리브의 높이와 두께를 상이하게 구성하여 리브 자체의 반발력 없이 점진적으로 충격에너지를 흡수할 수 있도록 하는 자동차 필러의 내장재 구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 승차석 등의 차실, 도어, 엔진실, 트렁크실, 펜더 등으로 구성된 외부 구성부분과 상기 외부구성 부분을 지지하여 차체 전체의 강도를 확보하고 있는 부분이며 프런트 패널(대쉬판넬), 플로어 패널, 리어패널(백패널)등으로 구성된 내부구성부분과 인스트루먼트 패널, 콘솔박스 등과 같은 내장품, 바닥에 까는 카펫트 및 시트 등으로 구성되어 있다.

따라서 운전자 및 탑승자에 필요한 안정성, 공간, 쾌적함 등의 요소를 갖추고 있는 내장부분으로 이루어진 차체와 차체부분을 제외한 부분으로서 자동차를 주행시키는데 필요한 장치가 조합된 것이다.

또한, 자동차의 골격에 해당하는 새시 프레임에 엔진에서 발생한 동력을 주행상태에 알맞도록 변화시켜 구동바퀴에 전달하는 동력발생장치, 자동차의 진행방향을 임의로 바꾸기 위한 조향장치, 주행중 자동차를 감속, 정지 또는 정차중 비탈길에서 정지를 위한 제동장치, 주행중 노면으로부터의 진동, 충격 등을 완화하기 위한 현가장치 및 조향 휠 등의 주행장치 등이 설치되어 이루어진 새시로 구성된다.

상기한 새시프레임은 새시의 각 구성장치나 차체를 장치하는 골격을 이루는 것으로, 주행중에 받는 노면에서의 충격이나 하중 등에 의해 생기는 굽힘,비틀림,텐션,진동등에 충분히 견딜수 있는 강도와 강성을 가짐과 동시에 경량이어야 하기 때문에 최근의 중^.소형의 승용차에는 섀시프레임과 차체가 일체로 되어 차량중량을 경감할 수 있고,차실내의 유효공간을 넓게 확보할 수 있으며,탑승자의 보호,충돌시 다른차에 가해지는 충격을 저감시킬 수 있도록 된 일체구조형(monocoque body)이 사용되고 있다.

이러한 일체구조는 프런트(front)와 사이드(side) 사이에 있는 프런트 필러(Front Pillar 또는 A-Pillar),양측 프런트/리어 도어 장착부 사이에 있는 센터 필러(Center Pillar 또는 B-Pillar) 및 사이드와 리어(rear) 사이에 있는 리어 필러(Rear Pillar 또는 C-Pillar)가 자동차의 강도를 지지하도록 되어있다.

상기 프런트 필러는 어퍼(upper) 프런트 필러와 레인포스먼트(reinforcement) 로어 프런트 필러(이하 로어 프런트 필러라 함)로 구성되어 있는데,상기 로어 프런트 필러는 그 하단부가 후방으로 꺽여져 레인포스먼트 사이드 라커(side rocker)(이하 사이드 라커라 함)와 접합(joint)되도록 되어있다.

즉,로어 프런트 필러의 하단부의 후방 끝단면이 사이드 라커의 전단부의 끝단면과 접촉되어 접합되는 것이다.

여기서 로어 프런트 필러는 차량 정면충돌시에 프런트 펜더(front fender)를 통해서 전달되는 힘을 최대한 억제시켜 프런트 도어의 변형을 방지하는 역할을 하는 것으로서,상기와 같이 로어 프런트 필러의 하단부를 후방으로 꺽어서 상기 사이드 라커에 접합시키는 것은 차량 정면충돌시 로어 프런트 필러에 전달되는 힘을 사이드 라커에 분담시켜 프런트 필러의 변형을 최대한 억제시키기 위함인 것이다.

즉,충돌력을 로어 프런트 필러가 독자적으로 지지토록 하기 보다는 분담시켜 충돌력에 대한 지지력을 배가시키고자 한 것이다.

상기 로어 프런트 필러와 사이드 라커를 레인포스먼트로 한 것은 로어 프런트 필러의 경우는 정면충돌시의 충돌력에 대한 지지력을,사이드 라커는 측면충돌시의 충돌력에 대한 지지력을 확보하기 위해서이다.

또한 차량의 사이드 바디는 차체 전체의 굽힘강승을 지배하기 때문에 사이드 바디를 구성하는 개개의 부재는 부재 단독의 설계요건과 전체강성의 밸런스를 고려해서 설계할 필요가 있다.

사이드 바디는 보통 루프레일과 프런트 필러, 센터필러, 리어필러, 루프사이드 레일, 실로 구성되는데 루프는 앞뒤로 루프레일을 설치하고 중앙근처에 좌우 또는 앞뒤로 보강용 패널(루프보우)을 접착제로 설치하여 루프면 강성의 향상을 꾀하고 있다.

그리고 프런트필러 윗쪽은 EEC 유럽 자동차 안전지령에 따른 전방시계의 확보와 미국 FMVSS 연방자동차 안전기준에 따라 전복되었을 때 등의 안전성을 확보해야 한다.

또 공기저항과 바람가르는 소리를 저감하기 위해서는 프런트필러와 도어의 단차를 줄여 플래쉬 서페스화를 꾀하여야 한다.

프런트필러 및 센터필러 아래쪽의 주된 역할은 도어의 지지이다. 도어를 강한 힘으로 열어제쳤을 때 또는 도어를 강한 힘으로 밀어내렸을 때 도어힌지 및 체크링크 설치부에 큰 힘이 가해지기 때문에 리인호스먼트를 설정하는 등으로 설치부의 면강성 및 강도를 충분히 확보할 필요가 있다.

센터필러의 윗쪽은 디자인이나 시계확보를 위하여 가늘게 하고 있다. 그러나 통상적으로는 이 부분에 시트벨트엥커레지가 설정되기 때문에 그 강도를 확보할 필요상 보강용 패널을 설치하는 일이 많다.

그리고 리어필러는 디자인적으로 폭넓게 되는 일이 많은데 후방시계에 대한 배려가 필요하다. 필러의 강성을 높여서 뒷좌석 시트벨트앵커의 강도를 확보하기 위하여 내판쪽을 보강하는 일이 많고 큰 단면을 이용해서 차실내의 환기기구를 설치하는 수도 있다.

또 루프사이드 레일은 일반적으로 폐쇄단면인데 승차원의 거실공간확보와 전복시 등의 안전성 확보에 대한 배려가 필요하다.

실의 단면은 도어의 크기나 승차원의 승강용이성, 성형성 등의 제약을 받는데 보디의 강성을 높이기 위하여 극력을 크게 하는 노력이 기울여지는데 실의 내부에 격벽을 두어서 보강하고 있는 차도 있다.

그리고 자동차의 안전성 시험을 위해 법규에서 정해진 항목을 실시하기도 하고 정해져 있지 않는 항목을 자주적으로 실시하는 경우가 있는데, 충돌안전성의 시험은 노상에서 발생하고 있는 사고를 어떠한 형태로 재현하는가를 목적으로 해서 실시되고 있으며 충돌안전성에 관한 법규는 도로상에서 일어나고 있는 사고중에서 발생도수가 높은 중대한 사고를 대책하는 것을 목적으로 해서 정해져 있다.

상기 자동차의 충돌안전성 시험 중 실내충돌에 대한 승차자 보호에 관련된 시험 항목인 북미 연방 자동차 안전기준 FMVSS NO.201이나 EEC NO.74/60 또는 ECE NO.21에 의한 충돌 안전성 법규를 만족시키기 위해 상기와 같이 사이드 바디를 구성하는 필러의 내장재 후면에는 충돌시 충격에너지를 흡수하여 승차자를 보호하기 위하여 패드(PAD)나 리브(RIB)가 설치된다.

그런데 상기와 같이 충돌시 충격에너지를 흡수하여 충돌안전성 법규의 실내 충돌에 대한 승차자 보호 항목을 충족시키기 위하여 내장재의 후면에 패드를 설치하면 리브를 설치하는 것 보다 많은 비용이 든다.

따라서 필러 내장재의 후면에는 도 1a 에 도시되는 바와 같이 가로 리브(20)와 세로 리브(30)를 일체형으로 구성하여 충돌시 충격에너지를 흡수하여 승차자를 보호하고자 하였다.

그런데 종래의 후면에 리브가 형성된 필러 내장재는 가로 리브(20)와 세로 리브(30)의 높이와 두께가 서로 동일하여 강성 또한 일치하게 된다.

이러한 지나치게 강한 리브의 구성은 그 자체의 반발력으로 인해 충돌시 충격에너지를 충분히 흡수하지 못하므로 충돌안전성 시험에서 안전기준을 만족시키지 못하는 경우가 발생하고 오히려 리브가 없는 경우에 충돌안전성 시험 결과가 더 양호한 경우가 있었다.

따라서 동일한 높이와 두께를 가진 리브가 형성된 필러 내장재(10)는 충돌안전성 법규를 만족시키지 못하는 경우가 발생하게 되어 대부분의 차량이 값비싼 패드타입 필러 내장재를 사용하게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차량의 충돌시 충격에너지를 점진적으로 흡수하므로써 충격시 발생하는 리브의 반발력을 최소화한 자동차 필러의 내장재 구조를 제공하는데 있다.

이와 같은 본 발명의 목적은 자동차 필러의 내장재 후면에 가로로 형성되는 가로리브와, 상기 가로리브의 높이와 두께 보다 작은 크기의 높이와 두께로 필러의 내장재 후면에 형성되는 세로리브로 구성하므로서 달성되는 것이다.

이러한 본 발명은 차량의 충돌시 가로리브가 1차 충격에너지를 흡수한 후 세로리브가 그 잔량 충격에너지를 흡수하게 되므로 충돌시 발생하는 리브의 반발력없이 점진적인 흡수특성을 가지게 되어 충돌안전성 테스트 결과를 향상시키므로서 상기 목적을 달성할 수 있는 것이다.

도 1a 는 종래의 필러 내장재 후면 구조를 부분적으로 도시한 사시도.

도 1b 는 도 1a에 도시된 필러 내장재의 A-A'선 단면도.

도 2a 는 본 발명에 의한 필러 내장재 후면 구조를 부분적으로 나타낸 사시도.

도 2b 는 도 2a에 나타낸 필러 내장재의 B-B'선 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 필러 내장재 110 : 후면

200 : 가로 리브 300 : 세로 리브

H, h : 높이 T, t : 두께

이하 본 발명의 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시 예로서 그 기술 구성 및 작용 효과를 첨부한 별첨의 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 필러 내장재(100)의 후면구조를 나타낸 부분 사시도로서 도면에서 도시하는 바와 같이 자동차 필러의 내장재(100) 후면(110)에 가로로 형성되는 가로 리브(200)와, 상기 가로 리브(200)의 높이(H)와 두께(T)보다 작은 크기의 높이(h)와 두께(t)로 필러의 내장재(100) 후면(110)에 형성되는 세로 리브(300)로 구성되는 것이다.

즉, 자동차의 사이드 바디를 구성하는 루프레일이나 프런트 필러, 센터필러, 리어필러 등의 내장재(100)를 구성함에 있어서, 그 후면(110)에 가로 리브(200)와 세로 리브(300)를 형성하되 가로 리브(200)의 높이 H 를 세로 리브(300)의 높이 h 보다 크게(H > h) 형성하고, 가로리브(200)의 두께 T 역시 세로 리브(300)의 두께 t 보다 크게(T > t) 형성한다.

따라서 가로 리브(200)의 강성이 세로 리브(300)의 강성보다 크게 되는 것이다.

이와같이 가로 리브(200)의 강성이 세로 리브(300) 보다 크게 형성되면 충돌이 일어났을 때 도 2a 의 B-B'선 단면도인 도 2b에서 도시되는 가로 리브(200)가 1차 충격에너지를 흡수한 후 세로 리브(300)가 그 잔량 충격에너지를 흡수하게 되므로 충돌시 발생하는 리브의 반발력을 최소화시키게 된다.

따라서 충돌이 일어나거나 충돌안전성 시험시에 승차자가 도 2b에서 도시되는 필러의 내장재(100)에 충돌하게 되면 먼저 가로 리브(200)가 충돌에 의한 힘을 받아 충격에너지를 흡수하고 나서 세로 리브(300)가 힘을 받아 나머지 충격에너지를 흡수하므로 리브 자체의 반발력 없이 점진적인 흡수특성을 가질 수 있게 되며 이에 따라 충돌안전성 시험에서 좋은 결과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

이러한 본 발명에서 상기 가로 리브(200)와 세로 리브(300)는 서로의 높이와 두께를 상기와 반대로 형성하여 세로 리브(300)의 강성이 가로리브(200)의 강성보다 크게하여도 무방하다. 즉, 본 발명은 내장재(100)의 후면에 격자상의 리브를 형성할 때 일 방향의 리브들과 다른 방향(직각방향) 리브들의 높이와 두께를 달리하여 서로의 강성이 다르게 만 구성하면 되기 때문이다.

한편 상기와 같이 높이와 두께를 서로 상이하게 형성하여 강성이 서로 상이한 상기 가로 리브(200)와 세로 리브(300)를 상기 내장재(100)와는 별개체로 형성한 후 내장재(100) 조립시 그 후면(110)에 넣고 조립하여도 내장재(100)에 리브(200,300)를 일체로 형성한 필러 내장재와 같은 작용을 하게 되므로 제작시 편의에 따라 리브를 별개로 제작할 수 있다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 필러 내장재 후면에 형성된 높이와 두께가 서로 상이하여 다른 충격량 흡수 특성을 가진 리브가 충돌시 충격에너지를 2차에 걸쳐서 흡수하므로 충돌시 발생하는 리브의 반발력을 최소화 하고 이에 따라 충돌 안전성 시험의 결과 값이 향상되어 리브 타입보다 비용이 많이 패드타입 내장재를 사용하지 않고도 충돌안전성 법규를 만족시킴으로써 원가를 절감하고 안전성을 더욱 향상시킨 유용한 발명이다.

Claims (1)

1. 자동차 필러의 내장재에 설치되며 서로 다른 두께를 가지면서 격자형태로 구성되는 리브를 구성함에 있어서,

   일측 리브(200)의 높이(H)를 타측 리브(300)의 높이(h) 보다 크게 형성하여 리브(200)(300)에 충격이 가해질 경우 일측 리브(200)가 1차로 파손되고 타측 리브(300)가 2차로 파손되면서 충격에너지가 단계적으로 흡수될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 자동차 필러의 내장재 구조.