KR100305165B1 - 자동차계기판용가로방향지지구조체 - Google Patents

Abstract

계기판 어셈블리(14)를 자동차 측면 구조체(10)에 부착시키기 위한 가로방향 지지구조체(16)가 제공된다.

지지구조체(16)는 바람직하게는 플라스틱으로 이루어진, 원-피스의 일체로 성형된 빔(40)을 포함한다.

빔(40)은 바람직하게는 횡방향으로 신장하고 상방으로 개구되고 상방으로 면한 가장자리(21)를 갖는, 복수의 U-형 덕트 채널(20)을 갖는다.

상기 지지구조체(16)는 또한 바람직하게는 저표면(77)을 갖는 기판층(67)을 포함하는 계기판 커버(60)를 갖는다.

계기판 커버(60)의 기판층(67)의 저표면(77)은 빔(40)의 상방으로 면한 가장자리(21)에 연속적으로 고정되어, 그 연속적으로 고정된 계기판 커버(60)가 상기 상부로 면한 가장자리(21)를 상호 연결하고 상기 빔(40)과 상기 연속적으로 고정된 계기판 커버(60)가 서로 협력하여 계기판 어셈블리(14)를 위한 전면적 지지구조체(16)를 제공하도록 빔(40)을 강화시킨다.

Description

자동차 계기판용 가로방향 지지구조체{TRANSVERSE SUPPORT STRUCTURE FOR AN INSTRUMENT PANEL IN A VEHICLE}

자동차의 계기판 어셈블리에 차량가로방향 지지구조체를 제공하는 것은 종래에 알려져 있다.

전형적인 차량가로방향지지구조체는 조향핸들, 에어백모듈, 및 HVAC 시스템과 같은 여러 가지 계기판성분들을 지지하여야 한다.

전통적으로 대부분의 차량가로방향 지지구조체는 스탬프강(stamped steel)이나 주조 마그네슘(cast magnesium)으로 이루어진 금속 빔을 포함한다.

금속으로 보강된 복합체 조성이나 플라스틱 조성을 갖는 차량가로 빔을 제공하는 것이 제안된 적도 있었다.

주로 플라스틱이나 복합체 형태의 차량 가로방향 빔이 사용되었을 때 이들은 주로 아주 복잡한 형상을 갖고 복잡한 방법으로 적재되어 부착됨으로써 충분한 강도를제공하던지 아니면 부가적인 금속가로빔이나 마운팅 브랙을 필요로 하는 여러 부분으로 구성되었다.

또한 종래의 전형적인 차량가로빔은 HVAC 시스템을 위한 별도의 덕트작업을 필요로 함으로써 어셈블리에 보다 많은 부품을 사용하였다.

또한 종래의 가로지지구조체는 계기판 어셈블리로 하여금 나사나 기타 일반적인 체결구로서 그 지지체 구조에 부착된 별도의 장식커버를 포함하도록 요구하였다.

본 발명은 자동차 계기판 어셈블리를 위한 차량가로 방향 지지구조체(cross car support structure)에 관한 것이다.

도1은 계기판 어셈블리용 가로방향지지구조체의 일부 절개사시도

도2는 도1의 2-2선 단면도이다.

본 발명은 바람직하게는 전체가 플라스틱으로 되어 있는 가로빔(cross car beam)을 갖는 계기판의 가로 지지구조체(cross car support structure)를 제공한다.

또한, 상기 빔은 바람직하게는 제조 및 성형하기가 쉬운 비교적 단순한 형상을 갖는다.

또한 이익적으로, HVAC 시스템용 덕트 채널을 빔형상과 일체로 형성할 수 있어 별도의 덕트 채널이 필요없는 것이다.

더욱이, 계기판 커버가 가로지지구조체의 주요구조부로서 이용되고 계기판 커버의 크기 및 기하학적 구조가 가로지지구조체에 상당한 강성을 부여하기 때문에, 하나의 원피스 빔(single one-piece beam)과 함께, 무거운 금속 가로빔, 부가적인 금속 지지브래킷이나 복잡한 형상의 복수층의 플라스틱 부재를 사용하지 않고도, 덕트채널을 포함하는 지지구조체가 제공된다.

본 발명에 의한 가로지지구조체는 청구범위 1에 기재된 사항에 의해 특징지워진다.

이들 이점들은 자동차의 측면구조에의 부착을 위해 계기판 어셈블리에 가로 지지구조체를 제공함으로서 성취될 수 있다.

상기 지지구조체는 원-피스의 일체로 성형된 빔을 포함하며, 그 빔은 최소 일단이 자동차의 측면구조에 연결되어있다.

또한 상기 빔은 바람직하게는 동일 수평면상에 놓여있는, 횡방향으로 신장하고 상향으로 개구된 복수의 U-형태 덕트 채널을 갖는 것이 좋다.

상기 덕트 채널 각각은 후방수직벽과 전방 수직벽을 포함하고 있으며, 덕트채널이 이들 수직벽사이를 분할함으로써 하나의 덕트 채널의 전방 수지벽중 하나가 다른 덕트 채널에 대하여 하나의 후방수직벽을 제공한다.

바람직하게 상기 덕트 채널은 자동차 탑승객에게 가열된, 냉각된 공기를 공급하기 위한 후방의 제 1공기 덕트, 전방 성애제거 덕트, 및 후방제1공기덕트와 성애제거덕트사이에 위치한 측면 유리 안개제거 덕트를 포함한다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 의하면, 빔의 덕트 채널의 수직벽 각각은 상방으로 면하는 가장자리를 갖는다.

상기 가로 지지구조체는 나아가 저표면을 갖는 기판층을 포함하는 계기판 커버를 포함한다.

계기판 커버 기판층의 저표면은 빔의 상방으로 면한 가장자리에 연속적으로 고정되었다. 그 연속적으로 고정된 계기판 커버가 상기 상부로 면한 가장자리를 상호연결하고 그 빔과 연속적으로 고정된 계기판 커버가 서로 협력하여 계기판 어셈블리를 위한 전체 가로지지구조체를 제공하도록 빔을 강건하게 한다.

계기판 커버의 기판층 저표면은 바람직하게는 접착결합이나 진동용접등과 같은 방법에 의해 상기 상부로 면한 가장자리의 실질적인 전체표면에 대하여 연속적으로 고정되는 것이 좋다.

이익적으로 본 발명은 경량이며, 구성성분의 수와 복잡성을 크게 줄이고 칫수정확도가 아주 크며, 제조하기 용이할 뿐만 아니라 종래의 지지구조와 비교시 비용이 적게든다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 기술한다.

전형적인 자동차는, A-필러 구조와 같은 측면구조 10을 포함하며, 이는 내부승객칸 11의 전방부를 이룬다.

내부승객칸 11은 도시되지 않는 승객의 앞에 위치한 계기판 어셈블리 14를 포함한다. 계기판 어셈블리 14는 HVAC 시스템 성분 18 조향핸들(도시되지 않음) 및 에어백 모듈(도시되지 않음)등 여러 성분들을 적절한 브래킷 및 체결수단을 사용하여 탑재시키고 지지하는 가로지지구조체 16을 포함한다.

상기 구조체 16과 HVAC 시스템용 덕트채널 20은 후술되는 바와 같이 계기판 커버 60에 연속적으로 결합된 하나의 플라스틱 빔 40에 의해 이익적으로 제공된다.

빔 40은 바람직하게는 원-피스로 플라스틱 물질로 일체로 성형된다.

바람직하게 상기 플라스틱 물질은 그 휨모듈러스(flexural modulus)가 최소 800,000psi 인 것이 좋다.

플라스틱 빔 40은 자동차의 반대면상에서 자동차 측면구조체 10에의 연결을 위한 대향하는, 플랜지가 형성된 끝단 42를 갖는다.

상기 플랜지단 42 각각은 바람직하게는 끝단관통공 43을 갖는 것이 좋으며, 그 관통공을 통해 체결수단을 이용하여 플라스틱빔 40의 끝단 42를 측면주조체에 고정시킬 수 있다. 상기 끝단 42는 또한 접착이나 용접등 다른 방법에 의한 측면구조 10에 부착될 수 있음은 말할 것도 없다.

이익적으로, HVAC 시스템용 덕트채널20은 플라스틱 빔 40과 일체로 성형되어 계기판 어셈블리 14내의 부품수를 크게 줄일 수 있다. 따라서, 플라스틱 빔 40은 복수의 상향으로 개구된 U-형태의 덕트채널 20을 포함한다.

상기 덕트 채널 20은 바람직하게는 전체적으로 동일한 수평면상에 놓여있으며 서로서로 전후방으로도 정렬되어 있다.

덕트채널 20은 플랜지단 42사이에서 자동차를 가로질러 횡방향으로 신장되어있으며 필요에 따라 개별적인 가로길이를 갖는다.

바람직하게는, 상기 플라스틱 빔 40은 후방의 일차 공기용 제1덕트 22, 전방 성애제거용 제3덕트 35, 및 제1덕트와 제3덕트 35 사이에 위치한 측면 유리 안개제거용 제2 덕트 28의 3가지 덕트 채널을 포함한다.

상기 제 3덕트 35는 바람직하게는 자동차 앞쪽 방풍유리 12의 성애를 제거하는 목적달성을 위해 보다 짧고 중앙에 위치하는 것이 좋다. 제1덕트 22는 바람직하게는 가열된, 냉각된 혹은 주위공기를 탑승자에게 전달하기 위하여 계기판 커버 60내의 제1 환기 개구부 62와 맞게 배열되게 자동차 탑승자를 향한 중앙의 경사를 이룬 배출구 23을 포함한다.

상기 배출구 23은 전방으로 면한 가장자리 26을 이루며 이 역시 후술되는 바와 같이 계기판 커버 60에 연속고정되어 있다.

제2덕트 28은 바람직하게는 유리창의 성애를 제거하기 위한 목적을 달성하기 위하여, 계기판 커버 60내의 위치한 상부 제2 환기 개구부 63과 맞게 배열된 폐쇄된 경사단 29를 갖는다.

그러나 이들 특정 덕트 채널 20과 기능들은 전후방 위치사이에서 상호 바뀔 수 있으며 부가적인 덕트채널을 더할 수 있으며 혹은 HVAC 시스템에서 다른 목적으로 덕트 채널 20을 더하거나 뺄 수 있는 것이다.

예를 들어, 제3덕트 35는 별도의 피스(piece)로서 제공될 수도 있는 것이다.

그러나 최소 2개의 덕트 채널 20이 자동차를 가로질러 횡방향으로 신장하고 플라스틱 빔 40과 일체로 형성되는 것이 아주 바람직하다.

복수의 덕트 채널 20의 일체 수직높이와 일체 수평적인 전방에서 후방으로의 순서는 가로지지구조체 16이 필요로 하는 기하학적 구조와 강성을 제공한다.

덧붙여서, 상기 덕트 채널 20은 바람직하게는, 후술하는 바와 같이 플라스틱 빔 40을 계기판 커버 60에 편리하게 연속적으로 부착하기 위해 덕트 채널 20의 상향으로 면한 가장자리 21로 이루어진 수평표면이 있도록 서로 서로 거의 동일 수평면 상에 놓여있는 것이 좋다.

제1 덕트 채널 22는 제1 후방수직벽 24와 제1 전방수직벽 25를 포함한다. 제2 덕트채널 28은 제 2후방수직벽 30과 제2 전방수직벽 31을 포함한다.

제3 덕트채널 35는 제3 후방수직벽 36과 제3 전방 수직벽 37을 포함한다.

상기 제1 전방 수직벽 25는 또한 제2 후방수직벽 30을 제공하고 제2 전방 수직벽 31 역시 제3 후방수직벽 36을 제공하는 것으로 이해될 것이다.

이와 같이, 덕트 채널 20각각은 그 사이에 수직벽 25, 30, 31, 36중 하나를 공유하여 하나의 덕트 채널 20의 전방수직벽 25, 31중 하나가 다른 덕트 채널 20에 대하여 후방수직벽 30, 36중 하나를 제공하여 성분수를 감소시키고 플라스틱 빔 40의 강성을 증대시킨다.

플라스틱 빔 40의 덕트 채널 20의 수직벽 24, 25, 30, 31, 36, 37각각은 상방으로 면한 가장자리 21을 포함하며, 이는 바람직하게는 거의 수평면상에 놓이는 것이 좋다.

실질적으로 상향으로 면한 가장자리 21의 전표면적은 바람직하게는 계기판 커버 60에 연속적으로 고정되어 후술되는 바와 같이 가로 지지구조체 16을 협조적으로 제공한다.

가로 지지구조체 16은 나아가 계기판 커버 60을 포함한다.

계기판 패널 60은 비교적 강성의 플라스틱 물질로 이루어진 구조기판층 67, 그 상부의 발포층 68 및 외부 표피층 69를 포함한다.

발포층 68과 표피층 69는 장식적인 것이며, 사출성형된 열가소성 물질과 같은 물질로 이루어진 기판층 67이 기판층 67뿐만 아니라 장식적인 외표면으로서의 역할도 할 수 있다면 이들 장식적인 층을 사용하지 않아도 될 것이다.

계기판 커버 60과 이에 상응하는 기판층 67은 바람직하게는 L-형인 것이 좋으며 전체적으로 수평적인 상부부위 70 및 일체 형성된 하방신장하는 하부 부위 71을 포함한다.

기판층 67은 플라스틱 물질로 L-형으로 일체로 성형되며 황기구 73, 콘솔 74 및 글로브 박스 75와 같은 부품을 위한 적절한 개구부를 갖는다.

기판층 67의 전체적으로 수평인 상부 부위 70의 저부면 77은 덕트 채널 20의 상방으로 면한 가장자리 21의 전표면을 체결하기 위해 전체적으로 평면이다.

계기판 커버 60의 기판층의 저표면 77은 플라스틱 빔 40의 상부로 면한 가장자리 21에 연속적으로 고정되며, 그 연속적으로 고정된 계기판 커버 60은 상기 상부로 면한 가장자리 21을 상호 연결하며, 플라스틱 빔 40과 연속 고정된 계기판 커버 60이 협조적으로 계기판 어셈블리 10을 위한 지지구조체 16을 제공하도록 플라스틱 빔 40을 강화시킨다.

바람직하게는 계기판 커버 60의 기판층 67에 플라스틱 빔 40을 연속 부착하는 것은 접착제, 진동용접, 적외선 용접, 열판용접이나 기타 상기 플라스틱 빔 40의 상부로 면한 가장자리 21의 거의 대부분의 표면적을 계기판 커버 60의 기판층 67의 저표면과 일체로 접합시키는 적절한 부착방법에 의해 성취될 수 있다.

플라스틱 빔 40과 계기판 커버 60의 기판층 67은 이들을 연속적으로 연결하거나 함께 용융시켜 플라스틱 빔 40과 계기판 커버 60이 하나의 지지구조체 16으로 작용할 수 있는 어떠한 종류의 방법에 의해 연속적으로 접합된다.

계기판 커버 60과 플라스틱 빔 40은 자동차에 충분한 비틀림 강성을 제공하기 위하여 큰 관성 및 강성 모우멘트를 생성하기에 충분히 큰 크기 및 기하학적 구조를 갖는 하나의 지지구조체 16으로서 협동적으로 작용하도록 충분히 연속적으로 결합되어야 한다.

바람직하게는 계기판 커버 60의 상부면 70만이 플라스틱 빔 40에 연속적으로 고정되는 것이 좋다. 그러나 계기판 커버 60의 하부 71 상에 있는 기판층 67은 또한 부가적인 강성을 위하여 플라스틱 빔 40의 덕트 채널 20의 전방으로 면한 가장자리 26에 연속 고정될 수 있다.

선택적으로, 계기판 커버 60의 하부 70의 하부 가장자리 72는 하부 결착바 15와 같은 적절한 자동차 구조물에 고착시킬 수 있다.

이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 개시하는 바에 따라 본 발명의 범위 내에서 그 변형이 가능할 것이다.

예를 들어, 상기 실시예에서는 계기판 커버 60이 일체로 성형된 L-형 기판층 67을갖는 원-피스 커버로 나타나 있으나, 계기판 커버 60의 수평상부 부위 70은 별도로 형성되어 하방으로 신장하는 하부 부위 71에 고정되어 L-형의 계기판 커버 60을 형성할 수 있을 것이다.

빔 40은 전적으로 플라스틱 물질로 일체로 성형되는 것이 가장바람직하나, 상부로 면한 가장자리 21을 갖는 빔 40은 또한 알루미늄이나 마그네슘과 같은 다른 경량 복합 형태나 경량 금속재료로서 원-피스 일체 성형하고 계기판 커버 60을 여기에 연속적으로 고정시킬 수도 있을 것이다.

이익적으로 본 발명은 경량이며, 구성성분의 수와 복잡성을 크게 줄이고 칫수정확도가 아주 크며, 제조하기 용이할 뿐만 아니라 종래의 지지구조와 비교시 비용이 적게든다.

Claims (6)

1. 계기판 어셈블리(14)를 자동차 측면 구조물(10)에 부착시키기 위한 가로방향 지지구조체(16)에 있어서,

   상기 가로지지구조체(16)는 원-피스(one-piece)의 일체로 성형된 빔(40)을 포함하며,

   상기 빔은 최소 일단(42)이 자동차의 측면 구조물(10)에 연결되도록 되어 있으며,

   상기 빔(40)은 측방향으로 신장하고 상부로 개구하는 U-형태로 되어 있는 복수의 덕트 채널(20)을 포함하며,

   상기 덕트 채널(20) 각각은 전체적으로 동일한 수평면상에 놓여있으며,

   상기 덕트 채널(20) 각각은 거의 수직인 후방벽(24, 30, 36)과 거의 수직인 전방벽(25, 31, 37)을 포함하며,

   상기 덕트 채널(20) 각각은, 덕트 채널(20)중 어느 하나인 상기 거의 수직인 전방벽(25, 31)중 하나가 다른 덕트채널(20)에 대한 거의 수직인 후방벽(30, 36)중 하나를 제공하도록, 그들 사이에 거의 수직인 벽(25, 30, 31, 36)중 하나를 부담하고,

   상기 덕트 채널(20)은 상기 차량 운전자들에게 공기가 향하도록 한 후방의 제 1덕트(22), 상기 바람막이 창들로 공기가 향하도록 한 전방의 제 3덕트(35), 및 상기 후방의 제 1덕트(22)와 전방의 제 3덕트(35)사이에 위치하여 상기 차량 측벽창들로 공기가 향하도록 한 제2 덕트(28)를 포함하고,

   상기 빔(40)의 덕트채널(20)의 거의 수직인 벽(24, 25, 30, 31, 36, 37) 각각은 상방으로 면한 가장자리(21)를 포함하며,

   상기 지지구조체(16)는 나아가 저표면(77)을 갖는 기판층(67)을 포함하는 계기판 커버(60)를 포함하며,

   계기판 커버(60)의 기판층(67)의 저표면(77)은 빔(40)의 상방으로 면한 가장자리(21)에 연속적으로 고정되어 있으며, 그 연속적으로 고정된 계기판 커버(60)는 상기 빔(40)과 상기 연속적으로 고정된 계기판 커버(60)가 서로 협력하여 계기판 어셈블리(14)에 대한 가로방향 지지구조체(16)를 제공하도록 상기 상방으로 면한 가장자리(21)를 상호 연결하고 빔(40)을 강화시킴을 특징으로 하는 자동차 계기판용 가로방향 지지구조체(16)
2. 제1항에 있어서, 상기 계기판 커버(60)의 기판층(67)의 저표면(77)은 상기 빔(40)의 상방으로 면한 가장자리(21)에 접착식으로 결합되어 있음을 특징으로 하는 지지구조체
3. 제1항에 있어서, 상기 계기판 커버(60)의 기판층(67)의 저표면(77)은 상기 빔(40)의 상방으로 면한 가장자리(21)에 진동용접식으로 결합되어 있음을 특징으로하는 지지구조체
4. 제1항에 있어서, 상기 계기판 커버(60)의 기판층(67)은 L-형으로 이루어지며, 수평상부 부위(70)와 하방으로 신장하는 하부부위(71)를 포함하며, 상기 계기판 커버(60)의 상부부위(70)는 빔(40)의 상방으로 면한 가장자리(21)에 연속적으로 고정되어 있음을 특징으로 하는 지지구조체
5. 제1항에 있어서, 상기 상방으로 면한 가장자리(21)는 동일한 수평면상에 놓여 있음을 특징으로 하는 지지구조체
6. 제1항에 있어서, 나아가 상기 원-피스의 일체로 성형된 빔(40)은 전체가 플라스틱으로 형성되어 있음을 특징으로 하는 지지구조체