KR100376841B1 - 차량용 도어의 처짐 변위 측정장치와 그 방법 - Google Patents

차량용 도어의 처짐 변위 측정장치와 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 도어의 처짐 변위 측정장치와 그 방법에 관한 것으로, 도어의 처짐에 영향을 주는 세 부분 즉, 에이필라(10)와 힌지(20) 및 도어(30) 자체 각각에 의한 도어 처짐량을 알 수 있게 됨으로써 강성 보강이 이루어져야 할 곳을 정확히 선택할 수 있게 된다.따라서, 보다 효율적으로 도어의 처짐 개선 작업을 수행할 수 있게 되는 효과가 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 실험장치(40)가 도어(30)를 장착한 힌지(20)가 고정된 에이필라(10)를 고정한 지지수단(50)과, 이 지지수단(50)에 장착되어 측정대상인 도어(30)에 일정한 하중(F)을 하 방향으로 가하는 가압수단(60) 및 가해진 가압력(F)에 의한 측정대상인 도어(30)의 처짐과 같은 변위를 측정하여 신호를 증폭하고 분석하는 측정수단(70)으로 이루어지되, 상기 가압수단(60)은 실험자의 조작에 의해 자동으로 작동되면서 그 가압력 크기를 조절하도록 에어나 유압을 매개로 가압력을 발생하는 한편, 상기 측정수단(70)은 측정된 변위를 신호로 변환하고 이를 분석하고 처리하여 결과를 기록하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 측정방법은 실제 차량의 도어 처짐량 측정단계와, 특정 변위요소를 강체로 대체하여 이 특정 변위요소를 제외한 나머지 변위요소에 의한 도어 처짐량을 측정하는 단계와, 상위의 두 단계에서 측정된 값을 이용하여 강체로 대체된 특정 변위요소에 의한 실제 도어의 처짐량을 계산하는 단계와, 이와 같은 방법을 반복하여 나머지 변위요소들 각각에 의한 실제 도어의 처짐량을 산출하는 반복단계와, 이와 같은 방법에 의해 알게 된 각 변위요소들에 의한 도어의 처짐량을 비교하여 개선이 필요한 부분을 선정하는 비교 및 개선대상 선정단계로 이루어진다.

Description

차량용 도어의 처짐 변위 측정장치와 그 방법{A deflection displacement measurement device and method for an automotive door}
본 발명은 차량용 도어의 처짐 변위 측정장치와 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 순차적으로 측정부위를 강체로 형성시켜 강성 취약부의 위치를 정확히 파악할 수 있도록 된 차량용 도어의 처짐 변위 측정장치와 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 도어는 차량 실내로 승객이 탑승하거나 실외로 나가기 위한 잠금 장치를 매개로 개폐되는 가장 근본적인 기능이외에 외부로부터 가해지는 충격에 대한 완충작용은 물론 글래스의 승하강등을 위한 윈도우레귤레이터등이 내장되도록 다양한 형상의 패널들이 서로 접합되어 결합된 구조로 이루어져 자체적인 하중이 매우 큰 특징을 갖게된다.
이와 같이, 매우 무거운 자체 하중을 갖는 도어(30)는 도 1에 도시된 바와 같이 차체(1)의 에이필라(10)가 형성되는 프레임에 힌지(20)을 매개로 한쪽 측면이 결합되므로 결국, 도어(30) 전체의 무게를 상기 에이필라(10)와 힌지(20)부위가 지탱하면서 도어(30)자체의 하중에 의한 처짐을 방지할 수 있는 강성을 보유해야만 됨은 물론이다.
이에 따라, 상기 에이필라(10)부위로 힌지(20)를 매개로 도어(30)가 장착되는 차체(1)의 변형을 방지하면서 도어(30)의 처짐도 방지할 수 있도록 도어(30)와 힌지(20) 및 에이필라(10)부위에 대한 최적 강성을 구하기 위한 실험을 하여 그 결과에 따라 차체(1)의 에이필라(10)나 힌지(20) 및 도어(30)의 강성을 보강하게 되는데, 이러한 실험은 통상, 차체(1)를 형성하면서 도어(30)에 의해 가장 큰 영향을 받는 에이필라(10)와 도어(30)에 결합되어 전체하중을 직접 받는 힌지(20) 및 자체하중에 의해 지속적인 하방향의 하중을 받는 도어(30)등을 주요 요인으로 분석하게 됨은 물론이다.
즉, 이는 도1 과 같이 차체(1)프레임에 도어(30)를 장착한 상태에서 실험장치(40)를 이용하여 측정결과를 얻게 되는데 이러한, 실험장치(40)는 힌지(20)를 매개로 도어(30)가 장착된 차체(1)를 지지하는 지지대(52)가 고정된 정반플레이트(51)로 구성된 지지수단(50)과, 도어(30)을 감싸면서 일정한 하중(F)을 하 방향으로 가하는 가압수단(60) 및 도어(30)에 가해진 하중(F)에 의한 도어(30)의 처짐과 같은 변위를 측정하도록 다이알게이지등을 이용하는 측정수단(70)으로 이루어지게 된다.
한편, 도어(30)의 처짐은 상기 에이필라(10)와 힌지(20) 및 도어(30) 자체(정확히는 도어의 힌지 연결부)의 변형이 모두 합하여져 발생하게 된다.그런데, 상기와 같은 종래 실험장치(40)에 의해서는 단지 상기와 같은 요소들이 모두 작용한 결과 값만을 알 수 있을 뿐, 정작 도어(30)의 처짐 개선을 위해 어느 부분의 강성을 더욱 강화해야 하는지는 정확히 알 수 없다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 도어의 처짐에 영향을 주는 3요소 즉, 에이필라, 힌지, 도어 각각에 의한 도어의 처짐량을 알 수 있게 됨으로써 강성보강이 가장 필요한 부분을 명확히 알아낼 수 있도록 된 차량용 도어의 처짐 변위 측정장치와 그 방법을 제공함에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 측정장치는 도어를 장착한 힌지가 고정된 에이필라를 고정한 지지수단과, 이 지지수단에 장착되어 측정대상인 도어에 일정한 하중을 하 방향으로 가하는 가압수단 및 가해진 가압력에 의한 측정대상인 도어의 처짐과 같은 변위를 측정하여 신호를 증폭하고 분석하는 측정수단으로 이루어지되, 상기 가압수단은 실험자의 조작에 의해 자동으로 작동되면서 그 가압력 크기를 조절하도록 에어나 유압을 매개로 가압력을 발생하는 한편, 상기 측정수단은 측정된 변위를 신호로 변환하고 이를 분석하고 처리하여 결과를 기록하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 측정방법은 실제 차량의 도어 처짐량 측정단계와, 특정 변위요소를 강체로 대체하여 이 특정 변위요소를 제외한 나머지 변위요소에 의한 도어 처짐량을 측정하는 단계와, 상위의 두 단계에서 측정된 값을 이용하여 강체로 대체된 특정 변위요소에 의한 실제 도어의 처짐량을 계산하는 단계와, 이와 같은 방법을 반복하여 나머지 변위요소들 각각에 의한 실제 도어의 처짐량을 산출하는 반복단계와, 이와 같은 방법에 의해 알게 된 각 변위요소들에 의한 도어의 처짐량을 비교하여 개선이 필요한 부분을 선정하는 비교 및 개선대상 선정단계로 이루어진다.
도 1은 종래에 따른 차량용 도어의 처짐 변위 측정장치의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 차량용 도어의 처짐 변위 측정장치의 구성도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 차체 10 : 에이필라
20 : 힌지 30 : 도어
40 : 실험장치 50 : 지지수단
51 : 정반플레이트 52 : 지지대
60 : 가압수단 60a : 실린더
60a' : 로드셀 60b : 방향전환부
70 : 측정수단 70a : 측정부재
70b : 증폭기 70c : 레코더
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 도어의 처짐 변위 측정장치의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명의 실험장치(40)는 도어(30)를 장착한 힌지(20)가 고정된 에이필라(10)를 장착한 정반플레이트(51)로 구성된 지지수단(50)과, 이 지지수단(50)의 정반플레이트(51)에 장착되어 측정대상인 도어(30)에 일정한 가압력(F)을 하 방향으로 가하는 가압수단(60) 및 가해진 가압력(F)에 의한 측정대상인 도어(30)의 처짐과 같은 변위를 측정하여 신호를 증폭하고 분석하는 측정수단(70)으로 이루어지게 된다.
여기서, 상기 가압수단(60)은 실험자의 조작에 의해 작동되는 에어 실린더(60a)와, 이 실린더(60a)의 로드선단에 장착되어 가해지는 하중의 크기를 측정수단(70)으로 보내는 로드셀(60a') 및 상기 실린더(60a)의 로드에서 측정대상인 도어(30)에 연결된 케이블에 의해 가해지는 수평방향의 가압력(F)을 측정대상인 도어(30)에 수직하게 작용하기 위해 케이블의 방향을 전환시키도록 자유 회전되는 도르레와 같은 방향전환부(60b)로 이루어진다.
또한, 상기 가압수단(60)의 케이블에 의해 하 방향으로 가압되는 측정대상인 도어(30)의 변위를 측정하는 측정수단(70)은 측정대상인 도어(30)의 변위나 기타 측정대상의 변위를 측정하여 신호를 발생하는 신호발생부를 구비한 스트레인게이지로 이루어진 측정부재(70a)와, 이 측정부재(70a)와 가압수단(60)의 로드셀(60a')의 신호를 입력받아 증폭하는 증폭기(70b) 및 이 증폭기(70b)의 신호를 분석하고 처리하여 결과를 기록하는 레코더(70c)로 구성되어진다.
이하 본 발명의 작동과 방법을 상세히 설명한다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 실험장치(40) 및 방법을 이용하여 실제 차량에서의 도어(30) 처짐량(TR)을 측정한다.TR= PR+ HR+ DR(PR은 실제 에이필라 변형에 의한 도어의 처짐량,HR은 실제 힌지 변형에 의한 도어의 처짐량,DR은 실제 도어 변형에 의한 도어의 처짐량)이어, 특정 변위요소(상기 세가지 변위요소 즉, 에이필라(10), 힌지(20), 도어(30) 중 어느 한 가지)를 강체로 대체하여 이 특정 변위요소를 제외한 나머지 변위요소에 의한 도어의 처짐량을 측정한다.이후, 상기 두 단계에서 측정된 값을 이용하여, 특정 변위요소에 의한 도어의 처짐량을 계산한다.에이필라(10)를 강체로 대체하여 상기와 같은 단계를 수행함으로써 실제 에이필라(10)에 의한 도어의 처짐량을 계산해내는 것을 예로 들어 설명한다.TP= P' + HR+ DR(TP는 에이필라를 강체로 대체했을 경우 측정된 도어의 처짐량, P'는 강체로 대체된 에이필라에 의한 도어의 처짐량, HR, DR은 상동)여기서, P' = 0 (강체는 변형되지 않으므로)이므로, TP= HR+ DR따라서,TR= PR+ TP따라서, PR= TR-TP이며, 여기서, 상기 TR과 TP는 측정값이므로 PR즉, 실제 에이필라(10) 변형에 의한 도어의 처짐량을 알 수 있게 된다.이후, 상기와 같은 과정을 다른 변위요소들에도 동일하게 반복, 수행하여 나머지 두 요소들 즉, 힌지(20)와 도어(30) 변형에 의한 도어의 처짐량을 계산해낸다.이상과 같은 방법에 의하여 모든 변위요소들 각각에 의한 도어의 처짐량이 산출되면, 이들을 비교하여 가장 도어 처짐에 영향을 많이 주는 요소를 선정하여 그 요소부터 강성을 보강하는 개선책을 세울 수 있게 되며, 또한 그 값의 대소에 따라서 어느 정도 강성을 보강해야 될지를 예상할 수 있게 된다.상기와 같은 실험을 진행함에 있어, 실제 차량에 있어서 도어(30)의 변위는 종래의 방법으로 측정되어 지고, 어느 한 변위요소를 강체로 대체한 경우의 도어(30)의 변위는 본 발명에 의한 장치로써 측정한다. 즉, 가압수단(60)의 실린더(60a)를 이용하여 도어를 하방으로 가압(실제로는 잡아당김)하고, 이때 도어(30)의 처짐량을 측정수단(70)의 측정부재(70a)를 통해 신호로 변환하여 증폭기(70b)에 보내고, 이 증폭기(70b)를 통해 측정부재(70a)와 가압수단(60)의 로드셀(60a')의 신호가 증폭되어 레코더(70c)에서 분석되어 가압력(F)대 도어 처짐량이 측정되어진다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 도어의 처짐에 영향을 주는 세 부분 즉, 에이필라와 힌지 및 도어 자체 각각에 의한 도어 처짐량을 알 수 있게 됨으로써 강성 보강이 이루어져야 할 곳을 정확히 선택할 수 있게 된다.따라서, 보다 효율적으로 도어의 처짐 개선 작업을 수행할 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 도어(30)를 장착한 힌지(20)가 고정된 에이필라(10)를 고정한 지지수단(50)과, 이 지지수단(50)에 장착되어 측정대상에 하 방향으로 가해지는 일정한 가압력(F) 크기를 조절하도록 에어나 유압을 매개로 작동되는 가압수단(60) 및 가해진 가압력(F)에 의한 측정대상의 처짐과 같은 측정된 변위를 신호로 변환하고 이를 분석하고 처리하여 결과를 기록하는 측정수단(70)으로 이루어진 실험장치(40)를 이용한 차량용 도어의 처짐 변위 측정장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 가압수단(60)은 실험자의 조작에 의해 작동되는 에어 실린더(60a)와, 이 실린더(60a)의 로드선단에 장착되어 가해지는 하중의 크기를 측정수단(70)으로 보내는 로드셀(60a') 및 상기 실린더(60a)의 로드에서 측정대상에 연결된 케이블에 의해 가해지는 수평방향의 가압력을 측정대상에 수직하게 작용하기 위해 케이블의 방향을 전환시키도록 자유 회전되는 도르레와 같은 방향전환부(60b)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 도어의 처짐 변위 측정장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 측정수단(70)은 도어(30)의 변위나 기타 측정대상의 변위를 측정하여 신호를 발생하는 신호발생부를 구비한 스트레인게이지로 이루어진 측정부재(70a)와, 이 측정부재(70a)와 가압수단(60)의 로드셀(60a')의 신호를 입력받아 증폭하는 증폭기(70b) 및 이 증폭기(70b)의 신호를 분석하고 처리하여 결과를 기록하는 레코더(70c)로 구성되어진 것을 특징으로 하는 차량용 도어의 처짐 변위 측정장치.
  4. 실제 차량의 도어 처짐량 측정단계와, 특정 변위요소를 강체로 대체하여 이 특정 변위요소를 제외한 나머지 변위요소에 의한 도어 처짐량을 측정하는 단계와, 상위의 두 단계에서 측정된 값을 이용하여 강체로 대체된 특정 변위요소에 의한 실제 도어의 처짐량을 계산하는 단계와, 이와 같은 방법을 반복하여 나머지 변위요소들 각각에 의한 실제 도어의 처짐량을 산출하는 반복단계와, 이와 같은 방법에 의해 알게 된 각 변위요소들에 의한 도어의 처짐량을 비교하여 개선이 필요한 부분을 선정하는 비교 및 개선대상 선정단계로 이루어지는 차량용 도어의 처짐 변위 측정방법.
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