KR100428122B1

KR100428122B1 - 자동차의 충돌시험용 도어 구조

Info

Publication number: KR100428122B1
Application number: KR10-2001-0037012A
Authority: KR
Inventors: 윤기득
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2001-06-27
Publication date: 2004-04-28
Also published as: KR20030000858A

Abstract

본 발명은 자동차의 충돌시험용 도어 구조에 관한 것으로, 차량의 측면충돌 성능시험에서 이동대차와 직접적으로 1차 충돌하는 더미의 갈비뼈부위와 척추부위를 최대한 2차 충돌로 전환될 수 있도록 유도하여 더미의 갈비뼈부위와 척추부위에서 측정되는 가속도값, 즉 상해치를 최소화할 수 있도록 함으로써 측면충돌 성능시험에서 얻게 되는 상해치를 차량의 안정성 평가에 대한 규제치 이하의 수준으로 낮출 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 내측패널(12)과 외측패널(14)이 형성하는 공간내에 수평한 방향으로 설치된 임팩트 비임(16)과, 상기 내측패널(12)의 차실내측으로 설치된 트림부재(18) 및, 이 트림부재(18)와 상기 내측패널(12) 사이에 설치된 충격흡수용 트림패드(20)를 구비한 자동차의 도어(10)에 있어서, 상기 도어(10)의 내측패널(12)의 하측부에는 차실내에 위치한 더미(D)의 골반부위를 향해 내측패널(12)과 폐단면을 형성하는 보강부재(22)가 결합된 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 충돌시험용 도어 구조{door structure for testing impact of a automotive vehicle}

본 발명은 자동차의 충돌시험용 도어 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동대차를 이용한 차량의 측면충돌 성능시험에 있어 더미의 갈비뼈부위와 척추부위에 가해지는 1차 충돌을 2차 충돌로 유도하여 더미에 가해지는 상해치를 낮출 수 있도록 하는 자동차의 충돌시험용 도어 구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 차체는 충돌시 차실내에 있는 탑승자의 안전을 최대로 고려하여 설계되는 바, 이는 양산된 차량에 있어 각종 충돌시험을 통해 차체에 대한 안전성을 평가함은 물론, 안전에 관한 법규까지도 제정되고 있기 때문이다.

도 1은 일반적인 2-도어형 차량에 있어 측면충돌 성능시험을 위해 더미(D)가 차실내에 설치된 상태를 도시하고 있는 바, 상기 2-도어형 차량의 경우에는 구조적 특성상 도어(10;가상선으로 도시됨)의 길이가 길고, 센터 필러(도시안됨)의 위치가 일반 세단형 자동차에 비해 뒤쪽인 운전석 후방으로 위치하고 있다.

또한, 실사이드의 높이도 일반 세단형 자동차에 비해 낮은 상태를 이루고 있다.

한편, 도 1에 도시된 2-도어형 차량에서 측면충돌 성능시험을 위해 도어(10)의 측부에 이동대차(M)가 설치된 상태는 도 2에 도시된 바와 같은 데, 상기 더미(D)의 측부로 도어(10)가 위치하고, 이 도어(10)의 차실외쪽 외부에는 이동대차(M)가 위치하고 있다.

여기서, 상기 더미(D)에는 상부로부터 상측 갈비뼈부위에 해당되는 부위로 상측 갈비뼈센서(d1)와, 하측 갈비뼈부위에 해당되는 부위로 하측 갈비뼈센서(d2), 척추부위에 해당되는 부위로 척추센서(d3) 및, 골반부위에 해당되는 부위로 골반센서(d4)가 각각 설치되어 있다.

그리고, 상기 도어(10)는 내측패널(12)과 외측패널(14)이 형성하는 공간내에 임팩트 비임(16)이 도어(10)의 하부에서 횡방향으로 설치되고, 상기 내측패널(12)의 차실내측으로는 트림부재(18)가 설치되며, 이 트림부재(18)와 상기 내측패널(12) 사이에는 충격흡수용 트림패드(20)가 설치되어 있다.

또한, 상기 이동대차(M)는 상기 도어(10)의 하부를 향해 돌출된 형태의 볼록부(m)를 형성하고 있어, 이 볼록부(m)는 상기 더미(D)의 골반센서(d4)가 설치된 골반부위를 향하도록 설치되어 있다.

한편, 북미의 측면충돌 성능시험은 더미(D)의 각 부위로 상측 갈비뼈센서(d1)와 하측 갈비뼈센서(d2), 척추센서(d3) 및, 골반센서(d4)를 설치하고, 상기 이동대차(M)를 이용한 충돌시험시 각 센서에서 측정된 가속도를 근거로 상해치를 계산하는 것이다.

그리고, 상기 상해치는 특정 용어(TTI)로 표기되고, 이의 단위는 중력가속도(g)와 비례하는 계수의 형태를 나타내고 있으며, 이 상해치의 계산은 통상 갈비뼈부위에서 측정된 가속도값과 척추부위에서 측정된 가속도값을 더한 값을 2로 나눈 값으로 결정하고 있는 데, 상기 갈비뼈부위에서 측정된 가속도값은 상측 갈비뼈부위와 하측 갈비뼈부위에서 각각 측정된 가속도값중 절대값이 큰 데이터를 이용하고 있으며, 이 상해치는 낮을수록 측면충돌시 탑승자의 안전이 더욱 보장되는 것으로 판단하고 있다.

여기서, 북미지역의 측면충돌 성능시험에서 사용되고 있는 이동대차(M)의 중량은 1360kg이고, 이 이동대차(M)의 충돌속도는 33.5MPH(miles per hour)이다.

또한, 북미지역의 법규상 상기 측면충돌 성능시험에 있어 상해치의 한계치는 2-도어형 차량에서는 90g이고, 4-도어형 차량에서는 85g로 규정하고 있다.

한편, 현재 미국의 관련기관(NHTSA)의 주관하에 실시되고 있는 측면충돌 성능시험시의 각 차량에 대한 상품성, 구체적으로 안전성 평가시험(SINCAP)은 더욱 강화된 상해치를 요구하고 있는 데, 이는 차량의 측면충돌 성능시험에서 상기 이동대차(M)의 속도를 5MPH 정도 상승시킨 혹독한 시험조건을 부과하고 있으며, 이 시험의 결과는 별표의 개수로 공표하고 있다. 참고로 공표되는 5등급 별표에 해당되는 상해치는 57g 이하이다.

그런데, 상기와 같이 강화된 차량의 측면충돌 성능시험에서 만족한 수준의 상해치 결과를 얻기 위해서는 종래 도 2에 도시된 바와 같은 도어(10)의 구조로는 불가능하였다.

즉, 상기 2-도어형 차량에서의 구조적 특성상 도어(10)의 길이가 세단형 차량에 비해 상대적으로 길고, 센터 필러의 위치 또한 운전석의 후방에 위치하며, 실사이드부의 높이도 낮아서 측면충돌 성능시험시 상기 이동대차(M)가 도어(10)에 충돌하는 경우에 있어, 상기 이동대차(M)의 충돌 관성력에 의해 차실내쪽으로 상기 도어(10)가 밀려드는 진입량이 4-도어형 차량에 비해 상대적으로 크게 된다.

특히, 상기 더미(D)의 갈비뼈부위와 척추부위에는 상측 갈비뼈센서(d1)와 하측 갈비뼈센서(d2) 및 척추센서(d3)를 매개로 측정한 가속도값이 규정된 상해치를 초과하게 되었는 바, 이는 상기 더미(D)의 갈비뼈부위와 척추부위가 상기 이동대차(M)로부터 직접적인 1차 충돌에 따라 발생되는 결과로 판명되었다.

즉, 2-도어형 차량에서 측면충돌 성능시험시 상기 이동대차(M)의 볼록부(m)는 상기 도어(10)의 하단부에 직접 부딪치게 되지만, 상기 더미(D)의 형상적 특징으로 볼 때 골반부위에 비해 갈비뼈부위와 척추부위가 차실외측인 도어(10)를 향해 바깥쪽에 위치하고 있기 때문에, 상기 더미(D)의 갈비뼈부위와 척추부위는 상기 이동대차(M)와 1차적으로 충돌할 수 밖에 없는 것이다.

그러므로, 북미지역에서 행해지는 차량의 측면충돌 성능시험에서 만족스러운 결과를 얻기 위해서는 상기 도어(10)에 대한 구조적인 강성 보강을 도모하는 설계변경이 요구되고 있는 실정이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 차량의 측면충돌 성능시험에서 이동대차와 직접적으로 1차 충돌하는 더미의 갈비뼈부위와 척추부위를 최대한 2차 충돌로 전환될 수 있도록 유도하여 더미의 갈비뼈부위와 척추부위에서 측정되는 가속도값, 즉 상해치를 최소화할 수 있도록 함으로써 측면충돌 성능시험에서 얻게 되는 상해치를 차량의 안정성 평가에 대한 규제치 이하의 수준으로 낮출 수 있도록 하는 자동차의 충돌시험용 도어 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내측패널과 외측패널이 형성하는 공간내에 수평한 방향으로 설치된 임팩트 비임과, 상기 내측패널의 차실내측으로 설치된 트림부재 및, 이 트림부재와 상기 내측패널 사이에 설치된 충격흡수용 트림패드를 구비한 자동차의 도어에 있어서, 상기 도어의 내측패널의 하측부에는 차실내에 위치한 더미의 골반부위를 향해 내측패널과 폐단면을 형성하는 보강부재가 결합되어, 측면충돌시 탑승자의 골반부위로 1차적인 충격력의 전달이 이루어진 다음 탑승자의 갈비뼈부위와 척추부위로 2차적인 충격력의 전달이 이루어질 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보강부재는 도어의 내측패널과 폐단면을 형성하도록 볼록한 형태의 주몸체부와, 이 주몸체부의 양측 선단에서 상기 내측패널과 면착되게 절곡된 플랜지부 및, 이 플랜지부로부터 내측패널과의 나사체결을 위해 접합된 나사부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적으로 2-도어 자동차의 도어에 대한 측면충돌 성능시험을 위한 더미가 차실내에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 측면도.

도 2는 종래 도어에 있어 이의 내부구조와 이에 측면충돌 성능시험을 위한 이동대차를 도시한 후면도.

도 3은 본 발명에 따른 충돌시험용 도어의 구조를 도시한 것으로, 도어에 대한 측면충돌 성능시험을 위한 더미가 차실내에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 후면도.

도 4는 도 3에 도시된 보강부재의 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-도어 12-내측패널

14-외측패널 16-임팩트 비임

18-트림부재 20-충격흡수용 트림패드

22-보강부재 22a-주몸체부

22b-플랜지부 22c-나사부

22d-보강리브

D-더미 d1-상측 갈비뼈센서

d2-하측 갈비뼈센서 d3-척추센서

d4-골반센서 M-이동대차

m-볼록부

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 충돌시험용 도어의 구조를 도시한 것으로, 도어에 대한 측면충돌 성능시험을 위한 더미가 차실내에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 후면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 보강부재의 사시도인 바, 종래 도어의 구조를 도시한 도 2에서와 동일한 참조부위에는 동일한 참조부호를 병기하기로 한다.

본 발명의 충돌시험용 도어(10)는 도 3에 도시된 바와 같이, 내측패널(12)과 외측패널(14)이 형성하는 공간내에 임팩트 비임(16)이 도어(10)의 하부에서 횡방향으로 설치되고, 상기 내측패널(12)의 차실내측으로는 트림부재(18)가 설치되며, 이 트림부재(18)와 상기 내측패널(12) 사이에는 충격흡수용 트림패드(20)가 설치된다.

그리고, 상기 도어(10)의 내측패널(12)과 외측패널(14) 사이의 공간에서 상기 내측패널(12)의 하측부에는 내측패널(12)과 폐단면을 형성하는 별도의 보강부재(22)가 나사체결되어 결합된다.

여기서, 상기 보강부재(22)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 내측패널(12)과 폐단면을 형성하도록 볼록하게 절곡된 주몸체부(22a)와, 이 주몸체부(22a)의 양측 선단에서 상기 내측패널(12)의 하측부로 면착되도록 연장되어 절곡된 플랜지부(22b) 및, 이 플랜지부(22b)에 접합되어 돌출된 나사부(22c)를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 보강부재(22)의 주몸체부(22a)와 플랜지부(22b)에는 부재의 전장을 따라 다소 굴곡진 형태의 보강리브(22d)가 형성되어 부재의 구조적 강성을 강화시키도록 되어 있다.

한편, 상기 도어(10)의 내측 차실내에는 차량의 측면충돌 성능시험을 위한 더미(D)가 설치되어 있는 바, 이 더미(D)는 상부로부터 상측 갈비뼈부위에 해당되는 부위로 상측 갈비뼈센서(d1)와, 하측 갈비뼈부위에 해당되는 부위로 하측 갈비뼈센서(d2), 척추부위에 해당되는 부위로 척추센서(d3) 및, 골반부위에 해당되는 부위로 골반센서(d4)를 각각 구비하고 있어, 이들 센서들(d1,d2,d3,d4)을 매개로 측면충돌 성능시험시 상기 더미(D)의 각 부위로 전달되는 상해치를 가속도의 측정으로 감지할 수 있게 된다.

그리고, 상기 도어(10)의 외측 차실외에는 차량의 측면충돌 성능시험시 도어(10)에 충격력을 가하기 위한 이동대차(M)가 설치되어 있는 바, 이 이동대차(M)는 상기 도어(10)의 하부를 향해 돌출된 형태의 볼록부(m)를 형성하고 있어, 이 볼록부(m)는 상기 더미(D)의 골반센서(d4)가 설치된 골반부위를 향하도록 설치되어 있다.

따라서, 상기와 같이 내측패널(12)상에 보강부재(22)를 설치하고 있는 도어(10)의 경우에 측면충돌 성능시험을 행하게 되면, 상기 이동대차(M)의 볼록부(m)는 상기 도어(10)의 하측부와 먼저 부딪치게 된다.

이때, 상기 도어(10)의 하측부위로 설치된 보강부재(22)는 상기 이동대차(M)의 볼록부(m)가 차실내로 유입되는 것을 부재가 지닌 강성으로 변형되는 동안에 걸쳐 다소나마 저지할 수 있게 된다.

이 결과, 상기 도어(10)의 측면충돌 성능시험시에 차실내에 위치한 상기 더미(D)는 이의 갈비뼈부위와 척추부위가 상기 이동대차(M)와 1차적으로 먼저 충돌하게 되는 것이 아니라, 상기 도어(10)의 하측부위에 있는 보강부재(22)가 상기 이동대차(M)의 볼록부(m)와 1차적으로 부딪친 다음, 상기 보강부재(22)의 변형 종료후 2차적으로 부딪치게 되는 것이다.

즉, 상기 더미(D)의 갈비뼈부위와 척추부위는 측면충돌 성능시험시 상기 이동대차(M)와 1차적으로 충돌하는 것이 아니라, 1차 충돌후 상기 보강부재(22)에 의한 충격력의 저감후 2차적으로 충돌하게 되므로, 1차적으로 충돌하는 경우에 비해 다소나마 적은 정도의 충격력을 전달받게 되는 것이다.

또한, 상기와 같이 도어(10)의 하측부에 보강부재(22)를 설치하게 되면, 측면충돌 성능시험시 상기 더미(D)의 골반부위로 1차 충돌에 따른 충격력을 전달할 수 있게 되는 데, 이때 상기 더미(D)의 골반부위는 차실내의 좌석의 형상적인 특성상 더미(D)의 골반부위를 감싸고 있기 때문에 큰 상해치를 받지 않으면서도 1차 충돌에 따라 전달되는 충격력을 효과적으로 흡수할 수 있게 된다.

그리고, 상기와 같이 도어(10)의 측면충돌 성능시험시 상기 더미(D)의 골반부위에 1차적으로 전달되는 충격력이 보강부재(22)와 좌석의 형상적인 특성으로 먼저 저감된 다음에 상기 더미(D)의 갈비뼈부위와 척추부위에 2차적으로 전달되므로, 상기 더미(D)의 상측 갈비뼈센서(d1)와 하측 갈비뼈센서(d2) 및 척추센서(d3)에서 각각 검출되는 가속도값, 즉 상해치는 상당히 감소된 수준이 되고, 이는 종래와 같이 보강부재(22)가 없는 도어(10)에서 상기 더미(D)의 상측 갈비뼈센서(d1)와 하측 갈비뼈센서(d2) 및 척추센서(d3)에서 측정된 가속도값이 105 내지 110g의 수준이었던 것이, 상기 보강부재(22)를 설치한 도어(10)에서 상기 더미(D)에서 측정된 가속도값은 84g의 수준으로 크게 감소하는 것으로 나타났다.

여기서, 측면충돌 성능시험시에 상기 더미(D)에서 측정된 84g 수준의 상해치는 별표 3개 수준의 안정도를 나타내는 것으로, 이와 같은 상해치의 수준은 측면충돌시 탑승자의 안전을 상당히 탁월한 수준으로 보장할 수 있다는 것이다.

이와 같이, 상기 도어(10)의 하측부위에 별도의 보강부재(22)를 추가로 설치하게 되면, 측면충돌 성능시험시에 상기 더미(D)의 갈비뼈부위와 척추부위에서 측정되는 가속도값이 급격하게 줄어 들게 되므로, 북미지역에서 측면충돌 성능시험시 규정하고 있는 관련 법규에 적극적으로 대응할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차의 충돌시험용 도어 구조에 의하면, 도어(10)의 하측부위에 별도의 보강부재(22)를 부가적으로 설치함에 따라, 측면충돌 성능시험시 더미(D)의 골반부위가 이동대차(M)와 1차적으로 충돌하여 충격력이 저감된 다음 2차적으로 더미(D)의 갈비뼈부위와 골반부위에 충돌하게 되므로, 상기 더미(D)의 갈비뼈부위와 골반부위에서 측정되는 상해치의 정도가 급격하게 감소될 수 있어, 2-도어형 차량에서 세단형 차량에 비해 상대적으로 불리한 측면충돌에 대한 안전성이 확보될 수 있게 된다.

또한, 상기와 같이 더미(D)의 갈비뼈부위와 골반부위에서 측정되는 상해치의 정도가 감소되는 것으로 검증이 되면, 이는 곧 실제 차량에서 측면충돌사고 발생시 차실내에 탑승한 승객의 안전을 도모할 수 있는 보장을 할 수 있게 되는 것이다.

Claims

내측패널(12)과 외측패널(14)이 형성하는 공간내에 수평한 방향으로 설치된 임팩트 비임(16)과, 상기 내측패널(12)의 차실내측으로 설치된 트림부재(18) 및, 이 트림부재(18)와 상기 내측패널(12) 사이에 설치된 충격흡수용 트림패드(20)를 구비한 자동차의 도어(10)에 있어서,

상기 도어(10)의 내측패널(12)의 하측부에는 차실내에 위치한 더미(D)의 골반부위를 향해 내측패널(12)과 폐단면을 형성하는 보강부재(22)가 결합되어, 측면충돌시 탑승자의 골반부위로 1차적인 충격력의 전달이 이루어진 다음 탑승자의 갈비뼈부위와 척추부위로 2차적인 충격력의 전달이 이루어질 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 자동차의 충돌시험용 도어 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 보강부재(22)는 도어(10)의 내측패널(12)과 폐단면을 형성하도록 볼록한 형태의 주몸체부(22a)와, 이 주몸체부(22a)의 양측 선단에서 상기 내측패널(12)과 면착되게 절곡된 플랜지부(22b) 및, 이 플랜지부(22b)로부터 내측패널(12)과의 나사체결을 위해 접합된 나사부(22c)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 충돌시험용 도어 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 보강부재(22)의 주몸체부(22a)와 플랜지부(22b)에는 부재의 전장을 따라 다소 굴곡진 형태의 보강리브(22d)가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 충돌시험용 도어 구조.