KR100497589B1 - 인스트루먼트 패널의 보강재 - Google Patents

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KR100497589B1
KR100497589B1 KR10-2002-7002675A KR20027002675A KR100497589B1 KR 100497589 B1 KR100497589 B1 KR 100497589B1 KR 20027002675 A KR20027002675 A KR 20027002675A KR 100497589 B1 KR100497589 B1 KR 100497589B1
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Abstract

보강재 (10) 는 좌우측 정면필러 사이에서 연결되어, 인스트루먼트 패널을 보강한다. 보강재 (10) 의 단면은 H자형 형상을 가지므로, 보강재에 필요한 비틀림 강성이 확보되고, 와이어 하니스 (33) 또는 제 1 스티어링 지지부 (14) 등을 H자형 형상에 의해 형성된 공간내에 배치할 수 있으므로, 공간을 효율적으로 사용할 수 있다. 또한, 보강재 (10) 는 다이캐스트법에 의해서 중심 브레이스 (13), 제 1 및 제 2 스티어링 지지부 (14, 15), 조수석측 에어백-고정부재 (16), 또는 글러브 박스의 스트라이커 (17) 등과 일체로 형성되므로, 부품갯수와 생산비를 줄일 수 있다.

Description

인스트루먼트 패널의 보강재 {REINFORCEMENT OF INSTRUMENT PANEL}
본 발명은 인스트루먼트 패널 (instrument panel) 과 차체를 보강하기 위해서 차체의 좌우측 정면 필러 (front pillars) 를 연결하는 보강재에 관한 것으로, 보다 자세하게는 공간을 효율적으로 사용하는 보강재에 관한 것이다.
통상적으로, 좌우측 정면 필러를 연결하여, 측면 충돌시에 가해지는 차체의 손상을 감소시키는 보강재가 광범위하게 사용되어 왔다. 이러한 보강재에는 와이어 하니스 (wire harness) 또는 다른 부재를 유지하는 기능도 요구되고 있기 때문에, 예컨대 일본특개평11-115550 호에 개시된 보강재는 강도를 확보하는 사각형 폐쇄단면부와, 와이어 하니스를 유지하는 개방단면부를 구비한다.
하지만, 전술한 보강재에는 폐쇄단면부와 개방단면부가 제공되기 때문에, 보강재가 전체적으로 대형화 (대경화) 되는 문제점이 발생한다.
도 1 은 본 발명의 보강재의 제 1 실시형태를 도시한 사시도,
도 2 는 도 1 에 도시된 보강재의 Ⅱ-Ⅱ 단면도,
도 3 은 본 발명의 보강재의 제 2 실시형태를 도시한 사시도,
도 4 는 도 3 에서 도시한 보강재에 와이어 하니스를 설치한 것을 나타낸 사시도,
도 5A 는 도 3 에서 도시한 보강재의 VA-VA 단면도, 및
도 5B 는 도 3 에서 도시한 보강재의 VB-VB 단면도.
본 발명은 전술한 문제점을 대처하도록 달성되었다. 본 발명의 특징은, 차체의 좌우측 정면 필러를 연결하는 인스트루먼트 패널의 보강재에 있어서, 보강재의 적어도 일부의 단면을 일반적으로 H자형 형상 (일반적으로 H자 형상) 으로 한 것에 있다. 따라서, 보강재가 개방부를 구비하게 되므로, 그 개방부에 차량 기능부품의 장착용 부재, 기능부품, 와이어 하니스 등과 같은 부재와 부품들을 배치할 수 있어, 당해 보강재 (보강재의 외형) 가 점유하는 공간을 효과적으로 사용할 수 있다. 더욱이, 보강재의 단면은 일반적으로 H자 형상이기 때문에, 보강재는 감소된 판두께를 가지면서, 필요한 비틀림 강성 (torsional rigidity) 을 확보한다.
상기 경우에서, 보강재를, 스티어링 칼럼 (steering column) (조립체) 과 조수석 에어백 (조립체) 등과 같은 차량 기능부품을 장착하기 위한 장착부재, 글러브 박스 (glove box) 의 스트라이커 (striker) 등과 같은 차량 기능부품, 및 중심 브레이스 (brace) 중의 적어도 하나와 일체로 형성한다면, 부품수의 감소를 달성할 수 있음과 동시에, 이들 부품을 용접 등에 의해 별도로 고정할 필요가 없기 때문에, 생산비를 감소할 수 있다. 더욱이, 차량 와이어 하니스를 보강재의 단면에 의해 한정되는 보강재의 외형내에 배치하면, 보강재에 의해 점유되는 공간이 효율적으로 사용됨과 동시에, 와이어 하니스의 경로가 결정되어서, 와이어 하니스를 안정적으로 고정할 수 있다는 이점이 있다.
이하, 본 발명의 제 1 실시형태를 도 1 과 도 2 를 참조로 설명한다. 도 1 에 도시된 인스트루먼트 패널의 보강재 (10) 는, 차량의 측면 충돌시 등에 차체가 받는 손상 (정면 필러의 내려앉음) 을 감소시키는 보강부재이다. 보강재 (10) 는 길이방향 (차체에 대하여 좌우방향) 의 두단부에 연결부 (11, 12) 를 갖는데, 이 연결부 각각은 다수의 볼트 구멍을 가진다. 연결부 (11) 는 브라켓 (bracket) (비도시) 을 통하여 좌측 정면 필러에 볼트에 의해서 연결고정되고, 연결부 (12) 는 가상선으로 표시된 우측 정면 필러 (FP) 에 볼트에 의해서 연결고정된다. 다른 방법으로, 보강재는, 예컨대 용접, 코킹, 또는 리베팅 등과 같은 다른 수단에 의해서 정면 필러에 고정될 수 있다. 따라서, 보강재 (10) 는 좌우측 필러를 연결한다.
보강재 (10) 의 길이방향에 수직한 보강재 (10) 의 단면 (도 1 에서 Ⅱ-Ⅱ 를 따른 단면) 은 도 2 에 도시한 바와 같이 일반적으로 H자형 형상을 가진다. 즉, 보강재 (10) 는, 2 개의 일반적으로 동일한 형상의 박판 (10c, 10d) (이후에, 편의상 박판 (10c) 은 "상부 박판 (10c)" 으로, 박판 (10d) 은 "하부 박판 (10d)" 으로 언급함) 을 서로 대면하도록 실질적으로 평행하게 배치하고, 이들 박판의 길이방향으로 신장한 중심축에서 이들 박판을 박판 (10e) 에 의해 연결시킴으로써 형성되는 형상을 가진다. 보강재 (10) 가 좌우측 정면 필러에 고정된 상태에서, 보강재 (10) 는 차량에 대하여 각각 전후로 개방된 한쌍의 개방부 (10f, 10g) 를 한정한다.
보강재 (10) 의 길이방향의 실질적으로 중심부에는, 하부 박판 (10d) 으로부터 하방으로 신장한 중심 브레이스 (13) 가 당해 하부 박판 (10d) 과 일체로 형성된다. 중심 브레이스 (13) 의 하단부는 정면 플로어에 형성된 플로어 터널부 (FT) 의 측면에 볼트로 고정되도록 형성된다.
보강재 (10) 와 관련해서는, 스티어링 칼럼 조립체 (31)와 조수석 에어백 조립체 (32) 등과 같은 차량 기능부품을 고정하기 위한, 제 1 및 제 2 스티어링 지지부 (14, 15) 와 에어백 조립체 고정부재 (16) 등이 당해 보강재 (10) 와 일체로 형성된다.
특히, 도 2 에 도시한 바와 같이, 스티어링 칼럼 조립체 (31) 의 박리 브라켓 (31a) 을 하면측에 직접 (또는 다른 부재를 통하여 간접적으로) 지지하는 제 1 스티어링 지지부 (14) 는, 제 1 스티어링 지지부 (14) 가 하부 박판 (10d) 을 사이에 끼우도록, 그리고 제 1 스티어링 지지부 (14) 의 상단부가 연결 박판 (10e) 의 실질적으로 중심부에 위치하여 개방부 (10g) 를 폐쇄하지 않도록 형성된다. 더욱이, 스티어링 칼럼 조립체 (31) 의 하부 브라켓 (31b) 을 다른 부재를 통하여 하면측에 간접적으로 지지하는 제 2 스티어링 지지부 (15) 는 상부 박판 (10c), 하부 박판 (10d) 및 연결 박판 (10e) 모두로부터 차량에 대하여 전방방향으로 신장한다.
조수석 에어백 조립체 (32) 용 장착부재 (16) 는 조수석 에어백 조립체 (32) 를 수용하고 고정하는 부재이다. 장착부재 (16) 는 상측이 개방된 일반적으로 사각형의 평형육면체 형상을 가진다. 장착부재 (16) 는 조수석 위치에 대응하는 위치에서 상부 박판 (10c) 의 상면상에 형성된다. 차량기능부품인 글러브 박스의 스트라이커 (17) (글러브 박스의 훅 (비도시) 과 결합하는 정사각형으로된 U자 형상 부재를 말단에 가지는 부재) 는 조수석 위치에 대응하는 하부 박판 (10d) 의 적절한 부분으로부터 차량에 대하여 후방향 및 하방향으로 신장한다.
차량용 와이어 하니스 (33) 는 인스트루먼트 패널내에 놓여있고, 예컨대, 계측기, 공조장치기기류, 또는 중심 클러스터판 (스위치류, 디스플레이 등) 에 연결되는 것으로, 본 실시형태에서는, 와이어 하니스 (33) 는 보강재 (10) 의 개방부 (10g) 내에서 (보강재 (10) 의 단면형상내에서, 즉 당해 단면에 의해 한정된 외형내에서) 보강재 (10) 의 길이방향으로 위치고정된다. 또 다르게는, 제 2 스티어링 지지부 (15) 에는 제 2 스티어링 지지부 (15) 의 주평면을 관통하는 구멍이나 절취부 (비도시) 가 제공되어, 와이어 하니스 또는 공기덕트 등이 제 2 개방부 (10f) 에 배열될 수도 있다.
전술한 보강재 (10) (단부 (11, 12) 를 포함함) 는 알루미늄이나 마그네슘 합금 등으로 제조된다. 보강재 (10) 는 다이캐스트법 (die-cast method) 에 의해서 중심 브레이스 (13), 제 1 및 제 2 스티어링 지지부 (14, 15), 장착부재 (16), 및 글러브 박스의 스트라이커 (17) 와 일체로 형성된다.
전술한 제 1 실시형태에 있어서, 보강재 (10) 는 좌우측 정면 필러 사이에서 연결되어서, 차체 구조를 보강한다. 더욱이, 보강재 (10) 의 단면형상이 H자형이기 때문에, 보강재 (10) 의 판두께를 상당히 증가시키지 않고서도 비틀림 강성을 확보할 수 있다. 따라서, 차체에서 발생하는 진동이나 소음이 감소되고, 동시에, 승차감도 향상된다.
더욱이, 보강재 (10) 의 단면형상이 H자형 형상으로 설정되기 때문에, 보강재 (10) 가 점유하는 공간 (자리 (roomage)) 을 효과적으로 사용할 수 있다. 즉, 전술한 실시형태에 있어서는, 제 1 및 제 2 스티어링 지지부 (14, 15) 를 상부 박판 (10c), 하부 박판 (10d), 및 연결 박판 (10e) 에 의해 한정되는 개방부 (10f, 10g) 내에 부분적으로 또는 전체적으로 배치하고 있기 때문에, 개방부 (10g) 의 자리, 즉 보강재 (10) 의 외형에 의해 점유되는 공간이 효과적으로 사용된다.
유사하게, 와이어 하니스 (33) 를 보강재 (10) 의 단면에 의해 한정되는 외형내에 위치시킬 수 있기 때문에, 이에 의해서도 보강재 (10) 에 의해 점유되는 공간을 효과적으로 사용할 수 있다. 게다가, 와이어 하니스 (33) 를 보강재 (10) 내에서 신장시켜 고정하기 때문에, 와이어 하니스 (33) 의 경로가 직선적으로 되므로, 와이어 하니스 (33) 내에 불필요한 굽힘응력이 발생하는 것을 피할 수 있고, 와이어 하니스 (33) 와, 인스트루먼트 패널내에에 존재하는 다른 부품간의 간섭을 피할 수 있다.
더욱이, 제 1 실시형태에 있어서는, 스티어링 칼럼 조립체 (31) 와 조수석 에어백 조립체 (32) 와 같은 차량 기능부품을 고정하기 위한 장착부재, 글러브 박스의 스트라이커 (17) 등과 같은 차량 기능부품, 및 중심 브레이스 (13) 를 다이캐스트법에 의해 보강재와 일체로 형성하므로, 부품갯수는 감소된다. 게다가, 이들 부품은 용접에 의해 보강재에 별개로 고정할 필요가 없기 때문에, 전체 생산비를 감소시킬 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태를 도 3 내지 도 5 를 참조로 설명한다. 제 2 실시형태의 인스트루먼트 패널의 보강재 (20) 는 그 형상이 보강재 (10) 의 형상과 약간 다르다. 즉, 보강재 (20) 는 길이방향의 두단부에 연결부 (21, 22) 를 갖는데, 이들 연결부 각각은 다수의 볼트 구멍을 가진다. 연결부 (21) 는 좌측 정면 필러에 볼트로 고정되고 연결부 (22) 는 우측 정면 필러에 볼트로 고정되어서, 보강재 (20) 는 보강재 (10) 에서와 같이 좌우측 정면 필러를 연결한다. 제 1 실시형태에서 설명한 바와 같이 다른 고정방법과 수단이 사용될 수 있다.
하지만, 보강재의 길이방향에 수직한 보강재 (20) 의 단면형상은 어느 부위에서도 일반적으로 H자형 형상이더라도, 연결부 (21) 와 중심 브레이스 (23) 간의 보강재 (20) 의 제 1 부분의 단면형상은 중심 브레이스 (23) 와 연결부 (22) 간의 제 2 부분의 단면형상과는 약간 다르다. 즉, 제 1 부분의 단면 (도 3 에서 VA-VA 에 따른 단면) 은, 도 5A 에서 도시한 바와 같이, 보강재 (10) 와 동일한 형상인 H자형 형상을 가진다. 이에 대하여, 제 2 부분의 단면 (도 3 에서 VB-VB 에 따른 단면) 은, 도 5B 에서 도시한 바와 같이, 상하 박판 (20c, 20i) 이 제 1 부분의 상하 박판보다 도면에서 더 좌측 (차량에 대하여 전방) 으로 신장하며, 연결 박판 (20e) 이 제 1 부분의 연결 박판보다 도면에서 더 하방 (차량에 대하여 하방) 으로 신장하고, 따라서 제 1 부분에 비하여 폭과 높이가 증가한 일반적으로 H자형 형상을 갖는다.
보강재 (10) 에서와 같이, 보강재 (20) 는 중심 브레이스 (23), 제 1 및 제 2 스티어링 지지부 (24, 25) 등과 일체로 형성된다. 하지만, 도 5B 에서도 나타낸 바와 같이, 제 1 스티어링 지지부 (24) 는, 하부 박판 (20i) 의 상부위치상에 형성되고, 또한 스티어링 지지부 (24) 의 상단면과 상부 박판 (20c) 의 하면간의 거리 (L1) 가 제 1 부분에서의 하부 박판 (20d) 의 상면과 상부 박판 (20c) 의 하면간의 거리 (L2) 와 실질적으로 동일하도록 형성된다.
게다가, 보강재 (20) 의 상부 박판 (20c) 과 하부 박판 (20d) 에는 일반적으로 사각형인 (차량에 대하여 후방으로 개방된) 다수의 절취부 (26) 가 형성된다. 도 4 에 도시한 바와 같이, 절취부 (26) 는, 와이어 하니스 (33) 를 보강재 (20) 의 개방부 (20g) 에 배치할 때에, 와이어 하니스 (33) 의 주선(主線)과 지선(支線)이 통과하는 부분이다. 절취부 (26) 는 상기 주선과 지선이 적절한 방향으로 향하는 것을 가능케하는 역할을 한다. 제 1 실시형태와 같이 유사한 절취부가 제공될 수 있다.
전술한 보강재 (20) (단부 (21, 22) 포함) 는, 보강재 (10) 와 같이, 알루미늄이나 마그네슘 합금으로 제조된다. 보강재 (20) 는 다이캐스트법에 의해 중심 브레이스 (23), 제 1 및 제 2 스티어링 지지부 (24, 25) 등과 일체로 형성된다.
제 2 실시형태는 제 1 실시형태의 장점을 달성한다. 더욱이, 차체 구조의 보강을 주목적으로 하는 보강재 (20) 의 제 1 부분의 강성과 비교하여, 스티어링 진동의 감소를 목적으로 하는 제 2 부분의 강성을 높이기 때문에, 더욱 효율적인 중량 분배가 달성되고, 전체적으로 중량을 감소시킬 수 있다. 더욱이, 제 2 부분에 있어서 제 1 스티어링 지지부 (24) 가 개방부 (20g) 를 폐쇄하지 않도록 형성되므로, 와이어 하니스의 배치 경로가 확보된다. 게다가, 제 1 스티어링 지지부 (24) 의 상단면과 제 1 부분의 하부 박판 (20d) 의 상면이 실질적으로 동일한 높이에 있기 때문에, 와이어 하니스 (33) 를 보강재 (20) 의 전길이에 걸쳐 실질적으로 직선적으로 위치시킬 수 있고, 이로 인해 와이어 하니스 (33) 에 불필요한 응력을 부여하지 않는 이점과 와이어 하니스 (33) 를 짧게하는 이점을 달성할 수 있다. 제 1 실시형태에서 설명한 바와 같이, 제 2 스티어링 지지부 (25) 에는 제 2 스티어링 지지부의 주평면을 관통하는 구멍이나 절취부가 제공됨으로, 제 2 개방부 (20f) 를 폐쇄하지 않는다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시형태 각각에서, 보강재의 단면형상은 일반적으로 H자형 형상이므로, 보강재는, 보강재의 단면에 의해 한정되는 외형내 (단면내) 에 다른 부품등을 배치할 수 있고, 공간을 효율적으로 사용할 수 있고, 또한 판두께를 상당히 증가시키지 않고서도 필요한 비틀림 강성을 확보할 수 있는 구조로 되어 있다.
또한, 전술한 실시형태에 있어서는, 보강재 (10, 20) 를 다이캐스트법에 의해 형성하였지만, 압출성형법과, 사각형으로된 U자 형상의 철부재의 그룹을 함께 접착시키는 기법에 의해 보강재의 단면이 H자형이 되도록 형성할 수 있다. 또한, 상기 실시형태에 있어서는, 보강재 (10, 20) 의 개방부 (10f, 10g, 20f, 20g) 가 차량에 대하여 전후방향으로 되도록 보강재 (10, 20) 를 정면 필러에 고정하였지만, 이러한 구성에 한정되는 것은 아니며, 개방부가 차량에 대하여 상하방향 또는 경사방향으로 되도록 보강재를 고정할 수도 있다. 또한, 상기 실시형태에 있어서는, 보강재의 단면내에 와이어 하니스를 위치시켰으나, 와이어 하니스 대신에 또는 와이어 하니스와 함께, 상기 단면내에 공기조절기 덕트를 설치할 수도 있다.
또한, 제 1 및 제 2 실시형태에 있어서는, 와이어 하니스 (33) 등의 장착이전에, 각각의 보강재 (10, 20) 를 차체에 장착하였으나, 본 발명은 이들 실시형태에 한정되지 않는다. 본 발명은, 보강재 (10, 20) 에 와이어 하니스 (33), 에어백, 스티어링 칼럼, 및 인스트루먼트 패널 등을 장착하여 조립체 (인스트루먼트 패널 모듈) 를 형성하고, 이 조립체를 차체에 장착하는 경우에도 적용할 수 있다.
보강재 (10) 는 좌우측 정면필러 사이에서 연결되어, 인스트루먼트 패널을 보강한다. 보강재 (10) 의 단면은 H자형 형상을 가지므로, 보강재에 필요한 비틀림 강성이 확보되고, 와이어 하니스 (33) 또는 제 1 스티어링 지지부 (14) 등을 H자형 형상에 의해 형성된 공간내에 배치할 수 있으므로, 공간을 효율적으로 사용할 수 있다. 또한, 보강재 (10) 는 다이캐스트법에 의해서 중심 브레이스 (13), 제 1 및 제 2 스티어링 지지부 (14, 15), 조수석측 에어백-고정부재 (16), 또는 글러브 박스의 스트라이커 (17) 등과 일체로 형성되므로, 부품갯수와 생산비를 줄일 수 있다.
본 발명은 상기 실시형태와 수정예에 한정되지 않고, 첨부된 청구항의 범위에 의해서만 한정된다.

Claims (11)

  1. 차체의 좌우측 정면필러를 연결하는 인스트루먼트 패널의 보강재에 있어서,
    좌측 및 우측 단부를 가지는 연장된 H 형상부와,
    상기 좌측 및 우측 단부를 상기 좌측 및 우측 정면필러에 장착하는 상기 좌측 및 우측 단부에 제공된 연결부를 구비하며,
    상기 보강재는 알루미늄 합금 또는 마그네슘합금으로 다이 캐스팅에 의해 제 제조되는 것을 특징으로 하는 보강재.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 연장된 H 형상부가 차량기능부품 장착용 부재, 차량기능부품 및 브레이스 부분 중 하나 이상과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 보강재.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 연장된 H 형상부는 차량의 와이어 하니스를 수용하는 형상부를 한정하는 것을 특징으로 하는 보강재.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 연장된 H 형상부는 제 1 부분과 제 2 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 보강재.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 부분과 제 2 부분은 강성이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 보강재.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 부분과 제 2 부분은 높이가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 보강재.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 부분과 제 2 부분은 폭이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 보강재.
  9. 제 2 항에 있어서, 상기 차량기능부품 장착용 부재가 상기 연장된 H 형상부와 일체로 형성되는 경우 상기 차량기능부품 장착용 부재는 에어백 고정 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 보강재.
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 차량기능부품이 상기 연장된 H 형상부와 일체로 형성되는 경우 상기 차량기능부품은 스티어링 컬럼 어셈블리와 에어백 어셈블리 중 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 보강재.
  11. 제 2 항에 있어서, 상기 브레이스 부분이 상기 연장된 H 형상부와 일체로 형성되는 경우 상기 브레이스 부분은 차량의 플로어로 연장되는 중심 브레이스를 구비하는 것을 특징으로 하는 보강재.
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