KR100554607B1 - 자동차의차체칼럼용에너지흡수덮개 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 자동차의 차체 칼럼용 에너지 흡수 덮개는 탑승실에 위치된 구역 위에, 덮개 부재와, 판금으로 만들어진 중공의 공간 경계 지지체에 의해 형성되고 차체 칼럼과 덮개 부재 사이에 배치된 에너지 흡수 요소를 포함한다.
에너지 흡수 요소가 바람직하지 않은 방향으로 작용되더라도 에너지 흡수 요소의 측방향 굽힘을 피할 수 있으면서도 에너지 흡수 덮개가 장착이 용이한 구조를 가지며 또한 운전 시의 덜거덕거리는 소음을 제거할 수 있도록 하기 위해, 에너지 흡수 요소는, 적어도 일부분이 차체 칼럼에 대면하는 측면 상에서, 부분적으로는 차체 칼럼 위에 놓여서 그 차체 칼럼에 국부적으로 고정 연결되는 형상의 고정 레일과 연결되고, 에너지 흡수 요소의 전방에서 일정 거리로 배치된 덮개 부재는 고정 레일이나 차체 칼럼에 국부적으로 고정된다.

Description

자동차의 차체 칼럼용 에너지 흡수 덮개 {ENERGY-ABSORBING COVERING FOR A VEHICLE BODY COLUMN OF A MOTOR VEHICLE}
본 발명은 특허청구범위 제1항의 전제부에 따른 자동차의 차체 칼럼용 에너지 흡수 덮개에 관한 것이다.
미국 특허 제5,163,730호에는, 덮개 부재와, 이 덮개 부재와 차체 칼럼의 사이에 배치된 에너지 흡수 요소로 구성된 자동차의 차체 칼럼용 에너지 흡수 덮개가 공지되어 있다. 일체로 구성되고 판금으로 만들어진 형상화된(profiled) 에너지 흡수 요소는 그 후면에 위치된 차체 칼럼과 함께 폐쇄된 중공의 공간을 형성하고, 적어도 하나의 레그에 의해 차체 칼럼에 직접 고정된다. 단부 측에 만곡 형상을 갖는, 에너지 흡수 요소의 다른 하나의 레그는 그 자유 단부를 부착하지 않고 차체 칼럼에 놓여진다. 본 실시예에서, 덮개 부재는 일체인 에너지 흡수 요소에 부분적으로 직접 지지되고, 양면 접착 테이프 등에 의해 에너지 흡수 요소에 고정 연결된다.
이 장치에서는 에너지 흡수 요소의 제2 레그가 차체 칼럼에 부착되지 않고 올려지므로, 에너지 흡수 요소에 힘이 바람직하지 않게 즉 대각선 방향으로 작용하는 경우에, 에너지 흡수 요소가 측면으로 이탈하여 힌지 축선에 대하여 실질적으로 바깥쪽으로 구부러져서 탑승자의 머리의 충돌 시에 상당히 낮은 에너지 흡수를 유발하는 결점이 있다. 또한, 에너지 흡수 요소의 제2 레그를 자유롭게 올려놓는 것은 운전 중에 바람직하지 않은 덜거덕거리는 소음을 유발한다. 더욱이, 조립 중에 에너지 흡수 요소를 차체 칼럼에 그리고 덮개를 에너지 흡수 요소에 정확히 위치시키기가 어렵다.
본 발명의 목적은, 구조가 장착하기에 용이하면서도, 바람직하지 않은 방향으로 힘이 작용하더라도 에너지 흡수 요소의 측방향 구부러짐을 피할 수 있고, 또한 운전 중에 에너지 흡수 덮개에 의해 야기되는 덜거덕거리는 소음을 제거할 수 있는 수단을 상기 형태의 에너지 흡수 덮개에 사용하는 것이다.
본 발명에 의하면, 이러한 목적은 청구항 제1항의 특징에 의해 이루어진다. 본 발명을 유리한 방식으로 더 발전시키는 부가적인 특징은 종속항에 내포되어 있다.
본 발명에 의해 이루어지는 주요한 이점은, 형상화된 고정 레일을 에너지 흡수 요소의 2개의 레그에 적어도 국부적으로 연결되게 배치함으로써, 탑승자의 머리가 충돌하여 바람직하지 않은 방향으로 힘이 작용하더라도 효과적인 에너지 흡수가 이루어지게 하는 것이다. 차체 칼럼의 외형에 부분적으로 적용된 고정 레일의 형상으로 인해, 이러한 고정 레일은 에너지 흡수 요소와 함께 간단한 방식으로 차체 칼럼에 배치되어 고정될 수 있다. 운전 중의 덜거덕거리는 소음은 에너지 흡수 요소를 2개의 측면에 고정함으로써 제거된다. 덮개 부재는 고정 레일이나 차체 칼럼에 플러그 형태로 연결함으로써 간단한 방식으로 고정될 수 있다.
본 발명의 실시예는 도면에 도시되어 있으며, 이하에서 상세하게 설명된다.
도1에 부분적으로 도시된 승용차(1)는, A형 칼럼에 의해 형성되고 탑승실(3)에 대면하는 측면에 에너지 흡수 덮개(4)가 마련된 차체 칼럼(2)을 갖는다. 에너지 흡수 덮개(4)는 탑승자의 머리의 충돌 중의 충격치를 상당히 감소시킨다. 도3 내지 도5에 의하면, 차체 칼럼(2)은 적어도 하나의 형상화된 내부 패널(5)과 하나의 형상화된 외부 패널(6)로 구성된다. 또한, 내부 패널(5)과 외부 패널(6)의 사이에서 차체 칼럼(2)은 상세하게 도시되지는 않았지만 차체 칼럼(2)의 내부 중공 공간 내에 배치되는 부가적인 보강 패널(7) 또는 보강 튜브를 가질 수 있다. 내부 패널(5), 보강 패널(7) 및 외부 패널(6)은 적절한 공정에 의해 플랜지(8, 9)에 조립되어 폐쇄된 중공 지지체를 형성한다. 플랜지(8)는 접착제(11)에 의해 제 위치에 고정되는 전면 창(10, windshield)을 수용하는 데 사용된다. 플랜지(9)에는 도어 창(13) 또는 도어 프레임과 상호 작용하는 밀봉제(12)가 장착된다. 에너지 흡수 덮개(4)는 적어도 하나의 에너지 흡수 요소(14)와 탑승객에 대면하는 덮개 부재(15)를 포함한다.
본 발명에 의하면, 대략 U 형상의 단면을 갖는 형상화된 에너지 흡수 요소(14)는 형상화된 고정 레일(16)과 적어도 부분적으로 차체 칼럼(2)에 대면하는 측면에 연결되고, 형상화된 고정 레일(16)은 차체 칼럼(2)에 부분적으로 형상 끼워맞춤(form-locking) 방식으로 놓여지며 차체 칼럼(2)에 국부적으로 고정 연결된다. 고정 레일(16)과 에너지 흡수 요소(14)는, 차체 칼럼(2)의 내부 패널(5)에 고정될 수 있는 사전 조립된 구성 유닛(17, preassembled constructional unit)을 형성한다. 이것은 리벳 체결, 나사 조임 또는 용접 등에 의해 이루어진다. 예를 들면, 도4에는 차체 칼럼(2)에 구성 유닛(17)을 고정시키는 리벳(18)이 도시된다. 구성 유닛(17)의 에너지 흡수 요소(14) 뿐만 아니라 고정 레일(16)도 차체 칼럼(2)에 직접 고정될 수 있다.
에너지 흡수 요소(14)는 전체 종방향 연장부를 따라 2개의 이격된 레그(19, 20)를 가지며, 2개의 레그(19, 20)의 자유 단부는 동일 방향으로 향하고 있는 고정 레일(16)의 내부 플랜지(21, 22)에 국부적으로 고정 연결된다(도5). 도7에 의하면, 고정 레일(16)의 플랜지(21, 22)는 국부적으로만 제공된다. 고정 레일(16)의 플랜지(21)는 직사각형 설부(32, tongue)를 돌출시킴으로써 형성되며, 설부(32)는 에너지 흡수 요소(14)의 레그(19)의 외부로 형상화된 대응 구역(33)의 내면에 놓여져서 고정된다. 본 실시예에서는, 이격된 2개의 설부(32)는 고정 레일(16)에 마련된다. 고정 레일(16)의 플랜지(22)는 각각 U 형상의 성형 구역(34)의 외부 웨브를 형성하며, 이격된 2개의 성형 구역(34)도 또한 고정 레일(16) 위에 마련된다. U 형상의 성형 구역들(34)의 사이에서, 고정 레일(16)은 자유롭게 절단된다. 하부 성형 구역(34)의 아래에서, 고정 레일(16)도 또한 자유롭게 절단된다. 도5에 의하면, 각각의 U 형상의 성형 구역(34)은 플랜지(22)를 형성하는 외부 웨브, 연결 웨브(35) 및 내부 웨브(35)로 구성되며, 고정 레일(16)의 형상에 일체로 연결된다. 실시예에서 고정 레일(16)과 에너지 흡수 요소(14)의 레그(19, 20) 사이의 연결은 여러 개의 점용접 연결에 의해 이루어진다. 일반적으로, 고정 레일(16)과 에너지 흡수 요소(14)의 연결은 용접, 납땜, 접착, 성형 작업 또는 접합 처리 등에 의해 이루어진다. 고정 레일(16)과 에너지 흡수 요소(14)는 각각 강판 또는 알루미늄 박판으로 만들어질 수 있다.
본 실시예에서, 고정 레일(16)은 강판으로 만들어지고, 에너지 흡수 요소(14)는 알루미늄 박판으로 만들어지는데, 고정 레일(16)의 벽 두께가 에너지 흡수 요소의 벽 두께보다 더 크다. 양 부재의 벽 두께는 대략 0.5 내지 2.0 ㎜ 인데, 실험적으로 결정된다. 도2에 따르면 고정 레일(16)은 에너지 흡수 요소(14)를 지나 하방향으로 길이 A만큼 돌출된다. 에너지 흡수 요소(14)는 고정 레일(16)을 지나 상방향으로 길이 B만큼 돌출된다. 탑승객에 대면하는 덮개 부재(15)는 에너지 흡수 요소(14)로부터 일정 거리 C에서 연속적으로 연장되며, 제1 실시예에 따르면, 고정 레일(16)에 오직 국부적으로만 연결된다(도3). 이를 위해, 돌출 지지 플랜지(23)는 각각 긴 고정 레일(16)의 양 단부에 에너지 흡수 요소(14)의 레그(20)에 대면하는 측면에 마련되고, 타원형 구멍(24)이 각각의 지지 플랜지(23)에 형성되며, 이 타원형 구멍(24) 내로 탄성의 고정 클램프(25)가 삽입된다. 덮개 부재(15)의 고정 웨브(26)의 자유 단부는 각각의 고정 클램프(25) 내로 끼워맞춤된다. 덮개 부재(15)가 고정 레일(16)에 간단한 방식으로 고정될 수 있도록 고정 레일(16)의 하부 지지 플랜지(23)는 에너지 흡수 요소(14) 외부로 연장된다(도2).
고정 레일(16)을 차체 칼럼(2)에 고정하고 덮개 부재(15)를 고정 레일(16)의 상부 지지 플랜지(23)에 고정하기 위하여, 에너지 흡수 요소(14)는 상부 지지 플랜지(23)의 해당 구역에 타원형 슬롯 개구(27)를 갖는다. 상부의 지지 플랜지(23)는 에너지 흡수 요소(14)의 타원형 슬롯 개구(27)를 관통한다(도3). 고정 웨브(26)는 덮개 부재(15)에서 고정 레일(16)의 이격된 2개의 지지 플랜지(23)의 구역에 국부적으로만 구성되는데, 각각의 고정 웨브(26)가 지지 플랜지(23)에 대략 직각으로 정렬된다. 각각의 고정 웨브(26)의 자유 단부에는, 고정 클램프(25)의 고정 설부(29)의 후면에 맞닿는, 측면으로 돌출된 적어도 하나의 고정 돌출부(28)가 구성된다. 단부 측 레그(19, 20) 사이에 연장된 에너지 흡수 요소(14)의 벽부(30)는 전방에 배치된 덮개 부재(15)로부터 일정 거리 C에서 연장된다. 운전 시에 소음의 발생을 제거하기 위하여, 중간 펠트 층(상세히 도시하지 않음)이 덮개(15)와 에너지 흡수 요소(14) 사이에 국부적으로 마련될 수 있다. 도2, 도7 및 도8에 의하면, 만곡 홀더(31)가 구성 유닛(17)을 부가적으로 고정시키기 위하여 에너지 흡수 요소(14)의 상단부에 마련될 수 있는데, 이 만곡 홀더(31)는 차체 칼럼(2)의 내부 패널(5)에 고정될 수 있다. 이것은 리벳 체결이나 나사 조임에 의해 이루어질 수 있다. 홀더(31)는 에너지 흡수 요소(14)의 벽부(30)와 일체로 구성된다.
본 실시예에서, 본 발명에 따른 에너지 흡수 덮개(4)는 A형 칼럼에 마련된다. 그러나, B형, C형, D형 칼럼이나 차량의 측면 지붕 프레임에도 배치될 수 있다.
도9는 덮개 부재(15')를 고정시키기 위한 제2 실시예를 도시한다. 이 장치의 경우에, 덮개 부재(15')는 차체 칼럼(2)에 국부적으로 고정된다. 덮개 부재(15')의 고정 웨브(26')는 에너지 흡수 요소(14)의 타원형 슬롯 개구(27')를 관통한다. 고정 웨브(26')는 장착면의 구역에서 차체 칼럼(2)에 대략 직각으로 정렬된다. 도9에 의하면, 탄성인 고정 클램프(25')는 차체 칼럼(2)의 내부 패널(5)의 타원형 구멍(24') 내로 삽입되며, 이 경우에 고정 웨브(26')의 측면으로 돌출된 고정 돌출부(28')가 고정 클램프(25')의 고정 설부(29')의 후면에 맞닿는다.
본 발명의 에너지 흡수 덮개에 의하면, 탑승자의 머리가 충돌하여 바람직하지 않은 방향으로 힘이 작용하더라도 에너지 흡수 요소의 측방향 구부러짐을 피할 수 있어 에너지 흡수가 효과적으로 이루어질 수 있고, 간단한 방식으로 차체 칼럼에 고정될 수 있으며, 또한 에너지 흡수 요소를 2개의 측면에 고정함으로써 운전 중에 에너지 흡수 덮개에 의해 야기되는 덜거덕거리는 소음도 제거될 수 있다.
도1은 전면 창과 도어 창 사이에 배치되고 에너지 흡수 덮개가 탑승실 측에 설치되어 있는 차체 칼럼을 갖는 승용차의 부분 측면도.
도2는 도1의 X부분, 즉 에너지 흡수 덮개의 에너지 흡수 요소와 고정 레일이 도시된 확대도.
도3은 도2의 선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 도시된 확대 단면도.
도4는 도2의 선 Ⅳ-Ⅳ를 따라 도시된 확대 단면도.
도5는 도2의 선 Ⅴ-Ⅴ를 따라 도시된 확대 단면도.
도6은 에너지 흡수 요소와 고정 레일을 도3의 화살표 R의 방향에서 도시된 도면.
도7은 에너지 흡수 요소와 고정 레일의 분해도.
도8은 차체 칼럼과, 고정 레일 및 에너지 흡수 요소로 형성된 사전 조립된 구성 유닛과 덮개 부재가 도시된 다른 분해도.
도9는 도3과 유사한 단면도로서, 덮개 부재가 차체 칼럼에 고정될 수 있는 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2 : 차체 칼럼
3 : 탑승실
4 : 에너지 흡수 덮개
14 : 에너지 흡수 요소
15, 15' : 덮개 부재
16 : 고정 레일
17 : 구성 유닛
19, 20 : 레그
21, 22 : 플랜지
23 : 지지 플랜지
24, 24' : 타원형 구멍
25, 25' : 고정 클램프
26, 26' : 고정 웨브
27, 27' : 타원형 슬롯 개구
28, 28' : 고정 돌출부
29, 29' : 고정 설부

Claims (16)

  1. 탑승실에 위치된 차체 칼럼의 구역에 마련되고, 적어도 하나의 덮개 부재와, 덮개 부재와 차체 칼럼 사이에 배치된 에너지 흡수 요소를 포함하는, 자동차의 차체 칼럼용 에너지 흡수 덮개이며,
    단면에서 보았을 때 대략 U 형상화된 에너지 흡수 요소는 판금으로 만들어진 중공의 공간 경계 지지체로 형성되고, 에너지 흡수 요소의 적어도 하나의 레그는 차체 칼럼에 고정된 형상화된 고정 레일의 동일 방향으로 향하는 플랜지에 지지되는 에너지 흡수 덮개에 있어서,
    에너지 흡수 요소(14)와 고정 레일(16)이 사전 조립된 구성 유닛(17)을 형성하며, 상기 구성 유닛은 차체 컬럼(2)의 내부 패널(5)에 형상 끼워맞춤 방식으로 지지되어 고정 가능하며, 에너지 흡수 요소(14)의 2개의 레그(19, 20)가 고정 레일(16)의 동일 방향으로 향하는 내부 플랜지(21, 22)에 국부적으로 고정 연결된 것을 특징으로 하는 에너지 흡수 덮개.
  2. 제1항에 있어서, 에너지 흡수 요소(14)가 용접, 납땜, 접착, 성형 작업 중 어느 하나에 의해 고정 레일(16)에 국부적으로 연결된 것을 특징으로 하는 에너지 흡수 덮개.
  3. 제1항에 있어서, 고정 레일(16)과 에너지 흡수 요소(14)가 리벳 체결, 용접 또는 나사 조임 연결에 의해 차체 칼럼(2)에 각각 고정된 것을 특징으로 하는 에너지 흡수 덮개.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 고정 레일(16)과 에너지 흡수 요소(14)가 알루미늄 박판이나 강판으로 만들어지며, 상기 판들의 두께가 각각 0.5 내지 2.0㎜인 것을 특징으로 하는 에너지 흡수 덮개.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 고정 레일(16)이 형상화된 에너지 흡수 요소(14)를 지나 하방향으로 돌출된 것을 특징으로 하는 에너지 흡수 덮개.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서, 에너지 흡수 요소(14)가 고정 레일(16)을 지나 상방향으로 돌출된 것을 특징으로 하는 에너지 흡수 덮개.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서, 에너지 흡수 요소(14)의 전방에서 일정 거리에 배치된 덮개 부재(15)가 고정 레일(16)에 국부적으로 고정된 것을 특징으로 하는 에너지 흡수 덮개.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서, 에너지 흡수 요소(14)의 전방에서 일정 거리에 배치된 덮개 부재(15')가 차체 칼럼(2)에 국부적으로 고정된 것을 특징으로 하는 에너지 흡수 덮개.
  9. 제1항 또는 제3항에 있어서, 적어도 하나의 타원형 슬롯 개구(27, 27')가, 고정 레일(16)을 차체 칼럼(2)에 고정시키고 덮개 부재(15, 15')를 고정 레일(16)이나 차체 칼럼(2)에 고정시키기 위하여 에너지 흡수 요소(14) 위에 구성된 것을 특징으로 하는 에너지 흡수 덮개.
  10. 제1항 또는 제3항에 있어서, 타원형 구멍(24)을 갖는 지지 플랜지(23)가 긴 고정 레일(16)의 양 단부에 각각 구성되고, 이 타원형 구멍(24) 내로 탄성의 고정 클램프(25)가 삽입되고, 덮개 부재(15)의 고정 웨브(26)의 자유 단부가 각각의 고정 클램프(25) 내로 삽입 가능한 것을 특징으로 하는 에너지 흡수 덮개.
  11. 제1항 또는 제3항에 있어서, 고정 레일(16)의 상부 지지 플랜지(23)가 에너지 흡수 요소(14)의 타원형 슬롯 개구(27)를 통해서 돌출된 것을 특징으로 하는 에너지 흡수 덮개.
  12. 제1항 또는 제3항에 있어서, 덮개 부재(15)의 고정 웨브(26)가 고정 레일(16)의 만곡 지지 플랜지(23)에 대략 직각으로 정렬된 것을 특징으로 하는 에너지 흡수 덮개.
  13. 제1항 또는 제3항에 있어서, 에너지 흡수 요소(14)의 타원형 슬롯 개구(27')를 통해서 돌출된 덮개 부재(15')의 고정 웨브(26')는 고정 클램프(25') 내로 끼워맞춤되고, 차체 칼럼(2)의 내부 패널(5)의 타원형 구멍(24') 내로 삽입된 고정 클램프(25')는 고정 설부(29')을 가지며, 덮개 부재(15')가 장착될 때 고정 웨브(26')의 돌출된 고정 돌출부(28')가 고정 설부(29')의 후면에 맞닿는 것을 특징으로 하는 에너지 흡수 덮개.
  14. 제10항에 있어서, 고정 웨브(26)는, 그 자유 단부에, 고정 클램프(25)의 고정 설부(29)의 후면에 맞닿는 국부적으로 돌출된 고정 돌출부(28)를 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 흡수 덮개.
  15. 제1항 또는 제3항에 있어서, 덜거덕거리는 소음을 제거하기 위한 중간 펠트 층이 덮개 부재(15, 15')와 에너지 흡수 요소(14) 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 에너지 흡수 덮개.
  16. 제13항에 있어서, 고정 웨브(26')는, 그 자유 단부에, 고정 클램프(25')의 고정 설부(29')의 후면에 맞닿는 국부적으로 돌출된 고정 돌출부(28')를 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 흡수 덮개.
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