KR101251257B1 - 자동차용 센터 필러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 센터 필러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 측면 충돌시 침입 하중을 지탱할 수 있는 강건한 구조를 통해 측면 충돌 성능을 확보하여 충돌 법규 강화에 대응할 수 있는 자동차용 센터 필러에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 자동차용 센터 필러에 있어서,
센터 필러 아우터 레인포스와 이격되어 있는 센터 필러 인너 패널의 하단이 절곡되어 플랜지부가 형성되고, 상기 플랜지부의 끝단부가 상기 센터 필러 아우터 레인포스에 접합 연결된 것으로, 측면 충돌에 의한 침입 하중을 지탱하여 변형을 방지하도록 된 것을 특징으로 하는 자동차용 센터 필러를 제공한다.

Description

자동차용 센터 필러 {CENTER PILAR FOR AUTOMOBILE}

본 발명은 자동차용 센터 필러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 측면 충돌시 침입 하중을 지탱할 수 있는 강건한 구조를 통해 측면 충돌 성능을 확보하여 충돌 법규 강화에 대응할 수 있는 자동차용 센터 필러에 관한 것이다.

최근 차량 개발에 있어 유럽, 북미 등지를 포함한 세계 각국에서는 충돌 법규 만족에 대한 소비자의 관심이 커지고 있으며 또한 충돌 법규 만족이 중요시되고 있다.

이에 승객의 안전을 최우선으로 고려하여 차체를 설계하고 있으며, 특히 차체의 전후방보다 다소 취약한 구조를 갖는 차체의 측면을 강화함으로써 승객의 안전성을 높이도록 하고 있다.

차량의 측면부를 형성하고 있는 사이드 바디는 측면 충돌시 차량의 변형을 억제하고 내구 강도를 확보하는 역할을 하며, 이를 위해 프론트 필러, 센터 필러, 리어 필러 및 쿼터 필러, 사이드 실, 루프 사이드부 등을 구비하여 차량의 충돌 사고 발생시 차체를 지지하도록 이루어져 있다.

그 중 센터 필러는 측면 충돌의 발생시 차량에 탑승하고 있는 운전자 및 승객의 안전을 보호하기 위해 차체의 좌우 중앙부에서 차체를 지지하는 부분으로, 리어 도어를 지지하는 역할을 담당하는 동시에 측면 충돌 발생시 외부의 충격을 흡수하여 실내로의 침입을 최소화하는 등 골격 강성에 중요한 위치에 설치되어 차체의 강건성을 확보하도록 되어 있다.

이러한 센터 필러는 충돌시 밀림량을 최대한 방지하는 구조로 형성되는 것이 일반적이며, 특히 도 1a 및 1b와 같이 종래 기술에 따른 센터 필러는 센터 필러 인너 패널(혹은 인너 패널이라고 함)의 하부가 사이드 실 아우터 패널와 매칭 용접되어 차체 연결성을 강화하고 차량 측면으로부터 작용하는 하중에 대해 지지되는 구조로 형성되어 있으나, 실제 트림류 및 안전 부품 등의 마운팅을 위해 홀이 형성되고 회피 형상 등이 적용됨으로 인해 본 기능을 수행하지 못하고 오히려 취약 부위(특히, 시트벨트용 마운팅 홀의 가장자리)를 형성하게 되어 측면 충돌 성능을 저하하는 문제가 있다.

다시 말해, 도 2에 도시된 바와 같이, 기존 센터 필러는 인너 패널(1)이 사이드 실 아우터 패널(2)까지 연장되어 연결되어 있으나, 상기 인너 패널(1)의 하부에 시트벨트의 장착을 위한 시트벨트 마운팅 홀(3)이 크게 형성됨으로 인해 내구 강도가 취약하게 되어 측면 충돌 발생시 대응 성능이 저하된다.

예컨대, 측면 충돌시 침입 하중에 의해 인너 패널(1)의 시트벨트 마운팅 홀(3) 부위가 꺾이게 하는 원인을 제공하며, 그로 인해 차량의 센터 필러에 대한 충돌이 발생하면 센터 필러가 실내로 함몰되는 현상을 초래하여 인명사고 등의 대형사고를 일으키게 된다.

한편, 최근 차량의 측면 충돌 평가시 종래 기술에 따른 센터 필러의 하부에서 도 3과 같이 인너 패널의 찢어짐에 의한 법규 불만족 문제가 발생한 바 있다.

이와 같이 차체의 측면 충돌에 대한 대응력이 저하됨에 따라 측면 충돌 발생시 차량의 센터 필러 하부에서 차체 변형이 과다하게 발생하는 문제가 야기되며, 실내에 대한 충돌 침입량이 증가되어 승객 생존을 위한 공간을 확보하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 측면 충돌에 대해 취약한 구조를 개선하기 위하여, 센터 필러 인너 패널의 취약 부위를 제거하고 그 하부에 센터 필러 아우터 레인포스와 연결되는 플랜지부를 형성하여 측면 충돌 성능을 향상시킴으로써 충돌 침입량을 저감시켜 승객 생존 공간을 확보할 수 있도록 한 자동차용 센터 필러를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 자동차용 센터 필러에 있어서,

센터 필러 아우터 레인포스와 이격되어 있는 센터 필러 인너 패널의 하단이 절곡되어 플랜지부가 형성되고, 상기 플랜지부의 끝단부가 상기 센터 필러 아우터 레인포스에 접합 연결된 것으로, 측면 충돌에 의한 침입 하중을 지탱하여 변형을 방지하도록 된 것을 특징으로 하는 자동차용 센터 필러를 제공한다.

그리고, 상기 센터 필러 인너 패널의 플랜지부와 시트벨트 마운팅 브라켓 사이에는 시트벨트를 마운팅하기 위한 시트벨트 마운팅 스페이스부가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 센터 필러 인너 패널의 플랜지부와 센터 필러 아우터 레인포스 사이에는 리어 도어 힌지 레인포스가 설치되고, 상기 리어 도어 힌지 레인포스는 연장 형성되어 사이드 실 아우터 패널에 접합 연결됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자동차용 센터 필러를 차체 사이드 바디에 적용함에 의해 차량 충돌 법규를 만족하는 측면 충돌 성능 및 강건성을 확보할 수 있고, 이에 따라 측면 충돌 발생시 침입 하중을 지탱하여 충돌 침입량을 저감함으로써 승객 생존 공간을 더욱 넓게 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 구조 변경을 통해 기존 대비 부품 사이즈가 축소되어 원가 및 중량 절감의 효과를 얻을 수 있다.

도 1a 및 1b는 각기 종래 기술에 따른 자동차용 센터 필러를 도시한 예시도
도 2는 종래 기술에 따른 자동차용 센터 필러의 하부 구조를 개략적으로 나타낸 단면도
도 3은 종래 기술에 따른 센터 필러를 적용함에 의해 발생된 센터 필러 인너 패널의 손상 사례를 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자동차용 센터 필러를 차량 안쪽에서 도시한 도면
도 5는 도 4의 A-A에서 바라본 개략적인 단면도

본 발명은 차량의 센터 필러에 대한 측면 충돌이 발생하는 경우 측면 충돌에 대해 적절하게 대응할 수 있도록 강건성을 증대한 구조의 센터 필러에 관한 것으로, 침입 하중에 대한 취약 부위를 제거하고 새로운 연결 구조를 형성하여 측면 충돌시 실내 침입 하중을 지탱함으로써 충돌 변형을 방지 또는 최소화할 수 있도록 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명한다.

도 4 및 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 센터 필러는 센터 필러 아우터 레인포스(16), 센터 필러 인너 레인포스(13), 센터 필러 인너 패널(11) 및 리어 도어 힌지 레인포스(14) 등을 포함한 형태로 이루어진다.

상기 센터 필러 아우터 레인포스(16, 혹은 아우터 레인포스라고 함)는 차체 사이드 아우터 패널(미도시)의 내측에 용접을 통해 접합 설치되고, 상기 아우터 레인포스(16)의 내측에는 리어 도어 힌지 레인포스(14, 혹은 힌지 레인포스라고 함)가 용접을 통해 접합되어 설치된다.

상기 센터 필러 인너 패널(11, 혹은 인너 패널이라고 함)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 아우터 레인포스(16)와 일정 간격으로 이격(차체 바깥에서 안쪽 방향으로 이격됨)되게 설치되며, 힌지 레인포스(14)와의 사이에 센터 필러 인너 레인포스(13, 혹은 인너 레인포스라고 함)가 설치된다. 상기 인너 레인포스(13)는 힌지 레인포스(14)에 접합 연결되어 설치된다.

상기 인너 패널(11)은 그 하단이 인너 레인포스(13) 측으로 절곡되어 플랜지부(12)가 형성되며, 상기 플랜지부(12)의 끝단부는 용접을 통해 상기 아우터 레인포스(16)에 접합 연결된다.

구체적으로 설명하면, 도 5와 같이, 상기 플랜지부(12)는 인너 패널(11)의 하단이 인너 레인포스(13)를 향해 비스듬하게 절곡되고 상기 인너 레인포스(13)의 전방에서 다시 하방으로 수직하게 절곡됨에 의해 대략 ㄱ자 형상으로 형성되며, 여기서 하방으로 수직하게 절곡된 플랜지부(12)의 끝단부는 용접을 통해 아우터 레인포스(16)와 연결 고정된다.

즉, 상기 플랜지부(12)의 끝단부는 측면 충돌에 의한 침입 하중을 버틸 수 있는 형상으로 아우터 레인포스(16)와 힌지 레인포스(14) 그리고 인너 레인포스(13)에 동시에 연결 고정되는 구조로 설치되어, 상기 아우터 레인포스(16)와 인너 패널(11) 간에 측면 충돌에 의한 침입 하중(F)을 지탱하는 연결 구조(C)를 적용함으로써 인너 패널(11)의 성능을 강화할 수 있다.

다시 말해, 상기 인너 패널(11)은 종래 기술에 따른 센터 필러 인너 패널 중 시트벨트 마운팅 홀의 상부 구조에 해당하는 형상 하단에 아우터 레인포스(16)와 연결되는 플랜지부(12)를 구비한 구조로 마련됨으로써, 측면 충돌 발생시 작용하는 충돌 하중에 취약한 부위인 기존 시트벨트 마운팅 홀을 제거하고 인너 패널의 차체 연결성을 강화한 효과를 얻게 된다.

이러한 인너 패널(11)은 인너 레인포스(13)의 하단과 동일한(혹은 유사한) 높이까지만 형성되는 바, 상기 인너 레인포스(13) 및 힌지 레인포스(14)의 플랜지를 겹쳐지게 오버랩한 구조를 형성함으로써 상기 인너 패널(11)이 인너 레인포스(13)의 하단과 동일한(혹은 유사한) 높이까지만 형성됨으로 인해 약화될 수 있는 도어 오프닝 플랜지부를 강화한다.

참고로, 상기 인너 레인포스(13)는 그 하단이 기존 인너 패널의 시트벨트 마운팅 홀과 근사한 높이까지 형성된다.

또한, 다른 패널들(인너 패널, 인너 레인포스, 힌지 레인포스 등) 없이 아우터 레인포스(16)가 단독으로 배치되게 형성된 부위의 강건성을 높이기 위해, 상기 힌지 레인포스(14)를 사이드 실 아우터 패널(17)의 상단까지 연장하여 형성하고, 연장된 힌지 레인포스(14)의 끝단부를 절곡하여 사이드 실 아우터 패널(17)와 용접을 통해 접합 연결한다.

그리고, 상기 사이드 실 아우터 패널(17)의 전방에는 인너 패널(11)의 하방으로 이격되게 설치된 시트벨트 마운팅 브라켓(15, 시트벨트의 마운팅을 위해 설치된 브라켓)이 용접으로 접합 고정된다.

이에 따라 상기 인너 패널(11)의 플랜지부(12)와 시트벨트 마운팅 브라켓(15) 사이에 시트벨트를 마운팅하기 위한 시트벨트 마운팅 스페이스부(S)가 형성된다.

이와 같이 본 발명에 따른 자동차용 센터 필러는 기존 인너 패널의 취약한 구조를 개선하고 차체 연결성을 확보한 최적 구조를 적용함으로써 충돌 하중을 지탱하여 측면 충돌 발생시 침입 하중에 의한 파손 및 변형을 방지할 수 있다.

특히, 인너 패널(11)의 플랜지부(12)를 통해 측면 충돌에 의한 침입 하중을 지탱함으로써 승객 생존 공간을 더욱 확보하여 자동차 충돌 법규 강화에 대응할 수 있으며, 차체 구조의 강건성을 향상시켜 측면 충돌 성능 및 충돌 법규를 만족시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 상기 인너 패널의 구조 변경에 의해 원가 및 중량 절감의 효과를 얻을 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 센터 필러의 측면 충돌 성능을 평가한 결과, SINCAP의 목표 성능을 만족한 5.42를 얻었고, IIHS의 목표 성능을 만족한 GOOD을 얻을 수 있었다. 또한, 충돌 침입량이 감소하여 승객 생존 공간을 기존 98㎜에서 128㎜로 더욱 넓게 확보할 수 있음을 확인하였다.

11 : 센터 필러 인너 패널
12 : 플랜지부
13 : 센터 필러 인너 레인포스
14 : 리어 도어 힌지 레인포스
15 : 시트벨트 마운팅 브라켓
16 : 센터 필러 아우터 레인포스
17 : 사이드 실 아우터 패널
S : 시트벨트 마운팅 스페이스부

Claims (3)

1. 삭제
2. 자동차용 센터 필러에 있어서,
   센터 필러 아우터 레인포스와 이격되어 있는 센터 필러 인너 패널의 하단이 절곡되어 플랜지부가 형성되고, 상기 플랜지부의 끝단부가 상기 센터 필러 아우터 레인포스에 접합 연결된 것으로, 측면 충돌에 의한 침입 하중을 지탱하여 변형을 방지하도록 되어 있으며,
   상기 센터 필러 인너 패널의 하방으로 이격되게 설치되어 사이드실 아우터 패널의 전방에 고정되는 시트벨트 마운팅 브라켓과 상기 센터 필러 인너 패널의 플랜지부 사이에는 시트벨트를 마운팅하기 위한 시트벨트 마운팅 스페이스부가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 센터 필러.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 센터 필러 인너 패널의 플랜지부와 센터 필러 아우터 레인포스 사이에는 리어 도어 힌지 레인포스가 설치되고, 상기 리어 도어 힌지 레인포스는 연장 형성되어 사이드 실 아우터 패널에 접합 연결됨을 특징으로 하는 자동차용 센터 필러.

Images