KR101327001B1 - 강도가 향상된 차량용 선루프 구조 - Google Patents

강도가 향상된 차량용 선루프 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 측면 충돌시 탑승자의 상해를 방지할 수 있도록 측방향의 충격에 대한 강도가 향상된 강도가 향상된 차량용 선루프 구조에 관한 것이다.
본 발명에 따른 강도가 향상된 강도가 향상된 차량용 선루프 구조는, 선루프 글래스(12)가 설치되는 메인 프레임(11)과, 상기 메인 프레임(11)의 측면에 차량의 길이방향으로 위치하는 사이드 프레임(13)과, 상기 메인 프레임(11)의 하방에서 상기 메인 프레임(13)을 가로질러 차량의 폭방향으로 설치되고 상기 사이드 프레임(13)에 연결되는 크로스 프레임(14)과, 상기 사이드 프레임(13)의 일측과 상기 크로스 프레임(14)의 단부에 각각 체결되어, 상기 사이드 프레임(13)과 크로스 프레임(14)을 연결하는 연결브라켓(15)과, 상기 연결브라켓(15)과 크로스 프레임(14)의 체결부위를 상기 메인 프레임(11)에 고정시키는 지지부재(16)를 포함한다.

Description

강도가 향상된 차량용 선루프 구조{SUN ROOF STRUCTURE HAVING IMPROVED STIFFNESS}
본 발명은 차량의 선루프 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 측면 충돌시 탑승자의 상해를 방지할 수 있도록 측방향의 충격에 대한 강도가 향상된 강도가 향상된 차량용 선루프 구조에 관한 것이다.
최근의 차량에는 채광, 환기, 실내 개방감 확대 등의 목적으로 선루프(Sun roof)가 적용되고 있다.
이러한, 선루프는 통상적으로 루프패널의 일부를 제거하고, 그 위치에 슬라이딩 및 틸팅 가능한 선루프 글래스를 설치하여, 필요시에 상기 선루프 글래스를 슬라이딩시키거나 틸팅시켜 사용한다.
선루프를 설치하기 위해서 루프패널의 일부를 제거하기 때문에 선루프가 적용되지 않은 차량에 비하여 강도가 저하되기 때문에, 선루프가 적용된 차량은 선루프 주변에 강도를 보강하기 위한 대책이 마련되어야 한다.
그러나, 통상적으로는 선루프가 설치되는 부분의 공간이 협소하고, 측면충돌시 탑승자의 상해에 대하여 크게 관심을 두지 않았기 때문에, 단순히 연결하는 구조가 대부분이었다.
예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이 종래 기술에 따라 선루프가 설치된 차량의 실내를 도 1의 A-A선을 따라 절개하면 도 2에 도시된 바와 같은 선루프 구조가 나타난다. 종래기술에 따른 선루프 구조는 선루프 글래스(112)가 설치되는 메인 프레임(111)과, 상기 메인 프레임(111)을 가로질러 설치되는 크로스 프레임(114)과, 상기 크로스 프레임(114)의 양측방에 차량의 길이방향을 따라 배치되는 사이드 프레임(113)을 구비하고, 상기 크로스 프레임(114)의 단부와 사이드 프레임(113)의 일측을 단순히 연결브라켓(115)을 이용하여 연결하였다. 상기 사이드 프레임(113)과 크로스 프레임(114)의 체결부위와 메인 프레임(111)의 사이에는 서로 연결하는 구조물이 없이 단순한 공간으로 존재하였다.
이로 인하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 차량의 폭방향으로 충돌하는 측면 충돌시 외력(F)에 의해서, 사이드 프레임(113)이 접혀 차량의 실내로 많이 유입되고, 이는 곧 탑승자의 상해로 이어지게 된다. 또한, 상기 사이드 프레임(113)이 실내로 밀릴 때, 연결브라켓(115)이 접히면서 메인 프레임(111)에 지지된 크로스 프레임(114)의 단부를 상방으로 변형되도록 하였다.
한편, 하기의 선행기술문헌은 '차량의 선루프 프레임구조'에 관한 것으로서, 사이드 아웃터 부재로 장착되는 선루프 프레임에 상기 선루프 글래스와 상기 사이드 아웃터 부재 사이에 형성되는 갭을 막아주는 연장부가 일체로 형성된 기술이 개시되어 있으나, 측방향 충돌에 대해서는 여전히 취약한 구조를 가지고 있다.
KR 10-2009-0020801 A
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 선루프가 장착된 차량에서 측면 충돌 시에 탑승자의 상해를 줄이도록 선루프 사이드 바디의 변형량을 줄여 차량의 실내로 덜 밀리도록 하는 강도가 향상된 차량용 선루프 구조를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 강도가 향상된 차량용 선루프 구조는, 선루프 글래스가 설치되는 메인 프레임과, 상기 메인 프레임의 측면에 차량의 길이방향으로 위치하는 사이드 프레임과, 상기 메인 프레임의 하방에서 상기 메인 프레임을 가로질러 차량의 폭방향으로 설치되고 상기 사이드 프레임에 연결되는 크로스 프레임과, 상기 사이드 프레임의 일측과 상기 크로스 프레임의 단부에 각각 체결되어, 상기 사이드 프레임과 크로스 프레임을 연결하는 연결브라켓과, 상기 연결브라켓과 크로스 프레임의 체결부위를 상기 메인 프레임에 고정시키는 지지부재를 포함한다.
상기 지지부재는 양단이 각각 상기 메인 프레임의 일측과 상기 크로스 프레임과 연결브라켓의 체결부위에서 일체로 체결되어, 상기 크로스 프레임과 연결브라켓의 체결부위를 메인 프레임에 고정시키는 것을 특징으로 한다.
상기 지지부재에서 크로스 프레임 및 연결브라켓과 체결되는 부분에는 차량의 폭방향으로 연장되게 형성되고, 절곡되어 상기 메인 프레임에 체결되는 제1 플랜지가 형성되는 것이 바람직하다.
상기 지지부재에서 크로스 프레임 및 연결브라켓과 체결되는 부분에는 차량의 길이방향으로 연장되게 형성되고, 절곡되어 상기 메인 프레임에 체결되는 제2 플랜지가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 지지부재와 제2 플랜지부 사이의 절곡부위에는 상기 제2 플랜지부가 연장된 방향으로 형성되고, 상기 지지부재의 길이방향을 따라 배열된 복수의 절곡보강홈이 구비되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 지지부재에는, 상기 지지부재의 길이방향을 따라서 일정한 깊이를 갖는 강도보강홈이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 크로스 프레임과 연결브라켓의 체결부위의 하방에는, 상기 크로스 프레임과 연결브라켓의 체결부위의 하부를 커버하고, 상기 메인 프레임에 차량의 길이방향을 따라 체결되는 보강 프레임이 더 구비되고, 상기 보강 프레임의 측면에서 상기 크로스 프레임, 상기 연결브라켓 및 지지부재의 체결부위로 연장되어, 상기 크로스 프레임과 상기 연결브라켓 및 지지부재에 체결되는 연장부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 강도가 향상된 차량용 선루프 구조에 따르면, 지지부재에 의해서 차량의 측면에 대한 강도가 향상되어, 측면 충돌시 사이드 프레임의 침입량을 줄이고 탑승자의 상해를 감소시키고, 선루푸의 이탈을 최소화 시킬 수 있다.
또한, 연장부가 형성된 보강 프레임도 차량의 측면 충돌에 대한 지지력을 향상시킨다.
아울러, 상기 지지부재와 연장부가 형성된 보강 프레임에 의해서 선루프의 구조가 향상되므로, 선루프의 비틀림 강성이 향상되고, 고속 주행시 발생하는 소음을 감소시킬 수 있다.
도 1은 선루프가 설치된 상태를 도시한 저면 사시도,
도 2는 종래 기술에 따른 선루프 구조를 도시한 단면도,
도 3은 종래 기술에 따른 선루프 구조에서 측면 충돌시 변형된 상태를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 강도가 향상된 차량용 선루프 구조를 도시한 저면 사시도,
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 강도가 향상된 차량용 선루프 구조를 도시한 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 강도가 향상된 차량용 선루프 구조에서 지지부재를 도시한 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 강도가 향상된 차량용 선루프 구조에서 측면 충돌시 변형된 상태를 도시한 단면도.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 강도가 향상된 차량용 선루프 구조를 상세히 설명하기로 한다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 강도가 향상된 차량용 선루프 구조는, 선루프 글래스(12)가 설치되는 메인 프레임(11)과, 상기 메인 프레임(11)의 측면에 차량의 길이방향으로 위치하는 사이드 프레임(13)과, 상기 메인 프레임(11)의 하방에서 상기 메인 프레임(13)을 가로질러 차량의 폭방향으로 설치되고 상기 사이드 프레임(13)에 연결되는 크로스 프레임(14)과, 상기 사이드 프레임(13)의 일측과 상기 크로스 프레임(14)의 단부에 각각 체결되어, 상기 사이드 프레임(13)과 크로스 프레임(14)을 연결하는 연결브라켓(15)과, 상기 연결브라켓(15)과 크로스 프레임(14)의 체결부위를 상기 메인 프레임(11)에 고정시키는 지지부재(16)를 포함한다.
메인 프레임(11)은 선루프 글래스(12)를 슬라이딩과 틸팅가능하게 장착되도록 한다. 상기 메인 프레임(11)에서 선루프 글래스(12)가 슬라이딩되거나 틸팅되어 선루프 글래스(12)가 개방되도록 한다.
사이드 프레임(13)은 상기 메인 프레임(11)의 양측방에 차량의 길이방향으로 설치된다. 상기 사이드 프레임(13)은 차량의 측면 상단이 된다.
크로스 프레임(14)은 상기 메인 프레임(11)을 차량의 폭방향으로 가로질러 설치된다. 상기 크로스 프레임(14)의 양단은 각각 상기 사이드 프레임(13)의 일측에 인접하게 위치한다.
연결브라켓(15)은 상기 사이드 프레임(13)과 크로스 프레임(14)을 연결시킨다. 연결브라켓(15)은 대략 'L'자 형상과 같이 중간부분이 절곡되게 형성된다. 이러한 연결브라켓(15)의 양단에 각각 사이드 프레임(13)의 일측과 크로스 프레임(14)의 단부를 각각 볼트 등을 이용하여 체결시켜, 상기 사이드 프레임(13)과 크로스 프레임(14)을 체결시킨다.
지지부재(16)는 상기 크로스 프레임(14)과 연결브라켓(15)의 체결부위를 메인 프레임(11)에 고정시키는 역할을 한다. 상기 크로스 프레임(14)과 연결브라켓(13)의 체결부위는 상기 메인 프레임(11)의 하방에서 서로 체결되는데, 종래 기술에 따르면, 상기 체결부위가 다른 구성요소에 의해서 지지되지 않았다. 하지만, 상기 지지부재(16)를 이용하여 상기 크로스 프레임(14)과 연결브라켓(15)의 체결부위가 메인 프레임(11)에 의해 지지되도록 한다. 또한, 상기 연결브라켓(15)에는 사이드 프레임(13)이 체결되어 있으므로, 실질적으로 사이드 프레임(13)과 크로스 프레임(14)의 체결부위가 메인 프레임(11)에 고정되는 상태가 된다.
이를 위해서, 상기 지지부재(16)는 도 7에 도시된 바와 같이 형성되어, 양단이 각각 메인 프레임(11)의 일측과 상기 크로스 프레임(14)과 연결브라켓(15)이 서로 체결되는 부위에 체결된다. 상기 지지부재(16)의 일단이 상기 메인 프레임(11)의 일측에 체결시키고, 상기 지지부재(16)는 타단은 상기 크로스 프레임(14)과 연결브라켓(15)이 서로 체결되는 부위에 위치하도록 한 상태에서, 지지부재(16)의 선단을 크로스 프레임(14) 및 연결브라켓(15)과 체결되도록 함으로써, 상기 크로스 프레임(14), 연결브라켓(15)을 지지부재(16)와 함께 체결되도록 한다. 상기 크로스 프레임(14)과 연결브라켓(15)이 메인 프레임(11)에 체결된 지지부재(16)에 체결됨으로써, 상기 연결브라켓(15)에 체결된 사이드 프레임(13)과 연결브라켓(15)을 통하여 사이드 프레임(13)과 체결된 크로스 프레임(14)이 메인 프레임(11)에 의해 지지된 상태로 서로 체결됨으로써, 체결부위에 대한 강도, 특히 차량의 폭방향에 대한 강도가 향상된다. 상기 지지부재(16)의 후단과 선단은 체결되는 대상의 높이에 맞도록 서로 다른 높이로 형성될 수 있다. 이때, 상기 지지부재(16)는 상기 크로스 프레임(14)의 상부면에 밀접된 상태를 유지함으로써, 상기 크로스 프레임(14)을 지지함으로써, 차량의 측방향으로부터 가해지는 외력에 대한 지지력이 향상된다.
특히, 상기 지지부재(16)의 후단에는 크로스 프레임(14)과 연결브라켓(15)의 체결부위를 메인 프레임(11)에 대하여 견고히 지지될 수 있도록 하기 위해서, 플랜지부가 형성된다. 상기 플랜지부는 상기 지지부재(16)의 선단, 즉 상기 지지부재(16)가 크로스 프레임(14) 및 연결브라켓(15)과 체결되는 부분에서 차량의 폭방향으로 연장되고, 메인 프레임(11)에 밀착되게 절곡된 제1 플랜지(16a)와, 차량의 길이방향으로 연장되게 형성되고, 메인 프레임(11)에 밀착되게 절곡되게 이루어진 제2 플랜지(16b)를 포함한다. 상기 제1 플랜지(16a)와 제2 플랜지(16b)는 용접으로 상기 메인 프레임(11)에 고정됨으로써, 상기 지지부재(16)의 선단을 메인 프레임(11)에 고정시켜, 견고하게 연결브라켓(15), 상기 연결브라켓(15)에 체결된 사이드 프레임(13)과 크로스 프레임(14)이 견고히 지지되도록 한다.
아울러, 상기 지지부재(16)의 강도를 향상시키기 위해서, 상기 지지부재(16)에는 강도보강홈(16c)과 절곡보강홈(16d)이 형성된다.
강도보강홈(16c)은 상기 지지부재(16)에 지지부재(16)의 길이방향을 따라 일정한 깊이를 갖도록 형성되어, 상기 지지부재(16)의 강성을 향상시킨다.
절곡보강홈(16d)은 상기 지지부재(16)와 제2 플랜지(16b)의 절곡부위에 형성된다. 상기 절곡보강홈(16d)은 상기 지지부재(16)와 제2 플랜지(16b)의 절곡부위에 상기 제2 플랜지(16b)가 지지부재(16)로부터 연장된 방향으로 형성된다. 즉, 상기 지지부재(16)와 상기 제2 플랜지(16b)의 절곡부위를 반대방향에서 마치 눌러서 홈을 형성하는 것과 같이, 상기 절곡보강홈(16d)을 형성한다. 상기 절곡보강홈(16d)은 상기 지지부재(16)의 길이방향을 따라 복수로 형성되어, 절곡부위의 강도를 향상시키는 것이 바람직하다.
보강 프레임(17)은 상기 사이드 프레임(13)과 크로스 프레임(14)의 체결부위의 하방에 위치하여, 차량의 길이방향을 따라 메인 프레임(11)에 체결되어, 차량의 길이방향의 강성이 증대되도록 한다.
특히, 상기 보강 프레임(17)의 폭방향의 양단 중 차량의 폭방향의 외측의 단부로부터 상기 사이드 프레임(13)과 크로스 프레임(14)의 체결부위로 연장되어, 상기 크로스 프레임(14)과 연결브라켓(15)에 일체로 체결되는 연장부(17a)가 형성된다. 상기 크로스 프레임(14)과 연결브라켓(15)의 체결부위에는 차량의 높이방향을 따라서, 지지부재(16), 연결브라켓(15), 크로스 프레임(14) 및 보강 프레임(17)의 연장부(17a)가 일체가 되도록 상하로 중첩되어 한 번에 체결된다.
연장부(17a)가 형성된 보강 프레임(17)에 의해서 보강 프레임(17)의 몸체와 상기 메인 프레임(11)이 크로스 프레임(14)과 연결브라켓(15)이 체결된 부위를 연결함으로써, 측방향의 충돌에 대한 지지력을 지지부재(16)와 함께 추가적으로 향상시킨다.
또한, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 보강 프레임(17)의 폭방향의 양단에 U자형의 홈(17b)이 형성되어, 상기 보강 프레임(17)의 강성을 향상시킬 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 강도가 향상된 차량용 선루프 구조의 작용에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 강도가 향상된 차량용 선루프 구조는 상기 지지부재(16)에 의해서, 상기 사이드 프레임(13)이 체결된 연결브라켓(15)과 크로스 프레임(14)의 체결부위를 메인 프레임(11)에 대하여 지지하도록 하여, 측면 충돌시 사이드 프레임(13)과 크로스 프레임(14)의 체결부위의 강도를 높인다.
예컨대, 도 8에 도시된 바와 같이, 차량이 측면 충돌처럼 차량의 측면으로부터 강한 외력(F)을 받으면, 상기 사이드 프레임(13)이 외력에 의해서 차량의 측면으로부터 실내를 향하여 밀리게 된다.
이와 같이, 상기 사이드 프레임(13)이 차량의 폭방향으로 작용하는 외력(F)에 의해서 차량의 측면에서 밀리게 되면 사이드 프레임(13)과 크로스 프레임(14)의 체결부위가 변형되면서, 차량의 실내에 탑승한 탑승자에게 상해를 입히게 되는데, 상기 크로스 프레임(14)과 사이드 프레임(13)에 체결된 연결브라켓(15)의 체결부위가 지지부재(16)에 의해서 고정되어 있으므로, 차량의 폭방향의 지지력이 향상되어 상기 사이드 프레임(13)이 실내로 밀리는 정도가 줄어들게 되어, 상기 사이드 프레임(13)의 침입량을 줄여 탑승자의 상해를 줄인다.
특히, 상기 지지부재(16)에는 상기 지지부재(16)의 길이방향을 따라 강도보강홈(16c)가 형성되어 있고, 상기 지지부재(16)와 제2 플랜지(16b)의 절곡부위에 절곡보강홈(16d)이 형성되어 있으므로, 상기 지지부재(16)의 자체강도가 향상되어, 상기 사이드 프레임(13)의 지지하는 지지력이 더욱 향상된다.
또한, 상기 크로스 프레임(14)과 연결브라켓(15)의 체결부위의 하방에는 보강 프레임(17)이 메인 프레임(11)에 차량의 길이방향을 따라 체결되고, 상기 보강 프레임(17)의 측면에서 연장부(17a)가 크로스 프레임(14)과 연결브라켓(15)의 체결부위로 연장되어 체결되어 있으므로, 측방향의 외력에 대하여 지지하는 추가적으로 지지력이 향상된다.
상기와 같이, 지지부재(16)와 연장부(17a)가 형성된 보강 프레임(17)에 의해서 선루프의 강도가 향상되되고, 특히 차량의 측면 충돌과 같이 차량의 폭방향으로 작용하는 외력(F)에 대한 지지력을 향상시킬 수 있다.
그리고, 선루프의 강도가 향상됨으로써, 장시간 사용에 따른 비틀림 변형 등이 방지되며, 선루프의 변형이 방지됨에 따라 고속 주행시 발생하는 소음을 줄일 수 있다.
11 : 메인 프레임 12 : 선루프 글래스
13 : 사이드 프레임 14 : 크로스 프레임
15 : 연결브라켓 16 : 지지부재
16a : 제1 플랜지 16b : 제2 플랜지
16c : 강도보강홈 16d: 절곡보강홈
17 : 보강 프레임 111 : 메인 프레임
112 : 선루프 글래스 113 : 사이드 프레임
114 : 크로스 프레임 115 : 연결브라켓

Claims (7)

  1. 선루프 글래스가 설치되는 메인 프레임과,
    상기 메인 프레임의 측면에 차량의 길이방향으로 위치하는 사이드 프레임과,
    상기 메인 프레임의 하방에서 상기 메인 프레임을 가로질러 차량의 폭방향으로 설치되고 상기 사이드 프레임에 연결되는 크로스 프레임과,
    상기 사이드 프레임의 일측과 상기 크로스 프레임의 단부에 각각 체결되어, 상기 사이드 프레임과 크로스 프레임을 연결하는 연결브라켓과,
    상기 연결브라켓과 크로스 프레임의 체결부위를 상기 메인 프레임에 고정시키고, 상기 연결브라켓과 크로스 프레임의 체결부위에 체결되는 부위와 상기 메인 프레임에 체결되는 부위가 서로 다른 높이로 형성되며, 상기 크로스 프레임의 상부면에 밀접된 상태로 배치되는 지지부재를 포함하고,
    상기 지지부재에서 크로스 프레임 및 연결브라켓과 체결되는 부분에는 차량의 폭방향으로 연장되게 형성되고, 절곡되어 상기 메인 프레임에 체결되는 제1 플랜지가 형성되며,
    상기 지지부재에서 크로스 프레임 및 연결브라켓과 체결되는 부분에는 차량의 길이방향으로 연장되게 형성되고, 절곡되어 상기 메인 프레임에 체결되는 제2 플랜지가 형성되고,
    상기 지지부재와 제2 플랜지부 사이의 절곡부위에는 상기 제2 플랜지부가 연장된 방향으로 형성되고, 상기 지지부재의 길이방향을 따라 배열된 복수의 절곡보강홈이 구비되며,
    상기 크로스 프레임과 연결브라켓의 체결부위의 하방에는, 상기 크로스 프레임과 연결브라켓의 체결부위의 하부를 커버하고, 상기 메인 프레임에 차량의 길이방향을 따라 체결되며, 그 폭방향의 양단에 U자형의 홈이 형성되는 보강 프레임을 더 포함하고,
    상기 보강 프레임의 폭방향의 양단 중 차량의 폭방향의 외측의 단부로부터 상기 크로스 프레임, 상기 연결브라켓 및 지지부재의 체결부위로 연장되어, 상기 크로스 프레임과 상기 연결브라켓 및 지지부재에 체결되는 연장부가 형성되는 것을 특징으로 하는 지지부재를 포함하는 강도가 향상된 차량용 선루프 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재는 양단이 각각 상기 메인 프레임의 일측과 상기 크로스 프레임과 연결브라켓의 체결부위에서 일체로 체결되어, 상기 크로스 프레임과 연결브라켓의 체결부위를 메인 프레임에 고정시키는 것을 특징으로 하는 강도가 향상된 차량용 선루프 구조.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재에는, 상기 지지부재의 길이방향을 따라서 일정한 깊이를 갖는 강도보강홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 강도가 향상된 차량용 선루프 구조.
  7. 삭제
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