KR101417664B1

KR101417664B1 - 자동차의 도어 힌지 장치

Info

Publication number: KR101417664B1
Application number: KR1020130084415A
Authority: KR
Inventors: 이종해
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2013-07-17
Filing date: 2013-07-17
Publication date: 2014-07-08
Also published as: US20150020349A1; CN104295170A

Abstract

본 발명은 자동차의 도어 힌지 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도어 및 트렁크 등을 일정 속도 이상으로 세게 닫을 때에만 회전저항을 발생시켜 닫힘 속도를 감소시킬 수 있는 자동차의 도어 힌지 장치에 관한 것이다.
이에 본 발명은, 도어 측에 결합되며, 차체 측에 결합된 차체 브라켓의 일측에 회전가능하게 결합되는 도어 브라켓; 상기 도어 브라켓에 축회전 가능하게 조립되며, 일정 속도 이상으로 도어 닫힘시 회전하게 되는 폴레버; 상기 차체 브라켓에 축회전 가능하게 조립되며, 일정 속도 이상으로 도어 닫힘시 상기 폴레버와 연동가능하게 결합되는 회전저항링; 상기 회전저항링의 내측에 조립되며, 상기 회전저항링의 축회전시 회전저항을 발생하는 마찰재;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 도어 힌지 장치를 제공한다.

Description

자동차의 도어 힌지 장치 {DOOR HINGE OF VEHICLE}

본 발명은 자동차의 도어 힌지 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도어 및 트렁크 등을 일정 속도 이상으로 세게 닫을 때에만 회전저항을 발생시켜 닫힘 속도를 감소시킬 수 있는 자동차의 도어 힌지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 차체에 부착된 도어의 개폐를 돕는 동시에 도어의 자중으로 인한 처짐을 방지하는 도어 힌지가 설치된다. 이러한 도어 힌지는 도어와 차체 사이에 부착되어 도어의 개폐를 용이하게 하여 승객 편의성을 도모하게 된다.

종래의 도어 힌지는 차체 측에 결합되는 차체 브라켓과 도어 측에 결합되는 도어 브라켓을 힌지핀을 매개로 연결하는 구조를 가지며, 이때의 힌지핀은 차체 브라켓과 도어 브라켓을 동시 관통하여 연결해주게 된다.

이러한 종래의 도어 힌지는 차체 브라켓과 도어 브라켓이 힌지핀에 의해 단순하게 연결된 상태로 설치되기 때문에, 사용자가 도어를 개폐할 때 도어의 닫힘 속도에 따른 다양한 하중 조건에 대한 대응이 불가능하게 된다.

이에 종래의 도어 힌지는 도어를 세게 닫을 경우 충격, 진동, 소음 등에 의해 사용자 만족도가 감소하게 되고, 도어를 약하게 닫을 경우 도어의 닫힘이 정상적으로 이루어지지 못하게 되어 차량 상품성을 저하시키게 된다.

특히 도어를 일정 속도 이상으로 세게 닫을 경우 그 충격으로 인해 도어 및 차체 페인트가 벗겨지게 되는 상황이 발생하기도 한다.

이러한 종래의 도어 힌지의 문제점을 개선하기 위해, 도어와 차체 사이의 파팅갭을 증가시키게 되면 넓은 파팅갭으로 인해 차량 상품성을 저하시키게 되고, 도어 웨더스트립의 탄성강도를 증가시켜 도어 닫힘시 충격에너지를 더욱 흡수하게 하면 일반적인 속도로 도어를 닫을 때 도어가 잘 닫히지 않는 것으로 느껴져 사용자 만족도가 감소하게 되고, 도어 체커의 작동력을 높이게 되면 일반적인 속도를 도어를 닫을 때 도어 개폐감이 나빠지게 되는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 점을 개선하기 위해 고안한 것으로서, 도어가 일정 속도 이하로 닫히는 경우에는 작동하지 않다가 일정 속도 이상으로 세게 닫히는 경우에만 회전저항을 발생시켜 도어의 회전에너지를 감소시키게 되는 자동차의 도어 힌지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 도어 측에 결합되며, 차체 측에 결합된 차체 브라켓의 일측에 회전가능하게 결합되는 도어 브라켓; 상기 도어 브라켓에 축회전 가능하게 조립되며, 일정 속도 이상으로 도어 닫힘시 회전하게 되는 폴레버; 상기 차체 브라켓에 축회전 가능하게 조립되며, 일정 속도 이상으로 도어 닫힘시 상기 폴레버와 연동가능하게 결합되는 회전저항링; 상기 회전저항링의 내측에 조립되며, 상기 회전저항링의 축회전시 회전저항을 발생하는 마찰재;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 도어 힌지 장치를 제공한다.

바람직하게, 상기 폴레버의 상하 일측단과 도어 브라켓 사이에는 폴레버의 회전방향으로 압축가능한 레버고정스프링이 설치되며, 상기 레버고정스프링은 그 일단부가 폴레버의 일측단에 결합되어 폴레버의 회전을 규제하게 된다.

또한 바람직하게, 상기 폴레버는 일정 속도 이상으로 도어 닫음시 원심력에 의해 회전가능한 비대칭의 돌출구조를 갖는다.

본 발명의 실시예에서, 상기 폴레버는 일측에 회전저항링의 톱니와 교합가능한 감합돌기를 구비하고, 타측에 상기 감합돌기와 비대칭을 이루는 돌출된 형상을 구비한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 폴레버는 레버핀을 축으로 하여 도어 브라켓에 회전 가능하게 조립되고, 상기 회전저항링은 힌지핀을 축으로 하여 차체 브라켓에 회전가능하게 조립되며, 상기 레버핀은 힌지핀과 일정 간격을 둔 위치에 설치된다.

본 발명에 따른 자동차의 도어 힌지 장치는 다음과 같은 이점이 있다.

1. 도어 및 트렁크 등을 일정 속도 이상으로 세게 닫을 때 회전저항을 발생시켜 도어 닫힘 속도를 감소시킬 수 있게 되며 이에 도어 닫힘시 충격, 진동, 페인트 벗겨짐 등을 방지하여 고객 만족도를 향상시킬 수 있게 된다.

2. 도어 및 트렁크 등을 일정 속도 이하로 약하게/느리게 닫는 경우 미작동하게 됨에 따라 도어 닫힘 성능을 확보할 수 있다.

3. 센서 및 제어기 등의 복잡한 전자 장비의 사용 없이 단순한 구조의 경제적인 시스템으로 구현가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 도어 힌지 장치를 나타낸 분해 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 도어 힌지 장치를 나타낸 결합 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 힌지 장치의 작동상태를 나타낸 도면
도 4는 본 발명에 따른 도어 힌지 장치의 주요 효과를 개략적으로 설명하기 위한 도면

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다.

본 발명은 자동차의 도어와 차체 또는 트렁크와 차체 사이에 설치가능한 도어 힌지 장치에 관한 것으로, 여기서 도어는 자동차의 도어뿐만 아니라 트렁크를 포함하는 의미로 사용된다.

본 발명에서는 도어의 회전속도가 일정 속도 이하일 때에는 작동하지 않고, 도어의 회전속도가 일정 속도 이상일 경우에만 작동하여 회전저항을 발생시키는 선택적인 제동 작용이 가능한 구조의 도어 힌지 장치를 제공한다.

도 1 및 도 2에 보이듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 힌지 장치는 힌지핀(21)을 매개로 연결되는 도어 브라켓(10)과 차체 브라켓(20), 상기 도어 브라켓(10)에 조립되는 폴레버(pawl lever)(11), 및 상기 차체 브라켓(20)에 조립되는 회전저항링(22)을 포함하여 구성된다.

상기 도어 브라켓(10)은 도어 측에 장착되어 일체로 결합되고, 상기 차체 브라켓(20)은 차체 측에 장착되어 일체로 결합된다.

상기 힌지핀(21)은 도어 브라켓(10)과 차체 브라켓(20)을 동시 관통하여 연결해주는 것으로, 차체 브라켓(20) 측에 고정되게 결합되어 도어 브라켓(10)의 축회전을 지지하게 되며, 이에 도어 브라켓(10)은 도어 개폐시 힌지핀(21)을 기준으로 축회전을 하게 된다.

상기 폴레버(11)는 레버핀(13)을 통해 도어 브라켓(10)에 축회전 가능하게 설치되며, 이때 레버핀(13)은 힌지핀(21)과 일정 간격을 둔 위치에 배치된다.

상기 레버핀(13)은 도어 브라켓(10)에 고정되게 결합되어서 도어 개폐시 도어 브라켓(10)의 회전방향을 따라 이동하게 되며, 폴레버(11)를 도어 브라켓(10)에 회전가능하게 지지해주는 역할을 하게 된다.

상기 폴레버(11)는 외주면에 비대칭 형상의 돌출구조를 구비하고 있어, 도어가 일정 속도 이상으로 회전하여 닫힘시 상기 비대칭 형상의 돌출구조에 발생하는 원심력 차이에 의해 축회전을 하게 된다.

일 예로, 상기 폴레버(11)는 그 일측에 축회전시 회전저항링(22)의 톱니와 교합하게 되는 감합돌기(12)를 구비하며, 그 타측에 상기 감합돌기(12)와 비대칭을 이루는 돌출된 형상을 갖는다.

이러한 폴레버(11)의 하단(또는 상단)에는 폴레버(11)의 회전을 규제하는 레버고정스프링(14)이 조립된다.

상기 레버고정스프링(14)은 일정 스프링력을 갖는 것으로, 도어가 일정 속도 이상으로 닫힘시에만 폴레버(11)의 회전을 허용하게 된다.

일반적으로 회전체의 회전운동에너지는 회전속도의 제곱에 비례하는바, 도어의 회전운동에너지는 아래 식과 같이 계산할 수 있다.

도어의 회전운동에너지 =

여기서, m은 도어의 중량이고, r은 도어의 회전축에서 무게중심까지의 거리이고, w는 도어의 회전각속도이다.

상기 식에서 알 수 있듯이, 도어의 회전력은 도어의 회전속도의 제곱에 비례하게 된다.

따라서, 상기 폴레버(11)는 도어가 일정 속도 미만으로 회전하여 닫히는 경우에는 스프링력(레버고정스프링(14)의 스프링력)을 이기지 못하여(초과하지 못하여) 비회전하게 되고, 도어가 일정 속도 이상으로 회전하여 닫히는 경우에는 스프링력을 이기고(초과하여) 회전하게 된다.

즉, 상기 레버고정스프링(14)은 도어가 일정 속도 미만으로 닫힘시에는 폴레버(11)의 축회전을 방지하게 되고, 도어가 일정 속도 이상으로 닫힘시에는 폴레버(11)의 축회전을 허용하게 된다.

따라서 상기 레버고정스프링(14)은 일정 속도 이상으로 도어 닫힘시 회전저항링(22)과 감합된 폴레버(11)를 회전저항링(22)의 회전방향과 반대방향으로 회전하도록 밀어주어 도어가 닫히는 동안 폴레버(11)가 회전저항링(22)과의 감합 상태를 유지할 수 있게 지지해주게 되며, 도어가 닫힌 후에는 폴레버(11)를 원위치로 복귀시켜주게 된다.

이때의 레버고정스프링(14)은 폴레버(11)의 하단과 도어 브라켓(10) 사이에 폴레버(11)의 회전방향으로 압축 가능하게 설치되며, 일 예로 레버고정스프링(14)의 일단부는 폴레버(11)의 하단에 결합되어 고정되고 그 타단부는 도어 브라켓(10)에 결합되어 고정될 수 있다.

상기 회전저항링(22)은 표면에 다수의 톱니가 연속적으로 형성되어 있는 것으로, 힌지핀(21)을 축으로 하여 차체 브라켓(20)에 회전가능하게 조립되어 구성된다.

상기 회전저항링(22)은 일정 속도 이상으로 도어 닫힘시 표면 톱니 구조에 의해 폴레버(11)와 연동가능하게 교합하여 결합되며, 상기 폴레버(11)와의 교합에 의해 폴레버(11)의 축회전에 연동하여 축회전하게 된다.

이때 마찰재(23)는 힌지핀(21)의 외주면에 고정되게 조립되어 있기 때문에 회전저항링(22)은 마찰재(23)와의 마찰에 의해 회전저항을 발생시켜 도어 회전에 제동을 걸게 되며, 결과적으로 도어 닫힘 속도를 감소시킬 수 있게 된다.

상기 마찰재(23)는 회전저항링(22)의 축회전시 회전저항을 발생하는 것으로, 회전저항링(22)과 힌지핀(21) 사이에 삽입된 형태로 조립된다.

상기 마찰재(23)는 일정한 표면마찰을 갖는 마찰판재를 이용한 원통구조로 이루어지거나, 또는 유체댐퍼로 구성될 수 있다.

상기 유체댐퍼로는 내부의 유체를 이용하여 댐핑력을 제공할 수 있는 공지의 댐퍼를 사용할 수 있다.

상기 마찰재(23)로서 유체댐퍼를 이용하는 경우 회전저항링(22)은 유체댐퍼를 통해 힌지핀(21)에 회전가능하게 조립되며, 회전저항링(22)이 도어 회전에 의해 축회전하는 경우 상기 유체댐퍼의 댐핑력에 의해 회전저항을 발생시키게 된다.

이와 같이 구성되는 도어 힌지 장치는 도어를 일정 속도 이상으로 세게 닫을 때 폴레버(11)가 회전저항링(22)에 맞물려 제동 작용을 하게 됨으로써 완충력을 제공하여 도어 닫힘 속도를 감소시킬 수 있게 된다.

도 3을 참조로 하여 도어를 일정 속도 이상으로 세게 닫을 경우 상기 도어 힌지 장치의 작동상태를 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도어 닫힘 초기에는 도어 브라켓(10)이 힌지핀(21)을 기준으로 회전함에 따라, 폴레버(11)가 힌지핀(21)을 기준으로 도어 브라켓(10)의 회전방향으로 이동하게 된다.

이때 상기 폴레버(11)는 질량이 서로 다른 비대칭 구조(감합돌기 및 이와 비대칭을 이루는 돌출구조)의 원심력 차이에 의해 레버핀(13)을 기준으로 회전하게 된다.

도어를 일정 속도 이상으로 빠르게 회전시켜 닫으면 폴레버(11)에 작용하는 원심력이 증가하여, 폴레버(11)가 레버고정스프링(14)의 스프링력을 이기고 회전저항링(22)과 교합하여 결합하게 되며, 이에 회전저항링(22)이 폴레버(11)에 연동하여 회전하면서 도어의 운동에너지를 흡수하게 된다.

즉, 회전저항링(22)의 축회전시 마찰재(23)에 의해 발생하는 회전저항에 의해 도어의 회전운동에너지를 감쇄시켜 도어 회전에 제동을 걸어줌으로써 도어 닫힘 속도를 감소시킬 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명의 도어 힌지 장치는 도어를 일정 속도 이상으로 빠르게 회전시켜 닫는 경우 도어의 회전운동에너지를 감쇄시켜 도어 닫힘 속도를 낮추게 됨으로써, 종래기술 대비 고객이 불쾌감을 느끼기 시작하는 도어 닫힘 속도 한계점(임계치)을 상향 개선하게 되어 고객 만족도를 향상시킬 수 있게 된다(도 4 참조).

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

10 : 도어 브라켓
11 : 폴레버
12 : 감합돌기
13 : 레버핀
14 : 레버고정스프링
20 : 차체 브라켓
21 : 힌지핀
22 : 회전저항링
23 : 마찰재

Claims

도어 측에 결합되며, 차체 측에 결합된 차체 브라켓의 일측에 회전가능하게 결합되는 도어 브라켓;
상기 도어 브라켓에 축회전 가능하게 조립되며, 일정 속도 이상으로 도어 닫힘시 회전하게 되는 폴레버;
상기 차체 브라켓에 축회전 가능하게 조립되며, 일정 속도 이상으로 도어 닫힘시 상기 폴레버와 연동가능하게 결합되는 회전저항링;
상기 회전저항링의 내측에 조립되며, 상기 회전저항링의 축회전시 회전저항을 발생하는 마찰재;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 도어 힌지 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 폴레버의 상하 일측단과 도어 브라켓 사이에는 폴레버의 회전방향으로 압축가능한 레버고정스프링이 설치된 것을 특징으로 하는 자동차의 도어 힌지 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 레버고정스프링은 그 일단부가 폴레버의 일측단에 결합되어 폴레버의 회전을 규제하는 것을 특징으로 하는 자동차의 도어 힌지 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 폴레버는 일정 속도 이상으로 도어 닫음시 원심력에 의해 회전가능한 비대칭의 돌출구조를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차의 도어 힌지 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 폴레버는 일측에 회전저항링의 톱니와 교합가능한 감합돌기를 구비하고, 타측에 상기 감합돌기와 비대칭을 이루는 돌출된 형상을 구비한 것을 특징으로 하는 자동차의 도어 힌지 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 회전저항링은 표면에 다수의 톱니가 연속적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 도어 힌지 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 폴레버는 레버핀을 축으로 하여 도어 브라켓에 회전 가능하게 조립되고, 상기 회전저항링은 힌지핀을 축으로 하여 차체 브라켓에 회전가능하게 조립되며, 상기 레버핀은 힌지핀과 일정 간격을 둔 위치에 설치된 것을 특징으로 하는 자동차의 도어 힌지 장치.