KR101684193B1 - 차량의 어셈블리 - Google Patents

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KR101684193B1
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fastening
fastening tool
vehicle
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KR1020150176387A
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장훈
조정민
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현대자동차주식회사
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Abstract

부착면이 형성된 차량의 제1멤버; 일정 두께와 면적을 갖는 패널 형상이며, 하면이 부착면에 접착되어 제1멤버에 고정되고 상면은 개방되며, 복수의 교차하는 격벽을 통해 허니콤 구조로 형성되어 상면이 개방된 복수의 결합공간을 구성하는 복합재 재질의 체결브라켓; 및 차량의 제2멤버에 마련되며, 제2멤버에서 체결브라켓측으로 돌출되고, 돌출된 부분은 결합공간에 삽입되어 고정됨으로써 제1멤버와 제2멤버가 체결되도록 하는 체결공구;를 포함하는 차량의 어셈블리가 소개된다.

Description

차량의 어셈블리 {ASSEMBLY FOR VEHICLE}
본 발명은 체결공구와 복합재 재질로 구성된 체결브라켓을 이용하여 차량의 멤버를 연결시키는 차량의 어셈블리에 관한 것이다.
복합재가 적용된 경량화 소재 바디에 주변부 마운팅을 위하여 하드웨어를 적용할 경우 금형 수정의 어려움이 있었다. 이를테면 CFRP(Carbon fiber reinforced plastic)의 경우 슬라이딩 코어 추가 어려움, 알루미늄 다이캐스팅의 경우 금형수정 어려움 등이 그것이다. 그 밖에도 복합재를 구성하는 섬유의 파괴, 관통홀의 추가에 의한 집중하중에 따른 강성저하 등 많은 고려사항이 필요하다.
한편, 강화섬유를 포함하는 복합재로 구성된 차량의 멤버를 다른 멤버와 연결시키는 경우 조립을 위한 관통홀의 형성이 요구되는데 종래에는 복합재로 구성된 차량의 멤버에 밀링이나 워터젯 등을 이용하여 관통홀을 형성하였으나, 이와 같은 경우 복합재를 이루는 강화섬유 등의 파단에 의해 관통홀 주변으로 크랙이 발생하고 멤버의 강성이 저하되는 문제가 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2012-0012177 A
본 발명은 체결공구와 복합재 재질로 구성된 체결브라켓을 이용하여 차량의 멤버를 연결시키는 차량의 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 어셈블리는 부착면이 형성된 차량의 제1멤버; 일정 두께와 면적을 갖는 패널 형상이며, 하면이 부착면에 접착되어 제1멤버에 고정되고 상면은 개방되며, 복수의 교차하는 격벽을 통해 허니콤 구조로 형성되어 상면이 개방된 복수의 결합공간을 구성하는 복합재 재질의 체결브라켓; 및 차량의 제2멤버에 마련되며, 제2멤버에서 체결브라켓측으로 돌출되고, 돌출된 부분은 결합공간에 삽입되어 고정됨으로써 제1멤버와 제2멤버가 체결되도록 하는 체결공구;를 포함한다.
체결공구의 돌출된 부분의 단면은 결합공간의 단면에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
체결공구의 돌출된 부분의 단면이 결합공간의 단면보다 크게 형성되어 체결공구가 억지끼움 방식으로 결합공간에 삽입될 수 있다.
복수의 결합공간은 복수의 교차하는 격벽을 통해 행과 열을 이루도록 배치될 수 있다.
결합공간 내부에 배치되는 인서트너트;를 더 포함하며, 체결공구는 제2멤버를 관통하여 결합공간으로 삽입되되, 인서트너트와 체결되는 제1볼트로 구성될 수 있다.
체결공구의 돌출된 부분인 일측의 헤드부분은 결합공간에 삽입되어 고정되고, 타측의 바디부분은 제2멤버를 관통하는 제2볼트로 구성되되, 제2볼트의 단부에는 체결너트가 체결될 수 있다.
결합공간의 상면을 커버하도록 배치되며, 체결홀이 형성된 조립플레이트;를 더 포함하고, 체결공구는 체결홀을 억지끼움 방식으로 관통하여 결합공간으로 삽입될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 차량의 어셈블리에 따르면, 차량의 멤버 상에 관통홀을 가공시킴으로써 발생할 수 있었던 파단에 의한 강성저하 문제의 해결이 가능해진다. 부착방법은 접착제 또는 테이프 스냅단추 등을 이용하며, 이를 통해 차량의 멤버 등에 간단하게 고정시킬 수 있다.
강화섬유를 포함하는 복합재로 구성되는 체결브라켓이 차량의 멤버에 부착됨으로써 강성의 보강이 가능해 진다. 따라서 체결브라켓으로 인해 보강된 강성만큼 차량의 멤버의 두께가 얇아지는 것이 가능하므로 차량의 경량화도 가능해 지는 것이다. 이에 따라 연비향상을 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제1멤버 및 체결브라켓을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제1멤버와 제2멤버가 연결된 모습을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제1멤버와 제2멤버가 연결된 모습을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제1멤버와 제2멤버가 연결된 모습을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제1멤버 및 체결브라켓을 나타낸 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.
본 발명에 따른 차량의 어셈블리는 부착면이 형성된 차량의 제1멤버(100); 일정 두께와 면적을 갖는 패널 형상이며, 하면이 부착면에 접착되어 제1멤버(100)에 고정되고 상면은 개방되며, 복수의 교차하는 격벽을 통해 허니콤 구조로 형성되어 상면이 개방된 복수의 결합공간(210)을 구성하는 복합재 재질의 체결브라켓(200); 및 차량의 제2멤버(400)에 마련되며, 제2멤버(400)에서 체결브라켓(200)측으로 돌출되고, 돌출된 부분은 결합공간(210)에 삽입되어 고정됨으로써 제1멤버(100)와 제2멤버(400)가 체결되도록 하는 체결공구(300);를 포함한다.
강화섬유를 포함하는 복합재로 구성된 차량의 멤버를 다른 멤버와 연결시키는 경우 조립을 위한 관통홀의 형성이 요구된다. 이에 종래에는 복합재로 구성된 차량의 멤버에 밀링이나 워터젯 등을 이용하여 관통홀을 형성하였으나, 이와 같은 경우 복합재를 이루는 강화섬유 등의 파단에 의해 관통홀 주변으로 크랙이 발생하고 멤버의 강성이 저하되는 문제가 있었다.
부착면이 형성되는 차량의 제1멤버(100)는 바람직하게는 강화섬유를 포함하는 복합재로 구성된다. 이러한 제1멤버(100)의 부착면 위로 복수의 결합공간(210)이 형성된 체결브라켓(200)의 하면을 접착시킨다. 체결브라켓(200)은 복합재 재질로 구성되며, 하면은 접착면과 면착되어 고정되도록 형성되어 있고 상면은 개방된 구조이다.
내부로는 복수의 격벽이 배치되는데 격벽들은 서로 교차되도록 형성되어 내부공간을 구획한다. 이렇게 서로 교차되는 복수의 격벽을 통해 구획되는 내부공간은 복수의 결합공간(210)을 구성하게 된다.
즉, 체결브라켓(200)은 허니콤 구조를 형성하는 것이다. 여기에서 말하는 허니콤 구조란 결합공간(210)의 단면의 형상을 육각형으로 특정하지 않고 삼각형 또는 직사각형, 정사각형, 마름모 등의 다각형의 형상인 구조를 의미한다. 이외에도 원형, 타원형 등의 형상을 가질 수도 있다.
이렇게 형성된 복수의 결합공간(210)은 종래의 차량의 멤버에 형성되었던 관통홀의 역할을 대신하는 것으로서, 체결브라켓(200)을 멤버에 부착시키면 되므로 멤버 상에 관통홀을 가공시킴으로써 발생할 수 있었던 파단에 의한 강성저하 문제의 해결이 가능해지는 것이다.
부착방법은 접착제, 테이프, 소켓과 볼로 구성되는 스냅단추 등을 이용하며, 이를 통해 차량의 제1멤버(100)에 간단하게 고정시킬 수 있다. 상기와 같은 부착방법만으로는 체결브라켓(200)의 안정적인 연결상태가 어렵다고 판단되는 경우 볼트 및 너트를 활용하여 보다 견고하게 제1멤버(100)와 체결브라켓(200)을 연결시킬 수 있다.
체결브라켓(200)은 PP, PE 등과 같은 일반적인 플라스틱 소재 또는 알루미늄과 같은 경량소재로 구성될 수 있다. 강성 또는 충돌부위에 적용되는 용도로 사용될 경우에는 PA(나일론), PC 등과 같은 강성이 높은 플라스틱 소재로 구성될 수 있다. 바람직하게는 탄소섬유, 유리섬유 등과 같은 강화섬유가 포함될 수 있다. 이러한 체결브라켓(200)이 차량의 멤버에 부착됨으로써 강성의 보강이 가능해 진다. 따라서 체결브라켓(200)으로 인해 보강된 강성만큼 차량의 멤버의 두께가 얇아지는 것이 가능하므로 차량의 경량화도 가능해 지는 것이다. 이에 따라 연비향상을 기대할 수 있다.
또한, 상기와 같이 각종 플라스틱 소재를 이용하여 체결브라켓(200)이 형성될 경우 앞서 언급했던 제1멤버(100)에 부착시키기 위한 스냅단추의 소켓 또는 볼, 볼트, 너트 등을 인서트사출 방식으로 체결브라켓(200)에 고정시킬 수 있다. 물론 스냅단추의 소켓 또는 볼, 볼트, 너트 등을 접착제를 이용하여 체결브라켓(200)에 부착시킬 수도 있다.
체결브라켓(200)의 일정 두께란 기본적으로 체결공구(300)의 조립토크보다 큰 힘을 견딜 수 있는 두께를 의미한다. 바람직하게는 체결브라켓(200)이 강성 또는 충돌부위에 적용되는 용도로 사용될 경우에는 충돌이 가해지는 방향의 두께가 그렇지 않은 방향의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다.
다음으로 차량의 제1멤버(100)와 연결될 제2멤버(400)에는 체결브라켓(200)과 체결되는 체결공구(300)가 마련된다. 체결공구(300)와 체결브라켓(200)과의 체결로 제1멤버(100)와 제2멤버(400)가 연결되는 것이다. 체결공구(300)의 경우 제2멤버(400) 측에 마련되며 제1멤버(100)측으로 돌출된 부분이 존재한다. 돌출된 부분은 체결브라켓(200)의 결합공간(210) 내부로 삽입되고 고정되는 것이다.
여기서 말하는 제2멤버(400)에는 차체를 구성하는 멤버를 포함할 뿐더러 제1멤버(100)에 마운팅될 수 있는 선루프, 에어백, 오디오시스템 등의 다양한 옵션품을 포함한다.
한편, 체결브라켓(200)에는 상기와 같은 결합공간(210)이 복수 개가 형성되어 있으므로 후드, 도어, 테일게이트 등의 무빙파트의 연결에 있어서도 추가적인 관통홀의 가공이 필요없이 연결되는 결합공간(210)만 바꿔주면 추가적으로 관통홀을 형성하지 않아도 연결이 가능해 진다. 이에 따라 바람직하게는 체결브라켓(200)에 형성된 복수의 결합공간(210)의 경우 행과 열을 이루도록 배치될 수 있다.
결합공간(210)의 개수 또는 크기를 조절하여 체결브라켓(200)의 전체 크기를 조절할 수 있게 되므로 차종과 상관없이 본 발명에 따른 차량의 어셈블리를 적용할 수 있다는 장점을 갖는다.
이렇게 체결브라켓(200)에 행과 열을 이루는 복수의 결합공간(210)을 마련함으로써 금형의 수정이나 금형의 추가 없이 체결 위치의 변동만으로 즉각적인 대응이 가능하다는 장점이 있다.
제2멤버(400)가 다양한 옵션품에 해당할 경우 옵션품의 종류에 따라 와이어링도 여러 종류를 마운팅하게 된다. 이는 마운팅되는 위치가 옵션품 별로 다르므로 이에 따라 관통홀의 위치 및 개수도 달라지게 됨을 의미한다. 행과 열을 이루는 복수개의 결합공간(210)이 마련된 체결브라켓(200)은 옵션품이 요구하는 위치에 해당하는 부분에 마운팅하기만 하면 되므로 다양한 옵션품에도 즉각적인 대응이 가능해지는 것이다.
상기에서 언급한 바와 같이 결합공간(210)에는 체결공구(300)가 삽입되는데 체결공구(300)가 결합공간(210)에 삽입된 상태에서 분리되지 않고 고정되어야 차량의 제1멤버(100)와 제2멤버(400)가 안정적인 연결상태를 유지할 수 있다.
이에 바람직하게는 체결공구(300)의 단면의 형상이 결합공간(210)의 단면의 형상에 대응되도록 형성되어 체결공구(300)가 결합공간(210) 내부에 꼭 들어맞도록 삽입되는 것이 가능하다. 이 경우 체결공구(300)와 결합공간(210)의 접촉면적이 넓어져 안정적인 연결상태의 유지가 가능해지는 것이다.
더욱 바람직하게는 체결공구(300)의 단면의 형상이 결합공간(210)의 단면의 형상에 대응되되, 체결공구(300)의 단면적이 결합공간(210)의 단면적보다 크게 형성될 수 있다. 이렇게 체결공구(300)의 단면적이 크게 형성되면 결합공간(210)에 억지끼움 방식으로 삽입이 일어나게 된다. 체결공구(300)가 결합공간(210)에 억지끼움 방식으로 삽입됨으로써 체결공구(300)와 결합공간(210)의 보다 안정적인 연결상태 유지가 가능하다.
본 발명에 따른 실시예로서, 도 2와 같이 차량의 어셈블리는 결합공간(210) 내부에 배치되는 인서트너트(500);를 더 포함하며, 체결공구(300)는 제2멤버(400)를 관통하여 결합공간(210)으로 삽입되되, 인서트너트(500)와 체결되는 제1볼트(310)로 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.
인서트너트(500)의 결합공간(210)의 내부에 배치되되, 억지끼움 방식으로 삽입되어 결합공간(210)으로부터 이탈되지 않을 수 있다. 또한, 체결공구(300)는 제1볼트(310)로 구성되어 나사산이 형성된 바디부분이 제2멤버(400)를 관통 후 결합공간(210)으로 삽입된다. 삽입된 제1볼트(310)의 바디부분은 결합공간(210) 내부에 배치되는 인서트너트(500)와 체결됨으로써 차량의 제1멤버(100)와 제2멤버(400)가 연결되는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 실시예로서, 도 3과 같이 차량의 어셈블리는 체결공구(300)의 돌출된 부분인 일측의 헤드부분은 결합공간(210)에 삽입되어 고정되고, 타측의 바디부분은 제2멤버(400)를 관통하는 제2볼트(320)로 구성되되, 제2볼트(320)의 단부에는 체결너트(600)가 체결된 것을 특징으로 할 수 있다.
체결공구(300)는 제2볼트(320)로 구성되어 헤드부분이 결합공간(210)에 삽입되는데 헤드부분이 결합공간(210)에 억지끼움 방식으로 삽입되어 결합공간(210)으로부터 이탈되지 않을 수 있다. 헤드부분으로부터 돌출되며 나사산이 형성된 바디부분은 제2멤버(400)를 관통하고 바디부분의 단부에 체결너트(600)가 체결되고 조여짐으로써 차량의 제1멤버(100)와 제2멤버(400)가 연결되는 것이다.
또 다른 본 발명에 따른 실시예로서, 도 4와 같이 차량의 어셈블리는 결합공간(210)의 상면을 커버하도록 배치되며, 체결홀이 형성된 조립플레이트(700);를 더 포함하고, 체결공구(300)는 체결홀을 억지끼움 방식으로 관통하여 결합공간(210)으로 삽입되는 것을 특징으로 할 수 있다.
조립플레이트(700)는 판상으로서 체결브라켓(200)의 상면을 커버하도록 배치된다. 조립플레이트(700)와 체결브라켓(200)의 연결은 접착제나 테이프 등으로 이루어질 수 있으며 리벳을 통해서도 연결될 수 있다. 조립플레이트(700)에는 상하면이 관통된 체결홀이 형성되고 체결공구(300)가 이러한 체결홀을 억지끼움 방식으로 관통하여 결합공간(210)에 삽입됨으로써 차량의 제1멤버(100)와 제2멤버(400)가 연결된다. 이때 체결공구(300)의 경우 단면적이 전방의 단부로 향할수록 좁아지도록 형성되어 체결홀과 억지끼움 방식으로 용이하게 체결될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예로서, 체결브라켓(200)에 체결되는 제2멤버(400)가 체결브라켓(200)과 이격된 거리가 멀어 체결공구(300)만으로는 체결이 어려울 경우 도 5와 같이 체결브라켓(200)을 복수층으로 구성하여 체결브라켓(200)과 제2멤버(400)의 이격거리를 좁힐 수 있다. 이러한 방식으로 구성할 경우 체결브라켓(200)이 강성보강 비드 역할도 수행할 수 있을 것이다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 제1멤버 200 : 체결브라켓
210 : 결합공간 300 : 체결공구
310 : 제1볼트 320 : 제2볼트
400 : 제2멤버 500 : 인서트너트
600 : 체결너트 700 : 조립플레이트

Claims (7)

  1. 부착면이 형성된 차량의 제1멤버;
    일정 두께와 면적을 갖는 패널 형상이며, 하면이 부착면에 접착되어 제1멤버에 고정되고 상면은 개방되며, 복수의 교차하는 격벽을 통해 허니콤 구조로 형성되어 상면이 개방된 복수의 결합공간을 구성하는 복합재 재질의 체결브라켓; 및
    차량의 제2멤버에 마련되며, 제2멤버에서 체결브라켓측으로 돌출되고, 돌출된 부분은 결합공간에 삽입되어 고정됨으로써 제1멤버와 제2멤버가 체결되도록 하는 체결공구;를 포함하는 차량의 어셈블리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    체결공구의 돌출된 부분의 단면은 결합공간의 단면에 대응되는 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 어셈블리.
  3. 청구항 2에 있어서,
    체결공구의 돌출된 부분의 단면이 결합공간의 단면보다 크게 형성되어 체결공구가 억지끼움 방식으로 결합공간에 삽입된 것을 특징으로 하는 차량의 어셈블리.
  4. 청구항 1에 있어서,
    복수의 결합공간은 복수의 교차하는 격벽을 통해 행과 열을 이루도록 배치된 것을 특징으로 하는 차량의 어셈블리.
  5. 청구항 1에 있어서,
    결합공간 내부에 배치되는 인서트너트;를 더 포함하며,
    체결공구는 제2멤버를 관통하여 결합공간으로 삽입되되, 인서트너트와 체결되는 제1볼트로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 어셈블리.
  6. 청구항 1에 있어서,
    체결공구의 돌출된 부분인 일측의 헤드부분은 결합공간에 삽입되어 고정되고, 타측의 바디부분은 제2멤버를 관통하는 제2볼트로 구성되되,
    제2볼트의 단부에는 체결너트가 체결된 것을 특징으로 하는 차량의 어셈블리.
  7. 청구항 1에 있어서,
    결합공간의 상면을 커버하도록 배치되며, 체결홀이 형성된 조립플레이트;를 더 포함하고,
    체결공구는 체결홀을 억지끼움 방식으로 관통하여 결합공간으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 차량의 어셈블리.
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