KR101880981B1 - 자동차용 루프 판넬 체결을 위한 하드웨어 인서트형 보스를 포함하는 체결부재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 루프 판넬 체결을 위한 하드웨어 인서트형 보스를 포함하는 체결부재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하드웨어가 인서트된 보스 형상을 별도 분리 제작한 후 접착함으로써 체결부위의 외관품질도 높이면서 평활도 스펙을 준수하여 싱크마크 발생을 방지하고, 저렴한 비용으로 차량 경량화에 기여할 수 있도록 개선된 자동차용 루프 판넬 체결을 위한 하드웨어 인서트형 보스를 포함하는 체결부재에 관한 것이다.

Description

자동차용 루프 판넬 체결을 위한 하드웨어 인서트형 보스를 포함하는 체결부재{A fastening member comprising a hardware insert-type boss for fastening an automotive roof panel}

본 발명은 자동차용 루프 판넬 체결을 위한 하드웨어 인서트형 보스를 포함하는 체결부재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하드웨어가 인서트된 보스 형상을 별도 분리 제작한 후 접착함으로써 체결부위의 외관품질도 높이면서 평활도 스펙을 준수하여 싱크마크 발생을 방지하고, 저렴한 비용으로 차량 경량화에 기여할 수 있도록 개선된 자동차용 루프 판넬 체결을 위한 하드웨어 인서트형 보스를 포함하는 체결부재에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 차체 바디는 대부분 용접이 적용된다.

용접은 50-100mm 간격으로 설정된다.

차량을 구성하는 부품에는 스틸 뿐만 아니라, 플라스틱 소재도 사용되는데, 이는 차체를 마감하는 용도의 트림류 등이 해당된다.

이 경우, 마감용도의 부품은 차체에 고정해야 하므로 스틸로 된 하드웨어 구조를 갖추어야 한다.

이때, 하드웨어를 갖추는 방법은 하드웨어를 일체형으로 성형하는 방법(인서트 방식) 혹은 성형 후 별도의 보스 구조를 포함시켜 하드웨어를 조립하는 방법 등이 존재한다.

그런데, 하드웨어를 갖추는 것은 설계자의 의도대로 설정이 이루어지기도 하지만, 반면 디자인을 고려해야 할 경우, 예를 들어 스킨면은 고정시킨 상태에서 상대물에 체결해야 하는 경우에는 설계자의 의도와 달리 설정되게 되어 원하는 외관품질을 확보하지 못하는 경우도 발생된다.

특히, 루프 판넬의 경우, 스틸 재질은 용접 및 씰러를 도포하여 수밀을 확보하지만, 경량화 요구로 인해 플라스틱 재질로 바뀌어 가고 있는 추세이다.

그러다 보니, 체결은 차체 바디에 해야 하나 스킨면은 디자인적 요구 때문에 그대로 유지됨으로써 루프 판넬 안쪽면에서 체결되게 하기 위해서는 하드웨어가 인서트된 일체형을 사용해야 하고 그 결과 상대 부품과의 매칭성 때문에 하드웨어가 인서트되는 보스의 높이가 높아져 단차가 맞지 않는 경우가 많이 발생되고 있다.

또한, 이것은 보스의 높이 차로 인해 성형시 싱크마크를 발생시키는 문제를 파생시키며, 이는 외관품질 불량으로 이어지는 단점이 있다.

물론, 싱크마크를 해결하기 위해 루프 판넬의 기본 두께 보다 리브나 보스의 두께를 상대적으로 낮게 하면 되지만, 상대부품의 위치에 따라 이것이 불가능한 경우가 많기 때문에 한계에 부딪혀 있는 상태이다.

대한민국 등록특허 제10-0956986호(2010.05.03.) '인서트 브라켓 및 이 브라켓이 구비된 차량용 외장 몰딩' 대한민국 공개특허 제10-2009-0062842호(2009.06.17.) '차량의 썬루프' 대한민국 공개특허 제10-2006-0068262호(2006.06.21.) '차량용 프론트 엔드 모듈의 체결구조'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 하드웨어가 인서트된 보스 형상을 별도 분리 제작한 후 접착함으로써 체결부위의 외관품질도 높이면서 평활도 스펙을 준수하여 싱크마크 발생을 방지하고, 저렴한 비용으로 차량 경량화에 기여할 수 있도록 개선된 자동차용 루프 판넬 체결을 위한 하드웨어 인서트형 보스를 포함하는 체결부재를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 내구성 확보를 위해 일측면에서 돌출된 다수의 강화리브(200) 및 상기 강화리브(200)들이 교차 연결된 교차리브(210)를 갖고, 상기 교차리브(210)상에 구비되는 차량용 루프 판넬(PNL)에 조립되는 부자재를 고정하기 위한 체결부재로서, 상기 체결부재는 상기 교차리브(210)에 끼워져 접착제로 접착되는 원뿔대 형상의 체결보스(100)와; 상기 체결보스(100)의 상단면 중심에 인서트 성형되어 일체를 이루는 스틸로 된 하드웨어(110);를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 루프 판넬 체결을 위한 하드웨어 인서트형 보스를 포함하는 체결부재를 제공한다.

이때, 상기 체결보스(100)의 하단 둘레에는 상기 교차리브(210)에 대응 삽입되도록 십자형 홈(120)이 더 형성된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 체결보스(100)는 SMC(Sheet Moulding Compound)로 성형된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 체결보스(100)는 동일한 형상과 크기를 가지며, 상대물이 교차리브(210)의 높이를 조절하여 체결보스(100)를 공용화시킨 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 하드웨어가 인서트된 보스 형상을 별도 분리 제작한 후 접착함으로써 체결부위의 외관품질도 높이면서 평활도 스펙을 준수하여 싱크마크 발생을 방지하고, 저렴한 비용으로 차량 경량화에 기여할 수 있도록 개선되는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 체결부재의 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 체결부재의 조립과정을 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 체결부재의 체결상태를 보인 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 자동차용 루프 판넬 체결을 위한 하드웨어 인서트형 보스를 포함하는 체결부재는 원뿔대 형상을 갖는 체결보스(100)와, 상기 체결보스(100)의 상면 중앙에 하단 일부가 인서트 성형된 하드웨어(110)와, 상기 체결보스(100)의 하단 둘레를 따라 간격을 두고 절삭 형성된 십자형 홈(120)을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 체결보스(100)는 경량화를 위해 SMC(Sheet Moulding Compound)로 성형된다.

상기 SMC(Sheet Moulding Compound)는 LFT(Long Fiber Thermoplastic)나 GMT(Glass fiber Mat reinforced mat Thermoplastic)와 같은 열가소성 유리섬유 강화 복합소재에 비해 강성이 뛰어나기 때문에 스틸 소재를 충분히 대체할 수 있고, 또 스틸에 비해 성형 자유도가 높기 때문에 성형성이 좋아 가공하기 쉬우며, 중량을 기존 대비 현격히 낮출 수 있고, 두께도 마음대로 조절할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 상기 하드웨어(110)는 스틸로 이루어진다.

여기에서, 종래 하드웨어들은 도 2 및 도 3의 예시와 같은 루프 판넬(PNL)에 형성된 강화리드(200)들이 교차하는 교차리드(210) 상에 직접 인서트되는 형태로 성형되었기 때문에 제약조건이 매우 까다로웠다.

특히, 외관 부품일 경우에는 외관 품질 문제가 크게 이슈화되며, 나아가 외관 도장과 관련될 경우에는 더욱 더 그러하다.

뿐만 아니라, 하드웨어를 인서트 성형하거나 혹은 별도의 체결구조(보스 등)를 구현하기 위해서는 도 2의 교차리브(210)와 같이 하드웨어를 인서트 성형할 수 있는 일정높이의 구조물을 갖추어야 하는데 특히, 높이를 맞추면서 하드웨어를 인서트하려면 이 구조물의 두께가 두꺼워져야 한다.

그런데, 두께가 두꺼워지다 보면 구조물 이면에서는 필수불가결하게 싱크마크가 발생할 수 밖에 없고, 이는 평활도 스펙도 만족시키지 못하는 결과를 초래하게 된다.

때문에, 본 발명에서는 하드웨어를 분리하여 별도 제작한 후 교차리브(210)와 같은 구조물에 끼워 조립될 수 있는 방식을 제안하는데, 이렇게 하게 되면 교차리브(210)와 같은 구조물의 두께를 두껍게 할 필요없이 일정 높이만 맞추면 되므로 싱크마크를 발생시키거나 평활도 스펙을 만족시키지 못할 이유가 없게 된다.

다시 말해, 하드웨어를 교차리브(210) 등의 구조물에 직접 인서트할 필요가 없어지므로 이 부분의 두께를 두껍게 할 필요가 없어지게 되는 것이다.

이것은 루프 판넬(PNL) 성형시 성형 자유도도 높이게 되므로 성형이 용이하고 성형 품질도 높이는 장점으로 이어진다.

본 발명에 따르면, 강화리브(200) 보다 높이만 스펙에 맞게 조금 높게 설계하여 성형하고, 여기에 본 발명에 따른 체결부재를 구성하는 체결보스(100)의 하단 둘레에 형성된 삽지형 홈(120)을 끼워 접착하기만 하면 된다.

그러면, 별도 제작된 하드웨어(110) 인서트형 체결보스(100)를 만들 때 싱크마크 등의 문제를 전혀 고려사항이 아니므로 원하는 루프 판넬(PNL) 품질을 확보할 수 있게 된다.

즉, 별도 제작된 체결보스(100)를 단순히 끼우기만 하면 자동적으로 하드웨어(110)를 갖는 체결구조를 갖출 수 있게 된다.

여기에서, 상기 체결보스(100)의 고정력을 증대시키기 위해 접착제는 결정성 폴리에스테르 공중합체 75-85중량%, 방향족 비닐 화합물의 중합체 블록 및 올레핀 화합물의 중합체 블록을 갖는 열가소성 엘라스토머 5-10중량% 및 나머지 비스페놀 A계 에폭시 수지로 이루어진 것을 사용함이 바람직하다.

이때, 상기 결정성 폴리에스테르 공중합체는 본 발명 접착제의 주성분으로서 75중량% 미만이면 접착후 결정화 숙성시간이 많이 소요되어 충분한 기계적 강도 및 내화학성, 내열성, 비점착성(tack-free)을 달성하지 못하고, 85중량%를 초과하면 초기 접착력이 떨어질 뿐만 아니라 결정화 후 수축에 의한 접착층 박리 현상이 생길 수 있으므로 상기 범위로 한정해야 한다.

이러한 결정성 폴리에스테르 공중합체는 방향족 폴리에스테르와 지방족 폴리에스테르의 공중합체로서, 방향족 단량체의 조성비율을 통해 폴리에스테르의 결정성을 조절하고, 지방족 단량체의 조성비율을 통해 폴리에스테르의 접착온도 및 점도를 조절할 수 있다.

아울러, 방향족 단량체로는 디메틸테레프탈레이트, 디메틸이소프탈레이트을 들 수 있고, 지방족 단량체로는 아디픽산, 아젤라이산을 들 수 있다.

그리고, 방향족 비닐 화합물의 중합체 블록 및 올레핀 화합물의 중합체 블록을 갖는 열가소성 엘라스토머로는 SEP(Polystyrene-b-polyethylene), SEPS(Polystyrene-b-polyethylene-b-polystyrene)이 사용될 수 있으며, 10중량%를 초과하면 열용융 접착력이 떨어질 수 있으며, 5중량% 미만이면 접착층의 결정화에 따른 수축방지 현상이 저하될 수 있으므로 상기 범위로 한정되어야 한다.

뿐만 아니라, 비스페놀 A계 에폭시 수지는 접착보강제(adhesion imparting agent)로서 가교반응을 통해 접착층과 피접착층과의 강한 접착력 및 기계적 강도를 증대시키기 위한 것이다.

덧붙여, 교차리브(210)의 돌출높이를 조절하게 되면 체결부재의 공용화도 가능하게 되어 효용성이 더욱 더 증대된다.

이와 같이, 본 발명은 간단해 보이지만 기존에 얻을 수 없는 외관 품질 확보, 루프 판넬의 성형자유도 증대, 조립작업의 편리성과 간편성을 획득할 수 있기 때문에 매우 유용한 기술 구성이라 여겨진다.

100: 체결보스
110: 하드웨어
120: 십자형 홈

Claims (4)

1. 내구성 확보를 위해 일측면에서 돌출된 다수의 강화리브(200) 및 상기 강화리브(200)들이 교차 연결된 교차리브(210)를 갖고, 상기 교차리브(210)상에 구비되는 차량용 루프 판넬(PNL)에 조립되는 부자재를 고정하기 위한 체결부재로서,
   상기 체결부재는 상기 교차리브(210)에 끼워져 접착제로 접착되는 원뿔대 형상의 체결보스(100)와;
   상기 체결보스(100)의 상단면 중심에 인서트 성형되어 일체를 이루는 스틸로 된 하드웨어(110);를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 루프 판넬 체결을 위한 하드웨어 인서트형 보스를 포함하는 체결부재.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 체결보스(100)의 하단 둘레에는 상기 교차리브(210)에 대응 삽입되도록 십자형 홈(120)이 더 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 루프 판넬 체결을 위한 하드웨어 인서트형 보스를 포함하는 체결부재.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 체결보스(100)는 SMC(Sheet Moulding Compound)로 성형된 것을 특징으로 하는 자동차용 루프 판넬 체결을 위한 하드웨어 인서트형 보스를 포함하는 체결부재.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 체결보스(100)는 동일한 형상과 크기를 가지며, 상대물이 교차리브(210)의 높이를 조절하여 체결보스(100)를 공용화시킨 것을 특징으로 하는 자동차용 루프 판넬 체결을 위한 하드웨어 인서트형 보스를 포함하는 체결부재.

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