KR101990468B1

KR101990468B1 - 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버

Info

Publication number: KR101990468B1
Application number: KR1020190041324A
Authority: KR
Inventors: 이장원
Original assignee: 덕양산업 주식회사
Priority date: 2019-04-09
Filing date: 2019-04-09
Publication date: 2019-06-19

Abstract

플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버가 개시된다. 본 발명의 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버는, 대시패널과 체결되는 어퍼브래킷부와, 스티어링컬럼과 체결되는 컬럼브래킷부를 형성하는 미들브래킷; 및 미들브래킷으로부터 서로 반대쪽으로 연장되고, 각각 사이드브래킷을 통해 차체의 양쪽 사이드패널과 체결되는 한 쌍의 카울크로스바를 포함하고, 카울크로스바 및 미들브래킷은 플라스틱 사출 성형에 의해 일체로 제작되며, 카울크로스바는, 미들브래킷과 사이드브래킷 사이에 구비된 상부크로스판; 상부크로스판의 아래쪽에 구비된 하부크로스판; 상부크로스판과 하부크로스판을 연결하는 연결크로스판; 및 상부크로스판과 하부크로스판 사이에서 상부크로스판, 하부크로스판 및 연결크로스판을 연결하는 보강리브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버{INTEGRATED COWL CROSS MEMBER BY PLASTIC INJECTION MOLDING METHOD}

본 발명은 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 카울크로스바와 브래킷이 플라스틱 사출에 의해 일체로 제작되도록 이루어지는 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버에 관한 것이다.

카울크로스맴버(COWL CROSS MEMBER)는 차량의 좌우방향의 휘어짐이나 뒤틀림을 방지하고 차체의 내구성을 높이기 위한 골격으로 사용되며, 인스트루먼트 패널의 각종 전장부품이 장착되는 안내면을 제공하고 정면충돌시 승객의 안전을 보호하도록 이루어진다.

일반적으로 카울크로스맴버는 스틸 재질의 중공의 파이프 형상으로 제작되고 운전석 및 조수석 전방에서 차체 좌우 횡방향으로 배치되는 카울크로스바를 그 주요한 구성으로 하며, 카울크로스바의 양단에 형성된 마운팅 브라켓에 의해 차체 좌우의 패널 안쪽에 고정된다.

카울크로스바에는 스티어링 컬럼, 인스트루먼트 패널, 에어백장치 등을 지지하기 위한 복수의 브래킷이 결합되고 있다. 종래에는 복수의 브래킷이 금속 재질로 이루어져 카울크로스바에 용접 결합되었으나, 근래에 들어 자동차 제조 업계에서는 차량 진동에 의한 용접강도의 취약화를 해결하고 차량의 전체 중량을 감소시키기 위해 플라스틱 재질의 브래킷을 적용시키고 있는 추세이다.

이와 관련하여 대한민국 공개특허공보 제2005-0017204호에는 자동차의 스티어링 칼럼 고정용 지지브라켓 구조가 게시되어 있다. 공개특허공보 제2005-0017204호는 카울 크로스판의 일정위치에서 나사 결합되며 플라스틱 재질인 지지플레이트와, 상기 지지플레이트의 일측에 결합되며 지지플레이트의 강성도를 보강하도록 스틸 재질인 보강플레이트로 구성된 지지브라켓을 형성하되, 지지브라켓의 하부에는 브레이크 페달부가 힌지 가능하게 연결되는 것을 특징으로 한다.

공개특허공보 제2005-0017204호는 스티어링 칼럼 고정용 지지브라켓의 중량을 줄이면서 강성도를 높이고, 그 하부에 브레이크 페달부를 힌지 가능하게 결합함으로써 부품수가 감소하는 이점이 있다.

또한, 대한민국 등록특허공보 제568710호에는 센터서포트브라켓의 구조가 게시되어 있다. 등록특허공보 제568710호는 카울크로스멤버와 결합하는 상단부와; 상기 상단부의 양끝단에서 아래로 연장되는 한 쌍의 사이드부와; 상기 사이드부의 중간부분을 연결하여 음향시스템의 장착을 가능케 하는 장착부가 플라스틱 재질을 사용하여 일체로 성형되는 센터서포트브라켓의 구조에 있어서, 상기 상단부는 카울크로스멤버가 안착되기 위해 절곡된 형상을 가지되, 상단은 관통홀이 형성되며, 리벳이 와셔를 매개로 관통홀 및 카울크로스멤버를 관통하여 카울크로스멤버를 상단부에 고정시키는 것을 특징으로 한다.

등록특허공보 제568710호는 플라스틱을 사용하여 일체로 성형하기 때문에 부품의 경량화가 가능하여 연비를 향상시키고, 플라스틱 소재 자체 특성상 진동감쇄 효과도 발생하며, 일체형에 따른 용접 및 체결공정의 감소로 생산성이 향상되고, 종래 다수의 플레이트를 설계하기 위한 금형 설계비가 들지 않아 제품의 원가를 절감하는 이점이 있다.

그러나 공개특허공보 제2005-0017204호, 등록특허공보 제568710호에서는 금속 재질의 카울크로스바에 플라스틱의 이종 재질로 형성된 브래킷을 체결하기 위해 카울크로스바와 브래킷에 각각 홀을 형성하고 볼트, 너트 또는 리벳 등 별도의 물리적 체결수단으로 체결하고 있으나, 물리적 체결수단에 의한 결합구조는 체결수단이 삽입되는 홀이나 물리적 체결수단 자체에 차량 진동 및 외부 충격에 의한 응력이 집중되어 결합구조의 견고성이 오래 지속되지 못하고 쉽게 소음이 발생하는 문제가 있었다.

본 발명의 출원인은 상술한 종래기술들의 문제점을 해결하기 위해 대한민국 등록특허공보 제1797460호 고강도 사출소재 인서트 방식 카울크로스멤버 및 이의 제조방법을 출원한 바 있다.

등록특허공보 제1797460호는 복수의 UD 테이프(Uni-directional Tape)를 적층 후 적층방향으로 압축하중을 걸어 판상의 모재를 형성하는 모재형성단계; 모재를 핫 프레스(hot press) 성형하여 가로 단면(transverse section)에 굴곡이 있는 코어바를 형성하는 코어바형성단계; 및 코어바 및 브래킷을 사출금형에 인서트하여 사출금형에 투입된 수지로 코어바의 표면을 감싸면서 코어바와 브래킷 간 유동을 구속하는 인서트사출단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

등록특허공보 제1797460호는, 수지 재질의 고강도 카울크로스바를 용이하게 제조할 수 있으며, 카울크로스바가 동종 및 이종 재질의 브래킷과 용이하게 결합되면서도 견고한 결합력을 형성하는 이점이 있다.

그러나 등록특허공보 제1797460호는, 모재 형성 후 코어바를 제작한 다음, 코어바와 브래킷을 인서트 사출하는 복잡한 제조단계를 통해 제조됨에 따라, 생산비 및 생산시간이 증가하는 단점이 있었다.

또한, 등록특허공보 제1797460호는, 코어바와 브래킷을 사출금형에 인서트하여 코어바의 표면을 수지층으로 감싸면서 코어바와 브래킷 간 유동을 구속하므로, 코어바 및 브래킷과 수지층 간 높은 결합력을 형성하려면, 수지층을 UD 테이프가 원재료인 코어바, 높은 강도가 요구되는 브래킷과 최대한 유사한 플라스틱 재질로 형성해야 하는 문제가 있었다.

등록특허공보 제1797460호 (등록일: 2017.11.08) 대한민국 공개특허공보 제2005-0017204호 (공개일: 2005.02.22) 대한민국 등록특허공보 제568710호 (등록일: 2006.03.31)

본 발명의 목적은, 카울크로스바와 브래킷이 플라스틱 사출에 의해 일체로 제작되면서도, 카울크로스바 및 브래킷에 견고한 리브구조를 형성하여 충분한 강도를 형성하도록 이루어지는 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버를 제공하는 것이다.

아울러, 차체 및 스티어링컬럼과 간단하면서도 견고한 볼트체결구조를 형성하면서도, 차량 진동에 의한 볼트체결구조의 풀림이 방지되도록 이루어지는 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 대시패널과 체결되는 어퍼브래킷부와, 스티어링컬럼과 체결되는 컬럼브래킷부를 형성하는 미들브래킷; 및 상기 미들브래킷으로부터 서로 반대쪽으로 연장되고, 각각 사이드브래킷을 통해 차체의 양쪽 사이드패널과 체결되는 한 쌍의 카울크로스바를 포함하고, 상기 카울크로스바 및 상기 미들브래킷은 플라스틱 사출 성형에 의해 일체로 제작되며, 상기 카울크로스바는, 상기 미들브래킷과 상기 사이드브래킷 사이에 구비된 상부크로스판; 상기 상부크로스판의 아래쪽에 구비된 하부크로스판; 상기 상부크로스판과 상기 하부크로스판을 연결하는 연결크로스판; 및 상기 상부크로스판과 상기 하부크로스판 사이에서 상기 상부크로스판, 상기 하부크로스판 및 상기 연결크로스판을 연결하는 보강리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버에 의하여 달성된다.

상기 보강리브는, 상기 연결크로스판에서 상기 대시패널을 향해 돌출되는 복수의 허브; 상기 연결크로스판과 상기 복수의 허브를 연결하는 연결리브; 상기 상부크로스판, 상기 연결크로스판 및 상기 허브를 연결하는 상부리브; 및 상기 하부크로스판, 상기 연결크로스판 및 상기 허브를 연결하는 하부리브를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 사이드브래킷에는, 상기 사이드패널과 체결되는 가이드핀이 플라스틱 사출 성형에 의해 상기 사이드브래킷과 일체로 제작되도록 이루어질 수 있다.

상기 어퍼브래킷부에는 상기 대시패널과 제1 볼트로 체결되도록 복수의 제1 인서트너트가 결합되고, 상기 컬럼브래킷부에는 상기 스티어링컬럼과 제2 볼트로 체결되도록 한 쌍의 제2 인서트너트가 결합되며, 상기 미들브래킷은, 상기 제1 인서트너트 및 상기 제2 인서트너트가 결합되는 바디; 및 상기 바디를 상기 카울크로스바와 연결하는 강화리브를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 어퍼브래킷부에는 상기 대시패널과 제1 볼트로 체결되도록 복수의 제1 인서트너트가 결합되고, 상기 제1 인서트너트는, 상기 어퍼브래킷부의 상단부에 결합되는 제1-1 인서트너트; 상기 제1-1 인서트너트와 수평방향으로 이격되는 제1-2 인서트너트; 및 상기 어퍼브래킷부의 하단부에 결합되는 제1-3 인서트너트를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 어퍼브래킷부에는 상기 대시패널과 제1 볼트로 체결되도록 복수의 제1 인서트너트가 결합되고, 상기 제1 볼트는, 상기 대시패널에 걸리는 헤드와, 상기 제1 인서트너트에 나사결합되는 나사산이 형성된 몸체를 포함하고, 상기 몸체는, 상기 헤드로부터 연장되는 원통몸체; 및 상기 원통몸체로부터 각각 연장되고, 상기 원통몸체의 원주방향을 따라 형성되는 복수의 이격몸체를 포함하며, 상기 복수의 이격몸체 사이에는 끼움부재가 삽입되는 삽입공간이 형성되며, 상기 복수의 이격몸체는 상기 끼움부재에 의해 서로 멀어지는 방향으로 벌어지도록 이루어질 수 있다.

상기 컬럼브래킷부에는 상기 스티어링컬럼과 제2 볼트로 체결되도록 한 쌍의 제2 인서트너트가 결합되고, 상기 제2 볼트는, 상기 제2 인서트너트에 걸리는 헤드와, 상기 제2 인서트너트에 나사결합되는 나사산이 형성된 몸체를 포함하고, 상기 몸체는, 상기 헤드로부터 연장되는 원통몸체; 및 상기 원통몸체로부터 각각 연장되고, 상기 원통몸체의 원주방향을 따라 형성되는 복수의 이격몸체를 포함하며, 상기 복수의 이격몸체 사이에는 끼움부재가 삽입되는 삽입공간이 형성되며, 상기 복수의 이격몸체는 상기 끼움부재에 의해 서로 멀어지는 방향으로 벌어지도록 이루어질 수 있다.

상기 이격몸체의 내면에는 상기 이격몸체의 길이방향으로 높낮이를 형성하는 복수의 그루브가 형성되고, 상기 끼움부재는, 상기 삽입공간으로 슬라이드 삽입되는 삽입부; 및 상기 삽입부의 외면에 형성되고, 상기 그루브에 삽입되어 상기 복수의 이격몸체를 서로 멀어지는 방향으로 미는 환형걸림부를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 원통몸체에는 삽입홈이 형성되고, 상기 삽입부에는 상기 삽입홈에 삽입되는 첨단부가 형성되도록 이루어질 수 있다.

상기 삽입부에는 조작봉이 나사결합되는 결합홈이 형성되고, 상기 조작봉에 외력을 가하면, 상기 외력의 방향에 종속하여 상기 끼움부재가 상기 삽입공간으로 삽입되거나 이탈되도록 이루어질 수 있다.

본 발명에 의하면, 보강리브가 상부크로스판과 하부크로스판 사이에서 상부크로스판, 하부크로스판 및 연결크로스판을 연결함으로써, 카울크로스바와 브래킷이 플라스틱 사출에 의해 일체로 제작되면서도, 카울크로스바 및 브래킷에 견고한 리브구조를 형성하여 충분한 강도를 형성하도록 이루어지는 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버를 제공할 수 있게 된다.

아울러, 어퍼브래킷부에는 대시패널과 제1 볼트로 체결되도록 복수의 제1 인서트너트가 결합되고, 컬럼브래킷부에는 스티어링컬럼과 제2 볼트로 체결되도록 한 쌍의 제2 인서트너트가 결합됨으로써, 차체 및 스티어링컬럼과 간단하면서도 견고한 볼트체결구조를 형성하면서도, 차량 진동에 의한 볼트체결구조의 풀림이 방지되도록 이루어지는 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버를 제공할 수 있게 된다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버의 사시도.
도 3 내지 도 5는 도 2의 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버의 부분확대도.
도 6은 도 1의 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버와 스티어링컬럼의 볼트체결구조를 나타내는 도면.
도 7은 도 1의 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버의 컬럼브래킷부를 나타내는 부분사시도.
도 8은 도 1의 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버의 컬럼브래킷부를 나타내는 부분단면도.
도 9 내지 도 10은 도 1의 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버의 제2 볼트를 나타내는 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 발명의 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버는, 카울크로스바와 브래킷이 플라스틱 사출에 의해 일체로 제작되면서도, 카울크로스바 및 브래킷에 견고한 리브구조를 형성하여 충분한 강도를 형성하도록 이루어진다.

아울러, 본 발명의 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버는, 차체 및 스티어링컬럼과 간단하면서도 견고한 볼트체결구조를 형성하면서도, 차량 진동에 의한 볼트체결구조의 풀림이 방지되도록 이루어진다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버의 사시도.도 3 내지 도 5는 도 2의 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버의 부분확대도이고, 도 6은 도 1의 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버와 스티어링컬럼의 볼트체결구조를 나타내는 도면이고, 도 7은 도 1의 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버의 컬럼브래킷부를 나타내는 부분사시도이고, 도 8은 도 1의 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버의 컬럼브래킷부를 나타내는 부분단면도이고, 도 9 내지 도 10은 도 1의 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버의 제2 볼트를 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버(10)는, 카울크로스바(100)와 브래킷이 플라스틱 사출에 의해 일체로 제작되며, 카울크로스바(100) 및 미들브래킷(200)을 포함하여 구성된다.

본 발명에서 카울크로스바(100)와 미들브래킷(200)은 플라스틱 사출 성형에 의해 일체로 제작된다. 미설명된 도면부호 300은 차체(미도시) 하부에 볼트체결되는 로워브래킷을 의미한다.

본 발명은 카울크로스바(100)와 미들브래킷(200)에 기술적 특징이 있다. 따라서, 이하에서는 본 발명의 용이한 이해를 위해 미들브래킷(200) 이외의 브래킷에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 카울크로스바(100)는 운전석 및 조수석 전방에서 차체 좌우 횡방향으로 배치되는 구성으로서, 차체의 양쪽 사이드패널(미도시)과 체결되는 한 쌍의 사이드브래킷(150)이 일체로 사출성형된다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 사이드브래킷(150)에는 가이드핀(151)과 지그홀(152)이 일체로 사출성형된다. 대한민국 등록특허공보 제1754764호 카울크로스바 연결구조를 참조하면, 종래 사이드브래킷에는 가이드핀이 삽입되는 조립홀이 형성되고, 가이드핀은 카울크로스바의 조립과정에서 조립홀에 삽입되어 차체의 양쪽 사이드패널과 체결된다.

그러나 종래에는 가이드핀이 조립홀에 삽입된 상태에서 카울크로스바를 단순 지지하는 구조이므로 크래시패드 등의 하중에 의해 가이드핀이 회전하여 사이드패널과의 결속력이 약해지거나 해제되는 문제점이 있었다.

본 발명의 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버(10)는, 사이드패널과 체결되는 가이드핀(151)이 플라스틱 사출 성형에 의해 사이드브래킷(150)과 일체로 제작됨으로써, 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하게 된다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 카울크로스바(100)는 한 쌍으로 구비되어 미들브래킷(200)의 바디(210)로부터 서로 반대쪽으로 연장된다. 도 1을 기준으로 미들브래킷(200)에서 우측으로 연장된 카울크로스바(100)는 100A로 표기하고, 미들브래킷(200)에서 좌측으로 연장된 카울크로스바(100)는 100B로 표기하였다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 카울크로스바(100)는 상부크로스판(110), 하부크로스판(120), 연결크로스판(130) 및 보강리브(140)를 포함하여 구성된다. 상부크로스판(110), 하부크로스판(120), 연결크로스판(130) 및 보강리브(140)는 각각 미들브래킷(200)과 사이드브래킷(150)을 연결하게 된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상부크로스판(110)은 미들브래킷(200)과 사이드브래킷(150) 사이에 구비되고, 하부크로스판(120)은 상부크로스판(110)의 아래쪽에 구비되며, 연결크로스판(130)은 상부크로스판(110)과 하부크로스판(120)을 연결한다.

상부크로스판(110)과 연결크로스판(130), 그리고 하부크로스판(120)과 연결크로스판(130)은 길이방향을 따라 서로 예각 내지 둔각을 형성하며, 보강리브(140)는 상부크로스판(110)과 하부크로스판(120) 사이에서 상부크로스판(110), 하부크로스판(120) 및 연결크로스판(130)을 연결한다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 보강리브(140)는 허브(141), 연결리브(142), 상부리브(143) 및 하부리브(144)를 포함하여 구성된다.

복수의 허브(141)는 연결크로스판(130)에서 대시패널을 향해 돌출되고, 연결리브(142)는 연결크로스판(130)과 복수의 허브(141)를 연결한다. 그리고 상부리브(143)는 상부크로스판(110), 연결크로스판(130) 및 허브(141)를 연결하고, 하부리브(144)는 하부크로스판(120), 연결크로스판(130) 및 허브(141)를 연결한다.

따라서 연결리브(142), 상부리브(143) 및 하부리브(144)는 허브(141)를 중심으로 상부크로스판(110), 하부크로스판(120), 연결크로스판(130) 및 인접한 허브(141)를 향해 6개 방향으로 연장되면서 카울크로스바(100)가 압축 변형이나 인장 변형은 물론 휨 변형과 비틀림 변형에 저항하는 강성을 형성하게 된다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 카울크로스바(100) 및 브래킷에는 카울크로스맴버(10)를 차체에 체결하거나, 조수석 에어백, 무릎보호 에어백, 글로브 박스 등을 체결하기 위한 복수의 인서트너트(N1) 및 푸시너트(N2)가 결합된다. 인서트너트(N1)는 볼트(B)에 의해 상기한 차량 부품과 체결된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 허브(141)에는 인서트너트(N1)가 결합될 수 있다. 연결리브(142), 상부리브(143) 및 하부리브(144)는 허브(141)를 중심으로 6개 방향으로 연장되어 카울크로스바(100)의 변형에 저항하는 강성을 형성하므로, 볼트(B)와 인서트너트(N1)에 의한 상기한 차량 부품과의 체결구조는 견고하게 유지된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 미들브래킷(200)은 대시패널(미도시) 및 스티어링컬럼(SC)과 체결되는 구성으로서, 바디(210)와 강화리브(220)를 포함하여 구성된다.

바디(210)와 강화리브(220)는 카울크로스바(100)를 기준으로 차체의 전방 및 후방으로 연장된 형태를 형성한다. 바디(210)와 강화리브(220)는 카울크로스바(100)를 기준으로 전방 쪽에 어퍼브래킷부(200A)를 형성하고, 차체의 후방 쪽에 컬럼브래킷부(200B)를 형성한다.

바디(210)는 어퍼브래킷부(200A)와 차체, 컬럼브래킷부(200B)와 스티어링컬럼(SC)이 각각 볼트체결되는 부분을 형성한다. 그리고 강화리브(220)는 바디(210)를 보강하는 한편, 바디(210)를 카울크로스바(100)와 연결하여 바디(210)와 카울크로스바(100)의 비틀림이나 휘어짐을 방지한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 바디(210)의 어퍼브래킷부(200A)에는 대시패널과 제1 볼트(B100)로 체결되도록 복수의 제1 인서트너트(N10)가 결합된다.

제1 인서트너트(N10)는 카울크로스맴버(10)의 일체 사출성형시 인서트될 수도 있고, 사출성형이 완료된 후 바디(210)의 어퍼브래킷부(200A)에 형성된 홀에 삽입결합될 수도 있다. 제1 인서트너트(N10)는 공지된 다양한 종류의 인서트너트가 선택적으로 사용될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 인서트너트(N10)는 제1-1 인서트너트(N11), 제1-2 인서트너트(N12) 및 제1-3 인서트너트(N13)를 포함하여 구성된다. 제1-1 인서트너트(N11), 제1-2 인서트너트(N12) 및 제1-3 인서트너트(N13)는 각각 제1 볼트(B100)에 의해 대시패널과 체결된다.

제1-1 인서트너트(N11)와 제1-2 인서트너트(N12)는 어퍼브래킷부(200A)의 상단부에 결합되어 수평방향으로 서로 이격되고, 제1-3 인서트너트(N13)는 어퍼브래킷부(200A)의 하단부에 결합된다. 따라서 바디(210)의 어퍼브래킷부(200A)는 3개의 제1 볼트(B100)에 의해 3개의 지점에서 대시패널과 견고한 체결구조를 형성하게 된다.

제1 볼트(B100)는 헤드(B210) 및 몸체(B220)를 포함하여 구성된다. 몸체(B220)는 제1 인서트너트(N10)에 나사결합되는 나사산을 형성한다. 헤드(B210)는 볼트체결시 대시패널에 형성된 구멍을 통과하지 못하고 대시패널에 걸린다.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 바디(210)의 컬럼브래킷부(200B)에는 스티어링컬럼(SC)과 제2 볼트(B200)로 체결되도록 한 쌍의 제2 인서트너트(N20)가 결합된다.

제2 인서트너트(N20)는 카울크로스맴버(10)의 일체 사출성형시 인서트될 수도 있고, 사출성형이 완료된 후 바디(210)의 컬럼브래킷부(200B)에 형성된 한 쌍의 홀에 각각 삽입결합될 수도 있다. 제2 인서트너트(N20)는 공지된 다양한 종류의 인서트너트가 선택적으로 사용될 수 있다.

도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 제2 인서트너트(N20)는 각각 제2 볼트(B200) 및 너트(N)에 의해 스티어링컬럼(SC)과 체결된다. 제2 볼트(B200)는 헤드(B210) 및 몸체(B220)를 포함하여 구성된다.

헤드(B210)는 제2 인서트너트(N20)에 걸리고, 몸체(B220)는 너트(N)에 나사결합되는 나사산을 형성한다. 몸체(B220)는 스티어링컬럼(SC)에 형성된 구멍을 통과하여 너트(N)에 나사결합된다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 강화리브(220)는 제2 인서트너트(N20) 주변에서 바디(210)를 카울크로스바(100)에 연결한다. 따라서 컬럼브래킷부(200B)는 판재가 절곡된 구조를 갖는 종래 브래킷보다 외력에 저항하는 높은 강성을 형성하게 된다.

제2 볼트(B200)의 몸체(B220)는 원통몸체(B221) 및 이격몸체(B222)를 포함하여 구성될 수도 있다. 도 9 내지 도 11에는 제2 볼트(B200)만 도시하였으나, 제1 볼트(B100)의 몸체(B120)도 동일한 구조로 형성될 수 있다.

도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 원통몸체(B221)는 일정한 반경의 외면을 형성하는 구성으로서, 헤드(B210)로부터 연장된다. 제2 볼트(B200)의 경우, 원통몸체(B221)와 이격몸체(B222)의 경계는 너트(N)가 나사결합되는 부분에 위치할 수 있다. 제1 볼트(B100)의 경우, 원통몸체(B221)와 이격몸체(B222)의 경계는 제1 인서트너트(N10)가 나사결합되는 부분에 위치할 수 있다.

이격몸체(B222)는 끼움부재(T)에 의해 서로 멀어지는 방향으로 벌어지는 구성으로서, 복수로 구비되어 원통몸체(B221)로부터 각각 연장된다. 복수의 이격몸체(B222)는 원통몸체(B221)의 원주방향을 따라 형성된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 복수의 이격몸체(B222) 사이에는 끼움부재(T)가 삽입되는 삽입공간(S)이 형성된다. 삽입공간(S)은 복수의 이격몸체(B222) 사이에서 몸체(B220)의 길이방향을 따라 일정한 반경을 갖는 원통형 공간을 형성한다. 이격몸체(B222)의 내면에는 이격몸체(B222)의 길이방향으로 높낮이를 형성하는 복수의 그루브(G)가 형성된다.

도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 끼움부재(T)는 복수의 이격몸체(B222)를 서로 멀어지는 방향으로 벌리는 구성으로서, 삽입부(T1) 및 환형걸림부(T2)를 포함하여 구성된다.

도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 삽입부(T1)는 삽입공간(S)으로 슬라이드 삽입되는 구성으로서, 삽입공간(S)의 반경 이하의 반경을 갖는 원통 형태로 형성된다.

환형걸림부(T2)는 그루브(G)에 삽입되는 구성으로서, 삽입부(T1)의 외면에 원주방향을 따라 돌출된 고리 형태로 형성된다. 환형걸림부(T2)는 그루브(G)의 최대 반경보다 큰 최대 반경을 형성한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 원통몸체(B221)와 이격몸체(B222)는 끼움부재(T)가 삽입공간(S)에 삽입되기 전까지 동일한 반경의 외면을 형성한다. 즉, 원통몸체(B221)와 이격몸체(B222)는 끼움부재(T)가 삽입공간(S)에 삽입되기 전까지 일반적인 볼트와 동일하게 너트(N)나 각종 인서트너트가 단순히 나사결합되거나 풀리는 구조를 형성한다.

도 11에 도시된 바와 같이, 끼움부재(T)가 삽입공간(S)으로 삽입되면, 삽입부(T1)는 그루브(G) 사이를 지나 몸체(B220)의 길이방향을 따라 이동하지만, 환형걸림부(T2)는 그루브(G)에 삽입되면서 복수의 이격몸체(B222)를 서로 멀어지는 방향으로 밀게 된다.

따라서, 환형걸림부(T2)가 그루브(G)에 삽입되면, 복수의 이격몸체(B222)가 서로 멀어지는 방향으로 밀리면서 너트(N)가 나사결합된 이격몸체(B222)의 외경이 증가함으로써, 차량의 진동이나 충격에 의한 너트(N)의 풀림현상이 견고하게 방지된다.

도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 원통몸체(B221)에는 삽입홈(H)이 형성되고, 삽입부(T1)에는 삽입홈(H)에 삽입되는 첨단부(T1')가 형성된다. 삽입부(T1)에는 조작봉(R)이 나사결합되는 결합홈(Th)이 형성된다.

조작봉(R)은 끼움부재(T)를 삽입공간(S)으로 삽입시키거나 이탈시키는 구성으로서, 일단부에는 결합홈(Th)에 나사결합되는 나사산이 형성되고, 타단부에는 펜치(pincers) 등에 의해 잡히는 조작부(R')가 형성된다. 조작봉(R)에 외력을 가하면, 끼움부재(T)는 외력의 방향에 종속하여 삽입공간(S)으로 삽입되거나 이탈된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 작업자는 몸체(B220)에 너트(N)를 나사결합한 다음, 조작봉(R)을 잡고서 삽입부(T1)를 삽입공간(S)으로 삽입한다. 작업자는 조작부(R')를 망치 등으로 두드려 환형걸림부(T2)가 복수의 그루브(G)를 지나가게 할 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 첨단부(T1')가 삽입홈(H)에 삽입되면, 끼움부재(T)의 삽입이 완료된다. 이후 작업자는 펜치 등으로 조작부(R')를 회전시켜 삽입부(T1)로부터 조작봉(R)을 분리시킨다. 환형걸림부(T2)는 서로 멀어지는 방향으로 밀린 복수의 이격몸체(B222)의 탄성 회복력에 의해 그루브(G)에 삽입된 상태를 견고하게 유지한다.

정비시와 같이 몸체(B220)로부터 너트(N)를 분리시켜야 할 경우, 작업자는 펜치 등으로 조작부(R')를 잡고 조작봉(R)을 회전시켜 다시 삽입부(T1)와 나사결합시킨다. 그리고 나서 작업자는 펜치 등으로 조작부(R')를 잡고 잡아당겨서 삽입공간(S) 바깥으로 끼움부재(T)를 이탈시킨다.

이때 환형걸림부(T2)는 펜치 등으로 조작부(R')를 잡고 잡아당기는 힘에 의해 복수의 그루브(G)를 지나 빠져나오게 된다. 복수의 이격몸체(B222)는 탄성 회복력에 의해 다시 원상태로 회복되고, 너트(N)는 이격몸체(B222)에서 쉽게 분리된다.

조작봉(R)은 허용된(생산라인, 지정정비소 등) 작업자 및 정비공에게만 지급된다. 따라서 허용되지 않은 작업자 및 정비공은 조작봉(R)이 없으므로 몸체(B220)로부터 너트(N)를 분리시킬 수 없다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

10 : 카울크로스맴버
100 : 카울크로스바 110 : 상부크로스판
120 : 하부크로스판 130 : 연결크로스판
140 : 보강리브 150 : 사이드브래킷
141 : 허브 151 : 가이드핀
142 : 연결리브 152 : 지그홀
143 : 상부리브 100A : 제1 카울크로스바
144 : 하부리브 100B : 제2 카울크로스바
200 : 미들브래킷
210 : 바디 220 : 강화리브
200A : 어퍼브래킷부 200B : 컬럼브래킷부
N10 : 제1 인서트너트 N20 : 제2 인서트너트
N11 : 제1-1 인서트너트 B200 : 제2 볼트
N12 : 제1-2 인서트너트 B210 : 헤드
N13 : 제1-3 인서트너트 B220 : 몸체
B100 : 제1 볼트 B221 : 원통몸체
T : 끼움부재 B222 : 이격몸체
T1 : 삽입부 H : 삽입홈
T1' : 첨단부 S : 삽입공간
Th : 결합홈 G : 그루브
T2 : 환형걸림부
R : 조작봉
R' : 조작부
SC : 스티어링컬럼

Claims

대시패널과 체결되는 어퍼브래킷부와, 스티어링컬럼과 체결되는 컬럼브래킷부를 형성하는 미들브래킷; 및 상기 미들브래킷으로부터 서로 반대쪽으로 연장되고, 각각 사이드브래킷을 통해 차체의 양쪽 사이드패널과 체결되는 한 쌍의 카울크로스바를 포함하고,
상기 카울크로스바 및 상기 미들브래킷은 플라스틱 사출 성형에 의해 일체로 제작되며,
상기 카울크로스바는,
상기 미들브래킷과 상기 사이드브래킷 사이에 구비된 상부크로스판; 상기 상부크로스판의 아래쪽에 구비된 하부크로스판; 상기 상부크로스판과 상기 하부크로스판을 연결하는 연결크로스판; 및 상기 상부크로스판과 상기 하부크로스판 사이에서 상기 상부크로스판, 상기 하부크로스판 및 상기 연결크로스판을 연결하는 보강리브를 포함하고,
상기 컬럼브래킷부에는 상기 스티어링컬럼과 제2 볼트로 체결되도록 한 쌍의 제2 인서트너트가 결합되고,
상기 제2 볼트는, 상기 제2 인서트너트에 걸리는 헤드와, 상기 제2 인서트너트에 나사결합되는 나사산이 형성된 몸체를 포함하고,
상기 몸체는,
상기 헤드로부터 연장되는 원통몸체; 및 상기 원통몸체로부터 각각 연장되고, 상기 원통몸체의 원주방향을 따라 형성되는 복수의 이격몸체를 포함하며,
상기 복수의 이격몸체 사이에는 끼움부재가 삽입되는 삽입공간이 형성되며, 상기 복수의 이격몸체는 상기 끼움부재에 의해 서로 멀어지는 방향으로 벌어지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버.
제1항에 있어서,
상기 이격몸체의 내면에는 상기 이격몸체의 길이방향으로 높낮이를 형성하는 복수의 그루브가 형성되고,
상기 끼움부재는,
상기 삽입공간으로 슬라이드 삽입되는 삽입부; 및
상기 삽입부의 외면에 형성되고, 상기 그루브에 삽입되어 상기 복수의 이격몸체를 서로 멀어지는 방향으로 미는 환형걸림부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버.
제2항에 있어서,
상기 원통몸체에는 삽입홈이 형성되고,
상기 삽입부에는 상기 삽입홈에 삽입되는 첨단부가 형성되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버.
제3항에 있어서,
상기 삽입부에는 조작봉이 나사결합되는 결합홈이 형성되고,
상기 조작봉에 외력을 가하면, 상기 외력의 방향에 종속하여 상기 끼움부재가 상기 삽입공간으로 삽입되거나 이탈되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 사출 일체화 성형구조를 갖는 카울크로스맴버.