KR102109215B1 - 자동차용 도어 모듈패널의 충돌 변형 유도 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 도어 모듈패널의 충돌 변형 유도 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 측면 충돌시 도어트림이 세로방향으로 파단되면서 승객 상해 증가의 원인이 되는 샤프 엣지가 발생하는 현상을 용이하게 방지할 수 있도록 한 자동차용 도어 모듈패널의 충돌 변형 유도 장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 모듈패널의 하단부에 가로방향 파단을 유도하는 노치 형상의 파단유도홈을 형성하여, 도어 측면 충돌시 모듈패널의 세로방향 파단을 방지하는 동시에 가로방향 파단이 모듈패널의 하단부에 집중되도록 함으로써, 도어 트림에 샤프 에지가 발생되는 현상을 방지하는 동시에 충격 에너지를 용이하게 분산시킬 수 있도록 한 자동차용 도어 모듈패널의 충돌 변형 유도 장치를 제공하고자 한 것이다.

Description

자동차용 도어 모듈패널의 충돌 변형 유도 장치{Door module panel for vehicle}

본 발명은 자동차용 도어 모듈패널의 충돌 변형 유도 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 측면 충돌시 도어트림이 세로방향으로 파단되면서 승객 상해 증가의 원인이 되는 샤프 엣지가 발생하는 현상을 용이하게 방지할 수 있도록 한 자동차용 도어 모듈패널의 충돌 변형 유도 장치에 관한 것이다.

자동차용 도어는 외부쪽의 도어패널과 내부쪽의 도어트림이 결합된 형태로 제작되고 있고, 도어패널과 도어트림 사이 공간에는 도어 래치 어셈블리 및 스피커 장치를 비롯하여, 파워 윈도우 장치와, 스마트 키 통신모듈와, 각종 배선 등이 집약적으로 설치되고 있다.

이렇게 도어패널과 도어트림 사이에 각종 부품들이 복잡하게 배열되기 때문에 플라스틱 재질의 모듈패널에 각종 부품들을 미리 장착한 후, 이 모듈패널을 도어패널과 도어트림 사이에 장착하고 있다.

첨부한 도 1을 참조하면, 상기 모듈패널(10)에는 도어 래치 어셈블리(12) 및 스피커 장치(14)를 비롯하여, 파워 윈도우 장치와, 스마트 키 통신모듈와, 각종 배선 등이 집약적으로 설치된다.

이렇게 상기 모듈패널(10)에 각종 장치 및 배선들이 미리 집약적으로 취부된 후, 도어패널과 도어트림 사이에 모듈패널(10)을 장착하고 있다.

한편, 차량의 도어 측면 충돌은 정면 충돌과 달리 범퍼 및 엔진룸과 같은 완충구간이 없기 때문에 충돌에 따른 충격력이 도어의 내측에 위치한 승객에게 바로 전달될 수 있는 점을 감안하여, 도어패널의 내부(모듈패널의 바깥쪽)에는 백빔과 같이 충돌에 대비한 보강재 등이 내설되고 있다.

그럼에도 불구하고, 첨부한 도 2에서 보듯이 도어 측면 충돌시 충격 대상물이 도어패널과 백빔(16)을 밀고 들어온 후, 모듈패널(10)에 부딪치며 남은 에너지를 전달한다

이에, 상기 모듈패널은 충격 에너지를 자신의 한계까지 버티다가 파단되는 동시에 한계보다 에너지가 크면 파손에 이른다.

이때, 측면 충돌시 안전을 위하여 주목해야 할 것은 모듈패널의 세로 방향 파단에 있다.

첨부한 도 3에 붉은색 점선으로 표시된 바와 같이, 상기 모듈패널(10)의 세로방향 파단은 측면 충돌시의 충격에 의하여 대개 차체 길이방향 기준으로 중앙부 혹은 중앙의 약간 뒷쪽 위치에서 발생하는데, 이 위치는 측면 충돌시 도어에서 가장 큰 변형이 발생되는 부위이기 때문이다.

이렇게 모듈패널의 세로 파단은 에너지 흡수(또는 우회)가 효율적이지 못했다는 점에서 그 문제점을 찾을 수 있지만, 세로 파단으로 생긴 날카로운 파단면이 그 안쪽의 도어트림에 부딪히며 도어트림에 샤프에지를 발생시키는 직접적인 원인이 되는 점에 더 큰 문제점이 있다.

즉, 도어는 두께방향에서 그 외부로부터 도어패널과 모듈패널과 도어트림이 차례로 적층 구성되는 바, 상기와 같이 도어패널에 대한 측면 충돌시 모듈패널의 중앙부 및 그 뒤쪽 부분이 세로방향으로 파단되되어 날칼로운 파단면으로 생성되고, 연이어 모듈패널의 날카로운 파단면이 도어트림에 부딪치면서 도어트림이 실내쪽으로 날카롭게 돌출되는 샤프 에지가 형성되는 문제점이 있다.

이때, 상기 모듈패널에 일정한 방향의 파단을 유도하는 구조가 없기 때문에 측면충돌 시 모듈패널은 방사형의 파단라인을 보이고, 그에 따라 모듈패널이 도어트림을 때려 도어트림에 샤프 엣지가 발생되는 것이다.

이러한 도어트림의 샤프 에지는 승객이 부딪쳐 상해를 입는 직접적인 원인이 되고 있다.

한편, 측면 충돌 시험 결과, 도어트림에 샤프 엣지가 발생하지 않은 경우를 관찰할 수 있었는데, 이는 모듈패널에 세로방향 파단은 없고, 가로방향 파단이 발생함과 함께 파단 위치가 모듈패널의 하단부에 집중되기 때문임을 알 수 있었다.

이렇게 모듈패널에 세로 파단 발생이 없는 경우, 날카로운 절단면에 의한 도어 트림의 샤프 에지 현상이 없을 뿐만 아니라, 충격 에너지를 용이하게 분산시킬 수 있다.

또한, 상기 모듈패널의 가로형 파단이 그 하단부에 집중됨에 따라, 충돌 초기에 모듈패널의 하단부가 파단되어 밀리면서 그 안쪽의 도어트림 하단부(예를 들어, 도어트림의 실내쪽면에 구비된 맵 포켓부)와 먼저 접촉하게 되므로, 승객 상해영역인 도어트림의 힙 포인트(hip-point) 상단부 파손이 방지될 수 있다.

다시 말해서, 상기 도어트림의 파손이 승객의 힙 포인트(hip-point) 하단부에서 발생한다면, 승객이 착석한 시트가 도어트림에서 발생되는 샤프 에지를 차단해주게 되므로, 승객이 도어트림의 샤프 에지로부터 보호되면서 승객의 상해를 방지할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 모듈패널의 하단부에 가로방향 파단을 유도하는 노치 형상의 파단유도홈을 형성하여, 도어 측면 충돌시 모듈패널의 세로방향 파단을 방지하는 동시에 가로방향 파단이 모듈패널의 하단부에 집중되도록 함으로써, 도어 트림에 샤프 에지가 발생되는 현상을 방지하는 동시에 충격 에너지를 용이하게 분산시킬 수 있도록 한 자동차용 도어 모듈패널의 충돌 변형 유도 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 도어패널과 도어트림 사이에 배치되는 동시에 도어패널에 취부되는 모듈패널의 하단부에 측면 충돌시 가로방향 파단을 유도하는 노치를 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 자동차용 도어 모듈패널의 충돌 변형 유도 장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 노치는 모듈패널의 내면에서 하단끝 라인의 위쪽 위치이면서 도어 인너패널의 상단끝과 동일선상을 이루는 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 노치는 모듈패널의 내면 및 외면에서 하단끝 라인의 위쪽 위치이면서 도어 인너패널의 상단끝과 동일선상을 이루는 위치에 대칭 또는 비대칭 배열로 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 노치는 모듈패널 두께의 절반 이상 깊이로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 모듈패널의 노치 형성 위치의 위쪽에는 측면 충돌시 도어트림의 하부를 밀어올리는 푸싱 가이드가 내측방향으로 돌출되며 일체로 형성되고, 이 푸싱 가이드는 하방향으로 수직 절곡된 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 모듈패널의 노치 형성 위치의 위쪽에는 측면 충돌시 충격에너지를 분산하는 강성포밍부가 외측방향으로 돌출되며 일체로 형성되고, 이 강성포밍부는 내측을 향하여 개방된 홈을 형성하는 "ㄷ" 자 형상으로 절곡 형성된 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 도어패널과 도어트림 사이에 배치되는 모듈패널의 하단부에 가로방향 파단을 유도하는 노치 형상의 파단유도홈을 형성함으로써, 도어 측면 충돌시 모듈패널의 하단부에 가로방향 파단이 발생됨을 유도하여 도어트림에 샤프 에지가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

둘째, 측면 충돌시 모듈패널의 파단에 의하여 도어 트림에 샤프 에지가 발생되는 현상을 방지하는 동시에 충격 에너지를 용이하게 분산시킬 수 있도록 함으로써, 승객이 도어트림의 샤프 에지로부터 보호되는 동시에 샤프 에지에 의하여 상해를 입는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 도어 모듈패널의 내면 구조를 보여주는 도면,
도 2는 측면 충돌시 도어 모듈패널의 변형 과정을 도시한 개략도,
도 3은 측면 충돌시 도어 모듈패널에 세로방향 파단이 발생됨을 나타낸 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 자동차용 도어 모듈패널을 나타낸 정면도 및 배면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 도어 모듈패널의 충돌 변형 유도 장치를 도시한 단면도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차용 도어 모듈패널의 충돌 변형 유도 장치를 도시한 단면도,
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 자동차용 도어 모듈패널의 충돌 변형 유도 장치에 대한 작동 흐름을 도시한 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 자동차용 도어 모듈패널의 충돌 변형 유도 장치의 노치 구조를 도시한 단면도,
도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 자동차용 도어 모듈패널의 충돌 변형 유도 장치에 대한 실험장치 및 실험결과를 도시한 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 모듈패널의 하단부에 가로방향 파단을 유도하는 노치 형상의 파단유도홈을 형성하여, 도어 측면 충돌시 모듈패널의 세로방향 파단을 방지하는 동시에 모듈패널의 하단부에 가로방향 파단을 유도해줌으로써, 도어 트림에 승객 상해를 유발하는 샤프 에지가 발생되는 현상을 방지하는 동시에 측면 충돌시 충격 에너지를 용이하게 분산시킬 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.

첨부한 도 4는 본 발명에 따른 자동차용 도어 모듈패널을 나타낸 정면도 및 배면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 도어 모듈패널의 충돌 변형 유도 장치를 도시한 단면도이다.

도 4 및 도 5에서, 도면부호 10은 도어패널과 도어트림 사이에 장착되는 모듈패널을 지시한다.

상기 모듈패널(10)은 도어 래치 어셈블리(12) 및 스피커 장치(14)를 비롯하여, 파워 윈도우 장치와, 스마트 키 통신모듈와, 각종 배선 등이 미리 집약적으로 취부된 후, 도어패널과 도어트림 사이에 장착된다.

상기 모듈패널(10)의 하단부에는 도 4의 배면도에서 붉은색 라인으로 표시된 바와 같이, 요홈 형태의 노치(18)가 가로방향을 따라 형성된다.

상기 노치(18)는 측면 충돌시 모듈패널(10)의 하단부에 가로방향 파단이 발생되는 것을 유도하는 역할을 한다.

여기서, 상기 노치(18)는 첨부한 도 5에서 잘 볼 수 있듯이, 모듈패널(10)의 내면에서 그 하단끝 라인의 바로 위쪽 위치이면서 도어 인너패널(24)의 상단끝과 동일선상을 이루는 위치에 형성된다.

보다 상세하게는, 상기 모듈패널(10)의 하단끝부가 도어 인너패널(24)에 고정 장착된 상태에서 상기 노치(18)는 도어 인너패널(24)의 상단부에 의하여 가려지는 경우, 측면 충돌시 가로방향 파단을 유도하는 제 기능이 발휘되지 않을 수 있으므로, 모듈패널(10)의 내면에서 그 하단끝 라인의 바로 위쪽 위치이면서 도어 인너패널(24)의 상단끝과 동일선상을 이루는 위치에 형성된다.

첨부한 도 9를 참조하면, 상기 노치(18)는 모듈패널(10)의 내면에만 형성될 수 있고, 모듈패널(10)의 내면 및 외면에 모두 현성될 수 있다.

즉, 상기 노치(18)는 도 9의 (b) 도면에서 보듯이 모듈패널(10)의 내면 및 외면에서 가로방향 하단끝 라인의 바로 위쪽 위치이면서 도어 인너패널의 상단끝과 동일선상을 이루는 위치에 대칭으로 형성될 수 있고, 도 9의 (c) 도면에서 보듯이 모듈패널(10)의 내면 및 외면에 비대칭 배열로 형성될 수 있다.

이때, 상기와 같이 모듈패널(10)의 하단부에 노치(18)를 형성하되, 측면 충돌시 충격에 의하여 노치의 파단이 용이하게 이루어질 수 있도록 모듈패널(10) 두께의 절반 이상 깊이로 형성되도록 한다.

첨부한 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 도어 모듈패널의 충격에너지 분산을 위하여 상기 모듈패널(10)의 노치(18) 및 푸싱 가이드(20) 이외에, 측면 충돌시 충격에너지를 분산하는 강성포밍부(22)가 노치(18)의 위쪽 위치에 일체로 형성된다.

상기 강성포밍부(22)는 노치(18)의 위쪽 위치이면서 푸싱 가이드(20)의 반대쪽(실외쪽) 위치에서 외측방향(실외쪽)을 향하여 일체로 돌출 형성된다.

바람직하게는, 상기 강성포밍부(22)는 외측을 향하여 돌출되는 동시에 내측을 향하여 개방된 홈을 형성하는 "ㄷ" 자 형상으로 절곡 형성된다.

이에, 상기 강성포밍부(22)는 측면충돌시 충격에너지를 분산시켜 안쪽으로 전달하는 역할을 하고, 이에 노치(18)에 측면 충돌에 따른 응력이 집중되는 것을 유도해주는 역할을 한다.

첨부한 도 6 및 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 도어 모듈패널의 충돌 변형 유도를 위하여 노치(18) 뿐만 아니라, 노치(18) 위쪽에 푸싱 가이드(20)가 더 형성된다.

상기 푸싱 가이드(20)는 모듈패널의 노치(18)가 형성된 위치에서 바로 위쪽 위치에 일체로 돌출 형성된다.

좀 더 상세하게는, 상기 푸싱 가이드(20)는 내측방향으로 돌출되며 일체로 형성되되, 하방향으로 수직 절곡된 형상으로 돌출 형성되어, 측면 충돌시 그 수직 절곡부위가 도어트림(26)의 하부를 밀어올리는 접촉을 하게 된다.

이에, 측면 충돌시 충격에 의하여 노치(18)가 파단됨과 함께 푸싱 가이드(20)의 수직절곡부가 도어트림(26)의 하부를 밀어올리는 접촉을 하게 됨으로써, 모듈패널(10)의 노치(18)를 포함하는 날카로운 파단부가 도어트림(26)에 직접 타격되는 것을 차단해주는 역할을 한다.

여기서, 상기한 구성으로 이루어진 도어 모듈패널의 충돌 변형 유도 장치에 대한 측면 충돌시 작동 흐름을 설명하면 다음과 같다.

도어 측면 충돌이 발생되면, 충격 대상물이 도어 외부패널과 백빔을 밀고 들어온 후, 모듈패널(10)에 부딪치며 충격에너지를 전달한다.

연이어, 도 7의 좌측도면에서 보듯이 상기 모듈패널(10)의 강성포밍부(22)가 충격에너지를 안쪽으로 분산시키며 전달함으로써, 노치(18)에 충격에너지에 따른 응력이 집중된다.

이때, 상기 강성포밍부(22)이 존재하지 않는다면, 도 7의 우측도면에서 보듯이 충격에너지에 따른 응력이 노치(18)에 집중되지 못하고, 그 이전의 다른 수직 절곡부에 응력이 집중되어 노치(18)가 제 역할을 수행하지 못할 수 있다.

이에, 상기 강성포밍부(22)에서 노치(18)쪽으로 충격에너지를 전달하여, 노치(18)에 파단을 위한 응력이 집중될 수 있다.

연이어, 도 8을 참조하면 상기 강성포밍부(22)에 전달된 충격에너지가 노치(18)에 집중됨에 따라 노치(18)가 파단된다.

이때, 상기 노치(18)가 파단되는 것은 모듈패널(10)의 하단부에 가로방향을 따라 파단라인이 발생됨을 의미한다.

이와 동시에, 상기 노치(18)의 파단으로 인하여, 모듈패널(10)이 상하로 나누어지게 되고, 모듈패널(10)의 상단부는 충격 대상물에 의해 실내로 밀리게 되는 바, 이때 모듈패널(10)의 상단부에 포함된 푸싱 가이드(20)가 도어트림(26)의 하단부를 밀어올리는 접촉을 하게 된다.

이때, 상기 푸싱 가이드(20)가 도어트림(26)의 하단부를 밀어올리는 접촉을 하게 됨으로써, 노치(18)의 날카로운 파단면을 비롯한 모듈패널(10)의 다른 날카로운 파단면이 직접 도어트림(26)을 타격할 수 없도록 막아주게 된다.

이와 같이, 도어 측면 충돌시 모듈패널(10)의 하단부에 가로방향 파단이 발생됨을 유도하는 동시에 모듈패널(10)의 파단부가 도어트림(26)을 직접 타격하지 않도록 함으로써, 도어트림(26)에 샤프 에지가 발생되는 것을 방지할 수 있고, 결국 승객이 도어트림의 샤프 에지에 의하여 상해를 입는 현상을 방지할 수 있다.

한편, 첨부한 도 10a를 참조하면 상기와 같이 노치가 형성된 모듈패널을 시험기에 고정시킨 다음, 모듈패널에 측면 충돌시와 같은 충격 에너지를 가하여 시험을 실시하였고, 이때 초고속 카메라를 이용해 파단의 진행을 확인하였는 바, 그 결과는 첨부한 도 10b에 도시된 바와 같다.

이에, 도 10b에서 보듯이 상기 모듈패널의 하단부에 가로형 파단이 집중되어 발생하는 것을 확인할 수 있었고, 이는 도어 측면 충돌시 모듈패널의 하단부에 가로방향 파단이 발생됨을 유도하는 동시에 도어트림에 샤프 에지가 발생되는 것을 방지할 수 있는 것을 증명하는 것이다.

10 : 모듈패널
12 : 도어 래치 어셈블리
14 : 스피커 장치
16 : 백빔
18 : 노치
20 : 푸싱 가이드
22 : 강성 포밍부
24 : 도어 인너패널
26 : 도어트림

Claims (8)

1. 도어패널과 도어트림 사이에 배치되는 동시에 도어패널에 취부되는 모듈패널의 하단부에 측면 충돌시 가로방향 파단을 유도하는 노치를 형성하되,
   상기 모듈패널의 노치 형성 위치의 위쪽에는 측면 충돌시 도어트림의 하부를 밀어올리는 푸싱 가이드가 내측방향으로 돌출되며 일체로 형성되고,
   상기 모듈패널의 노치 형성 위치의 위쪽에는 측면 충돌시 충격에너지를 분산하는 강성포밍부가 외측방향으로 돌출되며 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 도어 모듈패널의 충돌 변형 유도 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 노치는 모듈패널의 내면에서 하단끝 라인의 위쪽 위치이면서 도어 인너패널의 상단끝과 동일선상을 이루는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 도어 모듈패널의 충돌 변형 유도 장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 노치는 모듈패널의 내면 및 외면에서 하단끝 라인의 위쪽 위치이면서 도어 인너패널의 상단끝과 동일선상을 이루는 위치에 대칭 또는 비대칭 배열로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 도어 모듈패널의 충돌 변형 유도 장치.
   
4. 청구항 1 또는 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 노치는 모듈패널 두께의 절반 이상 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 도어 모듈패널의 충돌 변형 유도 장치.
   
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 푸싱 가이드는 하방향으로 수직 절곡된 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 도어 모듈패널의 충돌 변형 유도 장치.
   
7. 삭제
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 강성포밍부는 내측을 향하여 개방된 홈을 형성하는 "ㄷ" 자 형상으로 절곡 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 도어 모듈패널의 충돌 변형 유도 장치.

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