KR20050052466A - 차량 - Google Patents

Abstract

차량 문짝이 프레스 성형된 고강도 강의 지지 프레임(10)을 갖고, 상기 지지 프레임은 상부의 수평 모자모양 빔(14), 하부의 수평 모자모양 빔(16) 그리고 중간에 있는 측면충격 보호용 빔(22)에 의하여 상호 연결되는 두 개의 수직 모자모양 빔(13, 15)을 갖는다. 상기 모자모양 빔은 차량 내부를 향하는 크라운(12)을 갖고, 외측 플랜지(17)에 의하여 외부 패널(28)을 수반한다. 상기 수직 모자모양 빔(13, 15) 중에서 적어도 한 개는, 상응하는 필라(pillar)(30, 34)에 길이방향으로 적어도 일부(23, 24; 28)가 중첩되는 윤곽을 갖는다. 따라서, 정면 충돌시, 문짝의 프레임이 차량의 A-필라에서 B-필라로 힘을 전달한다.

Description

차량{A VEHICLE}

본 발명은, 앞쪽에 있는 필라(pillar)와 힌지 결합되고, 뒤쪽에 있는 필라와 상호 작용하는 잠금장치(lock)를 갖는 문짝을 구비한 차량에 관한 것이다.

현대의 차량 문짝은, 일반적으로 소위 내부 패널(inner panel)로 불리며 문짝 두께만큼의 두께를 갖는 디프 드로잉된 지지부(supporting deep drawn)를 포함하고 있다. 내부 패널의 가장자리 둘레로 외부 패널(outer panel)이 구부러져 있고 시멘트로 고정되어 있다. 내부 패널은 디프 드로잉되며, 따라서 고강도 강(high strength steel)으로는 이루어질 수 없다. 창문 밑에 있는 소위 웨이스트 레일(waist rail)은 내부 패널에 용접되고 창문의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 내부 패널의 강보다 강도가 훨씬 높은 강으로 이루어진 측면충격 보호용 빔(side impact guard beam) 또한 내부 패널에 용접되고, 외부 패널의 밀접한 곳에 위치한다. 편평한 내장판(trim)은 내부 패널에 고정된다. 문짝의 단부면들은 내부 패널의 단부면들로만 구성되어 있으며, 차량 내부에 인접한 내부 패널 면은 비교적 크기가 작은 개구만을 갖고 있으므로, 이것은 문짝의 내부 구성요소들의 고정을 어렵게 한다.

도 1은 차량 내부의 뒤쪽으로부터 비스듬히 본 문짝의 프레임(frame)에 대한 사시도이다.

도 2 는 차량 내부의 앞쪽으로부터 비스듬히 본 도 1의 프레임을 도시한다.

도 3은 앞쪽으로부터 본 단부도이다.

도 4는 뒤쪽으로부터 본 단부도이다.

도 5는 도 1에서 지시된 5-5 방향으로 취한 단면도이다.

도 6은 도 1에서 지시된 6-6 방향으로 취한 단면도이다.

도 7은 도 1에서 도시된 프레임 위에 조립된 문짝의 사시도이다.

본 발명의 목적은, 종래의 차량 문짝보다 무게는 가벼우면서 강한 차량 문짝으로서, 정면 충돌시 문짝 앞쪽에 있는 필라로부터 뒤쪽에 있는 필라로 힘을 전달하여, 이러한 충돌 이후 폐쇄된 공간에 끼이는 위험을 상당히 낮추는 차량 문짝을 제공하는 것이다.

상기 문짝은 프레스 성형된 고강도 강의 지지 프레임(supporting frame)을 포함하고, 상기 지지 프레임은 상부의 수평 모자모양 빔, 하부의 수평 모자모양 빔 그리고 중간에 있는 측면충격 보호용 빔에 의하여 상호 연결되는 두 개의 수직 모자모양 빔을 갖고, 상기 모자모양 빔은 차량 내부를 향하는 크라운(crown)을 갖추고, 외측 플랜지(outer side flange)를 구비하고, 문짝의 외부 패널을 수반하고 있으며, 그리고 상기 수직 모자모양 빔 중에서 적어도 한 개는, 이에 상응하는 필라(pillar)에 길이방향으로 적어도 일부가 중첩되는 윤곽을 갖게 되는데, 이로써 본 발명의 목적이 대체로 달성된다.

본 발명은 청구 범위와 같이 정의된다.

도 1 및 도 2는 차량의 좌측 앞문짝의 프레임(10)을 도시하며, 상기 프레임을 차량 내부의 뒤쪽으로부터 비스듬히 본 도면이다. 상기 프레임은 편평한 강판으로부터 변형되어서, 크라운(12), 측면 플랜지(17, 18) 및 중간부분의 웹(intermediate web)을 구비한 환형의 모자모양 빔(13 ~ 16)을 갖는다. 외측 플랜지(17)는 문짝의 외부 패널에 맞추어지도록 너비가 연속적으로 변화한다. 상기 모자모양 빔은 차량 내부를 향하는 크라운(12)을 갖는다. 상기 환형의 모자모양 빔은 두 개의 수직 모자모양 빔(13, 15)과, 두 개의 수평 모자모양 빔(16, 17)으로 구성되어 있다. 상기 환형의 모자모양 빔의 중앙에서 개구(hole)(20, 21)가 형성되고, 빔의 수직부(13, 15) 사이에서 개구(20, 21) 사이를 지나는 다리 형태로 측면충격 보호용 빔(22)이 뻗어져 있다. 또한 상기 빔(22)은, 도시된 바와 같이, 내부를 향한 크라운을 지닌 개방된 모자모양의 윤곽을 가질 수 있지만, 점 용접(spot welding)에 의해 고정되는 덮개(cover)도 가질 수 있다. 또한, 상기 빔은 다른 단면을 가질 수도 있으며, 예를 들어 이중 모자모양(double hat) 윤곽을 가질 수 있고, 차량 내부를 향한 개방면을 가질 수도 있다. 상기 모자모양 빔(13 ~ 16)의 다양한 부분들은 다양한 윤곽을 가지며, 예를 들어, 일부는 이중 모자모양을 가질 수도 있다.

도 5 및 도 6은 금속판으로 되어 있는 외부 패널(28)이 도시한다. 상기 외부 패널은 모자모양 빔 부분(13, 15, 16)의 외측 플랜지(17) 둘레로 구부러지며, 굽어진 부분 안에서는 시멘트를 갖는다. 지지 프레임의 다른 부분들과 마찬가지로, 상기 측면충격 보호용 빔(22)도 상기 외부 패널에 밀접해 있다. 즉, 승객으로부터 가능한 멀리 떨어진 위치에서 충격 흡수가 일어날 것이며, 이는 이로운 점이다.

도 3은 프레임의 앞쪽 단부면, 즉 수직 모자모양 빔(13)을 도시하며, 도 4는 뒤쪽 단부면, 즉 또 다른 수직 모자모양 빔(15)을 도시한다. 도 1, 도 2에서와 같이 도 3, 도 4에서도 잘 볼 수 있듯이, 앞쪽의 수직 모자모양 빔(13)은 중간부(25)보다 폭이 넓은 2개의 부분(23, 24)을 갖고 있으며, 따라서 차량의 내부로 보다 더 뻗어져 나간다. 상기 폭이 넓은 부분(23, 24)은 도 3에서 도시되듯이 힌지 고정용 구멍(hole)(26, 27)을 갖고 있다.

뒤쪽의 수직 모자모양 빔(15)의 가운데 있는 한 부분(28)에서 안쪽 방향으로의 굴곡이 있어서, 상기 빔의 다른 부분보다 더 차량 내부 방향인 안쪽으로 뻗어져 나온다. 상기 측면충격 보호용 빔(22)의 뒤쪽 단부는 상기 부분(28)에서 상기 빔(15)과 만나고, 상기 측면충격 보호용 빔의 앞쪽 단부는 상기 폭이 넓은 부분(23) 바로 아래에 있는 상부 힌지용 영역에서 빔의 수직부(13)와 만난다. 그 결과, 상기 측면충격 보호용 빔은 뒤쪽으로 경사져 내려온다.

도 5는, 도 1의 5-5 선에 의하여 지시되는, 앞쪽에 있는 수직 빔(13)의 폭이 넓은 부분(24)을 통하여 본 단면이다. 본 도면에서는, 필라(30)가 도시되는데, 상기 필라는 문짝의 힌지(31)를 수반한다. 상기 문짝이 앞문짝인 경우, 본 필라는 A-필라이다. 점선(32)은 두개의 폭이 넓은 부분(23, 24) 사이에 있는 영역의 수직 빔(13)의 윤곽을 도시한다. 폭이 넓은 부분(23) 뿐만 아니라, 폭이 넓은 부분(24)의 윤곽은 필라(30)에 중첩되는데 반하여, 폭이 넓은 부분들 사이의 빔의 윤곽은 그렇지 않다. 필라 위에 있는 실링 스트립(sealing strip)(35)은 문짝의 내부 패널(36)에 대하여 밀봉 역할을 한다. 만약 상기 모자모양 빔(15)이 도시된 것과 같이 내부로 굴곡이 있는 겉 표면을 갖지 않고 넓혀진 중첩 영역을 갖는다면, 상기 측면충격 보호용 빔의 앞쪽 단부가 폭이 넓은 부분(23) 밑에서 연결되는 것과 같은 방법으로, 상기 측면충격 보호용 빔의 뒤쪽 단부도 폭이 넓은 부분 밑에서 연결되는 것이 성형 면에 있어서 유리할 것이다.

도 6은, 도 1의 6-6 선에 의해 지시되는, 빔의 수직부(15)의 안쪽으로 굴곡 있는 부분(28)을 통해 취하여진 단면도이다. 본 도면에서, 문짝 뒤쪽에 있는 필라(34)가 도시되며, 상기 문짝이 앞문짝일 때 상기 필라는 B-필라이다. 점선(33)으로부터 가장 잘 볼 수 있듯이, 빔의 다른 부분들은 그렇지 않은데 비하여, 모자모양 빔의 수직부(15) 윤곽은 상기 필라에 중첩된다.

프레임의 수직 모자모양 빔은 앞 그리고 뒤에 있는 필라와 중첩되는 부분을 갖기 때문에, 정면 충돌이 있는 경우, 문짝의 프레임은 앞에 있는 필라에서 뒤에 있는 필라로 힘을 전달할 것이며, 이는 특히 앞문짝에 있어서 중요하다. 어떤 경우에는, 모자모양 빔의 수직부들 중 오직 하나만이 인접한 필라에 겹쳐지는 것으로도 충분할 수 있다. 예를 들어, 잠금장치의 고정이 힘을 흡수할 만큼 충분히 강하게 이루어진다면, 뒤쪽의 수직 모자모양 빔은 뒤쪽 필라에 겹쳐질 필요도 없다.

오프셋 충돌(off-set crash)시 모든 에너지가 오직 한쪽 측면으로만 흡수되기 때문에, 길이 방향의 힘이 최대가 되며, A-필라의 상부에서부터 힘을 흡수하기 위해 측면충격 보호 빔(22)의 앞쪽 단부가 높은 곳에서 연결되는 것이 유리하다. 그 다음, 도시된 바와 같이 뒤쪽으로는 경사지게 내려오는 것이 유리하며, 그 결과 측면충격 보호재로서 적절하게 위치된다.

도 7은 완성된 문짝을 도시한다. 내부 패널(36)이 프레임(10)에 고정되어 있으며, 상기 프레임과 상기 내부패널 사이에서는 돌출된 창문 프레임(window frame)을 구비한 창문 구조물(window structure)이 고정되어 있다. 백미러(rear view mirror)를 위한 받침판(holder)은 본 도면에서 도시되지 않았으나, 적절하게 상기 프레임(10)과 일체로 형성될 수 있다. 상기 내부 패널(36)은 단부면들과 바닥면을 갖고 있으며, 이는 상기 프레임의 모자모양 빔과 연결되고, 따라서 상기 프레임과 내부 패널이 함께 문짝의 단부면들과 바닥면을 형성한다. 또한, 내부 패널은 창문(38)과 연결된 윗면을 갖고 있다. 적절하게는, 도시되지 않은 필라와 함께 작용하는 잠금장치(39)와 같은 문짝의 모든 내부 구성요소들과 창문 구조물(37)은 프레임에 미리 고정되어서, 내부 패널(36)을 더 포함하여 하나의 유닛(unit)을 형성한다. 내부 패널을 통해 나사결합으로써, 상기 전체 유닛은 프레임(30)에 고정될 수 있다. 따라서, 상기 내부 패널은 지지 기능이 필요 없으며, 예를 들면 플라스틱으로 이루어 질 수도 있고, 나사들을 가리는 스냅 결합된 내장판(snap-on trim)에 의하여 덮여질 수도 있다. 내부 패널(36)은 깊이가 깊을 수 있으며, 문짝의 지지부가 문짝 두께의 전체를 이루는 대신에, 내부 패널이 문짝 두께의 대부분을 차지할 수 있다.

이러한 방법으로 매우 높은 강도의 문짝의 지지 프레임(10)을 얻을 수 있다. 상기 프레임의 두께는 문짝 두께의 절반보다 작을 수 있다. 전체 문짝 두께와 비교하여 얇아진 프레임에 의하여, 프레임의 형태를 용이하게 형성할 수 있으며, 따라서 프레임은 매우 높은 강도를 지닌 강으로 이루어질 수 있다. 지지부의 깊이가 깊은 형태인 종래의 문짝의 경우, 반드시 보다 낮은 강도의 강를 이용해야만 한다.

적절하게는, 프레스 경화법(press hardening method)을 이용하여, 즉 경화 가능한 강판 재료를 핫스템핑(hot-stamping)하여 일체형 측면충격 보호용 빔을 갖는 프레임을 성형하고, 상기 강판이 성형 툴(forming tool) 안에 있을 때 경화시킴으로써, 문짝의 프레임(10)이 형성된다. 그 다음, 차량 문짝을 조립할 때, 외부 패널을 상기 지지 프레임에 부착시킨다.

문짝의 프레임(10)이 상대적으로 얇아지면서, 선택적으로는 상기 프레임을 고강도 냉간 성형 강(high-strength cold forming steel)에 의한 냉간 성형에 의하여 얻을 수도 있으나, 프레스 경화 공정(press hardening process)에 의하는 경우만큼의 높은 강도에 이를 수 없다. 후자의 공정에 의할 경우, 다소간 프레임의 두께에 따라 1,000N/mm²이 넘는 항복강도, 또는 적어도 800N/mm²에 이를 수 있다. 핫 스템핑법에 의할 경우와 비교하여, 냉간 성형법에 의하는 경우가 파괴신장(rupture strain) 또한 더 작다. 그러나 예를 들어 항복 강도가 350N/mm²로서 비교적 강도가 낮은 경우에도, 본 발명에 의한 차량 문짝이 유리하다. 하지만, 항복강도가 500N/mm²이거나 또는 더 높은 냉간 성형 강의 사용이 아마도 가능할 것이다.

종래의 문짝에 비하여 무게 면에서는 가볍고 강한 문짝이 제공되면서도, 상술된 문짝의 구조는 최초 조립이 보다 용이하고 빠르며, 정비시 분해 및 재조립이 보다 용이하다. 문짝의 모든 구성요소들은 지지 프레임 안쪽에 위치하고 있기 때문에 접근성이 양호하다.

문짝의 프레임이 얇게 제조되고, 외부 패널에 밀접하게 위치하지만, 필라와 어느 정도 중첩되기 때문에, A-필라에서 B-필라로 힘을 전달하는 기능을 잘 수행할 수 있으며, 오프셋 정면 충돌시 문짝이 짓눌릴 위험이 종래의 제조된 차량 문짝에 비해 적다.

Claims (8)

1. 앞쪽에 있는 필라와 힌지 결합되고, 뒤쪽에 있는 필라와 상호 작용하는 잠금장치(lock)를 갖는 문짝을 구비한 차량에 있어서,

   상기 문짝이 프레스 성형된 고강도 강의 지지 프레임(10)을 가지고,

   상기 지지 프레임은 상부의 수평 모자모양 빔(14), 하부의 수평 모자모양 빔(16) 그리고 중간에 있는 측면충격 보호용 빔(22)에 의하여 상호 연결되는 두 개의 수직 모자모양 빔(13, 15)을 가지고,

   상기 모자모양 빔은 차량 내부를 향하는 크라운(12)을 가지고, 외측 플랜지(17)에 의하여 외부 패널(28)을 수반하며, 그리고

   상기 수직 모자모양 빔(13, 15) 중에서 적어도 한 개는, 상응하는 필라(30, 34)에 길이방향으로 적어도 일부(23, 24; 28)가 중첩되는 윤곽을 갖는 것을 특징으로 하는 차량.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 수직 모자모양 빔 중 뒤쪽에 있는 빔(15)이 상기 필라 중 뒤쪽에 있는 필라(34)에 중첩되는 것을 특징으로 하는 차량.
3. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수직 모자모양 빔 중 앞쪽에 있는 빔(13)이 상기 필라 중 앞쪽에 있는 필라(30)에 중첩되는 것을 특징으로 하는 차량.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 수직 모자모양 빔 중 앞쪽에 있는 빔(13)이 상기 문짝의 힌지 중 위쪽에 있는 것과 인접하여 길이 방향의 일부(23)에서 상기 앞쪽에 있는 필라(30)와 중첩되는 것을 특징으로 하는 차량.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 수직 모자모양 빔 중 앞쪽에 있는 빔(13)이 상기 문짝의 두 개의 힌지 사이의 영역이 아닌 상기 두 개의 힌지에 인접하게 상기 앞쪽에 있는 필라(30)와 중첩되는 것을 특징으로 하는 차량.
6. 제 1 항 내지 제 5 항에 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측면충격 보호용 빔(22)이 차량 내부를 향하는 크라운을 갖는 것을 특징으로 하는 차량.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측면충격 보호용 빔이 뒤쪽으로 경사져 내려오는 것을 특징으로 하는 차량.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 측면충격 보호용 빔(22)이, 상기 힌지 중 위에 있는 것의 아래쪽에 인접하게 상기 수직 모자모양 빔 중 앞쪽에 있는 빔(13)과 연결되는 것을 특징으로 하는 차량.