KR20150140549A - 차량 도어 보강 삽입체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 도어에 대한 보강삽입체를 개시한다. 이 삽입체는 도어어셈블리의 폭에 걸쳐 연장되도록 도어어셈블리에 부착되는 도어빔을 구비한다. 삽입체는 또한 도어빔에 거의 평행하게 연장되어 도어빔에 결합되는 측방지지빔을 더 구비한다. 삽입체는 도어빔과 측방지지빔에 결합되어 전방 충격력을 도어빔과 측방지지빔에 전달하는 복수의 전방지지빔을 더 구비한다. 삽입체는 또한 도어빔과 측방지지빔에 결합되어 전방 충격력을 도어빔과 측방지지빔으로부터 전달하는 복수의 후방지지빔을 더 구비한다.

Description

차량 도어 보강 삽입체{VEHICLE DOOR REINFORCEMENT INSERT}

본 발명은 차량의 충격력을 분산시키는 시스템에 관한 것으로, 특히 충격력의 방향을 차량의 탑승구역으로부터 변경시키는 기술에 관한 것이다.

현대의 차량들은 대개 충돌시 충격력을 방향 변경 및/또는 흡수하는 다양한 기구들을 장비하고 있다. 예를 들어 일부 차량들은 정면충돌시 충격력의 일부를 흡수하는 크럼플존(crumple zone)을 가지도록 설계되어 있다. 대략적으로 크럼플존은 차량의 일부를 희생시킴으로써 충격력이 차량의 탑승구역으로부터 방향 변경되도록 작용한다. 그러므로, 충돌시에, 탑승구역의 구조적 완전성은 유지되면서 차량의 일부가 변형(crumple)되는 것처럼 보일 수 있다.

크럼플존의 채택과 더불어, 현대의 차량은 대개 승객에 대한 충격력을 최소화 및/또는 분산시키는 수단을 구비하고 있다. 예를 들어 안전벨트와 같은 탑승자 구속장치가 충격시 승객을 좌석에 고정시키도록 한다. 또한 충격으로부터 승객을 완충시키도록 충돌시 에어백이 전개될 수 있다. 일부 차량에서 에어백은 차량의 전방(정면충돌용)과 차량의 도어측(측면충돌용)에 모두 설치된다.

최근에 부상한 관심분야 중 하나는 스몰오버랩(small overlap) 정면충돌의 연구다. 완전 정면충돌(fully head-on collision)에 비해 스몰오버랩 정면충돌은 전형적으로 차량 전면의 일부만이 다른 물체에 충돌하는 것을 수반한다. 예를 들어 미국 고속도로안전보험협회(IIHS)는 차량 전면폭의 25% +/- 1%만이 장벽에 충돌하는 스몰오버랩 정면충돌에 대한 표준테스트를 공표했다. 이런 충격은 차량이 장벽에 정면충돌했을 경우와는 매우 다른 영향을 차량에 부여한다. 다시 말해, 다른 형태의 충격(완전 정면충돌, 측면충돌)에 대처하기 위한 수단들은 스몰오버랩 정면충돌에 대해 제대로 대처하지 못한다.

선행기술에서의 이와 같은 문제들을 해결하기 위해, 스몰오버랩 정면충돌과 같은 특정한 충돌조건에서 충격력을 제어된 방식으로 방향 변경하는 기술의 개발이 요구되고 있다.

이 배경기술 항목에 기재된 이상의 정보들은 단지 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이므로 당 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 선행기술을 구성하지 않는 정보를 포함하고 있을 수도 있다.

본 발명은 차량의 탑승구역에 대한 침입(intrusion)을 최소화하면서 충격력을 차량의 구조에 전달하는 시스템을 제공한다. 특히 스몰오버랩 정면충돌 등에서 발생되는 충격력을 차량의 B필라에 전달하도록 차량 도어의 내부공간에 충격력 전달경로가 설정되는 기술이 개시된다.

본 발명의 한 특징에 있어서, 차량 도어의 보강삽입체가 제공된다. 이 삽입체는 전폭에 걸쳐 도어 어셈블리(door assembly)에 부착되는 도어빔(door beam)을 포함한다. 이 삽입체는 또한 도어빔에 거의 평행하도록 연장되어 도어빔에 결합되는 측방지지빔을 포함한다. 삽입체는 또한 도어빔과 측방지지빔에 결합되어 전방충격력을 도어빔과 측방지지빔에 전달하는 복수의 전방 지지빔들을 더 포함한다. 삽입체는 또한 도어빔과 측방지지빔에 결합되어 전방충격력을 도어빔과 측방지지빔들로부터 전달하는 복수의 후방 지지빔을 더 포함한다.

본 발명의 한 특징에 있어서, 보강삽입체의 전방 및/또는 후방지지빔은 전방충격력이 방향 변경되는 다른 경로를 제공하도록 삼각형으로 구성될 수 있다. 본 발명의 일부 특징에 있어서, 이 도어빔은 측방충격 도어빔이 될 수 있다. 본 발명의 바람직한 한 실시예에서, 도어빔은 전방 지지빔이 형성하는 삼각형의 정점에 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 이 삽입체는 측방지지빔을 도어빔에 결합하는 복수의 중간 지지빔을 더 구비할 수 있다. 이 복수의 중간 지지빔과 도어힌지는 또한 그 정점이 측방지지빔에 결합되는 삼각형을 형성할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 복수의 전방 지지빔들은 도어힌지 연결점에서 도어어셈블리에 결합되도록 구성된다. 후방지지빔들도 전방충격력을 도어빔과 측방지지빔들로부터 차량의 B필라에 전달하도록 구성될 수 있다. 복수의 후방지지빔들은 경우에 따라 도어어셈블리의 핸들 아래쪽에 부착될 수 있다. 도어빔, 측방지지빔, 전방지지빔 또는 후방지지빔 중의 적어도 어느 하나는 중공(hollow)으로 구성될 수 있다. 한 실시예에 있어서, 전방 및 후방지지빔은 도어빔에 용접될 수 있다. 이 보강삽입체의 적어도 일부는 강철, 복합재 등 적절한 강성 재료로 구성될 수 있다.

또 다른 실시예에 있어서, 윈도우프레임과 이 윈도우프레임을 지지하는 베이스부가 포함되는 도어어셈블리가 개시된다. 이 도어어셈블리는 또한 그 폭에 걸쳐 연장되는 도어빔을 가지는 베이스부 내에 위치하는 보강삽입체 어셈블리를 구비한다. 이 보강삽입체는 또한 베이스부를 따라 도어빔에 거의 평행하게 연장되는 도어빔에 결합되는 측방지지빔을 구비한다. 보강삽입체는 또한 도어빔과 측방지지빔에 결합되어 전방충격력을 도어빔과 측방지지빔에 전달하게 구성된 복수의 전방지지빔들을 더 구비한다. 보강삽입체는 도어빔과 측방지지빔에 결합되어 전방충격력을 도어빔과 측방지지빔으로부터 전달하도록 구성된 복수의 후방지지빔을 더 구비한다.

또 다른 실시예에 있어서, 도어에 대한 보강삽입체는 전방충격력을 도어의 폭에 걸쳐있는 도어빔에 전달하는 수단을 구비한다. 보강삽입체는 또한 전방충격력을 도어빔으로부터 차량의 B필라에 전달하는 수단을 구비한다.

여기에 기재된 시스템과 방법들은 충격력을 차량의 B필라에 방향 변경시킴으로써 충돌시 도어의 변형을 크게 감소시키고 차량의 탑승공간의 완전성을 유지하게 한다.

이하 본 발명의 특징들을 첨부된 도면에 도시된 특정의 예시적 실시예들을 참조하여 상세히 설명할 것인데, 이 도면들은 단순히 설명을 위한 것으로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
도 1A는 40% 옵셋 정면충돌을 보이는 평면도,
도 1B는 완전 정면충돌을 보이는 측면도,
도 1C는 스몰오버랩 정면충돌을 보이는 평면도,
도 2는 차량 도어의 보강삽입체를 보이는 측면도,
도 3은 도 2의 보강삽입체의 상세 측면도,
도 4는 도 3의 보강삽입체가 차량 도어에 부착된 상태를 보이는 측면도,
도 5A-5C는 스몰오버랩 충돌시 형성될 수 있는 예상 충격력 전달경로를 보이는 측면도들,
도 6A-6B는 도어 보강삽입체를 사용한 SUV의 모의 충격 테스트 결과를 보이는 측면도 및 도표,
도 7A-7B는 도어 보강삽입체를 사용한 소형차량의 모의 충격 테스트 결과를 보이는 측면도 및 도표이다.

첨부된 도면은 실제 축척에 따른 것은 아니라 본 발명의 기본 원리의 예시가 되는 여러 가지 바람직한 특징들을 간략화하여 도시한 것이다. 여기서 개시된 본 발명의 특정한 설계 특징부들, 예를 들어 특정의 치수, 방향, 위치 및 형상 등은 특정의 의도하는 응용 및 사용 환경에 따라 결정될 것이다.

각 도면에서 참조번호들은 도면 전반에 걸쳐서 본 발명의 동일하거나 동등한 부분을 지시한다.

이하 본 발명을 당업계에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 구현할 수 있도록 설명한다.

여기서 사용하는 "차량" 또는 "차량의"라는 용어 또는 그 외의 유사한 용어는 일반적으로 스포츠 유틸리티 차량(SUV)를 포함한 승용차, 버스, 트럭, 다양한 상업용 차량 같은 동력차, 다양한 보트나 선박을 포함한 배, 항공기 등을 포함하는 것으로, 하이브리드 차량, 전기 차량, 플러그인 하이브리드 전기 차량, 수소 연료 차량 및 그 외의 다른 연료 차량(예를 들어, 석유 이외의 에너지원에서 유래한 연료)을 포함한다. 여기서 언급된 하이브리드 차량은 두 개 이상의 동력원을 갖는 차량, 예를 들어 가솔린 동력 및 전기 동력 차량이다.

여기서 사용하는 용어는 특정 실시형태만을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하려는 것은 아니다. 여기서 사용하는 바와 같은 단수 형태 "a", "an" 및 "the"는 문맥상 달리 분명히 지시하지 않는 한은 복수 형태도 포함하는 것이다. "포함하다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"이라는 용어는 본 명세서에서 사용될 때 언급한 특징부, 정수, 단계, 운전, 요소 및/또는 구성부품의 존재를 규정하는 것으로서 하나 이상의 다른 특징부, 수치, 단계, 운전, 요소, 구성부품 및/또는 이들 그룹의 존재나 추가를 배제하는 것은 아니다. 여기서 사용하는 " 및/또는"이라는 용어는 하나 이상의 관련된 기재된 항목의 일부 조합 및 전체 조합을 포함한다.

본 발명은 차량에서의 충격력을 분산시키는 시스템을 제공한다. 더 구체적으로 본 발명은 스몰오버랩(small overlap) 과정에서 발생하는 차량에 대한 충격력을 차량의 B필라에 전달되게 하는 기술을 포함한다.

특히 본 발명에서는 스몰오버랩 정면충돌의 문제점을 근본적으로 해결하기 위해, 충격력을 차량의 탑승공간으로부터 멀어지게 전달함으로써 이런 충돌 중의 도어 변형을 크게 감소시키는 차량 도어 보강삽입체를 개시한다.

본 발명에 따르면, 도어 보강삽입체는 측면 충격에 대하여 도어를 지지하는 도어빔을 포함할 수 있다. 또한 상기 삽입체는 도어빔에 평행하게 연장되는 측방지지빔을 포함할 수 있다. 도어빔 및/또는 측방지지빔에는 복수의 전방 및 후방지지빔이 연결된다. 전방지지빔은 차량의 전방 도어 힌지 필라로부터 충격력을 도어빔 및/또는 측방지지빔에 전달한다. 후방지지빔은 이 충격력을 도어빔 및/또는 측방지지빔으로부터 차량의 B필라로 전달하여 도어의 잠재적 변형 및 차량의 탑승공간 내로의 침입을 감소시킨다.

도 1A - 도 1C에는 다양한 타입의 차량 충격이 도시되어 있다. 도 1A는 전형적인 차량(100)에 대한 40% 옵셋 정면충돌을 도시한다. 이 시나리오에서 차량(100)은 차량(100)의 전방부 폭의 대략 40%가 장애물(102)과 충돌한다. 도 1B는 차량(100)에 대한 완전 정면충돌을 도시한다. 도 1A에 도시한 시나리오와는 달리, 도 1B에 도시한 시나리오에서는 차량(100)의 정면 폭의 100%가 장벽(108)과 충돌한다. 양 시나리오에서, 차량(100)은 도어 영역(104)에서는 비교적 영향을 받지 않은 채로 유지된다. 이는 대부분의 현대의 차량들이 실질적인 정면충돌을 보상하도록 설계되어 있기 때문이다. 다시 말해서, 차량(100)의 정면 구조 레일 중의 하나 또는 두 개가 각각 40% 옵셋 정면 또는 완전 정면충돌에서 충격력을 흡수하여 분배할 수 있다. 따라서 차량(100)의 하부구조는, 예를 들어 정면충돌 크림플존의 설치 등에 의해 차량(100)의 탑승공간으로의 충격력의 전달을 줄이도록 구성될 수 있다.

도 1C에는 차량(100)에 대한 스몰 오버랩 정면충돌이 도시되어 있다. 이 시나리오에서는 차량(100)의 정면 폭의 가장자리 부분만이 장애물(110)과 충돌한다. 충돌 시험의 목적에서 이 폭은 통상 20%+/-1%다. 그러나 실제의 충돌은 차량의 정면 폭의 몇 퍼센트에서도 발생할 수도 있을 것이다. 도 1A - 도 1B에 도시한 시나리오와는 달리, 도 1C에 도시된 스몰 오버랩 정면충돌은 도어 영역(104) 내에서 차량(100)의 상당한 도어 변형을 나타낸다. 이는 장애물(110)이 차량(100)의 프레임의 전방 레일과 빗나가는 방식으로 장애물(110)과 충돌하기 때문이다. 따라서 장애물(110)과의 충돌 중에 발생하는 충격력은 도어 영역(104)으로 전달되어 차량(100)의 실내로 유입될 가능성이 있다.

도 2에는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 차량 도어용 보강 삽입체들이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 차량 도어(202)는 일반적으로 베이스부(204)에 의해 지지되는 윈도우 프레임(206)을 포함할 수 있다. 베이스부(204)는 도어(202)의 기능들을 지원하는 다양한 장비들을 수용하는 중공(holow)의 내부공간을 구비할 수 있다. 예를 들어 베이스부(204)의 내부는 도어(202)의 윈도우(예를 들어, 도어(202)의 윈도우가 내려갔을 때), 윈도우를 승강시키는데 사용되는 기구(예를 들어, 수동 크랭크, 전기 모터 등), 도어(202)의 핸들을 지지하는 장비(예를 들어, 도어록 등), 그 조합 등을 수용하도록 구성될 수 있다.

도어(202)는 차량에 장착되어 차량 구조물을 따라서 여러 영역과 접촉할 수 있다. 바람직한 한 실시예에 의하면, 베이스부(204)는 축선(208)을 따라서 거의 수직으로 연장되는 차량의 힌지 컬럼에 연결된 하나 이상의 힌지를 포함할 수 있다. 또한 윈도우 프레임(206)은 도어(202)가 닫혔을 때 축선(210)을 따라서 위치하는 차량의 "A필라"와 접촉할 수 있다. 일반적으로, 차량의 A필라는 차량의 윈드시일드를 구성하는 구조 지지부를 의미한다. 베이스부(204)는 또한 축선(212)을 따라서 실질적으로 수직하게 연장되는 차량의 "B필라"에 도어(202)를 연결하도록 구성된 래치나 그 외의 기구를 포함할 수 있다. 일반적으로 차량의 B필라는 차량의 전방 도어를 차량의 제 2 최전방 도어 세트로부터 분리하는 차량의 제 2 최전방 지지 필라(즉, A필라 후방)를 의미한다. 도어(202)가 닫힌 상태일 때, 도어(202)는 힌지 필라에 연결된 하나 또는 복수의 힌지를 통해 그리고 B필라에 연결된 래치 기구에 의해 차량의 정위치에 유지된다. 반면 도어(202)가 개방상태일 때, 도어(202)를 B필라에 결합시키고 있던 래치가 해제되어 도어(202)가 힌지필라에 결합된 힌지에 대해 회전함으로써 도어(202)는 차량으로부터 반경방향으로 회전할 수 있게 된다.

본 발명의 다양한 실시예에서, 보강삽입체(200)는 도어(202) 내에 설치되어 전방 충격력을 차량의 B필라에 전달하게 된다. 다시 말해, A필라와 힌지필라에 발생된 충격력이 삽입체(200)을 통해 차량의 B필라 영역으로 전달된다. 이에 따라 삽입보강체(200)는 도어(202)의 종방향 충격강도를 증가시켜 스몰오버랩 전방충돌시 도어(202)의 변형과 좌굴(buckling)을 방지하게 된다.

본 발명의 여러 가지 실시예에 따른 보강삽입체(200)의 상세가 도 3에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 보강삽입체(200)는 차량의 전방부(예를 들어 차량의 힌지필라/A필라 영역)로부터 후방부(예를 들어 차량의 B필라 영역) 방향으로 도어의 거의 전폭에 걸쳐 연장되는 도어빔(302)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 도어빔(302)은 도어를 측방 충격에 대해 지지하도록 구성된다. 이에 따라 경우에 따라서 보강삽입체(200)는 도어를 측방 충격에 대해 지지하는 기존의 도어부재 상에 설치될 수 있다.

일부 실시예에서 보강삽입체(200)는 도어빔(302)에 거의 평행하게 연장되는 측방지지빔(316)을 포함할 수 있다. 측방지지빔(316)은 도어의 일부 또는 전폭에 걸쳐 연장되어 도어빔(302)에 결합될 수 있다. 일 실시예에 있어서 측방지지빔(316)은 복수의 중간지지빔(330)들을 통해 도어빔(302)에 결합된다.

보강삽입체(200)는 이 보강삽입체(200)를 전방결합점(304, 306)에서 도어의 전방부에 결합하도록 구성된 복수의 전방지지빔(318, 320)을 구비할 수 있다. 일 실시예에 있어서 전방결합점(304, 306)은 이를 통해 도어가 차량의 힌지필라에 결합되는 도어힌지 연결점이 된다. 다양한 실시예에서, 전방지지빔(318, 320)은 전방 충격력을 도어빔(302) 및/또는 측방지지빔(316)에 전달하도록 구성된다. 예를 들어, 스몰오버랩 전방충돌에서 차량의 힌지필라 영역에 가해지는 충격력은 전방지지빔(318, 320)을 통해 차량의 후방으로 도어빔(302) 및/또는 측방지지빔(316)으로 전달된다.

보강삽입체(200)는 이 보강삽입체(200)를 연결점(308-312)에서 도어프레임의 후방부에 결합하는 복수의 후방지지빔(324, 332)들을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 후방지지빔(324, 332)은 충격력을 도어빔(302) 및/또는 측방지지빔(316)으로부터 도어의 후방 및 차량의 B필라 영역으로 전달하도록 구성된다. 이에 따라 보강삽입체(200)는 충격 과정에서 충격력을 차량의 후방으로 전달하는 다수의 전달경로를 제공함으로써 도어의 구조적 완전성을 유지한다.

보강삽입체(200)는 경우에 따라 도어의 상부와 하부에 추가의 부착점을 가질 수 있다. 예를 들어 보강삽입체(200)는 도시된 바와 같이 보강삽입체(200)의 도어빔(302)을 하부 부착점(314)에 결합하는 빔들(322, 326)을 구비할 수 있다. 보강삽입체(200)는 또한 전방지지빔(320)을 도어빔(302)에 결합하는 지지빔(328) 등의 추가의 지지부재들을 구비할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 보강삽입체(200)은 임의 수의 삼각형을 형성함으로써 보강삽입체(200)내의 충격력을 유도 및 분산할 수 있다. 예를 들어 전방지지빔(318, 320)은 도시된 바와 같이 삼각형 커넥터들을 통해 부착점(304, 306)에 결합됨으로써 부착점(304, 306)으로부터의 충격력을 전방지지빔(318, 320) 으로 집중 및 유도하게 된다. 도시된 바와 같이, 일 실시예에서 도어빔(302)은 전방지지빔(318, 320)이 형성하는 삼각형의 정점에 결합될 수 있다. 이는 전방 충격력을 도어빔(302)으로 유도하도록 촉진한다. 본 발명의 일부 실시예에서 측방지지빔(316)과 중간지지빔(330)이 보강삽입체(200) 내에서 삼각형을 형성하도록 배열됨으로써 충격력을 보강삽입체(200)의 중간부위로 분배 및 유도한다. 또 다른 실시예에서, 후방지지빔(324, 332)들을 통해 임의 수의 삼각형이 형성됨으로써 전방충격력을 도어부착점(308-312)로 분배 및 유도하게 된다. 지지빔(322, 326)과 도어빔(302) 사이에, 지지빔(320, 328)과 도어빔(302) 사이에, 또는 다른 점들 사이에 추가적인 삼각형이 형성될 수 있다. 이에 따라 일부 실시예들에서는 보강삽입체(200)은 일반적으로 차량에 대한 전방충격력을 도어를 통해 차량 후방으로 전달하는 삼각형들의 격자구조를 형성할 수 있다.

제조 관점에서 보면, 일 실시예에서 보강삽입체(200)는 중공튜브 설계를 사용할 수 있다. 다시 말해 보강삽입체(200)의 일부 또는 모든 지지빔은 중공 형태가 될 수 있다. 칫수상으로는, 보강삽입체(200)의 특정 지지빔들은 다른 것들에 비해 직경이 더 크거나 작을 수 있다. 예를 들어 한 전방지지빔(318)은 다른 전방지지빔(320)에 비해 직경이 더 클 수 있고, 빔(326)은 다른 측방지지빔(316) 보다 직경이 더 클 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 여기에서 교시하는 본 발명의 범위 내에서 보강삽입체(200)의 치수가 특정 차량에 적합하도록 변경될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일부 실시예에 따라 도어(202)의 베이스부(204) 내에 설치된 보강삽입체(200)를 도시하고 있다. 유리하게도 이 보강삽입체(200)는 기존의 도어 어셈블리를 최소한만 변경하여 기존의 많은 도어 설계에 설치될 수 있다. (예를 들어 기존의 도어에 보강삽입체(200)을 맞춰 넣는 최소한의 변경이 필요할 것이다). 도시된 바와 같이 보강삽입체(200)는 도어(202)의 도어 래치구조(도시안됨)의 약간 아래의 부착점(304-312)에서 도어(202)에 설치될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 보강삽입체(200)의 빔들은 함께 결합 및/또는 용접이나 다른 결합수단(예를 들어 볼트, 브라켓 등)을 통해 도어(202)에 결합된다. 또한, 보강삽입체(200)는, 베이스부(204)의 내부공간이 도어의 윈도우, 윈도우 구동부, 및 도어(202) 내부 공간에 위치하는 그 외의 어떤 장치들이라도 그대로 수납하도록 하면서, 도어(202) 내에 위치할 수 있다.

도 5A-도 5C는 스몰오버랩 정면충돌 과정에서 발생할 수 있는 잠재적인 힘의 전달경로들을 도시하고 있다. 도 5A는 도 1C에서 보인 바와 같은 스몰오버랩 정면충돌에서 발생하는 충격력을 도시한다. 장애물(110)과 충돌 과정에서 충격력(502)가 차량(100)으로 전달된다. 차량(100)과 같은 전형적 차량에 있어서 충격력(502)은 힌지필라로부터 (예를 들어 경로(506)를 통해) 차량의 A필라로 전달되고, (예를 들어 경로 (504)를 통해) 차량의 도어 하부로 전달된다.

다양한 실시예에 따르면, 여기서 설명하고 있는 본 발명에 따른 도어 보강기술을 사용하면 충격력(502)의 전형적인 전달경로가 변경된다. 특히, 도 5B에 도시된 바와 같이, 충격력의 대부분은 경로(508)를 따라서 차량의 힌지필라 영역(510)으로부터 도어의 중간부를 통해 B필라 영역으로 전달된다. 이에 따라 여기 기재된 보강삽입체를 차량의 도어에 사용하는 경우, 전방충돌 과정에서 도어의 구조적 완전성이 유지된다. 도 5C에는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도어 보강 삽입체를 통한 충격력의 분배가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 도어 힌지(514, 516)에서 전달된 충격력이 대략 경로(518)을 따라 후방 접촉점(520)으로 전달된다. 다시 말해 보강삽입체는 충격력 부하를 차량의 B필라 영역(512)에 균등하게 분배시킬 수 있다.

스몰옵셋 전방충돌에 대한 차량의 구조적 성능을 평가하기 위한 다양한 시험방법들이 제안되어 왔다. 이와 같은 표준 시험방법 중의 하나가 2012년 12월에 미국고속도로안전보험협회(IIHS)가 발표한 "스몰오버랩 전방 충돌내구성 평가 충돌 시험 규정(버전 2)(Small Overlap Frontal Crashworthiness Evaluation Crash Test Protocol)(Version II)인데, 이는 시험과정에서 차량 폭의 겨우 25% +/- 1%가 장벽에 충돌하는 시험이다. 이 규정에 따르면, 차량의 탑승구역에 대한 침입을 평가하기 위해 충돌 중 차량의 다양한 점들에 대해 측정된다. 예를 들어, IIHS 규정에 의한 침입 측정은 조향컬럼, 좌하측 계기패널, 브레이크 페달, 주차 브레이크 페달, 좌측 풋레스트, 운전석을 바닥에 고정하는 두 후방 시트볼트, 좌측 토우팬(toepan), 상측 대시보드, 하측 및 상측 힌지필라(예를 들어 차량의 힌지필라/A필라상의 전체 여섯 점), 그리고 차량의 로커패널(rocker panel) 상의 여러 위치들에서 수행된다. 그 다음 각 점에서 침입량을 평가하여 그 차량이 시험 중에 양호한 구조적 성능을 나타냈는지 결정한다. 예를 들어 하부 힌지필라가 탑승구역 쪽으로 0-15cm 침입되면 "양호", 15-22.5cm은 "허용가능", 22.5-30cm면 "한계", 35cm 이상이면 "불량"이 된다.

도 6A-도 6B는 도어 보강삽입체를 사용한 SUV의 모의 충격시험 결과를 나타낸다. 도시된 바와 같이 비교기준 모의시험은 (예를 들어 측방충격을 지지하기 위한 도어빔만을 구비하는) 종래의 도어를 사용하는 SUV에 대해 수행되었다. 두 번째 모의시험은 이상에서 기술된 도어 보강삽입체가 사용된 차량에 대해 수행되었다. 도 6A에서, 기본 모의시험 결과(602)와 보강삽입체가 사용된 모의시험 결과(604)가 비교되고 있다. 도 6B에는 양 모의시험에서 침입 측정치(606)를 각 측정점(608)에 대해 표시한 막대그래프가 도시되어 있다. 시험에는 IIHS의 "스몰오버랩 전방 충돌내구성 평가 충돌 시험 규정(버전 2)(Small Overlap Frontal Crashworthiness Evaluation Crash Test Protocol)(Version II)에서 제안된 측정점들이 측정치(608)를 얻는데 사용되었다. 도시된 바와 같이 도어 보강삽입체가 SUV에 사용된 예비 시험은 대부분의 시험점에서 비교기준 이상의 개선을 나타냈다. 뿐만 아니라 보강삽입체를 사용한 모의시험 중의 탑승구역에 대한 최대침입도 현저히 감소했다.

도 7A-도 7B는 도어 보강삽입체를 사용한 소형차량의 모의 충돌시험의 결과를 도시하고 있다. 도 6A-도 6B에서 수행된 시험과 유사하게, 소형차량에 대한 비교기준 모의시험이 도어 삽입보강체를 사용한 결과와 비교되고 있다. 도 7A에는 비교기준 시험결과(702)가 도어 보강삽입체를 사용한 시험결과(704)와 비교되어 있다. 도 6A에 보인 SUV 모의시험과 유사하게 도 7A의 시험결과(702-704) 역시 도어 보강삽입체가 사용된 경우 전방 충격력의 대부분이 차량의 B필라로 전달됨을 나타낸다. 도 7B는 IIHS 규정에 의한 측정점(708)에 대한 모의시험(702, 704)의 침입 측정치(706)를 보이는 막대그래프이다. 도시된 바와 같이 소형차량에 대한 모의시험 결과는 거의 모든 측정점(708)에 대해 개선된 성능을 나타낸다. 뿐만 아니라 도어 보강삽입체가 사용된 경우 차량의 탑승구역에 대한 최대 침입도 현저히 감소되었다.

이와 같이, 본 명세서에는 스몰오버랩 정면충돌 과정에서 차량의 구조적 완전성을 현저히 향상시키는 것으로 모의시험들에 나타난 기술들을 개시하고 있다. 특히 전방 충격력을 차량의 B필라에 전달함으로써 충격시의 도어의 변형량을 감소시키는 동시에 차량의 탑승구역에 대한 침입을 감소시키는 도어 삽입보강체를 여기서 개시한다.

이상에 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하였으나 본 발명의 권리의 범위는 상술한 실시예들로 한정되지 않으며, 당업계에 통상의 지식을 가진 자가 첨부의 청구범위에서 규정하는 본 발명의 기본 개념을 이용하여 이루어지는 다양한 변형 및 개량 형태들도 본 발명의 권리의 범위에 속하는 것이다.

Claims (20)

1. 도어어셈블리의 폭을 따라 연장되어 상기 도어어셈블리에 결합되는 도어빔과,
   상기 도어빔에 평행하게 연장되어 상기 도어빔에 결합되는 측방지지빔과,
   상기 도어빔과 상기 측방지지빔에 결합되어 전방 충격력을 상기 도어빔과 상기 측방지지빔에 전달하는 복수의 전방지지빔과,
   상기 도어빔과 상기 측방지지빔에 결합되어 전방 충격력을 상기 도어빔과 상기 측방지지빔로부터 후방으로 전달하는 복수의 후방지지빔을
   구비하는 것을 특징으로 하는 차량 도어의 보강삽입체.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 전방지지빔이 삼각형을 형성하는 것을
   특징으로 하는 차량 도어의 보강삽입체.
3. 제2항에 있어서,
   상기 도어빔이 상기 삼각형의 정점에 교차하는 것을
   특징으로 하는 차량도어의 보강삽입체.
4. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 후방지지빔이 삼각형을 형성하는 것을
   특징으로 하는 차량 도어의 보강삽입체.
5. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 전방 지지빔이 도어힌지연결점에서 상기 도어어셈블리에 결합되는 것을
   특징으로 하는 차량 도어의 보강삽입체.
6. 제1항에 있어서,
   상기 측방지지빔을 상기 도어빔에 결합하는 복수의 중간지지빔이 더 구비되는 것을
   특징으로 하는 차량 도어의 보강삽입체.
7. 제6항에 있어서,
   상기 복수의 중간지지빔과 상기 도어힌지가 삼각형을 형성하고,
   상기 삼각형의 정점이 상기 측방지지빔에 결합되는 것을
   특징으로 하는 차량 도어의 보강삽입체.
8. 제1항에 있어서,
   상기 후방지지빔은 전방 충격력을 도어빔과 측방지지빔으로부터 차량의 B필라로 전달하도록 형성된 것을
   특징으로 하는 차량 도어의 보강삽입체.
9. 제1항에 있어서,
   상기 도어빔, 상기 측방지지빔, 상기 전방지지빔, 상기 후방지지빔 중의 적어도 어느 하나가 중공인 것을
   특징으로 하는 차량 도어의 보강삽입체.
10. 제1항에 있어서,
    상기 전방 및 후방지지빔이 도어빔에 용접되는 것을
    특징으로 하는 차량 도어의 보강삽입체.
11. 제10항에 있어서,
    상기 도어빔이 측방충격 도어빔인 것을
    특징으로 하는 차량 도어의 보강삽입체.
12. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 후방지지빔이 상기 도어어셈블리의 도어핸들 밑에서 상기 도어어셈블리에 부착되는 것을
    특징으로 하는 차량 도어의 보강삽입체.
13. 윈도우프레임과,
    상기 윈도우프레임을 지지하는 베이스부와,
    상기 베이스부내에 위치하는 보강삽입체 어셈블리로서, 상기 베이스부의 폭을 따라 연장되는 도어빔과, 상기 베이스부 전체에 걸쳐서 연장되며 상기 도어빔에 평행한 측방지지빔과, 상기 도어빔과 상기 측방지지빔에 결합되어 전방 충격력을 상기 도어빔과 상기 측방지지빔에 전달하는 복수의 전방지지빔과, 상기 도어빔과 상기 측방지지빔에 결합되어 전방 충격력을 상기 도어빔과 상기 측방지지빔로부터 후방으로 전달하는 복수의 후방지지빔을 갖는 보강삽입체 어셈블리를
    구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 도어어셈블리
14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 전방지지빔들이 삼각형을 형성하는 것을
    특징으로 하는 차량의 도어어셈블리.
15. 제14항에 있어서,
    상기 도어빔이 상기 삼각형의 정점과 교차하는 것을
    특징으로 하는 차량의 도어어셈블리.
16. 제 13항에 있어서,
    상기 복수의 후방지지빔이 삼각형을 형성하는 것을
    특징으로 하는 차량의 도어어셈블리.
17. 제 13항에 있어서,
    상기 베이스부가 상기 베이스부를 상기 차량에 결합하는 힌지연결점을 구비하며, 상기 복수의 전방지지빔들이 상기 힌지연결점에서 상기 도어어셈블리에 결합되는 것을
    특징으로 하는 차량의 도어 어셈블리.
18. 도어 폭을 따라 연장된 도어빔에 전방 충격력을 전달하는 수단과,
    상기 도어빔으로부터 상기 전방충격력을 차량의 B필라에 전달하는 수단을
    구비하는 것을 특징으로 하는 차량도어의 보강삽입체.
19. 제18항에 있어서,
    상기 도어빔을 평행하게 지지하는 수단을
    더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량도어의 보강삽입체.
20. 제19항에 있어서,
    상기 전방 충격력을 상기 평행지지수단에 전달하는 수단과,
    상기 평행지지수단으로부터 상기 전방충격력을 전달하는 수단을
    더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량도어의 보강삽입체.

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