KR20170022193A - 차량 도어용 에어 도어체커 - Google Patents

Abstract

본 발명의 차량 도어용 에어 도어체커는 피스톤 스토퍼(2-1)를 구비한 체커암(2), 체커바디(4)가 고정된 도어(10)의 열림시 체커암(2)의 빠짐에 의한 내부 공간 확장으로 오리피스(5-1)를 통한 공기 유입이 이루어지는 반면 도어(10)의 닫힘시 체커암(2)의 인입에 의한 내부 공간 수축으로 오리피스(5-1)를 통해 공기 토출이 이루어지는 실린더 하우징(5)을 포함하고, 도어 폐속도 증가와 함께 증가되는 에어댐퍼효과를 구현함으로써 3.5m/s(약 0.3Mach)이상의 도어(10)의 폐속도에서도 부드러운 도어 닫힘이 가능하고, 특히 에어댐퍼 효과에 의한 충격완화로 어떠한 도어 폐속도 조건하에서도 슬램노이즈(slam noise)의 발생이 거의 없는 특징을 구현한다.

Description

차량 도어용 에어 도어체커{Air Door Checker for Automobile Door}

본 발명은 도어체커에 관한 것으로, 특히 도어의 과도한 폐속도 닫힘시 발생되는 슬램노이즈(slam noise)를 공기 댐핑력으로 감소하는 차량 도어용 에어 도어체커에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 도어에 적용되는 도어힌지는 도어 중량 지지와 함께 도어 개폐의 회전중심으로 작용하고, 도어체커는 도어를 단계적으로 열리게 작용한다.

일례로, 상기 도어체커는 체커암, 스프링과 고무 및 롤러를 내장한 체커바디, 스토퍼로 구성된다. 그러므로, 상기 도어체커는 체커암이 도어의 열림에 연동되어 체커바디를 빠져나갈 때 스프링과 고무 및 롤러에 의한 마찰력을 형성함으로써 도어 열림단의 설정 및 도어 닫힘속도 조절 작용을 하고, 특히 도어 오픈 시 중간에 도어를 멈출 수 있도록 작용한다.

국내특허공개공보 10-2006-0078206(2006년07월05일)

하지만, 도어체커는 체커바디에 내장된 스프링과 고무 및 롤러를 저항체로 함으로써 도어 열림 후 닫힘 시 폐속도가 증가되고, 폐속도 증가는 슬램노이즈(slam noise)를 증가시킴으로써 실내 탑승객이 느끼는 소음도 커질 수밖에 없다.

더구나, 도어체커의 저항체는 마찰력을 넘어서는 과도한 도어 닫힘시 도어 폐속도(일례로, 3.5m/s(약 0.3Mach)이상)를 감속하는 마찰력의 형성이 어려움으로써 충격흡수가 불가하고, 흡수되지 못하는 충격의 반복은 도어 개폐내구성을 악화시킬 수밖에 없다.

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 도어 닫힘시 도어 폐속도 증가와 함께 증가되는 에어댐퍼 작용으로 도어의 폐속도 조절이 이루어짐으로써 악조건의 도어 폐속도하에서도 부드러운 도어 닫힘이 가능하고, 특히 에어댐퍼 효과에 의한 충격완화로 어떠한 도어 폐속도 조건하에서도 슬램노이즈(slam noise)의 발생이 거의 없는 차량 도어용 에어 도어체커를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 에어 도어체커는 차체 패널에 고정되어 도어쪽으로 위치된 피스톤 스토퍼를 구비한 체커암; 상기 체커암이 관통하고, 상기 도어에 고정되어 상기 도어와 함께 움직이는 체커바디; 상기 도어의 열림시 상기 체커암의 빠짐으로 내부 공간이 확장되어 오리피스를 통해 공기 유입이 이루어지고, 반면 상기 도어의 닫힘시 상기 체커암의 인입으로 상기 내부 공간이 수축되어 상기 오리피스를 통해 공기 토출이 이루어지는 실린더 하우징;을 포함한 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 피스톤 스토퍼는 테이퍼진 형상이고, 상기 테이퍼진 형상의 최대직경은 상기 실린더 하우징의 내경과 일치되며, 상기 테이퍼진 형상의 최소직경은 상기 오리피스쪽을 향한다.

바람직한 실시예로서, 상기 실린더 하우징은 상기 체커바디에 고정되어 상기 도어의 내부 공간으로 위치된다. 상기 실린더 하우징은 단방향 폐쇄구조의 중공실린더 형상으로 이루어지고, 단방향 폐쇄 입구가 상기 체커바디에 고정되며, 단방향 폐쇄면에 상기 오리피스가 천공된다. 상기 오리피스는 상기 단방향 폐쇄면의 중심에 위치되거나 상기 단방향 폐쇄면의 중심에 동심원으로 다수개 천공된다.

이러한 본 발명은 도어의 폐속도가 일정속도를 초과하더라도 에어 도어체커의 에어댐퍼작용으로 도어 닫힘 속도가 감속됨으로써 실내 탑승객이 슬램노이즈(slam noise)로 인한 불편을 느끼지 않는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 에어 도어체커의 에어댐퍼작용으로 약 3.5m/s(약 0.3Mach)이상의 과도한 도어 폐속도를 감속함으로써 도어체커의 작동소음저감으로 도어의 개폐작용을 고급화할 수 있다.

또한, 본 발명은 에어 도어체커의 에어댐퍼작용으로 충격에 의한 도어 체커 부품의 떨림 방지와 충격흡수가 가능함으로써 도어 내구성이 크게 개선되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량 도어용 에어 도어체커의 구성도이고, 도 2는 도어의 풀 오픈상태로부터 약 중간 오픈상태까지 닫히는 과정에서 본 발명에 따른 에어 도어체커의 작용 상태이며, 도 3은 본 발명에 따른 에어 도어체커에서 발생되는 에어댐퍼효과의 형성원리이며, 도 4는 도어의 중간 오픈상태로부터 완전히 닫힌 도어에 연계된 본 발명에 따른 에어 도어체커의 연계 상태이고, 도 5는 본 발명에 따른 에어 도어체커의 에어댐퍼의 댐핑선도의 예이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 실시예에 따른 차량 도어용 에어 도어체커의 구성을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 에어 도어체커(1)는 체커암(2), 체커바디(4), 실린더 하우징(5)으로 구성된다.

구체적으로, 상기 체커암(2)의 전장길이는 도어의 풀 오픈 길이로 이루어지고 중간구간으로 단차진 절곡면(2a)을 형성함으로써 도어의 단계적 열림이 가능하다. 또한, 상기 체커암(2)은 일단에 피스톤 스토퍼(2-1)를 구비함으로써 도어의 열림 진행에 따라 실린더 하우징(5)의 대기유입공간을 확장하고, 반면 타단에 체커암 브래킷(3)을 구비함으로써 차체 패널과 스크류를 매개로 조립된다. 특히, 상기 피스톤 스토퍼(2-1)는 최대직경과 최소직경을 테이퍼 형상으로 이어주고, 상기 최대직경은 실린더 하우징(5)의 내경과 일치한다. 그러므로, 상기 체커암(2)은 도어의 열림과 닫힘 시 실린더 하우징(5)의 내면과 마찰접촉력을 최소화할 수 있다.

구체적으로, 상기 체커바디(4)는 도어와 스크류나 볼트를 매개로 조립되며, 체커암(2)의 움직임에 대해 저항체로 작용하는 스프링과 고무 및 롤러를 내장한다. 상기 스프링과 고무 및 롤러는 도시되지 않았으나 체커바디의 통상적인 구성요소이다.

구체적으로, 상기 실린더 하우징(5)은 단방향 폐쇄구조의 중공실린더 형상으로 이루어져 체커암(2)을 내부로 수용하는 전장 길이로 이루어지고, 단방향 개구부는 체커바디(4)에 용접이나 볼트로 고정되어 도어의 도어 패널이 형성한 내부 공간으로 위치되며, 단방향 폐쇄면에 오리피스(5-1)가 천공된다. 특히, 상기 실린더 하우징(5)의 내경은 피스톤 스토퍼(2-1)의 테이퍼진 형상의 최대직경과 과 일치하여 피스톤 스토퍼(2-1)가 미끄럼 이동된다. 그리고, 상기 오리피스(5-1)는 실린더 하우징(5)의 중심에 천공된 1개로 구성된다. 하지만, 상기 오리피스(5-1)는 실린더 하우징(5)을 빠져나가는 공기배출속도가 조절되도록 실린더 하우징(5)의 중심에 천공된 1개와 이를 동심원으로 둘러싸는 다수개로 구성될 수 있다.

한편, 도 2는 에어 도어체커(1)가 실 적용된 도어(10)의 닫힘 상태를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 에어 도어체커(1)의 체커암(2)은 차체 패널(20)에 고정된 상태에서 약 73°로 풀 오픈된 도어(10)로 인해 실린더 하우징(5)에서 최대로 빠져나온 상태이다. 이 경우, 실린더 하우징(5)의 내부 공간이 최대한 확장됨으로써 실린더 하우징(5)에는 공기로 가득 찬 상태이다. 이어, 도어(10)가 약 3.5m/s(약 0.3Mach)의 도어 페속도로 닫혀 약 35°열림 상태까지 진행된 경우로 가정하면, 에어 도어체커(1)의 실린더 하우징(5)은 체커암(2)쪽으로 진행됨으로써 실린더 하우징(5)의 내부공간은 체커암(2)의 피스톤 스토퍼(2-1)로 인해 축소된다. 이러한 과정에서 실린더 하우징(5)의 내부공간에 채워진 공기가 오리피스(5-1)로 빠져나감으로써 에어 도어체커(1)는 에어 댐퍼 효과를 형성하여준다.

한편, 도 3은 체커암(2)과 실린더 하우징(5)의 연계에 의한 에어 도어체커(1)의 작동원리를 예시한다. 도시된 바와 같이, 체커암(2)의 피스톤 스토퍼(2-1)와 실린더 하우징(5)의 오리피스(5-1)에 의한 에어댐퍼의 효과는 파스칼의 원리, 이상기체의 압축성, 오리피스관의 원리에 기초한다. 일례로, 유체는 3.5m/s(약 0.3Mach)이하시 비압축성을 유지함으로써 파스칼의 원리를 따르는 개폐가 이루어지고, 반면 3.5m/s(약 0.3Mach)이상시 압축됨으로써 공기의 압축분 만큼 반력이 생성된다.

그러므로, 도어의 폐속도가 약 3.5m/s(약 0.3Mach)이하인 경우 오리피스(5-1)는 주사기 작용을 통해 실린더 하우징(5)의 공기를 토출함으로써 반력 형성이 거의 없고, 반면 약 3.5m/s(약 0.3Mach)이상인 경우 압축성으로 에어 댐퍼로 작용함으로써 도어 닫힘시 반력이 발생되는 댐핑효과를 가져온다.

일례로, 실린더 하우징(5)의 실린더면적 Ap, 오리피스(5-1)의 오리피스 면적 Ao, 피스톤 스토퍼(2-1)가 밀어내는 공기가 오리피스(5-1)로 들어가는 공기의 공기유입속도 Vp, 오리피스(5-1)를 빠져나가는 공기의 공기토출속도 Vo, 이상기체의 공기밀도 1,177㎏/㎡(27℃), 도어 중량과 도어 열림/담힘의 총 경로 길이를 안다고 가정하면, 도어 폐속도 3.5m/s(약 0.3Mach)일 때 공기가 반력이 아닌 에어 댐퍼로 작용하기 위한 Ao는 다음식으로 구할 수 있다.

관계식 : Ao x Vo = Ap x Vp, Ao = (Ap x Vp)/Vo

한편, 도 4는 중간 오픈상태에서 완전히 닫힌 도어(10)에 연계된 에어 도어체커(1)의 작동 상태의 예이다.

도시된 바와 같이, 에어 도어체커(1)의 체커암(2)은 차체 패널(20)에 고정된 상태에서 0°로 풀로 닫힌 도어(10)로 인해 실린더 하우징(5)으로 최대한 인입된 상태이다. 이 경우, 실린더 하우징(5)의 내부 공간이 완전히 수축됨으로써 실린더 하우징(5)에는 공기가 모두 빠져 나간 상태이다.

그러므로, 도어(10)의 열림 동작은 에어 도어체커(1)의 체커암(2)이 차체 패널(20)에 고정된 상태에서 실린더 하우징(5)으로부터 빠져나옴으로써 실린더 하우징(5)의 내부 공간으로 공기가 유입되기 시작한다. 이 경우, 외부 공기는 오리피스(5-1)를 통해 실린더 하우징(5)의 내부 공간으로 빨려 들어감으로써 에어 도어체커(1)는 에어 댐핑 작용을 발생하지 않는다. 이어, 도어(10)가 풀 오픈됨으로써 에어도어체커(1)는 다시 도 2의 상태를 형성한 후 3.5m/s(약 0.3Mach)이상의 도어(10)의 폐속도에서 에어 댐퍼로서 작용한다.

한편, 도 5는 에어 도어체커(1)의 실린더 하우징(5)의 직경이 30mm이고, 도어 폐속도가 최대 5m/s로 변화되며, 도어 풀 오픈각이 68°이고, 오리피스(5-1)의 직경이 3.3mm인 조건에서 체커암(2)의 피스톤 스토퍼(2-1)와 실린더 하우징(5)의 오리피스(5-1)에 의한 에어댐퍼작용의 실험 예이다.

도시된 바와 같이, 에어 도어체커(1)의 에어댐퍼작용은 도어(10)의 약 3.0m/s 폐속도에서 형성되기 시작한 후 약 4.5m/s 폐속도까지 지속되면서 그 크기도 함께 증가됨을 알 수 있다. 그러므로, 도어(10)에 실 적용된 에어 도어체커(1)는 3.5m/s(약 0.3Mach)이상의 과도한 도어 폐속도에서도 슬램노이즈(slam noise)의 발생이 방지될 수 있다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차량 도어용 에어 도어체커는 피스톤 스토퍼(2-1)를 구비한 체커암(2), 체커바디(4)가 고정된 도어(10)의 열림시 체커암(2)의 빠짐에 의한 내부 공간 확장으로 오리피스(5-1)를 통한 공기 유입이 이루어지는 반면 도어(10)의 닫힘시 체커암(2)의 인입에 의한 내부 공간 수축으로 오리피스(5-1)를 통해 공기 토출이 이루어지는 실린더 하우징(5)을 포함하고, 도어 폐속도 증가와 함께 증가되는 에어댐퍼효과를 구현함으로써 3.5m/s(약 0.3Mach)이상의 도어(10)의 폐속도에서도 부드러운 도어 닫힘이 가능하고, 특히 에어댐퍼 효과에 의한 충격완화로 어떠한 도어 폐속도 조건하에서도 슬램노이즈(slam noise)의 발생이 거의 없게 된다.

1 : 도어체커 2 : 체커암
2-1 : 피스톤 스토퍼 3 : 체커암 브래킷
4 : 체커바디 5 : 실린더 하우징
5-1 : 오리피스
10 : 도어 20 : 차체 패널

Claims (8)

1. 차체 패널에 고정되어 도어쪽으로 위치된 피스톤 스토퍼를 구비한 체커암;
   상기 체커암이 관통하고, 상기 도어에 고정되어 상기 도어와 함께 움직이는 체커바디;
   상기 도어의 열림시 상기 체커암의 빠짐으로 내부 공간이 확장되어 오리피스를 통해 공기 유입이 이루어지고, 반면 상기 도어의 닫힘시 상기 체커암의 인입으로 상기 내부 공간이 수축되어 상기 오리피스를 통해 공기 토출이 이루어지는 실린더 하우징;
   을 포함한 것을 특징으로 하는 차량 도어용 에어 도어체커.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 피스톤 스토퍼는 테이퍼진 형상인 것을 특징으로 하는 차량 도어용 에어 도어체커.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 피스톤 스토퍼의 테이퍼진 형상의 최대직경은 상기 실린더 하우징(5)의 내경과 일치된 것을 특징으로 하는 차량 도어용 에어 도어체커.
   
4. 청구항 3에 있어서, 상기 피스톤 스토퍼의 테이퍼진 형상의 최소직경은 상기 오리피스쪽을 향하는 것을 특징으로 하는 차량 도어용 에어 도어체커.
   
5. 청구항 1에 있어서, 상기 실린더 하우징은 상기 체커바디에 고정되어 상기 도어의 내부 공간으로 위치된 것을 특징으로 하는 차량 도어용 에어 도어체커.
   
6. 청구항 1에 있어서, 상기 실린더 하우징은 단방향 폐쇄구조의 중공실린더 형상으로 이루어지고, 단방향 폐쇄 입구가 상기 체커바디에 고정되며, 단방향 폐쇄면에 상기 오리피스가 천공된 것을 특징으로 하는 차량 도어용 에어 도어체커.
   
7. 청구항 6에 있어서, 상기 오리피스는 상기 단방향 폐쇄면의 중심에 위치된 것을 특징으로 하는 차량 도어용 에어 도어체커.
   
8. 청구항 6에 있어서, 상기 오리피스는 상기 단방향 폐쇄면의 중심에 동심원으로 다수개 천공된 것을 특징으로 하는 차량 도어용 에어 도어체커.

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