KR20180068180A - 차량용 도어 구조 - Google Patents

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KR20180068180A KR1020160169847A KR20160169847A KR20180068180A KR 20180068180 A KR20180068180 A KR 20180068180A KR 1020160169847 A KR1020160169847 A KR 1020160169847A KR 20160169847 A KR20160169847 A KR 20160169847A KR 20180068180 A KR20180068180 A KR 20180068180A
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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 차량용 도어 구조는 차량의 외측면을 형성하는 아우터 패널, 상기 아우터 패널에 체결되는 보강 빔, 상기 보강 빔에 체결되는 강화플라스틱 재질의 이너 패널, 및 상기 이너 패널과 상기 보강 빔을 서로 고정시키는 패스너를 포함할 수 있다.

Description

차량용 도어 구조{Door structure for vehicle}
본 발명은 차량용 도어 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속 재질로 제작된 아우터 패널과 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) 재질로 제작된 이너 패널이 서로 결합하여 도어를 형성한 차량용 도어 구조에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 도어는 차체에 의해 형성된 차실을 개폐하는 기능을 하도록 차체에 힌지를 매개로 차체에 회전 가능하게 장착된다.
최근에는 차량의 연비 향상을 위해 차량의 경량화가 이슈로 부각되고 있고, 이에 부응하여 차량의 도어도 강판 대신에 다른 재질, 예를 들면 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics; 탄소 섬유 강화 플라스틱) 재질을 사용하여 차량의 도어를 제작하는 시도가 계속적으로 이루어지고 있다.
차량의 도어는 통상적으로 차량의 폭 방향 외측에 위치하는 아우터 패널과, 내측에 위치하는 이너 패널이 서로 결합하여 형성되는 데, 아우터 패널과 이너 패널 모두다 CFRP 재질로 형성할 수 있지만, 도어의 적절한 강성 유지 등의 이유로 아우터 패널은 강판 혹은 알루미늄 재질로 제작하고 이너 패널은 CFRP 재질로 제작하여 서로 결합한 이종 재질의 차량용 도어 개발이 진행되고 있다.
상기와 같은 이종 재질의 차량용 도어를 구성함에 있어서, 아우터 패널과 이너 패널의 상호 결합 구조 및 강성 빔(임팩트 빔)의 장착 구조를 최적화할 수 있는 방안이 필요하게 되었다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
공개실용 1997-4843 공개특허 10-2008-0004978
본 발명의 실시 예는, 금속 재질로 제작된 아우터 패널과 CFRP 재질로 제작된 이너 패널 및 강성 빔을 서로 결합하여 도어를 구성함으로써, 부품수와 중량 및 원가 절감을 도모할 수 있는 차량용 도어 구조를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량용 도어 구조는 차량의 외측면을 형성하는 아우터 패널, 상기 아우터 패널에 체결되는 보강 빔, 상기 보강 빔에 체결되는 강화플라스틱 재질의 이너 패널, 및 상기 이너 패널과 상기 보강 빔을 서로 고정시키는 패스너를 포함할 수 있다.
상기 아우터 패널의 일측 가장자리를 상기 보강 빔의 일단부에 헤밍하여 상기 아우터 패널과 상기 보강 빔을 서로 고정시킬 수 있다.
상기 보강 빔은 상기 아우터 패널에 헤밍을 통해서 고정되는 제1 보강 부재, 상기 제1 보강 부재와 일체로 절곡되어 차체의 내측으로 연장되는 제2 보강 부재, 및 상기 제2 보강 부재와 일체로 절곡되어 상기 아우터 패널이 형성된 방향으로 연장되는 제3 보강 부재를 포함할 수 있다.
상기 이너 패널은 상기 아우터 패널에서 상기 제1 보강 부재에 헤밍된 헤밍부의 내측면에 접촉하도록 배치되는 제1 이너 부재, 및 상기 제1 이너 부재와 일체로 형성되고, 상기 제1 이너 부재와 설정된 각도를 두고 절곡된 형태를 가지고 차체 안쪽으로 연장되며, 상기 제2 보강 부재의 일측 외면에 접촉하도록 배치되는 제2 이너 부재를 포함할 수 있다.
상기 패스너(fastener)는 상기 제2 이너 부재와 상기 제2 보강 부재를 관통하여 상기 이너 패널과 상기 보강 빔을 서로 고정시킬 수 있다.
상기 패스너는 상기 제2 이너 부재와 상기 제2 보강 부재에 형성된 홀 안으로 삽입되는 삽입 부재, 및 상기 삽입 부재에 체결되어 상기 삽입 부재를 상기 이너 패널과 상기 보강 빔을 서로 고정시키는 고정 부재를 포함할 수 있다.
상기 제3 보강 부재는 상기 아우터 패널이 배치된 방향으로 연장되되, 상기 아우터 패널과 점차 가까워지고, 일측은 상기 아우터 패널에 접촉되는 구조를 가질 수 있다.
상기 강화플라스틱 재질의 이너 패널은 CFRP(carbon fiber reinforced plastic)이고, 상기 아우터 패널은 금속성 재질일 수 있다.
상기 아우터 패널의 안쪽면에 고정되어 상기 보강 빔의 위치를 결정하는 고정 돌기를 더 포함할 수 있다.
상기 고정 돌기는 상기 아우터 패널의 안쪽면에 사출되어 경화될 수 있다.
상기 보강부재에는 상기 고정 돌기가 걸리는 걸림 홈이 형성될 수 있다.
상기 걸림 홈은 상기 제1 보강 부재와 상기 제2 보강 부재가 연결되는 절곡 부분에 형성될 수 있다.
상기 보강 빔은 양단부가 상기 이너 패널의 앞뒤 방향 양단부를 연결하고, 상기 보강빔의 양측 가장자리에는 설정된 간격을 두고 돌기가 형성될 수 있다.
상기 보강빔의 길이방향 중심부에는 설정된 위치에 슬롯이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 구조는 차량의 외측면을 형성하는 금속 재질의 아우터 패널, 상기 아우터 패널의 가장자리 일측을 헤밍하여 상기 아우터 패널에 체결되는 금속 재질의 보강 빔, 상기 보강 빔에 체결되는 비금속 재질의 이너 패널, 및 상기 이너 패널과 상기 보강 빔이 서로 밀착된 부분을 관통하여 이들을 서로 고정시키는 패스너를 포함할 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라서, CFRP 재질로 제작된 이너 패널을 통해 중량 저감 및 연비 향상을 추구할 수 있다.
또한, 보강 빔과 아우터 패널을 헤밍결합하고, 보강 빔과 이너 패널을 패스너를 통해서 결합함으로써, 조립성, 및 생산성이 향상도히고, 정비 및 보수성도 향상될 수 있으며, 부품 수 및 중량을 줄일 수 있다.
또한, 아우터 패널에 사출되어 고정된 고정 돌기를 이용하여 아우터 패널에 고정되는 보강 빔의 위치를 용이하게 정확한 위치에 배치할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 구조의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 구조가 결합된 상태를 보여주는 일부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 구조의 일부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 구조의 일부 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 구조의 일부 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 구조에서 보강 빔이 설치된 상태를 보여주는 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.
하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 구조의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 차량용 도어 구조는 구성요소로써 아우터 패널(100), 보강 빔(120), 및 이너 패널(110)을 포함한다.
상기 아우터 패널(100)은 차량의 외측면을 형성하고, 상기 이너 패널(110)은 상기 아우터 패널(100)의 내측에 배치되고, 상기 이너 패널(110)과 상기 아우터 패널(100) 사이에는 상기 보강 빔(120)이 배치된다. 여기서, 상기 보강 빔(120)은 차량의 전후 방향으로 연장된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 이너 패널(110)은 CFRP(carbon fiber reinforced plastic)로 만들어질 수 있고, 상기 아우터 패널(100)과 상기 보강 빔(120)은 금속 재질로 만들어질 수 있다.
또한, 상기 아우터 패널(100)과 상기 이너 패널(110)은 서로 다른 재질을 가지고 있으며, CFRP로 만들어지고, 상기 아우터 패널(100)과 상기 이너 패널(110)은 헤밍결합되기 힘들다. 그러나, 상기 보강 빔(120)과 상기 아우터 패널(100)을 서로 헤밍결합하고, 패스터(체결구기)를 이용하여 상기 보강 빔(120)과 상기 이너 패널(110)을 서로 체결시킨다.
도 2를 참조하여, 상기 아우터 패널, 상기 이너 패널, 및 상기 보강 빔 사이의 연결구조에 대해서 좀 더 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 구조가 결합된 상태를 보여주는 일부 단면도이다.
도 2를 참조하면, 차량용 도어 구조는 구성요소로써 아우터 패널(100), 보강 빔(120), 이너 패널(110), 및 패스너(210)를 포함하고, 상기 아우터 패널(100)은 헤밍부(200)를 포함하고, 상기 보강 빔(120)은 제1 보강 부재(122), 제2 보강 부재(124), 및 제3 보강 부재(123)를 포함하며, 상기 이너 패널(110)은 제1 이너 부재(112), 및 제2 이너 부재(114)를 포함하고, 상기 패스너(210)는 삽입 부재(214)와 고정 부재(212)를 포함한다.
상기 보강 빔(120)은 상기 아우터 패널(100)의 내측면에 밀착되는 제1 보강 부재(122), 상기 제1 보강 부재(122)와 일체로 절곡되어 형성되어 차체의 내측으로 연장되는 제2 보강 부재(124), 및 상기 제2 보강 부재(124)와 일체로 절곡되어 형성되어 차체의 전후 방향으로 연장되는 제3 보강 부재(123)를 포함한다.
상기 아우터 패널(100)의 후단부는 차체 안쪽으로 180도 절곡되어 상기 보강 빔(120)의 상기 제1 보강 부재(122)에 헤밍된다. 따라서, 상기 아우터 패널(100)과 상기 보강 빔(120)은 상기 헤밍부(200)를 통해서 서로 접합된다.
상기 이너 패널(110)은 상기 헤밍부(200)의 외면에 접촉하는 제1 이너 부재(112), 및 상기 제1 이너 부재(112)와 일체로 형성되고 약 90도 절곡된 형태를 가지고 차체의 내측으로 연장되는 제2 이너 부재(114)를 포함한다.
그리고, 상기 패스너(210)는 상기 이너 패널(110)의 상기 제2 이너 부재(114)와 상기 제2 보강 부재(124)를 관통하여 상기 이너 패널(110)과 상기 보강 빔(120)을 서로 고정시킨다.
본 발명의 실시예에서, 상기 패스너(210)(fastener)는 상기 이너 패널(110)과 상기 보강 빔(120)을 따라서 설정된 간격을 두고 배열될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 구조의 일부 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 아우터 패널(100)은 상기 헤밍부(200)를 통해서 상기 보강 빔(120)의 상기 제1 보강 부재(122)와 헤밍결합되고, 상기 제2 보강 부재(124)에는 상기 패스너(210)가 삽입되어 체결되는 패스너 홀(300)이 형성된다.
그리고, 도 2의 구조와는 다르게, 상기 제3 보강 부재(123)는 전방으로 점차 상기 아우터 패널(100)의 내측면에 가까워지는 경사 구조를 가지며, 상기 제3 보강 부재(123)의 일부 구간은 상기 아우터 패널(100)의 내측면에 접촉되는 구조를 가질 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 구조의 일부 사시도이다.
도 4를 참조하면, 차량용 도어 구조는 구성요소로써 아우터 패널(100), 헤밍부(200), 제1 보강 부재(122), 제2 보강 부재(124), 및 고정 돌기(400)를 포함한다.
상기 고정 돌기(400)는 수지를 사출하여 상기 아우터 패널(100)의 내측면에 고정되어 형성된다. 그리고, 상기 고정 돌기(400)는 상기 보강 빔(120)의 위를 결정한다.
도 5를 참조하여, 상기 고정 돌기와 상기 보강 빔 사이의 체결구조에 대해서 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 구조의 일부 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 아우터 패널(100)의 일단부 가장자리가 상기 보강 빔(120)의 상기 제1 보강 부재(122)에 헤밍되어 접합되고, 상기 제1 보강 부재(122)와 상기 제2 보강 부재(124)가 서로 절곡되는 부분에 걸림 홈(410이 형성된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 아우터 패널(100)을 상기 보강 빔(120)의 상기 제1 보강 부재(122)에 헤밍하기 전에, 상기 보강 빔(120)의 상기 제1 보강 부재(122)를 상기 아우터 패널(100)의 일면에 밀착시키고, 상기 보강 빔(120)을 이동시켜서 상기 고정 돌기(400)가 상기 걸림 홈(410에 삽입되도록 상기 보강 빔(120)과 상기 아우터 패널(100)을 서로 결합한다.
그리고, 상기 아우터 패널(100)의 일단부의 가장자리를 헤밍하여 상기 헤밍부(200)를 형성하고, 헤밍과 동시에 상기 아우터 패널(100)은 상기 보강 빔(120)의 상기 제1 보강 부재(122)에 접합된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 구조에서 보강 빔이 설치된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 6을 참조하면, 상기 보강 빔(120)은 상기 이너 패널(110)의 앞뒤 양단부를 연결하며, 상기 보강빔(120)의 양측 가장자리 모서리에는 각각 돌기(600)가 형성되고, 일측 가장자리에 형성된 돌기와 타측 가장자리에 형성된 돌기는 서로 엇갈리게 배치된다.
아울러, 상기 보강빔(120)의 길이방향 중심부에는 설정된 길이의 슬롯(610)이 형성되고, 상기 슬롯(610)은 상기 보강빔(120)의 길이방향으로 설정된 간격을 두고 배열된다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 아우터 패널 110: 이너 패널
112: 제1 이너 부재 114: 제2 이너 부재
120: 보강 빔 122: 제1 보강 부재
124: 제2 보강 부재 126: 제3 보강 부재
200: 헤밍부 210: 패스너(fastener)
212: 고정 부재 214: 삽입 부재
300: 패스너 홀 400: 고정 돌기
410: 걸림 홈

Claims (15)

  1. 차량용 도어 구조에 있어서,
    차량의 외측면을 형성하는 아우터 패널;
    상기 아우터 패널에 체결되는 보강 빔;
    상기 보강 빔에 체결되는 강화플라스틱 재질의 이너 패널; 및
    상기 이너 패널과 상기 보강 빔을 서로 고정시키는 패스너;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 구조.
  2. 제1항에서,
    상기 아우터 패널의 일측 가장자리를 상기 보강 빔의 일단부에 헤밍하여 상기 아우터 패널과 상기 보강 빔을 서로 고정시키는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 구조.
  3. 제2항에서,
    상기 보강 빔은
    상기 아우터 패널에 헤밍을 통해서 고정되는 제1 보강 부재;
    상기 제1 보강 부재와 일체로 절곡되어 차체의 내측으로 연장되는 제2 보강 부재; 및
    상기 제2 보강 부재와 일체로 절곡되어 상기 아우터 패널이 형성된 방향으로 연장되는 제3 보강 부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 구조.
  4. 제3항에서,
    상기 이너 패널은 상기 아우터 패널에서 상기 제1 보강 부재에 헤밍된 헤밍부의 내측면에 접촉하도록 배치되는 제1 이너 부재; 및
    상기 제1 이너 부재와 일체로 형성되고, 상기 제1 이너 부재와 설정된 각도를 두고 절곡된 형태를 가지고 차체 안쪽으로 연장되며, 상기 제2 보강 부재의 일측 외면에 접촉하도록 배치되는 제2 이너 부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 구조.
  5. 제4항에서,
    상기 패스너(fastener)는 상기 제2 이너 부재와 상기 제2 보강 부재를 관통하여 상기 이너 패널과 상기 보강 빔을 서로 고정시키는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 구조.
  6. 제5항에서,
    상기 패스너는
    상기 제2 이너 부재와 상기 제2 보강 부재에 형성된 홀 안으로 삽입되는 삽입 부재; 및
    상기 삽입 부재에 체결되어 상기 삽입 부재를 상기 이너 패널과 상기 보강 빔을 서로 고정시키는 고정 부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 구조.
  7. 제3항에서,
    상기 제3 보강 부재는 상기 아우터 패널이 배치된 방향으로 연장되되, 상기 아우터 패널과 점차 가까워지고, 일측은 상기 아우터 패널에 접촉되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 구조.
  8. 제3항에서,
    상기 강화플라스틱 재질의 이너 패널은 CFRP(carbon fiber reinforced plastic)이고, 상기 아우터 패널은 금속성 재질인 것을 특징으로 하는 차량용 도어 구조.
  9. 제3항에서,
    상기 아우터 패널의 안쪽면에 고정되어 상기 보강 빔의 위치를 결정하는 고정 돌기; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 구조.
  10. 제9항에서,
    상기 고정 돌기는 상기 아우터 패널의 안쪽면에 사출되어 경화된 것을 특징으로 하는 차량용 도어 구조.
  11. 제9항에서,
    상기 보강부재에는 상기 고정 돌기가 걸리는 걸림 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 도어 구조.
  12. 제11항에서,
    상기 걸림 홈은 상기 제1 보강 부재와 상기 제2 보강 부재가 연결되는 절곡 부분에 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 도어 구조.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 보강 빔은 양단부가 상기 이너 패널의 앞뒤 방향 양단부를 연결하고,
    상기 보강빔의 양측 가장자리에는 설정된 간격을 두고 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 구조.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 보강빔의 길이방향 중심부에는 설정된 위치에 슬롯이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 도어 구조.
  15. 차량용 도어 구조에 있어서,
    차량의 외측면을 형성하는 금속 재질의 아우터 패널;
    상기 아우터 패널의 가장자리 일측을 헤밍하여 상기 아우터 패널에 체결되는 금속 재질의 보강 빔;
    상기 보강 빔에 체결되는 비금속 재질의 이너 패널; 및
    상기 이너 패널과 상기 보강 빔이 서로 밀착된 부분을 관통하여 이들을 서로 고정시키는 패스너;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 구조.
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