KR20200130561A

KR20200130561A - 사이드 도어 임팩트 빔

Info

Publication number: KR20200130561A
Application number: KR1020190054327A
Authority: KR
Inventors: 김식; 김화남; 표세준; 임동언
Original assignee: 지금강 주식회사
Priority date: 2019-05-09
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2020-11-19
Also published as: KR102230088B1

Abstract

본 발명은 사이드 도어 임팩트 빔에 관한 것으로, 제1굴곡부와 제2굴곡부가 길이방향을 따라 연장되게 형성되는 베이스패널부와, 베이스패널부의 일측면부에 결합되고, 제1굴곡부와 제2굴곡부의 사이에 리브를 형성하는 보강리브부와, 패널 형상을 가지고, 베이스패널부에 타측면부에 결합되는 보강패널부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

사이드 도어 임팩트 빔{SIDE DOOR IMPACT BEAM}

본 발명은 사이드 도어 임팩트 빔에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 사이드 도어 내부에 설치되는 사이드 도어 임팩트 빔에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 측면 충돌 시 탑승자의 안전을 도모하기 위해 사이드 도어의 내부에 사이드 도어 임팩트 빔이 설치된다. 사이드 도어 임팩트 빔은 차량의 측면 충돌 시 충돌에너지를 흡수, 완화시키면서 사이드 도어가 차실 내로 진입되는 것을 방지하는 기능을 하게 된다. 이러한 사이드 도어 임펙트 빔은 사이드 도어의 강성을 주요하게 결정하게 되므로, 고장력 강관과 같은 금속재 빔으로 그 제작이 이루어지고 있다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개실용신안공보 제1999-0020935호(1999.06.25 공개, 발명의 명칭: 사이드도어 임펙트 빔 충격흡수장치)에 개시되어 있다.

본 발명은 차량 탑승자의 안전을 위한 강성을 확보할 수 있으면서도, 보다 경량된 무게로 제작할 수 있어 차량의 성능 향상을 도모할 수 있는 사이드 도어 임팩트 빔을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 사이드 도어 임팩트 빔은, 제1굴곡부와 제2굴곡부가 길이방향을 따라 연장되게 형성되는 베이스패널부; 상기 베이스패널부의 일측면부에 결합되고, 상기 제1굴곡부와 상기 제2굴곡부의 사이에 리브를 형성하는 보강리브부; 및 패널 형상을 가지고, 상기 베이스패널부에 타측면부에 결합되는 보강패널부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 베이스패널부는, 섬유소재를 포함하는 열가소성 수지를 프레스 성형하여 형성되고, 상기 보강리브부는, 섬유소재를 포함하는 열가소성 수지를 사출 성형에 의해 상기 베이스패널부에 일체로 접합하며 형성되며, 상기 보강패널부는, 상기 베이스패널부와의 접촉부가 상기 베이스패널부에 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 베이스패널부는, 상기 제1굴곡부와 상기 제2굴곡부가 형성되는 연장패널부; 상기 연장패널부의 단부에 상기 연장패널부보다 평탄하게 형성되고, 차체와 접하는 차체접속부; 및 상기 차체접속부 상에 관통되게 형성되고, 체결부재에 의해 상기 차체에 결합되는 결합홀부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 결합홀부는, 상기 베이스패널부를 구성하는 섬유소재가 끊김없이 상기 결합홀부의 가장자리부로 밀려나게 v자 단부 형상을 가지는 가공핀으로 상기 베이스패널부를 가압하여 생성되는 것을 특징으로 한다.

상기 보강리브부는, 상기 제1굴곡부를 따라 연장되는 제1연장부; 상기 제2굴곡부를 따라 연장되는 제2연장부; 상기 제1연장부와 상기 제2연장부의 사이에 형성되고, 복수개가 상기 제1연장부와 상기 제2연장부를 따라 배치되는 리브부; 및 상기 제1연장부의 연장방향과 직교되는 방향으로 연장되고, 상기 제1연장부와 상기 제2연장부의 단부가 연결되며, 상기 베이스패널부의 일측면부에 대응되는 형상으로 굴곡되는 단부보강부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 리브부는, 상기 제1연장부와 상기 제2연장부의 사이에 형성되고, 상기 베이스패널부에 밀착되며, 중간부측으로 갈수록 높이가 점차 높아지는 형상을 가지는 제1리브부; 상기 제1리브부와 교차되게 형성되는 제2리브부; 상기 제1리브부와 상기 제2리브부의 교차부에 상기 제1연장부를 따라 연장되게 형성되고, 상기 제1리브부와 상기 제2리브부의 중간부에 대응되는 높이로 형성되는 제3리브부; 및 상기 제1리브부, 상기 제2리브부, 상기 제3리브부의 교차부에 상기 제1리브부와 상기 제2리브부 보다 확장된 너비로 형성되는 교차보강부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 보강리브부는, 상기 베이스패널부의 가장자리부를 따라 연장되고, 단부가 상기 단부보강부와 연결되는 확장연장부; 및 상기 제1연장부와 직교되는 방향으로 연장되고, 상기 단부보강부의 사이에서 상기 확장연장부, 상기 제1연장부, 상기 제2연장부를 연결하며, 복수개가 이격되게 배치되는 확장연결부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 보강패널부는, 상기 베이스패널부의 1/3~1/5에 대응되는 길이를 가지고, 상기 베이스패널부의 길이방향 중간부에 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 보강패널부는, 패널 형상을 가지는 보강패널본체부; 상기 보강패널본체부의 일측부에 형성되고, 상기 제1굴곡부와 나란하게 연장되는 상기 베이스패널부의 제1가장자리부와 결합되는 제1결합부; 및 상기 보강패널본체부의 타측부에 형성되고, 상기 제2굴곡부와 나란하게 연장되는 상기 베이스패널부의 제2가장자리부와 결합되는 제2결합부;를 포함하여, 상기 베이스패널부와 상기 보강패널부가 폐단면 구조를 이루는 것을 특징으로 한다.

상기 보강패널부는, 상기 제1결합부와 상기 제2결합부의 사이에 형성되고, 상기 제1굴곡부와 상기 제2굴곡부의 사이에 오목하게 형성되는 탄성굴곡부와 결합되는 제3결합부;를 더 포함하여, 상기 베이스패널부와 상기 보강패널부가 2중 폐단면 구조를 이루는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 사이드 도어 임팩트 빔은, 제1굴곡부와 제2굴곡부가 베이스패널부 상에 나란히 배치되어 굽힘 강성을 다중으로 보강할 수 있고, 보강리브부에 의해 제1굴곡부와 제2굴곡부의 사이에 복수개의 리브를 형성함으로써, 다양한 방향에서 작용하는 굽힘력에 대한 굽힘 강성을 보다 안정적으로 구현할 수 있다.

또한, 본 발명은, 베이스패널부와 보강리브부를 결합한 결합체의 일부에 보강패널부를 추가로 결합함으로써, 중량의 증가를 최소화하면서 베이스패널부와 보강리브부가 결합된 결합체의 강성을 효율적으로 보강할 수 있다.

이에 따라, 본 발명은, 베이스패널부와 보강리브부, 보강패널부의 소재로서 열가소성 수지를 적용하더라도, 고장력 강관으로 제작하던 기존의 실시예에 준하는 강성을 구현할 수 있어, 보다 경량된 무게로 제작가능하면서도 차량 탑승자의 안전을 위한 강성을 안정적으로 확보할 수 있어 차량의 성능 향상을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 사이드 도어 임팩트 빔을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 요부 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 사이드 도어 임팩트 빔의 베이스패널부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 사이드 도어 임팩트 빔의 베이스패널부의 결합홀부를 형성하는 공정을 설명하고자 도시한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 사이드 도어 임팩트 빔의 보강리브부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 6은 도 1의 A부분 확대도이다.
도 7은 도 1의 B-B'선 단면도의 일례를 도시한 것이다.
도 8은 도 1의 B-B'선 단면도의 다른 일례를 도시한 것이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 사이드 도어 임팩트 빔의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 사이드 도어 임팩트 빔을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 요부 분해사시도이다.

도 1, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 사이드 도어 임팩트 빔(1)은 베이스패널부(10), 보강리브부(20), 보강패널부(30)를 포함한다.

베이스패널부(10)는 본 발명의 일실시예에 따른 사이드 도어 임팩트 빔(1)의 기본 골조를 이루는 부분으로, 전체적으로 패널 형상을 가지며, 제1굴곡부(12)와 제2굴곡부(13)가 길이방향을 따라 연장되게 형성된다. 보강리브부(20)는 베이스패널부(10)의 강성을 보강하는 부분으로, 베이스패널부(10)의 일측면부에 결합되고, 제1굴곡부(12)와 제2굴곡부(13)의 사이에 복수개의 리브를 형성한다. 베이스패널부(10)와 보강리브부(20)는 섬유소재를 포함하는 열가소성 수지를 포함하여 이루어진다.

보강패널부(30)는 베이스패널부(10)와 보강리브부(20)가 일체로 결합된 결합체를 보강하기 위한 것으로, 패널 형상을 가지고, 베이스패널부(10)에 타측면부에 결합된다. 보강패널부(30)는 베이스패널부(10)와의 접촉부를 베이스패널부(10)에 결합시킴으로써, 베이스패널부(10), 보강리브부(20)와 일체로 연결된다. 보강패널부(30)는 열가소성 수지 외에도 열경화성수지 등을 포함하여 강성을 보강가능하다면 다양한 소재를 적용할 수 있다.

베이스패널부(10)와 보강패널부(30)는 열가소성 수지를 프레스 성형하는 과정을 거쳐 설정 강도로 제작된다. 베이스패널부(10)의 소재로는 열가소성 연속섬유 플라스틱(CFT, continuous fiber thermoplastic), 열가소성 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRTP, carbon fibre reinforced thermoplastic), 프리프레그(Prepreg, Preimpregnated Materials) 등을 적용할 수 있으며, 베이스패널부(10)는 이러한 소재를 핫 프레스 몰딩(hot compression molding) 성형하거나, 레이저나 워터젯으로 커팅하여 제작할 수 있다.

프리프레그는 결합재(matrix)를 강화섬유(Reinforced Fiber)에 미리 함침시킨 시트(sheet) 형태의 소재로, 강화 섬유에 열경화성 수지를 침투시켜 반 경화상태로 만든 것이다. 강화섬유로는 주로 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유 등이 이용되고 있으며, 결합재로는 에폭시수지, 폴리에스테르수지, 열가소성수지 등이 사용된다. 프리프레그를 이용하여 생산된 복합재료는 타 재료에 비해 강도, 강성도, 내식성, 피로수명, 내마모성, 내충격성, 경량화 등의 다양한 특성을 개선할 수 있다.

보강리브부(20)는 베이스패널부(10)와 같은 모재(matrix)를 사용하는 열가소성 수지 또는 베이스패널부(10)와 다른 열가소성 수지를, 즉 이종 재질을 사출 성형에 의해 베이스패널부(10)에 일체로 접합하며 형성된다. 보강리브부(20)의 소재로는 열가소성 장섬유 플라스틱(LFT, Long Fiber Thermoplastic) 등을 적용할 수 있으며, 보강리브부(20)는 베이스패널부(10)를 사출 금형에 인서트(insert)한 상태에서 사출 성형함으로써, 베이스패널부(10)와 함께 결합된 형태로 제작될 수 있다.

열가소성 장섬유 플라스틱은 동일 길이의 섬유(예를 들어, 6~25mm)를 열가소성 수지로 함침하여 제조된다. 열가소성 장섬유 플라스틱은 열가소성 연속섬유 플라스틱과 비교해 가공성이 우수하여 사출에 의해 3차원 입체구조 및 미세구조를 신뢰성 있게 제작가능하며, 단섬유 보강 소재과 대비해, 물리적 강성이 우수하고, 인장 강도와 충격 강도를 동시에 유지할 수 있며, 피로저항성과 내크립성이 우수하다.

본 발명에 따른 사이드 도어 임팩트 빔(1)의 제작 시, 가공 편의성 등을 종합적으로 고려하여, 베이스패널부(10)의 소재로서 단방향으로 배열된 섬유소재에 수지가 함침되어 형성된 유디 테이프(UD tape, Uni-Directional tape)를, 보다 구체적으로는 폴리프로필렌 유디 테이프(PP UD tape, PolyproPylene Uni-Directional tape), 폴리아미드6 유디 테이프(PA6 UD tape, PolyAmide6 Uni-Directional tape) 등을 적용할 수 있다.

또한, 보강리브부(20)는 폴리프로필렌 열가소성 장섬유 플라스틱(PP LFT, PolyproPylene Long Fiber Thermoplastic), 폴리아미드6(PA6 LFT, PolyAmide6 Long Fiber Thermoplastic) 등으로 제작할 수 있으며, 보강패널부(30)는 유디 테이프, 패브릭 시트(fabric sheet) 등으로 제작할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 사이드 도어 임팩트 빔의 베이스패널부를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 사이드 도어 임팩트 빔의 베이스패널부의 결합홀부를 형성하는 공정을 설명하고자 도시한 개념도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 베이스패널부(10)는, 연장패널부(11), 제1굴곡부(12), 제2굴곡부(13), 차체접속부(17), 결합홀부(18)를 포함한다.

연장패널부(11)는 베이스패널부(10)의 주요 골조를 이루는 부분으로 일방향으로 연장된 직사각형 패널 형상을 가진다. 차체접속부(17)는 본 발명에 따른 사이드 도어 임팩트 빔(1)을 차체(2)에, 보다 구체적으로는 차량의 사이드 도어에 조립하기 위해 차체(2)와 접하는 부분으로, 연장패널부(11)의 양단부에 연장패널부(11)보다 평탄하게 형성된다. 즉, 연장패널부(11)는 베이스패널부(10)의 길이방향 중간부를 이루고, 차체접속부(17)는 베이스패널부(10)의 길이방향 양단부를 이룬다.

제1굴곡부(12)와 제2굴곡부(13)는 연장패널부(11)와 차체접속부(17)에 걸쳐 연속하여 형성된다. 제1굴곡부(12)는 상측으로 볼록하게 구부러진 단면 형상을 가지며, 베이스패널부(10)의 길이방향 일단부에서 타단부까지 연장되게 형성된다. 제2굴곡부(13)는 제1굴곡부(12)와 동일한 형상을 가지고, 제1굴곡부(12)와 이격된 위치에서 제1굴곡부(12)와 나란하게 연장된다.

제1굴곡부(12)는 굴곡연장부(121), 굴곡변화부(122), 굴곡완만부(123)를 포함한다. 굴곡연장부(121)는 연장패널부(11) 상에 형성되고, 볼록하게 구부러진 형상을 가진다. 굴곡변화부(122)는 굴곡연장부(121)의 양단부에, 보다 구체적으로는 차체접속부(17) 상에 연속하여 형성되고, 베이스패널부(10)의 길이방향 단부측으로 갈수록 굴곡이 완만해지는 형상을 가진다. 굴곡완만부(123)는 굴곡변화부(122)의 단부에 굴곡연장부(121)보다 완만하게 형성된다.

제2굴곡부(13)는 제1굴곡부(12)와 동일하거나 대응되는 구조를 가지므로 그 상세한 설명을 생략한다. 제1굴곡부(12)와 제2굴곡부(13)를 포함하는 복수개의 굴곡부가, 보다 구체적으로는 복수개의 굴곡연장부(121)가 나란히 배치됨에 따라 베이스패널부(10)의 굽힘 강성을 다중으로 보강하게 된다. 또한, 굴곡완만부(123)에 의해 베이스패널부(10)의 양단부는 평탄한 형상을 가지게 되며, 이에 따라 차체접속부(17)가 차량의 사이드 도어 패널에 대응되는 평탄한 형상을 가지고 차량의 사이드 도어 패널에 안정되게 면접촉, 밀착될 수 있다.

또한, 상향 굴곡되게 형성된 제1굴곡부(12)와 제2굴곡부(13)의 사이에 오목하게 형성되는 부분, 즉 하향 굴곡되게 형성되는 부분(이하 '탄성굴곡부(14)'라 한다.)은 차량의 사이드 도어에 충격력이 작용하게 되는 경우, 그 충격력이 가장 먼저 전해지게 되는 부분인데, 탄성굴곡부(14)에 충격력이 가해지면 보다 평탄하게 탄성변형되면서 충격력의 일부를 흡수, 완화시킴과 동시에, 제1굴곡부(12)와 제2굴곡부(13)로 그 충격력을 분산시키게 된다. 제1굴곡부(12)와 제2굴곡부(13), 탄성굴곡부(14)의 사이에는 오목한 형상의 공간부(이하, '리브공간부(S)'라 한다.)가 형성되며, 리브공간부(S) 상에는 보강리브부(20)의 리브부(23)가 배치된다.

결합홀부(18)는 체결부재(19)에 의해 차체(2)에 결합되는 장치부로, 차체접속부(17) 상에 관통되게 형성된다. 차체접속부(17) 상에 결합홀부(18)를 형성함으로써, 차체접속부(17)를 사이드 도어 패널 등에 안정되게 밀착시킨 상태로 체결부재(19)를 이용해 견고하게 조립할 수 있다. 본 발명에 따른 사이드 도어 임팩트 빔의 양단부는 리벳이나 볼팅으로 사이드 도어 패널에 조립되며, 결합 강성 보강을 위해 구조용 접착제가 복합적으로 적용될 수 있다.

결합홀부(18)는, 베이스패널부(10)의 프레스 성형 시, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 v자 단부 형상을 가지는 가공핀(P)으로 도 4의 (b), (c), (d)에 도시된 바와 같이 베이스패널부(10)를 점차적으로 가압하여, 베이스패널부(10)를 구성하는 섬유소재가 결합홀부(18)의 외측으로 밀려나게 가공핀(P)으로 파고들어감으로써 생성된다.

일반적으로 홀부를 형성함에 있어서는 길이방향을 따라 일정한 직경, 너비를 가지는 펀치로 소재를 펀칭하여 펀처의 단면 형상에 대응되는 스크랩(scrap)을 따내는 과정을 거치고 있다. 이러한 펀칭 공정을 섬유소재를 포함하는 열가소성 수지를 소재로 하는 본 발명에 따른 베이스패널부(10)에 적용하면, 펀칭 공정이 적용된 부분의 섬유소재가 절단되어 그 강성이나 연속성이 저하될 수 있다.

상기와 같이 v자 단부 형상을 가지는 가공핀(P)으로 베이스패널부(10)를 가압하여, 결합홀부(18)의 내측에 위치되던 베이스패널부(10)의 소재를 결합홀부(18)의 가장자리부로 밀어내는 방법으로 결합홀부(18)를 형성함으로써, 베이스패널부(10)를 구성하는 섬유소재가 절단되는 것을 최소화할 수 있고, 결합홀부(18)를 형성하더라도 베이스패널부(10)를 구성하는 소재의 특성을 그대로 유지, 활용할 수 있다.

도면 상에는 도시되어 있지 않으나, 베이스패널부(10)와 보강리브부(20) 간의 결합력을 강화하기 위해, 베이스패널부(10) 중 보강리브부(20)와의 결합부에 접합강화홀부(미도시)는 관통되게 형성할 수 있다. 일례로서, 접합강화홀부는 제1굴곡부(12)와 제2굴곡부(13) 상에 관통되게 형성되고, 제1굴곡부(12)와 제2굴곡부(13)의 연장방향을 따라 복수개가 이격되게 배치될 수 있다.

접합강화홀부를 형성하면, 베이스패널부(10)를 인서트한 상태로 보강리브부(20)를 사출 성형하는 과정에서 보강리브부(20)의 소재가 접합강화홀부의 내부로 인입되고, 베이스패널부(10)의 일측면부에서 접합강화홀부의 내부로 인입된 사출 소재는 접합강화홀부를 통과하여 베이스패널부(10)의 타측면부까지 도달된다. 이에 따라 접합강화홀부를 통과한 보강리브부(20) 부분(이하 '접합강화돌출부(미도시)'라 한다)은 접합강화홀부를 관통하는 리벳(rivet) 형상을 가진다.

접합강화홀부와 접합강화돌출부에 의해, 베이스패널부(10)와 보강리브부(20)간의 결합이 베이스패널부(10)의 일측면부에만 이루어지는 것이 아니라, 베이스패널부(10)의 내부 및 타측면부에서도 이루어지게 된다. 즉, 베이스패널부(10)와 보강리브부(20)간의 결합이 다양한 3차원 방향에서 이루어지게 되고, 특히 접합강화돌출부의 리벳 형상에 의해 보강리브부(20)가 베이스패널부(10)에 보다 견고하게 접합, 구속될 수 있다.

이러한 접합강화홀부는, 결합홀부(18)와 마찬가지로 베이스패널부(10)의 프레스 성형 시, v자 단부 형상을 가지는 가공핀(P)으로 베이스패널부(10)를 가압하여 형성함으로써, 베이스패널부(10)를 구성하는 소재의 특성을 그대로 유지, 활용할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 사이드 도어 임팩트 빔의 보강리브부를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 6은 도 1의 A부분 확대도이다.

도 5, 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 보강리브부(20)는 제1연장부(21), 제2연장부(22), 리브부(23), 단부보강부(24), 확장연장부(25), 확장연결부(26)를 포함한다.

제1연장부(21)는 제1굴곡부(12)의 상단부에 대응되는 위치에 제1굴곡부(12)를 따라 연장되게 형성된다. 제2연장부(22)는 제2굴곡부(13)를 따라 연장된다. 제2굴곡부(13)의 상단부에 대응되는 위치에 제2굴곡부(13)를 따라 연장되게 형성된다. 제1연장부(21)와 제2연장부(22) 상에는 복수개의 접합강화돌출부가 이격되게 형성되고, 베이스패널부(10)의 접합강화홀부에 인입된다. 접합강화돌출부의 상세한 구조와 작용에 대해서는 접합강화홀부에 대한 설명에 언급된 바 그 중복 설명을 생략한다.

리브부(23)는 제1연장부(21)와 제2연장부(22)의 사이에, 즉 리브공간부(S) 상에 복수개가 연속하여 배치된다. 도 5, 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 리브부(23)는 제1리브부(231), 제2리브부(232), 제3리브부(233), 교차보강부(234)를 포함한다.

제1리브부(231)는 양단부가 제1연장부(21), 제2연장부(22)와 각각 연결되고, 제1연장부(21), 제2연장부(22)의 연장방향과 상대각도를 가지도록 비스듬하게 연장된 형상을 가진다. 제1리브부(231)의 상부는 평탄한 형상을 가지며, 측면부 및 하부는 제1굴곡부(12)와 제2굴곡부(13)의 측면부 및 탄성굴곡부(14)에 대응되는 형상을 가지고, 베이스패널부(10)에 밀착, 접합된다.

이때, 제1리브부(231)는 연장방향의 중간부측으로 갈수록 높이가 점차 높아지는 형상을 가지게 되고, 이에 따라 제1리브부(231)는 중간부의 높이에 해당되는, 다른 표현으로는 리브공간부(S)의 높이에 해당되는 뒤틀림 강성, 굽힘 강성을 구현하게 된다.

제2리브부(232)는 제1리브부(231)와 'X'자 형상으로 교차되게 형성된다. 제1리브부(231)와 제2리브부(232)가 'X'자 형상으로 교차된 형상을 가짐에 따라, '+'자 형상을 가지는 경우와 비교해, 베이스패널부(10)와의 접합면적을 보다 확장시킬 수 있어 접합 강도를 향상시킬 수 있고, 좌우측, 상하측, 대각선방향을 포함한 다양한 방향에서 작용하는 굽힘력에 대한 굽힘 강성을 보다 안정적으로 구현할 수 있다.

제3리브부(233)는 제1리브부(231)와 제2리브부(232)의 교차부에, 즉 리브공간부(S) 상에 탄성굴곡부(14)의 연장 방향을 따라 연장되게 형성된다. 제3리브부(233)는 제1리브부(231)와 제2리브부(232)의 연장방향 중간부에 대응되는 높이로, 즉 교차부에 대응되는 높이로 형성된다. 제1리브부(231), 제2리브부(232), 제3리브부(233)의 상단부는 동일한 평면 상에 위치된다.

제1리브부(231), 제2리브부(232), 제3리브부(233)는 함께 '*'형상으로 교차된 형상을 이루게 된다. 제3리브부(233)를 형성함으로써, 베이스패널부(10)와의 접합면적을 보다 확장시킬 수 있어 접합 강도를 향상시킬 수 있고, 본 발명에 따른 사이드 도어 임팩드 빔(1)에 사이드 도어 내측으로 굽힘력이 작용 시, 보다 구체적으로는 베이스패널부(10)의 패널면과 직각되는 방향으로 굽힘력이 작용 시, 제3리브부(233)는 이러한 굽힘력에 대항하는 굽힘 강성을 주요하게 구현하게 된다.

또한, 제1리브부(231)와 제2리브부(232)는 상호 교차되게 연장됨과 동시에, 제1연장부(21)와 제2연장부(22)의 연장방향을 따라 복수개가 교대로 상호 연속하여 연결된다. 즉 제1리브부(231)의 단부가 이웃한 제2리브부(232)의 단부와 연속하여 연결된 구조를 가진다. 이에 따라, 제1리브부(231)와 제2리브부(232)는 함께 사각형(마름모꼴) 횡단면 형상의 폐단면 구조를 이루게 된다.

또한, 서로 다른 방향으로 연장되는 제1리브부(231)와 제2리브부(232), 제1연장부(21)는 함께 삼각형 횡단면 형상의 폐단면 구조를 이루고, 제1리브부(231)와 제2리브부(232), 제2연장부(22)도 삼각형 횡단면 형상의 폐단면 구조를 이루게 된다. 따라서, 제1연장부(21)와 제2연장부(22), 제1리브부(231), 제2리브부(232)에 의하면, 사각형 횡단면 형상과 삼각형 횡단면 형상이 연속하여 교대로 연결 및 배치되는 폐단면 구조를 구현하게 되며, 이러한 폐단면 구조의 특성에 따른 비틀림 강성을 구현할 수 있다.

제3리브부(233)는 상기와 같이 제1리브부(231)와 제2리브부(232)가 형성하는 사각형 공간부의 중간부를 가로질러 연장된다. 다른 표현으로, 제3리브부(233)는 제1리브부(231)와 제2리브부(232)가 이루는 사각형 횡단면의 중앙부를 가로지르면서 제1리브부(231)와 제2리브부(232)간의 교차부를 연속하여 통과하게 된다.

이에 따라, 제1리브부(231), 제2리브부(232), 제3리브부(233)는 함께 삼각형 횡단면 형상의 폐단면을 이루게 되고, 보강리브부(20)가 결합된 길이영역 전체에 걸쳐 제1연장부(21)와 접하는 제1열과, 제2연장부(22)와 접하는 제2열이 병렬되게 배치된 폐단면 구조를 구현하게 된다. 이때, 제1열과, 제2열 각각은 정립된 삼각형 횡단면 형상과 역립된 삼각형 횡단면 형상이 교대로 배치되며 연속하여 연결된 폐단면 구조를 가진다. 본 발명에 따른 보강리브부(20)에 의하면, 이러한 폐단면 구조에 따른 비틀림 강성(단위길이당 비틀림각)을 보강리브부(20)가 결합된 연장패널부(11)의 전 길이에 걸쳐 구현할 수 있다.

교차보강부(234)는 제1리브부(231)와 제2리브부(232), 제3리브부(233)의 교차부에 제1리브부(231)와 제2리브부(232) 보다 확장된 너비로 형성된다. 교차보강부(234)는 제1리브부(231)와 제2리브부(232)간 교차부를 따라, 다른 표현으로는 제1리브부(231)와 제2리브부(232)의 중간부에, 상하로 연장되는 기둥형상으로 형성된다. 교차보강부(234)에 의해 제1리브부(231)와 제2리브부(232)의 강성을 보다 안정되게 확보할 수 있고, 베이스패널부(10)에 대한 리브부(23)의 결합력을 강화할 수 있다.

단부보강부(24)는 제1연장부(21), 제2연장부(22), 확장연장부(25)의 연장방향 양단부를 상호 연결하는 장치부로, 선형의 형태를 가지고 제1연장부(21)의 연장방향과 직교되는 방향으로 연장되고, 베이스패널부(10)의 일측면부에 대응되는 형상으로 굴곡된다. 보다 구체적으로, 단부보강부(24)는 연장패널부(11)와 차체접속부(17)의 경계부에 대응되는 굴곡진 형상을 가지고, 연장패널부(11)와 차체접속부(17)의 경계부에 배치, 접합된다. 단부보강부(24)를 이용해 제1연장부(21), 제2연장부(22), 확장연장부(25)의 단부를 베이스패널부(10)에 안정되게 결속, 지지함으로써, 리브부(23)의 강성과 지지력을 보다 강화시킬 수 있다.

확장연장부(25)는 베이스패널부(10)의 제1가장자리부(15)와 제2가장자리부(16)를 따라, 보다 구체적으로는 베이스패널부(10)의 길이방향과 직교되는 베이스패널부(10)의 너비방향의 양단부에 베이스패널부(10)의 길이방향으로 연장되게 형성된다. 확장연장부(25)는 제1연장부(21), 제2연장부(22)와 설정 간격을 두고 나란하게 배치되고, 길이방향 양단부가 단부보강부(24)와 연결된다.

확장연결부(26)는 한 쌍의 확장연장부(25)와 제1연장부(21), 제2연장부(22)를 상호 연결하는 장치부로, 제1연장부(21)와 직교되는 방향으로 연장되게 형성되고, 복수개가 이격되게 배치된다. 확장연결부(26)는 제1리브부(231), 제2리브부(232), 제1연장부(21)간의 교차부에 대응되는 지점과, 제1리브부(231), 제2리브부(232), 제2연장부(22)간의 교차부에 대응되는 지점을 연속하여 통과하도록 연장된다.

다른 표현으로는, 확장연결부(26)는 제1리브부(231), 제2리브부(232), 제1연장부(21)간의 교차부에 대응되는 지점과 교차됨과 동시에, 제1리브부(231), 제2리브부(232), 제2연장부(22)간의 교차부에 대응되는 지점과 교차되게 연장된다. 확장연결부(26)는 복수개가 제1리브부(231), 제2리브부(232), 제1연장부(21)간의 교차부간의 이격거리에 대응되는 이격간격을 두고 배치된다.

확장연결부(26)는 연장패널부(11)의 일측면부에 대응되는 굴곡진 형상을 가지고, 선형의 형태로 연장되면서, 상기와 같이 제1리브부(231), 제2리브부(232)의 단부와 접하고, 제1연장부(21), 제2연장부(22)와 교차됨과 동시에 제3리브부(233)와 '+' 형태로 교차하게 된다. 베이스패널부(10)는 제1굴곡부(12)와 제2굴곡부(13)에 의해 3차원 입체 형상을 가지는데, 확장연장부(25)와 확장연결부(26)에 의해, 제1연장부(21)와 제2연장부(22), 리브부(23)를 포함한 보강리브부(20) 전체가 베이스패널부(10)의 일측면부 전방에 걸쳐에 안정되게 접합, 결속될 수 있다.

도 2를 참조하면, 보강패널부(30)는 베이스패널부(10)의 1/3이상 내지 1/5이하(예를 들어, 베이스패널부(10)의 전체길이의 1/4)에 대응되는 길이를 가지고, 베이스패널부(10)의 길이방향 중간부에 결합된다. 베이스패널부(10)의 길이방향 중간부는 굽힘 변형이 가장 주요하게 발생하게 되는 부분인데, 상기와 같이 보강패널부(30)를 베이스패널부(10)의 길이방향 중간부에 해당되는 일부에 한정적으로 결합시킴으로써, 중량의 증가를 최소화하면서 베이스패널부(10)와 보강리브부(20)가 결합된 결합체의 강성을 효율적으로 보강할 수 있다.

도 7은 도 1의 B-B'선 단면도의 일례를 도시한 것이고, 도 8은 도 1의 B-B'선 단면도의 다른 일례를 도시한 것이다.

도 2, 도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 보강패널부(30)는 보강패널본체부(31), 제1결합부(32), 제2결합부(33)를 포함한다.

보강패널본체부(31)는 보강패널부(30)의 기본 골조를 이루는 부분으로, 평탄한 사각형 패널 형상을 가진다. 제1결합부(32)는 보강패널본체부(31)의 일측부에 형성되고, 제1굴곡부(12)와 나란하게 연장되는 베이스패널부(10)의 제1가장자리부(15)와 결합된다. 제2결합부(33)는 보강패널본체부(31)의 타측부에 형성되고, 제2굴곡부(13)와 나란하게 연장되는 베이스패널부(10)의 제2가장자리부(16)와 결합된다.

베이스패널부(10)와 보강패널본체부(31)의 가장자리부가 제1결합부(32)와 제2결합부(33)에 해당되는 2개소에서 상호 결합됨에 따라, 베이스패널부(10)와 보강패널부(30)는 반원형 종단면 형상을 가지는 폐단면 구조를 구현하게 되고, 이러한 폐단면 구조에 따른 비틀림 강성(단위길이당 비틀림각)을 구현할 수 있다.

베이스패널부(10)와 보강패널부(30)의 제1결합부(32), 제2결합부(33)는 초음파 융착, 진동융착 등의 융착 방식으로 접합시킬 수 있다. 베이스패널부(10)와 보강패널부(30)는 섬유소재를 포함하는 열가소성 수지를 포함하여 이루어지는데, 섬유소재의 함량이 높을수록 융착 방식만으로는 베이스패널부(10)와 보강패널부(30)간의 접합 강도를 확보하기 어려운 경우, 본딩제를 복합적으로 적용하거나, 볼팅, 리벵팅 등의 체결 방식을 복합적으로 적용할 수 있다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 보강패널부(30)는 제1결합부(32), 제2결합부(33) 외에, 제1결합부(32)와 제2결합부(33)의 사이에 형성되고, 탄성굴곡부(14)와 결합되는 제3결합부(34)를 더 포함할 수 있다.

베이스패널부(10)와 보강패널본체부(31)는, 그 가장자리부가 제1결합부(32)와 제2결합부(33)에 해당되는 2개소에서 상호 결합됨과 동시에, 그 중간부가 제3결합부(34)에 해당되는 개소에서 상호 결합됨으로써, 반원형 종단면 형상을 가지는 2개의 폐단면 2개가 연속하여 연결된 2중 폐단면 구조를 구현하게 되고, 이러한 폐단면 구조에 따른 비틀림 강성(단위길이당 비틀림각)을 구현할 수 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 사이드 도어 임팩트 빔(1)에 의하면, 제1굴곡부(12)와 제2굴곡부(13)가 베이스패널부(10) 상에 나란히 배치되어 굽힘 강성을 다중으로 보강할 수 있고, 보강리브부(20)에 의해 제1굴곡부(12)와 제2굴곡부(13)의 사이에 복수개의 리브를 형성함으로써, 다양한 방향에서 작용하는 굽힘력에 대한 굽힘 강성을 보다 안정적으로 구현할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 베이스패널부(10)와 보강리브부(20)를 결합한 결합체의 일부에 보강패널부(30)를 추가로 결합함으로써, 중량의 증가를 최소화하면서 베이스패널부(10)와 보강리브부(20)가 결합된 결합체의 강성을 효율적으로 보강할 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 따른 사이드 도어 임팩트 빔(1)에 의하면, 베이스패널부(10)와 보강리브부(20), 보강패널부(30)의 소재로서 열가소성 수지를 적용하더라도, 고장력 강관으로 제작하던 기존의 실시예에 준하는 강성을 구현할 수 있어, 보다 경량된 무게로 제작가능하면서도 차량 탑승자의 안전을 위한 강성을 안정적으로 확보할 수 있어 차량의 성능 향상을 도모할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1 : 사이드 도어 임팩트 빔 2 : 차체
10 : 베이스패널부 11 : 연장패널부
12 : 제1굴곡부 13 : 제2굴곡부
14 : 탄성굴곡부 15 : 제1가장자리부
16 : 제2가장자리부 17 : 차체접속부
18 : 결합홀부 19 : 체결부재
20 : 보강리브부 21 : 제1연장부
22 : 제2연장부 23 : 리브부
24 : 단부보강부 25 : 확장연장부
26 : 확장연결부 30 : 보강패널부
31 : 보강패널본체부 32 : 제1결합부
33 : 제2결합부 34 : 제3결합부
121 : 굴곡연장부 122 : 굴곡변화부
123 : 굴곡완만부 231 : 제1리브부
232 : 제2리브부 233 : 제3리브부
234 : 교차보강부 P : 가공핀
S : 리브공간부

Claims

제1굴곡부와 제2굴곡부가 길이방향을 따라 연장되게 형성되는 베이스패널부;
상기 베이스패널부의 일측면부에 결합되고, 상기 제1굴곡부와 상기 제2굴곡부의 사이에 리브를 형성하는 보강리브부; 및
패널 형상을 가지고, 상기 베이스패널부에 타측면부에 결합되는 보강패널부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 사이드 도어 임팩트 빔.
제1항에 있어서,
상기 베이스패널부는, 섬유소재를 포함하는 열가소성 수지를 프레스 성형하여 형성되고,
상기 보강리브부는, 섬유소재를 포함하는 열가소성 수지를 사출 성형에 의해 상기 베이스패널부에 일체로 접합하며 형성되며,
상기 보강패널부는, 상기 베이스패널부와의 접촉부가 상기 베이스패널부에 결합되는 것을 특징으로 하는 사이드 도어 임팩트 빔.
제1항에 있어서,
상기 베이스패널부는,
상기 제1굴곡부와 상기 제2굴곡부가 형성되는 연장패널부;
상기 연장패널부의 단부에 상기 연장패널부보다 평탄하게 형성되고, 차체와 접하는 차체접속부; 및
상기 차체접속부 상에 관통되게 형성되고, 체결부재에 의해 상기 차체에 결합되는 결합홀부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 사이드 도어 임팩트 빔.
제3항에 있어서,
상기 결합홀부는,
상기 베이스패널부를 구성하는 섬유소재가 끊김없이 상기 결합홀부의 가장자리부로 밀려나게 v자 단부 형상을 가지는 가공핀으로 상기 베이스패널부를 가압하여 생성되는 것을 특징으로 하는 사이드 도어 임팩트 빔.
제1항에 있어서,
상기 보강리브부는,
상기 제1굴곡부를 따라 연장되는 제1연장부;
상기 제2굴곡부를 따라 연장되는 제2연장부;
상기 제1연장부와 상기 제2연장부의 사이에 형성되고, 복수개가 상기 제1연장부와 상기 제2연장부를 따라 배치되는 리브부; 및
상기 제1연장부의 연장방향과 직교되는 방향으로 연장되고, 상기 제1연장부와 상기 제2연장부의 단부가 연결되며, 상기 베이스패널부의 일측면부에 대응되는 형상으로 굴곡되는 단부보강부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 사이드 도어 임팩트 빔.
제5항에 있어서,
상기 리브부는,
상기 제1연장부와 상기 제2연장부의 사이에 형성되고, 상기 베이스패널부에 밀착되며, 중간부측으로 갈수록 높이가 점차 높아지는 형상을 가지는 제1리브부;
상기 제1리브부와 교차되게 형성되는 제2리브부;
상기 제1리브부와 상기 제2리브부의 교차부에 상기 제1연장부를 따라 연장되게 형성되고, 상기 제1리브부와 상기 제2리브부의 중간부에 대응되는 높이로 형성되는 제3리브부; 및
상기 제1리브부, 상기 제2리브부, 상기 제3리브부의 교차부에 상기 제1리브부와 상기 제2리브부 보다 확장된 너비로 형성되는 교차보강부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 사이드 도어 임팩트 빔.
제5항에 있어서,
상기 보강리브부는,
상기 베이스패널부의 가장자리부를 따라 연장되고, 단부가 상기 단부보강부와 연결되는 확장연장부; 및
상기 제1연장부와 직교되는 방향으로 연장되고, 상기 단부보강부의 사이에서 상기 확장연장부, 상기 제1연장부, 상기 제2연장부를 연결하며, 복수개가 이격되게 배치되는 확장연결부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사이드 도어 임팩트 빔.
제1항에 있어서,
상기 보강패널부는,
상기 베이스패널부의 1/3~1/5에 대응되는 길이를 가지고, 상기 베이스패널부의 길이방향 중간부에 결합되는 것을 특징으로 하는 사이드 도어 임팩트 빔.
제1항에 있어서,
상기 보강패널부는,
패널 형상을 가지는 보강패널본체부;
상기 보강패널본체부의 일측부에 형성되고, 상기 제1굴곡부와 나란하게 연장되는 상기 베이스패널부의 제1가장자리부와 결합되는 제1결합부; 및
상기 보강패널본체부의 타측부에 형성되고, 상기 제2굴곡부와 나란하게 연장되는 상기 베이스패널부의 제2가장자리부와 결합되는 제2결합부;를 포함하여,
상기 베이스패널부와 상기 보강패널부가 폐단면 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 사이드 도어 임팩트 빔.
제9항에 있어서,
상기 보강패널부는,
상기 제1결합부와 상기 제2결합부의 사이에 형성되고, 상기 제1굴곡부와 상기 제2굴곡부의 사이에 오목하게 형성되는 탄성굴곡부와 결합되는 제3결합부;를 더 포함하여,
상기 베이스패널부와 상기 보강패널부가 2중 폐단면 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 사이드 도어 임팩트 빔.