KR20220025388A - 차량용 체결 구조 - Google Patents

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KR1020200106034A
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조장현
박규성
박기웅
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 차량용 체결 구조에 관한 것으로, 패널에 삽입되는 아우터 클립이 형성된 어퍼 트림 및 상기 아우터 클립에 삽입되는 이너 클립이 형성된 로워 트림을 포함한다.

Description

차량용 체결 구조{FASTENING STRUCTURE FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 체결 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 별도의 체결구 없이 구성 부품을 결합할 수 있는 차량용 체결 구조에 관한 것이다.
일반적 차량 부품의 체결구조는 별도의 체결구(fastener), 예를 들어 스틸 재질 또는 플라스틱 재질의 클립 등을 이용해 차량 부품과 차체를 고정한다. 이와 같은 방식은 차량의 충돌시 차량 부품과 차체가 분리될 수 있다. 특히, 트림을 체결하는 체결구조는 차량의 측면 충돌시 판넬에서 트림이 이탈하는 문제가 있다. 이를 개선하기 위해 체결구에 높은 체결력이 요구되나, 높은 체결력을 가진 체결구를 사용할 경우 조립시 체결구가 파손되거나, 정비성이 악화되는 문제가 있다.
또한, 일반적인 클립 구조는 사출물 사이의 일반 결합 구조로서, 장기간 사용에 의한 부품간의 변형으로 체결력이 약화되는 문제점이 발생한다.
이를 개선하기 위해 체결구의 두께를 증대하는 방법이 고려될 수 있으나, 체결구의 성능 예측이 쉽지 않아 차종에 따른 별개의 설계가 필요한 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 별도의 체결구 없이 차량용 부품을 차체와 연결하는 차량용 체결 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 차량용 체결 구조는 패널에 삽입되는 아우터 클립이 형성된 어퍼 트림 및 상기 아우터 클립에 삽입되는 이너 클립이 형성된 로워 트림을 포함할 수 있다.
상기 아우터 클립의 내측에는 상기 이너 클립이 삽입되는 체결 공간이 형성되고, 상기 아우터 클립에 상기 이너 클립을 체결시 상기 이너 클립과 상기 아우터 클립 사이에는 충격 흡수 공간이 형성될 수 있다.
상기 충격 흡수 공간의 단면은 상기 체결 공간의 단면의 40% 내지 45% 일 수 있다.
상기 체결 공간은 그 끝단을 향해 단면이 좁아지는 형상일 수 있다.
상기 아우터 클립의 상기 패널과 접촉하는 부분에는 오목부가 형성될 수 있다.
상기 오목부의 두께는 상기 패널 두께의 80% 내지 90% 일 수 있다.
상기 오목부에 인접하여 상기 체결 공간의 끝단을 향해 오버랩부가 경사 형성될 수 있다.
상기 체결 공간의 최대 폭은 상기 오버랩부 폭의 2배 이상일 수 있다.
상기 오목부 및 상기 오버랩부를 제외한 상기 아우터 클립의 두께는 상기 어퍼 트림 두께의 70% 내지 75% 일 수 있다.
상기 아우터 클립과 상기 어퍼 트림은 인서트 사출되어 일체로 형성될 수 있다.
상기 이너 클립 및 상기 로워 트림은 인서트 사출되어 일체로 형성될 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 차량용 체결 구조는 패널, 상기 패널에 결합되는 아우터 클립이 형성된 제1 결합 구조, 및 상기 아우터 클립에 삽입되는 이너 클립이 형성된 제2 결합 구조를 포함하되, 상기 아우터 클립의 내측에는 상기 이너 클립이 삽입되는 체결 공간이 형성되고, 상기 아우터 클립에 상기 이너 클립을 체결시 상기 이너 클립과 상기 아우터 클립 사이에는 충격 흡수 공간이 형성될 수 있다.
상기 충격 흡수 공간의 단면은 상기 체결 공간의 단면의 40% 내지 45% 일 수 있다.
상기 체결 공간은 그 끝단을 향해 단면이 좁아지는 형상일 수 있다.
상기 아우터 클립의 상기 패널과 접촉하는 부분에는 오목부가 형성될 수 있다.
상기 오목부의 두께는 상기 패널 두께의 80% 내지 90% 일 수 있다.
상기 오목부에 인접하여 상기 체결 공간의 끝단을 향해 오버랩부가 경사 형성될 수 있다.
상기 체결 공간의 최대 폭은 상기 오버랩부 폭의 2배 이상일 수 있다.
상기 오목부 및 상기 오버랩부를 제외한 상기 아우터 클립의 두께는 상기 제1 결합 구조 두께의 70% 내지 75% 일 수 있다.
상기 아우터 클립과 상기 제1 결합 구조는 인서트 사출되어 일체로 형성되고, 상기 이너 클립 및 상기 제2 결합 구조는 인서트 사출되어 일체로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 체결 구조에 의하면 별도의 체결구 없이 차량용 부품을 차체와 연결할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 체결 구조에 의하면 차량의 충돌시 충격을 흡수 할 수 있는 별도의 공간을 형성하여 충돌시 차량용 부품 등의 파손이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 체결 구조에 의하면, 조립시 탄성 구조로 체결에 많은 힘을 들이지 않고 체결을 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 체결 구조에 의하면, 장기간 사용으로 인한 부품 변형이 발생 하더라도 체결력을 유지할 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 체결 구조가 적용된 B필러의 정면도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 차량용 체결 구조가 적용된 어퍼 트림의 사시도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 체결 구조가 적용된 로워 트림의 사시도이다.
도4 및 도5는 본 발명의 실시예에 의한 차량용 체결 구조가 적용된 어퍼 트림 및 로워 트림의 결합 방법을 나타낸 단면도이다.
도6은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 체결 구조가 적용된 어퍼 트림의 단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 체결 구조가 적용된 B필러의 정면도이다.
본 발명의 실시예에 의한 차량용 체결 구조는 별도의 체결구 없이 구성 부품을 차체에 결합할 수 있는 것으로, 이해의 편의를 위해 B필러(10)에 적용된 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니고, 2개 이상의 부품을 겹쳐 차체(패널)에 고정하는 다양한 결합 구조에 적용될 수 있다.
도1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 체결 구조는 어퍼 트림(30)과 로워 트림(70)이 패널(도4 및 도5의 60 참조)에 결합한 B 필러(10)에 적용될 수 있다.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 차량용 체결 구조가 적용된 어퍼 트림의 사시도이다.
도2를 참조하면, 상기 어퍼 트림(30)의 내측에는 아우터 클립(40)이 형성된다.
상기 아우터 클립(40)과 상기 어퍼 트림(30)은 인서트 사출되어 일체로 형성될 수 있다.
도3은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 체결 구조가 적용된 로워 트림의 사시도이다.
도3을 참조하면, 상기 로워 트림(70)의 내측에는 이너 클립(80)이 형성된다.
상기 이너 클립(80) 및 상기 로워 트림(70)은 인서트 사출되어 일체로 형성될 수 있다.
도4 및 도5는 본 발명의 실시예에 의한 차량용 체결 구조가 적용된 어퍼 트림 및 로워 트림의 결합 방법을 나타낸 단면도이다.
도1 내지 도5를 참조하면, 상기 패널(60)에 상기 어퍼 트림(30)의 상기 아우터 클립(40)이 삽입되고, 상기 로워 트림(70)의 상기 이너 클립(80)이 상기 아우터 클립(70)에 삽입되어, 상기 패널(60), 상기 어퍼 트림(30) 및 상기 로워 트림(70)이 별도의 체결구 없이 결합된다. 따라서, 차량 생산성이 향상되고, 전체 부품 수를 줄일 수 있다.
도6은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 체결 구조가 적용된 어퍼 트림의 단면도이다.
도1 내지 도6을 참조하면, 상기 아우터 클립(40)의 내측에는 상기 이너 클립(80)이 삽입되는 체결 공간(42)이 형성되고, 상기 아우터 클립(40)에 상기 이너 클립(80)을 체결시 상기 이너 클립(40)과 상기 아우터 클립(80) 사이에는 충격 흡수 공간(44)이 형성될 수 있다.
상기 충격 흡수 공간(44)의 단면은 상기 체결 공간(42)의 단면의 40% 내지 45% 일 수 있다.
상기 체결 공간(42)의 단면은 상기 아우터 클립(40)의 내측 전체의 단면으로 정의되며, 상기 충격 흡수 공간(44)의 단면은 상기 아우터 클립(40)과 상기 이너 클립(40)이 형성하는 내측 단면으로 정의될 수 있다.
상기 체결 공간(42)이 상기 아우터 클립(40)의 내측에 형성되어, 상기 아우터 클립(40)을 상기 패널(60)에 체결시, 상기 아우터 클립(40)이 일부 변형되며 큰 힘을 들이지 않더라도 상기 아우터 클립(40)을 상기 패널(60)에 용이하게 체결할 수 있다.
차량의 충돌시, 상기 충격 흡수 공간(44)에 의해 상기 아우터 클립(40)이 변형되며 충격을 흡수할 수 있다.
즉, 충돌로 인해 차체 변형이 발생되었을 경우, 상기 아우터 클립(40)과 상기 이너 클립(80) 사이의 상기 충격 흡수 공간(44)에 의해 상기 아우터 클립(40)이 변형될 여유가 생기며, 상기 이너 클립(80)으로 충격이 전달되는 시간을 지연시키며 충격량을 저감할 수 있다.
상기 충격 흡수 공간(44)의 단면이 상기 체결 공간(42)의 단면의 45% 초과일경우 충격시 변형량이 과다해져 상기 아우터 클립(40)의 파손 가능성이 있고, 상기 충격 흡수 공간(44)의 단면이 상기 체결 공간(42)의 단면의 40% 미만일 경우 충격 시간을 지연시키지 못해 충격 흡수 기능을 못할 수 있다. 또한, 상기 아우터 클립(40)의 수축 방향이 변경되어 후술하는 내열 수축 강건성에 악영향을 미칠 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 차량용 체결 구조의 상기 아우터 클립(40)은 그 내측이 비워진 형태로, 상기 패널(60)에 체결시 체결력을 감소 시킬 수 있다. 즉, 상기 아우터 클립(40)을 상기 패널(60)에 조립시 상기 아우터 클립(40)의 일부 변형이 가능하여 조립이 용이할 수 있다.
또한, 상기 아우터 클립(40)을 상기 패널(60)에 조립 후, 상기 이너 클립(80)을 상기 아우터 클립(40)에 삽입하여 상기 아우터 클립(40)의 빈 공간을 채움으로써, 고정력을 증가 시킬 수 있다. 즉, 상기 아우터 클립(40)의 측면을 상기 이너 클립(80)이 지지하여 고정력을 상승시킬 수 있다.
상기 아우터 클립(40)과 상기 이너 클립(80)은 제작시, 또는 사용중의 열변형이 발생할 수 있다. 즉, 상기 이너 클립(80)의 경우, 도6의 좌우측으로 열변형이 발생할 수도 있고, 상기 아우터 클립(40)은 그 내측 방향으로 열변형이 발생할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 의한 차량용 체결 구조의 경우, 상기 아우터 클립(40) 내측으로 상기 이너 클립(80)이 압입되는 구성으로, 상기 아우터 클립(40)과 상기 이너 클립(80)의 고정력을 유지할 수 있고, 상기 어퍼 트림(30)과 상기 로워 트림(70)의 갭 단차 관리가 용이할 수 있다.
상기 체결 공간(42)은 그 끝단을 향해 단면이 좁아지는 형상으로, 상기 아우터 클립(40)을 상기 패널(60)에 체결이 용이해지고, 또한, 상기 이너 클립(80)을 상기 체결 공간(42)에 용이하게 삽입 가능하다.
상기 아우터 클립(40)의 상기 패널(60)과 접촉하는 부분에는 오목부(46)가 형성될 수 있다.
상기 오목부(46)의 두께(t2)는 상기 패널(60) 두께(t1)의 80% 내지 90% 일 수 있다. 상기 오목부(46)는 조립시 상기 패넬(60)에 대한 위치가 고정되도록 내측으로 오목하며, 또한, 조립시 상기 패넬(60)에 충격이 가해지는 부분으로 일정부분의 강성을 확보해야 한다. 따라서, 상기 오목부(46)의 두께(t2)는 파손이 발생되지 않도록 상기 패널(60)의 두께(t1) 대비 80%~90% 범위로 설정 되는 것이 적합하다.
상기 오목부(46)에 인접하여 상기 체결 공간(42)의 끝단을 향해 오버랩부(48)가 경사 형성될 수 있다. 상기 오버랩부(48)는 상기 패널(60)과 오버랩 되는 부분으로 상기 오버랩부(48)의 폭(t5)에 따라 체결력을 조절할 수 있다.
상기 체결 공간(42)의 최대 폭(W)은 상기 오버랩부(48) 폭(t5)의 2배 이상일 수 있다. 상기 체결 공간(42)의 최대 폭(W)은 상기 패널(60) 에 조립시 탄성역할을 원할하게 하기 위해 상기 오버랩부(48) 폭(t5)의 2배 이상으로 설정될 수 있다.
상기 오목부(46) 및 상기 오버랩부(48)를 제외한 상기 아우터 클립(40)의 두께(t4)는 상기 어퍼 트림 두께(t3)의 70% 내지 75% 일 수 있다.
상기 아우터 클립(40)의 두께(t4)는 상기 아우터 클립(40)의 성형성(formability)을 고려하였을 때, 싱크(sink)가 발생되지 않는 두께로 설정되어야 하며, 상기 어퍼 트림 두께(t3)의 70% 내지 75% 범위로 설정되는 것이 적합하다.
예를 들어, 상기 어퍼 트림 두께(t3)는 약 2.0mm 일 수 있고, 상기 아우터 클립(40)의 두께(t4)는 1.4 내지 1.5 mm 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도1 내지 도6에서, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 체결 구조가 상기 B필러(10)에 적용된 것으로 설명 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, A필러, C필러, 도어 포켓, 센터 페이시아 등 즉, 2개 이상의 부품을 겹쳐 차체(패널)에 고정하는 다양한 결합 구조에도 본 발명의 실시예에 의한 차량용 체결 구조가 적용될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 체결 구조는 패널, 즉 차체 바디를 형성하는 패널(도4 및 도5의 60 참조), 상기 패널(60)에 결합되는 아우터 클립(40)이 형성된 제1 결합 구조(30), 및 상기 아우터 클립(40)에 삽입되는 이너 클립(80)이 형성된 제2 결합 구조(70)를 포함할 수 있다. 그리고, 앞서 설명한 상기 아우터 클립(40)의 내측에는 상기 이너 클립(80)이 삽입되는 체결 공간(42)이 형성되고, 상기 아우터 클립(40)에 상기 이너 클립(80)을 체결시 상기 이너 클립(80)과 상기 아우터 클립(40) 사이에는 충격 흡수 공간(44)이 형성될 수 있다.
고, 상기 아우터 클립(40)과 상기 제1 결합 구조(30)는 인서트 사출되어 일체로 형성되고, 상기 이너 클립(80) 및 상기 제2 결합 구조(70)는 인서트 사출되어 일체로 형성될 수 있다.
상기 아우터 클립(40)의 두께는 상기 제1 결합 구조(30) 두께의 70% 내지 75% 일 수 있다.
상기 B필러(10)에 적용된 본 발명의 실시예에 의한 차량용 체결 구조에 대하여 설명한 바와 동일한 구성 및 기능에 대하여 반복되는 설명은 생략한다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 체결 구조에 의하면 별도의 체결구 없이 차량용 부품을 차체와 연결할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 체결 구조에 의하면 차량의 충돌시 충격을 흡수 할 수 있는 별도의 공간을 형성하여 충돌시 차량용 부품 등의 파손이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 체결 구조에 의하면, 조립시 탄성 구조로 체결에 많은 힘을 들이지 않고 체결을 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 체결 구조에 의하면, 장기간 사용으로 인한 부품 변형이 발생 하더라도 체결력을 유지할 수 있다.
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.
10: B 필러 30: 어퍼 트림
40: 아우터 클립 42: 체결 공간
44: 충격 흡수 공간 46: 오목부
48: 오버랩부 60: 패널
70: 로워 트림 80: 이너 클립

Claims (20)

  1. 패널에 삽입되는 아우터 클립이 형성된 어퍼 트림; 및
    상기 아우터 클립에 삽입되는 이너 클립이 형성된 로워 트림;
    를 포함하는 차량용 체결 구조.
  2. 제1항에서,
    상기 아우터 클립의 내측에는 상기 이너 클립이 삽입되는 체결 공간이 형성되고,
    상기 아우터 클립에 상기 이너 클립을 체결시 상기 이너 클립과 상기 아우터 클립 사이에는 충격 흡수 공간이 형성되는 차량용 체결 구조.
  3. 제2항에서,
    상기 충격 흡수 공간의 단면은 상기 체결 공간의 단면의 40% 내지 45%인 차량용 체결 구조.
  4. 제2항에서,
    상기 체결 공간은 그 끝단을 향해 단면이 좁아지는 형상인 차량용 체결 구조.
  5. 제2항에서,
    상기 아우터 클립의 상기 패널과 접촉하는 부분에는 오목부가 형성된 차량용 체결 구조.
  6. 제5항에서,
    상기 오목부의 두께는 상기 패널 두께의 80% 내지 90%인 차량용 체결 구조.
  7. 제5항에서,
    상기 오목부에 인접하여 상기 체결 공간의 끝단을 향해 오버랩부가 경사 형성된 차량용 체결 구조.
  8. 제7항에서,
    상기 체결 공간의 최대 폭은 상기 오버랩부 폭의 2배 이상인 차량용 체결 구조.
  9. 제7항에서,
    상기 오목부 및 상기 오버랩부를 제외한 상기 아우터 클립의 두께는 상기 어퍼 트림 두께의 70% 내지 75% 인 차량용 체결 구조.
  10. 제1항에서,
    상기 아우터 클립과 상기 어퍼 트림은 인서트 사출되어 일체로 형성된 차량용 체결 구조.
  11. 제1항에서,
    상기 이너 클립 및 상기 로워 트림은 인서트 사출되어 일체로 형성된 차량용 체결 구조.
  12. 패널;
    상기 패널에 결합되는 아우터 클립이 형성된 제1 결합 구조; 및
    상기 아우터 클립에 삽입되는 이너 클립이 형성된 제2 결합 구조;
    를 포함하되,
    상기 아우터 클립의 내측에는 상기 이너 클립이 삽입되는 체결 공간이 형성되고,
    상기 아우터 클립에 상기 이너 클립을 체결시 상기 이너 클립과 상기 아우터 클립 사이에는 충격 흡수 공간이 형성되는 차량용 체결 구조.
  13. 제12항에서,
    상기 충격 흡수 공간의 단면은 상기 체결 공간의 단면의 40% 내지 45%인 차량용 체결 구조.
  14. 제12항에서,
    상기 체결 공간은 그 끝단을 향해 단면이 좁아지는 형상인 차량용 체결 구조.
  15. 제12항에서,
    상기 아우터 클립의 상기 패널과 접촉하는 부분에는 오목부가 형성된 차량용 체결 구조.
  16. 제15항에서,
    상기 오목부의 두께는 상기 패널 두께의 80% 내지 90%인 차량용 체결 구조.
  17. 제15항에서,
    상기 오목부에 인접하여 상기 체결 공간의 끝단을 향해 오버랩부가 경사 형성된 차량용 체결 구조.
  18. 제17항에서,
    상기 체결 공간의 최대 폭은 상기 오버랩부 폭의 2배 이상인 차량용 체결 구조.
  19. 제17항에서,
    상기 오목부 및 상기 오버랩부를 제외한 상기 아우터 클립의 두께는 상기 제1 결합 구조 두께의 70% 내지 75% 인 차량용 체결 구조.
  20. 제12항에서,
    상기 아우터 클립과 상기 제1 결합 구조는 인서트 사출되어 일체로 형성되고,
    상기 이너 클립 및 상기 제2 결합 구조는 인서트 사출되어 일체로 형성된 차량용 체결 구조.

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