KR20240079615A

KR20240079615A - 차량의 도어 개폐 장치

Info

Publication number: KR20240079615A
Application number: KR1020220162698A
Authority: KR
Inventors: 이재승; 전국현
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2022-11-29
Filing date: 2022-11-29
Publication date: 2024-06-05
Also published as: DE102023129081A1; US20240175310A1; CN118110405A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 도어 개폐 장치는, 차체에 형성된 도어 개구부를 개폐하는 도어와, 상기 차체의 길이 방향을 따라 형성되어 회전하도록 구비되는 스핀들, 및 일단이 상기 도어의 일단에 회전 가능하게 연결되고, 타단은 상기 스핀들의 회전에 따라 이동함과 동시에 회전하는 도어 암을 포함한다.

Description

차량의 도어 개폐 장치{DOOR OPEN-CLOSE DEVICE FOR VEHICLE}

본 발명은 차량의 도어 개폐 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 B필러가 없는 차량에서, 차량의 도어를 전방 및 후방 양 방향으로 슬라이딩 및 회전시켜 차체의 도어 개구부를 개폐하도록 된 차량의 양방향 도어 개폐 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 도어는 차량의 내부와 외부를 구분하는 도어로, 외부의 소음, 비, 먼지, 바람 등을 차단하고, 측면 충돌 시에는 사이드 구조물과 함께 충격을 흡수하여 탑승자를 안전하게 보호하는 중요한 기능을 한다.

차량용 도어는 특수 목적의 도어를 포함하여 다양한 종류가 있으나, 승용 차량에는 힌지 방식의 스윙 도어가 가장 많이 적용된다.

통상, 스윙 도어는 차체와의 사이에 힌지 브래킷을 통하여 설치되는 힌지 축을 중심으로 차체 외부 측으로 열리는 도어를 말하며, 개폐가 용이하고, 구조가 간단하여 유지 및 보수가 쉬운 이점이 있다.

한편, 일부 차량에서는 도어의 오픈 시, 개방감이 크고, 탑승자의 승ㆍ하차에 유리한 대향식 스윙 도어가 적용된다. 이러한 대향식 스윙 도어는 차체와 도어에 연결된 암의 회전을 이용하여 도어가 개폐되는 방식이다.

그런데, 이러한 대향식 스윙 도어는 도어 개폐량이 많은 장점이 있지만, 암의 길이에 의해 도어 오픈시 차량 외측으로 돌출량이 과다한 문제점이 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 암(3)의 일단이 차체(1)의 고정점(A)에 회전 가능하게 고정되어 있고, 암(3)이 회전하여 도어(2)가 폐쇄 상태(a)에서 개방 상태(b)가 되는 경우, 암(3)의 길이로 인해, 도어(2)가 차체(1) 외측으로 돌출되는 이동량(B)이 많아지게 되며, 이는 차량의 외관을 저해하고, 사용면에서 불편함을 초래하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 본 발명에 따르면, 차량의 도어를 전방 및 후방 양 방향으로 슬라이딩 및 회전시켜 도어 개구폭을 극대화함과 동시에 도어 회전 반경을 최소화하여 도어 오픈시 도어의 차체 외측을 향한 돌출량을 최소화하기 위한 것이다.

상기 도어 암의 일단은 상기 도어에 구비된 도어 브라켓에 회전 가능하게 연결되고, 상기 도어 암의 타단은, 상기 스핀들에 구비되어 상기 스핀들의 회전에 따라 상기 차체의 길이 방향을 따라 이동되는 너트 브라켓에 회전 가능하게 연결될 수 있다.

상기 도어 암의 일단은 상기 도어 브라켓에 도어 핀에 의해 힌지 회동 가능하도록 연결되고, 상기 도어 암의 타단은 상기 너트 브라켓에 너트 핀에 의해 힌지 회동 가능하도록 연결될 수 있다.

상기 도어 암은 상기 차체의 길이 방향을 따라 이격되어 나란히 배치되는 제1 도어 암, 및 제2 도어 암을 포함할 수 있다.

상기 제1 도어 암의 타단에는, 상기 스핀들의 회전에 따라 상기 차체의 길이 방향을 따라 이동되는 제1 너트 브라켓과, 상기 제1 너트 브라켓에 구비되고 상기 스핀들의 외주면에 접촉되어 상기 스핀들의 회전에 따라 회전하는 웜 기어, 및 상기 제1 너트 브라켓에 구비되고 상기 제1 도어 암의 타단에 연결되며, 상기 웜 기어의 표면에 접촉되어 상기 웜 기어의 회전에 따라 회전하여 상기 제1 도어 암의 타단을 회전시키도록 구비된 웜휠 기어가 구비될 수 있다.

상기 제1 도어 암의 타단은 상기 제1 너트 브라켓과 상기 웜휠 기어 사이에 개재되고, 상기 웜 기어는 상기 스핀들과 상기 웜휠 기어 사이에 개재될 수 있다.

상기 제2 도어 암의 타단에는, 상기 스핀들의 회전에 따라 상기 차체의 길이 방향을 따라 이동되는 제2 너트 브라켓이 구비될 수 있다.

상기 제2 도어 암의 타단은 상기 제1 도어 암의 타단과 일정 간격을 유지하며 상기 차체의 길이 방향을 따라 이동하고, 상기 제2 도어 암은 상기 제1 도어 암의 회전에 따라 상기 제1 도어 암과 같은 회전 반경을 가지며 함께 회전될 수 있다.

상기 스핀들은, 상기 차체에 구비된 모터의 중심축에 연결되어, 상기 모터의 구동에 따라 회전할 수 있다.

상기 도어는 상기 차체의 전방을 향해 직선 이동 및 회전하는 전방 도어, 및 상기 차체의 후방을 향해 직선 이동 및 회전하는 후방 도어를 포함하고, 상기 전방 도어 및 후방 도어에 상기 스핀들, 및 상기 도어 암이 각각 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 슬라이딩 및 회전이 동시에 이루어지며 개폐되는 도어 구조를 채용함으로써, 도어 개구폭을 극대화하면서 도어 회전 반경을 최소화하여 도어 오픈시 도어의 차체 외측을 향한 돌출량을 최소화할 수 있다.

도 1은 기존의 차량의 양방향 스윙 도어를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 도어 개폐 장치의 도어 폐쇄 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 도어 개폐 장치의 도어 개방 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 'C' 부위를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2의 'D-D', 'E-E', 'F-F', 'G-G'선을 따라 자른 단면을 차례로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 도어 개폐 장치가 적용되는 차량의 양방향 스윙 도어의 폐쇄 및 개방 상태를 차량의 정면에서 바라본 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 도어 개폐 장치가 적용되는 차량의 양방향 스윙 도어의 폐쇄 및 개방 상태를 차량의 상부에서 바라본 상태를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 일 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예들에서는 일 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며, 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고, 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다. 어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수도 있다.

본 발명의 실시예는 본 발명의 한 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 도어 개폐 장치 구조를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 도어 개폐 장치의 도어 폐쇄 상태를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 도어 개폐 장치의 도어 개방 상태를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 4는 도 2의 'C' 부위를 확대하여 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 도어 개폐 장치(100)는 도어(10)와, 스핀들(20), 및 도어 암(30)을 포함한다.

도어(10)는 차량의 차체(5)에 형성된 도어 개구부를 개폐하며, 도어 암(30)은 도어(10) 및 차체(5)에 연결된다.

스핀들(20)은 차체(5)의 길이 방향을 따라 형성되어 회전하도록 구비될 수 있다. 스핀들(20)의 단부는 차체(5)에 구비된 모터(80)의 중심축에 연결되며, 모터(80)의 구동에 따라 회전될 수 있다. 스핀들(20)의 회전 속도 및 회전량의 조절은 모터(80)의 회전 속도 및 회전량을 조절함으로써 수행될 수 있다.

도어 암(30)의 일단은 도어(10)의 일단에 회전 가능하게 연결되고, 타단은 스핀들(20)에 연결될 수 있다. 도어(10)의 일단에는 도어 브라켓(40)이 고정 구비되어 있고, 도어 암(30)의 일단은 도어 브라켓(40)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 또한, 도어 암(30)의 일단은 도어 브라켓(40)에 도어 핀(46)에 의해 힌지 회동 가능하도록 연결될 수 있다.

스핀들(20)에는 너트 브라켓(50)이 스핀들(20)의 외주면을 감싸는 형태로, 스핀들(20)의 회전에 따라 차체(5)의 길이 방향을 따라 이동되도록 연결될 수 있다. 도어 암(30)의 타단은 너트 브라켓(50)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 또한, 도어 암(30)의 타단은 너트 브라켓(50)에 너트 핀(56)에 의해 힌지 회동 가능하도록 연결될 수 있다.

한편, 도어 암(30)은 차체(5)의 길이 방향을 따라 이격되어 나란히 배치되는 제1 도어 암(32), 및 제2 도어 암(34)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 도어 암(32) 및 제2 도어 암(34) 각각에 대응되도록, 도어 암(30)의 일단이 연결되는 도어(10)의 일단 측에는 제1 도어 브라켓(42) 및 제2 도어 브라켓(44)이 구비될 수 있다. 또한, 도어 암(30)의 타단이 연결되는 스핀들(20) 측에는 제1 너트 브라켓(52) 및 제2 너트 브라켓(54)이 구비될 수 있다.

제1 도어 암(32)의 타단에는 제1 너트 브라켓(52)과, 웜 기어(60), 및 웜휠 기어(70)가 구비될 수 있다. 제1 너트 브라켓(52)은 스핀들(20)의 회전에 따라 차체(5)의 길이 방향을 따라 이동될 수 있다. 제1 너트 브라켓(52)은 도어 암(30)의 타단의 하부가 안착되는 평면부와 스핀들(20)의 외주면을 감싸며 이동 가능하도록 접촉하는 파지부를 포함할 수 있다. 또한, 제1 너트 브라켓(52)의 파지부에는 웜 기어(60)가 스핀들(20)에 접촉될 수 있도록, 웜 기어(60)가 관통되는 개구부가 형성될 수 있다.

웜 기어(60)는 제1 너트 브라켓(52)의 평면부에 설치되고, 웜 기어(60)의 표면은 파지부에 형성된 개구부를 관통하여 스핀들(20)의 외주면에 접촉된다. 따라서, 스핀들(20)이 회전되는 경우 웜 기어(60)도 회전하게 된다.

웜휠 기어(70)는 제1 너트 브라켓(52)의 평면부에 구비되고, 동시에, 제1 도어 암(32)의 타단에 고정 연결되며, 웜 기어(60)의 표면에 접촉되어 웜 기어(60)의 회전에 따라 회전될 수 있다. 웜휠 기어(70)가 회전함에 따라 이에 고정된 제1 도어 암(32)의 타단이 회전되어 제1 도어 암(32)의 일단을 선회시키고, 제1 도어 암(32)의 일단에 연결된 도어(10)가 회전될 수 있다.

한편, 제2 도어 암(34)의 타단에는 제2 너트 브라켓(54)이 구비될 수 있다. 제2 너트 브라켓(54)은 스핀들(20)의 회전에 따라 차체(5)의 길이 방향을 따라 이동될 수 있다. 제2 너트 브라켓(54)은 제1 너트 브라켓(52)과 마찬가지로, 도어 암(30)의 타단의 하부가 안착되는 평면부와 스핀들(20)의 외주면을 감싸며 이동 가능하도록 접촉하는 파지부를 포함할 수 있다. 제2 너트 브라켓(54)에는 제1 너트 브라켓(52)에 구비된 웜 기어(60) 및 웜휠 기어(70)의 구성이 생략될 수 있다. 또한, 제2 너트 브라켓(54)의 파지부에는 개구부가 형성되지 않는다.

제2 도어 암(34)의 타단은 제1 도어 암(32)의 타단과 일정 간격을 유지하며 차체(5)의 길이 방향을 따라 함께 이동할 수 있다. 또한, 제2 도어 암(34)은 제1 도어 암(32)의 회전에 따라 제1 도어 암(32)과 같은 회전 반경을 가지며 함께 회전될 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 모터(80)가 구동되어 스핀들(20)이 회전하면, 스핀들(20)의 외주면에 결합된 제1 너트 브라켓(52) 및 제2 너트 브라켓(54)이 스핀들(20)의 길이 방향으로 직선 이동된다. 또한, 제1 너트 브라켓(52)의 개구부를 통해 접촉되는 웜 기어(60)가 회전하고, 웜 기어(60)에 접촉된 웜휠 기어(70)가 회전된다. 웜휠 기어(70)의 회전에 의해 제1 도어 암(32)의 타단이 회전하고, 제1 도어 암(32)의 일단이 선회하여 제1 도어 암(32)의 타단과 제2 도어 암(34)의 타단에 연결된 도어(10)가 회전하게 된다.

즉, 스핀들(20)이 회전하면서, 제1 너트 브라켓(52) 및 제2 너트 브라켓(54)이 직선 이동함과 동시에, 웜 기어(60) 및 웜휠 기어(70)의 회전에 의해 제1 도어 암(32)과 제2 도어 암(34)이 회전함으로써, 도어(10)가 직선 이동 및 회전함으로써 도어 개구부를 개방시키게 된다. 너트 브라켓(50)의 직선 이동에 의해, 도어(10)의 회전 반경이 감소되고, 차체(5) 외측을 향한 돌출량이 최소화될 수 있다.

모터(80)의 구동축을 반대 방향으로 구동시키면, 스핀들(20)이 반대 방향으로 회전하고, 제1 너트 브라켓(52) 및 제2 너트 브라켓(54)이 반대 방향으로 직선 이동함과 동시에, 웜 기어(60) 및 웜휠 기어(70)가 반대 방향으로 회전함으로써 도어 개구부가 폐쇄될 수 있다.

도 5는 도 2의 'D-D', 'E-E', 'F-F', 'G-G'선을 따라 자른 단면을 차례로 나타낸 도면이다.

도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 제2 너트 브라켓(54)의 평면부 상에 제2 도어 암(34)의 타단이 너트 핀(56)에 의해 힌지 회동 가능하게 결합될 수 있다. 또한, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 너트 브라켓(52)의 평면부 상에 제1 도어 암(32)의 타단과 웜휠 기어(70)가 동축으로 너트 핀(56)에 의해 힌지 회동 가능하게 결합될 수 있다. 또한, 웜 기어(60)는 스핀들(20)의 표면과 웜휠 기어(70)의 표면 사이에 개재되어, 스핀들(20)의 회전력을 웜휠 기어(70)에 전달할 수 있다.

도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 제2 도어 브라켓(44) 상에 제2 도어 암(34)의 일단이 도어 핀(46)에 의해 힌지 회동 가능하게 결합될 수 있고, 도 5의 (d)에 도시된 바와 같이, 제1 도어 브라켓(42) 상에 제1 도어 암(32)의 일단이 도어 핀(46)에 의해 힌지 회동 가능하게 결합될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 도어 개폐 장치가 적용되는 차량의 양방향 스윙 도어의 폐쇄 및 개방 상태를 차량의 정면에서 바라본 상태를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 도어 개폐 장치가 적용되는 차량의 양방향 스윙 도어의 폐쇄 및 개방 상태를 차량의 상부에서 바라본 상태를 나타낸 도면이다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 도어 개폐 장치(100)는 차량의 길이 방향을 따라 전방 및 후방에 설치된 전방 도어(10) 및 후방 도어(15)에 모두 각각 설치될 수 있고, 전방 도어(10) 및 후방 도어(15) 중 어느 하나에만 설치될 수도 있다. 또한, 도어(10)의 상부 측 또는 하부 측에 적용될 수 있으며, 차량의 내외측 방향으로의 이동과 차량의 길이 방향을 따른 전후 슬라이딩 이동에 의해 도어(10)가 개폐되는 구조에 폭넓게 적용될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 도어(10)의 폐쇄 상태에서 개방 상태로 변화시키는 과정은, 모터(80)의 구동에 의해 스핀들(20)이 회전하면, 너트 브라켓(50)이 차량의 전방 및 후방으로 각각 직선 이동하고, 동시에 웜 기어(60)와 웜휠 기어(70)가 회전하면서 도어 암(30)을 선회시킴으로써 이루어진다. 따라서, 도어(10)는 직선 이동 및 회전 운동을 동시에 하면서 도어 개구부를 개방시키게 된다. 도어(10)의 개방 상태에서 폐쇄 상태로 변화시키는 과정은 모터(80)의 구동축을 반대 방향으로 구동시킴으로써 이루어질 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 슬라이딩 및 회전이 동시에 이루어지며 개폐되는 도어 구조를 채용함으로써, 도어 개구폭을 극대화하면서 도어 회전 반경을 최소화하여 도어 오픈시 도어의 차체 외측을 향한 돌출량을 최소화할 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.

5: 차체 10: 도어
20: 스핀들 30: 도어 암
32: 제1 도어 암 34: 제2 도어 암
40: 도어 브라켓 42: 제1 도어 브라켓
44: 제2 도어 브라켓 46: 도어 핀
50: 너트 브라켓 52: 제1 너트 브라켓
54: 제2 너트 브라켓 56: 너트 핀
60: 웜 기어 70: 웜휠 기어
80: 모터

Claims

차체에 형성된 도어 개구부를 개폐하는 도어;
상기 차체의 길이 방향을 따라 형성되어 회전하도록 구비되는 스핀들; 및
일단이 상기 도어의 일단에 회전 가능하게 연결되고, 타단은 상기 스핀들의 회전에 따라 이동함과 동시에 회전하는 도어 암을 포함하는 차량의 도어 개폐 장치.
제 1 항에서,
상기 도어 암의 일단은 상기 도어에 구비된 도어 브라켓에 회전 가능하게 연결되고,
상기 도어 암의 타단은, 상기 스핀들에 구비되어 상기 스핀들의 회전에 따라 상기 차체의 길이 방향을 따라 이동되는 너트 브라켓에 회전 가능하게 연결되는 차량의 도어 개폐 장치.
제 2 항에서,
상기 도어 암의 일단은 상기 도어 브라켓에 도어 핀에 의해 힌지 회동 가능하도록 연결되고,
상기 도어 암의 타단은 상기 너트 브라켓에 너트 핀에 의해 힌지 회동 가능하도록 연결되는 차량의 도어 개폐 장치.
제 3 항에서,
상기 도어 암은 상기 차체의 길이 방향을 따라 이격되어 나란히 배치되는 제1 도어 암, 및 제2 도어 암을 포함하는 차량의 도어 개폐 장치.
제 4 항에서,
상기 제1 도어 암의 타단에는,
상기 스핀들의 회전에 따라 상기 차체의 길이 방향을 따라 이동되는 제1 너트 브라켓;
상기 제1 너트 브라켓에 구비되고 상기 스핀들의 외주면에 접촉되어 상기 스핀들의 회전에 따라 회전하는 웜 기어; 및
상기 제1 너트 브라켓에 구비되고 상기 제1 도어 암의 타단에 연결되며, 상기 웜 기어의 표면에 접촉되어 상기 웜 기어의 회전에 따라 회전하여 상기 제1 도어 암의 타단을 회전시키도록 구비된 웜휠 기어가 구비되는 차량의 도어 개폐 장치.
제 5 항에서,
상기 제1 도어 암의 타단은 상기 제1 너트 브라켓과 상기 웜휠 기어 사이에 개재되고,
상기 웜 기어는 상기 스핀들과 상기 웜휠 기어 사이에 개재되는 차량의 도어 개폐 장치.
제 4 항에서,
상기 제2 도어 암의 타단에는,
상기 스핀들의 회전에 따라 상기 차체의 길이 방향을 따라 이동되는 제2 너트 브라켓이 구비되는 차량의 도어 개폐 장치.
제 4 항에서,
상기 제2 도어 암의 타단은 상기 제1 도어 암의 타단과 일정 간격을 유지하며 상기 차체의 길이 방향을 따라 이동하고,
상기 제2 도어 암은 상기 제1 도어 암의 회전에 따라 상기 제1 도어 암과 같은 회전 반경을 가지며 함께 회전되는 차량의 도어 개폐 장치.
제 1 항에서,
상기 스핀들은,
상기 차체에 구비된 모터의 중심축에 연결되어, 상기 모터의 구동에 따라 회전하는 차량의 도어 개폐 장치.
제 1 항에서,
상기 도어는 상기 차체의 전방을 향해 직선 이동 및 회전하는 전방 도어, 및 상기 차체의 후방을 향해 직선 이동 및 회전하는 후방 도어를 포함하고,
상기 전방 도어 및 후방 도어에 상기 스핀들, 및 상기 도어 암이 각각 구비되는 차량의 도어 개폐 장치.