KR101010652B1

KR101010652B1 - 자동차의 프런트 필러 구조물

Info

Publication number: KR101010652B1
Application number: KR1020057016266A
Authority: KR
Inventors: 샤를르 오겡; 앙드레 바르브; 앙드레 뒤그; 에르베 파야르
Original assignee: 르노 에스.아.에스.
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2004-02-12
Publication date: 2011-01-24
Also published as: ATE337955T1; WO2004080784A1; FR2851981B1; EP1599376B1; DE602004002196D1; FR2851981A1; ES2267050T3; KR20050117531A; JP4359613B2; EP1599376A1; BRPI0407938A; JP2006519132A; DE602004002196T2

Abstract

본 발명은 자동차용 프런트 필러(1) 구조물에 관한 것이다. 본 발명의 구조물은 하나 이상의 프런트 필러의 트림(13) 및 회전 방지 장치(10)를 구비한다. 본 발명은 차량의 외부를 향해 면한 트림(13) 면에 보강 장치(100)를 배치하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 보강 장치(100)의 제1 하부 지지체(101)는 프런트 필러(1)의 트림(13)에 대하여 차량 내부에 위치된 롱 필러(7)의 연장선 상에 배치되고 제2 상부 지지체(111)는 상기 회전 방지 장치(10)에 강건하게 연결된다.

Description

자동차의 프런트 필러 구조물{FRONT PILLAR STRUCTURE FOR MOTOR VEHICLE}

본 발명은 자동차의 프런트 필러 구조물, 더 구체적으로는 윈도우 포스트의 라이너, 대시보드 크로스빔, 수평 도어 바 및 대시보드 크로스빔과 프런트 필러간 연결 부재가 그 위에 연결되어 있는 프런트 필러 트림을 구비하는 구조물에 관한 것이다.

이러한 구조물은 전면이 충격을 받을 경우 프런트 필러가 수직축 주위를 회전하는 것을 제한한다. 이러한 회전은, 한편으로는 수평 도어 바의 실질적 종방향 압력, 다른 한편으로는 차량의 내부 방향 및 스트링어(stringer)의 실질적 종방향 압력으로 인한 롱 필러의 수직축 둘레 회전에 기인하는 것이다. 한편으로 대시보드 크로스빔과 다른 한편으로 프런트 필러와 강고히 연결된 연결 부재의 존재는 여러 자동차 분야에서 공지의 것이다. 이러한 연결 부재와 프런트 필러 간의 연결은 차량의 횡축을 따라 관통하는 스크류에 의하여 실현된다. 이렇게, 스크류가 연결 부재와 결합함으로써 스크류가 관통하여 프런트 필러의 회전이 제한되도록 보장된다.

이러한 방법은 스크류만으로 대시보드 크로스빔과 프런트 필러 사이의 횡방향 연결을 확보하지 못한다는 주요한 단점이 있다. 따라서, 이러한 필수적인 횡방향 연결이 부분적으로만 실현되어, 판매 후에 구속 스크류가 더 구비되어야 한다. 문헌 제FR 03 01645에 있어서, 대시보드가 고정되어 있는 내부 케이스는 차량의 내부를 향해 배향된 트림 면에 배치되고, 외부 케이스는 차량의 외부를 향해 배향된 트림 면에 배치되며, 이들 두 개의 케이스는 연결되어 실질적으로 폐쇄된 상자를 구성하고, 충격을 받았을 때 더 유리한 특징적인 기하학적 구조를 갖는 프런트 필러 구조물이 개시 및 제시되어 있다. 프런트 필러의 트림에는 슬롯이 마련되어, 상기 케이스 중 하나에 포함된 스트립 재료가 통과하여 다른 케이스의 측부를 커버할 수 있다. 이러한 스트립 재료는, 내부 케이스에 결합하여 외부 케이스의 측부를 커버하거나, 또는 외부 케이스에 결합하여 내부 케이스의 측부를 커버할 수 있다. 이러한 프런트 필러 구조물은 상기 두 개의 케이스가 설치된 프런트 필러 부분이 실질적으로 수직인 축 주위를 회전하는 것을 차단할 수 있다. 그러나, 롱 필러는 충격을 받을 경우 상기 케이스들보다 낮은 높이에 위치하고 롱 필러가 관입(貫入)하여 실질적으로 수직인 축 주위에서 프런트 필러 하부의 회전을 초래할 수 있다. 따라서, 프런트 필러 유닛은 심하게 비틀리게 된다.

본 발명은 프런트 필러 유닛이 실질적으로 횡축 주위를 회전하지 않도록 하는 것을 목적으로, 전술한 프런트 필러 구조물의 개선을 제안한다.

이와 같은 여러 자동차 메이커의 한결같은 목적에 부응하면서, 본 발명은 또한 비용이 많이 들지 않으면서 부피를 줄여 번거롭지 않게 한다.

이러한 목적에 부응하기 위하여, 본 발명은, 적어도 하나의 프런트 필러의 트림 및 하나의 회전 방지 장치를 구비하는 자동차 프런트 필러 구조물로서, 보강 장치가 차량의 외부를 향해 배향된 트림 면에 배치되고 상기 보강 장치의 제1 하부 지지체가 프런트 필러의 트림에 대하여 차량의 내부를 향해 배치된 롱 필러의 연장선 상에 있으며 보강 장치의 제2 상부 지지체는 회전 방지 장치와 견고히 연결되는 것을 특징으로 하는 것인 자동차의 프런트 필러 구조물을 제공한다.

보강 장치는 제2 상부 지지체와 프런트 필러의 트림 사이에 배치된 제3의 지지체를 추가로 구비할 수 있다.

본 발명의 특징에 따르면, 제1 하부 지지체는 롱 필러의 연장선 상에 위치하는 제1 브랜치(branch), 이 제1 브랜치에 대하여 실질적으로 수직인 기부(base), 그리고 상기 기부에 대하여 실질적으로 수직이고 상기 제1 브랜치의 높이보다 높게 롱 필러의 연장선 상에 위치된 제2 브랜치로 구성되는 U자 형태를 취할 수 있다. 제2 상부 지지체는 제1 하부 지지체의 제2 브랜치 상에 또는 제1 하부 지지체의 제1 브랜치 상에 연결될 수 있다.

제3 지지체는 경사면에 배치되는 것이 유리할 수 있으며, 트림 상에 고정되는 상기 제3 지지체의 단부는 제2 상부 지지체 상에 제3 지지체의 단부가 고정되는 평면보다 높은 수평면에 위치한다.

본 발명의 특징에 따르면, 프런트 필러의 트림은 횡방향 연장부를 구비하며, 상기 연장부에는 제1 하부 지지체의 기부 및 제3 지지체의 단부가 연결되어 있다.

본 발명의 특징에 따르면, 회전 방지 장치, 보강 장치 및 프런트 필러의 트림에 의하여 형성된 유닛은 폐쇄 상자이다. 실시예로서, 회전 방지 장치는 적어도 2 개의 케이스로 구성되며, 프런트 필러 트림의 각 측에는 내부 케이스와 외부 케이스가 배치되고, 보강 장치가 배치된 트림의 측부에 위치하는 외부 케이스는 보강 장치, 즉 외부 케이스의 내부에서 상기 회전 방지 기능의 보강 장치를 분리하는 칸막이를 포함한다.

본 발명의 다른 특징 및 이점은 이하의 상세한 설명에 나타날 것이며, 본 발명의 이해를 돕기 위해 첨부 도면을 참고하여 설명하기로 하겠다.

도 1은 본 발명과 유사한 좌측 프런트 필러를 구비하는 자동차의 전방 측부 구조물의 개략도이다.

도 2는 좌측 전방에서 차량의 외부로부터 바라본 본 발명의 좌측 프런트 필러 구조물의 투시도이다.

이어지는 상세한 설명에서는, 도 1에 3개의 축 L, V, T로 나타낸 자동차에 전통적으로 사용되는 방향에 따라 종방향, 수직방향, 횡방향을 나타낼 것이다.

도 1에는 자동차의 프런트 필러 구조물이 도시되어 있다. 여기에 도시된 프런트 필러(1)는 좌측 프런트 필러이다. 이하의 설명은 이 좌측 프런트 필러에 적용되는 것이며, 차량의 중심축을 따라 좌우 대칭이므로 우측 프런트 필러에도 확장 적용될 수 있다.

이러한 프런트 필러(1)는 노드(node) 구조이며, 그 위에는 특히 흙받이 지지체(2), 윈도우 포스트(3), 차체 측면(4), 대시보드 크로스빔(5), 수평 도어 바(6)(프런트 필러 상에 회전 가능하게 연결되어 있음) 및 롱 필러(7)가 배치된다. 전면에 충격을 받을 경우, 프런트 필러(1)가 수직축을 따라 회전하면 캐빈이 변형되어 탑승자의 안전에 대한 위험을 초래하므로, 이는 자동차 제조에 관한 설계 명세서에 반하는 것이다.

도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 회전 방지 장치(10)는 프런트 필러(1) 상에, 대시보드 크로스빔(5)의 높이에 배치된다. 바람직하게는, 이 회전 방지 장치(10)는 2 개의 케이스(11, 12)로 형성된다. 외부 케이스로 불리는 제1 케이스(11)는 차량의 외부를 향하여 배향된 프런트 필러(1) 면에 배치된다. 상응하는 방식으로, 내부 케이스로 불리는 제2 케이스(12)는 차량의 내부를 향하여 배향된 프런트 필러(1) 면에 배치된다. 이들 케이스(11 또는 12)는 프런트 필러(1)의 트림(13)에 의하여 기능적으로 분리된다. 상기 케이스들은 레그를 구비하며 대향 배치되고, 레그에서 용접점에 의하여 접합되어 이들 모두가 실질적으로 폐쇄된 박스를 형성한다. <<파손 방지 핀>>이라 불리는 핀(16)은 외부 케이스(11)의 횡방향 면에 결합되며 충격을 받았을 때 암수 결합 방식으로 수평 도어 바(6)와 함께 가이드 핀의 역할을 한다. 내부 케이스(12) 및 외부 케이스(11) 사이에서 실제 경계를 이루는 프런트 필러(1)의 트림(13)을 상정하면, 필러 트림(13) 상에 슬롯(도시되어 있지 않음)이 마련되어 있어 내부 케이스(12)에 결합되고 횡방향으로 배향된 스트립 재료(역시 도시되어 있지 않음)를 통과시킬 수 있다. 이 스트립 재료는 트림(13)의 다른 쪽에 있는 대향하는 외부 케이스(11)의 측부를 덮거나, 또는 동일한 방식으로 외부 케이스(11)에 결합하여 트림(13)의 다른 쪽에 있는 대향하는 내부 케이스(12)의 측부를 덮을 수 있다.

관통 연결〔스트립 재료가 필러의 트림(13)를 관통함〕이라 불리는 이러한 연결의 효과는 한편으로 대시보드 크로스빔(5)과의 정렬 상태, 다른 한편으로 대향하는 케이스와 관통 스트립 밴드 간의 용접점의 수에 의하여 결정된다. 관통 스트립 밴드의 높이는 한편으로 대시보드 크로스빔(5)과 동일한 것이 유리하다. 다른 한편으로, 하나의 케이스(11 또는 12)와 결합하는 이러한 스트립 밴드는 3 개의 용접점에 의하여 대향하는 다른 케이스(12 또는 11)와 용접된다.

이러한 케이스 구조로 프런트 필러(1) 상부의 실질적 수직축 주위에서의 회전을 방지할 수 있다. 본 발명에 따르면, 케이스(11 및 12)에 고정되고 프런트 필러(1)의 하부를 향해 연장되는 보강 장치(100)는, 실질적으로 수직인 회전 축 주위에서 회전하지 않는 구성으로 프런트 필러(1) 유닛을 유지할 수 있다.

하부 지지체로 불리는 제1 지지체(101)는 케이스(11 및 12)의 높이보다 낮은 높이에서 차량의 외부를 향하도록 프런트 필러(1) 상에 연결된다. 이러한 제1 지지체(101)는 롱 필러(7)의 연장선 상에 위치되고 프런트 필러(1)의 트림(13)에 연결된 제1 브랜치(102)를 구비한다. 휴지 시의 구성에서, 롱 필러(7)는, 제1 지지체(101)의 제1 브랜치(102)와 롱 필러(7)의 브래킷 면 중 한 면이 프런트 필러(1)에 의하여 컷팅되는 연속면을 형성하도록, 브래킷의 두 면에 의하여 차량의 내부를 향하도록 프런트 필러(1) 상에 연결된다. 충격을 받았을 때, 이 롱 필러(7)는 프런트 필러(1) 상에 강하게 지지되고, 그 연장부는 제1 지지체(101)의 제1 브랜치(102)에 대하여 강하게 지지된다. 유리하게는, 제1 지지체(101)는 U자 형태를 취하며, 그 기부(103)는 프런트 필러(1)의 트림(13)의 횡방향 연장부 상에 고정된다. 기부(103)의 제1 단부는 제1 브랜치(102)를 지지하고, 기부(103)의 제2 단부는 지지체(101)의 제2 브랜치(104)를 지지한다. 이러한 제2 브랜치는 롱 필러(7) 브래킷의 제2면 연장선 상에서 프런트 필러(1)의 트림(13)에 연결되고 실질적으로 수평인 평면을 따라 배향된다. 따라서, 제1 지지체(101)는 실질적으로 수직한 두 평면, 즉 트림(13)의 평면과 이의 방사상 연장 평면에서 고정부에 의하여 고정시킨 프런트 필러 트림(13) 보강 구조를 제공한다.

상부 지지체로 불리는 제2 지지체(111)는 그 상부에서 외부 케이스(11) 상에 연결된다. 유리하게는, 제2 지지체(111)의 상단이 외부 케이스(11)의 상단에 상응하도록 제2 지지체(111)를 배치한다. 이렇게 하면, 외부 케이스(11) 및 제2 지지체(111) 간의 접촉면이 가능한 최대가 되어 매우 견고한 연결이 가능하다. 제2 지지체(111)의 하부에서는, 프런트 필러(1)의 트림(13) 및 제1 지지체(101), 예컨대 제2 브랜치(104) 상에 고정부가 마련된다. 제1 지지체(101)는 프런트 필러 연장부(7)에 제1 및 제2 브랜치(102 및 104)를 구비하여 U자 형태를 취할 수 있는데, 제1 지지체(101) 상의 제1 브랜치(102)에서 제1 지지체(101) 상에 제2 지지체(111)를 직접 고정시킬 수 있도록 상기 브랜치들은 기하학적인 특징을 가진다. 이로써, 회전 방지 장치(10) 및 보강 장치(100)에 의하여 형성된 중공 유닛을 얻을 수 있는데, 이것은 구조의 최적화 면에서 유리하다.

제3 지지체(121)는 제2 지지체(111), 제1 지지체의 제2 브랜치(104)가 고정된 트림(13)의 횡방향 연장부 및 외부 케이스(11) 사이에 설치된다. 따라서, 제1 단부는 제2 지지체(111)에 연결되고, 제2 단부는 프런트 필러(1)의 트림(13)의 방사상 연장부 상에서 외부 케이스(11)의 고정 레그에 연결된다. 제3 지지체(121)는 또한 상기 두 고정 평면에 대하여 수직인 평면에서 프런트 필러의 트림(13)에 연결될 수 있다. 유리하게는, 제3 지지체(121)는, 프런트 필러(1)의 트림(13)의 방사상 연장부 상에서 외부 케이스(11)의 고정 레그에 연결되는 제2 단부가 제2 지지체(111)에 연결되는 제1 단부의 높이보다 높은 높이에 위치되도록, 비스듬히 설치된다.

전면에 충격을 받을 경우, 롱 필러(7)는 차량의 내부를 향하는 스트링어의 실질적인 종방향 압력에 의하여 실질적으로 수직인 축 주위를 회전하는 운동을 하게 된다. 따라서, 롱 필러(7)가 캐빈으로 관입되는 것이 관찰된다. 여러 가지 지지체(101, 111 및 121)를 배치함으로써, 롱 필러(7)가 캐빈으로 관입되는 것과 회전하는 것을 제한할 수 있을 것이다.

따라서, 제1 하부 지지체(101)는 롱 필러(7)의 연장선 상에 위치된 제1 및 제2 브랜치(102, 104)로 인하여 롱 필러(7)의 관입시 프런트 필러(1)의 변형을 회피하기에 적당한 지지 강성부를 제공한다.

이러한 지지 강성부는 실질적으로 수직인 축 주위를 따라 회전이 거의 감지되지 않는 프런트 필러(1) 부분에 연결된다. 이를 위하여 제2 지지체(111)는 제1 하부 지지체(101)를 케이스(11 및 12)에 연결한다.

제1 및 제2 지지체(101 및 111)와 두 케이스(11 및 12)에 의하여 형성된 중공 보디의 비틀림 하중(torsion charge)을 완화시키기 위하여, 제3 지지체(121)는 제2 상부 지지체(111) 및 프런트 필러(1)의 트림(13)의 횡방향 연장부(13)인 평행한 두 평면 사이에 비스듬히 설치된다. 이렇게 하여, 중공 보디는 제3 지지체에 의하여 강고해지며, 상기 제3 지지체는 제2 상부 지지체(111), 프런트 필러(1)의 트림(13) 및 횡방향 연장부에 동시에 연결되어 비틀림 하중(torsion effort)을 받는다.

유리하게는, 회전 방지 장치(10), 보강 장치(100) 및 프런트 필러(1)의 트림(13)에 의하여 형성된 유닛은 폐쇄 상자이다. 예컨대, 회전 방지 장치(10)는 2 개 이상의 케이스로 구성되고, 프런트 필러(1) 트림(13)의 각 측에는 내부 케이스(12) 및 외부 케이스(11)가 배치되며, 보강 장치(100)가 배치된 트림(13) 측에 위치된 외부 케이스(11)는 보강 장치(100)를 포함하고, 상기 외부 케이스(11)의 내부에서 칸막이가 회전 방지 기능을 갖는 보강 장치(100)를 분리한다.

보강 장치(100)의 여러 지지체(101, 111, 121)의 두께는 이 장치의 하중 유지에 큰 역할을 한다는 것을 이해할 것이다. 이러한 두께는 가능한 한 두꺼워야 한다. 그러나, 중량면에서 하중 규정, 비용 및 부피를 고려하여, 제2 지지체(111)의 두께는 제1 및 제3 지지체(101, 121)의 두께보다 더 클 수 있다. 사용되는 재료는 바람직하게는 탄성 한계가 매우 높은 재료 중에서 선택될 것이다. 이러한 재료는 더 양호한 하중 유지를 가능하게 하지만, 에컨대 강철로 실시하는 것이 롱 필러(7)가 캐빈에 관입하는 것과 회전을 제한하는 데에 적당한 특성을 제공하는 것을 이해할 것이다.

본 발명은 실시예로서 제공되었을 뿐인 개시되고 예시된 실시 방식으로 한정되지 않는다.

Claims

하나 이상의 프런트 필러(1)의 트림(13) 및 회전 방지 장치(10)를 구비하는 자동차의 프런트 필러(1) 구조물로서,

차량의 외부로 향하도록 배향된 트림(13) 면에 보강 장치(100)가 배치되고, 이 보강 장치(100)의 제1 하부 지지체(101)는 프런트 필러(1)의 트림(13)에 대하여 차량의 내부로 향하도록 위치된 롱 필러(7)의 연장선 상에 있으며, 이 보강 장치(100)의 제2 상부 지지체(111)는 회전 방지 장치(10)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 프런트 필러 구조물.
제1항에 있어서, 보강 장치(100)는 제2 상부 지지체(111) 및 프런트 필러(1)의 트림(13) 사이에 배치된 제3 지지체(121)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 프런트 필러 구조물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 하부 지지체(101)는, 롱 필러(7)의 연장선 상에 위치된 제1 브랜치(102), 이 제1 브랜치(102)에 대하여 실질적으로 수직인 기부(103) 및 이 기부(103)에 대하여 실질적으로 수직이고 상기 제1 브랜치(102)의 높이보다 높게 롱 필러(7)의 연장선 상에 위치된 제2 브랜치(104)로 구성된 U자 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 프런트 필러 구조물.
제3항에 있어서, 제2 상부 지지체(111)는 제1 하부 지지체(101)의 제2 브랜치(104) 상에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 프런트 필러 구조물.
제3항에 있어서, 제2 상부 지지체(111)는 제1 하부 지지체(101)의 제1 브랜치(102) 상에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 프런트 필러 구조물.
제2항에 있어서, 제3 지지체(121)는 경사면 상에 배치되고, 상기 트림(13) 상에 고정되는 제3 지지체(121)의 단부는 제2 상부 지지체(111) 상에 제3 지지체(121)의 단부가 고정되는 평면보다 높은 수평면에 위치되는 것을 특징으로 하는 프런트 필러 구조물.
제3항에 있어서, 프런트 필러의 트림(13)은 제1 하부 지지체(101)의 기부(103) 및 제3 지지체(121)의 단부가 연결되는 횡방향 연장부를 구비하는 것을 특징으로 하는 프런트 필러 구조물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 회전 방지 장치(10), 보강 장치(100) 및 프런트 필러(1)의 트림(13)에 의하여 형성된 유닛은 폐쇄된 상자인 것을 특징으로 하는 프런트 필러 구조물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 회전 방지 장치(10)는 2 개 이상의 케이스로 구성되고, 프런트 필러(1) 트림(13)의 각 측에는 내부 케이스(12) 및 외부 케이스(11)가 배치되며, 보강 장치(100)가 배치된 트림(13) 측에 위치된 외부 케이스(11)는 보강 장치(100)를 포함하고, 상기 외부 케이스(11)의 내부에서 칸막이가 회전 방지 기능을 갖는 상기 보강 장치(100)를 분리하는 것을 특징으로 하는 프런트 필러 구조물.