KR102429065B1

KR102429065B1 - 차량의 루프 패널 어셈블리

Info

Publication number: KR102429065B1
Application number: KR1020170172980A
Authority: KR
Inventors: 이진성
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2022-08-04
Also published as: US20190185072A1; KR20190071988A; CN109927789A; US10822040B2

Abstract

본 발명은 선루프가 적용된 차량과 공용의 구조를 갖는 차체의 루프에 설치되면서 경량화가 가능하도록 한 차량의 루프 패널 어셈블리에 관한 것이다.
본 발명에 따른 차량의 루프 패널 어셈블리는, 복합재로 이루어지고 차량의 루프에 조립되는 루프패널(21)과, 상기 루프패널(21)의 저면에 부착되고, 양단이 각각 차량의 루프레일(11)에 연결되는 센터레일(22)을 포함한다.

Description

차량의 루프 패널 어셈블리{ROOF PANEL ASSEMBLY OF VEHICLE}

본 발명은 선루프가 적용된 차량과 공용의 구조를 갖는 차체의 루프에 설치되면서 경량화가 가능하도록 한 차량의 루프 패널 어셈블리에 관한 것이다.

탑승자가 개방감을 느끼게 하고, 채광, 환기를 위하여, 차량에는 선루프가 적용되고 있다.

선루프가 적용된 차량과 선루프가 적용되지 않는 차량은 서로 차체구조가 상이하여, 차체의 설계, 제작 과정이 상이하였다. 이로 인하여, 상기 선루프 또는 루프패널을 상기 차체에 결합하거나 조립하는 방식에도 차이가 있어서, 제조공정도 서로 달라지게 된다.

상기 선루프의 적용 유무에 따른 조립방식뿐만 아니라 차량의 무게중심에도 차이가 있어 차량의 강성에서도 차이를 갖게 된다.

선루프가 적용되지 않은 차량은 차체의 재질과 동일한 재질, 예컨대 스틸을 기반으로 루프패널이 제조되므로, 이에 따라 루프패널의 경량화가 어려워 연비 향상에도 불리한 측면이 있다.

도 1에는 선루프가 적용되지 않은 차량이 도시되어 있고, 도 2에는 선루프가 적용된 차량이 도시되어 있다.

상기 차량은 모두 루프레일(111)과 차체를 연결하기 위해 A필라(112)와 B필라(113)이 형성되는 것을 동일하다. 그러한, 차체구조에서 서로 이격된 루프레일(11)을 연결하기 위한 보강부재(114)가 루프패널(121)에 적용되는 차량에서는 적용되지만, 선루프(122)가 적용된 차량에서는 보강부재(114)가 형성되지 않게 된다.

한편, 하기의 선행기술문헌에는 '루프패널의 보강구조'에 관한 기술이 개시되어 있다.

KR 10-2002-0074972 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 선루프의 적용유무에 상관없이 차체의 구조를 공용화한 차체에 조립할 수 있는 차량의 루프패널 어셈블리를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 선루프가 적용되지 않더라도 경량 재질로 이루어져 차량을 경량화 시킬 수 있는 차량의 루프패널 어셈블리를 제공하는 거이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 루프패널 어셈블리는, 복합재로 이루어지고 차량의 루프에 조립되는 루프패널과, 상기 루프패널의 저면에 부착되고, 양단이 각각 차량의 루프레일에 연결되는 센터레일을 포함한다.

상기 루프패널은, FRP(Fiber Reinforced Plastic)를 재질로 하는 것을 특징으로 한다.

상기 루프패널은, SMC(Sheet Molding Compound)를 재질로 하는 것을 특징으로 한다.

상기 루프패널의 저면에는 상기 센터레일의 이동을 제한하기 위해 상기 차량의 전후 방향으로 이격된 위치에서 상기 차량의 폭방향을 따라 돌출되는 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 센터레일은 상기 차량의 B필라가 설치된 부위에 위치하는 것을 특징으로 한다.

상기 센터레일은 상기 센터레일의 폭방향을 기준으로 양단에 상향 절곡되어 상기 루프패널에 접착되는 플랜지부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 센터레일은 루프패널에 접착제로 도포되는 것을 특징으로 한다.

상기 플랜지부에는 하향절곡되어 상기 루프패널과 이격되는 볼록부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 센터레일에서 상기 차량의 폭방향의 양측단에는 상기 루프패널의 양단이 상기 차량의 내측으로 이동하는 것으로 제한하기 위해 하향절곡되는 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 루프패널의 저면에는 상기 루프패널의 저면으로부터 돌출되어 상기 차량의 전후방향과 좌우방향을 따라 격자상으로 비드가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 센터레일로부터 차량의 길이방향으로 이격된 위치에는 상기 센터레일과 평형하게 형성되고, 양단이 각각 차량의 루프레일에 연결되는 보조레일이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 루프패널의 저면에는 상기 보조레일의 이동을 제한하기 위해 상기 차량의 전후 방향으로 이격된 위치에서 상기 차량의 폭방향을 따라 돌출되는 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 보조레일은 상기 센터레일로부터 차량의 길이방향으로 후방에 이격된 위치에 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 루프패널의 저면에는 둘레를 따라 간격을 두고 하방으로 돌출되게 형성되고, 상기 루프레일에 형성된 관통공에 끼워지는 가이드를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 루프패널과 상기 루프레일 사이에는 스페이서가 개재되는 것을 특징으로 한다.

상기 스페이서는 고무재질인 것을 특징으로 한다.

상기 루프패널의 양측단에는 각각 상기 루프패널을 상기 루프레일에 고정시키는 사이드 브라켓이 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 루프패널의 측단에는 내부에 중공이 형성되도록 폐곡선의 단면을 갖고, 내부에 코어재가 충전된 중공부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 차량의 루프패널 어셈블리에 따르면, 선루프의 적용유무에 상관없이 동일한 차체 구조를 적용할 수 있다.

또한, 재질이 스틸 위주에서 수지를 이용한 복합재료가 적용되어, 차량의 경량화가 가능하고, 이로 인하여 연비를 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래기술에 따라 선루프가 적용되지 않은 차량에서 루프측 구조를 도시한 사시도.
도 2는 종래기술에 따라 선루프가 적용된 차량에서 루프측 구조를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 차량의 루프패널 어셈블리가 차량에 설치되는 상태를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 차량의 루프패널 어셈블리가 차량에 설치된 상태를 도시한 저면 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 차량의 루프패널 어셈블리의 저면 사시도.
도 6은 도 5의 B-B선에 따른 단면도.
도 7은 도 5의 C-C선에 따른 단면도.
도 8은 도 4의 A-A선에 따른 단면도.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 차량의 루프패널 어셈블리에 대하여 자세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 차량의 루프패널 어셈블리(20)는, 복합재로 이루어지고 차량의 루프에 조립되는 루프패널(21)과, 상기 루프패널(21)의 저면에 부착되고, 양단이 각각 차량의 루프레일(11)에 연결되는 센터레일(22)을 포함한다.

루프패널(21)은 차량의 루프면적에 대응하는 크기로 형성된다.

상기 루프패널(21)은 상기 차량에서 A필라(12)의 상단으로부터 차량 루프의 후단까지의 길이와 서로 이격된 루프레일(11) 사이의 폭으로 형성된다.

상기 루프패널(21)은 복합재료를 사용하여 제작된다. 상기 루프패널(21)은 SMC(Sheet　Molding Compound)를 재질로 하여 제작됨으로써, 스틸 재질의 종래 차량의 루프에 비하여 경량화가 가능해진다. 상기 SMC는 FRP(Fiber Reinforced Plastic) 의 한 종류로서, 시트(sheet) 형태의 수지에 섬유를 배치한 상태에서 프레스의 압력과 온도를 이용하여 상기 수지가 상기 시트에 함침시켜 완성한 재질이다. 상기 SMC는 고강도로 강에 상당한 강도를 갖고 있어 스틸 재질의 루프패널을 대체할 수 있고, 저온에서 성형이 가능하다. 또한 성형 사이클이 비교적 빠르고, 대면적의 성형품 제작이 가능하여, 차량의 루프패널로 적합하다. SMC를 재질로 하여 루프측 중량이 경량화가 가능하여, 차량의 연비가 향상되고, 차량의 무게중심이 낮아져 주행안정성이 향상된다.

상기 루프패널(21)의 저면에는 상기 루프패널(21)의 둘레를 따라 간격을 두고 하방으로 돌출되게 가이드(25)가 형성된다. 상기 가이드(25)는 상기 루프레일(11)에 형성된 관통공에 삽입된다(도 7 참조). 상기 가이드(25)는 상기 루프패널 어셈블리(20)를 상기 차량의 루프에 설치시 정해진 위치에 체결되도록 한다.

상기 루프패널(21)의 저면에는 격자상으로 상기 루프패널(21)의 저면으로부터 돌출되는 비드(21c)가 설치될 수 있다. 상기 비드(21c)는 상기 루프패널(21)의 저면에 상기 차량의 전후방향과 좌우방향으로 각각 형성된다. 상기 비드(21c)가 상기 루프패널(21)의 저면에 격자상으로 형성되어 있어서, 상기 루프패널(21)의 기본적인 강성을 확보할 수 있다.

한편, 상기 루프패널(21)의 측단에는 내부가 중공을 형성되고, 단면이 폐곡선으로 형태를 갖는 중공부(21b)가 형성된다. 상기 중공부(21b)에는 코어재가 충전되어, 측면 충돌시, 상기 중공부(21)와 상기 코어재가 1차로 충격을 흡수한다.

또한, 상기 루프패널(21)은 차량의 루프에 조립시, 상기 루프패널(21)과 상기 루프레일(11)의 사이에 고무재질의 스페이서(26)를 개재한다. 상기 스페이서(26)는 상기 루프패널(21)을 상기 루프에 조립시, 상기 루프패널(21)보다 하방으로 돌출되어 상기 루프레일(11)에 접하도록 조립된다. 이에 따라, 상기 차량의 주행시 상기 루프패널(21)과 상기 루프레일(11) 사이에서 발생하는 진동을 흡수한다. 상기 스페이서(26)는 상기 루프패널(21)의 둘레를 따라 간격을 두고 복수로 배치된다.

또한, 상기 루프패널(21)의 양측단에는 상기 루프레일(11)을 상기 루프레일(11)에 체결되도록 하는 사이드 브라켓(24)이 설치된다.

센터레일(22)은 상기 루프패널(21)의 저면에 상기 차량의 폭방향으로 부착된다. 상기 센터레일(22)은 스틸을 재질로 하고, 양단이 상기 루프레일(11)에 체결되어, 상기 루프패널 어셈블리(20)의 측방향의 강도를 보강한다.

상기 센터레일(22)은 상기 센터레일(22)의 폭방향을 절개하여 보면(도 6참조), 상기 센터레일(22)은 중간부분에 비하여, 양측단이 상향 절곡된 플랜지부(22a)가 형성되고, 상기 플랜지부(22a)가 상기 루프패널(21)의 저면에 부착된다.

상기 센터레일(22)이 상기 루프패널(21)에 부착될 때에는 접착제(27)로 접착된다. 상기 플랜지부(22a)의 상부면과 상기 루프패널(21)의 저면 사이에 접착제(27)를 도포하여, 상기 센터레일(22)이 상기 루프패널(21)에 접착되도록 한다. 이때, 상기 플랜지부(22a)에 상기 하방으로 볼록하게 형성되고 상기 루프패널(21)에 이격된 볼록부(22b)를 형성하여, 상기 센터레일(22)과 상기 루프패널(21) 사이에 도포되는 접착제(27)의 양을 결정한다.

한편, 상기 센터레일(22)은 상기 차량에서 B필라(13)가 형성된 위치에 설치되도록 한다(도 4참조). 상기 센터레일(22)가 B필라(13)가 형성된 위치에 설치되므로, 차량의 측방향의 강도를 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 센터레일(22)이 상기 루프패널(21)에서 위치를 제한하기 위하여, 상기 루프레일(11)의 저면에는 돌출부(21a)가 형성된다. 상기 돌출부(21a)는 상기 루프패널(21)의 저면에서 상기 차량의 전후 방향으로 이격되어 상기 차량의 폭방향을 따라 돌출된다. 상기 돌출부(21a)가 상기 차량의 전후 방향에서 상기 센터레일(22)을 구속하기 있기 때문에, 차량의 충돌시 필라 변형에 의한 충격하중에 상기 센터레일(22)로 전달될 때, 상기 돌출부(21a)가 상기 센터레일(22)을 구속하여 상기 센터레일(22)이 변형되는 현상을 방지한다.

보조레일(23)은 상기 센터레일(22)과 상기 차량의 전후방향으로 이격된 위치에 설치된다. 상기 보조레일(23)은 상기 센터레일(22)과 평행하게 설치되어, 상기 루프패널 어셈블리(20)의 측방향 강성을 보강한다. 상기 보조레일(23)은 상기 센터레일(22)가 평행하도록 상기 센터레일(22)으로부터 상기 차량의 전방쪽으로 이격된 위치 또는 후방쪽으로 이격된 위치에 형성된다. 상기 보조레일(23)은 바람직하게는 상기 센터레일(22)로부터 상기 차량의 후방쪽으로 이격된 위치에 형성되는 것이 바람직하다.

상기 보조레일(23)도 상기 루프패널(21)에의 저면에 형성된 돌출부(21a)에 의해 위치가 제한된다. 상기 보조레일(23)도 상기 센터레일(22)과 같이, 상기 돌출부(21a)에 의해 충돌시, 상기 보조레일(23)의 형상이 변경되는 것이 방지된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 루프패널 어셈블리(20)는 차량의 상부, 즉 루프에 설치된다.

상기 루프패널 어셈블리(20)가 하나의 유닛으로 차체와 별도로 제작된 후, 상기 차체에 조립된다. 상기 루프패널(21)의 양측단에 설치된 사이드 브라켓(24)을 비롯하여, 상기 루프패널(21)의 둘레를 상기 루프레일(11)에 볼트와 같은 체결수단을 이용하여 조립한다.

도 8에는 측면충돌시 하중의 전달과정이 도시되어 있다. 차량의 측면충돌로 인하여, 상기 루프레일(11)에 충돌하중에 가해지면, 상기 루프패널(21)의 측단으로 전달된다. 상기 루프패널(21)의 측단으로 입력된 충돌하중은 상기 루프패널(21)의 측단에 형성된 중공부(21b)와 상기 중공부(21b)에 채워진 코어재(미도시)가 변형되면서 1차로 흡수된다. 이후, 상기 센터레일(22)에서 상기 차량의 폭방향의 양측단에 하향절곡되게 형성된 걸림턱(22c)에 걸려 차량의 내측으로 이동하지 못하고 지지되어 충격을 흡수하게 된다.

상기 루프패널 어셈블리(20)도 선루프와 같이 상기 차체에 조립되는 것이므로, 상기 차량의 차체를 선루프의 적용유무에 상관없이 하나의 사양으로 제작할 수 있다. 옵션에 따라 선루프가 적용되지 않은 차량은 상기 루프패널 어셈블리(20)를 조립하고, 선루프가 적용되는 차량은 선루프 어셈블리를 조립하게 된다. 이와 같이, 선루프의 적용유무에 상관없이 차체의 구조를 공용화할 수 있다.

11 : 루프레일 12 : A필라
13 : B필라 20 : 루프패널 어셈블리
21 : 루프패널 21a : 돌출부
21b : 중공부 21c : 비드
22 : 센터레일 22a : 플랜지부
22b : 볼록부 22c : 걸림턱
23 : 보조레일 24 : 사이드 브라켓
25 : 가이드 26 : 스페이서
27 : 접착제 111 : 루프레일
112 : A필라 113 : B필라
114 : 보강부재 121 : 루프패널
122 : 선루프

Claims

복합재로 이루어지고 차량의 루프에 조립되는 루프패널과,
상기 루프패널의 저면에 부착되고, 양단이 각각 차량의 루프레일에 연결되는 센터레일을 포함하고,
상기 루프패널의 저면에는 상기 루프패널의 저면으로부터 돌출되어 상기 차량의 전후방향과 좌우방향을 따라 격자상으로 비드가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 루프패널 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 루프패널은,
FRP(Fiber Reinforced Plastic)를 재질로 하는 것을 특징으로 하는 차량의 루프패널 어셈블리.
제2항에 있어서,
상기 루프패널은,
SMC(Sheet Molding Compound)를 재질로 하는 것을 특징으로 하는 차량의 루프패널 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 루프패널의 저면에는 상기 센터레일의 이동을 제한하기 위해 상기 차량의 전후 방향으로 이격된 위치에서 상기 차량의 폭방향을 따라 돌출되는 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 루프패널 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 센터레일은 상기 차량의 B필라가 설치된 부위에 위치하는 것을 특징으로 하는 차량의 루프패널 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 센터레일은 상기 센터레일의 폭방향을 기준으로 양단에 상향 절곡되어 상기 루프패널에 접착되는 플랜지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 루프패널 어셈블리.
제6항에 있어서,
상기 센터레일은 루프패널에 접착제로 도포되는 것을 특징으로 하는 차량의 루프패널 어셈블리.
제6항에 있어서,
상기 플랜지부에는 하향절곡되어 상기 루프패널과 이격되는 볼록부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 루프패널 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 센터레일에서 상기 차량의 폭방향의 양측단에는 상기 루프패널의 양단이 상기 차량의 내측으로 이동하는 것으로 제한하기 위해 하향절곡되는 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 루프패널 어셈블리.
삭제
제1항에 있어서,
상기 센터레일로부터 차량의 길이방향으로 이격된 위치에는 상기 센터레일과 평형하게 형성되고, 양단이 각각 차량의 루프레일에 연결되는 보조레일이 구비되는 것을 특징으로 하는 차량의 루프패널 어셈블리.
제11항에 있어서,
상기 루프패널의 저면에는 상기 보조레일의 이동을 제한하기 위해 상기 차량의 전후 방향으로 이격된 위치에서 상기 차량의 폭방향을 따라 돌출되는 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 루프패널 어셈블리.
제11항에 있어서,
상기 보조레일은 상기 센터레일로부터 차량의 길이방향으로 후방에 이격된 위치에 구비되는 것을 특징으로 하는 차량의 루프패널 어셈블리.
제11항에 있어서,
상기 루프패널의 저면에는 둘레를 따라 간격을 두고 하방으로 돌출되게 형성되고, 상기 루프레일에 형성된 관통공에 끼워지는 가이드를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 루프패널 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 루프패널과 상기 루프레일 사이에는 스페이서가 개재되는 것을 특징으로 하는 차량의 루프패널 어셈블리.
제15항에 있어서,
상기 스페이서는 고무재질인 것을 특징으로 하는 차량의 루프패널 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 루프패널의 양측단에는 각각 상기 루프패널을 상기 루프레일에 고정시키는 사이드 브라켓이 설치되는 것을 특징으로 하는 차량의 루프패널 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 루프패널의 측단에는 내부에 중공이 형성되도록 폐곡선의 단면을 갖고, 내부에 코어재가 충전된 중공부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 루프패널 어셈블리.