KR102635330B1 - 자동차의 사이드 도어빔 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 도어 어셈블리 내부에 설치되어 측면 충돌로부터 탑승자의 안전을 보호하기 위한 사이드 도어빔 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 관 형상으로 차량의 도어패널에 설치되는 빔부; 및 상기 빔부와 도어패널 사이에 충진되는 마스틱실러;를 포함하는 것이 특징이다.

Description

자동차의 사이드 도어빔 구조{Side door beam structure of vehicle}

본 발명은 자동차의 도어 어셈블리 내부에 설치되어 측면 충돌로부터 탑승자의 안전을 보호하기 위한 사이드 도어빔 구조에 관한 것이다.

자동차의 사이드 도어빔은 측방향으로 가해지는 충격을 지탱할 수 있도록 도어패널에 설치된다. 통상 전후방향으로 연장되며, 브래킷을 이용하여 그 양단이 도어패널에 용접된다.

그리고 사이드 도어빔의 양단 사이 구간은 이너패널과 이격되어 있어 주행 중 떨림이나 소음을 발생시킨다. 이의 방지를 위해 도어빔의 길이방향 중간 중간에 도어패널과의 사이에 마스틱실러(Mastic Sealer)가 도포된다.

이러한 사이드 도어빔은 도어 어셈블리에 내장되는 보강재로서 주로 자동차의 측면 충돌에 대한 강성을 확보하도록 기능하는데, 탑승객과 가까이 위치되는 도어의 강성이 확보되지 못하면 차량의 충돌 시에 도어빔이 탑승객에게 상해를 입히는 직접적인 원인이 될 수 있다.

따라서 현재 생산되는 자동차의 사이드 도어빔은 안전성 강화는 물론 차량의 경량화를 위해 고장력 강재의 관을 주로 사용하거나 관의 직경 또는 두께를 증가시켜 도어빔의 강성이 향상되도록 설계되고 있다.

그러나 도어빔의 재료 선택에 있어 고가의 고장력 강재를 적용하게 되면 제조 원가가 상승하게 되어 결과적으로 소비자에게 경제적인 부담이 될 수 있으며, 관의 두께나 직경을 확대할 경우 도어의 아우터패널과 이너패널 사이의 한정된 공간에서 도어빔의 설계에 한계가 있다는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2010-0034469호

따라서 본 발명은 상술한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 도어빔에 대한 원가 상승없이도 충분한 강성과 안전성을 확보할 수 있는 자동차의 사이드 도어빔 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명의 자동차의 사이드 도어빔 구조(이하 "본 발명의 구조"라 칭함)는, 관 형상으로 차량의 도어패널에 설치되는 빔부; 및 상기 빔부와 도어패널 사이에 충진되는 마스틱실러;를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 일측이 상기 빔부에 결합되고 타측이 상기 도어패널에 접하도록 설치되어 빔부의 강성을 보강하는 보강부;를 더 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 보강부는, 상기 빔부의 외주면에 면 접촉되도록 결합되는 서포트와, 상기 도어패널을 향하도록 상기 서포트에서 돌출되고 일단이 상기 도어패널과 접하는 하나 이상의 보강판을 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 보강판은, 상기 빔부보다 상대적으로 강성이 낮으면서 가소성을 갖는 금속 재질로 구성되는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 보강판은, 상기 빔부의 길이방향과 직교하는 방향으로 배치되는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 보강부는 상기 마스틱실러가 충진된 위치에 마련되고, 상기 보강판은 충진된 마스틱실러의 내부에 위치하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 빔부와 상기 마스틱실러 사이에는 지그재그로 절개홈이 형성되는 부착판이 구성되며, 상기 빔부에는 상기 부착판의 반대면에 하나 이상의 타공이 형성되는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 부착판의 최외측 절개단에는 각각 내부에 하나이상의 관통홀을 형성하는 판형의 스프링이 돌출되는 것이 특징이다.

이처럼 본 발명의 구조는 빔부의 길이방향을 따라 수직 방향으로 아우터 패널에 접하도록 장착되는 복수의 보강판을 마련하여 빔부의 강성을 보강할 수 있게 되므로, 빔부의 직경이나 두께를 확대하거나 고가의 재료를 사용하지 않고서도 충분한 안전성을 확보할 수 있으며 그에 따라 자동차의 제조 원가 상승을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

특히 보강판의 경우 빔부보다 상대적으로 강성이 낮으면서 가소성을 갖는 금속 재질로 구성되어 측면 충돌과 같은 수평 하중이 상기 보강판의 소성변형에 의해 선행적으로 감소 및 완화된 상태에서 빔부로 전달되므로 빔부가 갖는 강성보다 큰 충격에도 충분한 저항성을 가질 수 있게 되고, 후단의 빔부에 의해 단계적으로 충격에너지가 저감되기 때문에 측면 충돌로 인한 도어패널의 파손 감소와 더불어 탑승객에 대한 안전성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 구조가 도어 어셈블리에 장착된 상태를 나타내는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 A-A' 단면도.
도 3은 본 발명의 일 구성인 보강부를 나타내는 도면.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 구조의 작동 상태도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 단면도.
도 6은 도 5에 도시된 실시 예의 작동상태도.
도 7은 도 5에 도시된 실시 예의 다른 예를 도시한 단면도.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 구조는 관 형상으로 차량의 도어패널(1)에 설치되는 빔부(10), 상기 빔부(10)와 도어패널(1) 사이에 충진되는 마스틱실러(20) 및 일측이 상기 빔부(10)에 결합되고 타측이 상기 도어패널(1)에 접하도록 설치되어 빔부(10)의 강성을 보강하는 보강부(30)를 포함하여 구성될 수 있다.

빔부(10)는 차량의 도어 어셈블리 내부에 설치되는 보강수단으로, 외부로부터 가해지는 충격에 저항하도록 작용한다.

일 예로 빔부(10)는 관 형상을 가질 수 있으며 그 양단이 각각 브라켓(100)의 체결을 통해 도어패널(1)에 고정 설치될 수 있다. 이때 상기 도어패널(1)은 도어의 아우터 패널일 수 있다.

이러한 빔부(10)는 임계치를 초과하는 강한 충격이 작용할 경우, 절곡 등의 소형 변형으로 충격 에너지의 일부를 소산 및 완화시킴으로써 차량의 탑승객을 측면 충돌로부터 보호할 수 있다.

그리고 빔부(10)는 고장력 강판으로 제조되는 관을 사용하는 것이 바람직하다.

마스틱실러(20)는 상기 빔부(10)와 도어패널(1) 사이에 충진되어 빔부(10)가 도어패널(1)에 안정적으로 접촉할 수 있게 하면서도, 빔부(10)의 떨림으로 인한 소음 발생 문제 등을 제어할 수 있다.

마스틱실러(20)는 접착성을 갖는 공지의 다양한 실러류 중 적합한 하나를 선택하여 적용할 수 있는 바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

다만 마스틱실러(20)는 우수한 탄성력을 갖는 재질을 선택하여 빔부(10) 내지 도어패널(1)과 같은 금속부재의 온도변화에 따른 변형이나 떨림에서도 소재의 박리가 제어될 수 있는 유연성이 발현되게 하는 것이 바람직하다.

도 1에서 마스틱실러(20)는 빔부(10)의 길이방향을 따라 일정 구간마다 충진된 것을 예로 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되지 않으며 빔부(10)의 전 구간에 걸쳐 충진될 수도 있음은 당연하다.

보강부(30)는 일측이 상기 빔부(10)에 결합되고 타측이 상기 도어패널(20)에 접하도록 설치되어 빔부(10)의 강성을 보강할 수 있다.

이러한 보강부(30)는 상술한 바와 같이 빔부(10)에 대한 강성을 보강 및 강화시킬 수 있는 것인 바, 기설계된 도어의 강성이 충분히 확보된 범위 내에서 빔부(10)의 소재나 제원 등을 축소시킬 수 있게 됨에 따라 원가 절감을 도모할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예로서 상기 보강부(30)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 서포트(300)와, 상기 서포트(300)에서 연장 설치되는 하나 이상의 보강판(310)을 포함하여 구성될 수 있다.

서포트(300)는 상기 빔부(10)의 외주면에 면 접촉되도록 결합될 수 있다. 예를 들면 서포트(300)는 상기 빔부(10)에 면접촉 되도록 내측에 부착면을 가질 수 있는데, 이때 원형 관 형태의 빔부(10) 형상에 따라 서포트(300)의 부착면은 곡면 형상을 가질 수 있다.

보강판(310)은 평판 형상을 가지고 상기 도어패널(1)을 향하는 방향으로 상기 서포트(300)에서 돌출되어 있으며, 일단이 상기 도어패널(1)과 접하도록 설치될 수 있다.

이러한 보강판(310)은 상기 서포트(300)의 외면에 일정 간격을 따라 둘 이상이 설치되어 강성을 더욱 보강할 수 있다.

그리고 보강판(310)은 상기 빔부(10)의 길이방향과 직교하는 방향으로 배치되는 것이 바람직한 바, 측면 충돌 방향과 평행한 수평 하중에 대한 저항성을 더욱 강화할 수 있다.

특히 보강판(310)은 상기 빔부(10)보다 상대적으로 강성이 낮으면서 가소성을 갖는 금속 재질로 구성되는 것이 바람직하다. 일 예로 보강판(310)은 납 또는 알루미늄 또는 이들의 합금 소재를 사용할 수 있다.

즉 보강판(310)은 평상시 탄성 방식으로 거동하여 도어패널(1)의 떨림 등 진동을 완화 및 감소시키게 되며, 상기 빔부(10)에 대한 충격 전달에 앞서 선행적으로 수평 하중이 가해지는 충격에 저항하게 된다.

그리고 도 4a에 도시된 바와 같이 보강판(310)의 임계값(항복 강도)을 초과하는 측면 충격에너지(F1)가 도어패널(1)에 가해질 경우, 마스틱실러(20)의 탄성력에 의한 충격 흡수와 더불어 보강판(310)이 절곡 등의 소성변형이 발생하게 되면서 충격에너지를 1차적으로 감소 및 완화시킬 수 있게 된다.

따라서 측면 충돌과 같은 수평 하중이 상기 보강판(310)의 소성변형에 의해 일부 감소 및 완화된 상태에서 상기 빔부(10)로 전달되기 때문에, 결과적으로 빔부(10)가 갖는 강성보다 큰 충격에도 충분한 저항성을 가질 수 있게 된다.

또한 도 4b에 도시된 바와 같이 보강판(310)의 임계값(항복 강도)을 초과하는 측면 충격에너지(F1)에 연속하여 빔부(10)의 임계값을 초과하는 측면 충격에너지(F2)가 가해질 경우, 상기 보강판(310)에 이어 빔부(10) 역시 소성변형이 발생하게 되면서 저감된 충격에너지를 2차적으로 감소 및 완화시킬 수 있게 됨으로써, 측면 충돌로 인한 도어패널(1)의 파손을 저감함과 더불어 탑승객에 대한 안전성을 향상시킬 수 있게 된다.

한편 보강부(30)는 상기 마스틱실러(20)가 충진된 위치에 마련되고, 상기 보강부(30)의 보강판(310)은 충진된 마스틱실러(20)의 내부에 위치하도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 마스틱실러(20)는 점성이 있어 자중에 의한 빔부(10) 또는 도어패널(1)로부터의 이탈은 문제가 되지 않는다. 그러나 마스틱실러(20)의 충진 불량이나 운송 과정 중의 진동으로 인해 상기 빔부(10) 또는 도어패널(1)로부터 박리될 수 있다.

이에 본 발명의 구조에서는 상술한 바와 같이 빔부(10)에 대한 보강을 목적으로 마련되는 보강판(310)을 충진된 마스틱실러(20)의 내부에 위치하게 배치하여 상기 보강판(310)이 완충 작용과 더불어 마스틱실러(20)의 심재로도 활용되게 함으로써 빔부(10) 또는 도어패널(1)로부터 상기 마스틱실러(20)가 분리되는 것을 제어토록 하는 것이다.

한편 본 발명에서는 도 5 등에서 보는 바와 같이 빔부(10)의 찢김에 의한 2차 피해 등을 방지하기 위한 실시 예를 제시하고 있다.

본 실시 예에서는 상기 빔부(10)와 상기 마스틱실러(20) 사이에는 지그재그로 절개홈(400)이 형성되는 부착판(40)이 구성되며, 상기 빔부(10)에는 상기 부착판(40)의 반대면에 하나 이상의 타공(100)이 형성됨을 특징으로 한다. 이러한 타공(100) 및 부착판(40)은 복수의 마스틱실러(20)에서 선택적 위치에서 구성되도록 할 수 있다.

상기 빔부(10)에는 상기 부착판(40)의 반대면에 하나 이상의 타공(100)이 형성되도록 하는 바, 이는 타공(100)의 구성에 의해 임계치를 초과하는 강한 충격을 받을 시 상기 빔부(10)의 찢김에 의한 절단 없이 상기 빔부(10)가 절곡되어 에너지를 소산시키도록 하기 위한 것이며, 더욱 강한 충격을 받을 시에는 상기 타공(100)이 형성된 부분에서 찢김이 발생되도록 하기 위한 것이다.

상기 부착판(40)은 타공(100)에서 빔부(10)의 절곡이 용이하게 이루어지도록 하는 것이며, 특히 타공(100)에서 빔부(10)에 찢김이 발생시 찢겨진 빔부(10)가 날라가 2차 피해가 발생되는 것을 제어하기 위한 것이다.

이를 위해 상기 부착판(40)은 지그재그로 절개홈(400)이 형성되며, 절개홈(400) 사이에 절개단(410)이 구성되도록 하여 탄성복원이 가능하도록 한다.

일반적인 강봉 형상의 도어빔의 경우 임계치를 초과하는 충격발생시 강봉이 찢김에 의해 절단이 되는데 절단된 강봉이 도어패널을 뚫고 2차 피해가 유발될 수 있다.

이에 본 발명에서는 상기 타공(100)과 상기 부착판(40)이 구성되도록 하여 임계치를 초과하는 충격발생시 타공(100)이 터지면서 절단 없이 빔부(10)가 절곡이 되어 에너지(E)가 소산 되도록 하고 타공(100) 부분에서 빔부(10)가 절단이 되더라도 부착판(40)이 이를 잡고 있어 상기에서 언급한 2차 피해가 제어되도록 하는 것이다. 상기 타공(100)은 빔부(10)에서 절곡 및 찢김이 유도되도록 하는 구성에 해당한다.

상기 부착판(40)은 상기 빔부(10)에 부착이 되며, 이에 더하여 마스틱실러(20)에도 부착이 되도록 함으로써 상기에서 언급한 바와 같이 빔부(10)가 절곡 또는 절단이 되더라도 이에 따른 부착판(40)의 신장이 용이하게 이루어지도록 하는 것이다.

특히 빔부(10)의 절단에 따른 부착판(40)의 절단되는 것을 마스틱실러(20)의 점성 및 탄성에 의해 제어되도록 하는 것이다.

이에 더하여 도 7에서 보는 바와 같이 부착판(40)과 마스틱실러(20)의 일체거동에 의해 빔부(10)의 절단에 따른 부착판(40)의 절단되는 것의 제어능을 배가시키고, 이에 더하여 마스틱실러(20)의 탄성을 배가시키도록 하는 예가 제시되고 있다.

도 7에서는 상기 부착판(40)의 최외측 절개단(410)에는 각각 내부에 하나이상의 관통홀을 형성하는 판형의 스프링(50)이 돌출되는 예가 제시되고 있다.

상기 스프링(50)이 구성되는 이유는 마스틱실러(20)와 일체거동을 통한 마스틱실러(520에 탄성복원력을 더욱 배가시키기 위한 것이며, 마스틱실러(20)와 부착판(40)의 일체거동을 통해 마스틱실러(20)와 부착판(40)이 분리되어 상기에서 언급한 바와 같이 빔부(10)의 절단에 따른 부착판(40)의 절단을 제어토록 하는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

1 : 도어패널 10 : 빔부
20 : 마스틱실러 30 : 보강부
31 : 브라켓 300 : 서포트
310 : 보강판

Claims (8)

1. 관 형상으로 차량의 도어패널에 설치되는 빔부; 및 상기 빔부와 도어패널 사이에 충진되는 마스틱실러;를 포함하고,
   상기 빔부와 상기 마스틱실러 사이에는 지그재그로 절개홈이 형성되는 부착판이 구성되며, 상기 빔부에는 상기 부착판의 반대면에 하나 이상의 타공이 형성됨을 특징으로 하는 자동차의 사이드 도어빔 구조.
   
2. 제 1항에 있어서,
   일측이 상기 빔부에 결합되고 타측이 상기 도어패널에 접하도록 설치되어 빔부의 강성을 보강하는 보강부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 사이드 도어빔 구조.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 보강부는,
   상기 빔부의 외주면에 면 접촉되도록 결합되는 서포트와, 상기 도어패널을 향하도록 상기 서포트에서 돌출되고 일단이 상기 도어패널과 접하는 하나 이상의 보강판을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 사이드 도어빔 구조.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 보강판은,
   상기 빔부보다 상대적으로 강성이 낮으면서 가소성을 갖는 금속 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 사이드 도어빔 구조.
   
5. 제 3항에 있어서,
   상기 보강판은,
   상기 빔부의 길이방향과 직교하는 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 자동차의 사이드 도어빔 구조.
   
6. 제 3항에 있어서,
   상기 보강부는 상기 마스틱실러가 충진된 위치에 마련되고,
   상기 보강판은 충진된 마스틱실러의 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 자동차의 사이드 도어빔 구조.
   
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서,
   상기 부착판의 최외측 절개단에는 각각 내부에 하나이상의 관통홀을 형성하는 판형의 스프링이 돌출됨을 특징으로 하는 자동차의 사이드 도어빔 구조.

Images