KR20010082129A - 축없는 자동차용 힌지 - Google Patents

Abstract

자동차용 힌지(hinge)는 모든 필요한 구조상 및 작동상 부하를 견디도록 형성된 단일 탄성 부재의 수단에 의해, 고정된 몸체 구조에 연결되는 클로우즈 판넬(closure panel)의 회전운동을 충분히 용이하게 한다.

Description

축없는 자동차용 힌지{PIVOTLESS AUTOMOTIVE HINGE}

본 발명은 힌지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회동축 핀과 단순 회전 운동을 위한 다른 부품 없이도 고정된 몸체 구조에 대한 클로우즈 판넬(closure panel)의 작동을 용이하게 하는 자동차용 힌지에 관한 것이다.

도어(door)의 단순 회전 운동과 다른 일반적인 클로우즈 판넬, 특히 자동차용 클로우즈 판넬은 회동축 핀을 포함하고 외부 베어링에 연결되는 하나 또는 그 이상의 힌지에 의하여 조절된다.

주거용에서는, 도어 힌지의 형상은 일반적으로 회전 외부 베어링(16)내의 단일 회동축 핀(15)에 장착되도록 형성된 두개의 구조판(leaves)(1)으로 표준화되어 왔다. 두개 또는 세개의 힌지가 사용되는데, 회동축을 잘 맞추어 도어에 설치하여 그 회동 동작을 조절하는 것이다.

자동차용 클로우즈 판넬은 개폐 조절에 있어 넓은 범위의 동작이 사용되는데, 간단한 회전으로 부터 다중 연결 힌지 구조에 의한 복잡한 작동으로 직선 운동 이동까지 사용된다. 그러나 이 모든 경우에는, 일부 회전운동이 필요하고, 이것은 항상 축 핀과 외부 베어링형에 의해서 작동되었다. 대부분의 승용차 측면 도어는 단순 회전운동을 위한 두개의 힌지의 단일 회동축 구조를 사용한다. 그 대부분의 단순형에서 이러한 힌지들은 일반적으로 몸체 구조 부품(2), 클로우즈 판넬(closure panel) 구조 부품(3), 회동축 핀(4)과 두개의 축 부시(bushing)(5)로 구성된다. 이 구성의 가장 큰 단점은 회동축 정렬에 의해 발생된다. 특히, 부시 부분은 힌지 조립체에 의해 전달될 수 있는 힘을 제한한다. 또한, 일반적으로 시스템이 견딜 수 있는 개폐횟수로 측정되는 내구성 성능은 주로 부시에 의해 단축된다. 부시와 축 핀은 특히 느슨하게 맞춰진 힌지와 제대로 맞지 않는 도어의 개폐작동중큰 마모를 일으키게 된다. 색다른 축 핀 재질과 함께 사용되는 정교한 부시 또는 베어링이 이러한 문제를 해결하기 위하여 사용될 수 있으나, 이는 비용이 크게 상승하여 얻어진 효과를 감소시킨다.

도 1은 종래의 일반적인 주거용 도어 힌지(door hinge)에 대한 사시도;

도 2는 종례의 일반적인 자동차 측면 도어 힌지(door hinge)에 대한 사시도;

도 3은 본 발명의 힌지 조립체의 사시도;

도 4는 본 발명의 힌지 조립체의 구성요소 분해 사시도;

도 5는 본 발명의 힌지 조립체가 설치된 차량 본체와 전면 후드 판넬(hood panel)의 닫힌 상태를 도시한 부분 단면도;

도 6은 본 발명의 힌지 조립체가 설치된 차량 본체와 전면 후드 판넬(hood panel)의 열린 상태를 도시한 부분 단면도이다.

따라서, 회동축 핀과 베어링 부분 없이 충분한 회전운동을 할 수 있는 힌지 조립체를 제공하는 것은 아주 효과적일 수 있다.

본 발명은 종래의 축 핀과 부시 구조보다 부하 지지능력과 내구성을 향상시키면서도 회전 힌지 구조의 복잡성을 감소시키는데 그 목적이 있다.

본 발명의 주요한 특징에서, 자동차용 힌지는 모든 필요한 구조상 및 작동상 부하를 견디도록 형성된 단일 탄성 부재의 수단에 의해, 고정된 몸체 구조에 대한 클로우즈 판넬(closure panel)의 회전운동을 충분히 용이하게 한다. 다른 특징으로, 이 자동차용 힌지는 차량 클로우즈 판넬; 차량 본체에 설치되도록 적용된 몸체 요소; 상기 클로우즈 판넬 요소와 몸체 요소 양쪽에 장착되도록 적용되는 탄성부재로 구성되어, 클로우즈 판넬 요소와 몸체 요소 사이의 상대적 동작이 충분히 회전하는 탄성 부재에 의하여 강제되고, 모든 필요한 클로우즈 판넬의 부하를 차량 본체에 알맞게 전달할 수 있다.

본 발명의 자동차용 힌지의 다른 특징은:

(a) 상기 몸체 요소는 상기 클로우즈 판넬의 운동 범위를 따라 상기 탄성 부재를 가이드(guide)하고, 구조적으로 지지할 수 있도록 형성된다;

(b) 상기 클로우즈 판넬 요소는 상기 클로우즈 판넬의 운동 범위를 따라 상기 탄성 부재를 가이드하고, 구조적으로 지지할 수 있도록 형성된다;

(c) 상기 탄성 부재는 시스템의 작동상 저항을 극복하는데 유리한 토크를 생성하도록 형성된다;

(d) 서로 맞물리는 상기 몸체 요소와 상기 클라우즈 판넬 요소는 시스템이 완전히 닫힌 상태에서 병진운동하는 것을 막아 공기역학적 또는 다른 유사한 힘에 의해 발생되는 작동 부하에 충돌 순응 및/또는 저항하도록 작용한다;

(e) 상기 맞물리는 형태는 몸체 요소와 상기 클로우즈 판넬 요소 사이에 유연한 경계면을 제공하고, 적당한 간섭을 발생시켜 설정된 변화값들이 상쇄되고, 작동마찰이 감소되도록하는 유지 클립을 구비한다;

(f) 상기 탄성 부재는 고강도 스프링 스틸로 제조된다;

(g) 상기 탄성 부재는 탄소 섬유와 같은 고강도 복합 재질로 제조된다;

(h) 상기 조립체는 자동차의 측면 도어 힌지로 기능하도록 형성된다;

(i) 상기 조립체는 자동차의 전면 후드 힌지로 기능하도록 형성된다;

(j) 상기 조립체는 자동차의 후면 데크리드(decklid) 힌지로 기능하도록 형성된다; 그리고

(k) 상기 조립체는 자동차의 후면 리프트게이트(liftgate) 힌지로 기능하도록 형성된다.

이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예가 도면을 참고하여 기술되어진다.

단일 탄성 부재(6)는 폐쇄 장치의 모든 필요한 구조상 및 작동상 부하를 견디도록 형성되고 또한 그 구조적 재질의 단순한 인장력을 통해 충분한 회전 동작을 제공한다. 탄성 부재(6)는 클로우즈 판넬의 전체 작동 범위에 있어서, 그 구조 재질에 있어서 유발되는 압축과 인장이 그 탄성 한계를 초과하지 않도록, 형성된다. 따라서, 탄성 부재는 결코 반영구적으로 인장되지않고, 전제 구조적 세팅없이 항상 원래의 위치로 되돌아온다.

상기 탄성 부재는 그 작동범위를 제한하도록 보조하는 클로우즈 판넬 요소(7)와 몸체 요소(8)에 장착되어 작동 범위를 따라 구조적으로 유지하고, 힌지 시스템을 그 닫힌 상태에서 요구되는 대로 구조적으로 고정한다.

클로우즈 판넬 요소(7)와 몸체 요소(8)는 몸체 구조 요소(2)와 클로우즈 판넬 구조 요소(3)를 이용한 종래 기술의 구성에 비해 주요한 구조 부품이 아니고, 가볍고, 간단하고, 제작비가 적게든다. 상기 클로우즈 판넬 요소는 차량 클로우즈 판넬(9)에 설치되어 진다. 그리고 몸체 요소는 차량 본체(10)에 설치된다. 양 구성 요소는 탄성 부재와 접촉하여 그 실제 회전 동작을 가이드하는 접촉면(11)에 닿도록 배열된다. 또한, 시스템이 완전히 닫힌 상태에서 병진운동하는 것을 막는 맞물림부(12)로 결합되어, 충동 완화하고 공기역학적 또는 다른 유사한 힘에 의해 발생되는 작동 부하를 막아주도록 작용한다. 클로우즈 판넬 요소 또는 몸체 요소는 또한 유연한 경계면을 제공하고 적당한 간섭을 발생하여 설정된 변화량을 상쇄하여 맞물림부의 기능을 향샹시키는 유지 클립(13)을 구비하도록 형성된다. 이 유지 클립은 플라스틱 또는 단단한 고무 합성물로 제조된다.

탄성 부재(6)의 기하학적인 형태와 재조에 사용되는 재질은 힌지 조립체의 가장 결정적인 두개의 설계변수이다. 탄성 부재의 모양과 두께는 주어진 작동상 운동에서 유도 인장과 압축을 결정한다. 선택된 재질은 결국 탄성 부재가 탄성 범위 내에서 기능하고 영구 변형을 피하도록 한다. 일정하거나 또는 다양한 두께의 곡선 측면은 탄성 부재의 최고의 기하학적인 형태인 것으로 성립되어왔다. 스틸과 같은 등방성 금속 재료와 케블라(kevlar)와 탄소 섬유와 같은 이방성 재료는 탄성 부재 제조에 아주 많이 사용되어왔다. 피로 약화 방지는 이러한 재료 선택의 주 요점이고, 따라서 다른 재료는 좋지 않다는 것이 밝혀졌다.

또 다른 특성이 작동중 유리한 토크를 발생하는 탄성부재의 기하학적 형태를 형성하여 힌지 시스템에 결합될 수 있다. 상기 탄성 부재는 고유 재질의 단단함 때문에 회전하는 동안 토크(torque)를 발생시키고 만약 적당히 형성된다면, 상기 토크는 시스템에서 중력 또는 닫혀진 문의 힘에 반하여, 물/바람을 밀폐하는 부하에 반하여 클로우즈 판넬(9)을 들어올리는 것을 돕도록 사용될 수 있다.

본 발명의 힌지 장치는 회동축 핀과 베어링 부분 없이도 충분한 회전운동을 할 수 있다. 또한 종래의 축 핀과 부시 구조보다 부하 지지능력과 내구성을 향상시키면서도 회전 힌지 구조의 복잡성을 감소시킬수 있는 효과가 있다.

Claims (13)

1. 모든 필요한 구조상 및 작동상 부하를 견디도록 형성된 단일 탄성 부재의 수단에 의해, 고정된 몸체 구조에 대한 클로우즈 판넬(closure panel)의 회전운동을 충분히 용이하게 하는 자동차용 힌지.
2. 제 1 항에 있어서,

   (a) 차량 클로우즈 판넬;

   (b) 차량 본체에 설치되도록 적용되는 몸체 요소;

   (c) 상기 클로우즈 판넬 요소와 몸체 요소 양쪽에 장착되도록 적용된 탄성 부재로 구성되어;

   클로우즈 판넬 요소와 몸체 요소 사이의 상대적 동작이 충분히 회전하는 탄성부재에 의하여 강제되고, 모든 필요한 클로우즈 판넬의 부하를 차량 본체에 알맞게 전달할 수 있는 자동차용 힌지.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 몸체 요소는 상기 클로우즈 판넬의 운동 범위를 따라 상기 탄성 부재를 가이드(guide)하고, 구조적으로 지지할 수 있도록 형성되는 자동차용 힌지.
4. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서, 상기 클로우즈 판넬 요소는 상기 클로우즈판넬의 운동 범위를 따라 상기 탄성 부재를 가이드하고, 구조적으로 지지할 수 있도록 형성되는 자동차용 힌지.
5. 제 1 항 내지 제 4 항에 있어서, 상기 탄성 부재는 시스템의 작동상 저항을 극복하는데 유리한 토크를 생성하도록 형성되는 자동차용 힌지.
6. 제 1 항 내지 제 5 항에 있어서, 상기 몸체 요소와 상기 클로우즈 판넬 요소는 시스템이 완전히 닫힌 상태에서 병진운동하는 것을 막아 충돌을 완화하고 공기역학적 또는 다른 유사한 힘에 의해 발생되는 작동 부하를 막아주도록 작용하는 맞물림부로 결합되는 자동차용 힌지.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 맞물림부는 몸체 요소와 상기 클로우즈 판넬(closure panel)요소 사이의 유연한 경계면을 제공하고 적당한 간섭을 발생시켜 설정된 변화값들을 상쇄하고, 작동마찰이 감소되도록 하는 유지 클립을 구비하는 자동차용 힌지.
8. 제 1 항 내지 제 7 항에 있어서, 상기 탄성 부재는 고강도 스프링 스틸로 부터 제조되는 자동차용 힌지.
9. 제 1 항 내지 제 7 항에 있어서, 상기 탄성 부재는 탄소 섬유와 같은 고강도복합 재질로 제조되는 자동차용 힌지.
10. 제 1 항 내지 제 9 항에 있어서, 상기 조립체는 자동차의 측면 도어 힌지로 기능하도록 형성되는 자동차용 힌지.
11. 제 1 항 내지 제 9 항에 있어서, 상기 조립체는 자동차의 전면 후드 힌지로 기능하도록 형성되는 자동차용 힌지.
12. 제 1 항 내지 제 9 항에 있어서, 상기 조립체는 자동차의 후면 데크리드(decklid) 힌지로 기능하도록 형성되는 자동차용 힌지.
13. 제 1 항 내지 제 9 항에 있어서, 상기 조립체는 자동차의 후면 리프트게이트(liftgate) 힌지로 기능하도록 형성되는 자동차용 힌지.