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KR100419141B1 - 차량의 투명 루프 구조 - Google Patents

차량의 투명 루프 구조 Download PDF

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KR100419141B1
KR100419141B1 KR10-2001-0012837A KR20010012837A KR100419141B1 KR 100419141 B1 KR100419141 B1 KR 100419141B1 KR 20010012837 A KR20010012837 A KR 20010012837A KR 100419141 B1 KR100419141 B1 KR 100419141B1
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Abstract

본 발명은 차량에 있어서, 보강망층 및 상기 보강망층의 상하면에 각각 형성한 제1글래스층 및 제2글래스층으로 구성된 망 글래스층으로 이루어진 루프 글래스와; 상기 망 글래스층으로 이루어지며, 상기 루프 글래스의 전단 모서리에서 하향으로 경사지게 연장 형성한 필라 글래스와; 투명 글래스로 이루어지며, 상기 루프 글래스의 전단 및 필라 글래스의 내측단에서 연장 형성한 윈드실드와; 상기 윈드실드의 하단이 결합되는 글래스 결합홈을 가진 홀더부와, 상기 홀더부에서 연장 형성한 결합부와, 상기 결합부의 폭 방향으로 형성한 다수개의 거치대 체결홀을 가진 거치대와; 상기 루프 글래스 및 필라 글래스와, 윈드실드 및 리어 윈도우의 각 측단에 설치된 링틀을 포함함을 특징으로 하는 차량의 투명 루프 구조를 제공한다.

Description

차량의 투명 루프 구조{TRANSPARENCY ROOF STRUCTURE IN VEHICLE}
본 발명은 차량의 차체 구조에 관한 것으로서, 특히 전방 혹은 후방 필라가 없는 차체 구조에 관한 것이다.
통상적으로, 차량은 크게 섀시(chassis)와 차체(body)로 구성된다. 상기 섀시는 차량에서 차체를 제외한 나머지 부분의 총칭으로서, 프레임, 엔진, 동력전달장치, 현가장치, 조향장치 및 브레이크장치를 포함한다. 상기 차체는 차량의 기본 골격이 되는 부분으로서, 세단(sedan) 및 쿠페(coupe) 등 대부분의 차량 형태에 있어서 루프 프레임(roof frame), 필라(pillar), 메인 프레임(main frame) 등이 일체로 형성된 모노코크(monocoque)형 차체가 적용되고 있다.
도 10은 일반적인 자동차의 차체 구조를 나타낸 측면도이고, 도 11은 A 필라 및 C 필라에 의해 발생하는 운전자 사각 지대를 나타낸 개략도이다.
특히, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 루프 프레임은 일반적으로 A 필라, B 필라, C 필라 등 세 쌍의 필라에 의해 지지된다. 상기 A 필라 사이에는 윈드 실드(wind shield)가 설치되고, 상기 C 필라 사이에는 리어 윈도우(rear window)가 각각 설치된다.
그러나, 상기 A 필라 및 C 필라는 각각 운전석 전방 양 옆과 탑승석 후방 양 옆에 위치하게 되므로, 도 11에 도시된 바와 같이 사각 지대가 발생하게 되고, 이로인해 운전 중의 방향 전환이나 주차시 운전자의 시야를 방해하게 되어 각종 교통 사고의 발생율을 높이는 요소로 작용한다.
또한, 근래들어 차량의 스포티성은 높이고 공기 저항은 억제하려는 경향에 따라 A 필라의 폭과 각도를 줄이는 설계가 적용되고 있는데, 이로인해 운전석과 탑승석의 거주성이 나빠져 차량의 충돌 사고나 전복 사고시 운전석과 탑승석의 원형 보호 설계를 충족시킬 수 없는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 전방 및 후방의 운전 시야를 최대한 확보하여 차량 운행시 안정성을 높이는 차량의 투명 루프 구조를제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 루프의 지지력을 보강함으로써 차량 내부의 거주성 및 원형 보호 설계 조건을 만족시킬 수 있는 차량의 투명 루프 구조를 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 차량의 차체 구조를 제작하는 공정을 단순화하여 생산성을 향상시키고, 링틀로 구분된 루프 구조의 정비가 용이한 차량의 투명 루프 구조를 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 내구성, 내열성, 단열성 뿐만 아니라 방음성이 우수한 차량의 투명 루프 구조를 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 자연광에 의한 내부 조명이 이루어짐으로써 쾌적한 승차 환경을 조성할 수 있는 차량의 투명 루프 구조를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량에 있어서, 보강망층 및 상기 보강망층의 상하면에 각각 형성한 제1글래스층 및 제2글래스층으로 구성된 망 글래스층으로 이루어진 루프 글래스와; 상기 망 글래스층으로 이루어지며, 상기 루프 글래스의 전단 모서리에서 하향으로 경사지게 연장 형성한 필라 글래스와; 투명 글래스로 이루어지며, 상기 루프 글래스의 전단 및 필라 글래스의 내측단에서 연장 형성한 윈드실드와; 상기 윈드실드의 하단이 결합되는 글래스 결합홈을 가진 홀더부와, 상기 홀더부에서 연장 형성한 결합부와, 상기 결합부의 폭 방향으로 형성한 다수개의 거치대 체결홀을 가진 거치대와; 상기 루프 글래스 및 필라 글래스와, 윈드실드 및 리어 윈도우의 각 측단에 설치된 링틀을 포함함을 특징으로 하는 차량의 투명 루프 구조를 제공한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 차량의 투명 루프 구조를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 투명 루프 구조를 구비한 차체를 나타낸 측면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 투명 루프 구조의 전방 결합 상태를 나타낸 분리 사시도,
도 4는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 투명 루프 구조를 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 루프 글래스와 B 필라의 결합 관계를 나타낸 구성도,
도 6은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 투명 루프 구조를 구비한 차량의 전방 사시도,
도 7은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 투명 루프 구조를 구비한 차량의 후방 사시도,
도 8은 본 발명의 응용예에 따른 투명 루프 구조를 나타낸 단면도,
도 9는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 투명 루프 구조를 구비한 차량의 사시도,
도 10은 일반적인 자동차의 차체 구조를 나타낸 측면도,
도 11은 A 필라 및 C 필라에 의해 발생하는 운전자 사각 지대를 나타낸 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 루프 글래스 200 : 필라 글래스
300 : 윈드실드 400 : 리어 윈도우
500 : 거치대 600 : 링틀
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 차량의 투명 루프 구조를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 투명 루프 구조를 구비한 차체를 나타낸 측면도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 투명 루프 구조의 전방 결합 상태를 나타낸 분리 사시도이고, 도 4는 도 4는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 투명 루프 구조를 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 차량의 투명 루프 구조는 루프 글래스(100), 필라 글래스(200), 윈드실드(300), 리어 윈도우(400), 거치대(500) 및 링틀(600)로 이루어진다.
상기 루프 글래스(100)는 차량의 지붕 역할을 하는 투명 구조물이다. 상기 루프 글래스(100)는 보강망층(112) 및 상기 보강망층(112)의 상하면에 각각 형성한 제1글래스층(114) 및 제2글래스층(116)으로 구성된 망 글래스층(112)으로 이루어진다. 상기 보강망층(112)은 얇은 금속 와이어 혹은 강화섬유 와이어로 이루어진 보강망이 일정한 간격을 두고 얽히도록 구성함으로써, 운전자의 시야는 방해되지 않으면서도 루프 글래스(100)의 골격 지지 역할을 수행한다. 또한, 상기 루프 글래스(100)의 양측단 중앙에는 각각 다수개의 체결홀(102)을 형성한다. 상기 체결홀(102)은 B 필라와의 결합시 체결품이 통과하는 구멍이다.
상기 제1글래스층(114) 및 제2글래스층(116)은 폴리글래스, 폴리카보네이트, 강화 플라스틱, 강화 유리 중 어느 하나를 사용하여 구성하며, 바람직하게는 폴리글래스를 사용한다. 상기 폴리글래스는 강화 유리의 150배, 아크릴의 40배 정도의 강도를 가지며, 기계적 강도, 인장 강도 및 휨 강도 특성이 우수하고, 높은 내열성 및 광투과율을 가질 뿐만 아니라 곡면 시공이 자유로워 본 발명의 루프 글래스 재질로 알맞다. 한편, 상기 루프 글래스(100)는 상기 망 글래스층(112) 이외에 여러 개의 기능층을 부가할 수 있으며, 이러한 루프 글래스(100)의 층 구조는 후술할 도 8을 통해 상세히 살펴보기로 한다.
상기 필라 글래스(200)는 루프 글래스(100)의 수직 방향 하중을 지지하는 투명 부재이다. 상기 필라 글래스(200)는 루프 글래스(100)와 마찬가지로 글래스층 사이에 보강망층이 형성된 망 글래스층으로 형성하며, 상기 루프 글래스(100)의 각 모서리에서 하향으로 경사지게 연장 형성한다. 상기 필라 글래스(200)는 내부 보강을 위해 보강망층이 내장되어 있긴 하지만, 상기 루프 글래스(100)와 마찬가지로 와이어가 일정 간격을 두고 얽혀 있어 운전자의 시야에는 방해가 되지 않는다.
상기 윈드실드(300)는 차량의 전방에 설치된 투명 글래스로서, 상기 루프 글래스(100)의 전단 및 필라 글래스(200)의 내측단에서 연장 형성한다. 상기 윈드실드(300)는 완전한 전방 시야 확보를 위해 루프 글래스(100)나 필라 글래스(200)와는 달리 보강망층이 내장되어 있지 않으며, 순수한 투명 글래스로만 형성한다. 상기 윈드실드(300)의 재질로는 폴리글래스가 바람직하다. 상기 윈드실드(300)는 루프 글래스(100)의 전방 하중을 지지하는 역할도 한다.
상기 리어 윈도우(400)는 차량의 후방에 설치된 투명 글래스로서, 상기 루프 글래스의 후단 및 필라 글래스의 내측단에서 연장 형성한다. 상기 리어 윈도우(400)는 윈드실드(300)와 마찬가지로 완전한 후방 시야 확보를 위해 루프 글래스(100)나 필라 글래스(200)와는 달리 보강망층이 내장되어 있지 않으며, 순수한 투명 글래스로만 형성한다. 상기 리어 윈도우(400)의 재질로는 폴리글래스가 바람직하다. 상기 리어 윈도우(400)는 루프 글래스(100)의 후방 하중을 지지하는 역할도 한다.
상기 거치대(500)는 링틀(600)에 연결된 접합 부재로서, 본 발명의 투명 루프구조를 차체에 결합하기 위한 링틀(600)의 체결 지지구이다. 상기 거치대(500)는 윈드실드(300) 및 리어 윈도우(400)의 하단이 결합되는 글래스 결합홈(512)을 가진 홀더부(510)와, 상기 홀더부(510)에서 연장 형성한 결합부(520)와, 상기 결합부(520)의 폭 방향으로 형성한 다수개의 거치대 체결홀(530)을 가진다. 상기 거치대(500)는 결합부(520)의 거치대 체결홀(530)에 체결되는 체결품(550)에 의해 차체에 형성한 로우어 프레임(700)에 결합된다.상기 거치대(500)는 금속 재질로 형성하는 것이 바람직하며, 상기 윈드실드(300) 혹은 리어 윈도우(400)와의 결합시 기밀 유지를 위해 상기 글래스 결합홈(512) 내에 패킹(540)을 삽입할 수 있다. 상기 거치대(500)는 결합부(520)의 거치대 체결홀(530)에 체결되는 체결품(550)에 의해 차체에 형성한 로우어 프레임(700)에 결합된다. 상기 로우어 프레임(700)은 상단에 단차지게 형성한 로우어 절곡부(710)와, 상기 로우어 절곡부(710)의 폭 방향으로 형성한 다수개의 체결홀(720)을 가진다. 상기 거치대(500)를 로우어 프레임(700)에 고정시키기 위한 체결품(550)으로는 나사 및 볼트를 사용할 수 있고, 실시예에 따라서는 리벳이나 용접 등을 사용할 수도 있다.
상기 링틀(600)은 루프 글래스(100) 및 필라 글래스(200)의 각 측단과 윈드실드(300) 및 리어 윈도우(400)의 하측단에 설치되는 보강 부재로서, 본 발명의 투명 루프 구조인 투명 글래스의 외장 형태 구조를 외곽에서 강화하기 위한 보강 부재이다. 상기 링틀(600)은 루프 글래스(100) 및 필라 글래스(200)의 기본 형태를 유지할 뿐만 아니라 측단을 보호하고, 상기 루프 글래스(100)나 필라 글래스(200)가 도어 프레임 등 인접 프레임과 직접적으로 접촉되지 않도록 한다. 상기 링틀(600)은 루프 글래스(100) 및 필라 글래스(200)의 측단부와, 윈드실드(300) 및 리어 윈도우(400)의 하측단부의 외곽 둘레를 'ㄷ' 모양으로 감싸서 투명 루프 구조를 외측 지지 보강한다. 상기 링틀(600)은 투명 루프 글래스의 기본 형태 유지와 외압에 따른 측면 손상을 막기 위해 금속 재질로 형성하는 것이 바람직하며, 상기 링틀(600)의 내측에는 금속재 링과 글래스와의 기밀 유지와 완충 효과를 높이기 위해 고무 패킹(540) 등을 삽입할 수 있다. 또한, 상기 윈드실드(300)와 필라 글래스(200), 루프 글래스(100)와 리어 윈도우(400)를 감싼 링틀(600)의 측면부 양 외측에는 고무 패킹 혹은 몰딩 등을 부가적으로 설치하여 도어 프레임 등 인접 프레임과의 직접적인 접촉 방지 및 기밀 유지 등의 기능을 수행할 수 있도록 한다.상기 로우어 프레임(700)은 상단에 단차지게 형성한 로우어 절곡부(710)와, 상기 로우어 절곡부(710)의 폭 방향으로 형성한 다수개의 체결홀(720)을 가진다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 루프 글래스와 B 필라의 결합 관계를 나타낸 구성도이다. 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 루프 글래스(100)는 각 모서리에 위치한 필라 글래스 이외에 B 필라(170, 센터 필라)에 의해서도 수직 방향 하중이 지지된다. 상기 루프 글래스(100)의 측단 중앙에는 단면이 `ㄷ`자 모양인 몰딩(180)이 설치된다. 또한, 상기 몰딩(180), 루프 글래스(100) 및 B 필라(170)는 별도의 체결품, 예를 들면 볼트(190) 및 너트(192)에 의해 상호 결합되며, 용접에 의해서도 상호 결합된다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 투명 루프 구조를 구비한 차량의 전방 사시도이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 투명 루프 구조를 구비한 차량의 후방 사시도이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 투명 루프 구조를 구비한 차량은 윈드실드 및 리어 윈도우는 물론 루프 및 필라 부분까지 투명체로 이루어진다. 따라서, 차량의 전방, 후방, 측방 및 상방에 있어서, 종래 불투명한 필라나 루프에 의해 발생했던 사각 지대가 없으므로 원활한 시야 확보가 가능하다.
도 8은 본 발명의 응용예에 따른 투명 루프 구조를 나타낸 단면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 응용예에 따른 투명 루프 구조는 제1글래스층(114), 제2글래스층(116) 및 상기 제1글래스층(114)과 제2글래스층(116) 사이에 형성한 보강망층(112)으로 이루어진 망 글래스층(110)을 포함한다.
상기 보강망층(112)은 본 발명의 투명 루프 구조가 기본 골격을 유지할 수 있도록 구조 보강 역할을 하며, 차량 내외부로부터의 충격에 의해서도 변형되지 않고, 충격을 흡수할 수 있도록 금속 와이어 또는 강화섬유 와이어로 이루어진 층이다.
또한, 상기 제1글래스층(114) 상면에는 공기층(120) 및 제3글래스층(130)을 추가로 형성한다. 상기 공기층(120)은 상향에서의 충격시 완충 역할을 함으로써, 차량의 거주성을 향상시키며, 방탄층으로서의 역할도 수행한다.
더우기, 상기 제3글래스층(130) 상면에는 감광유리층(140)을 추가로 형성하고, 상기 감광유리층(140) 상면에는 적외선 반사유리층(150)을 추가로 형성한다. 상기 감광유리층(140)은 산화물을 유리에 유착시켜 조사량에 따라 색이 변환되도록 한 층으로서, 자외선이 조사되면 보라색으로 착색되어 어두워지고, 자외선 조사가 끝나면 본래의 무색 투명한 상태로 회귀된다. 반면, 상기 적외선 반사유리층(150)은 햇빛을 반사시켜 적외선 간섭에 따른 냉난방 효율을 높이기 위한 층이다. 상기 적외선 반사유리층(150)은 유리 표면에 부착한 박막광의 간섭 현상을 이용하는 것과 박막을 구성하는 금속 등의 반사율 특성을 이용하는 것이 있다. 상기 적외선 반사유리층(150)은 유리 표면에 금속 산화물, 티타늄, 주석 등이 함유된 용액을 스퍼터링(sputtering) 처리하여 형성할 수 있다.
또한, 상기 제2글래스층(116) 밑면에는 액정유리층(160)을 추가로 형성한다. 상기 액정 유리층(160)은 전원 공급 유무에 따라 투명 혹은 불투명 상태가 되는 층으로서, 내부에 액정 분자들이 봉합된 유리층이다. 상기 액정유리층(160)은 전기 전도막이 투명한 필름에 액정막을 부착하고, 다시 외층에 판유리를 접합시켜 형성한다. 상기 액정막은 유리의 비산을 방지하는 역할을 한다.
도 9는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 투명 루프 구조를 구비한 차량의 사시도이다. 도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 투명 루프 구조는 승용차 뿐만 아니라 승합차에도 적용할 수 있다.
승합차의 경우에는 승용차와는 달리 리어 윈도우없이 루프 글래스, 윈드실드 및 전방 필라 글래스만으로 투명 루프 구조를 형성한다. 또한, 승합차의 루프 글래스는 중간 필라들에 의해 수직 방향 하중이 지지된다.
한편, 본 발명의 응용예에 따라서는 윈드실드와 전방 필러 부분만을 일체형 투명체로 구성할 수 있다. 즉, 윈드실드와 전방 필러 부분을 폴리글래스로 형성하고, 윈드실드의 하단과 상단 및 필러의 양 측단부를 링틀로 감싸고, 링틀의 상/하단부 거치대가 프레임에 결합됨으로써, 상기 일체형 투명체가 루프의 전방 지지 역할을 수행함과 동시에 사각 지대가 없는 윈드실드 역할을 수행하도록 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량의 투명 루프 구조는 전방, 후방 및 상방으로의 운전 시야를 최대한 확보할 수 있으므로, 차량 운행시 사각 지대로 인한 교통 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 투명 루프 구조는 편향된 하중 지지 구조를 분산시켜 루프의 지지력을 보강함으로써 차량 내부의 거주성 및 원형 보호 설계 조건을 만족시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 투명 루프 구조는 차체 생산 공정이 단순화되어 제조 공정이 단축되고, 그로인해 차량의 제조 원가를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 투명 루프 구조는 차체 중량을 가볍게 할 수 있어 에너지 소비는 줄이고, 경제성은 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 투명 루프 구조는 자연광에 의한 내부 채광이 가능하여 쾌적한 승차 환경을 제공하는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 차량에 있어서,
    보강망층 및 상기 보강망층의 상하면에 각각 형성한 제1글래스층 및 제2글래스층으로 구성된 망 글래스층으로 이루어진 루프 글래스와;
    상기 망 글래스층으로 이루어지며, 상기 루프 글래스의 전단 모서리에서 하향으로 경사지게 연장 형성한 필라 글래스와;
    투명 글래스로 이루어지며, 상기 루프 글래스의 전단 및 필라 글래스의 내측단에서 연장 형성한 윈드실드와;
    상기 윈드실드의 하단이 결합되는 글래스 결합홈을 가진 홀더부와, 상기 홀더부에서 연장 형성한 결합부와, 상기 결합부의 폭 방향으로 형성한 다수개의 거치대 체결홀을 가진 거치대와;
    상기 루프 글래스 및 필라 글래스와, 윈드실드 및 리어 윈도우의 각 측단에 설치된 링틀을 포함함을 특징으로 하는 차량의 투명 루프 구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1글래스층, 제2글래스층 및 윈드실드는 폴리글래스, 강화 플라스틱, 강화 유리 중 어느 하나로 이루어짐을 특징으로 하는 차량의 투명 루프 구조.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 루프 글래스의 제1글래스층 상면에는 공기층 및 제3글래스층을 추가로 형성함을 특징으로 하는 차량의 투명 루프 구조.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제3글래스층의 상면에는 감광유리층을 추가로 형성하고, 상기 감광유리층 상면에는 적외선 반사유리층을 추가로 형성함을 특징으로 하는 차량의 투명 루프 구조.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제2글래스층의 밑면에는 전원 공급 유무에 따라 투명 혹은 불투명 상태가 되는 액정유리층을 추가로 형성함을 특징으로 하는 차량의 투명 루프 구조.
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