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KR101896325B1 - 차량용 cfrp 도어의 임팩트 빔 구조 - Google Patents

차량용 cfrp 도어의 임팩트 빔 구조 Download PDF

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KR101896325B1
KR101896325B1 KR1020160152002A KR20160152002A KR101896325B1 KR 101896325 B1 KR101896325 B1 KR 101896325B1 KR 1020160152002 A KR1020160152002 A KR 1020160152002A KR 20160152002 A KR20160152002 A KR 20160152002A KR 101896325 B1 KR101896325 B1 KR 101896325B1
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Abstract

차량용 CFRP 도어의 임팩트 빔 구조가 개시된다. 외측 임팩트 빔과 내측 임팩트 빔으로 분할 성형되어 서로 결합된 임팩트 빔이 차량용 CFRP 도어의 인너 패널에 결합되어, 부품수와 중량을 저감 및 강성 증대를 도모한다.

Description

차량용 CFRP 도어의 임팩트 빔 구조{Impact beam structure of CFRP door for vehicle}
본 발명은 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)를 이용하여 제작한 차량용 도어의 임팩트 빔 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 롤 포밍 공법을 적용하여 임팩트 빔을 제작해서 CFRP 도어의 인너 패널에 접착제로 접착한 차량용 CFRP 도어의 임팩트 빔 구조에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 도어는 차체에 의해 형성된 차실을 개폐하는 기능을 한다.
또한, 측면 충돌 사고 발생시에 차량의 도어가 차실 내부로 과도하게 밀리는 것을 방지하여 탑승객을 보호하기 위해 차량의 도어 내부에는 임팩트 빔이 장착되고 있다.
차량의 도어는 통상적으로 강판을 사용하여 제작되고 있지만, 최근에는 차량의 경향화를 통한 연비 절감을 위해 저중량 및 고강도의 CFRP를 이용한 제작하고 있다.
이러한 CFRP 도어에서 임팩트 빔을 적용할 때에 임팩트 빔의 단면 구조를 최적화하고, 임팩트 빔의 장착 관련 부품수를 줄여서 중량 저감을 도모할 필요가 있었다.
본 발명의 실시 예는, CFRP 소재를 이용하여 제작한 차량의 CFRP 도어에 임팩트 빔을 간편하면서도 용이하게 장착할 수 있고, 임팩트 빔의 단면 구조를 최적화하여 측면 충돌에 효과적으로 대응할 수 있으며, CFRP 도어의 인너 패널과의 적합한 매칭으로 임팩트 빔의 장착으로 인한 CFRP 도어의 외관미 저하를 방지할 수 있는 차량용 CFRP 도어의 임팩트 빔 구조를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량용 CFRP 도어의 임팩트 빔 구조는, 외측 임팩트 빔과 내측 임팩트 빔으로 분할 성형되어 서로 결합된 임팩트 빔이 차량용 도어의 인너 패널에 결합되되, 상기 외측 임팩트 빔과 내측 임팩트 빔은 각각 2개의 폐단면을 구비할 수 있다.
상기 인너 패널은 CFRP 소재로 제작될 수 있다.
상기 임팩트 빔은 롤 포밍 공법으로 성형될 수 있다.
상기 외측 임팩트 빔과 내측 임팩트 빔은 하나 이상의 폐단면을 구비할 수 있다.
상기 외측 임팩트 빔과 내측 임팩트 빔은 상기 2개의 폐단면을 연결하는 연결 플랜지를 구비할 수 있다.
상기 폐단면들은 사각 박스 형상을 할 수 있다.
상기 외측 임팩트 빔의 2개의 폐단면과 연결 플랜지는 상기 내측 임팩트 빔의 2개의 폐단면과 연결 플랜지에 각각 겹쳐지게 배치될 수 있다.
상기 외측 임팩트 빔의 연결 플랜지와 상기 내측 임팩트 빔의 연결 플랜지는 스폿 용접으로 접합될 수 있다.
상기 인너 패널은 단차부와 측면을 구비하고; 상기 외측 임팩트 빔의 선단부는 상기 단차부에 얹혀져서 접착제로 접합되며; 상기 내측 임팩트 빔의 선단부는 상기 측면에 접착제로 접합될 수 있다.
상기 상기 인너 패널은 단차부와, 차실 내부를 향하는 내측면을 구비하고; 상기 외측 임팩트 빔의 선단부는 상기 단차부에 얹혀져서 접착제로 접합되며; 상기 내측 임팩트 빔의 선단부는 상기 내측면에 접착제로 접합될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차량용 CFRP 도어의 임팩트 빔 구조에 의하면, 임팩트 빔이 롤 포밍 공법으로 최적의 다중 폐단면을 갖도록 제작되어, 중량 저감과 동시에 강성 증대를 통해 차량의 측면 충돌에 효과적으로 대응해서 탑승객을 보다 안전하게 보호할 수 있다.
CFRP 재질로 제작된 도어의 인너 패널에 임팩트 빔이 접착제를 매개로 결합됨에 따라 임팩트 빔의 장착 관련 부품을 제거할 수 있으므로, 부품수와 중량 저감을 추구하는 동시에 도어 개폐 소음 등을 해소할 수 있어서 상품성을 향상시킬 수 있고, 이와 더불어 도어 임팩트 빔의 장착으로 인한 도어의 외관미 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 임팩트 빔이 차량용 CFRP 도어에 장착된 상태의 정면도이다.
도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B선 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 도 1의 B-B선 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 임팩트 빔이 적용되는 차량용 CFRP 도어는 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) 소재를 이용하여 제작된 것이다.
CFRP 도어는 차량의 차실 내측으로 향하는 인너 패널(1)을 포함할 수 있다.
인너 패널(1)은 소정 크기의 폭과 높이를 가진 대체로 4각 패널 형상으로 형성될 수 있다.
인너 패널(1)의 차실 내측을 향하는 내측면에는 대체로 긴 사각 바아 형상의 임팩트 빔(2)이 결합될 수 있다.
임팩트 빔(2)은 차량의 길이 방향을 따라 전후로 배치되어 인너 패널(2)에 결합할 수 있다.
임팩트 빔(2)은 차량의 높이 방향으로 경사지게 배치될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
도 2를 참조하면, 임팩트 빔(2)은 외측 임팩트 빔(21)과 내측 임팩트 빔(22)이 서로 결합된 구조를 가질 수 있다.
여기서 외측은 차량의 폭 방향을 따라 차실 외부를 향하는 방향을 의미하고, 내측은 차실 내부를 향하는 방향을 의미한다.
외측 임팩트 빔(21)과 내측 임팩트 빔(22)은 롤 포밍 공법으로 강판을 이용해서 성형할 수 있다.
외측 임팩트 빔(21)과 내측 임팩트 빔(22)은 서로 겹쳐져서 결합될 수 있다.
외측 임팩트 빔(21)은 2개의 폐단면(211, 212)과, 2개의 폐단면(211,212)을 연결하는 연결 플랜지(213)을 포함할 수 있다.
2개의 폐단면(211, 212)은 사각 박스 형상을 하지만, 이에 한정되지 않고 다른 형상을 가질 수 있으며, 하나 이상의 폐단면으로 형성할 수 있다.
내측 임팩트 빔(22)은 2개의 폐단면(221, 222)과, 2개의 폐단면(221,222)을 연결하는 연결 플랜지(223)을 포함할 수 있다.
2개의 폐단면(221, 222)은 사각 박스 형상을 하지만, 이에 한정되지 않고 다른 형상을 가질 수 있으며, 하나 이상의 폐단면으로 형성할 수 있다.
외측 임팩트 빔(21)과 내측 임팩트 빔(22)이 서로 겹쳐지게 배열될 때에, 외측 임팩트 빔(21)의 2개의 폐단면(211,212)은 각각 내측 임팩트 빔(22)의 2개의 폐단면(221,222) 위에 겹쳐지게 배열되고, 외측 임팩트 빔(21)의 연결 플랜지(213)도 내측 임팩트 빔(22)의 연결 플랜지(223) 위에 겹쳐지게 배열될 수 있다.
상기와 같이 외측 임팩트 빔(21)과 내측 임팩트 빔(22)이 겹쳐지게 배열된 상태에서 각 연결 플랜지(213,223)는, 예를 들면 스폿 용접(30)을 통해 서로 접합될 수 있다.
바람직하기로, 외측 임팩트 빔(21)의 높이(H1)는 내측 임팩트 빔(22)의 높이(H2)보다 낮게 설정할 수 있지만, 차종의 종류에 다르게 설정할 수 있으며, 상기 높이 혹은 폐단면의 면적의 치수를 적절히 조절하면, 임팩트 빔(2)의 강성을 가변시킬 수 있으므로, 본 발명의 실시 예에 따른 임팩트 빔(2)은 차종에 무관하게 범용적으로 적용할 수 있다.
도 3을 참조하면, 인너 패널(1)은 아우터 패널(3)과 결합되어 CFRP 도어를 구성할 수 있다.
인너 패널(1)과 아우터 패널(3) 사이에는 소정 크기의 내부 공간이 형성되도록 인너 패널(1)은 아우터 패널(3)이 서로 결합될 수 있다.
내부 공간에는 상기 임팩트 빔(2)이 삽입되어 인너 패널(1)과 결합될 수 있다.
인너 패널(1)에는 차실 내부 쪽으로 단차진 단차부(11)가 형성되고, 이 단차부(11) 위에 외측 임팩트 빔(21)의 선단부가 얹혀져서 접착제(40)로 접착될 수 있다.
인너 패널(1)의 측면에는 내측 임팩트 빔(22)의 선단부가 밀착되어 접착제(40)로 접착될 수 있다.
도 4를 참조하면, 다른 실시 예로서, 인너 패널(1)은 차실 내부 쪽을 향하는 내측면(13)을 구비하고, 내측면(13)에 내측 임팩트 빔(22)의 선단부가 밀착되어 접착제로 접착될 수 있다.
이와 같은 접착제를 매개로 한 임팩트 빔(2)과 인너 패널(1)의 접합 구조는 임팩트 빔(2)의 조립성 및 생산성을 향상시키고, 임팩트 빔의 장착 관련 부품들을 사용할 필요가 없으므로, 부품수와 중량을 저감할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
1: CFRP 도어의 인너 패널
2: 임팩트 빔
3: CFRP 도어의 아우터 패널
21: 외측 임팩트 빔
22: 내측 임팩트 빔
30: 스폿 용접
40: 접착제

Claims (10)

  1. 외측 임팩트 빔과 내측 임팩트 빔으로 분할 성형되어 서로 결합된 임팩트 빔이 차량용 도어의 인너 패널에 결합되되,
    상기 외측 임팩트 빔과 내측 임팩트 빔은 각각 2개의 폐단면을 구비한 차량용 CFRP 도어의 임팩트 빔 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인너 패널은 CFRP 소재로 제작된 것을 특징으로 하는 차량용 CFRP 도어의 임팩트 빔 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 임팩트 빔은 롤 포밍 공법으로 성형된 것을 특징으로 하는 차량용 CFRP 도어의 임팩트 빔 구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 외측 임팩트 빔과 내측 임팩트 빔은 하나 이상의 폐단면을 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 CFRP 도어의 임팩트 빔 구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 외측 임팩트 빔과 내측 임팩트 빔은
    상기 2개의 폐단면을 연결하는 연결 플랜지를 더 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 CFRP 도어의 임팩트 빔 구조.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 폐단면들은 사각 박스 형상을 한 것을 특징으로 하는 차량용 CFRP 도어의 임팩트 빔 구조.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 외측 임팩트 빔의 2개의 폐단면과 연결 플랜지는 상기 내측 임팩트 빔의 2개의 폐단면과 연결 플랜지에 각각 겹쳐지게 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 CFRP 도어의 임팩트 빔 구조.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 외측 임팩트 빔의 연결 플랜지와 상기 내측 임팩트 빔의 연결 플랜지는 스폿 용접으로 접합되는 것을 특징으로 하는 차량용 CFRP 도어의 임팩트 빔 구조.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 인너 패널은 단차부와 측면을 구비하고;
    상기 외측 임팩트 빔의 선단부는 상기 단차부에 얹혀져서 접착제로 접합되며;
    상기 내측 임팩트 빔의 선단부는 상기 측면에 접착제로 접합된 것을 특징으로 하는 차량용 CFRP 도어의 임팩트 빔 구조.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 상기 인너 패널은 단차부와, 차실 내부를 향하는 내측면을 구비하고;
    상기 외측 임팩트 빔의 선단부는 상기 단차부에 얹혀져서 접착제로 접합되며;
    상기 내측 임팩트 빔의 선단부는 상기 내측면에 접착제로 접합된 것을 특징으로 하는 차량용 CFRP 도어의 임팩트 빔 구조.
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