KR20230101362A

KR20230101362A - 차량용 도어 힌지 장치

Info

Publication number: KR20230101362A
Application number: KR1020210191404A
Authority: KR
Inventors: 윤형인
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2021-12-29
Filing date: 2021-12-29
Publication date: 2023-07-06
Also published as: CN116411758A; US20230203862A1; US20250092725A1; DE102022211103A1; US12196023B2

Abstract

차량용 도어 힌지 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 도어 힌지 장치는 B 필러가 없는 차량에서, 도어의 힌지부가 레일을 따라 차체 외측 대각방향으로 이동하는 과정에, 감속유닛의 캐리어에 힌지축을 통해 연결된 힌지 바와, 선기어의 회전축과 연결된 랙과 피니언이 도어의 회전량을 설정하여 도어의 회전 궤적을 확보한 상태로 양측 도어의 동시 개폐 작동 및 단독 개폐 작동을 가능하게 한다.

Description

차량용 도어 힌지 장치{Door hinge device for vehicles}

본 발명은 차량용 도어 힌지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 B 필러가 없는 차량에서, 도어의 힌지부를 차체 외측으로 밀어서 회전 궤적을 확보하여 단독으로 개폐 작동을 가능하게 하는 차량용 도어 힌지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 도어는 차량의 내부와 외부를 구분하는 도어로, 외부의 소음, 비, 먼지, 바람 등을 차단하고, 측면 충돌 시에는 사이드 구조물과 함께 충격을 흡수하여 탑승자를 안전하게 보호하는 중요한 기능을 한다.

차량용 도어는 특수 목적의 도어를 포함하여 다양한 종류가 있으나, 승용 차량에는 힌지 방식의 스윙 도어가 가장 많이 적용된다.

통상, 스윙 도어는 차체와의 사이에 힌지 브래킷을 통하여 설치되는 힌지축을 중심으로 차체 외부 측으로 열리는 도어를 말하며, 개폐가 용이하고, 구조가 간단하여 유지 및 보수가 쉬운 이점이 있다.

한편, 일부 차량에서는 도어의 오픈 시, 개방감이 크고, 탑승자의 승ㆍ하차에 유리한 대향식 스윙 도어가 적용된다.

이러한 대향식 스윙 도어는 B 필러가 없는 타입과 B 필러가 있는 타입으로 구분된다.

도 1은 종래 기술의 일례에 따른 대향식 스윙 도어가 적용된 차량을 도시한 측면도이고, 도 2는 도 1의 차량에서 프론트 도어와 리어 도어가 접하는 부분을 도시한 단면도이다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, B 필러가 없는 차량(100)에 적용된 대향식 스윙 도어의 일례가 도시된다. 프론트 도어(110)는 힌지부가 프론트 도어(110)의 전단부에 설치되고, 리어 도어(120)는 힌지부가 리어 도어(120)의 후단부에 설치된다.

이러한 대향식 스윙 도어는 프론트 도어(110) 또는 리어 도어(120)의 일측에 잠금 상태를 유지하기 위한 래치부(LC)가 설치된다.

또한, 프론트 도어(110)의 후단부와 리어 도어(120)의 전단부 사이에는 기밀을 위한 실링(S)이 설치된다.

상기와 같이, B 필러가 없는 차량(100)의 대향식 스윙 도어는 탑승자의 승ㆍ하자 또는 레저 활동 시 개방감은 좋으나, 프론트 도어(110)와 리어 도어(120)의 개폐 작동 시, 프론트 도어(110)와 리어 도어(120)간의 회전 궤적이 겹치는 간섭 문제로 인해 프론트 도어(110)를 먼저 열거나 뒤에 닫아야 하는 것과 같이 개폐 순서가 미리 결정되어 있다는 단점이 있다.

이와 같이, 프론트 도어(110)와 리어 도어(120)의 개폐 순서가 미리 정해져 있어서, 리어 도어(120)를 단독으로 열거나 닫을 수 없다는 문제점이 있다.

도 3은 종래 기술의 다른 예에 따른 대향식 스윙 도어가 적용된 차량을 도시한 측면도이고, 도 4는 도 3의 차량에서 프론트 도어와 리어 도어가 접하는 부분을 도시한 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, B 필러(230)가 있는 차량(200)에 적용된 대향식 스윙 도어의 일례가 도시된다. 이 또한, 프론트 도어(210)는 힌지부가 프론트 도어(210)의 전단부에 설치되고, 리어 도어(220)는 힌지부가 리어 도어(220)의 후단부에 설치된다.

이러한 대향식 스윙 도어는 프론트 도어(210) 및 리어 도어(220)의 각 일측과 B 필러(230) 사이에 잠금 상태를 유지하기 위한 래치부(LC)가 설치된다.

또한, B 필러(230)에 대응하는 프론트 도어(210)의 후단부 및 리어 도어(220)의 전단부와 B 필러(230) 사이에 기밀을 위한 실링(S)이 설치된다.

이와 같이, B 필러가 있는 차량(100)의 대향식 스윙 도어는 프론트 도어(210)와 리어 도어(220)가 B 필라(230)에 대하여 회전 작동하도록 구성되어 있어 각각 독립적으로 개폐 작동이 가능하여 작동 순서가 자유로운 이점은 있으나, B 필라(230)의 적용으로 탑승자의 승ㆍ하자 또는 레저 활동 시에 개방감이 떨어진다는 문제점이 있다.

이와 같이, 대향식 스윙 도어는 B 필러의 유무에 따라 개방감에 차이가 있고, 프론트 도어와 리어 도어의 개폐 작동에 차이가 있다.

한편, 상기와 같이, B 필러가 없는 차량(100)의 개방감을 유지하면서 프론트 도어(110) 및 리어 도어(120)의 작동 순서의 문제점을 해소하기 위하여, 종래에는 대향식 스윙 도어의 도어 힌지 장치로, 구즈넥 타입의 힌지 장치가 적용되는 예가 있으나, 이러한 구즈넥 타입의 힌지 장치는 그 모양의 특성상 차체 폭 방향으로 많은 여유 공간을 필요로 하여 차체 레이아웃 구성에 어려움이 있다.

이에, B 필러가 없는 차량에 대향식 스윙 도어를 적용하기 위해서는 새로운 개폐 구조를 구현하기 위한 도어 힌지 장치가 필요하다.

대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 2019-0028966호(공개일자: 2019년03월20일) 이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 B 필러가 없는 차량에서, 도어의 힌지부가 레일을 따라 차체 외측 대각방향으로 이동하는 과정에, 감속유닛의 캐리어에 힌지축을 통해 연결된 힌지 바와, 선기어의 회전축과 연결된 랙과 피니언이 도어의 회전량을 설정하여 도어의 회전 궤적을 확보한 상태로 각 도어를 단독으로 개폐 작동 가능하게 하는 차량용 도어 힌지 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 차량용 도어 힌지 장치에 있어서, 도어의 일단부에 대응하는 차체의 일측에 설치되며, 차체 외측을 향하여 상측 레일과 하측 레일이 형성되는 레일 브래킷; 상기 레일 브래킷 상의 상측 레일과 하측 레일에 각각 구름 지지되는 상측 롤러와 하측 롤러를 회전 지지하는 롤러 블록; 케이스의 내부에 선기어와 복수의 유성기어, 링기어, 및 상기 복수개의 유성기어를 회전 지지하는 캐리어로 구성되어 상기 케이스를 통하여 상기 롤러 블록에 고정되는 감속유닛; 상기 캐리어의 회전중심에 연결되며, 상단부가 상기 케이스의 외부에서 상측 힌지 바를 통하여 상기 도어의 일단부에 연결되는 힌지축; 상기 선기어의 회전중심에 연결되며, 하단부가 상기 케이스의 외부에서 하측 힌지 바를 통하여 상기 도어의 일단부에 연결되는 회전축; 상기 레일 브래킷의 하부에 길이방향을 따라 고정되는 랙; 및 상기 케이스의 외부에서 상기 회전축 하부 일측에 고정 연결되어 상기 랙에 치합되는 피니언을 포함하는 차량용 도어 힌지 장치가 제공될 수 있다.

상기 도어는 일단부는 프론트 도어의 전단부 또는 리어 도어의 후단부로 이루어질 수 있다.

상기 레일 브래킷은 상기 차체의 전방 외측 또는 차체의 후방 외측을 향하는 대각방향으로 설치될 수 있다.

상기 롤러 블록은 상기 상측 롤러가 상기 상측 레일에 구름 지지되고, 상기 하측 롤러가 상기 하측 레일에 구름 지지될 수 있다.

상기 상측 및 하측 롤러는 원형의 롤러 베어링으로 이루어질 수 있다.

상기 상측 및 하측 롤러와 이에 구름 지지되는 상측 및 하측 레일의 각 구름 지지면은 반원형의 접촉면으로 이루어질 수 있다.

상기 감속유닛은 상기 롤러 블록의 외측면에 고정되는 케이스; 상기 케이스의 중심에 배치되어 회전축의 하단부가 상기 케이스의 외부에서 상기 피니언의 회전중심에 고정 연결되는 선기어; 상기 선기어의 외주 측에 방사상 등간격으로 외접 치합되는 3개의 유성기어; 상기 케이스의 내부에 원형의 내접기어로 형성되어 상기 3개의 유성기어와 내접 치합되는 링기어; 및 상기 3개의 유성기어를 자전 및 공전 가능하게 회전 지지하며, 회전중심에 상기 힌지축이 고정 연결되는 캐리어를 포함할 수 있다.

상기 감속유닛은 상기 레일 브래킷의 길이에 비례하여 상기 도어의 스윙 작동을 완료하도록 감속비가 설정될 수 있다.

상기 힌지축은 상기 케이스의 내부에서 상기 캐리어의 회전중심에 고정 연결되고, 상단부가 상기 감속유닛의 케이스를 관통하여 상기 상측 힌지 바에 고정될 수 있다.

상기 상측 힌지 바는 'U'자 형상으로 형성되어 일단부가 상기 힌지축의 상단부에 고정되고, 타단부가 상기 도어의 일단부에 고정 연결될 수 있다.

또한, 상기 하측 힌지 바는 'U'자 형상으로 형성되어 일단부가 상기 회전축의 하단부에 회전 가능하게 연결되고, 타단부가 상기 도어의 일단부에 고정 연결될 수 있다.

상기 힌지축과 상기 회전축은 상기 케이스 내부에서 각각 베어링을 통하여 회전 지지될 수 있다.

본 발명의 실시 예는 B 필러가 없는 차량에 적용되어 도어의 힌지부가 레일을 따라 차체 외측 대각방향으로 이동하는 과정에, 감속유닛의 캐리어에 힌지축을 통해 연결된 힌지 바와, 선기어의 회전축과 연결된 랙 앤 피니언이 도어의 회전량을 설정하여 도어의 회전 궤적을 확보한 상태로 각 도어를 동시에 개폐하거나 단독으로 개폐 작동 가능하게 하는 효과가 있다.

즉, 랙과 피니언, 및 유성기어세트 타입의 감속유닛을 통해 도어의 차체 외측 대각방향으로의 이동에 따라 도어의 회전량이 규제되어 도어 상호간에 간섭을 방지할 수 있다.

따라서 본 발명의 실시 예는 B 필러가 없는 차량의 대향식 스윙 도어에서, 탑승자의 승ㆍ하자 또는 레저 활동 시 개방감이 좋은 이점을 유지해주며, 각 도어의 개폐 작동 시에도 도어 개폐 순서에 영향을 받지 않도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시 예는 종래의 구즈넥 타입의 힌지 장치에 비하여 슬림(Slim)하면서도, 작동 반경에 따른 여유 공간이 불필요하여 차체 레이아웃 구성에도 여유가 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술의 일례에 따른 대향식 스윙 도어가 적용된 차량을 도시한 측면도이다.
도 2는 도 1의 차량에서 프론트 도어와 리어 도어가 접하는 부분을 도시한 단면도이다.
도 3은 종래 기술의 다른 예에 따른 대향식 스윙 도어가 적용된 차량을 도시한 측면도이다.
도 4는 도 3의 차량에서 프론트 도어와 리어 도어가 접하는 부분을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 도어 힌지 장치가 적용되는 차량용 도어의 내측 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 도어 힌지 장치의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 도어 힌지 장치에 적용되는 감속유닛의 측 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 도어 힌지 장치에 적용되는 감속유닛의 평 단면도이다.
도 9 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 도어 힌지 장치의 작동 전후 상태를 도시한 평 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대 또는 축소하여 나타내었다. 또한, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 설명의 편의상 도 5의 좌측 상방향을 전방, 우측 하방향을 후방이라 정의하여 설명한다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 도어 힌지 장치는 차량의 운전석과 조수석의 각 전후방의 양측 프론트 도어 및 양측 리어 도어에 설치될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에서는 조수석 전후방의 프론트 도어와 리어 도어에 적용되는 예로 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 도어 힌지 장치가 적용되는 차량용 도어의 내측 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 도어 힌지 장치의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 도어 힌지 장치에 적용되는 감속유닛의 측 단면도이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 도어 힌지 장치에 적용되는 감속유닛의 평 단면도이다.

본 발명의 실시 예에 따른 차량용 도어 힌지 장치(1)는 B 필러가 없는 승용 차량의 양측 프론트 도어(FDR)와 차체(BD) 사이, 및 양측 리어 도어(RDR)와 차체(BD) 사이에 적용될 수 있다.

즉, 도어의 개폐 작동 시, 프론트 도어(FDR) 또는 리어 도어(RDR)가 차체(BD) 전방 또는 차체(BD) 후방의 각 대각방향의 차체(BD) 외측으로 이동하여 각 도어의 회전 궤적을 확보한 상태로, 양측 도어를 동시에 개폐 작동하거나, 하나의 도어 단독으로 개폐 작동을 가능하게 한다.

이하, 도어라 함은 프론트 도어(FDR) 또는 리어 도어(RDR)를 동시에 지칭할 수 있으며, 도어 힌지 장치(1)의 세부 구성 설명에서는 이를 구분하지 않는다.

도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 도어 힌지 장치(1)는 레일 브래킷(10), 롤러 블록(20), 감속유닛(30), 힌지축(40), 회전축(45), 랙(51), 및 피니언(53)을 포함할 수 있다.

상기 레일 브래킷(10)은 도어의 일단부에 대응하는 차체(BD)의 일측에 설치되며, 차체(BD) 외측을 향하여 상부와 하부에 상측 레일(11)과 하측 레일(13)이 각각 형성된다.

여기서, 상기 도어의 일단부는 프론트 도어(FDR)의 전단부 또는 리어 도어(RDR)의 후단부를 지칭할 수 있다.

이러한 레일 브래킷(10)은 상기 차체(BD)의 전방 외측 또는 차체(BD)의 후방 외측을 향하는 대각방향으로 설치될 수 있다.

상기 롤러 블록(20)은 레일 브래킷(10) 상의 상측 레일(11)과 하측 레일(13)에 각각 구름 지지되는 상측 롤러(21)와 하측 롤러(23)를 회전 지지하는 블록의 형상으로 구성된다.

여기서, 상기 상측 롤러(21)는 상측 레일(11)에 접촉되어 구름 지지되고, 상기 하측 롤러(23)는 하측 레일(13)에 접촉되어 구름 지지된다.

또한, 상기 상측 및 하측 롤러(21)(23)는 원형의 롤러 베어링으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 상측 및 하측 롤러(21)(23)와 이에 구름 지지되는 상측 및 하측 레일(11)(13)의 각 구름 지지면은 반원형의 접촉면(CF)으로 이루어질 수 있다.

상기 감속유닛(30)은 케이스(31)의 내부에 선기어(33)와 3개의 유성기어(35), 링기어(37), 및 상기 3개의 유성기어(35)를 회전 지지하는 캐리어(39)로 구성되어 상기 케이스(31)를 통하여 상기 롤러 블록(20)에 고정된다.

즉, 도 7과 도 8을 참조하면, 상기 감속유닛(30)은 상기 롤러 블록(20)의 외측면에 사각의 케이스(31)가 고정되고, 상기 케이스(31)의 내부에는 회전요소로 선기어(33), 3개의 유성기어(35), 링기어(39) 및 캐리어(39)가 구성된다.

상기 선기어(33)는 케이스(31)의 내부 중심에 배치되고, 상기 선기어(33)의 회전중심에 회전축(45)이 하향하여 고정 연결된다.

또한, 상기 3개의 유성기어(35)는 선기어(33)의 외주 측에 방사상 등간격으로 외접 치합된다.

여기서, 상기 3개의 유성기어(35)는 중심축(35a)을 통하여 상기 캐리어(39)에 연결되어 자전 및 공전이 가능하게 회전 지지된다.

상기 링기어(37)는 케이스(31)의 내부에 내주면을 따라 원형의 내접기어로 형성되는데, 상기 링기어(37)는 3개의 유성기어(35)와 내접 치합된다.

또한, 상기 캐리어(39)는 3개의 유성기어(35)가 각각 중심축(35a)을 통하여 연결되어 자전 및 공전 가능하게 회전 지지하고, 회전중심에는 상기 힌지축(40)이 상향하여 고정 연결된다.

즉, 상기 감속유닛(30)은 케이스(31)의 내부에 싱글 피니언 유성기어세트로 구성되며, 선기어(33)의 회전중심에 회전축(45)이 하향 고정 연결되어 선기어(33)와 일체로 회전하고, 캐리어(39)의 회전중심에 상기 힌지축(40)이 상향 고정 연결되어 캐리어(39)와 일체로 회전하도록 구성된다.

여기서, 상기 감속유닛(30)은 유성기어세트의 감속비가 상기 레일 브래킷(10)의 상측 및 하측 레일(11)(13)의 길이에 비례하여 상기 도어의 스윙 작동을 완료할 수 있는 범위에서 설정될 수 있다.

또한, 상기 힌지축(40)은 상기 케이스(31)의 내부에서 캐리어(39)의 회전중심에 고정 연결된 상태로, 상단부가 상기 케이스(31)를 관통하여 상부에서 도어의 일단부에 연결된 상측 힌지 바(41)와 결합된다. 즉, 힌지축(40)의 회전에 따라 상측 힌지 바(41)가 도어를 스윙 작동시키게 된다.

이러한 힌지축(40)은 케이스(31) 내부에서 일측이 베어링(BR)을 통하여 회전 지지된다.

또한, 상기 회전축(45)은 상기 케이스(31)의 내부에서 선기어(33)의 회전중심에 고정 연결된 상태로, 하단부가 상기 케이스를 관통하여 하부에서 도어의 일단부에 연결된 하측 힌지 바(43)와 베어링(BR)을 통하여 연결된다.

이때, 상기 회전축(45)은 하측 힌지 바(43)의 회전과 무관하며, 일측이 상기 케이스(31) 내부에서 베어링(BR)을 통하여 회전 지지된다.

여기서, 상기 힌지축(40)과 회전축(45)은 감속유닛(30)에 연결되어 상호 설정된 감속비로 회전하되, 상기 레일 브래킷(10)의 길이에 비례하여 도어의 스윙 작동을 완료하도록 감속비가 설정될 수 있다.

또한, 상기 상측 힌지 바(41)는 'U'자 형상으로 형성되어 일단부가 상기 힌지축(40)의 상단부에 고정 연결되고, 타단부가 상기 도어의 일단부에 고정 연결된다.

또한, 상기 하측 힌지 바(43)는 상기 상측 힌지 바(41)와 동일한 'U'자 형상으로 형성되어 일단부가 상기 회전축(45)의 하단부에 베어링(BR)을 개재하여 연결되고, 타단부가 상기 도어의 일단부에 고정 연결된다.

여기서, 상기 도어가 프론트 도어(FDR)인 경우, 상기 상측 및 하측 힌지 바(41)(43)의 타단부는 프론트 도어(FDR)의 전단부 일측에 고정 연결될 수 있고, 리어 도어(RDR)인 경우, 상기 상측 및 하측 힌지 바(41)(43)의 타단부는 리어 도어(RDR)의 후단부 일측에 고정 연결될 수 있다.

또한, 상기 상측 힌지 바(41)는 일단부가 상기 힌지축(40)에 고정 연결되나, 상기 하측 힌지 바(43)는 일단부가 회전축(45)의 하단부에 베어링(BR)을 통하여 연결되어 힌지축(40)의 회전력을 전달받지 못한다. 이에 따라, 하측 힌지 바(43)는 타단부가 도어의 일단부에 연결되어 단순히 도어와 함께 회전만 하는 구조이다.

그리고 상기 랙(51)은 랙 바의 형상으로 상기 레일 브래킷(10)의 하부에 길이방향을 따라 고정 설치된다.

또한, 상기 피니언(53)은 상기 회전축(45)의 하부 일측에 고정되어 상기 랙(51)에 치합된다. 즉, 상기 피니언(53)은 회전축(45)에 스플라인 체결될 수 있으며, 회전축(45)과 일체로 회전하여 상기 랙(51)을 따라 이동하면서 차체(BD) 외측 대각방향으로 도어의 힌지부를 이동시켜주는 기능을 한다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 도어 힌지 장치의 구체적인 작동을 도 9와 도 10을 참조하여 설명한다.

도 9 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 도어 힌지 장치의 작동 전후 상태를 도시한 평 단면도이다.

먼저, 도 9를 참조하면, 도어(DR)가 닫힌 상태이다.

이때, 상기 힌지축(40)은 감속유닛(30)과 함께 차체(3) 내측 대각방향으로 이동된 상태로, 도어(DR)의 일단부가 도어(DR)가 닫힘 상태를 유지하는 위치이다.

도 10을 참조하면, 도어(DR)가 열리면서, 상측 힌지 바(41)를 통하여 도어(DR)와 연결된 힌지축(40)이 도어(DR)가 열리는 방향으로 함께 회전한다.

그러면, 상기 힌지 바(40)에 고정 연결된 캐리어(39)가 함께 회전하면서 3개의 유성기어(35)가 자전하면서 선기어(33)의 외주를 따라 공전하게 된다.

즉, 도어(DR)가 열리면서 발생하는 회전력은 힌지축(40)을 통해 캐리어(39)에 동일 방향으로 전달되고, 캐리어(39)의 회전에 의해 3개의 유성기어(35)는 회전방향으로 고정된 링기어(37)의 내주를 따라 이동하면서 자전을 하게 된다.

이때, 상기 3개의 유성기어(35)는 선기어(33)의 둘레를 공전하면서 자전력에 의해 상기 선기어(33)를 증속 회전시켜 각 유성기어(35)의 공전방향과 동일한 방향으로 회전시키게 된다.

그러면, 도어(DR)가 스윙하여 열리면서, 상기 선기어(33)에 고정 연결된 회전축(45)이 랙(51)에 치합된 피니언(53)을 회전시키고, 이에 따라, 레일 브래킷(10)의 상측 및 하측 레일(11)(13)을 따라 롤러 블록(20)이 감속유닛(30)과 함께 차체 외측 대각방향으로 이동하게 된다.

이에 따라, 도어(DR)는 힌지축(40)을 포함하는 힌지부가 차체(3)의 외측 대각방향으로 이동하여 회전 궤적을 확보하면서 열리게 된다.

따라서 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 도어 힌지 장치(1)는 B 필러가 없는 차량의 대향식 스윙 도어에서, 도어(DR)의 일단부와 차체(3) 사이에 적용되어 양측 도어(DR)가 동시에 개폐 작동이 가능하고, 하나의 도어 단독으로도 개폐 작동이 가능하다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 도어 힌지 장치(1)는 랙(51)과 피니언(53), 및 유성기어세트 타입의 감속유닛(30)을 통해 도어(DR)의 차체 외측 대각방향으로의 이동량에 따라 도어(DR)의 회전량이 규제되어 도어 상호간에 간섭을 방지할 수 있다.

즉, 프론트 도어(FDR)를 예로 하면, 프론트 도어(FDR)가 열리는 경우, 힌지축(40)의 회전수에 비하여 회전축(45)의 회전수가 증속되어 피니언(53)에 전달된다.

이때, 힌지축(40)은 피니언(53)의 회전에 의해 랙(51)을 따라 차체 외측 전방으로 상측 및 하측 레일(11)(13)을 따라 이동하게 되며, 이는 상기 힌지축(40)의 위치에 따라 프론트 도어(FDR)는 원하는 회전량을 맞출 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 도어 힌지 장치(1)는 기존 시스템이 가지고 있던 구조적 한계를 극복할 수 있으며, 구조가 간단하다는 이점이 있다.

이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

1: 도어 힌지 장치
BD: 차체
FDR: 프론트 도어
RDR: 리어 도어
DR: 도어
10: 레일 브래킷
11: 상측 레일
13: 하측 레일
20: 롤러 블록
21: 상측 롤러
23: 하측 롤러
30: 감속유닛
31: 케이스
33: 선기어
35: 유성기어
37: 링기어
39: 캐리어
40: 힌지축
41: 상측 힌지 바
43: 하측 힌지 바
45: 회전축
51: 랙
53: 피니언
BR: 베어링

Claims

차량용 도어 힌지 장치에 있어서,
도어의 일단부에 대응하는 차체의 일측에 설치되며, 차체 외측을 향하여 레일이 형성되는 레일 브래킷;
상기 레일 브래킷 상의 레일에 구름 지지되는 롤러를 회전 지지하는 롤러 블록;
상단부가 상측 힌지 바를 통하여 상기 도어의 일단부에 연결되는 힌지축;
하단부가 하측 힌지 바를 통하여 상기 도어의 일단부에 연결되는 회전축;
케이스를 통하여 상기 롤러 블록에 고정되고, 내부에 구성되는 복수의 회전요소를 통하여 상기 힌지축과 상기 회전축에 각각 연결되어 상기 힌지축과 회전축이 상호 설정된 감속비로 회전되도록 하는 감속유닛;
상기 레일 브래킷에 고정되는 랙; 및
상기 랙에 치합되는 피니언;
을 포함하는 차량용 도어 힌지 장치.
제1항에 있어서,
상기 도어는 일단부는
프론트 도어의 전단부 또는 리어 도어의 후단부로 이루어지는 차량용 도어 힌지 장치.
제1항에 있어서,
상기 레일 브래킷은
상기 차체의 전방 외측 또는 차체의 후방 외측을 향하는 대각방향으로 설치되며, 길이방향을 따라 상부와 하부에 상측 레일과 하측 레일이 각각 형성되는 차량용 도어 힌지 장치.
제3항에 있어서,
상기 롤러 블록은
상기 상측 레일에 구름 지지되는 상측 롤러와, 상기 하측 레일에 구름 지지되는 하측 롤러를 회전 지지하는 차량용 도어 힌지 장치.
제4항에 있어서,
상기 상측 및 하측 롤러는
원형의 롤러 베어링으로 이루어지는 차량용 도어 힌지 장치.
제4항에 있어서,
상기 상측 및 하측 롤러와, 이에 구름 지지되는 상측 및 하측 레일의 각 구름 지지면은 반원형의 접촉면으로 이루어지는 차량용 도어 힌지 장치.
제1항에 있어서,
상기 감속유닛은
상기 케이스의 내부에서, 상기 회전축에 연결되는 선기어, 복수의 유성기어, 링기어, 및 상기 복수개의 유성기어를 회전 지지하며 상기 힌지축에 연결되는 캐리어로 구성되는 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어지는 차량용 도어 힌지 장치.
제1항에 있어서,
상기 감속유닛은
상기 롤러 블록의 외측면에 고정되는 케이스;
상기 케이스의 내부 중심에 배치되며, 회전중심이 상기 회전축에 고정 연결되는 선기어;
상기 선기어의 외주 측에 방사상 등간격으로 외접 치합되는 3개의 유성기어;
상기 케이스의 내부에 원형의 내접기어로 형성되어 상기 3개의 유성기어와 내접 치합되는 링기어; 및
상기 3개의 유성기어를 자전 및 공전 가능하게 회전 지지하며, 회전중심이 상기 힌지축에 고정 연결되는 캐리어;
를 포함하는 차량용 도어 힌지 장치.
제1항에 있어서,
상기 감속유닛은
상기 레일 브래킷의 길이에 비례하여 상기 도어의 스윙 작동을 완료하도록 상기 힌지축과 상기 회전축 사이의 감속비가 설정되는 차량용 도어 힌지 장치.
제1항에 있어서,
상기 랙은 상기 레일 브래킷의 하부에 길이방향을 따라 고정되고,
상기 피니언은 상기 회전축에 고정 연결되는 차량용 도어 힌지 장치.
제1항에 있어서,
상기 상측 힌지 바는
'U'자 형상으로 형성되어 일단부가 상기 힌지축의 상단부에 고정되고, 타단부가 상기 도어의 일단부에 고정 연결되는 차량용 도어 힌지 장치.
제1항에 있어서,
상기 하측 힌지 바는
'U'자 형상으로 형성되어 일단부가 상기 회전축의 하단부에 회전 가능하게 연결되고, 타단부가 상기 도어의 일단부에 고정 연결되는 차량용 도어 힌지 장치.
제1항에 있어서,
상기 힌지축과 상기 회전축은
상기 케이스 내부에서 각각 베어링을 통하여 회전 지지되는 차량용 도어 힌지 장치.