KR101856238B1 - 펜더 확장형 에이필라 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 펜더 확장형 에이필라 어셈블리는 쇽업소버(40)가 마운팅되는 펜더(30)의 구간과 일부 중첩되는 연장단(11)을 형성하고, 연장단(11)의 구간중첩으로 쇽업소버(40)와 형성하는 마운팅길이가 단축되는 A필라확장부(10)와; 펜더(30)의 측면에서 A필라확장부(10)의 연장단(11)이 시작되는 위치까지 연결되는 펜더에이프론(20)과; 펜더(30)의 측면에 형성된 벌크헤드(Bh)에서 적어도 2점용접(Wa,Wb)되어 A필라확장부(10)로 결합되는 강화멤버(70)로 구성됨으로써, A필라확장부(10)의 상/하 에너지 전달의 단절이 해소되고, 특히 덧대어진 강화멤버(70)들의 유기적인 결합을 이용한 연결부 강성 강화로 충돌 에너지 효율과 쇽업소버 입력점 하중 지지 강성도 최적화되는 특징을 갖는다.

Description

펜더 확장형 에이필라 어셈블리{Fender Width type A Pillar Assembly}
본 발명은 에이필라 어셈블리에 관한 것으로, 특히 A필라 확장부에서 펜더 에이프론과의 연결 강성을 강화하고 그 내부로 덧대어진 강화멤버들의 유기적인 결합으로 강화된 연결강성을 부여함으로써 충돌 에너지 효율과 쇽업소버 입력점 하중 지지 강성도 최적화 된 펜더 확장형 에이필라 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로 차체 프레임은 차량의 전방쪽을 이루는 A필라(A Pillar)와 차량의 후방쪽을 이루는 C필라(C Pillar)를 갖추고, A필라와 C필라가 이루는 공간을 두 공간으로 구획하는 B필라(B Pillar)를 갖춘 구조로 이루어짐으로써, 차량의 골격을 이루게 된다.
특히, A필라와 엔진룸의 좌우 양쪽 측면을 이루고 쇽업소버(Shock Absorber)가 설치되는 펜더(Fender)부위가 서로 이어지는 A필라 확장부위는 차량의 정면 충돌시 충돌 에너지가 A필라로 전달되는 경로를 이루게 된다.
이로 인해, A필라 확장부위는 쇽업소버로부터 가해지는 입력하중을 지지하도록 쇽업소버 입력 하중 지지점의 용접 구조가 적용되고, 더불어 A필라로 전달되는 충돌 에너지의 흡수 및 완충을 위해 A 필라 연결부 꺾임 구조가 적용된다.
국내특허공개10-2005-0008936(2005년01월24일)
상기 특허문헌은 엔진룸의 좌우 양쪽 측면을 이루는 펜더와 차체 프레임의 A필라가 서로 이어지는 A필라 확장부위의 강성구조를 보다 강화한 기술의 예를 나타낸다.
이를 위해, 상기 특허문헌은 펜더 패널의 후단으로 다수의 돌기를 형성하고, A필라(또는 프론트 필라)를 이루는 프론트 필라 아웃터 패널에 또 다른 돌기를 형성하며, 상기 돌기들을 서로 용접한 후 쇽업소버를 구성하는 인슐레이터(Insulator)가 삽입 고정된 구조이다
이로 인해, 상기 특허문헌은 인슐레이터가 견고하게 고정됨으로써, 차량 주행시 인슐레이터가 주행방향의 반대 방향으로 밀리는 것을 방지해 소음발생이 방지되고, 전진 주행시 전방 도어 개폐를 방해하지 않도록 도어부위에 간섭되지 않는 효과가 제공된다.
특히, 상기와 같은 인슐레이터의 용접구조는 쇽업소버의 용접구조와 더불어 쇽업소버로부터 가해지는 입력하중의 지지 성능을 강화함으로써, A필라 확장부위에 대한 강성을 보다 향상할 수 있는 측면을 갖게 된다.
일례로, 쇽업소버 입력 하중 지지 구조가 쇽업소버 패널과 펜더 에이프론의 플랜지 용접구조로 인해 발생되었던 입력 하중에 대해 불충분한 강성감 있는 지지 역할을 어느 정도 해소함으로써, 펜더 에이프론의 내부로 덧대어지는 강화멤버(Reinforcement Member)가 단순히 두께만 증대된 경우에도 벌크헤드(Bulk Head, 펜더와 펜더에이프론의 연결부)의 보강 효과를 가질 수 있다.
하지만, 상기 특허문헌은 A필라 확장부위의 강성 강화가 쇽업소버를 구성하는 인슐레이터로 국한됨으로써 쇽업소버로부터 가해지는 입력하중의 지지를 위한 측면이 보다 강화될 수 있지만, A필라 확장부위의 또 다른 취약성인 A필라로 전달되는 충돌 에너지의 흡수 및 완충에 대해서는 전혀 개선될 수 없는 한계가 있다.
이는, A필라 확장부위를 이루는 A필라 연결부 꺾임 구조가 펜더 에이프론의 후방 절곡부를 이용하는 구조에 기인되는 측면이다.
상기와 같은 A필라 연결부 꺾임 구조는 A필라 확장부위는 요구되는 충돌 에너지의 흡수 및 완충을 위한 측면이 상대적으로 취약함으로써 A필라 부위에서 상/하 에너지 전달이 단절되고, 이로 인해 차량 실내 상해치 증가 및 차량 디핑(Deeping)량 증가가 발생될 수밖에 없다.
이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 A필라 확장부위의 쇽업소버 입력 하중 지지 구조와 함께 절곡 없는 프로파일타입 A필라 연결부 확장구조가 적용됨으로써 A필라 연결부 꺾임 구조시 발생되었던 A필라 연결부의 상/하 에너지 전달의 단절을 해소하고, 특히 덧대어진 강화멤버들의 유기적인 결합으로 A필라 연결부에 대한 연결 강성이 강화됨으로써 충돌 에너지 효율과 쇽업소버 입력점 하중 지지 강성도 최적화된 펜더 확장형 에이필라 어셈블리를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 펜더 확장형 에이필라 어셈블리는 쇽업소버가 마운팅되는 펜더의 구간과 일부 중첩되는 연장단을 형성하고, 상기 연장단의 구간중첩으로 상기 쇽업소버와 형성하는 마운팅길이가 단축되는 A필라확장부와;
상기 펜더의 측면에서 상기 A필라확장부의 연장단이 시작되는 위치까지 연결되는 펜더에이프론과;
상기 펜더의 측면으로 덧대어진 상기 펜더에이프론이 형성하는 벌크헤드에서 적어도 2점용접되고, 상기 A필라확장부의 연장단을 지나 상기 A필라확장부로 결합되는 강화멤버;
가 포함되어 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 강화멤버는 상기 A필라확장부의 연장단이 끝나는 부위로 겹쳐져 상기 펜더에이프론과 함께 중첩되는 프론트 레인포스와, 상기 연장단이 시작되는 부위로 겹쳐지는 어퍼 레인포스와, 상기 연장단이 시작되는 부위에서 상기 A필라확장부로 겹쳐지는 리어 레인포스로 구성된다.
상기 프론트 레인포스는 사각단면을 갖는 직사각타입으로 이루어져 단차지도록 절곡된 용접면이 형성된다.
상기 용접면은 사각 단면의 한쪽 측면으로 형성되고, 상기 한쪽 측면은 상기 프론트 레인포스가 상기 펜더의 측면으로 덧대어지는 쪽이다.
상기 어퍼 레인포스는 상기 A필라확장부의 연장단이 시작되는 부위에 수평하게 겹쳐지면서 더불어 상기 연장단이 시작되는 부위에 수직하게 겹쳐진다.
상기 수평하게 겹쳐지는 부위는 상기 어퍼 레인포스의 수평바디이고, 상기 수직하게 겹쳐지는 부위는 상기 수평바디에 대해 90도로 절곡된 수직바디이다.
상기 리어 레인포스는 사각단면을 갖는 직사각타입으로 이루어진다.
이러한 본 발명은 A필라 확장부위의 쇽업소버 입력 하중 지지 구조와 함께 절곡 없는 프로파일타입 A필라 연결부 확장구조가 적용됨으로써, A필라 연결부 꺾임 구조시 발생되었던 A필라 연결부의 상/하 에너지 전달의 단절을 해소할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 A필라 연결부 꺾임 구조로 인해 발생되었던 A필라 연결부의 상/하 에너지 전달의 단절이 해소됨으로써, 팬더와 펜더 에이프론을 타고 A필라 연결부쪽으로 전달되는 충격에너지 흡수 및 완충율이 크게 향상되고 특히 차량실내 상해치 감소 및 차량 디핑량이 감소되는 효과도 있다.
또한, 본 발명은 A필라 확장부위가 절곡 없는 프로파일타입 A필라 연결부 확장구조가 적용됨으로써 덧대어진 강화멤버들의 유기적인 결합으로 펜더와 펜더 에이프론의 연결 강성이 강화되고, 이를 통해 충돌 에너지 효율향상과 함께 쇽업소버 입력점 하중 지지 강성도 최적화되는 효과도 있다.
또한, 본 발명은 A필라 확장부위에서 펜더와 펜더 에이프론의 연결 강성 강화와 함께 A필라 확장부에 대한 쇽업서버의 마운팅 거리가 축소됨으로써, 쇽업서버지지 강성이 크게 향상될 수 있고 특히 차량의 주행 강성감도 크게 개선되는 효과도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 펜더 확장형 에이필라 어셈블리의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 펜더 확장형 에이필라 어셈블리를 구성하는 강화멤버의 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 펜더 확장형 에이필라 어셈블리의 A필라와 펜더사이의 레이아웃이고, 도 4는 본 발명에 따른 펜더 확장형 에이필라 어셈블리의 성능선도이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 실시예에 따른 펜더 확장형 에이필라 어셈블리의 구성을 나타낸다.
도시된 바와 같이, 펜더 확장형 에이필라 어셈블리는 차체프레임(1)의 루프사이드레일(2)이 시작되는 앞쪽부위를 이루어 펜더(30,Fender)쪽으로 연장되는 연장단(11)을 더 갖춘 A필라확장부(10)와, 쇽업소버(40)가 설치되는 펜더(30)의 위쪽 부위로 위치된 펜더에이프론(20)과, A필라확장부(10)와 펜더에이프론(20)이 서로 연결되는 연결부위로 위치되어 연결부 강성을 강화시켜 주는 강화멤버(70)로 구성된다.
그러므로, 상기 A필라확장부(10)는 펜더(30)쪽으로 더 길게 연장된 연장단(11)으로 A필라 연장길이(La)만큼 더 길어지고, A필라확장부(10)로 결합되는 펜더에이프론(20)은 A필라 연장길이(La)만큼 더 짧아진 마운팅단축길이(Lb)를 갖고 연결될 수 있다.
특히, 마운팅단축길이(Lb)는 A필라확장부(10)에 대한 쇽업소버(40)의 마운팅 거리를 축소시켜줌으로써 펜더(30)부위를 이용한 쇽업소버(40)의 지지력이 향상됨은 물론 주행 강성감도 크게 개선된다.
상기 강화멤버(70)는 A필라확장부(10)의 연장단(11)이 끝나는 부위로 겹쳐져 펜더에이프론(20)과 함께 중첩되는 프론트 레인포스(71)와, A필라확장부(10)에서 연장단(11)이 시작되는 부위에 수평하게 겹쳐지면서 더불어 상기 연장단(11)이 시작되는 부위에 수직하게 겹쳐지는 어퍼 레인포스(72)와, 상기 연장단(11)이 시작되는 부위에서 A필라확장부(10)로 겹쳐지는 리어 레인포스(73)로 구성된다.
상기 어퍼 레인포스(72)를 기준으로 할 때, 프론트 레인포스(71)는 어퍼 레인포스(72)의 전방쪽으로 위치되고, 리어 레인포스(73)는 어퍼 레인포스(72)의 후방쪽으로 위치된다.
한편, 도 2는 펜더(30)부위로 조립된 강화맴버(70)의 조립상태를 나타낸다.
A방향 도시도와 같이, 강화맴버(70)를 구성하는 프론트 레인포스(71)와 어퍼 레인포스(72) 및 리어 레인포스(73)가 펜더(30)의 측면부위에서 A필라확장부(10)의 연장단(11)을 거쳐 A필라확장부(10)까지 직선구간을 이루면서 조립된다.
상기 프론트 레인포스(71)는 사각단면을 갖는 직사각타입 관 형상으로 이루어지며, 사각 단면의 한쪽 측면에는 단차지도록 절곡된 용접면(71a)이 형성됨으로써 펜더(30)와 적어도 2점 용접된다.
더불어, 상기 프론트 레인포스(71)는 사각 단면으로 적어도 1개 이상의 플랜지를 더 형성하며, 상기 플랜지는 용접면(71a)의 반대쪽 측면으로 형성된 측부플랜지(71b)와, 용접면(71a)에서 절곡되어 용접면(71a)의 인접 측면으로 형성된 저부플랜지(71c)로 이루어진다.
상기 플랜지는 프론트 레인포스(71)의 사각 단면을 이루는 사각면에 모두 형성될 수 있다.
상기 어퍼 레인포스(72)는 A필라확장부(10)로 겹쳐지는 수평바디(72a)와, 수평바디(72a)에 대해 90도로 절곡되어 A필라확장부(10)에서 연장단(11)이 시작되는 부위로 겹쳐지는 수직바디(72b)로 이루어진다.
그러므로, 상기 어퍼 레인포스(72)는 수직바디(72b)가 수평바디(72a)에 대해 절곡으로써 "ㄱ"자 형상으로 이루어진다.
상기 어퍼 레인포스(72)도 그 테두리에 플랜지를 형성할 수 있다.
상기 리어 레인포스(73)는 사각단면을 갖는 직사각타입 관 형상으로 이루어지며, 사각 단면을 이루는 사각면에 측부플랜지(73a)가 형성된다.
상기 리어 레인포스(73)도 사각 단면을 이루는 사각면 모두에 측부플랜지(73a)가 형성될 수 있다.
한편, 도 3은 본 실시예에 따른 펜더 확장형 에이필라 어셈블리의 A필라와 펜더사이의 레이아웃을 나타낸다.
도시된 바와 같이, 펜더(30)와 그 측면부위로 구비되는 펜더에이프론(20)은 벌크헤드(Bh)를 형성하고, 상기 벌크헤드(Bh)로 구비된 프론트 레인포스(71)는 용접면(71a)을 이용해 펜더(30)와 적어도 2점용접(Wa,Wb)된다.
이로 인해, 벌크헤드(Bh)는 펜더(30)와 펜더에이프론(20)의 플랜지 용접을 적용한 내부구조에 비해 더욱 강화된 내부강성을 형성하게 된다.
상기와 같은 벌크헤드(Bh)의 내부강성강화는 쇽업소버(40)로부터 가해지는 입력하중의 지지를 보다 강화할 수 있고, 특히 A필라로 전달되는 충돌 에너지의 흡수율 및 완충율도 크게 높여주게 된다.
여기서, Fx와 Fy 및 Fz는 쇽업소버(40)로부터 가해지는 입력하중분력을 의미한다.
도 4는 본 실시예에 따른 펜더 확장형 에이필라 어셈블리의 성능이 개선된 상태를 나타낸다.
이를 위한 펜더 확장형 에이필라 어셈블리의 구성은 전술된 바와 같이, A필라확장부(10)는 펜더(30)와 중첩되는 연장단(11)으로 A필라 연장길이(La)만큼 더 다가가 펜더(30)로 연결됨으로써 쇽업소버(40)와 형성하는 마운팅길이가 마운팅단축길이(Lb)만큼 짧아지고, 펜더에이프론(20)이 펜더(30)의 측면에서 A필라확장부(10)로 연결되며, 프론트 레인포스(71)와 어퍼 레인포스(72) 및 리어 레인포스(73)로 이루어진 강화멤버(70)가 더 덧대어지고, 특히 벌크헤드(Bh)가 적어도 2점용접(Wa,Wb)된 구조를 갖는다.
도 4(가)는 충돌시험에 따른 디핑(Deeping)량 결과선도로서, 동일조건에서 종래의 A필라 연결부 꺾임 구조의 디핑량을 100%로 할 때 본 실시예의 디핑량은 약 78%로 감소됨이 증명되었다.
도 4(나)는 충돌시험에 따른 옵셋대시(Offset Dash)밀림 결과선도로서, 동일조건에서 종래의 A필라 연결부 꺾임 구조의 옵셋대시밀림을 100%로 할 때 본 실시예의 옵셋대시밀림은 약 84%로 감소됨이 증명되었다.
도 4(다)는 충돌시험에 따른 정강성(Static Stiffness)비틀림 결과선도로서, 동일조건에서 종래의 A필라 연결부 꺾임 구조의 정강성비틀림을 100%로 할 때 본 실시예의 정강성비틀림은 약114%로 향상됨이 증명되었다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 펜더 확장형 에이필라 어셈블리는 쇽업소버(40)가 마운팅되는 펜더(30)의 구간과 일부 중첩되는 연장단(11)을 형성하고, 연장단(11)의 구간중첩으로 쇽업소버(40)와 형성하는 마운팅길이가 단축되는 A필라확장부(10)와; 펜더(30)의 측면에서 A필라확장부(10)의 연장단(11)이 시작되는 위치까지 연결되는 펜더에이프론(20)과; 펜더(30)의 측면에 형성된 벌크헤드(Bh)에서 적어도 2점용접(Wa,Wb)되어 A필라확장부(10)로 결합되는 강화멤버(70)로 구성됨으로써, A필라확장부(10)의 상/하 에너지 전달의 단절이 해소되고, 특히 덧대어진 강화멤버(70)들의 유기적인 결합을 이용한 연결부 강성 강화로 충돌 에너지 효율과 쇽업소버 입력점 하중 지지 강성도 최적화될 수 있다.
1 : 차체프레임 2 : 루프사이드레일
3 : 크로스멤버
10 : A필라확장부 11 : 연장단
20 : 펜더에이프론 30 : 펜더(Fender)
40 : 쇽업소버
70 : 강화멤버 71 : 프론트 레인포스
71a : 용접면 71b : 측부플랜지
71c : 저부플랜지 72 : 어퍼 레인포스
72a : 수평바디 72b : 수직바디
73 : 리어 레인포스
La : A필라 연장길이 Lb : 마운팅단축길이

Claims (7)

  1. 쇽업소버가 마운팅되는 펜더의 구간과 일부 중첩되는 연장단을 형성하고, 상기 연장단의 구간중첩으로 상기 쇽업소버와 형성하는 마운팅길이가 단축되는 A필라확장부와;
    상기 펜더의 측면에서 상기 A필라확장부의 연장단이 시작되는 위치까지 연결되는 펜더에이프론과;
    상기 펜더의 측면으로 덧대어진 상기 펜더에이프론이 형성하는 벌크헤드에서 적어도 2점용접되고, 상기 A필라확장부의 연장단을 지나 상기 A필라확장부로 결합되는 강화멤버;가 포함되고,
    상기 강화멤버는 상기 A필라확장부의 연장단이 끝나는 부위로 겹쳐져 상기 펜더에이프론과 함께 중첩되는 프론트 레인포스와, 상기 연장단이 시작되는 부위로 겹쳐지는 어퍼 레인포스와, 상기 연장단이 시작되는 부위에서 상기 A필라확장부로 겹쳐지는 리어 레인포스로
    구성된 것을 특징으로 하는 펜더 확장형 에이필라 어셈블리.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 프론트 레인포스는 사각단면을 갖는 직사각타입으로 이루어져 단차지도록 절곡된 용접면이 형성된 것을 특징으로 하는 펜더 확장형 에이필라 어셈블리.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 용접면은 사각 단면의 한쪽 측면으로 형성되고, 상기 한쪽 측면은 상기 프론트 레인포스가 상기 펜더의 측면으로 덧대어지는 쪽인 것을 특징으로 하는 펜더 확장형 에이필라 어셈블리.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 어퍼 레인포스는 상기 A필라확장부의 연장단이 시작되는 부위에 수평하게 겹쳐지면서 더불어 상기 연장단이 시작되는 부위에 수직하게 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 펜더 확장형 에이필라 어셈블리.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 수평하게 겹쳐지는 부위는 상기 어퍼 레인포스의 수평바디이고, 상기 수직하게 겹쳐지는 부위는 상기 수평바디에 대해 90도로 절곡된 수직바디인 것을 특징으로 하는 펜더 확장형 에이필라 어셈블리.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 리어 레인포스는 사각단면을 갖는 직사각타입으로 이루어진 것을 특징으로 하는 펜더 확장형 에이필라 어셈블리.
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