KR100424889B1 - 자동차용 도어댐퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 도어댐퍼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자기장의 변화에 따라 유도전류가 발생되는 원리를 이용하여 도어의 회동속도를 감지한 후 그 도어의 회동속도가 큰 경우에만 도어가 천천히 열리고 닫히도록 댐핑력을 조절하는 자동차용 도어댐퍼에 관한 것이다.

본 발명은, 차체의 일측에 고정설치된 바디브래킷에 힌지핀을 회전중심으로 하여 그 힌지핀과 일체로 회동되는 도어브래킷을 갖는 자동차용 도어에 있어서, 상기 도어브래킷의 순간 회동가속도를 감지하기 위하여 상기 힌지핀을 중심으로 회동궤적을 갖는 도어브래킷 및 바디브래킷에 설치된 감지부; 상기 감지부의 출력값을 입력받아서 기준값과 비교한 후 그 출력값이 기준값보다 클 때에만 전류를 보내는 제어부; 상기 제어부로부터 공급받은 전류로 상기 도어브래킷의 회동속도를 감속시키는 작동부;로 구성됨을 특징으로 하는 자동차용 도어댐퍼이다.

Description

자동차용 도어댐퍼{Automobile Door Damper}

본 발명은 자동차용 도어댐퍼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자기장의 변화에 따라 유도전류가 발생되는 원리를 이용하여 도어의 회동속도를 감지한 후 그 도어의 회동속도가 큰 경우에만 도어가 천천히 열리고 닫히도록 댐핑력을 조절하는 자동차용 도어댐퍼에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에는 탑승자가 출입할 수 있도록 적어도 2개소 이상에 출입구가 마련되어 있고 그 출입구에는 도어가 형성되어 있는데, 이 도어를 개폐 및 지지하는 수단으로써, 도어힌지와 도어체커가 설치되어 사용되고 있다.

통상의 도어힌지는 도어와 자동차 바디 사이의 상, 하부 2곳에 설치되어 도어의 자중을 견딤과 동시에 힌지핀을 매개로 도어의 개폐 기능을 담당하고, 통상의 도어체커는 상기 상, 하부에 설치된 도어힌지의 중간에 위치하며 도어가 소정의 각도만큼 열려 있도록 하는 홀드기능과 완전히 열렸을 때 멈추게 하는 스톱기능을 가지고 있다.

여기서 상기 도어 체커의 또 다른 주요기능은 도어가 개폐될 때 발생할 수 있는 안전사고에 대비하여 도어가 열리고 닫힐 때, 보통 2-3 단계의 개폐과정을 거치도록 함으로써 갑자기 닫히는 도어에 의해 인체가 상하는 것을 미연에 방지하는 댐퍼기능을 갖는 것이다.

도 1은 종래의 자동차 도어에 적용되고 있는 도어힌지와 도어체커를 도시한사시도로서, 전언한 바와 같이 도어(1)의 자중을 지지하고 도어개폐를 원활히 하기 위한 축 역할을 하는 도어힌지(10)가 도어(1)의 상, 하부에 각각 설치되어 있다. 그 도어힌지(10)의 중간위치에는 도어(1)의 열림량을 제어하는 도어체커(20)가 설치되는데 이 도어체커(20)에 의해 제어되는 도어(1)의 최대 개방각도는 일반적으로 60 ~ 70도 정도로 설정하고 있다.

도 2a는 종래의 도어힌지를 나타낸 사시도이고 도 2b는 종래의 도어체커를 나타낸 개략도인데, 여기에서 살펴보면 도어힌지(10)는 자동차 바디(2)에 설치되는 바디브래킷(11)과 도어(1)에 장착되는 도어브래킷(12)으로 구성되며, 상기 바디브래킷(11)과 도어브래킷(12)은 힌지핀(13)을 매개로 연결되며, 이 힌지핀(13)을 회전 중심으로 하여 도어(1)가 일정 각도만큼 회동된다. 이때 상기 도어(1)가 한번에 갑자기 열리고 닫히는 것을 방지하기 위하여, 도어(1)와 바디(2) 사이에 도어체커(20)가 설치되었다고 하였는바, 도어체커(20)의 구조는 다수개의 굴곡부(21)를 가지는 길다란 막대 형상으로 체커의 일측 끝단은 핀(22)을 통하여 바디(2)에 설치되고, 타측 끝단은 스톱퍼(24)가 마련되어 도어(1)의 내측에 설치된다. 따라서 도어(1)의 개폐시에 체커의 굴곡부(21)가 도어(1)에 설치된 체커몸체(23)의 롤러(25)에 의해 순차적으로 개폐되게 된다. 또한 도어(1)가 설정된 최대 열림각 위치에서는 체커의 끝단에 마련된 스톱퍼(24)가 체커몸체(23)에 걸림으로써 도어(1)는 더 이상 개방되지 않는다.

그러나, 상기와 같은 종래 도어체커는 도어의 개폐감을 고려하여 굴곡부가 완만하게 형성되어 있다. 따라서, 도어 개폐감은 좋으나 상대적으로 도어의 댐퍼기능이 저하되어 도어를 여닫는 힘을 조절하지 못하면 도어가 갑자기 열리거나 닫히게 되어 도어나 차체에 충격이 가해질 수 있으며 잘못하면 사용자가 다치는 사고로 이어질 수 있는 문제점이 있다.

또한, 사용자가 주의하여 도어를 여닫는다 하더라도 갑자기 강풍이 불게되면 도어체커가 있음에도 불구하고 도어의 회동속도가 제어되지 않아 도어의 파손 또는 큰 사고가 발생될 수 있는 위험이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 도어의 회동속도에 따른 각각의 상황에 따라 도어의 열고 닫히는 속도가 자동으로 조절됨으로써 도어의 파손 및 안전사고를 미연에 방지하고 사용자로 하여금 도어 사용에 따른 편의성을 향상시킬 수 있는 자동차용 도어댐퍼를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 자동차 도어에 적용되고 있는 도어힌지와 도어체커를 도시한 사시도,

도 2a는 종래의 도어힌지를 나타낸 사시도,

도 2b는 종래의 도어체커를 나타낸 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 순서도,

도 4는 본 발명에 따른 자동차용 도어댐퍼의 감지부를 나타낸 개략도,

도 5는 본 발명에 따른 도어댐퍼가 적용된 도어힌지의 개략도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1 : 도어 2 : 차체

10 : 도어힌지 11 : 바디브래킷

12 : 도어브래킷 20 : 도어체커

30 : 감지부 31 : 전자석

32 : 자석심 40 : 제어부

41 : 증폭기 42 : 마이컴

50 : 작동부 51 : 댐퍼케이스

52 : 댐핑용 유체 53 : 힌지핀

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차체의 일측에 고정설치된 바디브래킷에 힌지핀을 회전중심으로 하여 그 힌지핀과 일체로 회동되는 도어브래킷을 갖는 자동차용 도어에 있어서, 상기 도어브래킷의 순간 회동가속도를 감지하기 위하여 상기 힌지핀을 중심으로 회동궤적을 갖는 도어브래킷 및 바디브래킷에 설치된 감지부; 상기 감지부의 출력값을 입력받아서 기준값과 비교한 후 그 출력값이 기준값보다 클 때에만 전류를 보내는 제어부; 상기 제어부로부터 공급받은 전류로 상기 도어브래킷의 회동속도를 감속시키는 작동부;로 구성됨을 특징으로 하는 자동차용 도어댐퍼이다.

이하, 본 발명의 특징적인 기술 구성을 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 순서도이고, 도 4는 본 발명에 따른 자동차용 도어댐퍼의 감지부를 나타낸 개략도이며, 도 5는 본 발명에 따른 도어댐퍼가 적용된 도어힌지의 개략도이다.

여기서 살펴보면 본 발명의 자동차용 도어댐퍼는 도어(1)의 순간 회동가속도를 감지하는 감지부(30)와, 상기 감지부(30)의 출력값을 입력받아 비교 제어하도록 마이콤으로 된 제어부(40) 및 상기 제어부(40)에 의하여 도어(1)의 회동속도를 감속시키는 작동부(50)로 크게 구성된다.

본 발명의 도어댐퍼는 도어힌지(10)의 일측에 설치되는데, 이 도어힌지(10)는 차체(2)의 일측에 고정 설치된 바디브래킷(11)과, 상기 바디브래킷(11)에 힌지핀(13)을 회전 중심으로 하여 그 힌지핀(13)과 일체로 회동되는 도어브래킷(12)으로 이루어져 있다.

따라서, 상기 감지부(30)는 상기 도어브래킷(12)의 순간 회동가속도를 상대적으로 감지하기 위하여 상기 힌지핀(13)을 중심으로 회동궤적을 갖는 도어브래킷(12) 및 바디브래킷(11)에 설치되어 있다. 여기서, 상술한 상대적 감지란 의미는 정지되어 있는 바디브래킷(11)에 대하여 상대적으로 회동되는 도어브래킷(12)의 순간 가속도를 감지한다는 뜻이다.

즉, 상기 감지부(30)는 도 4에 도시된 바와 같이 바디브래킷(11)의 일측에 설치된 전자석(31)과, 상기 전자석(31)의 자력변화가 발생될 수 있도록 상기 전자석(31)에 대응되게 도어브래킷(12)에 설치된 자석심(32)으로 구성된다.

상기 전자석(31)은 패러데이의 법칙에 의하여 자력변화에 따라 유도전류가 발생될 수 있도록 중공의 환봉(31a)과 그 외주에 전기코일(31b)이 감겨 있는데, 이 중공의 환봉(31a)에 도어브래킷(12)에 부착된 자석심(32)이 입출됨으로써 유도전류가 발생된다.

그런데 이 유도전류는 상기 자석심(32)이 상기 전자석(31)에 입출되는 속도에 비례하여 전류값의 크기가 변화된다. 즉, 상기 자석심(32)이 전자석(31)에 빠른 속도로 입출되면 유도전류의 크기 또한 크게 된다.

한편, 상기 제어부(40)는 상기 감지부(30)에서 나오는 출력값을 입력받아서 마이컴에 설정된 기준값과 비교한 후 그 출력값이 기준값보다 클 때에만 상기 작동부(50)로 전류를 보내게 된다.

여기서 상기 제어부(40)는 상기 감지부(30)의 출력값을 증폭시키는 증폭기(41)와, 상기 증폭기(41)를 거친 감지부(30) 출력값을 절대값으로 변환하여 설정된 기준값과 비교하는 마이콤(42)으로 구성된다. 이때 상기 감지부(30)의 출력값을 절대값으로 변환하는 이유는 상기 감지부(30)의 자석심(32)이 전자석(31)에 가까이 접근할 때 발생되는 유도전류와 상기 자석심(32)이 전자석(31)으로부터 멀어질 때 발생되는 유도전류의 극성이 서로 반대가 되기 때문에 이를 무조건 정(正)의 값으로 변환시켜 마이컴(42)의 기준값과 비교하기 위함이다.

이 상태에서 상기 작동부(50)로 전류가 보내지는 경우는 도 3의 순서도에 나타난 바와 같이 감지부(30)의 출력값이 제어부(40)의 기준값보다 큰 경우에 한해서이다.

한편, 상기 작동부(50)는 상기 제어부(40)로부터 공급받은 전류로 상기 도어브래킷(12)의 회동속도를 감속시키게 되는데, 이때 상기 작동부(50)는 도 5에 도시된 바와 같이 바디브래킷(11)의 일측에 고정설치되며 음극성을 갖는 댐퍼케이스(51)와, 상기 댐퍼케이스(51)에 관통되며 상기 도어브래킷(12)과 일체로 회동되는 힌지핀(53)과, 상기 댐퍼케이스(51)내에 충진되며 전류에 의해 점성계수가 변화되는 댐핑용 유체(52)로 이루어져 있다.

여기서, 상기 힌지핀(53)은 상기 댐퍼케이스(51)와 닿지 않도록 댐퍼케이스(51)내에 관통되며 힌지핀(53)의 끝단은 넓은 면적을 가질 수 있도록 판형상으로 이루어져 있다. 또한, 상기 제어부(40)에서 공급된 전류가 상기 힌지핀(53)을 통하여 전달되어지므로 상기 힌지핀(53)은 때에 따라 댐퍼케이스(51)에 대해 양극성을 갖게 된다.

또한, 상기 댐핑용 유체(52)는 무전류 상태에서는 점성계수가 매우 낮아서 저항치가 매우 낮아지지만 전류가 공급되게 되면 점성계수가 커짐으로 인하여 저항치 또한 커지는 매우 특수한 유체로서 당업계에서는 통상적으로 ER 유체라고 통칭한다.

따라서 상기 작동부(50)의 힌지핀(53)에 양극성의 전류가 공급되면 상기 댐퍼케이스(51)에 충진된 댐핑용 유체(52)의 역학적 특성이 변하게 되는데 이 특성은 힌지핀(53)의 전류값에 점성계수가 비례하게 된다.

이상의 구성을 갖는 본 발명의 작용은 다음과 같다.

먼저 도어(1)가 천천히 여닫힐 때에는 도어힌지(10)에 설치된 감지부(30)의 출력값이 제어부(40)에 설정된 기준값보다 작아서 상기 제어부(40)는 작동부(50)에 전류를 공급하지 않게 된다. 따라서 도어(1)는 보통의 점성계수로 여닫히게 된다.

그러나, 도어(1)가 큰 회동속도로 여닫힐 때에는 상기 감지부(30)에서 발생되는 유도전류의 출력값이 제어부(40)의 기준값보다 크게 되어 상기 제어부(40)는 상기 작동부(50)에 전류를 공급하게 된다. 이때 상기 감지부(30)의 출력값이 크면 클수록 상기 제어부(40)는 상기 작동부(50)에 보다 큰 전류를 공급하게 된다.

계속해서 상기 제어부(40)로부터 공급받은 전류는 작동부(50)의 힌지핀(53)으로 전해지는데, 이 힌지핀(53)과 댐퍼케이스(51) 사이에 채워져 있던 댐핑용 유체(52)의 점성계수가 상기 전류값에 비례하여 커지므로 상기 도어브래킷(12)과 일체로 회동되는 힌지핀(53)에 저항으로서 작용한다.

즉, 상기 힌지핀(53)의 끝단이 판 형상으로 이루어진 것은 두가지 이유가 있는데, 첫 번째 이유는 상기 댐핑용 유체(52)에 전류를 보다 넓은 면적으로 공급하여 유체의 특성을 빨리 바꾸기 위함이고, 두 번째 이유는 도어브래킷(12)과 함께 회동되는 힌지핀(53)이 댐핑용 유체(52)와 접촉되는 면적을 크게 하여 회동되는 힌지핀(53)에 대하여 저항으로서 작용하기 위함이다.

따라서 도어(1)를 빠른 속도로 여닫으면 상기 댐핑용 유체(52)의 점성계수 또한 커져서 그만큼의 댐핑효과를 느낄 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차용 도어댐퍼에 의하면, 도어가 여닫히는 속도에 대응하여 도어댐퍼의 댐핑계수가 자동으로 변환되므로 도어의 개폐감이 저하되지 않으면서도 갑작스런 도어의 개폐에 따른 도어나 차체의 손상 및 안전사고가 예방되어 사용자의 편의성이 향상된다는 특유의 효과가 있다.

Claims (4)

1. 차체의 일측에 고정설치된 바디브래킷에 힌지핀을 회전중심으로 하여 그 힌지핀과 일체로 회동되는 도어브래킷을 갖는 자동차용 도어에 있어서,

   상기 도어브래킷(12)의 순간 회동가속도를 감지하기 위하여 상기 힌지핀(53)을 중심으로 회동궤적을 갖는 도어브래킷(12) 및 바디브래킷(11) 사이에 설치된 감지부(30);

   상기 감지부(30)의 출력값을 입력받아서 기준값과 비교한 후 그 출력값이 기준값보다 클 때에만 전류를 보내는 제어부(40);

   상기 제어부(40)로부터 공급받은 전류로 상기 도어브래킷(12)의 회동속도를 감속시키는 작동부(50);로 구성됨을 특징으로 하는 자동차용 도어댐퍼.
2. 제 1항에 있어서, 상기 감지부(30)는 상기 바디브래킷(11)에 설치된 전자석(31)과, 그 전자석(31)의 자력변화를 일으켜 유도전류가 발생되도록 상기 전자석(31)에 대응되게 도어브래킷(12)에 설치된 자석심(32)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 도어댐퍼.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제어부(40)는 상기 감지부(30)의 출력값을 절대값으로 변환하여 설정된 기준값과 비교하는 마이콤(42)이 포함된 것을 특징으로 하는 자동차용 도어댐퍼.
4. 제 1항에 있어서, 상기 작동부(50)는 음극성을 가지면서 바디브래킷(11)의 일측에 고정설치된 댐퍼케이스(51)와, 상기 댐퍼케이스(51)내로 관통되어 상기 도어브래킷(12)과 일체로 회동되며 상기 제어부(40)로부터 전류를 공급받아 양극성을 갖는 힌지핀(53)과, 상기 댐퍼케이스(51)내에 충진되며 상기 힌지핀(53)으로부터 전류를 공급받을 때 점성계수가 변화되는 댐핑용 유체(52)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 도어댐퍼.