KR100737460B1 - 차량용 퓨즈박스 리프트업 장치 - Google Patents

차량용 퓨즈박스 리프트업 장치 Download PDF

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Abstract

차량용 퓨즈박스 리프트업 장치가 개시된다. 개시된 차량용 퓨즈박스 리프트업 장치는, 차량의 사이드멤버 일측에 설치된 배터리의 일측에 배치된 퓨즈박스와; 상기 퓨즈박스를 리프트 업될 수 있도록 상기 퓨즈박스의 일측에 설치된 마운트 슬라이더와; 상기 마운트 슬라이더의 일측에 회동 가능하게 설치된 캠과; 상기 배터리의 저부에 설치되어 상기 배터리가 안착 설치되도록 구비된 배터리 트레이와; 상기 캠과 상기 배터리 트레이를 연결하며 설치된 링크부재;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, LH 사이드멤버 상단부 위의 리지디 바디(rigid body)의 일렬 배치량 감소로 인해 전반적인 충돌성능을 향상시킬 수 있고, 와이어링 연결 후, 하부 가이드 장착하기에 훨씬 용이한 탈장착 구조이므로, 퓨즈박스의 작업성을 향상시킬 수 있으며, 사이드멤버 벌크 헤드 및 두께가 축소 가능하므로 원가 및 중량을 저감시시킬 수 있는 이점이 있다.
퓨즈박스, 사이드멤버, 배터리

Description

차량용 퓨즈박스 리프트업 장치{LIFT-UP APPARATUS FOR FUSE BOX IN VEHICLE}
도 1은 일반적인 차량에서 퓨즈박스 및 배터리 등의 장착 상태를 나타내 보인 사시도.
도 2에는 본 발명에 따른 차량용 퓨즈박스 리프트업 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도.
도 3 및 도 4는 도 2의 작동을 순차적으로 나타내 보인 작동 사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
21. 배터리
21a. 배터리 트레이
22. 퓨즈박스
23. 캠
23a,23b,23c. 볼조인트
24. 링크부재
25. 캠마운트 브라켓
26. 마운트 슬라이더
27. 가이드부재
31. 스트럿 하우징
본 발명은 차량용 퓨즈박스 리프트업 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LH 사이드멤버(side member) 상단부 위의 리지디 바디(rigid body)의 일렬 배치량을 감소시켜 전반적인 충돌 성능을 개선하기 위한 차량용 퓨즈박스 리프트업 장치에 관한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 배터리(12)는 사이드멤버 상방에 3 점(points) 볼팅으로, 퓨즈박스(13)는 1개의 가이드 핀(guide pin)과 2점 볼팅으로 펜더 패널(fender panel)에 장착되어 있다.
그리고 티피컬 탑 뷰(Typical top view)상 레이아웃은 FF 차종은 측면과 같은데 전방충돌 특히 옵셋(offset) 충돌 시 강체의 일렬 배치는 에너지 흡수가 균일하게 분포되지 않으므로 지양해야 할 레이아웃인데 예컨대, 자동차 메이커의 정책상 숏 오버행(short overhang)을 추구하게 되고 와이어링(wiring) 길이에 따른 원가/중량/전압강하로 트렁크에 배치하기 곤란하다.
단적으로 LH/RH를 비교하면, 리저버(14,15,16)로 구성된 RH 펜더 상단은 사이드멤버가 제 역할을 수행할 수 있는 반면(물론 엔진(11)의 길이가 크지만), LH같은 경우는 상단부는 강체 일렬 배치이며, 이는 충돌 측면에서 아주 좋지 않은 경우이다.
게다가 배터리(12)는 해석상 거의 강체로 모델링(modeling)될 만큼 리지드(rigid) 및 브리틀(brittle)하여 에너지를 거의 흡수하지 못한다. 즉, 서스펜션 및 타이어(tire)는 충돌 시 그대로 후방으로 밀리는 부품이므로, LH 전방 충돌 에너지가 폭방향으로 분리하여 살피면 fem등 헤드램프가 브리틀(brittle) 파열 이후 에너지 흡수가 스트러트(strut) 후단 이후 거의 되지 않는 단점이 있다.
이러한 단점을 해결하기 위해 퓨즈박스(13) 리프트 업(lift-up)을 검토하는 과정에서 배터리(12)를 중량/원가를 감수하면서 트렁크에 배치된 경우도 있었다. 즉, 변속기가 위치된 LH측은 사이드멤버 상부는 에너지 흡수에 역행하는 레이아웃(layout)을 가지고 있다.
특히, 옵셋(offset) 충돌은 배터리(12) 및 퓨즈박스(13)가 있는 LH만을 40% 오버랩(overlap)하여 타격하기에 LH 사이드멤버(side member)는 더욱 스티프(stiff)하며, 바디(body) G가 증대되어 HIC(Head Injury Criterion), Chest Deceleration (g's)(가슴부분 감속도), Femur Load(lbs)(대퇴골하중)가 100% 정면충돌에서는 더욱 불리해지는 악순환의 고리이다,.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, LH 사이드멤버(side member) 상단부 위의 리지디 바디(rigid body)의 일렬 배치량을 감소시켜 전반적인 충돌 성능이 개선되도록 한 차량용 퓨즈박스 리프트업 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 퓨즈박스 리프트업 장치는, 차량의 사이드멤버 일측에 설치된 배터리의 일측에 배치된 퓨즈박스와; 상기 퓨즈박스를 리프트 업될 수 있도록 상기 퓨즈박스의 일측에 설치된 마운트 슬라이더와; 상기 마운트 슬라이더의 일측에 회동 가능하게 설치된 캠과; 상기 배터리의 저부에 설치되어 상기 배터리가 안착 설치되도록 구비된 배터리 트레이와; 상기 캠과 상기 배터리 트레이를 연결하며 설치된 링크부재;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2에는 본 발명에 따른 차량용 퓨즈박스 리프트업 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 퓨즈박스 리프트업 장치는, 차량의 사이드멤버 일측에 설치된 배터리(21)의 일측에 배치된 퓨즈박스(22)와, 이 퓨즈박스(22)를 리프트 업(lift-up)될 수 있도록 퓨즈박스(22)의 일측에 설치된 마운트 슬라이더(26)와, 이 마운트 슬라이더(26)의 일측에 회동 가능하게 설치된 캠(23)과, 상기 배터리(21)의 저부에 설치되어 배터리(21)가 안착 설치되도록 구비된 배터리 트레이(21a)와, 상기 캠(23)과 배터리 트레이(21a)를 연결하며 설치된 링크부재(24)를 포함하여 구성된다.
그리고 상기 퓨즈박스(22)와 마운트 슬라이더(26) 사이에는 퓨즈박스(22)의 리프트업시 퓨즈박스(22)를 가이드되도록 하는 가이드부재(27)가 설치된다.
또한 상기 마운트 슬라이더(26)에는 캠(23)이 직접 마운트되도록 캠마운트 브라켓(25)이 설치되고, 상기 캠마운트 브라켓(25)과 링크부재(24)가 캠(23)과의 연결은 다수개의 볼조인트(23a,23b,23c)가 이용된다.
도 2에서 설명되지 않은 참조부호 31은 스트럿 하우징을 나타내 보인 것이다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 차량용 퓨즈박스(22) 리프트업 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도면을 다시 참조하면, 상기 스트럿 하우징(31)에는 수밀로 인해 직접 홀(hole)을 형성할 수 없다. 따라서 상기 캠마운트 브라켓(25)을 구비한 후 마운트 슬라이더(26)의 가이드부재(27)를 설치한다. 즉, 상기 퓨즈박스(22)의 마운트 방법은 작업자가 상단에서 퓨즈박스(22)에 와이어링 연결(wiring connection) 후 슬라이딩하면서 끼면 된다.
그리고 하부엔 셀프 로킹(self-locking) 구조로 되어 있는 가이드핀으로서 탑재한다. 즉, 하드 볼트 마운트(hard bolt mount)를 지양함으로서 퓨즈박스(22)가 회전 및 리프트량 증대를 유도한다.
그리고 상기 배터리 트레이(21a)는 종래의 것과 유사하지만, 캠(23)과 연결되는 비교적 강성한 링크(stiff link)를 적용한다.
여기서, 상기 배터리(21)에 장착된 링크는 상대물인 볼조인트(23a,23b,23c)를 설정할 필요가 거의 없는 것이 기존 양산차 충돌해석 결과 배터리(21) 부위는 그대로 후방 병진운동을 하기에 불합리하고 비싸게 볼조인트(23a,23b,23c)를 추가 할 필요가 없다.
충돌시 상기 배터리(21)가 신속히 후방이동하고 링크부재(24)가 강성하면 강한 충돌에너지로 인해 퓨즈박스(22)가 파손되고 대각방향의 링크 및 집중하중으로 작용하기에 스트럿 하우징(31)을 뚫고 가는 불합리한 변형양식을 보일 수 있다.
이를 방지하기 위해 캠(23)과 가이드부재(27)을 적용하였다. 우선, 상기 링크부재(24)의 움직이는 개념은 병진운동을 병진운동으로 변환하지만 방향성을 90도로 변경하는 것이다.
상기 원리를 그대로 이용하여 자연 발생된 X 방향의 전방 충돌에너지를 Z 방향으로 변경시켜준다. 이 때, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 볼조인트(23c)를 이용하여 방향성을 상방향으로 용이하게 변경된다.
그리고 상기 퓨즈박스(22)는 쉽게 리프트업될 수 있게 슬라이딩 레일이 적용되었다. 아울러 장착성을 쉽게 하기 위해 하단 스톱퍼(stopper)만 설정하여 위로 올라갈 때 저항이 없도록 하였다.
또한 상기 볼조인트(23a,23b,23c)는 핀 조인트로서 회전자유도가 있고, 볼조인트(23a,23b,23c)의 위치는 배터리(21)가 충돌시 후방 이동되면서 자연스럽게 회전하여 리프트업될 수 있는 구조로 만들었다.
즉, 충돌 전에는 고정이 되어 있으나, 배터리(21)가 후방 이동되면서 3개의 볼조인트(23a,23b,23c)에 의해서 퓨즈박스(22)의 상방향으로 캠(23)이 이동된다. 그리고 상기 퓨즈박스(22)와 캠(23)의 갭(gap)은 NVH 및 와이어링 루트(wiring route)와의 갭 확보 측면에서 약 30mm면 적당하다.
또한 캠(23)은 캠마운트 브라켓(25) 하단에서 볼조인트(23a,23b,23c)로 고정되어 있다.
여기까지 적용 시 단점은 역시 집중하중으로 인해 퓨즈박스(22)를 링크부재(24)가 피너트레이트(penetrate)하는 것이다. 집중 점하중을 면압으로 변경하기 위해 캠(23)이 적용된다. 이 캠(23)의 중심은 볼조인트(23a)를 중심으로 회전되며 캠(23)의 상부단면 형상은 퓨즈박스(22)와 거의 동일하게 되어 단위면적 당 압력을 감소시켜서 국부 파손 없이 퓨즈박스(22)를 들어올린다.
또한 상기 가이드부재(27)는 도 3 및 도 4과 같이 경로(path)를 따라갈 수 있도록 약간 틸트(tilt)시켜서 퓨즈박스(22)가 경사된 스트럿 하우징(31)을 따라서 상향 이동되도록 한다.
한편, 그리고 충돌에서의 핵심은 가상의 충돌흡수 공간을 확보하는 것인데, 사실상 서브프레임 사이드멤버의 역할은 충돌시 파워트레인을 하향시켜서 기어박스와 파워트레인간의 간격을 충돌시 증대시키고 사이드멤버가 에너지를 충분히 흡수하도록 하는 원리와 동일하다.
다른 한편으로, 현재 만족해야 될 상충조건은 옵셋 충돌과 100% 정면충돌 성능을 양립해야 한다. 즉, 40% 옵셋 충돌시 LH 사이드멤버의 에너지만을 흡수하기 때문에 강성이 보강될 수 있는데 이로 인해 100% 정면충돌시 바디 G 증대로 인체 상해치가 증대된다. 즉, 두가지 조건을 동시에 만족하기가 굉장히 힘들다. 특히 40% 옵셋이 구매자에게 미치는 영향도는 나날이 증대되며 법규와 달리 사실상의 100% 충돌상황은 필드에서 발생하기 힘들다.
이에 따라 본 발명에 따른 장치를 적용하면, LH 사이드멤버가 에너지 흡수를 효율적으로 증대시키고 두가지 충돌조건을 양립시킨다. 따라서 옵셋 및 100% 정면 충돌성능 양립 가능 및 현격하게 전반적인 충돌성능을 개선한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 퓨즈박스 리프트업 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.
LH 사이드멤버 상단부 위의 리지디 바디(rigid body)의 일렬 배치량 감소로 인해 전반적인 충돌성능을 향상시킬 수 있다.
그리고 와이어링 연결 후, 하부 가이드 장착하기에 훨씬 용이한 탈장착 구조이므로, 퓨즈박스의 작업성을 향상시킬 수 있다.
또한 사이드 멤버 벌크 헤드 및 두께가 축소 가능하므로 원가 및 중량을 저감시시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 차량의 사이드멤버 일측에 설치된 배터리의 일측에 배치된 퓨즈박스와;
    상기 퓨즈박스를 리프트 업될 수 있도록 상기 퓨즈박스의 일측에 설치된 마운트 슬라이더와;
    상기 마운트 슬라이더의 일측에 회동 가능하게 설치된 캠과;
    상기 배터리의 저부에 설치되어 상기 배터리가 안착 설치되도록 구비된 배터리 트레이와;
    상기 캠과 상기 배터리 트레이를 연결하며 설치된 링크부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 퓨즈박스 리프트업 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 퓨즈박스와 상기 마운트 슬라이더 사이에는 상기 퓨즈박스 리프트업시 상기 퓨즈박스를 가이드되도록 하는 가이드부재가 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 퓨즈박스 리프트업 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 마운트 슬라이더에는 상기 캠이 직접 마운트되도록 캠마운트 브라켓이 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 퓨즈박스 리프트업 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 캠마운트 브라켓과 상기 링크부재가 상기 캠과의 연결은 다수개의 볼조인트가 이용된 것을 특징으로 하는 차량용 퓨즈박스 리프트업 장치.
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