KR100764502B1

KR100764502B1 - 차량용 크래쉬 박스의 충격흡수장치

Info

Publication number: KR100764502B1
Application number: KR1020060097700A
Authority: KR
Inventors: 오준규
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2006-10-04
Filing date: 2006-10-04
Publication date: 2007-10-09

Abstract

본 발명은 크래쉬 박스와 사이드 멤버 내부에 슬라이드 가능하게 충격 흡수빔을 구성하고, 차속에 따라 상기 충격 흡수빔을 고정하거나 자유롭게 함으로써, 저속 충돌 및 고속 충돌에도 대응할 수 있는 차량용 크래쉬 박스의 충격흡수장치를 제공한다.

범퍼, 크래쉬 박스, 충격흡수장치

Description

차량용 크래쉬 박스의 충격흡수장치{ABSORBING IMPACT DEVICE OF CRASH BOX}

도 1은 일반적인 차량용 범퍼 시스템의 분리 사시도,

도 2는 종래 기술에 따른 크래쉬 박스가 적용된 차량용 범퍼 시스템의 측 단면 구성도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 충격흡수장치가 적용된 차량용 범퍼 시스템의 측 단면 구성도,

도 4는 도 3의 A-A 선에 따른 단면도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 충격흡수장치의 저속 충돌시의 작동 상태도, 및

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 충격흡수장치의 고속 충돌시의 작동 상태도이다.

본 발명은 차량용 크래쉬 박스의 충격흡수장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 크래쉬 박스와 사이드 멤버 내부에 슬라이드 가능하게 충격 흡수빔을 구성하여 차속에 따라 상기 충격 흡수빔을 고정하거나 자유롭게 함으로써, 효과적인 충 격 흡수 성능을 구현할 수 있도록 하는 차량용 크래쉬 박스의 충격흡수장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 범퍼 시스템은, 차량의 저속 충돌시 탄성적으로 변형하여 차량의 물리적인 손상을 방지하기 위한 것으로, 다른 자동차나 고정체와의 충돌시, 그 충격을 흡수하여 승차자의 안전을 도모하게 되며, 동시에 차체의 변형을 최소화 할 수 있도록 자동차의 전,후방의 소정 부위에 배치되는 완충장치이다.

이러한 범퍼 시스템은, 도 1과 도 2에서 도시한 바와 같이, 차량의 전,후방에서 차폭방향으로 2개의 범퍼레일(101,103)로 구성되어 장착되는 범퍼 빔(105), 상기 범퍼 빔(105)의 전방에 배치되어 충격력을 흡수하는 에너지 업소버(107), 그리고 상기 범퍼 빔(105)과 에너지 업소버(107)를 감싸는 범퍼커버(109), 상기 범퍼 빔(105)과 프런트 사이드 멤버(111)를 상호 연결하기 위한 크래쉬 박스(113)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 범퍼 빔(105)의 2개의 범퍼레일(101,103) 사이에는 보강부재인 레인포스먼트 패널(115)이 용접 고정되어 범퍼 빔(105)의 강성을 보강하도록 구성된다.

따라서 상기한 차량용 범퍼 시스템은 차량의 충돌시에 에너지 업소버(107)가 압축되면서 충돌에너지를 일부 흡수하며, 상기 에너지 업소버(107)에서 흡수되지 못한 나머지 충돌에너지는 그 후방의 범퍼 빔(105)과 크래쉬 박스(113)를 통하여 차체로 분산되어 흡수된다.

상기한 바와 같은 종래의 차량용 범퍼 시스템에서, 상기 크래쉬 박스(113)는 저속의 충돌 시, 축방향으로 찌그러지며 충격을 흡수하여 후방의 사이드 멤버(111)에 충격을 전달하지 않는 것을 주목적으로 한다.

그러나 상기한 종래의 크래쉬 박스(113)는 고속 충돌시에 승객에게 영향을 주지 않는 초반의 감가속도가 크게 나온 후에 승객에게 직접적인 영향을 주는 대쉬(Dash)부분의 감가속도가 적게 나오는 것이 유리하나, 실제로는 충돌 초기 너무 쉽게 무너지므로 충돌 초반에 다량의 충격 에너지를 흡수하기 어렵다는 단점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점들을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 크래쉬 박스와 사이드 멤버 내부에 슬라이드 가능하게 충격 흡수빔을 구성하고, 차속에 따라 상기 충격 흡수빔을 고정하거나 자유롭게 함으로써, 저속 충돌 및 고속 충돌에도 대응할 수 있는 차량용 크래쉬 박스의 충격흡수장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 차량용 크래쉬 박스의 충격흡수장치는 차량의 전,후방에서 차폭방향으로 장착되는 범퍼 빔, 상기 범퍼 빔의 전방에 배치되어 충격력을 흡수하는 에너지 업소버, 상기 범퍼 빔과 에너지 엄소버를 감싸는 범퍼커버, 상기 범퍼 빔과 사이드 멤버를 상호 연결하기 위한 크래쉬 박스를 포함하는 차량용 범퍼 시스템에 있어서,

상기 크래쉬 박스와 사이드 멤버 내부의 중공부에 길이방향을 따라 배치되며, 선단은 상기 범퍼 빔을 지지하는 충격 흡수빔; 상기 사이드 멤버의 중공부 내부에 접촉되어 슬라이딩 이동 가능하게 배치되어 상기 충격 흡수빔의 후단에 일체로 구성되며, 상부면과 하부면에는 각각 핀 홀이 형성되는 슬라이딩 블록; 상기 사이드 멤버의 후방 내부에 고정 장착되는 고정격벽; 상기 사이드 멤버의 내부에서, 상기 고정격벽과 슬라이딩 블록 사이에 개재되는 탄성부재; 상기 슬라이딩 블록의 각 핀 홀에 대응하여 상기 사이드 멤버의 외부 상부면과 하부면에 각각 장착되어 제어기의 제어신호에 따라 슬라이딩 블록의 각 핀 홀에 작동핀을 삽입하도록 구성되는 작동핀 엑츄에이터; 차속을 감지하여 그 신호를 제어기로 출력하는 차속센서; 차량의 충돌 상태를 감지하여 그 신호를 제어기로 출력하는 충돌센서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 충격 흡수빔은 사각의 단면을 갖는 빔으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 슬라이딩 블록의 양측단과 상기 사이드 멤버의 내부 양측면 사이에는 가이드 수단이 형성되는데, 상기 가이드 수단은 상기 슬라이딩 블록의 양측단면 상에 돌출되어 형성되는 가이드 돌기; 상기 사이드 멤버의 내부 양측면 각각 형성되는 가이드 홈으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성부재는 코일 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하고, 상기 작동핀 엑츄에이터는 제어기의 전기신호에 따라 전자기력을 발생시켜 작동핀을 전후진 작동시키는 전자석 엑츄에이터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 충격흡수장치가 적용된 차량용 범퍼 시스템의 측 단면 구성도이고, 도 4는 도 3의 A-A 선에 따른 단면도이다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래쉬 박스의 충격흡수장치가 적용되는 범퍼 시스템의 구성은 단일 또는 2개의 범퍼레일(1,3)로 구성되는 범퍼 빔(5)이 차량의 전,후방에서 차폭방향으로 배치되고(본 실시예에서는 전방만을 도시함), 상기 범퍼 빔(5)의 전방에는 전방의 충격력을 흡수하도록 에너지 업소버(7)가 배치된다.

그리고 상기 범퍼 빔(5)과 에너지 업소버(7)를 감싸며, 차체의 전후방 외관을 이루는 범퍼커버(9)가 구비되며, 상기 범퍼 빔(5)과 사이드 멤버(11)를 상호 연결하기 위한 크래쉬 박스(13)를 포함하여 이루어진다.

이러한 구성의 범퍼 시스템에서, 본 실시예에 따른 충격흡수장치는 상기 크래쉬 박스(13)와 사이드 멤버(11) 내부의 중공부에 길이방향을 따라 충격 흡수빔(21)이 배치되는데, 상기 충격 흡수빔(21)의 선단은 상기 범퍼 빔(5)을 지지하도록 범퍼 빔(5)의 후단에 대응하게 된다.

여기서, 상기 충격 흡수빔(21)은 사각의 단면을 갖는 빔으로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 사이드 멤버(11)의 중공부 내부에는 슬라이딩 블록(23)이 접촉되어 슬라이딩 이동 가능하게 배치되는데, 이 슬라이딩 블록(23)은 상기 충격 흡수 빔(21)의 후단에 일체로 연결되며, 그 상부면과 하부면에는 각각 핀 홀(H)이 형성된다.

상기 슬라이딩 블록(23)의 양측단과 상기 사이드 멤버(11)의 내부 양측면 사이에는, 도 4에서 도시한 바와 같이, 가이드 수단이 형성되는데, 상기 가이드 수단(30)은 상기 슬라이딩 블록(23)의 양측단면 상에 돌출되어 형성되는 가이드 돌기(31)와, 상기 사이드 멤버(11)의 내부 양측면 각각 형성되는 가이드 홈(33)으로 이루어진다.

또한, 상기 사이드 멤버(11)의 내부에는 상기 슬라이딩 블록(23)의 후방에 고정격벽(25)이 장착된다.

상기 사이드 멤버(11)의 내부에는 상기 고정격벽(25)과 슬라이딩 블록(23) 사이에 탄성부재(27)가 개재된다.

여기서, 상기 탄성부재(27)는 코일 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 슬라이딩 블록(23)의 각 핀 홀(H)에 대응하여 상기 사이드 멤버(11)의 외부 상부면과 하부면에는 작동핀 엑츄에이터(29)가 각각 장착되어 제어기(41)의 제어신호에 따라 슬라이딩 블록(23)의 각 핀 홀(H)에 작동핀(28)을 삽입하도록 구성된다.

여기서, 상기 작동핀 엑츄에이터(29)는 제어기(41)의 전기신호에 따라 전자기력을 발생시켜 작동핀(28)을 전후진 작동시키는 전자석 엑츄에이터(29)로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 차속을 감지하여 그 신호를 제어기(41)로 출력하는 차속센서(43)와 차량의 충돌 상태를 감지하여 그 신호를 제어기(41)로 출력하는 충돌센서(45)를 포함한다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 차량용 크래쉬 박스의 충격흡수장치의 작동을, 도 5와 도 6을 통하여 구체적으로 설명한다.

먼저, 도 5에서 도시한 바와 같이, 차속이 시속 15Km 이하의 저속 충돌의 경우에는 차속센서(43)와 충돌센서(45)로부터 차속신호과 충돌신호를 제어기(41)로 출력하게 된다.

그러면 제어기(41)는 저속 충돌로 판단하여 작동핀 엑츄에이터(29)에 전기신호를 인가하지 않게 되고, 이에 따라 작동핀(28)은 슬라이딩 블록(23)의 핀 홀(H)에 삽입되지 않은 상태로, 크래쉬 박스(13)가 그대로 충격력을 흡수하게 된다.

따라서 크래쉬 박스(13)는 찌그러지고, 충격 흡수빔(21)이 슬라이딩 블록(23)과 함께, 탄성부재(27)인 코일 스프링을 압축시키면서 후방으로 밀리면서 저속 충돌력을 흡수하여 사이드 멤버(11)로 충격력이 최소화되어 전달된다.

반면, 도 6에서 도시한 바와 같이, 차속이 시속 15Km 보다 빠른 고속 충돌의 경우에는 차속센서(43)와 충돌센서(45)로부터 차속신호과 충돌신호를 제어기(41)로 출력하게 된다.

그러면 제어기(41)는 고속 충돌로 판단하여 작동핀 엑츄에이터(29)에 전기신호를 인가하게 되고, 이에 따라 작동핀 엑츄에이터(29)의 작동핀(28)이 슬라이딩 블록(23)의 핀 홀(H)에 삽입되어 충격력이 범퍼 빔(5), 크래쉬 박스(13) 및 사이드 멤버(11)를 통하여 흡수된다.

즉, 고속 충돌에 의한 충격력은 크래쉬 박스(13)를 찌그러트림과 동시에, 범퍼 빔(5)과 충격 흡수빔(21) 및 사이드 멤버(11) 등을 변형시키면서 차체 전반적으로 흡수된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 크래쉬 박스의 충격흡수장치에 의하면, 크래쉬 박스와 사이드 멤버 내부에 슬라이드 가능하게 충격 흡수빔을 구성하고, 차속에 따라 상기 충격 흡수빔을 고정하거나 자유롭게 함으로써, 저속 충돌 및 고속 충돌에도 대응할 수 있도록 하는 효과가 있다.

즉, 종래의 크래쉬 박스가 저속 충돌시에만 차체의 변형을 최소화하는 효과를 갖는 반면, 본 발명의 충격흡수장치를 적용하면, 고속 충돌 초기에 크래쉬 박스가 쉽게 붕괴되는 것을 방지하여 충돌 초반에 다량의 충격 에너지를 흡수하도록 함으로써, 승객 안정성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims

차량의 전,후방에서 차폭방향으로 장착되는 범퍼 빔, 상기 범퍼 빔의 전방에 배치되어 충격력을 흡수하는 에너지 업소버, 상기 범퍼 빔과 에너지 엄소버를 감싸는 범퍼커버, 상기 범퍼 빔과 사이드 멤버를 상호 연결하기 위한 크래쉬 박스를 포함하는 차량용 범퍼 시스템에 있어서,

상기 크래쉬 박스와 사이드 멤버 내부의 중공부에 길이방향을 따라 배치되며, 선단은 상기 범퍼 빔을 지지하는 충격 흡수빔;

상기 사이드 멤버의 중공부 내부에 접촉되어 슬라이딩 이동 가능하게 배치되어 상기 충격 흡수빔의 후단에 일체로 구성되며, 상부면과 하부면에는 각각 핀 홀이 형성되는 슬라이딩 블록;

상기 사이드 멤버의 후방 내부에 고정 장착되는 고정격벽;

상기 사이드 멤버의 내부에서, 상기 고정격벽과 슬라이딩 블록 사이에 개재되는 탄성부재;

상기 슬라이딩 블록의 각 핀 홀에 대응하여 상기 사이드 멤버의 외부 상부면과 하부면에 각각 장착되어 제어기의 제어신호에 따라 슬라이딩 블록의 각 핀 홀에 작동핀을 삽입하도록 구성되는 작동핀 엑츄에이터;

차속을 감지하여 그 신호를 제어기로 출력하는 차속센서;

차량의 충돌 상태를 감지하여 그 신호를 제어기로 출력하는 충돌센서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스의 충격흡수장치.
제1항에 있어서,

상기 충격 흡수빔은 사각의 단면을 갖는 빔으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스의 충격흡수장치.
제1항에 있어서,

상기 슬라이딩 블록의 양측단과 상기 사이드 멤버의 내부 양측면 사이에는 가이드 수단이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스의 충격흡수장치.
제3항에 있어서,

상기 가이드 수단은

상기 슬라이딩 블록의 양측단면 상에 돌출되어 형성되는 가이드 돌기;

상기 사이드 멤버의 내부 양측면 각각 형성되는 가이드 홈으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스의 충격흡수장치.
제1항에 있어서,

상기 탄성부재는 코일 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스의 충격흡수장치.
제1항에 있어서,

상기 작동핀 엑츄에이터는 제어기의 전기신호에 따라 전자기력을 발생시켜 작동핀을 전후진 작동시키는 전자석 엑츄에이터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스의 충격흡수장치.