KR101777671B1 - 자동차에서의 프런트 크래들 후방 결합 장치 - Google Patents

자동차에서의 프런트 크래들 후방 결합 장치 Download PDF

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강오성
신동관
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지엠 글로벌 테크놀러지 오퍼레이션스 엘엘씨
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Abstract

본 발명은 자동차의 전방 부위에 충돌이 발생한 경우에 차량 몸체로 전달되는 충돌 에너지를 감소시키기 위하여 프런트 크래들(front cradle)의 후방 결합 부위와 차량 몸체의 결합을 즉시 해제하는 자동차에서의 프런트 크래들 후방 결합 장치에 관한 것이다.
본 발명은 평상시에 프런트 크래들과 차량 몸체를 전자기력에 의해 결합하여 결합 상태를 유지하고 자동차 전방 부위에 충돌이 발생한 때에 해당 전자기력을 제거하여 프런트 크래들과 차량 몸체의 결합을 해제한다.
이에, 본 발명은 차량 전방 충돌시에 즉시 전자기력 발생을 중단하여 프런트 크래들과 차량 몸체의 결합을 신속하게 해제하여 충돌 가속도를 감소시키게 되므로 안전성을 향상시키게 되고, 전자기력에 의해 프런트 크래들과 차량 몸체를 결합시키므로 자동차 제조시에 프런트 크래들과 차량 몸체를 매우 간단하게 결합할 수 있어서 경제성을 향상시키게 되며, 장시간 동안 차량을 운행하더라도 전자기력에 의해 프런트 크래들과 차량 몸체의 결합을 견고하게 유지할 수 있어 내구성을 향상시키게 된다.

Description

자동차에서의 프런트 크래들 후방 결합 장치{Apparatus for Front Cradle Rear Engagement in Car}
본 발명은 자동차의 전방 부위에 충돌이 발생한 경우에 차량 몸체로 전달되는 충돌 에너지를 감소시키기 위하여 프런트 크래들(front cradle)의 후방 결합 부위와 차량 몸체의 결합을 해제하는 자동차에서의 프런트 크래들 후방 결합 장치에 관한 것으로, 특히 평상시에 프런트 크래들과 차량 몸체를 전자기력에 의해 결합하여 결합 상태를 유지하고 자동차 전방 부위에 충돌이 발생한 때에 해당 전자기력을 즉시 제거하여 프런트 크래들과 차량 몸체의 결합을 해제함으로써 전방 충돌시에 프런트 크래들과 차량 몸체의 결합을 신뢰성 있게 해제하도록 하는 자동차에서의 프런트 크래들 후방 결합 장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 전방 부위에 충돌이 발생한 경우에 차량 탑승자를 안전하게 보호하기 위해서는 승객 탑승공간으로 인가되는 충돌 에너지를 감소시킬 필요가 있다.
이처럼 자동차의 전방 부위에 충돌이 발생한 경우에 차량 승객 탑승공간으로 인가되는 충돌 에너지를 감소시키기 위하여 종래의 자동차에서는 전방 부위의 충돌 발생시에 해당 충돌 에너지에 의해 프런트 크래들의 후방 결합 부위와 차량 몸체의 결합을 해제하는 방식으로 충돌 가속도를 감소시켜 승객 탑승공간으로 인가되는 충돌 에너지를 감소시킨다.
자동차 전방부의 하부에 설치되는 프런트 크래들(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 이루어지며, 프런트 크래들(100)의 프레임(130)은 엔진 및 스티어링 기어모듈 등을 지지하고 자동차 전방부에 가해지는 충돌 에너지를 흡수하는 역할을 한다.
프런트 크래들(100)은 도 2에 도시된 자동차 전방부 하부의 모습과 같이 언더바디 판넬(210)에 고정 설치한다. 이와 같이 프런트 크래들(100)은 자동차 전방부 하부의 언버바디 판넬(210)에 고정 설치하는 경우, 프런트 크래들(100)의 후방 결합 부위(110)를 언더바디 판넬(210)에 고정하되 언더바디 판넬(210)에 구비된 세로부재(Longitudinal Member)(220)와 결합하여 고정한다. 이처럼 고정 설치되는 프런트 크래들(100)의 후방 결합 부위(110)는 엔진실과 승객 탑승공간을 구분하는 대시보드(Dash Board)의 부근의 언더바디 판넬(210)에 고정 설치된다.
도 3a 및 도 3b는 언더바디 판넬(210)과 결합되는 프런트 크래들(100)의 후방 결합 부위(110)에 대한 결합 구조를 도시한 부분 확대도이다.
프런트 크래들(100)의 후방 결합 부위(110)는 볼트(115)에 의해 언더바디 판넬(210)에 고정 설치되는데, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 프런트 크래들(100)의 후방 결합 부위(110)의 내부에 슬리브(Sleeve)(117)를 삽입 설치하고, 슬리브(117)를 관통하여 볼트(115)를 삽입 설치함으로써, 볼트(115)에 의해 언더바디 판넬(210)에 고정 설치된다.
이처럼 프런트 크래들(100)의 후방 결합 부위(110) 내부에 삽입 설치되는 슬리브(117)에는 절결부(119)를 구비하고 있으며, 해당 절결부(119)에 대향하고 있는 프런트 크래들(100)의 후방 결합 부위(110)에 구비된 볼트 관통 홀(112)의 일부에 절결부(113)를 구비하고 있다.
도 2에 화살표(A)로 표시한 바와 같이 자동차 전방에서 충돌이 발생하여서 프런트 크래들(100)에 충돌 에너지가 인가되는 경우에 슬리브(117)의 절결부(119)와 볼트 관통 홀(112)의 절결부(113)는 볼트(115)와 충돌하여 벌어짐으로써 볼트(115)와의 결합을 해제한다.
이와 같이 종래에는 차량에 전방 충돌이 발생하는 경우에 프런트 크래들(100)의 후방 결합 부위(110)와 언더 바디 판넬(210) 간의 볼트 결합을 해제하되, 슬리브(117)의 절결부(119)와 볼트 관통 홀(112)의 절결부(113)가 볼트(115)와 충돌하여 벌어져서 볼트(115)와의 결합을 해제하는 방식으로 전방 충돌시에 프런트 크래들(100)의 후방 결합 부위(110)와 차량 몸체의 결합을 해제함으로써 전방 충돌시에 충돌 가속도를 감소시켜 승객 탑승공간으로 인가되는 충돌 에너지를 감소시켜서 승객의 안전을 도모한다.
상술한 바와 같이 종래에는 차량의 전방 충돌이 발생하는 경우 전방 충돌 즉시로 프런트 크래들(100)과 언더 바디 판넬(210) 간의 볼트 결합이 해제되지 않고, 슬리브(117)의 절결부(119)와 볼트 관통 홀(112)의 절결부(113)가 볼트(115)와 충돌하여 벌어지게 될 만큼의 충돌 에너지가 가해진 후에 프런트 크래들(100)과 언더 바디 판넬(210) 간의 볼트 결합이 해제되므로, 차량 전방 충돌시에 즉시 신속하게 볼트 결합을 해제하여 충돌 가속도를 감소시키는 조치를 취할 수 없게 되는 문제점이 있다.
또한, 종래에는 차량 제조시에 프런트 크래들(100)의 후방 결합 부위(110) 내부에 슬리브(117)를 삽입함과 아울러 해당 슬리브(117)를 관통하게 볼트(115)를 삽입하여서 언더 바디 판넬(210)에 볼트(115)를 결합해야 하므로 볼트(115)의 결합에 많은 인력과 시간이 소요되어서 경제성이 저하되고, 장시간 동안 차량을 운행함에 따라 발생하는 진동에 기인하여 볼트(115)의 결합이 느슨하게 되어서 내구성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 평상시에 프런트 크래들과 차량 몸체를 전자기력에 의해 결합하여 결합 상태를 유지하고 자동차 전방 부위에 충돌이 발생한 때에 해당 전자기력을 즉시 제거하여 프런트 크래들과 차량 몸체의 결합을 해제함으로써 프런트 크래들과 차량 몸체의 결합을 신뢰성 있게 해제하도록 하는 자동차에서의 프런트 크래들 후방 결합 장치를 제공함에 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 차량 전방에 충돌이 발생한 경우에 차량 몸체로 전달되는 충돌 에너지를 감소시키기 위하여 프런트 크래들의 후방 결합 부위와 언더바디 판넬 간의 결합을 해제하는 자동차에서의 프런트 크래들 후방 결합 장치로서, 차량 전방의 충돌을 감지하여 충돌감지신호를 출력하는 충돌센서와; 상기 충돌센서로부터의 충돌감지신호에 따라 제어신호를 출력하는 제어모듈과; 평상시에는 전원을 자기 결합 부재에 연결하고, 전방 충돌시에는 상기 제어모듈로부터 제어신호를 인가받음에 따라 자기 결합 부재로의 전원 연결을 차단하는 스위치와; 상기 프런트 크래들의 후방 결합 부위에 구비되어서, 상기 스위치를 통해 전원을 공급받아 발생되는 전자기력에 의해 프런트 크래들의 후방 결합 부위를 언더바디 판넬에 결합하여 고정하고, 차량 전방 충돌시에 상기 스위치에 의해 전원 공급이 차단되면 전자기력 발생을 중단하여서 프런트 크래들의 후방 결합 부위와 언더바디 판넬의 결합을 해제하는 자기 결합 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차에서의 프런트 크래들 후방 결합 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 자동차에서의 프런트 크래들 후방 결합 장치에 의하면, 상기 자기 결합 부재는, 전자기력에 의해 언더바디 판넬에 접촉하여 결합시키기 위한 편평형 머리를 구비하는 철심과; 상기 철심의 외주에 권선 되어서 상기 전원을 공급받아 철심에 전자기력을 생성하는 코일을 포함한다.
본 발명에 따른 자동차에서의 프런트 크래들 후방 결합 장치에 의하면, 상기 제어모듈은 충돌센서로부터의 충돌감지신호에 따라 제어신호를 출력하여 에어백을 구동하는 기능을 더 포함한다.
본 발명에 따른 자동차에서의 프런트 크래들 후방 결합 장치에 의하면, 프런트 크래들의 후방 결합 부위와 언더바디 판넬 간의 결합력은 철심에 권선 된 코일의 권선수를 조정하여 설정하거나, 프런트 크래들의 후방 결합 부위와 언더바디 판넬 간의 결합력은 철심에 권선 된 코일에 공급되는 전원을 가변저항에 의해 조정하여 설정한다.
본 발명은 평상시에 프런트 크래들과 차량 몸체를 전자기력에 의해 결합하여 결합 상태를 유지하고 자동차 전방 부위에 충돌이 발생한 때에 해당 전자기력을 즉시 제거하여 프런트 크래들과 차량 몸체의 결합을 해제한다. 이에, 본 발명은 차량 전방 충돌시에 즉시 전자기력을 해제하여 프런트 크래들과 차량 몸체의 결합을 신속하게 해제하여 충돌 가속도를 감소시키게 되므로 안전성을 향상시키게 되고, 전자기력에 의해 프런트 크래들과 차량 몸체를 결합시키므로 자동차 제조시에 프런트 크래들과 차량 몸체를 매우 간단하게 결합할 수 있어서 경제성을 향상시키게 되며, 장시간 동안 차량을 운행하더라도 전자기력에 의해 프런트 크래들과 차량 몸체의 결합을 견고하게 유지할 수 있어 내구성을 향상시키게 된다.
도 1은 차량에 적용되는 프런트 크래들을 도시한 도이다.
도 2는 차량의 언더 바디 판넬에 설치된 프런트 크래들을 도시한 도이다.
도 3a 및 도 3b는 언더바디 판넬과 결합되는 프런트 크래들의 후방 결합 부위에 대한 결합 구조를 도시한 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자동차에서의 프런트 크래들 후방 결합 장치를 예시한 도이다.
도 5는 본 발명에 적용된 언더바디 판넬과 결합되는 프런트 크래들의 후방 결합 부위에 대한 결합 구조를 예시한 부분 확대도이다.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 하나의 실시예로서 설명하는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
본 발명은 평상시에 프런트 크래들과 차량 몸체를 전자기력에 의해 결합하여 결합 상태를 유지하고 자동차 전방 부위에 충돌이 발생한 때에 해당 전자기력을 즉시 제거하여 프런트 크래들과 차량 몸체의 결합을 해제하도록 구현된다.
이와 같이 구현하기 위한 본 발명에 따른 자동차에서의 프런트 크래들 후방 결합 장치는 도 4에 예시된 바와 같이 충돌센서(310), 제어모듈(320), 스위치(330) 및 자기 결합 부재(170)를 포함하여 이루어진다.
충돌센서(310)는 차량 전방의 충돌을 감지하여 충돌감지신호를 제어모듈(320)에 인가함으로써 전방 충돌이 발생하였음을 제어모듈(320)에 통지한다.
제어모듈(320)은 충돌센서(310)로부터 충돌감지신호를 입력받는 경우 전방 충돌이 발생하였음을 인지하여 자기 결합 부재(170)로의 전원 공급을 차단하기 위한 제어신호를 스위치(330)에 인가한다.
스위치(330)는 자기 결합 부재(170)로의 전원 공급을 절환하되, 평상시에는 전원(Vcc)을 자기 결합 부재(170)에 연결하고, 전방 충돌시에는 제어모듈(320)로부터 제어신호를 인가받음에 따라 자기 결합 부재(170)로의 전원(Vcc) 연결을 차단한다.
자기 결합 부재(170)는 프런트 크래들(100)의 후방 결합 부위(110)에 구비되어서, 스위치(330)를 통해 전원을 공급받아서 생성되는 전자기력에 의해 프런트 크래들(100)의 후방 결합 부위(110)를 언더바디 판넬(210)에 결합하여 고정한다. 또한, 자기 결합 부재(170)는 차량 전방 충돌시에 스위치(330)에 의해 전원 공급이 차단되는 경우 전자기력 발생을 중단하여서 프런트 크래들(100)의 후방 결합 부위(110)와 언더바디 판넬(210)의 결합을 해제한다.
자기 결합 부재(170)는 철심(150)과 코일(160)을 구비하여 이루어진다. 철심(150)은 언더바디 판넬(210)에 접촉시키기 위한 편평형 머리(153)를 구비한다. 철심(150)은 자체의 외주에 코일(160)이 권선(捲線) 되어 있고, 스위치(330)를 통해 코일(160)에 전원이 공급됨에 따라 전자기력을 발생하여 해당 전자기력에 의해 프런트 크래들(100)의 후방 결합 부위(110)를 언더바디 판넬(210)에 결합하여 고정한다. 철심(150)이 전자기력을 발생하여서 프런트 크래들(100)의 후방 결합 부위(110)를 언더바디 판넬(210)에 결합하여 고정하는 경우 편평형 머리(153)가 전자기력에 의해 언더바디 판넬(210)에 접촉하여 결합된다.
프런트 크래들(100)과 언더바디 판넬(210)의 결합력은 철심(150)에 권선 되는 코일(160)의 권선수를 조정하거나, 코일(160)에 공급되는 전원을 가변저항(도면에 도시하지 않음)에 의해 조정하여 철심(150)에서 생성되는 전자기력의 크기를 조정함으로써 설정할 수 있다.
평상시에 스위치(330)는 자기 결합 부재(170)의 코일(160)에 전원을 공급하여 철심(150)에 전자기력을 발생케 함으로써 전자기력에 의해 철심(150)의 편평형 머리(153)를 언더바디 판넬(210)에 결합하여 고정시킨다.
차량 전방에서 충돌이 발생하는 경우 충돌센서(310)가 충돌을 감지하여 충돌감지신호를 제어모듈(320)에 인가하면, 제어모듈(320)이 자기 결합 부재(170)로의 전원 공급을 차단하기 위한 제어신호를 스위치(330)에 인가하고, 스위치(330)가 자기 결합 부재(170)로의 전원(Vcc) 연결을 차단함으로써, 철심(150)에서의 전자기력 발생을 중단시켜 철심(150)의 편평형 머리(153)와 언더바디 판넬(210) 간의 결합을 해제시켜서 프런트 크래들(100)의 후방 결합 부위(110)와 언더바디 판넬(210)의 결합을 해제시킨다. 이에, 전방 충돌시에 즉시 전자기력 발생을 중단하여 프런트 크래들(100)과 차량 몸체의 결합을 신속하게 해제함으로써 충돌 가속도를 감소시키게 되므로 안전성을 향상시킬 수 있다.
또한, 자기 결합 부재(170)가 전자기력에 의해 프런트 크래들(100)과 차량 몸체를 결합시키므로 자동차 제조시에 프런트 크래들(100)과 차량 몸체를 매우 간단하게 결합할 수 있어서 경제성을 향상시키게 되며, 장시간 동안 차량을 운행하더라도 자기 결합 부재(170)가 전자기력에 의해 프런트 크래들(100)과 차량 몸체의 결합을 견고하게 유지할 수 있어 내구성을 향상시키게 된다.
한편, 상술한 설명에서는 충돌센서(310)와 제어모듈(320)이 자기 결합 부재(170)의 운용을 위한 용도로만 적용하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 에어백 시스템과 공동으로 사용하도록 적용할 수도 있다.
예를 들어, 충돌센서(310)로서 에어백 시스템에서 전방 충돌을 감지하는 충돌센서를 적용하고, 제어모듈(320)로서 에어백 시스템에서 충돌센서에 의한 충돌 감지시에 에어백의 구동을 제어하는 제어모듈을 적용할 수 있다.
이처럼, 충돌센서(310)와 제어모듈(320)로서 에어백 시스템의 충돌센서와 제어모듈을 적용하는 경우, 에어백 시스템의 충돌센서를 통한 전방 충돌 감지시에 에어백 시스템의 제어모듈이 에어백을 작동시킴과 동시에 스위치(330)를 작동시켜 자기 결합 부재(170)로의 전원 공급을 차단시켜서 자기 결합 부재(170)에서의 전자기력 발생을 중단시킴으로써 자기 결합 부재(170)에 의한 프런트 크래들(100)과 차량 몸체의 결합을 해제시켜 안전성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 설명에 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서 본 발명을 여러 가지 형태로 변경하여 실시할 수 있을 것이며, 그러한 변경 실시는 본 발명의 기술적 범위에 해당 된다고 할 것이다.
100; 프런트 크래들 110; 후방 결합 부위
113, 119; 절결부 115; 볼트
117; 슬리브 150; 철심
153; 편평형 머리 160; 코일
170; 자기 결합 부재 210; 언더바디 판넬
220; 세로부재(Longitudinal Member) 310; 충돌센서
320; 제어모듈 330; 스위치

Claims (5)

  1. 차량 전방에 충돌이 발생한 경우에 차량 몸체로 전달되는 충돌 에너지를 감소시키기 위하여 프런트 크래들(front cradle)의 후방 결합 부위와 언더바디 판넬 간의 결합을 해제하는 자동차에서의 프런트 크래들 후방 결합 장치로서,
    차량 전방의 충돌을 감지하여 충돌감지신호를 출력하는 충돌센서와;
    상기 충돌센서로부터의 충돌감지신호에 따라 제어신호를 출력하는 제어모듈과;
    평상시에는 전원을 자기 결합 부재에 연결하고, 전방 충돌시에는 상기 제어모듈로부터 제어신호를 인가받음에 따라 자기 결합 부재로의 전원 연결을 차단하는 스위치와;
    상기 프런트 크래들의 후방 결합 부위에 구비되어서, 상기 스위치를 통해 전원을 공급받아 발생되는 전자기력에 의해 프런트 크래들의 후방 결합 부위를 언더바디 판넬에 결합하여 고정하고, 차량 전방 충돌시에 상기 스위치에 의해 전원 공급이 차단되면 전자기력 발생을 중단하여서 프런트 크래들의 후방 결합 부위와 언더바디 판넬의 결합을 해제하는 자기 결합 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차에서의 프런트 크래들 후방 결합 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자기 결합 부재는,
    전자기력에 의해 언더바디 판넬에 접촉하여 결합시키기 위한 편평형 머리를 구비하는 철심과;
    상기 철심의 외주에 권선 되어서 상기 전원을 공급받아 철심에 전자기력을 생성하는 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차에서의 프런트 크래들 후방 결합 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어모듈은 충돌센서로부터의 충돌감지신호에 따라 제어신호를 출력하여 에어백을 구동하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차에서의 프런트 크래들 후방 결합 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    프런트 크래들의 후방 결합 부위와 언더바디 판넬 간의 결합력은 철심에 권선 된 코일의 권선수를 조정하여 설정하는 것을 특징으로 하는 자동차에서의 프런트 크래들 후방 결합 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    프런트 크래들의 후방 결합 부위와 언더바디 판넬 간의 결합력은 철심에 권선 된 코일에 공급되는 전원을 가변저항에 의해 조정하여 설정하는 것을 특징으로 하는 자동차에서의 프런트 크래들 후방 결합 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011135261A1 (fr) 2010-04-29 2011-11-03 Peugeot Citroën Automobiles SA Dispositif de support de suspension
JP2013151266A (ja) 2012-01-26 2013-08-08 Fuji Heavy Ind Ltd 車両用歩行者保護装置

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