KR20000069054A - 자동차의 전방구조부 - Google Patents

Abstract

자동차의 전방구조부는 폭발장약(10)이 고정되는 한쌍의 이격된 장방형 박스형상의 측빔을 포함하고 있다. 지연센서(20), 제어유니트(21) 및 기폭장치의 도움으로 폭발장약은 충돌시 빔의 전방부분의 일정한 크람블링변형후에 폭발되어 빔을 약하게 하고 버클링을 방지하고 따라서 크람블링변형거리를 그 뒤에 놓여있는 빔단면으로 연장한다. 제어유니트는 지연센서로부터의 신호를 비교하여 단지 신호차이가 비교적 대칭전방충돌을 나타내는 소정의 값 아래에 있으면 기폭장치를 작동시키도록 배열되어있다.

Description

자동차의 전방구조부{FRONT STRUCTURE IN A VEHICLE}

박스빔은 예컨대 승용차 샤시내의 전방측 부재로서 자동차내의 복수의 상이한 적용물에 사용되어 자동차의 충돌안전성에 결정적으로 악영향을 미치는 설계로된 구성요소이다. 높은 충돌안전성을 달성하기 위하여 제어된 충돌연속에 의해서 구조부내의 요소가 가능한 한 점진적인 업세팅 또는 크람블링(CRUMPLING)되는 최대 에너지흡수방식으로 변형되게 하는것은 항상 연구되어 왔다. 회전, 버클링 또는 벤딩과 같은 적은 에너지흡수 반작용은 회피되어야 한다.

말하자면, 충돌안전성의 관점으로부터 자동차의 전방부분으로 나타낸 체적부는 복수의 셀로 이루어져야 하며 이것의 각각은 큰에너지흡수성을 가지고 있으며 이 방향에 관계없이 차량은 충돌되며 하지만 이러한 해결은 여러이유때문에 대량생산에 적용되어오지 않았다.

통상 자동차내의 빔시스템은 에너지흡수성에 의해서 충돌안전을 결정하는 박스형 빔의 기본적으로 기하학적 형상인 자동안전시스템으로 간주된다. 하지만 자동차내의 "작동" 빔시스템 즉 통상 기계적 제한을 초과하는 방식으로 충돌이 빔시스템을 실행시키는 작동성을 야기시키는 시스템을 배열하는 것은 잘 알려져 있다.

이러한 작동빔장치는 예컨대 미국특허 제 4 050 537호에 개시되어 있다. 여기에서 폭발장약은 그 강도성 그리고 그 에너지흡수성이 증가되는 방식으로 박스빔의 단면을 충돌시에 변화시키는 데 사용된다.

본 발명은 폭과 높이 모두보다 더 긴 길이를 가지고 있고 충돌시 자동차의 지연을 감지하고 그 기능으로서 빔의 강성을 길이방향으로 변화시키는 수단뿐만아니라 자동차의 길이방향으로 향한 일부분을 가진 시트금속박스요소를 각각 포함하는 한쌍의 측방향으로 이격된 빔을 포함하는 자동차의 전방구조부에 관한 것이다.

도 1은 승용차를 개략적으로 도시하였으며 본 발명에 따른 전방구조부의 제1실시예의 사시도,

도 2a 및 도 2b는 일정한 변형전후에 전방구조부의 빔구조의 사시도,

도 3a 내지 도 3d는 변형의 다양한 형태로 도 2a에 도시된 빔의 일부분의 위에서 본 도면,

도 4는 도 1에 대응하고 제2실시예의 사시도,

도 5a 및 도 5b는 도 2a 및 도 2b에 대응하고 도 4에서의 실시예를 도시한 도면,

도 6a 내지 도 6d는 도 4에서의 실시예의 도 3a 내지 도 3d에 대응하는 도면, 및

도 7은 작동 변형제어를 위한 제어시스템의 블록도.

본 발명의 목적은 변형 및 에너지흡수성이 다양한 충돌위치에 적응되도록 하는 작동빔시스템을 발전시키는 데 있다.

이것은 개개의 지연종속신호를 제어유니트로 보내도록 각각 배치된 개개의 지연센서와 각각 통합되어 있으며 이 제어유니트는 신호를 비교하고 상기 수단을 작동시켜서 지연센서로부터의 신호차이에 좌우되어 빔의 강성을 변화시키도록 배치된다.

본 발명은 잘 알려진 기술이 전체적으로 새로운 방식으로 사용되고 일정한 강성을 필요로 하는 일정한 충돌위치에 대한 빔의 치수조정과 다른 강성이 요구되는 충돌위치에 대한 빔의 강성을 변화시키는 사상을 기초로한 작동 전방구조부를 발생시킨다.

본 발명은 특히 변형연속 및 에너지흡수성을 나타내는 빔의 강성이 이 대강 대칭전방충돌 또한 소위 오프셋충돌 즉 자동차와의 충돌 또는 자동차의 길이방향 중심평면의 한쪽에 실질적으로 타격하는 물체에 적응하는 전방구조물에 관한 것이다.

하나의 실시예에 있어서, 빔은 전체, 또는 대부분 변형에너지가 빔중의 단지 하나만에 의해 흡수되어야 하므로 큰 강성을 요구하는 오프셋 충돌을 위한 크기로 되어 있다. 대칭전방충돌에 있어서, 변형에너지는 빔사이에 분배되고 이 경우에 최적에너지 흡수는 빔의 강성을 감소시킴으로써 얻어진다.

따라서 전방구조부내의 빔은 작동된다. 충돌후의 자동빔의 변형을 연구함으로써 예컨대 이동이 업세팅 또는 크람블폴드 변형과 빔의 전체의 버클링사이에서 발생되는 곳을 결정하는 것은 가능하다. 작은 불꽃장약의 도움으로 빔을 이 면적에서 작용적으로 부드럽게 함으로써 버클링은 회피될 수 있으며 크람블폴드변형거리는 연화된 면적에 걸쳐서 크람블폴변형거리뒤의 면적으로 연장되며 이것은 더욱 단단해 진다.

다른 실시예에 있어서, 빔은 대칭전방충돌시 최적의 강성을 제공하는 단면프로파일로 될 수 있으며 빔의 강성을 변화시키는 수단은 미국특허 제 4 050537호에 개시된 바와 같이 충돌시에 단면프로파일을 변화시킴으로써 강성을 증가시키도록 배치된다.

본 발명은 수반한 도면에 도시된 예를 참고하여 이하에서 더욱 상세하게 설명된다.

도 1 및 도 4에 있어서, 1은 소위 자체지지타입의 차체를 나타낸다. 통상 2로 표시되는 박스빔은 자동차의 길이방향 중심평면에 대해 대칭으로 고정된 2개의 측빔부재중의 하나이다. 빔(2)은 장방형 박스프로파일을 형성하기 위하여 스폿용접에 의해서 서로 결합되는 2개의 U프로파일(3)로 이루어져 있다. 도시된 빔, 그 일반적인 구조, 및 기능은 잘 알려져 있으며 여기에서 상세하게 설명되지 않는다. 마켓에서 입수가능한 자동차모델에 측방향빔은 순차로 엔진을 지지하는 중간프레임용 지지부로서 사용된다. 도면에 도시된 바와 같이 빔은 혼의 형상으로 테이퍼져 있다. 이것의 끝(4)(도면에서 우측)은 전방범퍼(5)에 결합된다(도 1 및 도 4). 자동차의 길이방향으로 뻗어 있는 그 직선전방부분으로부터 빔은 만곡된 후방부분으로 만곡되고 이것은 자동차의 바닥면에 결합된다.

도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에 있어서의 각각의 빔(2)은 수직빔측면(9)내에 스템프형 오목부(8)를 가지고 있다. 작은 폭발장약(10)은 오목부내에 고정되어 있다. 폭발장약(10)을 구비한 오목부(8)는 일시에 버클링되는 것을 방지하는 부위내에 배열되어 있고 빔은 여기에서 그 전방의 구조부를 지지하는 크기로 되어있어 업세팅 또는 크람블폴드 형성과정을 최적화 함으로써 에너지흡수을 위해 효과적으로 이용된다. 변형이 폭발장약(10)을 구비한 부분에 도달하면, 폭발장약이 연속적으로 폭발되어 빔을 약하게 하고 빔이 버클링되는것을 방지하여 업세팅 또는 크람블폴드변형연속 및 에너지흡수가 그 뒤에 있는 빔부분내로 연속될 수 있다.

가속도계(20)의 형태로 지연센서는 각각의 빔(2)의 전방끝에 장착되어 있다. 이것은 에어백을 작동시키는 데 사용되는 타입일 수 있다. 빔(2)상의 가속도계(20)는 폭발장약용 전기작동식 기폭장치가 연결되는 제어유니트 즉 마크로프로세서(21)에 연결된다. 제어유니트(21)는 도 3a 내지 도 3d에 도시된 바와 같이 가속도계(20)로부터의 신호에 좌우되어 각각의 빔상의 폭발장약의 폭발을 연속적으로 제어하도록 프로그램되어 있다.

제어유니트(21)는 가속도계(20)로부터의 신호를 서로비교하여 차동신호에 좌우하는 패턴에 따라 기폭장치(22)를 작동시키도록 배치된다. 예컨대 제어유니트(21)는 차동신호가 비교적 대칭 전방충돌을 나타내는 일정한 소정의 값아래로 떨어지면 양 빔(2)의 폭발장약(10)을 일정한 순간에 동시에 폭발시키도록 프로그램될 수 있으며 여기에서 양 빔은 동시에 에너지를 흡수하도록 채용된다. 차동신호가 크면 소위 오프셋충돌되면 충돌시 충돌측의 빔(2)은 더 큰 힘과 더 많은 에너지를 흡수하여야 하므로 충돌연속에 좌우되어 폭발장약을 전혀 폭발시키지 않거나, 또는 이 폭발장약을 대칭전방충돌보다 폭발장약을 다른순간에 폭발시키는것이 유리할 수 있다. 이것은 빔(2)이 오프셋충돌에 최적이다는 것을 예측할 수 있으며 이것은 빔의 약해짐이 전체유효한 변형거리를 최적으로 향상시킬수 있도록 대칭충돌에 필요하다는 것을 의미한다.

도 4 내지 도 6에 도시된 실시예에 있어서, 빔(2)의 U프로파일(3)은 리벳(30)에 의해서 함께 결합되고 이 리벳중의 약간은 폭발장약(10)을 구비하고 있다. 이 경우에 있어서, 빔(2)의 약해짐은 이들 리벳(30)을 폭파시킴으로써 달성되고 따라서 도 6a 내지 도 6d에 도시된 바와 같이 빔을 따라 선택된 위치에서 U프로파일(3)사이의 이음부를 깨뜨린다.

본 발명은 폭발장약이 빔(2)에 바로 적용되는 예를 참조하여 상기에서 설명되었다. 다른변화는 물론 착상될 수 있다. 예컨대, 가스발생기장치의 어떤형태는 사용될 수 있으며 이것은 충돌시 필요로 하는 약해짐이 달성되는 방식으로 파열 또는 변형되는 빔세그먼트내의 캐비티에서의 과압을 발생시킨다. 다른 실시예(도시안됨)에 있어서, 가스발생기장치는 빔의 단면프로파일이 어떤파열을 발생시키지 않고 변화되는 만큼 빔캐비티내의 필요한 과압이 증가하는 다른방식으로 단지 사용된다. 이 방식에 있어서, 예컨대 강성이 빔의 사각형 또는 직사각형단면을 변화시킴으로써 변화되어 대강 원형 또는 타원형으로 된다. 이 경우에 빔은 대칭전방충돌에 적합하도록 강성이 작게 제조되고 오프셋충돌의 경우에 단단하게 된다.

Claims (9)

1. 폭과 높이 모두보다 더 긴 길이를 가지고 있고 충돌시 자동차의 지연을 감지하고 그 기능으로서 빔의 강성을 길이방향으로 변화시키는 수단(10,20,21,22)뿐만아니라 자동차의 길이방향으로 향한 일부분을 가진 시트금속박스요소를 각각 포함하는 한쌍의 측방향으로 이격된 빔을 포함하는 자동차의 전방구조부에 있어서, 빔(2)은 개개의 지연종속신호를 제어유니트(21)로 보내도록 각각 배치된 개개의 지연센서와 각각 통합되어 있으며 이 제어유니트는 신호를 비교하고 상기 수단(10,22)을 작동시켜서 지연센서로부터의 신호차이에 좌우되어 빔의 강성을 변화시키도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 전방구조부.
2. 제 1 항에 있어서, 빔(2)은 개개의 작동장치(22)에 각각 연결되어 있으며 제어유니트(21)는 충돌시 지연신호사이의 차이가 소정의 최저값보다 작으면 신호를 작동장치로 보내서 양 빔의 강성을 감소시키기 위한 수단(10)을 작동시키도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 전방구조부.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 빔(2)의 강성을 변화시키기 위한 수단은 폭발물(10)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 전방구조부.
4. 제 3 항에 있어서, 폭발물은 빔(2)의 길이방향으로 연속적으로 이격된 폭발장약(10)을 포함하고 있으며, 제어유니트(21)는 폭발장약이 빔의 변형방향으로 연속적으로 폭발되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 전방구조부.
5. 제 2 항 내지 제 4 항중의 어느한항에 있어서, 폭발물(10)은 폭발시 빔금속을 움푹들어가게 하도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 전방구조부.
6. 제 1 항 내지 제 4 항중의 어느한항에 있어서, 빔(2)은 파스너요소(30)에 의해서 서로 결합되는 적어도 2개의 시트금속프로파일(3)로 이루어져 있으며 폭발물(10)은 폭발시 프로파일사이의 이음부를 깨뜨리도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 전방구조부.
7. 제 6 항에 있어서, 파스너요소는 리벳(30)이며 폭발물(10)은 폭발시 복수의 리벳을 자유롭게 폭파하도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 전방구조부.
8. 제 1 항중의 어느한항에 있어서, 빔(2)은 각각 개개의 작동장치(22)와 함께 통합되어 있으며 제어유니트(21)는 충돌시 신호를 그 빔에 속하는 작동장치(22)로 보내도록 배열되어 있고 제어유니트의 지연센서는 지연신호사이의 차이가 소정의 최고값을 초과하면 빔의 강성을 증가시키기 위한 수단(10)을 작동시키도록 최고지연을 등록하고 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 전방구조부.
9. 제 8 항에 있어서, 빔의 강성을 증가시키기 위한 수단은 빔의 캐비티내의 과압을 빔의 단면프로파일의 연속변화와 함께 발생하도록 작동될 때에 배열되는 가스발생기를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 전방구조부.