KR20070118688A

KR20070118688A - 자동차

Info

Publication number: KR20070118688A
Application number: KR1020077025593A
Authority: KR
Inventors: 마리오 리스트
Original assignee: 다임러크라이슬러 아크티엔게젤샤프트
Priority date: 2005-06-22
Filing date: 2006-06-14
Publication date: 2007-12-17
Also published as: WO2006136318A1; EP1893471B1; EP1893471A1; US20100140967A1; ATE478794T1; CN101203417A; DE502006007736D1; DE102005028770A1; JP2008543663A

Abstract

본 발명은 운전석 플로어(4)를 가진 운전석(2)을 포함하는 자동차 특히 유틸리티 차량에 관한 것이다.

탑승자 보호성능을 향상시키기 위하여, 운전석 플로어(4)는 자동차의 전방 영역(3)에서 하나 이상의 크래시 요소(16)를 위한 하나 이상의 수용 공간(14)을 가진다.

Description

자동차{MOTOR VEHICLE}

본 발명은 운전석 플로어를 가진 운전석을 포함하는 자동차 특히 유틸리티 차량에 관한 것이다.

독일 공개 특허 출원 DE 103 36 200 A1호에 의하면, 2개의 중공 프로파일 지지부(hollow profile support)를 포함하는 유틸리티 차량을 위한 운전석은, 리딩 전방부(leading front) 상에 작용하는 하중의 경우, 중공 프로파일 지지부가 하중을 지지부 구조물 내로 전달하도록 지지부 구조물에 연결되고 상기 지지부 구조물 상에서 지지된다. 중공 프로파일 지지부 사이에 연장되는 크래시 요소는 상기 중공 프로파일 지지부들 전에 적어도 부분적으로 배열된다. 독일 공개 특허 출원 DE 102 54 693 A1호에 따르면, 자동차용 전방 차량 구조물은 2개의 종방향 지지부와 2개의 크래시 박스 요소(crash box element)를 포함한다. 이 경우, 2개의 연결 지지부(connecting support)는 각각 종방향 지지부들 중 한 종방향 지지부를 상기 결합된 크래시 박스 요소에 연결하도록 제공되며, 상기 연결 지지부들은 각각 내부 셸(inner shell)과 상부 및 하부 셸로부터 구성된다. 독일 공개 특허 출원 DE 38 27 923 A1호에 의하면, 에너지-흡수 전방부(energy-consuming front part)를 포함하는 자동차용 프레임은 각각의 종방향 지지부의 전방 단부에서 2개 이상의 지지부 부분(support part)들을 가지고, 상기 2개 이상의 지지부 부분들은 전방 종방향 지지부로부터 시작하여 대략 V자 형태를 가지며 전방 방향으로 분기되고(diverge) 전방부에서 전방 횡단 지지부에 연결된다. 독일 공개 특허 출원 DE 199 59 701 A1호에 따르면, 자동차의 충돌 에너지를 수용하기 위한 장치는 하나 이상의 차체 구조 부품(bodywork component)에 체결된 시트 메탈 구조물(sheet metal construction)의 박스 프로파일로 구현된다. 상기 박스 프로파일은 수용되어야 하는 하중이 삽입되는 방향에서 원뿔형으로 연장되도록 형성되어, 수용되어야 하는 하중에 의해 압축되는 경우, 변형된 재료는 적어도 대략 접히는 방식으로(at least approximately in a folded manner) 상기 박스 프로파일의 잔여 변형 길이의 횡단면 내에 실질적으로 축적된다(accumulate). 독일 특허 명세서 DE 198 49 358 C2호는 굽힘 지지부를 포함하며 자동차를 위한 충격완화받침(fender)에 관하여 기술하고, 상기 굽힘 지지부는 자동차의 종방향 지지부들에 횡단방향으로 고정될 수 있으며 단부에서 굽힘부와 변형부에 저항하는(resistant) 중앙부(central portion)를 가진 변형된 튜브(deformed tube)에 의해 형성되고, 상기 중앙부는 자동차로부터 이격되어 향하는 면(face facing away) 상에 배열된 종방향 연장부(longitudinal extension) 내에 형성되는(running) 비드(bead)를 가지며, 변형 섹션(deformation section)의 횡단면은 상기 중앙부의 횡단면보다 상대적으로 크다. 독일 공개 특허 출원 DE 101 24 271 A1호에 의하면, 종방향 지지부를 포함하는 유틸리티 차량을 위한 운전석의 지 지부 구조물은 하나 이상의 횡단 지지부에 의해 서로 연결된 플로어 군(floor group)에 속하는 플로어 플레이트(floor plate) 하부에 배열된다. 상기 종방향 지지부는 플로어 플레이트를 초과하는 각도에서 상부방향으로 연장되며, 상부방향으로 돌출된 종방향 지지부 부분의 자유 단부(free end)는 횡단 지지부에 연결된다.

본 발명의 목적은 운전석 플로어를 가진 운전석을 포함하는 자동차 특히 유틸리티 차량의 경우에 탑승자 보호성능을 향상시키기 위한 것이다.

운전석 플로어를 가진 운전석을 포함하는 자동차 특히 유틸리티 차량의 경우에, 상기 운전석 플로어는 자동차의 전방 영역에서 하나 이상의 크래시 요소를 위한 하나 이상의 수용 공간을 가짐으로써 상기 목적이 구현된다. 상기 결과로서, 단지 운전석이 약간 신장(elongation)되는 경우에 예를 들어 후방 단부 충돌 시에 단순하게 운동 에너지(kinetic energy)가 변형 에너지(deformation energy)로 변환될 수 있다. 충돌 시에 크래시 요소가 수용 공간 내로 이동된다면 크래시 요소 및/또는 수용 공간이 소성 변형됨으로써 상기와 같이 변환된다.

본 발명의 선호적인 실례의 실시예에 따른 자동차에 있어서, 운전석 플로어는 크래시 요소를 위한 수용 공간의 경계를 정하는 하나 이상의 운전석 플로어 하측부와 운전석 플로어 상측부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 상기 운전석 플로어는 적어도 2개의 셸(shell)들로 형성된다.

본 발명의 추가적으로 선호적인 실례의 실시예에 따른 자동차에 있어서, 운전석 플로어는 크래시 요소를 위한 수용 공간을 형성하는 중공 공간을 가진 종방향 지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 하지만 크래시 요소를 위한 수용 공간은 또한 종방향 프레임 지지부 내에 제공되거나 또는 운전석 플로어가 상부에 장착된 차량 지지부 구조물의 그 외의 다른 하중-수용 요소 내에 또는 상에 제공된다.

본 발명의 추가적으로 선호적인 실례의 실시예에 따른 자동차에 있어서, 크래시 요소를 위한 수용 공간은 상기 크래시 요소의 횡단면에 맞도록 적합하게 형성된다. 상기 횡단면은 예를 들어 직사각형 또는 원통형 형태로 형성될 수 있으나 그 외의 다른 형태의 횡단면도 또한 나타날 수 있다.

본 발명의 추가적으로 선호적인 실례의 실시예에 따른 자동차에 있어서, 크래시 요소는 자동차의 종방향으로 테이퍼되는 것을 특징으로 한다. 크래시 요소는 예컨대 원뿔대(truncated cone) 형태를 가질 수 있다. 사고 시에, 크래시 요소는 차량의 종방향으로 이동된다. 상기 경우에, 크래시 요소는 수용 공간 내로 쐐기형태로 끼어들어가게 된다. 운동 에너지의 변환은 몇몇 단계들로 수행될 수 있다. 크래시 요소는 한 편으로 종방향 및/또는 횡단 방향으로 변형될 수 있다. 다른 한 편으로는 수용 공간의 경계를 정하는 차량 부분들 특히 운전석 플로어 부분들도 또한 정의된 방식으로(defined manner) 굴복(yield)될 수 있다.

본 발명의 추가적으로 선호적인 실례의 실시예에 따른 자동차에 있어서, 크래시 요소는 웨지 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다. 바람직하게 상기 크래시 요소는 웨지 형태의 중공 프로파일에 의해 형성될 수 있으며, 상기 중공 프로파일은 예컨대 필요시에 플라스틱으로 발포될 수 있다(foamed with plastic).

본 발명의 추가적으로 선호적인 실례의 실시예에 따른 자동차에 있어서, 크래시 요소의 형태와 크기는, 사고 시에 특히 후방 단부 충돌 시에, 상기 크래시 요소가 수용 공간 내로 이동되도록 선택되며, 상기 크래시 요소 및/또는 수용 공간은 소성 변형되는 것을 특징으로 한다. 자동차의 운동 에너지는 소성 변형의 결과로서 변형 에너지로 변환된다. 바람직하게 크래시 요소는 운동 에너지를 변형 에너지로 변환시키기 위하여 차량의 종방향으로 이동된다.

본 발명의 추가적으로 선호적인 실례의 실시예에 따른 자동차에 있어서, 운전석 플로어는 각각 하나 이상의 크래시 요소를 위한 2개 이상의 수용 공간을 가지는 것을 특징으로 한다. 바람직하게 하나 이상의 크래시 요소는 전방 영역의 횡방향 단부에 각각 배열된다.

본 발명의 추가적으로 선호적인 실례의 실시예에 따른 자동차에 있어서, 수용 공간들은 자동차의 전방 영역에서 대칭으로 배열되는 것을 특징으로 한다. 차량의 종방향 축에 대한 대칭 배열은 본 발명의 문맥(context)에서 특히 유리한 것으로 입증되었다.

본 발명의 추가적으로 선호적인 실례의 실시예에 따른 자동차에 있어서, 수용 공간 내에 수용된 크래시 요소들은 굽힘 지지부에 의해 서로 커플결합되는 것을 특징으로 한다. 상기 굽힘 지지부는 또한 크래시 요소로 선호적으로 구현된다. 상기 굽힘 지지부는 예를 들어 변형가능한 플라스틱으로 발포될 수 있다.

본 발명의 추가적인 이점, 특징들과 상세한 사항들은 도면에 관하여 상세하게 기술된 다양한 실례의 실시예들의 하기 기술로부터 자명할 것이다. 기술된 사항들과 청구항들에서 언급된 특징들은 본 발명에 있어서 개별적으로나 또는 임의의 조합물(combination)에 있어서 핵심적인 사항이 될 수 있다.

도 1은 제 1 실시예에 따른 유틸리티 차량의 전방 영역을 도시한 도면.

도 2는 제 2 실시예에 따른 유틸리티 차량의 전방 영역을 도시한 도면.

도 3은 굽힘 지지부에 의해 서로 커플결합된 2개의 크래시 요소들을 포함하는 운전석 플로어를 도시적으로 도시한 투시도.

도 4는 추가적인 실시예에 따른 크래시 요소를 위한 수용 공간의 횡단면도.

도 5는 추가적인 실시예에 따른 크래시 요소를 위한 수용 공간의 횡단면도.

도 1에서 자동차(motor vehicle, 1)의 전방부의 측면도가 도식적으로 도시된다. 자동차(1)는 유틸리티 차량(utility vehicle)이며 특히 후드(hood)를 포함하는 트럭이다. 후드(1)를 포함한 트럭은 전방 영역(front region, 3)을 포함한 운전석(driver's cab, 2)을 포함한다. 운전석(2)은 운전석 플로어(floor, 4)에 의해 바닥(bottom)의 경계가 정해진다. 구동 유닛(drive unit, 5)은 운전석 플로어(4)의 하부에 배열된다. 후드를 포함한 트럭의 경우, 적어도 엔진의 일부분은 운전석 전방부에 배열된다. 구동 유닛(5)은 전방 축(front axis, 7) 상에 장착된 휠(wheel, 6)에 커플결합될 수 있다(coupled).

운전석 플로어(4)는 운전석 플로어 상측부(11)와 운전석 플로어 하측부(12)를 포함한다. 웨지 형태의(wedge-shaped) 크래시 요소(crash element, 16)를 위한 종방향 수용 공간(longitudinal receiving space, 14)은 운전석 플로어 상측부(11)와 운전석 플로어 하측부(12) 사이에 형성된다. 사고 시에, 크래시 요소(16)는 수용 공간(14) 내로 변위된다. 2개의 부분(part) 또는 2개의 셸(shell) 내에 형성된 운전석 플로어(4)는 또한 샌드위치 플로어(sandwich floor)로 언급된다. 크래시 요소(16)는, 차량의 종방향에서 도시된 바와 같이, 크래시 요소(16)의 전방에 배열된 비드(bead, 21-24)를 둘러싸는 크래시 구조물(crash structure, 18)의 일부분이다. 충돌(collision) 시에 발생되는 탑승자 가속도(occupant acceleration)는 크래시 구조물(18)에 의해 현저하게 감소될 수 있다.

도 2에서 유틸리티 차량(41)의 전방부의 측면도가 도식적으로 도시된다. 유틸리티 차량(41)은 전방 제어 타입의 자동차(forward control type motor vehicle)이다. 전방 제어 타입의 자동차(41)는 전방 영역(43)을 포함한 운전석을 포함한다. 운전석(42)은 운전석 플로어(44)에 의해 바닥의 경계가 정해진다. 구동 유닛(45)은 운전석 플로어(44) 하부에 배열되며, 상기 구동 유닛(45)은 전방 축(7) 상에 장착된 휠(7)과 구동되는 방식으로 커플결합될 수 있다.

운전석 플로어(44)는 운전석 플로어 상측부(51)와 운전석 플로어 하측부(52)를 포함한다. 웨지 형태의 크래시 요소(56)를 위한 종방향 수용 공간(54)은 운전석 플로어 부분(51, 52) 사이에 형성된다. 사고 시에, 크래시 요소(56)는 차량의 종방향에서 수용 공간(54) 내로 변위된다. 이 경우 상기 크래시 요소(56)는 운전석 플 로어 부분(51, 52) 사이에서 쐐기형태로 끼어들어가게 된다(wedge).

도 3은 운전석 플로어(53)를 도식적으로 도시한 투시도이다. 운전석 플로어(64)는 운전석 플로어 상측부(65)와 운전석 플로어 하측부(66)를 포함한다. 2개의 웨지 형태의 크래시 요소(68, 69)는 운전석 플로어(64)의 전방에 배열된다. 상기 크래시 요소(68, 69)는 웨지 형태의 중공 프로파일(hollow profile)로 형성되며 굽힘 지지부(bending support, 70)에 의해 서로 커플결합된다. 상기 굽힘 지지부(70)는 선호적으로 크래시 요소로서 구현된다. 상기 목적을 위하여, 굽힘 지지부(70)는 그 외의 다른 요소들로 발포될 수 있거나(foamed) 또는 충진될 수 있다(filled). 굽힘 지지부(70)는 또한 운전석용 스태빌라이저(stabilizer)로서 이용된다. 굽힘 지지부(70)는, 운전석 플로어 상에서 또는 차량 지지부 구조물 상에서 특히 에너지가 운전석으로부터 섀시(chassis)로 안내되도록(introduced) 섀시 상에서, 사고 시에, 정의된 방식으로(in defined manner) 지지된다. 게다가, 추가적으로 에너지 경로(energy path)는 또한 운전석으로부터 섀시 내로 제공될 수 있다.

도 4는, 단지 한 섹션만 도시된, 운전석 플로어 상측부(71)의 일부분의 횡단면도를 도시한다. 운전석 플로어 하측부(72)는 스페이서(spacer, 75, 83)에 의해 운전석 플로어 상측부(71) 상에 체결된다(fastened). 실질적으로 직사각형 횡단면을 가지며 크래시 요소를 위한 수용 공간(73)은 운전석 플로어 양쪽 부분(71, 72)사이에 형성된다.

앵글 프로파일(angle profile) 또는 클로징 프로파일(closing profile)로 언급되는 운전석 플로어 하측부(72)는 스페이서로 언급되는 U-프로파일(75)의 림(limb, 74)의 도움으로 운전석 플로어 상측부(71) 상에 체결된다. 상기 U-프로파일(75)은 기저부(base, 76)를 포함하며, 상기 기저부로부터 상대적으로 짧은 림(77)이 전진된다(proceed). 상기 U-프로파일(75)의 상대적으로 짧은 림(74)은 수용 공간(73)으로부터 이격되는 방향으로 향한다(face away). U-프로파일(75)의 상대적으로 짧은 림(77)은 추가적인 U-프로파일(80) 내로 변화(transition)되는 추가적인 U-프로파일(79)에 의해 주위로 그립된다(gripped).

추가적인 U-프로파일(80)은 U-프로파일(79)과 유사한 방식으로 디자인된 추가적인 U-프로파일(81) 내로 변화되며, 스페이서로 언급되고 U-프로파일(75)과 유사하게 디자인된 U-프로파일(83)의 상대적으로 짧은 림(82) 주위를 그립한다. U-프로파일(83)은 U-프로파일(75)의 기저부(76)에 평행하게 배열된 기저부(84)를 가진다. U-프로파일(80)의 림은 U-프로파일(83, 75)의 기저부(84, 76)의 신장부(elongation)에 배열되며 횡방향으로 수용 공간(73)의 경계를 정한다. 상부에서, 상기 수용 공간(73)은 운전석 플로어 상측부(71)에 의해 경계가 정해진다. 바닥에서, 상기 수용 공간(73)은 U-프로파일(80)의 기저부에 의해 경계가 정해진다. U-프로파일과 유사하게, U-프로파일은 운전석 플로어 상측부(71) 상에 체결된 상대적으로 긴 림(85)을 가진다. 프로파일(75, 83, 72)들은 함께 운전석 플로어 하측부를 형성한다.

운전석 플로어 상측부(71)와 운전석 플로어 하측부(72) 사이의 연결 지점(connection point, 91, 92)과 U-프로파일(81)과 U-프로파일(75, 83) 사이의 추가적인 연결 지점들은 용접된 연결 지점들로서 형성된다. 하지만 개별적인 부분은 또한 클린칭(clinching), 리베팅(riveting) 또는 그 외의 다른 타입의 연결방식에 의해 서로 연결될 수 있다.

도 5는 운전석 플로어 상측부(101)의 횡단면도를 도시한다. 단일 몸체 구조의(single-piece) 운전석 플로어 하측부(102)는 운전석 플로어 상측부(101) 상에 체결된다. 실질적으로 직사각형 횡단면을 가지며 크래시 요소를 위한 수용 공간(103)은 운전석 플로어 부분(101, 102) 사이에 형성된다. 운전석 플로어 하측부(102)는 직사각형 프로파일(106)에 의해 형성되며, 상기 직사각형 프로파일로부터 2개의 실질적으로 U자 형태의 횡단 영역(108, 109)들이 횡방향으로 돌출된다. U자 형태의 영역(108, 109)의 림은 예를 들어 서로 용접된다. 직사각형 프로파일(106)은 운전석 플로어 상측부(101)를 향해 개방되도록 형성되며 이에 따라 U-프로파일로도 언급된다. 개방된 단부에서, 직사각형 프로파일 또는 U-프로파일(106)은 2개의 림(111, 112)을 가지고, 상기 2개의 림은 외부를 향하여 각도를 형성하며(angled outwards), 예를 들어, 용접된 연결부(weld connection, 115, 116)의 도움으로 운전석 플로어 상측부(101) 상에 체결된다.

본 발명의 문맥(context)에 사용된 크래시 요소들은 선호적으로 웨지 형태의 중공 프로파일(wedge-shaped hollow profile)로서 형성된다. 하지만 크래시 요소들은 원뿔대(truncated cone), 실린더 또는 그와 유사한 것의 형태를 가질 수 있다. 크래시 웨지(crash wedge)로서도 언급되는 크래시 요소들은 종방향 프레임 지지부(longitudinal frame support) 상에 또는 차량 지지부 구조물의 그 외의 다른 하중-수용 요소(force-receiving element)들 상에 장착될 수 있다.

본 발명에 따른 자동차를 디자인한 결과로서, 고정 장애물(fixed barrier)에 대하여 운전석 충돌의 생존 속도(survivable speed)가 증가될 수 있다. 동시에, 연장된 크래시 경로(extended crash path)에 의해 야기된 탑승자 가속도가 감소될 수 있기 때문에 운전자에 대한 부상 위험성은 감소된다. 더구나, 다양한 타입의 디자인, 예컨대, 전방 제어 타입의 차량, 길이가 짧은 후드를 포함한 트럭 및 후드를 포함한 차량들 사이에서 빠른 변경(rapid change)이 가능하다. 결과적으로, 차량 모델의 범위(range of model)가 간단한 방법으로 증대될 수 있음으로써 모듈식 원리(modular principle)가 달성될 수 있다.

Claims

운전석 플로어(4, 44, 64)를 가진 운전석(2, 42)을 포함하는 자동차, 특히 유틸리티 차량에 있어서,

자동차의 전방 영역(3, 43)에서 운전석 플로어(4, 44, 64)는 하나 이상의 크래시 요소(16, 56, 68, 69)를 위한 하나 이상의 수용 공간(14, 54, 73, 103)을 가지는 것을 특징으로 하는 자동차.
제 1 항에 있어서, 운전석 플로어(4, 44, 64)는 운전석 플로어 상측부(11, 51, 65, 71, 101)와 하나 이상의 운전석 플로어 하측부(12, 52, 66, 72, 102)를 포함하며, 상기 하나 이상의 운전석 플로어 하측부는 크래시 요소(16, 56, 68, 69)를 위한 수용 공간(14, 54, 73, 103)의 경계를 정하는 것을 특징으로 하는 자동차.
전 항들 중 어느 한 항에 있어서, 운전석 플로어(4, 44, 64)는 중공 공간을 가진 종방향 지지부를 포함하며, 상기 종방향 지지부는 크래시 요소를 위한 수용 공간(14, 54, 73, 103)을 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차.
전 항들 중 어느 한 항에 있어서, 크래시 요소(16, 56, 68, 69)를 위한 수용 공간(14, 54, 73, 103)은 상기 크래시 요소의 횡단면에 맞도록 적합하게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차.
전 항들 중 어느 한 항에 있어서, 크래시 요소(16, 56, 68, 69)는 자동차의 종방향으로 테이퍼(taper)되는 것을 특징으로 하는 자동차.
전 항들 중 어느 한 항에 있어서, 크래시 요소(16, 56, 68, 69)는 웨지 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차.
전 항들 중 어느 한 항에 있어서, 크래시 요소(16, 56, 68, 69)의 형태와 크기는, 사고 시에 특히 후방 단부 충돌 시에, 상기 크래시 요소가 수용 공간(14, 54, 73, 103) 내로 이동되도록 선택되며, 상기 크래시 요소 및/또는 수용 공간은 소성 변형(deforming plastically)되는 것을 특징으로 하는 자동차.
전 항들 중 어느 한 항에 있어서, 운전석 플로어(64)는 각각 하나 이상의 크래시 요소(68, 69)를 위한 2개 이상의 수용 공간을 가지는 것을 특징으로 하는 자동차.
제 8 항에 있어서, 수용 공간은 자동차의 전방 영역에서 대칭으로 배열되는 것을 특징으로 하는 자동차.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 수용 공간 내에 수용된 크래시 요소(68, 69)는 굽힘 지지부(70)에 의해 서로 커플결합되는 것을 특징으로 하는 자동차.