KR20080023527A

KR20080023527A - 차량의 충돌완화장치

Info

Publication number: KR20080023527A
Application number: KR1020060087528A
Authority: KR
Inventors: 김형진
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2006-09-11
Filing date: 2006-09-11
Publication date: 2008-03-14

Abstract

본 발명은, 차량의 범퍼와 차체프레임 사이에 설치되는 크래쉬박스의 본체와, 차량의 저속충돌사고 발생시 상기 크래쉬박스의 본체의 일측면에 형성된 개구홀을 관통하여 차량의 전후방으로 이동되는 보강부재와, 차량의 고속충돌사고 발생시 상기 보강부재를 90°회전시키는 구동모터, 를 포함하여 구성되어, 차량의 저속충돌시와 고속충돌시의 서로 다른 충격량에 대하여 이원적으로 작동됨으로써, 효과적으로 탑승자의 안전을 도모하고, 사고차량의 수리비를 절감시키는 이점이 있다.

범퍼, 차체프레임, 크래쉬박스, 구동모터, 보강부재

Description

차량의 충돌완화장치{Device relaxing a collision of vehicles}

도 1은 종래 기술에 따른 충돌완화장치가 설치된 차체프레임이 도시된 평면도이고,

도 2는 차량의 고속충돌시의 가속도에 대한 그래프이며,

도 3은 본 발명에 따른 차량의 충돌완화장치가 설치된 차체프레임의 일부가 도시된 평면도이고,

도 4a는 차량의 정상상태 또는 저속충돌사고 발생시 도 3의 A-A를 자른 부분의 단면이 도시된 횡단면도이며,

도 4b는 차량의 고속충돌사고 발생시 도 3의 A-A부분의 단면이 도시된 횡단면도이고,

도 5은 본 발명에 따른 차량의 충돌완화장치의 일실시예가 도시된 사시도이며,

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 차량의 충돌완화장치의 작용을 설명하는 사시도이고,

도 7은 도 5의 충돌완화장치의 작동을 제어하는 제어부의 작용을 나타내는 블록도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 간단한 설명>

60: 차체프레임 65: 충돌완화장치

70: 크래쉬박스의 본체 73: 개구홀

75: 보강부재 77: 걸림단부

80: 구동모터 85: T자형부재

본 발명은 차량의 충돌완화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 저속충돌사고 및 고속충돌사고 발생의 충격량에 따라 이원적으로 작동함으로써 보다 효율적으로 충격량을 흡수하여 탑승자의 안전을 도모하고, 사고차량의 수리비를 절감시키는 차량의 충돌완화장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 크래쉬박스가 설치된 차체프레임이 도시된 평면도이고, 도 2는 차량의 고속충돌시의 가속도에 대한 그래프이다.

일반적으로 차량의 앞뒤에는 도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 충돌 또는 추돌사고시 차체에 가해지는 충격에너지를 흡수하여 탑승자의 안전을 도모할 수 있도록 범퍼(5)가 설치된다. 한편, 상기 범퍼(5)와 차체프레임(10) 사이에는 저속충돌시 충격을 흡수하여 차량의 손상을 최소화할 수 있도록 크래쉬박스(15)가 설치된 다.

상기 크래쉬박스(15)는 통상적으로 내부가 텅비고, 충돌방향으로 주름이 다수 형성됨으로써 충돌사고가 발생되면 파괴되거나 찌그러짐에 의해 충격을 흡수한다. 이와 같은 크래쉬박스(15)의 다수의 주름은 등간격으로 연속되어 있거나, 상기 차체프레임(10)에 근접될수록 점차 커지도록 연속되게 형성된다.

이와 같은 상기 크래쉬박스(15)는 저속충돌시 충격량을 흡수함으로써 크래쉬박스(15) 또는 상기 차체프레임(10)의 일부만이 변형되도록 하여 간단하게 상기 크래쉬박스(15) 또는 차체프레임(10)의 일부만을 교체하여 사고차량의 수리비를 절감시키려는 목적으로 구비된다.

그러나, 상기한 바와 같은 차량의 충돌완화장치는, 충돌부재로서 고속충돌사고 발생시 충격량이 과대하여 완전히 파손됨으로써 전혀 그 기능을 수행하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 일반적으로 충돌성능을 극대화하기 위해서 초기피크치인 점선부의 가속도값이 상대적으로 크고 일정하게 유지되는 것이 바람직하다. 그러한 성능을 만들기 위해서는 전방, 즉 상기 범퍼(5)와 상기 차체프레임(10) 선단이 쉽게 붕괴되어서는 안 된다. 그러나, 상기한 바와 같은 차량의 충돌완화장치가 구비되면 이런 개념과는 배치되는 설계를 해야 하므로 설계에 있어서 어려움이 따르는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 차량의 저속충돌사고 및 고속충돌사고에 대비하여 이원적으로 작동됨으로써, 탑승자의 안전을 도모하고, 사고차량의 수리비를 절감시키는 차량의 충돌완화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량의 충돌완화장치는, 차량의 범퍼와 차체프레임 사이에 설치되는 크래쉬박스의 본체와, 차량의 저속충돌사고 발생시 상기 크래쉬박스의 본체 일측면에 형성된 개구홀을 관통하여 차량의 전후방으로 이동되는 보강부재와, 차량의 고속충돌사고 발생시 상기 보강부재를 90°회전시키는 구동모터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동모터는 상기 차체프레임측에 장착되고, T자형부재에 의하여 상기 보강부재와 연결된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보강부재는 차량의 종방향으로 소정간격 주름이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보강부재에는 차량의 고속충돌사고 발생시 90°회전됨에 의하여 상기 개구홀의 단부에 걸림되는 걸림단부가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동모터는 차량의 충돌사고 발생시 상기 보강부재가 충격받으면 보강부재와 함께 차량의 후방으로 밀려나는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 차량의 충돌완화장치가 설치된 사이드멤버의 일부가 도시된 평면도이고, 도 4a는 차량의 정상상태 또는 저속충돌사고 발생시 도 3의 A-A부분의 단면이 도시된 횡단면도이며, 도 4b는 차량의 고속충돌사고 발생시 도 3의 A-A부분의 단면이 도시된 횡단면도이고, 도 5은 본 발명에 따른 차량의 충돌완화장치의 일실시예가 도시된 사시도이며, 도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 차량의 충돌완화장치의 작용을 설명하는 사시도이고, 도 7은 도 5의 충돌완화장치의 작동을 제어하는 제어부의 작용을 나타내는 블록도이다.

본 발명에 따른 차량의 충돌완화장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 차량의 범퍼와 차체프레임(60) 사이에 설치된다. 상기 충돌완화장치(65)는 차량의 충돌 또는 추돌사고발생시 차체에 가해지는 충격에너지를 흡수하여 탑승자의 안전을 도모하기 위한 것이다.

상기 충돌완화장치(65)는 도 5에 도시된 바와 같이, 대략 직육면체 형상의 내부가 텅빈 크래쉬박스의 본체(70)와, 상기 크래쉬박스의 본체(70) 일측면에 형성된 개구홀(73)을 관통하여 차량의 전후방으로 소정거리 이동하는 보강부재(75),를 포함하여 구성된다. 상기 개구홀(73)이 형성된 상기 크래쉬박스의 본체(70) 일측면은 본 발명의 일실시예에서와 같이 별도로 성형되어 상기 크래쉬박스의 본체(70)에 장착될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 크래쉬박스의 본체(70)와 일체로 형성될 수 있다. 상기 개구홀(73)은 상하높이가 좌우폭보다 작은 대략 장방형으로 형성된다.

한편, 상기 보강부재(75)는 상기 개구홀(73)을 통과할 수 있도록 적어도 상기 개구홀(73)의 상하높이보다 작은 크기의 정사각형 단면을 가진다. 다만, 도 5내지 도 6b에서는 설명의 편의를 위하여 상기 보강부재(75)의 일측이 절개된 모습을 도시하였다. 또한, 상기 보강부재(75)의 후단부에는 도 6a에 도시된 바와 같이, 90°회전시키면 상기 개구홀(73)의 개구단부에 걸림되도록 적어도 상기 개구홀(73)의 상하높이보다 크고 좌우폭보다 작은 크기의 걸림단부(77)가 서로 대칭되는 단부에서 직교되게 멀어지는 방향으로 형성된다. 그리고 상기 보강부재(75)는 차량의 종방향으로 소정간격 다수개의 주름이 형성될 수 있다. 상기 보강부재(75)는 도 5에 도시된 바와 같이, 정상상태시 상기 크래쉬박스의 본체(70) 내부에 삽입되어 위치된다.

이와 같은 상기 보강부재(75)는 상기 크래쉬박스의 본체(70)의 후방, 즉 차량의 종방향으로 형성된 상기 차체프레임(60)에 장착되어 있는 구동모터(80)에 T자형부재로 연결된다. 상기 구동모터(80)는 아래에서 설명할 제어부로부터 소정의 신호를 인가받으면 상기 T자형부재를 90°회전시킴에 의하여 상기 보강부재(75)를 90°회전시키는 역할을 한다. 상기 구동모터(80)는 차량의 충돌사고가 발생되어 상기 보강부재(75)가 충격을 받게 되면 보강부재(75)와 함께 차량의 후방으로 밀려나게 된다.

한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 차량의 전방에 해당되는 상기 범퍼측에는 전방충격센서(Front Impact Sensor)가 설치되어 있다. 상기 전방충격센서는 도 7에 도시된 바와 같이, 차량의 충격에 대하여 충격량을 감지한 후, 탑승자의 안전 을 보호하도록 장착된 에어백장치 등을 작동시키는 제어부로 소정의 신호를 인가한다. 통상 상기 에어백장치 등이 작동되는 것은 탑승자의 상해치가 큰 고속충돌시 전개되도록 설계된다.

그러나, 상기 에어백장치 등은 탑승자의 상해치가 작은 저속충돌시에는 전개되지 않도록 설계된다. 이때에는 본 발명에 의한 차량의 충돌완화장치의 크래쉬박스의 본체(70)만으로 저속충돌시 충격에너지를 흡수시킴으로써 소기의 목적을 달성할 수 있다. 즉, 차량의 저속충돌사고가 발생되면, 상기 크래쉬박스의 본체(70)가 파손되거나 차량의 후방측으로 찌그러짐으로써 차량에 가해지는 충돌에너지를 흡수하게 된다. 이때, 상기 보강부재(75)는 상기 크래쉬박스의 본체(70)에 걸림되지 않도록 크래쉬박스의 본체(70) 내부에 삽입되어 있는 상태이므로, 저속충돌사고에 의하여 충격되면 상기 크래쉬박스의 크래쉬박스의 본체(70)가 파손되거나 찌그러질 때 상기 개구홀(73)을 통과하여 차량의 후방으로 밀려나게 된다.

한편, 상기 제어부가 상기 전방충격센서로부터 고속충돌시의 충격량에 대한 신호를 인가받으면, 상술한 바와 같이 에어백장치 등을 작동시키게 된다. 또한 상기 제어부는 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구성 중 하나인 상기 구동모터(80)를 구동시킨다. 이와 같이 상기 제어부의 제어를 받은 상기 구동모터(80)는 상기 T자형부재를 90°회전시킨다. 상기 T자형부재가 90°회전되면 이에 연결된 상기 보강부재(75)가 90°회전됨은 당연하다.

상기 보강부재(75)가 차량의 고속충돌사고 발생시 90°회전되면, 상기 보강부재(75)의 걸림단부(77)가 상기 크래쉬박스의 본체(70)의 개구홀(73)의 개구단부 에 걸림된다. 따라서, 상기 보강부재(75)는 차량의 후방으로 밀리지 않게 되며, 차량의 고속충돌사고에 의하여 과도한 충격량이 전달되어 1차적으로 상기 크래쉬박스의 크래쉬박스의 본체(70)가 파손되거나 상기 보강부재(75)가 구비된 방향으로 찌그러지더라도, 2차적으로 상기 보강부재(75)가 상기 크래쉬박스의 본체(70)의 개구홀(73)의 개구단부에 걸림되어 있으므로, 상기 크래쉬박스의 본체(70)와 함께 충격량을 흡수하게 된다. 즉, 상기 크래쉬박스의 크래쉬박스의 본체(70)는 상기 보강부재(75)와 함께 이중박스구조의 단면을 형성하면서 차체에 가해지는 충격량을 효과적으로 흡수하게 되는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 차량의 충돌완화장치는 고속충돌시 효율적인 충돌에너지 흡수를 위하여, 상기 보강부재(75)의 크기가 아닌 두께를 좀더 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 보강부재(75)를 좀더 강한 재질로 형성시킴으로써 차체에 가해지는 충격량을 더 많이 흡수할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 차량의 충돌완화장치는, 상기 크래쉬박스의 본체(70)의 내부에 위치되어 차량의 충돌사고발생시 저속충돌 또는 고속충돌사고 여부에 따라 90°회전되도록 상기 보강부재(75)가 구비되어 충격량을 효율적으로 흡수함으로써, 탑승자의 안전을 도모함은 물론 저속충돌사고 발생시에는 사고차량의 수리비를 절감하는 이점이 있다.

상기한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량의 충돌완화장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

차량의 충돌사고가 발생되면, 도 7에 도시된 바와 같이, 전방충격센서(FIS: Front Impact Sensor)가 충격량을 감지한 후 제어부로 소정의 신호를 인가한다. 상기 신호를 인가받은 상기 제어부는 인가된 상기 신호가 설정값 이하인 경우에는 현재상태를 유지하게 된다. 여기서, 신호의 설정값이란 충돌사고에 따른 탑승자의 상해치를 고려하여 상기 에어백장치 등이 전개되어야 할 필요성이 있을 정도의 충격량값을 의미한다. 또한, 상기 설정값 이하는 차량에 저속충돌사고가 발생한 경우를 의미한다.

먼저, 차량의 저속충돌사고가 발생한 경우를 살펴본다. 차량의 저속충돌사고가 발생되면, 상기 충돌완화장치(65)의 크래쉬박스 본체(70)가 파손되거나 차체의 후방으로 찌그러짐이 발생한다. 이때, 상기 보강부재(75) 또한 충격에 의하여 도 6b에 도시된 가늘고 긴 화살표 방향인 차체의 후방으로 밀리게 된다. 이와 같이 차량의 저속충돌사고가 발생되면, 상기 크래쉬박스의 크래쉬박스의 본체(70)만 그 기능을 수행할 뿐 상기 보강부재(75)는 충돌부재로서 어떠한 기능도 수행하지 않게 된다. 따라서, 사고차량의 수리시 파손되거나 찌그러진 상기 크래쉬박스의 크래쉬박스의 본체(70)만을 교체함으로써, 그 수리비를 절감하는 효과가 있다.

다음으로, 차량의 고속충돌사고가 발생한 경우를 살펴본다. 차량의 고속충돌사고가 발생되면, 상기 제어부의 제어를 받아 상기 에어백장치의 전개와 동시에 구동모터(80)가 구동된다. 상기 구동모터(80)는 도 6a에 도시된 가늘고 긴 화살표방향으로 T자형부재를 90°회전시킨다. 이때, 상기 T자형부재에 연결된 상기 보강부재(75)가 90°회전된다. 이와 같이 상기 보강부재(75)가 90°회전되면, 상기 보강 부재(75)의 후단부에 형성된 걸림단부(77)가 상기 크래쉬박스의 본체(70)의 개구홀(73)의 개구단부에 걸림된다. 따라서, 상기 보강부재(75)는 차량의 후방으로 밀리지 않게 되며, 고속충돌사고에 따른 충격에 의하여, 1차적으로 상기 크래쉬박스의 크래쉬박스의 본체(70)가 파손되거나 찌그러짐으로써 소정의 충격량을 흡수하게 되고, 2차적으로 상기 충돌완화장치(65)의 크래쉬박스 본체(70)와 함께 상기 보강부재(75)가 소정의 충격량을 흡수하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량의 충돌완화장치는, 고속충돌 및 저속충돌사고에 따라 이원적으로 작동되는 보강부재가 구비됨으로써, 탑승자의 안전을 도모하고, 사고차량의 수리비를 절감시키는 이점이 있다.

Claims

차량의 범퍼와 차체프레임 사이에 설치되는 크래쉬박스의 본체와;

차량의 저속충돌사고 발생시 상기 크래쉬박스의 본체 일측면에 형성된 개구홀을 관통하여 차량의 전후방으로 이동되는 보강부재와;

차량의 고속충돌사고 발생시 상기 보강부재를 90°회전시키는 구동모터; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 충돌완화장치.
제 1 항에 있어서,

상기 구동모터는 상기 차체프레임측에 장착되고, T자형부재에 의하여 상기 보강부재와 연결된 것을 특징으로 하는 차량의 충돌완화장치.
제 1 항에 있어서,

상기 보강부재는 자동차의 종방향으로 소정간격 주름이 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 충돌완화장치.
제 3 항에 있어서,

상기 보강부재에는 차량의 고속충돌사고 발생시 상기 구동모터에 의하여 90°회전됨에 의해 상기 개구홀의 단부에 걸림되는 걸림단부가 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 충돌완화장치.
제 2 항에 있어서,

상기 구동모터는 차량의 충돌사고 발생시 상기 보강부재가 충격받으면 보강부재와 함께 차량의 후방으로 밀려나는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌완화장치.