KR20110048941A

KR20110048941A - 승용차 도어 충돌방지 문열림 제어장치

Info

Publication number: KR20110048941A
Application number: KR1020090105710A
Authority: KR
Inventors: 이희석
Original assignee: 이희석
Priority date: 2009-11-03
Filing date: 2009-11-03
Publication date: 2011-05-12

Abstract

(가)기술분야:

승용차의 내부에서 문을 열고 내릴 때 승용차 도어(Door)와 장애물의 거리가 일정한 거리 값에 도달하면 초음파 센서가 인지한 일정한 거리 값을 전기신호로 바꾸어 전자석 응용기기를 작동시킴으로써 승용차 문이 열리고 닫힐 때 직선왕복 운동을 하는 도어체크(door check)를 일시적으로 빠르게 제어하여 문 열림 동작을 일시적으로 정지시킨다. 이것은 승용차의 문이 열리면서 근처의 장애물과 충돌하는 일을 획기적으로 줄이기 위한 고안으로 평상시 승용차 내부에서 부주의하여 차 문을 열고 내릴 때 옆 자동차 혹은 기타 장애물에 문이 부딪히지 않도록 방지하여 우선적으로는 타인의 차량파손을 방지하고 부차적으로 본인 차량의 훼손 및 하고자 하는 시스템이다.

(나)해결하고자 하는 과제:

승용차에서 내리고자 문을 열 때 옆에 주차된 타인의 자동차나 장애물을 인지하지 못하고 흔히 부주의하여 무심코 문을 열거나 혹은 어린아이들이 승용차 뒷 자석에서 내릴 때 아무 판단 없이 문을 힘껏 여는 경우 자신의 승용차 도어(Door)부분 혹은 타인의 차량 및 타인의 재물에 손상을 주는 피해상황을 없애고자 고안된 장치다. 차 내부에서 내릴 때나 외부에서 차문을 열 때 이미 상시 전원이 연결되어 있는 초음파 센서가 광폭으로 작동하면서 5cm 이내 범위의 물체에 접근하면 반응하도록 설계된다. 또한 옆 조수석에만 별도의 클립으로 문의 하부 귀퉁이에 부착되어 연결된 센서는 현재 자동차회사에서 만들어져 제작된 장치가 아니므로 센서클립을 통해 보조설치를 한다. 마찬가지로 클립에 부착된 센서 역시 광폭으로 작동되어 오차범위를 계산한 5cm 범위 내에서 반응하도록 한다. 이는 우리 나라처럼 보도가 도로면에 높게 위치한 경우 흔히 조수석 문을 열면서 보도 난간에 차문이 부딪히거나 보도블록 도로면에 조수석 문이 끌리지 않게 하기 위함이다.

일반적으로 보도블록 쪽으로 열리는 문은 운전석 옆의 조수석과 그 뒤의 문이나 뒤쪽의 도어는 문짝의 길이가 그다지 길지않고 끝 부분이 굴곡 처리가 되어있어서 보도에 끌리는 경우는 드물다. 따라서 문의 하단에 설치하는 센서는 보조석 쪽의 문에만 한정하는 것이다.

문이 열리면서 일정한 거리 값(약 5cm)에 반응하도록 설계된 센서가 옆의 장애물을 파악했을 경우 전기신호를 보내면 순식간에 전자석 응용기기가 전기 신호 값으로 작동하여 승용차 문의 도어체크(door check)를 일시적으로 잡아 직선 운동을 멈추게 함으로써 문이 열리는 동작을 멈추게 한다. 잠시 동안 잡아 둔 도어체크(door check)는 다시 전기신호가 끊기면서 1초 이내에 원상으로 복귀되어 직선운동을 할 수 있게 되는데 문이 열리는 동작이 멈춘 거리 값(약 5cm 이내)에서 다시 작동하여 차량 문이 열리게 하는 것인데 이것은 불의의 상황에서 탑승자의 안전을 위해 매우 중요하다.

(다)과제의 해결수단:

승용차의 문을 열고 닫는데 제어할 수 있는 도어체크(door check)를 어느 거리 값에서도 확실히 제어할 수 있도록 도어체크(door check)의 상단 면을 톱니기어 형태로 제작하고 전자석 응용기기의 설치부분으로 기존의 도어체크(door check)의 길이보다 길게 제작한다. 또한 체크의 주요 기능인 2중 롤링기능(문이 바람, 경사진 곳에서 문짝의 자체 무게 등에 의해 문이 갑작스럽게 닫히는 현상을 방지하기 위한 기능)은 체크의 옆면에서 해결할 수 있도록 하였다. 초음파 센서에서 5cm 범위 내에서 장애물을 파악하면 전기신호를 재빠르게 전자석 응용기기로 보낸다. 평상시 압축 스프링으로 체크의 상단 톱니 면과 벌어져 있던 락커가 전기 충격을 받은 전자석 장치에 의해 힘을 받아 아래로 빠르게 내려오면서 도어체크(door check)의 상단 톱니 면과 락커의 톱니 면이 맞물려 직선 운동을 하는 도어체크(door check)를 순식간에 멈추게 한다. 이후 다시 1 초 내에 전기신호가 끊기면 스프링 장치에 의해 체크와 맞물려 있던 락커가 전기신호를 받기 전의 원위치로 되돌아 가면서 다시 도어체크(door check)의 왕복운동을 가능하게 하여 문이 열릴 수 있도록 한다. 초음파 센서는 승용차 문짝의 바깥 면(문의 가장 돌출된 곡선부분-고무 몰딩 처리된 부분의 가장자리)에 부착하는데 센서가 장애물과의 거리 값 5cm 이내에서 반응하도록 설계하고 또한 조수석 문짝에 부착된 또 하나의 센서는 자동차 회사에서 만들어 나오기 전까지는 클립을 통해 하단 맨 가장자리부분에 설치한다. 센서의 반응 각은 전부 광폭의 각도로 설계하며 5cm 이내에서 반응하게 한다.

(라)효과

승용차에서 내릴 때 주차간격이 좁은 우리나라에서 흔히 생길 수 있는 옆 차와의 충돌을 방지할 수 있다. 특히 부주의하여 옆 차량과 문을 열면서 부딪히는 경우가 많으며 더욱이 어린 아이들이 내부에서 문을 열고 내릴 때 부주의해서 생기는 옆 차량간의 문짝 추돌을 방지할 수 있다.

또한 우리나라의 차도 옆 보도가 도로면에서 비교적 높아 도로면에서 차를 정차하고 문을 열 경우에 차량의 앞쪽 조수석 문이 보도 가장자리에 부딪히거나 보도 끌려 긁히는 현상을 방지하며 조수석에 앉은 사람의 무게로 차량 문이 제대로 닫히고 열리지 않게 되는 상황을 미리 방지할 수 있다.

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Description

승용차 도어 충돌방지 문열림 제어장치{car door impact protector}

본 고안은 승용차의 문을 열 때 자동차 외부에 부착된 초음파센서를 이용하여 승용차 문과 외부 장애물이 서로 충돌하는 것을 방지하기 위한 시스템으로 초음파 센서에서 보내어진 전기신호를 통해 동력을 전달하여 승용차량의 도어체크(door check)의 왕복운동을 전자석 응용기기로 제어하는 일련의 기술과 그 방법에 관한 것이다. 즉 승용차의 내부에서 문을 열 때 승용차 도어와 장애물의 거리가 일정한 거리 값에 도달하면 초음파 센서가 인지하고 있는 일정한 거리 값을 전기신호로 바꾸어 전자석 응용기기를 작동시킴으로써 자동차 문이 열리고 닫힐 때 직선왕복 운동을 하는 도어체크(door check)를 일시적으로 빠르게 제어하여 도어의 열림을 순식간에 저지한 뒤 다시 원래대로 돌아가 문이 열리게 된다. 이 장치는 승용차의 문이 열리면서 근처의 장애물과 충돌하는 일을 획기적으로 줄이기 위한 고안으로 평상시 승용차 내부에서 부주의하여 차 문을 열고 내릴 때 옆 자동차 혹은 기타 장애물에 문이 부딪히지 않도록 방지하여 1차적으로 타인의 차량파손을 방지하고자 하며 2차의 목적은 본인 차량의 훼손(주정차시 옆 차 및 기타 장애물과의 충돌에 의한 문짝 훼손 및 보도에 보조석 문이 끌리는 불쾌감과 차량의 훼손)을 줄이고자 한다.

1.초음파 센서기술-

발명의 명칭: 빔폭이 중첩되는 초음파 센서들을 이용한 장애물 처리 장치 및 장애물 위치 검출 방법

IPC 분류: B25J 13/08 특허출원번호: 112008012271533

2.전자석 응용장치 기술-

발명의 명칭: 오락용 크레인의 클램프

ICP 분류: A63F 9/00 실용신안출원번호: 2020000026020

승용차에서 내리고자 문을 열 때 흔히 무심코 열면서 옆에 주차된 자동차나 장애물을 인지하지 못하고 문을 열게 됨으로써 자신의 자동차 도어(door)부분 혹은 타인의 차량 및 타인의 재물에 손상을 줄 수 있는 피해상황을 없애고자 고안된 장치이다. 특히 어린아이들이 승용차 뒷 자석에서 내릴 때 무심코 문을 열면서 발생하는 문짝의 외부 충돌피해를 방지하고자 한다. 일반적으로 4도어의 승용차를 기준으로 각각의 문 외부(문의 가장 돌출된 곡선부분-고무 몰딩 처리된 부분의 가장자리)에 센서를 설치하고 전방 조수석 쪽 문의 외부 하단 가장자리에 클립 형태로 별도의 또 다른 센서를 장착한다. 만약 고무 몰딩이 없는 차의 경우는 자동차 생산라인에서 만들거나 특별히 클립형태로 문짝에 센서를 부착할 수 있도록 제작하여 장착한다. 각각의 센서는 문이 열리면서 일정한 거리 값(약 5cm)에 반응하도록 설계된 센서가 옆의 장애물을 파악했을 경우 전기신호를 보내어 순식간에 전자석 응용기기가 전기 신호 값에 의해 작동하게 된다. 전자석 기기가 전기신호를 받아 같은 극으로 맞물린 자성의 락커 뭉치를 아래로 밀어내면 압축스프링을 누르고 체크의 톱니 면과 락커 뭉치의 톱니 면이 맞물린다. 비교적 넓은 면적의 락커 뭉치는 도어 체크(door check)를 일시적으로 잡아 직선 운동을 멈추게 함으로써 문이 열리는 동작을 멈추도록 한다. 마찬가지로 도로변의 보도블록이 유난히 높은 우리나라의 도로변에서 승용차의 조수석 문을 열 때 차량 문이 도보에 가장자리에 닿거나 문이 보도 바닥에 끌리는 상황을 방지하기 위해 4도어 혹은 2도어의 승용차 조수석 문짝 의 하부에 센서를 클립으로 연결하여 설치하는데 하단 귀퉁이 가장자리 부분에 부착하여 센서의 반응 각도가 하향 지향의 광폭의 각도로 장애물과의 거리 값이 5cm 이내에서 반응하도록 설계한다. 장애물을 파악한 보조석 하단의 클립 센서는 다른 센서와 동일한 방법으로 문의 열림 동작을 제어한다. 센서의 감지에 의해 전기신호로 잠시 동안 잡아 둔 도어체크(door check)는 다시 전기신호가 끊기면서 원상으로 복귀되어 직선운동을 함으로써 승용차 문의 열리는 동작이 멈춘 거리 값(약 5cm)에서 다시 작동하여 차량 문이 열리게 되는 시스템이다.

승용차의 문을 열고 닫는데 제어할 수 있는 도어체크(door check)를 전자석 장치의 부피만큼의 거리 값을 산정하여 기존 체크의 길이보다 길게 제작한다. 또한 어느 거리 값에서도 제어할 수 있도록 체크의 윗면 전체를 최소 치수의 톱니기어 형태로 제작하고 이에 맞물리는 락커 뭉치도 톱니기어 형태로 제작한다.센서가 반응하여 전기신호를 보내면 전자석에 연결된 락커가 압축스프링을 누르고 체크의 톱니 면에 닿아 맞물리도록 한다. 비교적 넓은 표면적의 락커 톱니 면이 체크의 상단 톱니면과 맞물려 직선운동을 하는 도어체크(door check)를 순식간에 멈추게 한다. 그리고 잠시 동안 멈추게 한 전자석 응용기기에 전원 공급이 끊기면서 스프링 장치의 힘으로 원래대로의 위치로 돌아간 날개로 인해 도어체크(door check)는 다시 직선왕복운동을 할 수 있게 됨으로써 다시 문이 열리는 작동을 계속할 수 있도록 한다.

또한 우리나라의 차도 옆 보도가 도로면에서 비교적 높아 도로면에서 차를 정차하고 문을 열 경우에 차량의 문이 보도 가장자리에 부딪히거나 또한 보도 면에 끌려 긁히거나 차량 문이 보도와의 마찰로 열리거나 닫히지 않게 되는 상황을 방지할 수 있다. 따라서 본인의 차량으로 주,정차된 옆의 고급차를 부주의로 훼손시켜 입는 손해를 예방하는 데 그 큰 목적을 둔다.

그림1.도어체크 측면 및 평면도

그림2. 자동차 본체에 연결되어 열린 상태의 도어체크 부분조립도

위 그림 1,2에서 보는 바와 같이 도어체크(door check) 와 함께 부착하는 전자석 장치(그림2의 녹색코일장치)의 부피 길이 만큼 기존 차량의 도어체크(door check) 길이보다 길게 설계하고 체크의 상단부 면을 최소 치수의 톱니기어로 제작한다.

그림3. 롤링의 위치를 표현한 체크의 평면도

녹색의 롤링기능 장치가 기존의 체크의 상,하부에서 기능하는 것이 아니라 옆면에서 작동하게 된다.

그림4. 체크의 롤링 설치 구조도의 종 단면도

체크의 옆면에 스프링 롤링 장치가 장착된 보기이다.

그림5.-체크의 종단면도 확대그림

기존 일반 차량의 체크 기능 중 위, 아래에서 작용하던 롤링작용을 위의 그림3,4,5의 그림들에서 보듯이 녹색으로 그려진 롤링을 체크의 옆쪽 양면으로 배치하여 작동하게 한다. 이것은 제동력을 높이기 위한 마찰면적의 최대확보와 그 마찰력을 높이고자 체크의 윗면을 톱니형태로 제작했기 때문으로 기존의 체크와 달리 상하가 아닌 양쪽 옆면으로 홈을 파고드는 도어 스프링 롤러를 양쪽으로 배치하여 스프링작용에 의해 갑작스러운 문 닫힘을 방지하는 원래의 기능을 살린다.

그림6.-전기신호를 받지않는 상태의 체크 종단면도

그림6에서 보듯이, 승용차 문짝 외부에 설치된 센서가 외부 장애물의 값(5cm 이내의 거리값)에 반응하지 않을 때는 전자석에 전기신호가 보내어 지지 않으므로 그림과 같이 락커뭉치에 설치된 압축스프링의 장력에 의해 체커와 락커뭉치가 벌어져 있다.

그림7. 조립도

위 그림 7의 조립도와 같이 외부 센서가 장애물과의 거리 값에 반응하면 전자석 기기에서 발생하는 S극 자성으로 인하여 마주하고 있는 같은 S극 자성의 락커뭉치가 저항하여 아래로 밀린다. 이때의 힘은 스프링을 압축시키며 아래의 체크의 톱니 면에 닿는다. 이렇게 락커뭉치의 톱니 면과 체크의 톱니 면이 엇물리면서 체크의 직선운동이 멈추게 되어 문이 더 이상 열리지 않게 된다. 센서에 설계된 전기신호의 시간만큼(약1초) 잡아 준 전자석 응용장치는 센서의 신호가 끊어지면 다시 자력을 잃게 되고 같은 S극의 자성에 의해 밀려있던 락커뭉치는 스프링의 힘으로 다시 원래의 위치, 즉 전자석 장치가 센서의 전기신호를 받기 전의 평상시 락커뭉치의 원위치로 올라가게 되어 락커뭉치에 물려 있던 체크가 락커뭉치의 제어에서 벗어나 자유로운 왕복운동을 할 수 있게 됨으로써 문이 열리고 닫히는 동작을 계속 할 수 있다.이는 혹시 모를 불의의 상황에 대한 안전장치로서 문이 열리지 않는 상태가 지속되지 않도록 하는 것이다.

그림8. 승용차 문짝의 초음파 센서 부착 위치

가급적 승용차의 문짝 부분에서 외부로 가장 많이 돌출된 볼록한 부분에 장착하나 승용차의 미관을 고려하여 승용차 문짝의 고무 몰딩처리 부분에 장착한다.

승용차의 색상과 같은 톤으로 제작된 센서를 부착하며 차량의 생산라인 공정에서 만들지 않고 추가장착을 하는 경우는 클립의 형태로 제작된 센서를 문 가장자리에 끼워서 부착한다.

그림9. 운전자 보조석 문짝의 센서 부착위치

그림10. 센서클립의 보기

운전자 보조석의 문짝이 보도의 가장자리에 부딪히거나 끌리는 현상을 방지하기 위해 보조석 문짝의 하단 가장자리에 클립의 형태로 끼워 장착하는 센서로 디자인에 따라 세모꼴 혹은 기타의 모양으로 변화가 가능하다.

자동차의 센서와 장치가 자동차 제조 공장라인에서 설계, 장착되어 소비자에게 판매되지 않을 경우 일반 시중에서 독립형태의 체크 제작과 센서의 제작을 통해 기존의 차량에도 부착하여 사용할 수 있게 함을 원칙으로 하는데 이때 기존차량의 문짝을 뚫어 부착하기 어려운 경우, 혹은 승용차의 미관을 위해 클립의 형태로 디자인된 센서클립을 차량 문짝에 부착할 수 있도록 한다.

자동차 산업에 있어서 향후 각 차량의 필수 장착 시스템으로서의 가능성

Claims

자동차 주정차시의 문짝 충돌에 의한 피해방지를 위해 문짝에 초음파 센서를 달고 그 센서의 장애물 인식 값에 의한 문열림 제동 및 제어장치로서 도어체크(door check)를 전자석 응용장치 시스템으로 제어하여 순간적인 락(lock)장치로 문열림이 멈춰져 순간적 문짝의 충돌을 예방하고 탑승자의 안전을 위해 잠시 후 짧은 시간 안에 다시 문이 열리는 동작을 가능하게 하는 방법으로서 위에 기술된 모든 방법과 과정에 대하여 특허를 청구합니다.
청구항 1에 있어서 문짝 충돌을 피하기 위해 문 열림의 제동 및 제어를 목적으로 문짝에 외부에 초음파 센서를 부착하는 행위에 대하여 특허를 청구합니다.
청구항 2에 있어서 동일한 목적으로 센서를 부착하되, 자동차의 미관을 고려하여 별도로 문짝 외부에 끼워 부착하고자 개발,제조하는 클립형 센서(센서클립)에 대하여 청구합니다.
자동차의 문을 여는데 있어서 문을 여는 동작을 제어하려는 목적으로 기존의 도어체크(door check)를 변형 설계하여 전자석을 이용, 자석의 성질과 원위치 복원을 위해 스프링을 이용하는 도어체크(door check)의 제동장치에 대하여 특허를 청구합니다.
청구항 4에 있어서 도어체크(door check)의 변형으로 새로 고안한 측면형 스프링형 롤링장치와 문열림 동작을 제어하기 위한 목적으로 제동력을 높이기 위해 마찰력을 증가시키고자 도어체크를 톱니 형태 및 기타의 형태로 변형시키는 행위에 대하여 특허를 청구합니다.