KR20120000914A

KR20120000914A - 크래쉬박스 구조

Info

Publication number: KR20120000914A
Application number: KR1020100061448A
Authority: KR
Inventors: 김민수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2010-06-28
Filing date: 2010-06-28
Publication date: 2012-01-04
Also published as: KR101637594B1

Abstract

본 발명은 범퍼 레일과 프론트 사이드멤버 사이에 구비되는 크래쉬박스 구조에 관한 것으로, 상기 범퍼 레일에 장착되는 크래쉬박스 본체; 상기 크래쉬박스 본체를 프론트 사이드멤버에 장착하고, 정면에 장홀이 형성된 크래쉬박스 플레이트; 상기 크래쉬박스 본체에 내장되고, 회전방향에 따라 상기 장홀에 삽입되거나 또는 장홀의 외주면에 지지되는 보강 크래쉬박스 본체; 상기 보강 크래쉬박스 본체를 회전시키는 구동부; 및 차량의 주행 속도에 따라 상기 보강 크래쉬박스 본체가 회전하도록 상기 구동부를 제어하는 전자제어부를 포함한다.

Description

크래쉬박스 구조{CRASH BOX STRUCTURE}

본 발명은 크래쉬박스 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고속 및 저속 충돌 모두에서 최적의 충돌 성능을 구현하는 크래쉬박스 구조 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 앞뒤에는 충돌 사고시 차체에 가해지는 충격에너지를 흡수하여 탑승자의 안전을 도모할 수 있도록 범퍼가 설치되며, 상기 범퍼는 차체에 볼트 결합되는 범퍼 스테이와, 상기 범퍼 스테이의 끝부분에 용접되어 결합되는 범퍼 빔과, 상기 범퍼 빔의 외측면에 부착되어 차체에 가해지는 충격에너지를 흡수하는 업소버와, 상기 업소버가 감싸지도록 차체에 설치되어 차량의 외측에 노출되는 범퍼 커버를 포함한다.

그리고 상기 범퍼와 프론트 사이드 멤버 사이에는 저속 충돌시 충격을 흡수하여 차량의 손상을 최소화할 수 있도록 크래쉬박스가 설치된다.

도 1은 종래기술인 크래쉬박스 구조를 나타낸 도면이다.

즉, 종래기술인 크래쉬박스(10)는 범퍼 레일(30)과 프론트 사이드멤버(20) 사이에 구비되고, 상기 크래쉬박스 브래킷(40)에 의해 프론트 사이드멤버(20)에 결합된다.

한편, 차량의 고속 충돌 상황과 저속 충돌 상황에서 크래쉬박스(10)는 서로 다른 강성이 요구된다. 즉 고속 충돌 상황에서는 견고한 지지력이 요구되어 충격력 흡수를 높여 충격력의 객실 전달량을 최소화하여 탑승객의 안전성을 증대시키고, 저속 충돌 상황에서는 완만한 지지력이 요구되어 충격력 대부분을 흡수하여 프론트 사이드멤버(20)의 변형을 막아 차량 수리비를 감소시켜 차량의 상품성을 높인다.

그러나 종래기술인 크래쉬박스 구조는 크래쉬박스(10)가 저속 및 고속 충돌시 충격력을 동일하게 완충하기에 최적의 충돌 성능을 구현하는데 한계가 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 벤츠 및 포르쉐 같은 고급차량에서는 댐퍼를 크래쉬박스에 적용하여 고속 및 저속 충돌시 최적의 충돌성능을 구현하고 있지만, 고가이며, 속도에 의하여 반발력이 변화하는 댐퍼의 특성때문에 특정 속도 이상에서는 오히려 충돌에너지를 흡수하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 차량의 주행 속도에 따라 크래쉬박스에 작용하는 강성값을 조절함으로써 고속 및 저속 충돌 모두에서 최적의 충돌 성능을 구현할 수 있는 크래쉬박스 구조를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 범퍼 레일과 프론트 사이드멤버 사이에 구비되는 크래쉬박스 구조는 상기 범퍼 레일에 장착되는 크래쉬박스 본체; 상기 크래쉬박스 본체를 프론트 사이드멤버에 장착하고, 정면에 장홀이 형성된 크래쉬박스 플레이트; 상기 크래쉬박스 본체에 내장되고, 회전방향에 따라 상기 장홀에 삽입되거나 또는 장홀의 외주면에 지지되는 보강 크래쉬박스 본체; 상기 보강 크래쉬박스 본체를 회전시키는 구동부; 및 차량의 주행 속도에 따라 상기 보강 크래쉬박스 본체가 회전하도록 상기 구동부를 제어하는 전자제어부를 포함한다.

상기 장홀은 수직방향으로 길게 형성되며, 상기 보강 크래쉬박스 본체는 수직방향으로 길게 형성되되, 수직인 상태에서는 상기 장홀에 삽입 가능하며, 수평인 상태에서는 장홀의 외주면에 지지된다.

상기 전자제어부는 차량 속도가 설정된 속도 보다 크거나 같으면 상기 구동부를 통해 보강 크래쉬박스 본체를 장홀 외주면에 걸리도록 회전시키고, 차량 속도가 설정된 속도 보다 낮으면 상기 구동부를 통해 보강 크래쉬박스 본체를 장홀 내주면을 통과 가능하게 회전시킨다.

상기와 같이 본 발명은 크래쉬박스 내부에 보강 크래쉬박스장치를 장착하여 차량의 주행 속도에 따라 크래쉬박스의 강성을 증대시키거나 또는 감소시킴으로써 고속 및 저속 충돌 모두에서 충돌성능을 크게 향상시킬 수 있으며, 그에 따라 탑승객의 안전성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술인 크래쉬박스 구조를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명인 크래쉬박스 구조를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명인 크래쉬박스 구조를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명인 크래쉬박스 구조에서 저속 주행시 보강 크래쉬박스장치의 작용 상태를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명인 크래쉬박스 구조에서 고속 주행시 보강 크래쉬박스장치의 작용 상태를 나타낸 도면.

본 발명인 크래쉬박스 구조는 범퍼 레일(100)과 프론트 사이드멤버(200) 사이에 장착되는 크래쉬박스 구조(300)의 크래쉬박스 본체(310) 내부에 보강 크래쉬박스장치(330)를 장착함으로써 차량의 저속 주행시에는 크래쉬박스 본체(310) 만으로 충격력을 흡수하고, 차량의 고속 주행시에는 크래쉬박스 본체(310)와 보강 크래쉬박스장치(330)가 동시에 충격력을 흡수하여 고속 및 저속 충돌 모두 최적의 충돌성능을 구현할 수 있는 기술이다.

이하, 본 발명인 크래쉬박스 구조를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명인 크래쉬박스 구조(300)는 도 2에 도시된 바와 같이, 충돌시 충격력을 흡수하기 위한 것으로, 범퍼 레일(100)에 장착되고, 내부가 비어 있는 크래쉬박스 본체(310)와, 프론트 사이드멤버(200)에 장착되고 정면에 장홀(321)을 구비한 크래쉬박스 플레이트(320)와,상기 크래쉬박스 본체(310)에 내장되고 차량의 주행 속도에 따라 회전하면서 크래쉬박스 본체(310)의 강성을 증대시키는 보강 크래쉬박스장치(330)를 포함한다.

여기서 상기 크래쉬박스 본체(310)의 강성은 크래쉬박스 본체(310)의 길이와 저속 충돌에너지를 고려하여 결정한다.

그리고 상기 장홀(321)은 크래쉬박스 플레이트(320) 정면 중앙에 상하방향으로 길게 형성된 직사각형 형태로 구비된다.

보강 크래쉬박스장치(330)는 차량의 주행 속도에 따라 상기 크래쉬박스 본체(310)의 강성을 증대시키거나 또는 감소시키는 것으로, 보강 크래쉬박스 본체(331), 구동부(332) 및 전자제어부(333)를 포함한다.

상기 보강 크래쉬박스 본체(331)는 상기 크래쉬박스 본체(310) 내부에 장착되고, 상기 장홀(321)과 동일한 형태를 가지되, 상기 장홀(321) 보다 작은 직사각박스 형태로 이루어진다.

즉, 상기 보강 크래쉬박스 본체(331)는 세로방향으로 수직한 상태에서는 장홀(321)을 통과하며, 가로방향으로 수평한 상태에서는 보강 크래쉬박스 본체(331)가 장홀(321)에 대해 교차 상태가 되면서 크래쉬박스 플레이트(320)에 걸려서 지지된다.

따라서 상기 보강 크래쉬박스 본체(331)는 수직한 상태에서는 충돌사고시 장홀(321)을 통과하기에 크래쉬박스 본체(310)의 강성만 작용하고, 수평한 상태에서는 충돌사고시 장홀(321)의 외주면에 지지됨에 따라 크래쉬박스 본체(310)의 강성과 보강 크래쉬박스 본체(331)의 강성이 더해져서 작용한다.

구동부(332)는 크래쉬박스 본체(310)에 내장되어 상기 보강 크래쉬박스 본체(331)를 좌 또는 우로 90°회전시켜 상기 보강 크래쉬박스 본체(331)를 수직상태 또는 수평상태로 만든다. 여기서 상기 구동부(332)는 모터를 사용한다.

전자제어부(ECU,333)는 상기 구동부(332)를 제어하는 것으로, 차량의 주행 속도에 따라 상기 구동부(332)를 통해 상기 보강 크래쉬박스 본체(331)를 회전시킨다.

즉, 상기 전자제어부(333)는 차량 속도가 설정된 속도 보다 크거나 또는 같으면 상기 구동부(332)를 통해 보강 크래쉬박스 본체(331)를 장홀(321) 외주면에 걸림되도록 수평하게 회전시키고, 차량 속도가 설정된 속도 보다 낮으면 상기 구동부(332)를 통해 보강 크래쉬박스 본체(331)를 장홀(321) 내주면을 통과하도록 수직하게 회전시킨다.

여기서 상기 전자제어부(333)는 차량에 설치된 ECU이다.

이하, 이와 같은 구성을 가지는 본 발명인 크래쉬박스 구조의 작용상태를 설명한다.

차량이 주행하면 보강 크래쉬박스장치(330)의 전자제어부(333)는 차량의 주행 속도를 실시간으로 감지하면서, 차량이 설정된 속도 보다 낮을 경우 상기 구동부(332)에 신호를 전달하여 보강 크래쉬박스 본체(331)를 수직한 상태로 회전시키고, 차량이 설정된 속도 보다 높거나 또는 같을 경우 상기 구동부(332)에 신호를 전달하여 보강 크래쉬박스 본체(331)를 수평한 상태로 회전시킨다.

한편, 차량이 저속 주행시 충돌사고가 발생하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 범퍼 레일(100)을 통해 전달되는 충격력에 의해 크래쉬박스 본체(310)가 좌굴되면서 충격력을 흡수한다.

이때, 상기 크래쉬박스 본체(310)의 좌굴에 의해 보강 크래쉬박스 본체(331)는 장홀(321)을 통과하여 충격량이 프론트 사이드멤버(200)로 전달되는 것을 회피한다.

따라서 저속 충돌사고시 상기 크래쉬박스 본체(310) 만을 통해 충격력을 흡수함으로써 프론트 사이드멤버(200)의 변형을 막아 차량 수리비를 최소화시켜 차량의 상품성을 높일 수 있다.

한편, 차량이 고속 주행시 충돌사고가 발생하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 범퍼 레일(100)을 통해 전달되는 충격력에 의해 크래쉬박스 본체(310)가 좌굴됨과 동시에, 보강 크래쉬박스 본체(331)가 크래쉬박스 플레이트(320)에 지지되면서 좌굴되어 이중으로 충격력을 흡수하며, 상기 크래쉬박스 본체(310)와 크래쉬박스 플레이트(320)에 의해 흡수되지 못한 충격력은 프론트 사이드멤버(200)에 전달되면서 흡수한다.

따라서 고속 충돌사고시 상기 크래쉬박스 본체(310)와 크래쉬박스 플레이트(320)를 통해 이중으로 충격력을 흡수함으로써 충격량의 객실 전달량을 감소시켜 탑승객의 안전성을 증대시킬 수 있다.

100: 범퍼 레일 200: 프론트 사이드멤버
300: 크래쉬박스 구조 310: 크래쉬박스 본체
320: 크래쉬박스 플레이트 321: 장홀
330: 보강 크래쉬박스장치 331: 보강 크래쉬박스 본체
332: 구동부 333: 전자제어부

Claims

범퍼 레일과 프론트 사이드멤버 사이에 구비되는 크래쉬박스 구조로서,
상기 범퍼 레일에 장착되는 크래쉬박스 본체;
상기 크래쉬박스 본체를 프론트 사이드멤버에 장착하고, 정면에 장홀이 형성된 크래쉬박스 플레이트;
상기 크래쉬박스 본체에 내장되고, 회전방향에 따라 상기 장홀에 삽입되거나 또는 장홀의 외주면에 지지되는 보강 크래쉬박스 본체;
상기 보강 크래쉬박스 본체를 회전시키는 구동부; 및
차량의 주행 속도에 따라 상기 보강 크래쉬박스 본체가 회전하도록 상기 구동부를 제어하는 전자제어부를 포함하는 크래쉬박스 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 장홀은 수직방향으로 길게 형성되며,
상기 보강 크래쉬박스 본체는 수직방향으로 길게 형성되되, 수직인 상태에서는 상기 장홀에 삽입 가능하며, 수평인 상태에서는 장홀의 외주면에 지지되는 크래쉬박스 구조.
청구항 2에 있어서,
상기 전자제어부는 차량 속도가 설정된 속도 보다 크거나 같으면 상기 구동부를 통해 보강 크래쉬박스 본체를 장홀 외주면에 걸리도록 회전시키고, 차량 속도가 설정된 속도 보다 낮으면 상기 구동부를 통해 보강 크래쉬박스 본체를 장홀 내주면을 통과 가능하게 회전시키는 크래쉬박스 구조.