KR0125648Y1 - 자동차 범퍼 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량 충돌시 충돌 충격으로 부터 인체를 안전히 보호할 수 있도록 안출한 자동차 범퍼에 관한 것이다.

탄력성 합성고무로 형성한 범퍼케이스(5) 내부에 과압배출밸브(6)를 가지는 고무제 공기튜브(T1),(T1'),(T2),(T2'),(T3),(T3')를 내부에 일정 압력의 공기를 주입시킨 상태로 상하 2열로 3중 중첩되도록 장착하여서 된 것이다.

차량 충돌 충격력을 시간적, 공간적으로 분산 흡수시켜 충격을 대폭적으로 완화시킴으로서 인체를 안전히 보호할 수 있는 효과가 있다.

Description

자동차 범퍼

제1도는 본 고안의 실시예에 의한 자동차의 평면도.

제2도는 본 고안의 요부측 단면도.

제3도 (a),(b),(c),(d),(e)는 차량 충돌시 범퍼의 충격전달 과정을 단계별로 도시한 단면도.

제4도는 공기튜브 가압시 충격이 분산 흡수되는 과정을 예시한 예시도.

제5도는 충돌 충격이 흡수 분산되어 차체에도 충격이 감소되는 원리를 예시한 예시도.

제6도는 충돌 충격시 공기튜브가 충격을 점진적으로 흡수하는 과정을 예시한 예시도.

제7도는 본 고안 범퍼가 순간적 충돌 충격을 시간적으로 분산 흡수하여 체감 충격량을 감소시키는 과정을 예시한 예시도.

제8도는 종래 범퍼의 충돌 충격량을 도시한 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 범퍼 2 : 차량

3 : 차체 프레임 4 : 보닛

5 : 범퍼 케이스 T1,T1',T2,T2',T3,T3' : 공기튜브

6 : 밸브

본 고안은 자동차 범퍼 특히, 탄력성 합성고무 케이스내에 공기 튜우브, 그것도 일정 압력 이상이 될때 자동적으로 열리도록 된 공기 밸브를 가지는 튜우브를 상하 2열로 3중 중첩 장착하여 차량 충돌시 차량에 전달되는 충격력을 공기튜브대 튜브의 충돌력으로 전환시키고 시간적, 공간적으로 분산 및 흡수완화 시키도록 형성한 것을 특징으로 하는 자동차 범퍼에 관한 것이다.

최근 차량의 증가와 교통수요의 대폭적인 증가로 자동차 충돌사고가 빈발하여 귀중한 인명을 손상시키고 교통사고로 인한 부상으로 사회적인 문제점을 야기하고 있음은 주지하는 바와 같은데, 종래의 차량의 일반적인 범퍼는 주로 철제 프레임으로 형성된 것으로 프레임의 군데 군데에 고무판과 같은 완충장치를 부착하거나 또는 범퍼이면에 스프링 완충장치를 부착한 것이 고작이고, 일부 차량에 합성수지로 성형한 범퍼를 부착하여 합성수지 재질자체가 충돌시 충격을 다소나마 흡수 완화 시키도록 된것이 있었으나, 실제 충돌시에는 실질적인 완충기능은 거의 없다 하여도 과언이 아닐 정도로 실제상으로는 충돌시 철과 철의 충돌로 충격이 일시에 차체 및 그 차체내에 탑승한 인체에게로 직접 전달되어 귀중한 인명이 무방비 상태로 피해를 입게되는 심각한 문제점이 있었다.

본 고안의 목적은 전술의 종래 범퍼의 문제점을 개선한 새로운 형태의 충돌 충격을 흡수 완화 시킬 수 있는 범퍼를 제공하기 위한 것이다.

이와같은 목적을 가지는 본 고안은 자동차 범퍼를 탄력성 합성고무 케이스로 형성하고 그 탄력성 합성고무로 된 범퍼 케이스와 차체 프레임 사이에 순간적인 차량의 충돌 충격을 시간적, 공간적으로 분산 및 흡수 완화 시켜서 인체에 전달되는 충격을 최소로 감소시켜 줌으로써 인체를 충돌 충격으로 부터 안전하게 보호하여 줄 수 있는 공기튜브를 다수개 장착시킴으로써 본 고안의 소기의 목적을 달성할 수 있도록 안출한 것인바, 이하, 본 고안을 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

도면 제1도 및 제2도는 본 고안 실시예에 의한 범퍼(1)를 차량(2)의 앞뒤면에 부착한 평면도와 범퍼(1)의 요부 측단면도로서, 이예에 의하면 범퍼(1)는 차체프레임(3)과 보닛(4)사이에 차량(2)의 앞뒤면 곡선형태에 부합되도록 탄력성 합성고무로 성형한 범퍼 케이스(5)를 부착하고, 그 탄력성 합성고무제 범퍼케이스(5) 내부에 직경 10cm내외의 고무제 공기튜브(T1),(T1'),(T2),(T2'),(T3),(T3')를 그 내부에 일정기압 (예컨대 5기압내외)의 공기를 주입한 상태로 상하 2열로 3중 중첩되도록 장착하여 공기튜브(T1),(T1'),(T2),(T2'),(T3),(T3')가 차량 충돌 충격을 분산 및 흡수 완화시키도록 된 것이다.

또한, 본 고안에 의하면 전술의 각 공기튜브(T1),(T1'),(T2),(T2'),(T3),(T3')에는 일정기압이상의 과중한 압력 (예컨대 5∼10 기압 이상의 압력)에서 밸브가 자동적으로 열려 내부과압의 공기를 자동으로 배출시킬 수 있도록 된 밸브(6)들이 각각 부착되어 있어 충격을 단계적으로 흡수 감소시켜 주도록 구성하여서 된 것이다.

이와같이 구성된 본 고안은 차량(2)이 충돌하여 그 충돌 충격력이 범퍼(1)에 가해지면 충격력이 탄성력 합성고무제 범퍼케이스(5)내에 장착된 다수개의 고무제 공기튜브(T1),(T1'),(T2),(T2'),(T3),(T3')에 의하여 시간적, 공간적으로 다단계의 분산 및 흡수 완화 과정을 거쳐서 차량 탑승자가 감당할 수 있는 정도의 작은 충격력으로 전환시켜 주므로서 탑승자를 안전하게 보호할 수 있는 작용, 효과를 나타낸 것인바, 이하, 본 고안의 구체적인 작용효과를 첨부도면 제3도 내지 제8도의 예시도에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3도 (a)에서와 같이 충돌 충격력이 범퍼(1)에 가해지면 탄성력 합성고무제 범퍼 케이스(5)가 후방으로 압축됨과 동시에 제1열 상하 2개의 공기튜브(T1),(T1')가 공기저항력을 받으면서 제3도 (b)와 같이 1단계 튜브 압축단계를 거친 후 제3도 (c)와 같이 제2열 상하 2개의 공기튜브(T2),(T2')가 공기 저항력을 받으면서 2단계 튜브 압축 단계를 거치게 되는 사이에 튜브의 공기 저항력 합계만큼의 충격 감소량(Q1),(Q2)을 얻게 되고, 이후 계속하여 제3도 (d)에서와같이 제3열 상하 2개의 공기튜브(T3),(T3')까지도 3단계 튜브 압축단계를 거치면서(Q3)만큼의 충격 감소량을 얻게 된다.

다음에 잔여 충격력은 제3도 (e)에서와 같이 이번에는 다시 압축되어 있던 제1열 상하 2개의 공기튜브(T1),(T1')의 밸브(6)들이 대략 5∼10 기압에서는 자동으로 열림에 따라 압축되었던 공기가 배출되어(Q4)만큼의 충격력이 추가로 감소되고, 이후, 제2열 공기튜브(T2),(T2')의 밸브(6) 및 제3열 공기튜브(T3),(T3')의 밸브(6)가 단계적으로 열려 그 내부의 압축공기가 단계적으로 배출됨에 따라 Q5 및 Q6만큼의 충격 감소를 얻게 된다.

따라서 여기에서도 남은 충격만이 차체에 전달되어 차량 탑승자가 느끼는 체감충격이 되는 바, 체감충격은 인체가 무리없이 감당할 만큼 충격력이 충분히 완화 감소되어 있어서 인명을 구하고 인체가 부상을 입는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

더구나, 본 고안에 의하면 공기튜브(T1),(T1'),(T2),(T2'),(T3),(T3')의 충격은 도면 제3도에서 보는 바와같이 충격 접수 단계로 부터 압박 후퇴 단계를 거쳐 실제 접속면이 약 20cm정도 후퇴하면서 그 충격력을 공간적으로 분산시켜 흡수 완화할 뿐만아니라, 단면 원형의 튜브는 충돌접속시 도면 제4도에서 보는 바와같이 충격방향에 대하여 가장작은 최소 압력을 접수하는 점 접촉에서부터 충격흡수를 시작하여 (A단계), B단계, C단계로 압박이 진행됨에 따라 내부기압이 높아져 큰 충격을 흡수 상쇄시켜 나가게 되고, 또한, 도면 제5도에 표시한 바와같이 충격 접수후의 충격방향(P')은 충격접수전의 충격방향(P)과 동일방향이지만 B단계 지점에서 전달된 압력 P'는 파스칼의 원리에 의하여 튜브내 전방향으로 균분 분산되어 완화되고 이와같이 감소된 충격력은 후방접선점(E)으로 부터 다시 다음 튜브를 이행되어 가면서 완충 기능을 나타내게 된다.

다음에 이와같이 충격이 감소된 충돌 충격력은 이후 제6도에 도시된 바와 같이 제3열 튜브가 접속단계(A')로 부터 차체프레임(3)과 점 접촉을 개시하여 다음 각 단계(B',C',D')의 점증되는 면접촉으로 이행되면서 충격이 시간적으로 분산전이 되어 감소되는 것이다.

그리고, 제7도는 제8도에서 보는 바의 종래 범퍼가 충격을 충돌시 찰라적인 단순간에 차량 탑승자에게 전가시키는 것에 대하여, 본 고안은 충돌 충격력이 최초 충격 접속단계 ①로부터 ②∼④에 이르는 1∼3단계 튜브 압박 단계와 ⑤∼⑦에 이르는 1∼3단계 밸브 열림 단계를 거치는 사이에 튜브내 최고기압 압력시점(P Point)에서 충격이 단계적으로 점증되어 최대에 도달하였다가 이후 차량이 받는 인체가 느낄 수 있는 체감 충격량(Q')만큼 점차 충격이 감소되어 가는 충격 총량(X)을 그래프화한 것이다.

이 그래프에 의하면 충격총량(X)은,

차중 약 1000kg × 10km 시속의 경우,

차중약 1000kg × 50km 시속의 경우,

같은 계산법으로 13,850kg/sec,

차중약 1000kg × 100km 시속의 경우,

같은 계산법으로 27,700kg/sec가 되어 고속주행 충돌시의 충격이 매우 큰 것임을 알 수 있다.

따라서, 위충격 총량의 완충효과를 차량 주행의 실예에 적용시켜 보면 40km/H 주행 차량의 뒤를 50km/H 주행차가 충돌하면 50-40km = 10km/H의 충돌 효과가 있는 바,

이는 차중량 1000kg일 경우

의 운동량이 가해지는 것을 의미한다.

이 운동량은 초속 2.77m의 속도로 고무튜브를 압박 후퇴시키게 되는데 충돌 접속면은 약 1/10초 동안 대략 20cm 정도를 후퇴하게되며 튜브내 공기저항으로 2,770kg/sec의 운동량에 저항하여 충격력을 그 힘에 대응하여 밀어내는 힘으로 변질시켜 흡수 완화시키는 것이다.

다음에, 본 고안에 의한 완충 효과를 야구공투구시의 경우에 비유하여 설명하면, 야구공 강속구는 뼈에 맞으면 무서운 파괴력을 가지지만 야구글러브를 이용하여 공이 진행되어 오는 방향으로 글러브를 후퇴시켜 가면서 받게되면 힘이 흡수 소멸되어 연착륙하는 것과 같은 효과에 의하여 충격력을 완화시킬 수 있는 것이다.

따라서, 이상과 같은 본 고안에 의하면 차량 충돌시의 충격력을 범퍼 내부에 장착한 공기튜브에 의하여 시간적, 공간적 다단계로 분산 흡수 완화 시키므로서 충돌 충격을 효과적으로 완화시켜 차량 탑승자를 안전하게 보호할 수 있는 개선된 효과를 나타내게 된다.

더구나, 본 고안에 의하면 충돌후에도 다시 공기튜브에 공기만 주입하면 튜브가 원상 회복되어 경제적인 효과도 나타내게 된다.

그리고, 본 고안의 앞서 설명한 예에서는 범퍼에 공기튜브를 장착한 경우에 대해서만 설명하였으나, 본 고안의 다른예에 의하면 공기튜브 대신에 다수개의 공을 장착하여서도 동일한 목적을 달성할 수 있음은 당업자라면 누구나 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

Claims (1)

1. 차량(2)의 차체프레임(3)과 보닛(4)사이에 범퍼(1)를 부착하여서 된것에 있어서, 범퍼(1)를 탄력성 합성고무재의 범퍼케이스(5)로 형성하여 합성고무제 범퍼케이스(5)내부에 과압배출밸브(6)들이 각각 부착되고 일정 압력의 공기를 주입한 고무제 공기튜브(T1),(T1'),(T2),(T2'),(T3),(T3')를 상하 2열로 3중 중첩되도록 장착하여서 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 범퍼.