KR100196174B1 - 차량충돌시 충격을 완화하는 범퍼와 충격완화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다단층을 형성하되 층과층 사이에는 충격흡수재가 설치된 범퍼와 상기 범퍼의 내측으로 스위칭수단에 의하여 활개되어 임팩트시 범퍼를 지지하도록하여 엔진룸 내측으로 밀려 들어와 엔진 및 각종 기기들이 파손되는 것을 방지하는 충격완화장치가 설치된 차량충돌시 충격을 완화하는 범퍼와 그 충격완화장치에 관한 것인바, 종래 범퍼는 차량 충돌시 충격흡수 및 완화가 현저히 극감되고 외피가 찌그러져 원상복귀가 되지 않으므로 범퍼를 교환하여야 하였고, 또한 임팩트시 압축에 의한 충격흡수는 작은 접촉에는 유용하나 큰 충격을 받을때에는 파손되어 차체 및 탑승자를 보호하기가 어려웠으며, 다른 문제점으로는 상기 범퍼를 수리하거나 교환하고자 할 때 이의 작업시간이 많이 소요됨과 작업능율이 저하되는 문제점도 있었다. 본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 범퍼에서 1차적으로 충격을 흡수 및 완화하는 동시에 범퍼를 내측에서 지지토록 하는 충격완화장치가 설치되어 차량충돌시 전달되는 충격을 차체와 탑승자에게 전달되지 않도록하여 차체의 파손 및 탑승자를 보호하도록 하는데 그 특징이 있다.

Description

차량충돌시 충격을 완화하는 범퍼와 충격완화장치

본 발명은 차량의 충돌시 발생되는 충격을 흡수하도록하는 범퍼와 그 충격완화장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 다단층을 형성하되 층과층 사이에는 충격흡수재가 설치된 범퍼와, 상기 범퍼의 내측에는 스위칭수단에 의하여 활개되어 임팩트시 범퍼를 지지하도록하여 엔진룸 내측으로 밀려들어와 엔진 및 각종 기기들이 파손되는 것을 방지하는 충격완화장치가 설치된 차량충돌시 충격을 완화하는 범퍼와 그 충격완화장치에 관한 것이다.

일반적으로 범퍼는 차량의 앞뒤에서 충돌시 발생하는 충격에너지를 흡수하여 차량 몸체에 전달되는 충격을 최대한으로 감소시켜 차량의 파손과 탑승자에 대한 인명피해를 격감시킬 수 있음과 아울러 인명충돌 사고시 충돌되는 사람이 받는 충격을 완화하여 피해정도를 격감시킬 수 있도록 한 것이다.

상기한 범퍼는, 현재 북미지역에서 실시하고 있는 IIHS(Insurance Institute Highway Safety) 테스트를 실시하여 보험료 책정의 기준으로 채택되고 있다. 이러 한 테스트 항목중 리어 포울 테스트(Rear Pole Test)를 실시하고 있는데, 특히 소프트 범퍼의 경우 IIHS의 테스트 조건을 만족하기 위해 많은 연구 개발이 진행되고 있다.

이러한 종래의 자동차용 범퍼는 차량의 사이드 멤버에 고정 설치되는 채널과, 상기한 채널과 대향되어 도시되지 않은 범퍼커버가 장착될 수 있는 장착돌기가 일체로 형성된 채널이 용접된 백비임의 공간부에는 각각의 채널을 보강지지하기 위한 보강채널이 길이방향으로 용접되어 있다.

상기한 백비임의 채널 측면에는 만곡부가 평행하게 대향 형성됨과 아울러 포옴을 보유하는 폴리우레탄 재질의 포움부재가 고정수단에 의해 고정설치되어 범퍼커버로 씌워져 있다. 상기한 포옴부재는 소프트범퍼가 5Mile/Hour 성능에 맞게 설계하기 위해 세로 방향으로 80∼20mm 수준으로 설계함이 바람직하나 약 60∼65%의 충격에너지 흡수가 가능하므로 이론적으로 90-100mm정도를 채택하고 있다.

이와 같이 구성되는 종래기술의 자동차용 범퍼는 IIHS 테스트시 사용하는 직경 7″포울을 소프트 범퍼의 중앙부에 직교방향으로 위치시켜 팬덜럼(pendulum)등을 이용하여 충격(규정된 충격하중임)을 주면, 국부적인 충격하중으로 인하여 소프트범퍼의 호움부재가 충격의 60∼70% 정도만 흡수하게 됨에 따라 IIHS 테스트를 만족하지 못함을 물론 나머지 충격에너지에 의해 차체가 찌그러지거나 파손되는 제반 문제점이 내재되어 있다.

이와 같은 종래의 범퍼를 개선하여 안출한 실용신안공고 제 95-5783호는 첨부도면 도 1 및 도 2에 도시된 바와같이 종래 범퍼(100)는 압축공기가 주입되며 단면이 원형상의 고무튜브(110)를 차체에 직조 원단으로 된 고무튜브실(120) 내에 내삽시켜 고정되게 하여, 고무튜브용 받침판(130)이 고무튜브(110)의 변형상태로 받쳐질수 있도록 하고 일측에서 가해진 충격이 연통관(140)을 통해 타측 범퍼의 고무튜브(110)로 유입되어 충격을 흡수 제거토록 한 것이다.

종래 범퍼는, 차량 충돌시 범퍼 내측에 설치된 고무튜브가 파손되면 충격흡수 및 완화가 현저히 극감되고, 외피가 찌그러져 원상복귀가 되지 않으므로 범퍼를 교환하여야 하였고, 또한 임팩트시 튜브의 압축에 의한 충격흡수는 작은 접촉에는 유용하나 큰 충격을 받을때에는 파손되어 차체 및 탑승자를 보호하기가 어려웠으며, 다른 문제점으로는 상기 범퍼를 수리하거나 교환하고자 할 때 이의 작업시간이 많이 소요됨과 작업능율이 저하되는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 이의 목적은 범퍼에서 충격을 흡수 및 완화하는 동시에 범퍼를 내측에서 지지토록하는 충격완화장치가 설치되어 차량충돌시 전달되는 충격을 차체와 탑승자에게 전달되지 않도록하여 차체의 파손 및 탑승자를 보호하도록 하는데 그 목적이 있다.

이러한, 본 발명의 목적은 차량의 정면충돌 또는 후면충돌시 최초로 충격이 전달되는 범퍼에 있어서, 다단층으로 적층되어 이루어지되 상기 층과 층을 형성한 공간에 충격흡수부재가 설치된 범퍼와, 차량의 충돌을 방지하기 위하여 운전자가 급브레이크를 밟으면 브레이크유의 압력변화를 감지하는 충돌감지센서와, 운전자가 충돌을 예상하고 이에 대처할 수 있도록하는 스위칭수단과, 상기 압력감지센서에서 전달된 신호를 비교 판단하는 제어기와, 상기 제어기의 신호에 의하여 작동되는 엑츄레이터와, 상기 엑츄레이터의 작동에 따라 연동되어 충격을 완화하는 작동부와, 상기 작동부를 탄발되도록 제어하는 잠금수단에 의하여 달성된다.

도 1은 종래 자동차의 범퍼를 도시한 사시도

도 2는 종래 범퍼에 있어서 도 1의 A-A 단면도

도 3은 본 발명의 기술에 따른 범퍼의 구조를 보여주는 측단면도

도 4는 본 발명의 요부인 충격완화장치의 구성을 보여주는 사시도

도 5는 충격완화장치의 작동을 제어하는 잠금장치의 구조를 보여주는 사시도

도 6은 본 발명인 범퍼를 부착한 차량이 충돌시 충격완화장치의 작동상태를 보여주는 것으로 (가)는 작동전을 보여주는 평면도이며 (나)는 작동후를 보여주는 평면도이다.

※도면의주요부분에대한부호의설명※

2 : 범퍼3 : 충격완화장치

4 : 압력감지센서5 : 잠금해지 스위칭수단

6 : 제어기7 : 엑츄레이터

8 : 작동부9 : 잠금수단

21 : 단발함체22 : 공간부

23 : 충격흡수재81 : 받침부재

82 : 힌지 83 : 스프링

91 : 와이어92 : 권취로울러

93 : 하우징94 : 몸체

95 : 멈춤홈96 : 모터

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

차량의 앞뒤에는 충돌시 발생하는 충격에너지를 흡수하여 차량 몸체에 전달되는 충격을 최대한으로 감소시켜 차량의 파손과 탑승자에 대한 인명피해를 격감시킬 수 있음과 아울러 인명충돌 사고시 충돌되는 사람이 받는 충격을 완화하여 피해정도를 격감시킬 수 있도록 첨부도면 도 1에 도시된 바와같이 차량의 정면과 후면에 범퍼가 설치된다.

상기 범퍼의 구조는 도 3에 도시된 바와같이 사각체를 형성한 탄발함체(21)의 일측부가 개방되고 내측으로 공간부(22)를 형성하여 이 공간부(22)에는 충격흡수재(23)가 설치되되, 일정한 길이로 이루어진 상기의 탄발함체(22)가 적층되어 형성된 구조이며, 상기와 같은 구조를 갖는 범퍼(2)에 설치되는 충격흡수재(23)는 고무 또는 발포수지재 및 합성수지재, 판 스프링을 사용할 수도 있다.

상기에서와 같은 범퍼(2)의 내측으로는 첨부도면 도 4에 도시된 바와같이 충격완화장치(3)가 설치되며, 이 충격완화장치(3)는 차량의 충돌을 감지하는 압력감지센서(4)와, 운전자가 충돌을 예상하여 충격완화장치(3)를 작동시키도록 핸들의 일측에 잠금해지 스위칭수단(5)이 설치된다

한편, 갑작스러운 충돌에 의하여 상기 충격완화장치(3)의 작동 스위칭수단 즉 잠금해지 스위칭수단(5)을 작동치 못했을 경우, 충돌과 동시에 충격 즉, 가압력을 감지하는 압력감지센서(4)가 스위칭수단(5)과 함께 제어기(6)와 연결된다. 또한, 상기 스위칭수단(5)과 압력감지센서(4)의 작동신호 및 감지된 일정이상의 가압력의 신호를 비교 판단하여 제어기로 부터 출력된 신호에 의하여 작동되는 엑츄레이터(7)가 연결설치되며, 상기 엑츄레이터(7)는 작동부(8)와 와이어(91)로 연결 구성된다.

상기 작동부(8)는, 부채꼴 형상으로 힌지(82) 회동되도록된 받침부재(81)가 양측으로 대향되게 설치되며, 이의 중앙 즉, 힌지고정된 타단은 활개시 일정각도 이상 벌어지는 것을 방지하며, 절첩시 원위치 시키는 잠금수단(9)의 와이어(91)와 연결되고, 끝단은 평면으로 이루어져 범퍼(2)의 내측면을 용이하게 받칠 수 있도록 되어 있으며,활개시 탄발되도록 스프링(83)이 차체에 고정설치되어 받침부재(81)를 가압하고 있는 구조이며,

한편, 첨부도면 도 5에 도시된 바와 같이 상기 잠금수단(9)은 받침부재(81)의 사이에 설치되며 하우징(93) 내측으로는 상부에 와이어(91)가 권취된 권치로울러(92)가 일체로 형성되되, 상기 몸체(94)에는 엑츄레이터(7)의 작동자가 기워지는

멈춤홈을 형성하며 몸체(94)는 모터(96)와 연결된 구조이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 차량충돌시 충격을 완화하는 범퍼(2)와 그 충격완화장치(3)는 차량충돌시 추돌하여 충격을 받는 범퍼(2)가 1차적으로 충격을 흡수한다. 이를 구체적으로 설명하면, 첨부도면 도 6에 도시된 바와 같이 외측에 설치된 탄발함체(21)에 물체가 부딪치면 상기 외측의 탄발함체(21)가 가압되어 밀리고, 이때 탄발함체(21)의 공간부(22)에 설치된 충격흡수재(23)에 의하여 충격이 일부 흡수되며, 외측 탄발함체(21)가 밀려 적층되어 있는 탄발함체(21)를 순차적으로 가압하면 공간부(22)에 설치된 충격흡수부재(23)에 의하여 충격이 흡수된다.

상기와 같은 범퍼(2)는 비교적 작은 충돌로 발생되는 충격을 흡수하도록 하며 운전자가 충돌을 인식하여 이를 완화하기 위하여 핸들에 설치된 잠김해지 스위칭수단(5)을 작동시키면 엑추레이터(7)가 작동하여 잠금수단(9)의 몸체에 형성된 멈춤홈에서 이탈된다.

그러면 이탈과 동시에 받침부재(81)는 탄발되도록 가압된 스프링(83)에 의하여 힌지(82) 회동되며, 이때 스프링력에 의하여 활개된 받침부재(81)는 권취로울러(92)에 권취된 와이어(91)에 의하여 일정각도로 전개된다. 그리하여 상기 범퍼(2)의 내측면을 떠받치게 되어 충돌에 의한 충격으로 부터 엔진룸쪽으로 밀려 들어오는 충격을 완화하며 탑승자로 전달되는 충격을 완화한다.

또한, 운전자가 충돌을 인식하여도 순간적인 상황에 의해 스위칭작동을 하지못하고 급브레이크를 밟았을 때 압력감지센서(4)에 의하여 충돌시 발생되는 유압의 압력을 감지하여 그 감지된 신호를 제어기(6)로 전달하면 상기 제어기(6)는 전달된 신호를 비교 판단하여 일정한 압력 이상의 힘이 감지되었다고 판단되면 엑츄레이터(7)를 동작시키며, 상기 엑츄레이터(7)는 제어기(6)의 신호에 따라 작동자(71)를 몸체(94)의 멈춤홈(95)에서 이탈시킨다.

그러면, 이탈과 동시에 받침부재(81)는 탄발되도록 가압된 스프링(82)에 의하여 힌지(82) 회동되며, 이때 스프링력에 의하여 활개된 받침부재(81)는 권취로울러(92)에 권취된 와이어(91)에 의하여 일정각도로 전개된다. 그리하여 상기 범퍼(2)의 내측면을 떠받치게 되어 충돌에 의한 충격으로 부터 엔진룸쪽으로 밀려 들어오는 충격을 완화하며 탑승자로 전달되는 충격을 완화한다.

상기에서와 같이 충돌시 충격을 완화한 충격완화장치를 사용후 원상태로 절첩시에는 핸들에 설치된 잠금해지 스위칭수단(5)을 동작시키면 모터(96)가 역회동되며 이에 따라 권취로울러(92)에 와이어(91)가 권취되며, 상기 와이어(91)에 연결된 받침부재(81)는 힌지(82)회동하여 절첩되는 동시에 스프링(83)을 가압하게 되고 받침부재(81)의 절첩이 완료되면 멈춤홈(95)으로 다시 작동자(91)가 인입되어 몸체(94)의 유동을 방지한다.

이와같은 구조로 이루어져 작용하는 본 발명은 다단층을 형성하되 층과층 사이에는 충격흡수재가 설치된 범퍼와 상기 범퍼의 내측에는 스위칭수단에 의하여 활개되어 임팩트시 범퍼를 지지하도록하여 상기 범퍼에서 1차적으로 충격을 흡수 및 완화하는 동시에 충격완화장치가 설치되어 2차로 차량 충돌시 전달되는 충격을 완화 및 흡수토록하여 차체와 탑승자에게 전달되지 않도록하고 차체의 파손 및 탑승자를 보호하도록 하는데 그 효과가 있다.

Claims (6)

1. 차량의 앞뒤에는 충돌시 발생하는 충격에너지를 흡수하여 차량 몸체에 전달되는 충격을 최대한으로 감소시켜 차량의 파손과 탑승자에 대한 인명피해를 격감시킬 수 있음과 아울러 인명충돌 사고시 충돌되는 사람이 받는 충격을 완화하여 피해정도를 격감시키는 범퍼에 있어서,

   사각체를 형성한 탄발함체(21)의 일측부가 개방되고 내측으로 공간부(22)를 형성하여 이 공간부(22)에는 충격흡수재(23)로 이루어져 형성된 것을 특징으로 하는 차량충돌시 충격을 완화하는 범퍼.
2. 제 1항에 있어서, 상기 충격흡수재(23)가 고무 또는 발포수지재 및 합성수지재, 판 스프링으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량충돌시 충격을 완화하는 범퍼.
3. 제 1항에 있어서, 상기 탄발함체(21)가 다단으로 적층된 것을 특징으로 하는 차량 충돌시 충격을 완화하는 범퍼.
4. 차량의 앞뒤에는 충돌시 발생하는 충격에너지를 흡수하여 차량 몸체에 전달되는 충격을 최대한으로 감소시켜 차량의 파손과 탑승자에 대한 인명피해를 격감시킬 수 있음과 아울러 인명충돌 사고시 충돌되는 사람이 받는 충격을 완화하여 피해정도를 격감시키는 범퍼에 있어서,

   차량의 충돌을 방지하기 위하여 운전자가 급브레이크를 밟으면 브레이크유의 압력변화를 감지하는 압력감지센서(4)와,

   운전자가 충돌을 예상하고 이에 대처할 수 있도록하는 잠금해지 스위칭수단(5)과,

   상기 압력감지센서(4)에서 전달된 신호를 비교 판단하는 제어기(6)와,

   상기 제어기(6)의 신호에 의하여 작동되는 엑츄레이터(7)와,

   상기 엑츄레이터(7)의 작동에 따라 연동되어 충격을 완화하는 작동부(8)와,

   상기 작동부(8)를 탄발되도록하는 스프링(83)과,

   상기 작동부(8)의 작동후 원상태로 복귀 시키는 잠금수단(9)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량충돌시 충격을 완화하는 충격완화장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 작동부(8)는 부채꼴 형상으로 힌지(82) 회동되도록된 받침부재(81)가 양측으로 대향되게 설치되며, 힌지고정된 타단은 활개시 일정각도 이상 벌어지는 것을 방지되도록 잠금수단(9)의 와이어(91)와 연결되고, 끝단은 평면으로 이루어져 범퍼의 내측면을 용이하게 받칠 수 있도록 이루어진 것을 특징으로하는 차량충돌시 충격을 완화하는 충격완화장치.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 잠금수단(9)은 받침부재(81)의 사이에 설치되며 하우징(93) 내측으로 몸체(94) 상부에 와이어(91)가 권취된 권치로울러(92)가 일체로 형성되되, 상기 몸체(94)에는 엑츄레이터(7)의 작동자(91)가 끼워지는 멈춤홈(95)을 형성하고 몸체(94)는 모터(96)와 연결된 것을 특징으로 하는 차량충돌시 충격을 완화하는 충격완화장치.