KR100313708B1 - 자동차의 정면충돌시 안전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 정면 충돌시 탑승자를 보호하는 자동차의 정면충돌시 안전장치에 관한 것으로, 자동차의 정면 충돌시 범퍼가 내부로 밀려 들어옴에 따른 운전자 및 조수석 탑승자의 사망 사고를 미연에 방지하기 위한 것이다.

이를 위해, 차체(2)에 고정 설치되는 실린더(8)와, 상기 실린더내에 고정되고 선단에 화약(9)이 담겨지는 약실(10)을 갖는 피스턴(11)과, 상기 실린더와 피스턴사이에 설치되어 자동차의 충돌시 피스턴(11)의 후퇴에 따른 충격을 흡수하는 충격흡수부재(13)와, 상기 피스턴을 실린더에 고정하는 고정핀(12)과, 상기 피스턴의 선단에 고정되어 약실에 담겨진 화약이 외부로 유출되는 것을 방지하는 폐쇄판(14)과, 상기 폐쇄판의 중심부에 설치되어 화약의 기폭제역할을 하는 뇌관(15)과, 상기 피스턴의 외주면에 감싸여지게 설치됨과 동시에 전면 또는 측면이 범퍼에 고정되는 캡(17)과, 상기 캡의 내면에 뇌관과 근접되게 형성된 공이(18)와, 상기 캡을 피스턴에 지지 고정하는 안전핀(20)과, 상기 피스턴으로부터 캡의 이탈을 제어하는 이탈 방지 수단으로 구성된 것이다.

Description

자동차의 정면충돌시 안전장치{safety device for head-on crash of car}

본 발명은 자동차의 정면 충돌시 탑승자를 보호하는 자동차의 정면충돌시 안전장치에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 자동차의 정면 충돌시 범퍼가 내부로 밀려 들어옴에 따른 운전자 및 조수석 탑승자의 사망 사고를 최소화하기 위한 것이다.

일반적으로 산업의 발달로 인해 자동차의 보급률이 급속도로 증가되고 있고, 이로 인해 부주의로 인한 불의의 자동차 사고율 또한 비례하여 증가하고 있는 실정이다.

그러나 경미한 자동차의 접촉사고인 경우 자동차의 파손에 따른 물적 피해만을 입게 되지만, 정면 충돌사고인 경우에는 물적 피해는 물론 반드시 인명 피해가 수반되므로 자동차 업계에서는 자동차의 정면 충돌시 가해지는 충격을 완화시켜 운전자는 물론이고 탑승자를 보호하기 위한 여려 가지 장치들의 개발에 박차를 가하고 있다.

도 1은 종래 장치의 일 실시예를 나타낸 분해 사시도이고 도 2는 공기 튜브의 설치상태 일부 종단면도로서, 자동차의 전면 또는 후면 범퍼(1)와 차체(2)사이에 다수개의 완충용 공기 튜브(3)를 일렬로 삽입 설치하여 상기 공기 튜브를 고정구(4)로 고정하도록 되어 있다.

상기 공기 튜브(3)는 탄력성을 갖는 합성고무 또는 연질 합성고무재로 되어 있고 상기 공기 튜브의 일측에는 공기를 주입하는 공기 취입구(5)가 형성되어 있으며 상기 공기 취입구는 고무 패킹(6)으로 폐쇄되어 있는데, 상기 고무 패킹(6)을 통해 주사기를 삽입하여 공기 튜브(3)내에 공기를 취입하게 된다.

따라서 자동차의 주행시 부주의로 인한 충돌사고가 발생하면 범퍼(1)내에 삽입되어 있던 공기 튜브(3)가 완충작용을 하게 되므로 자동차의 충돌에 따른 인적, 물적 피해를 줄여주게 된다.

그러나 이러한 종래의 장치는 자동차의 정면 충돌정도가 약할 경우에는 자동차의 범퍼(1)내에 설치된 공기 튜브(3)가 충돌에 따른 충격을 어느 정도 흡수하여 중상 및 사망사고를 방지하지만, 그 이상의 힘으로 충돌시에는 범퍼가 가해진 충격을 흡수하지 못하고 변형되어 보닛과 함께 운전석으로 밀림에 따라 운전자 및 조수석에 탑승한 탑승자가 중상을 입게 되거나, 사망하는 경우가 발생되었다.

또한, 공기 튜브(3)가 훼손되어 내부에 취입되어 있던 공기가 빠져 나갈 경우에는 충격 흡수의 기능을 상실하게 되는 치명적인 문제점도 있었다.

본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 차체와 범퍼사이에 자동차의 정면 충돌시 상대방에 의해 가해지는 충격을 흡수하는 장치를 설치하여 운전자 및 탑승자를 최대한 보호할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 차체에 고정 설치되는 실린더와, 상기 실린더내에 고정되고 선단에는 화약이 담겨지는 약실을 갖는 피스턴과, 상기 실린더와 피스턴사이에 설치되어 자동차의 충돌시 피스턴의 후퇴에 따른 충격을 흡수하는 충격흡수부재와, 상기 피스턴을 실린더에 고정하는 고정핀과, 상기 피스턴의 선단에 고정되어 약실에 담겨진 화약이 외부로 유출되는 것을 방지하는 폐쇄판과, 상기 폐쇄판의 중심부에 설치되어 화약의 기폭제역할을 하는 뇌관과, 상기 피스턴의 외주면에 감싸여지게 설치됨과 동시에 전면 또는 측면이 범퍼에 고정되는 캡과, 상기 캡의 내면에 뇌관과 근접되게 형성된 공이와, 상기 캡을 피스턴에 지지 고정하는 안전핀과, 상기 피스턴으로부터 캡의 이탈을 제어하는 이탈 방지수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 정면충돌시 안전장치가 제공된다.

도 1은 종래 장치의 일 실시예를 나타낸 분해 사시도.

도 2는 공기 튜브의 설치 상태 일부 종단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 사시도.

도 4a 내지 도 4c는 도 3의 종단면도로서,

도 4a는 자동차에 장착된 초기 상태도.

도 4b는 정면 충돌에 따라 캡내의 공이가 뇌관을 타격한 상태도.

도 4c는 약실내의 화약이 폭발하여 범퍼와 고정된 캡이 전면으로 전진된 상태도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

8 : 실린더 9 : 화약

10 : 약실 11 : 피스턴

13 : 충격흡수부재 15 : 뇌관

17 : 캡 18 : 공이

20 : 안전핀 22a, 22b : 걸림턱

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 3 및 도 4c를 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 사시도이고 도 4a 내지 도 4c는 도 3의 종단면도로서, 본 발명은 차체(2)와 범퍼(1)사이에 적어도 2개 이상 설치되도록 구성되어 있다.

상기 차체(2)에 고정할 수 있도록 브라켓(7)이 고정된 실린더(8)에 화약(9)이 담겨지는 약실(10)을 갖는 피스턴(11)이 설치되어 고정핀(12)으로 지지되어 있고 상기 실린더(8)와 피스턴(11)사이에는 자동차의 충돌에 따른 피스턴(11)의 후퇴시 발생되는 충격을 흡수하는 충격흡수부재(13)가 설치되어 있다.

상기 충격흡수부재(13)를 본 발명의 일 실시예에서는 전체 길이가 최소화되도록 '' 형태의 판스프링 외주면에 고무가 씌워진 형태를 예시하였으나, 코일스프링 등을 적용할 수도 있으므로 반드시 이에 한정하지는 않는다.

그리고 상기 피스턴(11)의 선단에는 약실(10)에 담겨진 화약(9)이 외부로 유출되는 것을 방지하는 구리재질의 폐쇄판(14)이 설치되어 있고 상기 폐쇄판의 중심부에는 화약(9)의 기폭제역할을 하는 뇌관(15)이 위치되어 있으며 상기 피스턴의 외주면에는 도 3에 나타낸 바와 같이 전면 또는 측면에 범퍼(1)에 고정할 수 있도록 브라켓(16)이 고정된 캡(17)이 감싸여지게 설치되어 있다.

또한, 상기 캡(17)의 내면에 뇌관(15)과 근접되게 공이(18)가 형성되어 있고 뇌관(15)과 공이(18)사이에는 안전스프링(19)이 설치되어 있는데, 상기 캡(17)은 초기 상태(미작동 상태)에서 복수개의 안전핀(20)에 의해 피스턴(11)으로부터 이탈되지 않도록 지지되어 있다.

상기 피스턴(11)과 실린더(8)를 지지하는 고정핀(12), 그리고 캡(17)을 피스턴(11)에 지지하는 안전핀(20)은 자동차의 충돌시 가해지는 충격에 의해 쉽게 부러지는 특성을 갖는 주철 등과 같이 취성이 큰 재질로 특수 제작되어 있다.또한, 상기 고정핀(12)은 안전핀(20)의 직경 보다 크게 설정되어 충돌 또는 추돌 사고시 고정핀(12)보다 안전핀(20)이 먼저 부러지도록 되어 있는데, 이에 대한 구체적인 설명은 후술 하였다.

상기 피스턴(11)과 캡(17)의 접속면 또는 안전핀(20)의 설치부위에는 씰러(21)가 도포되어 캡(17)의 내부를 습기로부터 보호하도록 되어 있다.

이는, 캡(17)의 내부로 습기가 침투할 경우에는 자동차가 충돌하더라도 피스턴(11)의 약실(10)에 담겨진 화약(9) 또는 뇌관(15)이 점화되지 않을 우려가 있기 때문이다.

또, 상기 피스턴(11)으로부터 캡(17)의 이탈시 캡의 이탈을 제어하는 이탈방지수단이 구비되어 있는데, 본 발명의 일 실시예에서는 피스턴(11)의 외주면과 캡(17)의 외주면에 걸림턱(22a)(22b)을 각각 형성하여 피스턴(11)내의 화약이 폭발하더라도 걸림턱(22a)(22b)에 의해 캡(17)의 이탈량이 제어되도록 되어 있다.

상기 피스턴(11)의 외주면에 복수개의 탄성력을 가진 기밀용 재질의 링(23)이 설치되어 캡(17)의 내주면과의 기밀을 유지하도록 되어 있는데, 이는 피스턴(11)의 약실(10)내에 있던 확약(9)이 폭발시 내부압력이 외부로 누설되지 않도록 하여 캡(17)이 보다 신속하게 전진하도록 하고, 또한 가스 압력을 상당한 시간동안 유지하여 탄성력을 유지하며 차체충격 및 운전자, 탑승자의 신체에 가해지는 충격을 최소화하기 위함이다.

상기한 부품중 실린더(8), 피스턴(11), 캡(17), 그리고 실린더 및 캡에 고정된 브라켓(7)(16)의 재질은 본 발명을 장기간 사용하더라도 부식에 잘 견디고 비교적 가벼운 알루미늄으로 하여 제작하는 것이 바람직하다.

이러한 구조의 본 발명은 자동차의 전면 범퍼는 물론 후방 범퍼에도 설치 가능하여 후방 추돌시에도 자동차에 탑승하고 있던 탑승자를 최대한 보호할 수 있게 됨은 이해 가능한 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명이 자동차에 장착된 상태는 도 4a와 같이 피스턴(11)의 외주면에 캡(17)이 결합되어 안전핀(20)으로 지지되어 있어 캡(17)에 형성된 공이(18)가 뇌관(15)과 일정 간격을 유지하고 있다.

이러한 상태에서 자동차의 주행중에 부주의로 인해 불의의 충돌사고가 발생되면 그 충격에 의해 범퍼(1)가 운전석으로 밀려 들어오게 되므로 상기 범퍼에 고정된 캡(17)에 충격이 가해지게 된다.

이와 같이 캡(17)에 충격이 가해지면 피스턴(11)은 실린더(8)와 충격흡수부재(13)에 의해 지지되어 있지만, 캡(17)은 피스턴(11)과 취성에 약한 안전핀(20)으로 지지되어 있어 상기 안전핀(20)이 가해진 충격에 의해 부러지게 되므로 캡(17)이 도 4b의 화살표 방향으로 후퇴하게 된다.

상기 약실(10)내의 화약(9)이 폭발하면 그 폭발력에 의해 후방으로 약간 후퇴하였던 캡(17)이 도 4c와 같이 순간적으로 전진하여 자동차에 가해지는 충격을 완화시키게 되므로 운전자 및 탑승자의 생명을 최대한 보호하게 되는데, 이하에서는 상기한 동작을 보다 구체적으로 설명한다.

즉, 자동차의 충돌에 따라 피스턴(11)의 약실(10)에 담겨진 화약(9)이 폭발하면 화약의 폭발로 인한 반작용으로 피스턴(11)이 충격흡수부재(13)를 변형시키면서 화살표 방향으로 이동하면서 가해지는 충격을 흡수하여 자동차에 가해지는 충격을 완화시키게 되는데, 상기한 바와 같은 동작시 피스턴(11)과 실린더(8)를 지지하고 있던 고정핀(12)이 부러지게됨은 이해가능하다.

또한, 상기 피스턴(11)의 외주면에 위치되어 있던 캡(17)이 전진하지만, 자동차의 충돌에 따라 반대편에는 상대방 자동차의 전면이 지지하고 있는 상태이어서 결국은 본 발명이 장착된 자동차에 반작용을 일으켜 후방으로 밀어내는 결과를 초래하게 되므로 자동차의 주행속도를 감속시키게 된다.

이에 따라, 충돌에 따른 충격이 최대한 감소된 상태로 자동차에 전달되므로 범퍼(1)를 포함한 보닛이 운전석으로 밀려 들어오는 현상을 최소화하게 된다.

이와 같은 동작을 본 발명에서는 도면을 참고하여 순차적으로 설명하였으나, 실제는 순간적으로 이루어지게 됨은 이해 가능한 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 주행 중 다른 자동차와 정면 충돌시 범퍼에 충격이 가해지면 약실내의 화약 폭발로 주행하고 있던 자동차에 반작용을 일으킴과 동시에 상대방 자동차의 충돌에 따라 가해지는 충격을 최대한 완화시키게 되므로 운전자 및 탑승자를 생명을 보호하게 되는 효과를 얻게 된다.

Claims (3)

1. 차체에 고정 설치되는 실린더와, 상기 실린더내에 고정되고 선단에는 화약이 담겨지는 약실을 갖는 피스턴과, 상기 실린더와 피스턴사이에 설치되어 자동차의 충돌시 피스턴의 후퇴에 따른 충격을 흡수하는 충격흡수부재와, 상기 피스턴을 실린더에 고정하는 고정핀과, 상기 피스턴의 선단에 고정되어 약실에 담겨진 화약이 외부로 유출되는 것을 방지하는 폐쇄판과, 상기 폐쇄판의 중심부에 설치되어 화약이 기폭제역할을 하는 뇌관과, 상기 피스턴의 외주면에 감싸여지게 설치됨과 동시에 전면 또는 측면이 범퍼에 고정되는 캡과, 상기 캡의 내면에 뇌관과 근접되게 형성된 공이와, 상기 캡을 피스턴에지지 고정하는 안전핀과, 상기 피스턴으로부터 캡의 이탈을 제어하는 이탈 방지수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 정면충돌시 안전장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   이탈 방지수단은 피스턴의 외주면과 캡의 외주면에 각각 형성된 걸림턱인 것을 특징으로 하는 자동차의 정면충돌시 안전장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   폐쇄판과 공이사이에 안전스프링이 설치된 것을 특징으로 하는 자동차의 정면충돌시 안전장치.