KR100516239B1 - 충돌시 보행자의 무릎을 보호하기 위한 범퍼구조 - Google Patents

충돌시 보행자의 무릎을 보호하기 위한 범퍼구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 범퍼구조에 관한 것으로, 특히 보행자의 다리가 차량의 범퍼와 충돌시 보행자의 무릎관절이 과도한 굽힘으로 인하여 관절에 손상을 입는 것을 방지하기 위하여, 충격으로 인하여 발생하는 무릎관절의 굽힘각도를 감소시키기 위한 위한 범퍼구조에 관한 것으로 정강이 아랫부분을 지지해 줌으로써 정강이의 회전을 막아 다리가 굽어지지 않은 상태로 본네트 위로 올릴수 있는 범퍼 구조를 제공함에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 범퍼 구조는, 보행자의 무릎관절을 보호하기 위한 범퍼구조에서, 전면 범퍼커버의 후방을 지지하며, 범퍼폼과 스틸백빔을 관통하여 후방으로 설치된 제 1레버와, 스틸백빔의 소정위치를 기준으로 회전가능하도록 제 2힌지로 고정되어있으며, 일측은 상기 제 1레버와 제 1힌지로 연결되고, 타측은 범퍼 하단을 지지하도록 L자형으로 형성되어 있는 제 2레버와, 상기 제 1레버를 지지 고정하기 위하여, 상기 제 1레버와 스틸백빔을 연결하는 스프링으로 달성된다.

Description

충돌시 보행자의 무릎을 보호하기 위한 범퍼구조{Bumper structure for knee protecting}
본 발명은 차량의 범퍼구조에 관한 것으로, 특히 보행자의 다리가 차량의 범퍼와 충돌시 보행자의 무릎관절이 과도한 굽힘으로 인하여 관절에 손상을 입는 것을 방지하기 위하여, 충격으로 인하여 발생하는 무릎관절의 굽힘각도를 감소시키기 위한 위한 범퍼구조에 관한 것이다.
차량 범퍼의 역할은 1차적으로 경미한 충격으로 부터 차체와 차량의 승객을 보호하기 위하여 충격을 흡수하는 것인데, 차량사고의 증가로 인하여 최근에는 차량과 보행자의 충돌시 보행자를 보호하기 위한 역할까지도 범퍼가 수행하게 되었다. 유럽의 경우에는 보행자 보호법규 Lower Legform이라는 항목을 두어, 무릎관절의 굽힘각도, 감속도, 전단변위의 3가지를 규제하여 범퍼의 성능을 평가하고 있으며, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같이 이들 중 무릎관절의 굽힘각도와 관계된 것이다.
도 1은 일반적인 범퍼의 구조를 나타낸 사시도이다.
범퍼는 도시된 바와 같이, 범퍼를 지지하기 위하여 차체측에 형성되어 있는 스틸백빔(steel backbeam, 130)의 표면에 부착된 범퍼폼(120)이라는 충격흡수재와 이를 감싸고 있는 범퍼 커버(110)의 결합으로 이루어진다. 미설명한 도면부호 300은 차량의 본네트를 나타낸다.
이러한 구조를 가진 범퍼와 보행자의 다리가 충돌하는 경우 발생하는 변형을 설명하기 위하여 이하에서는 대퇴부와 정강이부로 이루어진 레그폼이라는 다리 모델을 기준으로 충돌시와 충돌 직후의 상태에 관하여 설명한다.
도 2a는 보행자 다리와 일반적인 범퍼의 충돌시를 나타낸 단면도이고, 도 2b 보행자 다리와 일반적인 범퍼의 충돌 직후를 나타낸 단면도이다.
보행자의 다리(레그폼, 200)와 차량의 범퍼가 충돌하게 되면, 충돌 초기에는 범퍼폼(120)이 변형하면서 충격을 흡수하게 되고, 상기 범퍼폼(120)이 더이상 변형할 수 없게 되면, 도 2b의 화살표 방향이 나타내는 것과 같이, 대퇴부(210)와 정강이부(220)는 관성력으로 인하여 각각 무릎관절(215)을 중심으로 회전하게 되고, 그 후에는 대퇴부(210)의 질량이 정강이부(220)에 비해 거의 2배 가까이(유럽 테스트의 경우 대퇴부를 8.6kg, 정강이부를 4.8kg으로 설정하고 있다.) 많기 때문에 대퇴부(210)가 본네트(300) 위로 타고 올라가게 되고 질량이 적은 정강이부(220)는 상기 대퇴부(210)에 딸려가는 형상이 된다. 이처럼 정강이부(220)가 대퇴부(210)를 따라 상승하기 직전에 무릎관절(215)의 굽힙각도가 최대가 되며, 이러한 최대 무릎관절(215) 굽힘각도의 크기에 따라서 무릎관절의 부상정도가 결정되는 것이다.
본 발명은 이러한 무릎관절의 굽힘각도를 감소시키기 위한 것으로, 정강이 아랫부분을 지지해 줌으로써 정강이의 회전을 막아 다리가 굽어지지 않은 상태로 본네트 위로 올릴수 있는 범퍼 구조를 제공함에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 범퍼 구조는, 보행자의 무릎관절을 보호하기 위한 범퍼구조에서, 전면 범퍼커버의 후방을 지지하며, 범퍼폼과 스틸백빔을 관통하여 후방으로 설치된 제 1레버와, 스틸백빔의 소정위치를 기준으로 회전가능하도록 제 2힌지로 고정되어있으며, 일측은 상기 제 1레버와 제 1힌지로 연결되고, 타측은 범퍼 하단을 지지하도록 L자형으로 형성되어 있는 제 2레버와, 상기 제 1레버를 지지 고정하기 위하여, 상기 제 1레버와 스틸백빔을 연결하는 스프링으로 달성된다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 범퍼구조를 나타낸 단면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 범퍼구조는, 일측은 전면 범퍼커버(112)를 지지하고 있으며 범퍼폼(120)과 스틸백빔(130)을 관통하여 차체측을 향하게 설치되어 있는 제 1레버(140), 일측은 상기 제 1레버(140)와 제 1힌지(142)로 결합하고 있으며 타측은 하단 범퍼커버(114)에 부착되어 있고 상기 스틸백빔(130)의 일측에 제 2힌지(152)로 회동 가능하게 고정되어 있는 L자 형상의 제 2레버(150), 그리고 상기 제 1레버(140)의 안정적인 고정을 위해 일측은 상기 제 1레버에 고정되고 타측은 스틸백빔(130)에 고정되어 있는 스프링(145)으로 이루어진다.
상기 제 1레버(140)와 상기 제 2레버(150)는 제 1힌지부(142)로 회동가능하도록 결합하고 있으며, 상기 제 2레버(150)는 다시 스틸백빔(130)과 회동가능하도록 제 2힌지(152)로 결합하고 있어서, 상기 제 1레버(140)의 직선운동이 제 1힌지(142)와 제 2힌지(152)를 통해 제 2레버(150)의 회전운동으로 변환되도록 되어있다.
도 4a는 보행자 다리와 본 발명에 따른 범퍼의 충돌시를 나타낸 단면도이고, 도 4b 보행자 다리와 본 발명에 따른 범퍼의 충돌 직후를 나타낸 단면도이다.
도시된 바와 같이, 레그폼(200)과 범퍼가 충돌하게 되면, 범퍼폼(120)이 변형하면서 충격을 흡수하게 되고, 범퍼폼(120)이 더이상 변형할 수 없게 되면, 전면 범퍼커버(112)에 의하여 지지되지 않는 대퇴부(210)의 상단과 정강이부(220)의 하단은 전면 범퍼커버(112)에 지지되는 무릎관절(215)을 중심으로 회전하려는 힘을 받게 되는데, 본 발명의 범퍼구조는 이와 동시에 제 1레버(140)가 범퍼폼(120)의 수축으로 인하여 후퇴하게 되고, 상기 제 1레버(140)의 후퇴로 인하여, 상기 제 1레버(140)와 제 1힌지(142)로 결합하고 있는 제 2레버(150)는 스틸백빔(130)과 연결된 제 2힌지부(152)를 중심으로 회전하게 되어서, 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 제 2레버(152)의 전방에 연결된 하단 범퍼커버(114)가 전방으로 돌출하게 되어 정강이부(220)를 밀어올리게 된다. 따라서 정강이부(220)의 회전이 저지된 채 정강이부(220)가 대퇴부(210)를 따라 본네트 위로 상승하게 됨으로써 무릎관절(215)의 굽힘각도를 감소시켜 치명적인 무릎관절의 부상을 방지하게 되는 것이다.
본 발명에 따른 범퍼구조는 보행자와 범퍼의 전면이 충돌시 범퍼의 전면에 연결된 제 1레버의 후퇴로 인하여 제 2레버가 회전하며 범퍼 하단을 전면으로 돌출시켜 다리의 정강부를 지지하도록 하여, 보행자의 정강이가 회전하는 것을 방지하여 무릎의 각도가 유지된 상태에서 대퇴부를 따라 본네트 위로 상승할 수 있도록 하여 보행자의 무릎을 보호하는 효과를 가져온다.
도 1은 일반적인 범퍼구조를 나타낸 단면도,
도 2a는 보행자 다리와 일반적인 범퍼의 충돌시를 나타낸 단면도,
도 2b 보행자 다리와 일반적인 범퍼의 충돌 직후를 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 범퍼구조를 나타낸 단면도
도 4a는 보행자 다리와 본 발명에 따른 범퍼의 충돌시를 나타낸 단면도,
도 4b 보행자 다리와 본 발명에 따른 범퍼의 충돌 직후를 나타낸 단면도임.
< 도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명 >
110 : 범퍼커버 112 : 전면 범퍼커버
114 : 하단 범퍼커버 120 : 범퍼 폼
130 : 스틸백빔 140 : 제 1레버
142 : 제 1힌지 145 : 스프링
150 : 제 2레버 152 : 제 2힌지
200 : 레그폼 210 : 대퇴부
215 : 무릎관절 220 : 정강이부

Claims (2)

  1. 보행자의 무릎관절을 보호하기 위한 범퍼구조에서,
    전면 범퍼커버의 후방을 지지하며, 범퍼폼과 스틸백빔을 관통하여 후방으로 설치된 제 1레버와,
    스틸백빔의 소정위치를 기준으로 회전가능하도록 제 2힌지로 고정되어있으며, 일측은 상기 제 1레버와 제 1힌지로 연결되고, 타측은 범퍼 하단을 지지하도록 L자형으로 형성되어 있는 제 2레버로 이루어진 것을 특징으로 하는 범퍼 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1레버를 지지 고정하기 위하여, 일측은 상기 제 1레버와 고정되고 타측은 상기 스틸백빔과 고정되어 있는 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 범퍼 구조.
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