KR100551265B1 - 차량의 인체 충돌량 감소를 위한 루프 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탑승자의 머리가 위치하는 루프 패널에 에어 매트를 설치하고 이 에어 매트가 차량이 전복될 때 약간 회전될 수 있도록 구성하여 차량 전복시에 인체 특히 머리에 대한 충돌량을 현저히 감소시킬 수 있는 차량의 인체 충돌량 감소를 위한 루프 구조를 마련하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 인체 충돌량 감소를 위한 루프 구조는, 탑승자의 머리가 위치하는 루프 패널과 헤드라이닝의 사이 공간에 마련된 에어 매트는 상기 루프 패널에 회전 가능하게 설치되고, 상기 에어 매트가 부착된 헤드라이닝 충돌판은 상기 헤드라이닝에 이탈 가능하게 설치되며, 상기 에어 매트에 연결 설치된 작동바는 상기 루프 패널에 장착된 코일 스프링에 고정되고, 상기 작동바에 힌지 결합된 작동레버는 그 끝단에 작동핀이 연결 설치되며, 이 작동핀은 상기 루프 패널에 장착된 작동 파이프의 일측에 삽입 설치되고, 상기 작동 파이프의 타측에는 상기 에어 매트와 연통된 연결 튜브가 삽입 고정된다.

루프 패널, 헤드라이닝, 에어 매트, 차량 전복

Description

차량의 인체 충돌량 감소를 위한 루프 구조{Roof structure for reducing body impact in automobile}

도1은 종래의 차량 전복시 인체 충돌 상태를 예시한 도면.

도2는 본 발명에 따른 차량의 루프 구조를 도시한 도면.

도3은 본 발명에 따른 차량의 루프 구조의 일부 상세도.

도4는 본 발명에 따른 차량의 루프 구조의 1차 작동상태를 도시한 도면.

도5는 본 발명에 따른 차량의 루프 구조의 2차 작동상태를 도시한 도면.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1: 머리 2: 도로면

3: 루프 패널 4: 헤드라이닝(headlining)

5: 헤드라이닝 충돌판 6: 지지핀

10: 에어 매트 11: 장착홈

12: 보스 13: 장착볼트

14: 지지 플레이트 14: 고정볼트

15: 힌지핀 20: 고정 플레이트

21: 지지구 22: 코일 스프링

23: 작동바 24: 상단 작동레바

25: 하단 작동레바 26: 작동핀

26a: 고정홈 27: 작동 파이프

27a: 고정돌기 28: 연결 튜브

29: 지지바

본 발명은 차량의 인체 충돌량 감소를 위한 루프 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탑승자의 머리가 위치하는 루프 패널에 에어 매트를 설치하고 이 에어 매트가 차량이 전복될 때 약간 회전될 수 있도록 구성하여 차량 전복시에 인체 특히 머리에 대한 충돌량을 현저히 감소시킬 수 있는 차량의 인체 충돌량 감소를 위한 루프 구조에 관한 것이다.

도1은 종래의 차량 전복시 인체의 충돌 상태를 도시한 도면이다. 차량의 루프(roof) 구조는 차체를 이루는 루프 패널(3)과 이 루프 패널의 내측에 소정의 공간을 두고 설치된 헤드라이닝(headlining,4)으로 이루어져 있다. 차량의 프레임을 구성하는 루프 패널(3)은 자동차용 강판으로 만들어지고, 상기 헤드라이닝(4)은 차량 전복 시에 탑승자의 머리가 직접 닿는 부분이므로 하드 보드(hard board)나 수지 펠트(resin pelt) 등 약간의 탄성이 있는 재료로 만들어진다. 그러나, 이러한 재료만으로는 전복시에 머리(1)에 가해지는 충격을 흡수하기에 역부족이어서 머리나 목뼈에 심각한 손상을 초래한다.

즉, 차량이 전복되면 머리(1)가 헤드라이닝(4)에 1차 충돌하여 손상을 입고, 루프 패널(3)이 도로면(2) 상에 충돌하는 경우 머리(1)가 도로면(2)과 수직하게 2차 충돌하는 것과 똑같은 효과가 발생하여 인체에 치명적인 상해를 유발한다. 더욱이 차량의 전방 및 측방에는 충돌시 가해지는 충격으로부터 탑승자를 보호하기 위해 에어백 등이 설치되어 있으나, 차량의 루프에는 별다른 안전장치가 설치되어 있지 않아 차량 전복시에 가해지는 충격에 거의 무방비로 노출되어 있는 상태이다.

따라서, 향후 제정될 안정성 강화 법규를 충족하고 경쟁차에 대한 기술 우위를 확보하기 위해서는 차량 전복시에 가해지는 충격을 완화할 수 있는 새로운 형태의 루프 구조를 마련할 필요가 있다.

본 발명은 이러한 필요성을 충족하기 위하여 제안된 것으로, 탑승자의 머리가 위치하는 루프 패널과 헤드라이닝의 사이 공간에 에어 매트를 설치하여 차량이 전복될 때 머리에 직접 가해지는 1차 충격을 완화하고, 이 에어 매트가 소정 각도만큼 회전될 수 있도록 설치하여 도로면과의 2차 충격을 완화시킬 수 있도록 구성된 차량의 인체 충돌량 감소를 위한 루프 구조를 마련하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 인체 충돌량 감소를 위한 루프 구조는, 탑승자의 머리가 위치하는 루프 패널과 헤드라이닝의 사이 공간에 마련된 에어 매트는 상기 루프 패널에 회전 가능하게 설치되고, 상기 에어 매트가 부착된 헤드라이닝 충돌판은 상기 헤드라이닝에 이탈 가능하게 설치되며, 상기 에 어 매트에 연결 설치된 작동바는 상기 루프 패널에 장착된 코일 스프링에 고정되고, 상기 작동바에 힌지 결합된 작동레버는 그 끝단에 작동핀이 연결 설치되며, 이 작동핀은 상기 루프 패널에 장착된 작동 파이프의 일측에 삽입 설치되고, 상기 작동 파이프의 타측에는 상기 에어 매트와 연통된 연결 튜브가 삽입 고정된다.

또한, 상기 에어 매트는 상기 루프 패널에 회전 가능하게 설치된 지지 플레이트에 고정 설치되고, 에어 매트의 소정 지점에는 상·하면이 밀착되어 장착홈이 형성되며, 이 장착홈에는 장착볼트가 끼워져 상기 헤드라이닝 충돌판에 마련된 보스에 삽입 고정된다.

또한, 상기 루프 패널에는 고정 플레이트가 장착되고, 상기 코일 스프링은 상기 고정 플레이트에 설치된 지지구에 장착되며, 상기 작동레바는 상기 고정 플레이트에 설치되고 그 중간 지점에서 작동바와 회전 가능하게 결합되며, 상기 작동 파이프는 상기 고정 플레이트에 설치된 지지바에 장착되고, 이 지지바는 그 중간 지점에서 상기 작동바와 회전 가능하게 결합된다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 설명한다. 도2는 본 발명에 따른 차량의 루프 구조를 나타내고, 도3은 도2의 일부분만을 확대 도시한 것이다.

본 발명에 따르면 탑승자의 머리가 위치하는 루프 패널(3)과 헤드라이닝(4)의 사이 공간에 에어 매트(10)가 설치된다. 이 에어 매트(10)는 상기 루프 패널(3)에 회전 가능하게 설치되는데, 보다 상세하게는 루프 패널(3)에는 지지 플레이트(14)가 그 일측이 힌지핀(15)에 의해 결합되어 회동 가능하게 설치되고, 이 지지 플레이트(14)에는 상기 에어 매트(10)의 상부가 고정볼트(16)에 의해 결합된다.

본 실시예에서는 상기 루프 패널(3)이 고정되고 이 루프 패널(3)에 힌지 결합된 지지 플레이트(14)가 회전되도록 설치되어 있으나, 본 발명에 따른 또 다른 실시예에 따르면 상기 루프 패널(3)의 일부분이 다른 부분으로부터 분리되도록 마련되고, 이 부분에 상기 에어 매트(10)가 직접 장착되어 에어 매트(10)가 회전될 때 상기 루프 패널(3)도 함께 회전될 수 있도록 설치될 수도 있다.

상기 에어 매트(10)의 하부는 헤드라이닝 충돌판(5)에 장착된다. 에어 매트(10)의 소정 지점에는 상·하면이 밀착되어 장착홈(11)이 형성되고, 이 장착홈(11)에는 장착볼트(13)가 끼워져 상기 헤드라이닝 충돌판(5)에 마련된 보스(12)에 삽입 고정된다. 상기 헤드라이닝 충돌판(5)은 사각판 형태로 만들어지고 기존의 헤드라이닝(4)과는 분리되도록 마련된다. 이 헤드라이닝 충돌판(5)은 그 둘레에 소정 간격으로 설치된 지지핀(6)에 의해 헤드라이닝(4)에 의해 지지되도록 설치된다. 이 지지핀(6)은 헤드라이닝 충돌판(5)에 일정 크기 이상의 외력이 가해지면 부러져 헤드라이닝 충돌판(5)이 헤드라이닝(4)으로 이탈될 수 있도록 해준다. 상기 헤드라이닝(4), 헤드라이닝 충돌판(5) 및 지지핀(6)은 모두 기존의 헤드라이닝(4) 재료와 똑같은 하드 보드나 수지 펠트로 만들어진다.

한편, 그 일측이 루프 패널(3)에 힌지 결합된 상기 지지 플레이트(14)의 타측에는 작동바(24)가 연결 설치되고, 이 작동바(24)는 루프 패널(3)에 장착된 코일 스프링(22)의 끝단에 고정 설치된다. 이 코일 스프링(22)은 루프 패널(3)에 설치된 고정 플레이트(20)에 수직하게 장착된 지지구(21)에 끼워져 지지되고, 신장된 상태로 상기 작동바(24)에 연결 설치된다. 상기 작동바(24)는 지지 플레이트(14)에 연결 설치된 일측보다 상기 코일 스프링(22) 고정된 타측이 더 아래에 위치하도록 마련되어, 신장된 상태의 코일 스프링(22)이 압축될 때 상기 지지 플레이트(14)가 힌지핀(15)을 축으로 회동될 수 있도록 구성된다.

한편, 상기 고정 플레이트(20)에는 작동레바(24,25)가 힌지 결합된다. 이 작동레바(24,25)는 상기 고정 플레이트(20)에 직접 힌지 결합된 상단 작동레바(24)와 이 상단 작동레바(22)에 힌지 결합되고 그 하단이 작동핀(26)과 연결 설치된 하부 작동레바(25)로 이루어진다. 상기 작동레바(24,25)의 중간 지점에는, 보다 정확하게는 상기 하부 작동레바(25)의 중간 지점에는 상기 작동바(23)가 회전 가능하게 결합된다. 상기 작동핀(26)은 작동 파이프(27)의 일측에 삽입되고, 이 작동 파이프(27)는 상기 고정 플레이트(20)에 수직하게 설치된 지지바(29)에 고정되며, 이 지지바(29)의 중간 지점에는 상기 작동바(23)가 회전 가능하게 결합된다.

상기 작동 파이프(27)의 타측에는 상기 에어 매트(10)와 연통된 연결 튜브(28)가 삽입 고정된다. 작동 파이프(27)의 내부에는 도2에서 보는 바와 같이 상기 작동핀(26)이 삽입되는 일측에 그 내주면을 따라 고정돌기(27a)가 형성되고, 이 고정돌기(27a)는 작동핀(26)의 선단에 마련된 고정홈(26a)에 끼워져 작동핀(26)을 상기 작동 파이프(27) 내에 고정시킨다. 그러나, 에어 매트(10)로부터 일정 압력 이상의 에어가 연결 튜브(28)를 통해 작동 파이프(27) 내로 유입되면, 이 에어의 압력에 의해 작동핀(26)이 상기 고정돌기(27a)로부터 빠져나와 결국 작동 파이 프(27) 외부로 이탈된다. 이 때, 상기 상단 작동레바(24)와 하단 작동레바(25)는 그 힌지핀을 중심으로 에어 매트(10) 쪽으로 회동되도록(화살표 참조) 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 루프 구조의 작동방법을 도4 및 도5를 참조로 설명한다. 먼저, 도4에서 보는 바와 같이, 평상시 또는 차량이 전복이 된 직후에는 작동핀(26)이 작동 파이프(27) 내에 고정된 상태에서 머리(1)가 헤드라이닝(4)에 충돌함으로써 가해지는 1차 충격을 에어 매트(10)가 압축되면서 흡수하여 감소시킨다. 이에 의해 에어 매트(10)가 압축되면 연결 튜브(27)를 통해 에어가 작동 파이프(27) 내로 유입되고, 그 유입 압력이 기준치 이상이 되면 작동핀(26)이 걸림돌기(27a)로부터 빠져나와 작동 파이프(27) 밖으로 이탈된다.

이 때, 신장된 상태로 있던 코일 스프링(22)이 복원력에 의해 압축되고, 이에 의해 코일 스프링(22)의 끝단에 고정 설치된 작동바(23)가 지지바(29)에 마련된 회전축을 중심으로 회전되며, 이 작동바(23)에 연결 설치된 지지 플레이트(14)도 힌지핀(15)을 중심으로 회동된다. 따라서, 상기 지지 플레이트(14)에 장착된 에어 매트(10)도 하방으로 회동되는데, 이 때 가해지는 압력에 의해 지지핀(6)이 부러지면서 헤드라이닝 충돌판(5)도 회동되면서 도5에서 보는 바와 같이 탑승자의 머리(1)를 뒤로 밀어 기울어지게 한다. 이는 차량이 완전히 전복되었을 때, 머리(1)가 도로면과 수직하게 2차 충돌하는 것을 방지하여 치명적인 인체 손상을 방지해준다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 인체 충돌량 감소를 위한 루프 구 조에 의하면, 차량의 루프 내에 에어 매트를 설치하고 이 에어 매트가 차량 전복시에 약간 회동될 수 있도록 구성함으로써 인체 특히 머리에 가해지는 충돌량을 현저히 감소시켜 준다.

Claims (3)

1. 탑승자의 머리(1)가 위치하는 루프 패널(3)과 헤드라이닝(4)의 사이 공간에 마련된 에어 매트(10)는 상기 루프 패널(3)에 회전 가능하게 설치되고, 상기 에어 매트(10)가 부착된 헤드라이닝 충돌판(5)은 상기 헤드라이닝(4)에 이탈 가능하게 설치되며, 상기 에어 매트(10)에 연결 설치된 작동바(23)는 상기 루프 패널(3)에 장착된 코일 스프링(22)에 고정되고, 상기 작동바(23)에 힌지 결합된 작동레버(24,25)는 그 끝단에 작동핀(26)이 연결 설치되며, 이 작동핀(26)은 상기 루프 패널(3)에 장착된 작동 파이프(27)의 일측에 삽입 설치되고, 상기 작동 파이프(27)의 타측에는 상기 에어 매트(10)와 연통된 연결 튜브(28)가 삽입 고정된 것을 특징으로 하는 차량의 인체 충돌량 감소를 위한 루프 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 에어 매트(10)는 상기 루프 패널(3)에 회전 가능하게 설치된 지지 플레이트(14)에 고정 설치되고, 에어 매트(10)의 소정 지점에는 상·하면이 밀착되어 장착홈(11)이 형성되며, 이 장착홈(11)에는 장착볼트(13)가 끼워져 상기 헤드라이닝 충돌판(5)에 마련된 보스(12)에 삽입 고정된 것을 특징으로 하는 차량의 인체 충돌량 감소를 위한 루프 구조.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 루프 패널(3)에는 고정 플레이트(20)가 설치되고, 상기 코일 스프링(22)은 상기 고정 플레이트(20)에 설치된 지지구(21)에 장착되며, 상기 작동레바(24,25)는 상기 고정 플레이트(20)에 설치되고 그 중간 지점에서 작동바(23)와 회전 가능하게 결합되며, 상기 작동 파이프(27)는 상기 고정 플레이트(20)에 설치된 지지바(29)에 장착되고, 이 지지바(29)는 그 중간 지점에서 상기 작동바(23)와 회전 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 차량의 인체 충돌량 감소를 위한 루프 구조.

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