KR100644161B1

KR100644161B1 - 차량용 무릎 충격 흡수구조

Info

Publication number: KR100644161B1
Application number: KR1020050107170A
Authority: KR
Inventors: 이종용
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2005-11-09
Filing date: 2005-11-09
Publication date: 2006-11-10

Abstract

본 발명은, 크래시 패드와, 양단부가 상기 크래시 패드 및 카울 크로스바에 각각 결합되어 크래시 패드를 고정하는 지지 브래킷을 포함하여 구성되고, 상기 지지 브래킷의 선단에는 관통홀이 형성되며, 상기 크래시 패드에는 상기 관통홀에 삽입 결합되는 걸림구가 형성되어지되, 상기 걸림구는 상기 관통홀에 일부만 삽입되게 고정되어, 차량 충돌 시 상기 걸림구는 지지 브래킷의 내측으로 인입되도록 하여 충격을 흡수하거나 감쇄할 수 있도록 하는 차량용 무릎 충격 흡수구조를 제공한다.

무릎, 충격 흡수, 크래시 패드, 카울 크로스바, 지지 브래킷

Description

차량용 무릎 충격 흡수구조{Structure of absorbing knee shock for vehicle}

도 1은 종래기술에 의한 차량의 크래시 패드를 도시하는 도면.

도 2는 크래시 패드 내부에 구비된 카울 크로스바의 일부를 도시하는 사시도.

도 3은 도 1에 도시된 A-A선의 단면도.

도 4는 도 1에 도시된 B-B선의 단면도.

도 5는 본 발명이 적용된 차량의 크래시 패드를 도시하는 도면.

도 6은 크래시 패드 내부에 구비된 카울 크로스바의 일부를 도시하는 사시도.

도 7은 도 5에 도시된 C-C선의 단면도.

도 8은 도 5에 도시된 D-D선의 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

110 : 크래시 패드 120 : 카울 크로스바

130 : 지지 브래킷 140 : 글러브 박스

150 : 관통홀 160 : 결합구

170 : 결합홀 180 : 걸림턱

190 : 리브

본 발명은 차량용 무릎 충격 흡수구조에 관한 것으로, 구체적으로는 카울 크로스바의 지지 브래킷과 크래시 패드에는 관통홀과 걸림구가 형성되고 상기 걸림구는 상기 관통홀에 삽입 결합되어지되, 상기 걸림구는 차량 충돌로 인하여 탑승자의 무릎과 크래시 패드가 접촉될 경우 지지 브래킷의 내측으로 더 인입되도록 형성되어 탑승자의 무릎에 가해지는 충격을 효율적으로 완충할 수 있는 차량용 무릎 충격 흡수구조에 관한 것이다.

일정 속도로 주행하던 차량에 충돌사고가 발생되면, 그 충돌저항에 의하여 차량은 정지하게 되거나 주행속도가 급격히 떨어지게 된다. 이때, 차량 실내의 운전자, 승객 및 실내에 적재된 각종 물품에는 차량의 주행방향으로 관성이 발생하게 되고, 그로 인하여 충격을 받거나 차량의 외부로 튀어나와 큰 상해를 입게 된다. 이를 방지하기 위하여 안전벨트가 개발되었는데, 안전벨트를 착용하는 경우와 그렇지 않은 경우 그 상해정도는 현저한 차이를 보인다. 이러한 이유로 운전자나 승객에 대한 안전벨트 착용을 의무화하는 법률이 시행되기에 이르렀다.

그런데, 차량 앞좌석에는 차량의 현재의 상황을 알려주는 계기, 운전자의 무료함을 달래주는 각종 음향기기 및 잡다한 물건을 보관하는 글러브 박스를 포함하는 크래시 패드가 구비되는 바, 운전석과 조수석에 앉은 탑승자는 뒷좌석의 탑승자 보다 차량 충돌 시 받는 충격이 더 크다고 볼 수 있다. 비록, 안전벨트가 있다고는 하나, 상기한 안전벨트는 앞좌석 탑승자의 상체가 크래시 패드와 부딪히는 것을 방지할 뿐, 무릎 이하의 하체가 부딪히는 것을 방지할 수 없다.

그러므로 상기 크래시 패드는 설계 시 자체 강도뿐만 아니라 외부에서 인가되는 충격하중에 대응하도록 설계되어야 한다. 즉, 크래시 패드의 강도가 약하면 충돌 시 앞좌석 탑승자의 무릎과의 접촉에 의해 발생되는 충격하중에 의해 크래시 패드가 파손될 수 있으며, 그 강도가 강하면 충돌 시 발생되는 충격하중이 감쇄 없이 앞좌석 탑승자에게로 인가되어 큰 상해를 입게 된다.

따라서 상기 크래시 내에 장착된 카울 크로스바에는 외부로부터 크래시 패드로 인가되는 충격을 완충 또는 흡수하기 위한 충격흡수장치가 구비되어 있다.

도 1은 종래기술에 의한 차량의 크래시 패드를 도시하는 도면이고, 도 2는 크래시 패드 내부에 구비된 카울 크로스바의 일부를 도시하는 사시도이며, 도 3과 도 4는 도 1에 도시된 A-A선과 B-B선의 단면도이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 종래기술에 의한 무릎 충격 흡수구조는, 크래시 패드(10)와, 일정한 길이로 형성되고 상기 크래시 패드(10) 내부에 구비되어지되, 차량의 좌우방향으로 설치되어 크래시 패드(10)의 하중을 지지하는 카울 크로스바(20)와, 양단부가 상기 크래시 패드(10) 및 카울 크로스바(20)에 각각 결합되는 지지 브래킷(30)과, 상기 크래시 패드(10)의 일면, 즉 조수석 탑승자 측 일면에 구비되는 글러브 박스(40)을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 지지 브래킷(30)은 상기 크래시 패드(10) 및 카울 크로스바(20) 에 결합 시, 용접되거나 볼트, 너트를 포함하는 체결수단에 의해 결합되는데, 크래시 패드(10)와는 볼트(50), 너트(60)에 의해 체결되고, 카울 크로스바(20)와는 용접에 의해 체결되는 것이 일반적이다.

상기와 같이 구성된 종래기술에 무릎 충격 흡수구조의 차량 충돌 시 충격 흡수과정을 살펴보면 다음과 같다.

차량의 충돌로 인하여 앞좌석 탑승자는 차량의 전방으로 쏠리게 되면, 탑승자의 무릎은 글러브 박스(40)와 접촉하게 되어 글러브 박스(40)를 가압하게 되고, 상기 글러브 박스(40)를 가압하는 충격하중은 상기 크래시 패드(10)를 통해 지지 브래킷(30)으로 전달된다. 이때, 상기 지지 브래킷(30)은 그의 자체 탄성에 의해 충격하중을 흡수하거나, 변형에 의해 충격하중을 감쇄시키게 된다.

그러나 종래기술에 의한 무릎 충격 흡수구조의 크래시 패드(10)는 지지 브래킷(30)에 볼트(50), 너트(60)로 결합되는 바, 모든 충격을 지지 브래킷(30)이 흡수 및 감쇄시키게 된다. 따라서 지지 브래킷(30)의 강도가 너무 약하면, 충돌 시 쉽게 파손되어 파손된 파편에 의해 탑승자의 무릎이 손상될 수 있다. 또한, 지지 브래킷(30)의 강도가 너무 강하면, 충돌 시 휘어지지 않아 충격하중이 모두 앞좌석 탑승자에게로 인가되어 큰 상해를 입게 된다.

뿐만 아니라, 크래시 패드(10) 중 볼트(50)가 관통되는 부위에는 볼트(50)의 결합력을 증대시키기 위하여 도면에 도시되지는 않았지만 금속편이 구비되는 바, 그 구성이 복잡하고 조립 시 작업공수도 늘어나게 된다. 또한, 상기 볼트(50)는 글러브 박스(40) 개방 시 외부로 노출되는 바, 미관 상 좋지 못해 상품성이 저하되 는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서 카울 크로스바의 지지 브래킷과 크래시 패드에 관통홀과 걸림구가 형성하고 서로 결합시키되, 차량 충돌 시 상기 걸림구는 지지 브래킷의 내측으로 인입되도록 하여 충격을 흡수하거나 감쇄할 수 있도록 하는 차량용 무릎 충격 흡수구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 차량용 무릎 충격 흡수구조는, 크래시 패드와, 양단부가 상기 크래시 패드 및 카울 크로스바에 각각 결합되어 크래시 패드를 고정하는 지지 브래킷을 포함하여 구성되고, 상기 지지 브래킷의 선단에는 관통홀이 형성되며, 상기 크래시 패드에는 상기 관통홀에 삽입 결합되는 걸림구가 형성되어지되, 상기 걸림구는 상기 관통홀에 일부만 삽입되게 고정된다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명이 적용된 차량의 크래시 패드를 도시하는 도면이고, 도 6은 크래시 패드 내부에 구비된 카울 크로스바의 일부를 도시하는 사시도이며, 도 7과 도 8은 도 5에 도시된 C-C선과 D-D선의 단면도이다.

본 발명에 의한 차량용 무릎 충격 흡수구조는, 크래시 패드(110)와, 상기 크래시 패드(110)의 내부에 구비되는 카울 크로스바(120)와, 양단부가 상기 크래시 패드(110) 및 카울 크로스바(120)에 각각 결합되는 지지 브래킷(130)을 포함하여 구성된다.

상기 크래시 패드(Crash Pad, 110)는 차량의 실내와 엔진룸을 격리하는 격벽으로 차량 충돌 시 앞좌석 탑승자와 접촉하게 되는 바, 크래시 패드라 한다. 상기 크래시 패드(110)의 다른 명칭은 대시보드(Dashboard)인데, 대시보드란 마차의 앞부분에 달려 있는 흙받이를 의미하는 것으로 가장 많이 사용되는 명칭 중 하나이다.

이러한 크래시 패드(110)는 속도계를 비롯하여 운전에 필요한 정보를 표시해 주는 계기판(112), 차량의 방향을 조작하는 스티어링 휠(114), 오디오와 에어컨의 제어부가 있는 센터페시아(116) 및 차량에 필요한 물품을 보관하는 글러브 박스(140)를 포함한다.

이 중 계기판(112), 스티어링 휠(114) 및 센터페시아(116)는 인스트루먼트 패널이라고 해서 따로 부르기도 한다. 하지만, 통상적으로 크래시 패드, 대시 보드 및 인스트루먼트 패널은 모두 동일한 의미로 사용된다. 본 실시예에서는 크래시 패드라 명명(命名)하고 사용하도록 한다.

이러한 상기 크래시 패드(110)는 탑승자를 보호하기 위하여 우레탄과 같은 부드러운 재질의 합성수지로 제작되고, 그 형태는 도면에 도시된 바와 같이 T자 형상을 이루이되, 운전석과 조수석이 서로 대칭이 되게 제작하는 경우가 대부분이다.

상기 크래시 패드(110)의 내부, 즉 차량의 엔진룸 측에는 상술한 바와 같이 카울 크로스바(120)가 구비되는데, 상기 카울 크로스바(120)는 크래시 패드(110)의 내부에서 차량의 좌우로 길게 연장 형성되며, 그 단면은 원형의 관 또는 봉으로 형성된다. 이때, 상기 카울 크로스바(110)는 금속으로 제작되는 바, 중량을 줄이기 위하여 관으로 형성되는 것이 일반적이다.

상기 지지 브래킷(130)은 상기 크래시 패드(110)를 상기 카울 크로스바(120)에 고정시키기 위한 수단으로, 양단부가 상기 크래시 패드(110)와 카울 크로스바(120)에 각각 결합된다. 또한, 상기 지지 브래킷(130)은 복수로 구비되는 바, 카울 크로스바(110)에 결합 시 그 길이방향으로 소정 간격 이격되게 배열되어 결합된다. 이때, 상기 지지 브래킷(130)은 상기 크래시 패드(110)와는 탈착 가능하게 결합되고, 상기 카울 크로스바(120)와 고정되게 결합된다. 상기 결합 방법으로는 여러 가지 방법이 있을 수 있으나, 본 실시예의 경우 상기 카울 크로스바(120)와는 용접의 방법으로, 상기 크래시 패드(110)와는 상기 지지 브래킷(130)에 형성된 관통홀(150)과 상기 관통홀(150)에 탈착 가능하게 결합되는 결합구(160)에 의한 결합으로 결합된다. 여기서 제시된 상기 관통홀(150)과 결합구(160)에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.

도 6 내지 도 8을 참조하여 상기 크래시 패드(110)와 지지 브래킷(130)의 결합구조를 살펴보면 다음과 같다. 이하, 상기 크래시 패드(110)와 지지 브래킷(130)의 결합구조를 설명함에 있어, 쉽게 이해할 수 있도록 지지 브래킷(130)에 대해 먼저 설명하도록 한다.

상기 지지 브래킷(130)은 일단부가 상기 카울 크로스바(120)의 외주면에 용접되는 수평부재(132)와, 상기 수평부재(132)의 타단부 선단에서 수평부재(132)에 대해 90도 정도 절곡된 형상의 수직부재(134)와, 상기 수평부재(132) 및 수직부재(134)의 측면을 덮는 측면부재(136)로 형성된다. 상기 수평부재(132)의 타단부 선단, 즉 상기 수직부재(134)는 상기 크래시 패드(110)의 내측면과 접촉하도록 결합되고, 그 접촉면에는 상기 카울 크로스바(120)의 길이방향으로 소정 간격 이격되는 한 쌍의 관통홀(150)이 형성된다. 또한, 상기 수평 및 수직부재(132, 134)를 중심으로 대향지게 형성되는 상기 한 쌍의 측면부재(136)에는 각각 걸림홀(170)이 형성된다.

상기 크래시 패드(110)는 그 내측면 중, 상기 수직부재(134)와 접하는 부위에는 상기 지지 브래킷(130) 측으로 돌출되는 한 쌍의 걸림구(160)가 구비된다. 또한, 상기 한 쌍의 걸림구(160)는 그 선단부에 상기 카울 크로스바(120)의 길이방향 외측으로 돌출되는 걸림턱(180)이 각각 형성된다. 이때, 상기 걸림구(160)는 상기 관통홀(150)의 이격거리만큼 이격되게 형성되고, 걸림구(160) 사이에는 소정 길이 돌출되는 복수의 리브(190)가 돌출된다.

상기와 같이 구성된 상기 지지 브래킷(130)과 크래시 패드(110)는 크래시 패드(110)의 걸림구(160)가 상기 관통홀(150)에 삽입됨으로써 결합된다. 즉, 상기 관통홀(150)과 동일한 이격거리를 갖는 걸림구(160)의 선단이 상기 관통홀(150)을 관통하고, 걸림구(160)의 선단 외측에 마련된 걸림턱(180)이 상기 측면부재(136)의 걸림홀(170)에 삽입됨으로써 결합된다. 이때, 상기 한 쌍의 걸림구(160) 사이에는 상술한 바와 같이 복수의 리브(190)가 형성되는 바, 관통홀(150)에 걸림구(160)가 결합될 경우 리브(190)의 선단이 상기 수직부재(134)와 접하게 되어 관통홀(150)을 관통하는 걸림구(160)는 그 선단 일부로 제한된다.

상기와 같은 구조로 상기 걸림홀(170)에 삽입 고정되는 걸림턱(180)과, 수직부재(134)와 접하는 리브(190)에 의해 상기 크래시 패드(110)는 상기 지지 브래킷(130)에 고정된다.

상기와 같이 결합된 상태에서 차량이 충돌하여 발생되는 충격의 흡수과정을 살펴보면 다음과 같다. 도 7은 크래시 패드의 조수석 측을 수직 절단한 단면도이고, 이를 기준으로 설명하도록 한다.

차량이 충돌하여 도 7에 도시된 화살표 방향으로 탑승자가 이동하면, 탑승자의 무릎은 크래시 패드(110)의 외측(실내 측)에 구비된 글러브 박스(140)를 차량의 전방으로 가압하게 된다. 즉, 탑승자 무릎이 글러브 박스(140)에 부딪히며 발생되는 충격하중이 상기 도 7의 화살표 방향으로 글러브 박스(140)를 가압하게 된다.

외력(충격하중)을 받은 상기 글러브 박스(140)는 그 외력을 크래시 패드(110)로 전달하게 되는데, 상기 크래시 패드(110)는 지지 브래킷(130)과 연결되는 바, 그 외력은 고스란히 지지 브래킷(130)으로 전달된다.

여기서 상기 크래시 패드(110)는 상기 지지 브래킷(130)과 걸림구(160)를 통해 결합되는 바, 크래시 패드(110)로 전달된 외력은 상기 걸림구(160)를 거쳐 지지 브래킷(130)으로 전달되어진다. 이때, 상기 외력은 리브(190)를 상기 지지 브래킷(130) 측으로 가압하는 바, 상기 리브(190)는 수직부재(134)와 접촉되어 변형되고 그 길이는 줄어들며, 상기 걸림구(160)는 관통홀(150)을 통해 상기 지지 브래킷(130)의 내측, 즉 차량의 전방으로 인입된다. 상기 외력은 이와 같은 과정을 거치 며 변형되는 리브(190)와 인입되는 걸림구(160)에 의해 흡수되거나 감쇄된다.

만약, 상기 걸림구(160)가 흡수 또는 감쇄할 수 있는 양보다 더 큰 외력이 인가될 경우에는 걸림구(160)에서 처리할 수 있는 양만큼만 흡수 또는 감쇄하고 나머지는 상기 지지 브래킷(130)으로 전달하게 된다. 이때, 전달된 외력은 상기 지지 브래킷(130)의 자체 탄성에 의해 흡수 또는 감쇄되거나 지지 브래킷(130)을 변형시키며 소멸 또는 감쇄된다. 상기 지지 브래킷(130)의 측면부재(136)에는 소정의 요홈부(138)가 형성되는 바, 외력 인가 시 지지 브래킷(130)이 용이하게 변형될 수 있도록 하였다.

한편, 상기 운전석 측의 경우, 글러브 박스(140)를 제외하면 모두 조수석과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 무릎 충격 흡수구조의 구성 및 충격 흡수과정을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

이상과 같이 본 발명 차량용 무릎 충격 흡수구조는 카울 크로스바의 지지 브래킷과 크래시 패드에 관통홀과 걸림구가 형성되고, 상기 걸림구는 상기 걸림홈에 삽입되게 결합되어지되, 차량 충돌 시 상기 걸림구는 지지 브래킷의 내측으로 인입되며 인가되는 충격하중을 흡수하거나 감쇄한다.

또한, 상기 걸림구는 합성수지로 제작되는 바, 부품수 및 작업공수를 감소시켜 원가를 절감하고, 조립성 및 생산성을 증대시킬 수 있으며 차량 충돌 시 무릎의 안전성을 한 층 더 높일 수 있는 장점이 있다.

뿐만 아니라, 상기 걸림구는 크래시 패드의 내측면에 형성되므로 외관 깨끗하게 개선되는 장점이 있다.

Claims

차량용 무릎 충격 흡수구조에 있어서,

크래시 패드와;

양단부가 상기 크래시 패드 및 카울 크로스바에 각각 결합되어 크래시 패드를 고정하는 지지 브래킷;

을 포함하여 구성되고, 상기 지지 브래킷의 선단에는 관통홀이 형성되며, 상기 크래시 패드에는 상기 관통홀에 삽입 결합되는 걸림구가 형성되어지되, 상기 걸림구는 상기 관통홀에 일부만 삽입되게 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 무릎 충격 흡수구조.
청구항 1에 있어서,

상기 관통홀의 내측에는 걸림홀이 구비되고, 상기 걸림구의 선단부에는 걸림턱이 구비되어 결합 시 상기 걸림턱이 걸림홀에 걸려 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 무릎 충격 흡수구조.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 크래시 패드에는 리브가 형성되고, 상기 리브의 선단은 상기 지지 브래킷의 선단과 접촉되는 것을 특징으로 하는 차량용 무릎 충격 흡수구조.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 걸림구는 상기 크래시 패드와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 무릎 충격 흡수구조.