KR100726524B1 - 자동차의 프론트사이드멤버 충격흡수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 프론트사이드멤버 충격흡수장치에 관한 것으로, 프론트사이드멤버(10)의 리어로워부(11)에 슬라이딩가능하도록 삽입되고, 상면에 랙기어(31)가 형성된 레일부재(30); 상기 프론트사이드멤버(10)의 경사부(12) 하단에 형성되고, 하면에 랙기어(14)가 형성된 벌크헤드(13); 및 상기 벌크헤드(13)의 랙기어(14)와 상기 레일부재(30)의 랙기어(31)에 치합되도록 상기 프론트사이드멤버(10)의 경사부(12)에 핀을 매개로 회전가능하게 장착되는 피니언기어(40)로 구성된다.

따라서, 프론트사이드멤버의 전방 부분이 굽힘 변형되는 이후에도 전방으로부터 유입되는 충격에너지를 흡수하여 엔진룸의 실내 유입을 최소화하면서도 보다 많은 양의 충격에너지를 흡수할 수 있게 됨으로써 충돌에 의한 1차 충격 및 엔진룸 유입에 의한 2차 충격에 의한 탑승자 부상을 최대한 방지할 수 있게 된다.

Description

자동차의 프론트사이드멤버 충격흡수장치{a shock absorbing device of front side member in a car}

도 1은 차량의 전방 측면 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 프론트사이드멤버 충격흡수장치의 설치 상태 사시도,

도 3은 본 발명 장치의 작동 전 상태도,

도 4는 본 발명 장치의 작동 상태도,

도 5는 정(井)자형 서브프레임과 I형 서브프레임을 도시한 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 프론트사이드멤버, 11 : 리어로워부,

12 : 경사부, 13 : 벌크헤드,

14 : 랙기어, 20 : 정(井)자형 서브프레임,

30 : 레일부재, 31 : 랙기어,

40 : 피니언기어, 50 : I형 서브프레임.

본 발명은 자동차의 프론트사이드멤버 충격흡수장치에 관한 것으로, 특히 충돌에 의한 엔진룸 붕괴를 억제하여 탑승자를 보호할 수 있도록 된 자동차의 프론트사이드멤버 충격흡수장치에 관한 것이다.

승용차량의 전방부에는 차체바디의 양측 하단을 이루는 프론트사이드멤버(10)와 엔진과 변속기, 조향 및 현가장치가 장착되는 서브프레임(20)이 위치되어 있다.

따라서, 상기 구조물이 차량 충돌사고시 유입되는 대부분의 충격에너지를 흡수하여 엔진룸의 변형을 방지함으로써 파워트레인을 포함한 엔진룸내 부품들이 실내로 밀려들어와 운전자 및 조수석 탑승자가 상해를 입는 것을 방지하고 있다.

그러나, 실제로 강력한 충돌이 발생하였을 때 상기 프론트사이드멤버(10)의 리어로워부(11) 시작부분을 중심으로 후방으로 벤딩이 발생하게 되고, 이 시점 이후로는 대부분의 충돌에너지를 흡수하지 못하고 그대로 실내쪽으로 전달하게 됨으로써 탑승자의 부상이 심화되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 프론트사이드멤버의 전방 부분이 굽힘 변형되는 이후에도 전방으로부터 유입되는 충격에너지를 흡수하여 엔진룸의 실내 유입을 최소화하면서도 보다 많은 양의 충격에너지를 흡수할 수 있게 됨으로써 충돌에 의한 1차 충격 및 엔진룸 유입에 의한 2차 충격에 의한 탑승자 부상을 최대한 방지할 수 있도록 된 자동차의 프론트사이드멤버 충격흡수장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

프론트사이드멤버의 리어로워부에 슬라이딩가능하도록 삽입되고, 상면에 랙기어가 형성된 레일부재;

상기 프론트사이드멤버의 경사부 하단에 형성되고 하면에 랙기어가 형성된 벌크헤드;

상기 벌크헤드의 랙기어와 상기 레일부재의 랙기어에 치합되도록 상기 프론트사이드멤버의 경사부에 핀을 매개로 회전가능하게 장착되는 피니언기어로 구성된다.

따라서, 충돌시 상기 피니언기어의 회전에 의해 상기 레일부재가 차량 전방으로 이동하여 충돌에너지를 흡수하게 된다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명 장치의 설치상태 사시도이고, 도 3은 측면도로서 작동 전의 상태도이다.(D는 대쉬패널이다.)

도시된 바와 같이, 본 발명은 프론트사이드멤버(10)의 리어로워부(11)에 삽입되어 있는 레일부재(30)를 포함한다.

상기 레일부재(30)는 4각 빔 형상의 부품으로서 상기 리어로워부(11)의 내측에 삽입되어 있으며, 리어로워부(11)의 하면에는 상기 레일부재(30)를 지지하고 용이하게 전후진될 수 있도록 가이드부(통상적인 형상의 직선형 가이드레일이므로 도시 및 상세한 설명을 생략한다.)가 형성된다. 그리고, 상기 리어로워부(11)의 전방 은 상기 레일부재(30)가 전방으로 이동할 수 있도록 개구되어 있음은 물론이다.

또한, 상기 레일부재(30)의 상면에는 랙기어(31)가 형성된다.

한편, 프론트사이드멤버(10)의 경사부(12) 내부에는 벌크헤드(13)가 형성되어 있다. 이는 종래의 프론트사이드멤버(10)에도 형성되어 있는 것으로 프론트사이드멤버(10)의 강성을 증대시키는 역할을 하는 것이다.

본 발명에서는 상기 벌크헤드(13)의 하면에 상기 레일부재(30)의 랙기어(31)와 동일한 랙기어(14)가 형성된다.

상기와 같이 각각 랙기어(14,31)가 형성된 벌크헤드(13)와 레일부재(30)의 사이에 피니언기어(40)가 설치된다.

상기 피니언기어(40)는 핀을 매개로 프론트사이드멤버(10)의 양측벽에 회전가능한 상태로 견고히 장착되며, 장착상태에서 피니언기어(40)는 상기 벌크헤드(13)의 랙기어(14)와 레일부재(30)의 랙기어(31)에 치합된다.

이하, 본 발명의 작동 및 효과를 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 평상의 상태에서는 상기 레일부재(30)는 프론트사이드멤버(10)의 리어로워부(11)에 완전히 삽입되어 있게 된다.

그러나, 충돌 사고가 발생하게 되면, 도 4에 도시된 바와 같은 거동이 발생한다.

즉, 강력한 충돌이 발생되면, 프론트사이드멤버(10)의 전방부가 후방으로 밀리면서 경사부(12)가 자신의 하단 즉, 상기 리어로워부(11)의 시작부분을 중심으로 후상방으로 구부러지면서 변형된다.

따라서, 경사부(12)에 형성되어 있는 상기 벌크헤드(13)가 동일하게 거동하게 된다.

이에 대해 상기 피니언기어(13)는 경사부(12)의 회동 중심점에 위치되어 있으므로 후상방으로의 거동은 거의 발생하지 않고 상기 벌크헤드(13)가 후상방으로 이동하는 것에 의해 도면상 시계방향으로 회전하게 된다.

따라서, 상기 피니언기어(13)에 치합되어 있는 하측의 레일부재(30)는 리어로워부(11)의 개구된 전면을 통하여 차량의 전방으로 돌출된다.

상기와 같은 레일부재(30)의 전방 돌출은 차량 충돌에 의한 엔진룸 변형이 후방으로 진행되는 과정에 발생하게 되는데, 따라서 엔진룸 변형이 이루어지는 중간에 상기 레일부재(30)가 엔진룸의 중간 위치로 돌출되어 있게 되므로 실내쪽으로 함몰되어 들어오는 전방 차체 부분이 상기 레일부재(30)에 걸려 진행하지 못하고 충격의 흡수가 이루어지게 된다.

물론, 극도로 강력한 충돌에너지에 의하여 상기 피니언기어(40)의 고정상태가 분리되고 이에 따라 상기 레일부재(30) 또한 후진 이동하겠지만, 상기 레일부재(30)는 자신이 후진되기 시작할 때까지 이미 저항력을 상실한 프론트사이드멤버(10) 대신 전방으로부터 밀려들어오는 충돌에너지에 대항하여 이의 후방 전달을 엔진룸 중간에서 저지하는 역할을 하는 것에서 충격흡수 및 차단 기능부로서의 의의를 충분히 찾을 수 있다.

상기와 같이 돌출된 레일부재(30)에 의해 상당량의 충격이 흡수되어 엔진룸의 실내쪽으로의 변형이 최소화됨으로써 이에 의한 운전자 및 조수석 탑승자의 상 해정도를 크게 경감시킬 수 있게 된다.

한편, 종래에는 차량 전방부의 강성 확보를 위하여 소형차량에서조차 도 5에 도시된 바와 같은 정(井)자형 서브프레임(20)을 사용하였었다.

그러나, 본 발명에 의하여 전방부의 충돌에 대한 강성이 충분히 확보되면 상기 정(井)자형 서브프레임(20)을 사용할 필요 없이, 도시된 바와 같은 I형 서브프레임(50)을 적용할 수 있게 되어, 차량의 중량을 감소시키고 제조원가를 절감하는데 큰 효과가 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 충돌 사고시 프론트사이드멤버의 리워로워부로부터 레일부재가 전방으로 돌출되어 충격을 흡수하고 엔진룸의 후방 붕괴를 저지하게 된다.

따라서, 엔진룸내 장치들이 실내로 밀려들어감으로써 발생하는 탑승자의 2차 상해를 예방할 수 있게 되며, 소형차의 경우에는 기존의 정(井)자형 서브프레임을 I형 서브프레임으로 대체할 수 있게 되어 중량 및 원가가 감소되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 프론트사이드멤버(10)의 리어로워부(11)에 슬라이딩가능하도록 삽입되고, 상면에 랙기어(31)가 형성된 레일부재(30);

   상기 프론트사이드멤버(10)의 경사부(12) 하단에 형성되고, 하면에 랙기어(14)가 형성된 벌크헤드(13);

   상기 벌크헤드(13)의 랙기어(14)와 상기 레일부재(30)의 랙기어(31)에 치합되도록 상기 프론트사이드멤버(10)의 경사부(12)에 핀을 매개로 회전가능하게 장착되는 피니언기어(40)로 구성되는 자동차의 프론트사이드멤버 충격흡수장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 리어로워부(11)에는 레일부재(30)의 전후진 이동을 안내하는 가이드부가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 프론트사이드멤버 충격흡수장치.

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