KR101326925B1 - 범퍼를 이용한 차량의 충격흡수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 범퍼를 이용한 차량의 충격흡수장치에 관한 것으로, 저속 충돌시 전방으로 돌출된 이동범퍼(13b)에 장애물(15)이 접촉하게 됨으로써, 충돌 후 차량 피해 최소화 및 보행자 그리고 차량 승객의 인명 손상을 최소화시킬 수 있도록 된 것이다.

Description

범퍼를 이용한 차량의 충격흡수장치{IMPACT ABSORBING APPARATUS OF VEHICLE USING BUMPER}

본 발명은 저속 충돌사고 발생시 범퍼를 돌출시켜서 차량 손상 및 승객 상해치를 최소화할 수 있도록 된 범퍼를 이용한 차량의 충격흡수장치에 관한 기술이다.

차량 주행 중 장애물과의 안전거리가 너무 협소해서 충돌 회피가 불가한 상황이 발생하는 경우, 충돌 전에 안전장치를 작동시키고 이를 통해 충돌 후 차량의 피해를 최소화함은 물론 승객의 안전을 최대한 보호할 수 있는 기술이 개발되고 있는 바, 상기 안전장치에는 액티브 범퍼(active bumper) 장치 또는 범퍼 에어백(bumper air bag) 장치 등이 있다.

도 1에는 종래 충격흡수장치의 일례가 도시되어 있는 바, 범퍼(1)에 범퍼브라켓(2)을 매개로 고정 설치되는 모터(3), 상기 모터(3)의 동력을 전달받아서 축회전하고 상기 범퍼브라켓(2)에 일단이 결합된 리드스크루(4), 상기 리드스크루(4)에 나사 결합되고 상기 범퍼브라켓(2)과 이격된 차체 프레임(5)에 고정되게 설치된 고정너트(6), 상기 리드스크루(4)와 평행하게 배치되면서 일단은 상기 범퍼브라켓(2)에 고정되고 타단은 상기 고정너트(6)에 고정되게 설치된 길이가변 에너지 흡수 샤프트(7)를 포함한 구성이다.

종래의 장치는 모터(1)가 구동하면, 이의 동력이 기어기구(8)를 통해 리드스크루(4)로 전달되어서 리드스크루(4)가 회전하고, 이때 고정너트(6)가 차체 프레임(5)에 고정되어 있음에 따라 리드스크루(4)는 회전과 동시에 차량 전방으로 이동을 하게 되며, 이로 인해 범퍼(1)는 전방으로 이동해서 돌출되고 에너지 흡수 샤프트(7)는 길이가 늘어나는 동작을 하게 된다.

따라서, 차량 전방의 장애물은 차체와 직접 부딪치지 않고 전방으로 돌출된 범퍼(1)와 부딪치게 됨으로써, 충돌 후 차량의 피해를 줄일 수 있게 되고 승객의 안전을 보호할 수 있게 되는 것이다.

그런데, 상기와 같은 종래의 장치는 범퍼 백빔의 하부공간을 활용해서 설치되는 구조이기에 백빔의 하부공간을 다른 용도로 활용할 수 없는 단점이 있고, 동력원으로 모터(3)를 사용하는 구조이기에 단가가 비싼 단점이 있으며, 특히 시스템 구성이 복잡해서 수리시 비용이 과다하게 소요되는 단점이 있고, 리드스크루(4) 회전에 의한 범퍼(1)의 돌출구조로 범퍼 돌출시까지 응답성이 떨어지는 단점이 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

대한민국공개특허공보 10-1998-0060942호.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 범퍼의 백빔을 활용해서 구성함에 따라 백빔의 하부공간을 다른 용도로 활용할 수 있고, 기구적인 링키지를 구조를 통해 원가 절감과 구성의 단순화 및 수리비용의 절감을 도모할 수 있으며, 특히 범퍼 돌출시까지 응답성을 향상시킬 수 있는 범퍼를 이용한 차량의 충격흡수장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 범퍼를 이용한 차량의 충격흡수장치는, 차체의 좌우측에 위치한 사이드프레임내에 각각 위치하고 일단은 백빔을 관통한 후 범퍼와 연결되게 설치되며 외력작용시 사이드프레임의 길이방향을 따라 전후로 이동 가능하게 설치된 한 쌍의 이동샤프트; 상기 한 쌍의 이동샤프트사이의 중간 위치에 위치하고 상기 백빔을 전후방향으로 관통해서 설치되며 상기 범퍼에 장애물 충돌시 범퍼로부터 멀어지는 방향으로 이동 가능하게 설치된 이동슬라이더; 및 상기 이동샤프트와 이동슬라이더에 양단이 각각 회전 가능하게 연결되고 중간부위가 회전축을 매개로 차체에 회전 가능하게 설치되어서 상기 이동슬라이더가 범퍼로부터 멀어지는 방향으로 이동할 때에 상기 이동샤프트가 상기 이동슬라이더의 이동방향에 반대되는 방향으로 이동할 수 있도록 작동력을 전달하는 한 쌍의 동력전달링크;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 범퍼에 설치되어서 장애물 충돌을 검출하는 충돌센서; 상기 백빔에 고정되게 설치되어서 상기 이동슬라이더의 이동을 구속하는 것으로 전류 인가시 상기 이동슬라이더에 형성된 록킹홈으로부터 빠지는 록킹핀을 구비한 솔레노이드 액츄에이터; 및 상기 충돌센서의 신호를 이용해서 상기 솔레노이드 액츄에이터의 작동을 제어하는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 이동슬라이더에 일단이 지지되고 상기 백빔에 결합된 백빔브라켓에 타단이 지지되도록 설치되어서 상기 록킹홈으로부터 상기 록킹핀이 빠질 때에 상기 이동슬라이더가 상기 범퍼로부터 멀어지는 방향으로 이동할 수 있도록 상기 이동슬라이더에 탄성력을 제공하는 슬라이더스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 이동슬라이더가 내측 공간으로 삽입 설치되는 것으로 상기 이동슬라이더의 이동을 안내할 수 있도록 차체에 고정 설치된 가이드프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 범퍼는 차체에 고정되게 결합된 고정범퍼; 및 상기 고정범퍼의 일부구간이 절개되어서 상기 고정범퍼와 분리된 것으로 상기 이동샤프트와 연결되고 상기 이동샤프트와 함께 이동하는 이동범퍼로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명 범퍼를 이용한 차량의 충격흡수장치에 의하면, 백빔을 이용한 설치구조가 됨에 따라 설치강성의 향상 및 백빔의 하부공간을 다른 용도로 활용할 수 있게 되고, 모터 대신 링크기구를 사용함에 따라 원가 절감과 구성의 단순화 및 수리비용 절감을 도모할 수 있으며, 사고 발생 후 범퍼 돌출시까지 응답성을 크게 개선할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 차량의 충격흡수장치를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 범퍼를 이용한 차량의 충격흡수장치의 도면,
도 3과 도 4는 도 2의 Ⅰ-Ⅰ 및 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 범퍼를 이용한 차량의 충격흡수장치에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 범퍼를 이용한 차량의 충격흡수장치 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 차체의 좌우측에 위치한 사이드프레임(11)내에 각각 위치하고 일단은 백빔(12)을 관통한 후 범퍼(13)와 연결되게 설치되며 외력작용시 사이드프레임(11)의 길이방향을 따라 전후로 이동 가능하게 설치된 한 쌍의 이동샤프트(14); 상기 한 쌍의 이동샤프트(14)사이의 중간 위치에 위치하고 상기 백빔(12)을 전후방향으로 관통해서 설치되며 상기 범퍼(14)에 장애물(15) 충돌시 범퍼(13)로부터 멀어지는 방향으로 이동 가능하게 설치된 이동슬라이더(16); 및 상기 이동샤프트(14)와 이동슬라이더(16)에 양단이 각각 회전 가능하게 연결되고 중간부위가 회전축(17)을 매개로 차체에 회전 가능하게 설치되어서 상기 이동슬라이더(16)가 범퍼(13)로부터 멀어지는 방향으로 이동할 때에 상기 이동샤프트(14)가 상기 이동슬라이더(16)의 이동방향에 반대되는 방향으로 이동할 수 있도록 작동력을 전달하는 한 쌍의 동력전달링크(18);를 포함하는 구성이다.

상기 이동샤프트(14) 및 이동슬라이더(16)와 같은 작동기구들은 차량의 전방쪽 위치 뿐만 아니라 후방쪽 위치에도 설치가 가능한 구조이다.

또한, 본 발명에 따른 충격흡수장치는 상기 범퍼(13)에 설치되어서 장애물(15) 충돌을 검출하는 충돌센서(21); 상기 백빔(12)에 고정되게 설치되어서 상기 이동슬라이더(16)의 이동을 구속하는 것으로 전류 인가시 상기 이동슬라이더(16)에 형성된 록킹홈(16a)으로부터 빠지는 록킹핀(22a)을 구비한 솔레노이드 액츄에이터(22, solenoid actuator); 상기 충돌센서(21)의 신호를 이용해서 상기 솔레노이드 액츄에이터(22)의 작동을 제어하는 컨트롤러(23); 및 상기 이동슬라이더(16)에 일단이 지지되고 상기 백빔(12)에 결합된 백빔브라켓(24)에 타단이 지지되도록 설치되어서 상기 록킹홈(16a)으로부터 상기 록킹핀(22a)이 빠질 때에 상기 이동슬라이더(16)가 상기 범퍼(13)로부터 멀어지는 방향으로 이동할 수 있도록 상기 이동슬라이더(16)에 탄성력을 제공하는 슬라이더스프링(25)을 더 포함한다.

여기서, 상기 솔레노이드 액츄에이터(22)에는 록킹핀(22a)이 이동할 수 있는 이동홈(22b)이 형성되고, 상기 이동홈(22b) 주변에는 코일(22c)이 권선되어 있으며, 상기 이동홈(22b)속에는 록킹핀(22a)을 지지하는 핀스프링(22d)이 설치된 구조이다.

따라서, 코일(22c)에 전류가 인가되지 않으면 도 4와 같이 록킹핀(22a)이 핀스프링(22d)의 탄성력으로 이동해서 이동슬라이더(16)의 록킹홈(16a)속으로 삽입된 상태가 되는 바, 이때의 상태는 이동슬라이더(16)가 솔레노이드 액츄에이터(22)에 의해 구속되어서 이동이 불가능한 구속상태이다.

그리고, 코일(22c)에 전류가 인가되면 록킹핀(22a)이 핀스프링(22d)의 힘을 이기고 이동홈(22b)속으로 삽입되게 후퇴 이동을 하게 되고, 그러면 록킹핀(22a)은 이동슬라이더(16)의 록킹홈(16a)으로부터 빠지게 되는 바, 이때의 상태는 이동슬라이더(16)가 이동할 수 있는 구속해제 상태이다.

상기와 같이 이동슬라이더(16)가 구속해제 상태가 되면 슬라이더스프링(25)의 탄성력에 의해 이동슬라이더(16)는 범퍼(13)로부터 멀어지는 방향으로 슬라이드 이동할 수 있게 되는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 장치는 상기 이동슬라이더(16)가 내측 공간으로 삽입 설치되는 것으로 상기 이동슬라이더(16)의 이동을 안내할 수 있도록 차체에 고정 설치된 가이드프레임(26)을 더 포함한다.

한편, 상기 범퍼(13)는 차체에 고정되게 결합된 고정범퍼(13a); 및 상기 고정범퍼(13)의 일부구간이 절개되어서 고정범퍼(13)와 분리된 것으로 상기 이동샤프트(14)와 연결되고 상기 이동샤프트(14)와 함께 이동하는 이동범퍼(13b)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명 실시예의 작용에 대해 도 2 내지 도 4를 참조해서 설명하기로 하겠는 바, 도 2 내지 도 4는 차량 전방 범퍼쪽 구성으로 가정한다.

차량 저속 주행 중 전방의 장애물(15)이 범퍼(13)에 부딪히고, 이때 충돌센서(21)가 장애물(15)을 검출하면 컨트롤러(23)의 제어에 의해 솔레노이드 액츄에이터(22)로 전류가 인가되고, 록킹핀(22a)은 이동슬라이더(16)의 록킹홈(16a)으로부터 빠지게 되며, 이동슬라이더(16)는 슬라이더스프링(25)의 탄성력에 의해 가이드프레임(26)을 따라 후방(도 2에 도시된 화살표 M1 방향)으로 이동하게 된다.

이동슬라이더(16)가 후방 이동하면 동력전달링크(18)는 회전축(17)을 중심으로 회전(도 2에 도시된 화살표 R1 방향)을 하게 되고, 상기 회전축(17)의 회전에 의해 이동샤프트(14)는 사이드프레임(11)을 따라 전방(도 2에 도시된 화살표 M2 방향)으로 슬라이드 이동을 하게 된다.

상기와 같이 이동샤프트(14)가 전방으로 이동하면, 상기 이동샤프트(14)와 결합된 이동범퍼(13b)도 도 3의 점선 상태와 같이 전방으로 돌출되는 이동을 하게 된다.

따라서, 저속 충돌시 장애물(15)이 차체에 직접 부딪치기 전에 전방으로 돌출된 이동범퍼(13b)에 먼저 접촉하게 됨으로써, 충돌 후 차량의 피해를 최대한 줄일 수 있게 되고, 특히 장애물(15)이 보행자일 경우 인명 손상을 최소화 할 수 있게 되며, 더 나아가 차량 승객의 안전을 보다 확실하게 보호할 수 있게 된다.

한편, 본 발명 실시예에 따른 충격흡수장치는 이동샤프트(14) 및 이동슬라이더(16)가 백빔(12)을 관통해서 설치되는 구조로, 상기 이동샤프트(14) 및 이동슬라이더(16)의 설치강성이 백빔(12)에 의해 한층 더 강화되는 장점이 있고, 특히 백빔(12)의 하부공간을 다른 용도로 활용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시예는 이동샤프트(14)의 슬라이드 이동을 위해 종래와 같이 모터를 사용하지 않고 대신에 링크기구를 사용하는 구성이므로, 원가를 크게 절감시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 충격흡수장치는 링크기구를 사용함에 따라 종래 모터와 기어기구 및 리드스크루를 사용하던 구조에 비해 구성의 단순화를 도모할 수 있으며, 이를 통해 수리시 비용 절감을 도모할 수 있게 되고, 더 나아가 사고 발생부터 이동범퍼(3b)의 돌출시까지 걸리는 시간을 크게 단축시킬 수 있게 됨에 따라 응답성 향상을 이룩할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

11 - 사이드프레임 12 - 백빔
13 - 범퍼 14 - 이동샤프트
15 - 장애물 16 - 이동슬라이더
17 - 회전축 18 - 동력전달링크
21 - 충돌센서 22 - 솔레노이드 액츄에이터
23 - 컨트롤러 24 - 백빔브라켓
25 - 슬라이더스프링 26 - 가이드프레임

Claims (5)

1. 차체의 좌우측에 위치한 사이드프레임(11)내에 각각 위치하고 일단은 백빔(12)을 관통한 후 범퍼(13)와 연결되게 설치되며 외력작용시 사이드프레임(11)의 길이방향을 따라 전후로 이동 가능하게 설치된 한 쌍의 이동샤프트(14);
   상기 한 쌍의 이동샤프트(14)사이의 중간 위치에 위치하고 상기 백빔(12)을 전후방향으로 관통해서 설치되며 상기 범퍼(13)에 장애물(15) 충돌시 범퍼(13)로부터 멀어지는 방향으로 이동 가능하게 설치된 이동슬라이더(16); 및
   상기 이동샤프트(14)와 이동슬라이더(16)에 양단이 각각 회전 가능하게 연결되고 중간부위가 회전축(17)을 매개로 차체에 회전 가능하게 설치되어서 상기 이동슬라이더(16)가 범퍼(13)로부터 멀어지는 방향으로 이동할 때에 상기 이동샤프트(14)가 상기 이동슬라이더(16)의 이동방향에 반대되는 방향으로 이동할 수 있도록 작동력을 전달하는 한 쌍의 동력전달링크(18);를 포함하는 범퍼를 이용한 차량의 충격흡수장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 범퍼(13)에 설치되어서 장애물(15) 충돌을 검출하는 충돌센서(21);
   상기 백빔(12)에 고정되게 설치되어서 상기 이동슬라이더(16)의 이동을 구속하는 것으로 전류 인가시 상기 이동슬라이더(16)에 형성된 록킹홈(16a)으로부터 빠지는 록킹핀(22a)을 구비한 솔레노이드 액츄에이터(22); 및
   상기 충돌센서(21)의 신호를 이용해서 상기 솔레노이드 액츄에이터(22)의 작동을 제어하는 컨트롤러(23)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 범퍼를 이용한 차량의 충격흡수장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 이동슬라이더(16)에 일단이 지지되고 상기 백빔(12)에 결합된 백빔브라켓(24)에 타단이 지지되도록 설치되어서 상기 록킹홈(16a)으로부터 상기 록킹핀(22a)이 빠질 때에 상기 이동슬라이더(16)가 상기 범퍼(13)로부터 멀어지는 방향으로 이동할 수 있도록 상기 이동슬라이더(16)에 탄성력을 제공하는 슬라이더스프링(25)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 범퍼를 이용한 차량의 충격흡수장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 이동슬라이더(16)가 내측 공간으로 삽입 설치되는 것으로 상기 이동슬라이더(16)의 이동을 안내할 수 있도록 차체에 고정 설치된 가이드프레임(26)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 범퍼를 이용한 차량의 충격흡수장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 범퍼(13)는 차체에 고정되게 결합된 고정범퍼(13a); 및
   상기 고정범퍼(13a)의 일부구간이 절개되어서 상기 고정범퍼(13a)와 분리된 것으로 상기 이동샤프트(14)와 연결되고 상기 이동샤프트(14)와 함께 이동하는 이동범퍼(13b)로 이루어진 것을 특징으로 하는 범퍼를 이용한 차량의 충격흡수장치.

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