KR101795412B1 - 차량용 충격흡수장치 - Google Patents

Abstract

차량용 충격흡수장치가 개시된다. 프런트 사이드 멤버와 크래쉬 박스 사이에 개재되어 상기 프런트 사이드 멤버에 장착되고, 차속이 저속일 때에는 저강성을 가지는 반면에 차속이 고속일 때는 고강성을 유지하는 강성조절수단을 구비하여, 차속에 따라 강성이 자동적으로 조절되어, 수리비 절감 및 탑승객의 효과적은 보호를 동시에 도모할 수 있다.

Description

차량용 충격흡수장치{Impact absorbing device for vehicle}

본 발명은 차량용 충격흡수장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 속도에 따라 충돌 강성이 가변되는 속도 감응형 크래쉬 박스를 구비한 차량용 충격흡수장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 충격흡수장치는 차량이 보행자나 다른 차량 혹은 물체와의 충돌시에 그 충격을 흡수하여 탑승자의 안전을 도모하며, 동시에 차체의 변형을 최소화 할 수 있도록 차량의 길이 방향을 따른 전방 및 후방에 장착된다.

도 1을 참조하면, 종래의 차량용 충격흡수장치는, 빔 형상으로 제작되어 차량의 전방 및 후방에서 차량의 폭 방향으로 배치되는 범퍼 빔(1)과, 이 범퍼 빔(1)의 후방에서 상기 범퍼 빔(1)의 차량의 폭 방향을 따른 양측 부위에 각각 장착되는 크래쉬 박스(2)를 포함한다.

크래쉬 박스(2)의 차량의 길이 방향을 따른 전방 선단부는 범퍼 빔(1)에 스테이 브래킷을 매개로 장착되고, 크래쉬 박스(2)의 차량의 길이 방향을 따른 후방 선단부는 프런트 사이드 멤버(3)에 직접 장착되어 지지된다.

프런트 사이드 멤버(3)는 차량의 폭 방향을 따른 좌우 양측에 배치되고, 차량의 길이 방향을 따라 연장되게 형성되어 전방 차체를 구성한다.

크래쉬 박스(2)는 내부가 비어 있는 중공의 사각 박스 형상으로 형성된다.

상기와 같은 종래의 범퍼 빔(1)과 크래쉬 박스(2)를 장착한 차량이 전방 충돌할 경우에 범퍼 빔(1)이 전방에 배치되어 있으므로, 범퍼 빔(1)이 우선적으로 충돌 에너지를 받아 변형되면서 충돌 에너지를 흡수하여 저감하게 된다.

그리고 범퍼 빔(1)에서 흡수되지 못한 일부 충돌 에너지는 범퍼 빔(1)과 연결된 크래쉬 박스(2)로 전달되고, 크래쉬 박스(2)도 충돌 에너지를 전달받아 변형되면서 충돌 에너지를 흡수하여 저감하게 된다.

범퍼 빔(1)과 크래쉬 박스(2)로 이루어진 충격흡수장치에서 미처 흡수되지 못한 충돌 에너지는 크래쉬 박스(2)와 연결된 프런트 사이드 멤버(3)로 전달되고, 프런트 사이드 멤버(3)도 충돌 에너지를 전달받아 변형되면서 충돌 에너지를 흡수하여 저감하게 된다.

프런트 사이드 멤버(3)는 차체를 구성하는 다른 부품들과도 연결되어 있으므로, 프런트 사이드 멤버(3)로 전달된 충돌 에너지는 프런트 사이드 멤버(3)를 통해 차체의 다른 부위로도 전달되어 분산되게 된다.

그런데, 상기와 같은 종래의 충격흡수장치에서는, 크래쉬 박스(2)가 강제로 일정한 형상과 강도를 제작되어 있기 때문에, 최적의 충격흡수기능을 발휘할 수 없는 문제점이 있었다.

즉, 크래쉬 박스를 낮은 강도의 재료를 사용하거나 두께를 작게 설정하여 제작해서 전체적인 강도가 낮아지게 할 경우에, 그 충격흡수능력이 저하되어 차량의 고속 충돌 사고 발생시에 충격에너지를 충분히 흡수하지 못해서 승객 상해가 과다할 염려가 있다.

이와는 반대로, 크래쉬 박스를 높은 강도의 재료를 사용하거나 두께를 크게 설정하여 제작해서 전체적인 강도가 높아지게 할 경우에, 충격흡수능력은 상승하지만, 차량의 저속 충돌 사고 발생시에 크래쉬 박스 자체의 충격 변형이 저하되면서 충격 에너지를 충분히 흡수하지 못하고 프런트 사이드 멤버로 충격 에너지를 전달함에 따라 프런트 사이드 멤버의 충격 변형이 야기되어 차량의 수리비가 과다하게 되는 염려가 있다.

따라서, 크래쉬 박스의 강성이 차량의 속도에 따라 적절히 가변되어 승객 상해 및 차체 수리비의 저감을 동시에 도모할 구조의 개발이 필요하게 되었다.

본 발명의 실시 예는 상기와 같은 사정을 감안하여 안출된 것으로, 충돌 속도에 따라 크래쉬 박스의 충돌 강성이 적절히 가변되어 승객 상해 및 차체 수리비의 저감을 동시에 도모할 수 있는 차량용 충격흡수장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 차량용 충격흡수장치는, 프런트 사이드 멤버와 크래쉬 박스 사이에 개재되어 상기 프런트 사이드 멤버에 장착되고, 차속이 저속일 때에는 저강성을 가지는 반면에 차속이 고속일 때는 고강성을 유지하는 강성조절수단을 구비하되, 상기 프런트 사이드 멤버에는 관통홀이 형성되고; 상기 강성조절수단은 상기 관통홀을 덮어 가리는 제1마운팅 브래킷을 구비하여, 상기 강성조절수단의 저강성은 상기 제1마운팅 브래킷의 파손에 의해 이루어지는 반면에, 상기 강성조절수단의 고강성은 고속 충격을 받아서 변형되는 강성조절부재에 의해 이루어질 수 있다.

삭제

상기 강성조절부재는 상기 강성조절부재와 결합하여 차속에 따라 상기 강성조절부재의 위치를 가변시키는 액추에이터를 구비할 수 있다.

상기 액추에이터는 모터일 수 있다.

상기 액추에이터는 상기 제1마운팅 브래킷을 통해 상기 프런트사이드 멤버에 장착될 수 있다.

상기 제1마운팅 브래킷과 상기 강성조절부재사이에는, 상기 강성조절부재가 통과할 수 있는 관통홀을 구비한 제2마운팅 브래킷이 설치될 수 있다.

상기 제2마운팅 브래킷의 관통홀 주변에는 상기 강성조절부재와 결합할 수 있는 다수 개의 돌기가 형성될 수 있다.

상기 제1마운팅 브래킷은 플라스틱 재질로 제작될 수 있다.

상기 강성조절부재는, 서로 대향하는 양측면이 개구된 사각 박스 형상의 바디; 상기 바디의 내부를 구횟짓는 격벽 및; 상기 격벽에 형성되어 상기 액추에이터와 일체로 회전되게 결합하는 결합홀을 구비할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 차량용 충격흡수장치에 의하면, 차량이 저속으로 주행할 때에는, 크래쉬 박스의 내부에 모터를 통해 회전 가능하게 장착된 강성조절부재가 프런트 사이드 멤버에 형성된 홀과 정렬되게 위치 조절되어, 차량이 저속으로 전방 물체와 충돌하여 크래쉬 박스와 강성조절부재가 충격을 받으면, 강성조절부재는 프런트 사이드 멤버의 홀을 통해 프런트 사이드 멤버의 내부로 삽입되어 충격을 받지 않게 되고, 단지 크래쉬 박스만 충돌 충격에 의해 변형되면서 저속 충격을 흡수하는 반면에 프런트 사이드 멤버는 변형되지 않으므로, 차체의 수리비를 절감할 수 있다.

차량이 고속으로 주행할 때에는, 강성조절부재가 모터에 의해 프런트 사이드 멤버의 홀과 어긋나게 위치 정렬되어, 차량이 고속으로 전방 물체와 충돌하여 크래쉬 박스가 충격을 받으면 강성조절부재도 함께 충격을 받고, 이에 따라 크래쉬 박스와 강성조절부재가 동시에 변형되면서 충돌 충격을 흡수하게 되어, 탑승객의 충돌 충격 상해를 효과적으로 저감할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 충격흡수장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 충격흡수장치의 일부 절개 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 충격흡수장치의 요부 구성을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 마운팅 브래킷의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 모터와 모터 브래킷의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 강성조절부재의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 충격흡수장치가 차량의 저속 주행시의 충돌전 배치 관계를 설명하는 측면도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 충격흡수장치가 차량의 저속 주행시의 충돌후 배치 관계를 설명하는 개략 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 충격흡수장치가 차량의 고속 주행시의 충돌전 배치 관계를 설명하는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 충격흡수장치가 차량의 고속 주행시의 충돌전 배치 관계를 설명하는 측면도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 충격흡수장치가 차량의 고속 주행시의 충돌후 배치 관계를 설명하는 개략 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 충격흡수장치는, 차량의 폭 방향을 따라 연장되게 형성된 범퍼 빔(10), 차량의 길이 방향을 따라 연장되게 형성된 프런트 사이드 멤버(20)와 범퍼 빔(10) 사이에 개재되는 크래쉬 박스(30) 및, 상기 크래쉬 박스(30)의 내부에서 프런트 사이드 멤버(20)에 설치되는 강성조절수단(40)을 각각 포함할 수 있다.

도 3을 참조하면, 크래쉬 박스(30)는 프런트 사이드 멤버(20)에 제3마운팅 브래킷(32)을 통해 장착될 수 있다.

강성조절수단(40)은 대체로 사각 박스 형상으로 형성된 강성조절부재(42)와, 강성조절부재(42)와 후술하는 제1마운팅 브래킷 사이에 개재된 제2마운팅 브래킷(44), 강성조절부재(42)의 위치를 조절하기 위한 액추에이터(46) 및, 액추에이터(46)를 프런트 사이드 멤버(20)에 장착하기 위한 제1마운팅 브래킷(48; 도5에 도시)을 각각 포함할 수 있다.

도 4를 참조하면, 강성조절부재(42)를 장착하기 위한 제2마운팅 브래킷(44)은 대체로 플레이트 형상으로 형성될 수 있다.

제2마운팅 브래킷(44)에는 다수 개의 마운팅 홀(442)이 형성되어, 프런트 사이드 멤버(20)에 볼트와 같은 적절한 체결수단으로 제2마운팅 브래킷(44)을 장착할 수 있다.

제2마운팅 브래킷(44)의 대체로 중앙 부위에는 관통홀(444)이 형성될 수 있다.

관통홀(444)은 대체로 사각 형상으로 형성될 수 있다.

관통홀(444)의 주변 가장자리에는 다수 개의 돌기(446)가 형성될 수 있다.

다수 개의 돌기(446)는 관통홀(444)의 가장자리 중심 부위에 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서는 4개로 형성되어 있지만, 2개 혹은 그 이상의 개수로 형성될 수 있다.

도 5를 참조하면, 액추에이터(46)는, 예를 들면 ECU(Engine Control Unit)의 전기적인 신호를 공급받아 작동되는 모터일 수 있다.

액추에이터(46)는 회전축(462)을 구비하고서 제1마운팅 브래킷(48)을 통해 프런트 사이드 멤버(20)에 장착될 수 있다.

제1마운팅 브래킷(48)은 프런트 사이드 멤버(20)에 형성된 관통홀(22; 도 8에 도시)을 덮어서 가리는 형태로 프런트 사이드 멤버(20)에 장착될 수 있다.

액추에이터(46)의 제1마운팅 브래킷(48)은 소정 정도 이상의 충격을 받으면 파손될 수 있는 강성이 낮은 재질, 예를 들면 플라스틱 소재로 제작될 수 있다.

도 6을 참조하면, 강성조절부재(42)는 서로 대향하는 양측면이 개구된 사각 박스 형상의 바디(422)와, 이 바디(422)의 내부를 구횟짓는 격벽(424) 및, 격벽(424)에 형성된 결합홀(426)을 구비할 수 있다.

결합홀(426)에는 액추에이터(46)의 회전축(462)이 삽입되어 결합될 수 있다.

즉, 격벽(424)과 그 결합홀(426)은 액추에이터(46)와의 결합부를 구성하게 된다.

이에 따라, 액추에이터(46)가 회전하면, 강성조절부재(42)도 함께 회전할 수 있다.

도 3 및 도 7을 참조하면, 차량이 저속으로 주행 중일 때에는, ECU의 전기적인 제어 신호에 의해 액추에이터(46)가 작동해서, 강성조절부재(42)가 제2마운팅 브래킷(44)의 관통홀(444)에 위치 정렬되고, 관통홀(444)의 주변의 다수 개의 돌기(446)와 간섭을 일으키지 않도록 배치된다.

이러한 상태에서 차량이 전방 물체와 저속으로 충돌하게 되면, 도 8에 도시된 바와 같이, 충돌 충격이 크래쉬 박스(30)와 강성조절부재(42)에 함께 가해지고, 강성조절부재(42)에 가해진 충격은 액추에이터(46)의 제1마운팅 브래킷(48)에 전달되어, 강성이 상대적으로 낮은 재질로 제작된 제1마운팅 브래킷(48)이 파손되면서 강성조절부재(42)와 액추에이터(46)는 함께 프런트 사이드 멤버(20)의 관통홀(22)을 통해 프런트 사이드 멤버(20)의 내부로 삽입된다.

따라서, 크래쉬 박스(30)만이 저속 충격을 받아서 변형되면서 충격을 흡수하여 완화시키게 된다.

그러므로, 차량의 충돌 사고 발생 후 차체를 수리할 때에 크래쉬 박스(30)만 수리하면 되고, 액추에이터의 제1마운팅 브래킷(48)은 교체해서 재장착하면 되므로, 프런트 사이드 멤버(20)를 수리할 필요가 없기 때문에 차체 수리비를 효과적으로 절감할 수 있다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 차량이 고속으로 주행 중일 때에는, ECU의 전기적인 제어 신호에 의해 액추에이터(46)가 작동해서, 강성조절부재(42)가 제2마운팅 브래킷(44)의 관통홀(444)에 대해 어긋나게 위치 정렬되고, 관통홀(444)의 주변의 다수 개의 돌기(446)와 중첩되게 배치된다.

이러한 상태에서 차량이 전방 물체와 저속으로 충돌하게 되면, 도 11에 도시된 바와 같이, 충돌 충격이 크래쉬 박스(30)와 강성조절부재(42)에 함께 가해지고, 강성조절부재(42)는 제2마운팅 브래킷(44)의 관통홀(444)에 대해 어긋나게 배치되어 있으므로, 강성조절부재(42)가 충돌 충격을 받아서 압축 변형되면서 충격을 흡수하여 저감하게 된다.

이와 동시에 크래쉬 박스(30)도 충돌 충격을 받아서 압축 변형되면서 충격을 흡수하여 완화시킴과 더불어 프런트 사이드 멤버(20)도 충돌 충격을 받아서 압축 변형되면서 충격을 흡수하여, 탑승객에게 전달되는 충격을 완화시켜 탑승객을 보다 안전하게 보호할 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

10: 범퍼 빔
20: 프런트 사이드 멤버
30: 크래쉬 박스
40: 강성조절수단
42: 강성조절부재
44: 제2마운팅 브래킷
46: 액추에이터
48: 제1마운팅 브래킷

Claims (10)

1. 프런트 사이드 멤버와 크래쉬 박스 사이에 개재되어 상기 프런트 사이드 멤버에 장착되고, 차속이 저속일 때에는 저강성을 가지는 반면에 차속이 고속일 때는 고강성을 유지하는 강성조절수단을 구비하되,
   상기 프런트 사이드 멤버에는 관통홀이 형성되고;
   상기 강성조절수단은 상기 관통홀을 덮어 가리는 제1마운팅 브래킷을 구비하여,
   상기 강성조절수단의 저강성은 상기 제1마운팅 브래킷의 파손에 의해 이루어지는 반면에, 상기 강성조절수단의 고강성은 고속 충격을 받아서 변형되는 강성조절부재에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 충격흡수장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 강성조절부재는 상기 강성조절부재와 결합하여 차속에 따라 상기 강성조절부재의 위치를 가변시키는 액추에이터를 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 충격흡수장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 액추에이터는 모터인 것을 특징으로 하는 차량용 충격흡수장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 액추에이터는 상기 제1마운팅 브래킷을 통해 상기 프런트사이드 멤버에 장착된 것을 특징으로 하는 차량용 충격흡수장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1마운팅 브래킷과 상기 강성조절부재사이에는, 상기 강성조절부재가 통과할 수 있는 관통홀을 구비한 제2마운팅 브래킷이 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 충격흡수장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2마운팅 브래킷의 관통홀 주변에는 상기 강성조절부재와 결합할 수 있는 다수 개의 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 충격흡수장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제1마운팅 브래킷은 플라스틱 재질로 제작된 것을 특징으로 하는 차량용 충격흡수장치.
9. 제3항에 있어서,
   상기 강성조절부재는,
   서로 대향하는 양측면이 개구된 사각 박스 형상의 바디; 및
   상기 바디에 형성되어 상기 액추에이터와 일체로 회전되게 결합하는 결합부;
   를 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 충격흡수장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 결합부는 상기 바디의 내부를 구횟짓는 격벽 및;
    상기 격벽에 형성되어 상기 액추에이터와 일체로 회전되게 결합하는 결합홀;
    을 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 충격흡수장치.

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