KR101868011B1

KR101868011B1 - 차량용 범퍼의 모순되는 조절 요건을 위한 에너지 흡수 시스템

Info

Publication number: KR101868011B1
Application number: KR1020147009158A
Authority: KR
Inventors: 매튜 디. 막스; 소마세카르 벤카트 보바; 디하넨드라 쿠마르 나그완시
Original assignee: 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이.
Priority date: 2011-11-03
Filing date: 2012-10-29
Publication date: 2018-06-15
Also published as: US20130113226A1; WO2013066782A1; EP2773536B1; BR112014008218A8; BR112014008218A2; CN104024057A; KR20140098055A; USD670218S1; US10005408B2; USD670217S1; EP2773536A1

Abstract

하나의 실시형태에서, 다단계 에너지 흡수 시스템은 열가소성 플랜지를 가진 프레임 및 플랜지를 가진 프레임과 정렬되는 근위 베이스 및 플랜지를 가진 프레임으로부터 돌출되는 원위 단부를 가지는 크러시 로브를 포함한다. 크러시 로브는 총 2i + 1 개의 슬래브를 포함하도록, 여기서 i는 슬래브 쌍의 개수로서, 1 이상이 되도록, 중심 슬래브 및 슬래브 쌍을 포함한다. 슬래브는 계단형 배열로 배치되고, 증가되는 에너지 레벨을 갖는 텔레스코프 방식으로 붕괴됨으로써 충격 에너지를 흡수하도록 구성된다.

Description

차량용 범퍼의 모순되는 조절 요건을 위한 에너지 흡수 시스템{ENERGY ABSORBING SYSTEM FOR CONFLICTING REGULATORY REQUIREMENTS FOR VEHICLE BUMPERS}

본 개시는 자동차 부품 및 특히 다양한 레벨의 충격 에너지를 흡수할 수 있는 자동차 범퍼 시스템에 관한 것이다.

한편으로, 미연방 기관(FMVSS)과 유럽 및 다른 한편으로 미국도로안전보험협회(IIHS)와 자동차 산업의 현재의 요구조건으로 인해 차량의 전면 범퍼 시스템을 위한 모순되는 설계 제약이 생긴다. 이러한 설계 제약은 단일의 에너지-흡수 시스템이 차량-보행자 충격에 관련된 낮은 에너지 충격을 흡수할 수 있음과 동시에 저속 차량-장애물 충격에 관련된 손상성을 완화시시는 능력 뿐만 아니라 정면 및 사각에서의 차량-차량 중속 충격과 관련된 손상성을 가질 것을 요구한다. 상업적 실현이 가능하도록 이들 요구조건은 중량, 크기 및 비용에 관한 차량 범퍼 시스템의 실장 상의 제약 내에서 부합되어야 한다.

현재까지 모든 측면으로부터의, 즉 보험사 및 자동차 산업 뿐만 아니라 다양한 규제기관의 모든 설계 제약에 부합하는 기존의 에너지 흡수체 시스템은 없다.

따라서, 모순되는 에너지 흡수 레벨 요구조건에 대처함과 동시에 차량의 비용 및 성능에 악영향을 미치지 않는 에너지 흡수 시스템에 대한 요구가 존재한다.

본 명세서는 다단계 에너지 흡수체 시스템 및 이것의 제작 및 사용 방법을 개시한다.

하나의 실시형태에서, 다단계 에너지 흡수 시스템은 베이스; 베이스로부터 연장되고, 제 1 단계 상부 하중 벽, 제 1 단계 저부 하중 벽, 및 제 1 단계 상부 하중 벽과 제 1 단계 저부 하중 벽 사이에 연장되는 전벽에 의해 한정되는 제 1 단계; 및 베이스로부터 연장되고, 제 1 단계에 인접하여 위치되는 한 쌍의 제 2 슬래브에 의해 한정되고, 제 2 슬래브 중 하나는 제 1 단계 상부 하중 벽의 일부, 제 2 단계 상부 하중 벽, 및 제 1 단계 상부 하중 벽의 일부와 제 2 단계 상부 하중 벽 사이에 연장되는 제 2 단계 전벽에 의해 한정되고, 제 2 슬래브 중 다른 하나는 제 1 단계 저부 하중 벽의 일부, 제 2 단계 저부 하중 벽, 및 제 1 단계 저부 하중 벽의 일부와 제 2 단계 저부 하중 벽 사이에 연장되는 다른 제 2 단계 전벽에 의해 한정되는 제 2 단계를 포함한다. 제 1 단계는 제 2 단계보다 더 먼 거리까지 베이스로부터 연장될 수 있다. 제 2 단계는 제 1 단계보다 더 많은 양의 에너지를 흡수하도록 구성될 수 있다.

하나의 실시형태에서, 차량은 범퍼 빔; 대시보드; 및 범퍼 빔과 대시보드 사이에 위치되는 에너지 흡수 시스템을 포함한다. 본 다단계 에너지 흡수 시스템은 베이스; 베이스로부터 연장되고, 제 1 단계 상부 하중 벽, 제 1 단계 저부 하중 벽, 및 제 1 단계 상부 하중 벽과 제 1 단계 저부 하중 벽 사이에 연장되는 전벽에 의해 한정되는 제 1 단계; 및 베이스로부터 연장되고, 제 1 단계에 인접하여 위치되는 한 쌍의 제 2 슬래브에 의해 한정되고, 제 2 슬래브 중 하나는 제 1 단계 상부 하중 벽의 일부, 제 2 단계 상부 하중 벽, 및 제 1 단계 상부 하중 벽의 일부와 제 2 단계 상부 하중 벽 사이에 연장되는 제 2 단계 전벽에 의해 한정되고, 제 2 슬래브 중 다른 하나는 제 1 단계 저부 하중 벽의 일부, 제 2 단계 저부 하중 벽, 및 제 1 단계 저부 하중 벽의 일부와 제 2 단계 저부 하중 벽 사이에 연장되는 다른 제 2 단계 전벽에 의해 한정되는 제 2 단계를 포함한다. 제 1 단계는 제 2 단계보다 더 먼 거리까지 베이스로부터 연장될 수 있다. 제 2 단계는 제 1 단계보다 더 많은 양의 에너지를 흡수하도록 구성될 수 있다.

하나의 실시형태에서, 에너지를 흡수하기 위한 방법은 충격 에너지로 에너지 흡수 시스템에 충격을 가하는 단계를 포함한다. 본 다단계 에너지 흡수 시스템은 베이스; 베이스로부터 연장되고, 제 1 단계 상부 하중 벽, 제 1 단계 저부 하중 벽, 및 제 1 단계 상부 하중 벽과 제 1 단계 저부 하중 벽 사이에 연장되는 전벽에 의해 한정되는 제 1 단계; 및 베이스로부터 연장되고, 제 1 단계에 인접하여 위치되는 한 쌍의 제 2 슬래브에 의해 한정되고, 제 2 슬래브 중 하나는 제 1 단계 상부 하중 벽의 일부, 제 2 단계 상부 하중 벽, 및 제 1 단계 상부 하중 벽의 일부와 제 2 단계 상부 하중 벽 사이에 연장되는 제 2 단계 전벽에 의해 한정되고, 제 2 슬래브 중 다른 하나는 제 1 단계 저부 하중 벽의 일부, 제 2 단계 저부 하중 벽, 및 제 1 단계 저부 하중 벽의 일부와 제 2 단계 저부 하중 벽 사이에 연장되는 다른 제 2 단계 전벽에 의해 한정되는 제 2 단계를 포함한다. 제 1 단계는 제 2 단계보다 더 먼 거리까지 베이스로부터 연장될 수 있다. 제 2 단계는 제 1 단계보다 더 많은 양의 에너지를 흡수하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 전술한 특징 및 기타 특징은 다음의 상세한 설명 및 예시적 실시형태의 도면으로부터 더 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

예시적이고 비제한적인 도면을 참조하면, 동일한 요소는 동일한 도면부호로 표시되었다.

도 1a는 다단계 에너지 흡수 시스템의 하나의 실시형태의 좌상(top left) 사시도의 개략도이고, 여기서 n은 단계의 수이다. 도 1b는 하나의 실시형태에 따른 다단계 에너지 흡수 시스템의 우상(top right) 사시도이고, 여기서 n = 2이다. 도 1c는 도 1b의 다단계 에너지 흡수 시스템의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명에서 처리될 설계 제약을 발생시키는 에너지 흡수를 위한 모순되는 요구조건을 도시한다.
도 3은 차량-보행자 충격에 대해 시험된 하나의 실시형태에 따른 다단계 에너지 흡수 시스템의 측면도를 도시한다.
도 4a는 도 4b의 시험 결과를 위해 사용되는 충격 위치를 도시하는 다단계 에너지 흡수 시스템의 실시형태의 평면도이다.
도 4b는 EA 시스템(도 4a) 의 중심("Y = 0") 및 EA 시스템(도 4a)의 외측 위치("Y = 470")에서 양자 모두 약 850 줄(J)의 충격 레벨에서의 도 3에 도시된 시험 결과를 도시하는 것으로서, EA는 약 450 줄(J)을 흡수하도록 되어 있고, 그래프는 가속도(G)로 설정되어 있다.
도 5a는 저속(4 kph(2.5 mph)) 차량-장애물(및 차량-진자) 충격 시험 셋업의 개략도이다.
도 5b는 다단계 EA 시스템의 성능을 도시한다.
도 6은 더 고속인 10 kph 차량-'범퍼형 장애물' 충격 시험 셋업의 개략도를 도시한다.
도 7은 도 6의 시험 셋업을 사용하여 결정된 힘-침입의 그래프이다.
도 8은 도 6의 시험 셋업을 사용하여 결정된 빔 후면 변위의 그래프이다.
도 9는 전형적인 EA 시스템의 우하(bottom right) 사시도이다.

본 다단계 에너지 흡수체 시스템은 이하의 설명 및 실시예에서 더 구체적으로 설명되고, 이 실시예에 대한 수 많은 개조 및 변경이 본 기술분야의 당업자에게 용이하게 예측될 수 있으므로 이 실시예는 설명을 위한 것에 불과하다. 본 명세서 및 청구항에서 사용되는 단수형 표현인 "하나" 또는 "상기"는 문맥이 명확하게 반대의 뜻을 표현하지 않는 한 복수의 지시대상을 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서 및 청구항에서 사용되는 "포함하다"라는 용어는 "~로 구성되다" 및 "본질적으로 ~로 구성되다"의 실시형태를 포함할 수 있다. 게다가, 본 명세서에 개시된 모든 범위는 종점(endpoint)을 포함하고, 독립적으로 조합될 수 있다.

본 명세서에서 관련되는 기본 함수를 변화시키지 않고 임의의 양적 표현을 개변시키기 위해 개략적 언어가 적용될 수 있다. 따라서, "약" 및 "실질적으로"와 같은 용어에 의해 개변되는 값은 경우에 따라 특정된 정확한 값에 한정되지 않을 수 있다. 적어도 일부의 경우에, 개략적 언어는 값을 측정하기 위한 기기의 정확도에 대응할 수 있다.

하나의 실시형태에서, 다단계 EA 시스템은 이 시스템에 다양한 에너지 흡수 특성을 제공하는 적어도 2 개의 에너지 흡수 단계를 포함한다. 제 1 에너지 흡수 단계는 저강도-충격 및/또는 저속 충돌에 대체로 유용한 에너지 흡수 특성을 제공할 수 있다. 후속 에너지 흡수 단계는 범퍼 구조 시험 프로시저에 따른 더욱 고도의 에너지 밀도 또는 속도의 충격 및/또는 충돌에 대체로 유용한 에너지 흡수 특성을 제공한다.

따라서, 하나의 실시형태에서, 다단계 에너지 흡수 시스템은 열가소성 플랜지를 가진 프레임 및 복수의 크러시 로브(crush lobe)를 포함하고, 상기 로브는 플랜지를 가진 프레임과 정렬된 근위(proximal) 베이스 및 플랜지를 가진 프레임으로부터 돌출하는 원위(distal) 단부를 갖고, 여기서 각각의 로브는 2i + 1 개의 동축의 (예를 들면, 축선 "A_x"을 따르는) 또는 종방향(즉, 주축선)으로 연장되는 네스팅(nesting)된 슬래브를 포함할 수 있고, 이 슬래브는 계단형 배열로 배치되고, 에너지 레벨의 증가에 따라 텔레스코프식(예를 들면, 네스팅식)으로 붕괴됨으로써 충격을 흡수하도록 구성된다. 중심 슬래브 및 각각의 인접하는 슬래브의 쌍(즉, i번째 쌍)은 본 명세서에 설명되는 다단계 에너지 흡수 시스템의 단계를 나타낸다. 슬래브는 압괴를 허용하도록 공동을 포함한다(예를 들면, 슬래브는 중공체이다). 각각의 슬래브는 측벽을 갖고, 측벽은 이 측벽을 연결하는 전벽까지 연장한다. 측벽은 평행하거나 전벽을 향해 수렴할 수 있다. 측벽은 원하는 압괴/붕괴 프로파일을 얻기 위해 필요에 따라 직선형이나 곡선형일 수도 있다.

중심 슬래브 에너지 흡수 단계는 하나 이상의 제 1 단계 요소(또한 슬래브라고도 알려져 있음)를 통해 더 낮은 충격 저항을 갖도록 제 1 단계로서 설계될 수 있다. 이들 요소는 제 1 단계 요소의 형상, 주름의 정도, 제 1 단계 요소를 구축하기 위해 사용되는 재료, 다양한 충격 저항을 가지는 제 1 단계 요소의 사용, 측벽(들) 내의 개구(들), 및/또는 다양한 재료로부터 구축되는 제 1 단계 요소의 사용을 포함하는, 그러나 이것에 한정되지 않는, 하나 이상의 인자에 따라 설계될 수 있다.

따라서, 소정의 로브의 중심 슬래브(예를 들면, 크러시 로브의 중심 축선을 형성하는 것)를 제 1 단계 요소라 부르고, 여기서 이 제 1 단계 요소는 이 요소의 형상의 결과로서 더 작은 충격 저항을 갖도록 설계될 수 있다. 하나의 실시형태에서, 제 1 단계 요소는 다단계 EA 시스템의 플랜지를 가진 프레임으로부터 돌출하는 루프형 구조물을 포함하고, 이 루프의 폐쇄된 부분은 이 다단계 EA 시스템이 부착되어 있는 자동차로부터 가장 멀리 연장한다.

하나의 실시형태에서, 다단계 EA 시스템은 계단형 구성으로 배치되고, 여기서 제 1 단계 또는 중심 슬래브는 차량(예를 들면, 범퍼 빔, 도장되지 않은 차체, 레일 등)에 부착하도록 구성되는 플랜지를 가진 프레임으로부터 가장 멀리 돌출한다. 다양한 실시형태에서, 중심 슬래브는 이웃하는 슬래브(예를 들면, 1 내지 4 쌍 또는 그 이상의 쌍의 이웃하는 슬래브(예를 들면, i는 1 내지 4이다))를 갖고, 여기서 각 쌍의 슬래브는 에너지-흡수 시스템 내의 단계를 나타낸다. 슬래브 쌍은 네스팅될 수 있다. 다시 말하면, i번째 쌍의 각각의 슬래브는 중심 슬래브의 대향측 상에 위치될 수 있고, 중심 슬래브를 네스팅할 수 있으므로 중심 슬래브가 압괴될 때 이 중심 슬래브는 인접하는 슬래브 쌍 내에 및/또는 사이에 압괴된다. 다양한 실시형태에서, 슬래브 쌍은 동축일 수 있다.

하나의 실시형태에서, 에너지 흡수 시스템의 각각의 단계는 크러시 로브를 따라 주름, 두께, 및/또는 개구(예를 들면, 슬롯)를 변화시킴으로써 조절될 수 있다. 본 명세서에 제공된 바와 같이, 제 1 단계는 하나의 실시형태에서 슬롯 및/또는 더 얇은 두께를 갖는 후속 에너지 흡수체 로브보다 연질로서, 상부 에너지 흡수체(예를 들면, 도 1c의 UEA)라 부른다. 제 1 단계는 보행자 안전에 대처하도록 구성될 수 있다. 제 2 단계는, 슬래브가 더 두꺼운 두께를 가질 수 있고, 다중 슬래브(예를 들면, 슬래브 쌍)가 축방향 압괴에 관여되므로 더 큰 강성의 요소가 된다. 이들 슬래브는, 예를 들면, 49 C.F.R. Part 581를 대처하기 위해 더 높은 에너지 레벨을 흡수하도록 구성될 수 있다. IIHS 충격은 제 2 단계에 의해 대처되거나 후속 단계(들)에서 대처될 수 있다.

다단계 붕괴 중에 흡수될 에너지 레벨의 예는 도 2에 도시되어 있다. 제 1 단계 중에, 전방/제 1 단계 크러시 로브(예를 들면, UEA)는 붕괴되어 초기 반력을 준다. 이 초기 반력은 나머지 단계에 비해 최소 반력인 것이 바람직하고, 예를 들면 15 킬로뉴톤(kN) 이하일 수 있고, (예를 들면, 하퇴 충격 중에) 450 J의 에너지를 흡수할 수 있다. 저속의, 예를 들면, 차량-장애물에 관련된 충격의 경우, 후속 단계/슬래브 쌍은 텔레스코프 방식으로 붕괴(예를 들면, 완전히 압괴)되어 제 1 단계보다 높은 에너지 레벨(예를 들면, 최대 45 kN(예를 들면, 15 kN 내지 최대 45 kN))을 흡수하고, 49 C.F.R. Part 581(충격 4 킬로미터/시간(kph), (2.5 마일/시간(mph)))에 부합하도록 900 J의 에너지를 흡수하여 완전히 압괴된다. 선택적으로, 제 2 단계 또는 후속 단계는 최대 6,000 J의 에너지를 흡수할 수 있고, IIHS 범퍼형 장애물 충격 표준(10 kph(6.25 mph))에 부합하도록 120 kN 힘(예를 들면, 15 kN to 120 kN, 더 구체적으로는, 45 kN 내지 최대 120 kN)을 제공한다. 다음 후속 단계는, 예를 들면, 6,000 J을 초과하는 더 큰 에너지를 흡수하고, 고속 충돌(50 kph)에 대해 120 kN 힘 이하의 힘의 값을 유지한다. 그러므로, 다단계 에너지 흡수체 시스템은 저속 차량-차량/차량-장애물 충돌 중에 보행자 및 차량의 양자 모두에 대한 손상을 방지한다.

요소의 높이에 관하여, 요소는 모두 동일한 높이("D")를 가지거나 상이한 슬래브는 (예를 들면, 인접하는 슬래브보다 높거나 낮은) 상이한 높이를 가질 수 있고, 슬래브 쌍은 균등한 압괴가 가능하도록 대체로 동일한 높이를 가지고, 여기서 높이는 에너지 흡수체의 베이스(예를 들면, 플랜지(16)에 인접하는 에너지 흡수체의 단부; 즉 전벽에 대향하는 단부)에 인접하여 측정된다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 예를 들면, 제 1 단계의 높이(D)는 후속 슬래브(예를 들면, 후속 단계)의 높이(D1, D2,… Di)보다 높을 수 있다. 각각의 슬래브의 특정 높이는 그 단계에서의 원하는 압괴 특성을 얻기 위해 조정(예를 들면, 조율/조절)된다.

압괴 특성은 벽 두께("T")의 선택에 의해 더욱 조절(예를 들면, 조정/조율)될 수 있다. 각각의 단계의 벽 두께는 원하는 압괴 특성을 얻도록 선택된다. 벽 두께는 인접하는 벽 두께와 동일하거나 다를 수 있다. 예를 들면, 벽 두께는 원하는 압괴 특성에 의존하여 다음의 식 중 임의의 식에 따라 결정된다.

T = T₁ = T₂ = … = T_i (I)

T < T₁ < T₂ < … < T_i (II)

T > T₁ > T₂ > … > T_i (III)

T < T₁ > T₂ < … > T_i (IV)

여기서,

i는 슬래브 쌍의 수;

T는 제 1 단계인 중심 슬래브의 벽 두께;

T₁은 제 2 단계인 첫 번째의 i번째 슬래브 쌍의 벽 두께;

T₂는 다음의 인접하는 단계인 두 번째의 i번째 슬래브 쌍의 벽 두께;

T_i는 최종 단계인 최종 i번째 슬래브 쌍의 벽두께이다.

하나의 실시형태에서, 다단계 EA 시스템은 다소의 구조적 통합성을 가지고 텔레스코프 방식으로 불연속 에너지를 흡수하도록 구성된다(따라서 에너지는 전체 에너지 흡수체에 의해 흡수된다). 다시 말하면, 각각의 단계는 특정 량의 에너지를 흡수하는, 그리고 원하는 에너지 흡수 레벨(예를 들면, 원하는 표준)에 부합하는 원하는 에너지 레벨에서 붕괴되도록 구성된다. 따라서, 중심 슬래브(예를 들면, 제 1 단계)는 그것의 최인접 이웃 슬래브(인접 슬래브(다음 단계))를, 예를 들면, 20 mm 이상, 특히 20 내지 70 mm 만큼 초과하여, EA 시스템의 프레임으로부터 돌출한다. 중심 슬래브는, 예를 들면, 일반적으로 하퇴(차량-보행자) 충격과 관련되는 에너지 양인 최대 450 J의 충격 에너지를 흡수하도록 구성되거나, 최대 750 J의 충격 에너지를 흡수하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 보행자 안전은 최대 15 kN의 반력을 가지는 최대 450 J의 에너지를 흡수하는 것을 말한다.

유사하게, 다음 단계(제 2 단계)는 중심 슬래브에 직접 인접하는 한 쌍의 슬래브를 포함한다. 제 2 단계는 제 1 단계 미만으로 프레임으로부터, 그리고 그 최인접 이웃 슬래브(제 3 단계)가 존재하는 경우에는 이것을 초과하여, 또는 다단계 EA 시스템의 프레임을 초과하여, 예를 들면, 인접 슬래브 쌍(및 이것이 존재하지 않는 경우에는 프레임)을 10 mm 이상, 구체적으로는 20 mm 내지 80 mm 만큼 초과하여, 돌출한다. 제 2 단계는 제 1 단계보다 큰 충격 에너지(예를 들면, 최대 1,100 J의 에너지), 예를 들면, 49 CFR Part 581에 상세히 기술되어 있는 것과 같은 표준 하의 차량-장애물 충돌과 일반적으로 관련되는 에너지의 양을 흡수하도록 구성된다. 선택적으로 제 2 단계는 최대 7,000 J의 충격 에너지, 예를 들면, 10 kph 충돌에서의 손상성 완화를 위한 미국 도로 안전 보험협회(IIHS)가 요구하는 것과 같은 표준 하의 차량-'범퍼형 장애물' 충격과 일반적으로 관련되는 에너지 양을 흡수하도록 구성될 수 있다. 또한, 제 2 단계 슬래브에 직접 인접하는 다른 쌍의 슬래브로 구성되는 선택적인 제 3 단계는 프레임으로부터 제 2 단계 미만(예를 들면, 10 mm 이상, 구체적으로는 20 mm 내지 80 mm)으로 돌출할 수 있다. 이 단계는 최대 7,000 J의 충격 에너지, 예를 들면, 10 mph 충돌에서의 손상성 완화를 위한 미국 도로 안전 보험협회(IIHS)가 요구하는 것과 같은 표준 하의 차량-차량 충격과 일반적으로 관련되는 에너지 양을 흡수하도록 구성될 수 있다. 소정의 최대량(예를 들면, 최대 7,000 J)에 이르는 어떤 양의 에너지를 흡수한다는 것은 그 최대량을 포함하여 그 최대량에 이르는 이르는 모든 양이 흡수된다는 것을 의미한다는 것이 이해되어야 한다. 명백히, 임의의 원하는 양의 충격 에너지를 흡수하기 위해 상기 임의의 단계들 사이 및/또는 상기 단계들 후에 추가의 단계가 위치될 수 있고, 흡수체는 이 흡수체가 프레임을 향해 텔레스코프식으로 붕괴될 때 점점 더 많은 에너지를 흡수하도록 조정될 수 있다.

에너지 흡수체 시스템을 형성하기 위해 사용될 수 있는 재료의 예는, 플라스틱 재료, 금속 재료, 발포체 재료, 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 합성물을 포함하지만, 이것에 한정되지 않는다. 저속 충격에서 제 1 단계 요소가 파괴되거나 영구적 변형을 나타내지 않고, 오히려 충격력이 제거된 후의 형상으로 탄성 복원(spring back)되도록 어느 정도의 탄성을 가지는 제 1 단계 요소의 재료를 선택하는 것이 유익할 수 있다. 이와 같이, 극저속 충격에서, 범퍼는 피충돌 물체나 범퍼 자체를 손상시키지 않고 항복될 수 있다.

에너지 흡수체(예를 들면, 각각의 단계)는 열가소성 재료와 같은 플라스틱 재료로 구축될 수 있다. 유익한 실시형태에서, 플라스틱 재료는 약 200 ℃ 내지 약 - 60 ℃의 온도에서 가요성을 갖는 열가소성 재료이다. 사용될 수 있는 열가소성 재료의 예는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS)(SABIC Innovative Plastics로부터 구입할 수 있는 CYCOLAC* 수지), 폴리카보네이트(SABIC Innovative Plastics로부터 구입할 수 있는 LEXAN* 및 LEXAN* EXL 수지), 폴리카보네이트/ABS 혼합물(SABIC Innovative Plastics로부터 구입할 수 있는 CYCOLOY* 수지), 코폴리카보네이트-폴리에스테르, 아크릴릭-스티렌-아크릴로니트릴(ASA)(SABIC Innovative Plastics로부터 구입할 수 있는 GELOY* 수지), 아크릴로니트릴-(에틸렌-폴리프로필렌 디아민 개질된)-스티렌(AES), 페닐렌 에테르 수지, 폴리페닐렌 산화물 및 폴리스티렌의 유리 충전 혼합물, 폴리페닐렌 에테르/폴리아미드의 혼합물(SABIC Innovative Plastics의 NORYL GTX* 수지), 폴리카보네이트/폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)/폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및 충격 개질제의 혼합물(SABIC Innovative Plastics로부터 구입할 수 있는 XENOY* 수지), 폴리아미드, 페닐렌 설파이드 수지, 폴리비닐 클로라이드(PVC), 고충격 폴리스티렌(HIPS), 저/고 밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 열가소성 올레핀(TPO), 폴리에틸렌 및 섬유 복합재, 폴리프로필렌 및 섬유 복합재, 장섬유 보강 열가소성 플라스틱(SABIC Innovative Plastics로부터 구입할 수 있는 VERTON* 및 STAMAX* 수지), 전술한 열가소성 재료 중 적어도 하나를 포함하는 합성물을 포함하고, 그러나 이들에 한정되지 않는다. 일부의 가능한 보강재는 유리 섬유, 탄소 섬유 등과 같은 섬유 뿐만 아니라 전술한 재료, 예를 들면, 장 유리 섬유 및/또는 장 탄소 섬유 보강 수지 중 적어도 하나를 포함하는 합성물을 포함한다.

하나의 실시형태에서, 각각의 단계 요소, 임의의 사이드 스트랩 및/또는 임의의 세장형 스트립(예를 들면, 플랜지, 측벽, 전벽, 선택적인 리브 등)를 제작하기 위해 동일 재료가 사용될 수 있다. 그러나, 대안적 실시형태에서, 각각의 단계를 제작하기 위해 상이한 재료가 사용되도록 단계 요소는 특정 사양에 따라 설계될 수 있다. 또한, 대안적 실시형태에서, 해당하는 경우, 요소의 상이한 부분을 제작하기 위해 상이한 재료가 사용될 수 있다.

요소를 형성하기 위해 사용되는 재료는 각각의 제 1 단계 요소를 제작하기 위해 사용되는 방법에 기초하여 선택될 수 있다. 하나의 실시형태에서, 제 1 단계 요소는 원하는 압괴 특성(예를 들면, 에너지 흡수)을 가지는 제 1 단계 요소를 형성할 수 있는 임의의 방법을 사용하여 형성될 수 있다. 사용되는 방법은 제 1 단계 요소를 형성하기 위해 사용되는 재료, 자동차 범퍼가 사용되는 자동차의 유형, 및/또는 형성될 자동차 범퍼의 크기를 포함하는, 그러나 이들에 한정되지 않는 하나 이상의 인자를 사용하여 선택될 수 있다. 사용될 수 있는 방법의 예는 압출 성형, 블로우 성형, 가압 성형, 사출 성형, 열성형, 용융 성형(예를 들면, 공압출 성형, T-다이 압출, 인플레이션 압출, 프로파일 압출, 압출 코팅 및 다층 사출 성형) 또는 상기한 방법 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함하지만, 이것에 한정되지 않는다.

하나의 실시형태에서, 본 시스템은 일체의 사출 성형에 의해 형성되고, 각각의 슬래브 쌍은 그것의 선행 슬래브 쌍을 초과하여 연장하여 결국 말단부는 동축으로 배치되는 중심 슬래브가 된다. 중심 슬래브 또는 제 1 단계의 횡단면은 상부 하중 벽, 저부 하중 벽, 개방된 베이스 및 개방된 베이스로부터 원위 단부의 전면을 갖고, 전면은 평면, 상부 또는 저부 하중 벽 중 어느 하나를 향해 경사진 면, 오목한 횡단면 또는 볼록한 횡단면으로부터 선택되는 횡단면 형상을 갖는다. 하나의 실시형태에서, 제 2 단계 또는 제 1 쌍의 슬래브는 중심 슬래브 또는 제 1 단계의 상부 및 저부 하중 벽에 부착된다. 다시 말하면, 제 1 단계의 상부 하중 벽의 일부는 제 2 단계의 벽을 형성한다.

도면을 참조하면, 도 1은 다단계 EA 시스템의 하나의 실시형태를 제공한다. 이 실시형태에서, 다단계 EA 시스템(10)은 플랜지를 가진 프레임(16)을 포함하고, 이 플랜지를 가진 프레임(16)는 이것으로부터 돌출하는 크러시 로브(18p-q)를 갖고, 각각의 크러시 로브(18)는 도 1c에 도시된 바와 같이 중심 슬래브 또는 제 1 단계(12)의 주위에 계단형식으로 배치되는 동축(축선 A_x)의 또는 네스팅된 슬래브(14)를 포함한다. 제 1 단계 또는 중심 슬래브(12, 상부 에너지 흡수체, "UEA")는 제 2 단계 또는 제 1 쌍의 슬래브(14, 하부 에너지 흡수체, "LEA")를 초과하여 연장된다. 전술한 바와 같이, 그리고 다시 말하면, 에너지 흡수 시스템(10)은 제 1 단계 상부 하중 벽(측벽 또는 제 1 측벽이라고도 함)(22), 저부 하중 벽(측벽 또는 제 2 측벽이라고도 함)(24), 및 전벽(26)을 구비하는 제 1 단계(12)를 갖는다. 다음에 제 2 단계(14)는 제 1 단계 상부 하중 벽(22)의 일부, 제 2 단계 전벽(28), 및 제 2 단계 상부 하중 벽(30)에 형성되는 하나의 슬래브, 및 제 1 단계 저부 하중 벽(24)의 일부, 다른 제 2 단계 전벽(32), 및 제 2 단계 상부 하중 벽(30)에 의해 형성되는 다른 슬래브를 갖는다. 도 1에 도시된 바와 같이, 다단계 EA 시스템은 (예를 들면, 두께를 변화시킴으로써, 슬롯을 채용함으로써, 재료 뿐만 아니라 측벽 및 전벽의 길이를 선택함으로써) 에너지 흡수를 조절할 수 있는 복수의 개별 로브를 포함한다. 게다가, 로브가 더욱 높은 효율을 달성할 수 있도록 로브 상에 주름(예를 들면, 수렴측 및/또는 발산측)이 제공될 수 있다.

선택적으로, 단계들 중 하나 이상은, 예를 들면, 자체의 압괴/붕괴 특성을 더 조절하기 위해 개구를 가질 수 있다. 예를 들면, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상부 하중 벽(22) 및/또는 저부 하중 벽(24)은 개구(예를 들면, 슬롯)(36)을 가질 수 있다. 슬롯(36)은 벽(22, 24)의 길이 만큼 연장될 수 있고, 또는 벽(22, 24)의 길이의 일부 만큼 연장될 수 있다. 예를 들면, 슬롯(36)은 전벽(26)으로부터 제 2 단계 전벽 28, 32)까지 연장될 수 있다. 예를 들면, 슬롯은 전벽(26)과 제 2 단계 전벽(28, 32) 사이의 측벽의 면적의 5 % 내지 50 % 또는 일부인 개방된 영역을 형성할 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 상이한 슬래브는 상이한 크기의 개방된 영역을 가질 수 있고, 개방된 영역의 크기는 에너지 흡수 시스템의 중심으로부터 에너지 흡수 시스템의 단부를 향해 감소된다. 유사하게, 에너지 흡수 시스템의 슬래브는 차량 설계에 따라 상보적인 전체 형상을 형성할 수 있다. 예를 들면, 이것은 도 1b에 도시된 바와 같이 대체로 볼록한(예를 들면, 만곡되거나 크라운 가공된) 형상을 형성할 수 있다. 도시된 이 실시형태에서, 슬래브의 길이 "l"은 에너지 흡수 시스템을 가로질러 변화될 수 있고, 압괴 특성의 추가의 조절을 가능하게 한다.

도 2는 설계 제약을 발생하는 모순되는 요구조건을 도시하는 것으로서, 모두 차량 범퍼 빔으로부터 대시보드까지 100 mm 이하인 시스템에서, 80mm 미만의 침입에 대해, EA 시스템은 중심 및 외측 위치에서 15 kN 미만의 힘 레벨을 유지하는 차량-보행자 충격 뿐만 아니라 45 kN 미만의 저속(2.5 mph) 차량-장애물 충격을 흡수해야 하고, 또한 더 고속의 속도 차량-'범퍼형 장애물' 충격의 손상성을 완화시킨다.

도 3은 하퇴 충격 시험의 다단계 에너지 흡수 조립체를 도시한다. 하퇴 충격 시험은 무릎 관절의 연조직 손상이나 인접하는 하퇴 골의 골절을 당할 수 있는 보행자의 손상을 시뮬레이션한 것이다. 이들 손상은 보행자와 차량 사이의 충격의 초기에 발생한다. 본 시험 장치는 무릎 관절을 포함하는 사람의 하퇴를 시뮬레이션한 것이다. 충격은 무릎의 관절의 평면에 대해 수직하게 실행된다. 관절의 축선에 대해 직각으로 무릎 관절의 각운동이 측정되고 회전각도(rotation degree)로서 기록된다. 경골 감속(G-부하) 및 무릎 전단(shear) 변위가 또한 측정 및 기록된다.

중심(Y = 0) 및 외측 위치(Y = 470)에서의 하퇴 충격의 결과가 도 4b에 기록되어 있다. 이 그래프는 가속도(G) 대 시간(밀리초)을 도시하고, 여기서 "G"는 9.81 m/초²의 값을 가지는 중력 가속도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 대시보드(20)로 덮여 있는, 그리고 스플래시 쉴드(splash shield; 42) 상의 범퍼 빔(40)의 전방에 위치되는 이중 단계(n = 1) EA 시스템(10)이 하퇴 충격 시험 장치(70)와 함께 사용되었다. 도시된 EA 시스템은 네스팅된 슬래브의 계단형 구성의 제 2 단계 또는 제 1 쌍의 슬래브보다 높은 높이("D")를 가지는 제 1 단계 또는 중심 슬래브를 갖는다.

완전한 EA 유닛이 일반적인 차량 플랫폼 상에 조립되었고, 3 가지 주요 충격(하퇴 보행자 충격, 49 CFR Part 581 및 더 고속 IIHS 충격 프로토콜)에 대해 시뮬레이션 및 검증된다. 도시된 다단계 EA 시스템에서, EA 시스템은 1.15 킬로그램(kg)으로서, 동일한 실장 공간(예를 들면, 도 9 참조)에 대해 기존의 EPP 발포체 + 열가소성 올레핀(TPO) 해결책(약 2 kg)에 비해 상당히 경량이다. 본 설계는 감소된 실장 공간인 30 밀리미터(mm)의 경우에 발포체 - TPO 해결책보다 더 효율적으로 수행되는 것이 관찰된다.

제공된 시스템의 실시형태를 장착한 차량을 위한 하퇴 충격의 성능 곡선이 도 4에 도시되어 있다. Y = 0로서 언급된 중심 위치 및 범퍼 길이를 따라 Y = 470(외측 길이)로서 언급된 최외측 위치의 범퍼 시스템 상의 2 개의 위치에서 차량 성능이 평가되었다. 모든 보행자 안전 목표(150 미만의 가속도, 15° 미만의 무릎-회전 및 6 mm 미만의 경골-전단 변위)가 추가의 안전 한계에 부합되었다(정면(Y = 0) 및 사각(Y = 470) 충격에 대해 각각 114 및 97 G 가속도, 7.2 및 12.8°, 1.8 및 1.5 mm의 전단 변위와 비교할 것).

도 5a 및 도 5b에서 볼 수 있는 바와 같이, 저속 장애물 충격에 대해 49 CFR Part 581의 요구조건에 따라 순차적 충격 시뮬레이션 시험이 수행되었다. 수행 결과는 도 5b에 도시되어 있다. 차량 셋업은 도 5a에 도시되어 있다. 이중-단계(n = 2) EA 구조물의 성능을 보여주는 힘 침입 곡선은 강철 범퍼 빔 후측의 부품에 대한 손상을 저하시키는, 그리고 일반적으로 OEM 및 보험사로부터의 요구조건인 헤드 램프 및 후드에 악영향을 주지 않는 빔의 후부의 최소 변위를 도시한다. 진자 충격 외에, 도 5b에서 "평면 장애물"로 표시된 추가의 평면 장애물 충격이 부가되었다.

차량 높이가 다른 경우, 범퍼-범퍼 불일치가 고려된다. 실제의 충격에 대처하고 실패를 시뮬레이션하기 위해, IIHS 규정의 초안이 기초되었고, 모든 차량은 유리한 평가를 달성하기 위해 이 규정의 표준에 부합할 것을 요구한다. 차량 셋업 및 성능 곡선(힘 대 침입)은 도 6에 도시되어 있다. 차량 헤드 램프에 대한 손상이 관찰되지 않았고, 이것은 대부분의 OEM이 채택하는 일반적인 가이드라인이다. 도 7 및 도 8은 이중 단계 에너지 흡수 시스템(n = 1)을 보여주는 IIHS에 의해 규정된 바와 같은 차량-차량 중속(40 mph) 시험의 결과를 제공하고, 여기서 도 7에 도시된 바와 같이 침입은 110 mm를 초과하지 않는다. 도 8에 도시된 바와 같이, 관찰된 후면 빔 변위 안전 값(즉 40 mm 미만)이고, 이것은 범퍼 빔의 후측의 부품의 손상을 최소화한다.

보행자-안전 에너지 흡수체의 설계를 위해 많은 재료, 수개의 형상, 및 수개의 제조 공정이 사용된다. 이들 중, 가장 일반적으로 사용되는 것은 발포체 에너지 흡수체이고, 이것은 보행자 안전 규정에 부합하지만 통상적으로 (80 mm를 초과하는) 더 큰 실장 공간을 필요로 한다. 다른 한편, 금속 에너지 흡수체는 극히 제한된 형상 및 균일한 두께로서 설계자들에게 제약을 가하고, 따라서 보행자 안전을 위해 매우 효과적인 것은 아니다. 도 9는 EA 시스템의 개략도를 도시하고, 여기서 발포체(80)는 열가소성 스페이서(50) 상에 배치되고, 발포체(80)는 중심 부재(801) 및 이것의 양측에 위치되는 2 개의 외측 부재(802)로 구성된다. 외측 부재(802)의 밀도는 가변적인 충격 에너지가 얻어질 수 있도록 종종 중심 부재(801)의 밀도보다 높다.

반대로, 개시된 보행자 안전을 위한 에너지 흡수체 시스템은 자동차 범퍼 빔 상에 조립되었을 때 보행자-안전 충격 요구조건(EEVC, ACEA(Phase II) 및 GTR) 및 다른 저속 차량 손상성 요구조건(C.F.R. Part 581, ECE42, IIHS 및 RCAR)에 부합할 수 있다. 본 명세서에 제공된 다단계 EA 시스템은 도 9에 도시된 발포체 해결책보다 30 - 40 % 더 효율적이고, 더 작은 실장 공간(약 30 mm)을 위해 설계되고, 발포체 해결책보다 30 % 더 경량이다.

다양한 실시형태에서, (i) i는 1 내지 4일 수 있고; 및/또는 (ii) 본 시스템은 2 내지 5의 불연속 에너지 레벨을 흡수할 수 있고; 및/또는 (iii) 중심 슬래브의 슬래브 높이는 이 중심 슬래브에 직접 인접하여 위치되는 슬래브 쌍의 슬래브 높이와 다르고; (iv) 슬래브는 식 (II)에 따라 한정되는 벽 두께를 가지고,

T₁ < T₂ < … < T_i (II)

여기서, i는 슬래브 쌍의 개수이고, T는 중심 슬래브의 벽 두께이고, T₁은 제 1의 i번째 슬래브 쌍의 벽 두께이고, T_i는 최종 i번째 슬래브 쌍의 벽 두께이고; 및/또는 (v) 중심 슬래브는 인접하는 슬래브와 일측면을 공유하고, 중심 슬래브는 인접하는 슬래브를 초과하여 20 mm 내지 70 mm 돌출하고; 및/또는 (vi) i는 2 이상이고, i - 1 슬래브 쌍은 중심 슬래브의 대향측면 상의 그 인접하는 슬래브를 초과하여 20 내지 80 mm 돌출하고; 및/또는 (vii) 본 시스템은 49 C.F.R. Part 581 및/또는 IIHS 범퍼형 장애물 충격 표준에 부합하고, 보행자 안전으로서

등급을 갖고; 및/또는 (vii) 본 시스템은, 제 1 단계가 최대 450 줄의 충격 에너지를 흡수하도록, 설계되고; 및/또는 (ix) 본 시스템은, i = 1 슬래브 쌍이 최대 1,100 줄의 충격 에너지를 흡수하도록, 설계되고; 및/또는 (x) 본 시스템은, i = 2 슬래브 쌍이 최대 7,000 줄의 충격 에너지를 흡수하도록, 설계되고; 및/또는 (xi) 본 시스템은, i = 3 슬래브 쌍이 7,000 줄을 초과하는 충격 에너지를 흡수하도록, 설계되고; 및/또는 (xii) 본 시스템은 일체의 사출 성형에 의해 형성되고, 여기서 각각의 슬래브 쌍은 그것의 선행 슬래브 쌍을 초과하여 연장하여 중심 슬래브가 되고; 및/또는 (xiii) 중심 슬래브는 크러시 로브의 원위 단부를 한정하고; 및/또는 (xiv) 슬래브 쌍의 적어도 하나의 부재는 슬래브 쌍의 다른 부재와 다른 높이("D")를 갖고; 및/또는 (xv) 슬래브 쌍의 적어도 하나의 부재는 슬래브 쌍의 다른 부재와 다른 거리만큼 프레임으로부터 연장되고; 및/또는 (xvi) 각각의 i번째 슬래브 쌍의 두께는, 제 1 슬래브 쌍(i = 1)의 벽 두께가 제 2 슬래브 쌍(i = 2)의 벽 두께보다 얇도록, i의 함수로써 증가되고, 여기서 중심 슬래브 벽 두께는 제 1 슬래브 쌍 벽 두께보다 얇고; 및/또는 (xvii) 중심 슬래브는 상부 하중 벽 및 저부 하중 벽을 갖고, 여기서 상부 하중 벽 및/또는 저부 하중 벽은 중심 슬래브 전벽으로부터 제 1 슬래브 쌍 전벽까지 연장되는 복수의 슬롯을 포함하고; 및/또는 (xviii) 본 시스템은 1.15 Kg 이하의 질량을 갖고, 여기서 근위 베이스와 원위 단부 사이의 거리는 100 mm 이하이다.

하나의 실시형태에서, 차량은 범퍼 빔; 대시보드; 범퍼 빔과 대시보드 사이에 위치되는 에너지 흡수 시스템을 포함하고, 여기서 이 에너지 흡수 시스템은 전술한 실시형태의 에너지 흡수 시스템 중 임의의 것을 포함한다.

하나의 실시형태에서, 에너지를 흡수하는 방법은 충격 에너지로 에너지 흡수 시스템에 충격을 가하는 단계를 포함하고, 여기서 이 에너지 흡수 시스템은 전술한 실시형태의 에너지 흡수 시스템 중 임의의 것을 포함한다. 본 방법은 에너지 흡수 시스템에 충격을 가하기 전에 대시보드에 접촉하는 단계를 더 포함한다. 에너지 흡수 시스템은 대시보드와 범퍼 빔 사이에 위치될 수 있다.

이 서면에 의한 설명은 최상의 모드를 포함하는 본 발명을 개시하기 위해, 그리고 본 기술분야의 당업자가 본 발명을 실시하고 사용할 수 있도록 하기 위해 실시예를 사용하였다. 본 발명의 특허 가능한 범위는 청구항에 의해 한정되고, 본 기술분야의 당업자에게 상도하는 다른 실시예를 포함할 수 있다. 이와 같은 다른 실시예는 이것이 청구항의 문언과 다르지 않은 구조적 요소를 갖거나, 청구항의 문언과 실질적인 차이가 없는 등가의 구조적 요소를 포함하는 경우 본 청구항의 범위 내에 포함되는 것으로 한다. 본 명세서 내에 언급된 모든 인용은 참조로서 본 명세서에 명시적으로 포함된다.

Claims

다단계 에너지 흡수 시스템으로서,
열가소성이고 플랜지를 가진 프레임(16); 및
상기 플랜지를 가진 프레임(16)과 정렬되는 근위(proximal) 베이스 및 상기 플랜지를 가진 프레임(16)으로부터 돌출되는 원위(distal) 단부를 가지는 크러시 로브(crush lobe; 18)로서, 상기 크러시 로브(18)는 총 2i + 1 개의 슬래브(12, 14)를 포함하도록 중심 슬래브(12) 및 슬래브 쌍(14)을 포함하고, 상기 i는 슬래브 쌍(14)의 개수로서 1 이상인, 크러시 로브(18)를 포함하고,
i번째 쌍의 각각의 슬래브는 상기 중심 슬래브(12)의 양측에 위치하여 중심 슬래브를 네스팅(nesting)함으로써, 상기 중심 슬래브는 찌그러질 때, 인접한 슬래브 쌍(14) 내로 찌그러지거나, 인접한 슬래브 쌍(14) 사이에서 찌그러지거나, 또는 인접한 슬래브 쌍(14) 내로 및 인접한 슬래브 쌍(14) 사이에서 찌그러지고,
상기 슬래브(12, 14)는 계단식 배열로 배치되고, 증가되는 에너지 레벨을 갖는 텔레스코프 방식으로 붕괴됨으로써 충격 에너지를 흡수하도록 구성되는, 다단계 에너지 흡수 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 시스템은 2 내지 5의 불연속 에너지 레벨을 흡수할 수 있는, 다단계 에너지 흡수 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 중심 슬래브(12)의 슬래브 높이는 중심 슬래브(12)에 직접 인접하여 위치되는 슬래브 쌍(14)의 슬래브 높이와는 다른, 다단계 에너지 흡수 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 슬래브(12, 14)는 식 (II)에 따라 정의되는 벽 두께를 가지고,
T₁ < T₂ < … < T_i (II)
여기서,
i는 슬래브 쌍(14)의 개수;
T₁은 제 1의 i번째 슬래브 쌍(14)의 벽 두께;
T₂는 제 2의 i번째 슬래브 쌍(14)의 벽 두께; 및
T_i는 최종 i번째 슬래브 쌍(14)의 벽 두께인, 다단계 에너지 흡수 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 i는 2 이상이고, i - 1 슬래브 쌍(14)은 상기 중심 슬래브(12)의 대향 측면 상의 그 다음 인접 슬래브(14)를 넘어서 20 내지 80 mm 돌출되고, 상기 중심 슬래브(12)는 상기 크러시 로브(18)의 원위 단부를 한정하는, 다단계 에너지 흡수 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 중심 슬래브(12)가 최대 450 J의 충격 에너지를 흡수하도록 상기 시스템이 설계되는, 다단계 에너지 흡수 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
i = 1 슬래브 쌍(14)이 최대 1,100 J의 충격 에너지를 흡수하도록 상기 시스템이 설계되는, 다단계 에너지 흡수 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
i = 2 슬래브 쌍(14)이 최대 7,000 J의 충격 에너지를 흡수하도록 구성되도록 상기 시스템이 설계되는, 다단계 에너지 흡수 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
i = 3 슬래브 쌍(14)이 7,000 J을 초과하는 충격 에너지를 흡수하도록 구성되도록 상기 시스템이 설계되는, 다단계 에너지 흡수 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 시스템은 단일체(unibody)의 사출 성형에 의해 형성되고, 각각의 슬래브 쌍(14)은 자신의 선행 슬래브 쌍을 넘어 연장되어 상기 중심 슬래브(12)에서 절정이 되는, 다단계 에너지 흡수 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
각각의 i번째 슬래브 쌍(14)의 벽 두께는, 제 1 슬래브 쌍(i = 1)(14)의 벽 두께가 제 2 슬래브 쌍(i = 2)(14)의 벽 두께보다 얇도록, i의 함수로써 증가되고, 중심 슬래브(12)의 벽 두께는 상기 제 1 슬래브 쌍(14)의 벽 두께보다 얇은, 다단계 에너지 흡수 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 중심 슬래브(12)는 상부 하중 벽 및 저부 하중 벽을 갖고, 상기 상부 하중 벽 및 상기 저부 하중 벽 중 적어도 하나는 중심 슬래브(12)로부터 제 1 슬래브 쌍(14)의 전방 벽까지 연장되는 복수의 슬롯(36)을 포함하는, 다단계 에너지 흡수 시스템.
차량으로서,
범퍼 빔(40);
대시보드(fascia; 20); 및
상기 범퍼 빔(40)과 상기 대시보드(20) 사이에 위치되는 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 에너지 흡수 시스템을 포함하는 차량.
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