KR19980037965U - 자동차 프론트 사이드 멤버의 충격흡수장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차의 차체에서 좌우양측에 위치되어 전후방으로 길게 뻗어 있는 사이드 멤버의 프론트측 일부분을 구조적 강성이 약한 형태로 하고, 그 내부에는 차량의 전방충돌시에 충격을 흡수할 수 있는 완충장치를 설치하여 차량의 전방충돌시에 충격에 능동적으로 대응하면서 충격을 흡수토록하여 강한 충격으로부터 승객을 안전하게 보호할 수 있도록한 자동차 프론트 사이드 멤버의 충격흡수장치에 관한 것으로, 자동차의 프론트 사이드 멤버(31)의 강판 두께(t1)보다 작은 강판 두께(t2)를 가지는 속이 빈 형태의 충격흡수용 사이드 멤버(32)를 상기 프론트 사이드 멤버(31)의 선단부에서 앞쪽으로 연장되는 형태로 설치하고, 상기 충격흡수용 사이드 멤버(32)에는 충격을 받을 때 이 충격완화용 사이드 멤버(32)의 변형을 유도하기 위한 여러 개의 단면약화부(32a)(32b)(32c)를 형성하는 한편, 완충 스프링(33)의 양단에서 의해 탄력지지되고 서로 미끄럼 결합되어 있는 실린더 튜브(34)와 피스톤 로드(35)의 양단을 상기 프론트 사이드 멤버(31)와 충격흡수용 사이드 멤버(32)의 사이에 각각 고정 설치하여 구성된 것이다.

Description

자동차 프론트 사이드 멤버의 충격흡수장치

본 고안은 자동차 프론트 사이드 멤버(FRONT SIDE MEMBER)의 충격흡수장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차의 차체에서 좌우양측에 위치되어 전후방으로 길게 뻗어 있는 사이드 멤버의 프론트측 일부분을 구조적 강성이 약한 형태로 하고, 그 내부에는 차량의 전방충돌시에 충격을 흡수할 수 있는 완충장치를 설치하여 차량의 전방충돌시에 충격에 능동적으로 대응하면서 충격을 흡수토록하여 강한 충격으로부터 승객을 안전하게 보호할 수 있도록한 자동차 프론트 사이드 멤버의 충격흡수장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 프론트 사이드 멤버는 첨부도면 도1에 나타낸 바와 같이 차량의 좌우양측에 고정된 상태로 위치하여 자동차의 프레임(11)을 구성하고 있으며, 전후방으로 길게 뻗어 있는 형태로 되어 있다. 그리고, 그 단면의 개략적인 모양은 첨부도면 도2 및 도3에 보인 바와 같이 ㄷ자 모양의 사이드 아우터 패널(12)과 평판 모양의 사이드 인너패널(13)을 서로 맞대어 용접한 것으로, 구조적인 강성은 단면방향으로 힘을 많이 받을 수 있는 전후방 측의 충격에 강한 구조로 되어 있다.

이와 같은 종래의 프론트 사이드 멤버(10)는 단순히 구조적인 강성만을 유지하도록 되어 있으므로 차량이 전방 충돌을 일으켰을 때 임팩트 빔으로부터 전해지는 충격을 차체와 차실내로 전하게 되어 탑승자에게 치명적인 부상을 초래하게 되는 문제점이 발생되었다.

즉, 단순한 구조의 철판을 이용하여 구조적인 강성만을 유지하도록 되어 있기 때문에 충격에 능동적으로 대응하지 못하고, 충격을 탑승객이 위치하고 있는 차내로 전달하므로써 상기한 문제점이 발생되는 것이었다.

또한, 프론트 사이드 멤버(10)가 탄성변형한계를 넘어서 영구적인 변형을 일으키면서 어느 정도의 충격에너지를 흡수하였다 하더라도 이 경우에는 차량이 엄청난 힘으로 충돌하였을 경우에 가능한 것이므로, 충격이 반감되는 반면에 승객의 상해치는 높아지는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 차량의 정면충돌시에 큰 충격을 받게 되는 프론트 사이드 멤버에서 충격에너지에 대해 능동적으로 대응하여 차체와 차내로 전해지는 충격에너지를 크게 반감시킬 수 있는 자동차 프론트 사이드 멤버의 충격흡수장치를 제공함에 있다.

이러한 본 고안의 목적을 달성하기 위하여 자동차의 프론트 사이드 멤버의 강판 두께보다 작은 강판 두께를 가지는 속이 빈 형태의 충격흡수용 사이드 멤버를 상기 프론트 사이드 멤버의 선단부에서 앞쪽으로 연장되는 형태로 설치하고, 상기 충격흡수용 사이드 멤버에는 충격을 받을 때 이 충격완화용 사이드 멤버의 변형을 유도하기 위한 여러 개의 단면약화부를 형성하는 한편, 완충 스프링의 양단에서 의해 탄력지지되고 서로 미끄럼 결합되어 있는 실린더 튜브와 피스톤 로드의 양단을 상기 프론트 사이드 멤버와 충격흡수용 사이드 멤버의 사이에 각각 고정 설치하여 자동차 프론트 사이드 멤버의 충격흡수장치가 제공된다.

도 1 은 일반적인 자동차 프론트 사이드 멤버의 위치를 개략적으로 보이는 사시도

도 2 는 종래 자동차 프론트 사이드 멤버의 구조를 보이는 사시도

도 3 은 종래 자동차 프론트 사이드 멤버의 구조를 보이는 도2의 A-A선 단면도

도 4 는 본 고안에 따른 자동차 프론트 사이드 멤버의 충격흡수장치를 보이는 분해사시도

도 5 는 본 고안에 따른 자동차 프론트 사이드 멤버의 충격흡수장치를 보이는 단면도

*도면의 주요부분에 대한 부호설명*

31:프론트 사이드 멤버 32a,32b,32c:단면약화부

t1:강판 두께 33:완충 스프링

t2:강판 두께 34:실린더 튜브

35:피스톤 로드 32:충격흡수용 사이드 멤버

도4는 본 고안에 따른 자동차 프론트 사이드 멤버의 충격흡수장치를 보이는 분해사시도, 도5는 본 고안에 따른 자동차 프론트 사이드 멤버의 충격흡수장치를 보이는 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 자동차의 프론트 사이드 멤버(31)의 강판 두께(t1)보다 작은 강판 두께(t2)를 가지는 속이 빈 형태의 충격흡수용 사이드 멤버(32)를 상기 프론트 사이드 멤버(31)의 선단부에서 앞쪽으로 연장되는 형태로 설치하고, 상기 충격흡수용 사이드 멤버(32)에는 충격을 받을 때 이 충격완화용 사이드 멤버(32)의 변형을 유도하기 위한 여러 개의 단면약화부(32a)(32b)(32c)를 형성하는 한편, 완충 스프링(33)의 양단에서 의해 탄력지지되고 서로 미끄럼 결합되어 있는 실린더 튜브(34)와 피스톤 로드(35)의 양단을 상기 프론트 사이드 멤버(31)와 충격흡수용 사이드 멤버(32)의 사이에 각각 고정 설치하여 구성하였다.

상기 단면약화부(32a)(32b)(32c)는 상기 충격흡수용 사이드 멤버(32)의 측부에서 안팎으로 통하는 관통 형태의 장공으로 구성하였으며, 서로 전후방측으로 일직선상에 놓이도록 형성하였다.

상기 실린더 튜브(34)는 상기 프론트 사이드 멤버(31)의 안쪽 바닥면에 설치되는 브라켓(41)(42)에 의해 양단이 고정되어 있으며, 상기 피스톤 로드(35)는 상기 실린더 튜브(34)의 안쪽으로 삽입되는 일측단의 중앙에는 완충 스프링(33)이 자리잡을 수 있는 오목한 형태의 스프링 시트(35a)가 형성되어 있으며, 그 피스톤 로드(35)의 타단부에는 정면충돌시 충격을 직접적으로 받는 임팩트 플레이트(35d)가 설치되어 있다.

한편, 상기 충격흡수용 사이드 멤버(32)는 상기 프론트 사이드 멤버(31)의 앞단에 용접결합이나 볼트 또는 리벳에 의해 결합될 수 있으며, 본 실시예에서는 용접에 의해 결합하였다.

이하 본 고안의 작용을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 첨부도면 도4 및 도5에 도시된 바와 같이 차량이 정면충돌을 일으키게 되면, 충격흡수용 사이드 멤버(32)의 앞단이 압축하중을 받게 되고 곧이어 충격흡수용 사이드 멤버(32)에 형성되어 있는 단면약화부(32a)(32b)(32c)가 충격흡수용 사이드 멤버(32)의 다른 부분보다 단면강도가 취약하게 되어 있으므로 이 단면약화부(32a)(32b)(32c)에서 변형이 일어나면서 충격흡수용 사이드 멤버(32)를 어코디언형으로 변형시키면서 많은 충격을 흡수하게 된다.

즉, 충격흡수용 사이드 멤버(32)의 강판 두께(t2)는 프론트 사이드 멤버(31)의 강판 두께(t1)보다 작은 두께로 형성되어 있으므로, 프론트 사이드 멤버(31)보다 단면강도가 취약하여 프론트 사이드 멤버(31)는 지지체의 기능을 하게 되고 충격흡수용 사이드 멤버(32)는 프론트 사이드 멤버(31)에 지지되어 변형되는 충격흡수재의 역할을 하는 꼴이 된다.

이때 어코디언형으로 변형되는 충격흡수용 사이드 멤버(32)의 내측에 위치하는 피스톤 로드(35)의 앞단에 설치되어 있는 임팩트 플레이트(35d)가 가압력을 받으면서 충격흡수용 사이드 멤버(32)와 함께 후방측으로 압축력을 받아 실린더 튜브(34)의 내부에서 탄력지지되어 있는 완충 스프링(33)을 압축하게 된다.

이 과정에서 완충 스프링(33)이 압축되면서 충격에너지를 스프링의 탄성에너지로 변환하여 충격을 흡수하게 되고, 피스톤 로드(35)는 실린더 튜브(34)의 내측으로 진입되면서 후방측으로 직선안내되어 변형을 일정하게 하고, 단면방향으로 압축되도록 꺾임을 방지하게 된다.

정면충돌후 사고차량을 수리할 경우에는 프론트 사이드 멤버(31)의 앞단에 연결되어 있는 충격흡수용 사이드 멤버(32)를 프론트 사이드 멤버(31)로부터 분리시킨 후에 새로운 충격흡수용 사이드 멤버(32)를 조립하면 프론트 사이드 멤버(31)의 복원이 가능하게 된다. 이것은 정면충돌시에 대부분의 충격을 충격흡수용 사이드 멤버(32)가 변형되면서 흡수하게 되고, 그 뒤의 프론트 사이드 멤버(31)는 변형되지 않고 충격흡수용 사이드 멤버(32)가 변형되도록 지지하는 기능을 수행하도록 구성되어 있기 때문에 가능한 것이다.

또한, 피스톤 로드(35)와 실린더 튜브(34), 완충 스프링(33)은 충격흡수용 사이드 멤버(32)를 새로운 것으로 교체하면 탄성력에 의해 원래의 위치로 복귀가 가능하므로 큰 충돌사고가 아닌 이상 매번 재사용이 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안은 정면충돌시에 프론트 사이드 멤버(31)의 앞단에 설치되어 있는 충격흡수용 사이드 멤버(32)와 완충 스프링(33)에 대부분의 충격에너지를 능동적으로 흡수하여 바로 뒤쪽에 위치한 프론트 사이드 멤버(31)를 거의 변형시키지 않도록 되어 있으므로, 기존의 것과 비교하여 실내침입량을 줄일 수 있는 효과가 있으며, 기존과 비교하여 동일한 충격조건하에서 승객의 인체상해치를 현저하게 낮출 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (2)

1. 자동차의 프론트 사이드 멤버(31)의 강판 두께(t1)보다 작은 강판 두께(t2)를 가지는 속이 빈 형태의 충격흡수용 사이드 멤버(32)를 상기 프론트 사이드 멤버(31)의 선단부에서 앞쪽으로 연장되는 형태로 설치하고, 상기 충격흡수용 사이드 멤버(32)에는 충격을 받을 때 이 충격완화용 사이드 멤버(32)의 변형을 유도하기 위한 여러 개의 단면약화부(32a)(32b)(32c)를 형성하는 한편, 완충 스프링(33)의 양단에서 의해 탄력지지되고 서로 미끄럼 결합되어 있는 실린더 튜브(34)와 피스톤 로드(35)의 양단을 상기 프론트 사이드 멤버(31)와 충격흡수용 사이드 멤버(32)의 사이에 각각 고정 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 자동차 프론트 사이드 멤버의 충격흡수장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 단면약화부(32a)(32b)(32c)는 상기 충격흡수용 사이드 멤버(32)의 측부에서 안팎으로 통하는 관통 형태의 구멍인 것을 특징으로 하는 자동차 프론트 사이드 멤버의 충격흡수장치.