KR20060020169A - 보행자 다리의 상해정도 저감을 위한 차량 전면범퍼구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 전면범퍼 구조에 관한 것으로, 특히 전면범퍼의 구조를 개선하여 차량 충돌시 보행자 다리의 상해정도를 저감시킬 수 있도록 한 차량 전면범퍼 구조에 관한 것이다.

본 발명에 따른 차량의 범퍼구조는 충격에너지를 흡수할 수 있는 충격 흡수부재의 두께를 늘리고, 상기 충격흡수부재의 후방에 위치한 범퍼백빔의 후방이 개구부로 된 개단면 구조가 되도록 하며, 범퍼커버 하단부의 후방에 범퍼커버 하단부를 지지하는 지지부재를 장착하되, 상기 지지부재를 H 형 단면의 보강재와 상기 H 형 단면의 보강재에 결착된 충격흡수재로 구성되도록 하여, 보행자의 차량 충돌시 초기 충돌 에너지의 흡수량이 크도록 하여 차량의 감속도를 줄이는 것에 따른 보행자의 상해정도를 줄일 수 있는 효과를 얻는다.

Description

보행자 다리의 상해정도 저감을 위한 차량 전면범퍼구조{Front Bumper structure of an automobile}

도 1 은 종래의 일반적인 차량에 있어서, 전면범퍼 구조의 일예를 도시한 단면도,

도 2 와 도 3 은 종래의 차량 전면범퍼 구조의 다른 실시예를 도시한 도면,

도 4 는 상기 도 3 에 도시된 차량 전면범퍼 구조에 있어서, 차량 충돌 실험에서 얻어진 레그폼의 굽힘각도와 감속도의 변화 상태를 각각 도시한 그래프도,

도 5 는 본 발명에 따른 차량 전면범퍼 구조의 일예를 도시한 단면도,

도 6a 와 도 6b 는 본 발명에 따른 차량 범퍼커버 하단부 지지부재의 구성을 도시한 도면,

도 7a 와 도 7b 는 상기 도 6a 의 H 형단면의 보강부재에 결착된 충격흡수재의 구조 및 충돌시 변형상태를 도시한 단면도,

도 8 은 본 발명에 따른 차량 전면범퍼에 레그폼 접촉시 형성되는 굽힘각도를 도시한 도면임.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1,101 : 차량 후드 3,103 : 라디에이터 그릴

5, 105 : 충격흡수부재 9,109 : 범퍼 하단부

110 : 범퍼커버 하단부 지지부재 111 : H 형 단면의 보강부재

113 : 충격흡수재 150a,150b : 레그폼

본 발명은 차량 전면범퍼구조에 관한 것으로, 특히 전면범퍼의 구조를 개선하여 차량 충돌시 보행자 다리의 상해정도를 저감시킬 수 있도록 한 차량 전면범퍼 구조에 관한 것이다.

최근 새로이 적용예정으로 있는 보행자 보호 법규에 있어서, 로어 레그폼 항목의 기준은 감속도가 200G 이하, 굽힙각도가 21ㅀ 이하, 전단변위 6mm 이내인데, 종래의 대부분의 차량에 있어서는 상기한 로어 레그폼의 시험항목 기준을 만족시킬 수 없는 전면펌퍼 구조를 가지고 있다.

이하에서, 첨부 도면을 참조하여 종래의 차량에 있어서의 전면범퍼 구조에 대해 살펴보기로 한다.

도 1 은 종래의 일반적인 차량에 있어서, 전면범퍼 구조의 일예를 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 차량 전면범퍼 구조는 범퍼의 상측 선단부로부터 후드(1)와 라디에이터 그릴(3)이 상부에 위치해 있으며, 중간부에는 범퍼커버 후방으로 충격흡수부재(Energy Absorber)(5)인 폼부재(PP Form)가 일정 두께(W1)로 장착되어 있으며, 상기 충격흡수재(5)의 후방으로 범퍼백빔(Bumper back beam)(7)이 결착되어 있다. 상기 범퍼백빔(7)은 전방에서 주어지는 충격에 대한 변형을 억제시키기 위해 내부 공간이 폐쇄되어 있는 폐단면 구조로 되어 있다.

상기한 종래의 차량 전면범퍼 구조는, 범퍼 선단부(8)와 하단부(9)와의 단차(D)가 심하게 발생하여 차량 로어 레그폼(LEGFORM) 충격시 대퇴부(Tibia part)를 지지하지 못하여 레그폼의 굽힘각(A)이 법규 규제치를 초과하게 되며, 충격흡수부재(5)의 두께(W1)가 얇아(충격흡수공간의 부족하여) 감속도가 규제치를 초과하게 되는 구조이다.

상기 도면에서 부호 (10a)와 (10b)는 레그폼(10)의 무릎하단 정강이부와 무릎상단 허벅지부를 각각 나타내고 있다.

또한, 상기한 종래의 구조를 개선한 한국특허 제 2001-0103288호의 경우는, 도 2 에 도시된 바와 같이, 범퍼커버 하단을 전방으로 이동시키고, 범퍼커버의 하단에 보강재(21)를 설치한 범퍼구조이다.

상기한 범퍼구조는 굽힘각을 감소시킬 수 있는 구조이나, 보강재(21)가 철재 파이프 형태로 되어 있어 강성이 매우 강하여 감속도 규제를 초과하는 문제점이 있으며, 철재 파이프의 보강재(21)를 차체(25)에 부착하는데 지나치게 많은 브래킷(23)이 필요하게 되므로 소요 부품수의 증가로 인한 제조원가 상승이 초래되는 문제점을 가지고 있다.

한편, 도 3 은 종래의 차량 전면범퍼 다른 실시예를 도시한 단면도이고, 도 4 는 상기 도 3 의 차량 전면범퍼 구조에 있어서 차량의 보행자와의 충돌 시험시 얻어진 굽힘각과 감속도의 결과를 도시한 그래프도이다.

상기 예시한 종래의 전면범퍼 구조예의 경우, 전면 범퍼커버 하단부(35)가 전방으로 일정길이 돌출되어 나온 형태가 되도록 하기 위해, 내부에 스틸재의 보강재(33)를 장착하고 있으며, 이 보강재(33)는 일정 크기의 강성을 지닌 파이프 형태의 부재이다. 도면에서 부호 (31)은 충격흡수부재를 나타낸다.

차량의 보행자와의 충돌시에는 상기 보강재(33)로 인해 도 4 에 도시된 바와 같이, 보행자 다리의 굽힘각은 현저히 개선되었으나(30도 이상에서 16도 수준으로), 감속도는 180G 수준으로 개선량이 그다지 크지 못하는 문제점이 있음을 알 수 있다. 즉, 차량 전면범퍼 하단의 보강재(33)의 강성이 강할수록 다리의 하부를 빨리 되튀겨 내기 때문에 다리의 굽힘각은 개선될 수 있으나, 굽힘각 개선을 위해 강성을 지나치게 강화할 경우, 감속도가 크게 상승할 가능성이 있게 된다.

따라서, 범퍼 하단의 보강재 채택이 굽힘각 개선을 위해 필수적이지만, 이로 인한 감속도의 상승이 크지 않도록 적절한 강성을 가지게끔 보강재를 설계하는 것이 필수적이다. 즉, 차량의 보행자 충돌시 급격한 감속도의 상승이 발생하지 않도록 변형하면서 충격을 흡수할 수 있는 충격흡수재의 채택이 필요한 실정이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 보행자 보호법규 로어 레그폼 항목의 굽힘각 규제뿐만 아니라 감속도 규제도 동시에 만족할 수 있는 개선된 차량의 전면범퍼 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량 전면범퍼 구조는 차량 전방 의 전면 범퍼커버와, 상기 범퍼커버의 상하 방향 중간지점 의 후방에 장착되어 전방에서 주어지는 충격에너지를 흡수하는 충격흡수부재와, 상기 충격흡수부재의 후면에 위치하여 차량 전방으로부터 인가되는 충격에 대해 뒤로 밀리지 않도록 전면 구조물을 지지하며 일정한 크기의 강성을 가진 범퍼백빔과, 후방으로 일정길이로 삽입된 범퍼커버 하단부를 포함하는 차량의 전면범퍼구조에 있어서,

상기 충격흡수부재로 폼부재를 사용하고, 상기 폼부재의 두께를 늘려 일정폭 이상이 되도록 하고,

상기 폼부재의 후방에 위치한 범퍼백빔의 후방이 개구부로 된 개단면 구조가 되도록 하며,

상기 전면범퍼커버의 하단부를 전방으로 일정길이 돌출되어 나온 구조가 되도록 하여, 보행자의 차량 충돌시 일정 감속도가 유지되면서도 보행자 다리의 꺾임각을 줄여줌으로써 보행자 다리의 상해 정도를 줄일 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 범퍼커버 하단부의 후방에 범퍼커버 하단부를 지지하는 지지부재를 장착하며, 상기 지지부재는 H 형 단면구조를 가진 보강재와 상기 H 형 단면의 보강재에 결착된 충격흡수재로 구성되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 H 형 단면의 보강재는 전체적으로 대략 영문 C 자 형상의 굴곡을 가지며, 전방의 구조물을 지지하는 전면부와, 상기 전면부의 양측단에서 연장되어 나온 양측 사이드부로 이루어지며, 상기 양측 사이드부의 단부는 프런트 엔드모듈 캐리어의 로어멤버에 결착되는 구조로 형성되게 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량 전면범퍼 구조의 적합한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 5 는 본 발명에 따른 차량 전면범퍼 구조를 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 차량 전면 범퍼구조는 범퍼 전면에서 인가되는 충격에너지를 흡수할 수 있는 충격흡수재(105)의 두께(W2)를 종래의 충격흡수재의 두께(도1 의 W1)에 비해 늘여 충격흡수 공간이 증대되도록 하고 있고, 상기 충격흡수재(105)의 후방에 위치한 범퍼백빔(107)의 후방이 개구부(107a)로 된 개단면 구조가 되도록 하고 있다.

상기 충격흡수부재(105)의 두께(W2) 증대는 종래에 비해 차량 충돌시 충돌 에너지의 흡수량이 커지게 되므로 차량의 감속도를 줄일 수 있게 되며, 상기 범퍼백빔(107)을 종래의 폐단면구조에서 개단면 구조로 형성할 경우, 범퍼백빔(107)의 강성이 약화되어 전방에 위치한 충격흡수부(105)의 변형량이 크게 증대되므로 차량의 감속도를 또한 줄일 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 차량 전면범퍼구조에서는, 범퍼커버의 하단부(109)를 전방으로 일정길이 돌출되어 나오도록 하고, 그 후방에 범퍼커버 하단부(109)를 지지하는 지지부재(110)를 장착한다. 도면에서, 범퍼커버 선단부와 하단부간의 이루는 단차(d)는 종래의 단차(도 1의 D)에 비해 크게 감소해 있음을 알 수 있다.

상기 범퍼커버 하단부 지지부재(110)의 구성에 대해 첨부된 도 6a 내지 도 7b를 참조하여 이하에서 상세히 설명하기로 한다.

도 6a 는 차량의 범퍼커버 후방에 위치한 프런트 엔드 모듈 캐리어의 로어멤 버(120)와, 상기 로어멤버(120)에 결착된 범퍼커버 하단부 지지부재(110)를 도시한 사시도이고,

도 6b 는 상기 도 6a 에 도시된 범퍼커버 하단부 지지부재(110)의 분해 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 범퍼커버 하단부(도5 의 109) 후방에 위치하는 범퍼커버 하단부 지지부재(110)는 프런트 엔드모듈 캐리어의 하부에 위치한 로어부재(120)에 결착되어 지지되며, 앞서 설명한 바와 같이, H 형 단면의 보강재(111)와, 상기 H 형 단면의 보강재(111)에 결착된 충격흡수재(113)로 구성된다. H 형 단면의 보강재(111)는 도 6b 에 도시된 바와 같이, 범퍼커버 하단부(109) 후방 전면에 위치하게 되는 전면부(111a)와, 양단이 상기 프런트 엔드모듈의 로어멤버(120) 양측에 결착되는 양측 사이드부(111b)로 구성되어 전체 형상이 대략 영문 'C' 자와 같은 형상으로 형성된다.

상기 충격 흡수재(113)는 그 내측의 홈(113a)을 통해 H 형 보강재(111)의 전면부(111a)에 결착된다.

도 7a 는 상기 도 6a 의 B-B 선에 따른 단면도이고, 도 7b 는 차량 충돌시 충격 흡수재(113)의 변형상태를 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 차량의 보행자와의 충돌 발생시 상기 충격 흡수재(113)는 보행자의 다리에 전달되는 초기 충격을 흡수하여 충격량을 최소화하는 역할을 한다. 또한, 충돌초기에는 상기 충격 흡수재(113)의 C 자형 폼이 변형되면서 충격을 흡수하게 되어 강성이 있는 보강재(111)의 채택에 따른 초기 감속도의 상승을 방지 하는 역할을 하게 된다. 도면에서 부호 (113')는 변형된 상태의 충격흡수재를 나타낸다.

상기 H 형 단면의 보강재(111)의 양측 사이드부(111b)는 프런트 엔드모듈의 로어멤버(120)에 결착되므로 결착이 용이하고, 결착에 따른 소요부품수가 종래에 비해 크게 줄어들게 된다.

도 8 은 본 발명에 따른 차량 전면범퍼에 레그폼 접촉시 형성되는 굽힘각도를 도시한 도면이다.

상기 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 범퍼커버의 하단부(도 5의 109)가 전방으로 돌출되어 나와 있으므로 상,하측 레그폼(150a,150b)이 형성하는 굽힘각도(C)는 종래의 굽힘각도(도1 의 A)에 비해 크게 감소해 있음을 알 수 있다.

아울러, 범퍼커버의 하단부(109) 후방에 위치한 본 발명의 범퍼커버 하단부 지지부재(110)는 강성이 강한 철재 파이프 대신 H 형 단면의 보강재(111)와 충격 흡수재(113)를 채택하고 있으므로 차량 충돌시 일정 감속도가 유지됨으로 보행자의 1차적인 파열 상해정도를 줄일 수 있게 된다.

또한, 프런트 엔드모듈의 로어멤버(120)에 의해 지지되며 일정한 크기의 강성을 가진 H 형단면의 보강부재(111)에 의해 병진운동을 하려는 질량이 가벼운 물체, 즉 레그폼(보행자)의 무릎 하단 정강이부(150a)를 빨리 되튀겨 내어 무거운 무릎 상단 허벅지부(150b)(약 8.6kg 정도)의 운동을 따라 가게 하여, 보행자 다리의 상해 정도를 저감시킬 수 있게 된다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 전면범퍼구조는 충격에너지를 흡수할 수 있는 충격 흡수재의 두께를 늘리고, 상기 충격 흡수재의 후방에 위치한 범퍼백빔의 후방이 개구부로 된 개단면 구조가 되도록 하며, 범퍼커버 하단부의 후방에 범퍼커버 하단부를 지지하는 지지부재를 장착하되, 상기 지지부재를 일정 강성을 H 형 단면의 보강재와 상기 H 형의 보강재에 결착된 충격흡수재로 구성되도록 하여, 보행자의 차량 충돌시 초기 충돌 에너지의 흡수량이 크도록 하여 차량의 감속도를 줄이는 것에 따른 보행자의 상해정도를 줄일 수 있는 효과를 얻는다.

Claims (3)

1. 차량 전방의 전면 범퍼커버와, 상기 범퍼커버의 상하 방향 중간지점 의 후방에 장착되어 전방에서 주어지는 충격에너지를 흡수하는 충격흡수부재와, 상기 충격흡수부재의 후면에 위치하여 차량 전방으로부터 인가되는 충격에 대해 뒤로 밀리지 않도록 전면 구조물을 지지하며 일정한 크기의 강성을 가진 범퍼백빔과, 후방으로 일정길이로 삽입된 범퍼커버 하단부를 포함하는 차량의 전면범퍼구조에 있어서,

   상기 충격흡수부재로 폼부재를 사용하고, 상기 폼부재의 두께를 늘려 일정폭 이상이 되도록 하고,

   상기 폼부재의 후방에 위치한 범퍼백빔의 후방이 개구부로 된 개단면 구조가 되도록 하며,

   상기 전면범퍼커버의 하단부를 전방으로 일정길이 돌출되어 나온 구조가 되도록 하여, 보행자의 차량 충돌시 일정 감속도가 유지되면서도 보행자 다리의 꺾임각을 줄여줌으로써 보행자 다리의 상해 정도를 줄일 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 차량의 전면범퍼구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 범퍼커버 하단부의 후방에 범퍼커버 하단부를 지지하는 지지부재를 장착하며, 상기 지지부재는 H 형 단면구조를 가진 보강재와 상기 H 형 단면의 보강재에 결착된 충격흡수재로 구성되도록 한 것을 특징으로 하는 차량의 전면범퍼 구조.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 H 형 단면의 보강재는 전체적으로 대략 영문 C 자 형상의 굴곡을 가지며, 전방의 구조물을 지지하는 전면부와, 상기 전면부의 양측단에서 연장되어 나온 양측 사이드부로 이루어지며, 상기 양측 사이드부의 단부는 프런트 엔드모듈 캐리어의 로어멤버에 결착되는 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 전면범퍼구조.

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