KR20070104887A - 변화하는 지세를 갖는 모듈화된 에너지 흡수체 및 그 구성방법 - Google Patents

변화하는 지세를 갖는 모듈화된 에너지 흡수체 및 그 구성방법 Download PDF

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Abstract

모듈화된 에너지 흡수체(10)는 조율가능하다. 이는 하나 이상의 에너지 흡수 모듈(12)로 구성된다. 에너지 흡수 모듈은 하나 이상의 모듈의 에너지 흡수 유닛(16)을 통합하기 위한 수단을 구비한다. 통합하기 위한 수단(14)는 사고 대상과 에너지 흡수체 사이의 상대적인 운동 전, 그 동안, 그 후에 서로 관련하여 상기 유닛을 위치지정하고 지지한다. 충돌가능 부재(16)는 상측 경계부(22), 하측 경계부(24) 및 그 사이로 연장한 중간 벽(26)을 갖도록 제공된다. 이는 또한 충격 전에 그 안에 규정된 다수(m)개의 트임 구멍을 갖는다. 모듈화된 에너지 흡수체의 형성 방법이 또한 제공된다.
모듈, 에너지 흡수체, 조율, 트임 구멍

Description

변화하는 지세를 갖는 모듈화된 에너지 흡수체 및 그 구성 방법{MODULAR ENERGY ABSORBER OF VARYING TOPOGRAPHY AND METHOD FOR CONFIGURING SAME}
본 발명은 2000년 2월 7일 출원된 미국 출원 일련 번호 09/499,205호(현재 미국 특허 제 6,247,745호)의 일부 연속 출원인, 2000년7월 17일에 출원된 미국 출원 일련 번호 09/617,691호(현재 미국 특허 제 6,679,967호)의 연속출원인, 2001년 6월 19일에 출원된 미국 출원 일련 번호09/884,813호(현재 미국 특허 6,682,128호)의 일부 계속 출원인, 2001년 12월 4일날 출원된 미국 출원 일련 번호 10/004,739호(현재 미국 특허 6,752,450호)의 연속출원인 2004년 1월 20일에 출원된 미국 출원 일련 번호 10/760, 760호의 일부 계속 출원이다.
본 발명은 일반적으로 충돌 동안의 점유자 안전에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 흡수체와 충돌하는 사고 대상에 의하여 전이되는 에너지를 흡수하는 "설정된(customized)" 혹은 "조화된(tunable)" 에너지 흡수체 및, 상기 흡수체를 형성하기 위한 방법에 관한 것이다.
미연방 도로 교통 안전국은 최근 의회에 의하여 차량 탑승자, 특히 어린 아이들의 측면 충돌에 대한 보호를 강화하도록 요청되었다. 측면 충돌은 특히 유아들에게 치명적일 수 있는데, 이는 그들이 유아용 좌석에 묶여 있는 경우에도 그러하 다. 고속 도로 안전을 위한 보험 협회의 거의 100퍼센트의 치명적인 충돌에 대한 한 분석에 따르면, 그와 같은 좌석에 앉은 상태에서 죽은 40%의 아이들이 측면 충돌에 의하여 사망하였다. 2000년에 유아 미연방 의학 센터에 의한 연구에 따르면, 측면 도어 패널은 측방향 충돌시 발생되는 상해에 있어서 주요한 접촉원이다. 또다른 연구는 측방향 충돌에 있어서 발생되는 상해에 대하여 주요 접촉원에 의하여 측방향 충격 보호의 평가가 산출되어야 한다고 제안하였다. 또다른 연구는 자동차에 의하여 산출되는 측방향 충격 보호의 평가가 측방향 충격동안 모든 탑승자를 보다 잘 보호하기 위하여 탑승자의 공간을 보존하는 방법을 예상하여야만 한다고 주장했다.
탑승자가 충격동안 A 및 B 필러, 헤드라이너, 혹은 또 다른 강성 구조체에 부딪힐 때 자동차의 탑승자 혹은 운전자를 보호하기 위한 다양한 방법들이 제안되어 왔다. 예증이 되는 접근들이 미국 특허 번호 제6,247,745; 6,199,942; 6,679,967; 6,682,128; 6,752,450; 및 2002년 9월 3일에 글랜스에게 등록된 미국 특허 번호 6,443,513 에 공통적으로 설명되어 있다.
예를 들어, 측면 충격을 위한 도어 패널 상에 혹은 전복시 강성 지점에 에너지 흡수 발포체보다 더 나은 성능을 제공하는 물체를 갖는 플라스틱 원뿔대를 채용한 것이다. 또한, 그러한 원뿔대는 제조하기에 덜 비싸다. 경제적으로 제조하는 것은 원 재료를 재사용이 가능하게 녹임으로써 실현될 수 있다. 그러한 구조는 무게를 줄이고 더 나은 성능을 제공할 뿐 아니라 차량 1대당 4~5달러의 비용적인 이득을 가져온다.
다소의 요구되는 에너지 흡수 특성은 연방 모터 차량 표준 201에 규정되어 있다. 관련 표준을 만족하기 위하여 산업에서는 연방 위임 표준에 맞는 물리적 구조에 대한 것 뿐 아니라, 가해지는 힘으로부터 견뎌지는 머리 상해를 예견하는 프로토콜을 모델링하며 머리 상해 조건을 그 결과와 비교하는 컴퓨터를 개발하려는 요구를 계속하여 왔다. 그러한 발전에 있어서, 차량에서의 선택된 위치에서 차량 내부 시험을 하는 동안 실제적인 머리의 충격(예를 들어, 더미 탑승자를 이용하여)을 측정하는 것이 바람직하다. 이상적으로, 실제적인 측정은 컴퓨터 동적 유한 요소 분석에 의하여 예견되는 값에 근사할 것이다.
추가적으로, 유럽에서 폐자동차 처리 지침(End of Life Vehicle) 법규에 만족하면서도 비용을 절감하고자 하는 요구는 자동차 인테리어의 유연한 장식 적용에서의 단일 소재의 사용을 자극한다. 관련하여 고려해볼 사항은 자동차 플라스틱의 재사용가능성에 대한 것이다. 자동차 인테리어에 직접적인 폐자동차 처리 지침의 영향 또는 효과는 다양한 방식: 예를 들어, 환경적으로 양호한 결과를 갖는 재활용 기술의 가격에 있어서의 효과적인 사용에서 느껴질 것이다. 대부분의 인테리어 모듈은 오늘날 표면/발포체/기판의 조합으로 만들어진다. 그 결과 현재 사용되는 재료들은 재활용하고자 하는 도전에 직면하여 있다. 그러한 도전은 단일 소재로 만들어지는 에너지 흡수 모듈을 더 사용함으로서 만족될 수 있을지도 모른다. 예를 들어, 그러한 소재는 폴리올레핀 및 용융되어 재활용가능한 폴리머를 포함할 수 있으며, 이는 그들이 표면/발포체/ 기판의 융통성있는 대안으로서 전망을 보이고 있기 때문이다.
유럽에서는 미국의 HIC(d) 요구를 수용할 것으로 예견된다. 이는 헤드라이너에서 에너지 흡수체를 위하여 사용되는 소재의 선택 및 품질에 영향을 줄 것이다. 유사한 도어 트림 패널 요구사항이 펠비스(pelvis) 및 토르소(torso) (측면 충돌 적용)에 적용된다. 따라서, 도어 트림 패널, 기구 패널 상부, 및 헤드라이너와 같은 모듈의 구조 안으로 병합될 에너지 흡수체의 사용이 증가될 것임을 예견할 수 있다.
비용 절감의 목적을 만족하기 위하여, 줄어든 수의 제조 단계를 사용하여 인테리어 모듈을 제조하고자 하는 필요성이 증가하고 있다.
이와 관련된 접근에 있어서, 가능하면 적은 충격 거리에서 보다 많은 충격 에너지를 흡수하고, 가능한 적은 무게를 가지면서도, 바람직한 경제적 조건 하에서 설계되고 제조될 수 있도록 하는 요구가 남아 있다.
예를 들어, 흡수체는 자동차의 헤드라이너 안에, A필러, B필러, 혹은 다른 위치에 위치될 수도 있다. 일반적으로 에너지 흡수체는 자동차 탑승자와 우발적인 힘 사이에 위치된다. 이는 적어도 부분적으로 충격을 완화하는데 도움이 되며 그 결과 탑승자를 심각한 상해로부터 보호한다.
발명의 요약
본 발명의 목적은 특정 적용례에 의해서 부과될 수 있는 공간적인 제약 안에 미리 규정된 에너지 흡수 특성을 산출하는 "설정" 혹은 "조화"될 수 있는, 보다 가격 효율적이며 에너지 효율적인 흡수체를 제공하는 것이다.
본 발명은 그 내부에 에너지 흡수 유닛과 통합되어 움직이기 위한 (예를 들어 베이스 혹은 테더(tether)) 수단이 제공되는 하나 이상의 에너지 흡수 모듈(예를 들어 리세스 조합체)을 구비한 모듈화된 에너지 흡수체를 포함한다. 본 명세서에서 사용된 용어인 "에너지 흡수 모듈"은 에너지 유닛 조립체로서 공통의 수단에 의하여 그들과 통합되어 움직이기 위하여 일체로 형성된 것을 의미한다. 통합을 위한 수단은 연속적인 주변부에 의하여 종결되어, 상기 주변부 안에서 통합을 위한 수단은 평면이거나, 굽어지거나 혹은 곡선을 이룰 수 있다. 통합 수단은 다양한 수(n)의 구멍(n은 0이상의 정수)의 평면 혹은 굽은 지세를 가질 수 있다. 대안적으로 통합을 위한 수단은 웹, 테더, 힌지, 평면 혹은 굽은 표면 및 날개 혹은 그들의 조합을 포함할 수 있는데, 이들은 사고 목적물 및 에너지 흡수체 사이의 상대적인 동작시 그 이전 혹은 그 후에, 서로 상대적인 관계에서의 에너지 흡수 유닛의 위치를 정하고 지지하도록 조력한다. 에너지 흡수 유닛과 사고 목적물 사이의 충격은 적어도 부분적으로 흡수되는 힘을 야기하고 그 결과 차량 탑승자에게 부과되는 타격이 완화되도록 한다.
또한 흡수체는 상측 경계부를 규정하는 상측 경계부, 하측 경계부를 규정하는 하측 경계부, 및 그 사이에서 연장하는 중간 영역부를 구비한 완충가능한 부재(예예 들어, 벽)를 갖는 에너지 흡수 유닛(예를 들어, 리세스)을 또한 구비한다.
에너지 흡수 유닛의 완충가능한 부재는, 충격 전에 완충가능한 부재 안에 규정된 다수(m, m은 0이상의 정수)의 트임 구멍(breach)의 제공에 의하여 얼마간 결정되는 압착된 형상으로 적어도 부분적으로 에너지 흡수 동안 붕괴한다. 상기 트임 구멍은 슬릿에 의하여 (소재가 움직이지 않고) 규정될 수 있거나, 또는 슬롯(개구를 형성하기 위하여 소재가 제거됨) 혹은 둘 다에 의하여 규정될 수 있다. 따라서, 주어진 에너지 흡수 모듈에서, 통합을 위한 수단은 평평하거나 혹은 평평하지 않을 수 있고, 다수개(n)의 구멍을 가지거나 혹은 가지지 않을 수 있다; 주어진 모듈 안에서 하나 이상의 에너지 흡수 유닛에는 다수개(m)의 트임 구멍(예를 들어, 슬릿, 혹은 슬롯, 혹은 슬릿 및 슬롯, 혹은 슬릿도 아니고 슬롯도 아닌)들이 제공될 수 있다; 또한 통합을 위한 수단에는 평평하거나 혹은 지세가 제공될 수 있다.
적어도 일부의 에너지 흡수 유닛은 림, 베이스 및 림 사이에서 연장하는 제 1 벽, 림 및 제 1 플로어 사이에서 연장하는 제 2 벽을 갖는다. 일 실시예에서, 에너지 흡수 유닛에는 화산형 혹은 분화구 형상 플로어가 제공된다. 대안적인 실시예에서, 돔 혹은 볼록 형상이 첨가되어 유닛의 에너지를 흡수하도록 한다.
모듈형 에너지 흡수체를 형성하기 위하여, 다음 단계가 수행된다.
●주어진 공간적 제약에 따라 그리고 필요한 에너지 흡수 조건에 따라 하나 이상의 에너지 흡수 유닛을 선택하는 단계
●에너지 흡수 유닛을 통합하기 위한 수단에 미리 규정된 윤곽의 지세를 제공하는 단계
● 에너지 흡수 유닛을 통합하기 위한 수단과 관련하여 하나 이상의 에너지 흡수 유닛을 위치시켜, 하나 이상의 에너지 흡수 유닛이 사고 목적물 및 에너지 흡수체 사이의 상대적인 운동 전, 그 동안, 그 후에 서로 관련하여 위치되도록하는 단계;
●하나 이상의 에너지 흡수 유닛 중 일부 안에, 상측 경계부, 하측 경계부 및 그 사이에서 연장하는 중간 영역에 제공되는 벽을 제공하는 단계;
● 적어도 일부의 에너지 흡수 유닛에 화산형 혹은 분화구형 돔을 제공하도록 하기 위하여 림과 상측 경계부 사이에 연장하는 제 1 벽 및 제 2 벽 및 제 1 플로어를 위치시키는 단계;
● 벽 안에 다수개(m)의 트임 구멍을 규정하는 단계로서, m은 (0,1,2,3,…1000)으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 정수인, 단계; 및
● 에너지 흡수 유닛을 통합하기 위한 수단 안에 규정된 다수개(n)의 구멍을 제공하는 단계로서, n은 (0,1,2,3,…1000)으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 정수인, 단계
도 1a은 하나 이상의 통합 수단으로부터 연장하는 다수의 에너지 흡수 유닛을 구비한 에너지 흡수 모듈 중의 하나를 포함하는 본 발명에 따라 구성된 모듈화된 에너지 흡수체의 평면도;
도 1b는 4등분한 측면도;
도 1c는 도 1a의 I-I선을 따라 절개한 단면도
도 1d-e 는 슬릿들 및 슬롯들이 제공된 흡수체의 평면도
도 2a 및 c는 에너지 흡수 유닛의 대향 단부의 측방향 영역;
도 2b는 다양한 특성의 이해를 용이하게 하기 위하여 확대한, (충격 전의) 수직 영역;
도 3은 에너지 흡수체의 충격 저항 특성과 조화하기 위한 수단을 포함하는, 에너지 흡수 유닛의 적측된 형상을 도시한 단면도;
도 4는 에너지 흡수 유닛을 통합하기 위한 수단과 중간 벽 사이의 중간 구역을 도시하는 에너지 흡수 유닛의 단면도;
도 5는 본 발명의 대안적인 실시예로서 이 때, 보다 굴곡진 형태로, 거꾸로된 웨딩 케익과 유사한 형상으로 이루어지거나 혹은 그 내부에 분화구(오목부)를 갖는 화산형상의 제 1 플로어를 구비한 에너지 흡수체 유닛;
도 6은 플로어가 일반적으로 평면이고 인접한 에너지 흡수 유닛의 제 2 벽들 사이에서 플로어가 연장하는 본 발명의 일 실시예에 따른 단면도;
도 7은 본 발명의 대안적인 실시예의 단면도;
도 8-9은 본 발명의 추가적인 대안 실시예를 도시한 도면;
도 10은 하나 이상의 분화구(오목부)가 상측으로 연장한 화산 형상의 에너지 흡수 유닛에 단면도;
도 11은 중간 벽으로부터 연장한 돔형 표면을 갖는 에너지 흡수 유닛의 최종적인 실시예의 단면도; 및
도 12는 대안 실시예를 도시한 도면.
에너지 흡수체
우선 도면의 도 1 및 도 2로 돌아가서, 하나 이상의 에너지 흡수 모듈(12)을 구비한 모듈화된 에너지 흡수체(10)를 설명한다. 본 명세서의 요약 부분에 나타난 "에너지 흡수 모듈"의 정의는 여기에 참조로서 병합된다.
각각의 모듈은 주어진 에너지 흡수 모듈의 에너지 흡수 유닛(16)을 통합하기 위한, 바닥 구조와 같은, 수단(14)(도 1b 참조)을 포함한다. 통합을 위한 수단(14)는 그 안에 규정된 다수(n, n은 0 이상의 정수)의 구멍(18)(18에 관하여, 도면에서는 홀을 통하여 정확한 상태를 보여주고 있지 않다)을 포함하는 지세를 갖는다. 모듈화된 에너지 흡수체(10)는 통합 수단(14)에 의하여 연결되어, 그들이 충분한 힘에 의하여 충격을 받았을 때 저항을 주고 구부러지는 에너지 흡수 유닛(16)에 의하여 특징지워진다. 일 실시예에서, 에너지 흡수 유닛(16)은 원뿔대의 형상을 갖는다. 추가로 상기 유닛은 바람직한 에너지 흡수체를 모델링하기 위한 비선형의 유한 요소 분석 소프트웨어를 사용하여 "설정"되거나 혹은 "조화"될 수 있는 특정 형상, 치수 및 벽 두께에 의하여 특징지워진다.
주어진 실시예에서, 다수개의 에너지 흡수 모듈(12)이 기판에 부착될 수 있다. 기판은 B 필러를 가로질러 연장하는 차량의 헤드라이너와 같은 비제한적인 실시예에 의한 필요를 만족하도록 에너지 흡수 모듈의 위치를 정하고 형상화하는 것을 도울 수 있다.
예를 들어, 흡수체는 머리 및 측면 충격 탑승자 보호 적용례 모두에 사용될 수 있다. 이와 같은 경우에, 하나 이상의 모듈화된 에너지 흡수체가, 종종 공간에 제약이 있는 자동차의 인테리어 트림 및 몸체 구조 사이에 설치될 수 있다. 흡수체가 패키징되는 기하학적인 환경 및 제약 내에 맞추어지고 미리 형성하도록 흡수체를 설정할 때 흡수체의 특정 형태의 설계가 크게 변화된다.
일반적으로, 공개된 에너지 흡수 유닛은 힘 대 변위 및 가속도 대 시간 응답을 포함하는 기계 머리형상(headform) 혹은 시험 더미로부터의 결과물을 관찰함으로써 평가될 수 있다.
여기에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 공개된 에너지 흡수체는 폴리머로 만들어지는 것이 바람직하다. 비용, 성능, 형성가능성의 균형을 맞추기 위하여, 폴리프로필렌 및 아크릴로니트릴 부타디엔 스트렌 소재 등급의 선택이 이루어질 수 있다. 특히, 이는 바셀 폴리올레핀 프로-팍스 SV152, 폴리프로필렌 코폴리머 (SV152), BP 페트로케미칼스 폴리프로필렌 코폴리머 3045, 및 제너럴 일렉트릭 싸이코락 EX75 (EX75)을 포함한다.
사고 목적물(미도시)와 에너지 흡수체(10) 사이의 상대적인 운동 전에, 그동안 및 그 후에 서로와의 관계에서 유닛을 위치시키고 지지하는 통합 부재(14)의 제공을 통하여 에너지 흡수 유닛(16)은 서로 통합된다. 상대 운동은 에너지 흡수 유닛(16)과 사고 목적물 사이의 충격을 야기하고, 그 결과 그로부터 발생한 결과적인 힘이 적어도 부분적으로 흡수된다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 모듈화된 에너지 흡수체(10)가 설치된 차량 안에서, 그 안의 차량의 탑승자에게로 전달되는 충격 힘이 줄어든다. 또한 그에 따른 상해도 줄어들게 된다.
도 1d-1e 에서 도시된 바와 같이, 적어도 일부의 에너지 흡수 유닛(16)은 상측 경계부 또는 주변부(22), 하측 경계부 혹은 주변부(24), 및 그 사이에서 연장한 중간 영역부 또는 벽(26)을 포함한다.
추가적으로 다수개(m)의 트임 구멍(28)(도 1d-1e)은 충격 전에 압착될 수 있 는 유닛(16) 내에 규정된다. 비록 4개의 트임 구멍들이 도 1c에 도시되어 있으나, 바람직하게는, 트임구멍의 수는 트임구멍이 슬롯(31)의 형태 안에 제공되는 3이다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 트임구멍은 슬릿들 및 슬롯들을 포함한다. "슬롯"이라는 용어는 재료가 부족한, 대면하는 모서리를 갖는 틈새 혹은 재료가 그로부터 제거된 틈새를 의미한다. 여기에서 사용된 바와 같이, "슬릿"이라는 용어는 재료의 제거가 없이 형성된 절개부 혹은 깊이 갈라진 틈(29)을 의미한다. 바람직한 실시예에서, 슬롯은, 압착될 수 있는 유닛(16)이 열성형된 원뿔 형태로 존재할 때 압착될 수 있는 유닛(16)의 대칭 축으로 경사지게 형성된다.
도 1c에 도시된 바와 같이, 모듈화된 에너지 흡수체는, 도시된 실시예에서, 리브(32)들을 갖는 힌지 영역(30)을 포함한다. 각각의 리브(32)는 하나 이상의 에너지 흡수 모듈(12)의 하나로부터 연장하여, 모듈화된 에너지 흡수체(10)가 내부에 위치되는 주변부에 의하여 형성된 공간 제약 안에 형성될 수 있다.주변부(미도시)는 차량 안의 헤드라이너, 범퍼 조립체, 무릎 보호대(knee bolster), 및 차량 필라, 도어, 팔걸이, 헤드 셋 또는 등받이를 포함하는 측면 충격 위치로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다.
일 실시예에서, 에너지 흡수 유닛(16)과 통합을 위한 수단(14)은 웹, 테더(tether), 힌지, 평 표면(도시됨), 및 링 혹은 그들의 조합의 형태를 가질 수 있다. 이러한 경우에, 에너지를 흡수하는 통합 수단 내에 어떠한 구멍이 형성되지 않을 수 있다. (n=0)
도 3에서, 인접한 에너지 흡수 유닛(16)의 에너지 흡수 특성 및 변형을 통합 하도록 하기 위하여 통합 수단(44)이 제공된다. 통합 수단은 접착제, 칩, 진동 용접, 열 막대, "홈 안의 혀부(tongue in groove)" 배열체, 등의 형태를 가질 수 있는 것으로 인식할 수 있을 것이다. 또한 도 3에 도시된 적층된 형상은 새로이 변경되어 에너지 흡수 유닛(16)이, 주어진 유닛의 첨두가 인접한 유닛의 골(valley)(또는 플로어) 내에 놓일 수 있는 방식으로 포개어질 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.
도 4에는 벽(38)의 대향 면 사이에서 적어도 부분적으로 연장하는 플로어(40)을 도시한다. 일 실시예에서, 플로어는 환형이다. 대안적으로, 플로어는 벽(38)의 중간 영역부(26)로부터 연장할 수 있다. 어떤 실시예(예를 들어 도 12)에서, 플로어는 비평면인 형상을 가질 수도 있다는 점을 인식하여야 한다. 예를 들어, 플로어(40)가 제공되는 장소는 에너지 흡수 유닛(16)의 상측 경계부 혹은 주변부(22)에 가깝다. 플로어(40)는 굽이치는 형상으로 형성될 수 있거나 그렇지 않다면 흡수체(10)가 설치 되는 주변부에 의하여 부과되는 공간 제약에 모듈화된 에너지 흡수체(10)를 맞추도록 하기 위하여 (상측으로 볼록하거나 하측으로 오목하게) 형성될 수 있다.
도 5에서, 플로어는 하나 이상의 층을 갖는 거꾸로 된 웨딩 케이크와 유사한 지세를 갖도록 형성된다. 대안적으로 플로어(40)는 그 내부에 규정된 하나 이상의 분화구를 포함하는, 화산 형태의 구조처럼 보다 굽은 형태로 형상화될 수 있다(예를 들어 도 10). 이전에 언급한 바와 같이, 따른 실시예들은 볼록한 혹은 오목한 플로어(40)을 포함한다. 도 5를 계속하여 참조하면, 하나 이상의 에너지 흡수 유 닛(16)중 일부는, 상기 플로어(40)가 0도 및 180도 사이의 각도에서 경사질 수 있는가상의 대칭 축 A-A를 갖는다.
에너지 흡수체를 "조화"한 결과로서(예를 들어 벽 높이의 치수적인 조절, 슬릿 혹은 슬롯의 제공 혹은 이들 아무것도 하지 않거나, 벽 두께, 및 재료의 선택 ), 충격에 따르는 형상이, 만일 필요하다면, 예비-충격 형상과 실질적으로 동일한 위치에 위치될 수 있다는 점을 인식하여야 할 것이다.
도 2b 및 4-5를 참조하면, 벽(38)은 벽(38)의 상부 에지(22)와 하부 에지(24) 사이에 균일하거나 균일하지 않은 두께(t)에 의하여 특징지워진다는 점을 인식하여야 한다. 어떠한 형상에서는, 특정 에너지 흡수 특성이 필요하거나 바래지는데, 주어진 에너지 흡수 유닛(16)의 벽(38)은 또다른 에너지 흡수 유닛과 관련된 벽의 평균 두께(t2) 와 다른 평균 두께(t1)를 가질 수 있다.
어떠한 실시예에서 (예를 들어 도 4에서), 통합을 위한 수단(36)은 하나 이상의 채널(46, 48)로 형성될 수 있다. 통합 수단은 벽(38)의 중간 영역부(26)에 위치될 수 있는 반면에, 이는 또한 그 상측 에지 혹은 하부 에지(22, 24)에 근접하게 놓일 수도 있을 것이다. 바람직하게는, 하나 이상의 채널(46, 48)이 제공되어, 일 방향으로의 강성 대 다른 방향으로의 유연성이 제공된다. 이는 주어진 에너지 흡수 모듈을 에너지 흡수체가 설치되는 환경에 의하여 부여되는 공간적인 제약에 맞추거나 굽어지도록 하기 위하여 또 다른 방향으로의 유연성, 충격 저항에 대하여 일 방향으로의 강성을 부여하기를 원하는 설계자에게 추가적인 허용을 할 여유가 있다.
다시 도 1-2로 돌아가서, 본 실시예는 주어진 모듈 안에 에너지 흡수 유닛(16)을 위치시키기에 최적의 위치를 설계자가 선택하도록 한다. 위치의 고려에 대한 이해를 용이하게 하기 위하여, 각각의 에너지 흡수 유닛(16)이 어떤 궤적에서 가상의 평면이 삽입되도록 투영될 때 대칭축을 갖는 것으로 상상하는 것이 도움이 될 것이다. 가상 선은 상기 평면에서 그어진 연결 인접 궤적일 수 있다. 에너지 흡수 유닛(16)은 인접 궤적을 연결하는 선이 기하학적인 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 이 형상은 예를 들어, 구분선, 원형, 달걀형, 타원형, 정사각형, 다이아몬드형, 사변형, 및 다각형일 수 있다.
도 2a-c, 및 12를 참조하면, 주어진 에너지 흡수 유닛(16)의 하측 경계부(42)는 예를 들어, 원형, 달걀형, 편원 타원형 혹은 타원형일 수 있다. 상측 경계부(22) 및 중간 영역부(16)에 대하여도 유사하다. 인접한 에너지 흡수 유닛들 사이의 그러한 형상의 조합은 본 발명의 범위 안에 속한다. 예를 들어 도 12를 보라.
어떠한 환경에서, HVAC 덕트, 코트 후크, 선 바이져, 통신 배선 설비, 또는볼트의 머리와 같은 돌출부는 차량 탑승자에 의하여 점유될 수 있는 공간을 침범할 수 있다. 이상적으로, 그러한 돌출부 주위에 증강된 강성 특성을 갖는 에너지 흡수체를 제공하는 것이 바람직하다. 그러한 흡수체를 제공하는 한가지 방법은 도 10에 도시된 바와 같은 에너지 흡수 유닛을 형성하는 것이다. 그러한 실시예에서, 에너지 흡수는 외측 벽(17) 및 내부 벽(42, 52)에 의하여 변형 동안 함께 혹은 순차적으로 제공된다. 이는 설계자가 외부 벽(17)의 에너지 흡수 특성과 독립하게 조화될 수 있는 내부 벽(42)을 제공하는 기회를 제공한다. 만일 필요하다면, 내부 벽(42) 의 기초에서의 플로어(50)가 효과적으로 에너지 흡수 동안 바닥에 닿을 수 있고 그 결과 보다 큰 변형에 대한 저항의 양이 바닥에 닿기 전에 제공되는 저항 이상이 된다. 어떠한 방식에서, 만일 필요하다면, 이와 같은 형상은 저항의 연속 선을 제공하는 내부 에너지 흡수 구조를 제공하는 기능적인 동등물로서 간주될 수 있을 것이다.
주입 몰딩이 제조 방법으로 선택되는 경우, 슬롯들이 벽 구조 안에 제공되는 바람직한 약화 메커니즘이라는 점이 이해될 수 있을 것이다. 열변형이 제조 방법으로 선택되는 곳에서는, 슬릿이 원하지 않는 재료의 슬러그를 제공하기 위하여 필요하지 않기 때문에 바람직할 것이다. 슬롯은 에너지 흡수 구조를 약화시키는 경향이 있으며, 다른 것은 동일하고 에너지 흡수 유닛의 무게를 줄인다는 점을 인식하여야 하다.
도 6-9에서, 베이스 혹은 상기 베이스로부터 연장하도록 규정된 베이스 연결 부재(12) 및 다수의 제 1 리세스(16)들과 같은, 인접한 에너지 흡수 유닛을 연결하기 위한 수단을 구비한 에너지 흡수체의 대안적인 실시예를 도시한다. 적어도 일부의 리세스(16)들은 림(22), 및 상기 림으로부터 상기 베이스(12)로 연장한 적어도 하나의 제1 벽(17)을 갖는다. 상기 림(22)은 평균 반지름(R)을 가질 수 있거나, 혹은 비원형(이하에서는 "곡선형"으로서 칭해짐)일 수 있다. 바람직하게, 상기 림(22)은, 비록 상기 림이 실질적으로 평평할 필요는 없으나, 평평하거나 혹은 돔형(볼록한) 부분(18)(도 11)을 갖는다. 하나 이상의 제 2 리세스(40)가 상기 제 1 리세스(16)의 적어도 일부로 연장한다. 제 2 리세스(40)는 제2 벽(42) 및 플로 어(44)를 가지고 있다. 상기 플로어(44)는 오목, 볼록 (도 11에서 볼 수 있는 바와 같이)하거나, 혹은 실질직으로 평평할 수 있다. 추가로, 플로어는 단지 상기 림(22)과 유사한 하나의 림일 수 있다.
많은 실시예에서, 도 1-10 중 어느 하나에 도시된 에너지 흡수체(10)는 굽은 부분에서도 만족할만하게 형성될 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
2. 설계 방법
제한적이지 않으나, 제조하기 위한 바람직한 방법은 열성형이다. 열성형은 요구되는 부분의 모양 안에 도구를 사용하여 일정한 두께를 갖는 가열된 플라스틱 쉬트를 스트레칭하는 단계를 포함하는 것으로 알려져 있다. 스트레칭 단계는 상기 쉬트를 얇게 만들고 궁국적으로 그 부분 안에서 비균일한 두께 분포가 형성된다.
모듈화된 에너지 유닛을 형성하는 방법은 다음 단계를 포함한다.
주어진 공간 제약 및 요구되는 에너지 흡수 기준에 따라 하나 이상의 에너지 흡수 유닛을 선택하는 단계;
에너지 흡수 유닛을 미리 규정된 윤곽의 지세와 통합하도록 하기 위한 수단을 제공하는 단계;
에너지 흡수 유닛을 통합하기 위하여 상기 수단과 관련하여 하나 이상의 에너지 흡수 유닛을 배치함으로서 하나 이상의 에너지 흡수 유닛이, 에너지 흡수체와 사고 대상 사이의 상대적인 운동 이전, 그 동안, 그리고 그 후에 서로 관련하여 위치되도록 하는 단계;
하나 이상의 에너지 흡수 유닛 중 일부 안에 벽을 제공하고, 상기 벽에는 상 측 경계부, 하측 경계부 및 그 둘 사이로 연장하는 중간 영역부를 제공하는 단계;
상기 벽 안에 다수개(m; m은 (0,1,2,3...1000)으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 정수)의 트임 구멍을 규정하는 단계;
에너지 흡수 유닛을 통합하기 위한 수단 안에 규정된 다수개(n; n은 (0,1,2,3...1000)으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 정수)의 구멍을 제공하는 단계;
상기 흡수 구조의 결과적인 모듈화 에너지 흡수 특성치를 정량하는 단계;
상기 특성치를 필요한 바와 비교하는 단계; 및
필요한 만큼 반복하는 단계.
3. 제조 방법
공개된 에너지 흡수체는 상대적으로 적은 비용으로 열성형에 의하여 제조될 수 있으며, 충격 성능은 약 50 밀리미터 이하의 높이에서 비싼 도구의 적용이 없이 최적화될 수 있다. 그러나, 이 높이 이상에서는, 충돌 저항을 충당하기 위한 에너지 흡수체를 제조하기 위하여 필요한 기초 재료 두께는, 직렬의 열성형 장치를 사용하여 쉽게 그리고 저렴하게 제조되기 어렵다. 그러한 환경에서, 주입 몰딩된 흡수체는 아마도 저렴한 비용으로 제조될 수 있을 것이다.
역사적으로, 충돌 저항 혹은 다수의 립(rib) 열로부터 형성되는 주입 몰딩된 에너지 흡수체에 의하여 흡수되는 에너지의 양을 최적화하는 것은 일단 몰드가 생성되었을 때 수정하기 어렵고 비싸다. 립 두께를 수정하는 것은 일반적으로 구움(burning), 자름, 삽입 등에 의하여 몰드로부터 재료를 추가하거나 제거함으로써 달성된다.
약 1.25 밀리미터보다 작은 두께를 갖는 주입 몰딩된 벽 영역을 생성하는 것은 종종 어렵다. 그러한 환경에서, 다중-드롭 고온 러너 시스템은 얇은 영역 안에서 재료가 "결빙되어 떨어지는(freezing off)" 것을 방지하기 위하여 사용되어 왔다. 재료로부터 떨어진 영역 혹은 잘린 부분은 그러한 립을 약화시키도록 사용되어 왔으나, 그들이 추가적인 제조 상의 문제를 만들기 때문에 덜 효율적인 것으로 판명되었다. 립들이 클래스 A 표면(그 외관이 중요한)의 배면측으로 합체될 때, 립 안에서의 변화는 그 외관이 허용되지 않는 제품으로 읽혀지거나 결론지어질 수 있다.
따라서, 흡수체의 충돌 저항은 에너지 조절의 최상 정도 혹은 충격 조건의 주어진 설정치에 대한 탑승자 보호의 최고 수준을 제공하도록, "조화"되거나 "맞추어지는" 것이 중요하다. 발포 에너지 흡수체는 밀도의 변화에 의하여 조화될 수 있으나, 금속, 열가소성, 혹은 복합 재료로 구성된 것보다 덜 효과적인 것으로 판명되었다. 금속 및 복합 흡수체는 주입 몰딩된 그리고 열성형된 에너지 흡수체와 같은 플라스틱 요소보다 더 비싼 것으로 판명되었다.
바람직하게, 개시된 어네지 흡수체는 주입 또는 압축 몰딩에 의하여 생성되고 베이스 쉬트 안에 리세스를 구비한 구조체를 포함한다. 예를 들어, 리세스는 약 1.25 밀리미터의 최소 벽 두께를 가질 수 있다. 작은 테이퍼 영역(tapered area) 혹은 드래프트 영역(drafted area)은 이 두께 아래의 두께를 가질 수 있다.
리세스의 벽은 1.25 밀리미터보다 두꺼울 수 있으나, 주어진 지점에서 리세 스의 버클링(buckling)을 증강시키기 위하여 1.25 밀리미터 만큼 얇은 영역을 가질 수 있다.
(재료가 제거되지 않은) 슬릿, 혹은 (제료가 없어진 영역인) 슬롯은 주어진 에너지 흡수 유닛의 벽에 가장 평행하기 형성하도록 제공될 수 있다. 그러한 트임 구멍은 존재하거나 존재하지 않을 수도 있는데, 존재할 때에는, 슬롯은 변화하는 폭을 갖거나 가지지 않을 수 있다. 상기에서 서술한 바와 같이, 에너지 흡수 유닛의 벽의 안쪽 혹은 바깥쪽으로부터 돌출한 립들(예를 들어, 도 4)는 존재하거나 혹은 존재하지 않을 수 있다.
존재할 때, 립(51)(도 4)는 리세스의 벽에 가장 평행하게 나열되고 주어진 지점에서 리세스의 버클링을 증가시키는 포선(convolution)을 가질 수 있다. 주어진 에너지 조절 특성을 생성하기 위하여 립(51)이 높이 및 폭 양 측면에서 변할 수 있다는 점을 인식할 수 있을 것이다.
일 실시예에서, 최소 벽두께인 1.25mm는 최소 수의 주입 부분을 갖는 주입 몰드 설계를 위하여 몰드 안에서의 재료 유동을 증강시킨다. 이 두께 아래에서, 형성된 물품은 폴리머를 얇은 영역 안으로 강제로 유입하기 위하여 유발된 보다 강한 전단력을 갖는다. 얇은 영역은 또한 채워지는 것이 어렵다. 이는 보다 큰 주입 몰드 압력, 보다큰 장비, 보다 높은 이용 비용 및 보다 큰 폐기 비율을 야기한다. 1.25mm 보다 두꺼운 영역은 이와 같은 문제에 대한 경향이 덜하다. 최소 벽두께를 1.25mm로 유지함으로써, 흡수체를 제조하는 비용이 최소화된다. 또한 벽 두께를 증가시키거나 줄임으로써, 흡수체의 충돌 저항은 충격 성능을 최적화하도록 조화될 수 있다.
슬릿, 혹은 슬롯과 같은, 트임 구멍의 존재는 주어진 에너지 흡수 유닛의 충돌 저항을 줄인다. 슬릿(28)의 수(도 1c)는 더 낮은 정도로 충격 성능을 최적화하도록 변경될 수 있다. 바람직하게, 그러나 필수적인 것은 아니지만, 슬릿은 벽(16) 의 전체 길이에 걸쳐 있어야 한다.(예를 들어 도 1d를 보라) 그와 같이 함으로써, 니트 라인(형성된 물품 안에서 약한 지점으로 인정되는 두개의 플라스틱 용융 전방부가 함께 만나는 지점)이 베이스 혹은 리세스의 지붕과 같은, 에너지 조절에 덜 포함되는 영역 쪽으로 힘을 받는다.
만일 필요하다면, 리세스 벽의 어느 한 쪽으로부터 돌출한 립(도 4)는 구조체의 충돌 저항을 증가시키거나 혹은 감소시키기 위하여 크기가 추가되거나 줄어들 수 있다. 이 때, 립(51)은 립에 인접항 영역으로 재료의 유동을 증강시키는 채널이 또한 제공될 수 있다. 립의 높이 혹은 폭은 충돌 저항을 증가시키거나 줄이도록 변화될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 립은 에너지 흡수 유닛의 내부 안에 위치한다.
주입 몰드는 재료의 고체 블록으로부터 제조될 수 있거나 혹은 다수의 삽입물로 구성될 수 있다. 각각의 리세스의 바람직한 실시예는 형태에 있어서, 사다리꼴이다. 이와 같은 설계의 이점은 원뿔 내부를 위한 삽입물의 사용을 통하여 충격 성능을 최적화하는 단순하고 저렴한 수단으로 적합하기 때문이다. 이러한 삽입물은 전형적으로CNC 머신 및 EDM 기술과 같은 보다 고가의 방법에 의해서라기 보다는, 수치 제어되는 선반 상에서 저렴하게 생산될 수 있다. 리세스의 벽 두께는 원래의 삽입물을 그 프로파일이 다른 것으로 수정하거나 혹은 쉽게 교체함으로써 용이하게 변화될 수 있다. 벽 두께를 변화시킴으로써, 충돌 저항은 변화될 수 있다.
요약하면, 각각의 리세스의 충돌 저항은 제조 가격에 최소한의 영향을 주고 충격 성능을 최적화하기 위하여 변경될 수 있다. 이는 고 제조 비율 및 저 비용 대 현재 경쟁 생산물에 적합한 반면에 여전히 최상의 충격 성능을 제공한다.
4. 실험적인 관찰
실험이 주어진 흡수체 설계의 저항 특성을 예견하고, (예를들어, 폴리프로필렌: 바셀 프로-팍스 SV 152으로부터 만들어짐) 자동자 측면 충격에 대한 주어진 대응책의 알려진 표준(80psi 까지)에 맞추어지도록 그 기하를 최적화하거나 혹은 효율적으로 조화하도록 수행되었다.
이하에 그 결과가 요약되어 있다.
슬릿의 수 충격각도(도) 벽 두께(mm) 립 높이(mm) 최고 압력 (PSI) 평균 압력(PSI) Std, Dev. 압력(PSI) 원뿔대 질량(tonnes)
0 2 2 0 27 0 1.25 1.65 1.25 0 1.25 0 141.57 115.42 54.01 86.79 61.08 20.74 29.53 16.63 12.20 0.0081 0.0118 0.0081
절차:
일정 속도에서 단일 원뿔대에 충격을 가하는 (원뿔대 축에 수직하게 향하는) 강성 평면의 일시적인 유한 요소 시뮬레이션
모델링된 원뿔대 재료: Pro-fax SV152 PP; Cycolac Ex75 ABS, Cycolac MC 8800, Cycoloy IP 1000
유사 정지 성능을 반영하기 위하여 모델링된 비 변형 율 의존
강성 평면과 접촉함으로서 지지되는 원뿔대
원뿔대 기하- 10도 draft, 15mm 상측 지름, 립 없음
충격 속도=시뮬레이션 시행 속도를 줄이기 위한 33mph(FMVSS 214 결론적인 속도)
압력 계산을 위한 영역= 충격 받을 수 있으며 하나의 원뿔대에만 영양을 미치는 최대 영역.- 모델의 베이스에 위치한 영역으로 가정(64mm 지름)
SEA 1000 으로 필터링된 미가공 데이터(너무 많이 완곡해진 다른 필터와 같음)
변형:충격 각도 (0°, 14°, 27°)
부분 두께 (1.25mm, 1.6mm, 2.0mm)
원뿔대 벽 안의 75mm 길이 슬릿의 수 (0,1,2,4)
원뿔대 안의 립의 높이 (0, 1.25mm, 2.5mm)
열들 : 108(Full Factorial)
측정: 충격시 발생되는 최대압력
전체 사건동안 충격시 발생되는 평균 압력
전체 사건 동안 압력의 평균 분산
원뿔대 Mass
온도 : 실온(온도에 의한 영향은 고려하지 않음)
분석 결과: Altair Hyperworks® 소프트웨어를 사용하여 DOE 전과 후를 처리
LS-DYNA3D® 비선형 유한 요소 분석기를 사용하여 시뮬레이션
JMP 정량 소프트웨어를 사용하여 결과를 분석-
주요 효과 및 상호 작용에 대한 효과 스크리닝
전이 함수용 순차 역방향 회귀
실험적인 관찰은, 에너지 흡수 유닛의 저항 특성이 슬릿 혹은 슬롯의 수 및 벽 두께에 가장 민감하다는 점을 확인시켰다. 충력력에 반응하는 에너지 흡수 모듈에 의하여 발생되는 평균 압력은 실제 제조과정 및 성능 한계 내에서 에너지 흡수 유닛 사이의 공간을 조절함으로써 통합될 수 있었다. 따라서, 상기 유닛의 설계 그리고 모듈 안에서의 그들의 공간적인 지향성을 변경함으로써 주어진 충격 조건의 설정치에 대한 모듈의 저항 압력을 최적화할 수 있다. 설계 접근은 궁극적으로 흡수체가 탑승자와 상호작용하는지 여부 및 그 결과 부하의 전달 혹은 에너지 조절의 필요성이 생기는지 여부에 달려있다.
본 발명에 따른 실시예들이 서술되고 설명되었을지라도 이와 같은 실시예들이 본 발명의 모든 가능한 형태를 설명하고 묘사하는 것으로 의도되는 것은 아니다. 오히려, 상세한 설명에 사용된 단어들은 제한적이라기 보다는 서술적인 단어들이며, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 점이 이해되어야 한다.

Claims (23)

  1. 모듈화된 에너지 흡수체로서,
    하나 이상의 에너지 흡수 모듈을 포함하고, 상기 하나 이상의 에너지 흡수 모듈 중 하나 이상은;
    상기 하나 이상의 모듈의, 에너지 흡수 유닛을 통합하기 위한 수단으로서, 상기 수단은 그 내부에 규정된 n개(n은 0 이상의 정수)의 구멍을 포함하는 지세를 가지는 수단; 및
    상기 통합하기 위한 수단과 연결되는 하나 이상의 에너지 흡수 유닛으로서, 상기 조호하기 위한 수단은 사고 대상과 에너지 흡수체 사이의 상대적인 운동 전, 그동안, 그 후에 서로와의 관계에서 하나 이상의 유닛을 위치시킴으로써, 그로부터 야기되는 결과적인 충격 힘이 에너지 흡수 유닛에 의하여 적어도 부분적으로 흡수되도록 하고, 상기 유닛의 적어도 일부는,
    상측 경계부, 하측 경계부, 및 그 사이로 연장하는 중간 벽을 포함하고, 상기 중간 벽 안에는 충격 전에 다수개(m, m은 0 이상의 정수)의 트임 구멍을 구비하고, 상기 벽은 흡수 동안 적어도 부분적으로 붕괴되고;
    상기 상측 경계부로부터 연장하는 상측 벽을 포함하고, 상기 중간 벽 및 상기 상측 벽 중 어느 하나 또는 양 벽은 각각의 벽에 연결된 변형 특성에 따라 적어도 부분적으로 붕괴하고,
    이 때 상기 에너지 흡수 유닛의 적어도 일부는, 중간 벽 및 상측 벽 충격 력 의 주요 사고 요소로 개별적으로 알파 및 베타 각도로 경사지고, 상기 에너지 흡수 유닛의 일부는 충격 력을 가하는 대상을 감속하도록 상호 조력을 부여하도록 협력하는, 모듈화된 에너지 흡수체.
  2. 제 1항에 있어서,
    립들을 구비한 힌지 영역을 추가로 더 포함하고, 상기 립 각각은 상기 하나 이상의 통합하기 위한 수단으로부터 연장하여, 상기 흡수체는 상기 흡수체가 위치 지정되는 환경에 의하여 가해지는 공간적인 제약 안에 형상화될 수 있도록 형성되며, 상기 환경은 차량 안의 헤드라이너, 범퍼 조립체, 무릎 보호대, 및 차량 필라, 팔 지지대 및 도어를 포함하는 측면 충격 위치를 포함하는 그룹으로부터 선택되는, 모듈화된 에너지 흡수체.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 틈의 수(n)는 0과 동일한, 모듈화된 에너지 흡수체.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 통합하기 위한 수단은 웹, 테더, 힌지, 평평한 표면, 립, 채널, 평평하지 않은 표면, 및 그들의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 형태를 가지는, 모듈화된 에너지 흡수체.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 에너지 흡수 유닛 중 적어도 하나는 상부 벽의 마주보는 면 사이에 적어도 부분적으로 연장하는 플로어를 포함하는, 모듈화된 에너지 흡수체.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 플로어는 환형인, 모듈화된 에너지 흡수체.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 플로어는 상기 상측 경계부 안으로 연장하는, 모듈화된 에너지 흡수체.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 플로어는 비평면의 형상을 갖는, 모듈화된 에너지 흡수체.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 플로어는 하나 이상의 층을 구비한 결혼 케익 지세로 형성되는, 모듈화된 에너지 흡수체.
  10. 제 5항에 있어서,
    상기 플로어는 하나 이상의 분화구를 내포한 화산 형상으로 형성되는, 모듈 화된 에너지 흡수체.
  11. 제 5항에 있어서,
    상기 하나 이상의 에너지 흡수 유닛 중 일부는 가상의 대칭축을 가지며 상기 플로어의 적어도 단편은 상기 대칭축으로 경사진, 모듈화된 에너지 흡수체.
  12. 제 1항에 있어서,
    반동 후의 해제된 형상이 충격 전의 구부려지지 않은 형상으로 실질적으로 동일한 위치에 위치되는, 모듈화된 에너지 흡수체.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 중간 벽은 소정의 두께를 가지며, 상기 두께는 상측 경계부 및 하측 경계부 사이에서 비균일한, 모듈화된 에너지 흡수체.
  14. 제 5항에 있어서,
    상기 상측 벽은 소정의 두께를 가지며, 상기 두께는 상측 경계부 및 상기 플로어 사이에서 비균일한, 모듈화된 에너지 흡수체.
  15. 제 13항에 있어서,
    주어진 에너지 흡수 유닛의 중간 벽은 또다른 에너지 흡수 유닛과 연결된 벽 의 평균 두께(t2) 와 다른 평균 두께(t1)를 갖는, 모듈화된 에너지 흡수체.
  16. 제 14항에 있어서,
    주어진 에너지 흡수 유닛의 상측벽은 또다른 에너지 흡수 유닛과 연결된 상측 벽의 평균 두께와 다른 평균 두께를 갖는, 모듈화된 에너지 흡수체.
  17. 제 11항에 있어서,
    각각의 대칭축은 주어진 평면을 가로지르는 위치 소재를 규정하고, 상기 평면 안의 인접한 소재와 합쳐지는 선은, 선분, 원, 달걀형, 타원형, 타원주, 직사각형, 다이아몬드형, 사변형, 및 다각형으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 지세 형상을 묘사하는, 모듈화된 에너지 흡수체.
  18. 제 1항에 있어서,
    에너지 흡수 유닛의 하측 경계부는 선분, 원, 달걀형, 타원형, 타원주, 직사각형, 다이아몬드형, 사변형, 및 다각형으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 지세 형상을 규정하는, 모듈화된 에너지 흡수체.
  19. 제 1항에 있어서,
    에너지 흡수 유닛의 상측 경계부는 선분, 원, 달걀형, 타원형, 타원주, 직사 각형, 다이아몬드형, 사변형, 및 다각형으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 지세 형상을 규정하는, 모듈화된 에너지 흡수체.
  20. 제 1 항에 있어서,
    중간 영역은 선분, 원, 달걀형, 타원형, 타원주, 직사각형, 다이아몬드형, 사변형, 및 다각형으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 지세 형상을 규정하는, 모듈화된 에너지 흡수체.
  21. 제 1항에 있어서,
    두개 이상의 에너지 흡수 모듈이 적층 형상 안에 배열되고, 상기 흡수체는 추가로 상기 두개 이상의 에너지 흡수 모듈의 충격 저항 특성과 협력하기 위한 수단을 포함하는, 모듈화된 에너지 흡수체
  22. 제 1항에 따른 모듈화된 에너지 흡수체를 형성하기 위한 방법으로서,
    공간적 제약 및 요청되는 에너지 흡수 기준에 따른 에너지 흡수 모듈 안에 하나 이상의 에너지 흡수 유닛을 선택하는 단계;
    미리 규정된 윤곽의 지세를 갖는, 에너지 흡수 유닛과 통합하기 위한 수단을 제공하는 단계;
    에너지 흡수 유닛을 통합하기 위한 수단과 연결된 한 이상의 에너지 흡수 유닛을 위치시켜 하나 이상의 에너지 흡수 유닛이 사고 대상과 에너지 흡수체 사이의 상대적인 운동 전, 그 동안, 및 그 후에 서로 관련하도록 위치시키는 단계;
    벽 안에 다수(m, m은 0,1,2,3,…1000으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 정수)의 트임 구멍을 규정하는 단계;
    벽 두께 프로파일을 결정하는 단계;
    에너지 흡수 유닛을 통합하기 위한 수단 안에 규정된 다수(n, n은 0,1,2,3,…1000으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 정수)의 구멍을 제공하는 단계;
    상기 모듈화된 에너지 흡수 구조체의 이론적인 에너지 흡수 특성을 계산하는 단계;
    상기 이론 특성과 요청되는 값을 비교하는 단계; 및
    필요에 따라 되풀이하는 단계를 포함하는, 모듈화된 에너지 흡수체를 형성하는 방법
  23. 제 22항에 있어서,
    상측 경계부로부터 연장된 상측 벽에 의하여 지지되는 플로어를 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 상측 벽은 상기 충간 벽과 연결된 에너지 흡수 특성과 조화되는 에너지 흡수 특성을 생성하도록 선택된 치수를 갖는, 모듈화된 에너지 흡수체를 형성하는 방법.
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