KR20080080108A

KR20080080108A - 차량용 에너지 흡수 펜더

Info

Publication number: KR20080080108A
Application number: KR1020087013513A
Authority: KR
Inventors: 키스 마리니센; 로이 길싱
Original assignee: 제네럴 일렉트릭 컴퍼니
Priority date: 2005-11-14
Filing date: 2006-11-01
Publication date: 2008-09-02
Also published as: WO2007058786A1; AU2006315835A1; EP1948487A1; US20060113825A1; CN101360637A; US7192080B2; JP2009515772A

Abstract

충돌에서 발생되는 힘을 흡수하기 위한 펜더(2)는, 상기 펜더의 외측 부분으로부터 연장되는 수직 정렬섹션(4)과, 차량에 장착되게 되어 있는 수직 정렬섹션(4)에 연장되는 수평 정렬섹션(5)으로 이루어지는 연장 부착 플랜지를 구비하고, 상기 수직 정렬섹션(4)은 상기 수직 정렬섹션의 강성을 증가시키기 위한 복수의 윤곽부를 구비한다.

차량, 충돌, 흡수, 펜더, 정렬섹션, 플랜지, 윤곽부

Description

차량용 에너지 흡수 펜더{Energy Absorbing Vehicle Fender}

본 출원은 미국특허출원 제 PCT/US04/29279호의 일부 계속출원이고, 35 U.S.C.119에 의거 2004.9.3자로 출원된 미국특허출원번호 제 PCT/US04/29279호와 2003.9.5자로 출원된 미국 가출원번호 60/500633호로 우선권을 주장한 것이며, 상기 출원한 내용 전부를 여기에 병합한 것이다.

본 발명은 보행자 보호에 적합한 형태의 차량용 펜더에 관한 것이다.

일본과 유럽국가들에서의 법규는 장래에 차량용 펜더의 충격으로부터 보행자의 머리와 신체를 보호하기 위한 차량 펜더시스템에 대해 에너지 흡수설계를 요구할 수도 있다.

통상적으로, 금속 펜더는 때로는 샷건(shotgun) 또는 에이프런 패널(apron panel)로도 지칭되는 강성 지지부재를 통해서 차체에 부착된다. 차량의 길이방향으로 연장되는 이러한 강성부재는 대개 자동차 프레임에 연결되며, 펜더 부착용 후드의 바로 아래에 수평으로 배치되는 에이프런(apron)을 형성한다. 한쌍의 강성부재는 각각의 펜더에 부착되기 위해 전방의 측면 또는 엔진실 중 어느 하나에 배치된 다. 펜더의 일부로서 형성되는 L형 플랜지는 전방 격실의 내부로 돌출되며, 강성부재의 에이프런에 부착된다. 청(Chung)의 미국특허 제 6,547,316호에는, 펜더의 플랜지와 지지부재의 에이프런 사이에 부착되는 후두 아래에 배치되는 만곡부를 이용하여 충격을 흡수하는 펜더 패널이 기술되어 있다. 리(Lee)의 미국 특허 제 6,554,341호는, 펜더 플랜지로부터 지지부재의 에이프런으로 외측 하향 연장되는 한쌍의 레그가 구비되는 펜더의 플랜지와 에이프런 사이의 부분에 의한 충격흡수에 관한 것이다. 상기 미국특허 제 6,547,316호에는 보행자에 대한 충돌사고에 있어서 중간만곡부가 에너지를 흡수하여 보행자의 부상정도를 감소시키는 내용이 기술되어 있다.

상기 특허에서 전술한 보행자 보호를 위한 해결방안은, 펜더의 플랜지와 강성 지지부재사이의 거리를 늘리고, 펜더의 플랜지와 강성 지지부재 사이에 별도의 비교적 약한 구조물을 삽입하는 것에 의존한다. 상기 별도의 약한 구조물은 보행자 보호 능력을 향상시키기 위해서 비교적 낮은 힘에 의해 변형될 수 있다. 미국 특허공개 제 US2002/0060474A1호 및 US2003/0015890A1호는 주로 고유강성이 큰 금속펜더에 관한 것이다.

통상의 펜더는, 펜더의 상부에지와 강성 지지부재 또는 소위 샷건에 대한 플랜지 부착물 사이에서 비교적 짧은 거리를 가진다. 앞으로의 보행자 안전요건, 특히, 제안된 머리 충돌 요건을 충족하기 위해서, 차량의 이러한 영역은 문제점으로 나타난다. 이러한 요건을 충족하기 위해서, 펜더의 구조체와 펜더의 지지체는 침입공간이 생성되어, 그에따라 펜더와 충돌시에 물체가 감속되면, 펜더가 비교적 낮게 유지되어 충돌력이 감소되도록 변경되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 강성 지지부재 또는 샷건의 위치를 낮춤으로써 플라스틱 펜더에 대한 침입거리가 증가되는 것이 바람직하다. 일 실시예에 따르면, 펜더의 치수 안정성은, 충돌시 펜더의 바람직한 찌그러짐을 제공하면서 유지된다. 침입력에 대한 펜더의 반응은 이용가능한 찌그러짐 거리에서 충돌 에너지 힘을 흡수하도록 적절한 레벨로 제공되는 것이 바람직하다. 일 실시예에 따르면, 보행자 안전을 위해 적용될 수 있는 열가소성 펜더에 통합적인 해결책이 제공된다. 일 실시예에 따르면, 펜더의 찌그러질 수 있는 특징은 추가부품을 요하지 않으며, 보조작업을 요하지 않는다.

일 실시예에 따르면, 부착 플랜지는 물체에 의해 찌그러질 때, 상부 정면 위치로부터 충돌력을 감소시키기 위해 조정될 수 있지만, 치수 안정성을 제공하도록 다른 방향으로 충분한 강성이 제공되는 수직 정렬섹션을 가진다.

일 실시예에 따르면, 충돌로부터 발생되는 흡수력에 대해 차량에 부착하기 적합하다. 연장되는 부착 플랜지는, 접합부에 상기 펜더의 외측부분에 연장되는 수직 정렬섹션과, 상기 수직 정렬섹션에 연장되는 수평 정렬섹션을 포함한다. 상기 수직 정렬섹션은 상기 수직 정렬섹션의 강성을 증가시키기 위한 복수의 윤곽부를 구비하고, 상기 각각의 윤곽부는 강성을 제공하기 위해 수직 정렬섹션과 수평 정렬섹션에 합체된다.

본 명세서에는 다양한 변형예들이 있고, 부착 플랜지의 수직 정렬섹션에는 다양한 형상의 디자인 특징들이 합쳐져서 바람직하고 충분한 안정성이 얻어질 수 있도록 한다.

도 1은 종래기술의 펜더 구조를 도시한 개략적인 측면도이다.

도 2는 펜더 구조의 일 실시예를 도시한 개략적인 측면도이다.

도 3은 일 실시예에 따른 부착 플랜지의 수직 정렬 섹션의 부분 사시도이다.

도 4는 일 실시예에 따른 부착 플랜지의 수직 정렬 섹션의 부분 사시도이다.

도 5는 일 실시예에 따른 부착 플랜지의 수직 정렬 섹션의 부분 사시도이다.

도 6은 일 실시예에 따른 부착 플랜지의 수직 정렬 섹션의 부분 사시도이다.

도 7은 일 실시예에 따른 부착 플랜지의 수직 정렬 섹션의 부분 사시도이다.

도 8은 일 실시예에 따른 부착 플랜지의 수직 정렬 섹션의 부분 사시도이다.

도 9는 일 실시예에 따른 부착 플랜지의 수직 정렬 섹션의 부분 사시도이다.

도 10은 일 실시예에 따른 부착 플랜지의 수직 정렬 섹션의 부분 사시도이다.

도 11은 일 실시예에 따른 부착 플랜지의 수직 정렬 섹션의 부분 사시도이다.

도 12는 일 실시예에 따른 부착 플랜지의 수직 정렬 섹션의 부분 사시도이다.

도 13은 일 실시예에 따른 부착 플랜지의 수직 정렬 섹션의 부분 사시도이다.

도 14는 일 실시예에 따른 부착 플랜지의 수직 정렬 섹션의 부분 사시도이다.

도 15는 일 실시예에 따른 부착 플랜지의 수직 정렬 섹션의 부분 사시도이다.

도 1은 도면부호 7로 도시한 너트 및 볼트에 의해 지지부재(6)에 튼튼하게 고정되는 금속펜더(2)의 통상적인 종래 기술에 따른 장착상태를 나타낸 부분 단면도이다. 후드는 도면부호 1로 도시된다. 펜더(2)는 수평 정렬섹션(5)에 결합되는 수직 연장섹션(4)을 가지는 플랜지부를 포함한다. 오목부(3)는 외표면으로부터 전방 격실 내로 하향 연장되고, 후드가 폐쇄위치에 있을 때, 후드(1)가 안착되도록 한다. 상기 오목부(3)는 펜더(2)의 외측부분과의 접합부에 외측 림을 구비한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 수직 연장섹션(4)의 높이는 비교적 짧으며, 따라서 펜더(2)의 상부와 강성 지지부재(6) 사이의 거리가 비교적 짧아서, 강성 지지부재(6)가 접촉되기 전에 충돌 중에 물체의 침입을 위한 공간이 거의 제공되지 않는다.

도 2는 부착 플랜지의 수직 정렬섹션(4)의 높이가, 충돌시에 침입 물체로부터의 지지부재(6)의 틈을 제공하는 한편, 펜더(2)가 충분히 찌그러질 수 있도록 하는 일 실시예를 도시한 것이다. 상기 펜더(2)는 미적인 외표면을 가지는 외향부분 을 포함한다. 오목부(3)는 외표면으로부터 전방 격실내로 하향 연장되고, 후드가 폐쇄위치에 있을때, 후드(1)가 안착되도록 한다. 상기 오목부(3)는 펜더(2)의 외측부분과의 접합부에 외측 림(rim)을 구비한다. 펜더(2)의 부착 플랜지부는 지지부재(6)에 고정, 장착되며, 이것은 통상적으로 펜더(2)가 단단하게 장착되도록 한다. 지지부재(6)는 당업계에서 샷건으로 공지되어 있고, 통상적으로 금속구조물이며, 차량의 프레임에 장착된다. 플랜지부는 내측 림을 따라 오목부(3)에 접합되는 수직 정렬섹션(4) 및, 지지부재(6) 근방의 전방격실 내부를 향하여 연장되고, 그곳에 부착되기 위한 수평 정렬섹션(5)을 구비한다. 수직 정렬섹션(4)은 부착 플랜지(4,5)를 형성하기 위해서 접합부에서 수평 정렬섹션(5)에 접합된다. 플랜지의 수평 정렬섹션(5)은 지지부재(6)의 수평 정렬 표면에 매칭(matching)되어 고정된다. 도면에 도시된 바와 같이, 볼트 형태의 체결구(7)는 플랜지의 수평 정렬섹션(5)내의 개구부(8)와 지지부재(6)의 에이프런 또는 수평 정렬부분의 홀을 통과한다. 본 명세서에서 일반적으로 지칭되는 부착 플랜지 또는 플랜지형 부분은 수직 정렬섹션(4) 및 수평 정렬섹션(5)을 포함한다.

일 실시예에 따르면, 펜더는 플라스틱재이다. 통상의 플라스틱재는 엔지니어링 열가소성체(engineering thermoplastics)를 포함한다. 통상의 열가소성 수지는 폴리카보네이트, 코폴리에스테르 카보네이트, 폴리페닐렌 에테르, 폴리우레탄, 폴리에틸렌(고밀도 및 저밀도)폴리프로필렌, 탄성중합 열가소성체 등과, 폴리카보네이트/폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리페닐렌 에테르/고충격성 폴리스티렌, 폴리카보네티트/아크리코니트릴-부타디엔-스티렌 등과의 혼합물, 및 상기 폴리머들의 혼합물을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 하나의 열가소성 수지는 제너럴 일렉트릭 컴퍼니가 상표명 XENOY(등록상표)수지로 판매하는 폴리카보네이트/폴리부틸렌 테레프탈레이트 조합체이다. 바람직한 열가소성 수지는 제너럴 일렉트릭 컴퍼니가 상표명 NORYL GTX(등록상표) 수지로 판매하는 폴리아미드와 폴리에틸렌 에테르 혼합물이다. 유리 및, 나노튜브를 구비하는 나노형 합성물과 같은 파이버(fiber)를 구비하는 충전재 또한, 본원에서 사용되는 열가소성체와 함께 이용될 수 있다.

후드를 안착시키기 위한 오목부(3)와, 펜더(2)를 차량 지지부재(6)에 고정시키는 부착 플랜지(4,5)를 구비하는 펜더(2)는 열가소성 재료의 단일 부분으로 형성되는 것이 바람직하다. 펜더(2)의 외부에 대한 지지를 제공하는 부착 플랜지(4,5)의 수직 정렬섹션(4)은 정상 사용중에 펜더(2)에 대해 치수 안정성을 제공하는 반면에, 소정의 충돌시에 찌그러지게 되어 있다. 수직 정렬섹션(4)은 강성 지지부재(6)가 강제적으로 충격받지 않는 상태에서 찌그러짐으로써 충격을 흡수하도록 충분한 높이 또는 찌그러짐 거리를 가진다. 도 1에 도시한 바와 같이, 플랜지의 수직 정렬섹션(4)은 오목부(3)의 내측 림과 부착 플랜지(4, 5)의 수평 정렬섹션(5) 사이에서 연장되는 벽을 형성한다. 상기 벽은, 벽에 대해 실질적으로 수직한 방향의 힘을 견디기 위한 강성을 제공하도록 하는 윤곽 형상을 가진다. 상기 윤곽 형상은, 측방향 힘에 견디기 위한 강성을 제공하도록 수평 정렬 플랜지부에 연결되거나 인접하는 것이 바람직한, 돌출부 또는 만입부 형태의 변형부를 구비한다. 상기 윤곽부 또는 변형부(10)는 수직 정렬 플랜지 섹션(4) 및 수평 정렬 플랜지 섹션(5)와 합체(merge)되는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에 따르면, 복수의 윤곽부 또는 변형부(10)는 오목부(3)의 림 아래로 소정 거리 이격되어 있다. 이러한 구조에 의하면, 수직 정렬 섹션은 인접 오목부(3)를 찌그러뜨리기가 더욱 쉽다. 바람직한 구조에서, 윤곽부(10)는 플랜지를 강화하는 작용을 하며, 플랜지의 수평섹션과 플랜지의 수직 정렬 섹션(4) 사이에서 연장되는 돌출부 형태이다. 바람직한 실시예에서, 수직 섹션 또는 벽의 길이를 따라 복수의 강화 부분이 제공된다.

플랜지의 수직 정렬섹션(4)의 수직 높이는 차량마다 달라질 수 있으며, 대략 60㎜ 이상인 것이 바람직하다. 수직 정렬섹션(4)의 높이는 대략 60㎜ 내지 대략 100㎜인 것이 더 바람직하다. 본 발명에 따르면 80㎜ 정도의 높이가 통상적이다. 윤곽부 또는 변형부(10)의 적어도 일 부분은 플랜지의 수직 정렬섹션(4)의 높이의 대략 2/3 이상 연장되는 것이 바람직하다. 윤곽부 또는 변형부(10)는 플랜지의 수평 정렬섹션(5)으로부터 상향 연장되는 것이 바람직하다. 상기와 같이, 윤곽부(10)는 수직 정렬섹션(4) 및 수평 정렬섹션(5)의 조인트 또는 접합부를 강화하기 위해 이들 섹션(4, 5)과 합체되는것이 바람직하다.

충돌 중에, 찌그러질 수 있는 벽은 충돌 에너지를 흡수하도록 변형되는 것이 바람직하다. 변형부의 에너지 흡수 효율은 치수 안정성에 대한 소정의 강성을 얻고, 충돌력을 감소시키도록 채택될 수 있다. 수직 정렬섹션(4)의 충돌 반응은 특정 차량에 대해서, 밀도, 두께 및 기하학적 형상(geometry)이 다른 재료들을 사용함으로써 조정될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 충돌로부터의 에너지는 윤곽부의 형상, 변형부의 갯수, 수평 플랜지로부터 측정된 변형부의 높이, 변형부의 폭, 변형부의 깊이에 의해 제어되거나, 플랜지의 수직 정렬섹션(4)에 개구부를 제공하고, 윤곽부 또는 변형부에 개구부를 제공함으로써 제어되거나, 또는 벽 두께의 변경, 플랜지의 수평 섹션 및 벽과 돌출부의 접합부에서의 변형에 의해 제어될 수 있다. 특정 충돌 레벨의 에너지를 흡수하도록 펜더를 조정하기 위해 하나 이상의 특징이 변경될 수 있다. 기하학적 형상도 또한, 공간 제한이나 고객의 스타일 또는 높거나 낮은 가용 패키지 공간에 따라 좌우될 수 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 윤곽부(10)는 플랜지의 수직 정렬섹션(4)의 수직 벽으로부터 이격된 전방 벽 부분과 접합되는 상벽 및 한 쌍의 측벽을 가지는 다중-측면(multi-sided) 돌출부 형태이다. 도 4는 윤곽부(10)에 개구부 또는 절취부(13)가 형성된 도 3의 일 실시예를 도시한 것이다. 도 5는 윤곽부(10)에 있는 개구부(13)와, 추가적으로 플랜지의 수직 정렬섹션(4)에 개구부(15)가 제공되어 있는 도 4의 일 실시예를 도시한 것이다. 도 6은 윤곽부(10)가 균일하게 이격 배치되고, 각각의 윤곽부(10)는 개구부(13)를 가지는 플랜지의 수직 정렬섹션(4)을 도시한 것이다. 도 7은 다른 형상을 가지는 윤곽부(10)에 의해 형성되는 개구부(13)와 플랜지의 수직 섹션(4)에 제공되는 개구부(15)를 사용하는 일 실시예를 도시한 것이다. 도 8은 플랜지의 각 수직 및 수평섹션(4, 5) 사이에서 연장되는 2 개의 접합 평면을 가지는 윤곽부(10)를 도시한 것이다. 접합표면은 플랜지와의 접합부에서 육각형을 형성하는데, 2개의 접합부는 플랜지의 수직 정렬섹션(4)과의 접합부이고, 2개의 접합부는 플랜지의 수평 정렬섹션(5)과의 접합부이다. 도시된 구조에서는, 각각의 인접하는 윤곽부(10) 또한 접합부를 형성한다. 도 9는 각각의 수직 정렬섹션(4)과 수평 정렬섹션(5)의 교차부에서 삼각형을 형성하는 한 쌍의 교차 평면을 갖는 윤곽 부(10)를 도시한 것이다. 도 10은 상기 한 쌍의 교차 평면의 중간에 경사 평면부분이 위치하는, 도 9의 윤곽부(10)의 수정예를 도시한 것이다. 도 11은 윤곽부(10)를 형성하기 위해 다양한 경사 평면이 사용되는, 도 10의 일 실시예를 도시한 것이다. 도 11, 도 12, 도 13 및 도 15는 성형면(shaped surface)을 사용하는 윤곽부(10)를 도시한 것이다. 그러한 성형면은 타원형, 포물선형 또는 기타 곡선형을 포함할 수 있는데, 이들은 대칭 또는 비대칭하게 될 수 있다. .

기술된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예는 상기 목적을 달성할 것으로 생각되지만, 첨부된 청구범위 내용에 의해서만 한정되는 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 다양한 수정예, 변형예, 및 변경예가 있을 수 있음을 알아야 할 것이다.

Claims

충돌에서 발생되는 힘을 흡수하기 위해 차량에 부착되는 펜더로서,

상기 펜더는 연장 부착 플랜지를 포함하고, 상기 부착 플랜지는 접합부에 상기 펜더의 외측 부분으로부터 연장되는 수직 정렬섹션 및 상기 수직 정렬섹션으로부터 연장되는 수평 정렬섹션을 포함하며, 상기 수직 정렬섹션은 수직 정렬섹션의 강성을 증가시키기 위한 복수의 윤곽부를 포함하고, 상기 각각의 윤곽부는 강성을 제공하도록 상기 수직 정렬섹션 및 상기 수평 정렬 플랜지 섹션과 합체되는 것을 특징으로 하는 차량용 펜더.
청구항 1에 있어서,

상기 플랜지의 수직 정렬섹션의 수직높이는 약 60mm 이상인 것을 특징으로 하는 차량용 펜더.
청구항 1에 있어서,

상기 수직 정렬섹션의 높이는 약 60mm 내지 100mm인 것을 특징으로 하는 차량용 펜더.
청구항 1에 있어서,

상기 윤곽부의 적어도 일부분은 플랜지의 수직 정렬섹션 높이의 2/3 이상 연장되는 것을 특징으로 하는 차량용 펜더.
청구항 1에 있어서,

상기 펜더는 미적 외표면을 가지는 외향 부분, 및 후드가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 후드의 안착을 위해 상기 미적 외표면으로부터 이격되어 연장되는 오목부를 구비하여 상기 후드와 짝을 이루도록 장착되는 것을 특징으로 하는 차량용 펜더.
청구항 1에 있어서,

상기 수직 정렬섹션은 상기 부착 플랜지를 형성하기 위해 접합부에서 상기 수평 정렬섹션에 접합되는 것을 특징으로 하는 차량용 펜더.
청구항 1에 있어서,

상기 팬더는 차량 지지부재에 고정되도록 장착되고, 상기 플랜지의 상기 수 평 정렬섹션은 상기 차량 지지부재의 수평 정렬표면에 매칭되어 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 펜더.
청구항 1에 있어서,

상기 펜더는, 실질적으로 전부가 플라스틱재로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 펜더.
청구항 1에 있어서,

상기 펜더는, 실질적으로 전부가 열가소성재로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 펜더.
청구항 1에 있어서,

상기 펜더는, 실질적으로 전부가 폴리카보네이트, 코폴리에스테르 카보네이트, 폴리페닐렌 에테르, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌으로 구성되는 그룹에서 선택되는 플라스틱재로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 펜더.
청구항 1에 있어서,

상기 펜더는, 실질적으로 전부가 폴리카보네이트/폴리부틸렌 테레프탈레이트 혼합물, 폴리페닐렌 에테르/고충격성 폴리스티렌 혼합물, 폴리카보네이트/아크리코니트릴-부타디엔-스티렌 혼합물, 및 그 혼합물로 구성되는 그룹에서 선택되는 플라스틱재 혼합물로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 펜더.
청구항 1에 있어서,

상기 부착 플랜지의 수직 정렬섹션은 소정의 충돌시에 찌그러지게 되며, 정상 사용 중에는 상기 펜더에 치수 안정성을 제공하는 것을 특징으로 하는 차량용 펜더.
청구항 1에 있어서,

상기 수직 정렬섹션은, 강성을 제공하고 상기 수직 정렬섹션에 대한 측방향의 힘에 견디는 하나 이상의 윤곽부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 펜더.
청구항 1에 있어서,

상기 윤곽부는, 상기 플랜지의 수평 정렬섹션으로부터 상향 연장되는 것을 특징으로 하는 차량용 펜더.
청구항 1에 있어서,

상기 윤곽부는, 상기 윤곽부의 강성을 감소시키기 위한 개구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 펜더.
청구항 2에 있어서,

상기 펜더는, 충돌로부터 발생하는 힘을 흡수하기 위해 차량에 부착되고, 성형되는 열가소성재의 단일 일체형 유닛으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 펜더.