KR20100043756A - 차량용 니볼스터 - Google Patents

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Abstract

차량 충돌 시 무릎에 전해지는 충격에너지를 현저하게 감소시키는 차량용 니볼스터를 개시한다. 하부브라켓은 외부의 충격에 의해 하부로 굴곡되어 차체에 가해지는 충격을 흡수한다. 상부브라켓은 외부의 충격에 의해 상부로 굴곡되어 차체에 가해지는 충격을 흡수한다. 인장부재는 상기 하부브라켓과 상부브라켓에 양단이 고정되며, 외부의 충격에 의해 인장 또는 파단되면서 충격을 흡수한다. 따라서, 차량 충돌 시 탑승자의 무릎에 전해지는 충격에너지를 크게 감소시켜 무릎 상해치를 저감시킬 수 있다.
니볼스터

Description

차량용 니볼스터{Knee bolster for vehicles}
본 발명은 차량용 니볼스터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 충돌 시 운전석 및 조수석 탑승자의 하체 중 특히 무릎에 가해지는 충격을 완화하는 차량용 니볼스터에 관한 것이다.
일반적으로, 니볼스터(Knee bolster)는 차량 실내 운전석 전방에 설치되는 인스트루먼트 판넬과 프런트 판넬 사이에 결합된다. 상기 프런트 판넬 좌우 양측에 힌지필라(Hinge pillar)가 설치되고, 상기 힌지필라에 바(Bar)형태의 카울크로스맴버가 횡으로 결합되며, 상기 니볼스터는 상기 힌지필라와 인스트루먼트 판넬 사이에 배치된다.
상기 니볼스터는 차량의 운행 중 충돌사고가 발생하였을 때, 운전석 또는 조수석의 탑승자가 관성에 의해 계기판 및 오디오장치 등이 설치되는 인스트루먼트 판넬에 깊숙히 침투하여 외부의 충격을 감쇄없이 그대로 전달받게 되는 것을 방지한다. 따라서, 상기 인스트루먼트 판넬 내에는 차량의 충돌 시 충격에너지를 흡수하도록 차량용 니볼스터가 설치되고 있다.
종래의 차량용 니볼스터는 하부브라켓 및 상부브라켓을 구비하고, 차량의 충 돌 시 외부에서 가해지는 충격에 의해 탑승자의 무릎이 상기 하부브라켓의 외측전면에 접촉하게 되면 상기 상부브라켓의 변형량만큼 하부브라켓이 차체의 전면방향으로 이동되면서 충격에너지를 흡수하는 구조로 이루어진다.
하지만, 종래의 니볼스터는 일정 이상의 비교적 큰 외부힘이 차체에 가해졌을 때, 하부브라켓 및 상부브라켓이 만곡점을 지나 파손되는 문제점이 있었다. 즉, 차체의 전방으로부터 후방으로 가해지는 외부힘에 의해, 상기 하부브라켓 및 상부브라켓은 각각 하부 및 상부로 굴곡되면서 외부의 충격을 흡수한다.
이와 같이, 상기 하부브라켓 및 상부브라켓이 수직방향으로 굴곡되면서 외부의 충격을 흡수하기 때문에, 일정 이상의 큰 충격이 가해졌을 때 상기 하부브라켓 및 상부브라켓은 더이상 외부의 충격을 흡수하는 기능을 수행하지 못한다. 따라서, 운전석 및 조수석 탑승자의 무릎에 큰 충격에너지가 그대로 전달될 여지가 남아 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 차량 충돌 시 무릎에 전해지는 충격에너지를 현저하게 감소시키는 차량용 니볼스터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차체의 프런트 판넬에 설치되어 차량 탑승자의 무릎에 가해지는 충격을 완화하는 니볼스터(Knee bolster)에 있어서, 외부의 충격에 의해 하부로 굴곡되어 차체에 가해지는 충격을 흡수하는 하부브라켓, 상기 하부브라켓의 상부에 결합되며 외부의 충격에 의해 상부로 굴곡되어 차체에 가해지는 충격을 흡수하는 상부브라켓, 및 상기 하부브라켓과 상부브라 켓에 양단이 고정되며 상기 하부브라켓 및 상부브라켓의 굴곡되는 과정에서 인장 또는 파단되면서 충격을 흡수하는 인장부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 니볼스터를 제공한다.
이 경우, 상기 인장부재는 양단이 각각 상기 하부브라켓의 중앙부와 상기 상부브라켓의 중앙부에 결합되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 인장부재는 금속와이어를 포함할 수 있다.
또한, 상기 상부브라켓은 상부로 볼록한 포물선의 형상으로 이루어지고, 상기 하부브라켓은 하부로 볼록한 포물선의 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 상기 하부브라켓의 일측은 상기 프런트 판넬에 횡으로 설치되는 카울크로스맴버에 지지되고, 상기 하부브라켓의 타측은 인스트루먼트 판넬에 지지되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 차량용 니볼스터는 차량 충돌 시 탑승자의 무릎에 전해지는 충격에너지를 크게 감소시켜 무릎 상해치를 저감시킬 수 있는 매우 유용한 발명이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 니볼스터의 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 니볼스터(100)는 하부브라 켓(10)과, 상부브라켓(20) 및, 인장부재(30)를 구비한다.
하부브라켓(10)은 외부의 충격이 가해질 때 하부로 골곡되어 차체에 가해지는 충격을 흡수한다. 상기 하부브라켓(10)은 "U"자 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
상부브라켓(20)은 상기 하부브라켓(10)의 상부에 결합된다. 상기 상부브라켓(20)은 외부의 충격이 가해질 때 상부로 굴곡되어 차체에 가해지는 충격을 흡수한다. 상기 상부브라켓(20)의 전후단부는 상기 하부브라켓(10)의 내측면 상부에 접하며 결합되는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 하부브라켓(10) 및 상부브라켓(20)은 차체의 전방으로부터 후방을 향해 가해지는 충격에 의해, 수직방향으로 서로 멀어지도록 굴곡이 이루어진다. 따라서, 외부의 충격 시 상기 하부브라켓(10)과 상부브라켓(20) 중 적어도 하나만 굴곡되는 구조를 갖는 것도 가능하다.
인장부재(30)는 양단이 상기 하부브라켓(10)과 상부브라켓(20)에 고정된다. 상기 인장부재(30)는 외부의 충격이 가해질 때 상기 하부브라켓(10) 및 상부브라켓(20)의 굴곡되는 과정에서 인장 또는 파단되면서 외부의 충격을 흡수한다. 즉, 상기 인장부재(30)는 상기 하부브라켓(10)과 상부브라켓(20)을 상하로 연결하여, 외부의 충격에 의해 상기 하부브라켓(10)과 상부브라켓(20)이 서로 멀어지도록 굴곡되는 과정에서 인장력을 받게 된다.
이와 같이, 상기 인장부재(30)는 소정의 인장강도를 가지면서 일정 이상의 인장력에 의해 파단된다. 상기 인장부재(30)가 받는 인장력의 방향은 상기 하부브 라켓(10)과 상부브라켓(20)이 일차적으로 받는 충격에너지를 감쇄하는 방향으로 일어난다. 따라서, 차량 충돌 시 차체의 전후방향으로 가해지는 외부의 충격이 현저히 줄어든다.
한편, 상기 인장부재(30)는 양단이 각각 상기 하부브라켓(10)의 중앙부와 상기 상부브라켓(20)의 중앙부에 결합되는 것이 바람직하다.
상기 하부브라켓(10)의 중앙부 및 상기 상부브라켓(20)의 중앙부는 외부 충격에 의한 변형 시 굴곡 포물선의 꼭지점을 이루는 것으로, 상기 인장부재(30)가 최대의 인장력을 받아 충격 흡수를 극대화 시킬 수 있다.
또한, 상기 인장부재(30)는 금속와이어를 포함할 수 있다. 즉, 상기 인장부재(30)는 금속와이어의 형태로 이루어져, 본 발명에 따른 차량용 니볼스터가 매우 간단한 구조로 이루어지게 되며 조립이 용이해지고 제조 비용 또한 저렴해질 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 니볼스터의 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 상부브라켓(20)은 상부로 볼록한 포물선의 형상으로 이루어지고, 상기 하부브라켓(10)은 하부로 볼록한 포물선의 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같은 형상은 차량의 충돌 시 상기 하부브라켓(10) 및 상부브라켓(20)이 서로 멀어지는 방향으로 굴곡되는 것을 유도한다.
상기 하부브라켓(10), 상부브라켓(20) 및, 인장부재(30)로 이루어지는 니볼스터의 작동 예를 상세히 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
차량의 충돌 시 외력이 가해져 니볼스터가 탑승자의 무릎에 충격을 가하게 되면, 충격에너지는 다음 3단계에 의해 일부 흡수된다.
우선, 하부브라켓(10) 및 상부브라켓(20)이 각각 하부 및 상부로 꺽이면서 1차로 충격 에너지를 흡수한다. 다음으로, 상기 하부브라켓(10) 및 상부브라켓(20)이 멀어지면서 인장부재(30)가 인장이 되는 탄성에너지에 의해 2차로 충격 에너지가 흡수된다. 마지막으로, 상기 인장부재(30)가 소정의 인장이 이루어진 후 탄성 영역을 벗어나 파단이 이루어지게 되며, 이때 흡수되는 파단에너지가 3차로 충격 에너지를 흡수한다.
이와 같이, 3단계에 걸쳐 충격 에너지가 흡수되므로 탑승자의 무릎에 전달되는 충격 에너지는 현저히 감소된 상태이며, 이에 따라 탑승자의 무릎 상해치를 감소시킬 수 있다.
이와 같은 구조로 이루어지는 본 발명에 따른 차량용 니볼스터가 차체에 설치되는 예를 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 사용상태를 도시한 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 차체의 전방에 형성되는 프런트 판넬의 좌우 양측에 사이드 힌지필라(Hinge pillar)가 설치되고, 상기 양측 사이드 힌지필라에 파이프 형상의 카울크로스맴버(40)가 횡으로 설치된다. 상기 프런트 판넬의 전방에는 계기판 및 오디오장치 등이 설치되는 인스트루먼트 판넬이 결합된다. 본 발명에 따른 차량용 니볼스터(100)는 상기 프런트 판넬과 인스트루먼트 판넬 사이에 배치된다. 즉, 상기 하부브라켓(10)의 일측은 상기 카울크로스맴버(40)에 지지되고, 상기 하부브라켓(10)의 타측은 상기 인스트루먼트 판넬에 지지된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 니볼스터의 사시도.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 니볼스터의 단면도.
도 3은 본 발명의 사용상태를 도시한 사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 하부브라켓 20 : 상부브라켓
30 : 인장부재 100 : 차량용 니볼스터

Claims (5)

  1. 차체의 프런트 판넬에 설치되어 차량 탑승자의 무릎에 가해지는 충격을 완화하는 니볼스터(Knee bolster)에 있어서,
    외부의 충격에 의해 하부로 굴곡되어 차체에 가해지는 충격을 흡수하는 하부브라켓;
    상기 하부브라켓의 상부에 결합되며, 외부의 충격에 의해 상부로 굴곡되어 차체에 가해지는 충격을 흡수하는 상부브라켓; 및
    상기 하부브라켓과 상부브라켓에 양단이 고정되며, 상기 하부브라켓 및 상부브라켓의 굴곡되는 과정에서 인장 또는 파단되면서 충격을 흡수하는 인장부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 니볼스터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인장부재는 양단이 각각 상기 하부브라켓의 중앙부와 상기 상부브라켓의 중앙부에 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 니볼스터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인장부재는 금속와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 니볼스터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상부브라켓은 상부로 볼록한 포물선의 형상으로 이루어지고, 상기 하부브라켓은 하부로 볼록한 포물선의 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 니볼스터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하부브라켓의 일측은 상기 프런트 판넬에 횡으로 설치되는 카울크로스맴버에 지지되고, 상기 하부브라켓의 타측은 인스트루먼트 판넬에 지지되는 것을 특징으로 하는 차량용 니볼스터.
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