KR20230072611A - Design structure of stay for vehicles to protect the safety of passengers - Google Patents

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본 발명은 충격흡수를 통해 탑승자의 안전을 보호하기위한 탑승자의 안전을 보호하는 차량용 스테이 설계구조에 관한 발명으로 스테이 인너의 붕괴강도를 증가시키기위해 상기 스테이 인너의 두께를 2.2mm로 종래의 두께보다 증가시키고, 상기 스테이 인너에 8개의 노치 대신 2개의 비드를 추가하며, 상기 비드의 위치를 21.5mm를 후방으로 이동시키고, 스테이의 구조를 팔각 단면의 외면적이 66mm의 직선부, 27mm와 14mm의 두 변을 갖는 삼각모양의 빗변부, 47mm의 직선부로 구성되어 8,244의 면적을 차지하는 팔각모양으로 형성하여 스테이 인너의 붕괴강도 증가로 인해 스테이에 충분한 압축붕괴를 유도하도록 일정 이상의 강도가 유지를 위해 두께를 증가시키고, 형상을 변경하여 사이드 멤버에 가해지는 충격을 흡수하여 최대하중의 증가를 최소화 하면서 충돌시 실내로 전달되는 충격을 최대한으로 흡수하여 탑승자의 안전을 보호할 수 있다. 또한, 종래의 스테이와 그 면적 면에서 큰 차이가 없어 종래의 체결되는 타 부품들의 구조와 크기상에 큰 변화를 요구하지 않는 장점을 갖는 탑승자의 안전을 보호하는 차량용 스테이 설계구조에 관한 발명이다.The present invention relates to a stay design structure for a vehicle that protects the safety of an occupant through shock absorption, and in order to increase the collapse strength of the stay inner, the thickness of the stay inner is set to 2.2 mm, compared to the conventional thickness. increase, add 2 beads instead of 8 notches to the stay inner, move the position of the bead to the rear by 21.5mm, and change the structure of the stay to a straight part with an outer area of 66mm, 27mm and 14mm It consists of a triangular oblique part with sides and a straight part of 47mm, forming an octagonal shape that occupies an area of 8,244. It is possible to protect the safety of occupants by maximally absorbing the impact transmitted to the interior in the event of a collision while minimizing the increase in maximum load by absorbing the impact applied to the side member by changing the shape. In addition, it is an invention related to a stay design structure for a vehicle that protects the safety of occupants, which has the advantage of not requiring a large change in the structure and size of other conventional fastened parts because there is no significant difference in area from the conventional stay.

Description

탑승자의 안전을 보호하는 차량용 스테이 설계구조{Design structure of stay for vehicles to protect the safety of passengers}Design structure of stay for vehicles to protect the safety of passengers}

본 발명은 충격흡수를 통해 탑승자의 안전을 보호하기위한 탑승자의 안전을 보호하는 차량용 스테이 설계구조에 관한 발명이다.The present invention relates to a stay design structure for a vehicle that protects the safety of an occupant through shock absorption.

운전면허 소지자가 4천만이 넘는 현 시대에 2016년 통계에 따르면 자동차 1만대당 교통사고 발생 건수는 86.4건에 달한다. 교통사고는 다양한 원인으로 발생하지만 그 행태적으로는 사물과의 충돌, 생명체와의 충돌 등 다양한 형태의 충돌사고가 전반적인 비중을 차지한다. 이처럼 다양한 형태로 발생하는 충돌사고에 대응하기 위해 차량에는 전방 및 후방의 충돌로 인한 충격흡수를 목적으로 하는 프런트 범퍼와 리어 범퍼가 존재하고 범퍼는 범퍼커버, 사이드 멤버, 스테이, 백빔 등으로 구조되어 전방 혹은 후방에서 차량에 충격이 발생했을 때 구조물들이 압괴를 일으키며 충격을 흡수하여 실내로 전달되는 충격을 최소화 하게끔 조성되어있다.According to statistics in 2016, in the current era when there are more than 40 million driver's license holders, the number of traffic accidents per 10,000 cars reaches 86.4. Traffic accidents occur for various reasons, but in terms of their behavior, various types of accidents such as collisions with objects and collisions with living things account for the overall weight. In order to respond to collisions that occur in various forms, there are front bumpers and rear bumpers for the purpose of absorbing shock from front and rear collisions, and the bumpers are structured with bumper covers, side members, stays, and back beams. When an impact occurs to the vehicle from the front or rear, the structures cause crushing and absorb the impact to minimize the impact transmitted to the interior.

차량 충돌시 충돌부의 프런트에서 안정적인 압괴가 발생하며 충격을 흡수하고 실내와 가까운 후단은 변형없이 버티고 있어야 실내에 전달되는 충격을 방지할 수 있다. 종래의 스테이는 충격의 흡수성이 떨어져 프런트 프레임과 사이드 멤버를 변형시키고 이는 실내로 충격을 전달시켜 탑승자에게 치명적인 상해를 주는 등의 문제를 발생시킬 수 있다. In the event of a vehicle collision, stable crushing occurs at the front of the impact area, and the shock transmitted to the interior can be prevented only when the rear end, which is close to the interior, endures without deformation while absorbing the impact. Conventional stays deform the front frame and side members due to poor shock absorption, which may cause problems such as fatal injuries to occupants by transmitting shocks to the interior.

스테이 인너의 붕괴강도를 증가시키기위해 상기 스테이 인너의 두께를 2.2mm로 종래의 두께보다 증가시키고, 상기 스테이 인너에 8개의 노치 대신 2개의 비드를 추가하며, 상기 비드의 위치를 21.5mm를 후방으로 이동시키고, 스테이의 구조를 팔각 단면의 외면적이 66mm의 직선부, 27mm와 14mm의 두 변을 갖는 삼각모양의 빗변부, 47mm의 직선부로 구성되어 8,244의 면적을 차지하는 팔각모양으로 형성한다.In order to increase the collapse strength of the stay inner, the thickness of the stay inner is increased to 2.2 mm from the conventional thickness, 2 beads are added instead of 8 notches to the stay inner, and the position of the bead is 21.5 mm backward. The structure of the stay is formed into an octagonal shape, which occupies an area of 8,244, consisting of a linear portion of 66 mm in the outer area of the octagonal cross section, a triangular oblique portion with two sides of 27 mm and 14 mm, and a linear portion of 47 mm.

스테이 인너의 붕괴강도 증가로 인해 스테이에 충분한 압축붕괴를 유도하도록 일정 이상의 강도가 유지를 위해 두께를 증가시키고, 형상을 변경하여 사이드 멤버에 가해지는 충격을 흡수하여 최대하중의 증가를 최소화 하면서 충돌시 실내로 전달되는 충격을 최대한으로 흡수하여 탑승자의 안전을 보호할 수 있다. 또한, 종래의 스테이와 그 면적 면에서 큰 차이가 없어 종래의 체결되는 타 부품들의 구조와 크기상에 큰 변화를 요구하지 않는다.Due to the increase in the collapse strength of the stay inner, the thickness is increased to maintain a certain level of strength to induce sufficient compression collapse of the stay, and the impact applied to the side member is changed by changing the shape to minimize the increase in maximum load and in the event of a collision The safety of occupants can be protected by maximally absorbing shock transmitted to the interior. In addition, there is no significant difference from the conventional stay in terms of its area, so it does not require a large change in the structure and size of other conventional fastened parts.

차량 범퍼를 구성하는 구조물 중 스테이(stay)는 차량의 바디와 범퍼를 연결하여 체결시켜주는 구조물로 프런트 엔드 모듈 마운팅 브라켓을 통해 볼트로 사이드 멤버에 체결되어 있다. 충돌 발생시 차량은 [범퍼커버 - 백빔 - 스테이 - 사이드멤버 프런트부 - 사이드 멤버 중심부] 순서로 붕괴가 발생하는데, 실내에 충격 전달을 줄이기 위해서는 사이드 멤버 변형을 최소화할 수 있는 범퍼 시스템 설계 기술이 중요하며, 특히 범퍼 백빔과 사이드 멤버 사이에 위치한 범퍼 스테이가 충돌 시 충격을 충분히 흡수하여 사이드 멤버로 전달되는 충격을 낮추도록 설계하는 것이 중요하다. 만약 압괴로 충분히 충격흡수가 되지 못하고 사이드 멤버에 변형이 발생할 경우 실내에 충분히 흡수되지못한 충격이 전달된다. 본 발명은 충격을 흡수하여 실내 충격전달을 방지하기 위한 탑승자의 안전을 보호하는 차량 프런트 구조를 위해 스테이 인너의 붕괴강도를 증가시키고 평균하중을 증가시켜 충돌시 충격 흡수 성능을 향상시킨다. 만일 평균하중을 높이기위해 단순 하중을 높혀 최대하중이 어느 한도를 초과할 경우 차량에 큰 하중이 후방으로 전달되어 차량에 변형을 일으키고 이러한 틀림으로 탑승자에게 안전문제를 발생시킬 수 있다. 그렇기에 단순히 무겁고 튼튼하게 만드는 것이 아닌 효용성이 높은 구조설계를 통해 탑승자의 안전을 보호하여야 한다.Among the structures constituting the vehicle bumper, a stay is a structure that connects and fastens the body of the vehicle and the bumper, and is fastened to the side member with bolts through a front-end module mounting bracket. When a collision occurs, the vehicle collapses in the order of [bumper cover - back beam - stay - side member front part - side member center]. In particular, it is important to design the bumper stay, which is located between the bumper back beam and the side member, to sufficiently absorb shock during a collision to reduce the impact transmitted to the side member. If the shock is not sufficiently absorbed by crushing and deformation occurs in the side member, the shock that is not sufficiently absorbed is transmitted to the room. The present invention increases the collapse strength of the stay inner and increases the average load for a vehicle front structure that protects the occupant's safety by absorbing shock to prevent transmission of shock to the interior, thereby improving shock absorption performance during a collision. If the maximum load exceeds a certain limit by increasing the simple load to increase the average load, a large load is transferred to the rear of the vehicle, causing deformation of the vehicle, and this mismatch may cause safety problems for occupants. Therefore, it is necessary to protect the safety of occupants through a structural design with high efficiency, rather than simply making it heavy and strong.

스테이 인너의 붕괴강도를 증가시키기 위해 스테이 인너의 두께를 1.8mm에서 2.2mm로 증가시키며, 스테이의 엣지부에 위치한 8개의 노치 대신 2개의 비드를 추가하며, 후방 비드를 기존 노치 위치에서 21.5mm 후방 이동 시켜 스테이에 압충붕괴가 효과적으로 유도되도록 설계했다. 상기 변화로 최대하중과 평균하중이 미미하게 상승하였으나 탑승자의 안전을 위협할 수준의 최대하중에 도달하는 수준에 미치지 않는다.In order to increase the collapse strength of the stay inner, the thickness of the stay inner is increased from 1.8mm to 2.2mm, 2 beads are added instead of 8 notches located on the edge of the stay, and the rear bead is 21.5mm rearward from the existing notch location. It is designed to effectively induce pressure collapse on the stay by moving it. Although the maximum load and the average load increased slightly due to the above changes, they do not reach the level of reaching the maximum load that threatens the safety of the occupants.

단순 무게의 증감으로 발생하는 하중의 변화에서 최대하중과 평균하중은 함께 증감하는 경향이 있으나, 구조의 변형으로 발생하는 하중의 변화의 경우 최대하중의 변화 없이 평균하중을 증가시킬 수 있다. 구조의 변형으로 평균하중을 증가시켜 충돌시 발생하는 충격을 흡수하기위해 본 발명은 스테이에 팔각 단면으로 적용하여 평균하중을 증가시킨다. 기존 사각 단면과 높이나 면적이 거의 유사하여 설계시 면적차지 비중이 크게 상이하지 않다. 상세하게는 사각 단면이 69.78 x 120.88로 8,435.0064의 면적을 차지하고, 팔각 단면의 경우 외면적이 66mm의 직선부, 27mm와 14mm의 두 변을 갖는 삼각모양의 빗변부, 47mm의 직선부로 구성되어 8,244의 면적을 차지한다. 충돌시 충격 흡수 성능을 측정하기 위해 최대하중과 압축변위 300mm까지의 흡수성능을 팔각 단면을 적용한 경우 스테이 붕괴 구간인 임팩터 변위 100mm ~ 200mm에서 하중이 크게 상승되어 최대하중 증가없이 프런트 충돌시 충격 흡수 성능을 향상시킴을 확인할 수 있다.The maximum load and the average load tend to increase or decrease together in the load change caused by simple weight increase or decrease, but in the case of load change caused by structural deformation, the average load can be increased without changing the maximum load. In order to absorb the impact generated during a collision by increasing the average load due to structural deformation, the present invention increases the average load by applying an octagonal cross section to the stay. Since the height and area are almost similar to those of the existing rectangular cross section, the proportion of area occupied during design is not significantly different. In detail, the square section is 69.78 x 120.88, occupying an area of 8,435.0064, and in the case of an octagonal section, the outer area is composed of a straight part of 66 mm, a triangular oblique part with two sides of 27 mm and 14 mm, and a straight part of 47 mm, with an area of 8,244. occupies In order to measure the shock absorption performance in a collision, when the octagonal cross-section was applied to the maximum load and compression displacement up to 300mm, the load greatly increased in the stay collapse section, the impactor displacement 100mm ~ 200mm, and the shock absorption performance in a frontal collision without an increase in the maximum load can be confirmed to improve.

Claims (1)

스테이 인너의 붕괴강도를 증가시키기위해 상기 스테이 인너의 두께가 2.2mm이며; 상기 스테이 인너에 8개의 노치 대신 2개의 비드가 위치하며; 상기 비드가 기존 노치 위치에서 21.5mm 후방에 위치함;을 포함하는 팔각 단면의 외면적이 66mm의 직선부, 27mm와 14mm의 두 변을 갖는 삼각모양의 빗변부, 47mm의 직선부로 구성되어 8,244의 면적을 차지하는 탑승자의 안전을 보호하는 차량용 스테이 설계구조The thickness of the stay inner is 2.2 mm to increase the collapse strength of the stay inner; 2 beads are located in the stay inner instead of 8 notches; The bead is located 21.5 mm rearward from the existing notch position; the outer area of the octagonal cross section including a 66 mm straight part, a triangular oblique part having two sides of 27 mm and 14 mm, and a 47 mm straight part has an area of 8,244 Vehicle stay design structure that protects the safety of occupants
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