KR20230141138A - 자동차용 fmh 플레이트 - Google Patents

Abstract

한쪽 면에 형성된 여러 개의 FMH 리브를 이용하여 충격 흡수가 이루어지게 하는 FMH 플레이트에서, 이웃한 두 개의 FMH 리브 사이에 폴리우레탄을 충전함으로써, FMH 리브가 파괴되면서 충격을 흡수하게 하면서 폴리우레탄에서 충격을 흡수하게 하여 기존 리브의 HIC(d)보다 낮춰서 머리 부상 정도를 더욱더 낮출 수 있게 한다. 특히, 폴리우레탄을 발포 성형하는 방식을 이용함으로, FMH 리브 사이의 좁은 틈새가 복잡한 형상의 공간에도 쉽게 침투하게 하여 원하는 HIC 값을 얻을 수 있다. 또한, 폴리우레탄이 두 개의 FMH 리브 사이에 형성된 공간 전체에 충전하게 하거나, 이 공간에 부분적으로 충전하게 함으로, 머리 부분이 FMH 플레이트에 가해지는 지점을 고려하여 부분적으로 흡수 성능을 보강할 수 있다.

Description

자동차용 FMH 플레이트{FMH PLATE FOR VEHICLES}

본 발명은 자동차용 FMH 플레이트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 머리 상해를 줄이기 위해 베이스 위에 여러 개가 형성된 리브에서 이웃한 두 개의 리브 사이에 폴리우레탄을 충전함으로써, 리브의 파괴력과 폴리우레탄의 충격 흡수력을 통해 HIC(Head Injury Criterion)를 낮춰 머리 상해 정도를 한층 더 줄일 수 있게 한 것이다. 특히, 폴리우레탄은 발포 성형 방식으로 충전함에 따라 리브 사이의 좁은 틈새나 복잡한 형상에서도 쉽게 충전하게 해서 이러한 충격 흡수 효과를 더욱더 높일 수 있게 한 것이다. 또한, 폴리우레탄 충전은 이웃한 두 개의 리브 사이 전체에 걸쳐 발포 성형할 수도 있고 충격 흡수가 약한 부분에 부분적으로 할 수도 있게 한 것이다.

일반적으로 헤드 라이너(H)에는, [도 1]과 같이, 루프패널(R)과 마주하는 면에 FMH 플레이트(F)가 장착된다. 여기서, FMH 플레이트(F)는 자동차 사고나 전복 등으로 운전자나 탑승자의 머리 부분이 헤드 라이너(H)에 부딪힐 때, 충격을 흡수하여 머리 부분의 부상을 줄여주는 구조물을 말한다. 이러한 FMH 플레이트는, 아래의 (특허문헌 1) 내지 (특허문헌 3)과 같이, 다양한 형태로 제작하여 부상 정도를 나타내는 HIC(Head Injury Criterion) 값이 1,000 이하가 되게 제작된다.

(특허문헌 1) 한국공개특허 제10-2018-0049833호

한쪽을 보조 손잡이와 함께 고정할 수 있게 장착 구멍을 형성하고, 다른 한쪽을 헤드 라이닝 면을 따라 그 가장자리까지 연장하게 플레이트를 제작하여 사용함으로써, 제작하기 쉬울 뿐만 아니라 이마나 턱과 같은 머리 부분으로 가해진 충격에 따라 쉽게 변형하면서 충격을 흡수하여 안전성을 높일 수 있다. 특히, 본체 위에 여러 개의 리브를 미리 정한 간격과 두께 그리고 높이로 제작하여 사용할 수 있게 구성하므로, 차종에 따라 다른 충격 요구 성능에 따라 적절한 크기로 리브를 제작하여 사용할 수 있다. 그리고 이러한 플레이트를 사출 성형 방식으로 제작하므로, 구조가 복잡하더라도 쉽고 편리하며 저렴하게 제작하여 사용할 수 있다.

(특허문헌 2) 한국공개특허 제10-2019-0016152호

FMH(Free Motion Head-foam) 플레이트에 미리 탄성 편을 돌출 성형하고, FMH 플레이트를 헤드라이너에 장착한 다음 이 탄성 편을 통해 와이어를 끼우거나 젖혀서 고정할 수 있게 구성하므로, 와이어 고정을 위해 별도의 고정구가 필요 없을 뿐만 아니라 고정구나 접착제를 이용하지 않고 와이어를 고정할 수 있으므로 쉽고 신속하게 와이어를 고정할 수 있게 한 자동차용 FMH 플레이트를 제공하는 데 그 목적이 있다.

(특허문헌 3) 한국공개특허 제10-2009-0081121호

자동차에 사용되는 합성수지 패널에 관한 것으로, 패널의 FMH, HIC의 값을 만족시키기 위한 자동차용 합성수지 패널에 관한 것이다. 상기와 같이 된 본 발명은 자동차용 합성수지 패널의 하단부에 박스형의 돌출부를 형성함으로써 FMH, HIC가 요구하는 값을 만족시킬 수가 있다. 상기와 같은 본 발명은 구조가 간단하여 제작이 용이하고, 간단한 형상 구조의 변경으로 불필요한 시간과 비용을 절감할 수가 있는 유용한 기술이다.

한국공개특허 제10-2018-0049833호 (공개일: 2018.05.14) 한국공개특허 제10-2019-0016152호 (공개일: 2019.02.18) 한국공개특허 제10-2009-0081121호 (공개일: 2009.07.28)

하지만, 이러한 FMH 플레이트 중, [도 2] 내지 [도 4]와 같이, 베이스(10) 위에 여러 개의 리브(11)가 형성된 FMH 플레이트는, HIC(Head Injury Criterion) 측정 결과 902.3으로 기준값인 1,000 이하인 조건을 만족하나, HIC가 1,000에 가까워 머리 부상이 심하게 당할 수도 있다. 특히, HIC는 그 값이 클수록 충격흡수가 되지 않으므로 머리 부분에 가해지는 충격량을 줄이려면 HIC를 가능한 한 낮출 수 있어야 한다.

본 발명은 이러한 점을 고려한 것으로, 한쪽 면에 형성된 여러 개의 FMH 리브를 이용하여 충격 흡수가 이루어지게 하는 FMH 플레이트에서, 이웃한 두 개의 FMH 리브 사이에 폴리우레탄을 충전함으로써, FMH 리브가 파괴되면서 충격을 흡수하게 하면서 폴리우레탄에서 충격을 흡수하게 하여 기존 리브의 HIC(d)보다 낮춰서 머리 부상 정도를 더욱더 낮출 수 있게 한 자동차용 FMH 플레이트를 제공하는데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 폴리우레탄을 발포 성형하는 방식을 이용함으로써, FMH 리브 사이의 좁은 틈새가 복잡한 형상의 공간에도 쉽게 침투하게 하여 원하는 HIC 값을 얻을 수 있게 한 자동차용 FMH 플레이트를 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 폴리우레탄이 두 개의 FMH 리브 사이에 형성된 공간 전체에 충전하게 하거나, 이 공간에 부분적으로 충전하게 함으로써, 머리 부분이 FMH 플레이트에 가해지는 지점을 고려하여 부분적으로 흡수 성능을 보강할 수 있게 한 자동차용 FMH 플레이트를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차용 FMH 플레이트는, 헤드 라이너(H)에 밀착하게 설치되는 베이스(100)에 루프패널과 마주하는 면에 여러 개의 FMH 리브(110)가 돌출하게 형성되어 운전자와 탑승자의 머리를 보호하는 자동차용 FMH 플레이트에서; 이웃한 두 개의 FMH 리브(110) 사이에는, 폴리우레탄(111)이 충전되는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 폴리우레탄(111)은, 이웃한 두 개의 FMH 리브(110) 사이에 형성되는 공간에서 적어도 일부분에만 부분적으로 충전하게 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 폴리우레탄(111)은, 이웃한 두 개의 FMH 리브(110) 사이에 발포 성형하는 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 자동차용 FMH 플레이트는, HIC(Head Injury Criterion)(d)이 해당법규의 판정기준치인 1000이하를 만족시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자동차용 FMH 플레이트는 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 이웃한 두 개의 FMH 리브 사이에 폴리우레탄을 충전하게 되므로, FMH 리브가 파괴되면서 흡수하는 충격과 폴리우레탄이 충격을 흡수하여 FMH 플레이트의 HIC(d)를 낮춰 머리 부상 정도를 현저하게 줄일 수 있다(기존 HIC(d)는 902.3에서 본 발명 HIC(d)는 728.3)

(2) 이때, 폴리우레탄은 발포 방식으로 충전하게 함으로써, FMH 리브 사이의 간격이 좁거나 복잡한 형상으로 이루어지더라도 안쪽까지 잘 침투하게 하여 흡수 성능을 높일 수 있다.

(3) 또한, 폴리우레탄은 두 개의 FMH 리브가 차지하는 공간 전체에 충전하게 할 수도 있고, 부분적으로 흡수 성능을 높일 필요가 있는 곳에 충전하게 해서 사용함으로써, FMH 플레이트의 중량 추가를 최소화하면서도 HIC를 낮춰서 머리 부상 정도를 줄일 수 있다.

(4) 이처럼 FMH 리브의 파손과 폴리우레탄의 충격 흡수와 같이, 다른 방식으로 충격을 흡수하여 머리 부상 정도를 줄여줌에 따라 충격 흡수 효과를 한층 더 높일 수 있다.

[도 1]은 자동차용 FMH 플레이트가 장착되는 위치를 보여주는 자동차의 측면도이다.
[도 2]는 종래 자동차용 FMH 플레이트 중 FMH 리브를 사용하여 충격을 흡수하는 자동차용 FMH 플레이트를 보여주는 사시도이다.
[도 3]은 종래 FMH 리브를 사용하는 자동차용 FMH 플레이트로 HIC를 측정하는 과정의 이미지이다.
[도 4]는 종래 FMH 리브를 사용하는 자동차용 FMH 플레이트에 대해 시간 변화에 따른 감속도(Resultant Accel)를 측정한 결과를 보여주는 그래프이다.
[도 5]는 본 발명에 따른 FMH 리브를 사용하여 충격을 흡수하는 자동차용 FMH 플레이트를 보여주는 사시도이다.
[도 6]은 본 발명에 따른 FMH 리브를 사용하는 자동차용 FMH 플레이트로 HIC를 측정하는 과정의 이미지이다.
[도 7]은 본 발명에 따른 FMH 리브를 사용하는 자동차용 FMH 플레이트에 대해 시간 변화에 따른 감속도(Resultant Accel)를 측정한 결과를 보여주는 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형례가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

[자동차용 FMH 플레이트]

본 발명에 따른 자동차용 FMH 플레이트에는, [도 5] 내지 [도 7]과 같이, 한쪽 면에 여러 개의 FMH 리브(110)가 돌출 형성된 베이스(100)가 포함된다.

특히, 이웃한 두 개의 상기 FMH 리브(110) 사이에는 폴리우레탄(111)이 충전되게 구성함으로써, 외부 충격에 대해 이들 FMH 리브(110)가 파손되면서 충격의 일부를 흡수하게 하고, 동시에 상기 폴리우레탄(111)을 통해 충격의 일부를 흡수하게 함으로써, 머리 부분에 가해지는 충격을 최소화할 수 있게 한 것이다.

이때, 상기 폴리우레탄(111)은 발포 방식으로 충전하게 구성함으로써, FMH 리브(110) 사이의 간격이 좁거나 복잡한 형상으로 이루어진 곳에도 쉽고 편리하게 충전하여 충격 흡수 작용이 이루어질 수 있게 한 것이다.

또한, 상기 폴리우레탄(111)은 두 개의 FMH 리브(110) 사이에 만들어진 공간에서 적어도 부분적으로 충전할 수 있게 구성함으로써, 상대적으로 충격 흡수가 덜 이루어지거나 충격 흡수가 많이 이루어지는 곳에 따라 폴리우레탄(111) 충전을 선택적으로 할 수 있게 한 것이다.

이러한 본 발명에 따른 FMH 플레이트는 HIC(Head Injury Criterion)(d)가 700~750로 기존 HIC(d)보다 200 포인트 정도 낮은 HIC를 얻을 수 있게 한 것이다.

이하, 이러한 구성에 관해 첨부도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도면에서, 도면부호 "H"는 헤드 라이너를 나타낸다.

가. 베이스

베이스(100)는, [도 5] 및 [도 6]과 같이, 루프패널과 마주하는 헤드 라이너(H)에 장착되어 머리 부분이 헤드 라이너(H)에 부딪힐 때 이 베이스(100) 면에 형성된 후술할 FMH 리브(110)가 파손되게 하여 충격 흡수로 머리 부분의 부상을 줄일 수 있게 한다.

이에, 상기 베이스(100)는, 헤드 라이너(H)의 곡면에 잘 부착할 수 있는 형태로 제작하는 것이 바람직하며, 장착 위치는 사고 등으로 머리 부분이 부딪힐 것으로 예상되는 헤드 라이너(H) 부분에 장착하게 된다.

이처럼 이루어진 베이스(100)에는, [도 5] 및 [도 6]과 같이, 루프패널과 마주하는 면에 여러 개의 FMH 리브(110)가 돌출하게 형성된다.

나. FMH 리브

FMH 리브(110)는, [도 5] 및 [도 6]과 같이, 상술한 베이스(100) 위에 여러 개가 형성된다. 이때, 상기 FMH 리브(110)는 띠 형태로 길게 형성하게 되는데, 이웃한 두 개가 서로 나란하게 형성될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 도면에서는 이웃한 두 개의 FMH 리브(110)가 나란하게 형성된 것을 예로 보여준다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 FMH 리브(110)는 기존 리브 형식의 자동차용 FMH 플레이트에 형성되는 것과 같은 형태로 형성하는 것이 바람직하다. 이는, 기존 FMH 플레이트에서 형성된 FMH 리브도 HIC(d)값이 1,000 이하를 만족하게 되므로, 이러한 FMH 리브 사이에 후술하는 바와 같이 폴리우레탄(111)을 추가함으로써 HIC(d)값을 더욱더 낮춰 더 강한 외부 충격에도 머리 부상 정도를 줄일 수 있게 하기 위함이다.

이에, 상기 FMH 리브(110) 사이에는, [도 5] 및 [도 6]과 같이, 폴리우레탄(111)이 충전된다.

다. 폴리우레탄

폴리우레탄(111)은, [도 5] 및 [도 6]과 같이, 상술한 두 개의 FMH 리브(110) 사이에 충전된다. 이에, 머리 부분이 헤드 라이너(H)에 충돌하면서 발생한 외부 충격이 상술한 FMH 리브(110)가 부서지면서 충격을 흡수하게 하고, 동시에 폴리우레탄(111)을 통해서도 충격 흡수가 이루어지게 하여 본 발명에 따른 FMH 플레이트로 얻을 수 있는 HIC(d) 값을 한층 더 낮춰 머리 부상 정도를 줄일 수 있게 하기 위함이다.

이러한 폴리우레탄(111)은, [도 5] 및 [도 6]과 같이 이웃한 두 개의 FMH 리브(110)로 이루어진 공간 중 일부에만 충전하게 해서 사용하거나 전체에 충전하게 해서 사용할 수 있다. 이는, 머리 부분이 충격을 가하는 위치를 시뮬레이션 등을 통해 미리 확인한 다음, 충격 흡수가 더 필요한 곳에만 부분적으로 폴리우레탄(111)을 충전하거나, 이와 상관없이 FMH 리브(110) 사이의 공간 전체에 폴리우레탄(111)을 충전하게 할 수 있게 하기 위함이다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 폴리우레탄(111)은 폼 시트 형태로 제작하여 이웃한 두 개의 FMH 리브(110) 사이에 삽입하여 충전하게 해서 사용할 수도 있으나, 바람직하게는 폴리우레탄 발포 성형 방식으로 충전하는 것이 더욱 바람직하다. 이는, 발포 성형을 통해 간격이 좁은 FMH 리브(110) 사이에도 충전할 수 있게 할 뿐만 아니라, FMH 리브(110) 사이의 형상이 복잡하더라도 이에 상관없이 복잡한 형상에도 쉽게 충전하여 충격 흡수 효과를 얻을 수 있게 하기 위함이다.

이처럼 이루어진 본 발명에 따른 FMH 플레이트에 대해, HIC(d)를 측정한 결과는 [도 6]과 같다. [도 6]에서 가로축은 시간을, 세로축은 "감속도(Resultant accel)"를 각각 나타낸다. [도 6]을 통해 FMH 리브 사이에 폴리우레탄을 충전했을 때 얻은 HIC(d)는 728.3으로, 기존 FMH 리브만을 사용했을 때 얻은 HIC(d)가 902.3인 것을 감안하면 약 200포인트 정도 낮아진 것을 알 수 있다. 따라서, 기존 FMH 플레이트와 비교하여 본 발명의 FMH 플레이트가 더 강한 충격 흡수를 할 수 있다고 할 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 FMH 플레이트는 HIC(d) 가 700~750 범위에 들도록 제작하여 사용하는 것이 바람직하다.

100: 베이스
110: FMH 리브

Claims (4)

1. 헤드 라이너(H)에 밀착하게 설치되는 베이스(100)에 루프패널과 마주하는 면에 여러 개의 FMH 리브(110)가 돌출하게 형성되어 운전자와 탑승자의 머리를 보호하는 자동차용 FMH 플레이트에서,
   이웃한 두 개의 FMH 리브(110) 사이에는,
   폴리우레탄(111)이 충전되는 것을 특징으로 하는 자동차용 FMH 플레이트.
   
2. 제1항에서,
   상기 폴리우레탄(111)은,
   이웃한 두 개의 FMH 리브(110) 사이에 형성되는 공간에서 적어도 일부분에만 부분적으로 충전하게 하는 것을 특징으로 하는 자동차용 FMH 플레이트.
   
3. 제1항 또는 제2항에서,
   상기 폴리우레탄(111)은,
   이웃한 두 개의 FMH 리브(110) 사이에 발포 성형하는 것을 특징으로 하는 자동차용 FMH 플레이트.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,
   상기 자동차용 FMH 플레이트는,
   HIC(Head Injury Criterion)(d)이 해당 법규의 판정기준치인 1000이하를 만족시키는 것을 특징으로 하는 자동차용 FMH 플레이트.

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