KR100428081B1 - Impact absorbing apparatus of bumper for car - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차용 범퍼의 충격력 흡수장치에 관한 것으로, 전면에 공간부(111)가 형성된 사이드 멤버(110); 상기 사이드 멤버(110)의 내부에 회전되게 설치된 피니언(120); 범퍼(1)의 후방에 수평으로 고정 설치되며, 끝단에 상기 피니언(120)과 치합되는 랙(131)이 형성된 스테이(130); 상기 사이드 멤버(110)의 공간부(111) 후방에 설치되며 상기 피니언(120)에 탄력적으로 권취되면서 상기 스테이(130)에 잔존하는 충돌에너지를 일차적으로 흡수하는 판스프링(140); 및 상기 스테이(130)의 끝단에 눌려져 찌그러지면서 상기 스테이(130)에 잔존하는 충돌에너지를 재차 흡수할 수 있도록 상기 사이드 멤버(110)의 공간부(111) 중간에 설치된 충격 흡수판(150)으로 구성된다.The present invention relates to a shock absorber of the bumper for an automobile, comprising: a side member (110) having a space (111) formed on its front surface; A pinion (120) rotatably installed in the side member (110); A stay 130 fixedly installed at the rear of the bumper 1 and having a rack 131 engaged with the pinion 120 at an end thereof; A leaf spring 140 installed behind the space 111 of the side member 110 and primarily absorbing collision energy remaining in the stay 130 while being elastically wound around the pinion 120; And a shock absorbing plate 150 installed in the middle of the space 111 of the side member 110 so as to be absorbed and crushed at the end of the stay 130 to absorb the collision energy remaining in the stay 130 again. It is composed.
본 발명은 랙과 피니언의 회전력을 이용하여 판스프링을 탄성 변형시키면서 충돌에너지를 일차적으로 흡수하고, 충격 흡수판을 이용하여 재차 충돌에너지를 흡수할 수 있는 것으로 저속 및 고속 충돌 그리고 오프셋 충돌 시에도 충돌에너지를 효과적으로 흡수할 수 있다. 또한, 저속 충돌 시 차체의 변형을 줄여 충돌 사고 후 수리비용을 절감할 수 있다.According to the present invention, the collision energy is primarily absorbed while elastically deforming the leaf spring by using the rotational force of the rack and pinion, and the collision energy can be absorbed again by using the shock absorber plate. It can absorb energy effectively. In addition, it is possible to reduce the deformation of the vehicle body at low speed collisions, thereby reducing the repair cost after the crash.
Description
본 발명은 자동차용 범퍼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 범퍼와 연결되는 스테이를 사이드 멤버에 이동 가능하게 설치함과 동시에 판스프링과 충격흡수판을 설치함으로써, 충돌 및 추돌 사고 시 발생되는 충격에너지를 단계적으로 흡수하여 충돌 및 추돌 사고로부터 승객을 안전하게 보호할 수 있는 자동차용 범퍼의 충격 흡수장치에 관한 것이다.The present invention relates to a bumper for an automobile, and more particularly, by installing a stay connected to the bumper to a side member to be movable, and installing a leaf spring and a shock absorbing plate, impact energy generated during a collision and a collision accident The present invention relates to a shock absorber of an automobile bumper that can be absorbed in stages to protect passengers from collision and collision accidents.
일반적으로 차량에는 충돌 시에 그 충격을 흡수하여 탑승자 등을 보호하기 위해 차체의 전방 및 후방에 범퍼가 장착되어 있는 바, 이와 같은 종래의 범퍼는 도 1에 도시된 것과 같이, 범퍼(1)의 외관미를 향상시키기 위한 페시아(2)와, 이 페시아(2)의 이면에 부착되어 충격을 1차적으로 흡수하는 발포고무와 같은 충격흡수재(3)를 갖춘 구조로 되어 있다.In general, bumpers are mounted on the front and rear of the vehicle body to absorb the shock during a collision and protect the occupants. Such a conventional bumper includes a bumper 1 as shown in FIG. It has a structure provided with a fascia 2 for improving the appearance and a shock absorbing material 3 such as foam rubber attached to the back surface of the fascia 2 and primarily absorbing the impact.
그리고, 상기한 충격흡수재(3) 만으로는 차량 충돌 시에 탑승자 등을 보다 효과적으로 보호하기가 미흡하기 때문에 대개는 스틸재질로 된 충격흡수빔(4)이 충격흡수재(3)의 이면에 결합되고, 이 충격흡수빔(4)은 범퍼스테이(5)를 매개로 차체(6)에 보울트 체결되어 범퍼(1)를 전체적으로 지지하도록 되어 있다.In addition, since the shock absorber 3 alone is insufficient to protect the occupants and the like more effectively during a vehicle crash, a shock absorber beam 4 made of steel is usually coupled to the rear surface of the shock absorber 3. The shock absorbing beam 4 is bolted to the vehicle body 6 via the bumper stay 5 to support the bumper 1 as a whole.
한편, 상기한 종래의 범퍼는 자동차의 충돌이나 추돌 시에 먼저 충격흡수재(3)가 충격을 1차적으로 흡수하고, 여분의 충격은 충격흡수빔(4)에 전달되어 충격흡수빔(4)이 충격을 적절히 흡수함과 동시에 상기 범퍼스테이(5)를 통하여 차체(6)로 분산시키도록 되어 있다.On the other hand, in the conventional bumper described above, the shock absorber 3 first absorbs the shock in the event of a collision or collision of the vehicle, and the extra shock is transmitted to the shock absorbing beam 4 so that the shock absorbing beam 4 is The shock is properly absorbed and distributed to the vehicle body 6 through the bumper stay 5.
최근에는 충돌 및 추돌 사고 시 발생되는 충돌에너지를 좀더 효과적으로 흡수하기 위한 자동차용 범퍼가 제안된 바가 있으며, 도 2a,2b를 참조하여 이를 설명하면 다음과 같다.Recently, a bumper for automobiles for more effectively absorbing collision energy generated in a collision and collision accident has been proposed, which will be described below with reference to FIGS. 2A and 2B.
도 2a,2b는 종래 자동차용 범퍼의 흡수장치를 보인 부분 평단면도이다.2A and 2B are partial plan cross-sectional views showing an absorber of a conventional automobile bumper.
도면에 도시된 바와 같이, 범퍼(1)의 후방에는 스테이(5)가 고정 설치되고, 이 스테이(5)는 다시 사이드 멤버(차체:6)의 내부로 이동 가능하게 설치되어 있다.As shown in the figure, the stay 5 is fixedly installed to the rear of the bumper 1, and the stay 5 is provided to be movable inside the side member (car body 6) again.
스테이(5)는 가이드핀(11)에 의해서 일정 거리 내에만 이동될 수 있도록 구성되고 스테이(5)의 내부 중 양측에는 제 1스프링(12)에 의해서 탄력적으로 스테이(5)의 끝단과 접촉되는 스톱퍼(13)가 설치되어 있다.The stay 5 is configured to be moved only within a predetermined distance by the guide pin 11 and the inner side of the stay 5 is elastically in contact with the end of the stay 5 by the first spring 12 on both sides A stopper 13 is provided.
상기 스테이(5)의 내부 최후방에는 제 2스프링(14)에 의해서 스테이(5)의 끝단이 탄력적으로 지지되도록 구성된다.The innermost rear end of the stay 5 is configured such that the end of the stay 5 is elastically supported by the second spring 14.
즉, 화살표 방향으로 범퍼(1)에 충격력이 가해지면 스테이(5)는 사이드 멤버(차체:6)의 내부로 이동되며, 이때 스테이(5)의 끝단이 스톱퍼(13)를 누른다.That is, when an impact force is applied to the bumper 1 in the direction of the arrow, the stay 5 is moved into the side member (car body 6), at which time the end of the stay 5 presses the stopper 13.
이때 스톱퍼(13)는 제1스프링(12)에 의해서 지지되어 있기 때문에 스테이(5)로부터 전달되는 충격이 일차적으로 흡수되며, 또한 스테이(5)가 좀더 후방으로 밀려서 제2스프링(14)에 탄력적으로 지지됨으로써 충격이 재차 흡수되는 것이다.At this time, since the stopper 13 is supported by the first spring 12, the shock transmitted from the stay 5 is primarily absorbed, and the stay 5 is pushed further to the rear so that the second spring 14 is elastic. The shock is absorbed again by being supported by.
그러나, 이와 같이 구성된 종래 자동차용 범퍼의 충격 흡수장치는, 저속 충돌 시, 스테이에 잔존하는 충돌에너지가 사이드 멤버의 양측에 설치된 제1스프링에 의해서 일차적으로 흡수되고, 재차 제2스프링에 의해서 흡수되는 구성으로 이루어져 있으나, 보행자 충돌 시 스프링의 복원력에 의해서 보행자에게 상해를 입힐 수 있는 단점을 갖고 있다.However, in the conventional shock absorber for automobile bumpers, the impact energy remaining in the stay is first absorbed by the first springs provided on both sides of the side member, and again by the second spring. It is composed of a configuration, but has a disadvantage that can cause injury to pedestrians by the restoring force of the spring in the event of a pedestrian collision.
또한, 고속 충돌 시, 제1스프링의 충돌 흡수 효과가 적기 때문에 결과적으로 스테이에 잔존하는 충돌에너지가 차체에 많은 충격을 주어 차체가 손쉽게 변형되는문제점을 갖고 있다.In addition, since the impact absorption effect of the first spring is small during high-speed collision, the impact energy remaining in the stay has a problem that the vehicle body is easily deformed due to a large impact on the vehicle body.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 충돌 및 추돌 사고 시 발생되는 충격에너지를 단계적으로 흡수하여 충돌 및 추돌 사고로부터 승객을 안전하게 보호할 수 있는 자동차용 범퍼의 충격 흡수장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the problems described above, a shock absorber of a vehicle bumper that can protect the passengers from collision and collision accidents by absorbing the impact energy generated during collision and collision accidents step by step The purpose is to provide.
도 1은 일반 자동차용 범퍼를 보인 분리 사시도1 is an exploded perspective view showing a bumper for a general vehicle
도 2a,2b는 종래 자동차용 범퍼의 충격 흡수장치를 보인 부분 평단면도Figure 2a, 2b is a partial cross-sectional view showing a shock absorber of the conventional bumper for a vehicle
도 3은 본 발명에 따른 자동차용 범퍼의 충격 흡수장치를 보인 부분 평단면도Figure 3 is a partial cross-sectional view showing a shock absorber of the bumper for automobiles according to the present invention.
도 4a는 1차 충격 흡수상태를 보인 평단면도Figure 4a is a cross-sectional view showing a first shock absorbing state
도 4b는 2차 충격 흡수상태를 보인 평단면도Figure 4b is a plan sectional view showing a secondary shock absorbing state
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※※ Explanation of symbols about main part of drawing ※
1 : 범퍼 110 : 사이드 멤버1: bumper 110: side members
111 : 공간부 120 : 피니언111: space part 120: pinion
130 : 스테이 140 : 판스프링130: stay 140: leaf spring
150 : 충격 흡수판150: shock absorber
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전면에 공간부가 형성된 사이드 멤버; 상기 사이드 멤버의 내부에 회전되게 설치된 피니언; 범퍼의 후방에 수평으로 고정 설치되며, 끝단에 상기 피니언과 치합되는 랙이 형성된 스테이; 상기 사이드 멤버의 공간부 후방에 설치되며 상기 피니언에 탄력적으로 권취되면서 상기 스테이에 잔존하는 충돌에너지를 일차적으로 흡수하는 판스프링; 및 상기 스테이의 끝단에 눌려져 찌그러지면서 상기 스테이에 잔존하는 충돌에너지를 재차 흡수할 수 있도록 상기 사이드 멤버의 공간부 중간에 설치된 충격 흡수판;으로 구성된다.The present invention in order to achieve the above object, the side member is formed with a space portion on the front; A pinion rotatably installed in the side member; A stay fixed to the rear of the bumper horizontally and having a rack engaged with the pinion at an end thereof; A leaf spring installed at the rear of the space portion of the side member and elastically wound around the pinion to primarily absorb collision energy remaining in the stay; And an impact absorbing plate installed in the middle of the space portion of the side member so as to be absorbed and crushed at the end of the stay and absorb the collision energy remaining in the stay again.
본 발명의 특징을 살펴보면, 종래와 같이 스테이를 사이드 멤버(차체)에 고정시키는 것이 아니라, 이동 가능하게 설치함으로써 충돌 및 추돌 사고시 범퍼에 충격이 가해지는 경우 스테이가 이동하면서 판스프링의 탄발력의 제한을 받게 되어 이때 일차적으로 충격이 흡수되며 또한 스테이의 끝단에 설치된 충격흡수판의 찌그러짐에 의하여 재차 충격이 흡수되도록 구성된다.Looking at the features of the present invention, rather than fixing the stay to the side member (car body) as in the prior art, by installing the movable to limit the elasticity of the leaf spring while the stay is moved when the impact is applied to the bumper during collision and collision accident In this case, the shock is primarily absorbed by the shock absorber and is configured to absorb the shock again by crushing the shock absorbing plate installed at the end of the stay.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 특징적인 구성을 설명하면 다음과같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a characteristic configuration of the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 자동차용 범퍼의 충격력 흡수장치를 보인 부분 평단면도이고, 도 4a는 1차 충격 흡수상태를 보인 평단면도이며, 도 4b는 2차 충격 흡수상태를 보인 평단면도이다. 본 발명은 범퍼의 후방 양쪽에 동일한 구성으로 설치되는 바, 편의상 동 도면에서는 한쪽의 구성만을 도시하기로 한다.3 is a partial cross-sectional view showing an impact force absorbing device of a bumper for a vehicle according to the present invention, Figure 4a is a planar cross-sectional view showing a primary shock absorbing state, Figure 4b is a planar cross-sectional view showing a secondary shock absorbing state. The present invention is installed in the same configuration on both sides of the rear of the bumper, for convenience, only one configuration will be shown in the same figure.
본 발명의 구성을 살펴보면, 전면에 공간부(111)를 갖는 사이드 멤버(110)와, 상기 사이드 멤버(110)의 내부에 설치되는 피니언(120)과, 범퍼(1)의 후방에 수평으로 고정 설치되며, 끝단에 상기 피니언(120)과 치합되는 랙(131)이 형성된 스테이(130)와, 상기 사이드 멤버(110)의 공간부(111) 후방에 설치되며 상기 피니언(120)에 탄력적으로 권취되면서 상기 스테이(130)에 잔존하는 충돌에너지를 일차적으로 흡수하는 판스프링(140)과, 상기 스테이(130)의 끝단에 눌려져 찌그러지면서 상기 스테이(130)에 잔존하는 충돌에너지를 재차 흡수할 수 있도록 상기 사이드 멤버(110)의 공간부(111) 중간에 설치된 충격 흡수판(150)으로 구성된다.Looking at the configuration of the present invention, the side member 110 having a space 111 on the front surface, the pinion 120 is installed in the side member 110 and the horizontally fixed to the rear of the bumper 1 It is installed, the stay 130 is formed with a rack 131 is engaged with the pinion 120 at the end, and is installed in the rear of the space portion 111 of the side member 110 and is elastically wound on the pinion 120 While being pushed and crushed at the end of the leaf spring 140 and the end of the stay 130 to absorb the impact energy remaining in the stay 130, so as to absorb the impact energy remaining in the stay 130 again The shock absorbing plate 150 is installed in the middle of the space 111 of the side member 110.
다시 말하면, 사이드 멤버(110)의 전면 내부에는 공간부(111)가 형성되어 있으며 이 공간부(111)는 다시 제1실(111a)과 제 2실(111b)로 나뉘어져 있다.In other words, a space 111 is formed inside the front surface of the side member 110, and the space 111 is divided into a first chamber 111a and a second chamber 111b.
우선, 제 1실(111a)에는 한 쌍의 피니언(120)이 회전 가능하게 설치되어 있으며, 이들 피니언(120)에는 스테이(130)의 랙(131)이 치합되어 있다. 따라서 범퍼(1)에 충격이 가해지면 스테이(130)가 후방으로 밀리면서 피니언(120)을 회전시키도록 구성된다.First, a pair of pinions 120 are rotatably provided in the first chamber 111a, and the racks 131 of the stays 130 are engaged with the pinions 120. Therefore, when an impact is applied to the bumper 1, the stay 130 is configured to rotate the pinion 120 while being pushed backward.
제 1실(111a)의 최후방에는 충격흡수판(150)이 위치되어 있으며, 제2실(111b)에는 판스프링(140)이 설치되어 있다.The shock absorbing plate 150 is positioned at the rear of the first chamber 111a, and the leaf spring 140 is installed at the second chamber 111b.
판스프링(140)은 제 2실(111b)에 설치된 상태로 피니언(120)의 축(121)에 권취되어 있으며, 랙(131)과 피니언(120)의 치합에 의해서 피니언(120)이 회전될 때 화살표 방향으로 권취되도록 구성된다. 따라서 판스프링(140)이 피니언(120)의 축(121)에 탄력적으로 권취됨에 따라 스테이(130)에 잔존하는 충격에너지를 일차적으로 흡수하도록 구성된다.The leaf spring 140 is wound around the shaft 121 of the pinion 120 while being installed in the second chamber 111b, and the pinion 120 is rotated by the engagement of the rack 131 and the pinion 120. When wound in the direction of the arrow is configured. Therefore, the leaf spring 140 is configured to primarily absorb the impact energy remaining in the stay 130 as it is elastically wound on the shaft 121 of the pinion 120.
또한, 스테이(130)의 끝단이 충격 흡수판(150)을 가압함으로써 재차 충격에너지를 흡수할 수 있도록 구성된다.In addition, the end of the stay 130 is configured to absorb the impact energy again by pressing the shock absorbing plate 150.
충격 흡수판(150)은 그 내부에 꺽쇠(151)가 설치되어 일정 압력이 가해지면 꺽이면서 충격에너지를 흡수할 수 있도록 구성된다.The shock absorbing plate 150 is installed so that the clamp 151 is installed therein so as to be able to absorb shock energy while bending when a predetermined pressure is applied thereto.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 저속 충돌과 고속 충돌로 나뉘어 설명하면 다음과 같다.The operation of the present invention configured as described above is divided into a low speed collision and a high speed collision as follows.
우선, 저속 주행 중 범퍼(1)에 사람 혹은 차량이 충돌되는 경우, 스테이(130)가 후방으로 밀리면서 랙과 피니언(120)의 치합에 의하여 피니언(120)이 화살표 방향으로 회전된다.First, when a person or a vehicle collides with the bumper 1 while driving at low speed, the pinion 120 is rotated in the direction of the arrow by the engagement of the rack and the pinion 120 while the stay 130 is pushed backward.
이때 피니언(120)의 축(121)에 판스프링(140) 일단이 권취되며, 이와 동시에 판스프링(140)의 타단이 탄성 변형된다. 판스프링(140)이 탄성 변형되면서 충격을 흡수한다.At this time, one end of the leaf spring 140 is wound on the shaft 121 of the pinion 120, and at the same time the other end of the leaf spring 140 is elastically deformed. The leaf spring 140 is elastically deformed to absorb the shock.
그리고 고속 주행 중 범퍼(1)에 사람 혹은 차량이 충돌되는 경우, 전술한 동작을 거쳐서 판 스프링(140)이 탄성 변형되며 또한, 스테이(130)의 이동이 더 진행되어 스테이(130)의 끝단이 충격 흡수판(150)을 가압한다.When a person or a vehicle collides with the bumper 1 while driving at high speed, the leaf spring 140 is elastically deformed through the above-described operation, and the movement of the stay 130 is further progressed, so that the end of the stay 130 is moved. The shock absorbing plate 150 is pressed.
이때 꺽쇠(151)가 꺽이면서 재차 충돌에너지를 흡수함으로써 보다 안전하게 승객을 안전하게 보호할 수 있는 것이다.At this time, while the clamp 151 is bent to absorb the collision energy again, it is possible to more safely protect the passengers.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 랙과 피니언의 회전력을 이용하여 판스프링을 탄성 변형시키면서 충돌에너지를 일차적으로 흡수하고, 충격 흡수판을 이용하여 재차 충돌에너지를 흡수할 수 있는 것으로 저속 및 고속 충돌 그리고 오프셋 충돌 시에도 충돌에너지를 효과적으로 흡수할 수 있다.As described above, the present invention can absorb the collision energy primarily while elastically deforming the leaf spring by using the rotational force of the rack and pinion, and absorbs the collision energy again by using the shock absorber plate. The collision energy can be absorbed effectively even in the offset collision.
또한, 저속 충돌 시 충격을 효과적으로 흡수하여 차체의 변형을 줄임으로써 충돌 사고 후 수리비용을 대폭 절감할 수 있다.In addition, by effectively absorbing the impact during low-speed collisions to reduce the deformation of the vehicle body it can significantly reduce the repair cost after the crash.
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