KR20030072637A - 힘의 방향 변환을 통한 차량의 충격 분산 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 힘의 방향 변환을 통한 차량의 충격 분산 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 충격을 지지하는 프레임에, 차량 충돌로 인한 충격에너지가 전달되고, 상기 프레임에 결합된 브라켓이 차체 프레임 안쪽으로 진행하면서 회전하게 구성되고, 상기 브라켓의 회전에 의해 브라켓에 직접 연결된 충격흡수체의 파손 또는 변형을 유도함으로써, 최초 충격에너지의 진행방향을 다른 방향으로 변환하여 충격을 분산시키는 장치에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 차체 프레임과 차량 범퍼를 연결하는 브라켓에 있어, 상기 브라켓을 원통형으로 가공하고, 상기 브라켓이 프레임에 고정핀을 통해 연결되는 연결 구멍으로부터 각기 양측면에 나선형 홈을 부여하여, 범퍼로부터 프레임으로 충격에너지가 전파될 때 브라켓이 프레임 안쪽으로 밀려 들어가고, 이에따라 프레임에 고정된 상기 고정핀이 브라켓의 나선형 홈을 지나가면서 브라켓이 회전하도록 구성되고, 브라켓에 연결된 충격흡수체가, 상기 회전에 의해 파손 또는 변형되도록 유도하여 충격에너지를 분산시키는 특징이 있다.

Description

힘의 방향 변환을 통한 차량의 충격 분산 장치{IMPACT DISPERSION DEVICE FOR VEHICLE}

본 발명은 차량의 충돌에 의한 충격에너지를 분산시키는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량 범퍼와 차체 프레임을 연결하는 브라켓의 구성에 있어, 차량의 충돌 발생시 충격에너지가 전파되고, 상기 브라켓이 충격에너지의 진행에 의해 프레임에 대해 회전하도록 구성됨으로 인해, 상기 충격에너지가 회전력으로 전환되고, 상기 회전하는 브라켓에 연결된 충격흡수체가 회전에 의해 파손 또는 변형 됨으로 인해 차량의 전체 충격에너지를 감소시키는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 전후방에 설치되어 외부로부터 가해진 일차적인 충격을 흡수하도록 만들어진 범퍼는 브라켓을 통하여 차체의 모든 충격을 지지하는 프레임에 연결되어 있으며, 상기 브라켓은 범퍼에 가해진 충격을 차제 프레임에 전달하는 역활을 한다.

그 일례로 도 1에서와 같이 차체의 모든 충격을 지지하는 프레임(1)에는 고정핀(3)을 통해 브라켓(4)이 연결되어 있고, 상기 브라켓(4)의 전면부에는 범퍼조립체(2)가 부착되어 있다. 이러한 자동차의 충격 흡수 구조는 자동차 범퍼에 충격이 가해지면, 상기 범퍼로 인해 일차적으로 충격에너지를 감소시키며 브라켓으로 충격을 전달하고, 다시 브라켓을 통해 프레임으로 충격을 전달함으로써, 애초 충격에너지의 전파 방향이 그대로 유지됨으로 인해 탑승자에 전달되는 충격에 대해 효과적으로 줄이지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 차량의 충격을 지지하는 프레임과, 상기 프레임에 결합된 브라켓과, 상기 브라켓에 연결된 충격흡수체의 상호 작용에 의해 최초 충격에너지의 진행방향을 다른 방향으로 변환하므로서 충격을 분산시키는 장치를 제공하는데 본 발명의 목적이 있는 것이다.

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차체 프레임과 차량 범퍼를 연결하는 브라켓에 있어, 상기 브라켓을 원통형으로 가공하고, 상기 브라켓이 프레임에 고정핀을 통해 연결되는 연결 구멍으로부터 각기 양측면에 나선형 홈을 부여하여, 범퍼로부터 프레임으로 충격에너지가 전파될 때 브라켓이 프레임 안쪽으로 밀려 들어가고, 이에따라 프레임에 고정된 상기 고정핀이 브라켓의 나선형 홈을 지나가면서 브라켓이 회전하도록 구성되고, 브라켓에 연결된 충격흡수체가, 상기 회전에 의해 파손 또는 변형되도록 유도하여 충격에너지를 분산시키는 특징이 있다.

도 1은 기존의 차량 충격 흡수 구조를 보이고 있는 도면.

도 2a는 본 발명에 의한 충격 분산 장치의 상부 도면.

도 2b는 도 2a에 충격에너지가 가해졌을 때의 작동 도면.

도 3a는 본 발명에 의한 충격 분산 장치의 전면부 도면.

도 3b는 도 3a에 충격에너지가 가해졌을 때의 작동 도면.

도 4a는 본 발명에 의한 충격 분산 장치의 측면부 도면.

도 4b는 도 4a에 충격에너지가 가해졌을 때의 작동 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 차체 프레임 2 : 범퍼조립체

3 : 프레임과 브라켓을 결합하는 고정핀

4 : 기존의 브라켓 5 : 본 발명에 의한 브라켓

5a : 브라켓 측면에 가공된 나선형 홈

5b : 5a와 정반대에 가공된 같은 방향(시계,반시계)의 나선형 홈

6 : 충격흡수체 7 : 브라켓의 회전 가능한 단면

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 충격 분산 장치의 상부 단면도로서, 도 2a는 충돌에너지 발생 이전을 보인 것이고, 도 2b는 충돌에너지 발생 이후를 보인 것이다.

도 3은 본 발명에 의한 충격 분산 장치의 전면부 단면도로서, 도 3a는 충돌에너지 발생 이전을 보인 것이고, 도 3b는 충돌에너지 발생 이후를 보인 것이다.

도 4는 본 발명에 의한 충격 분산 장치의 측면부 단면도로서, 도 4a는 충돌에너지 발생 이전을 보인 것이고, 도 4b는 충돌에너지 발생 이후를 보인 것이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명인 힘의 방향 변환을 통한 차량의 충격 분산 장치에 있어서, 차량의 충격을 지지하는 프레임(1)에는 브라켓(5)이 고정핀(3)에 의해 결합되며, 상기 브라켓(5)은 원통형으로 가공하여 고정핀(3) 연결구멍으로부터 각기 양측면에 동일방향(시계,반시계)으로 두개의 나선형 홈(5a,5b)을 가공한 것을 특징으로 하게 된다. 이에 따라 충격에 의해 상기 브라켓(5)이 프레임(1) 내부로 밀려 들어갈때, 도 4b에서 도시한 바와 같이 고정핀(3)이 브라켓(5)의 나선형 홈(5a,5b)을 지나감에 따라 브라켓(5) 전체가 회전하도록 구성된다.

한편 브라켓(5)의 회전가능단면(7)의 바깥쪽으로는 범퍼조립체(2)가 연결되어 브라켓(5)이 회전하게 되더라도, 상기 회전에 의해 범퍼조립체(2)와의 연결부위가 파손되지 않고, 상기 범퍼조립체(2)는 브라켓(5)에 의해 지지되도록 구성되었다. 또한 브라켓(5)의 회전가능단면(7) 안쪽으로 연결된 충격흡수체(6)는, 각각 도 3b, 도 2b에서 도시한 바와 같이, 상기 브라켓(5)의 회전에 의해서 파손 또는 변형이 되도록 유도함으로써 차량에 가해지는 전체 충격에너지를 감소하게 되는 것이다.

다음은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나본 발명은, 발명을 구성하는 상기 구성체들간의 작용을 특징으로하여 충격에너지를 분산시키는 장치이므로 하기 실시예에서 제공되는 구성체의 소재에 한정되는 것은 아니다.

{실시예 1}

두께 0.5cm의 차량용 특수강을 내경 8cm×8cm×20cm(가로×세로×길이)의 정사각형 기둥으로 가공하여 프레임(1) 한쌍을 제작후 전면부로부터 4cm지점에 고정핀(3) 구멍을 천공하고, 상기 프레임 한쌍을 15cm의 간격을 두고 고정판에 고정하였으며, 두께 0.5cm의 차량용 특수강을 외경 지름 8cm, 길이 12cm의 원통형 기둥으로 가공한 브라켓(5) 한쌍을 한쪽 끝으로부터 2cm지점에 상기 프레임(1)과의 결합을 위한 고정핀(3) 구멍을 천공하였으며, 상기 고정핀(3) 구멍으로부터 각각 정반대쪽에 같은 방향으로 회전하는 나선형 홈(5a,5b) 두개를 각각 시계방향과 반시계방향으로 한개씩 가공하였다. 또한 도 2a에서 도시한 바와 같이 충격흡수체(6)를 연결하기위해 상기 고정된 브라켓(5)의 회전가능단면(7) 1cm아래에 구멍을 천공하였으며, 크기 1cm×1cm, 길이 18cm의 나무막대를 충격흡수체(6)로 하여 상기 천공한 브라켓(5)의 양쪽 두개의 구멍에 걸쳐지도록 삽입하였다.

한편 상기 프레임(1)에 브라켓(5)을 각각 볼트 고정핀(3)을 통하여 결합하였으며, 도 4b에서 도시한 바와 같이 충격 발생시 고정핀(3)이 브라켓(5)의 나선형 홈(5a,5b)을 따라 브라켓(5) 내부로 진행시 일차적인 충격을 흡수하기 위해서 스프링을 브라켓(5) 내부에 포함하였으며, 상기 스프링은 브라켓(5)의 회전가능단면(7)에 의해 차단되어 브라켓(5) 내부에 고정되었다.

위 실시예 1의 충격 흡수 실험을 위해 상기 구성된 장치를 수직으로 세우고, 차량 범퍼조립체를 대신하여 두께 0.5cm의 특수강판을 브라켓(5) 양단에 걸쳐 놓았으며, 20kgf의 강구를 사용하여 0.5m 상단으로부터 자유낙하하여 충격을 측정하였다.

한편 전술한 방법에 의해 측정해 본 실시예 1의 충격흡수율은 34%로 양호하였다.

{실시예 2}

두께 0.5cm의 알루미늄 합금강을 내경 8cm×8cm×20cm(가로×세로×길이)의 정사각형 기둥으로 가공하여 프레임(1) 한쌍을 제작후 전면부로부터 4cm지점에 고정핀(3) 구멍을 천공하고, 상기 프레임 한쌍을 15cm의 간격을 두고 고정판에 고정하였으며, 두께 0.5cm의 알루미늄 합금강을 외경 지름 8cm, 길이 12cm의 원통형 기둥으로 가공한 브라켓(5) 한쌍을 한쪽 끝으로부터 2cm지점에 상기 프레임(1)과의 결합을 위한 고정핀(3) 구멍을 천공하였으며, 상기 고정핀(3) 구멍으로부터 각각 정반대쪽에 같은 방향으로 회전하는 나선형 홈(5a,5b) 두개를 각각 시계방향과 반시계방향으로 한개씩 가공하였다. 또한 도 2a에서 도시한 바와 같이 충격흡수체(6)를 연결하기위해 상기 고정된 브라켓(5)의 회전가능단면(7) 1cm아래에 구멍을 천공하였으며, 지름 1cm, 길이 18cm의 속이 비어있는 황동관을 충격흡수체(6)로 하여상기 천공한 브라켓(5)의 양쪽 두개의 구멍에 걸쳐지도록 삽입하였다.

한편 상기 프레임(1)에 브라켓(5)을 각각 볼트 고정핀(3)을 통하여 결합하였으며, 도 4b에서 도시한 바와 같이 충격 발생시 고정핀(3)이 브라켓(5)의 나선형 홈(5a,5b)을 따라 브라켓(5) 내부로 진행시 일차적인 충격을 흡수하기 위해서 발포한 폴리우레탄을 브라켓(5) 내부에 포함하였으며, 상기 폴리우레탄은 브라켓(5)의 회전가능단면(7)에 의해 차단되어 브라켓(5) 내부에 고정되었다.

위 실시예 1의 충격 흡수 실험을 위해 상기 구성된 장치를 수직으로 세우고, 차량 범퍼조립체를 대신하여 두께 0.5cm의 특수강판을 브라켓(5) 양단에 걸쳐 놓았으며, 20kgf의 강구를 사용하여 0.5m 상단으로부터 자유낙하하여 충격을 측정하였다.

한편 전술한 방법에 의해 측정해 본 실시예 2의 충격흡수율은 19%로 양호하였으나, 상기 실시예 1보다는 미약하였으며, 바람직하게는 실시예 2의 충격흡수체가 실시예 1의 충격흡수체에 비해서 파손율이 낮아서 효율이 떨어진 것으로 나타났다.

이상에서 상술한 바와같이 본 발명은, 충격에너지의 전파에 의해 브라켓이 차체 프레임 안쪽으로 진행하면서 회전하게 구성되고, 상기 브라켓의 회전에 의해 브라켓에 직접 연결된 충격흡수체의 파손 또는 변형을 유도함으로써, 상기 충격에너지의 최초 전달 방향을 바꾸어, 차량에 탑승한 승객에 도달하는 충격에너지와 차량의 손상을 줄이도록 하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 힘의 방향을 변환하여 차량에 가해지는 충격에너지를 분산시키는 장치에 있어서,

   차량의 충격을 지지하는 프레임에 결합된 브라켓이, 상기 충격에너지의 전파에 의해 프레임 내부로 진행하면서 회전하도록 구성된 것을 특징으로 하는 충격분산장치.
2. 제 1항에 있어서, 회전하도록 구성된 상기 브라켓에 연결되어, 브라켓의 회전에 의해 파손 또는 변형이 유도되도록 구성된 충격흡수체를 포함함을 특징으로 하는 충격분산장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 브라켓이 충격에너지의 전달로 인해 차량의 프레임 내부로 진행함에 있어, 브라켓 내부에 포함된 탄성체와 프레임에 고정된 고정핀의 작용에 의해 일차적으로 충격이 흡수됨을 특징으로 하는 충격분산장치.