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구상 교수는 기아자동차 디자인실에서 크레도스 책임디자이너를 역임했으며 기아자동차 북미디자인연구소 선임디자이너를 지내기도 한 자동차디자인 현장에서 잔뼈가 굵은 자동차 전문 디자이너입니다. 현재는 홍익대학교 산업디자인학과 교수로 일하고 있습니다. 이론과 실무를 겸비한 구상교수의 자동차 디자인 이야기는 독자여러분에게 새로운 시각을 제공할 것입니다.

안전을 위한 인스트루먼트 패널의 구조적 요소

페이지 정보

글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)
승인 2007-03-31 09:12:49

본문

안전을 위한 인스트루먼트 패널의 구조적 요소

각국의 차량 충돌규제 강화와 충돌 시 승객의 상해 방지를 위한 실내 충돌방지 규정에 따라, 인스트루먼트 패널에도 각종의 패시브 프로텍터(passive protector)가 장착되어 인스트루먼트 패널의 형상과 구조에 적지 않은 변화를 가져오게 되었다. 이러한 여러 종류의 패시브 프로텍터는 모든 차량에 장착되는 것은 아니지만, 수출지역에 따른 법규변화 대비책의 일환으로 전체적인 인스트루먼트 패널의 형상 변화를 초래하게 된다.

무릎 보호물(knee protector)
30863_1.jpg차량이 주행 방향으로의 충돌 시에 운전자와 동승자가 관성력에 의한 실내 구조물과의 충돌로 입을 수 있는 무릎 부상을 방지하기 위하여, 인스트루먼트 패널에 완충용 패드(pad)가 삽입된 구조물을 장착하거나 완충공간을 가진 형상으로 디자인되어야 한다. 패드 삽입부의 설정은 인스트루먼트 패널이 가장 많이 돌출 되어 운전자나 탑승자의 무릎과 같은 신체가 가장 먼저 접촉될 가능성이 높은 부분을 기준으로 하는 인스트루먼트 패널 수준선(level of the instrument panel)의 아랫부분 모두가 대상이 된다.



에어백(airbag)
앞좌석의 조수석에 에어백(airbag)이 장착되기 위해서는 인스트루먼트 패널의 단면 형상이 에어백의 작동에 적합한 형상으로의 변화되어야 한다. 운전석 측 에어백은 대체로 스티어링 휠(steering wheel)에 장착되어 인스트루먼트 패널의 형상에 영향을 주지 않으나, 조수석 측의 에어백은 설치방법에 따라 인스트루먼트 패널의 단면 형상이 변화된다.

30863_2.jpg

조수석 인스트루먼트 패널의 정면에 장착되는 전면 장착방식(front mounting)은 에어백의 작동 시에 탑승자의 상해를 방지하기 위하여 에어백 도어(airbag door)의 표면에서 70㎜이상의 여유공간을 확보해야 하는 안전규제를 만족시켜야 하므로, 무릎 보호물과 조합되어 인스트루먼트 패널이 단차(段差)를 가지는 계단형 단면형상으로 변화된다. 이에 비하여 인스트루먼트 패널의 윗면에 에어백이 설치되는 상부 장착방식(top mounting)은 에어백의 작동 시 전면 유리창(windshield glass) 방향으로 작동되어 팽창하므로, 인스트루먼트 패널은 비교적 단순한 단면 형상을 가질 수 있게 된다. 이러한 단면 형상의 변화는 인스트루먼트 패널 뿐 아니라 그와 관련을 가지는 도어 트림(door trim)류를 비롯한 차량 전체의 인테리어 디자인에도 영향을 미치게 되어 공간의 스타일 성격이 변화되는 결과를 초래한다.

인스트루먼트 패널의 디자인은 그것이 적용되는 차량의 전체 디자인 컨셉트와 스타일 경향, 생산단가, 소비자 계층 등에 따라 변화되겠지만, 지금까지의 분석에 의하면 향후의 I/P의 디자인 변화의 전체적인 방향은 다음으로 요약할 수 있다.
․ 전체 시인성의 향상을 위한 부피 감소
․ 운전자 시야의 초점거리의 차이를 감소시키기 위한 계기의 중앙 배치
․ 충돌 규제를 만족하기 위한 인스트루먼트 패널과 그 주변의 완충 구조의 설정

계기(計器;instrument)
계기는 사람에게 여러 가지의 차량의 정보를 정확하고 쉽고 빠르게 전달하는 기능을 가져야 한다. 그러므로 차량의 다양한 상태정보를 제공하는 여러 가지 계기가 복합된 클러스터(cluster)를 디자인 할 때는 다음과 같은 점에 유의해야 한다.

표시방식
30863_3.jpg일반적으로 다이얼(dial) 식이 많이 사용되고 있다. 다이얼 식에는 지침을 움직이는 가동지침형과 지침을 고정시키고 자판을 움직이는 고정지침형이 있으며, 각각의 특성이 있으므로 목적에 따라 구분되어 사용된다. 다이얼의 형태는 판독 오류율이 낮고, 계기 자체의 구조에 의한 설치공간을 적게 차지하는 원형(圓形) 계기 가 많이 사용된다. 그런데 1980년대부터 1990년대 초에까지 마치 하나의 유행처럼 전 세계적으로 자동차의 속도계에 디지털(digital) 방식을 채택한 경우가 많았는데, 이것은 정확하고 첨단적인 이미지를 준다는 이유에서 고성능 스포츠 카와 고급 승용차들을 중심으로 나타난 현상이었다.

일반적으로 디지털 방식의 계기는 물론 정확한 수치의 파악에서는 다이얼(dial) 방식으로 대표되는 아날로그(analogue) 방식의 표시보다 훨씬 뛰어난 것은 사실이다. 그러나 연속적으로 변화하는 사용조건이나 양(量)적인 판단이 필요한 경우에는 오히려 신속한 판단이 어렵다는 문제를 안고 있다. 그런데 실제의 운전 상황에서 수치상으로 항상 고정된 속도로 주행이 어려운 자동차에서 계속해서 변화되는 숫자로 표시되는 속도계와 채도가 높고 화려한 그래픽 처리는 오히려 운전 중 운전자의 시야를 산만하게 만드는 현상을 초래하였고, 특히 야간운전에서는 현란한 계기판 쪽으로 시선이 쏠려 운전에 집중하기 어려운 등의 부작용 현상이 일어나, 점차 자취를 감추게 되었다. 현재는 거의 대부분의 차종들이 주 계기는 아날로그 방식을 사용하면서 주행거리계(odo meter)를 전자식 디지털 방식으로 채용하고 있다.

30863_4.jpg한편 아날로그 방식이라고 하더라도 여러 가지 종류의 계기들의 표시 결과를 판독하고 그에 따라 시스템을 조작해야할 경우, 작동상태가 정상인지 또는 그렇지 않은지를 즉시 인지할 수 있어야 한다. 이러한 경우 여러 계기들의 표시․배열을 유형별로 패턴(pattern)화 시키면 판독하기 쉬워진다. 즉 계기의 눈금을 커다란 수치단위로 구분하여 표시하거나, 몇 개의 그룹으로 묶어서 표시하면 지침이 가리키는 숫자를 판독하여 판단하는 시간을 훨씬 짧게 줄일 수 있다.

계기의 밝기와 문자(文字)
계기는 주간뿐만이 아니라 야간에도 사용되므로 표시의 밝기에도 주의해야 한다. 특히 형광 표시관(VFD; Vacuum Fluorescent Display)이나 액정(LCD; Liquid Crystal Display)을 사용하여 표시할 경우, 주간에 알아보기 좋도록 밝게 하면 야간에는 오히려 눈이 부셔서 판독하기 어려운 문제가 발생하기 쉽다. 특히 자동차에서 이러한 현상이 발생하면, 운전자의 시선을 분산시켜서 전방으로 주의를 집중하기 어렵게 된다. 이 때문에 자동차의 계기 판에서는 주간과 야간에 표시하는 밝기를 바꾸거나 조정할 수 있도록 하고 있다. 특히 일몰(日沒) 시간대에는 운전자의 시야는 석양 햇빛의 영향을 받아 계기판의 밝기가 밝아야 판독성(判讀性)이 좋은 특성을 가진다. 그러므로 산악지형이 적어 석양의 지속시간이 긴 미국 등과 같은 국가에서 운행되는 차량들은 일몰시간과 야간의 외부 밝기 특성 변화에 따라 계기판 조명의 밝기를 조절할 수 있는 장치(dimmer)가 요구된다.

계기에서의 문자는 운전자에게 정보를 정확히 전달해야 한다. 특히 노인이 사용할 경우에도 쇠약한 시력으로도 판독이 가능하도록 문자의 굵기와 크기에 유의하여야 한다. 이것은 차종의 주 예상 사용자의 연령에 따라 결정되어야 하는 것으로, 일반적으로 운전자나 탑승자의 연령이 높을 것으로 보이는 고급승용차의 경우 문자의 크기를 보편적 기준에서 약 10% 정도 확대하는 등의 설계가 이루어진다.
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