KR100535616B1 - Energy dissipation bumper against local loading crash - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 범퍼 구조에 관한 것으로, 특히 국부하중 충돌에너지를 효과적으로 흡수하는 에너지 분산범퍼에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bumper structure of a vehicle, and more particularly, to an energy dispersing bumper that effectively absorbs local load impact energy.

본 발명의 국부하중 충돌에너지 분산범퍼는, 범퍼 구조를 감싸는 범퍼커버, 차체에 고정되는 범퍼빔 및 상기 범퍼커버와 범퍼빔 사이에 위치하는 에너지 옵서버를 구비하는 범퍼에 있어서, 범퍼빔의 중앙부와 상기 에너지 옵서버에 의해 형성된 내부 공간에서 충격에 의해 차체측으로 전달되는 하중을 저항하는 방향으로 설치되고, 측방으로 연장되어 하중을 지지하는 다수의 다리를 구비하며, 상기 다리의 단부는 일면이 평탄하고 타면이 경사진 판스프링과; 상기 다리의 단부를 수용하며, 일측에는 상기 단부의 평탄면과 접촉하는 마찰재를 구비하고, 타측에는 상기 단부의 경사면과 소정 간격을 두고 형성된 스토퍼를 구비하는 패키지와; 상기 패키지를 수용하도록 범퍼빔에 형성된 다수의 수용부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 다리의 단부의 경사면은 상기 패키지의 스토퍼의 경사보다 더 가파르게 경사지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.The local load collision energy distribution bumper of the present invention is a bumper having a bumper cover surrounding a bumper structure, a bumper beam fixed to a vehicle body, and an energy observer positioned between the bumper cover and the bumper beam, wherein the central portion of the bumper beam and the bumper beam are provided. It is installed in a direction to resist the load transmitted to the vehicle body by the impact in the internal space formed by the energy observer, and has a plurality of legs extending laterally to support the load, the end of the leg is flat on one side and the other side Inclined leaf springs; A package having an end of the leg, one side having a friction material in contact with the flat surface of the end, and the other side having a stopper formed at a predetermined distance from the inclined surface of the end; It characterized in that it comprises a; a plurality of receiving portion formed in the bumper beam to receive the package. In addition, the inclined surface of the end of the leg is characterized in that it is formed to be inclined more steep than the inclination of the stopper of the package.

Description

국부하중 충돌에 대한 에너지 분산범퍼{ENERGY DISSIPATION BUMPER AGAINST LOCAL LOADING CRASH}ENERGY DISSIPATION BUMPER AGAINST LOCAL LOADING CRASH}

본 발명은 에너지 옵서버 내부에 판구조물을 구비하고, 상기 판구조물의 양단에 판구조물의 끝단이 변형하며 이동할 수 있는 공간을 제공하는 패키지 박스를 구비함으로써, 판구조물의 자체 탄성 및 판구조물 단부 변형에 의해 국부하중 충돌에너지를 효과적으로 흡수하는 에너지 분산범퍼에 관한 것이다.The present invention provides a plate structure inside the energy observer, and having a package box at both ends of the plate structure to provide a space for the end of the plate structure to be deformed and move, thereby reducing the self-elasticity of the plate structure and the plate structure end deformation The present invention relates to an energy distribution bumper that effectively absorbs local load collision energy.

차량의 프레임 전후방에는 차량 충돌시 에너지를 흡수하여 차체 및 승객을 보호하는 범퍼가 장착되어 있다. 도 1은 종래의 범퍼를 나타낸 평면 단면도이다. 차량에 장착되고 있는 범퍼는 범퍼커버(1)와 범퍼빔(3) 사이에 에너지 옵서버(2)가 내설되어 있다. 이러한 구조는 범퍼 전반에 걸친 충돌에 대해 고려된 구조이다.The front and rear of the frame of the vehicle is equipped with a bumper that absorbs energy during a vehicle collision to protect the body and passengers. 1 is a planar cross-sectional view showing a conventional bumper. In the bumper mounted on the vehicle, an energy observer 2 is built in between the bumper cover 1 and the bumper beam 3. This structure is considered for collisions across bumpers.

그러나 종래의 범퍼는 폴 테스트와 같이 범퍼 중앙에 국부하중이 작용할 때 응력 집중 현상이 발생하여 그 충격을 흡수하는데 한계가 있었다. 즉 에너지 옵서버(2) 및 범퍼빔(3)만으로는 국부하중의 충격을 효율적으로 흡수할 수 없었다. 또한 이러한 국부하중은 범퍼빔의 과도한 소성 변형을 유도하므로 범퍼 자체를 교체해야 했고 그 결과 수리비가 높아졌다. 외관상 범퍼의 일부만 손상이 갔음에도 불구하고 범퍼 전체를 교체해야 한다는 것은 소비자들의 큰 불만사항 중 하나이었다.However, the conventional bumper has a limitation in absorbing the shock due to the stress concentration phenomenon occurs when the local load is applied to the center of the bumper, like the pole test. That is, only the energy observer 2 and the bumper beam 3 could not absorb the impact of local load efficiently. In addition, these local loads lead to excessive plastic deformation of the bumper beam, requiring the bumper to be replaced itself, resulting in high repair costs. One of the biggest complaints from consumers was that the entire bumper had to be replaced, even though only part of the bumper was damaged.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 국부하중에 의한 충격이 가해졌을 때, 판구조물에 의해 일차적으로 에너지를 흡수하고, 판구조물의 탄성 한계를 넘어선 에너지는 판구조물의 양단에 구비된 구조물 패키지 내 구조물 단부의 변형에 의해 흡수되도록 함으로써 국부하중 충돌에너지를 효과적으로 흡수하여 범퍼의 손상을 줄이는 에너지 분산범퍼를 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention is to solve the conventional problems as described above, when the impact by the local load, the energy is absorbed primarily by the plate structure, the energy beyond the elastic limit of the plate structure of the plate structure An object of the present invention is to provide an energy dispersing bumper that absorbs local load collision energy effectively by being absorbed by deformation of a structure end part in a structure package provided at both ends.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 범퍼 구조를 감싸는 범퍼커버, 차체에 고정되는 범퍼빔 및 상기 범퍼커버와 범퍼빔 사이에 위치하는 에너지 옵서버를 구비하는 범퍼에 있어서, 범퍼빔의 중앙부와 상기 에너지 옵서버에 의해 형성된 내부 공간에서 충격에 의해 차체측으로 전달되는 하중을 저항하는 방향으로 설치되고, 측방으로 연장되어 하중을 지지하는 다수의 다리를 구비하며, 상기 다리의 단부는 일면이 평탄하고 타면이 경사진 판스프링과; 상기 다리의 단부를 수용하며, 일측에는 상기 단부의 평탄면과 접촉하는 마찰재를 구비하고, 타측에는 상기 단부의 경사면과 소정 간격을 두고 형성된 스토퍼를 구비하는 패키지와; 상기 패키지를 수용하도록 범퍼빔에 형성된 다수의 수용부;를 포함하여, 범퍼커버 및 에너지 옵서버를 통해 전달된 하중을 판스프링의 탄성에 의해 1차적으로 흡수하고, 상기 다리의 단부의 평탄면/경사면과 마찰재/스토퍼의 마찰에 의해 2차적으로 흡수한다. 이로써 국부적인 하중 충돌로 인한 범퍼의 파손을 줄일 수 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a bumper having a bumper cover surrounding a bumper structure, a bumper beam fixed to a vehicle body, and an energy observer positioned between the bumper cover and the bumper beam, wherein the center portion and the energy of the bumper beam are provided. It is installed in a direction that resists the load transmitted to the vehicle body by the impact in the internal space formed by the observer, and has a plurality of legs extending laterally to support the load, the end of the bridge is flat on one side and light on the other side Photographic leaf springs; A package having an end of the leg, one side having a friction material in contact with the flat surface of the end, and the other side having a stopper formed at a predetermined distance from the inclined surface of the end; A plurality of receiving portions formed in the bumper beams to receive the package, and primarily absorb the load transmitted through the bumper cover and the energy observer by the elasticity of the leaf spring, and the flat / inclined surface of the end of the leg. Absorbed secondary by friction between friction material and stopper. This can reduce breakage of the bumper due to local load collisions.

여기서, 상기 다리의 단부의 경사면은 상기 패키지의 스토퍼의 경사보다 더 가파르게 경사지도록 형성될 수 있다. 이러한 형상은 단부가 스토퍼와 마찰재에 의해 형성된 쐐기 형태의 내부에 점진적으로 진입하도록 함으로써 충돌에너지를 보다 효과적으로 분산시켜 흡수시킨다.Here, the inclined surface of the end of the leg may be formed to be inclined more steeply than the inclination of the stopper of the package. This shape allows the end to gradually enter the wedge shape formed by the stopper and the friction material, thereby more efficiently dispersing and absorbing the collision energy.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 국부하중 충돌에너지 분산범퍼의 일실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of a local load collision energy distribution bumper according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따르는 범퍼를 나타낸 평면 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 범퍼의 에너지 옵서버(2)에 내부공간(21)을 마련하고, 그 공간(21)에 판구조물(4)을 설치하였다. 판구조물(4)은 양단이 범퍼빔(3)의 수용부(31)에 수용된 채로 설치되어 있다.Figure 2 is a planar cross-sectional view showing a bumper according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, an inner space 21 is provided in the energy observer 2 of the bumper, and a plate structure 4 is installed in the space 21. The plate structure 4 is provided with both ends accommodated in the accommodating portion 31 of the bumper beam 3.

범퍼 중앙부에 충돌이 발생하면 먼저 에너지 옵서버(2)에서 이를 흡수하나 흡수되는 충격보다 발생한 충격이 크다면 이는 본 발명의 판구조물(4)에 전달된다.If a collision occurs in the center of the bumper, the energy observer 2 first absorbs it, but if the impact generated is greater than the shock absorbed, it is transmitted to the plate structure 4 of the present invention.

도 3은 도 2의 판구조물(4)을 상세히 나타낸 평면 단면도이다. 원형으로 구부린 판 구조의 철판(41, 42, 43)을 도 3과 같이 3개를 접합하고 센터에 체결볼트(44)를 체결하여 구조물을 형성한다. 이러한 판구조물(4)은 철판(41)의 양측에 뻗어 있는 다리 구조가 패키지(45) 내에 삽입된 채로 범퍼빔(3)의 수용부(31)에 안착되어 있다. 상기 패키지(45)는 먼저 판구조물(4)과 조립한 후 수용부(31)에 수용하는 것이 작업 편의상 편리하다.FIG. 3 is a plan sectional view showing the plate structure 4 of FIG. 2 in detail. Iron plate (41, 42, 43) of the plate structure bent in a circular shape as shown in Figure 3 by joining the fastening bolt 44 to the center to form a structure. The plate structure 4 is seated on the receiving portion 31 of the bumper beam 3 with the leg structures extending on both sides of the iron plate 41 inserted into the package 45. The package 45 is first assembled with the plate structure 4 and then accommodated in the accommodating portion 31 is convenient for convenience.

판구조물(4)에 전달된 충격은 상기 철판(41, 42, 43) 구조물의 판스프링 작용으로 흡수된다. 판스프링 탄성이 전달된 충격을 모두 흡수하지 못한다면 이는 철판(41)의 다리구조를 통해 패키지(45)로 전달된다.The impact transmitted to the plate structure 4 is absorbed by the leaf spring action of the steel plate (41, 42, 43) structure. If the leaf spring elasticity does not absorb all the transmitted shock it is transmitted to the package 45 through the leg structure of the iron plate (41).

도 4는 도 3의 판구조물(4)의 일측 패키지(45)를 나타낸 평면 단면도이다. 패키지(45)는 철판(41)이 통할 수 있는 홀(450)을 구비하고 있다. 패키지(45)의 내면부에는 비석면의 마찰재(47)가 부착되어 있다. 철판(41) 단부(410)의 내면은 마찰재(47)에 밀착되어 있으며 외면은 경사져 있다. 단부(410)의 경사면과 마주하여 경사면을 구비하는 스토퍼(46)는 상기 단부(410)를 감싸는 형태로 형성되어 있다. 여기서 스토퍼(46)의 경사보다 단부(410)의 경사가 더 가파르도록 한다. 이로써 단부(410)가 화살표 방향으로 밀려 들어갈수록 공간이 더 협소해지게 된다. 도 4에는 이해를 돕기 위해 과장된 채 도시되어 있으나, 단부(410)와 스토퍼(46)간의 단차는 0.1mm 내외이다.FIG. 4 is a plan sectional view showing one side package 45 of the plate structure 4 of FIG. The package 45 has a hole 450 through which the iron plate 41 can pass. Non-asbestos friction material 47 is attached to the inner surface portion of the package 45. The inner surface of the end portion 410 of the iron plate 41 is in close contact with the friction material 47 and the outer surface is inclined. A stopper 46 having an inclined surface facing the inclined surface of the end 410 is formed in a form surrounding the end 410. Here, the inclination of the end portion 410 is steeper than the inclination of the stopper 46. This makes the space narrower as the end portion 410 is pushed in the direction of the arrow. 4 is exaggerated for clarity, the step between the end 410 and the stopper 46 is about 0.1 mm.

판스프링 구조가 다 흡수하지 못하여 다리를 통해 전달된 에너지는 상기 단부(410)에 이르고 단부(410)가 화살표 방향으로 밀려 들어가게 된다. 밀려 들어가는 동안 마찰재(47)와 단부(410) 사이의 지속적인 마찰로 인해 에너지 흡수가 진행된다. 또한 경사면측에 있어서는 스토퍼(46)와 단부(410)가 접촉하여 들어갈수록 공간이 협소해지므로 한번에 밀려 들어가지 않고 에너지가 흡수되면서 점차적으로 밀려 들어가게 된다. 즉, 단부(410)는 스토퍼(46)에 의해 생성된 좁은 공간으로 이동하며 변형해야 하므로 이동속도는 감소하게 되고 이에 따라 점진적으로 충돌에너지를 흡수하게 된다. 참고적으로 말하면, 이는 튜브형 칼럼이 충돌시 칼럼-붕괴 형태와 유사하다고 할 수 있다.The energy transmitted through the legs because the leaf spring structure does not absorb all of the energy reaches the end 410 and the end 410 is pushed in the direction of the arrow. As it is pushed in, energy absorption proceeds due to the constant friction between the friction material 47 and the end 410. In addition, on the inclined surface side, the space becomes narrower as the stopper 46 and the end portion 410 come into contact with each other, so that the energy is absorbed gradually without being pushed in at once. That is, the end 410 is to be moved and deformed to the narrow space generated by the stopper 46, so that the moving speed is reduced and thereby absorbs the collision energy gradually. For reference, this can be said that the tubular column is similar to the column-collapse form upon impact.

따라서 본 발명의 일실시예에 따르면, 충돌에너지는 판스프링구조에 의해 1차 흡수되고, 패키지 내부의 단부와 마찰재 및 스토퍼 사이의 마찰에 의해 2차 흡수된다.Therefore, according to one embodiment of the present invention, the collision energy is primarily absorbed by the leaf spring structure, and is secondarily absorbed by friction between the end portion of the package and the friction material and the stopper.

이상, 상술한 바와 같이, 본 발명의 에너지 분산범퍼는 판구조물의 탄성력을 통해 국부하중 충돌에너지를 1차 흡수하고, 판구조물의 소성 변형시에도 상기 판구조물의 단부의 이동량 컨트롤을 통해 충돌에너지를 2차 흡수한다. 따라서 본 기술은 충격 에너지의 탁월한 감소 효과를 가져 범퍼빔의 변형을 줄일 수 있음은 물론 승객에게 전달되는 충격에너지를 줄임으로써 인체 상해를 방지할 수 있다.As described above, the energy dispersing bumper of the present invention primarily absorbs the local load impact energy through the elastic force of the plate structure, and impinges the collision energy through the movement amount control of the end of the plate structure even when plastic deformation of the plate structure. Secondary Absorption Therefore, the present technology can reduce the deformation of the bumper beam by having an excellent effect of reducing the impact energy, and can also prevent human injury by reducing the impact energy transmitted to the passenger.

본 발명은 기재된 실시예에 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 한 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 당업자에게 자명하다고 할 수 있는 바, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속하는 것이다.The present invention is not limited to the described embodiments, and various modifications and changes can be made to those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention. Such modifications or modifications may be made to the present invention. It belongs to the claims of the.

도 1은 종래의 범퍼를 나타낸 평면 단면도;1 is a sectional plan view showing a conventional bumper;

도 2는 본 발명에 따르는 일실시예로서 국부하중 충돌에너지 분산범퍼를 나타낸 평면 단면도;Figure 2 is a planar cross-sectional view showing a local load collision energy distribution bumper as an embodiment according to the present invention;

도 3은 도 2의 판구조물을 상세히 나타낸 평면 단면도; 그리고,3 is a cross-sectional plan view showing in detail the plate structure of FIG. And,

도 4는 도 3의 판구조물의 일측 패키지를 나타낸 평면 단면도이다.4 is a plan cross-sectional view illustrating one side package of the plate structure of FIG. 3.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

1: 범퍼커버 2: 에너지 옵서버1: bumper cover 2: energy observer

3: 범퍼빔 31: 수용부3: bumper beam 31: receiving part

4: 판구조물 41, 42, 43: 철판4: plate structure 41, 42, 43: steel plate

44: 체결볼트 45: 패키지44: fastening bolt 45: package

46: 스토퍼 47: 마찰재46: stopper 47: friction material

Claims (2)

범퍼 구조를 감싸는 범퍼커버, 차체에 고정되는 범퍼빔 및 상기 범퍼커버와 범퍼빔 사이에 위치하는 에너지 옵서버를 구비하는 범퍼에 있어서,A bumper comprising a bumper cover surrounding a bumper structure, a bumper beam fixed to a vehicle body, and an energy observer positioned between the bumper cover and the bumper beam, 범퍼빔의 중앙부와 상기 에너지 옵서버에 의해 형성된 내부 공간에서 충격에 의해 차체측으로 전달되는 하중을 저항하는 방향으로 설치되고, 측방으로 연장되어 하중을 지지하는 다수의 다리를 구비하며, 상기 다리의 단부는 일면이 평탄하고 타면이 경사진 판스프링과;It is provided in the direction of resisting the load transmitted to the vehicle body side by impact in the inner space formed by the center of the bumper beam and the energy observer, and has a plurality of legs extending laterally to support the load, the end of the leg A leaf spring having one surface flat and the other surface inclined; 상기 다리의 단부를 수용하며, 일측에는 상기 단부의 평탄면과 접촉하는 마찰재를 구비하고, 타측에는 상기 단부의 경사면과 소정 간격을 두고 형성된 스토퍼를 구비하는 패키지와;A package having an end of the leg, one side having a friction material in contact with the flat surface of the end, and the other side having a stopper formed at a predetermined distance from the inclined surface of the end; 상기 패키지를 수용하도록 범퍼빔에 형성된 다수의 수용부;를 포함하여,Including; a plurality of receiving portion formed in the bumper beam to receive the package, 범퍼커버 및 에너지 옵서버를 통해 전달된 하중을 판스프링의 탄성에 의해 1차적으로 흡수하고, 상기 다리의 단부의 평탄면 및 경사면과 마찰재 및 스토퍼의 마찰에 의해 2차적으로 흡수하는 것을 특징으로 하는 국부하중 충돌에너지 분산범퍼.A local portion which is primarily absorbed by the elasticity of the leaf spring and secondaryly absorbed by the friction between the flat surface and the inclined surface of the end of the leg and the friction material and the stopper. Load collision energy distribution bumper. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다리의 단부의 경사면은 상기 패키지의 스토퍼의 경사보다 더 가파르게 경사지도록 형성된 것을 특징으로 하는 국부하중 충돌에너지 분산범퍼.The inclined surface of the end of the leg is a local load collision energy distribution bumper, characterized in that the inclined steeper than the slope of the stopper of the package.
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