KR100837105B1

KR100837105B1 - 차량용 크래쉬 박스

Info

Publication number: KR100837105B1
Application number: KR1020070071348A
Authority: KR
Inventors: 구도회; 이상래
Original assignee: 주식회사 성우하이텍
Priority date: 2007-07-16
Filing date: 2007-07-16
Publication date: 2008-06-11

Abstract

본 발명은 다수개의 스틸볼에 의해 충격 에너지의 흡수방향으로 일정하게 안내되는 전방 박스와 후방 박스로 이원화하고, 그 사이에는 탄성부재와 스톱퍼 플레이트를 개재하여 외부 충격 에너지의 입력 시, 2차에 걸쳐 충격을 흡수할 수 있도록 하는 차량용 크래쉬 박스를 제공한다.

크래쉬 박스, 범퍼, 충격흡수, 스틸볼, 스톱퍼 플레이트

Description

차량용 크래쉬 박스{CRASH BOX IN AUTOMOTIVE BUMPER SYSTEM}

본 발명은 차량용 크래쉬 박스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량용 범퍼 시스템에 있어서 범퍼 빔과 프런트 사이드 멤버 혹은 리어 사이드 멤버 사이에 연결되어 전방 혹은 후방으로부터 입력되는 충격 에너지를 자체적으로 흡수하여 차체에 최소한의 충격 에너지가 입력될 수 있도록 한 차량용 크래쉬 박스에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 범퍼 시스템은 차량의 저속 충돌시 탄성적으로 변형하여 차량의 물리적인 손상을 최초화하기 위한 것으로서, 다른 자동차나 고정체와의 충돌시 그 충격을 흡수하여 탐승자의 안전을 도모하게 되며, 동시에 차체의 변형을 최소화 할 수 있도록 자동차 전후방에 배치되는 완충장치이다.

이러한 범퍼 시스템은, 도 8에서 도시한 바와 같이, 기본적으로 차량의 전방과 후방에서 각각 차폭방향으로 2개의 범퍼레일(101,103)로 구성되어 장착되는 범퍼 빔(105)과, 상기 범퍼 빔(105)의 전방에 배치되어 충격력을 흡수하는 에너지 업소버(107)와, 그리고 상기 범퍼 빔(105)과 에너지 업소버(107)를 감싸는 범퍼 커버(109)와, 상기 범퍼 빔(105)과 사이드 멤버(111)를 상호 연결하기 위한 크래쉬 박스(즉, 범퍼 스테이; 113)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성되는 범퍼 시스템의 안전성 및 경량화를 위한 개발과정에서, 최근에는 저속 충돌시 충격 에너지를 흡수하면서 차체 구조의 손상을 최소화할 수 있도록 충격 에너지 흡수용 크래쉬 박스(Crash Box) 및 사이드 멤버(Side Member)등을 경량 알루미늄 합금을 형성하여 대형 승용차 등에 적용하고 있는 추세이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 범퍼 시스템의 개발 추세에 부응하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 다수개의 스틸볼에 의해 충격 에너지의 흡수방향으로 일정하게 안내되는 전방 박스와 후방 박스로 이원화하고, 그 사이에는 탄성부재와 스톱퍼 플레이트를 개재하여 외부 충격 에너지의 입력 시, 2차에 걸쳐 충격을 흡수할 수 있도록 하는 차량용 크래쉬 박스를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 차량용 크래쉬 박스는 사각의 중공관으로 형성되며, 전측은 폐단면으로 이루어져 그 전단에 상기 범퍼 빔과 연결을 위한 전방 브라켓이 일체로 형성되며, 상면과 하면에는 그 길이방향을 따라 사각의 가이드 홀을 형성하며, 후방의 상하 내면에는 다수개의 볼 홈이 형성되는 전방 박스; 사각의 중공관으로 형성되며, 전측은 폐단면으로 이루어지고, 후단에는 상기 사이드 멤버와 연결을 위한 후방 브라켓이 일체로 형성되며, 상기 전방 박스의 후방 개구부를 통하여 그 전방이 끼워져 설치되며, 상면과 하면에는 각각 상기 볼 홈에 대응하여 그 길이방향을 따라 볼 안내홈이 일정구간 형성되는 후방 박스; 상기 전방 박스의 각 볼 홈과 이에 대응하는 후방 박스의 각 볼 안내홈 사이에 하나씩 끼워져 설치되는 스틸볼; 상기 전방 박스의 내부에서, 상기 후방 박스의 전단면 상에 볼트로 체결되며, 상단과 하단은 그 일부가 각각 상기 전방 박스의 상면과 하면에 각각 형성된 가이드 홀을 통하여 끼워져 외부로 돌출되는 스톱퍼 플레이트; 상기 전방 박스의 내부에서, 상기 전방 박스의 전측 내단면과 상기 스톱퍼 플레이트 사이에 개재되어 후방 박스에 대하여 전방 박스에 탄성력을 제공하는 탄성부재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 스틸볼은 상기 전방 박스와 후방 박스 사이의 각 상부와 하부의 양측에 전후방향으로 2개소씩 8개가 설치되는 것을 특징으로 하고, 상기 스톱퍼 플레이트는 상기 후방 박스의 전단면 중앙에 장착홀을 형성하고, 상기 장착홀을 통하여 그 중앙이 볼트와 너트에 의해 체결되는 것을 특징으로 하다.

그리고 상기 탄성부재는 그 일단이 상기 전방 박스의 전측 내단면에 지지되고, 그 타단이 상기 스톱퍼 플레이트를 체결하는 볼드의 헤드에 끼워져 스톱퍼 플레이트에 지지되는 코일 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 크래쉬 박스에 의하면, 범퍼 시스템의 개발 추세에 부응하기 위하여 다수개의 스틸볼에 의해 충격 에너지의 흡수방향으로 일정하게 안내되는 전방 박스와 후방 박스로 이원화하고, 그 사이에는 탄성부재와 스톱퍼 플레이트를 개재함으로써 부 충격 에너지의 입력 시, 2차에 걸쳐 충격을 흡수할 수 있도록 하여 충돌 에너지의 흡수성능을 크게 향상시킴으로써, 차량용 범퍼의 충돌성능을 더욱 향상시키는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스의 부분 투영 사시도이다.

본 실시예에 따른 크래쉬 박스(1)는 종래와 마찬가지로 범퍼 빔과 프런트 사이드 멤버 혹은 리어 사이드 멤버 사이에 연결되어 전,후방으로부터 입력되는 충격 에너지를 자체적으로 흡수하여 차체에 최소한의 충격 에너지가 입력되도록 하는 기능을 수행하게 된다.

이러한 크래쉬 박스(1)의 구성은, 도면에서와 같이, 전방 박스(3), 후방 박스(5), 스틸볼(7), 스톱퍼 플레이트(9) 및 탄성부재(11) 등으로 이루어진다.

먼저, 상기 전방 박스(2)는 사각의 중공관으로 형성되는데, 그 전측은 폐단면으로 이루어져 그 전단에 상기 범퍼 빔과 연결을 위한 전방 브라켓(13)이 일체로 형성된다.

또한, 상기 전방 박스(3)는 그 상면과 하면에 그 길이방향을 따라 사각의 가이드 홀(15)을 중앙부에 일정구간 형성하고, 후방의 상하 내면에는 양측에 2개씩 총 8개의 볼 홈(17)이 형성된다.

그리고 상기 후방 박스(5)도 사각의 중공관으로 형성되며, 그 전측은 폐단면으로 이루어지고, 그 후단에는 상기 사이드 멤버와 연결을 위한 후방 브라켓(19)이 일체로 형성된다.

이러한 후방 박스(5)는 상기 전방 박스(3)의 후방 개구부를 통하여 그 전방이 끼워져 설치되며, 그 상면과 하면에는 각각 상기 볼 홈(17)에 대응하여 그 길이 방향을 따라 볼 안내홈(21)이 일정구간 형성된다.

그리고 상기 전방 박스(3)의 각 볼 홈(17)과 이에 대응하는 후방 박스(5)의 각 볼 안내홈(21) 사이에는 상기한 스틸볼(7)이 하나씩 끼워져 설치된다.

즉, 상기 스틸볼(7)은 상기 전방 박스(3)와 후방 박스(5) 사이의 각 상부와 하부의 양측에 전후방향으로 2개소씩 상기 볼 홈(17)과 볼 안내홈(21) 사이에 총 8개가 설치되는 것이다,

한편, 상기 전방 박스(3)의 내부에서, 상기 후방 박스(5)의 전단면 상에는 상기한 스톱퍼 플레이트(9)가 볼트(23)로 체결되는데, 상기 스톱퍼 플레이트(9)는 사각판 형상으로 형성되어 그 상단과 하단의 일부가 각각 상기 전방 박스(3)의 상면과 하면에 각각 형성된 가이드 홀(15)을 통하여 끼워져 외부로 돌출된 상태로 장착된다.

여기서, 상기 스톱퍼 플레이트(9)는 상기 후방 박스(5)의 전단면 중앙에 장착홀(29)을 형성하고, 상기 장착홀(29)을 통하여 그 중앙이 볼트(23)와 너트(25)에 의해 체결되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전방 박스(3)의 내부에서, 상기 전방 박스(3)의 전측 내단면과 상기 스톱퍼 플레이트(9) 사이에는 상기 탄성부재(11)가 개재되어 후방 박스(5)에 대하여 전방 박스(3)에 탄성력을 제공하도록 구성된다.

여기서, 상기 탄성부재(11)는 그 일단이 상기 전방 박스(3)의 전측 내단면에 지지되고, 그 타단이 상기 스톱퍼 플레이트(9)를 체결하는 볼드(23)의 헤드(27)에 끼워져 스톱퍼 플레이트(9)에 지지되는 코일 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하 다.

따라서 상기와 같은 구성을 갖는 차량용 크래쉬 박스(1)의 작동을, 도 5 내지 도 7을 통하여, 구체적으로 설명한다.

먼저, 평상시에는 도 5와 같은 상태를 유지하게 되며, 차량의 충돌 및 추돌에 의하여 범퍼를 통하여 충격 에너지가 입력되면, 먼저 상기 충격 에너지(F)는 전방 박스(3)에 전달된다.

그러면 상기 전방 박스(3)는, 도 6에서 도시한 바와 같이, 탄성부재(11)를 압착시키면서 후방 박스(5) 측으로 이동하게 되면서 1차 충격 흡수가 이루어지며, 이 과정에서, 상기 전방 박스(3)는 후방 박스(5)와 겹쳐지면서 8개의 스틸볼(7)에 의해 충격 에너지(F)의 흡수방향으로 일정하게 안내되어 충격 에너지(F)를 고르게 전달하게 된다.

이와 같이, 상기 전방 박스(3)와 후방 박스(5)가 1차 충격을 흡수한 상태에서는 상기 스톱퍼 플레이트(9)의 상단 및 하단이 각 가이드 홀(15)의 전단부에 접촉되어 후방 박스(5)에 대해 전방 박스(3)를 지지하게 되며, 계속해서 상기 충격 에너지(F)가 전방 박스(3)에 미치게 되면, 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 스톱퍼 플레이트(9)의 상단 및 하단이 각 가이드 홀(15)의 전단부에 의해 휘어지면서 전방 박스(3)를 변형과 함께 2차적으로 충격을 흡수하게 된다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 크래쉬 박스(1)는 전방 박스(3)와 후방 박스(5) 사이의 탄성부재(11)와 스톱퍼 플레이트(9)에 2차에 결쳐 충격 에너지(F)를 흡수하게 되는 바, 충격 흡수 성능을 크게 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

이러한 충돌성능의 향상은 저속 충돌시 차량의 주요기능 부품의 손상을 최소화시키며, 사고 발생시 승객의 안전을 도모할 수 있는 효과를 나타낼 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스의 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스의 분해 사시도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스의 부분 투영 사시도이다.

도 4는 도 3의 A-A 선에 따른 단면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스의 단면도이다.

도 6은 본 발명에 의한 크래쉬 박스의 1차 충격 흡수 상태를 보인 단면도이다.

도 7은 본 발명에 의한 크래쉬 박스의 2차 충격 흡수 상태를 보인 단면도이다.

도 8은 일반적인 차량용 범퍼 시스템의 분해 사시도이다.

Claims

차량의 사이드 멤버와 범퍼 빔을 연결하는 차량용 크래쉬 박스에 있어서,

사각의 중공관으로 형성되며, 전측은 폐단면으로 이루어져 그 전단에 상기 범퍼 빔과 연결을 위한 전방 브라켓이 일체로 형성되며, 상면과 하면에는 그 길이방향을 따라 사각의 가이드 홀을 형성하며, 후방의 상하 내면에는 다수개의 볼 홈이 형성되는 전방 박스;

사각의 중공관으로 형성되며, 전측은 폐단면으로 이루어지고, 후단에는 상기 사이드 멤버와 연결을 위한 후방 브라켓이 일체로 형성되며, 상기 전방 박스의 후방 개구부를 통하여 그 전방이 끼워져 설치되며, 상면과 하면에는 각각 상기 볼 홈에 대응하여 그 길이방향을 따라 볼 안내홈이 일정구간 형성되는 후방 박스;

상기 전방 박스의 각 볼 홈과 이에 대응하는 후방 박스의 각 볼 안내홈 사이에 하나씩 끼워져 설치되는 스틸볼;

상기 전방 박스의 내부에서, 상기 후방 박스의 전단면 상에 볼트로 체결되며, 상단과 하단은 그 일부가 각각 상기 전방 박스의 상면과 하면에 각각 형성된 가이드 홀을 통하여 끼워져 외부로 돌출되는 스톱퍼 플레이트;

상기 전방 박스의 내부에서, 상기 전방 박스의 전측 내단면과 상기 스톱퍼 플레이트 사이에 개재되어 후방 박스에 대하여 전방 박스에 탄성력을 제공하는 탄성부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
제1항에 있어서,

상기 스틸볼은

상기 전방 박스와 후방 박스 사이의 각 상부와 하부의 양측에 전후방향으로 2개소씩 8개가 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
제1항에 있어서,

상기 스톱퍼 플레이트는

상기 후방 박스의 전단면 중앙에 장착홀을 형성하고, 상기 장착홀을 통하여 그 중앙이 볼트와 너트에 의해 체결되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
제1항에 있어서,

상기 탄성부재는

그 일단이 상기 전방 박스의 전측 내단면에 지지되고, 그 타단이 상기 스톱퍼 플레이트를 체결하는 볼드의 헤드에 끼워져 스톱퍼 플레이트에 지지되는 코일 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.