KR100932672B1 - 차량용 범퍼빔 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 범퍼빔의 배면에 대응하여 양측 스테이를 연결하는 백 플레이트를 설치하고, 2장의 범퍼 레일 내부 중앙과 전면 보강 플레이트 내측에는 충격흡수부재를 각각 개재하여 정면 충격에 의한 충격 에너지를 다단으로 흡수함과 동시에, 잔여 충격 에너지를 범퍼빔 양단의 스테이를 통하여 프론트 사이드 멤버 측으로 고르게 분산 흡수되도록 하여 충격흡수성능이 우수하고, 구조적으로 안정된 차량용 범퍼빔 유닛을 제공한다.

범퍼빔, 백 플레이트, 충돌 에너지, 발포 알루미늄 폼, 충격흡수부재

Description

차량용 범퍼빔 유닛{AUTOMOTIVE BUMPER BEAM UNIT}

본 발명은 차량용 범퍼빔 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 범퍼빔의 배면에 대응하여 양측 스테이를 연결하는 백 플레이트를 설치하고, 2장의 범퍼 레일 내부 중앙과 전면 보강 플레이트 내측에는 충격흡수부재를 각각 개재하여 정면 충격에 의한 충격 에너지를 다단으로 흡수함과 동시에, 잔여 충격 에너지를 범퍼빔 양단의 스테이를 통하여 프론트 사이드 멤버 측으로 고르게 분산 흡수되도록 하여 충격흡수성능이 우수하고, 구조적으로 안정된 차량용 범퍼빔 유닛에 관한 것이다.

일반적으로 차량에서의 범퍼는 자동차가 다른 자동차나 고정체와의 충돌시, 그 충격을 흡수하여 승차자의 안전을 도모하며, 동시에 차체의 변형을 최소화 할 수 있도록 자동차의 전,후 단부의 소정 부위에 배치되는 완충유닛이다.

도 1에서 도시한 바와 같이, 상기한 범퍼(100)는 차량의 전,후방에서 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔(101)의 후방 양측에 스테이(103)가 장착되어 크래쉬 박스(111) 등을 통하여 차체측 사이드 멤버(113)에 고정되는 범퍼빔 유닛(105)과, 상기 범퍼빔(101)의 전방에 배치되어 충격력을 흡수하는 에너지 업소버(107), 그리고 상기 범퍼빔(101)과 에너지 업소버(107)를 감싸는 범퍼 커버(109)로 이루어진다.

여기서, 상기한 종래의 범퍼빔 유닛(105)은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 롤 포밍 성형되는 2장의 범퍼 레일(121,123)이 상호 용접되어 범퍼빔(101)을 형성하고, 상기 범퍼빔(101)의 전면 중앙에는 일정길이의 보강 플레이트(125)가 용접된다.

또한, 상기 범퍼빔(101)의 후면 양단부에는 각각 스테이(103)가 용접되며, 상기 각 스테이(103)는 플랜지(127)을 통하여 각 크래쉬 박스(111)에 조립되어 사이드 멤버(113)에 설치된다.

그러나 상기한 종래의 범퍼빔 유닛(105)은, 도 6의 종래 기술에서 도시한 센터 폴 충돌시험의 결과에서와 같이, 충격 에너지(E)가 범퍼빔(101)의 중앙(P)에 가해지면, 상기 범퍼빔(101)은 그 중앙에 보강 플레이트(125)가 구성됨에도 불구하고, 상기 충격 에너지(E)를 스테이(103)와 크래쉬 박스(111)를 통하여 사이드 멤버(113)로 분산 전달하지 못하고, 범퍼빔(101)의 중앙이 급격히 휘어지면서 꺾이게 되어 그 꺾임부(중앙;P)에 과도한 응력이 작용하게 되는 등, 그 충격흡수성능이 낮은 결과를 나타내는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점들을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 범퍼빔의 배면에 대응하여 양측 스테이를 연결하는 백 플레이트를 설치하고, 2장의 범퍼 레일 내부 중앙과 전면 보강 플레이트 내측에는 충격흡수부재를 각각 개재하여 정면 충격에 의한 충격 에너지를 다단으로 흡수함과 동시에, 잔여 충격 에너지를 범퍼빔 양단의 스테이를 통하여 프론트 사이드 멤버 측으로 고르게 분산 흡수되도록 하여 충격흡수성능이 우수하고, 구조적으로 안정된 차량용 범퍼빔 유닛을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 차량용 범퍼빔 유닛은 전방 범퍼 레일과 후방 범퍼 레일로 구성되어 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔과, 상기 전방 범퍼 레일의 전면 중앙에 용접되는 보강 플레이트와, 상기 범퍼빔의 후방 양측에 설치되어 범퍼빔을 차체에 고정하는 스테이로 구성되는 차량용 범퍼빔 유닛에 있어서,
상기 범퍼빔은 그 전방 범퍼 레일과 후방 범퍼 레일 사이에 상부 공간부와 하부 공간부를 형성하고, 상기 전방 범퍼 레일과 상기 보강 플레이트 사이에는 중앙 공간부를 형성하여 상기 상부 공간부, 하부 공간부, 및 중앙 공간부의 각 중앙에는 일정구간 각각 발포 알루미늄 폼으로 구성되는 충격흡수부재가 개재되며,
상기 후방 범퍼 레일의 배면에는 백 플레이트를 상기 양측 스테이에 그 양단을 통하여 장착하되, 상기 백 플레이트는 그 양단부에 스테이 삽입홀을 형성하여 각 스테이에 끼워진 상태로 그 양단부 배면이 각 스테이의 플랜지부에 용접되며, 그 단면은 전후방향 요철형상으로 절곡 성형되어 절곡면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

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이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 범퍼빔 유닛에 의하면, 범퍼빔의 배면에 대응하여 양측 스테이를 연결하는 백 플레이트를 설치하고, 2장의 범퍼 레일 내부 중앙과 전면 보강 플레이트 내측에는 충격흡수부재를 각각 개재함으로써 정면 충격에 의한 충격 에너지를 상기 충격흡수부재에 의해 다단으로 흡수함과 동시에, 잔여 충격 에너지를 상기 백 플레이트에 의해 범퍼빔 양단의 스테이를 통하여 프론트 사이드 멤버 측으로 고르게 분산 흡수되도록 하여 충격흡수성능이 우수하고, 구조적으로 안정되는 효과가 있다.

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

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 전면 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A 선에 따른 단면도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 분해 사시도이다.

본 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛은, 도 3 내지 도 5에서 도시한 바와 같이, 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔(1)이 구비되고, 상기 범퍼빔(1)의 후방 양측에는 크래쉬 박스(5)와 연결되는 스테이(3)가 설치되어 범퍼빔(1)을 차체측 사이드 멤버(미도시)에 고정하도록 구성된다.

즉, 상기 범퍼빔(1)은 롤 포밍 성형되는 전방 범퍼 레일(11)과 후방 범퍼 레일(13)이 상호 용접되어 형성하고, 상기 범퍼빔(1)의 전면 중앙에는 일정길이의 보강 플레이트(15)가 용접 설치된다.

또한, 상기 범퍼빔(1)의 후면 양단부에는 상기 스테이(3)가 각각 용접되며, 상기 각 스테이(3)는 그 플랜지(7)를 통하여 크래쉬 박스(5)에 각각 설치된다.

단, 도 5에서 미 설명부호 21과 23은 크래쉬 박스(5)의 전후방에 용접설치되는 플랜지이다.

상기 범퍼빔(1)은, 도 4에서 도시한 바와 같이, 그 전방 범퍼 레일(11)과 후방 범퍼 레일(13) 사이에 상부 공간부(S1)와 하부 공간부(S2)를 형성하고, 상기 전방 범퍼 레일(11)과 상기 보강 플레이트(15) 사이에는 중앙 공간부(S3)를 형성한 다.

상기 상부 공간부(S1)와 하부 공간부(S2) 및 중앙 공간부(S3)의 각 중앙에는 일정구간에 걸쳐 각각 충격흡수부재(17)가 개재되는데, 상기 충격흡수부재(17)는 발포 알루미늄 폼으로 이루어져, 상기 보강 플레이트(15)의 길이와 동일한 길이로 직사각 단면을 갖는다.

그리고 상기 범퍼빔(1)의 배면에는 백 플레이트(9)가 그 양단을 통하여 상기 양측 스테이(3)에 각각 연결되어 장착되는데, 이때, 상기 백 플레이트(9)는 상기 범퍼빔(1)의 후방 범퍼 레일(13)의 배면을 따라 대응하여 배치된다.

상기 백 플레이트(9)는 직선 레일로 롤 포밍 성형되어 형성되며, 그 양단부에 상기 각 스테이(3)가 삽입되도록 스테이 삽입홀(H)을 형성하며, 그 단면은 전후방향 요철형상으로 절곡 성형되어 절곡면으로 형성된다.

즉, 상기 백 플레이트(9)는 그 양단이 스테이 삽입홀(H)을 통하여 각 스테이(3)에 끼워진 상태로, 그 양단부 배면이 각 스테이(3)의 플랜지(7)에 용접되어 장착된다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 차량용 범퍼빔 유닛은 범퍼빔(1)의 배면에 대응하여 양측 스테이(3)를 연결하는 백 플레이트(9)를 설치하고, 2장의 범퍼 레일(11,13) 내부 중앙과 전면 보강 플레이트(15)의 내측에는 발포 알루미늄 폼으로 이루어지는 충격흡수부재(17)를 각각 개재하여 정면 충격에 의한 충격 에너지(E)를 다단으로 흡수함과 동시에, 잔여 충격 에너지(E)를 범퍼빔(1) 양단의 스테이(3)를 통하여 프론트 사이드 멤버 측으로 고르게 분산 흡수되도록 하여 충격흡수 성능을 향상시키며, 구조적으로도 안정성을 갖는다.

즉, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 센터 폴 충돌시험에 의한 변형량 분석도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 센터 폴 충돌시험에 의한 IMPACT FORCE 그래프를 도시하고 있다.

본 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛은 다음과 같은 센터 폴 충돌해석결과를 갖는다.

상기 센터 폴 충돌시험은 그 충돌 속도가 64Km/h인 고속에서 이루어지며, 도 6에서 도시한 변형량 분석도에서는 종래 기술의 경우, 충격 에너지(E)가 범퍼빔(101)의 중앙(P)에 가해지면, 상기 범퍼빔(101)은 그 중앙에 보강 플레이트(125)가 구성됨에도 불구하고, 상기 충격 에너지(E)를 스테이(103)와 크래쉬 박스(111)를 통하여 사이드 멤버(113)로 충분히 분산 전달하지 못하고, 범퍼빔(101)의 중앙이 급격히 휘어지면서 꺾이게 되고, 양측 스테이(103)와 크래쉬 박스(111)는 크게 변형되지 않는 결과를 나타낸다.

반면, 본 발명의 경우에는 충격 에너지(E)가 범퍼빔(1)의 중앙(P)에 가해지면, 상기 범퍼빔(1)은 그 중앙이 각 충격흡수부재(17)에 의해 충격 에너지(E)를 일부 흡수하면서 휘어져 백 플레이트(9)와 함께 후방으로 밀리게 되며, 이때, 전달되는 충격 에너지(E)는 스테이(3)를 붕괴시키면서 사이드 멤버(미도시) 측으로 분산하여 전달하는 결과를 나타낸다.

그리고 상기한 센터 폴 충돌시험에 의한 IMPACT FORCE는 범퍼빔이 충격에 견디는 힘으로, 도 7에서 도시한 바와 같이, 종래 기술의 경우, 최대 IMPACT FORCE가 2.3382×10⁵ N으로 나타나며, 본 발명의 경우, 최대 IMPACT FORCE가 2.5×10⁷ N으로 나타나는 바와 같이, 종래 기술에 비해 본 발명의 범퍼빔(1)이 최대 IMPACT FORCE의 측면에서 유리한 이점을 갖는다.

이는 종래 기술의 범퍼빔(101)에 비하여 본 실시예에 의한 범퍼빔(1)의 충격흡수성능이 우수함을 짐작할 수 있다.

도 1은 일반적인 차량용 범퍼의 분해 사시도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 사시도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 전면 사시도이다.

도 4는 도 3의 A-A 선에 따른 단면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 분해 사시도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 센터 폴 충돌시험에 의한 변형량 분석도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 센터 폴 충돌시험에 의한 IMPACT FORCE 그래프이다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
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4. 전방 범퍼 레일과 후방 범퍼 레일로 구성되어 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔과, 상기 전방 범퍼 레일의 전면 중앙에 용접되는 보강 플레이트와, 상기 범퍼빔의 후방 양측에 설치되어 범퍼빔을 차체에 고정하는 스테이로 구성되는 차량용 범퍼빔 유닛에 있어서,

   상기 범퍼빔은 그 전방 범퍼 레일과 후방 범퍼 레일 사이에 상부 공간부와 하부 공간부를 형성하고, 상기 전방 범퍼 레일과 상기 보강 플레이트 사이에는 중앙 공간부를 형성하여 상기 상부 공간부, 하부 공간부, 및 중앙 공간부의 각 중앙에는 일정구간 각각 발포 알루미늄 폼으로 구성되는 충격흡수부재가 개재되며,

   상기 후방 범퍼 레일의 배면에는 백 플레이트를 상기 양측 스테이에 그 양단을 통하여 장착하되, 상기 백 플레이트는 그 양단부에 스테이 삽입홀을 형성하여 각 스테이에 끼워진 상태로 그 양단부 배면이 각 스테이의 플랜지부에 용접되며, 그 단면은 전후방향 요철형상으로 절곡 성형되어 절곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
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6. 삭제

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