KR100974505B1 - 크래쉬 박스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크래쉬 박스에 관한 것으로서, 특히 차량 충돌시 충격에 의한 변형량을 최소화하여 차체 및 탑승자의 안전성을 향상시키기 위한 장치에 관한 것으로, 차체의 사이드멤버(1)와 범퍼백빔(2) 사이에 설치되어 충돌 발생시 충격흡수를 위한 크래쉬 박스에 있어서, 내부에 중공이 형성된 제1몸체부(100)와; 상기 제1몸체부(100) 외주에 마련되어 일측은 상기 사이드멤버(1)에 설치되며 타측은 상기 범퍼백빔(2)에 설치되는 제2몸체부(200)와; 상기 제1몸체부(100)와 제2몸체부(200) 사이를 연결하는 보강부재(300)로 구성되어, 차량 충돌시 발생하는 충돌에너지를 흡수함으로써 차체의 변형량을 최소화하여 제품의 신뢰성과 안전성을 향상시키는 동시에 충격흡수에 따른 성능 개선으로 인해 수리비를 저감시킬 수 있도록 하는 것이다.

크래쉬 박스, 사이드멤버, 범퍼백빔, 스테이, 보강부재

Description

크래쉬 박스{Crash box}

본 발명은 크래쉬 박스에 관한 것으로서, 특히 차량의 충돌 발생시 충격에 의한 차체 변형량을 최소화하여 탑승자의 안전성을 향상시키기 위한 크래쉬 박스에 관한 발명이다.

일반적으로 자동차에는 범퍼가 구비되는데 상기 범퍼는 저속 충돌시 차량의 물리적인 손상을 방지하는 동시에 다른 자동차나 고정체와 충돌시 발생하는 충돌에너지를 흡수하여 탑승자의 안전성을 향상시키고, 차체의 변형량을 최소화 할 수 있도록 차량의 전방 및 후방의 소정 부위에 배치되는 완충장치이다.

도 1은 종래의 차량용 범퍼구조를 도시하는 도이다.

종래의 차량용 범퍼구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 차체의 사이드멤버(1)에 볼트 결합되는 스테이(10)와, 상기 스테이(10)의 끝부분에 용접을 통해 결합되는 범퍼백빔(2)과, 상기 범퍼백빔(2)의 외측면에 부착되는 범퍼커버(20)로 이루어 진다.

스테이(10)는 'C'자 또는 'ㄷ'자 형상으로 이루어져 일측은 차체의 사이드멤버(1)에 결합되며 타측은 범퍼백빔(2)과 결합되어 차량 충돌시 발생하는 충돌에너지를 흡수하게 된다.

범퍼커버(20)는 플라스틱 재질로 이루어져 차체에 고정 설치되며, 상기 범퍼커버(20)의 내측에는 충돌에너지를 흡수할 수 있도록 업소버(21)가 장착되기도 한다.

이처럼, 차량 충돌시 업소버(21)를 포함하는 범퍼커버(20)에서 1차적으로 충돌에너지를 흡수하게 되며, 그 후 스테이(10)를 통해 2차적으로 충돌에너지를 흡수하게 되는 것이다.

한편, 차체의 사이드멤버(1)와 범퍼백빔(2) 사이에는 저속 충돌시 충격을 흡수하여 차량의 손상을 최소화 할 수 있도록 스테이(10)를 포함하는 크래쉬 박스가 설치되기도 한다.

그러나, 종래의 차량용 범퍼구조에서 스테이는 스틸재질의 단순한 'C'자 또는 'ㄷ'자 형상으로 이루어져 저속 충돌시 발생하는 충돌에너지를 제대로 흡수하지 못한 채 상기 충돌에너지를 그대로 차체에 전달하게 되어 안전성을 저감시킬 뿐만 아니라 사이드멤버, 테일게이트, 백패널 등의 차체 수리비가 과다하게 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 크래쉬 박스에 관한 것으로서, 특히 차량의 충돌 발생시 충격에 의한 차체 변형량을 최소화하여 탑승자의 안전성을 향상시키기는 동시에 충격흡수에 따른 성능 개선을 통해 차량 수리비를 저감시키기 위한 것을 목적으로 한다.

이러한 본 발명은 차체의 사이드멤버와 범퍼백빔 사이에 설치되어 충돌 발생시 충격흡수를 위한 크래쉬 박스에 있어서, 내부에 중공이 형성된 제1몸체부와; 상기 제1몸체부 외주에 마련되어 일측은 상기 사이드멤버에 설치되며 타측은 상기 범퍼백빔에 설치되는 제2몸체부와; 상기 제1몸체부와 제2몸체부 사이를 연결하는 보강부재로 구성함으로써 달성된다.

이상과 같은 본 발명은 차량 충돌시 발생하는 충돌에너지를 흡수함으로써 차체의 변형량을 최소화하여 제품의 신뢰성과 안전성을 향상시키는 동시에 충격흡수에 따른 성능 개선을 통해 차량 수리비를 저감시키는데 효과가 있는 발명인 것이다.

도 2 내지 도 7은 본 발명의 크래쉬 박스에 관한 것으로, 도 2는 본 발명의 크래쉬 박스의 실시예를 도시하는 도이며, 도 3은 본 발명의 크래쉬 박스를 도시하는 도이고, 도 4는 도 3의 X-X선을 도시하는 단면도이다.

또한, 도 5는 본 발명의 크래쉬 박스의 제1리브가 분리되는 상태를 단계별로 도시하는 도이며, 도 6은 본 발명의 크래쉬 박스의 충돌상태를 단계별로 도시하는 도이고, 도 7은 본 발명의 크래쉬 박스에 대한 해석결과를 도시하는 그래프이다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 크래쉬 박스는 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 차체의 사이드멤버(1)와 범퍼백빔(2) 사이에 설치되어 충돌 발생시 충격흡수를 위한 크래쉬 박스에 관한 것으로, 상기 사이드멤버(1)와 상기 범퍼백빔(2)을 연결하는 플라스틱 재질의 제1몸체부(100) 및 제2몸체부(200) 그리고 보강부재(300)에 의해 차량 충돌시 발생하는 충돌에너지를 흡수함으로써 차체의 변형량을 최소화하여 제품의 신뢰성과 안전성을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 그 기술상의 기본 특징으로 한다.

이하 본 발명의 크래쉬 박스에 대한 각 구성요소를 첨부한 도면을 참조하여 하나씩 살펴보면 다음과 같다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제1몸체부(100)는 내부에 중공이 형성된 플라스틱 재질의 원통형상으로 이루어져, 이하 기술하게 될 제2몸체부(200) 내부에 삽입되어 위치한다.

이때, 상기 제1몸체부(100) 내부에 중공구조가 적용되도록 하는 것은, 상기 제1몸체부(100) 내측을 외측과 같은 재질로 충진시켜 채울 경우 상기 제1몸체부(100)의 강성이 과다하게 증가되어 충돌 발생시 충격흡수가 미흡해지는 현상을 방지하기 위한 것이다.

제2몸체부(200)는 제1몸체부(100) 외주에 마련되는데, 상기 제2몸체부(200)의 일측은 사이드멤버(1)에 설치되며, 상기 제2몸체부(200)의 타측은 범퍼백빔(2)에 설치된다.

제2몸체부(200)도 제1몸체부(100)와 같이 내부에 중공이 형성된 플라스틱 재질의 원통형상으로 마련되도록 하는 것이 바람직하다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제2몸체부(200)의 외주면 일측에는 변곡부(P)가 형성되어 충돌 발생시 상기 변곡부(P)를 기준으로, 상기 제2몸체부(200)의 전방측이 우선적으로 붕괴되고, 상기 제2몸체부(200)의 후방측이 순차적으로 나중에 붕괴되면서 충돌에 따른 충격을 흡수할 수 있도록 하는 것이 좋다.

보강부재(300)는 제1몸체부(100)와 제2몸체부(200) 사이에 마련되어 상기 제1몸체부(100)와 상기 제2몸체부(200)를 연결하게 된다.

도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 보강부재(300)는 제1몸체부(100)와 제2몸체부(200) 사이에 마련되어 도면상 우측방향인 범퍼백빔(2)측에 구비되는 제1리브(310)와, 제1몸체부(100)와 제2몸체부(200) 사이에 마련되어 도면상 좌측방향인 사이드멤버(1)측에 구비되는 제2리브(320)로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1몸체부(100)와 제2몸체부(200) 사이에 는 제1리브(310)가 다수개 구비되어 차량 충돌시 초기에 발생하는 충돌에너지의 힘을 상하방향 및 전후방향에 대해 견딜 수 있게 하는 것이 바람직하다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제2몸체부(200) 내측에는 홈(210)이 형성되는데, 상기 제1리브(310)의 일측은 제1몸체부(100)에 연결되고 타측은 상기 제2몸체부(200)의 홈(210)에 끼워지게 되어 충돌 발생시 소정의 충돌에너지에 대해서는 상기 제1리브(310)가 대응하여 견디다가 상기 충돌에너지가 소정량을 초과하게되면 상기 제1리브(310)가 무너져 상기 제2몸체부(200)로부터 분리되면서 충돌에 대해서도 충격을 흡수할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 차체의 사이드멤버(1)와 범퍼백빔(2)을 연결하는 제2몸체부(200)와, 상기 제2몸체부(200) 내측에 삽입된 제1몸체부(100)가 구비되며, 상기 제1몸체부(100)와 상기 제2몸체부(200) 사이에는 제1리브(310) 및 제2리브(320)를 포함하는 보강부재(300)가 구비되어 차량 충돌시 발생하는 충돌에너지를 흡수하게 된다.

차량 충돌이 발생하기 전에는 도 5의 (a)와 같이 제1리브(310)가 제1몸체부(100)와 제2몸체부(200) 사이에 연결 및 설치되어 상기 제1몸체부(100)와 제2몸체부(200)를 지지하는 상태를 유지하게 된다.

차량 충돌이 발생한 직후에는 도 5의 (b)와 같이 크래쉬 박스가 순차적으로 붕괴되면서 제1몸체부(100)와 제2몸체부(200) 사이에 설치된 제1리브(310)가 분리 되기 시작하는데, 이때 상기 제1몸체부(100)와 상기 제1리브(310)는 연결상태를 유지하게 되지만, 상기 제2몸체부(200)와 상기 제1리브(310) 사이에는 미세한 크랙(c)이 형성되어 충격을 흡수하게 된다.

차량 충돌 발생이 소정시간 진행되면 도 5의 (c)와 같이 제2몸체부(200)와 제1리브(310)의 분리량이 커지게 되는데 이에 따라 상기 제2몸체부(200)와 상기 제1리브(310) 사이의 크랙(c)이 진전되면서 보다 많은 충격량을 흡수하게 된다.

한편, 도 6은 차량 충돌에 따른 사이드멤버의 변형 상태를 도시하는 것으로, 도 6의 (a)와 같이 충돌이 발생하기 전에는 외부로부터 전달되는 힘이 없기 때문에 사이드멤버(1)의 변형이 전혀 없는 상태이며, 이때 차량 충돌이 발생하게 되어 도 6의 (b)와 같이 범퍼백빔(2)측으로부터 충돌에 의한 힘이 전달되면 상기 범퍼백빔(2)과 연결된 제2몸체부(200), 상기 제2몸체부(200)와 연결된 사이드멤버(1)까지 변형이 일어나게 되는데 상기 제1몸체부(100) 및 제2몸체부(200)에 형성된 보강부재(300)를 통해 충격량을 저감시켜 상기 사이드멤버(1)의 변형을 최소화한다.

차량 충돌이 소정시간 진행되면 도 6의 (c)와 같이 범퍼백빔(2)과 사이드멤버(1) 사이를 연결하는 제2몸체부(200)가 변형되기 시작하는데, 상기 제2몸체부(200)의 변형을 통해 상기 범퍼백빔(2)과 사이드멤버(1) 사이의 공간을 충분히 활용하여 충격을 흡수함으로써, 안전성과 관련된 상기 사이드멤버(1)의 변형은 미세하게 발생하도록 하여 피해를 최소화할 수 있게 되는 것이다.

이때, 도 6의 (a),(b),(c)에서 제1몸체부(100)와 보강부재(300)는 도면상 미도시 되었지만 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제1몸체부(100)는 제2몸체 부(200) 내부에 구비되며, 상기 보강부재(300)는 상기 제1몸체부(100)와 제2몸체부(200) 사이에 구비된다.

도 7은 충돌시 발생하는 충돌에너지에 대한 해석결과를 도시하는 것으로, 상기와 같은 효과를 확인해 보기 위하여 실험을 통해 테스트해 본 결과 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 차량 충돌시 발생하는 대부분의 충돌에너지는 크래쉬 박스가 흡수함으로써 차체의 사이드멤버로는 소량의 충돌에너지만 전달되어 상기 사이드멤버의 변형량을 최소화하게 되는 것을 알 수 있으며, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 충돌 발생후 진행시간에 따라 사이드멤버가 거의 일정한 힘을 받기 때문에 상기 사이드멤버의 급격한 변형은 피할 수 있는 동시에 국부 변형만이 발생할 수 있도록 하는 것을 알 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 크래쉬 박스는 차체의 사이드멤버와 범퍼백빔 사이를 제1몸체부와, 제2몸체부에 의해 연결되어 차량 충돌시 발생하는 충돌에너지를 상기 몸체부를 통해 흡수함으로써 상기 사이드멤버의 변형량을 최소화하여 제품의 신뢰성과 안전성을 향상시키는 동시에 수리비를 저감시키는데 탁월한 이점을 가진 발명인 것이다.

도 1은 종래의 차량용 범퍼구조를 도시하는 도,

도 2는 본 발명의 크래쉬 박스의 실시예를 도시하는 도,

도 3은 본 발명의 크래쉬 박스를 도시하는 도,

도 4는 도 3의 X-X선을 도시하는 단면도,

도 5의 (a)는 본 발명의 크래쉬 박스의 제1리브 분리 이전단계를

도시하는 도,

도 5의 (b)는 본 발명의 크래쉬 박스의 제1리브 분리 시작단계를

도시하는 도,

도 5의 (c)는 본 발명의 크래쉬 박스의 제1리브 분리 진전단계를

도시하는 도,

도 6의 (a)는 본 발명의 크래쉬 박스의 충돌 이전단계를 도시하는 도,

도 6의 (b)는 본 발명의 크래쉬 박스의 충돌 시작단계를 도시하는 도,

도 6의 (c)는 본 발명의 크래쉬 박스의 충돌 진전단계를 도시하는 도,

도 7의 (a)는 본 발명의 크래쉬 박스에 대한 충돌에너지 해석결과를

도시하는 그래프,

도 7의 (b)는 본 발명의 크래쉬 박스에 대한 사이드멤버의 충돌에너지

전달상태를 도시하는 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 사이드멤버 2 : 범퍼백빔

100 : 제1몸체부 200 : 제2몸체부

210 : 홈 300 : 보강부재

310 : 제1리브 320 : 제2리브

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 차체의 사이드멤버와 범퍼백빔 사이에 설치되어 충돌 발생시 충격을 흡수하며, 내부에 중공이 형성된 제1몸체부와; 상기 제1몸체부 외주에 마련되어 일측은 상기 사이드멤버에 설치되며 타측은 상기 범퍼백빔에 설치되는 제2몸체부와; 상기 제1몸체부와 제2몸체부 사이를 연결하는 보강부재로 이루어지는 크래쉬 박스에 있어서,

   상기 보강부재는 상기 제1몸체부와 상기 제2몸체부의 범퍼백빔 측에 구비되는 제1리브와, 상기 제1몸체부와 상기 제2몸체부의 사이드멤버측에 구비되는 제2리브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 크래쉬 박스.
4. 제 3항에 있어서, 상기 제2몸체부 내측에는 홈이 형성되어 상기 제1리브 끝단이 상기 홈에 끼워지게 되며, 충돌 발생시에는 상기 제1리브가 상기 제2몸체부로부터 분리될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 크래쉬 박스.

Images