KR101618952B1 - 차량용 크래쉬박스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 크래쉬박스에 관한 것으로, 차체와 결합되는 제1플레이트와, 상기 제1플레이트와 대향되게 배치되어 범퍼 빔과 결합되는 제2플레이트와, 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트 사이에 구비되는 박스 및 상기 박스 내부에 설치되되, 양단부가 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트에 체결되는 토잉너트를 포함하며, 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트에 관통홀이 각각 형성되어 상기 토잉너트의 양단부가 상기 관통홀에 삽입되되, 상기 토잉너트의 일단부는 외측으로 돌출된 플랜지부를 구비하여 상기 제1플레이트의 관통홀에 걸리고, 타단부는 상기 제2플레이트의 관통홀에 고정됨으로써 견인 성능과 충격에너지 흡수 성능을 동시에 구현할 수 있도록 한 차량용 크래쉬박스를 제공한다.

Description

차량용 크래쉬박스{Crashbox for vehicle}

본 발명은 차량용 크래쉬박스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 견인 성능과 충격에너지 흡수 성능을 동시에 충족시킬 수 있도록 한 차량용 크래쉬박스에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 전방과 후방에는 충돌시 충격에너지를 흡수하여 승객과 차체를 보호하기 위한 범퍼 빔 앗세이가 설치된다. 도 1을 참조하면, 범퍼 빔 앗세이(10)는 범퍼 빔(11)과, 범퍼 빔(11)의 후단 양측에 결합되는 크래쉬박스(12)를 포함하여 구성되며, 도 2에 도시된 유럽 RCAR 테스트(RCAR: Research Council for Automobile Repairs, 세계자동차 수리기술연구위원회)와 같은 충돌테스트를 통해 성능이 평가된다.

이 경우, 크래쉬박스(12)는 범퍼 빔(11)과 차체(도면 미도시) 사이에서 차량 충돌시 적절하게 압착, 붕괴됨으로써 충격에너지를 흡수하며, 주로 오프셋(Offset) 충돌시 충격에너지 흡수 역할을 담당하게 된다. 한편, 크래쉬박스(12)에 견인 기능을 부여하고자 할 경우에는 통상 도 3에 도시된 바와 같이 좌우 양측의 크래쉬박스 중 어느 하나의 크래쉬박스(12)에 토잉너트(13)를 설치하고, 이러한 토잉너트(13)에 토잉볼트(14)를 장착하게 된다.

그러나 견인 기능을 부여하기 위해 토잉너트(13)가 적용되면 토잉너트(13)가 적용된 크래쉬박스와 토잉너트(13)가 적용되지 않은 크래쉬박스의 충격에너지 흡수율이 서로 상이하게 된다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이 토잉너트(13)가 크래쉬박스(12)의 압착, 붕괴를 방해하여 토잉너트(13)가 적용된 크래쉬박스(12)의 충격에너지 흡수 효율이 저하된다.

따라서 차량 연비를 고려하여 중량 증가를 최소화하면서 좌우 크래쉬박스의 충격에너지 흡수량을 동일하게 구현하고, 견인 성능까지 만족시키기는 매우 어렵다고 할 수 있다.

한편, 현재 양산되고 있는 견인장치를 구비한 크래쉬박스의 경우 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 토잉너트(13)를 지지하는 동시에 크래쉬박스(12)의 압괴시 충격에너지 흡수에 영향이 없도록 하기 위해 크래쉬박스(12)의 내부에 지지브라켓(15)을 설치하고 있는데, 이와 같이 구성하면 토잉볼트(14)의 좌우 변형이 최소화되기는 하나 부품수가 증가하여 생산원가가 상승하는 것은 물론 중량이 증가하여 차량의 연비를 개선하기 어려운 문제점이 있다.

참고적으로, 본 발명의 배경이 되는 기술은 특허 제10-1338046호, 특허 제10-1046170호 등에 개시되어 있다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 견인 기능 부여를 위해 범퍼 빔 앗세이의 범퍼 빔 후단 양측에 구비되는 크래쉬박스 중 어느 하나에 토잉너트를 부착할 경우 견인 성능과 충격에너지 흡수 성능을 동시에 만족시킬 수 있는 차량용 크래쉬박스를 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 부품수를 최소화하여 생산원가를 낮추고, 중량 절감을 통해 차량의 연비를 개선하는 데 있다.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서,

본 발명은 차체와 결합되는 제1플레이트와; 상기 제1플레이트와 대향되게 배치되어 범퍼 빔과 결합되는 제2플레이트와; 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트 사이에 구비되는 박스; 및 상기 박스 내부에 설치되되, 양단부가 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트에 체결되는 토잉너트;를 포함하는 차량용 크래쉬박스를 제공한다.

이 경우, 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트에 관통홀이 각각 형성되어 상기 토잉너트의 양단부가 상기 관통홀에 삽입되되, 상기 토잉너트의 일단부는 외측으로 돌출된 플랜지부를 구비하여 상기 제1플레이트의 관통홀에 걸리고, 타단부는 상기 제2플레이트의 관통홀에 고정되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 좌우 양측의 크래쉬박스 중 어느 하나의 크래쉬박스에 토잉너트를 설치하되, 토잉너트의 일단부는 범퍼 빔 체결용 플레이트에 용접 등으로 고정되고, 타단부는 차체 체결용 플레이트에 걸리도록 하여 크래쉬박스의 압착 붕괴시 토잉너트가 압괴되며 분리됨으로써 토잉너트가 적용된 크래쉬박스와 적용되지 않은 크래쉬박스가 동일한 충격흡수율을 나타낼 수 있다.

또한, 토잉너트에 형성된 플랜지부가 차체 체결용 플레이트에 걸려 지지되도록 함으로써 견인 성능을 향상시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 기존 토잉너트를 지지하고, 토잉볼트의 좌우 변형을 최소화하기 위한 지지브라켓을 제거함으로써 부품수와 중량을 최소화하여 차량의 연비를 개선할 수 있다.

도 1은 일반적인 범퍼 빔 앗세이의 분해사시도,
도 2는 범퍼 빔 앗세이의 유럽 RCAR 테스트 방법을 도시한 도면,
도 3은 견인장치가 적용된 범퍼 빔 앗세이를 도시한 도면,
도 4는 견인장치가 적용된 범퍼 빔 앗세이의 충돌테스트시 크래쉬박스의 변형 모드를 도시한 도면,
도 5는 종래기술에 따른 차량용 크래쉬박스를 도시한 도면,
도 6은 도 5에 도시된 차량용 크래쉬박스의 견인 성능 테스트시 변형 모드를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 크래쉬박스의 사시도,
도 8은 도 7에 도시된 차량용 크래쉬박스의 후면 사시도,
도 9는 도 7에 도시된 차량용 크래쉬박스의 분해 사시도,
도 10은 도 7에 도시된 차량용 크래쉬박스의 단면 구조도,
도 11은 도 7에 도시된 차량용 크래쉬박스의 오프셋 충돌테스트시 압착 붕괴된 모습을 나타낸 도면,
도 12는 도 7에 도시된 차량용 크래쉬박스의 사용상태도.

이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명한다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 크래쉬박스의 사시도, 도 8은 도 7에 도시된 차량용 크래쉬박스의 후면 사시도, 도 9는 도 7에 도시된 차량용 크래쉬박스의 분해 사시도, 도 10은 도 7에 도시된 차량용 크래쉬박스의 단면 구조도, 도 11은 도 7에 도시된 차량용 크래쉬박스의 오프셋 충돌테스트시 압착 붕괴된 모습을 나타낸 도면, 도 12는 도 7에 도시된 차량용 크래쉬박스의 사용상태도이다.

도 7 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 크래쉬박스(100)는 제1플레이트(110)와, 제2플레이트(120)와, 박스(130) 및 토잉너트(140)를 포함한다.

제1플레이트(110)는 차체(도면 미도시)와 체결되는 것으로 중앙에 관통홀(110a)이 형성된다. 제1플레이트(110)의 형상은 차체의 구조에 따라 변형 가능하며, 관통홀(110a)만 구비되어 있다면 특별히 제한되지 않는다.

제2플레이트(120)는 범퍼 빔(200)과 체결되는 것으로 중앙에 관통홀(120a)이 형성되며, 제1플레이트(110)와 대향되게 배치된다. 제2플레이트(120)의 경우에도 관통홀(120a)을 포함하기만 하면 범퍼 빔(200)의 구조에 적합한 형상으로 변형 가능한 것은 물론이다. 다만, 제2플레이트(120)의 관통홀(120a)은 제1플레이트(110)의 관통홀(110a)과 대응되는 위치에 형성되어야 하며, 관통홀(110a)(120a)은 각각 토잉너트(140)의 삽입이 가능할 정도의 직경을 가져야 한다.

박스(130)는 차량 충돌시 압착, 붕괴되어 충격에너지를 흡수하기 위한 것으로 제1플레이트(110)와 제2플레이트(120) 사이에 구비된다.

이 경우, 박스(130)는 제1판넬(131)과 제2판넬(132)로 구성될 수 있다. 제1판넬(131)과 제2판넬(132)은 ㄷ자로 절곡된 형태를 가지며, 제1판넬(131)의 선단부가 제2판넬(132)의 내주면을 따라 삽입, 고정되는 방식으로 체결이 이루어진다.

한편, 제1판넬(131)과 제2판넬(132) 상에는 둘레방향을 따라 외측으로 돌출된 주름부(131a)(132a)가 각각 적절한 수로 구비되어 외부로부터 가해지는 충격에 의해 순차적으로 압착, 붕괴될 수 있다.

토잉너트(140)는 견인 기능 부여시 토잉볼트(150)의 장착을 위한 것으로 원통형 구조를 가지고 박스(130) 내부에 설치된다. 본 발명에서 토잉너트(140)의 양단부는 제1플레이트(110)의 관통홀(110a)과 제2플레이트(120)의 관통홀(120a)에 각각 삽입 체결된다.

이 경우, 토잉너트(140)의 일단부에는 외측으로 돌출된 플랜지부(140a)가 형성됨으로써 장착 상태에서 플랜지부(140a)가 제1플레이트(110)의 관통홀(110a)에 걸리게 된다. 또한, 토잉너트(140)의 타단부는 제2플레이트(120)의 관통홀(120a)에 삽입되어 용접 또는 볼트 방식으로 고정된다.

즉, 견인 요구 성능의 경우 압축력보다는 30도 좌우 인장력이 인가될 때 많은 힘과 변형을 견딜 수 있어야 한다. 압축력을 고려하면 토잉너트(140)는 제1플레이트(110) 또는 제2플레이트(120) 중 어느 하나에 용접 등을 통해 고정되더라도 무방하지만 토잉너트(140)가 저속 충돌시 크래쉬박스(100)가 압착 변형되는 것을 방해하지 않기 위해서는 범퍼 빔(200)과 체결되는 제2플레이트(120)에 고정되는 것이 바람직하다.

왜냐하면, 토잉너트(140)가 본 발명과 달리 제1플레이트(110)에 고정된 경우를 가정하면 차량 충돌시 제2플레이트(120)로부터 가해지는 충격이 토잉너트(140)의 고정력에 의해 방해를 받아 제1플레이트(110)까지 정상적으로 전달되기 어렵고, 이로 인해 크래쉬박스(100)의 제 기능을 발휘할 수 없기 때문이다.

따라서 본 발명과 같이 토잉너트(140)를 제2플레이트(110)에 고정시키면 충돌시 도 11에 도시된 바와 같이 토잉너트(140)의 플랜지부(140a)가 제1플레이트(110)로부터 분리되기 때문에 박스(130)의 압착, 붕괴에 어떠한 영향도 미치지 않는다.

한편, 토잉너트(140)에 토잉볼트(150)를 조립하여 30도 좌우 인장력을 인가하면 제2플레이트(120)의 관통홀(120a)에 고정된 토잉너트(140)가 용접된 지점을 기준으로 좌우로 변위를 일으키게 된다. 따라서 본 발명에서는 이러한 변위와 인장력을 견딜 수 있도록 토잉너트(140)의 반대편 선단부를 제1플레이트(110)와 체결되도록 한 것이다. 다만, 토잉너트(140)와 제1플레이트(110)를 일반적인 용접 등의 방식으로 고정시키면 앞서 설명한 바와 같이 크래쉬박스(100)의 압착 변형에 영향을 미치기 때문에 제 기능을 구현할 수 없다.

따라서 본 발명에서는 토잉너트(140)의 일단부에 플랜지부(140a)를 형성하여, 플랜지부(140a)가 제1플레이트(110)에 걸려 지지되도록 함으로써 도 12에 도시된 바와 같이 30도 좌우 인장력 인가시 토잉너트(140)의 좌우 변위를 방지하고, 인장력이 제1플레이트(110)와 제2플레이트(120)로 분산되도록 한 것이다. 이처럼 토잉너트(140)가 두 부품 사이에서 안정적으로 지지되면 범퍼 빔(200) 체결용 제2플레이트(120)의 두께를 증가시키지 않고도 원하는 견인 성능을 얻을 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 범위는 상술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위, 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 차량용 크래쉬박스 110 : 제1플레이트
110a : 관통홀 120 : 제2플레이트
120a : 관통홀 130 : 박스
131 : 제1판넬 131a : 주름부
132 : 제2판넬 132a : 주름부
140 : 토잉너트 140a : 플랜지부
150 : 토잉너트 200 : 범퍼 빔

Claims (2)

1. 차체와 결합되는 제1플레이트와, 상기 제1플레이트와 대향되게 배치되어 범퍼 빔과 결합되는 제2플레이트와, 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트 사이에 구비되는 박스 및 상기 박스 내부에 설치되되, 양단부가 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트에 체결되는 토잉너트를 포함하는 차량용 크래쉬박스에 있어서,
   상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트에 관통홀이 각각 형성되어 상기 토잉너트의 양단부가 상기 관통홀에 삽입되되, 상기 토잉너트의 일단부는 상기 토잉너트와 일체로 형성되며, 외측으로 돌출된 플랜지부를 구비하여 상기 플랜지부가 상기 제1플레이트의 관통홀에 걸리고, 타단부는 상기 제2플레이트의 관통홀에 고정되며,
   상기 박스는 ㄷ자 단면 구조의 제2판넬과, 상기 제2판넬의 내주면에 선단부가 삽입, 고정되는 ㄷ자 단면 구조의 제1판넬로 구성되고, 상기 제1판넬과 상기 제2판넬 상에는 둘레방향을 따라 외측으로 돌출된 주름부가 형성되어 외부로부터 가해지는 충격에 의해 순차적으로 압착, 붕괴되도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬박스.
2. 삭제

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