KR101664848B1 - Hybrid crash box assembly satisfied vehicle impact characteristics - Google Patents
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Abstract
본 발명은 충돌성능을 만족하는 크래쉬박스 조립체에 관한 것으로, 범퍼빔과 차체 사이에 구비되어 차량 충돌시 충돌에너지를 흡수하는 사각통 형상의 크래쉬박스; 상기 크래쉬박스의 경사진 개방단측 내벽 상에 서로 마주보는 면에 대향되게 형성된 한 쌍의 볼트공; 상기 볼트공을 관통하여 상기 크래쉬박스를 범퍼빔에 체결하는 고정볼트; 상기 크래쉬박스의 개방단 반대측에 일체로 고정된 고정브라켓;을 포함하는 크래쉬박스 조립체에 있어서; 상기 한 쌍의 볼트공 중 경사진 개방단의 낮은 쪽에 인접 형성된 볼트공만 상기 개방단으로부터 20-25mm 범위에 형성된 것을 특징으로 하는 충돌성능을 만족하는 크래쉬박스 조립체를 제공한다.
본 발명에 따르면, 크래쉬박스를 범퍼빔에 볼트 고정할 때 볼트공의 위치를 크래쉬박스의 상단으로부터 최소한 20mm 이상 유지하게 함으로써 충돌시 안전성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.The present invention relates to a crash box assembly satisfying collision performance, and more particularly, to a crash box assembly having a rectangular box-like crash box provided between a bumper beam and a vehicle body to absorb impact energy in the event of a vehicle collision. A pair of bolt holes formed on the inclined open end side inner wall of the crash box so as to face each other; A fixing bolt passing through the bolt hole to fasten the crash box to the bumper beam; And a fixed bracket fixed integrally to the opposite side of the open end of the crash box, the crash box assembly comprising: And a bolt hole formed adjacent to the lower end of the inclined open end of the pair of bolt holes is formed in a range of 20-25 mm from the open end.
According to the present invention, when the crash box is bolted to the bumper beam, the position of the bolt hole is maintained at least 20 mm or more from the top of the crash box.
Description
본 발명은 충돌성능을 만족하는 크래쉬박스 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알루미늄 크래쉬박스를 범퍼빔에 고정할 때 볼팅 위치에 부적합에 따른 풀 베리어 테스트 불량을 막고, 충분한 충격흡수력을 제공할 수 있도록 개선된 차량 충돌성능을 향상시킨 크래쉬박스 조립체에 관한 것이다.
The present invention relates to a crash box assembly satisfying crashworthiness, and more particularly, to a crash box assembly for preventing collapse of a full barrier test due to non-conformity to a bolting position when fixing an aluminum crash box to a bumper beam, To a crash box assembly that improves improved vehicle crash performance.
일반적으로, 차량용 범퍼 시스템은 차량의 저속 충돌시 탄성적으로 변형하여 차량의 물리적인 손상을 최초화하기 위한 것으로서, 다른 자동차나 고정체와의 충돌시 그 충격을 흡수하여 탑승자의 안전을 도모하게 되며, 동시에 차체의 변형을 최소화 할 수 있도록 자동차 전,후방에 배치되는 완충수단이다.In general, a bumper system for a vehicle is designed to elastically deform at a low-speed collision of a vehicle, thereby physically damaging the vehicle. In this case, the bumper system absorbs the impact of collision with another vehicle or a fixed body, , And a shock absorber disposed at the front and rear of the vehicle so as to minimize deformation of the vehicle body at the same time.
이러한 범퍼 시스템은, 도 1에서 도시한 바와 같이, 기본적으로 차량의 전,후방에서 차폭방향으로 장착되되 2개의 범퍼레일(3a,3b)을 포함하는 범퍼빔(3)과, 상기 범퍼빔(3)의 전방에 배치되어 충격력을 흡수하는 에너지 업소버(2)와, 그리고 상기 범퍼빔(3)과 에너지 업소버(2)를 감싸는 범퍼커버(1) 및 상기 범퍼빔(3)과 차체 사이드 멤버(front side member)(5)를 상호 연결하기 위한 크래쉬박스(4)를 포함하여 구성된다.1, the bumper system includes a
그리하여, 차량 충돌시 충돌에너지를 최대한 흡수시켜 차체의 변형을 최소화시킴으로써 탑승자의 안전을 확보하게 된다.Thus, the collision energy is absorbed as much as possible in the event of a vehicle collision, thereby minimizing the deformation of the vehicle body, thereby securing the occupant safety.
따라서, 범퍼 시스템에 대한 법규는 매우 엄격하며, 특히 유럽 시장의 경우에는 요구사항이 매우 까다롭고 더 엄격하다.Therefore, the regulations on bumper systems are very strict, especially in the European market, the requirements are very demanding and more stringent.
일 예로, RCAR 혹은 풀 배리어 테스트(Full Barrier Test)에서 차체의 손상을 줄이기 위해 충돌시 범퍼빔이 견딜 수 있는 한도 내에서의 압착, 변형 또는 파괴 등으로 최대한 충돌에너지를 흡수 할 수 있으면서 또한 차체 손상을 막기 위해 범퍼빔의 변형이 최소화되어야 하고 쉽게 파손되지 않아야 하는 등 복잡한 테스트 규정들을 만족해야 한다.For example, in an RCAR or Full Barrier Test, it is possible to absorb the maximum impact energy by compressing, deforming, or breaking within a limit that the bumper beam can withstand in the event of a collision to reduce the damage of the vehicle body, The deformation of the bumper beam must be minimized and it should not be easily broken.
이러한 성능을 만족시키기 위해서는 범퍼 시스템을 구성하는 여러 부재들이 최적화 설계되어야 하겠지만, 그 중에서도 충돌에너지 흡수와 직접 관련된 크래쉬박스(4)의 구조는 매우 중요하다.In order to satisfy such a performance, the members constituting the bumper system should be optimally designed. However, the structure of the
이와 관련하여 초창기 개시된 크래쉬박스들은 공개실용 제1998-036681호, 등록특허 제0240026호에 나타나 있는 것처럼 스틸 소재를 'ㄷ'형, 'W'형 등과 같이 판재를 절곡시키고, 일부에 포밍을 형성하여 충돌흡수력을 높이려는 노력들이 있었다.Initially, the crash boxes have been formed by bending a plate material such as a 'C' shape, a 'W' shape, and the like and forming a part of the steel material as shown in Published Unexamined Utility Model Nos. 1998-036681 and 0240026 There have been efforts to increase collision absorption capacity.
하지만, 크래쉬박스가 가져야 할 기본 성질로서, 충돌시 변형은 이루어지되 쉽게 파단되지 않도록 하여 충돌에너지가 범퍼빔 쪽으로 최대한 전달되지 않도록 하는 것임에도 불구하고, 경우에 따라서는 스테이가 잘 변형되지 않고 너무 강도가 세다 보니 오히려 범퍼빔으로 직접 충돌에너지가 전달되는 문제, 반대로 쉽게 파단되어 버리는 문제 등이 있었다.However, as a basic property that a crash box should have, it is deformed at the time of collision but is not easily broken so that the collision energy is not transmitted to the bumper beam as much as possible. In some cases, however, There is a problem that collision energy is directly transmitted to the bumper beam, and on the contrary, there is a problem that it is easily broken.
한편, 경량화 측면에서 알루미늄 크래쉬박스가 개시되고 있는데, 이 경우 도 2의 예시와 같이, 알루미늄 크래쉬박스(4)를 범퍼빔에 조립할 때 조립을 위해 체결되는 볼트가 끼워지는 볼트공(5)이 알루미늄 크래쉬박스(4)의 상단 빗면으로부터 10mm 내외에 형성되기 때문에 풀 베리어 테스트시 도 3과 같은 형태로 최대 4톤이 드랍(drop)되면서 끊어짐이 발생하여 충돌에너지를 제대로 흡수하지 못하고, 이로 인해 탑승자의 안전이 위협받는 문제가 야기되었다.In this case, as shown in FIG. 2, when the
특히, 빗면 경사 때문에 먼저 충격을 받는 상측 볼트공(5) 주변의 강도를 충분히 받쳐주지 못하는 단점으로 인해 충격시 파단이 발생되는 것으로 예측되고 있으나 이에 대한 대응책이 마련되지 못하고 있는 실정이다.
Particularly, it is predicted that a fracture occurs due to shock due to a failure to sufficiently support the strength around the upper bolt hole (5) which is impacted first due to the inclination of the beveled surface, but a countermeasure is not available.
본 발명은 상술한 바와 같은 까다롭고 어려운 제반 조건과 현상들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 알루미늄 크래쉬박스를 장착하기 위해 크래쉬박스에 부착하는 볼트 체결용 볼트공의 위치를 특정하여 충돌 초기에 파단이나 끊어짐이 발생하지 않도록 함으로써 안전성을 최대한 증대시킬 수 있도록 한 차량 충돌성능을 향상시킨 크래쉬박스 조립체를 제공함에 그 주된 목적이 있다.
The present invention has been made in view of the above-described difficult and difficult conditions and phenomena, and it is an object of the present invention to specify the position of a bolt fastening bolt to be attached to a crash box to mount an aluminum crash box, The present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a crash box assembly that improves the vehicle collision performance.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 범퍼빔과 차체 사이에 구비되어 차량 충돌시 충돌에너지를 흡수하는 사각통 형상의 크래쉬박스; 상기 크래쉬박스의 경사진 개방단측 내벽 상에 서로 마주보는 면에 대향되게 형성된 한 쌍의 볼트공; 상기 볼트공을 관통하여 상기 크래쉬박스를 범퍼빔에 체결하는 고정볼트; 상기 크래쉬박스의 개방단 반대측에 일체로 고정된 고정브라켓;을 포함하는 크래쉬박스 조립체에 있어서; 상기 한 쌍의 볼트공 중 경사진 개방단의 낮은 쪽에 인접 형성된 볼트공만 상기 개방단으로부터 20-25mm 범위에 형성된 것을 특징으로 하는 충돌성능을 만족하는 크래쉬박스 조립체를 제공한다.In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a crush box comprising: a crush box-shaped crush box provided between a bumper beam and a vehicle body for absorbing collision energy at the time of a vehicle collision; A pair of bolt holes formed on the inclined open end side inner wall of the crash box so as to face each other; A fixing bolt passing through the bolt hole to fasten the crash box to the bumper beam; And a fixed bracket fixed integrally to the opposite side of the open end of the crash box, the crash box assembly comprising: And a bolt hole formed adjacent to the lower end of the inclined open end of the pair of bolt holes is formed in a range of 20-25 mm from the open end.
이때, 상기 볼트공은 사각형상으로 형성된 것에도 그 특징이 있다.At this time, the bolt holes are also formed in a rectangular shape.
또한, 상기 크래쉬박스 둘레에는 포밍부가 더 형성된 것에도 그 특징이 있다.Further, a shape formed around the crash box further includes a foaming portion.
뿐만 아니라, 상기 포밍부는 반원형상으로 요입된 홈 형태인 것에도 그 특징이 있다.
In addition, the forming portion is also characterized by a recessed shape recessed in a semicircular shape.
본 발명에 따르면, 크래쉬박스를 범퍼빔에 볼트 고정할 때 볼트공의 위치를 크래쉬박스의 상단으로부터 최소한 20mm 이상 유지하게 함으로써 충돌시 안전성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
According to the present invention, when the crash box is bolted to the bumper beam, the position of the bolt hole is maintained at least 20 mm or more from the top of the crash box.
도 1은 종래 차량의 범퍼시스템을 보인 예시도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 알루미늄 크래쉬박스의 예시도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 알루미늄 크래쉬박스의 풀 베리어 테스트시 볼트 체결부위에서의 충격강도 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 크래쉬박스의 예시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 크래쉬박스의 풀 베리어 테스트 결과를 보인 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 크래쉬박스 조립체의 설치예를 보인 예시도이다.1 is an exemplary view showing a bumper system of a conventional vehicle.
2 is an illustration of an aluminum crash box according to the prior art.
Figure 3 is a graph of impact strength at bolted joints in a full barrier test of an aluminum crash box according to the prior art.
4 is an exemplary view of a crash box according to the present invention.
5 is a graph showing the results of a full barrier test of a crash box according to the present invention.
FIG. 6 is an exemplary view showing an installation example of a crash box assembly according to the present invention. FIG.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.Before describing the present invention, the following specific structural or functional descriptions are merely illustrative for the purpose of describing an embodiment according to the concept of the present invention, and embodiments according to the concept of the present invention may be embodied in various forms, And should not be construed as limited to the embodiments described herein.
또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, since the embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. However, it should be understood that the embodiments according to the concept of the present invention are not intended to limit the present invention to specific modes of operation, but include all modifications, equivalents and alternatives falling within the spirit and scope of the present invention.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 충돌성능을 만족하는 크래쉬박스 조립체는 범퍼빔(100)에 고정된다.4 to 6, a crash box assembly satisfying the crash performance according to the present invention is fixed to the
즉, 크래쉬박스(200)는 통상적으로 사각박스 형상을 가지며, 내부가 비어 있는 중공체이고, 차량 충돌시 찌그러지면서 충돌에너지를 흡수할 수 있도록 구성된다.That is, the
특히, 상기 크래쉬박스(200)는 스틸이 아닌 알루미늄으로 제작되어 경량화를 달성하고 있다.Particularly, the
이러한 크래쉬박스(200)는 보통 인너브라켓(도면부호 생략)과 아웃터브라켓(도면부호 생략)을 포함하며, 상기 범퍼빔(100)의 부착부위 곡률에 따라 서로 단차지게 구성되는데, 인너브라켓은 한 쌍의 크래쉬박스(200)가 범퍼빔(100)에 고정되었을 때 서로 마주보는 안쪽면 측에 부착되는 브라켓을 말하고, 아웃터브라켓은 각각 바깥쪽면 측에 부착되는 브라켓을 말한다.The
이와 같은 크래쉬박스(200)는 도 6의 예시와 같이, 범퍼빔(100)에 구비된 체결브라켓(110)에 일단을 끼워 넣는 형태로 밀착시킨 상태에서 고정볼트(B)를 관통시켜 체결함으로써 견고히 고정되게 되며, 타단의 고정브라켓(230)은 차체에 고정된다.As shown in FIG. 6, the
특히, 상기 고정볼트(B)가 체결되기 위해 상기 크래쉬박스(200)의 일단 양측면에는 서로 마주보는 방향으로 각각 한 쌍의 볼트공(210)이 형성되는데, 상기 볼트공(210)은 상기 크래쉬박스(200)의 상단으로부터 최소한 20mm 이상 이격된 지점에 형성되어야 한다.Particularly, in order to fasten the fixing bolts B, a pair of
가장 바람직한 이격 거리는 20-25mm 사이인데, 20mm 이하를 유지하게 되면 충돌시, 즉 풀 베리어 테스트시 종래 기술인 도 3과 같이 볼트공 주변에서 끊어짐, 다시 말해 파단이 발생되고, 25mm를 초과하게 되면 간격이 너무 멀어져 체결강도가 약해지기 때문에 상기 범위로 한정해야 한다.The most preferable spacing distance is between 20 and 25 mm. If it is maintained at 20 mm or less, breakage occurs in the vicinity of the bolt hole, that is, breakage occurs at the time of collision, It is too far away to weaken the fastening strength.
이러한 단순한 구성이 매우 쉽다고 판단하기 쉬우나, 이는 수년간 문제 해결을 위해 노력해 왔지만, 지금까지 해결되지 못하던 것을 이번 집중 연구 결과 완성한 것이기 때문에 결코 그러한 착상이 쉬운 것은 아니다.It is easy to imagine that such a simple configuration is very easy, but it has not been easy to conceive it because it has been done for years,
즉, 단순히 볼트공(210)의 위치를 가변시켰다고 볼 수 없는 것이, 볼트공(210)의 위치가 바뀌게 되면 체결력에 변화가 생기고, 또한 범퍼빔(100)의 형상에도 영향을 미치기 때문에 정형화된 틀, 즉 세팅된 설계도면을 바꿀 수가 없고, 그것을 바꾸는 것 자체를 생각하기 어렵다.That is, it can not be said that the position of the
하지만, 본 발명자들은 범퍼빔 시스템 자체를 완전히 개량할 의도로 새롭게 시도하는 과정에서, 볼트공(210)의 위치만 바꾸더라도 원하는 결과를 얻을 수 있었기에 이를 기술적으로 보호받을 필요성이 생겼다.However, the present inventors have obtained a desired result even if only the position of the
이때, 중요한 것은 크래쉬박스(200)의 상단, 즉 빗면으로 된 부분 중 낮은 쪽에 인접한 볼트공(210)의 위치만을 바꾸는 것이고, 반대쪽인 높은 쪽의 볼트공(220)은 변화를 주지 않고 그대로 유지하는 것에 특징이 있다.At this time, it is important to change the position of the
때문에, 착상이 어렵다는 것이다.Therefore, it is difficult to imagine.
만약, 둘 다 똑같이 위치 변화를 주게 되면 단순히 둘 사이를 연결하는 가상의 연결선만 하향된 것이므로 기존처럼 파단은 그대로 발생된다.If both are given the same position change, only the virtual connection line connecting the two is simply downward, so the breakage occurs as it is.
하지만, 본 발명처럼, 낮은 쪽의 볼트공(210)만 상단으로부터 20-25mm 사이로 하향 이동시킴으로써 도 5와 같은 풀 베리어 테스트시 충돌안정성을 확보할 수 있었고, 이를 통해 충격을 충분히 흡수한 다음에 무너지는 것이 확인되었다.However, by moving the
반면에, 높은 쪽의 볼트공(220)을 하향시키고, 낮은 쪽의 볼트공(210)을 그대로 둔 경우에는 이 역시 파단이 발생되었다.On the other hand, when the
때문에, 본 발명의 상술한 구조는 매우 특징적인 것이며, 이는 특허 기술로서의 가치가 충분하다고 생각된다.Therefore, the above-described structure of the present invention is very characteristic, and it is considered that the value of the patented technology is sufficient.
이에 더하여, 상기 낮은 쪽 볼트공(210)의 형상을 사각형상의 홀로 가공하게 되면 충격흡수력이 더 증대되는 것으로 확인되었다.In addition, it has been confirmed that if the shape of the
뿐만 아니라, 도 6에서와 같이, 크래쉬박스(200)의 둘레면에도 반원형상으로 요입된 포밍부(250)를 더 구성하면 충돌 흡수력이 더욱 더 증대될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 6, when the forming
아울러, 본 발명에 따른 구조를 갖는 크래쉬박스의 풀 베리어 테스트 결과, 인트루젼(Intrusion)과 디플렉션(Deflection)의 경우에도 기존에는 141mm, 120mm로 각각 나타났지만, 본 발명 구조에서는 131mm, 111mm로서 훨씬 효과적인 것으로 확인되었다.As a result of the full barrier test of the crash box having the structure according to the present invention, the intrusion and deflection were also 141 mm and 120 mm, respectively. However, in the structure of the present invention, 131 mm and 111 mm It was confirmed to be effective.
이와 같이, 본 발명에 따른 크래쉬박스(200)는 아주 간단해 보이는 구성이지만, 볼트공(210)의 위치를 특정함으로써 충돌시 충격흡수력을 제공하여 차체 파손을 막고, 인명을 보호할 수 있게 된다.
As described above, the
100: 범퍼빔 200: 크래쉬박스
210: 너트 220: 체결공
230: 고정브라켓 240: 절곡편
250: 제1포밍부 260: 제2포밍부100: Bumper beam 200: Crash box
210: nut 220: fastening hole
230: Fixing bracket 240: Bending piece
250: first forming portion 260: second forming portion
Claims (4)
상기 한 쌍의 볼트공 중 경사진 개방단의 낮은 쪽에 인접 형성된 볼트공만 상기 개방단으로부터 20-25mm 범위에 형성되고;
상기 경사진 개방단의 낮은 쪽에 인접 형성된 볼트공은 사각형상으로 형성되고, 반대쪽인 높은 쪽에 인접 형성된 볼트공은 원형상으로 형성되며;
상기 크래쉬박스 둘레에는 포밍부가 더 형성되고;
상기 포밍부는 반원형상으로 요입된 홈 형태인 것을 특징으로 하는 충돌성능을 만족하는 크래쉬박스 조립체.A crash box provided between the bumper beam and the vehicle body and made of aluminum in the shape of a rectangular tube for absorbing impact energy in the event of a vehicle collision; A pair of bolt holes formed on the inclined open end side inner wall of the crash box so as to face each other; A fixing bolt passing through the bolt hole to fasten the crash box to the bumper beam; And a fixing bracket integrally fixed to an opposite side of the upper open end of the crash box, the crash box assembly comprising:
Only a bolt hole formed adjacent to the lower side of the inclined open end of the pair of bolt holes is formed in a range of 20-25 mm from the open end;
The bolt hole formed adjacent to the lower side of the inclined open end is formed into a rectangular shape and the bolt hole formed adjacent to the upper side of the opposite side is formed into a circular shape;
A foaming portion is further formed around the crash box;
Wherein the forming portion is a semi-circular recessed groove.
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Legal Events
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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