KR102224432B1 - 복합재료를 적용한 차량용 백빔리스 범퍼커버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합재료를 적용한 차량용 백빔리스 범퍼커버에 관한 것으로, 충돌 발생 시 차량의 충격을 흡수하도록 차량에 장착된 범퍼 커버, 및 상기 범퍼 커버 내부에 결합되는 보강 빔을 포함하여 차체의 중량을 줄이면서 충돌성능을 만족시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

복합재료를 적용한 차량용 백빔리스 범퍼커버 {BACK-BEAMLESS BUMPER COVER FOR VEHICLE HAVING COMPOSITE MATERIALS}

본 발명은 복합재료를 적용한 차량용 백빔리스 범퍼커버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탄소섬유가 포함된 복합재료를 포함하는 복합재료를 적용한 차량용 백빔리스 범퍼커버에 관한 것이다.

범퍼는 충돌 등으로 인하여 차량에 충격이 인가되는 경우에 이를 흡수하여 충돌이 전달되는 것을 방지하기 위하여 차량의 전방과 후방에 장착되는 장치를 말한다.

일반적으로, 범퍼에는 차체를 보호하기 위하여 범퍼 커버와 결합되는 백빔이라는 추가적인 보강구조가 구비된다.

도 1을 참조하면, 종래의 차량용 범퍼의 백빔에 대한 구조가 개시되어 있다. 종래의 차량용 범퍼의 백빔은 유리섬유강화 열가소성 플라스틱(GMT)을 사용하여 범퍼 커버(1)의 강성을 보강하는 백빔 본체(2)와 백빔 본체(2)에 형성되고, 범퍼 커버와 결합되는 결합부(3)를 포함하여 구성된다.

이때, 종래의 차량용 범퍼의 백빔은 유리섬유강화 열가소성 플라스틱과 같이 인장강도(293MPa)가 높아 충돌성능을 만족시킬 수 있는 소재를 사용하였다.

그러나, 상기한 바와 같이 충돌성능을 만족시키기 위하여 인장강도가 높으면서 비중도 높은(1.26) GMT와 같은 소재를 사용할 경우에는 차체의 중량이 무거워지는 문제점이 발생하여 연비가 나빠지는 문제가 있다.

따라서, 충돌성능을 만족시키면서도 중량을 줄일 수 있는 소재 및 이를 이용할 수 있는 백빔의 구조를 개발할 필요가 있다.

한국등록특허 제10-1752953호(2017.06.26)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 차량용 범퍼 커버가 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로 중량을 줄이면서도 충돌성능을 만족할 수 있는 복합재료를 적용한 차량용 백빔리스 범퍼커버를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 복합재료를 적용한 차량용 백빔리스 범퍼커버는 충돌 발생 시 차량의 충격을 흡수하도록 차량에 장착된 범퍼 커버, 및 상기 범퍼 커버 내부에 결합되는 보강 빔을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 보강 빔은 탄소 섬유를 포함하는 소재로 형성되는 것도 가능하다.

또한, 상기 보강 빔은 원형 막대 형태로 형성된 것도 가능하다.

이때, 상기 범퍼 커버는 차량을 덮도록 판 형태로 형성된 커버 본체, 및 상기 커버 본체의 차량 내측 방향 면에서 직사각 블럭 형태로 돌출 형성되고 상기 보강 빔이 차량의 좌우 방향으로 삽입되도록 복수 개의 삽입홀이 형성된 보강부를 포함하는 것도 가능하다.

이와는 달리, 상기 범퍼 커버는 차량을 덮도록 판 형태로 형성된 커버 본체, 및 상기 커버 본체와 결합되면서 상기 보강 빔을 수용하는 결합 커버를 포함하는 것도 가능하다.

이때, 상기 커버 본체는 상기 보강 빔이 안착되도록 차량의 좌우 방향으로 복수 개의 안착홈이 형성된 것도 가능하다.

또한, 상기 결합 커버는 상기 안착홈에 대응하여 형성되고, 상기 보강 빔을 수용하는 복수 개의 수용홈이 형성된 것도 가능하다.

이와는 달리, 상기 범퍼 커버는 상기 보강 빔의 차량 전후 방향 이탈을 방지하도록 도브테일 형태의 결합홈이 형성된 것도 가능하다.

이때 상기 보강 빔은 상기 범퍼 커버의 상기 결합홈에 인서트 사출 방식으로 형성되는 것도 가능하다.

이때, 상기 범퍼 커버는 열가소성 올레핀 소재로 형성된 것도 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 복합재료를 적용한 차량용 백빔리스 범퍼커버에 의하면, 중량이 큰 백빔을 사용하지 않고 범퍼를 제작하여 차체의 중량을 줄이는 효과가 있다.

또한, 항복강도가 높은 탄소섬유 복합재료로 강도를 보강함으로써 충돌성능을 만족시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 차량용 범퍼를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합재료를 적용한 차량용 백빔리스 범퍼커버를 설명하기 위한 도면,
도 3는 도 2의 단면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합재료를 적용한 차량용 백빔리스 범퍼커버의 단면도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복합재료를 적용한 차량용 백빔리스 범퍼커버의 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

"및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함할 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.

아울러, 이하의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합재료를 적용한 차량용 백빔리스 범퍼커버를 설명하기 위한 도면이 개시되어 있고, 도 3에는 도 2의 단면도가 개시되어 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합재료를 적용한 차량용 백빔리스 범퍼커버(10)는 충돌 발생 시 차량의 충격을 흡수하도록 차량에 장착된 범퍼 커버(100), 및 상기 범퍼 커버(100)의 내부에 결합되는 보강 빔(200)을 포함한다.

이때, 상기 범퍼 커버(100)는 차량의 전방 또는 후방에 배치되어 차량의 외관을 형성한다.

상기 범퍼 커버(100)는 차량의 전방 또는 후방을 커버하되, 곡면을 이루어 형성되는 범퍼 커버 본체(110), 상기 범퍼 커버 본체(110)에서 연장 형성되되, 차량의 좌우 면을 커버하도록 절곡 형성된 범퍼 커버 사이드부(120)를 포함한다.

상기 범퍼 커버 본체(110)의 좌우 방향 단부에는 차량의 램프가 장착되는 램프 장착 홀(111)이 대칭적으로 형성된다. 그리고 상기 램프 장착 홀(111)의 사이에 보강부(130)가 형성된다.

상기 보강부(130)는 상기 커버 본체(110)의 차량 내측 방향 면에서 직사각 블럭 형태로 돌출 형성되고, 상기 보강 빔(200)이 차량의 좌우 방향에서 삽입되도록 복수 개의 삽입홀(131)이 나란하게 형성된다.

한편, 본 실시예에서 상기 범퍼 커버(100)는 차량의 리어 범퍼 커버를 사용하였으나, 이에 구속되는 것은 아니고, 프런트 범퍼 커버에 사용되는 것도 가능하다.

상기 범퍼 커버(100)는 차량의 전방 또는 후방에서 충돌이 발생되는 경우, 탄성 변형 또는 소성 변형되면서 차량에 인가되는 충격을 흡수한다.

한편 본 실시예에서는 상기 보강부(130)는 직사각 블럭 형태로 형성되고, 상기 삽입홀(131)은 원형 홀 형태로 형성되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 보강 빔(200)이 삽입될 수 있는 다양한 형태의 홀을 포함한다.

한편, 상기 범퍼 커버(100)는 열가소성 올레핀(Thermoplastic Olefin : TPO)소재로 형성된다. 열가소성 올레핀은 비중이 0.99 이며, 인장강도는 19 내지 22 MPa이다. 이는 일반적으로 백빔에 사용되는 비중 1.26, 인장강도 293 MPa인 유리섬유강화 열가소성 플라스틱(GMT)과 비교하여 인장강도가 낮은 단점이 있으나, 중량 면에서 상당히 가볍다는 장점이 있다.

이를 해결하기 위하여 본 발명에서, 상기 보강 빔(200)은 상기 보강부(130) 내부에 삽입되어 결합되고, 상기 커버 본체(110)의 강도를 보강한다.

한편, 본 실시예에서는 상기 보강 빔(200)은 원형 막대 형태로 형성되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 범퍼 커버(100)의 강도를 보강할 수 있는 다양한 형태를 포함한다.

한편, 본 발명에서 상기 보강 빔(200)은 탄소 섬유를 포함하는 소재로 형성된다. 탄소 섬유를 포함하는 소재는 항복강도가 높아(400MPa 이상), 열가소성 올레핀(Thermoplastic Olefin : TPO) 소재의 단점인 낮은 강도를 보강해주는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 삽입홀(131)에 상기 보강 빔(200)을 삽입하는 과정만으로 상기 범퍼 커버(100)의 강도를 보강할 수 있으므로, 복수 개의 삽입홀(131) 중에서 일부의 상기 삽입홀(131)에만 상기 보강 빔(200)을 삽입하여 원하는 충돌성능을 구현하는 것이 가능하다.

한편, 도 4에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합재료를 적용한 차량용 백빔리스 범퍼커버의 단면도가 개시되어 있다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에서는 범퍼 커버(1100) 및 보강 빔(1200)을 포함하고, 상기 범퍼 커버(1100)는 차량을 덮도록 판 형태로 형성된 커버 본체(1110), 상기 커버 본체(1110)의 차량 내측 방향 면에서 돌출 형성되는 보강부(1130) 및 상기 보강부(1130)와 결합되면서 상기 보강 빔(1200)을 수용하는 결합 커버(1140)을 포함한다.

한편, 본 실시예에서 상기 커버 본체(1110)는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합재료를 적용한 차량용 백빔리스 범퍼커버의 상기 커버 본체(110)와 구조와 효과가 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

상기 보강부(1130)은 상기 보강 빔(1200)이 안착되도록 차량의 좌우 방향을 따라 복수 개의 안착홈(1131)이 나란하게 형성되고, 상기 결합 커버(1140)은 상기 안착홈(1131)에 대응하여 형성되고, 상기 보강 빔(1200)을 수용하도록 복수 개의 수용홈(1141)이 형성된다. 따라서, 상기 보강 빔(1200)은 상기 안착홈(1131)과 상기 수용홈(1141)이 결합되어 형성된 공간에 끼워져 결합된다.

한편, 본 실시예에서는 상기 보강 빔(1200)이 원형 빔(막대) 형태로 형성되고, 상기 안착홈(1131) 및 상기 수용홈(1141)이 상기 보강 빔(1200)의 형태에 대응하여 반원형 홈 형태로 형성되나, 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 형태 변형 가능하다.

한편, 도 5에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복합재료를 적용한 차량용 백빔리스 범퍼커버의 단면도가 개시되어 있다.

도 5에 따르면, 본 실시예의 복합재료를 적용한 차량용 백빔리스 범퍼커버는 커버 본체(2110), 보강부(2130) 및 보강 빔(2200)을 포함한다.

한편, 본 실시예에서 상기 커버 본체(2110)는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합재료를 적용한 차량용 백빔리스 범퍼커버의 상기 커버 본체(110)과 구조 및 효과가 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.

본 실시예에서 상기 보강부(2130)에는 상기 보강 빔(2200)의 차량 전후 방향 이탈을 방지하도록 도브테일 형태(바깥 쪽이 좁은 사다리꼴의 형태)의 결합홈(2131)이 형성된다.

또한, 상기 보강 빔(2200)은 상기 범퍼 커버(2100)의 상기 결합홈(2131)에 인서트 사출 방식으로 형성된다.

본 실시예에 따르면, 상기 결합홈(2131)이 도브테일 형태로 형성되고, 상기 보강 빔(2200)이 상기 결합홈(2131)에 사출 성형되어 결합되므로, 상기 보강 빔(2200)이 상기 범퍼 커버(2100)에서 빠지지 않는 효과가 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10 : 범퍼
100, 1100, 2100 : 범퍼 커버
110, 1110, 2110 : 커버 본체
130, 1130, 2130 : 보강부
131 : 삽입홀
1131 : 안착홈
1140 : 결합 커버
1141 : 수용홈
2131 : 결합홈
200, 1200, 2200 : 보강 빔

Claims (5)

1. 충돌 발생 시 차량의 충격을 흡수하도록 차량에 장착된 범퍼 커버; 및
   상기 범퍼 커버의 내부에 결합되는 보강 빔;
   을 포함하고,
   상기 보강 빔은,
   탄소 섬유를 포함하는 소재로 형성되고,
   상기 범퍼 커버는,
   열가소성 올레핀 소재로 형성되며,
   상기 범퍼 커버는,
   차량을 덮도록 판 형태로 형성된 커버 본체; 및
   상기 커버 본체와 결합되면서 상기 보강 빔을 수용하는 결합 커버;
   를 포함하고,
   상기 커버 본체는,
   상기 보강 빔이 안착되도록 차량의 좌우 방향으로 복수 개의 안착홈이 형성되며,
   상기 결합 커버는,
   상기 안착홈에 대응하여 형성되고, 상기 보강 빔을 수용하는 복수 개의 수용홈이 형성된 것을 특징으로 하는 복합재료를 적용한 차량용 백빔리스 범퍼커버.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 범퍼 커버는,
   차량을 덮도록 판 형태로 형성된 커버 본체; 및
   상기 커버 본체의 차량 내측 방향 면에서 직사각 블럭 형태로 돌출 형성되고, 상기 보강 빔이 차량의 좌우 방향으로 삽입되도록 복수 개의 삽입홀이 형성된 보강부;
   를 포함하는 복합재료를 적용한 차량용 백빔리스 범퍼커버.
   
4. 삭제
5. 충돌 발생 시 차량의 충격을 흡수하도록 차량에 장착된 범퍼 커버; 및
   상기 범퍼 커버의 내부에 결합되는 보강 빔;
   을 포함하고,
   상기 보강 빔은,
   탄소 섬유를 포함하는 소재로 형성되고,
   상기 범퍼 커버는,
   열가소성 올레핀 소재로 형성되며,
   상기 범퍼 커버는,
   상기 보강 빔의 차량 전후 방향 이탈을 방지하도록 도브테일 형태의 결합홈이 형성되고,
   상기 보강 빔은,
   상기 범퍼 커버의 상기 결합홈에 인서트 사출 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 복합재료를 적용한 차량용 백빔리스 범퍼커버.
   

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