KR20180015729A - 에너지 흡수 조립체 및 그 제조 방법 및 사용 방법 - Google Patents

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디네시 문주루리마나
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사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이.
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Abstract

차량 부착용 에너지 흡수 조립체로서, 제1 단부 및 제2 단부와 인접하며 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부 사이에서 지향되는 곡선부를 포함하는 빔 및 상기 빔의 제1 단부로부터 연장되는 제1 크래쉬 캔으로서, 제1 부착면으로부터 연장되는 측면에 의해 형성된 공동(cavity)을 포함하고, 상기 빔의 전방 측을 향하여 상기 접착면으로부터 돌출하는 제1 돌출부를 가지고, 상기 제1 단부에서 상기 빔의 후방측의 후방으로 연장되는 제1 크래쉬 캔을 포함하고, 상기 곡선부는 전방 측 및 후방 측을 포함하고, 상기 제1 돌출부는 상기 제1 부착면으로부터 상기 제1 측면이 상기 제1 부착면으로부터 연장되는 거리의 110% 이상인 양만큼 연장되는 에너지 흡수 조립체.

Description

에너지 흡수 조립체 및 그 제조 방법 및 사용 방법
저속 충돌에서 차량의 손상을 줄이는 것에 대한 중요성이 증가하고 있다. 저속 충돌의 경우, 에너지 흡수 조립체는 범퍼에 사용될 수 있으며 차량 손상을 줄이기 위하여 충돌 에너지를 흡수할 수 있다.
차량에 대한 다양한 성능 요구 사항은 미국 도로교통안전국(United States Department of Transportation National Highway Traffic Safety Administration, 이하, "NHTSA"라고 한다.), 미국 고속도로 안전 보험 협회(Insurance Institute for Highway Safety, 이하, "IIHS"라고 한다.), 세계 자동차 수리 기술연구위원회(Research Council for Automobile Repairs, 이하, "RCAR"이라고 한다.) 및 유럽 경제위원회(Economic Commission for Europe, 이하, "ECE"라고 한다.)와 같은 조직에 의해 수립되었다. 자동차의 저속 손상 가능성에 대한 요구 사항을 관리하는 규정은 전세계적으로 다르다. 예를 들어, 유럽 및 태평양 지역에서, 차량은 차량 전방 및 후방에서 ECE 42 및 RCAR 표준을 충족시켜야 한다. 미국에서, 차량은 NHTSA 및 IIHS에서 설정한 것과 같은 변형 가능한 장벽 충돌 테스트를 통과해야 한다.
자동차 제조업체 또는 공급 업체에게, 여러 요구 사항을 충족시킬 수 있는 비용-효율적인 솔루션을 개발하는 것이 중요하다. 따라서, 안전 표준을 충족시킬 수 있고 비용-효율적인 방식으로 제조될 수 있는 조립체가 바람직하다.
본 명세서에는 에너지 흡수 조립체, 상기 조립체를 포함하는 물품, 및 이를 제조 및 사용하는 방법이 개시되어 있다.
본 발명은 차량 부착용 에너지 흡수 조립체로서, 제1 단부 및 제2 단부를 포함하고, 제1 단부 및 상기 제2 단부와 인접하며 제1 단부와 제2 단부 사이에서 지향되는 곡선부를 포함하는 빔; 빔의 제1 단부로부터 연장되는 제1 크래쉬 캔으로서, 제1 부착면으로부터 연장되는 측면에 의해 형성된 공동(cavity)을 포함하고, 빔의 전방 측을 향하여 접착면으로부터 돌출하는 제1 돌출부를 가지고, 제1 단부에서 빔의 후방측의 후방으로 연장되는 제1 크래쉬 캔; 및 빔의 제2 단부로부터 연장되는 제 2 크래쉬 캔으로서, 제2 부착면으로부터 연장되는 측면에 의해 형성된 공동을 포함하고, 빔의 전방측으로부터 전방으로 돌출하는 제2 돌출부를 가지고, 제2 단부에서 빔의 후방측의 후방으로 연장되는 제2 크래쉬 캔을 포함하고, 곡선부는 빔의 길이 방향에 직교하는 방향으로 호를 그리며 전방 측 및 후방 측을 포함하고, 제1 돌출부는 제1 부착면으로부터 제1 측면이 제1 부착면으로부터 연장되는 거리의 110% 이상인 양만큼 연장되고, 제2 돌출부는 제2 부착면으로부터 제2 측면이 제2 부착면으로부터 연장되는 거리의 110% 이상인 양만큼 연장되는 에너지 흡수 조립체이다.
본 발명은 에너지 흡수 조립체를 제조하는 방법으로서, 제1 단부 및 제2 단부를 포함하고, 제1 단부 및 제2 단부와 인접하며 제1 단부 및 제2 단부 사이에서 지향되는 곡선부를 더 포함하는 빔; 빔의 제1 단부로부터 연장되는 제1 크래쉬 캔으로서, 제1 단부에서 빔의 전방측으로부터 전방으로 돌출되는 제1 돌출부를 포함하고, 제1 단부에서 빔의 후방측의 후방으로 연장되는 제1 크래쉬 캔; 빔의 제2 단부로부터 연장되는 제2 크래쉬 캔으로서, 제2 단부에서 빔의 전방측으로부터 전방으로 돌출되는 제2 돌출부를 포함하고, 제2 단부에서 빔의 후방측의 후방으로 연장되는 제2 크래쉬 캔을 포함하고, 상기 곡선부는 빔의 길이 방향에 직교하는 방향으로 호를 그리며, 전방 측 및 후방 측을 포함하는 에너지 흡수 조립체를 제자리에서 형성하기 위하여 용융된 열가소성 재료를 몰드에 도입하는 단계; 및 몰드로부터 상기 에너지 흡수 조립체를 제거하는 단계를 포함하는, 에너지 흡수 조립체를 제조하는 방법이다.
앞서 기술된 그리고 다른 특징들은 다음의 도면들 및 상세한 설명에 의해 예시된다.
도면을 참조하면, 이는 제한적이 아니라 예시적인 것이며, 동일한 구성 요소는 여러 도면에서 동일하게 번호가 매겨져 있다.
도 1은 에너지 흡수 조립체의 평면도를 도시한다.
도 2는 에너지 흡수 조립체의 배면도를 도시한다.
도 3은 에너지 흡수 조립체의 정면도를 도시한다.
도 4는 에너지 흡수 조립체의 정면 단면도를 도시한다.
도 5는 크래쉬 캔(crash can)의 측면도를 도시한다.
도 6은 크래쉬 캔의 상세 정면도를 도시한다.
도 7은 크래쉬 캔의 평면도를 도시한다.
도 8은 종래의 에너지 흡수 시스템 및 RCAR 40% 오버랩 테스트를 위한 상술된 에너지 흡수 조립체의 에너지 흡수 효율에 대한 비교 데이터를 도시한다.
도 9는 종래의 에너지 흡수 시스템 및 RCAR 40% 오버랩 테스트를 위한 상술된 에너지 흡수 조립체를 사용하는 차량 레일의 변형 패턴을 도시한다.
도 10은 크래쉬 캔에 돌출부를 가지는 일체형 에너지 흡수 조립체의 후방 사시도를 도시한다.
도 11은 크래쉬 캔에 돌출부가 없는 에너지 흡수 조립체의 후방 사시도를 도시한다.
도 12는 에너지 흡수 시스템, 패시아(fascia) 및 레일을 도시하는 차량의 일부에 대한 사시도이다.
크래쉬 캔, 돌출부 및 연결 빔을 포함하는 에너지 흡수 조립체는 다른 차량, 물체 등과의 차량 충돌과 관련된 충격 에너지를 효율적으로 흡수할 수 있는 경량의 에너지 흡수 시스템을 제공할 수 있다. 저속 또는 중속 충돌시에 손상되는 테일게이트(tailgate), 엔진 부품, 범퍼 또는 라이트를 포함하는 차량 부품을 수리하는 데 많은 비용이 소요될 수 있다. 지역 안전 사양, 국가 안전 사양 및 내부 개발 사양을 포함하여, 범퍼 조립체가 만날 수 있는 많은 사양이 있다. 이러한 사양은 차량이 판매되는 위치(예를 들어, 미국 및 유럽)마다 다를 수 있다. 따라서, 에너지 흡수 조립체가 가장 세계적인 범퍼 안전 요건을 충족시키는 것이 바람직할 수 있다. 본 명세서에 기술된 크래쉬 캔, 돌출부 및 연결 빔을 포함하는 에너지 흡수 조립체는 예를 들어, ECE R42 중심 진자 테스트(ECE R 42 center pendulum test) 및/또는 RCAR 10° 40% 오버랩 15km/h 충돌 테스트(RCAR 10 degree 40% overlap 15 km/h impact test)와 같은 가장 세계적인 범퍼 안전 요건을 충족시킬 수 있다. 본 명세서에서 사용된 RCAR 충격 테스트는 RCAR 저속 구조 충돌 테스트 프로토콜(2.2, 2011년 7월 발행)에 근거하고, ECE R42 중심 진자 테스트는 1980년 6월 1일에 협정의 부속서로서 발효한, 전방 및 후방 보호 장치에 대한 차량의 승인에 관한 ECE R42 통일 조항에 근거한다.
에너지 흡수 조립체는 제1 단부 및 제2 단부를 포함하는 빔을 포함할 수 있으며, 빔은 제1 단부 및 제2 단부와 인접하고 이들 사이에서 지향된 곡선부를 포함한다. 곡선부는 빔의 길이 방향에 직교하는 방향으로 호를 그릴 수 있다. 호의 각도(θ)는 포장 공간 및 원하는 에너지 흡수 특성에 좌우된다. 예를 들어, 각도(θ)는 10°내지 40°, 예를 들어, 10°내지 30° 또는 15° 내지 25°일 수 있다. 빔은 전방 측과 후방 측을 가진다. 곡선부의 전방 측에서의 곡선 및 후방 측에서의 곡선은 동일하거나 상이할 수 있다. 곡선부는 규칙적인 방식으로 호를 그릴 수 있거나 다른 부분보다 많거나 적은 호를 가지는 부분을 포함할 수 있다. 곡선부는 편평하거나 상대적으로 편평한(즉, ±5° 미만의 곡선부) 부분을 포함할 수 있다. 빔은 전방 측 및 후방 측에서 중앙의 편평하거나 상대적으로 편평한 부분, 또는 전방 측 및 후방 측의 중앙의 편평하거나 상대적으로 편평한 부분을 포함할 수 있다. 빔은 볼록하도록(예를 들어, 차량에 부착될 때, 빔은 차량으로부터 상부 벽(14)을 향하여 연장되도록 외측으로 연장된다. 도 2 참조) 그 길이(예를 들어, 도 1의 x 방향)를 따라 곡선을 이룰 수 있다. 빔은 제1 및 제2 단부에서의 부분보다 위에서 보았을 때 더 작은 커브 각을 가지는 중심부를 가질 수 있다. 빔은 테스트 장치의 각도와 일치하는 중심부를 가질 수 있다. 빔은 ECE R 42 진자 충격 테스트 장치의 각도와 일치하는 중심부를 가질 수 있다.
빔은 에너지 흡수 조립체의 원하는 에너지 흡수 특성을 제공하고, 차량의 공간 요건을 충족시키기 위하여, 상부에서 볼 때 전방 측에서 후방 측으로 (예를 들어, 도 1의 y 방향으로) 임의의 폭일 수 있다. 빔의 폭은 빔의 길이에 따라 달라질 수 있고, 빔의 폭은 빔의 길이에 따라 동일할 수 있다. 빔의 단부는 빔의 중심보다 넓을 수 있다. 폭은 사출 성형과 같은 원하는 제조 방법을 제공하도록 선택될 수 있다. 일반적으로 폭은 빔의 중심에서 10mm에서 100mm까지 변할 수 있으며, 빔의 단부에서 50mm에서 300mm까지 변할 수 있다. 빔의 질량은 0.8kg에서 4kg까지 변할 수 있다.
빔은 빔의 제1 단부로부터 연장되는 제1 크래쉬 캔 및 빔의 제2 단부로부터 연장되는 제2 크래쉬 캔을 포함한다. 각각의 크래시 캔은 캔의 후방으로부터 돌출되고, 각각의 단부에서 캔의 전방 측으로부터 전방으로 돌출되는 돌출부를 가질 수 있다. 돌출부는 크래쉬 캔의 전방 측으로부터 (도 1의 라인(58)으로 도시된 바와 같이) 빔의 중심부보다 작거나 같은 거리만큼 연장될 수 있다. 돌출부는 중심부를 넘어서 연장될 수 있지만, 이러한 디자인은 일반적으로 미적인(aesthetic) 이유로 채용되지 않는다. 각 단부에서 빔의 전방 측으로부터 전방으로 연장되는 돌출부의 양은 오프셋 충격 시험과 같은, 충격 테스트 또는 다른 고려 사항으로부터 원하는 에너지 흡수량을 제공하도록 선택될 수 있다.
각각의 크래쉬 캔은 각 단부에서 빔의 후방 측의 후방으로 연장된다. 각각의 단부에서 빔의 후방 측의 후방으로 연장되는 크래쉬 캔의 양은 빔 (즉, 크래쉬 캔)이 차량 레일에 직접적으로 부착하는 것을 허용하는 것 및/또는 다른 고려 사항을 위하여, 원하는 에너지 흡수량, 빔과 차량 사이의 원하는 공간을 허용하도록 선택될 수 있다.
크래쉬 캔은 빔과는 별도로 제작되어 플라스틱 용접 또는 다른 적절한 접합 기술에 의해 접합될 수 있거나, 크래쉬 캔 및 빔은 일체형일 수 있고 빔과 하나의 피스로 제작될 수 있다. 일체형이란 구성 요소 중 하나에 손상을 주지 않고서는 구성 요소(즉, 크래쉬 캔 및 빔)가 서로 분리될 수 없다는 사실을 의미한다. 제1 및 제2 돌출부는 제1 및 제2 크래쉬 캔과 일체형일 수 있거나, 또는 각각의 피스는 개별적으로 제작되고 플라스틱 용접 또는 다른 적절한 접합 기술에 의해 접합될 수 있다. 전체 에너지 흡수 조립체는 일체형일 수 있으며, 예를 들어 사출 성형 또는 열 성형에 의해, 하나의 피스로 제작될 수 있다.
에너지 흡수 조립체는 크래쉬 캔을 통해 차량에 부착될 수 있다. 크래쉬 캔은 차량 바디에 대한 조립체의 고정된 연결을 용이하게 하기 위한 부착부를 포함한다. 부착부는 차량 바디에 대한 연결 영역으로서 작용하는 부착면을 포함한다. 에너지 흡수 조립체와 차량 사이의 연결은, 부착면에 부착 구멍 또는 다른 적절한 결합 기술을 사용하는, 기계적 부착 (예를 들어, 스크류, 볼트 및/또는 너트) 일 수 있다. 크래쉬 캔의 각 부착부는 차량 레일과 정렬될 수 있다.
어떤 실시예에서 크래쉬 캔 및 돌출부는 정사각형 또는 직사각형 형상으로 도시되어 있지만, 임의의 형상의 크래쉬 캔 및/또는 크러쉬 박스가 사용될 수 있는 것으로 고려된다. 예를 들어, 크래쉬 캔 및/또는 크러쉬 박스는 둥글거나(예를 들어, 원추형, 원형, 타원형 등) 다각형(예를 들어, 사각형, 직사각형, 타원형, 사다리꼴 등)의 형상 및 이들 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함할 수 있다.
빔은 높이를 따라 (예를 들어, z 방향, 도 1 참조) 하나 이상의 부분을 가질 수 있다. 빔은 상부, 중간부 및 하부를 가질 수 있다. 각 부분은 벽에 의하여 분리될 수 있다. 예를 들어, 빔은 빔의 상부로부터 내려다 보이는 다음의 부분들로부터 형성될 수 있다 : 상부를 형성하는 상부 벽 및 중간 벽; 중간부를 형성하는 두 개의 중간 벽; 하부를 형성하는 중간 벽 및 바닥 벽. 벽, 부분 및 다른 부품은 원하는 에너지 흡수 특성, 제작 특성 또는 다른 고려 사항을 제공하는 임의의 두께 또는 폭일 수 있다. 빔은 하나 이상의 중간부를 가질 수 있다.
빔은 전방 측에서 하나 이상의 폐쇄부 또는 개방부 및 후방 측에서 하나 이상의 폐쇄부 또는 개방부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상부 벽은 단단한 전면을 가지고, 하부 벽은 단단한 전면을 가지고, 중간 벽은 단단한 후면을 가지고, 빔을 따라 진행하는 교대의 개방-폐쇄 구조를 형성한다.
상부 벽, 중간 벽 및 하부 벽은 하나 이상의 리브를 사용하여 연결될 수 있다. 리브는 벽들 사이에 배치될 수 있고, 빔에 대한 구조적인 보강 (예를 들어, 강성, 비틀림 강성 등)을 제공할 수 있으며, 이는 차량 충돌 동안에 에너지 흡수 조립체의 휨(deflection)을 감소시킬 수 있다. 리브는 리브가 연결된 벽의 깊이가 될 수 있다. 리브는 일직선이거나 곡선을 이루거나, 또는 다른 적합한 형상일 수 있다. 리브는 빔의 길이를 가로 질러 벽들 사이에서 확장될 수 있다. 리브는 상부 벽과 중간 벽 사이, 두 개의 중간 벽 사이, 및 중간 벽과 하부 벽 사이에 배치되고, 실질적으로 서로 평행하고(예를 들어, 서로 거의 180°로 떨어져 있음), 벽에 직각이 될 수 있다. 리브는 상부, 중간부 및 하부 중 하나 이상의 사이에서 정렬되도록 구성될 수 있거나, 리브는 상부, 중간부 및/또는 하부에서 서로 오프셋되도록 구성될 수 있다(예를 들어, 엇갈림식 배열(staggered arrangement)). 상부 및 하부의 리브는 서로 정렬되거나 서로 오프셋될 수 있다. 리브는 벽 사이에서 공간을 형성할 수 있다. 이 공간은 크기가 다양할 수 있다. 크기는 조절되고 효율적인 에너지 흡수를 제공할 수 있다. 실시예에서, 상부, 하부 및 중간부는 각각 하나 이상의 리브의 열(row)을 독립적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 상부, 하부 및 중간부는 각각 두 개 이상의 리브의 열; 세 개 이상의 리브의 열; 네 개 이상의 리브의 열; 및 다섯 개 이상의 리브의 열을 독립적으로 포함할 수 있다. 리브는 에너지 흡수 조립체에 원하는 강성을 제공하여 에너지를 흡수할 수 있고 손상으로부터 에너지 흡수 조립체 후방에 위치한 차량 부품을 보호할 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 일반적으로 각 리브 사이의 거리는 10mm에서 40mm까지 달라질 수 있다. 리브의 두께는 1.5mm에서 6mm까지 달라질 수 있다.
빔과 크래쉬 캔은 빔과 크래쉬 캔 사이에서 연장되는 수평 플랜지(들)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 빔은 후방 수평 플랜지를 사용하여 크래쉬 캔에 연결될 수 있다. 크래쉬 캔과 빔 단부는 전방 수평 플랜지를 포함할 수 있다. 후방 및 전방 수평 플랜지는 각각 균일한 깊이일 수 있거나, 깊이는 원하는지지 또는 다른 특성을 제공하도록 달라질 수 있다. 후방 수평 플랜지는 빔과 크래쉬 캔(들) 사이에서 원하는 연결 및/또는 지지를 허용하도록 임의의 원하는 두께일 수 있다. 예를 들어, 전방 수평 플랜지는 크래쉬 캔의 원하는 지지를 허용하거나 다른 원하는 특성을 제공하도록 임의의 원하는 두께일 수 있다. 이러한 플랜지들은 빔과 크래쉬 캔 사이의 견고한 연결을 가지도록 제공받는다. 그것은 에너지 흡수 조립체의 일체형 피스이다. 플랜지의 일반적인 두께는 1.2mm에서 3.5mm까지 달라질 수 있으며, 플랜지의 높이는 5mm에서 30mm까지 달라질 수 있다. 이는 빔의 전체 길이를 연장하거나 에너지 흡수 조립체의 너비의 10 ~ 25%를 덮을 수 있다. 플랜지는 에너지 흡수 조립체의 필수 부품이 아니다.
크래쉬 캔 (빔의 길이에 대하여 수직)의 단면 형상은 임의의 형상일 수 있다. 크래쉬 캔은 부착면과 부착면으로부터 연장되는 측면에 의해 형성된 공동, 및 공동 내에 위치하고, 측면을 지나서 부착면으로부터 멀리 연장되는 돌출부를 포함할 것이다.
돌출부는 복수의 벽으로 둘러싸인 채널에 의해 형성될 수 있다. 채널은 정사각형, 직사각형, 원 또는 기타 육각형 형상과 같은 다양한 형상을 가질 수 있다. 돌출부는 측면과 동일한 방향으로, 부착면으로부터 멀리 연장된다. 돌출부의 길이는 측면 높이의 125% 이상, 특히 측면 높이의 150% 이상, 또한 측면 높이의 200% 이상이다. 예를 들어, 측면이 10mm의 높이를 가지는 경우, 돌출부는 12.5mm 이상, 특히 15mm 이상, 또한 20mm 이상의 길이를 가질 수 있다.
돌출부 캔과 부착면 및/또는 측면 사이에서 연장되는 것은 하나 이상의 지지 리브가 될 수 있다. 선택적으로, 돌출부의 각 측면에서 하나 이상의 지지 리브가 있을 수 있다. 크래쉬 캔과 돌출부 각각의 측면 사이에서 다른 개수의 지지 리브가 있을 수 있다. 지지 리브는 동일한 크기 또는 형상일 필요는 없다. 이러한 지지 리브의 양, 개수 및 두께는 차량과/으로부터의 부착을 위한 부착면에 대한 접근을 가능하게 하는 성능 사이에서의 균형이다. 크래쉬 캔의 측면 및 빔의 단부에서 가장 먼 돌출부는 하나 이상의 지지 리브를 가질 수 있다.
돌출부의 전면은 각각 테스트 장치의 각도와 일치하는 각도를 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 돌출부의 전면 및 제2 돌출부의 전면 각각은 RCAR 범퍼 장벽 테스트 장치의 반경과 일치하는 각도를 형성할 수 있다. 예를 들어, 각각의 돌출부의 전면은 RCAR 10° 40 % 오버랩 범퍼 장벽 테스트 장치의 각도와 일치할 수 있다. 돌출부의 전면은 단단한 표면을 형성할 필요는 없지만, 개방 채널, 폐쇄 채널 또는 이들의 조합일 수 있다. 돌출부의 채널은 적어도 하나의 단부에서, 예를 들어 크래쉬 박스가 사출 성형을 통해 형성되는 경우에, 개방된다. 돌출부의 전면은 편평하거나 실질적으로 편평한(즉, 편평한 부분으로부터 ±5°) 프로파일을 가질 수 있거나, 전면은 하나 이상의 톱니 모양이거나(indented) 각도를 가질 수 있으며, 각도(α)는 차량의 조립체 위에 위치될 패시아(패시아(100), 도 12 참조)의 형상을 따르도록 디자인된다. 일반적으로, 각도는 20° 이하, 구체적으로는 15° 이하, 예를 들어, 5° 내지 20°이다. (도 7 참조)
에너지 흡수 조립체는 사출 성형되거나 또는 압출 성형, 열 성형, 블로우 성형 및 앞서 말한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합과 같이, 임의의 다른 적합한 제조 기술로 형성될 수 있다.
에너지 흡수 조립체는 원하는 형상으로 형성될 수 있고 원하는 특성을 제공할 수 있는 임의의 폴리머 물질 또는 폴리머 물질의 조합을 포함할 수 있다. 예시적인 재료는 폴리머 재료뿐만 아니라 폴리머 재료와 탄성 중합체(elastomeric) 재료 및/또는 열경화성 재료의 조합을 포함한다. 일 실시예에서, 폴리머 물질은 열가소성 물질을 포함한다. 가능한 폴리머 재료로는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT); 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS); 폴리카보네이트(LEXANTM 및 LEXANTM EXL 수지, 사빅(SABIC)의 이노베이티브 플라스틱 비지니스로부터 상업적으로 입수 가능); 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET); 폴리카보네이트/PBT 블렌드; 폴리카보네이트/ABS 블렌드; 코폴리카보네이트-폴리에스테르; 아크릴-스티렌-아크릴로니트릴(ASA); 아크릴로니트릴-(에틸렌-폴리프로필렌 디아민 변형(modified))-스티렌(AES); 페닐렌 에테르 수지; 폴리페닐렌 에테르/폴리아미드의 블렌드(NORYL GTXTM 수지, 사빅의 이노베이티브 플라스틱 비지니스로부터 상업적으로 입수 가능); 폴리카보네이트/PET/PBT의 블렌드; PBT 및 충격 보강제(impact modifier) (XENOYTM 수지, 사빅의 이노베이티브 플라스틱 비지니스로부터 상업적으로 입수 가능); 폴리아미드; 페닐렌설파이드 수지; 폴리비닐 클로라이드 PVC; 내충격성 폴리스티렌(HIPS); 저/고밀도 폴리에틸렌(L/HDPE); 폴리프로필렌(PP); 발포 폴리프로필렌(EPP); 폴리에틸렌 및 섬유 복합체; 폴리프로필렌 및 섬유 복합체(AZDEL SuperliteTM 시트, 아즈델 인코포레이티드(Azdel, Inc.)로부터 상업적으로 입수 가능); 장섬유 강화 열가소성수지(VERTONTM 수지, 사빅의 이노베이티브 플라스틱 비지니스로부터 상업적으로 입수 가능); 열가소성 올레핀(TPO); 탄소 섬유 강화 폴리머 복합체(CFRP), 및 전술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합물을 포함한다.
예시적인 충전 수지는 사빅의 이노베이티브 플라스틱 비지니스로부터 상업적으로 입수 가능한 긴 유리 섬유 충진 폴리 프로필렌(long glass fiber filled polypropylene) 수지인, STAMAXTM수지이다. 일부 가능한 보강 물질은 유리, 탄소 등과 같은 섬유 및 전술한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합; 예를 들어 긴 유리 섬유 및/또는 긴 탄소 섬유 강화 수지를 포함한다. 예를 들어, 탄소 섬유 강화 폴리머 합성물은 에너지 흡수 조립체를 형성하는데 이용될 수 있다. 탄소 섬유 강화 폴리머 합성물은 에너지 흡수 조립체에 원하는 구조적 완전성(integrity)을 제공하기 위하여 에너지 흡수 조립체 또는 그 일부분에 코팅 (예를 들어, 스킨)으로서 사용될 수 있다. 에너지 흡수 조립체는 전술한 물질 중 하나 이상을 포함하는 조합으로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 동일한 재료가 에너지 흡수 조립체의 각 부품(예를 들어, 크래쉬 캔, 빔, 리브 및/또는 돌출부)을 제조하는데 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 상이한 재료가 에너지 흡수 조립체의 다양한 부품을 제조하는데 사용될 수 있다(예를 들어, 하나의 재료가 크래쉬 캔을 제조하는데 사용될 수 있고 상이한 재료가 리브를 제조하는데 사용될 수 있고 상이하거나 동일한 재료가 돌출부를 제조하는데 사용될 수 있다). 예를 들어, 크러쉬 특성을 향상시키거나, 손상 가능성을 감소시키는 등을 위하여, 재료의 임의의 조합이 사용될 수 있다는 것이 고려된다.
도면을 참조하면, 도 1은 에너지 흡수 조립체(10)의 평면도를 도시한다. 에너지 흡수 조립체(10)는 제1 단부(30) 및 제2 단부(32)를 포함하는 빔(12)을 가질 수 있다. 빔(12)은 제1 단부(30) 및 제2 단부(32)와 인접하고 이들 사이에서 지향된 곡선부(34)를 가질 수 있다. 곡선부(34)는 전방 측(50) 및 후방 측(52)을 가질 수 있다. 곡선부(34)는 빔의 길이 방향에 직교하는 방향으로 호를 그릴 수 있으며, 길이 방향은 도 1에서 x 방향으로 도시되어 있다. 즉, 빔(12)은 도 1에 도시된 바와 같이, 전방 측(50)이 후방 측(52)의 전방에 위치되는 +y 방향으로 호를 그릴 수 있다. 빔(12)은 빔(12)의 제1 단부(30)로부터 연장되는 제1 크래쉬 캔(80)을 포함할 수 있다. 제1 크래쉬 캔(80)은 제1 단부(30)에서 곡선부(34)의 전방 측(50)으로부터 전방으로 돌출될 수 있는 제1 돌출부(60)를 가질 수 있다. 제1 크래쉬 캔(80)은 제1 단부(30)에서 곡선부(34)의 후방 측(52)의 후방으로 연장될 수 있다. 빔(12)은 빔(12)의 제2 단부(32)로부터 연장되는 제2 크래쉬 캔(90)을 포함할 수 있다. 제2 크래쉬 캔 (90)은 제2 단부(32)에서 곡선부(34)의 전방 측(50)으로부터 전방으로 돌출될 수 있는 제2 돌출부(64)를 가질 수 있다. 제2 크래쉬 캔(90)은 제2 단부(32)에서 곡선부(34)의 후방 측(52)의 후방으로 연장될 수 있다. 제1 돌출부(60) 및 제2 돌출부(64)는 각각 전방 표면(66)을 가진다.
도 2는 에너지 흡수 조립체(10)의 배면도를 도시한다. 빔(12)은 제1 단부(30) 및 제2 단부(32)를 가질 수 있다. 빔(12)은 상부 벽(14), 하부 벽(16) 및 하나 이상의 중간 벽(18)을 가질 수 있다. 도 2에서, 두 개의 중간 벽(18)이 도시되어 있다. 빔(12)은 후면(20) 및 전면(22)을 가질 수 있다. 전면(22) 및 후면(20)은 중간 벽(18) 및 리브(24)를 통해 연결될 수 있다. 빔(12)은 상부(40), 중간부(42) 및 하부(44)를 가질 수 있다. 선택적으로, 상부 및 하부는 후면(20)에 대해 개방되지만 전면(22)에 대해 폐쇄되는 채널을 형성할 수 있는 반면, 중간부(42)는 전면(22)에 대해 개방되지만 후면(20)에 대해 폐쇄되는 채널을 형성할 수 있다. 선택적으로, 상부 및 하부는 후면(20)에 대해 폐쇄되지만 전면(22)에 대해 개방되는 채널을 형성할 수 있는 반면, 중간부(42)는 전면(22)에 대해 폐쇄되지만 후면(20)에 대해 개방되는 채널을 형성할 수 있다.(도 10 참조) 어느 하나의 실시예에서, 상부, 중간부 및 하부는 복수의 리브를 포함할 수 있다.
빔(12)은 후방 수평 플랜지(26) 및 전방 수평 플랜지(28)를 가질 수 있다. 빔(12)은 제1 단부(30)에 부착된 제1 크래쉬 캔(80) 및 제2 단부(32)에 부착된 제2 크래쉬 캔(90)을 가질 수 있다. 제1 크래쉬 캔(80) 및 제2 크래쉬 캔(90)은 하나 이상의 부착 구멍(82)을 가지는 부착면(84)을 가질 수 있다. 선택적으로, 하나 이상의 부착 구멍(82)은 내부에 위치된 그로밋(grommet)(94), 예를 들어, 금속 그로밋을 포함할 수 있다. 그로밋(94)은 빔과 차량 사이의 부착에 추가적인 구조적 완전성(integrity)을 제공할 수 있다(예를 들어, 차량의 레일(102)(도 12 참조)). 제1 크래쉬 캔(80) 및 제2 크래쉬 캔(90)은 하나 이상의 벽(88)에 의하여 하나 이상의 채널(86)이 연결되는 허니콤 구조체(honeycomb structure)(92)를 가질 수 있다.
도 3은 에너지 흡수 조립체(10)의 정면도를 도시한다. 빔(12)은 상부 벽(14), 하부 벽(16) 및 하나 이상의 중간 벽(18)을 가질 수 있다. 도 3에는 두 개의 중간 벽(18)이 도시되어 있다. 빔(12)은 후면(20) 및 전면(22)을 가질 수 있다. 전면(22) 및 후면(20)은 중간 벽(18) 및 리브(24)를 통해 연결된다. 빔(12)은 상부(40), 중간부(42) 및 하부(44)를 가질 수 있다. 빔(12)은 후방 수평 플랜지(26) 및 전방 수평 플랜지(28)를 가질 수 있다. 빔(12)은 제1 돌출부(60) 및 제2 돌출부(64)를 가질 수 있다. 제1 돌출부(60) 및 제2 돌출부(64)는 벽(88)으로 둘러싸인 채널(86)을 가질 수 있다.
도 4는 에너지 흡수 조립체(10)의 전방 단면도를 도시한다. 빔(12)은 상부 벽(14), 하나 이상의 중간 벽(18) 및 하부 벽(16)을 가질 수 있다. 빔(12)은 하나 이상의 리브(24)를 가질 수 있다. 빔(12)은 상부(40), 중간부(42) 및 하부(44)를 가질 수 있다. 빔(12)은 후방 수평 플랜지(26) 및 전방 수평 플랜지(28)를 가질 수 있다. 빔(12)은 제1 크래쉬 캔(80) 및 제2 크래쉬 캔(90)을 가질 수 있다. 제1 크래쉬 캔(80)은 제1 돌출부(60)를 가질 수 있다. 제1 돌출부(60)는 하나 이상의 벽(88) 및 채널(86)을 가질 수 있다. 제2 크래쉬 캔(90)은 제2 돌출부(64)를 가질 수 있다. 제2 돌출부(64)는 하나 이상의 벽(88) 및 채널(86)을 가질 수 있다. 제1 크래쉬 캔(80)은 부착면(84)을 가질 수 있다. 제2 크래쉬 캔(90)은 부착면(84)을 가질 수 있다. 부착면(84)은 하나 이상의 부착 구멍(82)을 가질 수 있다.
도 5는 크래쉬 캔 및 돌출부의 측면도를 도시한다. 도 5에서, 관찰자는 제2 크래쉬 캔(90) 및 제2 돌출부(64)의 측면을 보고 있다. 제2 크래쉬 캔(90) 및 제2 돌출부(64)는 지지 리브(46)를 통해 연결된다. 전방 표면(66)이 도시되어있다.
도 6은 돌출부 및 크래쉬 캔의 상세 정면도를 도시한다. 도 6에서, 제1 크래쉬 캔(80)이 도시되어 있다. 제1 크래쉬 캔(80)은 하나 이상의 연결 리브(48)와 함께 제1 돌출부(60)에 부착된다. 전방 수평 플랜지(28)가 도시되어 있다. 후방 수평 플랜지(26)가 도시되어 있다. 채널(86)을 가지는 허니콤 구조체(92)(도 2 참조)는, 상기 조립체의 대향측 상에 돌출부(68)를 형성한다. 도시된 바와 같이, 돌출부(68)는 다른 측으로부터 연장하는 채널(86)을 포함할 수 있다.
도 7은 돌출부 및 크래쉬 캔의 평면도를 도시한다. 도 7에서, 제1 크래쉬 캔(80)이 도시되어 있다. 제1 크래쉬 캔(80)은 연결 리브(48)와 함께 제1 돌출부(60)에 부착된다(도 10 참조). 빔(12)은 제1 크래쉬 캔(80)에 부착된 것으로 도시되어 있다. 전방 표면(66)이 도시되어 있다. 전방 표면(66)으로부터 연장하는 것은 지지 리브(들)(46)일 수 있다.
에너지 흡수 조립체는 사출 성형 공정을 사용하여 제조될 수 있다. 에너지 흡수 조립체의 부분들은 개별적으로 제조된 다음, 예를 들어 물리적 결합, 고정 수단 또는 용접에 의해, 함께 고정될 수 있다. 에너지 흡수 조립체는 하나의 피스로 제조될 수 있다.
에너지 흡수 조립체는 차량의 레일에 조립체를 고정하기 위한 차량 부착 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 작은 금속 조각은 플랫 레일 지지부 위에 이를 끼우기 위하여 조립체의 양쪽 단부에 용접될 수 있다. 대안적으로, 레일 지지부는 평평한 표면이 양쪽 단부에서 에너지 흡수 조립체의 수직 표면과 동일 평면에 있도록 회전될 수 있다. 에너지 흡수 조립체와 차량 사이에 원하는 부착을 제공하는 모든 부착 수단이 사용될 수 있다(예를 들어, 볼트, 접착제 등).
에너지 흡수 조립체는 전방 단부 모듈 및/또는 후방 단부 모듈에 부착되도록 구성될 수 있다. 전방 단부 모듈 및/또는 후방 단부 모듈은 멀티-피스 조립체를 포함할 수 있다. 전방 단부 모듈 또는 후방 단부 모듈은 많은 수의 부품을 단일 조립체에 통합시킬 수 있다. 전방 단부 모듈 및/또는 후방 단부 모듈은 차량에 설치될 수 있는 서브-조립체로서 차량 제조사에 공급될 수 있다. 전방 단부 모듈 및 / 또는 후방 단부 모듈은 조명 조립체 및/또는 부품, 라디에이터, 호스, 냉각 팬, 공기 조화 부품, 그릴, 그릴-개방 보강 패널, 크럼플 구역(crumple zone), 범퍼 빔, 범퍼 조립체, 에너지 흡수 조립체, 장식 패시아(decorative fascia), 후드 래치(hood latche), 와셔 병, 전자 장치, 배선 등을 포함할 수 있다. 전방 단부 모듈 또는 후방 단부 모듈의 부품은 공급사 티어 레벨 및 차량 제조사에 의해 달라질 수 있다. 단편적인 조립체보다는 전방 단부 모듈 및/또는 후방 단부 모듈의 사용은 차량 제조사의 조립 라인에서의 조립 업무, 조립 시간 및/또는 조립 단계(프로세스)를 줄일 수 있다.
전방 단부 모듈 및/또는 후방 단부 모듈의 구조는 표준화될 수 있고 다수의 지역에 판매되는 다수의 모델에 공통된 디자인으로 사용될 수 있다. 이는 차량 제조사에게 비용 절감을 제공할 수 있다. 전방 단부 모듈 및/또는 후방 단부 모듈은 차량 제조사가 글로벌 차량 플랫폼을 허용할 수 있는 동시에 지역(예를 들어, 지리적으로)마다 다를 수 있는 모델 변형(또는 버전)을 허용한다.
패시아는 에너지 흡수 조립체가 차량에 부착된 상태에서는 보이지 않게 하기 위하여 에너지 흡수 조립체를 둘러쌀 수 있다. 패시아는 열가소성 물질로 형성될 수 있으며 종래의 차량 페인팅 및/또는 코팅 기술을 사용하는 마무리 공정을 거칠 수 있다.
차량에 부착될 때, 에너지 흡수 조립체는 부착면을 통해 차량 레일에 부착될 수 있다. 에너지 흡수 조립체는 패시아와 차량 레일 사이에 위치된다. 이 디자인으로, 추가적인 범퍼 빔이 필요하지 않다. 즉, 차량에는 금속 범퍼 빔이 없을 수 있다. 에너지 흡수 조립체는 패시아와 차량 레일에 직접 부착할 수 있다.
에너지 흡수 조립체는 저속 및/또는 중속에서 충격 에너지를 흡수할 수 있다. 저속 및/또는 중속 충돌시 차량 및/또는 보행자의 손상을 최소화하는 차량에 사용될 수 있다. 에너지 흡수 조립체는 5 킬로 뉴튼(kN) 이상의 충격력에 구겨지기 시작하도록 설계되었다. 즉, 일부 실시예에서, 에너지 흡수 조립체는 5kN의 힘으로 충돌될 때 구겨지기 시작할 수 있다. 다른 실시예에서, 에너지 흡수 조립체는 10kN의 힘으로 충돌될 때 구겨지기 시작할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 에너지 흡수 조립체는 20kN의 힘으로 충돌될 때 구겨지기 시작할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 에너지 흡수 조립체는 60kN의 힘으로 충돌될 때 구겨지기 시작할 수 있다.
에너지 흡수 조립체는 다음의 비 제한적인 예시에 의해 추가로 설명된다.
비교 연구는 부착면으로부터 연장되는 돌출부를 가지는 크래쉬 캔(도 11 참조) 및 본 명세서에서 기술된 특징을 포함하는 에너지 흡수 조립체(도 2 참조)가 없는 빔을 비교하기 위해 수행되었다. 돌출부는 베이스(즉, 부착면)로부터 약 200mm 만큼 연장된다. RCAR 10° 40% 오버랩 15km/h 충돌 테스트가 수행되었다. 에너지 흡수 효율 그래프는 도 8에 도시되어 있다. 레일에 작용하는 힘(킬로 뉴턴(kN)) 대 시간(밀리 초(ms)) 곡선 아래의 영역은 에너지 흡수 효율을 나타낸다. 힘의 최대 값은 60kN으로 제한되며, 이를 넘어서는 차량 레일이 하중을 견딜 수 없고 영구 변형을 시작한다. 시험 동안에, 기존의 보를 사용하였을 때에는 후방 바닥이 변형되었다. 본 명세서에 기술된 에너지 흡수 조립체를 사용하였을 때에는 후방 바닥은 변형되지 않았다. 도 9는 RCAR 40% 오버랩 테스트를 위한 충돌 전과 충돌 후의 차량 레일의 변형 패턴을 도시한다. 종래의 빔이 사용될 때, 차량 레일은 영구 변형을 겪는 것을 알 수 있다. 본 명세서에 기술된 에너지 흡수 조립체를 사용한 차량 레일은 변형되지 않는다.
에너지 흡수 조립체 및 제조 방법은 적어도 다음의 실시예를 포함한다.
실시예 1: 차량 부착용 에너지 흡수 조립체로서, 제1 단부 및 제2 단부를 포함하고, 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부와 인접하며 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에서 지향되는 곡선부를 선택적으로 포함하는 빔; 상기 빔의 제1 단부로부터 연장되는 제1 크래쉬 캔으로서, 제1 부착면으로부터 연장되는 측면에 의해 형성된 공동을 포함하고, 상기 빔의 전방 측을 향하여 상기 부착면으로부터 돌출하는 제1 돌출부를 가지고, 상기 제1 단부에서 상기 빔의 후방측의 후방으로 연장되는 제1 크래쉬 캔; 및 상기 빔의 제2 단부로부터 연장되는 제 2 크래쉬 캔으로서, 제2 부착면으로부터 연장되는 측면에 의해 형성된 공동을 포함하고, 상기 빔의 전방측으로부터 전방으로 돌출하는 제2 돌출부를 가지고, 상기 제2 단부에서 상기 빔의 후방측의 후방으로 연장되는 제2 크래쉬 캔을 포함하고, 상기 선택적인 곡선부는 상기 빔의 길이 방향에 직교하는 방향으로 호를 그리며, 상기 곡선부는 전방 측 및 후방 측을 포함하고, 상기 제1 돌출부는 상기 제1 부착면으로부터 제1 측면이 상기 제1 부착면으로부터 연장되는 거리의 110% 이상인 양만큼 연장되고, 상기 제2 돌출부는 상기 제2 부착면으로부터 제2 측면이 상기 제2 부착면으로부터 연장되는 거리의 110% 이상인 양만큼 연장되는, 차량 부착용 에너지 흡수 조립체.
실시예 2: 실시예 1에 있어서, 상기 빔은 상기 제1 크래쉬 캔 및 상기 제2 크래쉬 캔과 일체형인 에너지 흡수 조립체.
실시예 3: 앞서 언급된 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 제1 크래쉬 캔과 일체형이며, 상기 제2 돌출부는 상기 제2 크래쉬 캔과 일체형인 에너지 흡수 조립체.
실시예 4: 앞서 언급된 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 에너지 흡수 조립체는 단일 요소인 에너지 흡수 조립체.
실시예 5: 실시예 1 또는 2에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 제1 크래쉬 캔과 일체형이 아니고 상기 제2 돌출부는 상기 제2 크래쉬 캔과 일체형이 아니며, 이러한 돌출부들은 마찰 용접, 초음파 용접, 구조용 접착제 또는 기계적 패스너 등과 같은 부차적인 접합 방법을 사용하여 상기 에너지 흡수 조립체에 개별적으로 조립되는 에너지 흡수 조립체.
실시예 6: 실시예 1 또는 2에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 제1 크래쉬 캔과는 분리되어 형성되고 상기 제2 돌출부는 상기 제2 크래쉬 캔과는 분리되어 형성되는 에너지 흡수 조립체.
실시예 7: 실시예 6에 있어서, 상기 제1 돌출부 및 상기 제2 돌출부는, 각각 부차적인 접합 방법을 사용하여, 상기 제1 크래쉬 캔 및 상기 제2 크래쉬 캔에 부착되는 에너지 흡수 조립체.
실시예 8: 실시예 7에 있어서, 상기 부차적인 접합 방법은 마찰 용접, 초음파 용접, 구조용 접착제 및 기계적 패스너 중 하나 이상을 포함하며, 예를 들어, 마찰 용접 및 초음파 용접 중 하나 이상을 포함하는 에너지 흡수 조립체.
실시예 9: 앞서 언급된 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 크래쉬 캔 및 상기 제2 크래쉬 캔 각각은 차량 바디와 상기 조립체의 고정된 연결을 용이하게 하기 위한 부착부를 포함하고, 상기 부착부는 부착면 및 부착 구멍을 포함하는 에너지 흡수 조립체.
실시예 10: 실시예 9에 있어서, 각각의 부착부는 차량 레일과 정렬되는 에너지 흡수 조립체.
실시예 11: 앞서 언급된 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 돌출부는 연결 리브로 상기 제1 크래쉬 캔에 부착되고, 상기 제2 돌출부는 연결 리브로 상기 제2 크래쉬 캔에 부착되는 에너지 흡수 조립체.
실시예 12: 앞서 언급된 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 돌출부 및 제2 돌출부 각각은 검사 장치의 각도와 일치하는 각도를 형성하는 전방 표면을 가지는 에너지 흡수 조립체.
실시예 13: 실시예 12에 있어서, 상기 전방 표면은 RCAR 10° 40% 오버랩 범퍼 장벽 테스트 장치의 반경과 일치하는 에너지 흡수 조립체.
실시예 14: 앞서 언급된 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 에너지 흡수 조립체는 열가소성 재료를 포함하는 에너지 흡수 조립체.
실시예 15: 앞서 언급된 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 에너지 흡수 조립체는 사출 성형되는 에너지 흡수 조립체.
실시예 16: 앞서 언급된 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 곡선부는 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부에서의 커브 각도보다 작은 커브 각도를 가지는 중심부를 가지는 에너지 흡수 조립체.
실시예 17: 앞서 언급된 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 중심부는 검사 장치의 각도와 일치하는 각도를 가지는 에너지 흡수 조립체.
실시예 18: 실시예 17에 있어서, 상기 중심부는 ECE R42 진자 충격 테스트 장치의 각도와 일치하는 각도를 가지는 에너지 흡수 조립체.
실시예 19: 앞서 언급된 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 돌출부의 전방 표면 및 상기 제2 돌출부의 전방 표면은 상기 빔의 중심부에서의 전방 측을 지나서 연장되지 않는 에너지 흡수 조립체.
실시예 20: 앞서 언급된 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 크래쉬 캔 및 제2 크래쉬 캔은 각각 허니콤 구조체를 포함하는 에너지 흡수 조립체.
실시예 21: 앞서 언급된 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 돌출부 및 제2 돌출부는 개구를 둘러싸는 네 개의 벽을 포함하는 에너지 흡수 조립체.
실시예 22: 앞서 언급된 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 돌출부는 제1 지지 리브와 함께 상기 제1 크래쉬 캔의 단부에 연결되고, 제2 돌출부는 제2 지지 리브와 함께 상기 제2 크래쉬 캔의 단부에 연결되는 에너지 흡수 조립체.
실시예 23: 앞서 언급된 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 빔은 상부, 중간부 및 하부를 포함하며, 상기 중간부는 상기 빔의 후방 측에서 솔리드 표면을 포함하고 상기 상부 및 하부는 상기 빔의 전방 측에서 솔리드 표면을 포함하고, 상기 상부 및 중간부를 연결하는 하나 이상의 리브 및 상기 중간부와 하부를 연결하는 하나 이상의 리브가 있는 에너지 흡수 조립체.
실시예 24: 앞서 언급된 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 제1 부착면으로부터 상기 제1 측면이 상기 제1 부착면으로부터 연장되는 거리의 125% 이상인 양만큼 연장되는 것 및/또는 상기 제2 돌출부는 상기 제2 부착면으로부터 상기 제2 측면이 상기 제2 부착면으로부터 연장되는 거리의 125% 이상인 양만큼 연장되는 것 중 하나 이상인 에너지 흡수 조립체.
실시예 25: 앞서 언급된 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 제1 부착면으로부터 상기 제1 측면이 상기 제1 부착면으로부터 연장되는 거리의 150% 이상인 양만큼 연장되는 것 및/또는 상기 제2 돌출부는 상기 제2 부착면으로부터 상기 제2 측면이 상기 제2 부착면으로부터 연장되는 거리의 150% 이상인 양만큼 연장되는 것 중 하나 이상인 에너지 흡수 조립체.
실시예 26: 앞서 언급된 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 제1 부착면으로부터 상기 제1 측면이 상기 제1 부착면으로부터 연장되는 거리의 165% 이상인 양만큼 연장되는 것 및/또는 상기 제2 돌출부는 상기 제2 부착면으로부터 상기 제2 측면이 상기 제2 부착면으로부터 연장되는 거리의 165% 이상인 양만큼 연장되는 것 중 하나 이상인 에너지 흡수 조립체.
실시예 27: 앞서 언급된 실시예들 중 어느 하나의 에너지 흡수 조립체를 제조하는 방법으로서, 제1 단부 및 제2 단부를 포함하고, 상기 제1 단부 및 제2 단부와 인접하며 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부 사이에서 지향되는 곡선부를 더 포함하는 빔; 상기 빔의 제1 단부로부터 연장되는 제1 크래쉬 캔으로서, 상기 제1 단부에서 상기 빔의 전방측으로부터 전방으로 돌출되는 제1 돌출부를 포함하고, 상기 제1 단부에서 상기 빔의 후방측의 후방으로 연장되는 제1 크래쉬 캔; 상기 빔의 제2 단부로부터 연장되는 제2 크래쉬 캔으로서, 상기 제2 단부에서 상기 빔의 전방측으로부터 전방으로 돌출되는 제2 돌출부를 포함하고, 상기 제2 단부에서 상기 빔의 후방측의 후방으로 연장되는 제2 크래쉬 캔을 포함하고, 상기 곡선부는 상기 빔의 길이 방향에 직교하는 방향으로 호를 그리며, 전방 측 및 후방 측을 포함하는 에너지 흡수 조립체를 제자리에서 형성하기 위하여 용융된 열가소성 재료를 몰드에 도입하는 단계; 및 상기 몰드로부터 상기 에너지 흡수 조립체를 제거하는 단계를 포함하는 에너지 흡수 조립체를 제조하는 방법.
실시예 28: 앞서 언급된 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 폴리머로 이루어지며 선택적으로 부착 구멍에 배치된 금속 그로밋을 가지는 부착면을 통한 부착 구멍을 포함하는 에너지 흡수 조립체.
실시예 29: 앞서 언급된 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 곡선부를 포함하는 에너지 흡수 조립체.
실시예 30: 에너지 흡수 조립체를 제조하는 방법으로서, 제1 단부 및 제2 단부를 포함하고, 상기 제1 단부 및 제2 단부와 인접하며 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부 사이에서 지향되는 곡선부를 더 포함하는 빔; 상기 빔의 제1 단부로부터 연장되는 제1 크래쉬 캔으로서, 상기 제1 단부에서 상기 빔의 전방측으로부터 전방으로 돌출되는 제1 돌출부를 포함하고, 상기 제1 단부에서 상기 빔의 후방측의 후방으로 연장되는 제1 크래쉬 캔; 상기 빔의 제2 단부로부터 연장되는 제2 크래쉬 캔으로서, 상기 제2 단부에서 상기 빔의 전방측으로부터 전방으로 돌출되는 제2 돌출부를 포함하고, 상기 제2 단부에서 상기 빔의 후방측의 후방으로 연장되는 제2 크래쉬 캔을 포함하고, 상기 곡선부는 상기 빔의 길이 방향에 직교하는 방향으로 호를 그리며, 전방 측 및 후방 측을 포함하고, 상기 제1 돌출부는 제1 부착면으로부터 제1 측면이 상기 제1 부착면으로부터 연장되는 거리의 110% 이상인 양만큼 연장되고, 상기 제2 돌출부는 제2 부착면으로부터 제2 측면이 상기 제2 부착면으로부터 연장되는 거리의 110% 이상인 양만큼 연장되는 에너지 흡수 조립체를 제자리에서 형성하기 위하여 용융된 열가소성 재료를 몰드에 도입하는 단계; 및 상기 몰드로부터 상기 에너지 흡수 조립체를 제거하는 단계를 포함하는 에너지 흡수 조립체를 제조하는 방법.
이러한 기술된 설명은, 최상의 모드를 포함하여, 본 발명을 개시하기 위하여 예시를 사용하고, 통상의 기술자가 본 발명을 제작하고 사용할 수 있게 한다. 본 발명의 특허 가능한 범위는 청구범위에 의하여 정의되며, 통상의 기술자에게 발생할 수 있는 다른 예시를 포함할 수 있다. 이러한 다른 실시예는 청구항의 문자상의 언어와 다르지 않는 구조적인 구성요소를 가지는 경우 또는 청구항의 문자상의 언어와 실질적이지 않는(insubstantial) 차이를 갖는 균등한 구조적인 구성요소를 포함하는 경우 청구항의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.
본 명세서에 개시된 모든 범위는 종점(endpoint)을 포함하며, 종점은 서로 독립적으로 조합 가능하다. "조합(Combination)"은 블렌드(blend), 혼합(mixture) 등을 포함합니다. 또한, 본 명세서에서 "제1", "제2" 등의 용어는 순서, 양 또는 중요성을 나타내지 않고, 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위해 사용된다. 본 명세서에서 달리 지시되거나 문맥에 의해 명백하게 부정되지 않는 한, 단수 및 복수를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 사용된 접미사 "(들)"은 용어의 하나 이상을 포함하는, 단수 및 복수의 용어가 모두 포함되는 것으로 의도된다. 본 명세서 전체에 걸쳐 "일 실시예", "다른 실시 예", "실시예" 등의 언급은 실시예와 연결되어 기술된 특정 요소(예를 들어, 특징(feature), 구조(structure) 및/또는 특성(characteristic))는 본 명세서에 기술된 하나 이상의 실시예에 포함되는 것을 의미하며, 다른 실시예에 존재하거나 존재하지 않을 수 있다. 기술된 구성요소들은 다양한 실시예들 및 예시들에서 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있음을 이해될 것이다.
일반적으로, 본 발명은 본 명세서에 개시된 임의의 적절한 구성요소를 교대로 포함할 수 있고, 구성될 수 있고, 또는 필수적으로 구성될 수 있다. 본 발명은 부가적으로 또는 대안적으로, 종래 기술의 구조에서 사용되거나 본 발명의 기능 및/또는 목적의 달성에 필수적이지 않은 임의의 구성요소가 전혀 없거나 실질적으로 없도록 제작될 수 있다.
본 발명은 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 통상의 기술자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변경이 가해질 수 있고 균등물이 구성요소로 대체될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본 발명의 필수적인 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명의 교시에 특정 상황 또는 재료를 맞추도록 많은 수정이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 발명을 수행하기 위해 개시된 특정 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명은 첨부된 청구범위의 범위 내에 있는 모든 실시예를 포함할 것이다.

Claims (20)

  1. 차량 부착용 에너지 흡수 조립체로서,
    제1 단부 및 제2 단부를 포함하고, 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부와 인접하며 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부 사이에서 지향되는 곡선부를 선택적으로 포함하는 빔;
    상기 빔의 제1 단부로부터 연장되는 제1 크래쉬 캔으로서, 제1 부착면으로부터 연장되는 측면에 의해 형성된 공동(cavity)을 포함하고, 상기 빔의 전방 측을 향하여 상기 부착면으로부터 돌출하는 제1 돌출부를 가지고, 상기 제1 단부에서 상기 빔의 후방측의 후방으로 연장되는 제1 크래쉬 캔; 및
    상기 빔의 제2 단부로부터 연장되는 제 2 크래쉬 캔으로서, 제2 부착면으로부터 연장되는 측면에 의해 형성된 공동을 포함하고, 상기 빔의 전방측으로부터 전방으로 돌출하는 제2 돌출부를 가지고, 상기 제2 단부에서 상기 빔의 후방측의 후방으로 연장되는 제2 크래쉬 캔을 포함하고,
    상기 곡선부는 상기 빔의 길이 방향에 직교하는 방향으로 호를 그리며, 전방 측 및 후방 측을 포함하고,
    상기 제1 돌출부는 상기 제1 부착면으로부터 제1 측면이 상기 제1 부착면으로부터 연장되는 거리의 110% 이상인 양만큼 연장되고,
    상기 제2 돌출부는 상기 제2 부착면으로부터 제2 측면이 상기 제2 부착면으로부터 연장되는 거리의 110% 이상인 양만큼 연장되는 에너지 흡수 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 빔은 상기 제1 크래쉬 캔 및 상기 제2 크래쉬 캔과 일체형인 부착용 에너지 흡수 조립체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 돌출부는 상기 제1 크래쉬 캔과 일체형이고, 상기 제2 돌출부는 상기 제2 크래쉬 캔과 일체형인 에너지 흡수 조립체.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 내지 어느 한 항에 있어서,
    상기 에너지 흡수 조립체는 단일 요소인 에너지 흡수 조립체.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 돌출부는 상기 제1 크래쉬 캔과는 분리되어 형성되고, 상기 제2 돌출부는 상기 제2 크래쉬 캔과는 분리되어 형성되는 에너지 흡수 조립체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 돌출부 및 상기 제2 돌출부는, 부차적인 접합 방법을 사용하여, 상기 제1 크래쉬 캔 및 상기 제2 크래쉬 캔에 각각 부착되는 에너지 흡수 조립체.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 크래쉬 캔 및 상기 제2 크래쉬 캔 각각은 차량 바디와 상기 조립체의 고정 연결을 용이하게 하기 위한 부착부를 포함하고, 상기 부착부는 부착면 및 부착 구멍을 포함하는 에너지 흡수 조립체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    각각의 부착부는 차량 레일과 정렬되는 에너지 흡수 조립체.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 크래쉬 캔 및 제2 크래쉬 캔 각각은 허니콤 구조체(honeycomb structure)를 포함하는 에너지 흡수 조립체.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 돌출부는 연결 리브로 상기 제1 크래쉬 캔에 부착되고, 상기 제2 돌출부는 연결 리브로 상기 제2 크래쉬 캔에 부착되는 에너지 흡수 조립체.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 돌출부 및 제2 돌출부 각각은 테스트 장치의 각도와 일치하는 각도를 형성하는 전방 표면을 가지는 에너지 흡수 조립체.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전방 표면은 RCAR 10° 40% 오버랩 범퍼 장벽 테스트 장치의 반경과 일치하는 에너지 흡수 조립체.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 곡선부는 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부에서의 커브 각도보다 작은 커브 각도를 가지는 중심부를 가지는 에너지 흡수 조립체.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 중심부는 테스트 장치의 각도와 일치하는 각도를 가지는 에너지 흡수 조립체.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 돌출부의 전방 표면 및 상기 제2 돌출부의 전방 표면은 상기 빔의 중심에서의 전방 측을 지나서 연장되지 않는 에너지 흡수 조립체.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 돌출부 및 제2 돌출부는 개구를 둘러싸는 네 개의 벽을 포함하는 에너지 흡수 조립체.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 돌출부는 제1 연결 리브로 상기 제1 크래쉬 캔의 단부에 연결되고, 제2 돌출부는 제2 연결 리브로 상기 제2 크래쉬 캔의 단부에 연결되는 에너지 흡수 조립체.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 빔은 상부, 중간부 및 하부를 포함하며, 상기 중간부는 상기 빔의 후방 측에서 솔리드 표면을 포함하고 상기 상부 및 하부는 상기 빔의 전방 측에서 솔리드 표면을 포함하고, 상기 상부 및 중간부를 연결하는 하나 이상의 리브 및 상기 중간부와 하부를 연결하는 하나 이상의 리브가 있는 에너지 흡수 조립체.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    폴리머로 이루어지며 부착 구멍에 배치된 금속 그로밋을 가지는 부착면을 관통하는 부착 구멍을 선택적으로 포함하는 에너지 흡수 조립체.
  20. 에너지 흡수 조립체를 제조하는 방법으로서,
    제1 단부 및 제2 단부를 포함하고, 상기 제1 단부 및 제2 단부와 인접하며 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부 사이에서 지향되는 곡선부를 더 포함하는 빔; 상기 빔의 제1 단부로부터 연장되는 제1 크래쉬 캔으로서, 상기 제1 단부에서 상기 빔의 전방측으로부터 전방으로 돌출되는 제1 돌출부를 포함하고, 상기 제1 단부에서 상기 빔의 후방측의 후방으로 연장되는 제1 크래쉬 캔; 상기 빔의 제2 단부로부터 연장되는 제2 크래쉬 캔으로서, 상기 제2 단부에서 상기 빔의 전방측으로부터 전방으로 돌출되는 제2 돌출부를 포함하고, 상기 제2 단부에서 상기 빔의 후방측의 후방으로 연장되는 제2 크래쉬 캔을 포함하고, 상기 곡선부는 상기 빔의 길이 방향에 직교하는 방향으로 호를 그리며, 전방 측 및 후방 측을 포함하고, 상기 제1 돌출부는 제1 부착면으로부터 제1 측면이 상기 제1 부착면으로부터 연장되는 거리의 110% 이상인 양만큼 연장되고, 상기 제2 돌출부는 제2 부착면으로부터 제2 측면이 상기 제2 부착면으로부터 연장되는 거리의 110% 이상인 양만큼 연장되는 에너지 흡수 조립체를 제자리에서 형성하기 위하여 용융된 열가소성 재료를 몰드에 도입하는 단계; 및
    상기 몰드로부터 상기 에너지 흡수 조립체를 제거하는 단계를 포함하는 에너지 흡수 조립체를 제조하는 방법.
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