KR20200012450A - 일체형 프론트 엔드 모듈 - Google Patents

일체형 프론트 엔드 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR20200012450A
KR20200012450A KR1020180087775A KR20180087775A KR20200012450A KR 20200012450 A KR20200012450 A KR 20200012450A KR 1020180087775 A KR1020180087775 A KR 1020180087775A KR 20180087775 A KR20180087775 A KR 20180087775A KR 20200012450 A KR20200012450 A KR 20200012450A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vertical
back beam
horizontal
backbeam
end module
Prior art date
Application number
KR1020180087775A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102478119B1 (ko
Inventor
김도회
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020180087775A priority Critical patent/KR102478119B1/ko
Priority to US16/163,861 priority patent/US10486745B1/en
Publication of KR20200012450A publication Critical patent/KR20200012450A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102478119B1 publication Critical patent/KR102478119B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/15—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B62D21/152—Front or rear frames
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/04—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects formed from more than one section in a side-by-side arrangement
    • B60R19/12—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects formed from more than one section in a side-by-side arrangement vertically spaced
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/18—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by the cross-section; Means within the bumper to absorb impact
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/24—Arrangements for mounting bumpers on vehicles
    • B60R19/26—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means
    • B60R19/34—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means destroyed upon impact, e.g. one-shot type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/08—Front or rear portions
    • B62D25/082—Engine compartments
    • B62D25/085—Front-end modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D29/00—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof
    • B62D29/04—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof predominantly of synthetic material
    • B62D29/046—Combined superstructure and frame, i.e. monocoque constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/03—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by material, e.g. composite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/18—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by the cross-section; Means within the bumper to absorb impact
    • B60R2019/1806—Structural beams therefor, e.g. shock-absorbing
    • B60R2019/1833—Structural beams therefor, e.g. shock-absorbing made of plastic material
    • B60R2019/1853—Structural beams therefor, e.g. shock-absorbing made of plastic material of reinforced plastic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2304/00—Optimising design; Manufacturing; Testing
    • B60Y2304/03—Reducing weight
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2304/00—Optimising design; Manufacturing; Testing
    • B60Y2304/05—Reducing production costs, e.g. by redesign
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2306/00—Other features of vehicle sub-units
    • B60Y2306/01—Reducing damages in case of crash, e.g. by improving battery protection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명에 의한 일체형 프론트 엔드 모듈은, 상부멤버, 하부멤버 및 상부멤버와 하부멤버를 연결하는 한 쌍의 수직멤버로 구성되어 사각 틀 형상을 이루는 프레임; 한 쌍의 수직멤버 사이를 연결하고 충돌 발생시 가해지는 충격량을 수직멤버에 전달하는 로드패스를 형성하는 수평 백빔; 상부멤버의 중앙부와 하부멤버의 중앙부를 연결하고 충돌 발생시 가해지는 충격량을 상부멤버 및 하부멤버를 통해 수직멤버에 전달하는 로드패스를 형성하는 제1수직 백빔; 및 수직멤버와 제1수직 백빔 사이에 설치되어 상부멤버와 하부멤버 사이를 연결하고 충돌 발생시 가해지는 충격량을 상부멤버 및 하부멤버를 통해 수직멤버에 전달하는 로드패스를 형성하는 한 쌍의 제2수직 백빔;을 포함하고, 상기 프레임, 수평 백빔, 제1수직 백빔 및 제2수직 백빔은 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

일체형 프론트 엔드 모듈 {INTEGRAL TYPE FRONT-END MODULE}
본 발명은 일체형 프론트 엔드 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 전방에 설치되어 외부 충격을 흡수할 수 있는 일체형 프론트 엔드 모듈에 관한 것이다.
프론트 엔드 모듈(Front-End Module, FEM)은 일반적으로 차량의 전방에 설치되어 전방 충돌시 발생하는 충격량을 흡수하여, 사이드멤버를 통해 차체 내측으로 전달되는 충격량을 최소화하기 위해 설치된다.
FEM에 가해지는 충격량은 차체의 좌우측에 각각 설치되어 있는 크래쉬박스(Crash box)에 전달되고, 이 크래쉬박스가 좌굴되면서 충격량을 소정량 흡수한 후, 나머지 충격량이 사이드멤버를 통해 차체에 전달하게 된다.
그러나 전기차 등 차세대 차량은 실내 공간을 확장하면서 비교적 엔진룸의 공간을 작게 설정하는 숏 오버행 차체를 사용하기 때문에, 전방 충돌시 충격량을 흡수하기 위한 충분한 거리를 둘 수 없어 크래쉬박스에 파단이 발생하면서 큰 충격량이 차체로 전달되어 실내 공간이 압착됨으로써, 탑승자에게 상해를 입힐 수 있는 가능성이 높아지게 된다.
특히, 종래의 FEM은 하나의 백빔이 좌우측의 크래쉬박스에 연결되어 백빔에 가해지는 충격량을 하나의 로드패스를 통해 하나의 크래쉬박스에 전달하기 때문에, 백빔이 파단되거나 크래쉬박스가 좌굴되는 대신 파단되어 충격량을 제대로 흡수하지 못 하는 문제가 발생하였다.
따라서, 강한 충격이 발생하더라도 의도치 않은 파단이 발생하는 것을 방지하고 충격량을 흡수할 수 있는 새로운 구조의 프론트 엔드 모듈 구조가 요구되고 있는 실정이다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-0829889 (2008.05.16.)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 로드패스를 다원화하여 발생된 충격량을 분산시키고, 의도치 않은 파단을 방지하여 충격량을 원활하게 흡수할 수 있는 일체형 프론트 엔드 모듈을 제공하는 데 있다.
위 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 프론트 엔드 모듈은, 상부멤버, 하부멤버 및 상부멤버와 하부멤버를 연결하는 한 쌍의 수직멤버로 구성되어 사각 틀 형상을 이루는 프레임; 한 쌍의 수직멤버 사이를 연결하고 충돌 발생시 가해지는 충격량을 수직멤버에 전달하는 로드패스를 형성하는 수평 백빔; 상부멤버의 중앙부와 하부멤버의 중앙부를 연결하고 충돌 발생시 가해지는 충격량을 상부멤버 및 하부멤버를 통해 수직멤버에 전달하는 로드패스를 형성하는 제1수직 백빔; 및 수직멤버와 제1수직 백빔 사이에 설치되어 상부멤버와 하부멤버 사이를 연결하고 충돌 발생시 가해지는 충격량을 상부멤버 및 하부멤버를 통해 수직멤버에 전달하는 로드패스를 형성하는 한 쌍의 제2수직 백빔;을 포함하고, 상기 프레임, 수평 백빔, 제1수직 백빔 및 제2수직 백빔은 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
수평 백빔은, 한 쌍의 수직멤버의 중앙부 사이를 연결할 수 있다.
수평 백빔은, 수직멤버의 중앙부에서 차량의 전방 방향으로 연장되어 사이드멤버에 연결되는 로드패스를 형성하는 한 쌍의 직선영역과, 한 쌍의 직선영역 사이에 형성되어 중앙에 가까워질수록 차량의 전방 방향으로 돌출되도록 굴곡지게 형성된 곡선영역으로 구분될 수 있다.
제1수직 백빔은, 양단부에서 중앙부로 갈수록 차량의 전방 방향으로 돌출되도록 굴곡지게 형성될 수 있다.
수평 백빔의 중앙부와 제1수직 백빔의 중앙부는 십자 형태로 교차되도록 일체로 형성될 수 있다.
제2수직 백빔은, 수직멤버와 제1수직 백빔 사이의 거리를 기준으로 수직멤버로부터 45~55% 이격된 위치에 설치될 수 있다.
제2수직 백빔은, 양단부에서 중앙부로 갈수록 차량의 전방 방향으로 돌출되도록 굴곡지게 형성될 수 있다.
수평 백빔과 제2수직 백빔의 중앙부는 십자 형태로 교차되도록 일체로 형성될 수 있다.
프레임, 수평 백빔, 제1수직 백빔 및 제2수직 백빔은 차량의 후방 방향이 오목하게 형성되어 그 내측에 복수 개의 리브가 형성될 수 있다.
수직멤버의 차량의 후방 방향에는 사이드멤버가 연결되어 수평 백빔, 제1수직 백빔 및 제2수직 백빔에 가해진 충격량을 전달받아 사이드멤버에 전달할 수 있다.
프레임, 수평 백빔, 제1수직 백빔 및 제2수직 백빔은 섬유 강화 플라스틱(Fiber Reinforced Plastic) 재질로 형성될 수 있다.
프레임, 수평 백빔, 제1수직 백빔 및 제2수직 백빔은 유리섬유 강화 플라스틱(Glass Fiber Reinforced Plastic) 재질로 형성될 수 있다.
제2수직 백빔은, 자동차 옵셋 충돌 시험시 충돌하는 배리어의 모서리와 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
본 발명에 의한 일체형 프론트 엔드 모듈에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 로드패스를 다원화하여 충격에 의해 발생한 하중이 집중되어 파단이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
둘째, 프론트 엔드 모듈에 백빔을 일체화하여 중량을 절감할 수 있다.
셋째, 일체형 구조로 금형에서 성형할 수 있기 때문에 제조 비용 및 공수를 감소시킬 수 있다.
도 1은 종래의 FEM 구조를 나타낸 도면이고,
도 2는 종래의 FEM 구조를 오프셋 충돌 시험하는 모습을 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 일체형 프론트 엔드 모듈을 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 일체형 프론트 엔드 모듈을 오프셋 충돌 시험하는 모습을 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 일체형 프론트 엔드 모듈의 배면을 나타낸 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 일체형 프론트 엔드 모듈의 하부멤버 저면 모습을 나타낸 도면이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 일체형 프론트 엔드 모듈에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 FEM 구조를 나타낸 도면이고, 도 2는 종래의 FEM 구조를 오프셋 충돌 시험하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 FEM 구조는 사각 틀 형상의 프레임(10)에 가로로 가로지르도록 백빔(20)이 설치되고, 백빔(20)의 양단에는 각각 크래쉬박스(21)가 설치되어 이를 통해 차체의 사이드멤버(30)에 연결된다.
프레임(10)과 백빔(20)은 일반적으로 볼팅 결합되고, 백빔(20)에 충격이 가해질 경우 백빔(20)의 양측 단부로 충격량이 전달되면서 크래쉬박스(21)가 좌굴되어 충격량을 감쇄시킬 수 있다.
이렇게 크래쉬박스(21)가 백빔(20)에 가해진 충격량을 감쇄시킴에 따라, 사이드멤버(30)를 통해 차체에 전달되는 충격량을 감소시킬 수 있게 되는 것이다.
그러나 백빔(20)에 가해지는 충격량이 전달되는 로드패스(L)가 하나의 경로로 이루어져 있기 때문에, 이 로드패스(L)에 과도한 하중이 집중되어 백빔(20)이나 크래쉬박스(21)에 파단이 발생할 수 있다. 결과적으로, 백빔(20)에 가해진 충격량이 감쇄되지 않고 실내로 전달되어 탑승자에게 상해를 발생시킬 수 있게 된다.
한편, 도 3은 본 발명에 따른 일체형 프론트 엔드 모듈을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 일체형 프론트 엔드 모듈을 오프셋 충돌 시험하는 모습을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 일체형 프론트 엔드 모듈의 배면을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 일체형 프론트 엔드 모듈의 저면을 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일체형 프론트 엔드 모듈은 크게 프레임(100), 수평 백빔(210), 제1수직 백빔(220) 및 제2수직 백빔(230)을 포함하여 구성된다.
프레임(100)은 차량의 좌우방향으로 길게 형성된 상부멤버(110)와, 상부멤버(110)의 하방으로 이격되어 차량의 좌우방향으로 길게 형성된 하부멤버(120)와, 상부멤버(110)의 단부와 하부멤버(120)의 단부를 상하로 연결하는 한 쌍의 수직멤버(130)를 포함하여 구성된다. 프레임(100)은 이러한 상부멤버(110), 하부멤버(120) 및 수직멤버(130)를 통해 일종의 사각 틀 형상을 이룰 수 있다.
이때, 수직멤버(130)의 후방에는 사이드멤버(30)가 연결됨으로써, 이 사이드멤버(30)를 매개로 프레임(100)이 차체(미도시)에 연결될 수 있다. 또한, 후술할 수평 백빔(210), 제1수직 백빔(220) 및 제2수직 백빔(230)에서 프레임(100)으로 전달된 충격력은 사이드멤버(30)를 통해 차체로 전달된다.
수평 백빔(210)은 한 쌍의 수직멤버(130) 사이를 연결하는 구성으로서, 그 양단이 하나의 수직멤버(130)의 중앙부와 다른 수직멤버(130)의 중앙부에 각각 결합되어 있다.
이러한 수평 백빔(210)에 가해진 충격량은 로드패스(L)를 따라서 차량의 좌우방향으로 분산되어 프레임(100) 방향으로 전달된다.
수평 백빔(210)을 더 자세히 살펴 보면, 종래에 크래시박스가 설치되어 있던 위치, 즉 프레임(100)의 수직멤버(130)와 수평 백빔(210)이 연결되는 부위에 차량의 전방 방향으로 돌출되도록 형성된 직선영역(211)과, 한 쌍의 수직멤버(130)에 각각 연결되어 있는 직선영역(211)의 사이에 형성되어 수평 백빔(210)의 중앙에 가까워질수록 차량의 전방 방향으로 돌출되도록 굴곡지게 형성된 곡선영역(212)으로 구분되는 것이 바람직하다.
이렇게 수평 백빔(210)의 중앙부가 차량의 전방 방향으로 돌출되도록 형성시킴으로써, 수평 백빔(210)의 중앙부에 충돌이 발생하거나, 오프셋 충돌을 통해 수평 백빔(210)의 어느 한 단부에 가까운 위치에서 충돌이 발생하더라도, 수평 백빔(210)의 곡선영역(212)에 형성되어 있는 로드패스(L)를 따라 직선영역(211)까지 충격량이 전달된 후, 직선영역(211)이 변형되면서 충격량을 감쇄한 뒤 사이드멤버(30)로 전달될 수 있다.
제1수직 백빔(220)은 상부멤버(110)의 중앙과 하부멤버(120)의 중앙 사이를 연결하도록 상하로 길게 형성되고, 제2수직 백빔(230)은 상부멤버(110)의 중앙과 단부 사이 영역과 하부멤버(120)의 중앙과 단부 사이 영역을 연결하도록 상하로 길게 형성되어 있다.
이때, 제1수직 백빔(220)의 중앙부와 제2수직 백빔(230)의 중앙부는 각각 수평 백빔(210)의 곡선영역(212)과 일체로 형성되어, 수평 백빔(210)에 가해진 충격량이 수평 백빔(210)에 형성된 로드패스(L) 뿐만 아니라 제1수직 백빔(220) 및 제2수직 백빔(230)에 형성된 로드패스(L)를 통해서도 전달되게 된다.
이렇게 제1수직 백빔(220) 및 제2수직 백빔(230)은 수평 백빔(210)에 가해지는 충격량을 상부멤버(110) 및 하부멤버(120)로 전달하여 분산시킴으로써, 수평 백빔(210)에서 프레임(100)의 수직멤버(130)로 전달되는 충격량을 감소시키고, 이를 통해 수평 백빔(210)과 수직멤버(130)에 과도한 하중이 전달되어 발생되는 파단 등의 문제를 방지할 수 있게 된다.
제1수직 백빔(220) 및 제2수직 백빔(230)은, 양단부에서 중앙부로 갈수록 차량의 전방 방향으로 돌출되도록 굴곡지게 형성되는 것이 바람직하다. 이렇게 제1수직 백빔(220) 및 제2수직 백빔(230)의 중앙부가 차량의 전방 방향으로 돌출되도록 형성시킴으로써, 수평 백빔(210)에 가해진 충격량을 제1수직 백빔(220) 및 제2수직 백빔(230)을 통해 상부멤버(110) 및 하부멤버(120)에 원활하게 전달하는 로드패스(L)를 형성시킬 수 있게 된다.
이를 통해, 수평 백빔(210)에 가해진 충격량이 수평 백빔(210)과 프레임(100)의 수직멤버(130)의 연결부에 집중되지 않고, 충격량이 상부멤버(110) 및 하부멤버(120)를 거쳐 수직멤버(130)에 전달됨으로써 수평 백빔(210)의 곡선영역(212) 및 직선영역(211)에 과도한 하중이 집중되어 발생되는 파단을 방지할 수 있게 된다.
한편, 수평 백빔(210)과 제1수직 백빔(220) 또는 제2수직 백빔(230)은 십자 형태로 교차하는 형태로 결합되는 것이 바람직하다.
수평 백빔(210)의 전면 또는 배면에 제1수직 백빔(220) 또는 제2수직 백빔(230)이 결합될 경우, 수평 백빔(210)에 가해진 충격량이 제1수직 백빔(220) 또는 제2수직 백빔(230)으로 전달되는 로드패스(L)가 제대로 형성되지 못하기 때문에, 수평 백빔(210)에서 수직멤버(130)로 전달되는 하중이 커지게 된다.
따라서, 로드패스(L)의 경로를 최대한 직선화시킬 수 있도록, 수평 백빔(210)과 제1수직 백빔(220) 및 제2수직 백빔(230)의 결합부는 십자 형태로 교차하면서, 그 전면 및 배면이 하나의 면을 이루도록 일체로 형성되는 것이 바람직할 것이다.
제2수직 백빔(230)은 수직멤버(130)와 제1수직 백빔(220) 사이에 형성될 수 있지만, 바람직하게는 수직멤버(130)와 제1수직 백빔(220) 사이의 거리를 기준으로 수직멤버(130)로부터 45~55% 이격된 위치에 설치되는 것이 바람직하다.
즉, 수직멤버(130)와 제1수직 백빔(220)의 사이의 중앙 위치에 제2수직 백빔(230)을 형성시킴으로써, 수평 백빔(210)의 어느 위치에서 충돌이 발생하더라도 제1수직 백빔(220) 및 제2수직 백빔(230)을 통해 충격량을 상부멤버(110) 및 하부멤버(120)로 전달할 수 있다.
특히, 제2수직 백빔(230)을 제1수직 백빔(220)과 수직멤버(130) 사이의 중앙에 가깝게 형성시킴으로써, 오프셋 충돌 시험시에 차체와 충돌되는 배리어(40)의 모서리 부분과 제2수직 백빔(230)의 위치를 근접시킴으로써, 오프셋 충돌 시험 중에 차량의 실내공간까지 전달되는 충격량을 최소화시킬 수 있게 된다.
이를 통해, 실제 차량의 운행 중에 발생할 수 있는 중앙선 침범 등에 의한 오프셋 정면충돌 사고가 일어날 때, 차량의 실내공간에 전달되는 충격량을 최소화하여 운전자 및 탑승자를 보호할 수 있는 것이다.
제2수직 백빔(230)의 위치가 상기 범위에 비해서 수직멤버(130)에 더 가까워지면 수평 백빔(210)의 중앙부에 충돌이 발생했을 때 상부멤버(110) 및 하부멤버(120)로 하중이 전달되는 로드패스가 원활히 형성되지 않아 수평 백빔(210)와 수직멤버(130)의 연결부에 하중이 집중될 수 있고, 제2수직 백빔(230)의 위치가 상기 범위에 비해서 제1수직 백빔(220)에 더 가까워지면 오프셋 충돌 시험시에 제2수직 백빔(230)의 위치가 배리어(40)의 모서리 위치로부터 이탈됨으로써, 수평 백빔(210)의 모서리부에 가해진 충격량이 상부멤버(110) 및 하부멤버(120)로 전달되지 않고 수직멤버(130)에만 집중될 수 있다.
따라서, 제2수직 백빔(230)의 위치가 상기 범위를 벗어날 경우 수평 백빔(210)과 수직멤버(130)의 결합부에서 파단이 일어나면서 충격량을 감쇄시키지 못하게 되고, 이에 따라 차량의 실내공간으로 전달되는 충격량이 증가하여 운전자 및 탑승자에게 상해가 발생할 가능성이 높아지게 된다.
한편, 프레임(100), 수평 백빔(210), 제1수직 백빔(220) 및 제2수직 백빔(230)은 모두 일체형으로 형성되는 것이 바람직하다.
프레임(100), 수평 백빔(210), 제1수직 백빔(220) 및 제2수직 백빔(230)은 예를 들어 섬유강화 플라스틱(FRP: Fiber Reinforced Plastic) 재질일 수 있고, 이러한 원소재를 소정의 금형 내부에서 경화시켜 프레임(100), 수평 백빔(210), 제1수직 백빔(220) 및 제2수직 백빔(230)이 일체화된 형상으로 성형할 수 있다.
이때, 섬유강화 플라스틱을 제조하기 위해 다양한 종류의 강화섬유를 사용할 수 있고, 예를 들어 탄소섬유(Carbon fiber) 또는 유리섬유(Glass fiber) 등을 강화섬유로 적용한 섬유강화 플라스틱(FRP: Fiber Reinforced Plastic)을 사용할 수 있을 것이다.
한편, 프레임(100), 수평 백빔(210), 제1수직 백빔(220) 및 제2수직 백빔(230)의 강성을 향상시키면서 중량을 최소화할 수 있도록, 프레임(100), 수평 백빔(210), 제1수직 백빔(220) 및 제2수직 백빔(230)의 차량의 후방 방향은 오목한 형상으로 형성되고, 이 오목부의 내측에 복수 개의 리브(300)를 형성시키는 것이 바람직하다.
리브(300)의 형상은 특별히 한정하지 않지만, 바람직하게는 로드패스(L)의 경로와 유사한 방향으로 길게 형성되는 것이 좋다. 즉, 리브(300)를 이용하여 충격량을 전달하는 경로인 로드패스(L)를 보조하는 것이다.
한편, 프레임(100)은 전체 구조가 수평 백빔(210), 제1수직 백빔(220) 및 제2수직 백빔(230)과 일체로 한번에 제조될 수도 있지만, 먼저 프레임(100) 중에서 상부멤버(110) 및 한 쌍의 수직멤버(130)만을 수평 백빔(210), 제1수직 백빔(220) 및 제2수직 백빔(230)과 일체로 제조한 후 여기에 하부멤버(120)를 추가적으로 성형하여 일체화시켜 제조될 수도 있다.
이렇게 하부멤버(120)를 별도의 공정으로 제조할 경우, 하부멤버(120)에 형성되어 있는 리브(300)는 차량의 후방 방향 대신 차량의 하방 방향으로 형성될 수 있다.
이때, 상부멤버(110), 수직멤버(130), 수평 백빔(210), 제1수직 백빔(220), 제2수직 백빔(230)을 일체형으로 제조하고, 성형 후 금형을 제거하면서 간섭 없이 빼낼 수 있도록 리브(300)의 방향을 차량의 후방 방향으로 일치시키게 된다. 그 이후, 하부멤버(120)를 성형하기 위해 앞서 성형된 일체형의 상부멤버(110), 수직멤버(130), 수평 백빔(210), 제1수직 백빔(220), 제2수직 백빔(230)를 금형 내부에 배치하고 여기에 하부멤버(120)를 추가적으로 성형하는데, 하부멤버(120)의 리브(300) 방향을 차량의 하부 방향으로 형성시킴으로써, 성형 이후 금형에서 빼내는 공정을 간략화시킬 수 있다.
이렇게 섬유강화 플라스틱 재질로 형성되어 일체로 성형된 프론트 엔드 모듈(Front-End Module)과 백빔의 일체화 구조는, 종래에 스틸 재질로 형성된 FEM-백빔 구조에 비해 부품 수 및 중량을 감소시킬 수 있으면서, 강성 등의 물성은 유사한 수준을 나타내면서 부품 가격의 감소 및 경량화에 기여할 수 있다. 또한, 하나의 백빔만으로 충돌 하중을 흡수하면서 백빔 및 크래쉬박스에 파단이 발생하는 문제를 방지하여 탑승자의 상해를 방지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 프레임(종래) 20: 백빔
21: 크래쉬박스 30: 사이드멤버
40: 배리어 100: 프레임
110: 상부멤버 120: 하부멤버
130: 수직멤버 210: 수평 백빔
211: 직선영역 212: 곡선영역
220: 제1수직 백빔 230: 제2수직 백빔
300: 리브 L: 로드패스

Claims (13)

  1. 상부멤버, 하부멤버 및 상부멤버와 하부멤버를 연결하는 한 쌍의 수직멤버로 구성되어 사각 틀 형상을 이루는 프레임;
    한 쌍의 수직멤버 사이를 연결하고 충돌 발생시 가해지는 충격량을 수직멤버에 전달하는 로드패스를 형성하는 수평 백빔;
    상부멤버의 중앙부와 하부멤버의 중앙부를 연결하고 충돌 발생시 가해지는 충격량을 상부멤버 및 하부멤버를 통해 수직멤버에 전달하는 로드패스를 형성하는 제1수직 백빔; 및
    수직멤버와 제1수직 백빔 사이에 설치되어 상부멤버와 하부멤버 사이를 연결하고 충돌 발생시 가해지는 충격량을 상부멤버 및 하부멤버를 통해 수직멤버에 전달하는 로드패스를 형성하는 한 쌍의 제2수직 백빔;을 포함하고,
    상기 프레임, 수평 백빔, 제1수직 백빔 및 제2수직 백빔은 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 프론트 엔드 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    수평 백빔은, 한 쌍의 수직멤버의 중앙부 사이를 연결하는 것을 특징으로 하는 일체형 프론트 엔드 모듈.
  3. 청구항 2에 있어서,
    수평 백빔은, 수직멤버의 중앙부에서 차량의 전방 방향으로 연장되어 사이드멤버에 연결되는 로드패스를 형성하는 한 쌍의 직선영역과, 한 쌍의 직선영역 사이에 형성되어 중앙에 가까워질수록 차량의 전방 방향으로 돌출되도록 굴곡지게 형성된 곡선영역으로 구분되는 것을 특징으로 하는 일체형 프론트 엔드 모듈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    제1수직 백빔은, 양단부에서 중앙부로 갈수록 차량의 전방 방향으로 돌출되도록 굴곡지게 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 프론트 엔드 모듈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    수평 백빔의 중앙부와 제1수직 백빔의 중앙부는 십자 형태로 교차되도록 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 프론트 엔드 모듈.
  6. 청구항 1에 있어서,
    제2수직 백빔은, 수직멤버와 제1수직 백빔 사이의 거리를 기준으로 수직멤버로부터 45~55% 이격된 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 일체형 프론트 엔드 모듈.
  7. 청구항 1에 있어서,
    제2수직 백빔은, 양단부에서 중앙부로 갈수록 차량의 전방 방향으로 돌출되도록 굴곡지게 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 프론트 엔드 모듈.
  8. 청구항 1에 있어서,
    수평 백빔과 제2수직 백빔의 중앙부는 십자 형태로 교차되도록 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 프론트 엔드 모듈.
  9. 청구항 1에 있어서,
    프레임, 수평 백빔, 제1수직 백빔 및 제2수직 백빔은 차량의 후방 방향이 오목하게 형성되어 그 내측에 복수 개의 리브가 형성된 것을 특징으로 하는 일체형 프론트 엔드 모듈.
  10. 청구항 1에 있어서,
    수직멤버의 차량의 후방 방향에는 사이드멤버가 연결되어 수평 백빔, 제1수직 백빔 및 제2수직 백빔에 가해진 충격량을 전달받아 사이드멤버에 전달하는 것을 특징으로 하는 일체형 프론트 엔드 모듈.
  11. 청구항 1에 있어서,
    프레임, 수평 백빔, 제1수직 백빔 및 제2수직 백빔은 섬유 강화 플라스틱(Fiber Reinforced Plastic) 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 일체형 프론트 엔드 모듈.
  12. 청구항 11에 있어서,
    프레임, 수평 백빔, 제1수직 백빔 및 제2수직 백빔은 유리섬유 강화 플라스틱(Glass Fiber Reinforced Plastic) 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 일체형 프론트 엔드 모듈.
  13. 청구항 1에 있어서,
    제2수직 백빔은, 자동차 옵셋 충돌 시험시 충돌하는 배리어의 모서리와 대응되는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 프론트 엔드 모듈.
KR1020180087775A 2018-07-27 2018-07-27 일체형 프론트 엔드 모듈 KR102478119B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180087775A KR102478119B1 (ko) 2018-07-27 2018-07-27 일체형 프론트 엔드 모듈
US16/163,861 US10486745B1 (en) 2018-07-27 2018-10-18 Integral type front-end module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180087775A KR102478119B1 (ko) 2018-07-27 2018-07-27 일체형 프론트 엔드 모듈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200012450A true KR20200012450A (ko) 2020-02-05
KR102478119B1 KR102478119B1 (ko) 2022-12-16

Family

ID=68617534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180087775A KR102478119B1 (ko) 2018-07-27 2018-07-27 일체형 프론트 엔드 모듈

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10486745B1 (ko)
KR (1) KR102478119B1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102663542B1 (ko) * 2019-05-07 2024-05-03 현대자동차주식회사 차량의 프런트엔드모듈 프레임
KR20210012339A (ko) * 2019-07-24 2021-02-03 현대자동차주식회사 전방 차체 구조
JP7311439B2 (ja) * 2020-02-07 2023-07-19 トヨタ自動車株式会社 バンパリインフォース
CN112722084B (zh) * 2021-01-27 2022-04-29 东风柳州汽车有限公司 一种汽车前舱结构及车辆
JP2023053477A (ja) * 2021-10-01 2023-04-13 マツダ株式会社 車両の前部構造

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100829889B1 (ko) 2002-09-17 2008-05-16 한라공조주식회사 차량용 프론트 엔드 모듈의 캐리어
KR20100138096A (ko) * 2009-06-24 2010-12-31 현대자동차주식회사 보행자 보호를 위한 차량용 범퍼 장치

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60228486D1 (de) * 2001-12-17 2008-10-02 Decoma Int Inc Vordermodulstruktur mit komponententrägerplatte
KR100507657B1 (ko) 2003-09-30 2005-08-10 현대자동차주식회사 자동차용 프론트엔드모듈의 라디에이터 지지구조
FR2952329B1 (fr) 2009-11-12 2013-11-29 Faurecia Bloc Avant Ensemble avant de vehicule automobile comprenant un bouclier pare-chocs avant portant des moyens de fixation d'au moins un equipement auxiliaire du vehicule automobile
FR2978412B1 (fr) * 2011-07-26 2014-05-09 Valeo Systemes Thermiques Module de face avant de vehicule automobile.
EP2647551B1 (en) * 2012-04-06 2015-01-07 Faurecia Bloc Avant Motor vehicle front-end assembly comprising means for locking a front-end module onto a railplate
WO2014097515A1 (ja) * 2012-12-21 2014-06-26 本田技研工業株式会社 自動車の車体前部構造

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100829889B1 (ko) 2002-09-17 2008-05-16 한라공조주식회사 차량용 프론트 엔드 모듈의 캐리어
KR20100138096A (ko) * 2009-06-24 2010-12-31 현대자동차주식회사 보행자 보호를 위한 차량용 범퍼 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102478119B1 (ko) 2022-12-16
US10486745B1 (en) 2019-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20200012450A (ko) 일체형 프론트 엔드 모듈
CN111417544A (zh) 车辆的保险杠
KR101470144B1 (ko) 차량의 범퍼용 로드 스티프너
KR102512997B1 (ko) 차량의 차체구조물
EP2703230B1 (en) Bumper beam assembly system
CN103359028B (zh) 车身前部结构
CN108791498B (zh) 车辆前部结构
CN111038425B (zh) 用于小重叠碰撞的车身结构节能偏转器
CN109823410A (zh) 一种前机舱封板连接结构
KR102107070B1 (ko) 멀티 소재 적용 경량화 하이브리드 범퍼 백빔
KR102107064B1 (ko) 멀티 소재와 노치 적용 경량화 하이브리드 범퍼 백빔
KR101691803B1 (ko) 자동차의 범퍼
CN111051089B (zh) 包括在后部碰撞时具有受控纵向位移的后车桥的车辆
KR102023131B1 (ko) 차량용 리어 범퍼 백빔
KR102002309B1 (ko) 차량용 리어 범퍼 빔
CN102649410B (zh) 车辆保险杠
KR20120029947A (ko) 차량용 완충장치
KR102456470B1 (ko) 차량용 범퍼 스태이 유닛
KR101463912B1 (ko) 자동차용 범퍼빔
JP2012240528A (ja) 車両衝撃吸収構造
CN217917849U (zh) 一种汽车低速碰撞的保护装置
KR102504703B1 (ko) 차량용 범퍼 빔
KR102427911B1 (ko) 자동차 범퍼 빔 시스템
KR102164713B1 (ko) 차량용 범퍼 장치
KR102270984B1 (ko) 차량용 범퍼 백빔

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant