KR20220132996A - 차량용 범퍼 빔 유닛 - Google Patents

Abstract

차량용 범퍼 빔 유닛이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛은 알루미늄 압출 빔으로 성형되는 범퍼 빔의 단면 중앙에, 전면과 후면을 가로 격벽과 연결하는 연결 격벽을 각각 추가하여 큰 중량 증가 없이 충돌성능을 향상시키도록, 범퍼 빔의 후방 양측에 스태이가 체결된 상태로, 상기 스태이를 통해 차체 측의 사이드 멤버에 조립되는 차량용 범퍼 빔 유닛에 있어서, 상기 범퍼 빔은 직사각형의 폐단면으로 이루어지며, 상기 폐단면의 내부에는 단면 중앙에 가로 격벽의 양단이 상기 폐단면의 전면과 후면에 각각 제1, 제2 연결 격벽을 통하여 연결되어 일체로 압출 성형된다.

Description

차량용 범퍼 빔 유닛{BUMPER BEAM UNIT FOR VEHICLES}

본 발명은 차량용 범퍼 빔 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 알루미늄 압출 빔으로 성형되는 범퍼 빔의 단면 중앙에, 가로 격벽과 연결하는 연결 격벽을 추가하여 충돌성능을 향상시키는 차량용 범퍼 빔 유닛에 관한 것이다.

일반적으로 차량에서의 범퍼는 차량이 다른 차량이나 고정체와의 충돌 시, 그 충격을 흡수하여 승객의 안전을 도모하며, 동시에 차체의 변형을 최소화할 수 있도록 차체 전,후방에 설치되는 완충유닛이다.

이러한 범퍼는 차량의 전,후방에 차폭 방향으로 배치되는 범퍼 빔이 스태이와 연결되어 범퍼 빔 유닛을 구성하고, 이 범퍼 빔 유닛은 상기 스태이를 통하여 차체측 사이드 멤버에 장착된다.

또한, 범퍼 빔의 전방에는 충격력을 흡수하는 에너지 업소버가 배치되며, 범퍼커버가 상기 범퍼 빔과 에너지 업소버를 감싸면서 설치된다.

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛의 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛에 적용되는 범퍼 빔의 단면도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 상기 범퍼 빔 유닛(100)은 알루미늄 압출 빔을 절단 및 곡률 성형하여 제작되는 범퍼 빔(101; 프론트 범퍼의 경우)과, 상기 범퍼 빔의 후방 양측에 스태이(103; 또는 크래쉬 박스)가 체결된 상태로, 차체 측의 사이드 멤버(미도시)에 조립된다.

이러한 범퍼 빔 유닛(100)은 범퍼 빔(101)의 내부 중앙에 충돌성능의 확보 및 강성 보강을 위해 가로 격벽(105)이 함께 압출 성형된다.

그러나 종래의 범퍼 빔(101)은 알루미늄 압출 빔의 성형 시, 내부 중앙에 하나의 가로 격벽이 일체로 압출 성형되나, 차량의 정면충돌 시, 중앙부(C)로 가해지는 충격력이 범퍼 빔(101)의 양 방향으로 전달되는 바, 큰 충격력이 가해지면, 하나의 가로 격벽(105)이 있음에도 범퍼 빔(101)의 중앙부(C)에 집중되는 충격력에 의해 중앙부(C)의 꺽임 또는 변형 등이 크게 발생하여 정면충돌 성능을 악화시킨다.

본 발명의 실시 예는 알루미늄 압출 빔으로 성형되는 범퍼 빔의 단면 중앙에, 전면과 후면을 가로 격벽과 연결하는 연결 격벽을 각각 추가하여 큰 중량 증가 없이 충돌성능을 향상시키는 차량용 범퍼 빔 유닛을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 범퍼 빔의 후방 양측에 스태이가 체결된 상태로, 상기 스태이를 통해 차체 측의 사이드 멤버에 조립되는 차량용 범퍼 빔 유닛에 있어서, 상기 범퍼 빔은 직사각형의 폐단면으로 이루어지며, 상기 폐단면의 내부에는 단면 중앙에 가로 격벽의 양단이 상기 폐단면의 전면과 후면에 각각 제1, 제2 연결 격벽을 통하여 연결되어 일체로 압출 성형되는 차량용 범퍼 빔 유닛이 제공될 수 있다.

상기 범퍼빔은 알루미늄 압출 빔으로 이루어질 수 있다.

상기 제1 연결 격벽은 상기 가로 격벽의 전단과, 상기 전면의 상측과 하측을 연결하여 상기 전면과 함께 삼각형 구조로 이루어질 수 있다.

상기 제2 연결 격벽은 상기 가로 격벽의 후단과, 상기 후면의 상측과 하측을 연결하여 상기 후면과 함께 삼각형 구조로 이루어질 수 있다.

상기 범퍼빔은 일정 곡률로 곡률 성형될 수 있다.

한편, 상기 제1 연결 격벽은 상기 가로 격벽의 전단과, 상기 전면의 상측과 하측을 연결하여 상기 전면과 함께 사각형 구조로 이루어질 수 있다.

상기 제2 연결 격벽은 상기 가로 격벽의 후단과, 상기 후면의 상측과 하측을 연결하여 상기 후면과 함께 사각형 구조로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 제1 연결 격벽은 상기 가로 격벽의 전단과, 상기 전면의 상측과 하측을 연결하여 상기 전면과 함께 반원형 구조로 이루어질 수 있다.

상기 제2 연결 격벽은 상기 가로 격벽의 후단과, 상기 후면의 상측과 하측을 연결하여 상기 후면과 함께 반원형 구조로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시 예는 직사각형의 폐단면으로 이루어지는 범퍼 빔이 내부 단면 중앙에서 가로 격벽의 양단이 전면과 후면에 각각 제1, 제2 연결 격벽을 통하여 연결되어 일체로 압출 성형됨으로 큰 중량 증가 없이 충돌성능을 향상시키는 효과가 있다.

즉, 범퍼 빔은 내부 단면에 가로 격벽의 양단이 제1, 제2 연결 격벽을 통하여 전,후면에 연결되어 삼각형, 사각형 또는 반원형 등의 추가적인 폐구간을 형성함으로써, 정면충돌 시, 충돌에너지를 고르게 분산시켜 밀림량 및 연구 변형량을 감소시키는 효과가 있다.

특히, 정면충돌 시에는 제1, 제2 연결 격벽을 통해 중앙부의 충돌에너지를 2방향으로 분산하여 중앙부에 집중되는 것을 완화함으로써, 중앙부의 꺾임 및 변형량을 작게 하여 충돌 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 이러한 충돌 성능의 향상으로 압출 빔의 두께를 다양하게 변경 가능하여 중량 감소를 유도할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛의 사시도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛에 적용되는 범퍼 빔의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛에 적용되는 범퍼 빔의 단면도이다.
도 5는 차량용 범퍼 빔 유닛의 전방 충돌 시험(RCAR CENTER BARRIER TEST)의 개념도이다.
도 6은 종래 기술과 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛의 전방 충돌 시험에 따른 충돌에너지 흡수경로를 나타낸 도면이다.
도 7은 종래 기술과 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛의 전방 충돌 시험에 따른 범퍼 빔의 밀림량 및 영구 변형량을 나타내는 표이다.
도 8은 종래 기술과 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛의 전방 충돌 시험(RCAR CENTER BARRIER TEST)에 따른 응력 분포도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛에 적용되는 범퍼 빔의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛에 적용되는 범퍼 빔의 단면도이다.

이하, 본 발명의 제1 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

또한, 본 발명의 제1 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛에 적용되는 범퍼 빔의 단면도이다.

도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛(10)은 기본적으로 범퍼 빔(1)의 후방 양측에 스태이(3)가 체결된 상태로, 상기 스태이(3)를 통해 차체 측의 사이드 멤버(미도시)에 조립된다.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 상기 범퍼 빔 유닛(10)에서, 상기 범퍼 빔(1)은 알루미늄 압축 성형을 통하여 일체형으로 형성되는 압출 빔으로 이루어진다.

즉, 상기 범퍼 빔(1)은 직사각형의 폐단면(5)으로 이루어진다.

상기 폐단면(5)은 내부의 단면 중앙에 가로 격벽(7)이 형성되고, 상기 가로 격벽(7)은 양단이 상기 폐단면(5)의 전면(5a)과 후면(5b)에 각각 제1, 제2 연결 격벽(11)(12)을 통하여 연결되어 일체로 압출 성형된다.

여기서, 상기 제1 연결 격벽(11)은 상기 가로 격벽(7)의 전단과, 상기 전면(5a)의 상측과 하측을 연결하여 상기 전면(5a)과 함께 삼각형 구조의 폐구간을 이룬다.

또한, 상기 제2 연결 격벽(12)은 상기 가로 격벽(7)의 후단과, 상기 후면(5b)의 상측과 하측을 연결하여 상기 후면(5b)과 함께 삼각형 구조의 폐구간을 이룬다.

이러한 범퍼 빔(1)은 폐단면(5)의 내부에 가로 격벽(7)과 제1, 제2 연결 격벽(11)(12)이 일체로 알루미늄 압출 성형된 압출 빔으로 제조된 후, 별도의 곡률 성형기에서 일정 곡률(R)로 곡률 성형된다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛(10)은 범퍼 빔(1)이 직사각 형상의 폐단면(5)의 내부에서, 가로 격벽(7)의 양단이 제1, 제2 연결 격벽(11)(12)을 통하여 폐단면(5) 내부의 전면(5a)과 후면(5b)에 일체로 연결되어 추가적인 폐구간을 형성하는 알루미늄 압출 빔으로 이루어져 스태이(3)를 통하여 차체에 연결함으로써, 정면충돌 성능을 향상시킨다.

도 5는 차량용 범퍼 빔 유닛의 전방 충돌 시험(RCAR CENTER BARRIER TEST)의 개념도이고, 도 6은 종래 기술과 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛의 전방 충돌 시험에 따른 충돌에너지 흡수경로를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 범퍼 빔 유닛(10)의 정면 충돌 시험은 충돌 베리어(20)에 대하여 범퍼 빔 유닛(10)을 10 KPH의 속도로 정면 충돌시켜 INT 밀림량과(Intrusion) DEF 밀림량(Deflection) 및 영구 변형량을 도출한다.

도 6을 참조하면, 도 6의 (a)는 종래 기술에 따른 범퍼 빔(101)의 충돌에너지 흡수경로를 나타낸 것이며, 도 6의 (b)는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 범퍼 빔(1)의 충돌에너지 흡수경로를 나타낸 것이다.

도 6의 (a)(b)에서, 알 수 있듯이, 종래 기술의 범퍼 빔(101)에 비하여, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 범퍼 빔(1)은 폐단면(5) 전방으로부터 가해지는 충돌에너지(E)가 전면(5a)을 통하여 상면(5c) 및 하면(5d)과 함께, 중앙에서 제1 연결 격벽(11)과 가로 격벽(7) 및 제2 연결 격벽을 통하여 후면(5b)으로 전달되어 충돌에너지(E)의 흡수경로가 전체적으로 안정성을 갖는다.

도 7은 종래 기술과 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛의 전방 충돌 시험에 따른 범퍼 빔의 밀림량 및 영구 변형량을 나타내는 표이고, 도 8은 종래 기술과 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛의 전방 충돌 시험(RCAR CENTER BARRIER TEST)에 따른 응력 분포도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 범퍼 빔(1)은 종래 기술의 범퍼 빔(101)에 비하여 중량이 오히려 작음에도 불구하고, 변형량의 경우, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 범퍼 빔(1)이 종래 기술의 범퍼 빔(101)에 비하여, 범퍼 빔의 밀림량(INT)(DEF)과 영구 변형량이 현저히 작게 나타남을 알 수 있다.

한편, 도 8을 참조하면, 종래 기술의 범퍼 빔(101)은 중앙부에 가해지는 충격에너지로 인해 부분적으로 꺾임 현상이 발생하는 반면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 범퍼 빔(1)은 중앙부에 가해지는 충격에너지가 제1, 제2 연결 격벽(11)(12)에 의해 중앙부를 기준으로 양 방향으로 분산되어 중앙부에 충격력이 집중되는 것을 완화하여 중앙부의 꺾임 및 변형량을 작게 하며, 이에 따라 전방 충돌 성능을 향상시킨다.

즉, 차량의 정면 충돌 시험에서, 범퍼 빔(101)(1)의 중앙부에서의 응력 분포가 종래 기술의 범퍼 빔(101)에 비하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 범퍼 빔(1)에서 고르게 나타나는 결과로부터 개선된 충돌 성능을 확인할 수 있다.

이는 종래 기술과 본 발명의 제1 실시 예에 따른 범퍼빔(101)(1)에 대한 응력 분포 상, 종래 기술의 범퍼 빔(101)은 중앙부에 응력이 집중되는 반면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 범퍼 빔(1)은 응력이 중앙부의 주변으로 넓게 분포되어 전달되는 양상으로부터 기인한다.

이와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛(10)은 종래 기술에 비하여 중량이 작음에도 정면 충돌 성능이 향상되는 결과를 나타내는 바, 압출 빔의 두께를 다양하게 변경 가능하여 충돌 성능을 더욱 개선할 수 있으며, 동일한 성능 범위에서 중량 감소가 가능하다는 이점이 있다.

도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛에 적용되는 범퍼 빔의 단면도이다.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛은 제1 실시 예에 따른 상기 범퍼 빔 유닛(10)과 비교하여, 상기 범퍼 빔(21)은 알루미늄 압축 성형을 통하여 일체형으로 형성되는 압출 빔으로 이루어지는 점이 동일하다.

즉, 제2 실시 예에 따른 범퍼 빔(21)은 직사각형의 폐단면(25)의 내부에서, 단면 중앙에 가로 격벽(27)의 양단을 상기 폐단면(25)의 전면(25a)과 후면(25b)에 각각 연결하는 제1, 제2 연결 격벽(28)(29)이 각각 상기 전,후면(25a)(25b)과 함께 사각형 구조의 폐구간을 이루어는 차이점이 있다.

따라서 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛은 제1 실시 예의 차량용 범퍼 빔 유닛과 비교하여 제1, 제2 연결 격벽(28)(29)의 형상에만 차이자 있을 뿐, 다른 구성은 동일하여 상세한 설명은 생략한다.

도 10은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛에 적용되는 범퍼 빔의 단면도이다.

본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛은 제1 실시 예에 따른 상기 범퍼 빔 유닛(10)과 비교하여, 상기 범퍼 빔(31)은 알루미늄 압축 성형을 통하여 일체형으로 형성되는 압출 빔으로 이루어지는 점이 동일하다.

즉, 제3 실시 예에 따른 범퍼 빔(31)은 직사각형의 폐단면(35)의 내부에서, 단면 중앙에 가로 격벽(37)의 양단을 상기 폐단면(35)의 전면(35a)과 후면(35b)에 각각 연결하는 제1, 제2 연결 격벽(38)(39)이 각각 상기 전,후면(35a)(35b)과 함께 반원형 구조의 폐구간을 이루어는 차이점이 있다.

따라서 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛은 제1 실시 예의 차량용 범퍼 빔 유닛(10)과 비교하여 제1, 제2 연결 격벽(38)(39)의 형상에만 차이자 있을 뿐, 다른 구성은 동일하여 상세한 설명은 생략한다.

이상으로 본 발명의 실시 예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예들에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예들로부터 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

10: 범퍼 빔 유닛
1,21,31: 범퍼 빔
3: 스태이
5,25,35: 폐단면
7,27,37: 가로 격벽
11,28,38: 제1 연결 격벽
12,29,39: 제2 연결 격벽

Claims (9)

1. 범퍼 빔의 후방 양측에 스태이가 체결된 상태로, 상기 스태이를 통해 차체 측의 사이드 멤버에 조립되는 차량용 범퍼 빔 유닛에 있어서,
   상기 범퍼 빔은
   직사각형의 폐단면으로 이루어지며, 상기 폐단면의 내부에는 단면 중앙에 가로 격벽의 양단이 상기 폐단면의 전면과 후면에 각각 제1, 제2 연결 격벽을 통하여 연결되어 일체로 압출 성형되는 차량용 범퍼 빔 유닛.
2. 제1항에 있어서,
   상기 범퍼빔은
   알루미늄 압출 빔으로 이루어지는 차량용 범퍼 빔 유닛.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 연결 격벽은
   상기 가로 격벽의 전단과, 상기 전면의 상측과 하측을 연결하여 상기 전면과 함께 삼각형 구조로 이루어지는 차량용 범퍼 빔 유닛.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 연결 격벽은
   상기 가로 격벽의 후단과, 상기 후면의 상측과 하측을 연결하여 상기 후면과 함께 삼각형 구조로 이루어지는 차량용 범퍼 빔 유닛.
5. 제1항에 있어서,
   상기 범퍼빔은
   일정 곡률로 곡률 성형되는 차량용 범퍼 빔 유닛.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 연결 격벽은
   상기 가로 격벽의 전단과, 상기 전면의 상측과 하측을 연결하여 상기 전면과 함께 사각형 구조로 이루어지는 차량용 범퍼 빔 유닛.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제2 연결 격벽은
   상기 가로 격벽의 후단과, 상기 후면의 상측과 하측을 연결하여 상기 후면과 함께 사각형 구조로 이루어지는 차량용 범퍼 빔 유닛.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제1 연결 격벽은
   상기 가로 격벽의 전단과, 상기 전면의 상측과 하측을 연결하여 상기 전면과 함께 반원형 구조로 이루어지는 차량용 범퍼 빔 유닛.
9. 제1항에 있어서,
   상기 제2 연결 격벽은
   상기 가로 격벽의 후단과, 상기 후면의 상측과 하측을 연결하여 상기 후면과 함께 반원형 구조로 이루어지는 차량용 범퍼 빔 유닛.

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