KR100340464B1 - 자동차용 범퍼 보강 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 범퍼의 보강 구조체에 관한 것이다.

이 범퍼 보강 구조체는 상부 플레이트와 전단 플레이트 및 하부 플레이트가 디귿자형의 수직단면을 이루도록 형성되는 본체와, 상기 본체의 양 측부에 구비되는 타워를 포함하고, 특히 상기 타워는 차체에 연결되는 베이스 플레이트와, 그 수평 양단에서 외측으로 110도 이상의 각도를 갖도록 기울어진 측부 플레이트로 구성된다.

그리고, 상기 본체의 전단 플레이트는 상기 타워의 측부 플레이트에 이어지고, 상기 타워의 베이스 플레이트 및 비스듬히 설치되는 측부 플레이트의 적어도 일부는 상기 본체의 상부 플레이트 및 하부 플레이트와 함께 역 디귿자 형의 수직단면을 형성한다.

본체의 중공을 가로지르는 하나 이상의 리브와, 이 리브 사이의 중간 격자 리브가 필요에 따라 구비될 수 있으며, 타워의 내측에 착탈 가능한 보강 리브가 구비될 수도 있다.

이와 같이 구성되는 자동차용 범퍼 보강 구조체는 충돌시에 전달되는 힘에 의한 변형을 최소화하고, 영구 변형을 줄여서 범퍼의 수명을 연장함과 더불어 보강 구조체의 중량을 줄일 수 있다.

Description

자동차용 범퍼 보강 구조체 {Reinforcement for a car bumper}

본 발명은 자동차용 범퍼의 보강 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타워의 구조가 개선된 자동차용 범퍼 보강 구조체에 관한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이 일반적인 자동차의 앞, 뒤에 설치되는 범퍼(1)는 충돌시 충격을 완화할 수 있는 보강 구조체(10)를 내부에 구비하게 된다.

도 2는 도 1의 보강 구조체(10)의 단면을 나타낸 것으로, 종래의 보강 구조체(10)는 도시된 바와 같이 주로 범퍼의 형상을 따라 수직단면이 디귿자 형으로 형성되며 중심에서 멀어지면서 완만하게 휘어지는 본체(12)와, 상기 본체(12)의 양 단부쪽으로 치우치게 설치되며 수직의 측면(16)을 갖는 하나 이상의 타워(14)를 포함하여 구성되며, 상기 본체(12)에는 중공을 가로지르는 하나 이상의 리브(18)가 구비될 수 있다.

상기 타워는 베이스 플레이트(22)에서 차체에 마운팅 되는데, 충돌시 범퍼 전체에 발생되는 압축 또는 인장력이 차체에 직접 전달되지 않고 완화되어 전달되도록 하는 역할을 하게 된다. 따라서, 충돌 발생시 가장 안쪽에 위치한 타워의 내측면과 본체(12)에서 상기 타워의 내측면과 연결된 부분에서 변형이 가장 많이 발생하게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 수직측면의 타워(14)를 구비한 범퍼는 정면 또는 측면에서 충돌이 일어날 때 도 3의 A 부분과 같이 전달되는 힘에 의하여 타워 및 보강 구조체의 변형이 심하고, 또한 이러한 변형이 영구적인 것이어서 약한 충돌에도 범퍼 전체를 갈아야하는 경우가 자주 발생하게 된다.

또한, 종래의 보강 구조체는 스틸(steel)로 제작되는 경우가 많은데, 이러한 재질은 대체로 중량이 큰 단점이 있고, 보강을 위한 부재가 더 추가될 경우 구조체의 중량이 더욱 증가하게 되는 문제가 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하여 최소의 중량으로 충돌시의 변형 및 영구 변형을 최소화할 수 있는 자동차용 범퍼 보강 구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 범퍼 보강 구조체는 수직단면이 디귿자 형으로 형성되는 본체와, 상기 본체의 양 측부에 구비되는 타워를 포함하고, 상기 타워는 차체에 연결되는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 수평 양단에서 외측으로 110도 이상의 각도를 갖도록 기울어진 측부 플레이트로 구성됨을 특징으로 한다.그리고, 상기 본체의 전단 플레이트는 상기 타워의 측부 플레이트에 이어지고, 상기 타워의 베이스 플레이트 및 비스듬히 설치되는 측부 플레이트의 적어도 일부는 상기 본체의 상, 하부 플레이트와 함께 역 디귿자 형의 수직단면을 형성한다.

상기 본체에는 상기 본체를 보강하는 하나 이상의 리브와, 상기 리브 사이에 형성되는 중간 격자 리브가 구비될 수 있으며, 상기 타워의 내측에는 착탈 가능한 보강 리브가 설치될 수 있다.

이러한 구조로 이루어진 본 발명의 범퍼 보강 구조체는 충돌시 변형을 최소화함과 더불어 영구 변형을 줄여 범퍼의 수명을 연장할 수 있게 되는 것이다.

도 1은 자용차용 범퍼와 범퍼 보강 구조체의 개략적인 분리사시도,

도 2는 종래의 범퍼 보강 구조체의 일부단면도(좌우대칭임),

도 3은 도 2의 범퍼 보강 구조체의 충돌시의 변형을 나타내는 사시도,

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 범퍼 보강 구조체의 일부단면도(좌우대칭임),

도 5은 도 4의 범퍼 보강 구조체의 사시도로서 충돌시의 변형을 나타내는 사시도,

도 6은 도 4의 범퍼 보강 구조체와 종래의 보강 구조체의 충격 실험에 의한 결과를 비교하여 나타낸 그래프,

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 중간 격자 리브를 구비한 범퍼 보강 구조체의 사시도,

도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 착탈 리브를 구비한 범퍼 보강 구조체의 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

1: 자동차용 범퍼 10, 110: 보강 구조체

112: 본체 114: 타워

113: 상부 플레이트 115: 하부 플레이트116: 측부 플레이트 118, 120: 리브122: 베이스 플레이트 124: 크로싱면126: 연장면 128: 보강 플랜지130: 착탈 리브 134: 중간 격자 리브

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 예시 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자동차용 범퍼 보강 구조체(110)의 단면도이고, 도 5는 이러한 범퍼 보강 구조체의 사시도이다.도시된 바와 같이 본 발명의 보강 구조체(110)는 범퍼의 형상을 따라 상부 플레이트(113)와 전단 플레이트(111) 및 하단 플레이트(115)가 디귿자 형의 수직단면을 이루도록 형성되는 본체(112)와, 상기 본체(112)의 양 단부쪽으로 치우치게 설치되는 타워(114)와, 상기 본체(112)의 중공을 가로지르는 하나 이상의 리브(118, 120)를 포함하여 구성된다.

이때, 구조체의 각 구성요소들은 중량과 탄성적 효과를 위해 플라스틱으로 제조됨이 바람직하다.

이러한 범퍼 보강 구조체(110)에서 상기 타워(114)는 차체에 마운팅되는 부분인 베이스 플레이트(122)와 그 수평 양단에서 연장되는 측부 플레이트(116)로 구성되고, 상기 측부 플레이트(116)는 도시된 바와 같이 상기 베이스 플레이트(122)로부터 일정각(α) 기울어지도록 형성된다. 이때 상기 측부 플레이트(116)의 기울어진 각(α)은 상기 베이스 플레이트(122)로부터 적어도 110도 이상의 각을 이루도록 형성되어야 한다. 그리고, 상기 측부 플레이트(116)는 리브(118)와 리브(120) 사이에서 비스듬히 설치되는 크로싱면(124)과 상기 크로싱면(124)에서 베이스 플레이트(122)까지 역시 비스듬히 연장되는 연장면(126)으로 이루어질 수 있는데, 이때 상기 크로싱면(124)과 연장면(126)은 서로에 대해 일정 각을 가질 수도 있고, 동일한 평면상에 설치될 수도 있다.

그리고, 상기 본체(112)는 기울어진 측부 플레이트(116)을 갖는 타워(114)가 설치되는 부분에서 역 디귿자로 오픈되도록 형성된다. 즉, 타워(114)의 측부 플레이트(116) 전단은 본체(112)의 전단 플레이트(111)의 일단에 이어져, 양 측부 플레이트 사이에서 전단이 오픈되도록 형성된다. 그리고, 타워(114)의 베이스 플레이트(122) 및 측부 플레이트(116)의 상, 하단은 상기 본체(112)의 상부 플레이트(113)와 하부 플레이트(115)에 이어지고, 따라서 베이스 플레이트(122) 및 측부 플레이트(116)의 일부분은 상, 하부 플레이트(113,115)와 함께 그 수직단면이 역 디귿자 형을 이룬다. 따라서 구조체의 수직단면은 가운데 부분과 측부에서 서로 반대의 방향으로 오픈된 디귿자 형상을 갖도록 형성된다.이와 같이 구성된 본 발명의 범퍼 보강 구조체(110)에서 상기 타워(114)의 기울어진 측부 플레이트(116)는 충돌이 발생하여 범퍼에 압축 또는 인장력이 가해질때 범퍼 또는 보강 구조체 정면으로부터 외측으로 전달되는 힘을 지지해 주게 되는데, 따라서 상기 측부 플레이트의 기울어진 정도는 전달되는 힘에 따라 지지력을 최대화 하고, 모멘트 발생을 최소화 할 수 있도록 결정될 수 있다.

또한, 상기 타워(114)의 측부 플레이트(116)에서 상기 크로싱면(124)은 리브(118,120) 사이에 위치되어서 디귿자 형의 수직 단면을 갖는 본체의 상부 플레이트(113)와 하부 플레이트(115)를 지지하여 변형을 감소시키는 역할을 하며, 크로싱면(124)에서 연장되는 상기 연장면(126)은 타워의 측부 플레이트(116) 전체가 쉽게 변형되지 않도록 지지해 주게 된다. 그리고, 이와 같은 기울어져 설치되는 측부 측부 플레이트(116)를 갖는 타워 부분에서 방향을 바꾸어 오픈되는 본체(112)의 형상은 충돌시 구조체(110)의 전체적인 형상을 지지해 주는 역할을 하는 것이다.

도 5에서는 아울러 이러한 구성의 보강체를 갖는 범퍼에 충격이 가해질 때 변형되는 모습이 나타나 있는데, C 부분에 나타난 바와 같이 그 변형 모습을 보면 동일한 강도의 충돌에 대하여 타워 측부 플레이트와 보강 구조체의 변형이 도 3의 A 부분 또는 도 4의 B 부분과 비교하여 현저히 줄어들었음을 확인할 수 있다.

도 6은 본 발명의 이러한 효과를 증명하기 위한 실험의 결과를 그래프로 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이 작용하는 힘과 변형의 관계에서 종래의 구조체(7B)의 경우 본 발명의 구조체(7A)에 비해 기울기가 낮고, 영구 변형량도 크며, 끝부분에서 파단이 일어남을 볼 수 있다.

또한, 보강 구조체를 상기한 바와 같이 구성할 경우 종래 보강 구조체를 플라스틱 재질로 제조할 때와 비교하여서도 중량을 약 20% 감소시키는 결과를 얻을 수 있는 것이다.

이와 같은 일정각 이상 비스듬히 기울어져 설치되는 측부 플레이트(116)를 갖는 타워를 구비한 보강 구조체(110)는 또한 도 6에서 도시된 바와 같이 본체(112)의 상부 플레이트(113)과 하부 플레이트(115)의 끝단에서 연장 형성되는 보강 플랜지(128)를 구비할 수 있다.

이에 더하여, 도 7에 도시된 본 발명의 제 2 실시예와 같이 특히 충돌에 대한 큰 지지력을 필요로 하는 범퍼 보강 구조체(110)에서는 본체(112)의 중공을 가로지르는 리브들(118) 사이에 중간 격자 리브(134)가 추가로 구비될 수 있다.

도시된 바와 같이 상기 중간 격자 리브(134)는 상기 리브(118)의 높이보다는 낮게 그러나 좁은 간격으로 설치될 수 있는데, 이러한 중간 격자 리브(134)는 본체(112)의 수직면을 지지하여 보강 구조체(110)의 전체적인 변형을 감소시키는 역할을 한다.

이러한 구조는 보강 구조체의 중량이 제 1 실시예보다 증가하게 되지만 상술한 바와 같이 측부 플레이트(116) 구조에 대해 중량이 감소하므로 전체적으로는 중량의 증가가 두드러지지 않게 된다.

또한, 도 8에 도시된 본 발명의 제 3 실시예와 같이 비스듬히 설치된 측부 플레이트(116)를 가진 타워(114)를 구비한 보강 구조체(110)에서 특히 정면 방향의 충돌시의 지지력의 보강을 위해 필요한 때에 착탈하여 사용할 수 있는 착탈 리브(130)를 구비할 수 있다. 도시된 바와 같이 착찰 리브(130)는 상,하부 플레이트와 역 디귿자 형으로 연결되는 타워의 베이스 플레이트(122) 내부에 형성된 결합 돌기(132)에 착탈이 가능하도록 설치될 수 있다.

이러한 착탈 리브(130)는 리브(118,160)와 같은 평면판의 형상으로 제작될 수도 있고, 또는 원기둥이나 다각 기둥등 여러 형상으로 제작될 수 있다. 이와 같은 여러 형상의 착탈 가능한 보강 리브(130)를 구비함으로써 특히 정면 방향의 충돌에 대한 지지력을 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 자동차용 범퍼 보강 구조체는 충돌 발생시 가장 힘을 많이 받는 타워의 측부 플레이트를 비스듬히 설치하고, 타워의 베이스 플레이트 및 측부 플레이트의 일부가 본체의 상,하부 플레이트와 역 디귿자의 형을 수직단면을 형성하여, 타워뿐만 아니라 본체의 변형을 줄이는 동시에 충돌에 의한 영구 변형을 감소시켜 범퍼 및 보강 구조체의 수명을 연장할 수 있다. 또한, 범퍼 보강 구조체의 이러한 구조에 의해 구조체의 중량을 감소시키는 효과도 얻을 수 있다.

이러한 경사형 측부 타워에 부가하여 리브 사이에 설치될 수 있는 중간 격자 리브 및 착탈이 가능한 보강 리브등이 필요에 따라 구비될 수 있는데, 이러한 구조에 의해 상기한 본 발명의 효과를 부가적으로 향상시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능함은 물론이며, 그와 같은 변형은 청구 범위의 기재 범위 내에 있게 된다.

Claims (6)

1. 상부 플레이트와 전단 플레이트 및 하부 플레이트가 디귿자 형의 수직단면을 이루도록 형성되는 본체와, 상기 본체의 양 측부에 구비되는 타워를 포함하여 구성되는 자동차용 범퍼 보강 구조체에 있어서,

   상기 타워는 차체에 연결되는 베이스 플레이트와,

   상기 베이스 플레이트의 수평 양단에서 외측으로 110도 이상의 각도를 갖도록 기울어진 측부 플레이트로 구성되며;

   상기 본체의 전단 플레이트는 상기 타워의 측부 플레이트에 이어지고, 상기 타워의 베이스 플레이트 및 비스듬히 설치되는 측부 플레이트의 적어도 일부는 상기 본체의 상부 플레이트 및 하부 플레이트와 함께 역 디귿자 형의 수직단면을 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼 보강 구조체.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 본체에는 상기 본체를 보강하는 하나 이상의 리브가 구비되고, 상기 타워의 기울어지도록 설치된 측부 플레이트의 적어도 일부는 상기 리브들 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼 보강 구조체.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 본체에는 하나 이상의 리브가 중공을 가로질러 설치되고, 상기 리브들 사이에는 그 높이 보다 낮게 그러나 좁은 간격의 중간 격자 리브가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼 보강 구조체.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서, 상기 타워의 내측에 착탈 가능한 보강 리브를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼 보강 구조체.