KR100354408B1 - 범퍼구조물 - Google Patents

Abstract

충돌시 충격 에너지를 흡수하는 자동차에 주로 사용되어지고, 밀폐된 사다리꼴 횡단면 형상을 갖는 범퍼 구조물은 사다리꼴내의 넓은 단면위에 있는 넓은 플랜지와, 부등변 사각형내의 좁은 반대편면 위에 있는 좁은 플랜지와, 두 개의 플랜지를 결합하는 두 개의 웨브(2.2)를 포함하고 있다. 각각의 웨브(2.2)는 범퍼를 따라 연장되어진 주름(2.4)과 같은 적어도 하나의 굴곡 가이드를 가지며, 그리고 넓은 웨브(1)에 인접하여 위치되어진 웨브(2.2)의 부분은 상기 범퍼의 중심선으로부터 바깥으로 굽어져 있다. 바람직하게 상기 주름(2.4)는 넓은 플랜지(1)로부터 각각의 웨브(2.2) 높이의 1/8보다 크고 1/3보다 적은 거리만큼 이격되어 있다.

Description

범퍼 구조물

본 발명은 충돌시 충격 에너지를 흡수하기 위해 자동차에 주로 사용되는 범퍼(bumper bar) 구조물에 관한 것으로서, 본 발명의 범퍼의 용도는 자동차에만 국한되지 않고, 충격 에너지가 흡수되어 범퍼의 변형을 일으키는 모든 경우에 사용될 수 있다고 이해해야 한다. 본 발명에 따른 범퍼 구조물은 밀폐된 사다리꼴 횡단면 형상을 가지며, 이러한 사다리꼴 형상의 한 측면상에 놓이는 넓은 플랜지와, 그 반대 측면 상에 놓이는 좁은 플랜지와, 그리고 이들 두 개의 플랜지를 서로 결합시키기 위해 두 개의 상호 수렴성 웨브(convergent webs)를 포함하고 있으며, 넓은 플랜지 및 좁은 플랜지는 서로 평행한 평면으로 연장된다.

발명의 개시

본 발명의 목적은, 충격이 가해져 범퍼가 파손 지점에 도달할 때 까지 범퍼의 변형을 제어함으로써 충격 에너지를 흡수하게 되는 유형의 범퍼 구조물을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 범퍼 구조물에서 사다리꼴 횡단면을 갖는 각각의 웨브는 범퍼를 따라 연장하는 폴드(fold)와 같은 적어도 하나의 굴곡(bend) 안내부를 가지며, 범퍼 상에 있는 넓은 웨브에 인접하게 위치된 웨브의 일부분이 상기 범퍼의 중심 선으로부터 바깥으로 굴곡되어 있는 것을 특징으로 한다. 범퍼는 두 개의 플랜지 중 하단부에 장착되며, 두 개의 플랜지중 하나에 부착된 체결 수단에 의해 예를 들어 자동차의 어느 단부 위에 장착된다. 플랜지에 직각으로 작용하는 힘이 범퍼에 적용될 때, 굴곡 안내부는 범퍼의 웨브가 넓은 플랜지를 향해 계속적으로 굽어질 수 있게 하는 작용을 한다. 웨브는 2개의 플랜지가 서로 접촉할 때 까지 계속해서 굽어져 에너지를 흡수할 것어다. 만일 그 힘이 계속해서 범퍼 상에 작동하면, 플랜지가 변형된 후에 범퍼는 그 전체가 파손될 것이다.

각각의 웨브내에 형성된 굴곡 안내부는 서로 다른 형태를 취하고 있다 하더라도, 바람직하게 뾰족한 폴드 형상을 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 범퍼 구조물에 대한 더 상세한 설명과 특징은 다음의 청구범위와 첨부 도면을 참조한 다음의 설명으로부터 더 명백해 질 것이다.

지금부터, 본 발명은 첨부 도면을 참조하여 실시예에 대해 기술하고자 한다.

제 la도는 본 발명에 따른 범퍼 구조물의 제 1 실시예를 도시한 횡단면도이며,

제 1b도는 충격으로 변형된 후에 범퍼의 웨브를 도시하고 있는 제la도의 범퍼 구조물의 횡단면도이며,

제 2a도는 본 발명에 따른 범퍼 구조물의 제 2 실시예를 도시한 횡단면도이며,

제 2b도는 충격으로 변형된 후에 범퍼의 웨브를 도시하고 있는 제 2a도의 범퍼 구조물의 횡단면도이며,

제 3도는 부하의 함수로서 본 발명의 범퍼의 변형을 나타내고 있는 다이어그램이며,

제 4도는 탄성 보호성 부재가 제공되어 있는 범퍼를 위로부터 수직으로 본 단면도이며,

제 5도는 본 발명에 따른 범퍼 구조물의 제 1 실시예에 있어서의 탄성 부재의 위치를 도시하는 도면이며, 그리고

제 6도는 본 발명에 따른 범퍼 구조물의 제 2 실시예에 있어서의 탄성 부재의 위치를 도시하는 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 넓은 플랜지 1.1 : 채널

2 : U 자형 프로파일 2.1 : 좁은 플랜지

2.2 : 웨브 2.3 : 엣지 플랜지

2.4 : 폴드 2.5 : 채널

3 : 보호성 부재 4 : 체결 수단

제 1a도는 본 발명에 따른 범퍼 구조물의 횡단면을 도시하고 있으며, 이러한 범퍼는 얇은 금속 시트로 제조된다. 범퍼는 길다란 평면 금속 시이트로 구성되는 넓은 플랜지(1), 두 개의 웨브(2.2)에 의해 둘러싸인 좁은 플랜지(2.1)을 갖는 개방된 U 자형 프로파일(2)을 포함한다. 웨브(2.2)는 공통평면 바람직하게, 좁은'플랜지를 통과한 평면과 평행하게 서로 연장된 엣지 플랜지(2.3)를 가지며, 조립된 범퍼 구조물의 점용접(spot welding)에 의해 이러한 엣지 플랜지(2.3)에 넓은 플랜지(1)가 용접된다. U 자형 프로파일(2)은 금속 시이트로부터 사다리꼴 횡단면 형상으로 압연 또는 프레스되며, 좁은 플랜지(2.1)는 넓은 플랜지(1)에 대향하는 U형상의 프로파일(2)의 개구보다 좁은 폭을 갖는다. 웨브(2.2)는 또한 U 형상의 프로파일(2)을 따라 연장되는 폴드(2.4)를 갖추고 있으며, 엣지 플랜지(2.3)를 갖춘 웨브(2.2)의 외부 부분은 이러한 폴드(2.4)에서부터, 좁은 플랜지(2.1)의 웨브(2.2) 사이의 상호각보다 큰 각도로 서로로부터 외측으로 굽어져 있다. 폴드(2.4)는 웨브(2.2)의 1/3의 높이에 상응하는 거리, 바람직하게 웨브 높이의 1/8 내지 1/3에 상응하는 거리로 넓은 플랜지(1)로부터 이격되어 있다.

제 2a도에 도시된 범퍼 구조물은 제 1a도와 동일한 부재들을 포함하며, 넓은 플랜지(1)의 중앙에 막대를 따라 연장하는 채널(1.1)과, 그리고 좁은 플랜지(2.1) 내의 대응 채널(2.5)을 더 포함하고 있다. 이러한 2개의 채널(1.1, 2.5)은 각각의 플랜지(1, 2.1)내에서 요철부(impressions)의 형태를 가지며, 조립된 범퍼 구조물로부터 외부로 개방되어 있다. 각각의 플랜지(1, 2.1)내에 있는 채널(1.1, 2.5)은 최종 압축 상태에서 범퍼를 강화시키는 효과를 준다.

충돌시에, 본 발명에 따른 범퍼는 제 1b도와 제 2b도의 화살표(F)로 나타낸 것처럼, 각각 넓은 플랜지(1)와 좁은 플랜지(2.1)를 통한 평면에 대개 수직하게 작용하는 힘을 흡수하게 된다. 이로써, 제 1a도와 제 2a도에 도시된 범퍼가 제어된 방식으로 변형된다. 이러한 제어된 방식의 변형은 웨브(2.2)가 제 1b도와 2b도에 도시된 방식으로 연속적으로 구부러짐을 의미한다. 이 경우, 각각의 웨브(2.2) 내의 폴드(2.4)는 각각의 웨브(2.2)의 변형에 대한 가이드(guide)로서 작용하며, 웨브(2.2)가 서로를 향해 구부러지게 하는 한편, 넓은 플랜지(1) 및 좁은 플랜지(2.1)가 본래의 상태로 유지된다. 이것은 본 발명에 따른 범퍼가 비제어 방식으로 변형되지 않고 최대의 충격 에너지를 흡수할 수 있도록 한다.

제 3도는 힘(N)의 함수로서 범퍼의 압축(mm)을 도시하고 있다. 곡선 A는 각각의 웨브(2.2)내의 폴드(2.4)가 넓은 플랜지(1)로부터 웨브(2.2) 높이의 1/3 지점에 대응하는 거리만큼 이격되어 있는 범퍼의 압축을 도시하고 있다. 반면, 곡선 B는 폴드(2.4)가 웨브(2.2)의 중심에 위치한 범퍼의 압축을 도시하고 있다. 곡선 A에 의해 도시되어진 바와 같이, 이 곡선에 적용가능한 범퍼 구조물은 곡선 B에 적용가능한 범퍼 구조물보다 압축 과정 전체에 걸쳐서 보다 큰 힘을 견딜 수 있다.

폴드(2.4)는 소정의 원하는 굽힘 및 압축을 개시할 수 있도록 넓은 플랜지(1)와 관련해 위치하게 되며, 웨브(2.2)는 범퍼가 압축되는 동안 넓은 플랜지(1)를 향해 계속적으로 굽어진다.

제 4도에 도시된 범퍼의 단면은 예컨대 발포성 플라스틱으로 제조된 탄성 보호성 부재(3)를 더 포함하고 있다. 범퍼는 좁은 플랜지(2.1)에 인접해서 위치하거나 또는 넓은 플랜지(1)에 인접해서 위치하는 2개의 체결 수단(4)에 의해 지지되며, 전자의 좁은 플랜지(2.1)에 인접해서 위치하는 경우에는, 보호성 부재(3)가 도 5에 도시된 넓은 플랜지(1)를 따라 장착되며, 후자의 넓은 플랜지(1)에 인접해서 위치하는 경우에는, 보호성 부재(3)가 도 6에 도시된 좁은 플랜지(2.1)를 따라 위치한다. 제 4도는 제 1b 및 제 2b도에 도시된 힘(F)의 원인인 외부 몸체(5)를 도시하고 있다. 보호성 부재 상에 힘이 작용할 때, 보호성 부재(3)가 제 5도 또는 제 6도에 따라 위치하는 것과 무관하게, 폴드(2.4)는 웨브(2.2)가 넓은 플랜지(1)를 향해 연속적으로 굽어질 수 있는 방식으로 범퍼의 압축을 제어할 것이다.

일반적으로, 웨브(2.2)의 경사는 폴드(2.4)와 넓은 플랜지(1)사이에 위치한 상부 웨브 부분의 매개체에 의해 근본적으로 달성된다. 필요에 따라, 하부 웨브 부분 즉, 폴드(2.4)와 좁은 플랜지(2.1) 사이에 위치한 웨브 부분은 U자 형상의 프로파일(2)의 개구에 대해 서로를 향해 다소 기울어질 수도 있고, 또는 서로 평행하게 될 수도 있다.

엣지 플랜지(2.3)의 구성은 원하는 넓은 플랜지(1)의 배치에 따라 변화될 수 있으며, 엣지 플랜지가 반드시 서로 동일한 평면 내에 놓여 있을 필요는 없다.

본 발명에 따른 범퍼는 압출 성형 구조물과 같은 단일 피스(piece) 구조체로서 생산될 수 있다.

본 발명의 범퍼는 체결 수단(4)의 연장부의 측면에 위치하는 부분의 형상에 따라 상이한 횡단면 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 범퍼는 범퍼의 길이를 따라 다양한 형태의 강화 수단(stiffening means)을 포함할 수 있다. 따라서, 채널(1.1, 2.5)은 불연속적일 수도 있다.

그러므로, 본 발명은 앞서 설명되고 도시된 예시적인 실시예들로 제한되는 것은 아니며, 다음의 청구범위의 영역내에서 수정과 변형이 가능하다.

Claims (7)

1. 충돌시 충격 에너지를 흡수하기 위해 자동차에 주로 사용되는 범퍼 구조물로서, 밀폐된 사다리꼴 횡단면 형상을 가지며, 상기 사다리꼴 형상의 한 측면 상에 놓여 있는 넓은 플랜지(1)와, 그 반대 측면 상에 놓여 있는 좁은 플랜지(2.1)와, 그리고 상기 두 개의 플랜지를 결합시키는 두개의 웨브(2.2)를 포함하는 범퍼 구조물에 있어서,

   각각의 상기 웨브(2.2)는 상기 범퍼를 따라 연장되는 폴드(2.4)의 형태인 하나 이상의 굴곡 안내부를 가지며, 상기 넓은 플랜지(1)에 인접하게 위치된 상기 웨브(2.2)의 일부분은 상기 범퍼의 중심선으로부터 바깥쪽으로 굽어져 있으며, 상기 폴드(2,4)는 각각의 상기 웨브(2.2) 높이의 1/3 미만의 거리만큼 상기 넓은 플랜지(1)로부터 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 범퍼 구조물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 폴드(2.4)는 각각의 상기 웨브(2.2) 높이의 1/8 보다 큰 거리만큼 상기 넓은 플랜지(1)로부터 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 범퍼 구조물.
3. 제 1항에 있어서, 상기 좁은 플랜지(2.1)와 두 개의 상기 웨브(2.2)는 U 자형 프로파일(2)의 일부분들이며, 상기 웨브(2.2)의 외측 부분은 공통 평면 내에 위치하는 외부로 대향하는 엣지 플랜지(2.3)를 제공하며, 상기 엣지 플랜지(2.3)가상기 넓은 플랜지(1)에 고정 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 범퍼 구조물.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 넓은 플랜지(1)는 상기 넓은 플랜지(1)의 외부를 향해 개방되어 있는 제 1 채널(1.1)을 포함하는 것을 특징으로 하는 범퍼 구조물.
5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 좁은 플랜지(2.1)는 상기 좁은 플랜지(2.1)의 외부를 향해 개방되어 있는 제 2 채널(2.5)을 포함하는 것을 특징으로 하는 범퍼 구조물.
6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 넓은 플랜지(1)를 따라 보호성 부재(3)가 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 범퍼 구조물.
7. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 좁은 플랜지(2.1)들 따라 보호성 부재(3)가 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 범퍼 구조물.