KR100456940B1 - Crash box application structure for low speed crash and walker protection - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차의 충격흡수 장치인 프론트 범퍼에 크래쉬 박스를 장착한 저속 충돌 및 보행자 보호를 위한 크래쉬 박스 적용구조에 관한 것으로서, 차체 사이드 멤버에 부착되어 충돌 시 충격 흡수를 위한 프론트 범퍼에 있어서, 스틸로 제작되고 테이퍼 형상을 갖으면서 중공 단면 구조로 성형되며 상단부에 형성된 플랜지에는 다수의 제 1 체결홀(66)이 형성되어 범퍼 레일(30)에 볼트 결합됨과 동시에 중간부 외측에는 다수개의 직사각형 모양의 홀(68)이 형성된 제 1 파이프(62)의 두께와, 스틸로 제작되고 테이퍼 형상을 갖으면서 중공 단면 구조로 성형되며 상단부의 직경이 상기 제 1 파이프(62)의 하단부 직경과 같은 크기로 성형됨과 아울러 하단부에 형성된 플랜지에는 다수의 제 2 체결홀(70)이 형성되어 차체 사이드 멤버(50)에 볼트 결합되는 제 2 파이프(64)의 두께를 상호 달리하여 상기 제 1 파이프(62)의 하단부와 제 2 파이프(64)의 상단부가 용접으로 연결된 크래쉬 박스(60)로 구성되어 보행자 충돌과 저속 충돌 시와 같은 일정 하중 전달 시 크래쉬 박스의 변형을 유도하여 충돌 에너지를 흡수함으로써 보행자의 상해치를 감소시키고 차체 변형을 방지하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a crash box application structure for low-speed collision and pedestrian protection in which a crash box is mounted on a front bumper, which is a shock absorber of an automobile, wherein the front bumper is attached to a body side member to absorb shock during a collision. And a tapered shape and formed in a hollow cross-sectional structure, and a plurality of first fastening holes 66 are formed in the flange formed at the upper end thereof, and are bolted to the bumper rail 30 and a plurality of rectangular shapes are formed outside the middle part. The thickness of the first pipe 62 in which the holes 68 are formed and formed of a hollow cross-sectional structure while being made of steel and having a tapered shape, and the diameter of the upper end is formed to be the same as the diameter of the lower end of the first pipe 62. In addition, a plurality of second fastening holes 70 are formed in the flange formed at the bottom of the second wave to be bolted to the vehicle body side member 50. The lower end of the first pipe 62 and the upper end of the second pipe 64 are welded to each other by varying the thickness of the tip 64, so that a constant load such as pedestrian collision and low-speed collision By inducing the deformation of the crash box during transmission to absorb the collision energy is characterized by reducing the injury of pedestrians and preventing the body deformation.
Description
본 발명은 자동차의 충격흡수 장치인 프론트 범퍼 장착 구조에 관한 것으로서, 보다 자세히 상술하면, 범퍼 레일과 차체 장착부 사이에 크래쉬 박스를 범퍼 레일에 부착한 후 차체에 볼트를 이용 체결함으로써 보행자 충돌과 저속 충돌 시와 같은 일정 하중 전달 시 크래쉬 박스의 변형을 유도하여 충돌 에너지를 흡수함으로써 보행자의 상해치를 감소시키고 차체 변형을 방지하는 저속 충돌 및 보행자 보호를 위한 크래쉬 박스 적용구조에 관한 것이다.The present invention relates to a front bumper mounting structure that is a shock absorber of an automobile. More specifically, the pedestrian collision and the low speed collision are performed by attaching a crash box between the bumper rail and the vehicle mounting portion to the bumper rail and then using a bolt to the vehicle body. The present invention relates to a crash box application structure for low-speed collision and pedestrian protection that induces a deformation of the crash box during transmission of a constant load, such as a city, thereby absorbing collision energy, thereby reducing pedestrian injury and preventing body deformation.
일반적으로, 자동차의 전방에는 충돌 시의 충격 에너지를 흡수하여 승객의 안전을 도모하도록 충격 흡수 구조로 된 프론트 범퍼가 갖추어져 있는데, 상기 범퍼의 구조는 크게 외부로부터 범퍼 커버와 충격을 흡수하는 에너지 흡수제, 그리고, 범퍼 레일로 구성되어 있다.In general, the front of the vehicle is provided with a front bumper having a shock absorbing structure to absorb the impact energy during a crash to promote passenger safety, the structure of the bumper is largely an energy absorber that absorbs the bumper cover and shock from the outside, And it is comprised by the bumper rail.
도 1은 종래의 일반적인 프론트 범퍼의 구성을 도시하는 도면으로서, 상기 도면에 도시하였듯이, 차체 전방부에는 'ㄷ'자 형태의 단면 형상을 갖는 플라스틱 재질의 범퍼 커버(1)가 설치된다.1 is a view showing the configuration of a conventional front bumper, as shown in the figure, the front of the vehicle body is provided with a bumper cover 1 of plastic material having a cross-sectional shape of the 'c' shape.
상기 범퍼 커버(1) 내측에는 플라스틱 성형부재로 제작되어 충격 에너지의 흡수가 가능한 충격 흡수재(2)가 장착된다.Inside the bumper cover 1, a shock absorbing material 2 made of a plastic molding member and capable of absorbing impact energy is mounted.
상기 충격 흡수재(2)의 후면에는 사각형 모양의 단면형상을 갖으면서 일측면에 돌출부가 형성된 범퍼 레일(3)이 연결되는데, 상기 범퍼 레일(3)은 충격 흡수재(2)를 보강하며 충격 하중으로 인한 범퍼(4) 및 타 차량이 진입되는 것을 방지한다.The rear surface of the shock absorber (2) is connected to the bumper rail (3) having a rectangular cross-sectional shape and a protrusion formed on one side, the bumper rail (3) reinforces the shock absorber (2) by the impact load Prevents the bumper 4 and other vehicles from entering.
상기 범퍼 레일(3)은 차체 사이드 멤버(5)에 범퍼 스테이(6)를 이용한 솔리드 마운팅 구조로 장착되는데, 이것은 상기 범퍼 커버(1)가 받은 충격을 충격 흡수재(2)와 범퍼 레일(3)에서 일차적으로 흡수하고 상기 충격 흡수재(2)와 범퍼 레일(3)을 지지하고 있는 사이드 멤버(5)에서 이차적으로 흡수하는 구조이다.The bumper rail 3 is mounted to the vehicle side member 5 by a solid mounting structure using the bumper stay 6, which is configured to absorb the shock received by the bumper cover 1 from the shock absorber 2 and the bumper rail 3. It is a structure that absorbs primarily in the side member (5) that absorbs the first and the shock absorber (2) and the bumper rail (3).
상기와 같은 구성으로 이루어지는 종래의 프론트 범퍼 구조는 범퍼 레일과 차체 사이드 멤버의 고정부가 강재를 이용한 솔리드 마운팅 구조로 되어 있어 보행자 충돌 시와 같이 충격량이 적은 경우 변형 공간이 없으므로 보행자 다리 부분에 상해치가 증가하고, 저속 충돌과 같이 비교적 충격량이 큰 경우에는 충돌 하중에 의한 차체 변형이 발생하는 문제점을 가지고 있다.The conventional front bumper structure having the above configuration has a solid mounting structure using steel materials for the bumper rail and the side member of the vehicle body, so that there is no deformation space in the case of a small impact such as in a pedestrian collision, so the injury value increases in the pedestrian bridge. In addition, when the impact amount is relatively large, such as a low-speed collision, there is a problem that the vehicle body deformation due to the collision load occurs.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은 범퍼 레일과 차체 사이에 크래쉬 박스를 장착함으로써 저속 충돌 및 보행자 충돌 시 차체 변형을 방지하고 보행자의 상해치를 감소시키는데 있다.An object of the present invention devised to solve the above problems is to install a crash box between the bumper rail and the vehicle body to prevent the body deformation during low-speed collision and pedestrian collision and to reduce the injury value of the pedestrian.
전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 범퍼 커버 내측에 에너지 흡수제를 삽입하여 1차로 충격 에너지를 흡수하고, 범퍼 레일과 차체 사이에 재료의 물성치 및 형상 파라미터를 쉽게 제어 할 수 있도록 설계되어 충돌 하중에 의한 변형이 조절 가능한 크래쉬 박스를 삽입하여 2차로 충격 에너지를 흡수하는 저속 충돌 및 보행자 보호를 위한 크래쉬 박스 적용구조를 제공한다.In order to achieve the above object of the present invention, by inserting an energy absorbent inside the bumper cover to absorb the impact energy primarily, it is designed to easily control the physical properties and shape parameters of the material between the bumper rail and the body of the impact load It provides a crash box application structure for low-speed collision and pedestrian protection by inserting a crash box whose deformation is adjustable.
도 1은 종래의 일반적인 프론트 범퍼의 구성을 도시하는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which shows the structure of the conventional front bumper.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 크래쉬 박스를 장착한 프론트 범퍼 구조를 도시하는 단면도.2 is a cross-sectional view showing a front bumper structure equipped with a crash box according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 A 부분에 대한 크래쉬 박스를 도시하는 부분 확대도.3 is a partially enlarged view showing a crash box for part A of FIG.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 ><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 범퍼 커버 20 : 충격 흡수재10 bumper cover 20 shock absorber
30 : 범퍼 레일 40 : 범퍼30: bumper rail 40: bumper
50 : 차체 사이드 멤버 60 : 크래쉬 박스50: body side member 60: crash box
62 : 제 1 파이프 64 : 제 2 파이프62: first pipe 64: second pipe
66 : 제 1 체결홀 68 : 홀66: first fastening hole 68: hole
70 : 제 2 체결홀 80 : 후드 패널70: second fastening hole 80: hood panel
본 발명은 차체 사이드 멤버에 부착되어 충돌 시 충격 흡수를 위한 프론트 범퍼에 있어서, 스틸로 제작되고 테이퍼 형상을 갖으면서 중공 단면 구조로 성형되며 상단부에 형성된 플랜지에는 다수의 제 1 체결홀(66)이 형성되어 범퍼 레일(30)에 볼트 결합됨과 동시에 중간부 외측에는 다수개의 직사각형 모양의 홀(68)이 형성된 제 1 파이프(62)의 두께와, 스틸로 제작되고 테이퍼 형상을 갖으면서 중공 단면 구조로 성형되며 상단부의 직경이 상기 제 1 파이프(62)의 하단부 직경과 같은 크기로 성형됨과 아울러 하단부에 형성된 플랜지에는 다수의 제 2 체결홀(70)이 형성되어 차체 사이드 멤버(50)에 볼트 결합되는 제 2 파이프(64)의 두께를 상호 달리하여 상기 제 1 파이프(62)의 하단부와 제 2 파이프(64)의 상단부가 용접으로 연결된 크래쉬 박스(60)로 구성된 구조이다.이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 저속 충돌 및 보행자 법규 만족을 위한 크래쉬 박스 적용구조에 관해서 상세히 설명한다.The present invention is a front bumper attached to the body side member for shock absorption in the case of a collision, made of steel, having a tapered shape and molded into a hollow cross-sectional structure and formed in the upper end of the plurality of first fastening holes 66 It is formed and bolted to the bumper rail 30 and at the same time the hollow outer cross-sectional structure of the thickness of the first pipe 62 formed with a plurality of rectangular holes 68 on the outside of the middle portion, and made of steel and tapered The upper end of the first pipe 62 is formed to have the same diameter as the lower end of the first pipe 62, and a plurality of second fastening holes 70 are formed in the flange formed at the lower end thereof to be bolted to the vehicle body side member 50. The structure of the crash box 60 in which the lower end of the first pipe 62 and the upper end of the second pipe 64 are connected by welding by varying the thickness of the second pipe 64. Hereinafter, a crash box application structure for satisfying a low speed collision and pedestrian law according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 크래쉬 박스를 장착한 프론트 범퍼 구조를 도시하는 도면으로서, 상기 도면에 도시하였듯이, 차체 전방부에는 'ㄷ'자 형태의 단면 형상을 갖는 플라스틱 재질의 범퍼 커버(10)가 장착된다.FIG. 2 is a view illustrating a front bumper structure in which a crash box is mounted according to an embodiment of the present invention. As illustrated in the drawing, a bumper cover of a plastic material having a cross-sectional shape of a 'c' shape is provided at a front portion of the vehicle body. 10 is mounted.
상기 범퍼 커버(10) 내측에는 플라스틱 성형부재로 제작되어 충격 에너지의 흡수가 가능한 충격 흡수재(20)가 장착된다.Inside the bumper cover 10, a shock absorbing material 20 made of a plastic molding member and capable of absorbing impact energy is mounted.
상기 충격 흡수재(20)의 후면에는 사각형 모양의 단면형상을 갖으면서 일측면에 돌출부가 형성된 범퍼 레일(30)이 연결되는데, 상기 범퍼 레일(30)은 충격 흡수재(20)를 보강하며 충격 하중으로 인한 범퍼(40) 및 타차량이 진입되는 것을 방지한다.The bumper rail 30 has a rectangular cross-sectional shape and is connected to a bumper rail 30 having a protruding portion on one side thereof, and the bumper rail 30 reinforces the shock absorber 20 with an impact load. Prevents the bumper 40 and other vehicles from entering.
상기 범퍼 레일(30)과 차체 사이드 멤버(50) 사이에는 크래쉬 박스(60)가 삽입되어 볼트를 이용 체결되는데, 이것은 상기 범퍼 커버(10)가 받은 충격을 충격 흡수재(20)와 범퍼 레일(30)에서 일차적으로 흡수하고 상기 크래쉬 박스(60)와 범퍼 레일(30)을 지지하고 있는 차체 사이드 멤버(50)에서 이차적으로 흡수하는 구조이다.The crash box 60 is inserted between the bumper rail 30 and the vehicle body side member 50 to be fastened by using a bolt, which is applied to the shock absorber 20 and the bumper rail 30. ) Is absorbed primarily by the vehicle body side member 50 supporting the crash box 60 and the bumper rail 30.
그리고, 도 2의 A 부분에 대한 크래쉬 박스를 도시하는 사시도인 도 3에 도시하였듯이, 크래쉬 박스(60)는 테이퍼 형상으로 가공되고 변형이 쉽도록 중공 단면 구조로 되어 있으며 재질은 스틸로 제작된다.And, as shown in Figure 3 which is a perspective view showing a crash box for the portion A of Figure 2, the crash box 60 is processed into a tapered shape and has a hollow cross-sectional structure to facilitate deformation, the material is made of steel.
상기 크래쉬 박스(60)는 두께가 상이한 제 1 파이프(62)의 하단부와 제 2 파이프(64)의 상단부를 아크 용접을 이용하여 결합시킴으로써 형성된다.The crash box 60 is formed by joining the lower end of the first pipe 62 and the upper end of the second pipe 64 having different thicknesses using arc welding.
상기 범퍼 레일(30)에 볼트를 이용 부착되는 제 1 파이프(62)의 상단부에 형성된 플랜지부에는 볼트가 삽입되는 다수의 제 1 체결홀(66)이 형성되어 있고 중간부 외측에는 충격 하중 전달 시 형상 변형이 용이하도록 다수개의 직사각형 모양의 홀(68)이 형성되어 있다.The flange portion formed at the upper end of the first pipe 62 attached to the bumper rail 30 using bolts is formed with a plurality of first fastening holes 66 into which the bolts are inserted, and when the impact load is transmitted to the outside of the middle portion. A plurality of rectangular holes 68 are formed to facilitate shape deformation.
상기 차체 사이드 멤버(50)에 볼트를 이용 부착되는 제 2 파이프(64)의 하단부에 형성된 플랜지부에는 볼트가 삽입되는 다수의 제 2 체결홀(70)이 형성되어 있다.A plurality of second fastening holes 70 into which the bolt is inserted are formed in the flange portion formed at the lower end of the second pipe 64 attached to the vehicle side member 50 using the bolt.
상기 제 1 파이프(62)는 범퍼 레일(30)에 비해 강도가 약하고 상기 제 2 파이프(64)는 범퍼 레일(30)에 비해 강도가 크다.The first pipe 62 has a weaker strength than the bumper rail 30 and the second pipe 64 has a higher strength than the bumper rail 30.
본 발명의 일실시예와 같이 범퍼 레일(30)과 차체 사이드 멤버(50) 사이에 크래쉬 박스(60)가 삽입되는 구조는 저속 충돌 및 보행자 충돌 시 전달되는 충격 에너지를 충격 흡수재의 변형에 의해 1차로 흡수하고 상기 크래쉬 박스(60)를 형성하는 제 1 파이프(62)의 초기 변형에 의해 2차 에너지 흡수가 가능하여 제 2 파이프(64)의 보행자 다리부분에 가해지는 충격량을 감소시킬 수 있다.As in the embodiment of the present invention, the structure in which the crash box 60 is inserted between the bumper rail 30 and the vehicle body side member 50 may be configured to convert impact energy transmitted during low-speed collision and pedestrian collision by deformation of the shock absorber. By the initial deformation of the first pipe 62 that absorbs the car and forms the crash box 60, the secondary energy can be absorbed, thereby reducing the amount of impact applied to the pedestrian legs of the second pipe 64.
그리고, 차량간 저속 충돌 시에는 크래쉬 박스(60)가 3단계에 걸쳐 에너지를 흡수하는데 제 1 단계로 강도가 낮은 제 1 파이프(62)가 변형되면서 충격 에너지를 흡수하고 제 2 단계로는 상기 제 1 파이프(62)가 부착되어 있는 범퍼 레일(30)이 변형되면서 충격 에너지를 흡수하며 제 3 단계로는 차체 사이드 멤버(50)에 부착된 강도가 높은 제 2 파이프(64)에서 충격 에너지 흡수가 최대화된다.In the low-speed collision between vehicles, the crash box 60 absorbs energy in three stages. In the first stage, the first pipe 62 having low strength is deformed to absorb shock energy, and the second stage is the first stage. As the bumper rail 30 to which the first pipe 62 is attached is deformed, the shock energy is absorbed. In the third step, the absorbed energy is absorbed in the second high strength pipe 64 attached to the vehicle body side member 50. Is maximized.
상술한 바와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명은 보행자 충돌 시 크래쉬 박스부의 초기 변형에 의해 2차 에너지 흡수가 가능하여 보행자 다리부분에 가해지는충격량을 감소시켜 보행자의 상해치를 저감시키며, 저속 충돌 시에 발생하는 비교적 큰 충격량에 대해서는 3단계에 걸친 에너지 흡수량 증대로 범퍼부에서 에너지 흡수를 최대화하여 차체 변형을 방지하므로 수리비용이 감소된다.According to the present invention having the above-described configuration, secondary energy can be absorbed by the initial deformation of the crash box part during the pedestrian collision, thereby reducing the amount of impact applied to the pedestrian leg, thereby reducing the injury value of the pedestrian. In the case of relatively large impact amount, the repair cost is reduced by increasing energy absorption in three stages, thereby maximizing energy absorption in the bumper part, thereby preventing body deformation.
그리고, 크래쉬 박스와 범퍼 레일을 프론트 엔드 모듈 부품으로 구성하므로 조립 공정이 축소되고, 크래쉬 박스 전체에 박판 소재를 사용하므로 차체 중량이 절감되며, 차량 상품성이 증대되는 효과를 갖는다.In addition, since the crash box and the bumper rail are composed of the front end module parts, the assembly process is reduced, and the thin plate material is used for the entire crash box, thereby reducing the weight of the vehicle body and increasing the vehicle marketability.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20091102 Year of fee payment: 6 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |