KR100527959B1 - 충돌성능이 향상된 자동차용 범퍼 구조체 - Google Patents

충돌성능이 향상된 자동차용 범퍼 구조체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 충돌성능이 향상된 자동차용 범퍼 구조체에 관한 것으로서, 범퍼 백빔의 내부공간이 빈 공간으로 되어 있기 때문에 종래에는 충돌시 차체 사이드 멤버 끝단 바로 앞쪽 부분에서 쉽게 붕괴가 일어나는 문제점이 있었는 바, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 차체 사이드 멤버 끝단 바로 앞쪽에 해당되는 범퍼 백빔 부분의 내부공간에 별도 백빔 보강체를 추가로 설치함으로써, 기존 구조체의 변경 없이 저속은 물론 고속충돌시에도 규정된 충돌성능이 충분히 발휘될 수 있도록 개선한 자동차용 범퍼 구조체에 관한 것이다.

Description

충돌성능이 향상된 자동차용 범퍼 구조체{Structured members of automobile bumper}
본 발명은 충돌성능이 향상된 자동차용 범퍼 구조체에 관한 것으로서, 차체 사이드 멤버 끝단 바로 앞쪽에 해당되는 범퍼 백빔 부분의 내부공간에 별도 백빔 보강체를 추가로 설치함으로써, 기존 구조체의 변경 없이 저속은 물론 고속충돌시에도 규정된 충돌성능이 충분히 발휘될 수 있도록 개선한 자동차용 범퍼 구조체에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에는 충돌시 충격을 흡수하여 탑승자를 보호하는 범퍼 구조체가 차체 전후단에 장착되는데, 이 범퍼 구조체는 외관미를 향상시키기 위하여 가장 바깥쪽에 설치되는 범퍼 커버와, 이 범퍼 커버의 후방 안쪽면에 부착되어 충격을 1차적으로 흡수하는 충격흡수재를 갖춘 구조로 되어 있다.
그리고, 충돌시 상기 충격흡수재만으로는 탑승자를 효과적으로 보호하기에 미흡하므로 이 충격흡수재의 후방 안쪽으로는 스틸재질의 범퍼 백빔이 설치되는데, 이 범퍼 백빔은 후방의 사이드 멤버 끝단에 체결된 범퍼 스테이에 CO2 용접에 의해 결합되고, 이 범퍼 스테이 측방으로 상기 범퍼 백빔 후면에는 범퍼 커버가 체결되는 스틸 브라켓이 CO2 용접에 의해 결합되는 바, 결국 범퍼 백빔은 사이드 멤버 끝단에 고정되어 범퍼 구조체를 전체적으로 지지한다.
또한, 첨부한 도 6에 나타낸 바와 같이, 범퍼 백빔(10) 후방으로 범퍼 스테이(30)와의 사이에 별도의 보강용 프레임(20)이 설치되기도 하며, 이 경우 후방의 범퍼 스테이(30)와 전방의 보강용 프레임(20)이 CO2 용접에 의해 서로 결합된 상태에서 상기 보강용 프레임(20)이 다시 전방의 범퍼 백빔(10)과 CO2 용접에 의해 결합되는 바, 결국 서로 용접 결합된 범퍼 백빔(10)과 보강용 프레임(20)이 범퍼 스테이(30)에 의해 차체의 사이드 멤버(1)에 함께 지지되는 구조가 된다.
이와 같은 범퍼 구조체가 설치된 차량에서는 상기 충격흡수부재(도 6에서는 도시하지 않음)가 충돌시 전해지는 충격을 1차로 흡수하게 되고, 그 여분의 충격이 범퍼 백빔(10)으로 전달되어 적절히 흡수되는 동시에 범퍼 스테이(30)를 통해 차체로 분산되며, 이에 의해 탑승자는 적은 양의 충격만을 전달받으면서 보호될 수 있는 것이다.
따라서, 상기 범퍼 백빔(10)은 충돌시 전해지는 충격에너지에 쉽게 붕괴되지 않도록 충분한 강도를 가지면서도 우수한 에너지 흡수능력을 가지도록 설계되어야 하고, 특히 범퍼 백빔(10)의 단면구조는 충돌성능을 규정짓는 중요한 요소가 된다.
한편, 차량 안전에 대해 각 국가마다 법규로 규정하여 최저 기준치를 설정하여 관리하고 있고, 특히 충돌 법규는 차량 사고에 있어서 무엇보다도 인명과 직결되는 사안이기 때문에 나날이 관심의 대상이 되어 가고 있다.
그리고, 이러한 안전 법규와는 별도로 소비자 관점에서 차량 안전에 대한 관심을 충족시키기 위하여 법규보다도 가혹한 상태에서 충돌 테스트를 실시하기도 하며, 그 결과를 소비자들로 하여금 차량 안전에 대한 객관적인 자료로 활용하도록 하고 있다.
그러나, 도 6에 나타낸 바와 같은 종래의 범퍼 구조체는 저속 2.5MPH의 충돌 법규를 만족하는 수준으로, 고속충돌에서의 충돌성능은 만족시키지 못하고 있는 형편이며, 특히 범퍼 백빔(10)의 내부공간이 빈 공간으로 되어 있기 때문에 충돌시 사이드 멤버(1)의 끝단이 연결되어 있는 부분에서 쉽게 붕괴가 일어나는 등 문제가 발생하고 있다.
따라서, 고속충돌에서의 충돌성능을 보다 향상시키기 위한 범퍼 구조체의 보강 및 개선방안이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 범퍼 백빔의 내부공간이 빈 공간으로 되어 있기 때문에 종래에는 충돌시 차체 사이드 멤버 끝단 바로 앞쪽 부분에서 쉽게 붕괴가 일어나는 문제점이 있었는 바, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 차체 사이드 멤버 끝단 바로 앞쪽에 해당되는 범퍼 백빔 부분의 내부공간에 별도 백빔 보강체를 추가로 설치함으로써, 기존 구조체의 변경 없이 저속은 물론 고속충돌시에도 규정된 충돌성능이 충분히 발휘될 수 있도록 개선한 자동차용 범퍼 구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 충격흡수재 안쪽으로 설치되는 범퍼 백빔(10), 이 범퍼 백빔(10)에 후방으로 용접 설치되는 보강용 프레임(20), 그리고 이 보강용 프레임(20)과 차체 사이드 멤버(1) 끝단 사이에 설치되는 범퍼 스테이(30)를 포함하는 자동차용 범퍼 구조체에 있어서,
후방으로의 돌출부(53)를 가지면서 상기 차체 사이드 멤버(1) 끝단 및 범퍼 스테이(30) 바로 앞쪽에 해당되는 범퍼 백빔(10) 부분의 내부공간(12a,12b)에 삽입 및 고정되고 상기 돌출부(53)가 범퍼 백빔(10) 바깥쪽에서 상기 보강용 프레임(20) 내면과 접합 또는 간극 유지되는 백빔 보강체(50)가 설치되어 이루어진 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 백빔 보강체(50)는, 전면이 개구된 박스형상으로 구비되어, 상부면 및 상단 모서리 부위를 포함한 상단부(51a)와 하부면 및 하단 모서리 부위를 포함한 하단부(51b)가 각각 상기 범퍼 백빔(10)의 상하 각 내부공간(12a,12b)에 삽입되는 삽입부(51)로 되어 있고, 측면에는 범퍼 백빔(10) 내부에 삽입된 상태에서 백빔 전면의 요입부(11)가 끼워질 수 있게 된 절개부(52)가 형성되어 있으며, 후면상에 상기 돌출부(53)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 백빔 보강체(50)는, 상기 돌출부(53) 중앙에 안쪽으로 움푹 들어간 구조의 용접부(54)가 형성되어 이 용접부(54) 내면이 상기 범퍼 백빔(10)의 요입부(11) 내면과 용접됨으로써 고정되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 1은 본 발명에서 백빔 보강체와 그 주변 범퍼 구조체와의 결합관계를 설명하기 위한 분해사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 범퍼 구조체의 결합상태도이며, 도 3은 본 발명에 따른 범퍼 구조체의 단면도이다.
또한, 첨부한 도 4는 본 발명에서 백빔 보강체를 도시한 사시도이고, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명에서 백빔 보강체가 범퍼 백빔에 장착된 상태를 보여주는 장착상태도이다.
본 발명은 충돌성능이 향상된 자동차용 범퍼 구조체에 관한 것으로서, 차체 사이드 멤버 끝단 바로 앞쪽에 해당되는 범퍼 백빔 부분의 내부공간에 별도 백빔 보강체를 추가로 설치함으로써, 기존 구조체의 변경 없이 저속은 물론 고속충돌시에도 규정된 충돌성능이 충분히 발휘될 수 있도록 개선한 자동차용 범퍼 구조체에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
이하, 본 명세서에서 각 구성요소의 전후 방향 구분은 차체 전후방향을 기준으로 한 것임을 밝혀 둔다.
먼저, 도시하지 않은 범퍼 커버 및 충격흡수재와 함께 범퍼 구조체를 구성하는 범퍼 백빔(10), 보강용 프레임(20) 및 범퍼 스테이(30)의 기본 구조는 종래와 동일하며, 본 발명에서는 첨부한 각 도면에서 도면부호 50으로 지시된 백빔 보강체만이 추가된다.
상기 범퍼 백빔(10)은 길이방향에 대하여 일정한 단면형상으로 되어 있고, 그 전면 중앙에는 절곡된 단면구조의 요입부(11)가 백빔 길이방향을 따라 길게 형성되어 있으며, 이 요입부(11)에 의해 구분되는 상측 및 하측의 내부공간(12a,12b)에는 백빔 보강체(50)의 상단부(51a) 및 하단부(51b)가 각각 삽입된다.
상기 백빔 보강체(50)는 범퍼 백빔(10)에서도 사이드 멤버(1) 끝단 바로 앞쪽에 해당되는 부분에 설치되어 충돌시 그 설치부위가 급격히 붕괴되는 것을 막아주는 역할을 하게 된다.
상기 백빔 보강체(50)의 구조를 살펴보면, 도 4 및 도 5a ~ 도 5c에 도시한 바와 같이, 전체적으로 전면이 개구된 박스형상으로 구비되어, 상부면 및 상단 모서리 부위를 포함한 상단부(51a)와 하부면 및 하단 모서리 부위를 포함한 하단부(51b)가 각각 범퍼 백빔(10)의 상하 각 내부공간(12a,12b)에 삽입되는 삽입부(51)로 되어 있고, 측면 중앙에는 범퍼 백빔(10)의 내부에 삽입된 상태에서 백빔(10) 전면의 요입부(11)가 끼워질 수 있게 절개부가 형성되어 있다.
또한, 후면 중앙부분이 후방 돌출된 구조로 되어 범퍼 백빔(10) 후방 바깥쪽에서 그 후방에 위치되는 보강용 프레임(20) 단부 내면과 마주 접합되거나 간극 유지되는 돌출부(53)로 되어 있고, 이 돌출부(53)에서도 그 중앙부분에는 안쪽으로 움푹 들어간 구조의 용접부(54)가 형성되어 이 용접부(54) 내면이 백빔(10) 전면의 요입부(11) 내면에 용접된다.
한편, 상기 돌출부(53)의 후면(53a)은 보강용 프레임(20)의 단부 내면에 접합 가능한 경사면 구조로 되어 있으며, 이러한 경사면 구조는 도 5b에 나타낸 바와 같다.
요약하면, 결합상태에서, 상기 백빔 보강체(50)는, 상단부(51a) 및 하단부(51b)의 삽입부(51)가 범퍼 백빔(10)의 상하 각 내부공간(12a,12b)에 삽입된 상태가 되고, 돌출부(53)의 경사면(53a)이 범퍼 백빔(10) 바깥쪽에서 보강용 프레임(20) 단부 내면과 접합 또는 간극 유지되는 상태가 되며, 돌출부(53) 중앙의 용접부(54) 내면이 범퍼 백빔(10) 안쪽에서 백빔 전면의 요입부(11) 내면에 용접된다.
이러한 백빔 보강체가 사용된 범퍼 구조체의 전체적인 결합방법을 설명하면, 백빔(10)의 단면형상은 전술한 바와 같이 전체 길이에 대하여 일정하므로, 범퍼 커버가 체결되는 스틸 브라켓(40)을 백빔(10)에 용접하기 전에 백빔(10) 끝단을 통해 상기 백빔 보강체(50)를 먼저 끼워 넣는다.
이때, 백빔 보강체(50)를 상단부(51a) 및 하단부(51b)의 삽입부(51)가 범퍼 백빔(10)의 상하 각 내부공간(12a,12b)에 삽입된 상태에서 이동시켜 사이드 멤버(1) 끝단 바로 앞쪽 부분에 위치시키고, 백빔 보강체(50)의 용접부(54)와 백빔(10)의 요입부(11)를 CO2 용접하여 고정한다.
이후 스틸 브라켓(40)을 백빔 보강체(50) 측방으로 CO2 용접하여 결합하고, 범퍼 스테이(30)가 CO2 용접에 의해 결합된 보강용 프레임(20)을 백빔(10)과 CO2 용접하여 결합한다.
이때, 보강용 프레임(20)의 상단과 하단이 백빔(10)의 상부면과 하부면에 각각 용접되며, 이와 같이 결합된 상태에서 보강용 프레임(20)의 단부는 백빔 보강체(50)의 돌출부(53)를 덮는 형태가 된다.
물론, 상기 백빔 보강체(50)는 좌우 양 사이드 멤버(1) 끝단 바로 앞쪽 부분에 동일하게 설치되며, 결국 상기와 같이 결합된 범퍼 백빔(10) 및 보강용 프레임(20)은 범퍼 스테이(30)를 통해 사이드 멤버(1) 끝단에 결합되어 지지된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 충격흡수재 안쪽으로 설치되는 범퍼 백빔, 이 범퍼 백빔에 후방으로 용접 설치되는 보강용 프레임, 그리고 이 보강용 프레임과 차체 사이드 멤버 끝단 사이에 설치되는 범퍼 스테이를 포함하는 자동차용 범퍼 구조체에 있어서, 차체 사이드 멤버 끝단 바로 앞쪽에 해당되는 범퍼 백빔 부분의 내부공간에 별도 백빔 보강체를 추가로 설치함으로써, 기존 구조체의 변경 없이 저속은 물론 고속충돌시에 보다 향상된 충돌성능을 발휘할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에서 백빔 보강체와 그 주변 범퍼 구조체와의 결합관계를 설명하기 위한 분해사시도,
도 2는 본 발명에 따른 범퍼 구조체의 결합상태도,
도 3은 본 발명에 따른 범퍼 구조체의 단면도,
도 4는 본 발명에서 백빔 보강체를 도시한 사시도,
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에서 백빔 보강체가 범퍼 백빔에 장착된 상태를 보여주는 장착상태도,
도 6은 종래기술에 따른 범퍼 구조체의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 범퍼 백빔 20 : 보강용 프레임
30 : 범퍼 스테이 50 : 백빔 보강체
51 : 삽입부 52 : 절개부
53 : 돌출부 54 : 용접부

Claims (3)

  1. 충격흡수재 안쪽으로 설치되는 범퍼 백빔(10), 이 범퍼 백빔(10)에 후방으로 용접 설치되는 보강용 프레임(20), 그리고 이 보강용 프레임(20)과 차체 사이드 멤버(1) 끝단 사이에 설치되는 범퍼 스테이(30)를 포함하는 자동차용 범퍼 구조체에 있어서,
    후방으로의 돌출부(53)를 가지면서 상기 차체 사이드 멤버(1) 끝단 및 범퍼 스테이(30) 바로 앞쪽에 해당되는 범퍼 백빔(10) 부분의 내부공간(12a,12b)에 삽입 및 고정되고 상기 돌출부(53)가 범퍼 백빔(10) 바깥쪽에서 상기 보강용 프레임(20) 내면과 접합 또는 간극 유지되는 백빔 보강체(50)가 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 충돌성능이 향상된 자동차용 범퍼 구조체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 백빔 보강체(50)는, 전면이 개구된 박스형상으로 구비되어, 상부면 및 상단 모서리 부위를 포함한 상단부(51a)와 하부면 및 하단 모서리 부위를 포함한 하단부(51b)가 각각 상기 범퍼 백빔(10)의 상하 각 내부공간(12a,12b)에 삽입되는 삽입부(51)로 되어 있고, 측면에는 범퍼 백빔(10) 내부에 삽입된 상태에서 백빔 전면의 요입부(11)가 끼워질 수 있게 된 절개부(52)가 형성되어 있으며, 후면상에 상기 돌출부(53)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 충돌성능이 향상된 자동차용 범퍼 구조체.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 백빔 보강체는, 상기 돌출부 중앙에 안쪽으로 움푹 들어간 구조의 용접부가 형성되어 이 용접부 내면이 상기 범퍼 백빔의 요입부 내면과 용접됨으로써 고정되는 것을 특징으로 하는 충돌성능이 향상된 자동차용 범퍼 구조체.
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KR100999153B1 (ko) 2008-10-27 2010-12-08 현대자동차주식회사 차량의 범퍼 충격흡수장치

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