KR100579875B1 - 범퍼 스테이 및 이를 적용한 자동차용 범퍼 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 저속 충돌시 차폭방향의 에너지 전달을 적절히 흡수하여 차체의 파손을 최소화할 수 있는 동시에 차체의 중량 절감을 가능케할 수 있는 자동차용 범퍼 스테이 및 이 범퍼 스테이를 적용한 자동차용 범퍼 어셈블리에 관한 것이다.

Description

범퍼 스테이 및 이를 적용한 자동차용 범퍼 어셈블리{Bumper stay, and bumper assembly for a car using the same}

도 1은 종래의 자동차용 범퍼 어셈블리를 도시한 사시도.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자동차용 범퍼 어셈블리를 도시한 사시도.

도 3은 도 2에 도시된 범퍼 스테이의 상세구조를 보여주는 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 범퍼 스테이의 충격 흡수 과정을 설명하기 위한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 범퍼레일 200 : 범퍼 스테이

202,204 : 상,하측판 206 : 플랜지

210 : 바닥판 212,214 : 내,외측판

216 : 비드 222,224 : 고정단

231,232,241,242,243 : 절곡라인

300 : 마운팅 플레이트

본 발명은 자동차용 범퍼 스테이 및 이 범퍼 스테이가 적용된 자동차용 범퍼 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차의 저속 충돌시 차폭방향의 에너지 전달을 적절히 흡수하여 차체의 파손을 최소화할 수 있는 동시에 차체의 중량 절감을 가능케할 수 있는 자동차용 범퍼 스테이 및 이 범퍼 스테이를 적용한 자동차용 범퍼 어셈블리에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 자동차에는 충돌시 그 충돌에너지를 흡수하기 위하여 차체의 전후에 범퍼 어셈블리를 부설하고 있으며, 상기 범퍼 어셈블리는 범퍼레일을 범퍼 스테이에 의하여 차체에 고정하고, 상기 범퍼레일의 외부에 범퍼커버를, 또는 범퍼레일과 범퍼 커버 사이에 에너지 압소버를 배치한 것이다. (대한민국 공개특허 제2004-110464호 및 실용신안공개 제1998-025665호 참조)

도 1은 종래의 자동차용 범퍼 어셈블리 구조가 나타나 있는바, 도시된 바와 같이 범퍼 어셈블리는 엔진룸에 위치된 사이드멤버(10)와, 사이드멤버(10)에 직교 상태로 결합되는 범퍼 스테이(20)와, 범퍼 스테이(20)를 사이드멤버(10)에 마운팅시키는 마운팅플레이트(30)와, 범퍼 스테이(20에 결합됨과 아울러 압소바(미도시)가 밀착되어 있는 범퍼 레일(40)과, 범퍼 레일(40)에 감싸며 결합되는 범퍼 커버(미도시)로 구성되어 있다.

상기 범퍼 스테이(20)는 범퍼레일(40)과 결합되는 일측이 개방된 구조를 이루고 있으며, 그 개방된 주위의 플랜지(22)를 형성하여 용접을 통해 범퍼레일(40)에 고정된다.

또한, 상기 범퍼 스테이(20)는 마운팅플레이트(30)와 용접을 통해 결합한 후 상기 마운팅플레이트(30)를 사이드멤버(10)에 볼트 체결함으로써 고정하게 된다.

상기한 바와 같은 범퍼 어셈블리에 정면에서 충돌이 발생되면 상기한 범퍼 커버를 파손시키면서 충격량이 압소바에 전달되고, 상기한 압소바에서 많은 양의 충격량이 감소되면서 범퍼 레일(40)과 범퍼 스테이(20)에 충격량이 전달된다.

상기한 충격량은 다시 사이드멤버(10)에 전달되면서 분산 및 흡수되어 탑승자에게 전달되는 충격량을 감소시키게 된다

그러나, 상기와 같은 구조를 갖는 종래의 범퍼 스테이는 개방된 일면이 범퍼레일(40)측에 밀착 고정되는 박스형태의 범퍼 스테이 강성만으로 충돌에너지를 흡수하기 때문에 충격 흡수기능이 취약한 문제가 있었다.

아울러, 자동차의 저속 충돌시 충돌에너지로 인해 범퍼레일(40)과 범퍼스테이(20), 또는 범퍼 스테이(20)와 사이드멤버(10) 사이의 연결부위가 과도하게 벌어져서 차체 사이드멤버(10)의 변형을 야기시켜 주변부품의 손상이 크게 발생됨으로써 박대한 수리비용이 소요되어 경제적인 손실을 초래하게 되는 문제가 있었다.

이에, 본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 범퍼레일상에 고정되는 범퍼 스테이의 내,외측판의 변형에 의해 충돌에너지가 흡수되도록 함으로써 자동차의 저속 충돌시 차폭방향의 에너지 전달을 적절히 흡수하여 차체의 파손을 최소화할 수 있는 동시에 차체의 중량 절감을 가능케할 수 있는 자동차용 범퍼 스테이 및 이 범퍼 스테이를 적용한 자동차용 범퍼 어셈블리를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차용 범퍼 스테이는 바닥판; 상기 바닥판의 상,하방향으로 세워져 배치되는 상,하측판; 상기 바닥판의 내,외방향으로 세워져 배치되는 내,외측판을 포함하여 이루어지되, 상기 내,외측판의 길이는 상기 상,하측판 보다 길게 형성되어 자동차의 충돌시 상기 내,외측판의 변형을 통해 차폭방향의 에너지를 흡수할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 내,외측판중 어느 하나는 상기 상,하측판과 결합되고, 다른 하나는 상기 상,하측판과 분리되도록 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 좌,우판측에는 적어도 하나 이상의 절곡라인을 형성하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 내,외측판의 각 단부에는 외향으로 절곡된 고정단이 형성된다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차용 범퍼 어셈블리는 범퍼커버가 장착되는 범퍼레일; 상기 범퍼레일과 결합되며, 바닥판과 상기 바닥판의 상,하방향으로 세워져 배치되는 상,하측판 및 상기 바닥판의 내,외방향으로 세워져 배치되는 내,외측판으로 이루어진 범퍼스테이; 상기 범퍼스테이를 사이드멤버에 고정시키는 마운팅플레이트를 포함하여 이루어지되, 상기 내,외측판은 상기 범퍼레일상에 고정되며, 상기 내,외측판의 길이는 상기 상,하측판 보다 길게 형성되어 자동차의 충돌시 상기 내,외측판의 변형을 통해 차폭방향의 에너지를 흡수할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 실시예의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하는데, 종래와 동일한 구성에 대해서는 별도의 상세한 설명없이 본 발명의 특징적인 부분만 한정하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자동차용 범퍼 어셈블리를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 범퍼 스테이의 상세구조를 보여주는 사시도이다.

참고로, 본 발명에 있어서 도면상에 표시된 방향설정은 범퍼 스테이가 자동차에 장착되었을 경우 탑승객 입장에서 바라본 방향을 말하는 것으로, 상,하방향은 지면의 전후방향을, 내,외방향은 지면의 좌,우방향을, 전,후방향(차폭방향)은 지면의 상,하방향을 가리킴을 알려둔다.

도 2 및 도 3를 참조하면, 본 실시예의 범퍼 어셈블리는 범퍼커버(미도시)가 장착되는 범퍼레일(100)과, 범퍼레일(100)과 결합되는 범퍼 스테이(200)와, 범퍼 스테이(200)를 사이드멤버(미도시)에 고정하는 마운팅 플레이트(300)를 포함한다.

여기서, 범퍼 스테이(200)는 직사각형 형상을 가지는 바닥판(210)과, 상기 바닥판(210)의 상,하방향 양변에 세워져 배치되는 상,하측판(202)(204)과, 그리고 상기 바닥판(210)의 내,외방향 양변에 세워져 배치되는 내,외측판(212)(214)으로 구성된다.

구체적으로, 상기 상측판(202)과 하측판(204)은 상기 바닥판(210)으로부터 수직으로 절곡되어 세워진 상태가 되며, 상호 동일한 높이(길이)를 갖도록 형성된다.

이때, 상기 상,하측판(202)(204)의 각 상단부 형상은 상기 범퍼레일(100)의 구조와 대응하여 좌측이 우측보다 높은 일정각도 기울어진 형태를 갖게 되며, 그 좌측단부의형상은 바닥판(210)으로부터 소정 기울기로 기울어지도록 하고, 우측단부는 상기 바닥판(210과 거의 수직하도록 형성한다.

또한, 상기 상,하측판(202)(204)의 각 좌측단부에는 내측으로 절곡된 플랜지(206)가 마련되며, 상기 플랜지(206)를 통해 내,외측판(212)(214)과 용접 등의 결합수단을 통해 결합된다.

한편, 범퍼 스테이(200)의 내측판(212)과 외측판(214)은 상기 상,하측판(202)(204)과 마찬가지로 바닥판(210)으로부터 절곡되어 세워질 수 있도록 마련된다.

이때, 상기 내측판(212)은 그 내측면이 상기 상,하측판(202)(204)의 플랜지(206)와 맞닿아 결합되며, 상기 외측판(214)은 상기 내측판(212)과는 달리 상기 상,하측판(202)(204)의 외측단으로부터 외측으로 벌어져 완전하게 분리되도록 형성한다.

여기서, 본 발명의 일실시예는 상기 외측판(214)을 상기 상,하측판(202)(204)의 외측단으로부터 완전 분리된 구조를 이루고 있으나, 경우에 따라 일부 구간만 분리되도록 형성할 수도 있다.

그리고, 상기 내,외측판(212)(214)의 각 단부에는 외측으로 절곡된 고정단(222)(224)이 형성되며, 상기 고정단(222)(224)은 용접수단을 통해 범퍼레일(100의 저면부상에 고정된다.

또한, 상기 내,외측판(212)(214)은 상기 상,하측판(202)(204)의 길이 보다 일정길이 길게 형성되며, 이로 인하여 상기 범퍼 스테이(200)의 상,하측판(202)(204)과 범퍼레일(100)의 저면부 사이에는 내,외측판(212)(214)의 변형을 위한 소정의 공간부가 마련된다.

이와 함께, 상기 내,외측판(212)(214)에는 범퍼레일(100)로부터 전달되는 충돌하중에 의해 변형되는 과정에서 각각 정해진 일정형상으로 절곡 변형될 수 있도록 하기 위하여 그 내,외측면으로 다수의 절곡라인(231)(232)(241)(242)(243)이 형성되어 있다.

상기 바닥판(210)에는 상기 바닥판(210)의 강도보완을 위하여 횡방향으로 일정 폭 융기된 비드(216)가 형성된다.

아울러, 도면상에 부호로 명기하지는 않았으나, 상기 외측판(214)의 두 절곡라인(241)(242) 사이에는 상기 외측판(214)의 강도보완을 위하여 횡방향을 따라 배치된 반원 형태의 비드를 형성하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 범퍼 스테이 구조에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 범퍼 스테이(200)에 의한 충돌에너지 흡수과정을 순차적으로 보여주는 것이다.

자동차의 저속 충돌시 범퍼 레일(100을 통해 충돌하중이 가해지게 되면, 도 4에서 보는 바와 같이, 범퍼 스테이(200)의 내,외측판(212)(214)이 절곡 변형되는 과정을 거쳐 차폭방향(자동차의 전후방향)의 충돌에너지를 흡수하게 된다.

즉, 충돌하중에 의해 범퍼레일(100)이 눌려짐에 따라, 범퍼 스테이(200)의 내측판(212)은 상,하측판(202)(204)과 결합된 부분을 제외한 상부측 부분이 절곡라인(231)(232)을 따라 꺾여져 변형을 일으키게 되고, 동시에, 범퍼 스테이(200)의 외측판(214)은 상기 상,하측판(202)(204)의 단부으로부터 더 벌어지면서 절곡라인(241)(242)(243)을 따라 꺾여져 변형을 일으키는 과정에 의해 차폭방향의 충돌에너지를 흡수하여 사이드멤버(미도시)측으로의 충돌 에너지 전달을 최소화시키게 되는 것이다.

이때, 자동차가 상기 보다 고속상태로 충돌하게 되는 경우에는 범퍼 스테이(200)에 가해지는 충돌하중 또한 상대적으로 커지기 때문에, 범퍼레일(100)은 범퍼 스테이(200)의 내,외측판(212)(214)에 의한 저항력을 이기고서 범퍼 스테이(200)의 상,하측판(202)(204)을 직접 충격하여 변형을 야기시키게 되며, 이와 같은 상,하측판(202)(204)의 변형에 의해 사이드멤버측으로 전달되는 충돌에너지를 이차적으로 흡수하게 된다.

본 발명의 자동차용 범퍼 빔은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 당업자라면 자명하다 할 것이다.

상기한 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 범퍼 스테이의 내,외측판의 높이를 상,하측판 보다 높게 형성함으로써, 자동차의 저속 충돌시 범퍼레일에 충돌하중이 작용될 때 상기 범퍼 스테이의 내,외측판이 변형되는 과정에서 차폭방향 충돌에너지의 원활한 흡수가 이루어져 차 체의 파손을 최소화할 수 있고, 이에 따른 차체의 수리비를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

아울러, 상기와 같은 구조로 인하여 범퍼 스테이의 상,하측판과 범퍼레일의 저면부 사이에 상기 내,외측판의 변형을 위한 소정의 공간부가 마련되고, 그 공간부 크기 만큼의 범퍼 스테이의 중량절감 효과를 얻을 수 있다.

둘째, 범퍼 스테이의 내측판은 상,하측판과 결합되도록 형성하고, 외측판은 상기 상,하측판과 분리되도록 형성함으로써, 범퍼레일의 기하학적 배치구조에 따른 범퍼 스테이의 충돌에너지 흡수효율을 증대시킬 수 있다.

셋째, 범퍼 스테이의 내,외측판에 다수의 절곡라인을 형성함으로써, 충돌하중에 의한 변형시 상기 내,외측판이 정해진 형상으로 꺽여져 변형될 수 있도록 할 수 있다.

넷째, 범퍼 스테이의 내,외측판의 각 상단에 고정단을 형성함으로써, 상기 고정단을 통해 상기 내,외측판을 범퍼레일상에 고정하는 것이 가능하다.

다섯째, 범퍼 스테이의 바닥판상에 비드를 형성함으로써, 바닥판의 강도가 저하되는 것을 방지할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (5)

1. 바닥판;

   상기 바닥판의 상,하방향으로 세워져 배치되는 상,하측판;

   상기 바닥판의 내,외방향으로 세워져 배치되는 내,외측판을 포함하여 이루어지되,

   상기 내,외측판의 길이는 상기 상,하측판 보다 길게 형성되어 자동차의 충돌시 상기 내,외측판의 변형을 통해 차폭방향의 에너지를 흡수할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼 스테이.
2. 제1항에 있어서, 상기 내,외측판중 어느 하나는 상기 상,하측판과 결합되고, 다른 하나는 상기 상,하측판과 분리되도록 형성한 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼 스테이.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내,외측판에는 적어도 하나 이상의 절곡라인이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼 스테이.
4. 제3항에 있어서, 상기 내,외측판의 각 단부에는 외향으로 절곡된 고정단이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼 스테이.
5. 범퍼커버가 장착되는 범퍼레일;

   상기 범퍼레일과 결합되며, 바닥판과 상기 바닥판의 상,하방향으로 세워져 배치되는 상,하측판 및 상기 바닥판의 내,외방향으로 세워져 배치되는 내,외측판으로 이루어진 범퍼스테이;

   상기 범퍼스테이를 사이드멤버에 고정시키는 마운팅플레이트를 포함하여 이루어지되,

   상기 내,외측판은 상기 범퍼레일상에 고정되며,

   상기 내,외측판의 길이는 상기 상,하측판 보다 길게 형성되어 자동차의 충돌시 상기 내,외측판의 변형을 통해 차폭방향의 에너지를 흡수할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼 어셈블리.

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