KR100588849B1 - 하이브리드 타입 프론트 범퍼 빔의 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 충돌 시 자동차의 수리비 저감 및 보행자의 무릎 부위 상해치를 최소화 하기 위한 프론트 범퍼 빔의 단면 및 차체 마운팅부 결합 구조에 관한 것이다. 범퍼 빔은 정면 충돌 시 운전자 및 승객에게 전달되는 충격량을 최소화 하기 위하여 충돌 에너지를 최대한 흡수할 수 있는 최적의 단면 및 재질이 요구된다. 또한 저속 충돌 시에는 A/S 수리비 저감을 위하여 차체 마운팅부의 변형량을 최소화 해야 하는 구속 조건을 가지고 있다. 본 발명은 차량의 충돌 시 구체적으로5 MILE BUMPER TEST 시 종래기술의 스틸 단순 범퍼 빔 대비 에너지 흡수율을 극대화 하면서 경량화 설계가 가능한 구조를 제안하고자 한다.

이를 위하여 스틸 또는 알루미늄 금속재와 플라스틱 사출물이 복합 구성된 하이브리드 타입 범퍼 빔을 구성하여, 범퍼 빔은 3단 수직 격막 구조를 가지며, 플라스틱 사출물은 다수의 충격 흡수용리브를 내설하고 있으며, 범퍼 빔의 결합을 위하여 사출물 끝단에 플랜지(51,52)를 구성한 하이브리드 타입 범퍼 빔 구조를 적용하여 충돌 하중에 따라 후방으로 밀리면서 다단 충격 흡수가 가능하도록 구성되어 진다.

Description

하이브리드 타입 프론트 범퍼 빔의 구조{Hybrid type front bumper beam structure}

도 1은 차량의 충돌 대비 보행자 보호를 위한 시험 부위의 사시도

도 2는 종래 기술의 조립 상태를 도시한 결합 사시도

도 3는 종래 기술의 프론트 범퍼 빔의 대표 단면도

도 4은 종래 기술의 차체 마운팅부를 도시한 단면도

도 5는 본 발명의 하이브리드 타입 범퍼 빔 결합상태를 도시한 단면도

도 6는 본 발명의 하이브리드 타입 범퍼 빔의 대표 단면도

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

40 : 프론트 범퍼 빔 41 : 후방수직면

42 : 중앙 수직면 43 : 전방수직면

44 : 수평 지지면 50 : 복합재

51 : 외측 플랜지 52 : 내측 플랜지

53 : 플라스틱 리브

본 발명은 자동차의 전방부 범퍼 빔의 단면 및 차체 마운팅부 결합구조에 관한 것으로, 특히 차량의 충돌 시 차량 수리비 저감 및 보행자 다리 부위에 대한 상해치 저감을 위하여 범퍼 빔을 동일 변형 대비 및 경량화 대비 유리한 알루미늄 재질의 H형 단면으로 구성하였고, 다수의 크로스 리브가 적용된 플라스틱 사출물을 결합하여 정면 충돌 시 다단 충격 흡수에 의한 에너지 흡수율을 극대화 하였다.

종래 기술의 자동차 전방부 구조는 ㄷ자 형상의 스틸 범퍼 빔과 차체 마운팅부 강 결합으로 도 1에서와 같은 보행자 사고 시 범퍼 빔의 충격 흡수 정도가 미약하여 다리 부분 상해치가 커지는 문제가 있으며, 특히 저속 충돌 시 차체 마운팅부 변형에 의해 차량 수리비가 과다해지는 차량 상품성 문제가 예상된다.

종래에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 자동차의 전방부 범퍼 시스템의 구성이 외관을 형성한 플라스틱 범퍼 커버(1), 압축 스치로폴의 에너지 흡수재(2), 스틸 범퍼 빔(3)으로 구성되며, 범퍼 빔 후방에는 어퍼 멤버(4U)와 센터 멤버(4C), 로워 멤버(4L)로 구성된 프론트 앤드 캐리어(4)가 구성되어 있고, 프론트 앤드 캐리어의 상단과 하단 브라켓트(4B)에는 에어컨(5A),라디에이터(5R), 냉각 팬(5F)으로 구성된 공조 시스템(5)이 마운팅 지지된다. 또한 프론트 범퍼 빔의 측단부는 차 길이 방향의 프론트 사이드 멤버(20)와 프론트 앤드 캐리어(4)의 전방부에 구성된 마운팅 브라켓트(6)에 볼팅 또는 너팅에 의해 결합된다.

그러나 종래 기술의 범퍼 빔(3)은 ㄷ자 형상의 스틸 재질로 구성되어 저속 충돌 시 초기 에너지 흡수율이 미비하여 보행자 무릎 부위 상해치가 과다해지며, 차체 마운팅부에 강 결합되어 전방부가 찌그러져도 수리 범위가 과다해지고, 차량 수리비가 증가하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 보행자의 다리 상해치 저감을 위하여 정면 충돌 방향 대비 단면 강성이 우수한 H형 단면 선택과 에너지 흡수율 및 경량화 대비 유리한 알루미늄 재질을 가지는 프론트 범퍼 빔과 플라스틱 리브를 복합 구성하여 강성 및 충격 흡수 효과를 극대화 시킨 하이브리드 타입 범퍼 빔을 제공하고자 한다.

이하 첨부된 도면에 근거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다. 참조로 이하에 참조되는 도면에 대해서는 설명의 편의상 종래와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 하이브리드 범퍼 빔의 적용 부위를 도시한 자동차의전방부 부품 구성도를 도시하고 있으며, 도 6은 본 발명의 범퍼 빔의 상세 구조를 설명하기 위한 대표 단면도이다.

자동차의 정면 충돌은 NACP, OFFCAP과 같은 고속 충돌과 RCAR와 같은 저속충돌을 동시에 고려하여 설계해야 하는 어려움이 있다. 고속 충돌 시에는 변형량이 작아야 하고, 저속 충돌 및 보행자 보호를 위해서는 에너지 흡수율이 커야 하는 구속 조건을 가지고 있다.

본 발명의 범퍼 빔 구조는 도 5와 같이 스틸 또는 알루미늄 금속재와 플라스틱 사출물이 복합 구성된 하이브리드 타입 범퍼 빔을 제공하고자 함이다. 종래 기술의 범퍼 빔의 두께가 1.4mm~3mm 정도라면, 본 발명의 프론트 범퍼 빔(40)은 H형 3단 수직 격막 구조의 단면을 가지도록 구조적 강성화를 도모하여 두께를 종래에 비하여 축소할 수 있으며, 플라스틱 리브(53)를 다수 가지는 복합재(50)를 외측(51)과 내측(52) 플랜지에 의해 결합되며, 저속 충돌 시에는 초기 에너지 흡수율을 극대화 시키고, 고속 충돌 시에는 다단 충격 흡수에 의한 운전자 및 승객의 상해치 감소에 기대 효과가 예상된다. 프론트 범퍼 빔(40)의 전방 수직면(43)과 후방 수직면(41)의 사이에 구성된 중앙 수직면(42)은 플라스틱 리브(53) 사이를 지지하는 역할과 에너지 흡수율을 높이는 기여를 하게 된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 금속재의 프론트 범퍼 빔(40)과 이 금속재의 프론트 범퍼 빔(40)의 외부에 설치되는 플라스틱 사출물로서의 복합재(50)로 복합 구성된 하이브리드 타입 범퍼빔 이라는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하며, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않는다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 하이브리드 타입의 범퍼 빔의 적용으로 차량 경량화로 인한 연비 향상 대비가 유리하며, 고속 및 저속 충돌 시 차량 수리비 저감을 위해 차체 변형 최소화의 1차 목적과 보행자 사고 시 다리 상해치 저감을 위한 에너지 흡수율 극대화라는 2차 목적을 달성할 것으로 예상된다.

본 발명의 구조 적용 시 보행자 보호 법규 만족 및 저속 충돌 시 차량 수리비 저감에 의한 상품성 향상의 효과를 제공할 것으로 기대된다.

Claims (5)

1. H형 단면을 가지도록 구성된 금속재의 프론트 범퍼 빔(40)과 이 프론트 범퍼 빔(40)의 외부에 설치된 플라스틱 사출물인 복합재(50)로 복합 구성되며, 범퍼커버(1)와 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 타입 범퍼빔 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 범퍼빔의 상기 금속재의 프론트 범퍼 빔(40)은 전방 수직면과 후방 수직면의 사이에 중앙수직면(42)이 구성되어 다단 수직 격막 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 타입 범퍼빔 구조.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 금속재의 프론트 범퍼 빔(40)은 스틸 또는 알루미늄 재질인 것을 특징으로 하는 하이브리드 타입 범퍼빔 구조.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 플라스틱 사출물인 복합재(50)는 다수의 충격 흡수용 플라스틱 리브(53)를 내설하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 타입 범퍼빔 구조.
5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 플라스틱 사출물인 복합재(50)는 범퍼빔의 수직면과의 결합을 위하여 사출물 끝단에 플랜지(51,52)를 구성한 것을 특징으로 하는 하이브리드 타입 범퍼빔 구조.

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