KR100629422B1

KR100629422B1 - 차량 범퍼 충격흡수 조립체

Info

Publication number: KR100629422B1
Application number: KR1020050072583A
Authority: KR
Inventors: 이영호; 김광섭; 정성훈
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2005-08-09
Filing date: 2005-08-09
Publication date: 2006-09-27

Abstract

본 발명은 차량 범퍼 충격흡수 조립체에 관한 것으로써, 특히, 충격 흡수시 범퍼 백빔이 슬라이딩되어 충격을 흡수하면서도 캐리어에 충격이 전달되는 것을 최소화 하는 차량 범퍼 충격흡수 조립체에 관한 것이다.

범퍼 백빔, 충격흡수

Description

차량 범퍼 충격흡수 조립체{Bumper Shock Absorbing Assembly For Vehicle}

도 1은 종래의 범퍼 백빔 조립체.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 범퍼 충격흡수 조립체를 도시한 사시도.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 도 2의 결합 단면도.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 범퍼 스테이 사시도.

도 5는 본발명의 바람직한 실시 예에 따른 범퍼 백빔 단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

20 : 캐리어 22 : 상부지지부

24 : 하부지지부 26 : 중앙지지부

28 : 측면지지부 30 : 마운팅브라켓

40 : 범퍼 스테이 41 : 끼움홈

42 : 베이스부 43 : 고정단

44 : 연결부 45 : 절개부

46 : 경사전면부 47 : 보강홈

48 : 볼트 49 : 너트

50 : 범퍼 백빔 52 : 장공

54 : 설치공 32 : 홈

151 : 웨브 152a,152b : 이너 월

153a,153b : 프론트 월 154a,154b : 아웃터 월

155a,155b : 리어 월 157a, 157b : 플랜지

A : 상부 챔버 B : 하부 챔버

범퍼에서 요구되는 가장 중요한 성능 중의 하나는 충격흡수정도이다. 충격흡수정도란 외부에서 충격이 가해질 때 그 충격의 흡수량이 많고 적음을 평가하는 것이다.

범퍼의 충격흡수정도가 적으면 범퍼의 강도가 강하여 충돌시 변형량은 적은 반면에 충돌대상체(건물, 보행자)와 운전자 및 탑승자에게 가해지는 충격력이 크게 되는 것이다.

범퍼의 충격흡수정도가 크면 범퍼의 강도가 약하여 충돌시 그 충격력의 일부를 흡수하므로 충돌대상체(건물, 보행자)와 운전자 및 탑승자에게 가해지는 충격력이 약하게 되는 반면에 범퍼의 변형량이 많게 되는 것이다.

이와 같이, 자동차의 범퍼는 자동차의 전후방에서 충돌시 충격을 흡수하여 충돌대상체(건물, 보행자)와 운전자 및 탑승자에게 가해지는 충격을 방지하는 부품으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 범퍼는 후방에 고정된 범퍼 백빔(15)에 의해 지지되고, 범퍼 백빔(15)의 양측에는 범퍼 스테이(13)가 연결되고, 범퍼 스테이(13)는 마운팅브라켓(11)을 통해 사이드프레임 또는 공기조화장치의 응축기 및 라디에이터 등 쿨링 모듈을 고정시키는 캐리어(1)에 고정된다.

프론트엔드모듈을 구성하는 캐리어(1)는 차체 전방의 주요부에 강성을 부여하기 위하여 상부지지부(3) 및 하부지지부(5)와 이를 연결시켜 주는 중앙지지부(7)와 측면지지부(9)로 구성된다.

상기 측면지지부(9)에는 마운팅브라켓(11)이 고정되며, 상기 마운팅브라켓(11)의 일측에는 범퍼 스테이(13)가 용접 등을 통해 마운팅브라켓(11)에 고정된다.

자동차의 운행 중 전방에서 충격이 범퍼에 가해지면, 이때 범퍼가 받은 충격은 범퍼 백빔(15)에 전달되고, 범퍼 백빔(15)에 전달된 충격은 범퍼 백빔(15)의 후방에 고정된 범퍼 스테이(13)와 마운팅브라켓(11)를 통해 차체에 전달된다.

한편, 종래와 같이 만곡된 형상으로 범퍼 백빔(15)을 범퍼 스테이(13)에 용접하여 일체형으로 장착하는 경우에는, 충돌시 범퍼 백빔(15)이 변형하게 되면 범퍼 스테이(13) 및 마운팅브라켓(11)도 변형되어, 마운팅브라켓(11)가 장착된 캐리어(1)도 변형을 일으키게 된다. 특히, 캐리어(1)는 대체적으로 플라스틱에 스틸을 인서트하여 사출하는 하이브리드형으로 많이 제작되며, 때문에 캐리어에 충격이 가해지게 되면 캐리어의 플라스틱부에 크랙 등의 손상이 많이 가게 된다.

따라서, 충격흡수시 범퍼 백빔(15) 및 범퍼 백빔(15)의 장착부 등 다수의 부품을 교체해주어야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 충격 흡수시 범퍼 백빔이 슬라이딩되어 충격을 흡수하면서도 캐리어에 충격이 전달되는 것을 최소화 하는 차량 범퍼 충격흡수 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량 범퍼 충격흡수 조립체는 상부 프론트 월과, 상부 아웃터 월과, 상부 리어 월과, 상부 이너 월과, 상기 상부 리어 월에 연결되는 상부 플랜지로 구성되는 상부 챔버와, 하부 프론트 월과, 하부 아웃터 월과, 하부 리어 월과, 하부 이너 월과, 상기 하부 리어 월에 연결되는 상부 플랜지로 구성되는 하부 챔버와, 상기 상부 이너 월과 상기 하부 이너 월을 연결하는 웨브로 이루어지며, 만곡된 형상으로 장착되는 범퍼 백빔; 차체에 장착되어, 상기 범퍼 백빔 좌측을 지지하는 좌측지지부재; 차체에 장착되어, 상기 범퍼 백빔 우측을 지지하는 우측지지부재; 상기 좌측지지부재와 상기 우측지지부재에 연결된 볼트를 포함하여 이루어지되;

상기 범퍼 백빔에는 상기 볼트가 삽입되는 장공이 내측 각각에는 두개 형성되고, 외측 각각에는 한개 이상 형성되며, 상기 범퍼 백빔 전면에는 상기 장공에 대응되는 위치에 상기 볼트에 체결되는 너트를 통과시키기 위한 설치공이 형성되며, 상기 볼트가 상기 장공에 삽입된 상태에서, 상기 볼트와 상기 장공 양단 사이 에 일정 공간이 생기는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 저속충돌시 범퍼 백빔의 변형시 범퍼 스테이 위에서 슬라이딩되어 캐리어에 충격 및 변형이 전달되지 않아 캐리어의 변형 및 크랙을 방지한다.

전술한 구성에서, 좌측지지부재와 상기 우측지지부재는 차체에 고정되는 마운팅브라켓과 상기 마운팅브라켓에 고정되는 범퍼 스테이로 이루어지되, 상기 범퍼 스테이는 상기 마운팅브라켓에 연결되는 베이스부와, 상기 범퍼 백빔에 연결되며 경사지게 배치된 경사전면부와, 상기 베이스부와 상기 경사전면부를 연결하는 연결부로 이루어지며,

상기 연결부는 상,하측판과 좌,우측판을 포함하여 이루어지되, 상기 연결부에는 차 길이 방향으로 보강홈이 형성되며, 상기 좌,우측판의 끝단에는 외향으로 절곡되어 상기 경사전면부에 연결되는 고정단이 형성되며, 상기 좌,우측판 중 어느 하나는 상기 상,하측판과 결합되고, 다른 하나는 상기 상,하측판과 분리되도록 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

참고로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 범퍼 충격흡수 조립체를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 도 2의 결합 단면 도이다. 도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 범퍼 스테이 사시도이며, 도 5는 본발명의 바람직한 실시 예에 따른 범퍼 백빔 단면도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시 예의 차량 범퍼 충격흡수 조립체는 만곡된 형상으로 장착되는 범퍼 백빔(50), 차체에 장착되어, 상기 범퍼 백빔(50) 양측을 지지하는 우측지지부재와 좌측지지부재, 상기 지지부재와 상기 범퍼 백빔(50)을 연결하는 볼트(48)와 너트(49)를 포함하여 이루어진다.

범퍼 빔(50)은 상부 챔버(A), 하부 챔버(B), 챔버(A)와 챔버(B)를 연결하는 웨브(151)로 구성되어 있다.

상부 챔버(A)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 프론트 월(153a), 상부 리어 월(155a), 프론트 월(153a)과 리어 월(155a)의 상단을 연결하는 상부 아웃터 월(154a), 프론트 월(153a)의 하단에서 절곡 형성되는 상부 이너 월(152a), 상부 리어 월(155a)의 하단에서 절곡 형성되는 상부 플랜지(157a)의 구성에 의해 형성된다.

하부 챔버(B)는, 상부 챔버(A)와 마찬가지로, 하부 프론트 월(153b), 하부 리어 월(155b), 프론트 월(153b)과 리어 월(155b)의 하단을 연결하는 하부 아웃터 월(154b), 프론트 월(153b)의 상단에서 절곡 형성되는 하부 이너 월(152b), 하부 리어 월(155b)의 상단에서 절곡 형성되는 하부 플랜지(157b)의 구성에 의해 형성된다.

웨브(151)는 상부 이너 월(152a)과 하부 이너 월(152b)의 자유단을 연결하고 있다.

또한, 범퍼 백빔(50) 전방에는 상부 챔버(A)와 하부 챔버(B)를 안정적으로 연결되도록 상부 챔버(A)와 하부 챔버(B)를 연결하는 브래킷(미도시)이 설치될 수 있다.

한편, 상부 플랜지(157a)와 하부 플랜지(157b)는 프론트에서 리어로 향할때, 반원형상으로 절곡되어 'a' 부분과 같이 서로 접촉되며 그 끝단은 각각의 리어 월(155a, 155b)을 마주보도록 절곡되어 웨브(151) 내주면에 연결된다.

이와 같이 범퍼 백빔(50)은 롤 포밍으로 형성되면 단면계수가 증가되어 강성이 증대되며, 패널의 용접 작업이 삭제되어 공정이 단순해지고, 패널을 직접 용접하지 않으므로 용접에 의한 열변형 또한 방지하게 된다.

상부 플랜지(157a)와 하부 플랜지(157b)는 반원형상으로 절곡되어, 성형이 용이해지게 된다.

또한, 범퍼 백빔(50)은 양측 후면에 장공(52)이 형성되어 있으며, 전면에는 장공(52)에 대응되는 위치의 리어 월(155a,155b)에 설치공(54)이 형성되어 있다.

장공(54)은 범퍼 스테이(40) 중심선을 기준으로 좌우측에 형성되며, 좌측에는 상부 프론트 월(153a)과, 하부 프론트 월(153b)에 각각 하나씩 두개의 장공(54)이 형성되어 충격시 충격흡수 역할을 충분히 하게 되며, 우측에는 프론트 월(153a, 153b)에 적어도 하나 이상의 장공(54)이 형성되어 충격시 범퍼 백빔(50)의 양단이 들어 올려지는 현상을 방지하는 역할을 한다. 따라서, 범퍼 백빔(50)에는 양측에 각각 세 개의 장공(54)이 형성된다.

차체에 장착되어, 범퍼 백빔(50) 좌측을 지지하는 좌측지지부재와, 범퍼 백 빔(50) 우측을 지지하는 우측지지부재는 캐리어에 고정되는 마운팅브라켓(30)과, 마운팅브라켓(30)과 범퍼 백빔(50)을 연결하는 범퍼 스테이(40)를 포함하여 이루어진다.

마운팅브라켓(30)은 판형상으로 형성되어, 좌우에 비대칭적으로 중심선을 기준으로 좌측에 한개, 우측에 두개가 형성된 고정점(미도시)을 통해 사이드멤버와 연결되게 된다.

또한, 마운팅브라켓(30)에는 횡방향 및 종방향으로 위로 볼록하게 홈(32)이 형성되어 있어서 마운팅브라켓(30)의 강성은 더 커지게 된다.

범퍼 스테이(40)는 상기 마운팅브라켓(30)에 용접등에 의하여 고정되는 베이스부(42)와, 상기 범퍼 백빔(50)에 연결되며 경사지게 배치된 경사전면부(46)와, 상기 베이스부(42)와 상기 경사전면부(46)를 연결하는 연결부(44)로 이루어진다.

경사전면부(46)는 만곡된 형상으로 장착되는 범퍼 백빔(50)이 안정되게 안착되도록 하기 위해 범퍼 백빔(50)의 곡률에 대응되게 경사지게 배치된다.

베이스부(42)는 마운팅브라켓(30)에 안착되게 하기 위해 홈(32)에 대응되게 끼움홈(41)이 형성된다.

연결부(44)는 상,하측면 및 좌,우측면으로 이루어져 베이스부(42)에 일체로 형성되며, 상,하측면 및 좌,우측면이 외측으로 경사지게 형성된다.

연결부(44) 각면의 중앙부에는 차 길이 방향으로 보강홈(47)이 형성되어, 범퍼 스테이(40)의 강성을 증가시킴으로써, 범퍼 스테이(40)는 쉽게 변형되지 않아 충격성능이 향상되며, 상기 좌,우측판의 끝단에는 외향으로 절곡되어 고정단(43)이 형성되어 용접 등에 의해 경사전면부(46)에 연결된다.

여기서, 좌측판은 상,하측판과 결합되고, 우측판은 양측에 절개부(45)가 형성되어 상,하측판과 분리되도록 형성되어 있다.

이와 같이, 연결부(44)에 절개부(45)가 형성되면 작은 힘에도 그 형상이 변형되어 충격을 흡수할 수 있게 되며, 각면이 경사지게 형성된 연결부(44)가 눌려질때 절개부(45)가 자연스럽게 벌어짐으로써, 충격이 효과적으로 흡수될 수 있다.

한편, 범퍼 백빔(50) 중심부에 충격이 가해지게 되면, 범퍼 백빔(50) 외측으로 갈수록 가해지는 충격은 점점 작아지게 되므로, 범퍼 스테이(40) 좌측은 강성을 크게 형성하고, 우측은 절개부(45)를 형성하여 강성을 작게 하여, 경사진 범퍼 스테이(40)의 각 부위는 변형량이 같도록 함으로써, 범퍼 스테이(40)가 뒤틀리는 것이 방지하고 범퍼 스테이(40)가 장착되는 마운팅브라켓(30) 및 캐리어에 손상이 가는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

볼트(48)는 경사전면부(46)에 수직으로 용접되어 범퍼 스테이(40)에 고정되고, 범퍼 백빔(50)의 장공(52) 중앙부에 삽입되며, 삽입된 볼트(48)는 설치공(54)을 통해 삽입된 너트(49)에 의해 양측에 일정한 여유공간이 형성되도록 그 위치가 고정된다.

여기서, 차량에 충격이 가해지게 되면, 전면을 향하여 만곡된 형태로 장착된 범퍼 백빔(50)은 곡률이 변화되면서 그 양단이 좌우측으로 일정 길이 이동하게 된다.

이와같이, 차량 충돌시 범퍼 백빔(50)은 볼트(48)와 너트(49) 사이를 슬라이 딩하게 되고, 이로 인한 마찰력과 범퍼 백빔(50)의 소성변형으로 인해 차량에 가해지는 충격은 흡수되게 된다.

한편, 차량 측면에 충격이 가해지더라도, 볼트(48)는 양측에 여유공간을 두고 장공(52)에 삽입되기 때문에, 범퍼 백빔(50)이 전체적으로 좌측 또는 우측으로 슬라이딩되어 충격을 흡수하게 된다.

이와 같이, 범퍼 백빔(50)이 충격흡수시, 볼트(48)는 고정된 상태가 되며 범퍼 백빔(50)만 슬라이딩 상태가 되면서 충격을 흡수하므로, 범퍼 백빔(50)의 변형으로 인한 충격이나 충돌로 가해지는 충격 등이 범퍼 스테이(40) 및 마운팅브라켓(30)과 캐리어에 전달되지 않아 캐리어의 변형 및 균열을 방지하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 차량 범퍼 충격흡수 조립체에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 충돌로 인해 범퍼 백빔의 변형시 범퍼 스테이와 볼트는 고정된 상태에서 범퍼 백빔만 슬라이딩되어, 이로 인한 마찰력과 범퍼 백빔의 소성변형으로 인해 차량에 가해지는 충격은 흡수되게 되며, 동시에 범퍼 스테이와 볼트는 고정된 상태로 유지되기 때문에 캐리어에 충격 및 변형이 전달되지 않아 캐리어의 변형 및 크 랙을 방지한다.

또한, 상기 볼트가 상기 장공에 삽입된 상태에서 상기 볼트와 상기 장공 양단 사이에 일정 공간이 생기도록 하여, 범퍼 백빔은 좌측 및 우측으로 슬라이딩 가능하게 되어, 측면 충돌시에도 충격을 흡수하여 차체로의 충격은 차단할 수 있게 된다.

한편, 범퍼 백빔 양측에 범퍼 스테이 중심선을 기준으로 좌우측에 오도록 장공을 두어, 만곡된 형상의 범퍼 백빔 중앙부에 충격이 가해지더라도 범퍼 백빔 끝단을 들어올리려는 힘을 구속함으로써, 범퍼 백빔의 충격흡수 역할을 기능에 손상이 가는 것을 방지할 수 있다.

둘째, 충격이 범퍼 백빔을 거쳐 범퍼 스테이에 전달되더라도, 각면에 보강홈이 형성됨으로써, 범퍼 스테이의 강성을 증가시켜, 충돌시 전방에서 전달되는 충격에 범퍼 스테이가 변형되지 않도록 한다.

또한, 연결부의 좌,우측판중 어느 하나는 상,하측판과 결합되고, 다른 하나는 상기 상,하측판과 분리되도록 형성되어, 충돌시 범퍼 백빔을 거쳐 범퍼 스테이에 충격이 전달될 때, 내측과 외측에 다르게 가해지는 충격에도 범퍼 스테이의 변형량은 같게 되어 범퍼 스테이에 연결된 다른 구조물이 변형되는 것을 방지한다.

범퍼 스테이가 충격에 의해 눌려질 때, 상기 좌,우측판중 어느 하나는 상기 상,하측판과 분리되도록 형성되어, 분리된 부분이 벌어짐으로써 충격이 효과적으로 흡수되게 된다.

셋째, 상기 마운팅브라켓에는 홈이 형성되어 있으며, 상기 베이스부에는 상 기 홈에 대응하는 끼움홈이 형성되어, 상기 홈은 마운팅브라켓의 강성을 향상시키는 동시에, 상기 끼움홈이 상기 홈에 안착되어 상기 마운팅브라켓과 상기 베이스부를 조립하는 공정도 용이해진다.

Claims

상부 프론트 월과, 상부 아웃터 월과, 상부 리어 월과, 상부 이너 월과, 상기 상부 리어 월에 연결되는 상부 플랜지로 구성되는 상부 챔버와,

하부 프론트 월과, 하부 아웃터 월과, 하부 리어 월과, 하부 이너 월과, 상기 하부 리어 월에 연결되는 상부 플랜지로 구성되는 하부 챔버와,

상기 상부 이너 월과 상기 하부 이너 월을 연결하는 웨브로 이루어지며, 만곡된 형상으로 장착되는 범퍼 백빔;

차체에 장착되어, 상기 범퍼 백빔 좌측을 지지하는 좌측지지부재;

차체에 장착되어, 상기 범퍼 백빔 우측을 지지하는 우측지지부재;

상기 좌측지지부재와 상기 우측지지부재에 연결된 볼트를 포함하여 이루어지되;

상기 범퍼 백빔에는 상기 볼트가 삽입되는 장공이 내측 각각에는 두개 형성되고, 외측 각각에는 한개 이상 형성되며,

상기 범퍼 백빔 전면에는 상기 장공에 대응되는 위치에 상기 볼트에 체결되는 너트를 통과시키기 위한 설치공이 형성되며,

상기 볼트가 상기 장공에 삽입된 상태에서, 상기 볼트와 상기 장공 양단 사이에 일정 공간이 생기는 것을 특징으로 하는 차량 범퍼 충격흡수 조립체.
제 1항에 있어서,

상기 좌측지지부재와 상기 우측지지부재는 차체에 고정되는 마운팅브라켓과 상기 마운팅브라켓에 고정되는 범퍼 스테이로 이루어지되,

상기 범퍼 스테이는 상기 마운팅브라켓에 연결되는 베이스부와, 상기 범퍼 백빔에 연결되며 경사지게 배치된 경사전면부와, 상기 베이스부와 상기 경사전면부를 연결하는 연결부로 이루어지며,

상기 연결부는 상,하측판과 좌,우측판을 포함하여 이루어지되,

상기 연결부에는 차 길이 방향으로 보강홈이 형성되며,

상기 좌,우측판의 끝단에는 외향으로 절곡되어 상기 경사전면부에 연결되는 고정단이 형성되며,

상기 좌,우측판 중 어느 하나는 상기 상,하측판과 결합되고, 다른 하나는 상기 상,하측판과 분리되도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량 범퍼 충격흡수 조립체.
제 2항에 있어서,

상기 마운팅브라켓에는 홈이 형성되어 있으며, 상기 베이스부에는 상기 홈에 대응하는 끼움홈이 형성된 것을 특징으로 하는 차량 범퍼 충격흡수 조립체.