KR100826471B1 - Crash box in automotive bumper system - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 의한 크래쉬 박스의 사시도. 1 is a perspective view of a crash box according to the present invention.
도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 단면도. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 3은 본 발명에 의한 크래쉬 패드의 1차 충격 흡수 상태를 보인 단면도.3 is a cross-sectional view showing a primary shock absorbing state of the crash pad according to the present invention.
도 4는 본 발명에 의한 크래쉬 패드의 2차 충격 흡수 상태를 보인 단면도.Figure 4 is a cross-sectional view showing a secondary shock absorbing state of the crash pad according to the present invention.
도 5는 일반적인 차량용 범퍼 시스템의 분리 사시도이다.5 is an exploded perspective view of a general vehicle bumper system.
본 발명은 차량용 크래쉬 박스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량용 범퍼 시스템에 있어서 범퍼 빔과 프런트 사이드 멤버 혹은 리어 사이드 멤버 사이에 연결되어 전,후방으로부터 입력되는 충격 에너지를 자체적으로 흡수하여 차체에 최소한의 충격 에너지가 입력될 수 있도록 한 차량용 크래쉬 박스에 관한 것이다. The present invention relates to a crash box for a vehicle, and more particularly, in a vehicle bumper system, the bumper beam and the front side member or the rear side member are connected between the front and rear side members to absorb the energy input from the front and rear by itself to minimize the vehicle body. A crash box for a vehicle in which impact energy can be input.
일반적으로 차량용 범퍼 시스템은 차량의 저속 충돌시 탄성적으로 변형하여 차량의 물리적인 손상을 최초화하기 위한 것으로서, 다른 자동차나 고정체와의 충돌시 그 충격을 흡수하여 탑승자의 안전을 도모하게 되며, 동시에 차체의 변형을 최소화 할 수 있도록 자동차 전,후방에 배치되는 완충장치이다.In general, a bumper system for a vehicle is to elastically deform at a low speed collision of the vehicle to initialize physical damage of the vehicle, and absorbs the impact when colliding with another vehicle or a fixed body, thereby promoting passenger safety. At the same time, it is a shock absorber placed in front and rear of the car to minimize the deformation of the car body.
이러한 범퍼 시스템은, 도 5에서 도시한 바와 같이, 기본적으로 차량의 전,후방에서 차폭방향으로 2개의 범퍼레일(101,103)로 구성되어 장착되는 범퍼 빔(105)과, 상기 범퍼 빔(105)의 전방에 배치되어 충격력을 흡수하는 에너지 업소버(107)와, 그리고 상기 범퍼 빔(105)과 에너지 업소버(107)를 감싸는 범퍼 커버(109)와, 상기 범퍼 빔(105)과 프런트 사이드 멤버(111)를 상호 연결하기 위한 크래쉬 박스(즉, 범퍼 스테이; 113)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 5, the bumper system includes a
상기와 같이 구성되는 범퍼 시스템의 안전성 및 경량화를 위한 개발과정에서, 최근에는 고속(중속)충돌시 충격 에너지를 흡수하면서 차체 구조물의 손상을 최소화할 수 있도록 충격 에너지 흡수용 크래쉬 박스(Crash Box) 및 사이드 멤버(Side Member)등을 경량 알루미늄 합금을 형성하여 대형 승용차등에 적용하고 있는 추세이다. In the development process for safety and light weight of the bumper system configured as described above, a crash box for absorbing impact energy so as to minimize damage to a vehicle structure while absorbing impact energy during a high speed (medium speed) collision and Side members are being applied to large passenger cars by forming lightweight aluminum alloys.
본 발명은 상기한 바와 같은 범퍼 시스템의 개발 추세에 부응하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 외부 충격 에너지의 입력시 2차에 걸쳐 충격을 흡수할 수 있도록 하여 차량용 범퍼의 충돌 성능을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 차량용 크래쉬 박스를 제공함에 있다.The present invention has been invented in order to meet the development trend of the bumper system as described above, an object of the present invention is to further improve the impact performance of the bumper for a vehicle by absorbing a shock over a second time when the input of external impact energy. To provide a vehicle crash box that can be made.
상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 차량의 사이드 멤버와 범퍼 빔을 연결하는 차량용 크래쉬 박스에 있어서, The present invention for realizing the above object, in a vehicle crash box connecting the side member of the vehicle and the bumper beam,
범퍼 빔과 결합되는 전측 베이스 플레이트와, 소정의 직경을 갖는 원통형의 부재로서 상기 전측 베이스 플레이트의 후면 중앙부에 일체로 형성되는 전측 가이드 부재로 이루어지는 전측 브라켓;A front bracket comprising a front base plate coupled to a bumper beam and a front guide member integrally formed at a rear center portion of the front base plate as a cylindrical member having a predetermined diameter;
차체의 사이드 멤버에 고정되는 후측 베이스 플레이트와, 소정의 직경을 갖는 원통형 부재로서 상기 후측 베이스 플레이트의 전면 중앙부에 일체로 형성되는 후측 가이드 부재로 이루어지는 후측 브라켓과;A rear bracket comprising a rear base plate fixed to the side member of the vehicle body, and a rear guide member integrally formed in the front center portion of the rear base plate as a cylindrical member having a predetermined diameter;
전,후단부가 대직경부로 이루어지고, 중앙부가 소직경부로 이루어져 전, 후단부가 상기 전측 및 후측 가이드 부재의 각 내경부에 삽입되어 고정되는 제1 충격 흡수부재와;A first shock absorbing member having front and rear ends formed of a large diameter part, and a central part made of a small diameter part and having front and rear ends inserted into and fixed to respective inner diameter parts of the front and rear guide members;
알루미늄 폼으로 형성되어 후단부가 상기 후측 브라켓의 후측 베이스 플레이트에 고정되고, 그 전측부는 상기 제1 충격 흡수부재의 소직경부에 위치하는 제2 충격 흡수부재를 포함하여 이루어지는 차량용 크래쉬 박스를 제공한다.It is formed of aluminum foam and the rear end is fixed to the rear base plate of the rear bracket, the front side provides a vehicle crash box comprising a second shock absorbing member located in the small diameter portion of the first shock absorbing member.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조로 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 크래쉬 박스의 조립 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 단면도로서, 부호 1은 크래쉬 박스 전체를 지칭한다.1 is an assembled perspective view of a crash box according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of Figure 1,
상기 크래쉬 박스(1)는 종래와 마찬가지로 범퍼 빔과 프런트 사이드 멤버 혹은 리어 사이드 멤버 사이에 연결되어 전,후방으로부터 입력되는 충격 에너지를 자체적으로 흡수하여 차체에 최소한의 충격 에너지가 입력되도록 하는 기능을 수행하게 된다.The
이러한 크래쉬 박스(1)는 전,후측 브라켓(3)(5)과 제1,2 충격 흡수부재(7)(9)를 포함하여 이루어지게 된다.The
상기에서 전측 브라켓(3)은 범퍼 빔과 결합되는 전측 베이스 플레이트(11)와, 소정의 직경을 갖는 원통형의 부재로서 상기 전측 베이스 플레이트(11)의 후면 중앙부에 일체로 형성되는 전측 가이드 부재(13)를 포함하여 이루어진다.In the above, the
상기 후측 브라켓(5)는 차체의 사이드 멤버에 고정되는 후측 베이스 플레이트(15)와, 소정의 직경을 갖는 원통형 부재로서 상기 후측 베이스 플레이트(15)의 전면 중앙부에 일체로 형성되는 후측 가이드 부재(17)를 포함하여 이루어진다.The
그리고 상기 제1 충격 흡수부재(7)는 전,후단부가 상기 저측 및 후측 가이드 부재(13)(17)의 내경부에 삽입되어 고정되는 일정 길이를 갖는 원통형 부재로 이루어진다.The first
또한, 상기 제1 충격 흡수부재(7)는 그 전,후단부가 대직경부(19)(21)로 이루어지고, 상기 대직경부(19)(21)는 소직경부(23)에 의하여 상호 연결된다.In addition, the first
그리고 상기 대직경부(19)(21)와 소직경부(23)를 상호 일체로 연결함에 있어서는 도 2에서와 같이, 대직경부(19)(21)의 단부를 내측으로 절곡시키고, 소직경부(23)의 전후측 단부를 외측으로 완전 절곡시킴으로써, 제1,제2 꺽임부(25)(27)를 보유하면서 상호 연결되도록 하였다.In connecting the
이에 따라, 상기 대직경부(19)(21)와 소직경부(23)의 연결부는 제1,제2 꺽임부(25)(27)에 의하여 3층의 단면 형상을 갖게 된다.Accordingly, the connecting portion of the
상기에서 제1 충격 흡수부재(7)에 제1,제2 꺽임부(25)(27)를 형성한 것은 외부의 충격에 의하여 축방향으로 강한 충격 에너지가 입력되어 제1 충격 흡수부재(7)에 순간적인 강한 압축력이 가해지는 경우에 상기 제1,2 꺽임부(25)(27)의 위치가 이동되면서 제1 충격 흡수부재(7)의 수축이 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.The first and
그리고 상기 제2 충격 흡수부재(9)는 일정 길이를 갖는 원주형 부재로 이루어져 후측 가이드 부재(17)의 내경부에 배치된다.The second
상기 제2 충격 흡수부재(9)는 알루미늄 폼으로 형성되며, 이의 제2 충격 흡수부재(9)의 후단부는 후측 브라켓(5)의 후측 베이스 플레이트(15)에 고정되고, 그 전측부는 상기 제1 충격 흡수부재(7)의 소직경부(23)에 끼워져 위치된다.The second
상기에서 제2 충격 흡수부재(9)로 적용되는 알루미늄 폼은 차량 경량화에 기여할 수 있는 가장 대표적인 금속재료로서, 이는 알루미늄의 특성에 기인하며, 경량성 뿐만 아니라 충격 흡수성, 흡차음성, 내식성 등이 우수하여 자동차용 재료로 사용하게 되면 최고 30% 가량 경량화를 이룰 수 있으며, 종래 자동차 생산라인 설비를 약간 혹은 그대로 사용할 수 있다는 장점으로 인해 차량의 경량화를 위한 대체 재료로 주목받고 있다.The aluminum foam applied as the second
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 크래쉬 박스(1)는 평상시에는, 도 2와 같은 상태를 유지하게 되며, 차량의 충돌 및 추돌에 의하여 범퍼를 통하여 충격 에너지가 입력되면, 먼저 상기 충격 에너지는 제1 충격 흡수부재(7)에 전달된다.
그러면 상기 제1 충격 흡수부재(7)에는 축방향으로 강한 충격 에너지가 입력되면서 순간적인 강한 압축력이 가해지게 되는데, 이때에는 대직경부(19)(21)와 소직경부(23)의 연결부를 제1, 2 꺽임부(25)(27)로 연결하고 있는 바, 상기 충격에 의하여 상기 제1,2 꺽임부(25)(27)의 위치가, 도 3에서와 같이, 이동하면서 1차 충격 흡수가 이루어진다.Then, a strong compressive force is applied to the first
그리고 제1 충격 흡수부재(7)의 수축이 더욱 진행되어 제2 충격 흡수부재(9)의 전단부가 전측 브라켓(3)의 전측 베이스 플레이트(11)와 접촉된 후에는, 도 4에서와 같이, 제2 충격 흡수부재(9)가 변형되면서 2차로 충격을 흡수하게 되는데, 이때에는 제2 충격 흡수부재(9)가 압축 변형되면서 강성이 가장 연약한 제1 충격 흡수부재(7)의 중앙 부분을 외측으로 팽창시키면서 충격을 흡수하게 되는 것이다.After the contraction of the first
상기에서와 같이 본 발명에 의한 크래쉬 박스(1)에 의하면 원통형 부재인 제1 충격 흡수부재(7)가 축방향으로 수축되면서 1차 충격을 흡수하고, 상기 제1 충격 흡수부재(7)의 내측에 배치되어 있는 알루미늄 폼의 제2 충격 흡수부재(9)의 압축 변형에 의하여 2차 충격이 흡수되는 바, 충격 흡수 성능을 크게 향상시킬 수 있게 되는 것이다.According to the
이러한 충돌성능의 향상은 저속 충돌시 차량의 주요기능 부품의 손상을 최소화시키며, 사고 발생시 승객의 안전을 도모할 수 있는 효과를 나타낼 것이다.The improvement of the collision performance will minimize the damage of the main functional parts of the vehicle in the low-speed collision, and will have the effect of promoting the safety of passengers in the event of an accident.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 크래쉬 박스에 의하면, 범퍼 시스템의 개발 추세에 부응하기 위하여 알루미늄 폼을 적용함으로써, 전,후측 브라켓을 연결하는 원통형 부재와 함께 충돌 에너지의 흡수성능을 크게 향상시킴으로써, 차량용 범퍼의 충돌성능을 더욱 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.As described above, according to the vehicle crash box according to the present invention, by applying aluminum foam to meet the development trend of the bumper system, the absorption performance of the collision energy is greatly improved along with the cylindrical member connecting the front and rear brackets. By doing so, it is an invention that can further improve the collision performance of the vehicle bumper.
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