KR100851780B1 - 차량용 범퍼빔 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두께가 서로 다른 내판과 외판 사이에 충격흡수부재를 일체로 용접하여 형성된 샌드위치 타입의 판재를 일정한 형상으로 롤 포밍 성형함으로써, 그 성형 형상의 변형으로 인한 충력흡수력에 판재 자체의 충격흡수력을 부가하여 충격력에 대한 충격흡수성능을 보다 향상시킬 수 있도록 하며, 동시에 충격력이 전달되는 전방을 곡면으로 이루어지는 프론트 라운드 월로 형성하여 간단한 형상으로도 여러 방향으로부터 전달되는 충격력에 안정적으로 대응할 수 있도록 하는 차량용 범퍼빔을 제공한다.

범퍼빔, 내판, 외판, 프론트 라운드 월

Description

차량용 범퍼빔{AUTOMOTIVE BUMPER BEAM}

도 1은 일반적인 차량용 범퍼유닛의 분리 사시도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 차량용 범퍼빔의 사시도이다.

도 3은 종래 기술에 따른 차량용 범퍼빔의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔의 사시도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔의 단면도이다.

본 발명은 차량용 범퍼빔에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 두께가 서로 다른 내판과 외판 사이에 충격흡수부재를 일체로 용접하여 일정한 형상으로 성형함으로써, 충격력에 대한 충격흡수성능을 보다 향상시키며 구조적으로도 안정된 차량용 범퍼빔에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 범퍼유닛은 차량의 저속 충돌 시, 탄성적으로 변형하여 차체의 물리적 손상을 최소화하며, 다른 차량이나 고정체와의 충돌 시, 그 충격력을 흡수하여 승차자의 안전을 도모할 수 있도록 차량의 전,후방에 설치되는 완충유닛이다.

이러한 차량용 범퍼유닛은, 도 1에서 도시한 바와 같이, 차량의 전,후방에서 차폭방향으로 배치되는 범퍼 빔(101)과, 상기 범퍼 빔(101)의 전방에 배치되어 충격력을 흡수하는 에너지 업소버(103), 그리고 상기 범퍼 빔(101)과 에너지 업소버(103)를 감싸는 범퍼커버(105), 상기 범퍼 빔(101)과 프런트 사이드 멤버(107)를 상호 연결하기 위한 스테이(109)를 포함하여 구성된다.

따라서 상기한 차량용 범퍼유닛은 차량의 충돌시에 에너지 업소버(103)가 압축되면서 충돌에너지를 일부 흡수하며, 상기 에너지 업소버(103)에서 흡수되지 못한 나머지 충돌에너지는 그 후방의 범퍼 빔(101)과 스테이(109)를 통하여 차체로 분산되어 흡수된다.

도 2와 도 3은 종래 기술에 따른 차량용 범퍼빔의 사시도 및 그 단면도로써, 상기한 종래의 차량용 범퍼빔의 구성을 구체적으로 설명한다.

즉, 상기 종래의 범퍼빔(101)은 그 리어 월이 중앙에서 절곡되어 전방을 향하는 요입부(201)를 형성하여 상부 리어 월(203)과 하부 리어 월(205)로 구분된다.

여기서, 상기 요입부(201)는 한쪽 끝이 상기 상부 리어 월(203)의 하부 끝 부분과 제9절곡부(F9)를 형성하여 연결되는 상부 인너 월(207)과, 상부 끝 부분이 상기 상부 인너 월(207)의 다른 쪽 끝 부분과 제10절곡부(F10)를 형성하여 연결되는 내부 인너 월(209), 그리고 한쪽 끝 부분이 상기 내부 인너 월(209)의 하부 끝 부분과 제11절곡부(F11)를 형성하여 연결되고, 다른 쪽 끝 부분은 상기 하부 리어 월(205)의 상부 끝 부분과 제12절곡부(F12)를 형성하여 연결되는 하부 인너 월(211)로 이루어진다.

상기 상부 리어 월(203)의 상부 끝 부분에는 탑 월(213)이 그 한쪽 끝과 제1절곡부(F1)를 형성하여 연결되고, 상기 탑 월(213)의 다른 쪽 끝 부분에는 상부 프론트 월(215)이 그 상부 끝 부분과 제2절곡부(F2)를 형성하여 연결된다.

또한, 상기 상부 프론트 월(215)의 하부 끝 부분에는 상부 서포트 월(217)이 그 한쪽 끝 부분과 제3절곡부(F3)를 형성하여 연결되며, 이 상부 서포트 월(217)의 다른 쪽 선단은 제4절곡부(F4)를 형성하며 상향하여 상기 요입부(201)의 내부 인너 월(209)의 상측 배면에 용접된다.

그리고 상기 하부 리어 월(205)의 하부 끝 부분에는 버텀 월(219)이 그 한쪽 끝과 제5절곡부(F5)를 형성하여 연결되고, 상기 버텀 월(219)의 다른 쪽 끝 부분에는 하부 프론트 월(221)이 그 하부 끝 부분과 제6절곡부(F6)를 형성하여 연결된다.

또한, 상기 하부 프론트 월(221)의 상부 끝 부분에는 하부 서포트 월(223)이 그 한쪽 끝 부분과 제7절곡부(F7)를 형성하여 연결되며, 이 하부 서포트 월(223)의 다른 쪽 선단은 제8절곡부(F8)를 형성하며 하향하여 상기 요입부(201)의 내부 인너 월(209)의 하측 배면에 용접되어 이루어진다.

여기서, 상기 제1 내지 제12절곡부(F1~F12)는 각각이 라운드 처리되어 형성되며, 상기 상부 서포트 월(217) 및 하부 서포트 월(223)과 상기 요입부(201)의 내부 인너 월(209)의 배면과의 사이에는 공간부(S)를 형성하여 이루어진다.

이러한 구성을 갖는 종래 차량용 범퍼빔(101)은 하나의 패널소재을 폴 포밍 성형하여 구성됨으로 용접부(WP)를 최소화한 형상을 취하며, 충격 흡수성에 있어서도, 전방의 상부 및 하부 프론트 월(215,221)에 의해 1차 충격흡수 후, 상부 및 하 부 서포트 월(217,223)에 의해 2차 충격흡수가 이루어지고, 최종적으로 상부 및 하부 인너 월(207,211)에 의해 지지되는 내부 인너 월(209)에서 3차 충격흡수가 이루어지는 구조를 취하고 있다.

그러나 상기한 종래의 차량용 범퍼빔(101)은 범퍼충격시험에서 진자충격시험이나 고정벽 충돌시험과 같이, 충돌에너지가 전방으로부터 전체적으로 분산되어 가해질 때에는 충격력의 흡수가 고르게 이루어져 비교적 안정적이나, 폴 충돌시험(POLE TEST)과 같이, 충돌에너지가 국부적으로 집중되는 경우에는 상부 및 하부 프론트 월(215,221)에 충격력을 고르게 분산하는 것이 어려워 파손 정도가 심각하게 된다.

즉, 종래의 차량용 범퍼빔(101)은 그 형상이 찌그려져 변형되면서 충격력을 흡수하게 되는 바, 그 형상이 갖는 특성상 충격력의 전달방향이 중요하며, 최초 충격력이 정면으로부터 범퍼빔에 고르게 전달되지 않으면, 충격에너지가 국부적으로 편중되어 충격흡수성능을 만족하기 어렵다는 단점이 있다.

또한, 종래의 차량용 범퍼빔은 자체 형상이 여러 방향으로부터 전달되는 충격력에 대응하기 위하여 복잡한 절곡 형상을 가지는 바, 롤 포밍 성형공정이 복잡해지는 단점도 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 단점들을 해소하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 두께가 서로 다른 내판과 외판 사이에 충격흡수부재를 일체로 용접하여 형성된 샌드위치 타입의 판재를 일정한 형상으로 롤 포밍 성형함으로 써, 그 성형 형상의 변형으로 인한 충력흡수력에 판재 자체의 충격흡수력을 부가하여 충격력에 대한 충격흡수성능을 보다 향상시킬 수 있도록 하는 차량용 범퍼빔을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 충격력이 전달되는 전방을 곡면으로 이루어지는 프론트 라운드 월로 형성하여 간단한 형상으로도 여러 방향으로부터 전달되는 충격력에 안정적으로 대응할 수 있도록 하는 차량용 범퍼빔을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 차량용 범퍼빔은 일정두께의 내판과, 일정두께의 외판과, 상기 내판과 외판 사이에는 상기 내판과 및 외판과 동일소재로 이루어지며 굴곡형상을 갖는 충격흡수부재를 일체로 롤러 전기저항용접하여 접합한 샌드위치 타입으로 형성된 복합판재를 일정한 형상으로 롤 포밍 성형하되, 충격력이 전달되는 전방은 곡면으로 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 내판의 두께는 상기 외판의 두께보다 더 두꺼운 것을 특징으로 하며, 상기 충격흡수부재는 범퍼빔의 두께방향으로 지그재그 형상으로 굴곡 성형되는 코어판재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이러한 상기 내판과 외판은 그 재질이 냉연강판인 것이 바람직하다.

그리고 상기 일정한 형상은 중앙에서 곡면으로 절곡되어 전방을 향하는 프론트 라운드 월; 일단이 상기 프론트 라운드 월의 상단과 제1절곡부를 형성하여 연결되는 탑 월; 일단이 상기 프론트 라운드 월의 하단과 제2절곡부를 형성하여 연결되는 버텀 월; 상단이 상기 탑 월의 타단과 제3절곡부를 형성하여 연결되는 상부 리 어 월; 하단이 상기 버텀 월의 타단과 제4절곡부를 형성하여 연결되는 하부 리어 월; 일단이 상기 상부 리어 월의 하단과 제5절곡부를 형성하여 내측으로 절곡되는 상부 인너 월; 일단이 상기 하부 리어 월의 상단과 제6절곡부를 형성하여 내측으로 절곡되는 하부 인너 월; 상기 상부 인너 월과 하부 인너 월의 각 타단이 중앙으로 절곡되어 각 단부가 용접되는 용접부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 용접부는 상기 상부 인너 월의 타단에 제7절곡부를 형성하여 중앙으로 절곡되는 상부 용접단; 상기 하부 인너 월의 타단에 제8절곡부를 형성하여 중앙으로 절곡되어 상기 상부 용접단과 용접되는 하부 용접단으로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 제3,4,5,6,7,8절곡부는 각 절곡방향으로 가압되어 눌려진 에지 성형된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔의 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔은, 도 4와 도 5에서 도시한 바와 같이, 일정두께의 내판(1)과 일정두께의 외판(3) 사이에 굴곡형상을 갖는 충격흡수부재(5)를 일체로 롤러 전기저항용접하여 접합한 샌드위치 타입으로 형성된 복합판재(7)를 일정한 형상으로 롤 포밍 성형하되, 충격력이 전달되는 전방은 곡면의 프론트 라운드 월(11)로 형성하여 구성된다.

상기 충격흡수부재(5)는 범퍼빔(10)의 두께방향으로 지그재그 형상으로 굴곡 성형되는 코어판재로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 내판(1)과 외판(3)은 그 재질이 냉연강판인 것이 바람직하다.

이러한 샌드위치 타입의 복합판재(7)의 구조는 내판(1)과 외판(3) 사이에 입체 형상의 구조물 혹은 성형물이 적용되어 상호간에 용접 및 접합으로 이루어진 판재로서, 내부의 구조물(Core) 단독으로는 요구강성(강도)을 확보 할 수 없으나, 내,외판(1,3)과 일체화될 때 상호간의 재질 강도 및 구조적 강성이 결합되어 개별단위의 소재보다 훨씬 높은 구조강성을 갖는 원리가 적용된 것이다.

여기서, 상기 내판(1)의 두께는 상기 외판(3)의 두께보다 더 두껍게 하여 형성하는 것이 중요한데, 이는 충격력이 직접적으로 전달되는 외판(3)의 경우, 내판(1)보다 강도는 작고, 연신률이 높아야 충격흡수부재(5)를 통하여 내판(1)으로 충격력을 고르게 분산 할 수 있는 바, 동일소재의 두께 차이를 이용하여 이를 해결하였다.

즉, 일반적인 자동차용 냉연강판을 이용하여 샌드위치 타입의 복합판재(7)에 적용할 수 있는 최고 적용 인장강도인 590Mpa 급 0.5mm의 강판을 상기 외판(3)으로 적용하고, 내판(1)은 780Mpa 급 0.7mm 강판을 적용함으로써, 동일 두께의 복합판재(7)보다 2배 이상의 구조강도(강성)가 향상되는 이점을 얻을 수 있을 것이다.

이러한 본 실시예에 차량용 범퍼빔(10)의 구체적인 형상은, 도 5에서 도시한 바와 같이, 중앙에서 곡면으로 절곡되어 전방을 향하는 프론트 라운드 월(11)을 형성한다.

상기 프론트 라운드 월(11)의 상단에는 제1절곡부(F1)를 형성하여 일단이 연 결되는 탑 월(13)이 형성되고, 상기 프론트 라운드 월(11)의 하단에는 제2절곡부(F2)를 형성하여 일단이 연결되는 버텀 월(15)이 형성된다.

그리고 상기 탑 월(13)의 타단에는 제3절곡부(F3)를 형성하여 상단이 연결되는 상부 리어 월(17)이 형성되고, 상기 버텀 월(15)의 타단에는 제4절곡부(F4)를 형성하여 하단이 연결되는 하부 리어 월(19)이 형성된다.

또한, 상기 상부 리어 월(17)의 하단에는 제5절곡부(F5)를 형성하여 일단이 연결되어 내측으로 절곡되는 상부 인너 월(21)이 형성되고, 이는 상기 탑 월(13)과 평해하게 배치된다.

또한, 상기 하부 리어 월(19)의 상단에는 제6절곡부(F6)를 형성하여 일단이 연결되어 내측으로 절곡되는 하부 인너 월(23)이 형성되는데, 이는 상기 버텀 월(15)과 평행하게 배치된다.

여기서, 상기 제3,4,5,6 절곡부(F3,F4,F5,F6)는 각 절곡방향으로 가압되어 눌려진 에지 성형이 이루어져 절곡부가 정확하게 성형되도록 하였다.

그리고 상기 상부 인너 월(21)과 하부 인너 월(23)의 각 타단은 중앙으로 절곡되어 각 단부가 용접되는 용접부(29)를 형성하는데, 상기 용접부(29)는 상기 상부 인너 월(21)의 타단에 제7절곡부(F7)를 형성하여 중앙으로 절곡되는 상부 용접단(25)과, 상기 하부 인너 월(23)의 타단에 제8절곡부(F8)를 형성하여 중앙으로 절곡되어 상기 상부 용접단(25)과 용접되는 하부 용접단(27)으로 형성된다.

여기서, 상기 제7,8절곡부(F7,F8)도 각 절곡방향으로 가압되어 눌려진 에지 성형이 이루어져 절곡부가 정확하게 성형되도록 하였다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 차량용 범퍼빔(10)은 복합패널(7)을 롤 포밍에 의해 성형함으로써 용접 포인트(WP)를 최소화한 형상을 취하며, 충격흡수성능에 있어서도, 그 성형 형상의 변형으로 인한 충력흡수력에 복합판재(7) 자체의 충격흡수력을 부가하여 보다 향상되며, 충격력이 전달되는 전방을 곡면으로 이루어지는 프론트 라운드 월(11)로 형성함으로써 여러 방향으로부터 전달되는 충격력에 안정적으로 대응하여 충격력의 고른 분산을 가능하게 한다.

즉, 종래의 차량용 범퍼빔(10)은 그 형상이 찌그려져 변형되면서 충격력을 흡수하는 반면, 본 실시예에 따른 차량용 범퍼빔은(10) 외판(3)으로부터 전달되는 충격력이 충격흡수부재(5)를 통하여 내판(1)으로 분산되어 전달되는 자체 충격흡수력이 부가된다.

또한, 종래의 차량용 범퍼빔(10)은 그 형상이 갖는 특성상 충격력의 전달방향이 중요하나, 본 실시예에 따른 차량용 범퍼빔은 충격에너지가 국부적으로 편중되어 전달되어도 자체 형상이 여러 방향으로부터 전달되는 충격력에 대응하는 절곡 형상의 충격흡수부재(5)에서 이를 고르게 전달하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 범퍼빔에 의하면, 두께가 서로 다른 내판과 외판 사이에 충격흡수부재를 일체로 용접하여 형성된 샌드위치 타입의 판재를 일정한 형상으로 롤 포밍 성형함으로써, 그 성형 형상의 변형으로 인한 충력흡수력에 판재 자체의 충격흡수력을 부가하여 충격력에 대한 충격흡수성능을 보다 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 차량용 범퍼빔은 충격력이 전달되는 전방을 곡면으로 이루어지는 프론트 라운드 월로 형성하여 간단한 구조를 가지면서도 여러 방향으로부터 전달되는 충격력을 고르게 분산하여 흡수할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (14)

1. 차량용 범퍼빔에 있어서,

   일정두께의 내판과, 일정두께의 외판과, 상기 내판과 외판 사이에는 상기 내판 및 외판과 동일소재로 이루어져 굴곡형상을 갖는 충격흡수부재를 일체로 롤러 전기저항용접하여 접합한 샌드위치 타입으로 형성된 복합판재를 일정한 형상으로 롤 포밍 성형하되, 충격력이 전달되는 전방은 곡면으로 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔.
2. 제1항에 있어서,

   상기 내판의 두께는 상기 외판의 두께보다 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔.
3. 제1항에 있어서,

   상기 충격흡수부재는 범퍼빔의 두께방향으로 지그재그 형상으로 굴곡 성형되는 코어판재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔.
4. 제1항에 있어서,

   상기 내판과 외판은 그 재질이 냉연강판인 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔.
5. 제1항에 있어서,

   상기 일정한 형상은

   중앙에서 곡면으로 절곡되어 전방을 향하는 프론트 라운드 월;

   일단이 상기 프론트 라운드 월의 상단과 제1절곡부를 형성하여 연결되는 탑 월;

   일단이 상기 프론트 라운드 월의 하단과 제2절곡부를 형성하여 연결되는 버텀 월;

   상단이 상기 탑 월의 타단과 제3절곡부를 형성하여 연결되는 상부 리어 월;

   하단이 상기 버텀 월의 타단과 제4절곡부를 형성하여 연결되는 하부 리어 월;

   일단이 상기 상부 리어 월의 하단과 제5절곡부를 형성하여 내측으로 절곡되는 상부 인너 월;

   일단이 상기 하부 리어 월의 상단과 제6절곡부를 형성하여 내측으로 절곡되는 하부 인너 월;

   상기 상부 인너 월과 하부 인너 월의 각 타단이 중앙으로 절곡되어 각 단부가 용접되는 용접부를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 .
6. 제5항에 있어서,

   상기 용접부는

   상기 상부 인너 월의 타단에 제7절곡부를 형성하여 중앙으로 절곡되는 상부 용접단;

   상기 하부 인너 월의 타단에 제8절곡부를 형성하여 중앙으로 절곡되어 상기 상부 용접단과 용접되는 하부 용접단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제7,8절곡부는 각 절곡방향으로 가압되어 눌려진 에지 성형된 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔.
8. 제5항에 있어서,

   상기 제3,4,5,6 절곡부는 각 절곡방향으로 가압되어 눌려진 에지 성형된 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔.
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