KR100932673B1 - Car Crash Box - Google Patents
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Abstract
본 발명은 충돌에너지 흡수성이 뛰어난 알루미늄 압출재를 이용한 박스 하우징에 스틸재질의 전,후방 플랜지를 연결하고, 상기 박스 하우징의 내부에는 별도의 충격흡수체와, 상기 충격흡수체의 변형방향을 바꾸어주는 원추체을 구성함으로써, 중속 이상의 충돌 시에도 충돌 변형의 방향성을 유지하며, 충격력을 2차에 걸친 흡수 및 분산작동을 통하여 안정적으로 완충하는 차량용 크래쉬 박스를 제공한다.The present invention by connecting the front and rear flanges of the steel material to the box housing using the aluminum extrusion material having excellent impact energy absorption, by forming a separate shock absorber and a cone to change the deformation direction of the shock absorber inside the box housing In addition, the present invention provides a crash box for a vehicle that maintains the directionality of a collision deformation even in a collision at a medium speed or more, and stably buffers the impact force through two-time absorption and dispersion operations.
크래쉬 박스, 범퍼, 충격흡수체, 원추체, 박스 하우징 Crash Box, Bumper, Shock Absorber, Cone, Box Housing
Description
본 발명은 차량용 크래쉬 박스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량용 범퍼에 있어, 범퍼 빔과 프런트 사이드 멤버 혹은 리어 사이드 멤버 사이에 연결되어 전방 혹은 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 vehicle crash box, and more particularly, to a vehicle bumper, which is connected between the bumper beam and the front side member or the rear side member and absorbs the impact energy input from the front or the rear by itself to minimize the vehicle body. A crash box for a vehicle in which impact energy can be input.
일반적으로 차량에서의 범퍼는 자동차가 다른 자동차나 고정체와의 충돌시, 그 충격을 흡수하여 승차자의 안전을 도모하며, 동시에 차체의 변형을 최소화 할 수 있도록 자동차의 전,후 단부의 소정 부위에 배치되는 완충유닛이다.In general, a bumper in a vehicle absorbs an impact when a vehicle collides with another vehicle or a fixed body to promote the safety of the occupant, and at the same time, a predetermined portion of the front and rear ends of the vehicle can be minimized to minimize deformation of the vehicle body. The buffer unit is arranged.
도 1에서 도시한 바와 같이, 상기한 범퍼(100)는 차량의 전,후방에서 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔(101)의 후방 양측에 스테이(103)가 장착되어 크래쉬 박스(111) 등을 통하여 차체측 사이드 멤버(113)에 고정되는 범퍼빔 유닛(105)과, 상기 범퍼빔(101)의 전방에 배치되어 충격력을 흡수하는 에너지 업소버(107), 그리고 상기 범퍼빔(101)과 에너지 업소버(107)를 감싸는 범퍼 커버(109)로 이루어진다.As shown in FIG. 1, the
여기서, 상기한 종래의 범퍼빔 유닛(105)은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 롤 포밍 성형되는 2장의 범퍼 레일(121,123)이 상호 용접되어 범퍼빔(101)을 형성하 고, 상기 범퍼빔(101)의 전면 중앙에는 일정길이의 보강 플레이트(125)가 용접된다. Here, in the conventional
또한, 상기 범퍼빔(101)의 후면 양단부에는 각각 스테이(103)가 용접되며, 상기 각 스테이(103)는 플랜지(127)을 통하여 각 크래쉬 박스(111)에 조립되어 사이드 멤버(113)에 설치된다. In addition, the
상기한 종래의 크래쉬 박스(111)는, 도 3과 도 4에서 도시한 바와 같이, 전방과 후방에 각각 플랜지(201,203)가 구비되고, 상기 전,후방 플랜지(201,203) 사이에는 "??"자 형상의 내측 패널(205)과 외측 패널(207)이 상호 겹치기 용접되어 박스형으로 구성된다.In the
그러나 상기한 바와 같은 종래의 크래쉬 박스는 최근 범퍼의 안전성 및 경량화를 위한 개발과정에서, 저속 충돌 시, 충격을 흡수하면서 차체 구조의 손상을 최소화할 수 있도록 충격 에너지를 흡수하는 측면에서는 양호하나, 중속 이상의 충돌 시에는 단순 박스형으로 제작되어 충돌 변형 시의 방향성이 불규칙적이고, 자체 변형에 의한 충돌에너지의 흡수 이외에는 충격력을 그대로 차체로 전달하여 충격흡수성능이 낮다는 문제점을 내포하고 있다.However, the conventional crash box as described above is good in terms of absorbing the impact energy to minimize damage to the vehicle structure while absorbing the impact during low-speed collision, in the development process for the safety and lightweight of the bumper in recent years, In the case of the above-mentioned collision, it is manufactured in a simple box shape, and thus the directionality at the time of the collision deformation is irregular, and implies that the shock absorption performance is low by transmitting the impact force to the vehicle body in addition to the absorption of the collision energy due to its own deformation.
따라서 본 발명은 최근 범퍼의 개발 추세에 부응하며, 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 충돌에너지 흡수성이 뛰어난 알루미늄 압출재를 이용한 박스 하우징에 스틸재질의 전,후방 플랜지를 연결하고, 상기 박스 하우징의 내부에는 별도의 충격흡수체와, 상기 충격흡수체의 변형방향을 바꾸어주는 원추체을 구성함으로써, 중속 이상의 충돌 시에도 충돌 변형의 방향성을 유지하며, 충격력을 2차에 걸친 흡수 및 분산작동을 통하여 안정적으로 완충하는 차량용 크래쉬 박스를 제공하는 것이다.Therefore, the present invention meets the recent development trend of the bumper, and was invented to solve the problems as described above, the object of the present invention is the front and rear flange of the steel material in the box housing using aluminum extrusion material excellent in collision energy absorption And a separate shock absorber and a cone to change the deformation direction of the shock absorber inside the box housing, thereby maintaining the directionality of the impact deformation even at a medium speed or more, and absorbing the impact force over two times. It is to provide a vehicle crash box that is buffered stably through the distributed operation.
상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 차량용 크래쉬 박스는 차체와 범퍼빔을 연결하는 것으로, 사각의 압출관 형상으로 형성되어 외측면에는 폭방향을 따라 복수의 노치가 성형되는 박스 하우징; 상기 박스 하우징의 전방과 후방에 각각 삽입되는 사각의 삽입부를 형성하며, 상기 삽입부의 가장자리를 따라서 는 상기 범퍼빔 측의 스테이와 차체 측의 사이드 멤버에 각각 체결되는 체결부를 형성하는 전,후방 플랜지; 상기 박스 하우징의 내부에 삽입되어 양단이 상기 전,후방 플랜지의 각 삽입부 외측 선단면에 지지되는 충격흡수체; 상기 박스 하우징의 내부에서, 상기 후방 플랜지의 삽입부 외측 선단면에 장착된 상태로, 그 선단은 상기 충격흡수체에 끼워지는 원추형상의 원추체를 포함하는 것을 특징으로 한다.The vehicle crash box of the present invention for realizing the above object is a box housing connecting the vehicle body and the bumper beam, formed in a rectangular extrusion tube shape, the outer surface is formed with a plurality of notches in the width direction; Front and rear flanges each having a rectangular insertion portion inserted into the front and rear sides of the box housing and forming fastening portions respectively fastened to the stay on the bumper beam side and the side members on the vehicle body side along the edge of the insertion portion; An impact absorber inserted into the box housing and supported at both ends of the front and rear flanges of the front and rear flanges; In the inside of the box housing, in the state attached to the outer end surface of the insertion portion of the rear flange, the front end is characterized in that it comprises a conical cone body fitted to the shock absorber.
상기 박스 하우징은 그 재질이 알루미늄인 것이 바람직하며, 상기 전방 및 후방 플랜지는 그 재질이 스틸재로 이루어지는 것이 바람직하다.The box housing is preferably made of aluminum, and the front and rear flanges are preferably made of steel.
그리고 상기 전방 및 후방 플랜지는 그 삽입부가 사각의 통형상으로 형성된다.In addition, the front and rear flanges are formed in a rectangular cylindrical shape with its insertion portion.
또한, 상기 충격흡수체는 그 후면 중앙에 원추형상의 끼움홀이 형성되는 직육면체의 발포 알루미늄 폼 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, the shock absorber is preferably made of a foamed aluminum foam material of a rectangular parallelepiped in which a conical fitting hole is formed at the center of the rear surface thereof.
상기 원추체는 원추형상의 중공관 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The cone is characterized in that formed in a conical hollow tube shape.
한편, 상기 박스 하우징과 상기 전방 및 후방 플랜지의 각 삽입부의 체결면 사이에는 부식방지패드가 개재되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, it is characterized in that the corrosion preventing pad is interposed between the fastening surface of each of the insert portion of the box housing and the front and rear flanges.
상기 부식방지패드는 상기 각 삽입부의 외면에 끼워지도록 사각관 형상의 수지재로 이루어지는 것이 바람직하다.The anti-corrosion pad is preferably made of a rectangular tube-shaped resin material to be fitted to the outer surface of each of the insertion portion.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 크래쉬 박스에 의하면, 충돌에너지 흡수성이 뛰어난 알루미늄 압출재를 이용한 박스 하우징에 스틸재질의 전,후방 플랜지를 연결하고, 상기 박스 하우징의 내부에는 별도의 충격흡수체와, 상기 충격흡수체의 변형방향을 바꾸어주는 원추체을 구성함으로써, 중속 이상의 충돌 시에도 충돌 변형의 방향성을 유도하며, 충격력을 2차에 걸친 흡수 및 분산작동을 통하여 안정적으로 완충하는 효과가 있다. As described above, according to the crash box for a vehicle according to the present invention, the front and rear flanges of the steel material is connected to the box housing using aluminum extruded material having excellent impact energy absorption, and inside the box housing, a separate shock absorber and In addition, by constructing a cone to change the deformation direction of the shock absorber, induces the directionality of the impact deformation in the middle of the impact or more, there is an effect to stably buffer the impact force through the second absorption and dispersion operation.
이로 인해 전체적인 크래쉬 박스의 충격흡수성능을 더욱 향상시키는 효과가 있다. Therefore, there is an effect of further improving the shock absorbing performance of the overall crash box.
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 5와 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스의 조립 및 분해 사시도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스의 조립 상태의 단면도이다. 5 and 6 are assembled and exploded perspective view of the crash box according to an embodiment of the present invention, Figure 7 is a cross-sectional view of the assembled state of the crash box according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 차량용 크래쉬 박스(1)는 차체의 사이드 멤버와 범퍼빔을 연결하기 위한 것으로, 도 5와 도 6에서 도시한 바와 같이, 박스 하우징(11)이 구비된다.The
상기 박스 하우징(11)은 알루미늄 소재를 이용한 사각의 압출관 형상으로 형성되는 것이 바람직하나, 상기 알루미늄 대신 스틸재를 사용할 수 있으며, 그 외측면 둘레에는 폭방향을 따라 2개씩의 노치(N)가 성형된다.The
그리고 상기 박스 하우징(11)의 전방과 후방에는 각각 전방 플랜지(13)와 후방 플랜지(15)가 설치되는데, 상기 전방 및 후방 플랜지(13,15)는 동일한 형상을 가지며, 각각에는 상기 박스 하우징(11)의 전방과 후방에 삽입되는 사각의 삽입부(21,31)를 형성하고, 상기 삽입부(21,31)의 가장자리를 따라서는 상기 범퍼빔 측 의 스테이와 차체 측의 사이드 멤버에 각각 체결되는 체결부(23,33)를 형성한다.A
여기서, 상기 전방 및 후방 플랜지(13,15)는 그 재질이 스틸재로 이루어지는 것이 바람직하며, 각 삽입부(21,31)는 사각의 통형상으로 형성되어 상기 박스 하우징(11)의 전방과 후방에 각각 삽입된 상태로, 리벳이음을 통하여 체결된다.Here, the front and rear flanges (13, 15) is preferably made of a steel material, each insertion portion (21, 31) is formed in a rectangular cylindrical shape of the front and rear of the
한편, 상기 박스 하우징(11)과 상기 전방 및 후방 플랜지(13,15)의 각 삽입부의 체결면 사이에는 부식방지패드(P)가 개재된다. On the other hand, the corrosion preventing pad (P) is interposed between the
여기서, 상기 부식방지패드(P)는 상기 각 삽입부(21,31)의 외면에 끼워지도록 그 형상이 사각관 형상의 수지재로 이루어지는 것이 바람직하나. 이에 한정되는 것은 아니며, 부식방지와 함께 체결력을 보조하기 위하여 본드나 실러 등으로 대신 할 수 있을 것이다.Here, the anti-corrosion pad (P) is preferably made of a resin material of the square tube shape so as to fit on the outer surface of each of the insertion portion (21, 31). The present invention is not limited thereto, and may be replaced by a bond or sealer to assist the fastening force with corrosion prevention.
그리고 상기 박스 하우징(11)의 내부에는 충격흡수체(17)가 삽입되는데, 이 충격흡수체(17)는 그 양단이 상기 전방과 후방 플랜지(13,15)의 각 삽입부(21,31) 외측 선단면에 지지된다.The
이때, 상기 충격흡수체(17)는 그 후면 중앙에 원추형상의 끼움홀(H)이 형성되는 직육면체의 발포 알루미늄 폼 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.At this time, the
또한, 상기 박스 하우징(11)의 내부에는 상기 후방 플랜지(15)의 삽입부(31) 외측 선단면에 원추형상의 중공관으로 형성되는 원추체(19)가 장착되는데, 상기 원추체(19)의 선단은 상기 충격흡수체(17)의 끼움홀(H)을 통하여 끼워진다.In addition, the inside of the
따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 차량용 크래쉬 박스(1)는 전방 충돌에 의한 충돌에너지가 범퍼빔을 통하여 전달되면, 도 8에서 도시한 바와 같이, 상기 박스 하우징(11)은 노치(N) 부분에서 먼저 붕괴되면서, 충격력을 흡수하게 된다.Therefore, in the
동시에, 상기한 박스 하우징(11)의 붕괴로 그 내부의 발포 알루미늄 폼으로 이루어지는 충돌흡수체(17)가 후방으로 밀리면서 상기 원추체(19)에 의해 전달되는 충격력을 박스 하우징(11)의 내단면에 대한 면압으로 작용하도록 박스 하우징(11) 내부에서 변형되면서, 또 한번의 충격력의 흡수작동을 이룬다.At the same time, the impact absorbing force transmitted by the
한편, 상기 범퍼빔을 통하여 전달되는 충격력이 큰 경우에는 2차에 걸친 흡수작동 이외에도 상기 원추체(19)가 상기 전방 플랜지(13)의 삽입부(21) 외측 선단면을 밀어 그 중앙을 변형시키면서 상기 충격력을 전방으로 분산하여 사이드 멤버 측에는 저감하여 전달하게 된다. On the other hand, in the case where the impact force transmitted through the bumper beam is large, in addition to the second absorption operation, the
이와 같이, 상기 원추체(19)에 의한 충격흡수체(17)의 변형은 원추체(19)가 가이드 역활을 하여 박스 하우징(11)의 충돌 변형이 일정한 방향성을 갖도록 유도하게 된다.As described above, the deformation of the shock absorber 17 by the
이에 따라, 본 실시예에 따른 차량용 크래쉬 박스(1)는 충격력에 대하여 2차에 걸친 흡수 및 분산작동을 이루어 충돌에너지의 흡수성능이 우수하고, 특히, 상기한 발포 알루미늄 품으로 구성되는 충돌흡수체(17)가 상기 원추체(19)에 의해 변형되면서 충돌 변형의 방향성을 일정하게 유도하며, 동시에 충돌흡수체(17)의 재질의 특성으로 인해 순간 충격흡수성능이 뛰어나다.Accordingly, the
도 1은 일반적인 차량용 범퍼 시스템의 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view of a general vehicle bumper system.
도 2는 일반적인 차량용 범퍼빔 유닛의 조립 사시도이다. 2 is an assembled perspective view of a general vehicle bumper beam unit.
도 3은 종래 기술에 따른 차량용 크래쉬 박스의 분해 사시도이다.3 is an exploded perspective view of a vehicle crash box according to the prior art.
도 4는 종래 기술에 따른 차량용 크래쉬 박스의 조립 사시도이다.4 is an assembled perspective view of a vehicle crash box according to the prior art.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스의 조립 사시도이다.5 is an assembled perspective view of the crash box according to the embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스의 분해 사시도이다.6 is an exploded perspective view of the crash box according to the embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스의 단면도이다. 7 is a cross-sectional view of the crash box according to the embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스의 충격 시, 변형 상태도이다. 8 is a deformation state diagram when the crash of the crash box according to an embodiment of the present invention.
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