KR100979649B1 - 차량용 범퍼빔 유닛 - Google Patents

Abstract

범퍼빔의 양단부에 구성되는 코너 리인포스 패널의 내부에 절곡 형상의 코너 어시스트 패널을 추가 구성하여 범퍼 커버 양단과의 설계 자유도는 유지하면서, 동시에 옵셋 충돌 시에는 상기 코너 리인포스 패널를 보조하여 범퍼 커버로부터 전달되는 충돌 에너지에 대한 충격흡수성능이 우수하고, 구조적으로 안정된 차량용 범퍼빔 유닛을 제공한다.

범퍼빔, 코너 리인포스 패널, 코너 어시스트 패널

Description

차량용 범퍼빔 유닛{BUMPER BEAM UNIT FOR VEHICLES}

본 발명은 차량용 범퍼빔 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 범퍼빔의 양단부에 구성되는 코너 리인포스 패널의 내부에 절곡 형상의 코너 어시스트 패널을 추가 구성하여 코너부 충격흡수성능을 향상시키는 차량용 범퍼빔 유닛에 관한 것이다.

일반적으로 차량에서의 범퍼는 자동차가 다른 자동차나 고정체와의 충돌시, 그 충격을 흡수하여 승객의 안전을 도모하며, 동시에 차체의 변형을 최소화 할 수 있도록 자동차의 전,후 단부의 소정 부위에 배치되는 완충유닛이다.

도 1에서 도시한 바와 같이, 상기한 범퍼(100)는 차량의 전,후방에서 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔(101)의 후방 양측에 스테이(103)가 장착되어 차체측 사이드 멤버(111)에 크래시 박스(113)를 통하여 장착되는 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.

여기서, 상기한 종래의 범퍼빔 유닛(105)은, 도 2와 도 3에서 도시한 바와 같이, 롤 포밍 성형되어 전방 레일(115)과 후방 레일(117)로 이루어지는 상기 범퍼 빔(101)이 범퍼 커버(109)의 양단 내측과 간섭되는 것을 피하고, 그 설계 자유도를 높이기 위하여 기존의 고장력 강판의 롤 포밍 성형 범퍼빔(101)의 최대 성형곡률 한계까지 그 양단부를 성형하여 적용된다.

그런데, 상기한 종래의 범퍼빔(101)은 그 양단부의 최대 성형곡률 한계까지 곡률 성형하여도 범퍼 커버(109)의 양단부 내측을 전체적으로 지지하기는 간섭의 문제점이 있었다.

이에, 최근에는 범퍼빔(101)의 양단부에 프레스 성형되는 코너 리인포스 인너 패널(121)과 코너 리인포스 아웃터 패널(123) 및 그 내부에 배치되는 리인포스 브라켓(125)으로 이루어지는 코너 리인포스 패널(120)을 용접하여 상기 범퍼 커버(109)의 양단부 내측과의 공간 확보 및 설계 자유도를 높이면서도, 차량의 옵셋 충돌 시, 그 충돌 에너지가 범퍼빔(101)으로 분산 흡수되도록 하여 상기 범퍼 커버(109)를 손상을 최소화하도록 하였다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 코너 리인포스 패널(120)은, 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기한 코너 리인포스 인너 패널(121)의 상하 양단 내측에 코너 리인포스 아웃터 패널(123)이 끼워진 상태로 용접되어 상기 범퍼빔(101)의 양단부에 그 단부를 통하여 용접되어 접합되는 구조로, 옵셋 충돌에 대한 충격흡수성능이 다소 떨어지며, 구조적으로도 안정적이지 못한 등의 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점들을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 범퍼빔의 양단부에 구성되는 코너 리인포스 패널의 내부에 절곡 형상의 코너 어시스트 패널을 추가 구성하여 범퍼 커버 양단과의 설계 자유도는 유지하면서, 동시에 옵셋 충돌 시에는 상기 코너 리인포스 패널를 보조하여 범퍼 커버로부터 전달되는 충돌 에너지에 대한 충격흡수성능이 우수하고, 구조적으로 안정된 차량용 범퍼빔 유닛을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명의 차량용 범퍼빔 유닛은 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔과, 상기 범퍼빔의 배면 양측에 설치되어 범퍼빔을 차체에 고정하는 스테이, 및 코너 리인포스 인너 패널과 코너 리인포스 아웃터 패널로 구성되어 상기 범퍼빔이 양단부에 장착되는 코너 리인포스 패널을 포함하는 차량용 범퍼빔 유닛에 있어서,

상기 코너 리인포스 패널의 내부에는 상기 코너 리인포스 아웃터 패널의 내면에 접촉된 상태로 용접 고정되는 코너 어시스트 패널을 포함한다.

상기 코너 어시스트 패널은 그 길이방향을 따라 2단 절곡부를 형성하여 절곡 성형되며, 상기 코너 리인포스 아웃터 패널의 내면에 접촉된 상태로 용접되는 어시스트 아웃터 패널; 그 길이방향을 따라 1단 절곡부를 형성하여 절곡 성형되며, 상기 어시스트 아웃터 패널의 상하 단부 외측에 끼워진 상태로 용접되는 어이스트 인 너 패널로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 어시스트 아웃터 패널은 상기 범퍼빔의 내면에 용접되며, 그 길이방향 중앙을 따라서 외향 보강홈이 형성되는 아웃터 내단부; 상기 아웃터 내단부와 절곡부를 형성하여 일체로 형성되며, 상하 단부에는 용접 플랜지가 형성되는 아웃터 중단부; 상기 아웃터 중단부와 절곡부를 형성하여 일체로 형성되며, 상기 코너 리인포스 아웃터 패널의 내면에 용접되고, 그 길이방향 중앙을 따라서는 내향 보강홈이 형성되며, 상하 단부에는 상기 아웃터 중단부의 용접 플랜지와 일체로 용접 플랜지가 형성되는 아웃터 외단부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 어시스트 인너 패널은 상기 범퍼빔의 내면에 용접되며, 그 길이방향 중앙을 따라서 내향 보강홈이 형성되는 인너 내단부; 상기 인너 내단부와 절곡부를 형성하여 일체로 형성되며, 그 길이방향 중앙을 따라서는 내향 보강홈이 형성되며, 상하 단부에는 용접 플랜지가 형성되는 인너 외단부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 범퍼빔 유닛에 의하면, 범퍼빔의 양단부에 구성되는 코너 리인포스 패널의 내부에 절곡 형상의 코너 어시스트 패널을 추가 구성하여 범퍼 커버 양단과의 설계 자유도는 유지하면서, 동시에 옵셋 충돌 시에는 상기 코너 리인포스 패널를 보조하여 범퍼 커버로부터 전달되는 충돌 에너지를 지지함으로써 충격흡수성능이 우수하고, 구조적으로 안정되는 효과가 있다.

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

도 5와 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 조립 사시도 및 분해 사시도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛에 적용되는 코너 어시스트 패널의 분해 사시도이다.

본 실시예에 따른 범퍼빔 유닛(1)은, 도 5와 도 6에서 도시한 바와 같이, 롤 포밍 성형되어 전방 레일(3)과 후방 레일(5)로 이루어지는 상기 범퍼빔(7)이 최대 성형곡률 한계까지 그 양단부를 성형하여 적용된다.

그리고 상기 범퍼빔(7)의 양단부에는 프레스 성형되는 코너 리인포스 인너 패널(11)과 코너 리인포스 아웃터 패널(13) 및 그 내부에 배치되는 리인포스 브라켓(15)으로 이루어지는 코너 리인포스 패널(9)을 용접하여 범퍼 커버(미도시)의 양단부 내측과의 공간 확보 및 설계 자유도를 높이면서도, 차량의 옵셋 충돌 시, 그 충돌 에너지가 범퍼빔(7)으로 분산 흡수되도록 적용된다.

한편, 상기 코너 리인포스 패널(9)의 내부에는 상기 코너 리인포스 아웃터 패널(13)의 내면에 코너 어시스트 패널(20)이 접촉된 상태로 용접 고정된다.

즉, 상기 코너 어시스트 패널(20)은, 도 7에서 도시한 바와 같이, 크게 어시스트 아웃터 패널(23)과 어시스트 인너 패널(21)로 구분된다.

상기 어시스트 아웃터 패널(23)은 그 길이방향을 따라 2단 절곡부(B)를 형성하여 절곡 성형되며, 상기 코너 리인포스 아웃터 패널(13)의 내면에 접촉된 상태로 용접되어 설치된다.

반면, 상기 어시스트 인너 패널(21)은 그 길이방향을 따라 1단 절곡부(B)를 형성하여 절곡 성형되며, 상기 어시스트 아웃터 패널(23)의 상하 단부 외측에 끼워진 상태로 용접된다.

먼저, 상기 어시스트 아웃터 패널(23)을 구체적으로 살펴보면, 상기 어시스트 아웃터 패널(23)은 각 절곡부(B)를 경계로 아웃터 내단부(23a), 아웃터 중단부(23b), 및 아웃터 외단부(23c)로 구분된다.

상기 아웃터 내단부(23a)는 상기 범퍼빔(7)의 내면에 용접되며, 그 길이방향 중앙을 따라서 외향 보강홈(G1)이 형성된다.

상기 아웃터 중단부(23b)는 상기 아웃터 내단부(23a)와 절곡부(B)를 형성하여 일체로 형성되며, 상하 단부에는 일정폭의 용접 플랜지(WF)가 형성된다.

상기 아웃터 외단부(23c)는 상기 아웃터 중단부(23b)와 절곡부(B)를 형성하여 일체로 형성되며, 상기 코너 리인포스 아웃터 패널(13)의 내면에 용접된다. 또한, 그 길이방향 중앙을 따라서는 내향 보강홈(G2)이 형성되며, 상하 단부에는 상기 아웃터 중단부(23b)의 용접 플랜지(WF)와 일체로 일정폭의 용접 플랜지(WF)를 형성한다.

그리고 상기 어시스트 인너 패널(21)을 구체적으로 살펴보면, 상기 어시스트 인너 패널(21)은 그 절곡부(B)를 경계로 인너 내단부(21a), 인너 외단부(21b)로 구분된다.

즉, 상기 인너 내단부(21a)는 상기 범퍼빔(7)의 내면에 용접되며, 그 길이방 향 중앙을 따라서 내향 보강홈(G2)이 형성된다.

상기 인너 외단부(21b)는 상기 인너 내단부(21a)와 절곡부(B)를 형성하여 일체로 형성되며, 그 길이방향 중앙을 따라서는 내향 보강홈(G)이 형성된다. 또한, 상하 단부에는 용접 플랜지(WF)가 형성된다.

여기서, 상기 인너 외단부(21b)에 형성되는 용접 플랜지(WF)는, 도 8에서 도시한 바와 같이, 상기 아웃터 중단부(23b)와 아웃터 외단부(23c)에 형성된 각 용접 플랜지(WF)의 외측면에 동시에 끼워진 상태로 용접되도록, 도 7에서와 같이, 그 선단의 형상이 각형을 갖도록 폭이 다르게 형성된다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 차량용 범퍼빔 유닛(1)은, 롤 포밍 성형되는 범퍼빔(7)의 양단부에 코너 리인포스 인너 패널(11)과 코너 리인포스 아웃터 패널(13)로 이루어지는 코너 리인포스 패널(9)을 용접하여 범퍼 커버(미도시)의 양단 내측과 설계 자유도를 확보한다.

동시에, 상기한 코너 리인포스 패널(9) 내부의 코너 어시스트 패널(20)은 옵셋 충돌 시에 범퍼 커버로부터 전달되는 충돌 에너지를 상기 코너 리인포스 패널(9)을 보조하여 지지함으로써 범퍼빔(7)으로의 분산을 돕게 되며, 이로써 충격흡수성능을 향상시키고, 구조적으로도 안정성을 갖는다.

이러한 코너 어시스트 패널(20)은 상기한 코너 리인포스 인너 패널(11)과 코너 리인포스 아웃터 패널(13)로 이루어지는 코너 리인포스 패널(9)이 옵셋 충돌 시, 그 충격흡수능력을 배가하여 차량 사고 시, 승객 안전 도모 및 사고 수리비용 절감의 이점을 갖도록 한다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 차량용 범퍼빔 유닛(1)은 15% 옵셋 배리어(BARRIER) 충돌 시험을 통하여 다음과 같은 충돌 해석 결과를 가지며, 종래 기술의 차량용 범퍼빔 유닛(105)의 충돌 해석 결과치와 비교를 통하여 그 성능면에서 우수함을 알 수 있다.

즉, 상기 옵셋 충돌 해석은 시험조건으로 해석 중량을 1,880Kg, 충돌속도를 5Km/h로 하여 종래 차량용 범퍼빔 유닛(105)과 본 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛(1)의 응력 분포, 변위량 비교의 2가지 측면에서 해석하였다.

먼저, 응력 분포의 경우, 도 9와 도 10은 각각 종래 기술과 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛(105,1)의 옵셋 충돌 시험에 의한 응력 분포를 도시하고 있다.

즉, 도 9와 도 10의 종래 기술과 본 발명의 차량용 범퍼빔 유닛(105,1)에 대한 응력 분포 상, 도 9의 종래 기술에 따른 코너 리인포스 패널(120)은 범퍼빔(101)과의 연결부에 응력이 집중되고, 배리어(B)의 침입도 막지 못하는 반면, 도 10의 본 발명의 실시예에 따른 코너 리인포스 패널(9)은 코너 어시스트 패널(20)과 함께 작용하여 응력이 범퍼빔(7) 측으로 이동하여 분포되도록 하는 양상을 보이며, 배리어(B)의 침입을 어느정도 막아 상관 부품의 추가적인 손상을 방지하게 된다.

이는 본 실시예의 범퍼빔 유닛(1)이 종래 기술의 범퍼빔 유닛(105)에 비하여 그 코너부의 구조 강성의 증대에 따른 변형량이 적어 상대적으로 응력 집중 현상이 낮기 때문이며, 이는 더 많은 충돌에너지를 흡수할 수 있음을 의미한다.

그리고 상기 변위량 비교는 인트루젼(Intrusion) 변위량과 디플렉 션(Deflection) 변위량으로 구분되는데, 도 11은 종래 기술과 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 옵셋 충돌 시험에서, 변위량의 비교값을 나타내고 있다.

즉, 상기 변위량 비교에 있어서는, 도시한 바와 같이, 본 실시예의 범퍼빔 유닛(1)이 종래 기술의 범퍼빔 유닛(105)에 비하여 디플렉션 변위량과 인트루젼 변위량 모두에 있어서, 현저히 작게 나타남을 알 수 있으며, 이는 본 발명의 범퍼빔 유닛(1)의 충격흡수성능이 더 우수함을 짐작할 수 있게 한다.

도 1은 일반적인 차량용 범퍼의 분해 사시도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 조립 사시도이다.

도 3은 종래 기술에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 분해 사시도이다.

도 4는 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 조립 사시도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 분해 사시도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛에 적용되는 코너 어시스트 패널의 분해 사시도이다.

도 8은 도 5의 B-B 선에 따른 단면도이다.

도 9는 종래 기술에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 옵셋 충돌 시험에 의한 응력 분포도이다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 옵셋 충돌 시험에 의한 응력 분포도이다.

도 11은 종래 기술과 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 옵셋 충돌 시험에 의한 변위량 비교표이다.

Claims (4)

1. 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔과, 상기 범퍼빔의 배면 양측에 설치되어 범퍼빔을 차체에 고정하는 스테이, 및 코너 리인포스 인너 패널과 코너 리인포스 아웃터 패널로 구성되어 상기 범퍼빔이 양단부에 장착되는 코너 리인포스 패널을 포함하는 차량용 범퍼빔 유닛에 있어서,

   상기 코너 리인포스 패널의 내부에는

   상기 코너 리인포스 아웃터 패널의 내면에 접촉된 상태로 용접 고정되는 코너 어시스트 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
2. 제1항에서,

   상기 코너 어시스트 패널은

   그 길이방향을 따라 2단 절곡부를 형성하여 절곡 성형되며, 상기 코너 리인포스 아웃터 패널의 내면에 접촉된 상태로 용접되는 어시스트 아웃터 패널;

   그 길이방향을 따라 1단 절곡부를 형성하여 절곡 성형되며, 상기 어시스트 아웃터 패널의 상하 단부 외측에 끼워진 상태로 용접되는 어이스트 인너 패널;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
3. 제2항에서,

   상기 어시스트 아웃터 패널은

   상기 범퍼빔의 내면에 용접되며, 그 길이방향 중앙을 따라서 외향 보강홈이 형성되는 아웃터 내단부;

   상기 아웃터 내단부와 절곡부를 형성하여 일체로 형성되며, 상하 단부에는 용접 플랜지가 형성되는 아웃터 중단부;

   상기 아웃터 중단부와 절곡부를 형성하여 일체로 형성되며, 상기 코너 리인포스 아웃터 패널의 내면에 용접되고, 그 길이방향 중앙을 따라서는 내향 보강홈이 형성되며, 상하 단부에는 상기 아웃터 중단부의 용접 플랜지와 일체로 용접 플랜지가 형성되는 아웃터 외단부;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
4. 제2항에서,

   상기 어시스트 인너 패널은

   상기 범퍼빔의 내면에 용접되며, 그 길이방향 중앙을 따라서 내향 보강홈이 형성되는 인너 내단부;

   상기 인너 내단부와 절곡부를 형성하여 일체로 형성되며, 그 길이방향 중앙을 따라서는 내향 보강홈이 형성되며, 상하 단부에는 용접 플랜지가 형성되는 인너 외단부;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.

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