KR101006053B1 - 차량용 크래쉬 박스 - Google Patents

Abstract

충돌에너지 흡수성이 뛰어난 발포 알루미늄 폼으로 형성되는 충격흡수부재를 내,외측 패널과 전,후방 플랜지 사이의 공간부에 설치함에 있어 상기 내,외측 패널과 전,후방 플랜지 상에 형성되는 각 고정 플랜지를 통하여 고정함으로써 이상 소음의 발생을 방지함과 동시에, 충격흡수성능을 향상시키는 차량용 크래쉬 박스를 제공한다.

크래쉬 박스, 충격흡수부재, 고정 플랜지, 이상 소음, 발포 알루미늄 폼

Description

차량용 크래쉬 박스{CRASH BOX IN AUTOMOTIVE BUMPER SYSTEM}

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.

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.

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.

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.

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.

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.

그런데, 상기한 바와 같은 종래의 크래쉬 박스(111)는 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 단점이 있었다.

이에, 최근에는 크래쉬 박스 내부에 발포 알루미늄 폼을 이용한 충격흡수부재를 개재하여 그 충격흡수성능을 개선하고는 있으나, 상기한 발포 알루미늄 폼은 불특정한 기공을 가진 구조체로 기존부품과의 체결이 어려워 크래쉬 박스 내부에 단순히 삽입하여 설치함에 따라 차체의 진동에 따른 이상 소음이 발생하는 또 다른 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 최근 범퍼의 개발 추세에 부응하며, 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 충돌에너지 흡수성이 뛰어난 발포 알루미늄 폼으로 형성되는 충격흡수부재를 내,외측 패널과 전,후방 플랜지 사이의 공간부에 설치함에 있어 상기 내,외측 패널과 전,후방 플랜지 상에 형성되는 각 고정 플랜지를 통하여 고정함으로써 이상 소음의 발생을 방지함과 동시에, 충격흡수성능을 향상시키는 차량용 크래쉬 박스를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명의 차량용 크래쉬 박스는 전,후방 플랜지 사이에 내,외측 패널이 상호 겹치기 용접되어 박스형으로 구성되며, 상기 내,외측 패널 사이의 공간부에는 충격흡수부재로 발포 알루미늄 폼을 삽입하여 구성되는 차량용 크래쉬 박스에 있어서,

상기 내,외측 패널의 각 측단면에는 적어도 하나 이상의 고정 플랜지가 내측을 향하여 형성되고, 상기 전,후방 플랜지의 각 단면상에도 적어도 하나 이상의 고정 플랜지가 내측을 향하여 형성되어 상기 발포 알루미늄 폼의 전면과 후면 및 양 측면에 끼워져 고정하는 것을 특징으로 한다.

상기 내,외측 패널과 전,후방 플랜지 상의 각 고정 플랜지는 프레스 성형공정에서 쇄기 형상으로 절단 및 플랜징 성형되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 전,후방 플랜지는 상기 조립된 내,외측 패널의 전방과 후방에 각각 삽입되는 사각의 삽입부를 형성하며, 상기 삽입부의 가장자리를 따라서는 상기 범퍼빔 측의 스테이와 차체 측의 사이드 멤버에 각각 체결되는 체결부를 형성하고, 상기 삽입부 단면사에 상기 고정 플랜지가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 전,후방 플랜지는 그 삽입부가 사각의 통형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 내,외측 패널과 상기 전,후방 플랜지의 각 삽입부의 체결면 사이에는 부식방지패드가 개재되는 것을 특징으로 한다.

상기 부식방지패드는 상기 각 삽입부의 외면에 끼워지도록 사각관 형상의 수지재로 이루어지는 것으로 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 크래쉬 박스에 의하면, 충돌에너지 흡수성이 뛰어난 발포 알루미늄 폼으로 형성되는 충격흡수부재를 내,외측 패널과 전,후방 플랜지 사이의 공간부에 설치하고, 상기 내,외측 패널과 전,후방 플랜지의 각 단면상에는 쇄기 형상의 고정 플랜지를 가공하여 각 고정 플랜지로 상기 충격흡수부재인 발포 알루미늄 폼에 끼워 고정함으로써 이상 소음의 발생을 방지함과 동시에, 충격흡수성능을 향상시키는 효과가 있다.

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

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.

본 실시예에 따른 차량용 크래쉬 박스(1)는 차체의 사이드 멤버와 범퍼빔을 연결하기 위한 것으로, 도 5와 도 6에서 도시한 바와 같이, 전방 및 후방 플랜지(3,5)가 구비되고, 상기 전,후방 플랜지(3,5) 사이에는 "??"자 형상의 내측 패널(7)과 외측 패널(9)이 상호 겹치기 용접되어 박스형으로 구성된다.

상기 내,외측 패널(7,9) 사이의 공간부(S)에는 충격흡수부재로 발포 알루미늄 폼(11)을 삽입하여 구성된다.

상기 내,외측 패널(7,9)의 각 측단면에는 2개의 고정 플랜지(F)가 내측을 향하여 형성되고, 상기 전,후방 플랜지(3,5)의 각 단면상에도 하나의 고정 플랜지(F)가 내측을 향하여 형성되어 상기 발포 알루미늄 폼(11)의 전면과 후면 및 양 측면에 끼워져 이를 고정한다.

여기서, 상기 내,외측 패널(7,9)과 전,후방 플랜지(3,5) 상의 각 고정 플랜지(F)는 프레스 성형공정에서 쇄기 형상으로 절단 및 플랜징 성형되어 형성되다.

그리고 상기 내,외측 패널(7,9)은 그 외측면 모서리에 폭방향을 따라 2개씩의 노치(N)가 성형된다.

한편, 상기 전방 및 후방 플랜지(3,5)는 동일한 형상을 가지며, 각각에는 상기 조립된 내,외측 패널(7,9)의 전방과 후방에 삽입되는 사각의 삽입부(31,51)를 형성하고, 상기 삽입부(31,51)의 가장자리를 따라서는 상기 범퍼빔 측의 스테이와 차체 측의 사이드 멤버에 각각 체결되는 체결부(33,53)를 형성한다.

여기서, 상기 전방 및 후방 플랜지(3,5)는 그 재질이 스틸재로 이루어지는 것이 바람직하며, 각 삽입부(31,51)는 사각의 통형상으로 형성되어 상기 조립된 내,외측 패널(7,9)의 전방과 후방에 각각 삽입된 상태로, 리벳이음을 통하여 체결된다.

여기서. 상기 전,후방 플랜지(3,5)에 형성되는 고정 플랜지(F)는 상기 삽입부(31,51) 단면상에 형성된다.

그리고 상기 내,외측 패널(7,9)과 상기 전,후방 플랜지(3,5)의 각 삽입부(31,51)의 체결면(35,55) 사이에는 부식방지패드(P)가 개재된다.

여기서, 상기 부식방지패드(P)는 상기 각 삽입부(31,51)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.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 차량용 크래쉬 박스(1)는 전방 충돌에 의한 충돌에너지(F)가 범퍼빔을 통하여 전달되면, 도 8에서 도시한 바와 같이, 상기 내,외측 패널(7,9)은 노치(N) 부분에서 먼저 붕괴되면서, 충격력을 흡수하게 된다.

동시에, 상기한 내,외측 패널(7,9)의 붕괴로 그 내부의 발포 알루미늄 폼(11)은 각각의 고정 플랜지(F)에 의해 고정된 상태로 내,외측 패널(7,9)에 면압으로 작용하도록 변형되면서 상기 충격력을 추가적으로 흡수하게 된다.

한편, 상기한 발포 알루미늄 폼(11)으로 형성되는 충격흡수부재를 내,외측 패널(7,9)과 전,후방 플랜지(3,5) 사이의 공간부(S)에 설치함에 있어, 상기 내,외측 패널(7,9)과 전,후방 플랜지(3,5)의 각 단면상에 가공되는 쇄기 형상의 각 고정 플랜지(F)가 상기 발포 알루미늄 폼(1)에 끼워져 이를 고정함으로써 평상시 차량의 주행에 따른 이상 소음의 발생을 방지하게 된다.

즉, 본 실시예에 따른 차량용 크래쉬 박스(1)는 상기 내,외측 패널(7,9)과 전,후방 플랜지(3,5)에 구성된 각 고정 플랜지(F)로 인하여 별도의 접합공정 없이도 발포 알루미늄 폼(11)을 내부에 기구적으로 고정함으로써, 전방 충돌 시의 충격력에 대하여 2차에 걸친 흡수 및 분산작동을 이루어 충돌에너지(F)의 흡수성능을 우수하게 함과 동시에, 상기한 발포 알루미늄 폼(11)의 삽입으로 인한 이상 소음을 발생을 방지하는 기능을 갖는다.

도 1은 일반적인 차량용 범퍼 시스템의 분해 사시도이다.

도 2는 일반적인 차량용 범퍼빔 유닛의 조립 사시도이다.

도 3은 종래 기술에 따른 차량용 크래쉬 박스의 분해 사시도이다.

도 4는 종래 기술에 따른 차량용 크래쉬 박스의 조립 사시도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스의 조립 사시도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스의 분해 사시도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스의 단면도이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스의 충격 시, 변형 상태도이다.

Claims (6)

1. 전,후방 플랜지 사이에 내,외측 패널이 상호 겹치기 용접되어 박스형으로 구성되며, 상기 내,외측 패널 사이의 공간부에는 충격흡수부재로 발포 알루미늄 폼을 삽입하여 구성되는 차량용 크래쉬 박스에 있어서,

   상기 내,외측 패널의 각 측단면에는 적어도 하나 이상의 고정 플랜지가 내측을 향하여 형성되고, 상기 전,후방 플랜지의 각 단면상에도 적어도 하나 이상의 고정 플랜지가 내측을 향하여 형성되어 상기 발포 알루미늄 폼의 전면과 후면 및 양 측면에 끼워져 고정하는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
2. 제1항에서,

   상기 내,외측 패널과 전,후방 플랜지 상의 각 고정 플랜지는

   프레스 성형공정에서 쇄기 형상으로 절단 및 플랜징 성형되어 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
3. 제1항에서,

   상기 전,후방 플랜지는

   상기 조립된 내,외측 패널의 전방과 후방에 각각 삽입되는 사각의 삽입부를 형성하며, 상기 삽입부의 가장자리를 따라서는 범퍼빔 측의 스테이와 차체 측의 사이드 멤버에 각각 체결되는 체결부를 형성하고, 상기 삽입부 단면상에 상기 고정 플랜지가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
4. 제3항에서,

   상기 전,후방 플랜지는

   상기 삽입부가 사각의 통형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
5. 제1항에서,

   상기 내,외측 패널과 상기 전,후방 플랜지의 각 삽입부의 체결면 사이에는 부식방지패드가 개재되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
6. 제5항에서,

   상기 부식방지패드는

   상기 각 삽입부의 외면에 끼워지도록 사각관 형상의 수지재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.

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