KR101031109B1 - 저속 충돌시 차체의 손상을 최소화하는 범퍼 - Google Patents

Abstract

저속 충돌시 차체의 손상을 최소화하는 범퍼가 개시된다. 상기 범퍼는, 전방에 위치하여 충돌대상과 접촉하는 임팩트 빔; 및 상기 임팩트 빔의 후면 길이방향 양측에 형성된 크래쉬 박스로 이루어지며, 상기 크래쉬 박스는 상기 임팩트 빔의 반대쪽 단부로부터 설정된 제 1 구간의 강도가 나머지 제 2 구간의 강도보다 크게 설정된다.

크래쉬 박스, 전방, 저속 충돌, 플라스틱, 밀림, 강도, 구간

Description

저속 충돌시 차체의 손상을 최소화하는 범퍼{Bumper capable for minimizing car body damage in low speed crash}

본 발명은 범퍼에 관한 것으로, 특히 저속 충돌시 차체의 손상을 최소화하는 범퍼에 관련한다.

범퍼 충돌 성능을 평가하는 RCAR 시험은 저속충돌 시 차량의 손상 정도를 평가하며 40% 옵셋 배리어(OFFSET BARRIER)와 범퍼 배리어(BUMPER BARRIER) 시험이 있다.

40% 옵셋 배리어 시험 중, 전방 충돌시험에서는 차량이 10도 꺾인 강재 고정 벽에 15㎞/h의 속도로 저속 충돌하고, 후방 충돌시험에서는 강재 이동 배리어가 15㎞/h의 속도로 차량에 충돌한다.

여기서, 요구사항은 사이드 부재(side member), 플로어 패널(floor panel), 램프 및 테일 게이트(tailgate)와 같은 차체 손상을 최소화하는 것이다. 일반적으로 사이드 부재가 손상이 클수록 다른 부품의 손상이 증가된다.

도 1은 종래의 40% 옵셋 배리어 테스트를 수행한 결과를 나타낸 도면이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 옵셋 배리어 테스트 결과, 범퍼의 크래쉬 박스가 파손되면서 거의 완전히 압착되어 과도하게 밀림을 알 수 있다.

이와 같이, 크래쉬 박스가 과도하게 밀리면 크래쉬 박스에 결합한 사이드 부재가 파손되고 이에 따라 사이드 부재에 연결된 플로어 패널, 램프 및 테일 게이트가 손상된다.

그런데, 사이드 부재, 플로어 패널, 램프 및 테일 게이트는 각각 수리 비용에 상당한 부분을 차지하므로, 결과적으로 저속충돌시 중요부품의 파손으로 차량 수리비가 증가한다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 RCAR 시험 및 저속 충돌시 차체의 손상을 최소화하여 차량수리비를 절감할 수 있는 범퍼를 제공하는 것이다.

상기의 목적은, 전방에 위치하여 충돌대상과 접촉하는 임팩트 빔; 및 상기 임팩트 빔의 후면 길이방향 양측에 형성된 크래쉬 박스로 이루어지며, 상기 크래쉬 박스는 상기 임팩트 빔의 반대쪽 단부로부터 설정된 제 1 구간의 강도가 나머지 제 2 구간의 강도보다 크게 설정된 범퍼에 의해 달성된다.

바람직하게, 상기 크래쉬 박스는 격자 상으로 이루어진 수직 리브를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 구간의 강도 조정은 상기 수직 리브의 폭의 크기를 조정하여 이루어질 수 있다.

바람직하게, 상기 제 2 구간에서 상기 임팩트 빔으로 멀어질수록 강도가 증가하도록 할 수 있다.

상기한 구성에 의하면, 크래쉬 박스의 밀림량을 제어하여 충돌 에너지가 사이드 부재까지 전달되어 그 결과 플로어 패널이나 테일 게이트가 손상되는 것을 효과적으로 막을 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 범퍼를 나타내는 부분 사시도이고, 도 3은 크래쉬 박스의 구간별 강도를 나타내는 그래프이며, 도 4는 범퍼 배리어 테스트에서의 충돌 후 범퍼의 형태를 나타내는 이미지이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 범퍼는 전방에 위치하여 충돌 대상과 접촉하는 임팩트 빔(10), 임팩트 빔(10)의 후면 길이방향 양측에 형성된 크래쉬 박스(20)로 이루어진다.

임팩트 빔(10)과 크래쉬 박스(20)는, 가령 고강도 플라스틱 재질로 일체 성형되거나, 서로 다른 재질로 제작될 수 있다.

여기서, 고강도 플라스틱이란 강화(reinforce)를 통해 플라스틱의 강도를 높인 소재를 말하며, 가령 유리섬유매트 열가소성 복합재(Glass Mat Thermoplastic) 또는 장섬유 강화 복합재(Long Fiber-Reinforced Thermoplastic) 등이 있다.

크래쉬 박스(20)는 격자상으로 배열된 수직 리브(23)와 수직 리브(23)의 중간에 수직 리브(23)를 지지하기 위한 지지판(25)이 수평으로 결합하며, 수직 리브(23)의 외주는 측벽(26)으로 둘러싸인다.

본 발명에 따르면, 도 2에 나타낸 것처럼, 크래쉬 박스(20)의 길이는 임팩트 빔(10)에서 가장 먼 방향의 단부로부터 임의의 길이를 갖는 구간 a와 나머지 길이를 갖는 구간 b로 나누어지는데, 구간 a의 강도가 나머지 부분 b의 강도보다 크도록 형성된다. 다시 말해, 도 3에 나타낸 것처럼, 구간 a에서의 크래쉬 박스(20)의 강도가 가장 크고, 구간 b에서의 크래쉬 박스(20)의 강도가 점차 낮아지도록 형성된다.

이를 위해, 가령 구간 a의 수직 리브(21)의 폭을 구간 b의 폭보다 크게 하여 물리적으로 강도가 커지도록 할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 범퍼의 동작에 대해 설명한다.

범퍼의 크래쉬 박스(20)를 차체의 사이드 부재와 결합한 상태에서, 18인치 높이로 설치된 충돌 배리어에 대해 15㎞/h의 속도로 저속 충돌한다. 이에 따라, 도 2의 화살표로 나타낸 것처럼, 임팩트 빔(10)의 전면으로부터 충돌 에너지가 크래쉬 박스(20)에 전달된다.

도 4를 참조하면, 충돌하는 과정에서 크래쉬 박스(20)의 임팩트 빔(10)에 인접한 부분, 즉 구간 b에서 크래쉬 박스(20)의 수직 리브(22)가 무너지면서 파손되며, 이 과정에서 전달된 충돌 에너지를 흡수한다. 이때, 구간 b에서 임팩트 빔(10)으로부터 멀어질수록 수직 리브(22)의 폭을 점차 증가시킴으로써 구간 b에서 수직 리브(22)가 순차적으로 찌그러지도록 할 수 있다.

이와 같이, 구간 b에서 수직 리브(22)가 찌그러지면서 충돌 에너지를 흡수하다 남은 충돌 에너지가 구간 a에 전달되는 경우, 구간 a의 수직 리브(21)의 강도가 남은 충돌 에너지에 충분히 대응할 수 있기 때문에, 도 4에 나타낸 것처럼, 구간 a의 수직 리브(21)가 찌그러지지 않고 형상을 유지한다.

이에 따라, 충돌 에너지가 사이드 부재까지 전달되어 그 결과 플로어 패널이나 테일 게이트가 손상되는 것을 효과적으로 막을 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어서는 안 되며, 이하에 기술되는 특허청구범위에 의해 해석되어야 할 것 이다.

도 1은 종래의 범퍼를 이용하여 범퍼 배리어 테스트를 수행한 결과를 나타낸 이미지이다.

도 2는 본 발명에 따른 범퍼를 나타내는 부분 사시도이다.

도 3은 크래쉬 박스의 구간별 강도를 나타내는 그래프이다.

도 4는 범퍼 배리어 테스트에서의 충돌 후 범퍼의 형태를 나타내는 이미지이다.

Claims (3)

1. 차량의 범퍼에 있어서,

   전방에 위치하여 충돌대상과 접촉하는 임팩트 빔; 및

   상기 임팩트 빔의 후면 길이방향 양측에 형성된 크래쉬 박스로 이루어지며,

   상기 크래쉬 박스는 상기 임팩트 빔의 반대쪽 단부로부터 제 1 길이로 설정된 제 1 구간의 강도가 나머지 길이로 설정된 제 2 구간의 강도보다 크게 설정되도록 하여, 상기 제 2 구간에 의해 외부 충격을 흡수하고 상기 제 1 구간에 의해 상기 임팩트 빔이 밀리지 않도록 지지하는 것을 특징으로 하는 저속 충돌시 차체의 손상을 최소화하는 범퍼.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 크래쉬 박스는 격자 상으로 이루어진 수직 리브를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 구간의 강도 조정은 상기 수직 리브의 폭의 크기를 조정하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 저속 충돌시 차체의 손상을 최소화하는 범퍼.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,

   상기 제 2 구간에서 상기 임팩트 빔으로 멀어질수록 강도가 증가하도록 한 것을 특징으로 하는 저속 충돌시 차체의 손상을 최소화하는 범퍼.

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