KR101047231B1 - 자동차용 보강 범퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저속 충돌 상황에서 국부적으로 무너질 수 있는 임팩트 빔의 강성을 간단한 구조에 의해 보강한 자동차용 보강 범퍼에 관한 것이다. 본 발명에 따른 자동차용 보강 범퍼는, 자동차의 전방 차체 부분에서 론지튜디널 멤버(1)의 전방에 임팩트 빔 브래킷(4)에 의해 고정되는 임팩트 빔(5)과, 상기 임팩트 빔(5)의 전방에 부착되는 에너지 옵서버(8)와, 상기 에너지 옵서버(8)의 전방에 설치되는 범퍼 패시어(100)를 포함하는 자동차용 범퍼로서, 상기 범퍼 패시어(100) 후방의 상기 범퍼 임팩트 빔(5)의 상면에, 상기 범퍼 패시어(100)가 전방 충돌에 의해 후퇴할 때 상기 범퍼 패시어(100)의 후면을 막아 지탱하기 위하여, 상기 범퍼 임팩트 빔(5)보다 상기 범퍼 패시어(100)의 후면을 향해 전방으로 더 돌출되는 부분을 가지는 별도의 캐처 브래킷(200)을 설치한다. 이러한 본 발명은 캐처 브래킷(100)에 의해 임팩트 빔(5)의 강성을 증대하는 한편, 충돌에 의한 범퍼 패시어의 지나친 후퇴를 막아 범퍼 후방의 콘덴서나 라디에이터와 같은 부품의 손상을 방지한다.

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Description

자동차용 보강 범퍼{Reinforced Bumper of a Car}

본 발명은 자동차용 보강 범퍼에 관한 것으로서, 특히 저속 충돌 상황에서 국부적으로 무너질 수 있는 임팩트 빔의 강성을 간단한 구조에 의해 보강하고 범퍼 패시어의 지나친 후퇴를 방지한 자동차용 보강 범퍼에 관한 것이다.

자동차의 전방을 구조물로서는, 충돌 사고시 충격을 흡수하기 위한 범퍼와, 상기 범퍼의 후방에 설치되는 에어컨 시스템용 콘덴서 및 냉각수 냉각용 라디에이터, 그리고 이러한 범퍼와 라디에이터를 설치하고 차체를 유지하기 위한 프레임 등으로 이루어진다.

도 1은 자동차의 전방부분의 바디 프레임의 구조를 나타낸 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 자동차의 전방 바디 프레임은, 자동차의 차체 방향의 좌우 양측의 큰 골격을 이루는 론지튜디널 멤버(longitudinal member)(1)와, 상기 론지튜디널 멤버(1)와 구조적으로 연결되는 라디에이터 크로스 하부 멤버(2) 및 라디에이터 크로스 상부 멤버(3)가 구비된다.

상기 론지튜디널 멤버(1)의 전방으로는 임팩트 빔 브래킷(4)이 설치되고, 임팩트 빔 브래킷(4)의 전방에는 임팩트 빔(5)이 고정된다. 도시하지는 않았지만 상 기 임팩트 빔(5)의 전방에는 에너지 옵서버(Energy absorber)가 부착되고, 에너지 옵서버의 전방에는 범퍼 패시어(bumper fascia)가 부착된다. 이러한 임팩트 빔 브래킷(4), 임팩트 빔(5), 에너지 옵서버 및 범퍼 패시어가 합쳐져서 자동차의 전방 범퍼를 이루게 된다.

그리고 상기 라디에이터 크로스 하부 멤버(2)와 라디에이터 크로스 상부 멤버(3)에는 전방으로부터 자동차 공조 시스템용 콘덴서(6)와 엔진 냉각수 냉각용 라디에이터(7)가 장착된다.

상기와 같은 전방 차체 구조물에서는, 충돌 시 범퍼 임팩트 빔의 변형과 동시에 비교적 강성이 높은 범퍼 패시어와 라디에이터 그릴(범퍼 패시어의 중간에 설치되어 외부의 공기를 내부의 콘덴서와 라디에이터로 유입하기 위한 통로 구조물)이 함께 밀려들어와 콘덴서나 라디에이터와 같은 부품에 손상을 주고 있다.

그런데 고속 충돌시에는 어쩔 수 없다고 하더라도 저속(예: 20km/h 이하) 충돌 시마저 범퍼 패시어와 그릴 등에 의해 콘덴서와 라디에이터가 손상될 정도이기 때문에 이를 피하여 부품들을 효과적으로 보호할 필요성이 대두하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 저속 충돌시 임팩트 빔의 강성을 보강하는 역할을 제공할 뿐만 아니라 충격에 의해 밀려 들어오는 범퍼 패시어나 그릴과 같이 비교적 강성이 높은 플라스틱 구조물의 거동을 효과적으로 제어하여 저속 충돌시 콘덴서나 라디에이터와 같은 자동차 전방에 설치되는 부품의 손상을 방지하는 자동차용 보강 범퍼를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 자동차의 보강 범퍼는, 자동차의 전방 차체 부분에서 론지튜디널 멤버의 전방에 임팩트 빔 브래킷에 의해 고정되는 임팩트 빔과, 상기 임팩트 빔의 전방에 부착되는 에너지 옵서버와, 상기 에너지 옵서버의 전방에 설치되는 범퍼 패시어를 포함하는 자동차용 범퍼로서, 상기 범퍼 패시어 후방의 상기 범퍼 임팩트 빔의 상면에, 상기 범퍼 패시어가 전방 충돌에 의해 후퇴할 때 상기 범퍼 패시어의 후면을 막아 지탱하기 위하여, 상기 범퍼 임팩트 빔보다 상기 범퍼 패시어의 후면을 향해 전방으로 더 돌출되는 부분을 가지는 별도의 캐처 브래킷을 설치한 구조로 이루어진다.

상기한 본 발명의 자동차용 보강 범퍼에 있어서, 상기 캐처 브래킷은, 상기 범퍼 임팩트 빔의 상면에 용접 등의 방법으로 부착되는 몸체부와, 상기 몸체부의 좌우방향 양측 단부에서 전방으로 더 돌출되는 전방 돌출부를 포함한다.

상기한 본 발명의 자동차용 보강 범퍼에 있어서, 상기 캐처 브래킷의 몸체부 의 단면 형태는, 상기 범퍼 임팩트 빔의 상면에 부착되는 하부판과, 상기 하부판의 전방으로부터 상향 연장되는 복부판과, 상기 복부판으로부터 후향 연장되는 상부판으로 구성되고, 상기 전방 돌출부는 상기 몸체부보다 전방으로 더 돌출되는 것이 바람직하다.

상기한 본 발명의 자동차용 보강 범퍼에 있어서, 상기 캐처 브래킷의 전방 돌출부는, 상기 몸체부의 복부판을 위쪽으로 더욱 연장한 다음 다시 전방으로 절곡시켜 상기 복부판의 전방으로 더 돌출된 형태로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 자동차의 보강 범퍼에 의하면, 캐처 브래킷에 의해 임팩트 빔의 강성을 증대하는 한편, 충돌에 의한 범퍼 패시어의 지나친 후퇴를 막아 범퍼 후방에 배치되는 콘덴서나 라디에이터와 같은 부품들의 손상을 방지할 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2에는 본 발명의 보강 범퍼에 따른 범퍼 임팩트 빔에 대한 사시도가 도시되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 범퍼 임팩트 빔(5)의 좌우방향 중간 지점의 상부에 캐처 브래킷(catcher bracket)(200)이 설치되어 있다.

상기 캐처 브래킷(200)은, 범퍼 임팩트 빔(5)의 좌우 방향 중간지점, 예를 들면 BL-0(zero) 라인을 중심으로 양측으로 대칭의 형태를 이루도록 구성된다. 이러한 캐처 브래킷(200)은 범퍼 임팩트 빔(5)의 강성을 강화시키는 역할을 하는 한 편, 전방의 범퍼 패시어와 그릴을 지탱하여 충돌시 범퍼 패시어와 라디에이터 그릴이 뒤로 밀리는 것을 방지한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 캐처 브래킷(200)은, 임팩트 빔(5)의 상면에 용접 등의 방법으로 부착되는 몸체부(210)를 포함하고, 상기 몸체부(210)의 좌우방향 양측 단부에는 전방으로 돌출되는 전방 돌출부(220)가 형성되어 있다.

상기 전방 돌출부(220)는, 설치 시 범퍼 패시어(100)의 배면에 인접하여 위치하게 되며, 충돌시에는 뒤로 밀려 들어오는 범퍼 패시어(100)를 가장 먼저 막아 방어하는 역할을 한다.

본 실시예에서 캐처 브래킷(200)의 몸체부(210)의 단면형태는 대략 "⊂"자 형태를 이룬다. 즉, 범퍼 임팩트 빔(5)의 상면에 안착 및 부착되는 하부판(211), 상기 하부판(211)의 전방으로부터 상향 연장되는 복부판(212), 상기 복부판(212)으로부터 후향 연장되는 상부판(213)으로 이루어진다. 상기 캐처 브래킷(200)의 단면 형태는 도면에 도시된 실시예와 같은 형태로 한정될 필요는 없고, 폐단면의 형태도 가능하고, "⊃"자 형태도 가능하다.

본 실시예에 따른 캐처 브래킷(200)의 전방 돌출부(220)는, 상기 몸체부(210)의 복부판(212)을 위쪽으로 더욱 연장한 다음 다시 전방으로 절곡시켜 복부판(212)의 전방으로 돌출시킨 형태로 이루어져 있다. 그러나 전방 돌출부(220)가 반드시 본 실시예에와 같은 형태일 필요는 없고, 예를 들어 "ㄱ" 자 형태 등의 적당한 패널을 별도로 마련하여 몸체부(210)에 용접한 형태를 이루어도 좋다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 캐처 브래킷(200)은 그의 몸체부(210)의 하부판(211)이 범퍼 임팩트 빔(5)의 상면에 용접 등의 방법에 의해 부착되어 범퍼 임팩트 빔(5)과 일체화된다.

설치 상태에서, 캐처 브래킷(200)의 몸체부(210)는 캐처 브래킷(200)의 자체 강성을 지지하면서 범퍼 임팩트 빔(5)의 강성을 보강한다. 범퍼 임팩트 빔(5)은 그의 좌우방향 양단부가 임팩트 빔 브래킷(4)을 매개로 론지튜디널 멤버(도 1 참조)시하지 않음)의 전방에 장착된다.

또한, 캐처 브래킷(200)의 전방 연장부(220)는 범퍼 임팩트 빔(5)으로부터 전방으로 더 돌출된 상태를 유지한다.

도 6에는 본 발명에 따른 범퍼 임팩트 빔 및 범퍼의 실제 설치 상태를 개략적으로 나타내는 측면도가 도시되어 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 범퍼는 임팩트 빔(5), 임팩트 빔 브래킷(4), 에너지 옵서버(8) 및 범퍼 패시어(100)로 이루어진다. 범퍼 패시어(100)는 범퍼의 외관을 미려하게 장식하는 역할을 하고, 에너지 옵서버(8)는 충돌 초기의 충격력을 흡수하는 역할을 하며, 임팩트 빔(5) 및 임팩트 빔 브래킷(5)은 에너지 옵서버(8)를 지탱하면서 강성을 부여함과 더불어 큰 충격력을 흡수하는 역할을 한다.

범퍼 패시어(100)는 그의 중간 부분에 외부 공기 유입용 그릴(110)이 배치되어 있다.

또한, 범퍼 임팩트 빔(5)의 후방의 라디에이터 크로스 하부 멤버(2)에는 콘덴서(6) 및 라디에이터(7)가 설치되어 있다.

이와 같은 설치 상태에서, 캐처 브래킷(200)은, 그의 전방 돌출부(210)가 에 너지 옵서버(8)를 넘어 범퍼 패시어(100) 및 라디에이터 그릴(110)에 근접하여 위치하게 된다. 이에 따라, 충돌에 의해 범퍼 패시어(100)가 뒤로 밀려 들어올 때, 캐처 브래킷(200)의 전방 연장부(220)가 가장 먼저 범퍼 패시어(100) 및 라디에이터 그릴(110)과 접촉하여 저항해 줌으로써, 범퍼 패시어(100) 및 라디에이터 그릴(110)이 과도하게 밀려들어 오는 것을 방지하여 콘덴서(6) 및 라디에이터(7)의 손상을 방지하게 된다.

도 7a 및 도 7b는 종래 기술의 범퍼 시스템의 저속 충돌시의 변형 상태에 대한 모델 해석 결과를 나타내고, 도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 범퍼 시스템의 저속 충돌시의 변형 상태에 대한 모델 해석 결과를 나타내는 도면이다. 도 7a 내지 도 8b에서 참조부호 '50'은 충돌 시험용 '배리어(barrier)'이다.

도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 종래의 범퍼 시스템에 있어서는, 저속에서 배리어(50)가 충돌하는 경우, 에너지 옵서버(8) 및 범퍼 임팩트 빔(5)이 찌그러짐과 동시에, 범퍼 패시어(100)가 파손되면서 뒤로 밀려 범퍼 패시어(100)의 날카로운 파단 모서리부 및 라디에이터 그릴(110)의 날카로운 모서리부가 콘덴서(6)를 가격하게 된다.

그러나 본 발명에 의한 범퍼 시스템에 있어서는, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 캐처 브래킷(200)이 범퍼 임팩트 빔(5)의 강성을 보강할 뿐만 아니라, 충돌에 의해 뒤로 밀리는 범퍼 패시어(100) 및 라디에이터 그릴(110)을 적절하게 막아주어 범퍼 패시어(100)와 라디에이터 그릴(110)이 콘덴서(6)까지 밀리지 않도록 한다. 이때, 캐처 브래킷(200)의 양측에 돌출된 전방 돌출부(220)는, 뒤로 밀리 는 범퍼 패시어(100) 및 라디에이터 그릴(110)을 선행하여 막음으로써 실질적으로 범퍼 패시어(100) 및 라디에이터 그릴(110)의 파단도 방지함으로써 파단부에 의해 생성되는 날카로운 에지 부분이 콘덴서(6), 라디에이터(7) 등의 요소들에 접촉하지 못하도록 한다.

이상에서는 첨부 도면에 도시된 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명의 바람직한 형태에 대한 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이상과 같은 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 균등한 다른 실시가 가능한 것이며, 이러한 변형 및 균등한 다른 실시예들은 당연히 본 발명의 첨부된 특허청구범위에 속한다.

도 1은 일반적인 자동차 전방 바디 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 보강 범퍼에 따른 범퍼 임팩트 빔의 구조를 나타내는 사시도이다.

도 3은 도 2의 캐처 브래킷을 좌우방향 중앙을 절단하여 상세하게 나타낸 사시도이다.

도 4는 본 발명의 보강 범퍼에 따른 범퍼 임팩트 빔의 평면도이다.

도 5는 본 발명의 보강 범퍼에 따른 범퍼 임팩트 빔의 구조를 나타내는 횡단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 범퍼 임팩트 빔 및 범퍼의 실제 설치 상태를 개략적으로 나타내는 측면도이다.

도 7a 및 도 7b는 종래 기술의 범퍼 시스템의 저속 충돌시의 변형 상태에 대한 모델 해석 결과를 나타내는 도면이다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 범퍼 시스템의 저속 충돌시의 변형 상태에 대한 모델 해석 결과를 나타내는 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 론지튜디널 멤버 2 : 라디에이터 크로스 하부 멤버

3 : 라디에이터 크로스 상부 멤버 4 : 임팩트 빔 브래킷

5 : 임팩트 빔 6 : 콘덴서

7 : 라디에이터 8 : 에너지 옵서버

100: 범퍼 패시어 110 : 라디에이터 그릴

200 : 캐처 브래킷 210 : 몸체부

211 : 하부판 212 : 복부판

220 : 전방 돌출부

Claims (4)

1. 자동차의 전방 차체 부분에서 론지튜디널 멤버(1)의 전방에 임팩트 빔 브래킷(4)에 의해 고정되는 임팩트 빔(5)과, 상기 임팩트 빔(5)의 전방에 부착되는 에너지 옵서버(8)와, 상기 에너지 옵서버(8)의 전방에 설치되는 범퍼 패시어(100)를 포함하는 자동차용 범퍼로서,

   상기 범퍼 패시어(100) 후방의 상기 범퍼 임팩트 빔(5)의 상면에, 상기 범퍼 패시어(100)가 전방 충돌에 의해 후퇴할 때 상기 범퍼 패시어(100)의 후면을 막아 지탱하기 위하여, 상기 범퍼 임팩트 빔(5)보다 상기 범퍼 패시어(100)의 후면을 향해 전방으로 더 돌출되는 부분을 가지는 별도의 캐처 브래킷(200)이 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 보강 범퍼.
2. 제1항에 있어서,

   상기 캐처 브래킷(200)은, 상기 범퍼 임팩트 빔(5)의 상면에 용접 등의 방법으로 부착되는 몸체부(210)와, 상기 몸체부(210)의 좌우방향 양측 단부에서 전방으로 더 돌출되는 전방 돌출부(220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 보강 범퍼.
3. 제2항에 있어서,

   상기 캐처 브래킷(200)의 몸체부(210)의 단면 형태는, 상기 범퍼 임팩트 빔(5)의 상면에 부착되는 하부판(211)과, 상기 하부판(211)의 전방으로부터 상향 연장되는 복부판(212)과, 상기 복부판(212)으로부터 후향 연장되는 상부판(213)으로 구성되고, 상기 전방 돌출부(220)는 상기 몸체부(210)보다 전방으로 더 돌출되는 것을 특징으로 하는 자동차용 보강 범퍼.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 캐처 브래킷(200)의 전방 돌출부(220)는, 상기 몸체부(210)의 복부판(212)을 위쪽으로 더욱 연장한 다음 다시 전방으로 절곡시켜 상기 복부판(212)의 전방으로 더 돌출된 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 보강 범퍼.

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