KR101051896B1

KR101051896B1 - 차량 범퍼 구조

Info

Publication number: KR101051896B1
Application number: KR1020040014679A
Authority: KR
Inventors: 무라따세이시로; 시오야사또루; 후꾸다마사유끼
Original assignee: 가부시키가이샤 제이에스피
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2004-03-04
Publication date: 2011-07-26
Also published as: DE602004006327D1; JP2004322861A; CN1533938A; US6983964B2; JP4354209B2; US20040174024A1; ATE361863T1; EP1454799B1; EP1454799A1; CN100364814C; DE602004006327T2; KR20040078599A

Abstract

차량의 앞측에 장착하기 편리한 범퍼 구조는, 범퍼 빔의 길이 방향으로 신장된 하나 이상의 후향 오목부가 제공되는 앞면을 갖는 긴 범퍼 빔, 범퍼 빔의 길이 방향으로 신장되는 압축가능한 에너지 흡수 발포재, 그리고 발포재를 덮는 범퍼 패시어를 포함한다. 상기 재료는 오목부 안에 수용되는 제 1 부분과, 범퍼 빔의 앞으로부터 전방으로 돌출된 제 2 부분을 가지며, 제 2 부분은 충돌 충격을 받을 때 오목부에서 압축된다.

Description

차량 범퍼 구조 {VEHICLE BUMPER STRUCTURE}

도 1 은 본 발명에 따른 범퍼 구조를 나타낸 개략적인 사시도.

도 2 는 도 1 의 선 Ⅱ - Ⅱ 에 따른 단면도.

도 3 은 도 2 의 범퍼가 벽과 충돌된 상태를 나타내는 도 2 와 유사한 단면도.

도 4a - 4c 는 본 발명에 따른 범퍼 구조의 다른 실시예를 나타내는 도 2 와 유사한 단면도.

도 5a - 5d 는 본 발명에 따른 더욱 다양한 실시예를 나타내는 도 2 와 유사한 단면도.

도 6 은 본 발명에 따른 범퍼 구조의 다른 실시예를 나타내는 도 2 와 유사한 단면도.

도 7 은 도 6 의 범퍼가 벽과 충돌한 상태를 나타내는 단면도.

도 8 은 본 발명에 따른 다른 실시예를 나타내는 도 6 과 유사한 단면도.

도 9 는 다양한 변형에서 폴리프로필렌계 수지 폼의 형상 복원율과 압축 반복 횟수 사이의 관계를 나타내는 도면.

도 10a 는 낙하 충격 시험을 한 본 발명에 따른 범퍼 구조의 개략적인 정면도.

도 10b 는 도 10a 의 범퍼 구조의 측면도.

도 11 은 도 10a 및 12a 의 범퍼 구조에서, 편평한 충격기의 변위와 발생된 하중 사이의 관계를 나타내는 그래프.

도 12a 는 낙하 충격 시험을 한 공지된 범퍼 구조의 개략적인 정면도.

도 12b 는 도 12a 의 범퍼 구조의 측면도.

도 13 은 도 10a 및 12a 의 범퍼 구조에서, 원통형 충격기의 변위와 발생된 하중 사이의 관계를 나타내는 그래프.

도 14 는 통상적인 범퍼 구조를 나타내는 도 2 와 유사한 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1. 패시어 2. 빔

3. 발포재 3a. 발포재의 제 1 부분

4. 리세스 5. 발포재의 제 2 부분

11a. 상계단부 11b. 하계단부

본 발명은 자동차와 같은 차량의 앞측에 장착하는 범퍼에 관한 것이다.

자동차의 앞범퍼는 일반적으로, 10 ㎞/hour 이하의 속력으로 주행 중인 자동 차가 다른 자동차 또는 벽과 같은 물체와 충돌할 때 자동차 본체의 손상을 방지하기 위해 제공된다.

도 14 에는, 관형 범퍼 빔 (22), 범퍼 빔 (22) 의 전방벽을 덮는 에너지 흡수 발포재 (23), 및 발포재 (23) 을 덮는 범퍼 패시어 (21) 을 포함하는 범퍼 구조의 일 실시예가 도시되어 있다. 심지어 충돌 충격이 반복될 경우에도, 발포재 (21) 는 충격 에너지를 흡수하고 원형을 복원하도록 구성된다. 따라서, 심지어 큰 충돌 충격이 있는 경우에도, 발포재의 최대 변형은 발포재가 그 복원력을 유지할 수 있도록 설계된다. 이를 위해, 발포재 (23) 는 전후 방향으로 큰 두께와 비교적 높은 경도를 갖는 것이 요구된다.

그러나, 보행자가 이런 구조의 범퍼를 갖는 자동차와 충돌하면 심각한 부상을 당할 수 있다. 최근, 자동차와 충돌할 경우 보행자를 보호하는 차량 범퍼 구조에 대한 요구가 증가하고 있다. 따라서, 다리 충격이 감소될 수 있고 심각한 무릎 부상을 피할 수 있도록, 낮은 압축율을 갖는 비교적 연질 재료로 이루어진 에너지 흡수 발포재가 요구된다.

그러나, 최근의 자동차는 에너지 절약, 증가된 내부 승차 공간, 및 양호한 외관을 추구하여 설계되기 때문에, 범퍼는 콤팩트하고 경량인 것이 요구된다.

현재, 시장에는 (1) 자동차의 손상을 막고, (2) 보행자를 보호하며, 그리고 (3) 콤팩트하며 경량인 필요조건를 모두 만족하는 범퍼 구조는 없다.

상기 필요조건 (1) 및 (2) 를 만족하기 위해, 차량 손상을 막는 비교적 단단한 발포재의 앞측에 보행자를 보호하는 비교적 연질 발포재가 제공되는 복층 구조 가 사용할 수 있기는 하다. 그러나, 이 경우, 필요조건 (3) 은 만족할 수 없다. 전후 방향을 따라서 연질 발포재의 길이가 줄어드는 경우, 보행자와의 충돌은 발포재의 "바닥 닿음 현상 (bottoming out)" 을 일으키며, 보행자의 부상을 일으키는 큰 하중이 발생한다. 더욱이, 상기 복층 구조로는, 연질 발포재의 성능을 유지하기 힘든데, 이는 벽 또는 다른 차량에 대한 차량 충돌이 연질 발포재의 최대 변형을 넘는 변형을 일으켜, 연질 발포재는 원형을 복원할 수 없기 때문이다. 따라서, 범퍼가 높은 충격의 충돌을 당할 경우, 연질 발포재를 새것으로 교체하는 것이 요구된다.

JP-A-H11-208389 에는, 범퍼 빔 앞측과 범퍼 패시어 사이에 장착된 충돌 에너지 흡수기를 포함하는 자동차용 범퍼가 개시되어 있다. 에너지 흡수기는 하부층과, 하부층 위에 제공되며 차의 폭 방향으로 적절한 공간을 두고 배치된 다수의 분리된 블록으로 이루어진 상부층을 갖는다. JP-A-H11-208389 에는, 보행자의 다리와 충돌하는 경우, 다리는 차폭 방향으로의 굴절 변형에 의해 인접합 두 블럭 사이의 공간으로 들어가서, 단지 하부 층에 의해 반력의 증가가 억제되고 충돌 에너지가 흡수되며, 벽 또는 다른 차량과 충돌하는 경우, 상부층 및 하부층 모두는 전후 방향으로 압축 변형되는 것이 개시되어 있다. 그러나, 이 경우, 상기 범퍼 구조는 상기 필요조건 (1), (2) 및 (3) 을 동시에 만족하기가 힘들다. 즉, (a) 보행자의 다리는 항상 인접한 두 블럭 사이에 들어가는 것은 아니며, 그러므로 (b) 블록은 옆으로 변형되어 보행자의 다리를 적절히 수용할 수 있도록 얇고 그리고/또는 연질이어야 하며, (c) 상부층은 부숴지기 쉬우며, 그리고 (d) 에너지 흡수 기의 전후 방향 길이는 차량의 손상을 막기 위해 증가되어야 하므로, 콤팩트한 구조가 이루어질 수 없다.

본 발명의 목적은 종래 범퍼의 상기 문제점을 해결할 수 있는 범퍼 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 에너지 흡수 발포재를 사용하고, 보행자 특히, 보행자의 다리를 보호하며, 충돌에 의한 차량의 손상을 효과적으로 막을 수 있는 콤팩트하고 경량인 범퍼 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 발포재가 벽 또는 다른 차량과 한 번 이상의 충돌을 견딜 수 있는 상기된 종류의 범퍼 구조를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라서, 차량의 앞측에 장착하기 편리한 범퍼 구조를 제공하는 것이다. 상기 범퍼 빔의 길이 방향으로 신장된 하나 이상의 후향 오목부가 제공되는 앞면을 갖는 긴 범퍼 빔, 상기 범퍼 빔의 길이 방향으로 신장되는 압축가능한 에너지 흡수 발포재, 그리고 상기 발포재를 덮는 범퍼 패시어가 제공되며, 상기 발포재는, 상기 오목부 안에 수용되는 제 1 부분과, 상기 범퍼 빔의 상기 앞면으로부터 전방으로 돌출된 제 2 부분을 가지고, 상기 제 2 부분은 충돌 충격을 받을 때 상기 오목부에서 압축된다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점은, 첨부된 도면을 참조하여 하기된 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명으로 명백해 진다.

본 발명에 따른 범퍼 구조는, 벽 등과의 충돌에 의한 차량 손상을 막는 동시에, 보행자와 충돌한 경우 보행자의 다리 충격을 줄이기 위해 자동차와 같은 차량의 앞측에 장착되도록 구성된다.

본 발명에 따른 범퍼 구조의 바람직한 일 실시예가 도 1 및 2 에 도시되어 있으며, 부호 (2) 는 긴 범퍼 빔이다. 차량의 앞측에 장착될 때 빔 (2) 은 측면으로 즉, 일반적으로 차량의 전후 방향 (주행 방향) 에 직각인 방향으로 신장된다. 범퍼 구조는 일반적으로 차량의 한 측에서 다른 측으로 만곡되며, 범퍼 빔 (2) 또한 만곡되어 있다. 그러나, 이런 만곡된 구조는 필수적인 것은 아니며, 다른 형태도 본 발명의 목적을 위해 사용될 수 있다.

범퍼 빔 (2) 은 관형 빔으로서 도시되어 있다. 그러나, 본 발명에 의해 범퍼 빔 (2) 의 형상, 구성, 재료 및 제조 방법에 있어 다양한 변화가 가능함을 이해해야 한다. 예컨데, 빔 (2) 은 중공체가 아닌 중실체일 수도 있다. 중공 빔의 단면은 예컨데, 정사각형, 직사각형, 평행 육면체, 또는 C 형상 등의 어떠한 형상일 수도 있다. 일본 코카이 공보 제 JP-A-H11-78730 및 JP-A-2001-322517 에 개시된 바와 같이 임의의 통상적으로 공지된 범퍼 빔이, 후술한 충돌 에너지 흡수 발포재의 변형을 통해 충돌 에너지를 흡수할 수 있고, 차량 손상을 막기 위해 스스로 충돌 에너지를 견딜 수 있는한, 본 발명의 목적을 위해 적합하게 사용될 수 있다. 플라스틱 또는 합성 나무와 같은 통상적으로 사용되는 모든 재료가 범퍼 빔 (2) 을 구성하기 위해 사용될 수 있다.

범퍼 빔 (2) 은 범퍼 빔 (2) 의 길이 방향으로 신장하는 하나 이상 후향 오 목부 (22) 가 제공된 앞면 (21) 을 갖는다. 도 1 및 2 에 도시된 실시예에서는, U 형 리세스 (4) 를 형성하도록 앞면 (21) 의 상단부 (23) 와 하단부 (24) 사이의 중간 위치에 단지 하나의 오목부 (22) 가 제공된다.

부호 (1) 는 범퍼 구조의 앞면을 이루는 범퍼 패시어이다. 압축가능한 에너지 흡수 발포재 (3) 는 패시어 (1) 와 빔 (2) 사이에 배치된다. 발포재 (3) 는 범퍼 빔 (2) 의 길이 방향으로 신장되고, 오목부 (22) 에 수용되는 제 1 부분 (3a) 과 범퍼 빔 (2) 의 앞면 (21) 으로부터 전방으로 돌출된 제 2 부분 (5) 을 갖는다.

상기 구성의 범퍼 구조에서, 발포재 (3) 의 제 2 부분 (5) 은 충돌 충격을 받으면 U 형 리세스 (4) 안에서 압축된다. 따라서 본 발명의 범퍼 구조는, 심지어 발포재 (3) 가 충돌시 보행자의 다리를 보호하기에 충분한 비교적 긴 전후 길이를 가지는 경우라도, 비교적 작은 전후 방향 치수를 갖는다. 그러므로, 범퍼 구조는 차량 치수와 무게 감소에 기여하며, 심각한 무릎 부상을 피할 수 있다. 더욱이, 자동차 설계의 자유도에 부정적인 영향을 주는 일 없이 차량 손상이 효과적으로 방지될 수 있다.

압축가능한 에너지 흡수 발포재 (3) 로서, 적절한 쿠션 특성을 갖는 어떠한 합성 수지 폼 (foam) 도 사용될 수 있다. 발포재는 바람직하게는 20 % 이하, 더 바람직하게는 18 % 이하, 더욱 바람직하게는 15 % 이하, 가장 바람직하게는 10 % 이하의 영구 압축 변형률 (JIS K6767 - 1976) 을 갖는다. 우수한 탄성과 적절한 강성을 이유로, 바람직하게는 폴리올레핀계 수지 폼이 합성 수지 폼으로서 사 용된다. 폴리올레핀계 수지의 예를 들면, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 가교 저밀도 폴리에틸렌 및 에틸렌 - 스티렌 공중합체와 같은 폴리에틸렌계 수지, 그리고 프로필렌 단중합체, 프로필렌 및 다른 올레핀의 공중합체, 그리고 프로필렌 및 스티렌의 공중합체와 같은 폴리프로필렌계 수지가 있다. 폴리프로필렌계 수지 폼은 우수한 강성, 내열성 및 내화학성 면에서 특히 바람직하다. 발포재 (3) 는 몰드에서 팽창된 수지 비드를 성형하여 적절하게 얻을 수 있다. 일본 코카이 공보 제 JP - A - 2000 -167460 에 기재된 방법에 의해 표면이 유기 과산화물로 개질된 팽창된 비가교 폴리프로필렌계 수지 비드가 적합한 발포재 (3) 를 얻기 위해 유용하다. 필요하다면, 발포재 (3) 는 고무 또는 스프링과 같은 다른 적절한 보조 쿠션재와 병합하여 사용될 수 있다. 이런 보조 쿠션재는 발포재 (3) 안에 매립될 수 있다.

도면에 도시되지 않았지만, 범퍼 빔 (2) 에는 수직 방향으로 서로 떨어진 두 개 이상의 U 형 리세스 (4) 가 필요하다면 제공될 수 있다. 이 경우, 발포재 (3) 는 U 형 리세스 (4) 중 적어도 하나에 배치되며, 발포재의 일부 (제 2 부분 (5)) 는 빔 (2) 의 앞면 (21) 으로부터 전방으로 돌출된다. 물론, 발포재 (3) 는 각 U 형 리세스 (4) 에 제공될 수 있다. 두 개 이상의 U 형 리세스 (4) 가 형성되는 경우, 그 치수 및 형상은 같거나 달라질 수 있다. 유사하게, 두 개 이상의 발포재 (3) 가 사용되는 경우, 그 치수 및 형상은 같거나 달라 질 수 있다.

도 1 및 2 에 도시된 실시예에서, 오목부 (22) 는 앞면 (21) 의 상단부 (23) 및 하단부 (24) 사이에 형성된다. 선택적으로, 오목부 (22) 는, 도 5a 및 5b 에 도시된 바와 같이, 앞면 (21) 에서 상계단부 (11a) 및/또는 하계단부 (11b) 를 형성하도록, 앞면 (21) 의 상단부 (23) 및 하단부 (24) 중 적어도 하나에 형성될 수 있다. 도 1 및 2 의 실시예와 유사하게, 발포재 (3) 는 범퍼 빔 (2) 의 길이 방향으로 신장하며, 계단부 (11a) (도 5b 의 경우) 또는 계단부 (11a) 및 (11b) ( 도 5a 의 경우) 각각에 수용되는 제 1 부분 (3a) 과 범퍼 빔 (2) 의 앞면 (21) 으로부터 전방으로 돌출된 제 2 부분 (5) 을 갖는다. 두 계단부 (11a) 및 (11b) 가 형성되는 경우, 그 치수 및 형상은 같거나 달라 질 수 있다.

도시되지 않았지만, 범퍼 빔 (2) 의 앞면 (21) 에는 하나 이상의 계단부 (11a) 및/또는 (11b) 가 제공될 수 있다. 이 경우, 발포재 (3) 는 계단부 (11a) 및 (11b) 중 적어도 하나에 배치될 수 있고, 발포재의 일부 (제 2 부분 (5)) 는 빔 (2) 의 앞면 (21) 으로부터 전방으로 돌출된다. 두 개 이상의 발포재 (3) 가 사용되는 경우, 그 치수 및 형상은 같거나 달라 질 수 있다.

상기된 바와 같이 이루어진 범퍼 구조에서, 발포재 (3) 의 제 2 부분 (5) 은 충돌 충격을 받을 때 U 형 리세스 (4) 또는 계단부 (11a) 및/또는 (11b) 에서 압축된다. 따라서, 발포재 (3) 가 충돌시에 보행자의 다리를 보호하기에 비교적 충분하게 긴 전후 방향 길이를 갖는 경우에도, 본 발명의 범퍼 구조는 전후 방향으로 비교적 작은 치수를 갖는다. 즉, 주어진 충격 에너지로 충돌에 의해 발생되는 압축 하중은 요구되는 상한 하중 이하면서, 무게 및 치수가 작게 되도록 본 발명에 따른 범퍼 구조를 설계하기가 용이하다. 본 명세서에 사용되는 "요구되는 상한 하중" 은, 주어진 충돌 에너지 이하에서 충돌에 의해 보행자의 다리가 그 이하에서 는 심각하게 손상되지 않는 압축 하중을 말한다.

후향 오목부 (22) 는, 차량의 충돌에 의해 일어난 발포재 (3) 의 압축에 의해 가해지는 에너지를 견디어내야하는 것은 말할 나위 없다.

더욱이, 본 발명의 범퍼 구조는 벽 또는 다른 차량과의 충돌시 차량 손상을 막을 수 있다. 도 3 은, 도 2 의 범퍼 구조가 벽 (24) 과 충돌되는 상태를 개략적으로 나타낸다. 발포재 (3) 의 제 2 부분 (5) (도 2) 은 U 형 리세스 (4) 내에서 완전히 압축되었다. 따라서, 충돌 에너지는 빔 (2) 에 의해 흡수되어 차량이 보호된다. 이 경우, 발포재 (3) 는 충분한 길이를 가지며 바닥 닿음 현상을 일으키지 않기 때문에, 범퍼 구조는 심각한 손상으로부터 보행자를 보호하는 기능을 잃어버리지 않는다. 즉, 바닥 닿음 현상이 발생되지 않기 때문에, 발포재 (3) 는 에너지 흡수 기능을 실질적으로 잃어버리지 않고 원형을 복원할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범퍼 구조는 (1) 차량의 손상 방지, (2) 보행자 보호 그리고 (3) 콤팩트한 경량 구조를 동시에 얻을 수 있다. 더욱이, 발포재 (3) 는 도 3 에 도시된 바와 같은 상태를 넘어 더 압축되는 것이 방지될 수 있고, 따라서, 충격이 제거되는 경우 원래의 상태로 복원되어 보행자 보호에 재사용될 수 있다. 즉, 범퍼가 반복되는 충돌을 받을 지라도, 발포재 (3) 는 보행자 보호 기능을 제공할 수 있다.

따라서 범퍼 구조는, 발포재 (3) 가 바닥에 닿지 않도록 설계되는 것이 바람직하다. 예컨데, 발포 폴리프로필렌 비드 성형체로 이루어진 발포재의 압축 하중은 변형이 약 60 - 70 % 를 초과하는 경우 갑자기 증가하기 때문에, 발포재의 바 닫에 닫는 현상은 발포재 (3) 의 총 길이 (L1) 의 약 30 - 40 % 가 후향 오목부 (22) 에 수용되는 경우 방지될 수 있다.

도 1 과 도 5a 및 5b 에서, 발포재 (3) 는 직사각형 평행 육면체로서 도시된다. 그러나, 본 발명에 의해 발포재 (3) 의 다양한 형상과 구성이 이루어질 수 있다. 예컨데, 발포재 (3) 의 앞단부는 범퍼 패시어 (1) 의 내벽에 맞게 라운딩될 수 있다. 리세스, 구멍 및 홈과 같은 하나 이상의 중량 감소부가 임의의 발포재 (3) 의 요구되는 면 (앞면과 상부면 또는 하부면) 또는 그 내부에 형성될 수 있다. 더욱이, 설계 효율성의 관점에서, 발포재 (3) 가 U 형 리세스 (4) 또는 계단부 (11a) 또는 (11b) 에 밀접히 끼워맞춤되는 것이 좋지만, 발포재 (3) 는 밀접히 끼워맞춤되지 않을 수도 있다.

발포재 (3) 의 강성 및 치수는, (a) 범퍼 구조가 충돌시 보행자의 심각한 다리 부상 없이 보행자를 보호할 수 있고, (b) 차량이 다른 차량 또는 벽에 충돌할 경우 발포재 (3) 가 원형을 복원할 수 있도록 적절하게 결정된다. 발포재 (3) 의 강성은 겉보기 밀도와 그계 수지의 종류에 따라 좌우된다. 발포재 (3) 의 수직 길이는 일반적으로 오목부 (22) 의 수직 길이보다 크지 않고, 발포재 (3) 의 측면 길이는 패시어 (1) 의 측면 길이보다 크지 않다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 발포재 (3) 와 오목부 (22) 의 "수직 길이" 는 범퍼 구조가 장착된 차량의 수직 방향을 따른 발포재와 오목부의 길이를 말한다. 발포재 (3) 와 패시어 (1) 의 "측면 길이" 는 범퍼 구조가 장착된 차량의 측면 방향 (면대면 방향) 을 따른 발포재와 패시어의 길이를 말한다. 유사 하게, 발포재 (3) 의 "전후 길이" 는 범퍼 구조가 장착된 차량의 전후 방향 (주행 방향) 을 따른 발포재와 패시어의 길이를 말한다.

빔 (2) 의 오목부 (22) 의 수직 길이는 (빔 (2) 이 두 개 이상의 오목부 (22) 를 가질 때, 오목부 (22) 의 총 수직 길이) 일반적으로 빔 (2) 의 수직 길이의 30 - 80 %, 바람직하게는 40 - 70 % 이다.

예컨데, 40 ㎞/hour 의 비교적 고속으로 주행시, 심각한 무릎 부상을 피할 수 있도록 자동차와 보행자 사이의 충돌 에너지를 흡수할 수 있는 범퍼 코어가 요구된다. 이 점에 있어서, 발포재 (3) 에 의해 흡수될 에너지가 범퍼 구조가 장착된 차량의 종류에 따라 변하더라도 발포재 (3) 의 설계는 중요한 역할을 하는데, 이는 패시어 (1), 빔 (2) 그리고 보행자의 발목과 충돌할 수 있는 전방 스커트와 같은 범퍼 구조의 다른 부분에 의해 서로 충돌 에너지가 흡수되기 때문이다. 그러나, 일반적으로, 범퍼 구조는 바람직하게는 발포재 (3) 의 바닥 닿음 현상을 방지하도록 설계된다. 따라서, 발포 폴리프로필렌 비드 성형체로 이루어진 발포재의 경우, 압축 하중은 변형이 약 60 - 70 % 를 초과하면 갑자기 증가하기 때문에, 발포재의 바닥 닿음 현상은 발포재 (3) 의 총 길이 (L1) 의 적어도 약 30 - 40 % 가 후향 오목부 (22) 내에 수용되는 경우 방지될 수 있다. 이 경우, 돌출된, 제 2 부분 (5) 의 전체 길이 (길이 L2) 는 바닥 닿음 현상 없이 즉, 높은 하중의 발생 없이 충돌 에너지를 흡수하기 위해 이용될 수 있다.

범퍼 구조는 보행자를 보호할 뿐만 아니라 벽 또는 다른 차량과 충돌이 반복된 후에도 발포재 (3) 가 재사용될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이는 주 어진 충격 에너지로 충돌시 발생하는 하중이 요구되는 상한 하중 이하가 되도록 발포재 (3) 의 제 2 부분 (5) 의 길이 (L2) 를 선택함과 동시에, 발포재 (3) 가 탄성 복원하도록 비 (L2/L1) 를 선택함으로써 성취될 수 있다. 발포재의 길이를 억제하면서, 바닥 닿음 현상을 만족스럽게 방지하고, 보행자의 만족스러운 보호와 발포재 (3) 의 만족스러운 재사용을 위해, 발포재 (3) 의 길이 (L1) 에 대한 제 2 부분 (5) 의 길이 (L2) 의 (L2/L1) 는 0.4 - 0.9 인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 0.5 - 0.8, 가장 바람직하게는 0.5 - 0.7 이다. 더욱이, 길이 (L1) 는 바람직하게는 40 - 150 ㎜, 더 바람직하게는 50 - 130 ㎜, 가장 바람직하게는 60 - 120 ㎜ 이다. 발포재 (3) 는 그 후단부가 오목부 (22) 의 바닥에 접촉하도록 바람직하게 위치된다.

범퍼 빔 (2) 과 발포재 (3) 에 대해 다양한 변형이 이루어질 수 있다. 일부 변형 예가 도 4a - 4c 에 도시되어 있으며, 도 1 및 2 와 동일한 부호가 유사한 부품을 나타낸다. 도 4a - 4c 에 도시된 실시예에서, 빔 (2) 의 앞면 (21) 의 상부 및 하부는 동일 평면상에 있지 않다. 이 경우, 발포재 (3) 의 길이 (L1) 는 전후 방향을 따라 발포재 (3) 의 최선단부에서 최후단부까지의 길이며, 제 2 부분 (5) 의 출된 길이 (L2) 는 전후 방향을 따라 앞면 (21) 의 최선단부와 발포재 (3) 의 최선단부 사이의 길이 (도 4a - 4c 에서 두줄로 빗금친 부분의 길이) 이다. 길이 (L3) 는 오목부 (22) (리세스 (4) 또는 계단부 (11a) 또는 (11b)) 의 깊이를 나타내고, 전후 방향을 따라 오목부의 가장 깊은 바닥부와 앞면 (21) 의 최선부 사이의 길이이다.

도 6 및 7 에, 본 발명의 다른 바람직한 실시예가 도시되어 있으며, 도 1 및 2 와 동일한 부호는 유사한 부품을 나타낸다. 이 실시예에서, 에너지 흡수 본체 (6) 가 발포재 (3) 의 제 2 부분 (5) 의 앞 단부에 제공된다. 에너지 흡수 본체 (6) 는 오목부 (22) 의 수직 길이 보다 긴 수직 길이를 가지며, 도 7 에서 보는 바와 같이, 범퍼 구조가 벽 (24) 또는 다른 차량과 충돌될 경우, 에너지 흡수 본체 (6) 는 앞면 (21) 과 접촉하여 충돌 에너지의 일부를 흡수하게 된다. 따라서, 범퍼 빔 (2) 의 강성과 다른 기계적 강도를 감소하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 실시예는 범퍼 구조의 중량을 감소시키는데 기여할 수 있다.

상기 실시예에서, 발포재 (3) 가 U 형 리세스 (4) 내로 완전히 압축된 후 도 7 에서 도시된 바와 같은 상태에 도달한 후에만, 에너지 흡수 본체 (6) 가 범퍼 빔 (2) 과 접촉하는 것이 바람직하다. 에너지 흡수 본체 (6) 가 발포재 (3) 보다 단단한 재료로 이루어지는 경우, 그리고 발포재가 리세스 (4) 내로 완전히 압축되기 전에 에너지 흡수 본체 (6) 가 빔 (2) 과 접촉하도록 구성 또는 형상을 갖는 경우, 요구되는 상한 하중 보다 큰 압축 하중이 에너지 흡수 본체 (6) 에서 발생되어, 보행자가 보호되지 않을 수 있다.

도 5c 는, 오목부 (22) 가 상계단부 (11a) 및 하계단부 (11b) 를 형성하도록 앞면 (21) 의 상단부 (23) 및 하단부 (24) 각각에 제공되는 범퍼 구조에 상기 에너지 흡수 본체가 적용된 실시예를 도시하고 있다. 에너지 흡수 본체 (12) 는 계단부 (11a) 및 (11b) 에 수용된 상부 및 하부 발포재 (3) 의 팁 단부 각각에 결합된 통합체이다. 에너지 흡수 본체 (12) 의 기능과 특징은 도 6 의 에너지 흡수 본체와 동일하며, 따라서 이에 대한 설명은 생략한다.

에너지 흡수 본체 (6) 또는 (12) 는 임의의 바람직한 재료로 이루어질 수 있고 예컨데, 합성 수지 폼 본체, 비발포 합성 수지 본체, 금속 허니컴 본체 또는 고무 본체일 수 있다. 합성 수지 폼 본체는, 그 에너지 흡수 특성이 그 겉보기 밀도에 의해 쉽게 제어될 수 있고, 범퍼 구조 내의 제한된 이용 가능한 공간에 맞게 설계될 수 있기 때문에 바람직하게 사용된다. 발포재 (3) 와 유사한 탄성 발포 본체는 양호한 형상 복원 특성 때문에 에너지 흡수 본체 (6) 또는 (12) 로서 특히 적합하게 사용될 수 있다. 이런 발포 본체는 팽창된 수지 비드의 발포 성형체로 적합하게 만들어 질 수 있다.

에너지 흡수 본체 (6) 또는 (12) 는 범퍼 구조의 조립 공정의 용이함을 위해 발포재 (3) 와 결합되어 단일 구조체로 될 수 있다. 결합은 접착제, 융접 또는 임의의 적합한 연결 수단을 사용하여 이루어질 수 있다. 선택적으로, 수질 폼으로 이루어진 에너지 흡수 본체 (6) 또는 (12) 는 발포재 (3) 와 함께 단일 발포 성형체로 성형될 수 있다. 에너지 흡수 본체 (6) 또는 (12) 는 패시어 (1) 내부의 고정된 위치에서 유지된다면, 이런 결합 구조는 필수적인 것은 아니다.

수지 폼으로 이루어진 에너지 흡수 본체 (6) 또는 (12) 는 바람직하게는 발포재 (3) 보다 더 큰 겉보기 밀도 (바람직하게 0.64 내지 0.225 g/㎤) 를 갖는다. 이 경우, 발포재 (3) 에 의해 흡수되지 않은채 남아 있는 충돌 에너지는 에너지 흡수 본체 (6) 또는 (12) 에 의해 흡수되어, 빔 (2) 은 감소된 충돌 에너지를 받는다. 그러나 보행자를 더 보호하려는 경우, 수지 폼으로 이루어진 에너지 흡수 본체 (6) 또는 (12) 의 겉보기 밀도는 0.026 - 0.064 g/㎤ 일 수 있다.

에너지 흡수 본체 (6) 또는 (12) 는 균일한 재료일 필요는 없으며, 복합재일 수 있다. 예컨데, 도 8 에 도시된 바와 같이, 에너지 흡수 본체 (6) 는 수지 폼으로 이루어진 중앙 구역 (7) (발포재 (3) 와 동일한 폼으로 이루어질 수 있고 동일한 겉보기 밀도를 가질 수 있다) 및 중앙 구역 (7) 과 연결되고 중앙 구역 (7) 보다 큰 겉보기 밀도를 갖는 수지 폼과 같은 다른 재료로 이루어진 상부 구역 및 하부 구역 (8) 으로 구성될 수 있다. 중앙 구역 (7) 및 상하부 구역 (8) 으로 구성된 에너지 흡수 본체 (6) 는 접착제, 융접 또는 임의의 적합한 연결 수단을 사용하여 이 구역을 결합하여 제조될 수 있다. 선택적으로, 수지 폼으로 이루어진 경우 에너지 흡수 본체 (6) (또는 (12)) 는 몰드에서 성형될 수 있다. 예컨데, 다른 밀도를 갖는 팽창된 비드는 분할 플레이트 (직선 플레이트, 주름형 플레이트 또는 빗살형 플레이트의 형태) 에 의해 분할된 몰드 공동의 각 챔버에 채워진다. 분할 플레이트의 제거 후, 몰드는 복합 성형체를 제조하기 위해 닫히고 가열된다.

도 5a, 5b 및 5c 는 에너지 흡수 본체 (6) 또는 (12) 와 유사한 에너지 흡수 본체 (13) 를 이용하는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다. 에너지 흡수 본체 (13) 는 오목부 (22) 이외에 앞면 (21) 의 일부에 제공되고, 에너지 흡수 본체 (6) 또는 (12) 와 동일한 방식으로 기능한다. 바람직하게는, 에너지 흡수 본체 (13) 는 예컨데, 접착제를 사용하여 앞면 (21) 의 표면에 고정된다. 전후 방향을 따른 에너지 흡수 본체 (13) 가 L4 인 경우, 비 ((L2 - L4)/L1) 는 바람직하게 는 0.4 - 0.9, 더 바람직하게는 0.5 - 0.8, 가장 바람직하게는 0.5 -0.7 이다 (L1 및 L2 는 위에서 정의된 바와 같다). 더욱이, 길이 (L1) 는 바람직하게는 40 - 150 ㎜, 더 바람직하게는 50 - 130 ㎜, 가장 바람직하게는 60 - 120 ㎜ 이다. 또한 두께 (L4) 는 10 - 70 ㎜ 이고, 더 바람직하게는 15 - 50 ㎜ 이다. 발포재 (3) 는 그 후단부가 오목부 (22) 의 바닥에 접촉하도록 위치되는 것이 바람직하다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, 발포재 (3) 및 수지 폼으로 이루어진 에너지 흡수 본체 (6), (12) 및 (13) 의 "겉보기 밀도" 는 공식 D1 = W1/V1 으로 정의되며, 여기서 (D1) 은 그 겉보기 밀도를 나타내고, (W1) 은 그 중량을 나타내며, (V1) 은 그 부피를 나타낸다. 부피 (V1) 는, 눈금 실린더에 함유된 물에서 시편을 침지하는 침지법에 의해 측정된다. 부피의 증분으로부터, 부피 (V1) 는 측정될 수 있다.

전술된 바와 같이, 폴리올레핀계 수지 폼은 압축가능한 에너지 흡수 발포재 (3) 로서 바람직하게 사용된다. "폴리올레핀계 수지 폼" 은 60 중량 % 이상, 바람직하게는 80 - 100 중량 % 의 폴리올레핀계 수지를 함유하는계 수지로 이루어진 폼을 말한다. 예컨데, 폴리올레핀계 수지의 예를 들면 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌계 수지와 하기된 바와 같은 폴리프로필렌계 수지가 있다. 폴리올레핀계 수지는 스티렌과 같은 올레핀 단량체 이외에 1 종 이상의 공단량체를 50 중량 % 이하, 바람직하게는 40 중량 % 이하, 더 바람직하게는 20 중량 % 이하로 함유할 수 있다.

폴리올레핀계 수지 폼 중에서, 폴리올레핀계 수지로부터 얻어진 폼, 특히 몰드에서 폴리올레핀계 수지 비드를 성형하여 얻은 폼이, 우수한 강성, 내열성, 내화학성 및 지정된 형상으로 성형의 용이함 때문에 발포재 (3) 로서 특히 바람직하게 사용된다. 폴리프로필렌계 수지 비드로부터 얻어진 폼은, 폼이 압축될 때 그 단면적이 거의 증가하지 않는다는 다른 장점을 갖는다. 따라서, 발포재 (3) 는 이런 폴리프로필렌계 수지로 이루어진 경우, 충돌시 U 형 리세스 (4) 또는 계단부 (11a) 또는 (11b) 내로 적합하게 압축될 수 있다.

폴리프로필렌계 수지의 예를 들면, 프로필렌 단중합체, 프로필렌과 스티렌 의 공중합체 그리고, 프로필렌 - 부텐 블록 공중합체, 프로필렌 - 부텐 랜덤 공중합체, 에틸렌 - 프로필렌 블록 공중합체, 에틸렌 - 프로필렌 랜덤 공중합체, 에틸렌 - 프로필렌 - 부텐 랜덤 공중합체와 같은 프로필렌과 다른 올레핀의 공중합체가 있다. 프로필렌 단중합체는, 팽창된 프로필렌 단중합체 비드로 제조된 폼은 우수한 충돌 에너지 흡수 효율을 가지기 때문에 특히 바람직하게 사용된다.

발포재 (3) 로서 사용되기에 적합한, 몰드에서 폴리프로필렌계 수지 비드를 성형하여 얻은 폼은, 우수한 압축 특성, 즉 범퍼 구조의 중량과 치수를 줄이면서 만족스러운 보행자 보호를 이유로 바람직하게 0.11 - 0.025 g/㎤, 더 바람직하게는 0.09 - 0.04 g/㎤ 의 겉보기 밀도를 갖는다. 발포재 (3) 는 전체를 통해 균일한 겉보기 밀도를 가져야만 하는 것은 아니다. 더욱이, 발포재 (3) 는 상이한 겉보기 밀도를 갖는 둘 이상의 부분으로 이루어질 수 있다. 이런 경우, 발포재 (3) 의 겉보기 밀도는 총 중량을 그 총 부피로 나누어서 얻어질 수 있다.

도 9 는 다양한 압축 변형에서 PP 성형체의 형상 복원율과 압축 작용의 반복 횟수의 관계를 나타내고 있다. 0.082 g/㎤ 의 겉보기 밀도를 갖는 PP 성형체의 입방체 (80 ㎜ ×80 ㎜ ×80 ㎜) 는 한 쌍의 가압 플레이트 사이에 위치되고 50 ㎜/min 의 압축 속도로 압축된다. 주어진 변형율에 도달하자마자, 가압 플레이트는 50 ㎜/min 의 속도로 후퇴한다. 압력이 풀린 후 30 분 지나, 압축된 입방체의 두께 (D) 가 측정된다. 형상 복원율은 다음 식으로 계산된다.

형상 복원율 (%) = D/80 ×100

유사한 압축과 두께의 측정이 총 4 번 반복된다. 그 결과가 도 9 에 나타나 있는데, 곡선 (a) - (d) 는 각각 20 % 변형 (16 ㎜ 압축), 50 % 변형 (40 ㎜ 압축), 70 % 변형 (56 ㎜ 압축) 그리고 90 % 변형 (72 ㎜ 압축) 에 대한 결과이다. 도 9 에 나타난 결과는, 변형이 70 % 이하인 경우, 4 번의 압축을 받는 경우에도 80 % 이상의 형상 복원율이 얻어질 수 있다는 것을 나타낸다.

본 발명에 따른 범퍼 구조에서, 압축 변형이 비 (L2/L1) (또는 (L2 - L4)/L1 비) 의 제어로 제어될 수 있기 때문에, 범퍼의 전후 방향 길이의 증가를 막는 동시에 보행자를 보호할 수 있는 적절한 범퍼 구조를 설계하는 것이 용이하다.

상기 실시예는 차량의 앞에 장착하기 적합한 범퍼 구조에 관한 것이지만, 본 발명의 범퍼 구조는 이런 경우에만 제한되지 않음은 말할 나위 없다. 범퍼 구조는 차량의 손상을 방지하는 동시에, 보행자 신체의 요구되는 임의의 부분 (허벅지 및 엉덩이 등) 을 보호하기 위해서도 사용될 수 있다.

다음 실시예는 본 발명을 더 설명한다.

실시예 1

도 10a 및 10b 에 도시된 바와 같이 합성 목재 본체가 범퍼 빔 (2) 으로서 사용되었다. 빔 (2) 은 120 ㎜ 의 높이 (T) (수직 방향), 300 ㎜ 의 길이 (D) (측면 방향) 그리고 80 ㎜ 의 폭 (H1) (전후 방향) 을 가졌고, 빔의 길이 전체에 신장하고 40 ㎜ 의 높이 (t1) 와 40 ㎜ 의 깊이 (L3) 를 갖는 U 형 리세스가 제공된 앞면을 가졌다. 에너지 흡수 발포재 (3) 로서, 0.082 g/㎤ 의 겉보기 밀도, 40 ㎜ 의 높이 (t1) (수직 방향), 150 ㎜ 의 길이 (d) (측면 방향) 그리고 80 ㎜ 의 폭 (L1) (전후 방향) 을 갖는 팽창된 폴리프로필렌계 수지 비드 (인장 계수가 1,120 MPa 인 프로필렌 - 에틸렌 랜덤 공중합체의 팽창된 비드) 의 직사각형 평행 육면체 발포 성형체가 사용되었다.

도 10 에 도시된 바와 같이, 에너지 흡수 발포재 (3) 는 빔 (2) 의 U 형 리세스 내에 끼워맞춤되어, 발포재는 빔 (2) 의 앞면으로부터 돌출된 부분 (40 ㎜ 의 길이 (L2) 를 가짐) 을 가졌다. 범퍼를 형성하기 위해 발포재 (3) 의 앞면은 합성수지로 된 3 ㎜ 두께의 범퍼 패시어 (30) 로 덮었다.

범퍼는 낙하 충격 동적 시험기를 이용하여 낙하 충격 시험되었다. 따라서, 범퍼는 낙하 충격 동적 시험기의 스탠드 (50) 에 위치되었고, 패시어 (30) 의 외면은 위로 향한채 수평을 유지했다. 편평한 하부면을 가지며 패시어 (30) 로부터 103 ㎝ 떨어진 곳에 위치된 스틸 충격기 (무게: 16 kg, 치수: 길이 40 ㎝ ×폭 40 ㎝ × 두께 3 ㎝) 는 그의 하부면이 수평으로 유지된 상태에서 패시어 (30) 위로 자유 낙하하게 되어, 충격기의 편평한 하부면이 패시어 (30) 의 편평한 외부 면과 충돌했다. 이 경우, 충격 에너지는 약 162 J 이었다. 충격기의 변위와 범퍼 구조에 발생된 하중 사이의 관계는 도 11 에 곡선 (a) 으로 나타낸 결과와 같았다. 도 11 에 나타난 바와 같이, 최대 변위는 약 33 ㎜ 이고, 발생된 최대 하중은 약 7 kN 이었다.

비교예 1

도 12a 및 12b 에 도시된 합성 목재 본체가 범퍼 빔으로서 사용되었다. 빔은 120 ㎜ 의 높이 (T) (수직 방향), 300 ㎜ 의 길이 (D) (측면 방향) 그리고 80 ㎜ 의 폭 (H2) (전후 방향) 을 가졌다. 에너지 흡수 발포재로서, 0.082 g/㎤ 의 겉보기 밀도, 80 ㎜ 의 높이 (t2) (수직 방향), 150 ㎜ 의 길이 (d) (측면 방향) 그리고 40 ㎜ 의 폭 (L1) (전후 방향) 을 갖는 팽창된 폴리프로필렌계 수지 비드 (인장 계수가 1,120 MPa 인 프로필렌 - 에틸렌 랜덤 공중합체의 팽창된 비드) 의 직사각형 평행 육면체 발포 성형체가 사용되었다. 범퍼를 형성하기 위해 발포재의 앞면은 합성수지로 된 3 ㎜ 두께의 범퍼 패시어 (30) 로 덮었다.

실시예 1 과 동일한 방법으로, 범퍼가 낙하 충격 동적 시험기를 이용하여 낙하 충격 시험되었다. 충격기의 변위와 범퍼 구조에 발생된 하중 사이의 관계는 도 11 에서 곡선 (b) 으로 나타낸 결과와 같았다. 도 11 에서 나타난 바와 같이, 최대 변위는 약 17 ㎜ 이고, 발생된 최대 하중은 실시예 1 의 범퍼 구조에서 보다 더 높은 약 16 kN 이었다.

실시예 2

도 10a 및 10b 에 도시된 합성 목재 본체가 범퍼 빔 (2) 으로서 사용되었다. 빔 (2) 은 120 ㎜ 의 높이 (T) (수직 방향), 300 ㎜ 의 길이 (D) (측면 방향) 그리고 80 ㎜ 의 폭 (H1) (전후 방향) 을 가졌고, 빔의 길이 전체 걸쳐 신장하고 35 ㎜ 의 높이 (t1) 와 50 ㎜ 의 깊이 (L3) 를 갖는 U 형 리세스가 제공된 앞면을 가졌다. 에너지 흡수 발포재 (3) 로서, 0.082 g/㎤ 의 겉보기 밀도, 35 ㎜ 의 높이 (t1) (수직 방향), 100 ㎜ 의 길이 (d) (측면 방향) 그리고 100 ㎜ 의 폭 (L1) (전후 방향) 을 갖는 팽창된 폴리프로필렌계 수지 비드 (인장 계수가 1,120 MPa 인 프로필렌 - 에틸렌 랜덤 공중합체의 팽창된 비드) 의 직사각형 평행 육면체 발포 성형체가 사용되었다.

도 10 에 도시된 바와 같이, 에너지 흡수 발포재 (3) 는 빔 (2) 의 U 형 리세스 내로 끼워맞춤되어, 발포재는 빔 (2) 의 앞면으로부터 돌출된 부분 (50 ㎜ 의 길이 (L2) 를 가짐) 을 가졌다. 범퍼를 형성하기 위해 발포재 (3) 의 앞면은 합성수지로 된 3 ㎜ 두께의 범퍼 패시어 (30) 로 덮었다.

범퍼는 낙하 충격 동적 시험기를 이용하여 낙하 충격 시험되었다. 따라서, 낙하 충격 동적 시험기의 스탠드 (50) 에 위치되었고, 이때 범퍼는 패시어 (30) 의 외면은 위로 향한채 수평을 유지했다. 패시어 (30) 로부터 위로 715 ㎜ 떨어진 곳에 위치된 원통형 스틸 충격기 (무게: 21.4 kg, 외경: 70 ㎜) 가 패시어 (30) 위로 자유 낙하되었으며, 이때 원통형 충격기의 축은 범퍼 빔 (2) 의 길이 방향에 직각으로 배향되었다. 이 경우, 충격 에너지는 약 150 J 이었다. 충격기의 변위와 범퍼 구조에 발생된 하중 사이의 관계는 도 13 에서 곡선 (1) 으로 나타낸 결과와 같았다. 도 13 에서 나타난 바와 같이, 최대 변위는 약 45 ㎜ 이고, 발생된 최대 하중은 약 3.5 kN 이었다.

비교예 2

도 12a 및 12b 에 도시된 합성 목재 본체가 범퍼 빔으로서 사용되었다. 빔은 120 ㎜ 의 높이 (T) (수직 방향), 300 ㎜ 의 길이 (D) (측면 방향) 그리고 80 ㎜ 의 폭 (H2) (전후 방향) 을 가졌다. 에너지 흡수 발포재로서, 0.082 g/㎤ 의 겉보기 밀도, 35 ㎜ 의 높이 (t2) (수직 방향), 100 ㎜ 의 길이 (d) (측면 방향) 그리고 50 ㎜ 의 폭 (L1) (전후 방향) 을 갖는 팽창된 폴리프로필렌계 수지 비드 (인장 계수가 1,120 MPa 인 프로필렌 - 에틸렌 랜덤 공중합체의 팽창된 비드) 의 직사각형 평행 육면체 발포 성형체가 사용되었다. 범퍼를 형성하기 위해 발포재의 앞면은 합성수지로 된 3 ㎜ 두께의 범퍼 패시어 (30) 로 덮었다.

실시예 2 와 동일한 방법으로, 범퍼가 낙하 충격 동적 시험기를 이용하여 낙하 충격 시험되었다. 충격기의 변위와 범퍼 구조에 발생된 하중 사이의 관계는 도 13 에 곡선 (2) 으로 나타낸 결과와 같았다. 도 13 에서 나타난 바와 같이, 최대 변위는 약 42 ㎜ 이고, 발생된 최대 하중은 약 5.3 kN 이었다.

실시예 2 와 비교예 2 의 충격 시험에서, 성인 다리의 대략적인 직경을 나타내기 위해 원통형 충격기의 외경을 70 ㎜ 로 선택했다. 보행자의 다리를 보호하기 위해서는, 범퍼가 심각한 부상이 일어나지 않도록 다리 충격을 억제하는 동시에 충격 에너지를 충분히 흡수하는 것이 필요하다. 상기 시험 조건 하에서, 발생된 하중은 3.5 kN 이하인 것이 요구된다. 실시예 2 의 범퍼 구조는 완전하게 충돌 에너지를 완전히 흡수할 수 있고, 발생된 에너지를 원하는 범위내에서 유지할 수 있다. 비교예 2 의 경우에서, 범퍼 구조가 충돌 에너지를 완전하게 흡수할 지라도, 발포재가 70 % 이상의 변형 (바닥 닿음 현상) 으로 압축되기 때문에, 변위가 30 ㎜ 보다 큰 경우 발생된 하중은 3.5 kN 을 초과한다. 비교예 (2) 에서, 발생된 하중을 감소하기 위해 비교예 (2) 에서, 발포재의 길이 (L1) 를 증가시키는 것이 필요하다.

본 발명의 구성에 따라서, 에너지 흡수 발포재를 사용하고, 보행자 특히, 보행자의 다리를 보호하며, 충돌에 의한 차량의 손상을 효과적으로 막을 수 있는 콤팩트하고 경량인 범퍼 구조를 제공할 수 있으며, 또한 발포재가 벽 또는 다른 차량과 한 번 이상의 충돌을 견딜 수 있는 상기된 종류의 범퍼 구조를 제공할 수 있다.

Claims

차량의 앞측에 장착되는 범퍼 구조에 있어서, 범퍼 빔의 길이 방향으로 신장된 하나 이상의 후향 오목부와 상단부 및 하단부가 제공되는 앞면을 갖는 긴 범퍼 빔, 상기 범퍼 빔의 길이 방향으로 신장된 압축가능한 에너지 흡수 발포재, 그리고 상기 발포재를 덮는 범퍼 패시어를 포함하며,

상기 하나 이상의 오목부에는 상기 상단부에서 상기 앞면에 상계단부를 형성하는 상단부 오목부가 형성되고,

상기 발포재는, 상기 상계단부 안에 수용되는 제 1 부분과, 상기 범퍼 빔의 상기 앞면으로부터 전방으로 돌출된 제 2 부분을 가지고, 상기 제 2 부분은 충돌 충격을 받을 때 상기 상계단부에서 압축되고,

상기 후향 오목부는 상기 범퍼 빔의 수직 길이의 30 ∼ 80% 의 수직 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 범퍼 구조.
제 1 항에 있어서, 상기 범퍼 빔은 상기 하단부에서 상기 앞면에 하계단부를 형성하는 하단부 오목부를 포함하고,

상기 범퍼 빔의 길이 방향으로 신장하는 하부 발포재를 포함하고, 상기 하부 발포재는, 상기 하계단부 안에 수용되는 제 1 부분과, 상기 범퍼 빔의 상기 앞면으로부터 전방으로 돌출된 제 2 부분을 가지고, 상기 제 2 부분은 충돌 충격을 받을 때 상기 하계단부에서 압축되고,

상기 상계단부와 상기 하계단부는 상기 범퍼 빔의 수직 길이의 30 ∼ 80% 의 수직 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 범퍼 구조.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 범퍼 구조는 상기 상부 발포재 및 하부 발포재의 하나 이상의 제 2 부분의 앞면 단부에 제공되는 에너지 흡수 본체를 포함하고, 상기 에너지 흡수 본체는 상기 계단부의 수직 길이보다 수직 길이가 더 긴 것을 특징으로 하는 범퍼 구조.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 상부 발포재 및 상기 하부 발포재 중 하나 이상은 전후 방향 길이 (L1) 를 가지며, 상기 발포재의 상기 제 2 부분은 전후 방향 길이 (L2) 를 가지고, 비 (L2/L1) 는 0.4 - 0.9 인 것을 특징으로 하는 범퍼 구조.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 계단부 이외에 상기 앞면의 일부에 제공되는 에너지 흡수 본체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 범퍼 구조.
제 5 항에 있어서, 상기 상부 발포재 및 하부 발포재 중 하나 이상은 전후 방향 길이 (L1) 를 가지며, 상기 상부 발포재 및 하부 발포재 중 하나 이상의 상기 제 2 부분은 전후 방향 길이 (L2) 를 가지고, 상기 에너지 흡수 본체는 전후 방향 두께 (L4) 를 가지며, 비 ((L2 - L4)/L1) 는 0.4 - 0.9 인 것을 특징으로 하는 범퍼 구조.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 상부 발포재 및 하부 발포재 중 하나 이상은 폴리올레핀계 수지 폼 (foam) 인 것을 특징으로 하는 범퍼 구조.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 상부 발포재 및 하부 발포재 중 하나 이상은 0.11 - 0.025 g/㎤ 의 겉보기 밀도를 갖는 폴리프로필렌계 수지 폼인 것을 특징으로 하는 범퍼 구조.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 상부 발포재 및 하부 발포재 중 하나 이상은 폴리올레핀계 수지 비드 몰딩인 것을 특징으로 하는 범퍼 구조.
제 9 항에 있어서, 상기 몰딩은 폴리프로필렌계 수지 비드 몰딩이고, 밀도는 0.09 - 0.025 g/㎤ 인 것을 특징으로 하는 범퍼 구조.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 상부 발포재 및 하부 발포재 중 하나 이상은 전후 방향 길이 (L1) 를 가지며, 상기 길이 (L1) 와 동일하게 연장되며 서로 평행하는 상부 및 하부 평면을 갖는 것을 특징으로 하는 범퍼 구조.