KR101251299B1 - 차량용 크래쉬 박스 - Google Patents

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Abstract

차량용 크래쉬 박스가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래쉬 박스는 차량의 사이드 멤버와 범퍼빔을 연결하는 차량용 크래쉬 박스에 있어서, 내부에 장착공간을 형성하며, 둘레를 제외한 상호 대응하는 양측면이 각각 개구된 메인 하우징; 상기 메인 하우징의 장착공간에 설정간격으로 이격된 상태로 끼워져 상호 조립되는 적어도 하나 이상의 충격흡수유닛; 및 상기 메인 하우징의 장착공간에서 상기 각 충격흡수유닛의 사이사이에 삽입되며, 차량의 전방 충돌 시에 발생하는 충돌에너지에 의해 붕괴되는 붕괴유도부재를 포함한다.

Description

차량용 크래쉬 박스{CRASH BOX IN VEHICLE BUMPER SYSTEM}
본 발명은 차량용 크래시 박스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 범퍼빔과 프런트 사이드 멤버를 연결하며, 전방 충돌 발생 시, 발생되는 충격에너지를 자체적으로 다단계에 걸쳐 분산 흡수하여 차체로 전달되는 충격에너지를 최소화시키도록 하는 차량용 크래쉬 박스에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 범퍼 시스템은 차량의 저속 충돌 시, 탄성적으로 변형하여 차량의 물리적인 손상을 최소화하기 위한 것으로서, 다른 자동차나 고정체와의 충돌 시, 그 충격을 흡수하여 탐승자의 안전을 도모하게 되며, 동시에 차체의 변형을 최소화 할 수 있도록 자동차 전후방에 배치되는 완충장치이다.
이러한 범퍼 시스템은, 도 7에서 도시한 바와 같이, 기본적으로 차량의 전방과 후방에서 각각 차폭방향으로 배치되는 범퍼 빔(101)의 후방 양측에 스테이(103)가 장착되어 크래쉬 박스(111)를 통해 차체측 사이드 멤버(113)에 고정되는 범퍼 빔 유닛(105)과, 상기 범퍼 빔(101)의 전방에 배치되어 충격력을 흡수하는 에너지 업소버(107)와, 그리고 상기 범퍼 빔(101)과 에너지 업소버(107)를 감싸는 범퍼 커버(109)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기한 종래의 크래쉬 박스(111)는, 도 8에서 도시한 바와 같이, 범퍼 빔(101)의 후방 양측에 용접 고정되는 각 스테이(103)에 전방 플레이트(115)를 통하여 조립되며, 후방에는 후방 플레이트(117)를 통해 상기 사이드 멤버(113)에 조립된다.
그러나 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 과도한 밀림량으로 차체 손상의 우려가 있으며, 정면 충돌에 의한 붕괴 시에 그 붕괴방향이 불규칙적으로 일어나 충격 에너지의 분산 흡수성이 떨어지며, 이로 인해 충돌흡수성능이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 크래쉬 박스(111)는 스틸 소재로 제작됨에 따라, 중량 저감에 한계가 발생하는 문제점도 내포하고 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 차량의 충돌 시, 발생되는 충격에너지의 흡수방향으로 순차적인 붕괴를 유도하여 다단계에 걸쳐 충격에너지를 분산시켜 흡수함으로써, 차체로 전달되는 충격에너지를 최소화하여 충돌흡수성능을 향상시키도록 하는 차량용 크래쉬 박스를 제공하는 것이다.
또한, 알루미늄을 소재로 하여 성형한 압출재로 구성하여 경량화를 유도하는 동시에, 차체로 전달되는 충격력을 저감시킴으로써, 차체의 손상을 최소화시키도록 하는 차량용 크래쉬 박스를 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래쉬 박스는 차량의 사이드 멤버와 범퍼빔을 연결하는 차량용 크래쉬 박스에 있어서, 내부에 장착공간을 형성하며, 둘레를 제외한 상호 대응하는 양측면이 각각 개구된 메인 하우징; 상기 메인 하우징의 장착공간에 설정간격으로 이격된 상태로 끼워져 상호 조립되는 적어도 하나 이상의 충격흡수유닛; 및 상기 메인 하우징의 장착공간에서 상기 각 충격흡수유닛의 사이사이에 삽입되며, 차량의 전방 충돌 시에 발생하는 충돌에너지에 의해 붕괴되는 붕괴유도부재를 포함한다.
상기 메인 하우징은 길이방향을 따라 양측에 상기 충격흡수유닛이 장착되도록 설정간격으로 이격되게 형성되는 직선부; 및 상기 각 직선부의 사이에서 상기 장착공간의 내측을 향하여 오목하게 라운드지게 형성되며, 상기 붕괴유도부재가 장착되는 라운드부로 이루어질 수 있다.
상기 메인 하우징은 전, 후면 내측과 상기 각 직선부의 내측면 상에 적어도 하나 이상의 끼움홈이 형성될 수 있다.
상기 각 끼움홈은 상기 메인 하우징의 전, 후면 내측과 상기 각 직선부의 내측면 둘레를 따라 설정간격으로 이격되게 형성될 수 있다.
상기 충격흡수유닛은 상기 메인 하우징에 대응하는 양측면이 개구되며, 상기 메인 하우징의 각 직선부에 끼워져 조립되는 삽입 하우징; 및 상기 삽입 하우징의 내부에 삽입되는 충격흡수부재를 포함할 수 있다.
상기 삽입 하우징은 상기 각 끼움홈에 대응하여 외측면에 적어도 하나 이상의 끼움돌기가 형성될 수 있다.
상기 각 끼움돌기는 상기 삽입 하우징의 외측면 둘레를 따라 설정간격으로 이격되게 형성될 수 있다.
상기 붕괴유도부재는 상기 삽입 하우징과 접촉되는 일면과 타면의 외주면에 상기 끼움돌기에 대응하여 적어도 하나 이상의 끼움홈이 형성될 수 있다.
상기 메인 하우징은 그 두께(D1)가 상기 삽입 하우징의 두께(D2) 보다 큰 두께(D1＞D2)로 이루어지며, 상기 삽입 하우징의 두께(D2)는 상기 붕괴유도부재의 두께(D3) 보다 큰 두께(D2＞D3)로 이루어질 수 있다.
상기 삽입 하우징은 알루미늄 합금재질의 압출 성형품으로 일체로 성형되어 부분적인 절단 가공에 의해 제작될 수 있다.
상기 충격흡수부재는 그 재질이 알루미늄 발포 폼 또는 EPP(Expanded Polypropylene) 폼으로 형성될 수 있다.
상기 붕괴유도부재는 사각의 틀 형상으로 형성되며, 내부에 적어도 하나 이상의 격벽이 형성될 수 있다.
상기 붕괴유도부재는 알루미늄 합금재질의 압출 성형품으로 일체로 성형되어 부분적인 절단 가공에 의해 제작될 수 있다.
상기 메인 하우징은 상기 장착공간에 장착된 상기 각 충격흡수유닛과 붕괴유도부재의 이탈을 방지하기 위해 개구된 양측면에 각각 커버가 장착될 수 있다.
상기 메인 하우징은 알루미늄 합금재질의 압출 성형품으로 일체로 성형되어 부분적인 절단 가공에 의해 제작될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래쉬 박스에 의하면, 차량의 충돌 시, 발생되는 충격에너지의 흡수방향으로 안정적인 붕괴를 유도하여 다단계에 걸쳐 충격에너지를 분산시켜 흡수함으로써, 차체로 전달되는 충격에너지를 최소화하여 충돌흡수성능을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 알루미늄을 소재로 하여 성형한 압출재로 구성하여 경량화를 유도하는 동시에, 차체로 전달되는 충격력을 최소화시킴으로써, 차체의 손상을 최소화시키는 효과도 있다.
또한, 압출 성형을 통해 제작하고, 차량의 사양에 따라서 구성요소의 길이 및 개수를 조절해 끼움 방식으로 상호 조립하여 구성함으로써, 제작원가를 절감하고, 조립성 및 작업성을 향상시키며, 다차종에 공용화가 가능하여 상품성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래쉬 박스가 적용된 차량용 범퍼빔 유닛의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래쉬 박스의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래쉬 박스의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래쉬 박스의 충돌 시험에 따른 변형상태를 종래 기술과 비교한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래쉬 박스의 충격에너지 발생 후, 시간에 따른 하중저항을 종래 기술과 비교한 그래프이다.
도 7은 일반적인 차량용 범퍼의 분해 사시도이다.
도 8은 종래 기술에 따른 차량용 크래쉬 박스가 적용된 차량용 범퍼 빔 유닛의 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래쉬 박스가 적용된 차량용 범퍼빔 유닛의 사시도이고, 도 2와 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래쉬 박스의 사시도 및 분해 사시도이며, 도 4는 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 크래쉬 박스(1)는 차량의 충돌 시, 발생되는 충격에너지(F)의 흡수방향으로 순차적인 붕괴를 유도하여 다단계에 걸쳐 충격에너지(F)를 분산시켜 흡수함으로써, 차체로 전달되는 충격에너지(F)를 최소화하여 충돌흡수성능을 향상시킬 수 있는 구조로 이루어진다.
또한, 알루미늄을 소재로 하여 성형한 압출재로 구성하여 경량화를 유도하는 동시에, 차체로 전달되는 충격력을 저감시킴으로써, 차체의 손상을 최소화시킬 수 있는 구조로 이루어진다.
이러한 차량용 크래쉬 박스(1)는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 종래와 마찬가지로 선단이 범퍼빔(3)에 스테이(5)를 통해 연결되고, 후단이 사이드 멤버(미도시)의 사이에 연결되어 차량의 충돌 시, 발생하는 충격에너지를 다단계에 걸쳐 분산 흡수하여 상기와 같은 기능을 수행하게 된다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래쉬 박스(1)는, 도 2 내지 도 4에서 도시한 바와 같이, 메인 하우징(10), 충격흡수유닛(20), 및 붕괴유도부재(30)를 포함하여 구성되며, 이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 메인 하우징(10)은 내부에 장착공간(11)을 형성하며, 둘레를 제외한 상호 대응하는 양측면인 상, 하면이 각각 개구된다.
여기서, 상기 메인 하우징(11)은 직선부(13)와 라운드부(15)로 구성된다.
상기 직선부(13)는 상기 메인 하우징(11)의 길이방향을 따라 양측에 상기 충격흡수유닛(20)이 장착되도록 설정간격으로 이격되게 형성된다.
그리고 상기 라운드부(15)는 각 직선부(13)의 사이에서 장착공간(11)의 내측을 향하여 오목하게 라운드지게 형성되며, 붕괴유도부재(30)가 장착된다.
이러한 메인 하우징(10)은 장착 대상 차종에 따라 그 길이가 변경될 수 있으며, 이에 따라 상기 직선부(13)와 라운드부(15)의 개수도 증감될 수 있다.
또한, 상기 각 직선부(13)와 라운드부(15)의 개수의 증감에 따라 상기 충격흡수유닛(20)과 붕괴유도부재(30)의 개수도 증감될 수 있다.
한편, 상기 메인 하우징(10)은 전, 후면 내측과 상기 각 직선부(13)의 내측면 상에 적어도 하나 이상의 끼움홈(17)이 형성된다.
이러한 각 끼움홈(17)은 상기 메인 하우징(10)의 전, 후면 내측과 상기 각 직선부(13)의 내측면 둘레를 따라 설정간격으로 이격되게 형성될 수 있다.
이와 같이 구성되는 상기 메인 하우징(10)은 알루미늄 합금재질의 압출 성형품으로 일체로 성형되어 부분적인 절단 가공에 의해 제작될 수 있으며, 이에 따라, 전체적인 중량이 저감되며, 가공성이 향상된다.
그리고 상기 충격흡수유닛(20)은 적어도 하나 이상으로 구성되며, 차량의 전방 충돌 시, 발생하는 충격에너지(F)를 흡수하도록 상기 메인 하우징(10)의 장착공간(11)에 설정간격으로 이격된 상태로 끼워져 상호 조립된다.
즉, 상기 충격흡수유닛(20)은 상기 메인 하우징(10)의 각 직선부(13)에 끼워져 장착된다.
이러한 충격흡수유닛(20)은 삽입 하우징(21)과 충격흡수부재(25)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 삽입 하우징(21)은 상기 메인 하우징(10)에 대응하는 양측면인 상, 하면이 각각 개구되며, 상기 메인 하우징(10)의 각 직선부(13)에 끼워져 조립된다.
여기서, 상기 삽입 하우징(21)은 상기 각 끼움홈(17)에 대응하여 외측면에 적어도 하나 이상의 끼움돌기(23)가 형성된다.
상기 각 끼움돌기(23)는 상기 삽입 하우징(21)의 외측면 둘레를 따라 설정간격으로 이격되게 형성될 수 있다.
이러한 각 끼움돌기(23)는 상기 메인 하우징(10)의 전, 후방 내면과 직선부(13)의 내측면에 형성된 각 끼움홈(17)에 삽입됨으로써, 상기 삽입 하우징(21)을 메인 하우징(10)의 장착공간(11) 상에 고정시키는 기능을 하게 된다.
이와 같이 구성되는 삽입 하우징(21)은 알루미늄 합금재질의 압출 성형품으로 일체로 성형되어 부분적인 절단 가공에 의해 제작될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 충격흡수부재(25)는 상기 삽입 하우징(21)의 내부에 삽입되어 차량의 전방 충돌 시에 발생된 충격에너지를 분산 및 흡수하게 된다.
이러한 충격흡수부재(25)는 그 재질이 가벼우면서도 충격력에 대한 에너지 흡수성능이 우수한 알루미늄 발포 폼 또는 EPP(Expanded Polypropylene) 폼으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 붕괴유도부재(30)는 상기 메인 하우징(10)이 충돌에너지의 작용방향으로 상기 각 라운드부(15)를 통해 붕괴를 유도하도록 상기 메인 하우징(10)의 장착공간(11)에서 상기 각 충격흡수유닛(20)의 사이사이에 삽입되며, 충돌에너지 작용 시, 붕괴된다.
여기서, 상기 붕괴유도부재(30)는 사각의 틀 형상으로 형성되며, 내부에 적어도 하나 이상의 격벽(31)이 형성된다.
상기 격벽(31)은 상기 붕괴유도부재(30)의 내부 중앙에 전, 후방 내면을 연결하여 형성될 수 있다.
한편, 본 실시예에서, 상기 격벽(31)이 붕괴유도부재(30)의 전, 후방 내면 중앙을 상호 연결하여 형성되는 것을 일 실시예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 상기 격벽(31)의 위치 및 개수는 변경하여 적용할 수 있다.
그리고 상기 붕괴유도부재(30)는 상기 삽입 하우징(21)과 접촉되는 일면과 타면의 외주면에 상기 각 끼움돌기(23)에 대응하여 적어도 하나 이상의 끼움홈(33)이 형성될 수 있다.
상기 붕괴유도부재(30)의 끼움홈(33)은 상기 삽입 하우징(21)의 끼움돌기(23)에 대응하여 상기 붕괴유도부재(30)의 전, 후방 외측면 둘레를 따라 형성될 수 있다.
이러한 붕괴유도부재(30)의 각 끼움홈(33)은 상기 삽입 하우징(21)의 각 끼움돌기(23)에 삽입됨으로써, 그 위치가 고정되는 동시에, 붕괴유도부재(30)를 메인 하우징(10)의 장착공간(11) 상에 고정시키는 기능을 하게 된다.
이와 같은 구성을 갖는 상기 붕괴유도부재(30)는 알루미늄 합금재질의 압출 성형품으로 일체로 성형되어 부분적인 절단 가공에 의해 제작될 수 있다.
한편, 본 실시예에서, 상기 메인 하우징(10)은 그 두께(D1)가 상기 삽입 하우징의 두께(D2) 보다 큰 두께(D1＞D2)로 이루어지며, 상기 삽입 하우징(2)의 두께(D2)는 상기 붕괴유도부재의 두께(D3) 보다 큰 두께(D2＞D3)로 이루어진다.
즉, 상기 메인 하우징(10)의 두께(D1)는 가장 두꺼운 두께로 형성되며, 충격에너지 작용 시, 빠른 붕괴가 이루어지도록 상기 붕괴유도부재(30)의 두께(D3)가 가장 얇은 두께로 형성된다(D1＞D2＞D3).
이에 따라, 차량의 전방 충돌 발생 시, 충격에너지(F)가 작용하면, 각 붕괴유도부재(30)가 순차적으로 붕괴되면서 1차 적으로 충격에너지를 분산 흡수하게 되고, 2차로 상기 각 충격흡수유닛(20)의 충격흡수부재(25)가 충격에너지를 흡수함으로써, 충격에너지(F)를 다단에 걸쳐 순차적으로 분산하여 흡수하게 된다.
이 때, 상기 메인 하우징(10)의 라운드부(15)는 상기 장착공간(11)을 향하여 오목하게 형성됨에 따라, 상기 각 붕괴유도부재(30)의 붕괴 시, 상기 장착공간(11)의 중앙을 향하여 접혀지면서 메인 하우징(10)을 안정적으로 붕괴시키게 된다.
즉, 상기 각 붕괴유도부재(30)는 메인 하우징(10)의 전방으로부터 후방으로 충격에너지(F)가 전달되는 동안 메인 하우징(10)의 전방으로부터 순차적인 붕괴를 안정적으로 유도하고, 각 충격흡수부재(20)가 나머지 충격에너지(F)를 흡수함으로써, 효율적인 충격에너지(F)의 흡수 및 분산작동을 이루어 차체로 전달되는 충격에너지를 최소화시키게 되는 것이다.
본 실시예에서, 상기 메인 하우징(10)은 상기 장착공간(11)에 장착된 상기 각 충격흡수유닛(20)과 붕괴유도부재(30)의 이탈을 방지하기 위해 개구된 양측면인 상, 하부에 각각 커버(40)가 장착될 수 있다.
상기 각 커버(40)는 상기 메인 하우징(10)의 단면 형상과 동일한 형상으로 형성되며, 충격에너지의 작용 시, 상기 붕괴유도부재(30)와 메인 하우징(10)의 순차적인 붕괴가 안정적으로 유도되도록 얇은 플레이트 형상으로 그 재질이 알루미늄 소재로 이루어질 수 있다.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 차량용 크래쉬 박스(1)는 차량의 충돌 및 추돌에 의하여 범퍼빔(3)을 통해 충격에너지(F)의 입력 시, 변형 상태를 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래쉬 박스의 충돌 시험에 따른 변형상태를 종래 기술과 비교한 도면이다.
도면을 참조하면, 하중 900Kg의 중량체가 15km/h 의 속도로 충돌할 경우, 충격에너지(F)가 발생되면, 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스(1)는 상기 메인 하우징(10)의 전방에 위치되는 붕괴유도부재(30)가 먼저 접혀져 붕괴되고, 후방에 위치되는 붕괴유도부재(30)가 추후에 순차적으로 접혀져 붕괴된다.
이 때, 상기 메인 하우징(10)은 각 라운드부(15)가 장착공간(11)의 중앙을 향하여 내측으로 접혀져 붕괴된다.
여기서, 충격에너지 발생 시, 응력분포는 각 충격흡수유닛(20)의 사이사이에 장착된 붕괴유도부재(30)의 위치에 집중된다.
이는 상기 붕괴유도부재(30)의 두께(D3)가 가장 얇기 때문이며, 이에 따라 메인 하우징(10)이 전방으로부터 후방으로 순차적으로 붕괴된 후, 잔여 충격에너지(F)는 각 충격흡수유닛(20)의 충격흡수부재(25)가 흡수하게 된다.
또한, 본 실시예의 크래쉬 박스(1)는 종래 기술의 크래쉬 박스에 비하여 상대적으로 변형량이 적은 동시에, 붕괴방향도 충격에너지(F)의 전달방향과 동일하게 이루어진다.
이것은 본 실시예의 크래쉬 박스(1)에 적용된 붕괴유도부재(30)와 충격흡수부재(20)가 메인 하우징(10)의 양측을 안정적으로 균일하게 붕괴시키며, 충격에너지(F)를 흡수하는 기능으로 인해 변형량이 적어 상대적으로 응력 집중 현상이 낮기 때문이다.
이러한 현상은 더 많은 충격에너지를 흡수할 수 있음을 의미한다.
또한, 응력분포는 종래 기술에서는 크래쉬 박스의 전방에 집중되지만, 본 실시예의 크래쉬 박스(1)는 전방에서 후방에 걸쳐 각 붕괴유도부재(30)의 위치에 고르게 분산된 것을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래쉬 박스의 충격에너지 발생 후, 시간에 따른 하중저항을 종래 기술과 비교한 그래프이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래쉬 박스(1)는 차량의 전방 충돌 발생 후, 상기 각 붕괴유도부재(30)가 메인 하우징(10)의 전방에서 후방으로 순차적으로 붕괴되면서 충격 에너지를 다단에 걸쳐 분산하여 흡수하게 된다.
그런 후, 잔여 충격에너지는 2차로 상기 충격흡수유닛(20)의 충격흡수부재(25)가 분산하여 흡수함에 따라, 변형량이 84mm이 되며, 종래 기술에 비해 프론트 사이드 멤버가 붕괴되는 하중인 12 하중을 넘지 않음으로써, 프론트 사이드 멤버의 붕괴 및 손상을 방지할 수 있게 되는 것이다.
여기서, 종래 기술에 따른 크래쉬 박스는 그 변형량이 114mm이며, 최대 붕괴하중 또한 프론트 사이드 멤버가 붕괴되는 하중인 12 하중을 넘게 되어 프론트 사이드 멤버에 손상을 가하게 되나, 본 실시예의 크래쉬 박스(1)는 변형량과 하중저항이 종래 기술에 비해 낮게 나타남에 따라 프론트 사이드 멤버의 손상을 방지하게 된다.
그리고 크래쉬 박스(1)의 초기 붕괴 하중과 그래프 선도를 종래 기술과 비교하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 본 실시예의 크래쉬 박스(1)의 그래프 선도는 종래 기술에 비해 초기 붕괴 하중이 낮게 작용하며, 그래프 선도가 불규칙적으로 나타나 저항하중이 각각 크고 작게 반복적으로 작용하는 것을 알 수 있다.
하지만, 종래 기술의 크래쉬 박스는 본 실시예의 크래쉬 박스(1)와는 완전히 다르게 초기 붕괴 하중이 크게 작용한 후에는 저항하중이 지속적으로 낮은 상태로 고르게 작용하는 것을 나타내고 있다.
그리고 종래 기술의 크래쉬 박스는 변형이 완료된 후, 범퍼빔과 프론트 사이드 멤버의 접촉 시점에서 최대 붕괴 하중이 12 이상으로 나타나 프론트 사이드 멤버가 손상된다는 것을 알 수 있다.
즉, 본 실시예의 크래쉬 박스(1)는 충격에너지(F)의 발생 초기부터 중반 및 후반으로 갈수록 상기 각 붕괴유도부재(30)들이 차례로 붕괴되면서 충격에너지를 1차 적으로 크게 흡수하게 된다.
그런 후, 각 붕괴유도부재(30)가 전부 붕괴된 후에는 상기 각 충격흡수부재(20)가 잔여 충격에너지를 효율적으로 흡수함으로써, 차체로 전달되는 충격에너지(F)를 효율적으로 저감시켜 차체의 붕괴 및 손상을 방지할 수 있게 되는 것이다.
따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래쉬 박스(1)를 적용하면, 차량의 충돌 시, 발생되는 충격에너지(F)의 흡수방향으로 안정적인 붕괴를 유도하여 다단계에 걸쳐 충격에너지(F)를 분산시켜 흡수함으로써, 차체로 전달되는 충격에너지(F)를 최소화하여 충돌흡수성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 알루미늄을 소재로 하여 성형한 압출재로 구성하여 경량화를 유도하는 동시에, 차체로 전달되는 충격력을 최소화시킴으로써, 차체의 손상을 최소화시킬 수 있다.
또한, 압출 성형을 통해 제작하고, 차량의 사양에 따라 메인 하우징(10)의 전체 길이를 조절하고, 충격흡수유닛(20)과 붕괴유도부재(30)의 개수를 조절해 상기 메인 하우징(10)에 끼움 방식으로 상호 조립하여 구성함으로써, 제작원가를 절감하고, 조립성 및 작업성을 향상시키며, 다차종에 공용화가 가능하여 상품성을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1 : 크래쉬 박스 3 : 범퍼빔
5 : 스테이 10 : 메인 하우징
11 : 장착공간 13 : 직선부
15 : 라운드부 17 : 끼움홈
20 : 충격흡수유닛 21 : 삽입 하우징
23 : 끼움돌기 25 : 충격흡수부재
30 : 붕괴유도부재 31 : 격벽
33 : 끼움홈 40 : 커버

Claims (15)

  1. 차량의 사이드 멤버와 범퍼빔을 연결하는 차량용 크래쉬 박스에 있어서,
    내부에 장착공간을 형성하며, 둘레를 제외한 상호 대응하는 양측면이 각각 개구된 메인 하우징;
    상기 메인 하우징의 장착공간에 설정간격으로 이격된 상태로 끼워져 상호 조립되는 적어도 하나 이상의 충격흡수유닛; 및
    상기 메인 하우징의 장착공간에서 상기 각 충격흡수유닛의 사이사이에 삽입되며, 차량의 전방 충돌 시에 발생하는 충돌에너지에 의해 붕괴되는 붕괴유도부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인 하우징은
    길이방향을 따라 양측에 상기 충격흡수유닛이 장착되도록 설정간격으로 이격되게 형성되는 직선부; 및
    상기 각 직선부의 사이에서 상기 장착공간의 내측을 향하여 오목하게 라운드지게 형성되며, 상기 붕괴유도부재가 장착되는 라운드부;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메인 하우징은
    전, 후면 내측과 상기 각 직선부의 내측면 상에 적어도 하나 이상의 끼움홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 각 끼움홈은
    상기 메인 하우징의 전, 후면 내측과 상기 각 직선부의 내측면 둘레를 따라 설정간격으로 이격되게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 충격흡수유닛은
    상기 메인 하우징에 대응하는 양측면이 개구되며, 상기 메인 하우징의 각 직선부에 끼워져 조립되는 삽입 하우징; 및
    상기 삽입 하우징의 내부에 삽입되는 충격흡수부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 삽입 하우징은
    상기 각 끼움홈에 대응하여 외측면에 적어도 하나 이상의 끼움돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 각 끼움돌기는
    상기 삽입 하우징의 외측면 둘레를 따라 설정간격으로 이격되게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 붕괴유도부재는
    상기 삽입 하우징과 접촉되는 일면과 타면의 외주면에 상기 끼움돌기에 대응하여 적어도 하나 이상의 끼움홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 메인 하우징은
    그 두께(D1)가 상기 삽입 하우징의 두께(D2) 보다 큰 두께(D1＞D2)로 이루어지며,
    상기 삽입 하우징의 두께(D2)는 상기 붕괴유도부재의 두께(D3) 보다 큰 두께(D2＞D3)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 삽입 하우징은
    알루미늄 합금재질의 압출 성형품으로 일체로 성형되어 부분적인 절단 가공에 의해 제작되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 충격흡수부재는
    그 재질이 알루미늄 발포 폼 또는 EPP(Expanded Polypropylene) 폼으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 붕괴유도부재는
    사각의 틀 형상으로 형성되며, 내부에 적어도 하나 이상의 격벽이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 붕괴유도부재는
    알루미늄 합금재질의 압출 성형품으로 일체로 성형되어 부분적인 절단 가공에 의해 제작되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 메인 하우징은
    상기 장착공간에 장착된 상기 각 충격흡수유닛과 붕괴유도부재의 이탈을 방지하기 위해 개구된 양측면에 각각 커버가 장착되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 메인 하우징은
    알루미늄 합금재질의 압출 성형품으로 일체로 성형되어 부분적인 절단 가공에 의해 제작되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
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