KR101251393B1 - 범퍼 비임 - Google Patents

Abstract

차량용 활 모양 범퍼 비임은 중심 플랜지(11), 2개의 웨브(12, 13), 및 측면 플랜지(14, 15)를 갖춘 모자형 프로파일을 갖는다. 비임은 측면에 고정부(20, 21)를 가지며, 측면 플랜지(14, 15)는 이 측면에 외부를 향하는 중심 플랜지를 이용하여 차량에 비임을 고정시키는 고정 영역(30 내지 33)을 형성한다. 비임의 프로파일 높이는 프로파일 높이가 고정부에서 최대 높이의 프로파일 높이의 2/3보다 낮도록 고정부로부터 중심으로 연속적으로 감소한다. 중심 플랜지는 고정부에서보다 중심에서 더 넓으며, 비임의 중심으로부터 고정부로 연장되는 세장형 함몰부(16) 형태의 보강재(stiffener)를 갖는다. 측면 플랜지는 고정부 사이의 영역에 곡선 엣지(26, 27)를 가지며, 측면 플랜지는 곡선 엣지의 시작부와 관련하여 횡방향 주름부를 갖는다.

Description

범퍼 비임{A BUMPER BEAM}

본 발명은 차량용 활 모양 범퍼 비임에 관한 것이다.

일반적으로, 배리어에 대한 충돌시 범퍼 비임의 붕괴가 지연되도록 범퍼 비임을 강성이 되게 하는 노력이 있다. 그러나 특히 후방 범퍼에 대해서 가장 일반적인 사고는 주차장에서 얇은 기둥에 부딪히는 것이다. 배리어에 대한 충돌시 강한 범퍼 비임은 차량의 중심에 인접하여 타격을 가하는 얇은 기둥에 부딪힐 때 무너질 것이 아니라, 국부적으로 붕괴되어 구부러질 것이다. WO 00/66400은 중심을 향해 감소되는 웨브 높이를 갖는 범퍼 비임을 공개한다.

본 발명의 목적은 다양한 유형의 충돌시 에너지를 충분히 흡수하도록 안정된(balanced) 범퍼 비임을 제공하는 것이다.

이러한 목적은 중심 플랜지, 2개의 웨브, 및 측면 플랜지를 갖춘 모자형 프로파일(hat profile)을 갖는 비임으로서, 이 비임이 측면에 고정부를 가지며, 이 측면에서 중심 플랜지가 외부를 향하는 상태로 차량에 비임을 고정시키는 고정 영역을 측면 플랜지가 형성하고, 비임의 프로파일 높이는 프로파일 높이가 고정부에서 최대 높이의 프로파일 높이의 2/3보다 낮도록 고정부로부터 중심으로 활 모양으로 감소하며, 중심 플랜지가 고정부에서보다 중심에서 더 넓으며, 바람직하게는 중심 플랜지가 고정부들 사이의 길이의 1/2 이상에 걸쳐서 고정부에서의 폭보다 더 넓으며, 보다 바람직하게는 중심 플랜지가 고정부들 사이에서 실질적으로 전체 길이에 걸쳐서 고정부에서의 폭보다 더 넓고, 비임의 중심으로부터 고정부로 연장되는 세장형 함몰부 형태의 보강재를 갖는 비임으로 이루어진다.

바람직하게, 측면 플랜지는 고정부 사이에 비임을 보강하는 곡선 엣지(bent edges)를 갖는다.

모자형 비임은 개방된 횡단면을 가지며, 즉 모자형 비임은 덮개가 없으며, 측면 플랜지들을 함께 연결하는 다른 부재를 갖지 않는 것이 바람직하지만 반드시 그런 것은 아니다.

본 발명에 따른 범퍼 비임은 중간 충돌 박스(intermediate crash boxes) 없이 차량의 지지 부재에 적합하게 고정될 수 있다.

도면은 본 발명의 실시예의 예시인 범퍼 비임을 도시한다.

도 1은 범퍼 비임의 사시도이고,

도 2는 도 1의 범퍼 비임의 정면도이며,

도 3은 도 1의 범퍼 비임의 일단부의 사시도이며,

도 4는 도 3의 선(10) 둘레의 범퍼 비임의 작은 부분을 확대한 사시도이며,

도 5 내지 도 13은 도 3의 각각의 선(5 내지 13)에 의해 지시된 바에 따른 횡단면도이다.

도면에 도시된 범퍼 비임은 금속으로 제조된다. 적합하게 범퍼 비임은 이른바 프레스 경화(press hardening) 프로세스 시 단일 단계에서 열간 스탬핑(hot stamped) 및 경화되는, 경화 가능한 강판으로 제조될 수 있다. 강은 고강도 강이며, 900Mpa(N/㎟)을 넘는, 예를 들면 1100 또는 1200Mpa을 넘는 항복점을 가질 수 있다.

범퍼 비임은 중심 플랜지(11), 2개의 웨브(12, 13) 및 2개의 측면 플랜지(14, 15)를 갖춘 활 모양의 개방된 (모자형 프로파일을 갖는) 모자형 비임이며, 개방된 횡단면을 갖는다. 웨브 및 중심 플랜지는 모자형 비임의 크라운(crown)을 형성한다. 중심 플랜지의 중심부는 함몰부(16)의 형태인 세장형 보강재를 가지며, 함몰부(16)는 30cm 이상이다. 함몰부는 범퍼 비임의 길이의 1/5 이상 내지 1/2 미만에 걸쳐서 연장될 수 있다. 이러한 함몰부는 도시된 것보다 더 깊을 수 있으며, 극단적인 경우 비임이 이중 모자형의 프로파일을 갖도록 매우 깊을 수 있다. 대안적으로 하나의 넓은 함몰부 대신 2개의 좁은 함몰부가 사용될 수 있다.

비임은 측면에 고정부(20, 21)를 가지고, 상기 측면에는 외부를 향하는 중심 플랜지를 가지고 차량에 비임을 고정시킬 수 있도록 측면 플랜지에 고정 영역(30 내지 33)이 형성된다. 예를들어 비임은, 측면 플랜지가 평탄부(30 내지 33)를 갖고 하나의 동일한 평면에 놓여 평탄부에 구멍(22, 23, 24)을 갖는, 2개의 고정부(20, 21)를 가져서, 2개의 고정부가 차량상의 고정 플레이트에 나사에 의해 고정될 수 있다. 횡단면(4 내지 13)으로부터 볼 수 있는 바와 같이, 웨브(12, 13)는 고정부에 대한 최상부 및 중심의 최하부를 갖는다. 중간부의 프로파일 높이는 최고 프로파일 높이의 2/3 미만이어야 하며, 바람직하게는 최고 프로파일 높이의 1/2 미만이어야 한다.

측면 플랜지(14, 15)는 고정부(20, 21)들 사이에 끊임없이 곡선 엣지(26, 27)를 갖는 반면, 측면 플랜지는 고정부에 곡선 엣지를 갖지 않는다. 곡선 엣지는 비임을 보다 강성으로 만들며, 보다 우수한 변형 특성을 제공한다. 비임의 프로파일은 하나의 동일한 비율로 도시되며 자체 설명적인 횡방향 섹션(5 내지 13)으로부터 볼 수 있다. 웨브(12, 13)는 변형을 제어하기 위해 다소 볼록하다. 본 발명에 따른 범퍼 비임의 도시된 예시에서, 비임은 단면이 다소 비대칭이며, 이는 실제 차량 설계로 인한 것이므로 보다 상세히 설명하지 않는다. 다수의 구멍 및 리세스 또한 차량 설계에 따라 좌우되므로 상세히 설명하지 않는다. 이들은 예를 들면 예인 아일릿(towing eyelet)이 비임을 통과할 수 있거나, 장착부에 비임을 위치시키도록 구성될 수 있다.

도 4로부터 가장 잘 도시된 바와 같이, 측면 플랜지(14, 15)의 평탄부(30 내지 33)와, 곡선 엣지(26, 27)를 갖춘 측면 플랜지의 중심부 사이의 모든 변이부에서, 측면 플랜지는 횡방향 주름부(29)를 갖는다. 곡선 엣지의 시작부에 연결되는 이들 주름부(29)는, 비임이 충돌시 구부러질 때 용이하게 평탄화될 수 있으며, 따라서 주름부는 측면 플랜지의 이들 민감한 부분에 국부적인 장력을 감소시키며, 그에 따라 균열 성향을 감소시킨다.

중심에 더 가까울수록 범퍼의 좌굴이 더 해로운데, 이는 중앙부에서 모멘트가 최고이기 때문이다. 프로파일이 강하여 구부러지지 않을 경우, 얇은 기둥은 프로파일을 좌굴시켜 고속으로 붕괴시킬 것이다. 비임의 중심을 향하여 감소되는 프로파일 높이를 가짐으로써 프로파일이 보다 탄력적이 되는 경우, 좌굴 성향이 감소될 것이며, 좌굴은 지연되어 차량에 대한 비임의 동작이 감소될 것이다. 함몰부(16)는 중앙부에서 프로파일의 국부 좌굴에 대한 강도를 증가시키지만, 항복을 저지하지는 않는다. 배리어에 대한 충돌시, 비임은 감소된 특성(reduced properties)을 가질 것이지만, 본 발명에 따라서 다양한 종류의 충돌에 대한 특성들 사이의 최적의 절충이 이루어질 것이며, 대체로 보다 우수한 특성이 얻어질 것이다.

전술한 비임은 적합하게 붕소 합금강으로 열간 스탬핑되고 경화되는 강판으로 제조될 수 있다. 대안적으로, 비임은 고강도 냉간 성형 강으로 냉간 성형됨으로써 제조될 수 있다. 비임은 도시된 바와 같이 반드시 기능상 개방된 프로파일일 필요는 없지만 측면 플랜지들이 함께 연결되는 부재를 가질 수 있다. 또한, 비임은 예를 들면 알루미늄과 같이 강이 아닌 다른 금속으로 제조될 수 있다.

Claims (10)

1. 차량용 범퍼 비임에 있어서,

   상기 비임이 중심 플랜지(11), 2개의 웨브(12, 13), 및 측면 플랜지(14, 15)를 갖춘 모자형 프로파일을 가지며,

   상기 비임은 측면에 고정부(20, 21)를 가지고, 상기 측면에는 외부를 향하는 상기 중심 플랜지를 가지고 상기 차량에 상기 비임을 고정시킬 수 있도록 측면 플랜지가 고정 영역(30 내지 33)을 형성하며,

   상기 비임의 프로파일 높이가 상기 고정부로부터 중심을 향하여 활 모양으로 감소되어, 상기 중앙부에서의 프로파일 높이가 상기 고정부에서 최고 프로파일 높이의 2/3보다 낮으며,

   상기 중심 플랜지가 상기 고정부에서보다 상기 중심에서 더 넓고, 상기 비임의 중심으로부터 상기 고정부를 향하여 연장되는 세장형 함몰부(16)의 형태인 보강재를 갖는 것을 특징으로 하는

   차량용 범퍼 비임.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 비임의 중간에서 상기 프로파일 높이가 상기 고정부(20, 21)의 프로파일 높이의 1/2보다 낮은 것을 특징으로 하는

   차량용 범퍼 비임.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 보강재의 함몰부(16)의 길이가 30cm이상인 것을 특징으로 하는

   차량용 범퍼 비임.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 보강재의 함몰부(16)가 상기 비임의 길이의 1/5 이상 내지 1/2 미만에 걸쳐서 연장되는 것을 특징으로 하는

   차량용 범퍼 비임.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 중심 플랜지가 상기 고정부들 사이의 길이의 1/2 이상에 걸쳐서 상기 고정부에서의 폭보다 더 넓은 것을 특징으로 하는

   차량용 범퍼 비임.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 중심 플랜지가 상기 고정부들 사이에서 실질적으로 전체 길이에 걸쳐서 상기 고정부에서의 폭보다 더 넓은 것을 특징으로 하는

   차량용 범퍼 비임.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 측면 플랜지가 상기 고정부들 사이의 영역에 곡선 엣지(26, 27)를 갖는 것을 특징으로 하는

   차량용 범퍼 비임.
8. 제 5 항에 있어서,

   상기 측면 플랜지(14, 15)가 상기 고정부(20, 21)에 곡선 엣지를 갖지 않는 것을 특징으로 하는

   차량용 범퍼 비임.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 측면 플랜지(14, 15)가 상기 측면 플랜지의 곡선 엣지(26, 27)의 시작부에 연결되는 횡방향 주름부(29)를 갖는 것을 특징으로 하는

   차량용 범퍼 비임.
10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

    개방된 모자형 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는

    차량용 범퍼 비임.

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