KR101286683B1 - 차량용 범퍼빔 - Google Patents

Abstract

차량용 범퍼빔이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔은 마그네슘 합금판재를 소재로 하며, 일정 곡률을 형성하여 전방을 향하는 전면과, 상기 전면의 상측과 하측으로부터 동일한 직각방향으로 각각 성형 모서리부를 형성하면서 절곡 성형되고 각 선단에는 수직방향을 향하는 플랜지를 형성하는 상면 및 하면으로 구성되는 차량용 범퍼빔에 있어서, 상기 전면의 중앙에는 범퍼빔의 길이방향을 따라 후방을 향하는 일정깊이의 홈부를 형성하고, 상기 홈부의 내면은 양 단부까지 열처리되며, 양 단부에서는 전체로 확장되어 열처리된 열처리부를 형성한다.

Description

차량용 범퍼빔{A BUMPER BEAM FOR VEHICLES}

본 발명은 차량용 범퍼빔에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마그네슘 합금판재를 소재로 하는 범퍼빔의 전면에 대하여 설정패턴의 열처리로 전방충돌강성을 향상시킨 차량용 범퍼빔에 관한 것이다.

일반적으로 차량에서의 범퍼유닛는 자동차가 다른 자동차나 고정체와의 충돌시, 그 충격을 흡수하여 승객의 안전을 도모하며, 동시에 차체의 변형을 최소화 할 수 있도록 차체 전,후방에 구성되는 완충장치이다.

도 1에서 도시한 바와 같이, 상기한 범퍼유닛(100)은 차량의 전,후방에서 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔(101)이 양측 스테이(103)를 통하여 차체측 사이드 멤버(111)에 장착되고, 상기 범퍼빔(101)의 전방에는 충격력을 흡수하는 충격 흡수재(107)가 구성되며, 상기 범퍼빔(101)과 충격 흡수재(107)는 범퍼커버(109)에 의해 커버된다.

상기 충격 흡수재(107)는 에너지 업소버라고도 하며, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 범퍼빔(101)의 전면에 대응하여 부착된 상태로, 상기 범퍼커버(109)에 의해 커버된 상태로 설치된다.

이러한 범퍼유닛(100)은 차량의 전방 충돌 시, 충격에 의하여 충격 흡수재(107)와 범퍼빔(101)이 변형되면서 충격에너지를 흡수한 후, 스태이(103)를 통하여 프론트 사이드 멤버(111) 등의 차체에 최소한의 충격이 전달되도록 하는 역할을 수행한다.

한편, 최근에는 북중미 등에서 차체 경량화를 목적으로 마그네슘 합금판재를 차체에도 적용하는 추세이며, 상기한 범퍼빔에도 마그네슘 합금판재가 온간 프레스 성형기술을 통하여 적용되고 있다.

마그네슘 합금판재(Magnesium Alloy Sheet)는 HCP(Hexagonal Closed Packed Structure) 결정구조로써, 알루미늄보다 금속조직의 밀도가 낮아 경량재질로서 철이나 알루미늄을 대체할 신소재로 주목받고 있으며, 상온에서 성형이 어렵고 고온영역(200℃ 이상)에서 성형이 가능하며 온간 프레스 성형 공법이 적용된다.

도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 범퍼빔(101)은 마그네슘 합금판재를 이용하여 온간 프레스 성형되며, 전체적으로 "ㄷ"자 형상의 단면을 가지고, 상단과 하단에 수직방향을 향하는 플랜지(F)를 연장하여 구성한다. 또한, 전면(113)에는 후방을 향하는 홈부(115)를 성형하여 길이방향에 대한 강성을 보강하는 구조를 갖는다.

그러나 이러한 종래 기술에 따른 범퍼빔(101)은 열 전도성이 우수하고, 고온에서의 피로, 성형성 등이 우수한 마그네슘 합금판재로 제작되기는 하나, 동일 강성을 갖는 단일재질로서 일정 곡률을 갖는 곡선형의 성형빔으로만 형성되기 때문에 충돌 변형 시에 변형 방향성이 불규칙하여 충격에너지의 흡수 및 분산 능력을 예측하기 어려우며, 최근 강화되고 있는 충돌법규를 만족시키기 어려운 문제점이 있다.

본 발명의 실시 예는 마그네슘 합금판재를 소재로 하여 전면에 대하여 절곡 성형된 상면과 하면을 갖는 범퍼빔에 대하여 그 전면에 길이방향을 따라 설정패턴으로 열처리를 진행하여 차량의 충돌 시의 전방충돌강성을 증대시키고, 충돌에너지의 흡수 및 분산이 안정적으로 이루지도록 하는 차량용 범퍼빔을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 일정 곡률을 형성하여 전방을 향하는 전면과, 상기 전면의 상측과 하측으로부터 동일한 직각방향으로 각각 성형 모서리부를 형성하면서 절곡 성형되고 각 선단에는 수직방향을 향하는 플랜지를 형성하는 상면 및 하면으로 구성되는 차량용 범퍼빔에 있어서, 상기 전면에는 중앙에 길이방향을 따라 일정 폭의 띠 모양으로 열처리되고, 양 단부에서 확장되어 열처리되는 열처리부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔을 제공할 수 있다.

또한, 상기 열처리부는 상기 전면의 중앙에 길이방향을 따라 후방을 향하는 홈부를 일정깊이로 형성하고, 상기 홈부의 내면에 형성될 수 있다.

또한, 상기 열처리부는 레이저빔에 의해 열처리될 수 있다.

또한, 상기 열처리부는 고주파 유도 가열에 의해 열처리될 수 있다.

또한, 상기 범퍼빔은 마그네슘 합금판재를 소재로 하여 온간 프레스 성형될 수 있다.

본 발명의 실시 예는 마그네슘 합금판재를 소재로 하여 전면으로부터 절곡 성형된 상면과 하면을 갖는 범퍼빔에 대하여, 그 전면에 길이방향을 따라 설정패턴으로 레이저빔 또는 고주파 유도 가열을 이용하여 열처리함으로써, 전면의 강성을 길이방향을 따라 국부적으로 보강하여 차량의 전방충돌강성을 증대시키고, 충돌에 의한 변형시 안정적인 변형을 유도하고, 이로 인해 이상적인 충돌에너지의 흡수 및 분산을 가능하게 하여 충돌흡수성능을 더욱 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 차량용 범퍼유닛의 분해 사시도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 차량용 범퍼유닛에 적용되는 범퍼빔과 충격 흡수재의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔의 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으며, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔의 정면도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔의 단면도이다.

도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔이 적용되는 범퍼유닛은 차량의 전,후방에서 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔(1)이 후방 양측의 스테이(20)를 통하여 차체측 사이드 멤버(미도시)에 장착되고, 상기 범퍼빔(1)의 전방에는 충격력을 흡수하는 충격 흡수재가 배치되어 범퍼커버(미도시)에 의해 감싸여 구성된다.

여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔(1)은 마그네슘 합금판재를 소재로 하여 온간 프레스 성형에 의해 구성된다.

도 5를 참조하면, 상기 범퍼빔(1)은 전면(3)과, 상기 전면(3)에 대하여 동일 직각방향으로 상면(7)과 하면(9)이 형성되어 전체적으로 "ㄷ"자 형상의 구조를 갖는다.

상기 전면(3)은 일정 곡률을 형성하여 전방을 향하고, 상기 상면(7)과 하면(9)은 상기 전면(3)의 상측과 하측으로부터 동일한 직각방향으로 각각 곡면의 성형 모서리부를 형성하면서 절곡 성형된다.

또한, 상기 상면(7)과 하면(9)은 각 선단에 수직방향을 향하여 플랜지(F)가 형성되고, 상기 전면(3)의 중앙에는 범퍼빔(1)의 길이방향을 따라 후방을 향하는 홈부(5)가 일정깊이로 형성된다.

그리고 상기 전면(3)에는 중앙에 길이방향을 따라 일정 폭의 띠 모양으로 열처리됨과 동시에, 양 단부에서 확장되어 열처리되는 열처리부(HT)가 형성된다.

이때, 상기 열처리부(HT)는 상기 전면의 중앙에 길이방향을 따라 형성되는 홈부(5)의 내면에 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

여기서, 상기 열처리부(HT)는 레이저빔을 열원으로 하여 열처리될 수 있으며, 유도가열에 의해 열처리될 수 있다.

상기 열처리부(HT)는 상기 레이저빔을 열원으로 하는 경우, 비 초점구간 즉, 전도용접구간의 레이저빔을 이용할 수 있으며, 유도가열의 경우에는 고주파 유도 가열기를 이용할 수 있다.

이러한 열처리부(HT)는 열원에 의해 금속조직의 풀림 온도까지 가열된 후, 냉각됨으로써, 내부 응력이 제거되고, 표면개질이 고강성, 고경도의 특성을 띠게 된다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 차량용 범퍼빔(1)은 전면(3)의 중앙에 길이방향을 따라 띠 모양으로 열처리부(HT)가 형성되어 단면방향으로 강성이 증대되며, 이로 인해 전방 충돌에 의한 충격에너지의 전달 및 흡수 성능이 향상된다.

이에 따라 차량용 범퍼빔(1)의 경량화를 위하여, 박판의 마그네슘 합금판재를 온간 프레스 성형하여 동일 강성을 갖는 단일재질의 범퍼빔(1)으로 제작하여도 전면(3)의 길이방향을 따라 열처리부(HT)를 형성하여 전체적인 강성이 향상된 범퍼빔(1)을 제공할 수 있다.

이와 같이, 전면(3)의 길이방향으로 열처리부(HT)를 갖는 범퍼빔(1)은 일정 곡률을 갖는 곡선형의 특성으로 인한 강성과 함께 열처리부(HT)를 통한 강성보강으로 충돌 변형 시에 안정적인 변형패턴을 유도하며, 이상적인 충돌에너지의 흡수 및 분산을 유도한다.

이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

1: 범퍼빔 3: 전면
5: 홈부 7: 상면
9: 하면 HT: 열처리부

Claims (8)

1. 일정 곡률을 형성하여 전방을 향하는 전면과, 상기 전면의 상측과 하측으로부터 동일한 직각방향으로 각각 성형 모서리부를 형성하면서 절곡 성형되고 각 선단에는 수직방향을 향하는 플랜지를 형성하는 상면 및 하면으로 구성되는 차량용 범퍼빔에 있어서,
   상기 전면에는
   중앙에 길이방향을 따라 일정 폭의 띠 모양으로 열처리되고, 양 단부에서 확장되어 열처리되는 열처리부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔.
2. 제1항에 있어서,
   상기 열처리부는
   상기 전면의 중앙에 길이방향을 따라 후방을 향하는 홈부를 일정깊이로 형성하고, 상기 홈부의 내면에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔.
3. 제1항에 있어서,
   상기 열처리부는
   레이저빔에 의해 열처리되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔.
4. 제1항에 있어서,
   상기 열처리부는
   고주파 유도 가열에 의해 열처리되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔.
5. 제1항에 있어서,
   상기 범퍼빔은
   마그네슘 합금판재를 소재로 하여 온간 프레스 성형되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔.
6. 마그네슘 합금판재를 소재로 하며, 일정 곡률을 형성하여 전방을 향하는 전면과, 상기 전면의 상측과 하측으로부터 동일한 직각방향으로 각각 성형 모서리부를 형성하면서 절곡 성형되고 각 선단에는 수직방향을 향하는 플랜지를 형성하는 상면 및 하면으로 구성되는 차량용 범퍼빔에 있어서,
   상기 전면의 중앙에는
   범퍼빔의 길이방향을 따라 후방을 향하는 일정깊이의 홈부를 형성하고, 상기 홈부의 내면은 양 단부까지 열처리되며, 양 단부에서는 전체로 확장되어 열처리된 열처리부를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔.
7. 제6항에 있어서,
   상기 열처리부는
   레이저빔을 열원으로 하여 열처리되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔.
8. 제6항에 있어서,
   상기 열처리부는
   고주파 유도 가열에 의해 열처리되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔.

Images