KR101328396B1 - 차량용 범퍼빔 유닛 - Google Patents

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Abstract

차량용 범퍼빔 유닛이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛은 길이방향을 따라 일정곡률로 벤딩 성형되어 사각의 곡선관 형상으로 구성되는 범퍼빔; 선단의 상측 및 하측에 장착단을 연장 형성하여 상기 범퍼빔의 양 측방 후측에 각각 상기 상측 및 하측의 장착단을 통하여 끼워진 상태로 체결되는 양측 스태이; 상기 양측 스태이의 각 후단에 용접되는 장착 플레이트; 및 외형이 후방에서 전방으로 넓어지면서 상기 범퍼빔의 외측방향으로 휘어지는 형상의 압출 관재로 형성되며, 내부 공간부에는 다수개의 격막을 형성하여 상기 범퍼빔과 장착 플레이트 사이를 지지하는 사이드 브라켓을 포함한다.

Description

차량용 범퍼빔 유닛{A BUMPER BEAM UNIT FOR VEHICLES}
본 발명은 차량용 범퍼빔 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 알루미늄 압출 성형으로 이루어지는 범퍼빔과 스태이를 상호 조립하되, 범퍼빔의 양 측부 강성을 보강하여 옵셋 충돌 성능을 향상시키는 차량용 범퍼빔 유닛에 관한 것이다.
일반적으로 차량에서의 범퍼는 자동차가 다른 자동차나 고정체와의 충돌 시, 그 충격을 흡수하여 승객의 안전을 도모하며, 동시에 차체의 변형을 최소화 할 수 있도록 차체 전,후방의 소정 부위에 설치되는 완충장치이다.
도 1에서 도시한 바와 같이, 상기한 범퍼(100)는 차량의 전,후방에서 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔(101)의 후방 양측에 스태이(103)가 장착되어 차체측 사이드 멤버(111)에 장착되는 범퍼빔 유닛(105)과, 상기 범퍼빔(101)의 전방에 배치되어 충격력을 흡수하는 에너지 업소버(107), 그리고 상기 범퍼빔(101)과 에너지 업소버(107)를 감싸는 범퍼 커버(109) 등으로 이루어진다.
상기한 종래의 범퍼빔 유닛(105)은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 범퍼빔(101)의 후방 양측에 스태이(103)가 체결된 상태로, 차체 측의 사이드 멤버(111)에 조립되는데, 상기 범퍼빔(101)은 최근 차량의 경량화 추세에 맞추어 스틸보다 경량 소재인 알루미늄 압출재를 적용하여 제작되고, 상기한 스태이(103) 역시, 알루미늄 압출재로 제작되는 추세이다.
그런데, 상기 알루미늄 압출재로 제작되는 범퍼빔(101)과 스태이(103)는 상호 조립을 위하여 레이저 용접을 적용하는 경우, 알루미늄 소재가 갖는 물리적 특성 상, 레이저빔이 초점구간에서 집적되는 순간, 표면의 온도제어가 어렵고, 이로 인해 용접부에 기공이나 크랙을 유발할 가능성이 많다는 문제점이 있어, 통상은 볼트(B) 체결 등의 기계적인 조립법으로 상호 조립하게 된다.
즉, 종래의 범퍼빔(101)과 스태이(103)를 기계적 조립법으로 상호 체결하기 위해서는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 양측 스태이(103)의 선단부 상측과 하측에 각각 장착단(200)을 연장 형성하고, 상측 및 하측 장착단(200) 사이에는 상기 범퍼빔(101)을 끼운 상태로, 상기 상측 및 하측 장착단(200)과 상기 범퍼빔(101)의 상면과 하면 사이에 볼트(B)와 너트(미도시)로 체결하여 조립하였다.
그러나 상기한 종래의 차량용 범퍼빔 유닛은 범퍼빔(101)과 스태이(103)의 조립부 강성이 취약하여 특히 옵셋 충돌 시, 범퍼빔(101)이 붕괴되면서 범퍼빔(101)으로부터 전달되는 충격에너지 중, 상기 양측 스태이(103)에 회전모멘트로 전달되는 힘의 성분을 각각 2개의 볼트 체결 지점에서만 감당해야 하며, 이로 인해 범퍼빔(101)과 양측 스태이(103)의 각 조립부가 쉽게 변형되어 충격에너지의 분산 및 흡수 성능이 떨어지는 단점이 있다.
본 발명의 실시 예는 알루미늄 압출 성형으로 이루어지는 범퍼빔과 스태이를 상호 조립 시, 범퍼빔과 스태이 사이의 외측방에 별도의 사이드 브라켓을 추가하여 범퍼빔의 양 측부 강성을 보강하고, 안정적으로 충격에너지 흡수를 유도하여 옵셋 충돌 성능을 향상시키는 차량용 범퍼빔 유닛을 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 길이방향을 따라 일정곡률로 벤딩 성형되어 사각의 곡선관 형상으로 구성되는 범퍼빔; 선단의 상측 및 하측에 장착단을 연장 형성하여 상기 범퍼빔의 양 측방 후측에 각각 상기 상측 및 하측의 장착단을 통하여 끼워진 상태로 체결되는 양측 스태이; 상기 양측 스태이의 각 후단에 용접되는 장착 플레이트; 및 외형이 후방에서 전방으로 넓어지면서 상기 범퍼빔의 외측방향으로 휘어지는 형상의 압출 관재로 형성되며, 내부 공간부에는 다수개의 격막을 형성하여 상기 범퍼빔과 장착 플레이트 사이를 지지하는 사이드 브라켓을 포함하는 차량용 범퍼빔 유닛을 제공할 수 있다.
또한, 상기 사이드 브라켓의 외형은 상기 범퍼빔의 후면에 접촉되는 전방단; 상기 스태이의 외측면에 접촉되는 내측단; 상기 장착 플레이트에 접촉되어 조립되는 후방단; 및 상기 후방단과 전방단을 외측에서 연결하는 외측단을 포함하여 성형될 수 있다.
또한, 상기 사이드 브라켓의 외형은 상기 범퍼빔과 스태이 사이에 공간을 형성하며, 상기 전방단과 내측단을 연결하는 연결단을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 외측단은 상기 후방단에서 전방단 방향으로 상기 범퍼빔의 외측을 향하여 휘어지는 곡선면으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 다수개의 격막은 상기 내부 공간부 중앙에서 서로 연결되어 상기 외측단, 전방단, 및 내측단을 각각 연결하는 3개의 격막으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 사이드 브라켓은 상기 후방단과 장착 플레이트 사이에 억지끼움에 의해 조립하기 위한 끼움수단을 포함할 수 있다.
또한, 상기 끼움수단은 상기 장착 플레이트 상에 상하방향으로 형성되는 끼움단; 상기 끼움단이 억지끼워지도록 상기 사이드 브라켓의 후방단에 상하방향으로 형성되는 끼움홈으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 사이드 브라켓은 상기 전방단의 선단이 상기 범퍼빔의 후면에 용접되어 고정될 수 있다.
본 발명의 실시 예는 알루미늄 압출 성형으로 이루어지는 범퍼빔과 스태이를 상호 조립 시, 범퍼빔과 스태이 사이의 외측방에 별도의 사이드 브라켓을 추가하여 범퍼빔과 장착 브라켓 사이를 지지하도록 하여 범퍼빔의 양 측부 강성을 보강하고, 충격에너지를 안정적으로 흡수 유도하여 옵셋 충돌 성능을 향상시킨다.
즉, 종래의 범퍼빔과 스태이의 조립부 강성이 취약한 구조로부터, 차량의 옵셋 충돌 시, 범퍼빔이 붕괴되면서 범퍼빔으로부터 전달되는 충격에너지 중, 스태이에 회전모멘트로 전달되는 힘의 성분이 볼트 체결 지점과 함께, 사이드 브라켓에서도 감당하게 됨으로 범퍼빔의 양 측부에서 충격에너지의 분산 및 흡수 성능이 향상된다.
도 1은 일반적인 차량용 범퍼빔 유닛의 분리 사시도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 조립 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 조립 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛에 적용되는 사이드 브라켓의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 부분 확대 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛에 작용하는 옵셋 충돌 시의 충격에너지의 흡수경로를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 조립 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛에 적용되는 사이드 브라켓의 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 부분 확대 평면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛(1)은 범퍼빔(11), 2개의 스태이(21), 2장의 장착 플레이트(31), 및 2개의 사이드 브라켓(41)으로 구성된다.
상기의 범퍼빔(11), 스태이(21), 장착 플레이트(31), 및 사이드 브라켓(41)은 알루미늄을 소재로 압출 성형에 의해 제작되는 알루미늄 압출재로 이루어지며, 각각의 설정된 길이로 절단하여 제작된다.
상기 범퍼빔(11)은 그 길이방향을 따라 일정곡률로 벤딩 성형되어 사각의 곡선관 형상을 갖는다.
그리고 상기 스태이(21)는 상기 범퍼빔(11)의 양 측방 후측에 각각 조립된다.
즉, 상기 스태이(21)는 선단부 상측과 하측에 각각 장착단(23)을 연장 형성하고, 상측 및 하측 장착단(23) 사이의 공간을 이용하여 상기 범퍼빔(11)의 양 측방 후측에 끼워진 상태로, 상기 상측 및 하측 장착단(23)과 상기 범퍼빔(11)의 상면과 하면 사이에 볼트(B)로 체결되어 조립된다.
그리고 상기 장착 플레이트(31)는 상기 각 스태이(21)의 후단에 각각 용접되어 차체의 사이드 멤버(미도시)에 각 스태이(21)를 조립할 수 있도록 해준다.
한편, 도 4를 참조하면, 상기 사이드 브라켓(41)은 외형이 후방에서 전방으로 넓어지면서 범퍼빔(11)의 외측으로 휘어지는 형상의 압출 관재로 형성된다.
도 4와 도 5를 참조하면, 이러한 사이드 브라켓(41)의 외형은 상기 범퍼빔(11)의 후면에 접촉되는 전방단(42), 상기 스태이(21)의 외측면에 접촉되는 내측단(43), 상기 장착 플레이트(31)에 접촉되어 조립되는 후방단(44), 상기 후방단(44)과 전방단(42)을 외측에서 연결하는 외측단(45), 및 상기 범퍼빔(11)과 스태이(21) 사이에 공간을 형성하며, 상기 전방단(42)과 내측단(43)을 연결하는 연결단(46)으로 형성된다.
여기서, 상기 외측단(45)은 후방단(44)과 전방단(42)의 외측을 연결하며, 범퍼빔(11)의 외측을 향하여 휘어지는 곡선면으로 형성된다.
또한, 상기 사이드 브라켓(41)은 내부 공간부에 중앙에서 서로 연결되어 상기 외측단(45), 전방단(42), 및 내측단(43)을 각각 연결하는 3개의 격막(47)을 갖는다.
그리고 상기 사이드 브라켓(41)은 후방단(44)과 상기 장착 플레이트(31) 사이에 끼움수단(51)을 형성하여 억지끼움에 의해 서로 조립되고, 상기 전방단(42)의 선단은 범퍼빔(11)의 후면에 용접되어 고정된다.
또한, 도 4를 참조하면, 상기 끼움수단(51)은 상기 장착 플레이트(31) 상에 상하방향으로 끼움단(53)을 형성하고, 상기 사이드 브라켓(41)의 후방단(44)에는 상기 끼움단(53)이 억지끼움되도록 상하방향으로 끼움홈(55)을 형성하여 구성된다.
따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 차량용 범퍼빔 유닛(1)은 알루미늄 압출 성형으로 이루어지는 범퍼빔(11)과 스태이(21)를 상호 조립 시, 범퍼빔(11)과 스태이(21) 사이의 외측방에 별도의 사이드 브라켓(41)을 추가하여 범퍼빔(11)과 장착 브라켓(31) 사이에 지지구조를 형성함으로써, 범퍼빔(11)의 양 측부 강성을 보강하고, 특히, 차량의 옵셋 충돌 시, 충격에너지(E)를 안정적으로 흡수 유도하여 옵셋 충돌 성능을 향상시킨다.
구체적으로, 도 6을 참조하면, 차량의 옵셋 충돌 시, 범퍼빔(11)이 붕괴되면서 범퍼빔(11)으로부터 전달되는 충격에너지(E) 중에서, 각 스태이(21)에 회전모멘트로 전달되는 힘의 성분이 볼트 체결 지점과 함께, 사이드 브라켓(41)으로 흡수되어 범퍼빔(11)의 양 측부에서 충격에너지(E)가 분산되어 흡수된다.
1: 범퍼빔 유닛 11: 범퍼빔
21: 스태이 23: 장착단
31: 장착 플레이트 41: 사이드 브라켓
42: 전방단 43:내측단
44:후방단 45:외측단
46: 연결단 47:격막
51： 끼움수단 53： 끼움단
55： 끼움홈

Claims (8)

  1. 길이방향을 따라 일정곡률로 벤딩 성형되어 사각의 곡선관 형상으로 구성되는 범퍼빔; 선단의 상측 및 하측에 장착단을 연장 형성하여 상기 범퍼빔의 양 측방 후측에 각각 상기 상측 및 하측의 장착단을 통하여 끼워진 상태로 체결되는 양측 스태이; 상기 양측 스태이의 각 후단에 용접되는 장착 플레이트; 및 외형이 후방에서 전방으로 넓어지면서 상기 범퍼빔의 외측방향으로 휘어지는 형상의 압출 관재로 형성되며, 내부 공간부에는 다수개의 격막을 형성하여 상기 범퍼빔과 장착 플레이트 사이를 지지하는 사이드 브라켓을 포함하며,
    상기 사이드 브라켓의 외형은 상기 범퍼빔의 후면에 접촉되는 전방단; 상기 스태이의 외측면에 접촉되는 내측단; 상기 장착 플레이트에 접촉되어 조립되는 후방단; 및 상기 후방단과 전방단을 외측에서 연결하는 외측단을 포함하여 성형되고,
    상기 사이드 브라켓은 상기 후방단과 장착 플레이트 사이에 억지끼움에 의해 조립하기 위한 끼움수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 사이드 브라켓의 외형은
    상기 범퍼빔과 스태이 사이에 공간을 형성하며, 상기 전방단과 내측단을 연결하는 연결단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 외측단은
    상기 후방단에서 전방단 방향으로 상기 범퍼빔의 외측을 향하여 휘어지는 곡선면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다수개의 격막은
    상기 내부 공간부 중앙에서 서로 연결되어 상기 외측단, 전방단, 및 내측단을 각각 연결하는 3개의 격막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 끼움수단은
    상기 장착 플레이트 상에 상하방향으로 형성되는 끼움단;
    상기 끼움단이 억지끼워지도록 상기 사이드 브라켓의 후방단에 상하방향으로 형성되는 끼움홈으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 사이드 브라켓은
    상기 전방단의 선단이 상기 범퍼빔의 후면에 용접되어 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
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