KR101398226B1 - 차량용 범퍼 스태이 유닛 - Google Patents

Abstract

차량용 범퍼 스테이 유닛이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 범퍼 스테이 유닛은 차체 측에 장착되는 외측 후방 관재; 상기 외측 후방 관재의 내부에 삽입되는 내측 후방 관재; 범퍼 빔에 연결되며, 상기 외측 후방 관재와 내측 후방 관재 사이에 억지끼움으로 끼워져 조립되는 전방 관재; 및 상기 외측 후방 관재와 상기 내측 후방 관재의 후단에 장착되며, 상기 차체 측에 조립되는 마운팅 브래킷을 포함한다.

Description

차량용 범퍼 스태이 유닛{Bumper stay unit for vehicle}

본 발명은 차량용 범퍼 스태이 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 억지끼움된 관재 사이에 발생하는 마찰력을 이용하여 충돌 에너지를 흡수하도록 하는 차량용 범퍼 스태이 유닛에 관한 것이다.

일반적으로 차량에서의 범퍼는 차량이 다른 차량이나 고정체와의 충돌 시, 그 충격을 흡수하여 승객의 안전을 도모하며, 동시에 차체의 변형을 최소화 할 수 있도록 차량의 전, 후방에 배치되는 완충 유닛이다.

상기와 같은 범퍼는 차량의 전, 후방에서 차폭 방향으로 배치되는 범퍼 빔의 후방 양측에 범퍼 스태이 유닛을 매개로 차체측 사이드 멤버에 장착되는 범퍼 빔 유닛과, 상기 범퍼 빔의 전방에 배치되어 충격력을 흡수하는 에너지 업소버, 그리고 상기 범퍼 빔과 에너지 업소버를 감싸는 범퍼 커버로 이루어진다.

도 1은 종래 기술에 따른 범퍼 스태이 유닛의 측면도이다.

도 1을 참조하면, 상기 범퍼 스태이 유닛(10)은 통상 "ㄷ"자 형상으로 프레스 성형되는 스태이 인너(11)와 스태이 아웃터(12)가 서로 조립되어 박스 형상을 이루며, 상기 스태이 인너(11)와 스태이 아웃터(12)는 스태이 브래킷(13)에 용접되어 구성된다.

상기 스태이 브래킷(13)은 상기 스태이 인너(11)와 스태이 아웃터(12)에 결합되는 범퍼 빔(미도시)을 차체측 사이드 멤버(14)에 장착하는 역할을 한다.

그리고 상기 스태이 인너(11)와 스태이 아웃터(12)에는 그 붕괴패턴을 일정하게 유도하도록 둘레에 다수개의 비드(15)가 형성된다.

상기와 같은 구조로 된 범퍼 스태이 유닛(10)은 범퍼 빔(미도시)을 차체의 사이드 멤버(14)에 장착한 상태로, 차량의 충돌 시, 범퍼 빔을 통해 전달되는 충돌 에너지에 의해 스태이 인너(11)와 스태이 아웃터(12)가 비드(15)에서부터 먼저 변형되면서 충돌 에너지를 흡수하게 된다.

도 2는 종래 기술에 따른 범퍼 스태이 유닛이 충격을 받을 때에 시간에 대한 합력의 그래프이다.

그러나 도 2를 참조하면, 차량의 전방 충돌 시에 충돌 에너지에 대한 범퍼 스태이 유닛(10)의 초기 충격 흡수력이 낮아 차체로 전달되는 초기 충격력이 너무 크게 나타나고, 시간이 경과할수록 점차적으로 감소하는 형태로 나타난다.

즉, 종래의 차량용 범퍼 스태이 유닛(10)은 초기 충돌 에너지 흡수 효과가 미비하여 차체측 사이드 멤버 등의 손상을 피할 수 없고, 이로 인해 탑승자의 상해치를 가중시키는 원인이 된다.

본 발명의 실시예는 직경이 서로 다른 관재를 억지끼움하여 관재 사이에 발생하는 마찰력과 소성 변형력으로 충돌흡수성능을 높이며, 특히 초기 충돌 에너지를 효과적으로 흡수하여 저속 충돌에 의한 차체의 손상을 최소화하고, 탑승자를 보다 안전하게 보호할 수 있는 차량용 범퍼 스태이 유닛을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 차체 측에 장착되는 외측 후방 관재;

상기 외측 후방 관재의 내부에 삽입되는 내측 후방 관재; 범퍼 빔에 연결되며, 상기 외측 후방 관재와 내측 후방 관재 사이에 억지끼움으로 끼워져 조립되는 전방 관재; 및 상기 외측 후방 관재와 상기 내측 후방 관재의 후단에 장착되며, 상기 차체 측에 조립되는 마운팅 브래킷을 포함하는 차량용 범퍼 스테이 유닛을 제공할 수 있다.

또한, 상기 전방 관재는 상기 외측 후방 관재와 상기 내측 후방 관재 사이로 삽입되면서 상기 전방 관재의 내주면과 외주면이 각각 상기 내측 후방 관재의 외주면과 상기 외측 후방 관재의 내주면 사이에 마찰이 발생하도록, 상기 전방 관재의 내경이 상기 내측 후방 관재의 외경보다 크지 않고, 상기 전방 관재의 외경이 상기 외측 후방 관재의 내경보다 작지 않게 설정될 수 있다.

또한, 상기 외측 후방 관재와 내측 후방 관재의 사이의 갭은 상기 전방 관재의 두께보다 작게 형성될 수 있다.

또한, 상기 외측 후방 관재의 선단은 상기 전방 관재의 후단이 끼워져 결합되도록 확관부를 형성할 수 있다.

또한, 상기 외측 후방 관재와 상기 내측 후방 관재는 적어도 1개소에 길이방향을 따라 내측으로 오목하게 비드를 형성할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼 스테이 유닛에 의하면, 직경이 서로 다른 전방 관재가 2개의 후방 관재 사이에 억지끼움방식으로 결합된 상태에서 차량의 충돌로 전달되는 충돌 에너지가 상기 전방 관재와 2개의 후방 관재 사이의 마찰력과 각 관재의 소성 변형력에 의해 흡수되어 초기 충돌 에너지를 효과적으로 흡수할 수 있으며, 특히, 저속 충돌에 의한 차체의 손상을 최소화할 수 있다.

또한, 충돌 에너지가 범퍼 스태이 유닛의 전체에 걸쳐서 고르게 분산되어 흡수되도록 함으로 충돌 에너지의 흡수율을 고르게 하며, 이로 인한 충돌 성능을 높이는 효과가 있다.

또한, 상기 2개의 후방 관재에 비드를 형성함에 따라 전방 관재와 2개의 후방 관재 사이의 마찰력을 증대할 수 있으며, 상기 비드의 개수와 깊이 및 폭과 같은 비드의 형상 변경을 통해 관재 사이의 마찰력을 조절할 수 있어 설계 자유도가 높은 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 범퍼 스태이 유닛의 측면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 범퍼 스태이 유닛이 충격을 받을 때에 시간에 대한 충격력의 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 범퍼 스태이 유닛의 측면도이다.
도 4는 도 3의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 범퍼 스태이 유닛이 충격을 받을 때의 변형도 및 시간에 대한 충격력의 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 범퍼 스태이 유닛의 측면도이다.
도 7은 도 6의 B-B 선에 따른 단면도이다.

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

단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 범퍼 스태이 유닛의 측면도이고, 도 4는 도 3의 A-A 선에 따른 단면도이다.

도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 범퍼 스테이 유닛(20)은 3개의 관재(21,22,23)와 마운팅 브래킷(24)을 포함한다.

상기 3개의 관재(21,22,23)는 차체 전방을 향하여 범퍼 빔(미도시)에 연결되는 전방 관재(21)와, 상기 전방 관재(21)와 끼워져 결합되는 2개의 후방 관재(22,23)로 구성된다.

상기 전방 관재(21)와 2개의 후방 관재(22,23)는 각각 중공의 파이프 형상을 갖는다.

상기 2개의 후방 관재(22,23)는 외측에 위치되는 외측 후방 관재(22)와, 이 외측 후방 관재(22)의 내부에 삽입되는 내측 후방 관재(23)로 이루어진다.

상기 전방 관재(21)는 상기 외측 후방 관재(22)의 내경과 상기 내측 후방 관재(23)의 외경에 따라 설정되어 상호간에 마찰력을 갖도록 사이즈가 결정된다.

즉, 상기 전방 관재(21)는 상기 외측 후방 관재(22)와 상기 내측 후방 관재(23) 사이로 삽입되면서 상기 전방 관재(21)의 내주면과 외주면이 각각 상기 내측 후방 관재(23)의 외주면과 상기 외측 후방 관재(22)의 내주면 사이에 마찰이 발생하도록, 상기 전방 관재(21)의 내경이 상기 내측 후방 관재(23)의 외경보다 크지 않고, 상기 전방 관재(21)의 외경이 상기 외측 후방 관재(22)의 내경보다 작지 않게 설정된다.

이때, 상기 외측 후방 관재(22)와 내측 후방 관재(23)의 사이의 갭은 상기 전방 관재(21)의 두께보다 작게 형성된다.

이에 따라, 상기 전방 관재(21)가 충격력에 의해 상기 외측 및 내측 후방 관재(22,23) 속으로 삽입될 때에 상기 전방 관재(21)의 내,외주면이 각각 상기 외측 후방 관재(22)의 내주면과 내측 후방 관재(23)의 외주면 사이에 마찰이 발생하면서 소성 변형이 일어나 충격력을 흡수할 수 있도록 한다.

또한, 상기 전방 관재(21)는 후단이 상기 외측 후방 관재(22)와 내측 후방 관재(23)의 각 선단 사이에 억지끼움에 의해 끼워지는 형태로 결합되는데, 이때, 상기 외측 후방 관재(22)의 선단에는 상기 전방 관재(21)의 후단이 끼워져 결합되도록 확장된 확관부(22a)를 형성한다.

또한, 상기 외측 후방 관재(22)의 후단과 상기 내측 후방 관재(23)의 후단에는 범퍼 스테이 유닛(20)을 차체측 사이드 멤버(미도시)에 장착하기 위한 마운팅 브래킷(24)이 부착된다.

이때, 상기 마운팅 브래킷(24)은 평평한 플레이트 형상으로 형성될 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 범퍼 스테이 유닛(20)은 차량의 충돌로 인해 범퍼 빔으로부터 전달되는 충격력(F)이 가해지면, 상기 전방 관재(21)가 2개의 후방 관재(22,23) 사이로 삽입되면서 충격력을 흡수하게 된다.

이와 같이, 상기 전방 관재(21)가 2개의 후방 관재(22) 사이로 삽입되면서, 전방 관재(21)의 외주면과 외측 후방 관재(22)의 내주면 사이에는 마찰과 소성 변형이 발생하고, 전방 관재(21)의 내주면과 내측 후방 관재(23)의 외주면 사이에는 마찰과 소성 변형이 발생한다. 이러한 마찰로 인해 발생하는 마찰력과 소성 변형력에 의해 상기 충격력(F)을 흡수한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 범퍼 스태이 유닛이 충격을 받을 때의 변형도 및 시간에 대한 충격력의 그래프이다.

즉, 상기 마찰력과 소성 변형력의 합력으로 나타나는 충격 흡수력은, 도 5에서 도시한 바와 같이, 충돌 초기에 직선적으로 최대로 상승하였다가 시간이 경과할수록 감소하게 되는데, 시간이 경과할수록 충격 흡수력은 감소하는 크기가 작으므로, 본 발명의 실시예에 따른 범퍼 스테이 유닛(20)은 시간의 경과에 따라 지속적으로 외력을 흡수하여 저감하게 되는 특징이 있다.

또한, 외부 충격에 의한 충돌 에너지가 마찰력과 소성 변형력에 의해 범퍼 스테이 유닛(20)의 전체에 고르게 분산되어 흡수됨으로 충돌 성능도 향상된다.

한편, 상기 범퍼 스태이 유닛(20)은 전방 관재(21)와 2개의 후방 관재(22,23)의 두께와 재질을 조절함으로써 관재 사이의 마찰력과 소성 변형력을 달리 얻을 수 있으며, 이로 인한 설계 자유도를 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 범퍼 스태이 유닛(20)은 충격력(F)의 흡수를 스태이의 붕괴가 아닌 관재(21,22,23) 사이의 마찰력과 소성 변형력으로 흡수하기 때문에 특히, 초기 충돌 에너지를 효과적으로 흡수하여 저속 충돌에 의한 차체의 손상을 최소화할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 범퍼 스태이 유닛의 측면도이고, 도 7은 도 6의 B-B 선에 따른 단면도이다.

도 6과 도 7에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 범퍼 스태이 유닛이 도시되어 있다.

본 발명의 다른 실시예에서는 상기 실시예의 2개의 후방 관재(22,23)에 각각 비드(22b,23b)가 추가적으로 형성된 점에서 차이가 있다.

즉, 상기 비드(22b)는 외측 후방 관재(22)의 내측 방향으로 오목하도록 형성되고, 외측 후방 관재(22)의 길이 방향을 따라 형성된다.

또한, 상기 비드(23b)는 내측 후방 관재(23)의 내측 방향으로 오목하도록 형성되고, 내측 후방 관재(23)의 길이 방향을 따라 형성된다.

상기와 같은 비드(22b,23b)는 전방 관재(21)가 충격력(F)에 의해 2개의 후방 관재(22,23) 사이로 삽입될 때, 전방 관재(21)와 2개의 후방 관재(22,23) 사이의 마찰력과 소성 변형력을 더욱 증가시켜 더 큰 충격력의 흡수를 가능하게 한다.

특히, 상기 비드(22b,23b)의 깊이와 길이 및 개수를 적절히 조절하면, 충격 흡수력을 조절할 수 있고, 특히, 초기 충격력에 한 충격 흡수력을 조정하는 것이 가능하여 설계 자유도가 높다.

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.

21: 전방 관재 22: 외측 후방 관재
23: 내측 후방 관재 24: 마운팅 브래킷
22a: 확관부 22b,23b: 비드

Claims (8)

1. 차체 측에 장착되는 외측 후방 관재; 상기 외측 후방 관재의 내부에 삽입되는 내측 후방 관재; 범퍼 빔에 연결되며, 상기 외측 후방 관재와 내측 후방 관재 사이에 억지끼움으로 끼워져 조립되는 전방 관재; 및 상기 외측 후방 관재와 상기 내측 후방 관재의 후단에 장착되며, 상기 차체 측에 조립되는 마운팅 브래킷을 포함하며,
   상기 전방 관재는 상기 외측 후방 관재와 상기 내측 후방 관재 사이로 삽입되면서 상기 전방 관재의 내주면과 외주면이 각각 상기 내측 후방 관재의 외주면과 상기 외측 후방 관재의 내주면 사이에 마찰이 발생하도록, 상기 전방 관재의 내경이 상기 내측 후방 관재의 외경보다 크지 않고, 상기 전방 관재의 외경이 상기 외측 후방 관재의 내경보다 작지 않게 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 스테이 유닛.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 외측 후방 관재와 내측 후방 관재의 사이의 갭은
   상기 전방 관재의 두께보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 스테이 유닛.
4. 제1항에 있어서,
   상기 외측 후방 관재의 선단은
   상기 전방 관재의 후단이 끼워져 결합되도록 확관부를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 스테이 유닛.
5. 제1항 또는 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 외측 후방 관재와 상기 내측 후방 관재는
   적어도 1개소에 길이방향을 따라 내측으로 오목하게 비드를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 스테이 유닛.
6. 차체 측에 장착되는 외측 후방 관재;
   상기 외측 후방 관재의 내부에 삽입되는 내측 후방 관재;
   범퍼 빔에 연결되며, 상기 외측 후방 관재와 내측 후방 관재 사이에 억지끼움으로 끼워져 조립되는 전방 관재; 및
   상기 외측 후방 관재와 상기 내측 후방 관재의 후단에 장착되며, 상기 차체 측에 조립되는 마운팅 브래킷을 포함하며,
   상기 전방 관재의 내경이 상기 내측 후방 관재의 외경보다 크지 않고, 상기 전방 관재의 외경이 상기 외측 후방 관재의 내경보다 작지 않게 설정되며,
   상기 외측 후방 관재의 선단에는 상기 전방 관재의 후단이 끼워져 결합되도록 확관부를 더 포함하며,
   상기 외측 후방 관재와 내측 후방 관재의 사이의 갭은 상기 전방 관재의 두께보다 작게 형성되며,
   상기 외측 후방 관재와 상기 내측 후방 관재는 적어도 1개소에 길이방향을 따라 내측으로 오목하게 비드를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 스테이 유닛.
7. 삭제
8. 삭제

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