KR101425917B1 - 범퍼 비임 - Google Patents

Abstract

차량용 범퍼 비임은 비임 프로파일, 즉 외측으로 뾰족한 크라운형부(12 내지 16)를 갖춘 일반적으로 U-형상 횡단면을 가진다. 각각의 부착 영역(20)에서 횡방향 금속 벌크헤드(25)는 상기 크라운형부의 측부(15,16)들 사이에 체결되고 일반적으로 상기 차량의 길이방향으로 연장한다.

Description

범퍼 비임 {A BUMPER BEAM}

본 발명은 적어도 부착 영역이 외측으로 뾰족한 크라운형부를 갖춘, 일반적으로 U-형상 횡단면인 차량용 범퍼 비임에 관한 것이다.

WO 2006/002531호에는 해트-형상(hat-shaped)의 프로파일을 갖는 범퍼 비임이 설명되어 있다. 프로파일의 웨브는 볼트용 구멍을 가지며 비임은 볼트에 의해 차량에 부착된다. 각각의 부착 지점에는 강화 판이 프로파일 내에 배열되며 프로파일을 따라 연장함으로써 충돌시 차량에 대한 추가의 지지를 제공한다.

본 발명의 목적은 고성능이며, 무게 대비 안정한 변형 거동을 나타내며, 뒤틀림 또는 기울임 경향이 감소된, 전술한 종류의 범퍼 비임을 제공하고자 하는 것이다.

이러한 목적은 크라운형부의 측부들 사이에 체결되며 일반적으로 차량의 길이방향으로 연장하는 횡방향 벌크헤드를 각각의 부착 지점에 구비함으로써 달성된다.

도 1은 본 발명에 따른 후방 범퍼 비임의 좌측 절반부를 위에서 본 평면도이며,

도 2는 도 1에 따른 범퍼 비임을 차량의 외측에서 본 도면이며,

도 3은 도 2와 동일한 범퍼 비임의 절반부를 차량의 내측으로부터 본 도면이며,

도 4는 도 3의 4-4 선을 따라 취한 단면도이며,

도 5 및 도 6은 도 1에 대응하지만 두 가지가 약간 변형된 실시예를 도시하는 도면이다.

도 1 및 도 2는 차량의 외측으로부터 보았을 때 약간 구부러진 후방 범퍼 비임의 좌측 절반부를 도시하며 도 3은 이를 차량의 내측으로부터 보았을 때의 도면이다. 범퍼 비임은 도 4에 도시한 바와 같이, 일반적으로 U형 횡단면이며 시이트 금속으로 제조된다. 특히, 도시된 예는 길이를 따라 변화하는 횡단면을 갖는 해트 형상의 비임이다. 비임의 좌측 절반부는 약간의 차이가 있을 수 있지만 보통 우측 절반부와 경면 대칭이다. 해트 비임은 두 개의 외측 평면부(12,13)와 중앙 홈(14)을 포함하는 중앙 플랜지를 가진다. 중앙 플랜지의 각각의 측면에서 해트 비임은 두 개의 측면 플랜지(17,18)로 종결되는 두 개의 웨브(15,16)를 가진다. 해트 비임의 크라운형부, 즉 부분(12 내지 16)은 차량으로부터 외측으로 뾰족하다. 따라서 웨브(15,16)는 크라운형부의 측부들을 구성한다. 크라운형부의 형상은 도시된 것보다 더 둥글 수 있다. 해트 비임은 개방형 횡단면을 가질 수 있으나, 이와는 달리 범퍼 비임이 부분적으로 또는 완전히 폐쇄된 횡단면을 갖도록 용접된 시이트 스틸 커버를 가질 수 있다.

범퍼 비임은 측면 플랜지가 평탄하고 차량의 지지 소자에, 예를 들어 차량의 측면 레일 상의 단부 판에 볼트에 의해 부착하기 위한 체결 구멍(21,22,23)을 가지는 각각의 단부에 체결부(20)를 가진다. 범퍼 비임의 웨브 높이는 체결부에서 가장 크며 최대 웨브 높이의 2/3 미만인 중앙을 향해 점진적으로 조금씩 감소된다. 체결부에서 웨브 높이는 웨브들 사이의 최대 거리보다 더 큰 반면에, 비임 중앙에서의 웨브 높이는 웨브들 사이의 최대 거리보다 더 작다. 체결부들 사이에서, 측면 플랜지는 중앙 플랜지쪽으로 구부러짐으로써, 낮은 프로파일을 갖는 비임을 강화시킨다. 중앙 플랜지(12 내지 14)는 체결부(20)로부터 보았을 때 넓어지는 평탄부(13)의 결과로써 중앙을 향해 비대칭적으로 확장된다. 체결부들 사이에서, 범퍼 비임은 체결력에 비해 낮게 작용하는 충돌력을 흡수할 수 있도록 하향으로 비대칭으로 부드러운 곡선으로 넓어진다. 이러한 구성은 높게 위치된 범퍼 비임용 브래킷을 갖는 차량에 적합하다.

도 4에 상세히 도시한 바와 같이, 두 개의 최외각 체결 구멍(21,22) 사이의 체결부(20) 내에서 중앙 플랜지(12 내지 14)의 형상에 맞춰진 시이트 금속의 횡방향 벌크헤드(25)가 용접부(26,27)에 의해 중앙 플랜지의 외측부(12,13)에 용접되며 측면 플랜지에의 웨브 연결부에 가깝게 용접부(28,29)에 의해 웨브(15,16)에도 용접된다. 벌크헤드(25)는 웨브(15,16)와 측면 플랜지(17,18) 사이의 전이부로 하향으로 연장한다. 웨브의 중간부는 용접부를 갖지 않지만, 이와는 달리 범퍼 비임에 바람직한 보완 특성에 따라 하나의 웨브 전체에 따라 또는 웨브들의 전체 길이에 따라 용접될 수 있다. 벌크헤드(25)는 도 1에서 점선으로 표시되어 있다. 도 4는 점선(30)에 의해 표시된 대체예를 도시하며, 여기서 벌크헤드는 상부와 바닥을 제외하고 웨브와 맞닿지 않으며 중간부(31)에 있는 웨브로부터 간격을 두고 있다.

비임의 가장 큰 웨브 높이를 갖는 영역에 가깝게 위치될 벌크헤드(25)는 충돌시 더욱 안정한 변형 거동과 증가된 비틀림 강도를 갖는 범퍼 비임을 제공한다. 수직 방향으로 비대칭인 충돌 하중이 가해질 때 기울어지는 경향이 감소된다. 도시된 실시예에서 처럼 비대칭 비임은 낮게 작용하는 하중을 흡수할 때 기울어지는 경향이 있으며, 그러한 경우에 벌크헤드는 기울임 경향을 상당히 감소시킨다. 이는 또한 특히 하중이 체결부 근처에 작용하는 경우에 수직 방향으로 대칭인 비임에도 적용된다.

벌크헤드는 특히, 체결부(20)에 작용하는 충돌의 경우에 범퍼 비임이 소성 변형되기 시작하는 하중치를 증가시킨다. 이러한 하중치는 예를 들어, 도 4에 점선(30)으로 나타낸 바와 같이 되는 벌크헤드에 의해 변형될 수 있다. 벌크헤드(25)가 웨브들 사이의 가장 작은 거리보다 더 좁은 중간 부분을 갖는 점선(30)에 따른 설계에 의해서 상기 중간 부분에는 변형 시작부로서의 역할을 하며 더욱 안정하고 더욱 예상가능한 변형 거동을 초래하는 벌크헤드 연화부가 형성된다. 다른 변형부분들은 대칭 또는 비대칭으로 하는 것, 예를 들어 유사한 결과를 달성하기 위해 벌크헤드 내에 구멍을 제공하거나 노오치(notch)를 갖는 에지를 제공하는 것도 가능하다.

도 1은 차량의 길이방향에 평행하게 연장하는 벌크헤드(25)를 도시하는 반면에, 도 5 및 도 6은 차량의 길이방향에 약간 경사지게 연장하는 벌크헤드(25)를 도 시하나, 모든 3 경우에 있어서 벌크헤드(25)는 일반적으로 차량의 길이방향으로 연장한다. 따라서 충돌시 범퍼 비임의 변형 거동에 대한 바람직한 변형을 달성하기 위해 벌크헤드를 적용하는 것이 가능하다. 본 발명에 따른 벌크헤드는 일반적으로, 중량의 실질적인 증가없이도 일반적으로 U형 횡단면의 범퍼 비임에 대해 개선된 성능을 제공한다.

본 발명에 따른 범퍼 비임은 경화가능한 시이트 스틸, 보통 붕소 강이 냉각 툴 내에서 열간 성형되며 냉각 툴이 여전히 냉각되어 있는 동안에 직접적으로 경화되는 프레스-하드닝 공정(press-hardening process)에 의해 형성될 수 있다. 따라서 매우 높은 강도값을 달성하는 것이 가능하다. 또한, 고강도 또는 초고강도 냉간 성형강의 냉간 성형에 의해 범퍼 비임을 제조하는 것도 가능하다. 다른 경우에 있어서, 횡방향 벌크헤드가 성형 공정 이후에 바람직하게 용접에 의해 부착된다.

Claims (5)

1. 적어도 부착 영역(20)에서 외측으로 뾰족한 크라운형부(12 내지 16)를 갖춘, 전체적으로 U-형상 횡단면을 갖는 차량용 범퍼 비임에 있어서,

   상기 크라운형부는 체결부에서 프로파일 폭보다 큰 프로파일 높이를 가지며 중앙부에서 프로파일 폭보다 작은 프로파일 높이를 가지며, 상기 부착 영역(20) 각각에서 상기 크라운형부(12 내지 16)의 측부들 사이에 체결되고 전체적으로 상기 차량의 길이방향으로 연장하는 횡방향 금속 벌크헤드(25)를 가지는 것을 특징으로 하는,

   차량용 범퍼 비임.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 범퍼 비임은 해트-형상의 횡단면을 가지며, 높이가 상기 부착 영역에서 가장 크며, 볼트용 체결 구멍(21 내지 23)을 구비한 평탄한 측면 플랜지(17,18)를 가지는 것을 특징으로 하는,

   차량용 범퍼 비임.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 범퍼 비임을 따라 보았을 때, 각각의 횡방향 벌크헤드(25)는 두 개의 체결 구멍(21,22) 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는,

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

   상기 횡방향 벌크헤드(25)는 상기 크라운형부의 상부 및 상기 크라운형부의 기저부에 용접부(26 내지 29)에 의해 용접되나 중간부(31)에는 용접부를 가지지 않는 것을 특징으로 하는,

   차량용 범퍼 비임.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 용접부를 가지지 않는 중간부(31)는 상기 크라운형부의 측부로부터 이격되어 있는 것을 특징으로 하는,

   차량용 범퍼 비임.

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