KR101427921B1

KR101427921B1 - 차량용 충격흡수장치

Info

Publication number: KR101427921B1
Application number: KR1020120097312A
Authority: KR
Inventors: 서대건; 김준형
Original assignee: 현대자동차 주식회사
Priority date: 2012-09-03
Filing date: 2012-09-03
Publication date: 2014-08-11
Also published as: US8801059B2; KR20140032036A; DE102012113132B4; DE102012113132A1; US20140062107A1; CN103661607B; CN103661607A

Abstract

차량용 충격흡수장치가 개시된다. 중공 단면이 차량의 폭 방향을 따라 연장되게 빔 형상으로 형성된 범퍼 빔 및, 상기 범퍼 빔의 상기 차량의 폭 방향을 따른 양측 부위에서 차량의 길이 방향을 따른 후면과 차체 사이에 개재된 크래쉬 박스를 포함하고, 상기 범퍼 빔의 상기 양측 부위의 후면은 상기 중공 단면과 연통하도록 형성된 개구부와, 상기 개구부에 상기 폭 방향을 따라 형성된 리브를 포함하며, 상기 크래쉬 박스는 상기 리브에 끼워진 상태로 상기 개구부를 통해 삽입되어 상기 중공 단면의 내부까지 연장된 상기 차량의 길이 방향을 따른 전방 선단부와, 상기 차체에 장착된 후방 선단부를 포함하여, 차량의 전방 충돌 성능이 향상된다.

Description

차량용 충격흡수장치{Impact absorbing device for vehicle}

본 발명은 차량용 충격흡수장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 크래쉬 박스의 충돌 대응 길이를 연장한 차량용 충격흡수장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 충격흡수장치는 차량이 보행자나 다른 차량 혹은 물체와의 충돌 시에 그 충격을 흡수하여 탑승자의 안전을 도모하며, 동시에 차체의 변형을 최소화 할 수 있도록 차량의 길이 방향을 따른 전방 및 후방에 장착된다.

도 1과 도 2를 참조하면, 종래의 차량용 충격흡수장치는, 빔 형상으로 제작되어 차량의 전방 및 후방에서 차량의 폭 방향으로 배치되는 범퍼 빔(1)과, 이 범퍼 빔(1)의 후방에서 상기 범퍼 빔(1)의 차량의 폭 방향을 따른 양측 부위에 각각 장착되는 크래쉬 박스 유닛(3)을 포함한다.

상기 크래쉬 박스 유닛(3)은 범퍼 빔(1)의 양측 부위에 스테이 브래킷(2)을 매개로 장착되고, 사이드 멤버(4)에는 직접 장착되어 지지된다.

상기 사이드 멤버(4)는 차량의 폭 방향을 따른 좌우 양측에서 차량의 길이 방향을 따라 연장되게 형성되어 차체를 구성한다.

상기 크래쉬 박스 유닛(3)은 대체로 사각 블록 형상을 한 크래쉬 박스(31)와, 이 크래쉬 박스(31)를 상기 사이드 멤버(4)에 장착하기 위한 마운팅 브래킷(32)을 포함한다.

상기 범퍼 빔(1)의 차량의 길이 방향을 따른 후면에는 개구부가 형성되고, 상기 개구부를 통해 상기 크래쉬 박스(31)의 선단부가 삽입되어 상기 스테이 브래킷(2)을 매개로 상기 범퍼 빔(4)에 고정되게 장착된다.

상기 크래쉬 박스(31)의 후단부는 상기 마운팅 브래킷(32)을 매개로 상기 사이드 멤버(4)에 고정되게 장착된다.

상기 크래쉬 박스(31)의 길이 방향을 따라 다수개의 비드(31a)가 형성되어, 상기 크래쉬 박스(31)의 강성을 강화시키게 된다.

상기 크래쉬 박스(31)의 상기 범퍼 빔(1)과 연결되는 선단부와 상기 사이드 멤버(4)와 연결되는 후단부 사이의 길이(L)는 차량의 전방 충돌 시에 헤드 램프나 후드 혹은 쿨링 모듈 또는 차체 전방 장착 부품들의 손상을 방지하기 위해 최소한 130mm 내지 150mm 정도를 갖는다.

차량의 전방 충돌 시에 상기 범퍼 빔(1)과 크래쉬 박스(31)는 충격을 받아 변형되면서 충돌 에너지를 흡수하여 저감시키게 되는 데, 상기 크래쉬 박스(31)의 길이를 길게 할수록 크래쉬 박스(31)의 충돌 에너지 흡수 효율이 증대된다.

그런데 차량의 제원이나 디자인의 제약으로 인해 상기 크래쉬 박스(31)의 길이(L)를 한정되게 설계할 수밖에 없었다.

본 발명의 실시 예는 범퍼 빔과 사이드 멤버 사이의 한정된 공간에서 크래쉬 박스의 길이를 가능한 한 길게 형성할 수 있도록 하여 크래쉬 박스의 충돌 대응 성능을 향상시킬 수 있도록 한 차량용 충격흡수장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 차량용 충격흡수장치는, 중공 단면이 차량의 폭 방향을 따라 연장되게 빔 형상으로 형성된 범퍼 빔 및, 상기 범퍼 빔의 상기 차량의 폭 방향을 따른 양측 부위에서 차량의 길이 방향을 따른 후면과 차체 사이에 개재된 크래쉬 박스를 포함하고; 상기 범퍼 빔의 양측 부위의 후면은 상기 중공 단면과 연통하도록 형성된 개구부와, 상기 개구부에 상기 차량의 폭 방향을 따라 형성된 리브를 포함하며; 상기 크래쉬 박스는 상기 리브에 끼워진 상태로 상기 개구부를 통해 삽입되어 상기 중공 단면의 내부까지 연장된 상기 차량의 길이 방향을 따른 전방 선단부와, 상기 차체에 장착된 후방 선단부를 포함할 수 있다.

상기 범퍼 빔의 양측 부위의 후면은 수직면과 이 수직면으로부터 하방으로 경사진 경사면을 포함하고; 상기 개구부는 상기 수직면에 형성된 제1개구부와, 상기 경사면에 형성된 제2개구부를 포함하며; 상기 리브는 상기 제1개구부와 상기 제2개구부를 구분하도록 형성될 수 있다.

상기 리브는 상기 개구부의 서로 마주보는 한쪽 가장자리로부터 다른쪽 가장자리까지 상기 차량의 폭 방향으로 연장되게 형성될 수 있다.

상기 크래쉬 박스의 상기 전방 선단부는 상기 리브가 끼워져 삽입되는 슬릿을 포함할 수 있다.

상기 슬릿은 상기 전방 선단부의 서로 마주보는 세로 변에 상기 전방 선단부에서 후방 선단부 쪽을 향해 소정 길이를 갖도록 파여진 형태로 연장되게 형성될 수 있다.

상기 크래쉬 박스의 전방 선단부의 단면적은 상기 후방 선단부의 단면적보다 작게 형성될 수 있다.

상기 크래쉬 박스의 전방 선단부는 상기 범퍼 빔의 양측 부위의 후면에 스테이 브래킷을 매개로 장착되고, 상기 크래쉬 박스의 후방 선단부는 상기 차체에 마운팅 브래킷을 매개로 장착되며, 상기 크래쉬 박스의 상기 차량의 폭 방향을 따른 서로 마주보는 양측면에는 상기 크래쉬 박스의 길이 방향을 따라 다수개의 비드가 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 차량용 충격흡수장치에 의하면, 차량의 길이 방향을 따른 크래쉬 박스의 선단부가 범퍼 빔의 중공 단면 내부까지 삽입된 상태로 상기 범퍼 빔과 결합된 구조를 가진다.

이와 같이 상기 범퍼 빔과 사이드 멤버 사이의 한정된 공간에서 크래쉬 박스가 상기 범퍼 빔에 삽입되는 길이만큼 크래쉬 박스의 길이를 길게 할 수 있으므로, 크래쉬 박스의 충돌 에너지 흡수 효율이 증대된다.

상기 크래쉬 박스의 충돌 에너지 흡수 효율의 증대는 설계 디자인의 자유도를 증가시킬 수 있고, 차체 및 다른 부품들의 충돌 손상을 저감하여 차량의 보수 비용도 줄일 수 있다.

또한 상기 크래쉬 박스가 보다 많은 충돌 에너지를 흡수하게 되면, 차량의 전방 충돌 시에 탑승자의 안전성도 향상된다.

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 충격흡수장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 길이 방향을 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 충격흡수장치의 분리 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 충격흡수장치의 사시도이다.
도 5는 도 4의 길이 방향을 따른 단면도이다.
도 6은 종래 기술에 따른 충격흡수장치와 본 발명에 따른 충격흡수장치의 충돌 대응 성능의 비교 그래프이다.

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

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 충격흡수장치(100)는 크래쉬 박스(101)와, 범퍼 빔(103)을 포함한다.

상기 크래쉬 박스(101)는 내부가 비어 있는 중공의 사각 박스 형상으로 형성된다.

상기 크래쉬 박스(101)의 길이 방향을 따른 전방과 후방에는 각각 개구부가 형성된다.

상기 크래쉬 박스(101)는 그 길이 방향을 따라 단면적이 가변되게 형성된다. 즉 상기 크래쉬 박스의 길이 방향을 따른 전방의 단면적은 후방의 단면적보다 상대적으로 작은 크기를 갖는다.

상기 전방의 단면으로부터 후방의 단면으로 갈수록 단면적의 크기가 점차적으로 증대된다.

본 발명의 실시 예에서 상기 크래쉬 박스(101)의 단면적이 길이 방향을 따라 가변되게 형성되지만, 반드시 이에 한정되지 않고 길이 방향을 따라 단면적이 동일하게 형성될 수 있다.

상기 크래쉬 박스(101)의 길이 방향을 따른 전방 선단부에는 슬릿(101a)이 형성된다. 상기 슬릿(10a1)은 상기 전방 선단부의 높이 방향을 따른 중앙 부위에 위치되게 형성된다.

상기 슬릿(101a)은 상기 전방 선단부의 서로 마주보는 세로 변에 형성되고, 상기 전방 선단부에서 후방 선단부 쪽을 향해 소정 길이를 갖도록 파여진 형태로 연장되게 형성된다.

상기 크래쉬 박스(101)의 차량의 폭 방향을 따른 서로 마주보는 양측면에는 다수개의 비드(101b)가 크래쉬 박스의 길이 방향을 따라 소정 간격을 두고 형성된다.

상기 각 비드(101b)는 상기 양측면에서 각 측면의 높이 방향으로 연장되게 형성되고, 또한 상기 각 측면으로부터 외부로 돌출되게 형성된다.

상기 크래쉬 박스(101)의 후방 선단부에는 마운팅 브래킷(102)이 용접으로 일체로 부착될 수 있다. 상기 마운팅 브래킷(102)은 대체로 사각 플레이트 형상을 갖도록 형성된다.

상기 범퍼 빔(103)은 상기 크래쉬 박스(101)의 전방 선단부가 삽입되어 장착될 수 있도록 내부가 비어 있는 중공 단면을 가진 빔 형상을 하고서 차량의 폭 방향을 따라 연장되게 형성된다.

상기 범퍼 빔(103)의 차량의 길이 방향을 따른 후면은 수직면(103a)과, 이 수직면(103a)으로부터 하방으로 경사진 경사면(103b)을 포함한다.

상기 범퍼 빔(103)의 길이 방향을 따른 양측 부위의 후면에는 각각 범퍼 빔(103)의 중공 내부와 연통하는 개구부가 형성된다. 상기 개구부는 상기 수직면(103a)에 형성된 제1개구부(103c)와 상기 경사면(103b)에 형성된 제2개구부(103d)를 포함한다.

상기 제1개구부(103c)와 제2개구부(103d)는 차량의 폭 방향으로 형성된 리브(103e)에 의해 구분된다.

상기 리브(103e)는 상기 개구부의 서로 마주보는 한쪽 가장자리로부터 다른쪽 가장자리까지 차량의 폭 방향으로 연장되게 형성된다.

상기 리브(103e)는 상기 수직면(103a)과 경사면(103b)의 경계에 위치되게 형성된다.

상기 크래쉬 박스(101)의 전방 선단부는 스테이 브래킷(104)을 매개로 상기 범퍼 빔(103)에 장착된다.

상기 스테이 브래킷(104)은 상기 크래쉬 박스(101)의 전방 선단부를 끼워서 용접으로 부착하기 위한 조립홀(104a)을 가진다.

상기 스테이 브래킷(104)은 상기 수직면(103a)과 경사면(103b)에 각각 밀착되게 소정 각도로 구부러지게 형성된다.

상기 스테이 브래킷(104)의 상단부는 수평하게 절곡된 플랜지(104b)를 가진다. 상기 플랜지(104)는 상기 범퍼 빔(103)의 상면에 안착되어 조립된다.

상기 스테이 브래킷(104)의 상기 조립홀(104a) 주변에는 스테이 브래킷(104)을 상기 범퍼 빔(103)에 조립하기 위한 다수개의 조립홀(104c)이 형성된다. 이 다수개의 조립홀(104c)에 대응하여 상기 범퍼 빔(103)에도 다수개의 조립홀(103f)이 형성된다.

도 4와 도 5를 참조하면, 상기 크래쉬 박스(101)의 전방 선단부는 상기 범퍼 빔(103)의 개구부를 통해 범퍼 빔(103)의 내부로 삽입된 상태에서 상기 스테이 브래킷(104)을 매개로 범퍼 빔(103)에 장착된다.

상기 크래쉬 박스(101)의 전방 선단부는 상기 스테이 브래킷(104)의 조립홀(104a)을 통해 삽입되어 스테이 브래킷(104)과 용접으로 연결될 수 있고, 상기 스테이 브래킷(104)은 상기 범퍼 빔(103)에 볼트로 체결되어 장착될 수 있다.

상기 크래쉬 박스(101)의 후방 선단부에는 상기 마운팅 브래킷(102)이 부착되고, 상기 마운팅 브래킷(102)은 차체를 구성하는 사이드 멤버(105)에 장착되어, 상기 크래쉬 박스(101)가 상기 범퍼 빔(103)과 사이드 멤버(105) 사이에 개재된다.

상기 범퍼 빔(103)의 리브(103e)는 상기 크래쉬 박스(101)의 슬릿(101a)에 끼워진다.

상기 크래쉬 박스(101)는 상기 범퍼 빔(103)의 후면으로부터 상기 사이드 멤버(105)의 전면까지의 길이(L)와, 상기 범퍼 빔(103)의 내부에 삽입된 삽입 길이(L1)를 갖는다.

상기와 같이 크래쉬 박스(101)의 길이를 종래의 크래쉬 박스의 길이(L)에 비해 상기 삽입 길이(L1)만큼 더 연장(L+L1)해서 형성할 수 있으므로, 크래쉬 박스의 충돌 대응 성능이 향상된다.

즉 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 충격흡수장치와 종래 기술에 따른 충격흡수장치를 각각 장착하여 충돌 시험을 했을 경우, 본 발명에 따른 충격흡수장치는 종래 기술에 따른 충격흡수장치에 감속도(Deceleration)의 초기 피크치가 높아져서 충돌 대응 성능이 향상되었다.

이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

100: 충격흡수장치 101: 크래쉬 박스
101a: 슬릿 101b: 비드
102: 마운팅 브래킷 103: 범퍼 빔
103a: 수직면 103b: 경사면
103c: 제1개구부 103d: 제2개구부
103e: 리브 103f: 조립홀
104: 스테이 브래킷 105: 사이드 멤버

Claims

중공 단면이 차량의 폭 방향을 따라 연장되게 빔 형상으로 형성된 범퍼 빔 및, 상기 범퍼 빔의 상기 차량의 폭 방향을 따른 양측 부위에서 차량의 길이 방향을 따른 후면과 차체 사이에 개재된 크래쉬 박스를 포함하는 차량용 충격흡수장치에 있어서,
상기 범퍼 빔의 양측 부위의 후면은 상기 중공 단면과 연통하도록 형성된 개구부와, 상기 개구부에 상기 폭 방향을 따라 형성된 리브를 포함하고;
상기 크래쉬 박스는 상기 리브에 끼워진 상태로 상기 개구부를 통해 삽입되어 상기 중공 단면의 내부까지 연장된 상기 차량의 길이 방향을 따른 전방 선단부와, 상기 차체에 장착된 후방 선단부를 포함하며;
상기 크래쉬 박스의 상기 전방 선단부는 상기 리브가 끼워져 삽입되는 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 충격흡수장치.
제1항에 있어서,
상기 범퍼 빔의 양측 부위의 후면은 수직면과 이 수직면으로부터 하방으로 경사진 경사면을 포함하고,
상기 개구부는 상기 수직면에 형성된 제1개구부와, 상기 경사면에 형성된 제2개구부를 포함하며;
상기 리브는 상기 제1개구부와 상기 제2개구부를 구분하도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 충격흡수장치.
제1항에 있어서,
상기 리브는 상기 개구부의 서로 마주보는 한쪽 가장자리로부터 다른쪽 가장자리까지 상기 차량의 폭 방향으로 연장되게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 충격흡수장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 슬릿은 상기 전방 선단부의 서로 마주보는 세로 변에 상기 전방 선단부로부터 상기 후방 선단부 쪽을 향해 소정 길이를 갖도록 파여진 형태로 연장되게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 충격흡수장치.
제1항에 있어서,
상기 크래쉬 박스의 상기 전방 선단부의 단면적은 상기 후방 선단부의 단면적보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 충격흡수장치.
제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 크래쉬 박스의 전방 선단부는 상기 범퍼 빔의 후면에 스테이 브래킷을 매개로 장착되고,
상기 크래쉬 박스의 후방 선단부는 상기 차체에 마운팅 브래킷을 매개로 장착되며,
상기 크래쉬 박스의 상기 차량의 폭 방향을 따른 서로 마주보는 양측면에는 상기 크래쉬 박스의 길이 방향을 따라 다수개의 비드가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 충격흡수장치.