KR101457995B1

KR101457995B1 - 범퍼 백빔 성형 방법 및 이에 의한 범퍼 백빔

Info

Publication number: KR101457995B1
Application number: KR1020130035949A
Authority: KR
Inventors: 박근성
Original assignee: 주식회사 캠스
Priority date: 2013-04-02
Filing date: 2013-04-02
Publication date: 2014-11-07
Also published as: KR20140120178A

Abstract

본 발명은 범퍼의 백빔을 성형하는 방법에 대한 것으로서, 특히 백빔에 설치되는 크래쉬 존과 브라켓을 백빔과 일체로 사출 성형하여 제조 원가를 절감할 수 있는 백빔 성형 방법이다.

Description

범퍼 백빔 성형 방법 및 이에 의한 범퍼 백빔{Forming method of bumper back beam and bumper back beam by the same method}

일반적으로, 자동차용 범퍼는 자동차의 전면 및 후면에 장착되어 자동차의 충돌 시 그 충격을 흡수함으로써 자동차 및 자동차의 내부에 탑승하고 있는 운전자, 승차자를 보호하는 역할을 수행한다.

상술한 바와 같은, 자동차용 범퍼(1)는 도 1에서 도시하고 있는 바와 같이, 외관을 장식하는 범퍼 커버(Fascia, 10)와 폴리프로필렌 발포체나 우레탄 발포체 등의 탄성체로 형성되어 외부로부터 인가되는 충격 에너지를 흡수하는 에너지 업소버(Energy Absorber, 20)와 상기 에너지 업소버(20)를 지지하되, 스틸(Steel), 알루미늄, 장섬유 강화 플라스틱 등의 소재로 제작되는 범퍼 백빔(Bumper Back Beam, 30)과 상기 범퍼 백빔(30)을 차체에 연결하는 스테이(Stay, 104) 및 사이드 멤버(Side Member, 105)를 포함한다.

여기서, 상기 범퍼 백빔(30)은 에너지 업소버가 충분히 압축되면서 외부에서 인가되는 충격 에너지를 흡수할 수 있도록 에너지 업소버를 지지해주는 역할을 수행함과 동시에 백빔 자체가 변형(Deflection)되면서 외부에서 인가되는 충격 에너지를 흡수하는 역할을 수행하며, 상기 에너지 업소버는 최근 들어 EPP 폼(Foam)이 널리 사용된다

이러한 범퍼 백빔(30)은 도 2에 도시된 바와 같이 수평방향(차체의 폭방향)으로 길게 형성된 펑판 형상의 백빔 본체(31)와, 상기 백빔 본체(31)에서 차체 방향으로 돌출되도록 설치되는 크래쉬 존(32)과 상기 백빔 본체(31) 일 측에 형성되어 차체(도시되지 않음)에 고정되는 다수 개의 브라켓(33)을 포함한다.

이때, 상기 크래쉬 존(31)은 차량 충돌 시 충격을 완화하기 위한 것으로서 도시된 바와 같이 바아 형상으로 차체 방향으로 돌출 형성된다.

그런데, 이러한 종래의 범퍼 백빔의 경우 상기 크래쉬 존이 백빔에 취부되는 방식인 관계로 상기 백빔의 제조하기 위한 제조 공정이 추가되어 제조 원가가 상승하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 범퍼 백빔에 설치되는 브라켓 역시 취부되는 구성인 관계로 상술한 바와 유사한 이유로 제조 원가가 상승하는 문제점이 있었다.

한편, 상기 범퍼 및 범퍼 백빔 자체는 널리 알려진 구성으로서 특히 아래의 선행기술문헌에 자세히 기재되어 있으므로 중복되는 설명과 도시는 생략한다.

한국 등록 특허 제0941096호 한국 등록 특허 제720935호 한국 등록 특허 제1215113호 한국 등록 특허 제0974748호 일본 공개 특허 제2003-291755호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 범퍼 백빔의 크래쉬 존과 브라켓을 일체로 사출 성형하여 제조 공정을 단순화함에 의해 제조 원가를 절감할 수 있는 범퍼 백빔 성형 방법 및 이에 의한 범퍼 백빔을 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 범퍼 커버(10)에 장착되는 백빔 본체(110)와, 상기 백빔 본체(110) 일 측에서 상기 범퍼 커버(10) 측으로 돌출하는 크래쉬 존(120)을 포함하는 범퍼 백빔(100)이 일체로 사출 성형되는 범퍼 백빔 성형 방법에 일 특징이 있다.

이때, 상기 백빔 본체(110) 일 측에 형성되어 상기 범퍼 커버(10)에 결합되는 브라켓(BK)이 상기 백빔 본체(110)와 일체로 사출 성형되는 것도 가능하다.

또한, 상기 크래쉬 존(120)은 판체 형상으로서 수직 및 수평 방향으로 다수 개 형성되어 격자 형상으로 형성되는 것도 가능하다.

또한, 상기 크래쉬 존(120)은 사다리꼴 형상의 판체로서 상기 백빔 본체(110)의 수평방향으로 형성되되 평행한 한 쌍의 변 중 길이가 긴 변은 상기 백빔 본체(110)에 고정되고 길이가 짧은 변은 차체 방향으로 향하도록 배치되는 한편 상기 백빔 본체(110)의 높이 방향으로 다수 개 이격되어 형성되는 수평 판체부(121)와, 판체 형상으로서 상기 수평 판체부(121)의 수직 방향으로 형성되되 상기 백빔 본체(110)의 수평 방향으로 다수 개 이격되어 배치되는 수직 판체부(122)와, 상기 수직 판체부(121)와 수직 판체부(122)가 교체하는 일 영역에 형성되는 것으로서 차체에 설치되는 고정 핀(P)이 매립되는 매립부(123)를 포함하는 것도 가능하다.

또한, 상기 브라켓(BK)은 상기 백빔 본체(110)의 중앙부 상면에 설치되어 백빔 커버(10)와 결합하는 제1브라켓(130)과, 상기 제1브라켓(130) 양 측에 각각 형성되는 제2브라켓(140)과, 상기 백빔 본체(110) 양측단 상면에 각각 설치되는 제3브라켓(150)와, 상기 백빔 본체(110) 저면에 형성되되 상기 제1브라켓(130)과 제2브라켓(140)의 수평방향 위치와 동일하도록 다수 개 형성되는 제4브라켓(160)을 포함하는 것도 가능하다

또한, 상기 크래쉬 존(120)에 인접하는 백빔 본체(110) 내측도 판체 형상이되 수평 방향으로 배치되는 수평 방향 격자(111)와 수직 방향으로 배치되는 수직 방향 격자(112)를 교차하는 한편, 상기 백빔 본체(110)의 격자 중 수평 방향 격자(111)가 상기 수평 판체부(121)에 연장되는 것도 가능하다.

또한, 상기 범퍼 백빔의 성형 재료를 금형(200)에 사출한 후 성형된 범퍼 백빔을 금형(200)에서 탈형하여 상기 범퍼 백빔을 성형하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명은 상기 성형 방법에 의해 성형된 범퍼 백빔에 또 다른 특징이 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다라는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의해 범퍼 백빔의 크래쉬 존과 브라켓을 일체로 사출 성형함에 의해 제조 공정을 단순화할 수 있어 제조 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 범퍼를 설명하는 분리 사시도,
도 2는 종래의 범퍼 백빔을 설명하는 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 범퍼 백빔을 설명하는 사시도 및 일부 확대도,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 범퍼 백빔과 범퍼 커버가 결합된 것을 도시하는 사시도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 과정을 나타내는 개념도,
도 7은 본 발명에 의한 범퍼 백빔의 테스트 및 그 결과를 나타내는 개념도 및 그래프이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, "제1", "제2", "일면", "타면"등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 상세히 설명하기로 한다.

첨부된 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 범퍼 백빔을 설명하는 사시도 및 일부 확대도, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 범퍼 백빔과 범퍼 커버가 결합된 것을 도시하는 사시도, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 과정을 나타내는 개념도, 도 7은 본 발명에 의한 범퍼 백빔의 테스트 및 그 결과를 나타내는 개념도 및 그래프이다.

본 발명은 상술한 바와 같은 범퍼 커버(10)에 장착되는 백빔 본체(110)와, 상기 백빔 본체(110) 일 측에서 상기 범퍼 커버(10) 측으로 돌출하는 크래쉬 존(120)을 포함하는 범퍼 백빔(100)이 일체로 사출 성형되는 방법이다.

즉, 백빔 본체(110) 사출시 크래쉬 존(120)이 동시에 사출 성형되는 것이다.

다시 말해서 본 발명의 경우 백빔 본체(110)에 크래쉬 존(120)과 브라켓(BK)이 일체로 사출 성형되는 것이다.

종래에는 상술한 바와 같이 크래쉬 존과 브라켓이 백빔 본체에 취부되는 구성인 관계로 상기 크래쉬 존과 브라켓을 각각 취부하는 제조 공정이 추가적으로 필요하였으며, 이에 의해 제조 원가가 상승하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결한 것으로서 상기 크래쉬 존과 브라켓을 백빔 본체와 일체로 사출 성형하여 종래와 같은 취부 공정이 필요하지 않아 제조 원가를 절감할 수 있다.

한편, 본 발명의 크래쉬 존(120)의 경우 도 3에 도시된 바와 같이 판체 형상으로서 수직 및 수평 방향으로 다수 개 형성되어 격자 형상으로 형성된다.

즉, 도시된 바와 같이 수평 방향(차체 폭방향)으로 판체를 상호 이격되게 다수 개 배치한 후 수직 방향(차체 높이 방향)으로 상기 판체를 연결하는 또 다른 판체를 형성하여 격자 구조를 형성할 수 있다.

다시 말해서, 상기 크래쉬 존(120)은 수평 방향으로 배치되는 수평 판체부(121)와, 수직 방향으로 배치되는 수직 판체부(122)를 포함할 수 있는데, 상기 수평 판체부(121)는 사다리꼴 형상의 판체로서 상기 백빔 본체(110)의 수평방향으로 형성되되 평행한 한 쌍의 변 중 길이가 긴 변은 상기 백빔 본체(110)에 고정되고 길이가 짧은 변은 차체 방향으로 향하도록 배치되는 한편 상기 백빔 본체(110)의 높이 방향으로 다수 개 이격되어 형성된다.

또한, 상기 수직 판체부(122)는 판체 형상으로서 상기 수평 판체부(121)의 수직 방향으로 형성되되 상기 백빔 본체(110)의 수평 방향으로 다수 개 이격되어 배치된다.

이때, 상기 수평 판체부(121)는 도시된 바와 같이 수직 방향으로 3개(121a,121b,121c)가 일정 간격 이격되게 배치되고 수직 판체부(122)는 상기 수평 판체부(121) 양 측에 각각 이격되게 배치(122a,122b)될 수 있다.

다만 이는 본 발명을 설명하기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 이러한 일 예에 의해 본 발명의 권리범위가 축소되지 않음은 분명하다.

한편, 도시된 바와 같이 상기 수직 판체부(121)와 수직 판체부(122)가 교체하는 일 영역에 형성되는 것으로서 차체에 설치되는 고정 핀(P)이 매립되는 매립부(123)를 포함하는 것도 가능하다.

즉, 상기 크래쉬 존(120)은 상술된 바와 같이 격자 형상으로서 상호 이격되어 있으므로 사이에 빈 공간이 형성된다. 이 때, 상기 수평 판체부(121)와 수직 판체부(122)의 교차되는 지점에 매립부(123)를 형성한다.

이때, 상기 매립부(123)에 고정공(123a)을 형성하여 범퍼(도 1의 10참조)와 결합되는 핀(P1)을 설치하게 된다.

한편, 상기 브라켓(BK)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 백빔 본체(110)의 중앙부 상면에 설치되어 백빔 커버(10)와 결합하는 제1브라켓(130)을 포함한다. 이때 상기 제1브라켓(130)은 도시된 바와 같이 “ㄱ”자 형상으로 절곡되어 범퍼(10)와 고정구(F4)에 의해 결합된다.

한편, 상기 제1브라켓(130) 양 측에는 제2브라켓(140)이 각각 형성된다. 상기 제2브라켓(140)의 경우도 도시된 바와 같이 “ㄱ”자 형상으로 절곡되어 범퍼(10)와 고정구(F3)에 의해 결합된다.

또한, 상기 백빔 본체(110) 양측단 상면에 제3브라켓(150)이 각각 설치되고, 상기 백빔 본체(110) 저면에 형성되되 상기 제1브라켓(130)과 제2브라켓(140)의 수평방향 위치와 동일하도록 다수 개 형성되는 제4브라켓(160)이 설치되어 백빔(10)과 유사한 방식으로 결합될 수 있다.

이러한 본 발명의 브라켓(BK)은 상술된 바와 같이 백빔 본체(110)와 일체로 사출 성형되어 범퍼(10)와 결합되도록 할 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 크래쉬 존(120)에 인접하는 백빔 본체(110) 내측도 격자 형상으로 형성되어, 상기 백빔 본체(110)의 격자 중 수평 방향 격자(111)가 상기 수평 판체부(121)에 연장되도록 하는 것도 가능하다.

즉, 상기 백빔 본체(110) 내측에 판체 형상으로서 수평 방향으로 배치되는 수평 방향 격자(111)와 수직 방향으로 배치되는 수직 방향 격자(111)를 교차하게 하는 한편 상기 수평 방향 격자(111)가 상기 수평 판체부(121)에 연장되도록 하여 백빔 본체(110)의 강도를 향상시키는 것도 가능하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 크래쉬 존(120)과 브라켓(BK)을 일체로 사출 성형하는 것으로서, 이를 위해 도 6에 도시된 바와 같이 상기 범퍼 백빔의 성형 재료(W)를 금형(200)에 사출한 후 성형된 범퍼 백빔을 금형(200)에서 탈형하여 상기 범퍼 백빔을 형성할 수 있다.

즉, 도시된 바와 같이 상하부 금형을 포함하는 금형(200)에 사출 원료를 투입, 사출한 후 상하부 금형을 상호 분리하여 범퍼 백빔을 탈형할 수 있다.

이상 설명한 본 발명의 성형 방법에 의해 성형된 범퍼 백빔을 성형하면 제조 원가를 절감할 수 있는 효과가 있음은 물론 도 7에 도시된 바와 같이 안전기준 93조를 만족할 수 있다.

상기 도 7은 2.5MPH에서 pendulum test한 것으로서 차량 해석 중량은 1850kg을 대상으로 한 것으로서, 상부 그림은 상기 pendulum test를 나타내는 것이고, 하부 그래프는 상기 test에 의해 본 발명의 범퍼 백빔의 변형을 나타내는 것이다.

특히 상기 그래프의 가로축은 충돌 시간(0초에서 충돌 시작, 단위 : sec)이고 세로축은 본 발명의 범퍼 백빔의 변위(단위 mm)를 나타낸다.

도시된 바와 같이 0초에서 충돌을 시작하면 범퍼 백빔이 차체 방향으로 변형되기 시작하며 이러한 변형량이 상기 그래프에서는 -값으로 표시된다.

특히 충돌 시작 후 대략 0.03초 경과 후 최대 변형량(intrusion량)은 22.213mm에 도달한 후 다시 회복되게 되는데, 이 때, 상기 최대 intrusion량에 도달한 경우라도 차체의 손상이 발생하지 않아 상술한 안전기준 제93조를 만족할 수 있는 것이다.

다시 말해서 본 발명에 의한 경우 상술한 바와 같이 제조 원가를 절감할 수 있음은 물론이고 안전기준도 만족시키는 범퍼 백빔을 제조할 수 있는 것이다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상을 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

110 : 범퍼 백빔 111 : 수평 방향 격자
112 : 수직 방향 격자 120 : 크래쉬 존
121 : 수평 판체부 122 : 수직 판체부
123 : 매립부 BK : 브라켓
130 : 제1브라켓 140 : 제2브라켓
150 : 제3브라켓 160 : 제4브라켓

Claims

삭제
삭제
삭제
범퍼 커버(10)에 장착되는 백빔 본체(110)와, 상기 백빔 본체(110) 일 측에서 상기 범퍼 커버(10) 측으로 돌출하는 크래쉬 존(120)을 포함하는 범퍼 백빔(100)이 일체로 사출 성형되고, 상기 백빔 본체(110) 일 측에 형성되어 상기 범퍼 커버(10)에 결합되는 브라켓(BK)이 상기 백빔 본체(110)와 일체로 사출 성형되며, 상기 크래쉬 존(120)은 판체 형상으로서 수직 및 수평 방향으로 다수 개 형성되어 격자 형상으로 형성되며,
상기 크래쉬 존(120)은 사다리꼴 형상의 판체로서 상기 백빔 본체(110)의 수평방향으로 형성되되 평행한 한 쌍의 변 중 길이가 긴 변은 상기 백빔 본체(110)에 고정되고 길이가 짧은 변은 차체 방향으로 향하도록 배치되는 한편 상기 백빔 본체(110)의 높이 방향으로 다수 개 이격되어 형성되는 수평 판체부(121)와,
판체 형상으로서 상기 수평 판체부(121)의 수직 방향으로 형성되되 상기 백빔 본체(110)의 수평 방향으로 다수 개 이격되어 배치되는 수직 판체부(122)와,
상기 수평 판체부(121)와 수직 판체부(122)가 교체하는 일 영역에 형성되는 것으로서 차체에 설치되는 고정 핀(P)이 매립되는 매립부(123)를 포함하는 것을 특징으로 하는 범퍼 백빔 성형 방법.
제4항에 있어서,
상기 브라켓(BK)은 상기 백빔 본체(110)의 중앙부 상면에 설치되어 백빔 커버(10)와 결합하는 제1브라켓(130)과,
상기 제1브라켓(130) 양 측에 각각 형성되는 제2브라켓(140)과,
상기 백빔 본체(110) 양측단 상면에 각각 설치되는 제3브라켓(150)와,
상기 백빔 본체(110) 저면에 형성되되 상기 제1브라켓(130)과 제2브라켓(140)의 수평방향 위치와 동일하도록 다수 개 형성되는 제4브라켓(160)을 포함하는 것을 특징으로 하는 범퍼 백빔 성형 방법.
제4항에 있어서,
상기 크래쉬 존(120)에 인접하는 백빔 본체(110) 내측도 판체 형상이되 수평 방향으로 배치되는 수평 방향 격자(111)와 수직 방향으로 배치되는 수직 방향 격자(112)를 교차하는 한편,
상기 백빔 본체(110)의 격자 중 수평 방향 격자(111)가 상기 수평 판체부(121)에 연장되는 것을 특징으로 하는 범퍼 백빔 성형 방법.
제4항에 있어서,
상기 범퍼 백빔의 성형 재료를 금형(200)에 사출한 후 성형된 범퍼 백빔을 금형(200)에서 탈형하여 상기 범퍼 백빔을 성형하는 것을 특징으로 하는 범퍼 백빔 성형 방법.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 성형 방법에 의해 성형된 범퍼 백빔.