KR101901147B1 - 차량용 크래시 박스 유닛 및 이의 접합방법 - Google Patents

Abstract

차량용 크래시 박스 유닛이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 크래시 박스 유닛은 차량의 범퍼 빔과 양측 프론트 사이드 멤버를 연결하는 크래시 박스 유닛에 있어서, 상기 범퍼 빔의 양측에 관통 형성된 조립홀을 통하여 끼워져 선단부가 상기 범퍼 빔의 전면으로 돌출된 상태로 상기 범퍼 빔의 전면에 대하여 절곡 성형되는 전방 접합부를 통하여 접합되는 크래시 박스; 및 단면 상에 형성된 관통홀을 통하여 상기 크래시 박스의 후단부가 끼워진 상태로 후면에 대하여 절곡 성형되는 후방 접합부를 통하여 상기 크래시 박스와 접합되는 플레이트를 포함한다.

Description

차량용 크래시 박스 유닛 및 이의 접합방법{CRASH BOX UNIT FOR VEHICLES AND BONDING METHOD THEROF}

본 발명은 차량용 크래시 박스 유닛 및 이의 접합방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 범퍼 빔과 프론트 사이드 멤버 사이에 구성되는 크래시 박스 유닛을 전자기 펄스 접합을 통해 접합함으로써, 접합력을 향상시키는 차량용 크래시 박스 유닛 및 이의 접합방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량에서의 범퍼는 자동차가 다른 자동차나 고정체와의 충돌 시, 그 충격을 흡수하여 승차자의 안전을 도모함과 동시에, 차체의 변형을 최소화할 수 있도록 자동차의 전, 후 단부의 소정 부위에 배치되는 완충수단이다.

상기한 범퍼는 차체 양측 사이드 멤버에 크래시 박스를 통하여 후방 양측이 고정되어 차폭 방향으로 배치되는 범퍼 빔, 상기 범퍼 빔의 전방에 배치되어 충돌 에너지를 흡수하는 에너지 업소버 및 상기 범퍼 빔과 에너지 업소버를 감싸는 범퍼 커버로 이루어진다.

여기서 상기 크래시 박스는 박스형상으로 구성되어 전방으로 상기 범퍼 빔의 후방 양측에 배치되어 상기 범퍼 빔과 볼트/너트 체결되고, 후방으로 플레이트를 통해 차체 양측 사이드 멤버에 용접을 통해 접합된다.

이러한 크래시 박스는 전방 상,하단부에 전방을 향하여 연장된 상측 및 하측 플랜지를 통하여 상기 범퍼 빔의 상,하면에 볼트/너트에 의해 체결된 상태로, 후방의 플레이트와 미그 용접(MIG welding)에 의해 접합된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 크래시 박스는 상기 범퍼 빔과 체결 시, 별도의 볼트와 너트 등의 부재료 사용으로 비용이 상승하며, 상기 플레이트와 미그 용접 접합 시, 용접 불량이 발생할 확률이 높다는 단점이 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 크래시 박스에 전방 접합부와 후방 접합부를 형성하고, 상기 전방 접합부와 후방 접합부를 통해 상기 범퍼 빔과 플레이트에 대하여 전자기 펄스 접합함으로써, 기존의 스폿 용접 또는 미그 용접에 비하여 접합력을 향상시키는 차량용 크래시 박스 유닛 및 이의 접합방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 차량의 범퍼 빔과 양측 프론트 사이드 멤버를 연결하는 크래시 박스 유닛에 있어서, 상기 범퍼 빔의 양측에 관통 형성된 조립홀을 통하여 끼워져 선단부가 상기 범퍼 빔의 전면으로 돌출된 상태로 상기 범퍼 빔의 전면에 대하여 절곡 성형되는 전방 접합부를 통하여 접합되는 크래시 박스; 및 단면 상에 형성된 관통홀을 통하여 상기 크래시 박스의 후단부가 끼워진 상태로 후면에 대하여 절곡 성형되는 후방 접합부를 통하여 상기 크래시 박스와 접합되는 플레이트를 포함하는 차량용 크래시 박스 유닛을 제공할 수 있다.

또한, 상기 전방 접합부와 후방 접합부는 전자기 펄스 접합에 의해 접합될 수 있다.

또한, 상기 전방 접합부와 후방 접합부는 상기 크래시 박스의 전단부 및 후단부를 각각 프레스 벤딩 성형을 통해 외측으로 절곡하여 형성될 수 있다.

또한, 상기 크래시 박스는 상기 전방 접합부와 후방 접합부 각각의 둘레에 길이방향으로 절개된 복수개의 절개홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 크래시 박스와 플레이트는 알루미늄 소재로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 크래시 박스는 원통 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예는 크래시 박스에 전방 접합부와 후방 접합부를 형성하고, 상기 전방 접합부와 후방 접합부를 통해 상기 범퍼 빔과 플레이트에 대하여 전자기 펄스 접합함으로써, 기존의 스폿 용접 또는 미그 용접에 비하여 접합력을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시 예는 전자기 펄스 접합 시 이물질 발생이 적어 작업환경을 개선하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시 예는 별도의 부재료 없이도 크래시 박스를 범퍼 빔과 플레이트에 접합한 후, 프론트 사이드 멤버에 대하여 조립할 수 있어 부재료비를 절감하고 중량을 감소시킬 수 있는 효과도 있다.

이 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 크래시 박스 유닛의 일측 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 크래시 박스 유닛의 타측 사시도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 크래시 박스 유닛의 순차적인 공정도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예를 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 실시 예들 중에서 바람직한 하나의 실시 예에 관한 것이다. 따라서 본 발명이 하기의 도면과 설명에만 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 크래시 박스 유닛의 일측 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 크래시 박스 유닛의 타측 사시도이며, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 크래시 박스 유닛의 순차적인 공정도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 크래시 박스 유닛(10)은 차체 전방에 차폭방향으로 배치되는 범퍼 빔(1)과 차체 양측의 프론트 사이드 멤버(3) 사이에 설치된다.

즉, 상기 크래시 박스 유닛(10)은 상기 범퍼 빔(1)의 양 측방 후측을 양측 프론트 사이드 멤버(3)에 각각 연결하여 차량의 전방 충돌 시, 상기 범퍼 빔(1)으로부터 전달되는 충돌 에너지에 의해 붕괴되면서 차체로 전달되는 충돌 에너지를 흡수하는 기능을 갖는다.

이때, 상기 범퍼 빔(1)은 알루미늄 소재로 이루어져, 양측에 관통 형성되는 조립홀(H1)이 형성된다.

상기 조립홀(H1)은 이하에서 설명할 크래시 박스 유닛(10)의 크래시 박스(11)의 단면형상에 따라 그 형상이 변경될 수 있다.

이러한 크래시 박스 유닛(10)은 크래시 박스(11)와 플레이트(13)를 포함한다.

먼저, 상기 크래시 박스(11)는 알루미늄 소재로 이루어져, 양측이 개구된 원통 형상으로 형성될 수 있다.

상기 크래시 박스(11)는 양측이 개구된 사각통 형상으로 형성될 수도 있다.

또한, 상기 크래시 박스(11)는 선단부가 상기 범퍼 빔(1)의 조립홀(H1)을 통하여 끼워진다.

다시 말해, 상기 크래시 박스(11)는 선단부가 상기 조립홀(H1)을 통하여 끼워져 범퍼 빔(1)의 전면으로 돌출된 상태로, 상기 범퍼 빔(1)의 전면에 대하여 절곡 성형되어 전방 접합부(13)가 형성된다.

이러한 전방 접합부(13)는 프레스 벤딩 성형을 통해 상기 범퍼 빔(1)의 전면에 대하여 외측으로 절곡하여 형성된다.

이때, 상기 크래시 박스(11)는 상기 전방 접합부(13)를 통해 전자기 펄스 접합에 의해 상기 범퍼 빔(1)의 전면에 접합된다.

마찬가지로, 상기 크래시 박스(11)는 후단부에 절곡 성형되는 후방 접합부(15)가 형성된다.

이러한 후방 접합부(15)도 프레스 벤딩 성형을 통하여 이하에서 설명할 플레이트(17)의 후면에 대하여 외측으로 절곡하여 형성된다.

즉, 상기 전방 접합부(13)와 후방 접합부(15)는 상기 크래시 박스(11)의 전단부 및 후단부를 각각 프레스 벤딩 성형을 통해 외측으로 절곡하여 형성되는 것으로, 전자기 펄스 접합에 의해 범퍼 빔(1)과 플레이트(17)에 각각 접합된다.

또한, 상기 크래시 박스(11)는 전방 접합부(13)와 후방 접합부(15) 각각의 둘레에 길이방향으로 절개된 복수개의 절개홈(19)이 형성된다.

이때, 상기 절개홈(19)은 상기 크래시 박스(11)의 전방 접합부(13)와 후방 접합부(15)를 좀더 용이하게 형성하기 위함이다.

즉, 상기 크래시 박스(11)는 벤딩 프레스 성형 시, 상기 절개홈(19)에 의해 찢어지거나 손상되지 않고, 상기 전방 접합부(13)와 후방 접합부(15)를 형성할 수 있다.

이러한 절개홈(19)은 상기 전방 접합부(13)와 후방 접합부(15) 각각에 3개가 형성되는 것을 도시 하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 그 개수는 변경하여 적용할 수 있다.

한편, 상기 플레이트(17)는 알루미늄 소재로 이루어져 양측 프론트 사이드 멤버(3)에 각각 조립된다.

이러한 플레이트(17)는 단면 상에 관통홀(H2)이 형성된다.

상기 플레이트(17)는 상기 관통홀(H2)을 통하여 크래시 박스(11)의 후단부가 끼워진다.

다시 말해, 상기 플레이트(17)는 상기 크래시 박스(11)의 후단부가 관통홀(H2)에 끼워진 상태로, 후면에 대하여 절곡 성형되는 후방 접합부(15)를 통하여 상기 크래시 박스(11)와 접합된다.

이러한 플레이트(17)는 전방에 크래시 박스(11)와 접합된 상태로, 후방에 프론트 사이드 멤버(3)와 조립된다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 크래시 박스 유닛의 접합방법을 설명한다.

도 3을 참조하면, 차량의 범퍼 빔(1)의 양측에 조립홀(H1)을 관통 형성한다.

또한, 양측 프론트 사이드 멤버(도 1의 3번 참조)에 각각 조립되는 플레이트(17)에 관통홀(H2)을 형성한다.

그리고 크래시 박스(11)의 전단부 및 후단부 각각의 둘레에 길이방향으로 절개된 복수의 절개홈(19)을 성형한다.

이때, 상기 크래시 박스(11)는 압출 성형을 통해 제조되어 컷팅 성형을 통해 절개홈(19)이 형성된다.

이러한 범퍼 빔(1)과 플레이트(17) 사이에 배치된 상태로, 상기 범퍼 빔(1)의 조립홀(H1)과 플레이트(17)의 관통홀(H2)에 크래시 박스(11)의 전단부와 후단부를 각각 삽입한다.

상기 크래시 박스(11)는 상기 절개홈(19)이 형성된 부분까지 상기 범퍼 빔(1)과 플레이트(17)에 각각 삽입된다.

도 4를 참조하면, 상기 크래시 박스(11)의 전단부와 후단부를 일정구간 외측으로 절곡 성형하여 전방 접합부(13) 및 후방 접합부(15)를 형성한다.

이때, 상기 전방 접합부(13)와 후방 접합부(15)는 프레스 벤딩 성형을 통하여 형성된다.

상기 크래시 박스(11)는 전단부와 후단부에 형성된 복수개의 절개홈(19)에 의해 찢어지거나 손상되지 않고, 용이하게 프레스 벤딩 성형될 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 범퍼 빔(1)의 전면과 플레이트(17)의 후면에 대응하는 전방 접합부(13)와 후방 접합부(15)에 대하여 전자기 펄스 접합을 진행한다.

상기 전자기 펄스 접합은 전압을 코일(C)에 인가함에 따라 발생하는 전자기력에 의해 용접 및 성형이 이루어지도록 구성된다.

즉, 상기 전자기 펄스 접합은 충전한 전류를 펄스 발생기를 통해 코일(C)에 인가하여 상기 코일(C)로부터 발생하는 전자기력에 의해 전방 접합부(13)와 후방 접합부(15)를 범퍼 빔(1)과 플레이트(17)에 대하여 접합한다.

이때, 상기 범퍼 빔(1), 크래시 박스(11) 및 플레이트(17)는 알루미늄 소재로 이루어져 상기 전자기력에 의해 각 부품의 알루미늄 분자가 상호 이동하면서, 고상 접합 또는 확산 접합된다.

따라서 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 크래시 박스 유닛 및 이의 접합방법은 크래시 박스(11)의 전단부와 후단부에 전방 접합부(13)와 후방 접합부(15)를 형성하고, 상기 전방 접합부(13)와 후방 접합부(15)를 통해 상기 범퍼 빔(1)과 플레이트(17)에 대하여 전자기 펄스 접합함으로써, 기존의 스폿 용접 또는 미그 용접에 비하여 접합력이 향상될 수 있다.

또한, 상기 차량용 크래시 박스 유닛 및 이의 접합방법은 전자기 펄스 접합 시 이물질 발생이 적어 작업환경이 개선될 수 있다.

또한, 상기 차량용 크래시 박스 유닛 및 이의 접합방법은 별도의 부재료 없이도 크래시 박스(11)를 범퍼 빔(1)과 플레이트에 접합한 후, 차체 프론트 사이드 멤버(3)에 대하여 조립할 수 있어 부재료비를 절감하고 중량을 감소시킬 수 있는 효과도 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1 범퍼 빔
3 프론트 사이드 멤버
10 크래시 박스 유닛
11 크래시 박스
13 전방 접합부
15 후방 접합부
17 플레이트
19 절개홈
H1 조립홀
H2 관통홀

Claims (8)

1. 차량의 범퍼 빔과 양측 프론트 사이드 멤버를 연결하는 크래시 박스 유닛에 있어서,
   상기 범퍼 빔의 양측에 관통 형성된 조립홀을 통하여 끼워져 선단부가 상기 범퍼 빔의 전면으로 돌출된 상태로, 상기 범퍼 빔의 전면에 대하여 절곡 성형되는 전방 접합부를 통하여 접합되는 원통 형상의 크래시 박스; 및
   단면 상에 형성된 관통홀을 통하여 상기 크래시 박스의 후단부가 끼워진 상태로, 후면에 대하여 절곡 성형되는 후방 접합부를 통하여 상기 크래시 박스와 접합되는 플레이트;
   를 포함하고,
   상기 전방 접합부와 후방 접합부는
   상기 크래시 박스의 전단부 및 후단부에 각각 형성되며, 각각의 둘레에 길이방향으로 절개된 복수개의 절개홈이 형성된 상태로, 각각 프레스 벤딩 성형을 통해 외측으로 절곡되어 전자기 펄스 접합에 의해 접합되는 차량용 크래시 박스 유닛.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 크래시 박스와 플레이트는 알루미늄 소재로 이루어지는 차량용 크래시 박스 유닛.
6. 삭제
7. 차량의 범퍼 빔의 양측에 조립홀을 관통 형성하고, 양측 프론트 사이드 멤버에 조립되는 양측 플레이트에 관통홀을 형성하는 단계;
   크래시 박스의 전단부 및 후단부 각각의 둘레에 길이방향으로 절개된 복수개의 절개홈을 성형하는 단계;
   상기 범퍼 빔과 플레이트 사이에서 상기 조립홀과 관통홀에 상기 크래시 박스의 전단부와 후단부를 각각 삽입한 상태로, 상기 전단부와 후단부의 일정구간을 외측으로 절곡하는 프레스 벤딩 성형을 통하여 전방 접합부 및 후방 접합부를 성형하는 단계; 및
   상기 범퍼 빔의 전면과 상기 플레이트의 후면에 대응하는 전방 접합부와 후방 접합부에 대하여 전자기 펄스 접합을 진행하는 단계;
   를 포함하는 차량용 크래시 박스 유닛의 접합방법.
8. 삭제

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