KR101922923B1 - 차량용 크래시 박스 유닛과 이의 접합방법 - Google Patents

Abstract

차량용 크래시 박스 유닛 및 이의 접합방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 크래시 박스 유닛은 차량의 범퍼 빔과 프론트 사이드 멤버를 연결하는 크래시 박스 유닛에 있어서, 상기 프론트 사이드 멤버에 조립되는 장착 플레이트; 및 전단부가 상기 범퍼 빔의 후면 양측에 형성된 조립홀에 끼워지고, 후단부가 상기 장착 플레이트에 형성된 관통홀에 끼워진 상태로, 확관 성형되어 상기 조립홀 둘레와 관통홀 둘레에 상기 전단부와 후단부가 각각 압착되어 접합되는 크래시 박스를 포함한다.

Description

차량용 크래시 박스 유닛과 이의 접합방법{CRASH BOX UNIT FOR VEHICLES AND BONDING METHOD THEREOF}

본 발명은 차량용 크래시 박스 유닛과 이의 접합방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자기력을 이용하여 크래시 박스를 부분 확관 성형함으로써, 범퍼 빔과의 기계적 접합을 가능하게 하여 상기 범퍼 빔과의 접합을 위한 부재료비를 절감하면서도 접합부 강도를 높이는 차량용 크래시 박스 유닛과 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 사용으로 부품 비용이 상승하며, 상기 플레이트와 미그 용접 접합 시, 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 박스가 범퍼 빔과 장착 플레이트 사이에 끼워진 상태로, 전자기 성형기에 의해 확관 성형되면서 접합 및 압착됨으로써, 접합부의 강성이 향상되는 차량용 크래시 박스 유닛 및 이의 접합방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 차량의 범퍼 빔과 프론트 사이드 멤버를 연결하는 크래시 박스 유닛에 있어서, 상기 프론트 사이드 멤버에 조립되는 장착 플레이트; 및 전단부가 상기 범퍼 빔의 후면 양측에 형성된 조립홀에 끼워지고, 후단부가 상기 장착 플레이트에 형성된 관통홀에 끼워진 상태로, 확관 성형되어 상기 조립홀 둘레와 관통홀 둘레에 상기 전단부와 후단부가 각각 압착되어 접합되는 크래시 박스를 포함하는 차량용 크래시 박스 유닛을 제공할 수 있다.

또한, 상기 크래시 박스는 전단부와 후단부가 각각 전자기 성형에 의해 확관 성형되면서 상기 조립홀 둘레와 관통홀 둘레를 각각 감싸면서 압착되어 결합될 수 있다.

또한, 상기 장착 플레이트는 상기 관통홀의 둘레면이 전방으로 돌출되어 리브부를 형성하여 상기 크래시 박스의 후단부를 지지할 수 있다.

또한, 상기 크래시 박스는 원통형으로 형성되어 외주면에 길이방향으로 복수개의 비드를 형성할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 크래시 박스의 전단부와 후단부가 범퍼 빔의 조립홀 및 장착 플레이트의 관통홀에 끼워진 상태로, 전자기 성형기에 의해 확관 성형되면서 접합 및 압착됨으로써, 접합부의 강성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시 예는 별도의 부재료 없이도 크래시 박스 유닛을 범퍼 빔과 프론트 사이드 멤버에 대하여 접합할 수 있어 부재료비를 절감하고, 중량을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예는 전자기 성형 시, 이물질 발생이 적어 작업환경이 개선될 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 3은 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 크래시 박스 유닛의 접합방법을 나타낸 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 3은 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 크래시 박스 유닛(10)은 차체 전방에 차폭 방향으로 배치되는 범퍼 빔(1)과 차체 양측의 프론트 사이드 멤버(미도시) 사이에 각각 설치된다.

즉, 상기 크래시 박스 유닛(10)은 상기 범퍼 빔(1)의 양측방 후측을 양측 프론트 사이드 멤버에 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, 후면 양측에 조립홀(H1)이 형성된다.

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

이러한 크래시 박스 유닛(10)은 크래시 박스(11)와 장착 플레이트(15)를 포함한다.

상기 장착 플레이트(15)는 프론트 사이드 멤버에 조립된다.

이러한 장착 플레이트(15)에는 상,하측에 상기 프론트 사이드 멤버에 조립하기 위한 복수개의 볼트홀(19)이 형성된다.

또한, 상기 장착 플레이트(15)에는 관통홀(H2)이 형성된다.

상기 관통홀(H2)은 상기 조립홀(H1)과 마찬가지로, 이하에서 설명할 크래시 박스(11)의 단면형상에 따라 그 형상이 변경될 수 있다.

이때, 상기 장착 플레이트(15)는 관통홀(H2)의 둘레면이 전방으로 돌출되어 리브부(17)를 형성한다.

이때, 상기 리브부(17)는 크래시 박스(11)의 후단부와의 접촉면적을 향상시킬 수 있다.

그리고 상기 크래시 박스(11)는 알루미늄 소재로 이루어져, 양측이 개구된 원통형으로 형성될 수 있다.

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

이러한 크래시 박스(11)는 전단부가 상기 범퍼 빔(1)의 후면에 형성된 조립홀(H1)에 끼워진다.

또한, 상기 크래시 박스(11)는 후단부가 상기 장착 플레이트(15)에 형성된 관통홀(H2)에 끼워진다.

상기 크래시 박스(11)는 전단부와 후단부가 조립홀(H1)과 관통홀(H2)에 끼워진 상태로, 확관 성형된다.

이때, 상기 크래시 박스(11)는 상기 조립홀(H1) 둘레와 관통홀(H2) 둘레에 상기 전단부와 후단부가 압착되어 접합된다.

다시 말해, 상기 크래시 박스(11)는 전단부와 후단부가 각각 전자기 성형에 의해 확관 성형되면서 상기 조립홀(H1) 둘레와 관통홀(H2) 둘레를 각각 감싸면서 압착되어 결합된다.

또한, 상기 크래시 박스(11)는 전자기 성형기(20)에 의해 전자기 성형 시, 발생되는 전자기 펄스에 의해 조립홀(H1)과 관통홀(H2)에 대응하는 부분에서 각 부품의 알루미늄 분자가 상호 이동하면서 결합이 이루어져 일종의 고상 접합 또는 확산 접합이 이루어진다.

이러한 크래시 박스(11)는 외면에 길이방향으로 복수개의 비드(13)를 형성한다.

이때, 상기 비드(13)는 내측으로 돌출되도록 형성된다.

이러한 비드(13)는 상기 범퍼 빔(1)과 장착 플레이트(15) 사이에 위치한 크래시 박스(11)의 외면에 형성되며, 각 비드(13)의 길이는 상이하게 형성될 수 있다.

상기 비드(13)는 충돌 시, 상기 크래시 박스(11)의 붕괴방향에 대향하는 방향으로 형성되어 상기 크래시 박스(11)의 강성을 보강하기 위함이다.

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

도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 크래시 박스 유닛의 접합방법을 나타낸 공정도이다.

도 4를 참조하면, 차량의 범퍼 빔(1)의 후면에 조립홀(H1)을 형성한다.

차량의 프론트 사이드 멤버에 조립되는 장착 플레이트(15)에 관통홀(H2)을 형성한다.

이때, 상기 장착 플레이트(15)는 관통홀(H2)의 둘레면이 전방으로 돌출되어 리브부(17)를 갖도록 형성된다.

상기 범퍼 빔(1)과 장착 플레이트(15) 사이에서, 상기 조립홀(H1)과 관통홀(H2)에 크래시 박스(11)의 전단부와 후단부를 삽입한다.

도 5를 참조하면, 상기 크래시 박스(11)의 내부에 전자기 성형기(20)를 삽입한다.

또한, 상기 크래시 박스(11)의 외부에는 금형(30)을 배치시킨다.

도 6을 참조하면, 상기 전자기 성형기(20)로부터 발생하는 전자기 펄스에 의해 상기 크래시 박스(11)를 확관 성형하여 상기 범퍼 빔(1)과 장착 플레이트(15)에 결합한다.

이때, 상기 크래시 박스(11)의 확관 성형 시, 상기 전자기 성형기(20)에 의해 상기 크래시 박스(11)의 외면에 길이방향으로 복수개의 비드(13)를 함께 형성한다.

상기 전자기 성형기(20)는 전압을 코일(C)에 인가함에 따라 발생하는 전자기력에 의해 상기 범퍼 빔(1), 장착 플레이트(15) 및 크래시 박스(11) 사이에 접합 또는 결합 및 성형이 이루어지도록 구성된다.

즉, 상기 전자기 성형기(20)는 충전한 전류를 펄스 발생기를 통해 코일(C)에 인가하여 상기 코일(C)로부터 발생하는 전자기력에 의해 크래시 박스(11)를 범퍼 빔(1)과 장착 플레이트(15)에 접합 및 압착한다.

따라서 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 크래시 박스 유닛 및 이의 접합방법은 크래시 박스(11)의 전단부와 후단부가 범퍼 빔(1)의 조립홀(H1) 및 장착 플레이트(15)의 관통홀(H2)에 끼워진 상태로, 전자기 성형기(20)에 의해 확관 성형되면서 접합 및 압착됨으로써, 접합부의 강성이 향상될 수 있다.

또한, 상기 차량용 크래시 박스 유닛 및 이의 접합방법은 별도의 부재료 없이도 크래시 박스 유닛(10)을 범퍼 빔(1)과 프론트 사이드 멤버에 대하여 접합할 수 있어 부재료비를 절감하고, 중량을 감소시킬 수 있다.

또한, 상기 차량용 크래시 박스 유닛 및 이의 접합방법은 전자기 성형 시, 이물질 발생이 적어 작업환경이 개선될 수 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
10 크래시 박스 유닛
11 크래시 박스
13 비드
15 장착 플레이트
17 리브부
19 볼트홀
20 전자기 성형기
30 금형
H1 조립홀
H2 관통홀

Claims (9)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 차량의 범퍼 빔의 후면에 조립홀을 형성하고, 프론트 사이드 멤버에 조립되는 장착 플레이트에 관통홀을 형성하는 단계;
   상기 장착 플레이트의 관통홀 둘레면에 전방으로 돌출되는 리브부를 형성하는 단계;
   상기 범퍼 빔과 장착 플레이트 사이에서, 상기 조립홀과 관통홀에 원통형으로 이루어진 크래시 박스의 전단부와 후단부를 삽입하는 단계;
   상기 크래시 박스의 내부에 전자기 성형기를 삽입하고, 외부에는 금형을 배치시키는 단계; 및
   상기 크래시 박스의 전단부와 후단부가 각각 상기 전자기 성형기로부터 발생하는 전자기 펄스에 의해 확관 성형되면서, 상기 범퍼 빔의 조립홀 둘레와 장착 플레이트의 관통홀 둘레를 각각 감싸면서 압착되어 결합됨과 동시에, 상기 크래시 박스의 외면에 상기 전자기 성형기에 의해 길이방향으로 복수개의 비드를 함께 성형하는 단계;
   를 포함하는 차량용 크래시 박스 유닛의 접합방법.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제

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