KR102145486B1 - 프런트범퍼 및 프런트사이드멤버 모듈 - Google Patents

프런트범퍼 및 프런트사이드멤버 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 프런트범퍼 및 프런트사이드멤버 모듈에 관한 것으로써, 프런트범퍼는 고강도 알루미늄에 GMT재질을 사출하여 제작하고, 프런트사이드멤버는 고강도 알루미늄으로 제작하고, 프런트범퍼와 크러시박스 및 프런트사이드멤버와 크러시박스를 셀프피어싱리벳 또는 플로우드릴스크류로 결합하여, 차체의 강성을 유지하면서도 차체를 경량화하고, 작업성을 향상시킨 프런트범퍼 및 프런트사이드멤버 모듈에 관한 것이다.

Description

프런트범퍼 및 프런트사이드멤버 모듈{Front Bumper and Front Side Member Module}
본 발명은 프런트범퍼 및 프런트사이드멤버 모듈에 관한 것으로, 특히 프런트범퍼 및 프런트사이드멤버 모듈을 경량화시키면서도 강성을 유지할 수 있는 프런트범퍼 및 프런트사이드멤버 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 차체의 프런트범퍼 및 프런트사이드멤버는 전방충돌시, 그 충격을 흡수하는 완충 수단이다.
프런트범퍼와 프런트사이드멤버는 크러시박스를 통해 서로 연결된다.
이러한 종래의 프런트범퍼 및 프런트사이드멤버 모듈이 '한국공개특허공보 제10-2014-0148066호'에 제시되어 있다.
이러한 종래의 프런트범퍼 및 프런트사이드멤버 모듈은 통상 스틸재질로 제작되어 차체의 하중이 높아진다는 문제점이 있다.
프런트범퍼와 크러시박스를 볼팅결합할 때 너트를 프런트범퍼 내부에 넣어 볼트와 체결하여야 하므로 조립이 어렵다는 단점이 있다.
또한 종래의 프런트사이드멤버가 '한국등록특허공보 제10-0929528호'에 제시되어 있다.
'한국등록특허공보 제10-0929528호'의 프론트 사이드 멤버 어셈블리는 여러 부품으로 구성되어 있어 전체적인 하중이 증가하고, 조립이 복잡해진다는 단점이 있다.
한국공개특허공보 제10-2014-0148066호 한국등록특허공보 제10-0929528호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 프런트범퍼를 이종소재로 제작하고 프런트사이드멤버를 일체형으로 제작하여 차체를 경량화시키고, 재질이 서로 다른 프런트범퍼와 크러시박스 및 프런트사이드멤버와 크러시박스를 너트 없이 결합할 수 있는 프런트범퍼 및 프런트사이드멤버 모듈을 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프런트범퍼는 알루미늄재질로 프레스성형되는 내부프런트범퍼와, 상기 내부프런트범퍼 외측에 플라스틱 수지로 인서트 사출성형되는 외부프런트범퍼로 이루어져 차량의 폭방향으로 길게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 프런트범퍼는 상기 프런트범퍼의 양측 후방에 결합되는 스틸재질의 제1크러시박스를 더 포함하고, 상기 제1크러시박스는 상기 프런트범퍼의 상면 일부 및 하면 일부를 감쌀 수 있는 제1연장부를 포함하고, 상기 제1크러시박스는 상기 제1연장부와 상기 프런트범퍼가 접촉하는 부분에 셀프피어싱리벳 또는 플로우드릴스크류 중 하나에 의해 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 내부프런트범퍼의 알루미늄재질은 두께 2.0mm의 5000계열의 고강도 알루미늄이고, 상기 외부프런트범퍼의 플라스틱 수지는 3.0mm로 성형되는 GMT이고, 상기 제1크러시박스의 스틸재질은 두께 2.0mm의 590급 고강도강인 것을 특징으로 할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프런트사이드멤버는 알루미늄재질로 압축성형 후 핫블로우 포밍되어 일체형으로 제작되고, 차량의 길이방향으로 길게 한 쌍으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 프런트사이드멤버의 내부에는 차량의 길이 방향으로 관통되게 내부공간이 형성되고, 상기 프런트사이드멤버는 상기 프런트사이드멤버의 전방에 결합되는 스틸재질의 제2크러시박스를 더 포함하고, 상기 제2크러시박스는 상기 내부공간의 측면에 끼워지는 제2연장부를 포함하고, 상기 제2크러시박스는 상기 제2연장부와 상기 프런트사이드멤버가 접촉하는 부분에 셀프피어싱리벳 또는 플로우드릴스크류 중 하나에 의해 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 프런트사이드멤버의 알루미늄재질은 두께 3.0mm의 5000계열의 고강도 알루미늄이고, 상기 제2크러시박스의 스틸재질은 두께 2.0mm의 590급 고강도강인 것을 특징으로 할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프런트범퍼 및 프런트사이드멤버 모듈은 알루미늄재질로 프레스성형되는 내부프런트범퍼와, 상기 내부프런트범퍼 외측에 플라스틱 수지로 인서트 사출성형되는 외부프런트범퍼로 이루어져 차량의 폭방향으로 길게 형성되는 프런트범퍼와, 알루미늄재질로 압축성형 후 핫블로우 포밍되어 일체형으로 제작되고, 차량의 길이방향으로 길게 한 쌍으로 형성되는 프런트사이드멤버와, 상기 프런트범퍼는 상기 프런트범퍼의 양측 후방에 결합되는 스틸재질의 제1크러시박스 및 상기 프런트사이드멤버는 상기 프런트사이드멤버의 전방에 결합되는 스틸재질의 제2크러시박스를 포함하고, 상기 제1크러시박스는 상기 프런트범퍼의 상면 일부 및 하면 일부를 감쌀 수 있는 제1연장부를 포함하고, 상기 제1크러시박스는 상기 제1연장부와 상기 프런트범퍼가 접촉하는 부분에 셀프피어싱리벳 또는 플로우드릴스크류 중 하나에 의해 결합되고, 상기 프런트사이드멤버의 내부에는 차량의 길이 방향으로 관통되게 내부공간이 형성되고, 상기 제2크러시박스는 상기 내부공간의 측면에 끼워지는 제2연장부를 포함하고, 상기 제2크러시박스는 상기 제2연장부와 상기 프런트사이드멤버가 접촉하는 부분에 셀프피어싱리벳 또는 플로우드릴스크류 중 하나에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 프런트범퍼 및 프런트사이드멤버 모듈에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
프런트범퍼 및 프런트사이드멤버를 고강도 알루미늄으로 제작함으로써, 강성을 동등하게 유지하면서도 필요한 철판의 두께를 줄일 수 있어 모듈을 경량화할 수 있다.
프런트사이드멤버를 압출성형을 통해 일체형으로 제작함으로써, 부품수를 감소시켜 차체를 경량화할 수 있다.
프런트사이드멤버를 핫블로우 포밍으로 제작하여, 성형성을 확보하고 설계 자유도가 향상될 수 있다.
프런트범퍼를 고강도 알루미늄에 GMT를 사출하여 제작함으로써, 강성을 동등하게 유지하면서도 모듈을 경량화할 수 있다.
프런트범퍼와 크러시박스를 셀프피어싱리벳 또는 플로우드릴스크류를 사용하여 결합함으로써, 프런트범퍼와 크러시박스의 재질이 서로 달라도 결합이 가능하고, 셀프피어싱리벳 또는 플로우드릴스크류가 삽입되는 반대방향으로 너트를 결합할 필요가 없어 조립이 용이해지고, 프런트범퍼 및 크러시박스에 미리 구멍을 뚫을 필요가 없어 조립과정이 단순해진다.
프런트범퍼와 크러시박스 사이의 결합부가 프런트범퍼의 후면이 아닌 상면 및 하면에 형성되게 함으로써, 크러시박스의 내부가 아닌 크러시박스의 외부에서 상기 결합부를 형성할 수 있어 조립성이 개선된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프런트범퍼 및 프런트사이드멤버 모듈의 정면 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프런트범퍼 및 프런트사이드멤버(우측) 모듈의 정면 분해 사시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것은 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.
명세서에 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 전후방향은 자동차의 길이방향이고, 좌우방향은 자동차의 폭방향이고, 상하방향은 자동차의 상하방향이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프런트범퍼 및 프런트사이드멤버 모듈은 프런트범퍼(100)와, 프런트사이드멤버(200)와, 프런트범퍼(100)의 좌우양측 후방에 결합되는 제1크러시박스(150)와, 프런트사이드멤버(200)의 전방에 결합되고 제1크러시박스(150)와 결합되는 제2크러시박스(250)를 포함한다.
프런트범퍼(100)는 차량의 폭방향을 따라 좌우방향으로 길게 형성된다.
프런트범퍼(100)는 좌우양측이 후방으로 휘어진 형태로 형성된다.
프런트범퍼(100)의 내부에는 좌우방향으로 관통된 공간이 형성된다.
프런트범퍼(100)는 내부프런트범퍼와, 상기 내부프런트범퍼의 외측에 인서트성형되는 외부프런트범퍼로 이루어진다.
프런트범퍼(100)는 이종소재로 제작된다.
프런트범퍼(100)의 내부프런트범퍼는 알루미늄재질로 제작되고, 프런트범퍼(100)의 외부프런트범퍼는 플라스틱 수지로 제작된다. 이로 인해 알루미늄재질 단독으로 제작했을 때보다 약한 강도의 알루미늄 재질을 사용하여도, 같은 강성을 유지하면서 알루미늄재질의 두께를 줄일 수 있다. 또한, 알루미늄재질의 비중보다 GMT의 비중이 낮기 때문에 모듈이 경량화 된다.
프런트범퍼(100)의 내부프런트범퍼의 알루미늄재질은 두께 2.0mm의 5000급의 고강도 알루미늄인 것이 바람직하다.
프런트범퍼(100)의 외부프런트범퍼의 플라스틱 수지는 GMT(Glass Fiber Reinforced Thermoplastics)재질이고, 두께 3.0mm로 성형되는 것이 바람직하다.
프런트범퍼(100)의 내부프런트범퍼는 프레스성형된다.
프런트범퍼(100)의 외부프런트범퍼는 프런트범퍼(100)의 내부프런트범퍼 외면에 사출성형된다. 즉, 프런트범퍼(100)의 내부프런트범퍼는 프런트범퍼(100)의 외부프런트범퍼에 의해 덮인다.
프런트사이드멤버(200)는 차량의 길이방향을 따라 전후방향으로 길게 형성된다.
프런트사이드멤버(200)는 전후방향 및 상하방향으로 연장되어 형성되는 중심면을 기준으로 좌측과 우측에 각각 대칭되게 쌍으로 형성된다.
프런트사이드멤버(200)는 후방이 아래쪽으로 휘어진 형태로 형성된다.
프런트사이드멤버(200)의 내부에는 전후방향으로 관통된 공간이 형성된다.
프런트사이드멤버(200)는 알루미늄재질로 제작된다.
프런트사이드멤버(200)의 알루미늄재질은 두께 3.0mm의 5000급의 고강도 알루미늄인 것이 바람직하다.
프런트사이드멤버(200)는 압출성형을 통해 제작 된다. 이로 인해 프런트사이드멤버(200)는 일체형으로 제작되어 용접 공정이 축소되고, 부품수가 감소하여 제작 과정이 단순해진다. 또한, 보강부재가 따로 설치되지 않아 모듈이 경량화 된다.
프런트사이드멤버(200)는 압출성형 후 핫블로우 포밍 과정을 거친다. 이로 인해 단순히 압출성형을 하는 것보다 성형성이 확보되고 설계 자유도가 향상된다.
제1크러시박스(150)는 스틸재질로 제작된다.
제1크러시박스(150)의 스틸재질은 590급의 고강도강이고, 두께는 2.0mm인 것이 바람직하다.
제1크러시박스(150)는 차량의 길이방향을 따라 형성된다.
제1크러시박스(150)의 내부에는 전후방향으로 관통된 공간이 형성된다.
제1크러시박스(150)는 제1크러시박스(150)의 상측 및 하측의 전방으로 돌출되게 형성되는 제1연장부(151)를 포함한다.
제1연장부(151)의 내측 폭은 프런트범퍼(100)의 높이와 유사하거나 보다 크게 형성된다. 이로 인해 제1크러시박스(150)는 각각의 제1연장부(151)가 프런트범퍼(100)의 상면 및 하면에 접하게 프런트범퍼(100)의 후방에 끼워질 수 있다.
프런트범퍼(100)와 제1연장부(151)가 맞닿는 제1접촉부(101) 위쪽에서 셀프피어싱리벳 또는 플로우드릴스크류를 사용하여, 프런트범퍼(100)에 제1크러시박스(150)를 결합할 수 있다.
그로 인해 프런트범퍼(100) 및 제1크러시박스(150)에 체결부에 미리 천공을 하지 않아도 결합이 가능해지므로 제작 공정이 단순화된다.
셀프피어싱리벳 또는 플로우드릴스크류는 외측에서부터 스틸재질의 제1크러시박스(150), 플라스틱재질의 프런트범퍼(100) 및 알루미늄재질의 프런트범퍼(100)와 차례대로 결합한다.
셀프피어싱리벳 또는 플로우드릴스크류는 셀프피어싱리벳 또는 플로우드릴스크류가 삽입되는 반대방향으로 너트를 추가로 결합할 필요가 없어 작업이 보다 용이해질 수 있다.
제1크러시박스(150)의 후방은 상부 및 하부로 연장되게 형성된다.
제1크러시박스(150)의 후방의 상부 및 하부에는 전후방향으로 관통되게 볼트체결공이 형성된다.
제2크러시박스(250)는 스틸재질로 제작되는 것이 바람직하다.
제2크러시박스(250)의 스틸재질은 590급의 고강도강인 것이 바람직하다.
제2크러시박스(250)는 넓은 면이 전후방향을 향하게 배치되는 사각판의 형상으로 형성된다.
제2크러시박스(250)의 중앙부는 전후방향으로 관통되게 형성된다. 이로 인해 제2크러시박스(250)의 중앙부는 프런트사이드멤버(200)의 내부공간과 연통된다.
제2크러시박스(250)는 제2크러시박스(250) 중앙부의 좌측 및 우측에 후방으로 돌출되게 형성되는 제2연장부(251)를 포함한다.
제2연장부(251)의 외측 폭은 프런트사이드멤버(200)의 내부공간의 폭과 유사하거나 보다 작게 형성된다. 이로 인해 제2연장부(251)는 프런트사이드멤버(200)의 내부공간의 측면에 끼워진다.
프런트사이드멤버(200)와 제2연장부(251)가 맞닿는 제2접촉부(201)의 왼쪽 또는 오른쪽에서 셀프피어싱리벳 또는 플로우드릴스크류를 사용하여, 프런트사이드멤버(200)에 제2크러시박스(250)를 결합할 수 있다.
그로 인해 프런트사이드멤버(200) 및 제2크러시박스(250)에 미리 천공을 하지 않아도 결합이 가능해지므로 제작 공정이 단순화된다.
셀프피어싱리벳 또는 플로우드릴스크류는 스틸재질의 제2크러시박스(250) 및 알루미늄재질의 프런트사이드멤버(200)와 결합한다.
제2크러시박스(250)의 가로 및 세로 길이는, 제2크러시박스(250)와 결합되는 부위의 프런트사이드멤버(200)의 가로 및 세로 길이보다 크게 형성된다.
제2크러시박스(250)의 상부 및 하부에는 전후방향으로 관통되게 볼트체결공이 형성된다. 제2크러시박스(250)의 볼트체결공은 제1크러시박스(150)의 볼트체결공과 연통된다.
제1크러시박스(150)와 제2크러시박스(250)는 볼트체결된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
100: 프런트범퍼
101: 제1접촉부
150: 제1크러시박스
151: 제1연장부
200: 프런트사이드멤버
201: 제2접촉부
250: 제2크러시박스
251: 제2연장부

Claims (7)

  1. 차량의 폭방향으로 길게 형성되고, 양측이 후방으로 휘어지게 형성되는 프런트범퍼;
    상기 프런트범퍼의 양측 후방에 결합되며, 상기 프런트 범퍼와 다른 재질로 형성되는 제1크러시박스;
    상기 제1크러시박스에 결합되는 제2크러시박스; 및
    차량이 길이방향으로 길게 형성되고, 전방은 상기 제2크러시박스에 용접되고, 후방은 아래쪽으로 휘어지게 형성되는 프런트사이드멤버;를 포함하고,
    상기 프런트범퍼는 알루미늄재질로 형성되는 내부프런트범퍼와, 상기 내부프런트범퍼가 덮이도록 상기 내부프런트범퍼의 외면에 플라스틱 수지로 인서트 사출성형되는 외부프런트범퍼를 포함하고,
    상기 프런트사이드멤버는 알루미늄재질로 압축성형 후 핫블로우 포밍되어 일체형으로 제작되고,
    상기 제1크러시박스의 일측에는 상기 프런트범퍼의 상면 일부 및 하면 일부를 감쌀 수 있는 연장부가 형성되고, 상기 제1크러시박스는 상기 프런트범퍼의 양단에서 이격된 부위에 셀프피어싱리벳 또는 플로우드릴스크류 중 하나에 의해 결합되고, 상기 제1크러시박스의 타측은 상부 및 하부로 연장되게 형성되고,
    상기 제2크러시박스는 상기 제1크러시박스 타측의 연장된 부분과 볼팅 결합되고, 프론트범퍼의 단부까지 연장되게 형성되는, 프런트범퍼 및 프런트사이드멤버 모듈.
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