KR102202379B1 - 차량용 범퍼 빔 구조체 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 차량용 범퍼 빔 구조체는 열가소성 섬유복합소재로 이루지고, 제1 크래시박스부가 형성된 제1 빔바디와, 상기 제1 빔바디에 결합되고, 열가소성 섬유복합소재로 이루어지고 제2 크래시박스부가 형성된 제2 빔바디를 포함하고, 상기 제1 크래시박스부와 상기 제2 크래시박스부가 결합되어 크래시박스부가 형성된다.
본 발명에 의하면 2종 이상의 열가소성 섬유복합소재를 이용하여 차량용 범퍼 빔 구조체의 제1 빔바디와, 제2 빔바디를 형성시키고, 제1 빔바디와 제2 빔바디의 결합에 의해 크래시박스부를 형성시킴에 따라, 2종 이상의 열가소성 섬유복합소재의 상보적 작용으로 높은 강도와 경도를 유지할 수 있는 차량용 범퍼 빔 구조체를 얻을 수 있다.

Description

차량용 범퍼 빔 구조체 및 그의 제조방법{BUNPER BEAM STRUCTURE FOR VEHICLE AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 차량용 범퍼 빔 구조체에 관한 것이고, 보다 구체적으로 2 이상의 열가소성 섬유복합소재로 이루어진 제1 빔바디와 제2 빔바디를 포함하고 크래시박스가 일체로 형성된 차량용 범퍼 빔 구조체와, 제2 빔바디에 제1 빔바디를 사출성형하여 1 빔바디, 제2 빔바디 및 크래시박스부를 일체로 형성시킴에 따라 생산성 및 결합성이 향상된 차량용 범퍼 빔 구조체의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량부품은 차량의 안전성 및 내구성을 고려하여 스틸소재로 이루어져 있다.

그러나 스틸소재로 이루어질 경우 차량의 무게가 증가되고, 하이브리드 및 전기차로 구현될 경우, 베터리의 소모에 큰 영향을 미치는 문제점을 지니고 있다.

또한, 차량부품을 제조하는 제조방법에 있어서 프레스 공법과 사출공법이 사용되고 있으나, 공정이 매우 복잡하여 생산성이 저하될 뿐만 아니라, 단계적 공정으로 인해 불량 발생율이 높은 문제점을 지니고 있다.

한편, 차량부품 중에서 종래기술에 따른 범퍼는 차체 전방 및 후방에 설치되어 차량 또는 외부 물체와 충돌시 충격을 흡수하여 차체가 받는 충격량을 감소시킴으로써, 차체 및 탑승자를 보호할 뿐 아니라 후드 및 엔진룸에 장착된 엔진과 각종 장치 등을 보호하는 역할을 한다.

그리고 범퍼는 외피를 이루는 페이셔와, 페이셔의 형상을 유지시키면서 충돌시 충격력을 완화시키는 충돌 흡수부재와, 탄성변형 또는 소성변형을 통해 충돌에너지를 흡수하는 백빔으로 구성된다.

또한, 백빔에는 다시 크래시박스가 설치됨으로써 충돌시 충격에 견딜 수 있는 높은 에너지 흡수량을 얻게 된다.

그러나 종래의 범퍼 백빔 조립체는 각 부품이 별도로 제작된 후 이를 다시 조립하는 공정으로 조립공수가 증가하게 되고, 제조 단가의 상승 원인 중 하나가 된다.

또한, 상기 범퍼 백빔 조립체는 각 부품이 금속재질로 형성되어 차체의 중량을 가중시킬 뿐만 아니라, 충돌시 충격을 흡수해주는 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명의 일 관점은 경량으로 이루어짐과 동시에 높은 강도 및 경도를 갖는 차량용 범퍼 빔 구조체를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 관점은 2종 이상의 열가소성 섬유복합소재를 이용하여 차량용 범퍼 빔 구조체의 제1 빔바디와, 제2 빔바디를 형성시키고, 제1 빔바디와 제2 빔바디의 결합에 의해 크래시박스부를 형성시킴에 따라, 2종 이상의 열가소성 섬유복합소재의 상보적 작용으로 높은 강도와 경도를 유지할 수 있는 차량용 범퍼 빔 구조체를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 관점은 제2 빔바디에 제1 빔바디를 사출성형하여 1 빔바디, 제2 빔바디 및 크래시박스부를 일체로 형성시킴에 따라 생산성 및 결합성이 향상된 차량용 범퍼 빔 구조체를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 차량용 범퍼 빔 구조체는 열가소성 섬유복합소재로 이루지고, 제1 크래시박스부가 형성된 제1 빔바디와, 상기 제1 빔바디에 결합되고, 열가소성 섬유복합소재로 이루어지고 제2 크래시박스부가 형성된 제2 빔바디를 포함하고, 상기 제1 크래시박스부와 상기 제2 크래시박스부가 결합되어 크래시박스부가 형성된다.

또한, 차량용 범퍼 빔 구조체에 있어서, 상기 제1 크래시박스부는 상기 제2 빔바디가 결합되는 방향으로 돌출형성된 차체 지지부와, 상기 제2 크래시박스부 수용되는 제2 크래시박스 수용부가 형성된다.

또한, 차량용 범퍼 빔 구조체에 있어서, 상기 제1 크래시박스부에는 제1 토잉 후크 삽입홀이 형성되고, 상기 제2 크래시박스부에는 제2 토잉 후크 삽입홀이 형성되고, 상기 제1 토잉 후크 삽입홀과 상기 제2 토잉 후크 삽입홀은 동축으로 위치된다.

또한, 차량용 범퍼 빔 구조체에 있어서, 상기 제1 빔바디는 열가소성 올레핀(TPO: Thermo Plastic Olefin)수지로 이루어지고, 상기 제2 빔바디는 연속섬유 강화 열가소성수지(CFT: Continuous Fiber reinforced Thermoplastic)로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 차량용 범퍼 빔 구조체의 제조방법은 제2 빔바디 소재를 프레스 성형하여 제2 빔바디를 형성시키는 제2 빔바디 형성단계와, 상기 제2 빔 바디에 제1 빔바디 소재를 사출성형하여 상기 제2 빔바디에 상기 제1 빔바디를 결합시키는 제1 빔바디 사출성형 단계와, 상기 제1 빔바디 사출성형 단계를 통해 일체화된 제1 빔바디와 제2 빔바디를 추출하는 차량용 범퍼 빔 구조체 추출단계를 포함한다.

또한, 차량용 범퍼 빔 구조체의 제조방법에 있어서, 제1 빔바디 사출성형 단계는 상기 제2 빔바디를 사출금형에 삽입하고, 제1 빔바디 소재를 상기 제2 빔바디에 접하도록 제공하고, 제1 빔바디 형상으로 사출성형한다.

또한, 차량용 범퍼 빔 구조체의 제조방법에 있어서, 상기 제2 빔바디 형성단계는 제2 크래시박스부가 적어도 일측단부에 형성된 제2 빔바디의 형상을 형성한다.

또한, 차량용 범퍼 빔 구조체의 제조방법에 있어서, 상기 제1 빔바디 형성단계는 상기 제2 크래시박스부에 대응되는 제1 크래시박스부가 적어도 일측단부에 형성된 제1 빔바디의 형상을 형성한다.

또한, 차량용 범퍼 빔 구조체의 제조방법에 있어서, 상기 제1 빔바디는 열가소성 올레핀(TPO)수지로 이루어지고, 상기 제2 빔바디는 연속섬유 강화 열가소성수지(CFT: Continuous Fiber reinforced Thermoplastic)로 이루어질 수 있다.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 의하면 2종 이상의 열가소성 섬유복합소재를 이용하여 차량용 범퍼 빔 구조체의 제1 빔바디와, 제2 빔바디를 형성시키고, 제1 빔바디와 제2 빔바디의 결합에 의해 크래시박스부를 형성시킴에 따라, 2종 이상의 열가소성 섬유복합소재의 상보적 작용으로 높은 강도와 경도를 유지할 수 있는 차량용 범퍼 빔 구조체를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 제2 빔바디에 제1 빔바디를 사출성형하여 1 빔바디, 제2 빔바디 및 크래시박스부를 일체로 형성시킴에 따라 생산성 및 결합성이 향상된 차량용 범퍼 빔 구조체의 제조방법을 얻을 수 있다.

본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 범퍼 빔 구조체의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 차량용 범퍼 빔 구조체의 개략적인 분해사시도이다.
도 3은 도 1에 도시한 차량용 범퍼 빔 구조체의 개략적인 A-A' 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 범퍼 빔 구조체의 제조방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 범퍼 빔 구조체의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 차량용 범퍼 빔 구조체의 개략적인 분해사시도이다.

도시한 바와 같이, 차량용 범퍼 빔 구조체(1000)는 제1 빔바디(1100)와 제2 빔바디(1200)를 포함하고, 크래시박스부(1110,1210)가 형성된다.

보다 구체적으로, 제1 빔바디(1100)와 제2 빔바디(1200)는 차량용 범퍼의 빔바디를 형성한다. 그리고 크래시박스(Crashbox)는 제1 빔바디(1100)와 제2 빔바디(1200)가 결합되어 차량용 범퍼 빔 구조체(1000)에 일체로 형성된다.

이를 위해, 제1 빔바디(1100)의 일측단부에는 후방으로 제1 크래시박스부(1110)가 돌출되도록 형성되고, 제2 빔바디(1200)의 일측단부에는 제1 크래시박스부(1110)에 대향되도록 전방으로 제2 크래시박스부(1210)가 돌출되도록 형성된다.

그리고, 제1 빔바디(1100)와 제2 빔바디가 결합될 경우, 제1 크래시박스부(1110)와 제2 크래시박스부(1210)가 결합되어 크래시박스부가 형성된다.

또한, 제1 크래시박스부(1110)는 차체 지지부(1112)와 제2 크래시박스부 수용부(도 3에 1113으로 도시함)가 형성된다.

그리고 제2 크래시박스부 수용부(1113)에는 제2 크래시박스부(1210)가 삽입된 상태로 수용되고, 차체 지지부(1112)는 제2 빔바디(1200)가 결합되는 방향으로 돌출형성되고, 차체에 지지되어 외부의 충력을 댐핑된 상태로 차체에 전달하기 위한 것이다.

그리고 차량용 범퍼 빔 구조체(1000)는 일측단부에 크래쉬박스부가 형성되고 타측단부에 토잉 후크 결합부가 형성될 수 있다.

이를 위해, 차량용 범퍼 빔 구조체(1000)는 제1 크래시박스부(1110)에는 제1 토잉 후크 삽입홀(1111)이 형성되고, 제2 크래시박스부(1210)에는 제2 토잉 후크 삽입홀(1211)이 형성될 수 있다.

또한, 제2 토잉 후크 삽입홀(1211)은 제1 토잉 후크 삽입홀(1111)에 대응되도록 형성되고, 제1 토잉 후크 삽입홀(1111)과 제2 토잉 후크 삽입홀(1211)은 동축으로 위치되도록 형성된다.

그리고 토잉 후크 삽입홀(1211)은 토잉 후크가 삽입되고 결합되어, 토잉 후크 결합부를 차량용 범퍼 빔 구조체(1000)에 일체로 형성시키기 위한 것이다.

또한, 제1 빔바디(1100)는 열가소성 올레핀(TPO)수지로 이루어진다.

그리고 제2 빔바디(1200)는 연속섬유 강화 열가소성수지(CFT: Continuous Fiber reinforced Thermoplastic)로 이루어진다.

상기한 바와 같이 이루어짐에 따라, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 범퍼 빔 구조체(1000)는 열가소성 올레핀(TPO)수지로 이루어진 제1 빔바디(1100)와 연속섬유 강화 열가소성수지(CFT)로 이루어진 제2 빔바디(1200)가 결합되어 일체로 이루어짐에 따라 경량으로 구현됨과 동시에 강성이 증대되어 충돌성능이 향상된다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 범퍼 빔 구조체의 제조방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.

도시한 바와 같이, 차량용 범퍼 빔 구조체의 제조방법은 제2 빔바디 형성단계(S1100), 제1 빔바디 사출성형 단계(S1200) 및 차량용 범퍼 빔 구조체 추출단계(S1300)를 포함한다.

보다 구체적으로, 제2 빔바디 형성단계(S1100)는 제2 빔바디 소재를 프레스 성형하여 제2 빔바디를 형성시키는 단계이다.

또한, 제2 빔바디는 연속섬유 강화 열가소성수지(CFT: Continuous Fiber reinforced Thermoplastic)로 이루어질 수 있다.

그리고 연속섬유 강화 열가소성수지(CFT)를 수평(0°) 및 수직(90°) 방향으로 순차적으로 적층하고, 프레스로 가압되어 제2 빔바디를 형성시킨다.

다음으로 제1 빔바디 사출성형 단계(S1200)는 제2 빔바디 형성단계(S1100)를 통해 형성된 제2 빔바디에 제1 빔바디 소재를 사출성형하여 제2 빔바디에 제1 빔바디를 결합시키는 단계이다.

보다 구체적으로, 제2 빔바디를 사출금형에 삽입하고, 제1 빔바디 소재를 제2 빔바디에 접하도록 제공하고, 제1 빔바디 형상으로 사출성형한다.

또한, 제1 빔바디 소재는 열가소성 올레핀(TPO)수지로 이루어진다.

다음으로 차량용 범퍼 빔 구조체 추출단계(S1300)는 제1 빔바디 사출성형 단계(S1200)를 통해 일체로 형성된 차량용 범퍼 빔 구조체를 사출금형으로부터 추출하는 단계이다.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1000: 차량용 범퍼 빔 구조체 1100: 제1 빔바디
1110: 제1 크래시박스부 1111: 제1 토잉 후크 삽입홀
1112: 차체 지지부 1113: 제2 크래시박스부 수용부
1200: 제2 빔바디 1210: 제2 크래시박스부
1211: 토잉 후크 삽입홀

Claims (9)

1. 제1 열가소성 섬유복합소재로 이루지고, 후방으로 제1 크래시박스부가 돌출되도록 형성된 제1 빔바디; 및
   상기 제1 빔바디에 결합되고, 제2 열가소성 섬유복합소재로 이루어지고, 상기 제1 크래시박스부에 대향되도록 전방으로 제2 크래시박스부가 돌출되도록 형성된 제2 빔바디를 포함하고,
   상기 제1 크래시박스부와 상기 제2 크래시박스부가 결합되어 크래시박스부가 형성된
   차량용 범퍼 빔 구조체.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 크래시박스부는
   상기 제2 빔바디가 결합되는 방향으로 돌출형성된 차체 지지부와,
   상기 제2 크래시박스부 수용되는 제2 크래시박스 수용부가 형성된
   차량용 범퍼 빔 구조체.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 크래시박스부에는 제1 토잉 후크 삽입홀이 형성되고, 상기 제2 크래시박스부에는 제2 토잉 후크 삽입홀이 형성되고, 상기 제1 토잉 후크 삽입홀과 상기 제2 토잉 후크 삽입홀은 동축으로 위치된
   차량용 범퍼 빔 구조체.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 빔바디는 열가소성 올레핀(TPO)수지로 이루어지고,
   상기 제2 빔바디는 연속섬유 강화 열가소성수지(CFT: Continuous Fiber reinforced Thermoplastic)로 이루어진
   차량용 범퍼 빔 구조체.
   
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