KR102415514B1 - 차량 범퍼의 로워 스티프너 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 차량 범퍼의 로워 스티프너는 스티프너 바디와, 상기 스티프너 바디의 일면에 결합된 보강부를 포함하고, 상기 스티프너 바디와 상기 보강부는 이종의 열가소성 복합소재로 이루어지고, 상기 스티프너 바디는 전방 스티프너 바디, 상부 스티프너 바디 및 후방 스티프너 바디를 포함하고, 상기 전방 스티프너 바디와 상기 후방 스티프너 바디는 상기 상부 스티프너 바디의 양측에 연결된다.

Description

차량 범퍼의 로워 스티프너 및 그의 제조방법{LOWER STIFFENER OF VEHICLE AND MANUFACTURING OF THE SAME}
본 발명은 차량 범퍼의 로워 스티프너 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 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.
또한, 범퍼에는 차량이 보행자와 충돌시 상해를 최소화하기 위해 범퍼빔의 하부에 로워 스티프너를 결합시킨다. 그리고 로워 스티프너를 통해 보행자의 하반신에 충격이 가해질 경우, 충돌시 보행자의 무릎 꺾임을 최소화되고, 보행자가 차량 밑으로 들어가는 상황을 방지된다.
그러나 종래기술에 따른 로워 스티프너는 금속재료를 포함하여 이루어짐에 따라 중량이 증가되어 연비개선에 비효율적이고, 장섬유로 이루어질 경우 강성 및 인성이 저하되는 문제점을 지니고 있다.
본 발명은 이종의 열가소성 복합소재로 이루어짐에 따라 강성 및 인성이 확보될 뿐만 아니라 경량화로 구현가능한 차량 범퍼의 로워 스티프너와 생산성이 향상된 차량 범퍼의 로워 스티프너의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량 범퍼의 로워 스티프너는 스티프너 바디와, 상기 스티프너 바디의 일면에 결합된 보강부를 포함하고, 상기 스티프너 바디와 상기 보강부는 이종의 열가소성 복합소재로 이루어지고, 상기 스티프너 바디는 전방 스티프너 바디, 상부 스티프너 바디 및 후방 스티프너 바디를 포함하고, 상기 전방 스티프너 바디와 상기 후방 스티프너 바디는 상기 상부 스티프너 바디의 양측에 연결된다.
또한, 차량 범퍼의 로워 스티프너에 있어서, 상기 스티프너 바디는 전체적으로 “П”자 (영문 알파벳 소문자 n) 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 차량 범퍼의 로워 스티프너에 있어서, 상기 보강부는 상기 전방 스티프너 바디에 결합된다.
또한, 차량 범퍼의 로워 스티프너에 있어서, 상기 보강부는 상기 전방 스티프너 바디에 결합되고, 상기 전방 스티프너 바디로부터 연장되고 상기 상부 스티프너 바디와 상기 하부 스티프너 바디의 적어도 일부를 커버하도록 결합될 수 있다.
또한, 차량 범퍼의 로워 스티프너에 있어서, 상기 상부 스티프너 바디에는 하방향으로 돌출된 리브가 형성된다.
또한, 차량 범퍼의 로워 스티프너에 있어서, 상기 스티프너 바디는 장섬유 강화 열가소성 수지(LFT: Long Fiber reinforced Thermoplastic) 또는 장섬유 강화 열가소성 수지(LFT)를 포함하는 복합소재로 이루어진다.
또한, 차량 범퍼의 로워 스티프너에 있어서, 상기 보강부는 연속섬유 강화 열가소성수지(CFT: Continuous Fiber reinforced Thermoplastic) 또는 연속섬유 강화 열가소성수지(CFT)를 포함하는 복합소재로 이 이루어질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량 범퍼의 로워 스티프너 제조방법은 스티프너 바디를 형성하는 제1 열가소성 복합소재와 보강부를 형성하는 제2 열가소성 복합소재를 예열시키는 복합소재 시트 예열단계와, 상기 예열된 복합소재 상기 제1 열가소성 복합소재와 상기 제2 열가소성 복합소재를 적층시키는 적층단계와, 상기 제1 열가소성 복합소재와 상기 제2 열가소성 복합소재를 프레스로 압축시켜 전체적으로 전체적으로 “П” (영문 알파벳 소문자 n) 형상으로 형성시키는 압축성형 단계를 포함한다.
또한, 차량 범퍼의 로워 스티프너 제조방법에 있어서, 상기 제1 열가소성 복합소재는 스티프너 바디를 형성하는 장섬유 강화 열가소성 수지(LFT)이고, 상기 제2 열가소성 복합소재는 보강부를 형성하는 연속섬유 강화 열가소성수지(CFT)로 이루어질 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 의하면 강성 및 인성이 확보될 뿐만 아니라 경량화로 구현가능한 차량 범퍼의 로워 스티프너과 생산성이 향상된 차량 범퍼의 로워 스티프너의 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 차량 범퍼의 로워 스티프너를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 차량 범퍼의 로워 스티프너를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 차량 범퍼의 로워 스티프너의 개략적인 A-A 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 범퍼의 로워 스티프너의 개략적인 사용상태도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 범퍼의 로워 스티프너의 개략적인 A-A 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 범퍼의 로워 스티프너의 제조방법의 개략적으로 도시한 공정도이다.
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 차량 범퍼의 로워 스티프너를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 차량 범퍼의 로워 스티프너를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도시한 바와 같이, 보다 구체적으로, 스티프너 바디(1100)에는 보강부(1200)가 결합된다. 그리고 보강부(1200)는 스티프너 바디(1100)의 강성을 보완하기 위한 것이다. 이를 위해 보강부(1200)는 스티프너 바디(1100)의 중앙부에 결합될 수 있다.
또한, 스티프너 바디(1100)와 보강부(1200)는 이종의 열가소성 섬유강화 복합소재로 이루어질 수 있다.
그리고 이의 일례로서, 스티프너 바디(1100)는 장섬유 강화 열가소성 수지(LFT: Long Fiber reinforced Thermoplastic) 또는 장섬유 강화 열가소성 수지(LFT)를 포함하는 복합소재로 이루어질 수 있다.
또한, 보강부(1200)는 연속섬유 강화 열가소성수지(CFT: Continuous Fiber reinforced Thermoplastic) 또는 연속섬유 강화 열가소성수지(CFT)를 포함하는 복합소재로 이루어질 수 있다.
도 3은 도 2에 도시한 차량 범퍼의 로워 스티프너의 개략적인 A-A 단면도이다.
도시한 바와 같이, 스티프너 바디(1100)는 차량에 장착되는 방향을 기준으로 전방 스티프너 바디(1110), 상부 스티프너 바디(1120), 후방 스티프너 바디(1130) 및 리브(1140)를 포함한다.
보다 구체적으로, 전방 스티프너 바디(1110)와 후방 스티프너 바디(1130)는 상부 스티프너 바디(1120)의 양측에 연결되고, 전체적으로 “П” (영문 알파벳 소문자 n) 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 보강부(1200)는 전방 스티프너 바디(1110)에 결합된다. 또한, 보강부(1200)는 전방 스티프너 바디(1110)로부터 연장되고 상부 스티프너 바디(1120)의 적어도 일부를 커버하도록 결합될 수 있다.
또한, 상부 스티프너 바디(1120)에는 하방향으로 돌출된 리브(1140)가 형성된다. 또한, 리브에 의해 로워 스티프너(1000)의 강성이 더욱 증가될 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어짐에 따라, 차량 범퍼의 로워 스티프너(1000)의 전방으로 외력이 가해질 경우, 스티프너 바디(1100)의 취약부인 전방 및 중앙부는 보강부(1200)에 의해 강성이 보완되어 파손되지 않는다.
또한, 강성이 확보됨에 따라 스티프너 바디(1100)의 두께(T)는 얇게 구현될 수 있고, 이에 따라 탄성력이 확보된다.
즉, 보강부(1200)의 두께(T1)과 전방 스티프너 바디(1110)의 두께(T2)는 얇게 구현되면서 로워 스티프너의 본래 목적을 달성할 수 있다. 또한, 각각의 두께를 조정하여 강성 및 인성을 조정할 수 있다.
결국, 차량 범퍼의 로워 스티프너(1000)는 경량화로 구현됨과 동시에 내구성이 향상되고, 탄성력이 확보됨에 따라 구조적으로 안정성이 확보된다.
또한, 보강부(1200)가 스티프너 바디(1100)의 일부에 결합됨에 따라 생산원가를 절감시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 범퍼의 로워 스티프너의 개략적인 사용상태도이고, 도 4의 (a)는 충돌시, 도 4의 (b)는 충돌이후의 상태도이다.
도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 사람의 다리등과 차량이 충돌될 경우, 스티프너 바디(1100)는 화살표 방향으로 벤딩되면서 충력을 흡수하면서 지지한다.
리브(1140)의 형성위치를 조정하여 전방 스티프너 바디(1110)의 벤딩정도를 제한하는 스토퍼로 구현될 수 도 있다.
또한, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이 복원됨에 따라 사람의 다리가 차체의 하부로 밀려들어가는 것이 방지된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 범퍼의 로워 스티프너의 개략적인 A-A 단면도이다.
도시한 바와 같이, 차량 범퍼의 로워 스티프너(2000)는 도 3에 도시한 차량 범퍼의 로워 스티프너(1000)와 비교하여 보강리브를 포함하지 않고 이루어진다.
보다 구체적으로, 차량 범퍼의 로워 스티프너(2000)는 스티프너 바디(2100) 및 보강부(2200)를 포함한다.
또한, 스티프너 바디(2100)는 차량에 장착되는 방향을 기준으로 전방 스티프너 바디(2110), 상부 스티프너 바디(2120) 및 후방 스티프너 바디(2130)를 포함한다.
보다 구체적으로, 전방 스티프너 바디(2110)와 후방 스티프너 바디(2130)는 상부 스티프너 바디(2120)의 양측에 연결되고, 전체적으로 “П” 자 (영문 알파벳 소문자 n) 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 보강부(2200)는 전방 스티프너 바디(2110)에 결합된다. 또한, 보강부(2200)는 전방 스티프너 바디(2110)로부터 연장되고 상부 스티프너 바디(2120)의 적어도 일부를 커버하도록 결합될 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어짐에 따라, 차량 범퍼의 로워 스티프너(2000)의 설계자유도는 증가되고 보다 경량 및 저비용으로 제조될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 범퍼의 로워 스티프너의 제조방법의 개략적으로 도시한 공정도이다.
도시한 바와 같이, 차량 범퍼의 로워 스티프너의 제조방법은 복합소재 시트 예열단계(S1100), 복합소재 적층단계(S1200) 및 압축성형 단계(S1300)를 포함한다.
보다 구체적으로, 복합소재 시트 예열단계(S1100)는 스티프너 바디를 형성하는 제1 열가소성 복합소재와, 보강부를 형성하는 제2 열가소성 복합소재를 예열시키는 단계이다.
제1 열가소성 복합소재는 장섬유 강화 열가소성 수지(LFT)로 이루어질 수 있고, 제2 열가소성 복합소재는 연속섬유 강화 열가소성수지(CFT)로 이루어질 수 있다.
다음으로, 복합소재 적층단계(S1200)는 예열된 장섬유 강화 열가소성 수지(LFT)와 연속섬유 강화 열가소성수지(CFT)를 적층시키는 단계이다.
다음으로 압축성형 단계(S1300)는 적층된 장섬유 강화 열가소성 수지(LFT)와 연속섬유 강화 열가소성수지(CFT)를 프레스로 압축시키는 단계이다.
상기한 바와 같이 이루어짐에 따라 이종의 복합소재로 이루어진 차량 범퍼의 로워 스티프너는 쉽고 간편하게 제조된다.
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: 로워 스티프너
1100: 스티프너 바디
1110: 전방 스티프너 바디
1120: 상부 스티프너 바디
1130: 후방 스티프너 바디
1140: 리브
1200: 보강부
2000: 차량 범퍼의 로워 스티프너
2100: 스티프너 바디
2110: 전방 스티프너 바디
2120: 상부 스티프너 바디
2130: 후방 스티프너 바디
2200: 보강부

Claims (9)

  1. “П”자 (영문 알파벳 소문자 n) 형상의 스티프너 바디; 및
    상기 스티프너 바디의 일면에 결합된 보강부를 포함하고,
    상기 스티프너 바디와 상기 보강부는 이종의 열가소성 복합소재로 이루어지고,
    상기 스티프너 바디는 장섬유 강화 열가소성 수지(LFT: Long Fiber reinforced Thermoplastic) 또는 장섬유 강화 열가소성 수지(LFT)를 포함하는 복합소재로 이루어지고, 상기 상기 보강부는 연속섬유 강화 열가소성수지(CFT: Continuous Fiber reinforced Thermoplastic) 또는 연속섬유 강화 열가소성수지(CFT)를 포함하는 복합소재로 이루어지며,
    상기 스티프너 바디는 전방 스티프너 바디, 상부 스티프너 바디 및 후방 스티프너 바디를 포함하고,
    상기 전방 스티프너 바디와 상기 후방 스티프너 바디는 상기 상부 스티프너 바디의 양측에 연결되고,
    상기 보강부는 상기 전방 스티프너 바디에 결합되고, 상기 전방 스티프너 바디로부터 연장되고, 상기 상부 스티프너 바디의 일부를 커버하도록 결합되며,
    상기 상부 스티프너 바디에는 하방향으로 돌출된 리브가 형성된
    차량 범퍼의 로워 스티프너.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 스티프너 바디를 형성하는 제1 열가소성 복합소재와 보강부를 형성하는 제2 열가소성 복합소재를 예열시키는 복합소재 시트 예열단계;
    상기 예열된 복합소재 상기 제1 열가소성 복합소재와 상기 제2 열가소성 복합소재를 적층시키는 적층단계; 및
    상기 제1 열가소성 복합소재와 상기 제2 열가소성 복합소재를 프레스로 압축시켜 전체적으로 전체적으로 “П” (영문 알파벳 소문자 n) 형상으로 형성시키는 압축성형 단계를 포함하며,
    상기 제1 열가소성 복합소재는 스티프너 바디를 형성하는 장섬유 강화 열가소성 수지(LFT)이고, 상기 제2 열가소성 복합소재는 보강부를 형성하는 연속섬유 강화 열가소성수지(CFT)인
    차량 범퍼의 로워 스티프너 제조방법.
  9. 삭제
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JP2007176338A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Kojima Press Co Ltd 車両用歩行者保護装置
WO2014069108A1 (ja) * 2012-11-05 2014-05-08 本田技研工業株式会社 繊維強化樹脂製衝撃受け部材および衝撃受け部材の製造方法
JP2017114263A (ja) * 2015-12-24 2017-06-29 ダイハツ工業株式会社 車両用歩行者保護装置

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