KR102451872B1 - 차량용 하이브리드 범퍼 빔 - Google Patents

Abstract

차량용 하이브리드 범퍼 빔이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 하이브리드 범퍼 빔은 단면상에 복수개의 관통홀이 규칙적으로 형성되고, 상면과 하면의 각 후단이 길이방향을 따라 상하방향으로 절곡된 플랜지로 형성되는 범퍼 빔; 상기 범퍼 빔의 전면에 길이방향을 따라 접합되고, 상기 범퍼 빔 상의 관통홀에 대응하는 관통홀이 단면 상에 형성되는 보강부재; 및 상기 범퍼 빔과 보강부재가 조립된 상태에서, 상기 범퍼 빔과 보강부재의 사이에 사출 성형을 통해 형성되되, 상기 범퍼 빔과 보강부재의 각 관통홀을 연결하는 복수개의 리브와, 상기 복수개의 리브를 연결하면서 상기 범퍼 빔의 플랜지를 감싸는 프레임이 일체 성형되는 리브부재;를 포함한다.

Description

차량용 하이브리드 범퍼 빔{HYBRID BUMPER BEAM FOR VEHICLES}

본 발명은 차량용 하이브리드 범퍼 빔에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경량이면서도 강성을 확보할 수 있는 차량용 하이브리드 범퍼 빔에 관한 것이다.

일반적으로 차량에서의 범퍼 빔은 자동차가 다른 자동차나 고정체와의 충돌 시, 그 충격을 흡수하여 승객의 안전을 도모하며, 동시에 차체의 변형을 최소화할 수 있도록 자동차의 전,후방에 설치되는 완충 수단이다.

이러한 범퍼 빔은 차량의 전,후방에 차폭방향으로 배치되어 크래쉬박스를 통해 차체 측 사이드 멤버에 장착된다.

또한, 상기 범퍼 빔의 전방에는 충격력을 흡수하는 에너지 업소버가 배치되며, 범퍼 커버가 상기 범퍼 빔과 에너지 업소버를 감싸면서 설치된다.

그리고 종래의 범퍼 빔은 스틸 재질로 형성되어 일정한 두께의 단면으로 이루어지기 때문에, 중앙부의 충돌 성능 및 강성을 보강하기 위하여 보강부재가 별도로 구비된다.

이에 따라, 종래의 범퍼 빔은 정면 충돌 성능을 향상시키기 위하여 적용하는 별도의 보강부재로 인하여 가공공정 또는 용접공정 등이 추가되는 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 범퍼 빔의 전면에 복합소재로 이루어지는 보강부재를 접합하고, 상기 범퍼 빔의 후방에서 유리섬유가 첨가된 플라스틱 복합소재를 사출 성형하여 리브부재를 형성함으로써, 경량이면서도 강성을 확보할 수 있는 차량용 하이브리드 범퍼 빔을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 단면상에 복수개의 관통홀이 규칙적으로 형성되고, 상면과 하면의 각 후단이 길이방향을 따라 상하방향으로 절곡된 플랜지로 형성되는 범퍼 빔; 상기 범퍼 빔의 전면에 길이방향을 따라 접합되고, 상기 범퍼 빔 상의 관통홀에 대응하는 관통홀이 단면 상에 형성되는 보강부재; 및 상기 범퍼 빔과 보강부재가 조립된 상태에서, 상기 범퍼 빔과 보강부재의 사이에 사출 성형을 통해 형성되되, 상기 범퍼 빔과 보강부재의 각 관통홀을 연결하는 복수개의 리브와, 상기 복수개의 리브를 연결하면서 상기 범퍼 빔의 플랜지를 감싸는 프레임이 일체 성형되는 리브부재;를 포함하는 차량용 하이브리드 범퍼 빔을 제공할 수 있다.

또한, 상기 범퍼 빔은 전면 중앙부를 기준으로 양측 일정구간이 절개되어 개구부를 형성하고, 상기 개구부는 상기 보강부재에 의해 가려지도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 보강부재는 WCFRT(Woven Continuous Fiver Reinforced Thermoplastic) 소재의 복합판재로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 부재는 단방향 직조 유리섬유에 열가소성 수지가 함침된 복합소재로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 리브부재는 상기 범퍼 빔의 중앙부에 대응하여 복수개의 리브가 일정간격으로 형성되는 중앙 리브부; 상기 중앙 리브부의 양측에서, 상기 범퍼 빔에 크래쉬박스가 체결되는 플랜지 상의 상하 체결홀 사이에 수평 리브와 수직 리브가 격자모양으로 형성되는 장착 리브부; 상기 중앙 리브부와 장착 리브부 사이에 형성되는 연결 리브부; 및 상기 장착 리브부의 각 외측으로 형성되어 상기 범퍼 빔의 각 단부를 감싸는 엔드 리브부로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 프레임은 상기 범퍼 빔의 상면 및 하면의 각 중앙부 상의 플랜지를 따라 형성되는 복수개의 관통홀을 통하여 내,외측이 연결되어 상기 플랜지를 감싸도록 사출 성형될 수 있다.

또한, 상기 리브부재는 상기 범퍼 빔 상의 상기 개구부를 통하여 상기 보강부재의 관통홀에 리브가 직접 연결되도록 성형될 수 있다.

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또한, 상기 리브부재는 유리섬유가 첨가된 플라스틱 사출품으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 범퍼 빔의 전면에 복합소재로 이루어지는 보강부재를 접합하고, 상기 범퍼 빔의 후방에서 유리섬유가 첨가된 플라스틱 복합소재를 사출 성형하여 리브부재를 형성함으로써, 경량이면서도 강성을 확보할 수 있는 효과가 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 하이브리드 범퍼 빔의 조립 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 하이브리드 범퍼 범의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 하이브리드 범퍼 범의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 하이브리드 범퍼 범의 배면도이다.

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 하이브리드 범퍼 빔의 조립 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 하이브리드 범퍼 범의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 하이브리드 범퍼 범의 정면도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 하이브리드 범퍼 범의 배면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 하이브리드 범퍼 빔은 범퍼 빔(1), 보강부재(10) 및 리브부재(20)를 포함한다.
도 2에는 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 상기 범퍼 빔(1)과 보강부재(10)에 사출 성형되어 일체로 형성되는 리브부재(20)를 분해하여 도시하였다.

먼저, 상기 범퍼 빔(1)은 단면상에 복수개의 관통홀(H)이 규칙적으로 형성된다.

상기 범퍼 빔(1)은 상면과 하면의 각 후단이 길이방향을 따라 상하방향으로 절곡된 플랜지(3)로 형성된다.

이러한 범퍼 빔(1)은 전면 중앙부를 기준으로 양측 일정구간이 절개되어 개구부(5)를 형성한다.

이때, 상기 개구부(5)는 보강부재(10)에 의해 가려지도록 구성된다.

또한, 상기 범퍼 빔(1)은 상면 및 하면의 전후방향 길이가 중앙부에 굽힘 모멘트가 집중되는 것을 고려하여 각기 다르게 적용된다.

즉, 상기 범퍼 빔(1)은 크래쉬박스(미도시)가 장착되는 부분에 대응하는 상하면의 전후방향 길이가 가장 길며, 중앙부의 양측에 대응하는 상하면의 전후방향 길이가 가장 짧게 형성된다.

그리고 상기 보강부재(10)는 범퍼 빔(1)의 전면에 길이방향을 따라 접합된다.

상기 보강부재(10)에는 범퍼 빔(1) 상의 개구부(5)에 대응하는 관통홀(H)이 단면 상에 형성된다.

이러한 보강부재(10)는 단방향 직조 유리섬유에 열가소성 수지가 함침된 복합소재로 이루어질 수 있다.

예를 들어, 상기 보강부재(10)는 WCFRT(Woven Continuous Fiver Reinforced Thermoplastic) 소재의 복합판재를 포함할 수 있다.

이는 범퍼 빔(1)의 충돌 시, 길이방향의 인장과 압축이 주로 작용하므로, 단방향 복합소재를 적용하여도 무관한 것이다.

한편, 상기 리브부재(20)는 상기 범퍼 빔(1)과 보강부재(10)가 조립된 상태에서, 상기 범퍼 빔(1)과 보강부재(10)의 사이에 사출 성형을 통해 형성된다.
즉, 상기 리브부재(20)는 상기 범퍼 빔(1)과 보강부재(10)가 조립된 상태에서, 사출 성형기에 로딩시킨 후, 사출 성형을 통해 형성될 수 있다.
상기 리브부재(20)는 범퍼 빔(1)과 보강부재(10)의 각 관통홀(H)을 연결하는 복수개의 리브(21)와, 상기 복수개의 리브(21)를 연결하면서 범퍼 빔(1)의 플랜지(3)를 감싸는 프레임(23)으로 구분되며, 상기 복수개의 리브(21)와 프레임(23)이 일체로 사출 성형되는 것이다.
이러한 리브부재(20)는 중앙 리브부(20a), 장착 리브부(20b), 연결 리브부(20c) 및 엔드 리브부(20d)로 구획될 수 있다.

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상기 리브부재(20)의 형상을 좀더 상세히 설명하면, 상기 리브부재(20)는 범퍼 빔(1)의 중앙부에 대응하여 복수개의 리브(21)가 일정간격 형성되는 중앙 리브부(20a)를 포함한다.

또한, 상기 리브부재(20)는 상기 중앙 리브부(20a)의 양측에서, 상기 범퍼 빔(1)에 크래쉬박스가 체결되는 플랜지(3) 상의 상하 체결홀(7) 사이에 형성되는 장착 리브부(20b)를 포함한다.

이때, 상기 장착 리브부(20b)는 수평 리브와 수직 리브가 격자모양으로 형성된다.

그리고 상기 리브부재(20)는 중앙 리브부(20a)와 장착 리브부(20b) 사이에 형성된 연결 리브부(20d)를 포함한다.

상기 리브부재(20)는 장착 리브부(20b)의 각 외측으로 형성되어 범퍼 빔(1)의 각 단부를 감싸는 엔드 리브부(20d)를 포함한다.
또한, 상기 리브부재(20)는 범퍼 빔(1) 상의 개구부(5)를 통하여 보강부재(10)의 관통홀(H)에 리브(21)가 직접적으로 연결되도록 성형될 수 있다.

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더 나아가, 상기 리브부재(20)는 사출 성형에 의해 상기 보강부재(10) 상의 관통홀(H)의 전방으로 리브(21)가 돌출되어 버튼형상으로 형성될 수 있다.

즉, 상기 리브부재(20)는 보강부재(10) 상의 관통홀(H)을 통해 돌출되어 상기 관통홀(H)의 외주면 둘레를 감싸도록 형성된다.

상기와 같은 형상의 리브부재(20)는 상기 범퍼 빔(1)과 보강부재(10)와의 연결 강도를 증대하기 위함이다.

한편, 상기 프레임(23)은 범퍼 빔(1)의 상면 및 하면의 각 중앙부 상의 플랜지(3)를 따라 형성되는 복수개의 개구부(5)을 통하여 내,외측이 연결되어 상기 플랜지(3)를 감싸도록 사출 성형된다.

이러한 리브부재(20)는 유리섬유가 첨가된 플라스틱 사출품으로 이루어질 수 있다.

상기 리브부재(10)는 필요부위에 따라 보강이 용이하고, 프레스 및 사출기법 사용으로 디자인 자유도도 크다는 장점이 있다.

이러한 섬유 강화 플라스틱은 기계적 특성, 경량성 및 내부식성 등이 우수한 반면, 취성이 약하여 연신율이 작다는 단점이 있지만, 스틸 재질의 범퍼 빔(1)과 결합함으로써, 단점을 극복할 수 있다.

따라서 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 하이브리드 범퍼 빔은 상기 범퍼 빔(1)의 전면에 복합소재로 이루어지는 보강부재(10)를 접합하고, 상기 범퍼 빔(1)의 후방에서 유리섬유가 첨가된 플라스틱 복합소재를 사출 성형하여 리브부재(20)를 형성함으로써, 경량이면서도 강성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 차량용 하이브리드 범퍼 빔은 사출 성형하는 리브부재(20)에 의해 원하는 부위에서 강도를 향상시킬 수 있으며, 디자인 자유도가 높다는 장점이 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 플랜지
5 개구부
7 체결홀
10 보강부재
20 리브부재
21 리브
23 프레임
20a 중앙 리브부
20b 장착 리브부
20c 연결 리브부
20d 엔드 리브부
H 관통홀

Claims (9)

1. 단면상에 복수개의 관통홀이 규칙적으로 형성되고, 상면과 하면의 각 후단이 길이방향을 따라 상하방향으로 절곡된 플랜지로 형성되는 범퍼 빔;
   상기 범퍼 빔의 전면에 길이방향을 따라 접합되고, 상기 범퍼 빔 상의 관통홀에 대응하는 관통홀이 단면 상에 형성되는 보강부재; 및
   상기 범퍼 빔과 보강부재가 조립된 상태에서, 상기 범퍼 빔과 보강부재의 사이에 사출 성형을 통해 형성되되, 상기 범퍼 빔과 보강부재의 각 관통홀을 연결하는 복수개의 리브와, 상기 복수개의 리브를 연결하면서 상기 범퍼 빔의 플랜지를 감싸는 프레임이 일체 성형되는 리브부재;
   를 포함하는 차량용 하이브리드 범퍼 빔.
2. 제1항에 있어서,
   상기 범퍼 빔은
   전면 중앙부를 기준으로 양측 일정구간이 절개되어 개구부를 형성하고, 상기 개구부는 상기 보강부재에 의해 가려지도록 구성되는 차량용 하이브리드 범퍼 빔.
3. 제1항에 있어서,
   상기 보강부재는
   WCFRT(Woven Continuous Fiver Reinforced Thermoplastic) 소재의 복합판재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 하이브리드 범퍼 빔.
4. 제3항에 있어서,
   상기 보강부재는
   열가소성 수지에 단방향 직조 유리섬유를 함침하여 형성된 복합소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 하이브리드 범퍼 빔.
5. 제1항에 있어서,
   상기 리브부재는
   상기 범퍼 빔의 중앙부에 대응하여 복수개의 리브가 일정간격으로 형성되는 중앙 리브부;
   상기 중앙 리브부의 양측에서, 상기 범퍼 빔에 크래쉬박스가 체결되는 플랜지 상의 상하 체결홀 사이에 수평 리브와 수직 리브가 격자모양으로 형성되는 장착 리브부;
   상기 중앙 리브부와 장착 리브부 사이에 형성되는 연결 리브부; 및
   상기 장착 리브부의 각 외측으로 형성되어 상기 범퍼 빔의 각 단부를 감싸는 엔드 리브부;
   로 이루어지는 차량용 하이브리드 범퍼 빔.
6. 제1항에 있어서,
   상기 프레임은
   상기 범퍼 빔의 상면 및 하면의 각 중앙부 상의 플랜지를 따라 형성되는 복수개의 관통홀을 통하여 내,외측이 연결되어 상기 플랜지를 감싸도록 사출 성형되는 차량용 하이브리드 범퍼 빔.
7. 제2항에 있어서,
   상기 리브부재는
   상기 범퍼 빔 상의 상기 개구부를 통하여 상기 보강부재의 관통홀에 리브가 직접 연결되도록 성형되는 차량용 하이브리드 범퍼 빔.
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,
   상기 리브부재는
   유리섬유가 첨가된 플라스틱 사출품으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 하이브리드 범퍼 빔.

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