KR102460876B1 - 차량용 범퍼 유닛 - Google Patents

차량용 범퍼 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따라서 차체의 전방에 폭 방향으로 배치되는 범퍼 유닛은 판재를 롤포밍하여 접합부를 통해서 폐단면 형태로 성형되는 범퍼빔, 및 상기 범퍼빔의 길이방향 중심부의 외측면에 부착되고, CNF(Cellulose Nano Fiber)재질로 만들어진 보강부재를 포함할 수 있다.
상기 범퍼빔은, 차체의 전면에 형성되는 전면부, 상기 전면부의 상단에서 일체로 후방으로 연장되는 상면부, 상기 전면부의 하단에서 일체로 후방으로 연장되는 하면부, 및 상기 하면부의 후단에서 일체로 상방으로 연장되고, 상기 상면부의 후단에서 일체로 하방으로 연장되고, 상기 범퍼빔의 폐단면 공간을 상하로 나누도록 상기 전면부 방향으로 절곡되고, 상기 접합부를 형성하는 후면부를 포함할 수 있다.

Description

차량용 범퍼 유닛{BUMPER UNIT FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 범퍼 유닛에 관한 것으로서, 범퍼빔의 강도를 유지하면서 경량화를 실현할 수 있고, 재활용이 가능하여 친환경적인 차량용 범퍼 유닛에 관한 것이다.
일반적으로 차량에서의 범퍼 유닛은 자동차가 다른 고정체와의 충돌 시, 그 충격을 흡수하여 승객의 안전을 도모하며, 동시에 차체의 변형을 최소화 할 수 있도록 차체 전/후방의 소정 부위에 설치되는 완충장치이다.
상기 범퍼 유닛은 차량의 전/후방에서 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔의 후방 양측에 브라켓이 장착되고, 상기 브라켓은 차체측 사이드 멤버에 고정되고, 상기 브라켓과 상기 범퍼빔 사이에 배치되어 충격력을 흡수하는 스테이, 그리고 상기 스테이 및 상기 범퍼빔을 감싸는 범퍼 커버로 이루어진다.
여기서, 상기한 종래의 범퍼 유닛은 전방 충돌 성능을 향상시키기 위하여 롤 성형된 상기 범퍼빔의 전면에 별도의 보강판이 용접되어 고정될 수 있다.
상기 범퍼 유닛은 범퍼빔, 스테이, 및 마운팅 브라켓을 포함하며, 상기 범퍼빔은 속이 비어있는 파이프 구조로, 앞쪽으로 볼록하게 절곡된 구조를 갖는다.
아울러, 상기 범퍼빔은 중공의 파이프 구조로 그 길이방향으로 그 단면모양이 일정한 구조를 갖는다. 전체적으로 상기 범퍼빔은 경량이지만, 충돌안정성이 부족할 수 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.
대한민국 출원번호: 10??2015??0117446
본 발명의 목적은 범퍼빔의 기본적인 기능을 충족하고 범퍼빔의 강도를 유지하면서 경량화를 실현할 수 있고, 재활용이 가능하여 친환경적인 차량용 범퍼 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따라서 차체의 전방에 폭 방향으로 배치되는 범퍼 유닛은 판재를 롤포밍하여 접합부를 통해서 폐단면 형태로 성형되는 범퍼빔, 및 상기 범퍼빔의 길이방향 중심부의 외측면에 부착되고, CNF(Cellulose Nano Fiber)재질로 만들어진 보강부재를 포함할 수 있다.
상기 범퍼빔은, 차체의 전면에 형성되는 전면부, 상기 전면부의 상단에서 일체로 후방으로 연장되는 상면부, 상기 전면부의 하단에서 일체로 후방으로 연장되는 하면부, 및 상기 하면부의 후단에서 일체로 상방으로 연장되고, 상기 상면부의 후단에서 일체로 하방으로 연장되고, 상기 범퍼빔의 폐단면 공간을 상하로 나누도록 상기 전면부 방향으로 절곡되고, 상기 접합부를 형성하는 후면부를 포함할 수 있다.
상기 전면부와 상기 상면부 사이에는 스프링백을 방지하기 위한 스프링백 완화부가 형성되고, 상기 스프링백 완화부는 상기 상면부 측에서 절곡되어 형성되는 제1 절곡부, 상기 전면부 측에서 절곡되어 형성되는 제2 절곡부, 및 상기 제1 절곡부와 제2 절곡부 사이에 형성되는 설정된 길이의 평면부를 포함할 수 있다.
상기 CNF는 상기 전면부, 상기 상면부, 및 상기 후면부에 설정된 두께를 가지고 설정된 영역에 형성될 수 있다.
상기 전면부에 형성되는 상기 CNF의 일측에는 전방으로 돌출된 돌출부가 형성될 수 있다.
상기 후면부에서 상기 전면부 측으로 절곡하고, 상기 후면부 양측을 접합하는 접합부가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼 유닛에서, 스프링백 완화부는 스프링백 현상을 최소화할 수 있으며, 보강부재는 CNF재질로 만들어짐으로써 친환경적이고 재활용이 가능하다.
뿐만 아니라, CNF 재질로 만들어진 보강부재와 금속재질의 범퍼빔의 결합을 통해서 안정성을 충족시키고, 충돌성능을 향상시키며, 충돌흡수능력도 향상시킬 수 있고, 범퍼빔의 무게를 줄일 수 있으며, 강성도 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼 유닛의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 라인에 따른 차량용 범퍼 유닛의 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 라인에 따른 차량용 범퍼 유닛의 단면도이다.
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ 라인에 따른 차량용 범퍼 유닛의 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.
하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
아울러, 본 발명을 설명하기 위해서, 범퍼 빔의 구성을 설명하기 위해서 방향을 구분하기 위해서, "전면부", "후면부", "상면부", 및 "하면부"라는 용어가 사용되었으나, 이는 방향을 구분하기 위해서 사용되었고, 실제 방향과는 다를 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼 유닛의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 범퍼 유닛(100)은 범퍼빔(105), 스테이(110), 마운팅 브라켓(115), 및 보강부재(107)를 포함한다.
상기 범퍼빔(105)은 차체의 전방(또는 후방)에 차체의 폭 방향으로 배치되고, 양단의 후면에 상기 스테이(110)가 연결된다. 상기 스테이(110)의 후단면에는 상기 마운팅 브라켓(115)이 각각 접합되고, 상기 마운팅 브라켓(115)은 차체의 사이드멤버(미도시)에 접합된다.
상기 스테이(110) 사이에서 상기 범퍼빔(105)의 외면에는 설정된 영역에 상기 보강부재(107)가 부착된다. 여기서, 상기 보강부재(107)는 CNF(Cellulose Nano Fiber) 재질로 만들어진다.
CNF는 식물성의 종이 소재로 가볍고 강하며 수지에 혼합해 차체의 소재로 사용 가능하며, CNF는 목재 펄프를 나노(10억분의1) 수준으로 풀어 낸 극세 섬유로 무게가 기존 5분의 1수준밖엔 안되지만 강철대비 강도는 5배 이상 강하다.
탄소섬유는 석유화합물에서 추출하기 때문에 자원고갈의 우려가 있으나, CNF는 목재 펄프뿐만 아니라 잡초나 과일에서도 추출이 가능하기 때문에 고갈의 우려가 적고 친환경적이며, 탄소섬유에서 없는 특징이 있는데 점성 및 기밀성이 높고, 수지와 섞어도 투명도를 유지할 수 있다.
그리고, CNF에 탄소섬유 및 수지를 섞어 사용하게 되면 끈기가 생겨 열을 가해도 변형되지 않는 특징을 가지며, 원재료를 식물에서 공급받기 때문에 물건의 폐기시 환경오염이 적은데다 목재 자원이 풍부해 가격도 저렴하다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 라인에 따른 차량용 범퍼 유닛의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 범퍼빔(105)은 전면부(201), 상면부(202), 하면부(204), 및 후면부(203)를 포함하고, 상기 후면부(203)를 전방으로 절곡하며, 이 절곡된 부분에 양측 가장자리를 접합하는 접합부(200)가 형성된다.
상기 전면부(201)와 상기 상면부 사이에 스프링백 완화부(251, 252, 205)가 형성된다.
상기 스프링백 완화부(251, 252, 205)는 상기 상면부(202)에서 하향 절곡되는 제1 절곡부(251), 상기 전면부(201)에서 상향 절곡되는 제2 절곡부(252), 및 상기 제1, 및 제2 절곡부(251, 252) 사이에 평면으로 형성되는 평면부(205)를 포함할 수 있다.
상기 스프링백 완화부(251, 252, 205)의 상기 제1 절곡부(251)와 상기 제2 절곡부(252)는 약 120도로 절곡되며, 상기 평면부(205)와 함께 전체적인 스프링백 현상을 줄여서 접합부(200)의 내구성 등을 향상시키고 형상 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 라인에 따른 차량용 범퍼 유닛의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 보강부재(107)는 상기 범퍼빔(105)의 전면부(201), 상면부(202), 하면부(204), 및 후면부(203)의 설정된 영역에 부착된다.
상기 보강부재(107)는 상기 전면부(201)에 부착되는 전면부재(301), 상기 상면부(202)에 부착되는 상면부재(302), 상기 하면부(204)에 부착되는 하면부재(304), 및 상기 후면부(203)에 부착되는 후면부재(303)를 포함하며, 도 1을 참조하면, 이들은 설정된 두께를 가지고 서로 일체로 형성된다.
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ 라인에 따른 차량용 범퍼 유닛의 단면도이다.
도 4을 참조하면, 상기 보강부재(107)는 상기 전면부(201)에 부착되는 전면부재(301)에는 돌출부(400)가 일체로 형성된다.
상기 돌출부(400)는 상기 보강부재(107)에 일체로 형성되고, 전방으로 설정거리 돌출되어 범퍼빔(105)의 전면 충돌성능과 충격흡수 능력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 범퍼빔(105)은 알루미늄 소재로 만들어질 수 있으며, 압출 또는 알루미늄 롤포밍으로 성형될 수 있다. 그리고, 상기 보강부재(107)는 CNF 복합재질로 만들어질 수 있으며, 이에 수지나 탄소섬유와 같은 보강섬유가 첨가될 수 있다.
또한, 상기 범퍼빔(105)은 고장력 강판이나 초고장력 강판을 성형하여 만들어질 수 있으며, 스프링백 완화부는 스프링백 현상을 최소화할 수 있으며, 보강부재(107)는 CNF재질로 만들어짐으로써 친환경적이고 재활용이 가능하다.
뿐만 아니라, 범퍼빔(105)과 보강부재(107)의 결합을 통해서 안정성을 충족시키고, 충돌성능을 향상시키며, 충돌흡수능력도 향상시킬 수 있으며, 전체적인 범퍼빔(105)의 강성도 유지하면서 무게를 줄일 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 범퍼 유닛 105: 범퍼빔
107: 보강부재 110: 스테이
115: 마운팅 브라켓 201: 전면부
202: 상면부 203: 후면부
204: 하면부 200: 접합부
251: 제1 절곡부 252: 제2 절곡부
205: 평면부 301: 전면부재
302: 상면부재 303: 후면부재
304: 하면부재 400: 돌출부

Claims (6)

  1. 차체의 전방에 폭 방향으로 배치되는 범퍼 유닛에 있어서,
    판재를 롤포밍하여 접합부를 통해서 폐단면 형태로 성형되며, 차체의 전면에 형성되는 전면부와, 상기 전면부의 상단에서 일체로 후방으로 연장되는 상면부와, 상기 전면부의 하단에서 일체로 후방으로 연장되는 하면부와, 상기 하면부의 후단에서 일체로 상방으로 연장되고, 상기 상면부의 후단에서 일체로 하방으로 연장되어 각각 상기 범퍼빔의 폐단면 공간을 상하로 나누도록 상기 전면부 방향으로 절곡되어 상기 접합부를 형성하는 후면부로 형성되는 범퍼빔; 및
    상기 범퍼빔의 길이방향 중심부의 외측면에 부착되고, CNF(Cellulose Nano Fiber)재질로 만들어진 보강부재를 포함하며,
    상기 범퍼빔은 상기 전면부와 상기 상면부 사이에서, 상기 상면부 측에서 절곡되어 형성되는 제1 절곡부, 상기 전면부 측에서 절곡되어 형성되는 제2 절곡부, 및 상기 제1 절곡부와 제2 절곡부 사이에 형성되는 설정된 길이의 평면부로 이루어지는 스프링백 완화부가 형성되고,
    상기 보강부재는 상기 전면부, 상기 상면부, 및 상기 후면부에 대응하여 설정된 두께를 가지고 설정된 영역에 형성되며, 상기 전면부에 대응하는 일측에 전방으로 돌출된 돌출부가 형성되는 차량용 범퍼 유닛.
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