KR20020043693A

KR20020043693A - 자동차 리어범퍼의 에너지 업소버

Info

Publication number: KR20020043693A
Application number: KR1020000072751A
Authority: KR
Inventors: 현종능; 김종진
Original assignee: 장인원; 코스파 주식회사
Priority date: 2000-12-02
Filing date: 2000-12-02
Publication date: 2002-06-12

Abstract

본 발명은 자동차 리어 범퍼의 에너지 업소버에 관한 것으로, 특히 패시아의 내면과 상응하는 형상으로 발포수지로 형성되고 상측은 모서리부분이 라운딩되고 하측은 둘 또는 그 이상의 충격분산홈(115a,115b,115c,…)을 형성하며 상측면과 하측면이 아랫쪽을 향한 경사면을 형성하는 업소버부(110)와; 상기 업소버부(110)와 일체된 발포수지로 백패널(220)까지 연장된 두께로 이 백패널의 형상과 부합되도록 성형되며 상측면과 하측면이 상기 업소버부(110)와 연속된 면을 이루도록 형성되고 또한 상기 백패널(220)에 접하는 후면에 차체의 종축간(200)의 중공(210)과 부합되는 단면형상으로 이 종축간(200)을 향하여 장착축(170,170')을 형성하는 장착부 (130);로 구성되는 것을 특징으로 하여, 안전기준을 만족하도록 하면서 차체의 중량을 감소시켜 연비를 상승시키고 또 차량의 생산비용과 작업효율을 절감하여 생산성을 향상시키는 효과를 가지고 있다.

Description

자동차 리어 범퍼의 에너지 업소버{An energy absorber at a rear-bumper of automoble}

본 발명은 자동차 리어 범퍼의 에너지 업소버에 관한 것으로, 특히 발포성수지를 일정한 강도와 균형을 이루며 더욱 두껍게 하여 임팩트 빔을 제거하면서 자동차 종축간의 중공에 장착될 수 있도록 하면서 안전기준을 만족하도록 하는 자동차 리어 범퍼의 에너지 업소버에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 리어 범퍼는 자동차가 주행중에 외부의 충격에 차체를 보호하는 것으로, 이 자동차 리어 범퍼의 조건에 대해서는 국내 법규의 안전기준 제93조에 기재되어 있다. 이를 살펴 보면 차량이 종축방향으로 약 4.0±0.1km/h의 속도로, 코너방향으로 2.4±0.1km/h속도로 충돌한 실험에서 ① 번호등을 제외한 등화장치가 갈라지거나 금이 가지 아니하여야 하며, ② 승강구, 후드 및 트렁크가 정상적으로 개폐될 것, ③ 연료 및 냉각장치의 누출현상과 배관계통의 수축이 없어야 하며, 밀봉상태가 양호하고 뚜껑이 정상적으로 작동될 것 ④ 배기장치의 가스누출 현상이나 배관계통의 수축이 없을 것, ⑤ 전달장치, 완충장치 및 제동장치가 정상적으로 작동될 것, ⑥ 충돌에너지를 가스 또는 유압을 사용하여 흡수하는 외부보호장치가 설치된 경우에는 압축용기의 파손에 의한 가스 또는 기름의 누출이 없을 것, ⑦ 진자충격시험시 시험장치의 충격부위 외의 부분에 작용한느 하중이 905kg을 초과하지 아니할 것, ⑧ 리어 범퍼의 충돌 및 충격 부분과 리어 범퍼를 차체에 장착하는 데 사용되는 조임쇠의 부품외의 자동차의 표면 및 부품에는 시험이 끝나고 30분이 경과한 후 영구변형이 없어야 하며, 그 표면의 페인트 또는 보호재질 등의 표면에서 분리되지 말아야 한다.

도1은 종래의 기술에 따른 에너지 업소버를 장착한 자동차 리어 범퍼의 구조를 설명하기 위하여 도시한 도면으로서, 도1a는 분해사시도이고,도2b는 단면도이다.

도1에 도시된 바와 같이 종래 기술에 따른 자동차 리어 범퍼의 에너지 업소버(Energy Absorber,10)는 리어 범퍼시스템에 장착될 때에 패시아(facia,12)와 임팩트 빔(impact absorber,14)의 사이에 위치하게 되는 데, 이 에너지 업소버(10)는 안전기준 충돌속도인 4.0±0.1km/h에 견딜수 있도록 피피 빔 폼(PP BEAM FOAM)을 15배의 비율로 발포한 것이다.

또 이 에너지 업소버(10)는 임팩트 빔(14)과 패시아(12)의 사이에 위치함으로써 이에 상응하는 두께로 내측형상이 상기 임팩트 빔(14)과 부합되는 형상을 하며 외측형상이 상기 패시아(12)의 내측형상과 부합되는 형상으로 형성된다.

도1b에 도시된 바와 같이 이 에너지 업소버(10)는 차체의 백 플레이트(back plate,15)에 볼트로 장착된 임팩트 빔(14)에 고정되고 그 외부에 패시아(12)가 장착된다.

따라서, 차량을 주차시킬 때나 후방에서 추돌사고가 발생될 때, 충격에너지는 패시아(12)를 통해 에너지 업소버(10)로 전해지면서 흡수되어 차체를 보호하여 준다.

상기한 종래의 기술외에 특허등록 제234999호의 ‘범퍼의 충격흡수구조’따르면, 외측패널(30)과 내측패널(34)로 구성된 범퍼의 구조에 있어서, 상기 내측패널(34)은 상·하에 플랜지(31)을 형성하고, 중간에 공간부(36)를 형성하도록 후방으로 돌출시킨 돌부(33)를 형성하며, 상기 돌부(33)의 공간부(36)에 폴리프로필렌 합성수지(37)를 삽입하여 구성하여, 차량의 충돌시 발생되는 범퍼의 변형을 억제하여 경미한 충돌시에는 범퍼의 변형을 방지하여 범퍼의 수명을 연장하며 강한 충돌시 범퍼의 변형을 최소화하여 탑승자의 부상을 최소화시킬 수 있도록 한 것이었다.

상기한 종래기술과 선행기술은 차량의 범퍼로 가해지는 충격에너지를 흡수하는 효과는 있으나, 모두 공통적으로 차량에 장착할 때에 패시아, 에너지 업소버, 그리고 임팩트 빔 등 3중구조로 되어야 한다.

따라서, 또 특허등록 제218630호의 ‘자동차의 리어범퍼 취부방법’은 생산성향상 등에 목적을 두며 브라켓범퍼의 수직면에 용접부를 형성하여 리어앤드판넬과 용접한 후 여기에 리어범퍼를 결합하도록 하는 것이나 이것 역시 상기한 바와 같이 3중구조로 되어 있어 조립작업의 능률을 어느정도 올릴 수 있으나 근본적으로 임팩트 빔을 자동차 백 패널에 장착하여야 하는 문제점을 해결할 수 없다.

그런데, 상기 임팩트 빔은 에너지 업소버를 차량의 백 판넬에 장착시키기 위한 것으로 에너지를 흡수하지는 못하다. 따라서, 상기한 종래의 기술에 따른 에너지 업소버를 장착한 자동차의 범퍼는 상기한 4.0±0.1km/h의 충격흡수능력을 가지고 있을 뿐이어서 임팩트 빔을 별도로 장착한 효과를 전혀 볼 수 없다.

그러므로, 상기한 종래의 에너지 업소버를 채용한 자동차의 범퍼는 임팩트 빔으로 인하여 하중이 크게 나가고 차량의 무게 또한 커짐으로써 연료소비율이 높다는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 발포성수지를 더욱 두껍게 하여 임팩트 빔을 제거하여 차체 프레임에 장착될 수 있도록 하면서 안전기준을 만족하도록 하는 자동차 리어 범퍼의 에너지 업소버를 제공하는 데에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 자동차의 리어 범퍼에 있어서, 패시아의 내면과 상응하는 형상으로 발포수지로 형성되고 상측은 모서리부분이 라운딩되고 하측은 둘 또는 그 이상의 충격분산홈을 형성하며 상측면과 하측면이 아랫쪽을 향한 경사면을 형성하는 업소버부와; 그리고 상기 업소버부와 일체된 발포수지로 백패널까지 연장된 두께로 이 백패널의 형상과 부합되도록 성형되며 상측면과 하측면이 상기 업소버부와 연속된 면을 이루도록 형성되고 또한 상기 백패널에 접하는 후면에 차체의 종축간(Rear longitudinal)의 내경과 부합되는 단면형상으로 이 종축간을 향하여 장착축을 형성하는 장착부로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 리어 범퍼의 에너지 업소버이다.

도1은 종래의 기술에 따른 에너지 업소버를 장착한 자동차 리어 범퍼의 구조를 설명하기 위하여 도시한 도면으로서, 도1a는 분해사시도이고,도2b는 단면도이며,

도2는 선행기술인 특허등록 제234999호의 ‘범퍼의 충격흡수 구조’를 설명하기 위하여 도시한 도면이고,

도3은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 리어 범퍼의 에너지 업소버를 도시한 사시도으로, 도3a는 업소버부(110)를 도시한 것이고 도3b는 장착부(130)를 도시한 것이고,

도4는 도3에서 도시된 자동차 리어 범퍼의 에너지 업소버(100)를 차체 에 장착하는 예를 단면도로 설명한 것이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 에너지 업소버 110 : 업소버부

112,112′: 전면양측단 114 : 상측모서리

115a,115b,115c,… : 충격흡수홈 130 : 장착부

132 : 후면하측단 170,170' : 장착축

200 : 종축간 210 : 중공

다음은 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 본 발명의 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부한 도면과 함께 더욱 상세히 설명한다.

도3는 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 리어 범퍼의 에너지 업소버(100)를 도시한 사시도로서 도3a는 업소버부(110)를 도시한 것이고 도3b는 장착부(130)를 도시한 것이고, 도4는 단면도를 도시한 것이다.

이 자동차 리어 범퍼의 에너지 업소버(100)는 동일한 발포수지를 약 15배~30배의 비율로 발포하여 형성된 것으로, 패시아(500)에 접하는 업소버부(110)와 역시 도시하지 않은 자동차의 백패널에 접하는 장착부(130)로 이루어지며 이 업소버부 (110)와 장착부(130)는 상기한 발포수지로 일체된 형상으로 상기 패시아의 내측으로부터 자동차의 백패널에 이르는 두께로 형성되며, 특히 자동차의 종축간(Rear longitudinal,200)에 후면에서 중공(210)이 형성되었을 때에 장착할 수 있는 구조를 형성하고 있다.

상기한 본 발명에 따른 자동차 리어 범퍼의 에너지 업소버(100)를 성형하는 발포수지는 본 실시예에서는 바람직하게 ‘한화 EPP-FOAM’으로 발포비율이 15배, 30배인 경우 밀도는 각각 0.060,0.030g/cm²이고 인장강도는 각각 7.8,4.3kg/cm²,압축경도는 각각 2.5,1.4kg/cm², 압축영구변형율이 각각 7.6,8.6%이고 반발탄성도 각각 31,32% 이며, 경도는 각각 62,53도로서 비교적 양호한 조건을 갖추고 있다.

도3a에 도시된 바와 같이 이 자동차 리어 범퍼의 에너지 업소버(100)의 업소버부(110)는 패시아의 내측면과 상응하는 형상을 하며 길이방향으로 라운딩된 형상을 하며 전면 양측 모서리(112,112')는 중간부분보다 더욱 작은 곡률로 라운딩된 형상을 하고 있다.

그리고, 상기 업소버부(110)의 상측 모서리(114)는 장착부(130)을 향하여 라운딩형상을 하고 있으며 하측보다 다소 돌출되어 있으며, 하측은 둘 또는 그 이상의 충격분산홈(115a,115b,115c,…)을 형성하여 이 에너지 업소버(100)로 전해지는 충격에너지를 분산시켜 흡수율을 향상시키는 것이며, 이 충격분산홈(115a,115b, 115c,…)을 형성함으로써 그 만큼 발포수지를 절약할 수 있는 잇점도 있다.

도3b에 도시되어 있는 바와 같이 자동차 리어 범퍼의 에너지 업소버(100)의 장착부(130)는, 상기 업소버부(110)와 일체된 형상으로 패시아(200)의 내측면으로부터 백패널까지의 거리만큼의 두께로 도시하지 않은 자동차의 백패널과 상응하는 형상으로 형성되어 있다.

그리고, 상기 장착부(130)의 상측단(131)은 상기 업소버부(110)과 연장된 상측면을 가지고 후면 하측단(132)은 돌출된 각진 형상을 하고 있으며, 양측단(134a,134b)은 장착부(130)가 길이방향으로 전체적으로 안쪽으로 들어오는 형상을 함으로써 그 끝단은 더욱 안쪽으로 들어오는 모양을 가지게 된다.

한편, 자동차의 뒷부분은 자동차의 뼈대 구실을 하는 종축간(200)의 끝단이 면하고 있고 이 끝단에 수직방향으로 백패널(220)이 장착된다.

그런데, 상기 종축간(200)에 중공(210)이 외부로 드러나면 백패널(220)에 상기 종축간(200)을 위한 구멍(222)을 형성하여 범퍼를 장착하는 데 도움을 주는 것이 있고, 또 상기 종축간(200)에 중공(210)이 외부로 드러나지 않으면 백패널(220)에 구멍(222)을 형성하지 않고, 범퍼를 백패널(220)에 직접 장착하는 것이 있다.

본 발명은 앞서 언급한 바와 같이 상기 종축간(200)에 중공(210)이 형성되어 이 중공(210)에 장착될 수 있도록 된 자동차 리어 범퍼의 에너지 업소버(100)이다.

따라서, 상기 장착부(130)는 종축간(200)의 중공(210)을 향하는 좌우양측에 각각 장착축(170,170')을 상기 중공(210)의 내부형상과 부합되는 형상으로 돌출시켜 형성한다.

그러므로, 상기 장착부(130)는 에너지 업소버(100)를 상기 종축간(200)에 장착할 때에 장착축(170,170')을 상기 종축간(200)의 중공(210)에 억지끼움방식으로 끼워 장착하는 데, 이는 상기 장착축(170,170')이 발포성 수지로 성형되어 있으므로 수축력과 팽창력을 함께 가지고 있기 때문에 장착후에도 견고함을 유지할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 자동차 리어 범퍼의 에너지 업소버(100)는 차체의 백패널(220)과 패시아(210)사이에서 이것들과 함께 장착되며 패시아(210)와 백패널(220)사이의 간격만큼의 두께로 일체로 형성되어 있어서 업소버부(110)는 상개 패시아(210)와 장착부(130)는 백패널(220)의 구멍(222)으로 드러난 종축간(200)의 중공(210)에 장착축(170,170')을 끼워 장착할 수 있다.

다음은, 본 발명의 자동차 리어 범퍼의 에너지 업소버(100)를 장착한 차량의 범퍼에 대한 충격시험에 관한 내용이다.

1) 진자충격 : 시험 후 등화장치와 차량상태에 이상이 없어야 하고, 충격부위외의 부분에 작용하는 하중은 905kg이하이어야 한다.

·진자무게 : 1111 kg

·테스트 충격속도 : 종축(longitudinal) - 4.0±0.1 km/h

모서리(corner) - 2.4± 0.1 km/h

·결과

충격위치	충격높이(mm)	충격속도(km/h)	오프셋(offset)정도(mm)	등화장치상태	차량상태
뒷면중앙	208	4.02	62	정상	정상
후방우측모서리	508	2.46	34	정상	정상
뒷면중앙하측	406	4.02	73	정상	정상
뒷면좌측모서리	406	2.45	41	정상	정상

그리고 충격부위 이외 하중은 없는 것으로 나타났다.

2) 고정벽충돌 : 시험 후 등하장치와 차량상태에 이상이 없어야 한다.

·테스트 충격속도 : 4.0 ± 0.1 km/h

충돌위치	충돌속도	오프셋정도	등화장치상태	차량상태
뒷면충돌	4.0 km/h	4.03 km/h	정상	정상

위의 실험 결과에서 나타난 것처럼 본 발명에 따른 에너지 업소버는 실험조건에 모두 만족하는 것이므로, 본 발명의 에너지 업소버를 장착한 자동차 범퍼는종래의 기술에 따른 자동차의 범퍼 즉, 패시아, 범퍼, 임팩트빔 등 3중구조로 형성된 범퍼와 비교할 때에 충돌에너지 흡수능력은 동일하면서 임팩트빔을 제거함으로써 자체중량을 감소시킬 뿐만아니라 부품의 감소로 생산비용을 절감시킬 수 있다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 관한 자동차 리어 범퍼의 에너지 업소버는 발포성수지를 더욱 두껍게 하여 임팩트 빔을 제거하여 차체 프레임에 장착될 수 있도록 함으로써 안전기준을 만족하도록 하면서 차체의 중량을 감소시켜 연비를 상승시키고 또 차량의 생산비용과 작업효율을 절감하여 생산성을 향상시키는 효과를 가지고 있다.

이상에서 서술된 것은 모든 점에서 단순한 예시에 불과한 것이기 때문에, 이를 바탕으로 본 발명을 한정적으로 해석해서는 안될 것이다. 그러므로, 본 발명의 진정한 기술적 사상 및 범위 내에 존재하는 변형예 및 균등한 실시예는 모두 본 발명의 청구 범위에 속하는 것이다.

Claims

자동차의 리어 범퍼에 있어서,

패시아의 내면과 상응하는 형상으로 발포수지로 형성되고 상측은 모서리부분이 라운딩되고 하측은 둘 또는 그 이상의 충격분산홈(115a,115b,115c,…)을 형성하며 상측면과 하측면이 아랫쪽을 향한 경사면을 형성하는 업소버부(110)와;

상기 업소버부(110)와 일체된 발포수지로 백패널(220)까지 연장된 두께로 이 백패널의 형상과 부합되도록 성형되며 상측면과 하측면이 상기 업소버부(110)와 연속된 면을 이루도록 형성되고 또한 상기 백패널(220)에 접하는 후면에 차체의 종축간(200)의 중공(210)과 부합되는 단면형상으로 이 종축간(200)을 향하여 장착축 (170,170')을 형성하는 장착부(130);

로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 리어 범퍼의 에너지 업소버.