KR20030016727A - 저속 충돌 및 보행자 보호를 위한 크래쉬 박스 적용구조 - Google Patents

저속 충돌 및 보행자 보호를 위한 크래쉬 박스 적용구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 충격흡수 장치인 프론트 범퍼에 크래쉬 박스를 장착한 저속 충돌 및 보행자 보호를 위한 크래쉬 박스 적용구조에 관한 것으로서, 차체 사이드 멤버에 부착되는 프론트 범퍼에 있어서, 상단부에 형성된 플랜지에는 다수의 제 1 체결홀(66)이 형성되어 범퍼 레일(30)에 볼트 결합되며 중간부 외측에 직사각형 모양의 홀(68)이 형성된 제 1 파이프(62), 상단부의 직경이 상기 제 1 파이프(62)의 하단부 직경과 같은 크기로 성형되며 하단부에 형성된 플랜지에는 다수의 제 2 체결홀(70)이 형성되어 차체 사이드 멤버(50)에 부착되는 제 2 파이프(64), 상기 제 1 파이프(62)와 제 2 파이프(64)가 체결됨으로써 형성되는 크래쉬 박스(60)로 구성되어 보행자 충돌과 저속 충돌 시와 같은 일정 하중 전달 시 크래쉬 박스의 변형을 유도하여 충돌 에너지를 흡수함으로써 보행자의 상해치를 감소시키고 차체 변형을 방지하는 것을 특징으로 한다.

Description

저속 충돌 및 보행자 보호를 위한 크래쉬 박스 적용구조{Crash box application structure for low speed crash and walker protection}
본 발명은 자동차의 충격흡수 장치인 프론트 범퍼 장착 구조에 관한 것으로서, 보다 자세히 상술하면, 범퍼 레일과 차체 장착부 사이에 크래쉬 박스를 범퍼 레일에 부착한 후 차체에 볼트를 이용 체결함으로써 보행자 충돌과 저속 충돌 시와 같은 일정 하중 전달 시 크래쉬 박스의 변형을 유도하여 충돌 에너지를 흡수함으로써 보행자의 상해치를 감소시키고 차체 변형을 방지하는 저속 충돌 및 보행자 보호를 위한 크래쉬 박스 적용구조에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 전방에는 충돌 시의 충격 에너지를 흡수하여 승객의 안전을 도모하도록 충격 흡수 구조로 된 프론트 범퍼가 갖추어져 있는데, 상기 범퍼의 구조는 크게 외부로부터 범퍼 커버와 충격을 흡수하는 에너지 흡수제, 그리고, 범퍼 레일로 구성되어 있다.
도 1은 종래의 일반적인 프론트 범퍼의 구성을 도시하는 도면으로서, 상기 도면에 도시하였듯이, 차체 전방부에는 'ㄷ'자 형태의 단면 형상을 갖는 플라스틱 재질의 범퍼 커버(1)가 설치된다.
상기 범퍼 커버(1) 내측에는 플라스틱 성형부재로 제작되어 충격 에너지의 흡수가 가능한 충격 흡수재(2)가 장착된다.
상기 충격 흡수재(2)의 후면에는 사각형 모양의 단면형상을 갖으면서 일측면에 돌출부가 형성된 범퍼 레일(3)이 연결되는데, 상기 범퍼 레일(3)은 충격 흡수재(2)를 보강하며 충격 하중으로 인한 범퍼(4) 및 타 차량이 진입되는 것을 방지한다.
상기 범퍼 레일(3)은 차체 사이드 멤버(5)에 범퍼 스테이(6)를 이용한 솔리드 마운팅 구조로 장착되는데, 이것은 상기 범퍼 커버(1)가 받은 충격을 충격 흡수재(2)와 범퍼 레일(3)에서 일차적으로 흡수하고 상기 충격 흡수재(2)와 범퍼 레일(3)을 지지하고 있는 사이드 멤버(5)에서 이차적으로 흡수하는 구조이다.
상기와 같은 구성으로 이루어지는 종래의 프론트 범퍼 구조는 범퍼 레일과 차체 사이드 멤버의 고정부가 강재를 이용한 솔리드 마운팅 구조로 되어 있어 보행자 충돌 시와 같이 충격량이 적은 경우 변형 공간이 없으므로 보행자 다리 부분에 상해치가 증가하고, 저속 충돌과 같이 비교적 충격량이 큰 경우에는 충돌 하중에 의한 차체 변형이 발생하는 문제점을 가지고 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은 범퍼 레일과 차체 사이에 크래쉬 박스를 장착함으로써 저속 충돌 및 보행자 충돌 시 차체 변형을 방지하고 보행자의 상해치를 감소시키는데 있다.
전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 범퍼 커버 내측에 에너지 흡수제를 삽입하여 1차로 충격 에너지를 흡수하고, 범퍼 레일과 차체 사이에 재료의 물성치 및 형상 파라미터를 쉽게 제어 할 수 있도록 설계되어 충돌 하중에 의한 변형이 조절 가능한 크래쉬 박스를 삽입하여 2차로 충격 에너지를 흡수하는 저속 충돌 및 보행자 보호를 위한 크래쉬 박스 적용구조를 제공한다.
도 1은 종래의 일반적인 프론트 범퍼의 구성을 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 크래쉬 박스를 장착한 프론트 범퍼 구조를 도시하는 단면도.
도 3은 도 2의 A 부분에 대한 크래쉬 박스를 도시하는 부분 확대도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 >
10 : 범퍼 커버 20 : 충격 흡수재
30 : 범퍼 레일 40 : 범퍼
50 : 차체 사이드 멤버 60 : 크래쉬 박스
62 : 제 1 파이프 64 : 제 2 파이프
66 : 제 1 체결홀 68 : 홀
70 : 제 2 체결홀 80 : 후드 패널
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 저속 충돌 및 보행자 법규 만족을 위한 크래쉬 박스 적용구조에 관해서 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 크래쉬 박스를 장착한 프론트 범퍼 구조를 도시하는 도면으로서, 상기 도면에 도시하였듯이, 차체 전방부에는 'ㄷ'자 형태의 단면 형상을 갖는 플라스틱 재질의 범퍼 커버(10)가 장착된다.
상기 범퍼 커버(10) 내측에는 플라스틱 성형부재로 제작되어 충격 에너지의 흡수가 가능한 충격 흡수재(20)가 장착된다.
상기 충격 흡수재(20)의 후면에는 사각형 모양의 단면형상을 갖으면서 일측면에 돌출부가 형성된 범퍼 레일(30)이 연결되는데, 상기 범퍼 레일(30)은 충격 흡수재(20)를 보강하며 충격 하중으로 인한 범퍼(40) 및 타차량이 진입되는 것을 방지한다.
상기 범퍼 레일(30)과 차체 사이드 멤버(50) 사이에는 크래쉬 박스(60)가 삽입되어 볼트를 이용 체결되는데, 이것은 상기 범퍼 커버(10)가 받은 충격을 충격 흡수재(20)와 범퍼 레일(30)에서 일차적으로 흡수하고 상기 크래쉬 박스(60)와 범퍼 레일(30)을 지지하고 있는 차체 사이드 멤버(50)에서 이차적으로 흡수하는 구조이다.
그리고, 도 2의 A 부분에 대한 크래쉬 박스를 도시하는 사시도인 도 3에 도시하였듯이, 크래쉬 박스(60)는 테이퍼 형상으로 가공되고 변형이 쉽도록 중공 단면 구조로 되어 있으며 재질은 스틸로 제작된다.
상기 크래쉬 박스(60)는 두께가 상이한 제 1 파이프(62)의 하단부와 제 2 파이프(64)의 상단부를 아크 용접을 이용하여 결합시킴으로써 형성된다.
상기 범퍼 레일(30)에 볼트를 이용 부착되는 제 1 파이프(62)의 상단부에 형성된 플랜지부에는 볼트가 삽입되는 다수의 제 1 체결홀(66)이 형성되어 있고 중간부 외측에는 충격 하중 전달 시 형상 변형이 용이하도록 다수개의 직사각형 모양의 홀(68)이 형성되어 있다.
상기 차체 사이드 멤버(50)에 볼트를 이용 부착되는 제 2 파이프(64)의 하단부에 형성된 플랜지부에는 볼트가 삽입되는 다수의 제 2 체결홀(70)이 형성되어 있다.
상기 제 1 파이프(62)는 범퍼 레일(30)에 비해 강도가 약하고 상기 제 2 파이프(64)는 범퍼 레일(30)에 비해 강도가 크다.
본 발명의 일실시예와 같이 범퍼 레일(30)과 차체 사이드 멤버(50) 사이에 크래쉬 박스(60)가 삽입되는 구조는 저속 충돌 및 보행자 충돌 시 전달되는 충격 에너지를 충격 흡수재의 변형에 의해 1차로 흡수하고 상기 크래쉬 박스(60)를 형성하는 제 1 파이프(62)의 초기 변형에 의해 2차 에너지 흡수가 가능하여 제 2 파이프(64)의 보행자 다리부분에 가해지는 충격량을 감소시킬 수 있다.
그리고, 차량간 저속 충돌 시에는 크래쉬 박스(60)가 3단계에 걸쳐 에너지를 흡수하는데 제 1 단계로 강도가 낮은 제 1 파이프(62)가 변형되면서 충격 에너지를 흡수하고 제 2 단계로는 상기 제 1 파이프(62)가 부착되어 있는 범퍼 레일(30)이 변형되면서 충격 에너지를 흡수하며 제 3 단계로는 차체 사이드 멤버(50)에 부착된 강도가 높은 제 2 파이프(64)에서 충격 에너지 흡수가 최대화된다.
상술한 바와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명은 보행자 충돌 시 크래쉬 박스부의 초기 변형에 의해 2차 에너지 흡수가 가능하여 보행자 다리부분에 가해지는충격량을 감소시켜 보행자의 상해치를 저감시키며, 저속 충돌 시에 발생하는 비교적 큰 충격량에 대해서는 3단계에 걸친 에너지 흡수량 증대로 범퍼부에서 에너지 흡수를 최대화하여 차체 변형을 방지하므로 수리비용이 감소된다.
그리고, 크래쉬 박스와 범퍼 레일을 프론트 엔드 모듈 부품으로 구성하므로 조립 공정이 축소되고, 크래쉬 박스 전체에 박판 소재를 사용하므로 차체 중량이 절감되며, 차량 상품성이 증대되는 효과를 갖는다.

Claims (1)

  1. 차체 사이드 멤버에 부착되어 충돌 시 충격 흡수를 위한 프론트 범퍼에 있어서, 테이퍼 형상을 갖으면서 중공 단면 구조로 성형되고 상단부에 형성된 플랜지에는 다수의 제 1 체결홀(66)이 형성되어 범퍼 레일(30)에 볼트 결합되며 중간부 외측에는 다수개의 직사각형 모양의 홀(68)이 형성된 제 1 파이프(62), 테이퍼 형상을 갖으면서 중공 단면 구조로 성형되고 상단부의 직경이 상기 제 1 파이프(62)의 하단부 직경과 같은 크기로 성형되며 하단부에 형성된 플랜지에는 다수의 제 2 체결홀(70)이 형성되어 차체 사이드 멤버(50)에 볼트 결합되는 제 2 파이프(64), 상기 제 1 파이프(62)의 하단부와 제 2 파이프(64)의 상단부를 용접을 이용하여 체결하여 형성되는 크래쉬 박스(60)로 구성되는 것을 특징으로 하는 저속 충돌 및 보행자 보호를 위한 크래쉬 박스 적용구조.
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