KR20040050205A - 자동차용 프론트사이드멤버의 충격흡수구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 프론트사이드멤버의 충격흡수구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차용 범퍼가 장착되는 프론트사이드멤버의 선단으로 큰 충격에너지가 입력되면 길이방향으로 연속되게 비드가 형성된 충격흡수부재가 접히면서 그 충격에너지를 흡수하도록 한 자동차용 프론트사이드멤버의 충격흡수구조에 관한 것이다.

본 발명은 자동차용 범퍼(10)가 후방에 형성된 범퍼스테이(11)를 매개로 프론트사이드멤버(20)의 선단과 결합되는 프론트사이드멤버의 범퍼 결합구조에 있어서, 상기 범퍼스테이(11)와 상기 프론트사이드멤버(20) 사이에는 프론트사이드멤버의 길이방향으로 가해지는 외력을 흡수할 수 있는 충격흡수부재(30)가 위치되어, 그 충격흡수부재(30)의 전방부는 상기 범퍼스테이(11)의 후단과 결합되고 후방부는 마운팅브래킷(32)을 매개로 상기 프론트사이드멤버(20)의 선단과 결합된 자동차용 프론트사이드멤버의 충격흡수구조이다.

Description

자동차용 프론트사이드멤버의 충격흡수구조{Impact absorption structure of automobile front side member}

본 발명은 자동차용 프론트사이드멤버의 충격흡수구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차용 범퍼가 장착되는 프론트사이드멤버의 선단으로 큰 충격에너지가 입력되면 길이방향으로 연속되게 비드가 형성된 충격흡수부재가 접히면서 그 충격에너지를 흡수하도록 한 자동차용 프론트사이드멤버의 충격흡수구조에 관한 것이다.

프론트사이드멤버는 프론트바디를 지지하는 가장 중요한 골격부재로서, 대시패널 아랫부분에서부터 프론트플로워 아랫면까지를 결합하여 차체의 프론트바디가 지녀야 할 강도 및 강성을 확보한다.

또한, 프론트사이드멤버는 프론트서스펜션으로부터 전달된 하중을 지지함과 동시에 전방 충돌시 범퍼를 통해 입력되는 다소 경미한 충격에너지에 대해서는 변형되지 않고 지탱되며 큰 충격에너지에 대해서는 프론트사이드멤버의 길이방향으로 접히는 좌굴(坐屈)변형이 일어남으로써 그 충격에너지를 충분히 흡수할 수 있어야 한다.

다시 말하면, 저속에서의 충돌시에는 차체의 변형이 없도록 충분한 강도가 필요하고, 고속에서의 충돌시에는 프론트사이드멤버가 변형되는 것에 의하여 에너지를 흡수한다.

상기와 같이 구성되는 프론트사이드멤버의 선단은 통상적으로 범퍼스테이를 매개로 자동차용 범퍼와 결합된다.

이렇게 범퍼의 후방에 형성된 범퍼스테이는 자동차의 양측에 차체길이방향으로 위치된 프론트사이드멤버의 선단에 결합되어 범퍼에 입력된 충격력을 프론트사이드멤버로 전달하게 되는 것이다.

도1은 종래 프론트 사이드멤버와 범퍼의 결합 구조를 나타낸 개략 단면도이다.

도1에서 보면 범퍼백빔(10)에는 그 후방으로 범퍼스테이(11)가 형성되고, 그 범퍼스테이(11)는 프론트사이드멤버(20)의 선단으로 삽입되어 프론트사이드멤버(20)의 일 측면에서 삽입되는 볼트(21)에 의해 고정 결합된다. 물론 상기 범퍼스테이(11)에는 당연히 상기 볼트(21)에 대응되는 나사산(미도시)이 형성되어서 볼트(21)에 의해 프론트사이드멤버(20)에 고정 설치된다.

그러나, 위에서 설명한 바와 같은 종래의 프론트사이드멤버 구조에서는 범퍼로부터 충격이 입력되면 범퍼와 결합된 프론트사이드멤버의 선단에서는 충격흡수가 되지 않고 그 충격이 후방으로 전달되어 대쉬부가 위치되는 사이드멤버의 가운데 부위가 좌굴변형을 일으키게 되어 충격흡수 측면에서 매우 불리한 면을 갖게 되고, 또한 충돌 후에는 수리를 위하여 사이드멤버 전체로 교환하여야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 차량이 충돌되어 프론트사이드멤버로 충격에너지가 입력될 때 프론트사이드멤버가 좌굴변형을 일으키지 않고 프론트사이드멤버의 전방부위에서 그 충격에너지가 충분히 흡수될 수 있도록 범퍼와 프론트사이드멤버 사이에 별도의 충격흡수부재를 설치함으로써 차량 충돌에 따른 충격에너지가 보행자나 탑승자에게 전달되지 않고 모두 흡수될 수 있도록 하는데 있다.

도1은 종래 프론트 사이드멤버와 범퍼의 결합 구조를 나타낸 개략 단면도,

도2는 본 발명에 따른 프론트사이드멤버의 충격흡수구조를 설명하기 위한 분해 사시도,

도3은 본 발명에 따른 프론트사이드멤버의 충격흡수구조를 보인 결합 단면도,

도4는 본 발명의 작용 상태도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10 : 범퍼11 : 범퍼스테이

20 : 프론트사이드멤버30 : 충격흡수부재

31 : 비드32 : 마운팅브래킷

32a : 제1플랜지부32b : 제2플랜지부

33 : 마운팅플레이트

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 자동차용 범퍼가 후방에 형성된 범퍼스테이를 매개로 프론트사이드멤버의 선단과 결합되는 프론트사이드멤버의 범퍼 결합구조에 있어서, 상기 범퍼스테이와 상기 프론트사이드멤버 사이에는 프론트사이드멤버의 길이방향으로 가해지는 외력을 흡수할 수 있는 충격흡수부재가 위치되어, 그 충격흡수부재의 전방부는 상기 범퍼스테이의 후단과 결합되고 후방부는 마운팅브래킷을 매개로 상기 프론트사이드멤버의 선단과 결합된 자동차용 프론트사이드멤버의 충격흡수구조이다.

이하, 본 발명의 기술구성을 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 프론트사이드멤버의 충격흡수구조를 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도3은 본 발명에 따른 프론트사이드멤버의 충격흡수구조를 보인 결합 단면도이며, 도4는 본 발명의 작용 상태도이다.

도2 및 도3을 참조하여 보면, 차량의 최전방이나 최후방에는 충돌시 충격을 일차적으로 완화하기 위한 범퍼(10)가 마련되는데, 본 발명의 도면에 첨부된 범퍼(10)는 차량의 최전방에 설치되는 프론트범퍼를 나타낸 것이다.

상기 범퍼(10)의 후방에는 범퍼(10)를 차체, 즉 프론트사이드멤버(20)에 고정하기 위한 범퍼스테이(11)가 범퍼(10)와 일체로 형성된다.

또한, 차체의 양 사이드에는 차체 길이방향을 따라 사이드멤버가 길게 배치되는데, 상기 사이드멤버 중에서 엔진룸이 형성되는 프론트바디에 위치되는 부위를 프론트사이드멤버(20)라고 한다.

프론트사이드멤버(20)는 종래기술에서 언급한 바와 같이 프론트바디를 지지하는 가장 중요한 골격부재로서, 대시패널 아랫부분에서부터 프론트플로워 아랫면까지를 결합하여 차체의 프론트바디가 지녀야 할 강도 및 강성을 확보한다.

또한, 프론트사이드멤버(20)는 프론트서스펜션으로부터 전달된 하중을 지지함과 동시에 전방 충돌시 범퍼를 통해 입력되는 다소 경미한 충격에너지에 대해서는 변형되지 않고 지탱되며 큰 충격에너지에 대해서는 프론트사이드멤버의 길이방향으로 접히는 좌굴(坐屈)변형이 일어남으로써 그 충격에너지를 충분히 흡수할 수 있어야 한다.

상기 프론트사이드멤버(20)의 선단에는 범퍼(10)가 범퍼스테이(11)를 매개로 결합되는 것이 일반적이지만, 본 발명의 구조에서는 상기 범퍼스테이(11)와 프론트사이드멤버(20) 사이에 별도의 충격흡수부재(30)가 설치된다.

상기 충격흡수부재(30)는 상기 프론트사이드멤버(20)의 길이방향으로 가해지는 외력을 충분히 흡수할 수 있도록 프론트사이드멤버(20)의 길이방향과 동일한 방향으로 길게 형성되는 원통형 몸체를 갖는다.

상기 충격흡수부재(30)의 횡단면이 원형을 갖도록 형성된 것은 축방향 하중하에서 원형단면이 가장 큰 강성을 지니기 때문이다. 또한, 상기 충격흡수부재(30)에는 몸체의 길이방향으로 접힘 가능하도록 다수개의 비드(31)가 일정한 간격으로 연속되게 형성되어 충격흡수부재(30)의 길이방향으로 입력되는 충격에너지의 순차적인 흡수가 가능하다.

그래서, 상기 충격흡수부재(30)의 전방부는 상기 범퍼스테이(11)의 후단과 결합되고, 상기 충격흡수부재(30)의 후방부는 상기 프론트사이드멤버(20)의 선단과 결합된다. 이때, 상기 충격흡수부재(30)의 후방부는 프론트사이드멤버(20)의 선단과 직접 결합되어도 무방하나, 충격흡수부재(30)의 몸체가 원형단면을 이루고 있기 때문에 통상적으로 사각단면을 이루는 프론트사이드멤버(20)와 그대로 결합시키면 결합력이 약해서 충격이 가해질 때 결합부가 파단되는 문제점이 발생된다.

따라서, 상기 충격흡수부재(30)의 후방부는 마운팅브래킷(32)을 매개로 상기 프론트사이드멤버(20)의 선단과 결합된다. 여기서, 상기 마운팅브래킷(32)은 상기 충격흡수부재(30)의 후단과 결합 가능하도록 원형단면의 몸체를 갖는 제1플랜지부(32a)와, 상기 프론트사이드멤버(20)의 선단과 결합 가능하도록 사각단면의 몸체를 갖는 제2플랜지부(32b)로 구성되어, 그 제1플랜지부(32a)와 제2플랜지부(32b)가 일체로 형성되어 있다.

즉, 상기 충격흡수부재(30)는 상기 프론트사이드멤버(20)에 결합될 때 충격흡수부재(30)의 후단이 상기 마운팅브래킷(32)의 제1플랜지부(32a)에 끼워져 용접 결합되고, 상기 마운팅브래킷의 제2플랜지부(32b)는 상기 프론트사이드멤버(20)의 선단 내부에 끼워져 용접 결합되는 것이다.

한편, 상기 충격흡수부재(30)의 전방부 또한 상기 범퍼스테이(11)에 직접 결합되어도 무방하나 이때는 범퍼스테이(11)의 후단에 마운팅플레이트(33)를 설치하고, 그 마운팅플레이트(33)를 매개로 상기 충격흡수부재(30)의 전방부가 결합되도록 하는 것이 바람직하다.

이상의 구성을 갖는 본 발명의 작용을 도4에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도4에 나타낸 바와 같이, 차량이 충돌하여 범퍼(10)에서 1차적으로 충격에너지가 흡수되고 그 잔여에너지가 범퍼스테이(11)를 통해 프론트사이드멤버(20) 선단의 충격흡수부재(30)에 전달되면, 충격흡수부재(30)에 길이방향으로 일정한 간격을 갖고 연속적으로 형성된 비드(31)가 순차적으로 접히면서 충격흡수가 이루어져 범퍼(10)에서 미처 다 흡수되지 못한 잔여 충격에너지가 완전하게 흡수된다.

이렇게 프론트사이드멤버(20)는 변형되지 않고 충격흡수부재(30)에서 충격에너지가 완전하게 흡수되므로 충돌사고 후에도 충격흡수부재(30)만을 교환하면 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차용 프론트사이드멤버의 충격흡수구조에 의하면, 프론트사이드멤버로 전달된 충격에너지가 프론트사이드멤버의 선단에 설치된 충격흡수부재에 의하여 모두 흡수되므로 프론트사이드멤버의 좌굴변형이 일어나지 않으며 충돌사고 후에는 소성변형된 충격흡수부재만 교환하면 되므로 수리비가 절감되는 특유의 효과가 있다.

Claims (4)

1. 자동차용 범퍼(10)가 그 범퍼의 후방에 형성된 범퍼스테이(11)를 매개로 프론트사이드멤버(20)의 선단과 결합되는 프론트사이드멤버의 범퍼 결합구조에 있어서,

   상기 범퍼스테이(11)와 상기 프론트사이드멤버(20) 사이에는 프론트사이드멤버의 길이방향으로 가해지는 외력을 흡수할 수 있는 충격흡수부재(30)가 위치되어, 그 충격흡수부재(30)의 전방부는 상기 범퍼스테이(11)의 후단과 결합되고 후방부는 마운팅브래킷(32)을 매개로 상기 프론트사이드멤버(20)의 선단과 결합된 것을 특징으로 하는 자동차용 프론트사이드멤버의 충격흡수구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 충격흡수부재(30)는 프론트사이드멤버(20)의 길이방향과 동일한 방향으로 길게 형성되는 원통형 몸체로 이루어지며, 상기 충격흡수부재(30)에는 몸체의 길이방향으로 접힘 가능하도록 다수개의 비드(31)가 일정한 간격으로 연속되게 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 프론트사이드멤버의 충격흡수구조.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 마운팅브래킷(32)은 상기 충격흡수부재(30)의 후단과 결합 가능하도록 원형단면의 몸체를 갖는 제1플랜지부(32a)와, 상기 프론트사이드멤버(20)의 선단과 결합 가능하도록 사각단면의 몸체를 갖는 제2플랜지부(32b)로 구성되어, 그 제1플랜지부(32a)와 제2플랜지부(32b)가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 프론트사이드멤버의 충격흡수구조.
4. 제1항에 있어서, 상기 충격흡수부재(30)는 상기 범퍼스테이(11)의 후단에 마운팅플레이트(33)를 매개로 결합된 것을 특징으로 하는 자동차용 프론트사이드멤버의 충격흡수구조.