KR20050047273A - 하니컴 코아가 장착된 범퍼 백빔 및 이를 포함하는 범퍼어세블리 - Google Patents

Abstract

성형셀과 육각셀이 상호 교호적으로 배치되는 하니컴 코아가 장착된 범퍼 백빔이 개시된다. 개시된 범퍼 백빔은 외판과 내판이 서로 접합됨으로써 내부에 공간부를 형성하고 그 공간부에 성형셀과 육각셀이 상호 교호적으로 배치되는 하니컴 코아가 장착된 것을 특징으로 한다.

Description

하니컴 코아가 장착된 범퍼 백빔 및 이를 포함하는 범퍼 어세블리{BUMPER BACK BEAM INSTALLING HONEYCOMB CORE AND BUMPER ASSEMPLY COMPRISING THEREOF}

본 발명은 하니컴 코아가 장착된 범퍼 백빔 및 이를 포함하는 범퍼 어셈블리에 관한 것이다. 보다 상세하게는 성형셀과 육각셀이 상호 교호적으로 배치되는 하니컴 코아가 장착된 범퍼 백빔 및 이를 포함하는 범퍼 어셈블리에 관한 것이다.

자동차의 전방 및 후방에는 일반적으로 도1에 도시된 바와 같이 차량의 주행중에 자동차 또는 외부 물체와의 충돌시 충격을 흡수하여 차체가 받는 충격량을 감소시켜 차량 및 운전자를 보호하기 위한 범퍼 어셈블리(10)가 설치되어 있다.

도2에는 이와 같은 범퍼 어셈블리가 보다 상세하게 도시되어 있다. 이를 참고하면, 종래의 범퍼 어셈블리(10)는 범퍼 페이스(11), 업쇼버(12), 범퍼 백빔(13) 및 범퍼 스테이(14)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 범퍼 페이스(11)는 차량의 전방 및 후방에 장착되어 외장을 구성함과 동시에 충격시 충격을 최초로 흡수하는 부분으로 일반적으로 폴리 프로필렌 플라스틱 재질로 형성되어 있다. 상기 업쇼버(12)는 상기 범퍼 페이스(11)의 내측으로 마련되어서 상기 범퍼 페이스에서 전달되는 충력을 흡수하며, 일반적인 제질은 발포고무이다. 상기 범퍼 백빔(13)은 상기 범퍼 페이스(11)의 형상에 대응되도록 곡률진 ㄷ 자 단면의 외판(13-1)과 내판(13-2)을 서로 마주보게 구성되어서 상기 업쇼버(14)에서 전달되는 충격을 더 흡수하는 역할을 한다. 예를 들어, 저속 충돌시에는 충격 에너지를 모두 흡수하여 다른 부품에 충격에너지가 진행되지 않도록 하며, 고속 충돌시에는 소성변형함으로써 다른 부품에 충격에너지가 진행되지 않도록 한다. 또한, 상기 범퍼 백빔(13)은 차량의 비틀림에 대한 저항강성을 크게 함으로써 차량의 주행시 진동을 완하시키는 역할도 수행한다. 상기 범버 스테이(14)는 상기 범퍼 백빔(13)을 차체 프레임(15)에 장착하기 위해 마련되며, 용접등으로 상기 범퍼 백빔(13)과 차체 프레임(15)을 연결시킨다.

한편, 범퍼 백빔(13)의 내부, 즉 외판(13-1)과 내판(13-2)에 의해 형성된 공간부(13-3)에 하니컴 코아를 장착시키는 기술이 공지되어 있다. 범퍼 백빔(13)의 내부 공간부(13-3)에 하니컴 코아을 수용시킴으로써 범퍼 어셈블리(10)의 강성을 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 범퍼 어셈블리(10)의 충격 흡수 에너지를 보다 증가시킬 수 있게 되는 것이다. 여기서, 도3(a)와 도3(b)는 상기 범퍼 백빔의 내부 공간부에 수용되는 일반적인 하니컴 코아를 도시하고 있는 바, 도3(a)은 육각셀 하니컴 코아를, 도3(b)는 플렉스 셀 하니컴 코아를 각각 도시한 것이다.

그러나, 본출원인에 의해 출원되었으나 아직 미공개된 국내출원 제2002-56587호에 기재된 바와 같이, 상기 육각셀 하니컴 코아의 경우에는 포밍시 도4에 도시된 바와 같은 안티크래스틱 곡면이 발생하여 요구되는 형상을 얻기가 힘들다는 문제점이 있다. 이러한 문제점은 상기 육각셀 하니컴 코아가 범퍼 백빔의 공간부(13-3)에 용이하게 수용되는 것을 방해하는 요인으로 작용하게 된다. 즉, 범퍼 백빔의 공간부(13-3)는 어느정도 곡면 형상이므로 육각셀 하니컴 코아는 공간부의 곡면에 적합하게 변형되어야 하나 변형시 소정시 안티클래스틱 곡면이 발생하므로 하니컴 코아가 범퍼 백빔의 공간에 용이하게 수용될 수 없게 되는 것이다. 물론, 안티크래스틱 곡면은 상기 출원에 기재된 바와 같이 strectch wrap machine을 이용하거나 stamping방법과 유사한 방법을 이용하여 억제될 수 있지만 이 경우에는 벤딩부에 잔류응력을 발생시켜 내구성 및 에너지 흡수력을 저하시키거나 스프링 백 현상이 발생하여 크랙이나 심지어는 파단이 유발될 수 있기에 역시 문제점으로 지적된다.

한편, 플렉스 셀 하니컴 코아를 사용하는 경우에는 안티클래스틱 곡선이 발생하지 않지만, 역시 상기 출원에 기재된 바와 같이, 상기 플레시블 하니컴 코아는 셀변에 물결형상(z)을 구비해야 하므로 일반적인 하니컴 코아에 비해 가격이 2 내지 5배가 고가인 점이 문제점으로 대두된다.

또한, 육각셀 하니컴 코아든 플레스셀 하니컴 코아든, 셀 상호간은 면접촉하게 되므로 접착면 중복현상이 발생하게 된다. 따라서, 접착제의 소모량이 많아 제조단가가 높아지며, 두께가 상대적으로 얇은 셀로 응력이 집중되어 강성이 불균일해지는 문제점이 발생한다는 문제점이 있게 된다. 무엇보다도 이와 같은 종래의 하니컴 코아는 면 중복형상으로 무게에 비해 강성과 에너지 흡수력이 떨어지게 되므로 특히 충격 흡수 에너지를 증가시키기 위해 범퍼 백빔에 사용되기에는 부적당하다는 문제점이 있다.

본 출원인은 상기 종래의 하니컴 코아의 문제점을 해결하기 위해 육각셀과 성형셀이 교호적으로 배치되는 격자구조의 하니컴 코아를 출원번호 제2002-56587호로 출원한 바 있다. 이 출원에 청구된 하니컴 코아에 의하면 포밍시 안티클래스틱 곡선이 유발하지 않아 포밍시 원하는 형상을 얻기 용이하며, 셀 상호간은 면접촉이 아니라 선점촉을 하게 되므로 접착면 중복현상이 발생하지 않아 강성이 균일하고 무게 대비 에너지 흡수력이 매우 우수한 특성을 발휘한다.

이에 본 발명의 목적은 상기 성형셀과 육각셀이 상호 교호적으로 배치되는 하니컴 코아의 특성을 범버 백빔에 적용함으로써, 변형시 안티크래스틱 곡면이 발생하지 않기 때문에 범퍼 백빔의 공간부에 하니컴 코아가 용이하게 수용될 수 있으며, 강성이 균일하고 무게 대비 에너지 흡수력이 우수한 범퍼 백빔 및 이를 포함하는 범퍼 어세블리를 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적은 외판과 내판이 서로 접합됨으로써 내부에 공간부를 형성하고 그 공간부에 성형셀과 육각셀이 상호 교호적으로 배치되는 하니컴 코아가 장착된 것을 특징으로 하는 범퍼 백빔을 제공함으로써 달성된다.

또한, 본 발명의 목적은 범퍼 페이스와; 상기 범퍼 페이스 내측에 마련되는 업쇼버와; 상기 업쇼버의 내측에 마련되며 외판과 내판이 서로 접합됨으로써 내부에 공간부를 형성하고 그 공간부에 성형셀과 육각셀이 상호 교호적으로 배치되는 하니컴 코아가 수용된 범퍼 백빔과; 상기 범퍼 백빔을 차체 프레임에 고정하기 위한 범퍼 스테이를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 범퍼 어셈블리를 제공함으로써 달성된다.

상술한 본 발명의 목적은 이 기술분야에서 숙련된 당업자에 의해, 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 본 고안의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도5는 본 발명에 따른 하니컴 코아(200)가 장착된 범퍼 백빔(113)의 분리 사시도이다. 이를 참고하면, 본 발명에 따른 범퍼 백빔(113)은 외판(113-1)과 내판(113-2)이 서로 접합됨으로써 내부에 공간부(113-3)를 형성하고 그 공간부(113-3)에 성형셀(201)과 육각셀(202)이 상호 교호적으로 배치되는 격자 형상의 하니컴 코아(200)가 수용된 것을 특징으로 한다.

상기 범퍼 백빔은 외판(113-1)과 내판(113-2)을 포함하며, 외판(113-1)과 내판(113-2)은 서로 접합됨으로써 내부에 공간부(113-3)를 형성하게 된다. 도5에 의하면, 외판(113-1)과 내판(113-2)은 한쌍의 대략 곡률진 `ㄷ`자 단면 형상으로 형성되며, 그 단부에는 서로 접합되기 위한 절곡부(113-4)가 형성되어 있다. 따라서, 외판(113-1)과 내판(113-2)을 서로 마주보게 배치한 후 그 절곡부(113-4)를 서로 용접등의 접합수단으로 접합하게 되면 그 내부에는 공간부(113-3)가 형성되게 된다. 여기서, 외판(113-1)과 내판(113-2)의 형상은 이에 한정되지 않으며, 예를 들면 도6에 도시된 바와 같이 외판(113-1)과 내판(113-2)의 절곡부(113-4)의 위치가 달라질 수 있음은 당업자에게 자명하다. 한편, 상기 범퍼 백빔의 재질로는 스틸이나 알루미늄을 사용할 수 있다.

상기 외판(113-1)과 내판(113-2)이 서로 접합되기 전에 공간부(113-3)에는 도7에 도시된 바와 같은 성형셀(201)과 육각셀(202)이 상호 교호적으로 배치되는 격자 형상의 하니컴 코아(200)가 배치되며, 이 하니컴 코아(200)에 의하면 도8에 도시된 바와 같이 변형시 안티크리스틱 곡면이 발생하지 않으며, 셀 상호간은 면접촉이 아니라 선점촉을 하게 되므로 접착면 중복현상이 발생하지 않아 강성이 균일하고 무게 대비 에너지 흡수력이 매우 우수한 특성을 발휘한다. 상기 상기 하니컴 코아에 대한 보다 자세한 설명은 선출원된 출원번호 제2002-56587호에 의해 상세하게 기재되어 있는 바 본 출원에서는 자세한 언급은 피하기로 한다. 한편, 상기 하니컴 코아의 성형셀과 육각셀의 셀크기는 범퍼 백빔의 공간부의 곡률 또는 범퍼 백빔의 두께 또는 요구되는 강성이나 충격 에너지 흡수정도에 따라 변경될 수 있다.

상기 외판(113-1)과 내판(113-2)에 의해 형성된 공간부(113-3)에 성형셀(201)과 육각셀(202)이 상호 교호적으로 배치되는 격자 형상의 하니컴 코아(200)를 배치한 후에는 상기 하니컴 코아(200)를 상기 외판(113-1)과 내판(113-2)에 각각 용접, 바람직하게는 점용접으로 접합하거나 접착제로 접합하며, 외판(113-1)과 내판(113-2)은 그 절곡부(113-4)를 용접등으로 접합함으로써 범퍼 백빔을 완성시키게 된다.

이와 같이 구성된 범퍼 백빔에 의하면, 성형셀(201)과 육각셀(202)이 상호 교호적으로 배치되는 격자 형상의 하니컴 코아(200)가 범퍼 백빔의 내부 공간부 형상에 적합하게 변형할 때 상기 하니컴 코아는 안티크래스틱 곡면이 발생하지 않아 용이하게 변형될 수 있어 종래의 하니컴 코아를 수용할 때에 비해 저렴하면서도 용이하게 하니컴 코아를 범퍼 백빔 내부에 장착시킬 수 있으며, 그 범퍼 백빔은 성형셀(201)과 육각셀(202)이 상호 교호적으로 배치되는 격자 형상의 하니컴 코아(200)의 특성상 강성이 균일하고 무게 대비 에너지 흡수력이 우수하게 된다. 특히, 하니컴 코아의 변형이 자유롭기 때문에 범퍼 백빔의 형상을 보다 충격흡수력이 양호하도록 변경할 수 있게 된다. 이는 상기 하니컴 코아을 범퍼 백빔에 적용함으로서 발현되는 결합적 효과라 볼 수 있는 것이다.

본 발명은 상기 범퍼 백빔과 하니컴 코아(200)는 열팽창 계수를 동일하게 하여 열적인 뒤틀림이 최소화 시키도록 동일한 재질, 예를 들면 바람직하게는 스틸, 보다 바람직하게는 알루미늄으로 제조된다. 알루미늄으로 제조되는 경우 연비가 향상되는 반면 강성의 문제가 대두될 수 있지만, 본 발명의 경우 성형셀과 육각셀이 상호 교호적으로 배치되는 격자 형상의 하니컴 코아를 사용하기 때문에 종래의 일반적인 하니컴 코아에 비해 강성이 상대적으로 문제되지 않기 때문이다. 이 역시 이는 상기 하니컴 코아을 범퍼 백빔에 적용함으로서 발현되는 결합적 효과라 볼 수 있는 것이다.

도9은 본 발명에 따른 범퍼 어셈블리의 분해 사시도를 도시하고 있다. 이를 참고하면, 본 발명에 따른 범퍼 어셈블리는 범퍼 페이스(111)와; 상기 범퍼 페이스 (111)내측에 마련되는 업쇼버(112)와; 상기 업쇼버(112)의 내측에 마련되며 외판(113-1)과 내판(113-2)이 서로 접합됨으로써 내부에 공간부(112-3)를 형성하고 그 공간부에 성형셀과 육각셀이 상호 교호적으로 배치되는 하니컴 코아(200)가 수용된 범퍼 백빔(113)과; 상기 범퍼 백빔(113)을 차체 프레임(115)에 고정하기 위한 범퍼 스테이(114)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에서, 범퍼 페이스(111)는 차량의 전방 및 후방에 장착되어 외장을 구성함과 동시에 충격시 충격을 최초로 흡수하는 부분이며, 상기 업쇼버(112)는 상기 범퍼 페이스(111)의 내측으로 마련되어서 상기 범퍼 페이스(111)에서 전달되는 충력을 흡수하는 부분이며, 상기 범퍼 백빔(113)의 내부 공간부(113-3)에는 성형셀(201)과 육각셀(202)이 교호적으로 배치되는 격자형상의 하니컴 코아(200)가 수용되어 있다. 또한, 상기 범퍼 백빔(113)은 범버 스테이(114)를 통해 차체 프레임(115)에 연결되어 있다.

더 나아가, 범퍼 페이스(111)에서 미도시된 엔진실까지 외부 공기가 유입되어 엔진 룸 냉각 성능을 향상시키기 위해 공기유동 통공이 형성되도록 하였다. 보다 상세하게 설명하면, 범퍼 어셈블리의 범퍼 페이스(111), 옵쇼버(112), 범버 백빔(113)의 외판과 내판 및 차체 프레임의 소정위치에 각각 공기유동 통공(A)을 형성시킴으로써, 주행시 범퍼 페이스(111), 옵쇼버(112), 범퍼 백빔(113) 및 차체프레임을 통해 미도시된 엔진 룸까지 공기가 유통되게 하여 엔진 룸 냉각 성능을 향상시킬 수 있게 한 것이다. 상기 공기유동 통공(A)의 형성위치는 엔진실의 위치 및 유동경로의 최적화를 추구하기 위해 다양하게 변화될 수 있음은 당연하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 범퍼 백빔의 공간부에 변형이 용이한 성형셀과 육각셀이 교호적으로 배치된 하니컴 코아를 수용시키기 때문에 범퍼 백빔의 공간부에 상기 하니컴 코아가 용이하게 장착될 수 있으며, 무게 대비 강성 및 에너지 흡수력이 뛰어난 범퍼 백빔 및 이를 포함하는 범퍼 어셈블리를 제공할 수 있다는 효과가 있다.

이상에서의 서술은 특정의 실시예와 관련한 것으로, 청구범위에 의해 나타난 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다

도1은 일반적인 자동차의 외관도이며,

도2는 종래의 범퍼 어셈블리의 분리 사시도이며,

도3은 육각셀 하니콤 코아과 플렉스 셀 하니컴 코아의 사시도이며,

도4는 육각셀 하니콤 코아의 포밍시 안티크래스틱 곡면이 발생하는 것을 설명하기 위한 도면이며,

도5는 본 발명에 따른 하니컴 코아가 수용된 범퍼 백빔의 분리 사시도이며,

도6은 본 발명에 따른 범퍼 백빔의 다른예를 도시한 도면이며,

도7은 본 발명에 따른 성형셀과 육각셀이 상호 교호적으로 배치되는 격자 형상의 하니컴 코아의 사시도이며,

도8은 본 발명에 따른 하니컴 코아의 포밍시 안티크래스틱 곡면이 발생하지 않은 것을 설명하기 위한 도면이며,

도9은 본 발명에 따른 범퍼 어셈블리의 분해 사시도이다.

*도면에 주요부분에 대한 부호의 설명*

111: 범퍼 페이스 112: 옵쇼버

113: 범퍼 백빔 114: 범퍼 스테이

200: 하니컴 코아 201: 성형셀

202: 육각셀 203: 공기유동통공

Claims (5)

1. 외판과 내판이 서로 접합됨으로써 내부에 공간부를 형성하고 그 공간부에 성형셀과 육각셀이 상호 교호적으로 배치되는 하니컴 코아가 장착된 것을 특징으로 하는 하니컴 코아가 장착된 범퍼 백빔.
2. 제1항에 있어서,

   상기 범퍼 백핌과 하니컴 코아는 알루미늄으로 구성되는 것을 특징으로 하는 하니컴 코아가 장착된 범퍼 백빔.
3. 범퍼 페이스와;

   상기 범퍼 페이스 내측에 마련되는 업쇼버와;

   상기 업쇼버의 내측에 마련되며, 외판과 내판이 서로 접합됨으로써 내부에 공간부를 형성하고 그 공간부에 성형셀과 육각셀이 상호 교호적으로 배치되는 하니컴 코아가 장착된 범퍼 백빔과;

   상기 범퍼 백빔을 차체 프레임에 고정하기 위한 범퍼 스테이를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 범퍼 어셈블리.
4. 제3항에 있어서,

   상기 범퍼 백핌과 하니컴 코아는 알루미늄으로 구성되는 것을 특징으로 하는 범퍼 어셈블리.
5. 제3항에 있어서,

   상기 범퍼 페이스, 상기 옵쇼버 및 상기 범버 백빔의 외판과 내판의 소정위치에는 공기유동 통공이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 범퍼 어셈블리.