KR20070122301A - 자동차의 범퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 범퍼 내부에 구비되는 에너지 업소버를 하니콤 구조의 셀 단위 사출 성형함과 아울러 각 셀의 둘레에 높이방향으로 모따기홈을 형성하여 완충력을 갖도록 함으로써 보행자를 보호하도록 하고, 이 셀 전체에 발포수지로 발포한 폼재를 연결함에 따라 완충력을 향상시키고자 한 자동차의 범퍼에 관한 것이다.

범퍼, 에너지 업소버, 폼, 하니콤, 벌집

Description

자동차의 범퍼{bumper of automobile}

도 1은 일반적인 자동차 외관을 보인 사시도.

도 2는 도 1의 A-A선 단면도.

도 3은 종래의 자동차용 범퍼의 종단면도.

도 4는 종래의 보강재를 보인 부분 확대 사시도.

도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 범퍼의 에너지 업소버를 보인 정면도.

도 6은 본 발명의 제 1실시예에 따른 에너지 업소버를 이루는 단위 셀의 형상을 보인 요부 사시도.

도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 셀과 폼재를 결합한 상태를 도시한 범퍼의 단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

2,200: 에너지 210: 셀

212: 모따기홈 214: 단턱

220: 폼재 230: 결합부재

232: 결합돌기 234: 결합홈

본 발명은 자동차의 범퍼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 범퍼 내부에 구비되는 에너지 업소버를 하니콤 구조의 셀 단위 사출 성형함과 아울러 각 셀의 둘레에 높이방향으로 모따기홈을 형성하여 완충력을 갖도록 함으로써 보행자를 보호하도록 하고, 이 셀 전체에 발포수지로 발포한 폼재를 연결함에 따라 완충력을 향상시키고자 한 자동차의 범퍼에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 차체는 정면 및 측면 그리고 오프셋 충돌 시 차실 내에 탑승한 승객의 안전을 도모하기 위해 구조적인 강성을 점진적으로 강화되고 있는 추세인 바, 이와 같은 경향은 전적으로 차량에 탑승한 승객의 보호하기 위한 것이다.

차체가 보다 더 강화되는 경우에 있어서 주행 중인 차량과 보행자 사이의 충돌사고가 발생하면, 보행자가 입게 되는 상해치는 차체가 강화되는 만큼 더욱 더 증가한다.

근래에 들어서는 자동차의 차체에 대한 구조적인 강성의 보완과는 별도로, 주행 중인 차량과 보행자의 충돌사고 시 보행자의 안전을 도모하기 위한 법규가 더욱 강화되고 있는 실정이다.

이러한 일 예의 하나로, 범퍼의 구조를 개량하여 충돌사고 시 보행자의 안전 을 도모하고자 하는 기술이 활발하게 연구되고 있다.

참고적으로, 범퍼는 충격흡수방식에 따라 고 충격성 타입의 5마일 범퍼와, 저 충격성 타입의 2.5마일 범퍼로 나눌 수 있다.

5마일 범퍼는 큰 충격에너지를 흡수해야 하는 복잡한 구조로 이루어져 있는 바, 이는 다시 에너지 흡수 폼내장 방식과, 하니콤 방식, 쇽업서버 방식 등으로 나뉜다.

그리고, 2.5마일 범퍼는 시속 40㎞ 정도의 보다 작은 충격에 대응하는 구조로 이루어져 있다.

도 1은 일반적인 자동차 외관을 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도로서, 종래 범퍼가 보행자 보호 법규치를 만족하고 있는 지에 대한 실차 실험 상태를 보인 도면이다.

도시된 바와 같이, 범퍼(10)의 구성은, 범퍼 커버(1)의 내측에 에너지 업소버(2)가 위치되며, 상기 에너지 업서버(2)는 백빔(3)에 의해 지지되어 있다.

또한, 엔진룸 안에는 냉각수를 냉각시키는 라디에이터(4)가 설치되는 데, 이 라디에이터(4)는 라디에이터 로어 멤버(5)에 의해 지지되어 있다.

실제 자동차가 주행 중에 보행자와 부딪힐 경우 그 상해치를 측정하기 위하여 제품 출시 전에, 레그 폼(20)을 이용하여 실차 실험을 하고 있는데, 실차 실험에서 보행자의 다리에 해당하는 레그 폼(20)의 굽힘 각도가 크면 클수록 보행자에게 큰 상해를 준다는 것을 알 수 있다.

종래의 범퍼의 경우 시속 40㎞로 자동차가 레그 폼(20)에 부딪혔을 때, 레그 폼(무릎부위)의 굽힘 각도(파선으로 보임), 다시 말하면 가속도가 법규 규제치(150g) 보다 높게 나타나 보행자에게 큰 상해를 주고 있다.

종래 범퍼의 경우 가속도가 법규치 보다 높게 나타나는 이유는, 범퍼 커버의 안쪽 하부에, 레그 폼 하부(TIBIA COG)를 서서히 지지하여 레그 폼의 굽힘 각도를 줄일 수 있는 별도의 부재가 없었기 때문이다.

따라서, 충돌 시 레그 폼 하부를 지지하고 서서히 뒤로 밀리면서 변형되어 레그 폼의 굽힘 각도를 줄여 보행자의 상해치를 최소화 할 수 있도록 범퍼 커버 하부쪽에 보강재를 설치할 필요성이 대두되었다.

그래서, 최근에는 보행자를 위한 자동차용 범퍼가 제안된 바 있다.

도 3은 종래 자동차용 범퍼의 종단면도이고, 도 4는 종래 범퍼의 보강재를 보인 부분 확대 사시도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 범퍼(10)는, 범퍼 커버(1) 내측에 에너지 업소버(2)가 위치되고, 상기 에너지 업서버(2)를 백빔(3)이 지지하고 있다.

또한, 상기 커버(1)의 안쪽 하부에 보강재(110)가 설치되는 데, 상기 보강재(110)는 마운팅 브라켓(111)에 의해서 라디에이터 로어 멤버(5)에 착탈 가능하게 볼트(112) 결합된다.

특히, 상기 보강재(110)의 형상을 살펴보면, 원형 모양의 관통 구멍이 일정 간격으로 배열된 대략의 하니콤(벌집) 구조로 그 중간에서 양측으로 갈수록 폭이 좁아지는 판상으로 이루어진다.

미설명된 도면부호 4는 라디에이터이고, 20은 레그 폼이다.

그러나, 종래 범퍼는 벌집 형상의 보강재를 양측에 수직 방향으로 한 쌍 설치하여 보행자와의 충돌시 휘게되는 문제점이 있었다.

그리고, 종래 보강재는 높은 강도를 원하는 경우 낮은 배수로 보강재를 제작하고, 낮은 강도를 원하는 경우 높은 배수로 보강재를 제작함에 따라 보강재의 발포 배수로 강도를 조절하기 어렵다는 문제점이 있었다.

상기 열거된 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 범퍼의 내부에 장착되는 에너지 업소버를 벌집형상의 단일 셀을 연결한 사출물로 성형하고 각 셀의 둘레에 모따기홈을 형성함으로써 셀에 가해지는 충격을 충분히 완충하면서 설정된 강도를 갖도록 함과 아울러 셀 전체의 일측에 발포성 수지를 발포한 폼재를 연결함에 따라 완충력을 향상시키고자 한 자동차의 범퍼를 제공하려는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 중공인 다각 형상의 셀을 연속되게 일체로 사출 성형하여 형성하여 에너지 업소버를 성형하고, 셀의 둘레에 높이방향으로 모따기홈을 형성하여 완충력을 부여하는 자동차의 범퍼를 제안하려는 것이다.

본 발명은 에너지 업소버을 중공인 다각 형상으로 형성되어 연속되게 일체적 으로 사출 성형되며 완충을 위해 둘레에 높이방향으로 모따기홈을 형성한 셀 및 상기 셀의 일측에 연결되어 완충력을 향상하며 발포수지를 발포한 폼재로 형성하는 자동차의 범퍼를 제안하려는 것이다.

본 발명은 모따기홈을 서로 다른 깊이의 한 쌍으로 형성하여 셀의 둘레에 반복적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차의 범퍼를 제안하려는 것이다.

본 발명은 폴리카보네이트(polycarbonate) 30∼50 중량%, 폴리부타디엔 테리프탈레이트(polybutadiene terephthalate) 40∼60중량%, 및 글라스 파이버(glass fiber) 5∼15 중량%를 함유한 플라스틱 소재로서 셀을 성형하는 것을 특징으로 하는 자동차의 범퍼를 제안하려는 것이다.

본 발명은 모따기홈을 외부 충격시 응력이 집중되는 상기 셀의 모서리에 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차의 범퍼를 제안하려는 것이다.

본 발명은 셀과 폼재를 결합부재에 의해 상호 끼움 결합하는 것을 특징으로 하는 자동차의 범퍼를 제안하려는 것이다.

본 발명은 결합부재로서 모따기홈에 의해 상기 셀의 가장자리에 형성된 결합돌기 및 상기 결합돌기를 끼움하기 위해 상기 폼재의 일측에 함몰 형성된 결합홈으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 범퍼를 제안하려는 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 범퍼의 에너지 업소버를 보인 정면도이고, 도 6은 본 발명의 제 1실시예에 따른 에너지 업소버를 이루는 단위 셀의 형상 을 보인 요부 사시도이다.

그리고, 도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 셀과 폼재를 결합한 상태를 도시한 범퍼의 단면도이다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예에 의한 자동차의 범퍼는 내측면에 에너지 업소버(energy absorber,200)를 갖는다.

상기 에너지 업소버(200)는 보행자와 차량의 충돌시 보행자의 상해 정도를 최소화하기 위해 완충역할을 하면서 저속으로 상대 측 차량과 충돌시 파손되지 않거나 파손 정도를 최소화하도록 강도를 가져야 한다.

따라서, 상기 에너지 업소버(200)는 중공인 다각 형상의 셀(cell,210)을 단위로 하여 이 셀(210)을 일체적으로 연결한 사출 성형품으로 형성된다.

즉, 상기 에너지 업소버(200)는 플라스틱 소재의 하니콤(벌집) 형상으로 형성되어 외부 충격에 대해 견디도록 한다.

본 발명에서는 셀(210)을 육각 형상으로 도시한다.

이때, 상기 에너지 업소버(200)를 구성하는 셀(210)이 플라스틱 소재이므로 외부 충격시 이 충격력을 제대로 흡수하지 못하게 된다.

그래서, 상기 셀(210)은 둘레에 높이방향으로 모따기홈(212)을 형성한다.

따라서, 상기 셀(210)은 일단부에 형성된 모따기홈(212)에 의해 불연속적인 테두리를 형성함에 따라 외부 충격시 소정 휘면서 완충하게 된다.

이때, 상기 모따기홈(212)은 셀(210)의 둘레면에 서로 다른 깊이로 한 쌍 구비되며, 각각 연속적으로 번갈아 가며 형성된다.

따라서, 상기 셀(210)이 육각 형상이기 때문에 상호 마주하는 면에 서로 다른 깊이의 모따기홈(212)을 형성하게 된다.

그래서, 상기 셀(210)은 불연속적인 테두리를 상대적으로 깊지 않은 모따기홈(212) 방향으로 휘도록 함으로써 완충되도록 한다.

그리고, 상기 모따기홈(212)은 응력이 집중되는 각진 부분인 둘레의 모서리에 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 에너지 업소버(200)는 재료의 내열 및 재내한 특성을 강화하기 위한 폴리카보네이트(polycarbonate)와, 솔벤트 등의 범퍼 도장성분에 대한 내화학성을 강화하기 위한 폴리부타디엔 테리프탈레이트(polybutadiene terephthalate)와, 충격보강재인 글라스 파이버(glass fiber)를 함유하는 플라스틱 소재를 사용하여 단위를 이루는 셀(210)을 사출 성형하게 된다.

즉, 본 발명에 따른 셀(210)의 재료는 폴리카보네이트(polycarbonate) 30∼50 중량%, 폴리부타디엔 테리프탈레이트(polybutadiene terephthalate) 40∼60 중량%, 및 글라스 파이버(glass fiber) 5∼15 중량%가 함유된 플라스틱 소재를 사용한다.

한편, 상기 셀(210)은 둘레를 따라 동일 높이에 단턱(214)을 형성한다.

이때, 상기 단턱(214)은 셀(210)의 내·외측면에 동시에 형성된다.

따라서, 상기 셀(210)은 상단부의 두께(t1)와 하단부의 두께(t2)가 다르게 형성된다.

더욱 상세히, 상기 셀(210)의 상단부의 두께(t1)가 하단부의 두께(t2)보다 작게 형성된다.

여기서, 상기 셀(210)의 상단부에 외부 충격이 일차적으로 가해지게 된다.

그래서, 상기 셀(210)은 상대적으로 얇은 두께(t1)를 갖는 상단부에서 일차적으로 충격을 흡수하고 나서, 단턱(214)에 의해 상대적으로 두꺼운 두께(t2)를 갖는 하단부에서 이차적으로 충격을 흡수하게 된다.

따라서, 상기 셀(210)은 두께 차이를 둠으로써 외부 충격에 대해 견고하게 지지하면서 충격 흡수력을 향상시키게 된다.

결과적으로, 상기 셀(210)이 플라스틱 소재로 사출 성형되어 저속으로 상대방 차량과의 충돌시 견고하게 이를 지지하며, 셀(210)의 두께 및 모따기홈(212)의 깊이가 조절됨으로써 보행자와 차량의 충돌시 데이터를 얻기 위해 차량에 장착되는 레그 폼(도시하지 않음)의 굽힘 각도가 줄어들게 됨으로써 보행자의 상해치를 최소화 할 수 있다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2실시예에 따른 자동차의 범퍼(10)는 동일 형상으로 연속되게 사출 성형된 셀(210) 및 상기 셀(210) 전체에 끼움 결합되는 폼재(220)로 이루어진 에너지 업소버(200)를 갖는다.

이때, 상기 셀(210)은 상술한 바와 동일하여 이로서 대체한다.

그리고, 상기 폼재(220)는 일반적인 발포수지를 발포한 것이다.

특히, 상기 셀(210)과 폼재(220)는 이형재로서 서로 결합되어야 한다.

그래서, 상기 셀(210)과 폼재(220)는 결합부재(230)에 의해 결합된다.

상기 결합부재(230)는 셀(210)과 폼재(220)에 형성된 결합돌기(232,도 6참 조)와 결합홈(234)으로 이루어진다.

더욱 상세히, 상기 셀(210)은 모따기홈(212)을 형성함으로써 일단부 테두리를 따라 결합돌기(232)를 구비한다.

그리고, 상기 폼재(220)는 결합돌기(232)를 끼우기 위해 일측면에 결합홈(234)을 함몰 형성한다.

따라서, 상기 결합돌기(232)가 결합홈(234)에 억지 끼워짐에 따라 셀(210)과 폼재(220)는 일체로 형성된다.

상기 셀(210)이 폼재(220)에 결합됨으로써 에너지 업소버(200)는 폼재(220)에 의해 완충력을 향상시킬 수 있게 된다.

따라서, 상기 셀(210)의 전측은 범퍼 커버(1)로 씌워지고, 후측은 폼재(220)로 결합된다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의한 자동차의 범퍼에 의하면, 에너지 업소버를 하니콤 형상의 셀 단위로 연결되도록 사출 성형함으로써 충격 강도의 지지력을 향상시키면서 셀 각각의 둘레 일단부에 모따기홈을 구비함으로써 완충력을 갖을 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 셀에 폼재를 끼움방식으로 결합함으로써 완충력을 향상시켜 보행자와 차량의 부딪힘시 보행자의 상해를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 범퍼 커버의 내측에 에너지 업소버를 구비한 자동차의 범퍼에 있어서,

   상기 에너지 업소버는 중공인 다각 형상의 셀을 단위로 하여 서로 연속되게 일체로 사출 성형하여 형성하고;

   상기 셀은 외부 충격에 대한 완충을 위해 둘레에 높이방향으로 모따기홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차의 범퍼.
2. 범퍼 커버의 내측에 에너지 업소버를 구비한 자동차의 범퍼에 있어서,

   상기 에너지 업소버는 중공인 다각 형상으로 형성되어 연속되게 일체적으로 사출 성형되며 완충을 위해 둘레에 높이방향으로 모따기홈을 형성한 셀과;

   상기 셀의 일측에 연결되어 완충력을 향상하며, 발포수지를 발포한 폼재를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 범퍼.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 셀은 내·외측 둘레면에 단턱을 형성하여 상단부의 굴기보다 하단부의 굵기를 더 굵게 함으로써 외부 충격의 흡수력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 범퍼.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 모따기홈은 서로 다른 깊이로 한 쌍 구비되어 상기 셀의 둘레에 반복적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 범퍼.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 셀은 폴리카보네이트(polycarbonate) 30∼50 중량%, 폴리부타디엔 테리프탈레이트(polybutadiene terephthalate) 40∼60중량%, 및 글라스 파이버(glass fiber) 5∼15 중량%를 함유한 플라스틱 소재인 것을 특징으로 하는 자동차의 범퍼.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 모따기홈은 외부 충격시 응력이 집중되는 상기 셀의 모서리에 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 범퍼.
7. 제 2항에 있어서,

   상기 셀의 모따기홈을 형성한 가장자리와 폼재는 결합부재에 의해 끼움 결합 되는 것을 특징으로 하는 자동차의 범퍼.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 결합부재는 상기 모따기홈에 의해 상기 셀의 가장자리에 형성된 결합돌기와;

   상기 결합돌기를 끼움하기 위해 상기 폼재의 일측에 함몰 형성된 결합홈으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 범퍼.

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