KR20080055064A - 차량용 범퍼 보강 부재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 범퍼 보강부재에 관한 것으로서, 범퍼 보강부재의 본체를 전체적으로 제작이 용이하게 단순 단면형상을 가지면서도 허용강도를 향상시키고 충격이 가해진 경우에 적정 변형을 유지하면서, 범퍼 보강부재가 파단되는 것을 방지하도록 발명된 것이다.

본 발명의 구성은, 차체에 마운팅되는 타워부(110)가 양측에 구비되고, 이 양측 타워부(110)들 보다 좁은 폭으로 그 사이를 연결하는 임팩트부(120)로 구분되는 상부 플레이트(100)와, 이 상부 플레이트(100)와 동일한 형상으로 거리를 두고 차체에 마운팅되는 타워부(210)가 양측에 구비되고, 이 양측 타워부(210)들 보다 좁은 폭으로 그 사이를 연결하는 임팩트부(220)로 구분되는 하부 플레이트(200)와, 이 상부 플레이트(100)와 하부 플레이트(200)의 전단부를 수직하게 연결하는 전단 플레이트(300)로 구성된 것에 있어서,

상기 상부 플레이트(100)와 하부 플레이트(200)에는 양측의 타워부(110)(210)와 중앙 임팩트부(120)(220)를 경사지게 연결하는 경사연결부(130)(230)를 형성하는 것이다.

보강부재, 보강판, 상부폐단면, 하부폐단면, 비드홈

Description

차량용 범퍼 보강 부재{Bumper reinforcement structure for vehicle}

도 1은 일반적인 차량 범퍼와 차량범퍼 보강부재의 분해 사시도.

도 2는 종래 차량 범퍼 보강부재의 단면도.

도 3은 종래 차량 범퍼 보강부재의 사시도.

도 4는 종래 다른 차량 범퍼의 사시도.

도 5는 도 4의 A-A'부의 단면도.

도 6은 본 발명에 대응되는 종래 차량 범퍼 보강부재의 대략 1/2을 보인 평면도.

도 7은 종래 차량 범퍼 보강부재의 일부를 도시한 사시도.

도 8은 본 발명의 차량 범퍼 보강부재의 대략 1/2을 보인 평면도.

도 9는 본 발명의 차량 범퍼 보강부재의 일부를 도시한 사시도.

도 10은 도 8의 B-B'부의 단면도.

도 11은 도 8의 C-C'부에서 본 상태의 단면도.

도 12와 13은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 범퍼 보강부재를 보인 평면도와 사시도.

도 14는 도 6에 도시한 종래 차량 범퍼 보강부재와 본 발명에 의한 차량 범 퍼 보강부재와의 파단곡선 비교를 보인 그래프.

* 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 - 상부 플레이트 200 - 하부 플레이트

300 - 전단 플레이트 110,210 - 타워부

120,220 -임팩트부 130,230 - 경사연결부

400 - 플랜지부 500 - 보강판

본 발명은 차량용 범퍼 보강 부재에 관한 것으로, 더 상세하게는 범퍼 보강부재의 본체를 전체적으로 제작이 용이하게 단순 단면형상을 가지면서도 허용강도를 향상시키고 충격이 가해진 경우에 적정 변형을 유지하면서, 범퍼 보강부재가 파단되는 것을 방지하도록 발명된 것이다.

도 1은 차량용 범퍼(1) 및 차량용 범퍼 보강부재(10)의 분해사시도이다. 도시한 바와 같이, 차량용 범퍼 보강부재(10)는 차량의 범퍼(1) 후방에 설치되어 충돌시 충격을 완화시켜 준다.

도 2는 종래의 차량용 범퍼 보강부재의 일부 단면도이다. 종래의 보강부재(10)는 범퍼(1)의 형상을 따라 수직 단면이 'ㄷ' 형으로 형성되는 본체(12)와, 상기 본체(12)의 양 단부쪽으로 치우치게 설치되며 수직의 측면(16)을 갖는 하나이상의 타워(14)를 포함하여 구성된다.

상기 타워(14)는 베이스 플레이트에서 차체(미도시)에 마운팅 되는데, 충돌시 범퍼 자체에서 발생되는 압축 또는 인장력이 차체에 직접 전달되지 않고 완화되어 전달되도록 하는 기능을 한다. 따라서, 충돌 발생시 가장 안쪽에 위치한 타워의 내측면과 본체에서 상기 타워의 내측면과 연결된 부분에서 변형이 가장 많이 발생한다.

이와 같은 수직측면의 타워(14)를 구비한 범퍼는 정면 또는 측면에서 충돌이 일어나는 경우 도 3의 A부분과 같이 전달되는 힘에 의하여 타워 및 보강 구조체의 변형이 심하고, 또한 이러한 변형이 영구적인 것이어서 약한 충돌에도 범퍼전체를 갈아야 하는 경우가 발생하게 되었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 도 4에 도시한 대한민국 특허등록0340464호와 같은 보강 부재의 몸체와 타워의 결합부를 경사지게 형성하여 충돌시 변형을 최소화함과 동시에 영구 변형을 줄여 범퍼의 수명을 연장시키는 범퍼 보강부재가 고안되었다.

그러나, 도시한 바와 같이, 이 종래 범퍼는 보강 부재의 몸체와 타워의 결합부를 경사지게 형성하여, 경사면(20)이 상부 플레이트(18)와 하부 플레이트(19)의 중단을 지지함으로써, 연결부를 강하게 하여 발생하중을 증대시켰으나, 강화된 연 결부로 인하여 발생 변형을 적절히 흡수할 수 가 없었다.

따라서, 한계 이상의 충격이 가해지는 경우에는 본체의 일부(C)가 파단되어, 이 범퍼가 흡수하는 충돌에너지는 상기 파단으로 인하여 그리 높지 않게 형성된다는 문제점이 발생하였다.

또한, 이 종래의 범퍼는 충돌 때 상부플레이트와 하부플레이트의 끝단이 범퍼 커버를 짓누르게 되어 범퍼 커버에 손상을 줄 수 있으며, 범퍼 커버와 선접촉을 하고 있는 상부플레이트와 하부플레이트 끝단이 꺽여서 보강부재의 일부가 파손된다는 문제점이 있었다.

한편, 대한민국 특허등록0340464호와 같은 보강 부재는 단면 형상이 복잡하다.

따라서, 가공성이 나쁘기는 하나 보강부재로서의 강성이 우수한 재질, 즉 우레탄이나 GMT(Glass fiber Mat Thermoplastic)와 같은 소재로는 제작하기 어려운 문제점이 있다.

GMT(Glass fiber Mat Thermoplastic)는 범용수지인 폴리프로필렌(Polypropylene) 수지와 Glass fiber Mat 강화재로 이루어진 판상 형태의 복합 소재로, 수지와의 결합력과 강도가 우수한 성질이 있다.

또, 플라스틱 고유의 특성인 경량성 및 재생이 가능한 특징을 갖는 소재로 알려져 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 발명된 것으로써, 본 발명의 목적은 제품의 경량화와 아울러 허용강도를 증대시킬 수 있는 보강부재를 제공 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 허용 능력 이상의 큰 충격이 가해지는 경우에도 이에 대응하여 범퍼 보강부재의 일부가 적정하게 변형하도록 하여 보강부재가 파단되는 것을 방지함과 동시에 궁극적으로 견디는 최종 충격량을 증가시키는 보강부재를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차체에 마운팅되는 타워부(110)가 양측에 구비되고, 이 양측 타워부(110)들 보다 좁은 폭으로 그 사이를 연결하는 임팩트부(120)로 구분되는 상부 플레이트(100)와,

이 상부 플레이트(100)와 동일한 형상으로 거리를 두고 차체에 마운팅되는 타워부(210)가 양측에 구비되고, 이 양측 타워부(210)들 보다 좁은 폭으로 그 사이를 연결하는 임팩트부(220)로 구분되는 하부 플레이트(200)와,

이 상부 플레이트(100)와 하부 플레이트(200)의 전단부를 수직하게 연결하는 전단 플레이트(300)로 구성된 것에 있어서,

상기 상부 플레이트(100)와 하부 플레이트(200)에는 양측의 타워부(110)(210)와 중앙 임팩트부(120)(220)를 경사지게 연결하는 경사연결부(130)(230)를 형성하는 것에 의해 달성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.

도 6은 본 발명에 대응되는 종래 차량 범퍼 보강부재의 대략 1/2을 보인 평면도이고, 도 7은 종래 차량 범퍼 보강부재의 일부를 도시한 사시도이다.

도 8은 본 발명의 차량 범퍼 보강부재의 대략 1/2을 보인 평면도이고, 도 9는 본 발명의 차량 범퍼 보강부재의 일부를 도시한 사시도이다.

도 10은 도 8의 B-B'부의 단면도이며, 도 11은 도 8의 C-C'부에서 본 상태의 단면도이다.

도 12와 13은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 범퍼 보강부재를 보인 평면도와 사시도이다.

도 14는 도 6에 도시한 종래 차량 범퍼 보강부재와 본 발명에 의한 차량 범퍼 보강부재와의 파단곡선 비교를 보인 그래프이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 차량 범퍼 보강부재는 크게 상하부에 대략 평행하게 형성되는 상부 플레이트(100)와 하부 플레이트(200)의 전방부를 전단 플레이트(300)로 연결하는 구조로 된다.

상기 상부 플레이트(100)는 범퍼 보강부재의 상측(도면의 위측)에 형성되는 것이며, 상기 전단 플레이트(300)는 상부 플레이트(100)와 하부 플레이트(200)의 전방(차량 설치상태에서 외측)에서 서로 연결시키게 된다.

따라서, 범퍼 보강부재의 단면이 후방이 개방된 대략 'ㄷ' 형상으로 형성된다.

그리고, 상기 범퍼 보강부재의의 양측에는 차체에 마운팅되는 타워 부(110)(210)가 깊은 폭으로 형성된다.(도면에는 일측만이 표시되어 있으며, 타측은 대칭으로 형성되는 것이다.)

타워부(110)(210)의 사이 중앙에는 비교적 폭이 좁은 임팩트부(120)(220)가 형성되는데, 이 임팩트부(120)(220)는 차량 추돌시 실질적으로 상대 차량에 접촉되는 넓은 부분에 해당된다.

타워부(110)(210)는 도 11에서와 같이 임팩트부(120)(220)를 절단한 도 10의 단면도에 비교해서 깊이가 깊다.

그리고, 상부 플레이트(100)와 하부 플레이트(200)에 형성되는 타워부(110)(210)와 임팩트부(120)(220) 사이를 경사연결부(130)(230)에 의해 경사지게 연결하는 것이 본 발명의 가장 중요한 특징이다.

그리고, 이 임팩트부(120)(220)와 경사연결부(130)(230)와 타워부(110)(210)의 끝단부를 따라 차체에 접촉될 때 지지면적을 향상과 아울러 변형 방지를 위하여 플랜지부(400)를 형성하는 것이 바람직 하다.

이 플랜지부(400)에 의해 차체와의 접촉 지지면을 향상하여 추돌 시 상부 플레이트(100)와 하부 플레이트(200)가 벌어지는 방향으로 쉽게 형상이 어긋나거나 파손되는 현상을 줄일 수 있다.

도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시예를 도시하고 있다.

즉, 도 12는 경사연결부(130)(230) 사이를 연결하는 보강판(500)을 하나 또는 복수개 설치하게 된다.

도면에서 두 개의 보강판(500)이 각각 거리를 두고 설치된 실시예를 도시하 고 있으나, 도면에서 예시하지는 않았지만 하나의 넓은 보강판(500)으로 경사연결부(130)(230)의 후측 개방부를 덮어 폐단면을 형성할 수도 있음을 밝혀둔다.

이와 같이 보강판(500)에 의해 폐단면을 형성할 경우 단면계수의 증가로 인해 중앙부에서 추돌에 의한 큰 충격이 전달되더라고 이를 흡수할 수 있는 능력이 현저히 향상된다.

이 보강판(500)을 설치하는 방법으로는 플랜지부(400)에 열융착(heat staking) 시키거나 강력한 접착제로 접착하게 된다. 또 두 부재를 서로 겹쳐지게 한 상태에서 구멍을 뚫고 볼트와 너트로 체결하여 볼트체결하는 방법이 더 허용 강도가 높다.

또, 도 13에서와 같이 경사연결부(130)(230)에 형성된 플랜지부(400)의 성형 높이를 타워부(110)(210) 및 임팩트부(120)(220)에 비해서 더 높게 형성하는 것도 좋다.

이와 같이 구성된 본 실시예의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

범퍼의 전방부에 충격이 가해지면, 이 충격은 상부 플레이트(100)와 하부 플레이트(200)의 임팩트부(120)(220)를 통해 차체에 마운팅된 타워부(110)(210)에 전해지며, 이들 상부 플레이트(100)와 하부 플레이트(200)를 변형시킨다.

이때 임팩트부(120)(220)와 타워부(110)(210) 사이를 연결하는 경사연결부(130)(230)가 충격에 의한 큰 변형을 방지하고 충격을 흡수한다. 이에 따라, 범퍼에 큰 충격이 가해지는 경우에도 범퍼 보강 부재의 파단을 방지한다.

상기 경사연결부(130)(230)의 경사각도와 면적은 요구되는 강도 및 변형에 따라 다르게 조정된다.

즉, 필요강도가 낮고 상대적으로 큰 변형이 요구되는 경우, 경사연결부(130)(230)의 면적을 감소시켜서 범퍼 보강부재의 파단을 방지하고, 요구되는 변형량이 적은 경우 높은 강도가 요구되므로 상대적으로 경사연결부(130)(230)의 면적을 증가시키 된다.

도 14는 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 경사연결부(130)(230)가 형성되지 않고 완만한 곡선으로 임팩트부(120)(220)와 타워부(110)(210)를 연결시킨 종래 제품(B)과 본 발명에서의 특징과 같이 임팩트부(120)(220)와 타워부(110)(210) 사이에 경사연결부(130)(230)를 형성한 제품(A)의 파단 곡선 특선을 비교해 본 결과, 경사연결부(130)(230)가 형성된 제품(A)에서 더 높은 충격 강도에서 파단됨을 볼 수 있었다.

결과적으로 충격에 대한 허용 강도가 향상되는 것이다.

이와 같이 본 발명은 비교적 단순한 단면 구조로 상부 플레이트(100)와 하부 플레이트(200)의 형상 개선만으로 허용 강도가 향상되므로, 가공성이 비교적 나뿐 우레탄재나 GMT(Glass fiber Mat Thermoplastic)와 같은 소재로도 쉽게 제작할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명은 가공성이 비교적 나뿌기는 하나 강성이 우수한 재질로도 성형이 가능하다.

따라서, 제품의 경량화와 아울러 강성을 향상시킬 수 있고, 제품 원가를 절감하여 경제적인 이익을 주는 것이다.

또한, 본 발명의 범퍼 보강 부재는 경사 연결부의 면적비와 경사 각도를 조절하여, 적정 변형율 및 강도를 가지도록 할 수 있어 다양한 제품 설계가 가능하다.

Claims (3)

1. 차체에 마운팅되는 타워부(110)가 양측에 구비되고, 이 양측 타워부(110)들 보다 좁은 폭으로 그 사이를 연결하는 임팩트부(120)로 구분되는 상부 플레이트(100)와, 이 상부 플레이트(100)와 동일한 형상으로 거리를 두고 차체에 마운팅되는 타워부(210)가 양측에 구비되고, 이 양측 타워부(210)들 보다 좁은 폭으로 그 사이를 연결하는 임팩트부(220)로 구분되는 하부 플레이트(200)와, 이 상부 플레이트(100)와 하부 플레이트(200)의 전단부를 수직하게 연결하는 전단 플레이트(300)로 구성된 것에 있어서,

   상기 상부 플레이트(100)와 하부 플레이트(200)에는 양측의 타워부(110)(210)와 중앙 임팩트부(120)(220)를 경사지게 연결하는 경사연결부(130)(230)를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 보강 부재.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 임팩트부(120)(220)와 경사연결부(130)(230)의 끝단부에 타워부(110)(210)의 테두리에는 차체와 지지면을 향상시키기는 상대적으로 큰 형상의 플랜지부(400)를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 보강 부재.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 경사연결부(130)(230)의 배면측 개 방부에는 보강판(500)이 설치됨을 특징으로 하는 차량용 범퍼 보강 부재.

Images