KR20090064841A - 범퍼 시스템 - Google Patents

Abstract

범퍼 시스템이 개시된다. 범퍼 시스템은 범퍼 빔; 및 상기 범퍼 빔의 전방에 적용된 크래쉬 박스를 포함한다. 바람직하게, 상기 크래쉬 박스는, 충돌 방향에 대해 수직으로 관통하도록 형성된 격자 구조로 이루어진다.

크래쉬 박스, 전방, 충돌방향, 격자, 하니콤, 벌집

Description

범퍼 시스템{Bumper Sysytem}

본 발명은 범퍼 시스템에 관한 것으로, 특히 저속 및 고속 충돌에 적합한 격자 구조의 크래쉬 박스를 적용한 범퍼 시스템에 관련한다.

최근 유럽 범퍼 성능에 새로운 RCAR 성능을 요구하고 있다. 이를 위한 RCAR 평가 방법을 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 40%, 10도 오프셋(offset) 테스트를 통하여 보험등급을 결정한다. 다시 말해, 10도 경사지고 40% 오프셋 된 충돌 벽에 15㎞/h의 속도로 저속 충돌한 후 부품 가격, 수리기간, 공임비 등으로 보험등급을 결정한다. 이 평가에서의 요구사항은 범퍼 시스템만 교체하고 차체 손상이 없는 것이다.

이어, 범퍼 빔 기하학적(geometry) 평가를 수행한다. 여기서, 요구사항은 배리어와 범퍼 빔의 오버랩이 75㎜ 이상이거나, 범퍼 빔의 높이가 100㎜ 이상이다.

이와 같은 기하학적 평가를 만족한 경우에는 18인치 범퍼 배리어 테스트를 수행하고, 만족하지 못한 경우에는 보험등급을 2등급 상향조정하여 결정한다.

한편, 범퍼 배리어 테스트에서는 범퍼 배리어를 18인치 높이로 차량의 전방과 후방에 10㎞/h의 속도로 저속 충돌한다. 여기서, 요구사항은 차체 손상이 없고 언더라이드(underride)나 오버라이드(override)가 발생하지 않는 것이다.

마찬가지로, 범퍼 배리어 테스트를 만족한 경우에는 기 결정된 보험등급에 변동이 없지만, 만족하지 못한 경우에는 보험등급을 2등급 상향조정하여 결정한다.

따라서, 40% 오프셋 테스트에서 차체의 손상을 줄이기 위해 충돌시 범퍼 빔이 견딜 수 있는 한도 내에서 압착, 변형 또는 파괴 등으로 최대한 충돌에너지를 흡수하도록 하는 구조를 구비해야 하지만, 범퍼 배리어 테스트에서는 차체 손상을 막기 위해 범퍼 빔은 변형이 최소화되거나 파손이 없어야 한다.

그러나, 이러한 서로 상반된 요구를 수용할 수 있는, 다시 말해 새로운 RCAR 성능을 만족시키기 위한 범퍼 시스템은 종래에 없었다.

따라서, 본 발명의 목적은 새로운 RCAR 평가에서 40% 오프셋 테스트와 18인치 형상 배리어 테스트 성능을 동시에 만족시키면서 중량을 최소화할 수 있는 범퍼 시스템을 제공하는 것이다.

상기의 목적은, 범퍼 빔; 및 상기 범퍼 빔의 전방에 적용된 크래쉬 박스를 포함하는 범퍼 시스템에 의해 달성된다.

바람직하게, 상기 크래쉬 박스는, 충돌 방향에 대해 수직으로 관통하도록 형성된 격자 구조로 이루어진다.

또한, 상기 격자 구조는, 상기 충돌 방향으로 복수 겹으로 형성될 수 있다.

상기 크래쉬 박스는 상기 범퍼 빔의 길이방향으로 연속하거나 불연속적으로 적용될 수 있다.

바람직하게, 상기 범퍼 빔은 유리섬유매트 열가소성 복합재(Glass Mat Thermoplastic) 또는 장섬유 강화 복합재(Long Fiber-Reinforced Thermoplastic)의 재질을 적용할 수 있다.

또한, 상기 크래쉬 박스는, 전방에 위치하는 전면판, 길이방향 양끝에 각각 위치하는 측면판; 및 상기 범퍼 빔과 결합한 후면판으로 이루어진 외곽 프레임을 포함하며, 상기 외곽 프레임의 내부에 수평 리브와 수직 리브가 서로 수직으로 교차한다.

상기한 구성에 의하면, 새로운 RCAR 평가에서 요구하는 40% 오프셋 테스트와 18인치 형상 배리어 테스트 성능을 동시에 만족시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 범퍼 시스템의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 범퍼 시스템은 유리섬유매트 열가소성 복합재(Glass Mat Thermoplastic) 또는 장섬유 강화 복합재(Long Fiber-Reinforced Thermoplastic) 등의 재질을 적용한 범퍼 빔(10)과 범퍼 빔(10)의 전방에 적용된 크래쉬 박스(20)를 포함한다.

본 발명에 따르면, 종래의 범퍼 시스템과 전혀 달리, 범퍼 빔(10)의 전방, 즉 차량의 전방 측에 충돌 에너지를 흡수하는 크래쉬 박스(20)를 설치한다. 이는, 범퍼 빔(10)의 강도가 새로운 RCAR 테스트에서 형상 배리어 테스트 성능을 만족할 정도로 증가하였기 때문에 가능하며, 따라서 40% 오프셋 테스트에서 충돌 에너지를 흡수할 수 있는 크래쉬 박스(20)가 범퍼 빔(10)의 전방에 위치할 수 있다.

바람직하게, 본 발명에 적용되는 크래쉬 박스(20)는, 형상 배리어의 충돌 방향에 대해 수직으로 관통하도록 형성된 격자 구조로 이루어진다.

구체적으로, 도 2를 참조하면, 크래쉬 박스(20)는 전방에 위치하는 전면판(21), 양끝에 위치하는 측면판(25), 그리고 범퍼 빔(10)과 결합한 후면판(24)으로 외곽 프레임이 구성되고, 그 내부에 수평 리브(22)와 수직 리브(23)가 교차되는 격자 구조를 갖는다. 여기서, "수평"과 "수직"은 각각 범퍼 빔(10)을 기준으로 정의한 방향이다.

이 실시예에서는 리브(22, 23)가 직교하여 사각형 형상을 이루고 있으나, 하니콤(honeycomb) 등을 포함하는 다른 다각형 형상을 이룰 수 있다. 또한, 이 실시예에서는 수평 리브(22)가 다수 개 형성되어 그 결과 격자가 복수 개 겹치는 구조를 나타내고 있으나, 수평 리브(22) 없이 전면판(21)과 후면판(24)으로 이루어지는 격자가 형성될 수도 있다.

크래쉬 박스(20)를 구성하는 재질에 대해서는 특정한 한정은 없으나, 폴리프로필렌이나 강재 등이 적용될 수 있다.

또한, 크래쉬 박스(20)의 적용 범위는 범퍼 빔(10) 전면 또는 일부가 될 수 있다. 즉, 도 3a와 같이, 크래쉬 박스(20)가 범퍼 빔(10)의 전면에 균일하게 형성되거나, 도 3b 및 3c와 같이 필요한 부분(주로, 40% 오프셋 테스트가 수행되는 양 단부 부근)에 한 군데 또는 두 군데 이상 적용될 수 있다.

도 4는 범퍼 시스템의 40% 오프셋 테스트의 성능을 나타내는 힘-변위 그래프로, 도 4a는 일반적인 범퍼 시스템에 대한 그래프이고, 도 4b는 본 발명의 범퍼 시스템에 대한 그래프이다.

도 4a를 참조하면, 일정 침입량과 차량허용 힘에 대한 에너지 흡수가 미비함을 알 수 있으며, 도시되지는 않았지만 형상 배리어 테스트 성능은 우수하다. 반면, 도 4b를 참조하면, 충돌 처음부터 에너지를 흡수할 수 있고 그래프가 일정한 힘에서 수평을 이루므로 많은 에너지를 흡수할 수 있으며, 형상 배리어 테스트 성 능도 우수하다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시예에 한정되어서는 안 되며, 이하에 기술되는 특허청구범위에 의해 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 범퍼 시스템의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.

도 2는 도 1의 범퍼 시스템의 일부 확대 사시도이다.

도 3은 크래쉬 박스의 적용 형태를 설명한다.

도 4는 범퍼 시스템의 40% 오프셋 테스트의 성능을 나타내는 힘-변위 그래프이다.

Claims (6)

1. 범퍼 빔; 및

   상기 범퍼 빔의 전방에 적용된 크래쉬 박스를 포함하는 것을 특징으로 하는 범퍼 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 크래쉬 박스는, 충돌 방향에 대해 수직으로 관통하도록 형성된 격자 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 범퍼 시스템.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 격자 구조는, 상기 충돌 방향으로 복수 겹으로 형성되는 것을 특징으로 하는 범퍼 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 크래쉬 박스는 상기 범퍼 빔의 길이방향으로 연속하거나 불연속적으로 적용되는 것을 특징으로 하는 범퍼 시스템.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 범퍼 빔은 유리섬유매트 열가소성 복합재(Glass Mat Thermoplastic) 또 는 장섬유 강화 복합재(Long Fiber-Reinforced Thermoplastic)의 재질을 적용한 것을 특징으로 하는 범퍼 시스템.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 크래쉬 박스는, 전방에 위치하는 전면판, 길이방향 양끝에 각각 위치하는 측면판; 및 상기 범퍼 빔과 결합한 후면판으로 이루어진 외곽 프레임을 포함하며,

   상기 외곽 프레임의 내부에 수평 리브와 수직 리브가 서로 수직으로 교차하는 것을 특징으로 하는 범퍼 시스템.

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