KR20100008978A - 차량용 범퍼빔 유닛 - Google Patents

Abstract

스테이와 코너 리인포스 인너 패널을 하나의 금형에 의해 일체로 프레스 성형하여 범퍼빔의 양단부에 적용함으로써 범퍼 커버의 양단 내측과의 설계 자유도를 확보함과 동시에, 옵셋 충돌 시에는 범퍼 커버로부터 전달되는 충돌 에너지를 범퍼빔 전체로 충분히 분산 흡수하도록 하여 충격흡수성능이 우수하고, 구조적으로 안정된 차량용 범퍼빔 유닛을 제공한다.

범퍼빔, 코너 리인포스 인너 패널, 스테이

Description

차량용 범퍼빔 유닛{BUMPER BEAM UNIT FOR VEHICLES}

본 발명은 차량용 범퍼빔 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스테이와 코너 리인포스 인너 패널을 하나의 금형에 의해 일체로 제작하여 적용함으로써 충격흡수성능이 우수하고, 구조적으로 안정된 차량용 범퍼빔 유닛에 관한 것이다.

일반적으로 차량에서의 범퍼는 자동차가 다른 자동차나 고정체와의 충돌시, 그 충격을 흡수하여 승객의 안전을 도모하며, 동시에 차체의 변형을 최소화 할 수 있도록 자동차의 전,후 단부의 소정 부위에 배치되는 완충유닛이다.

도 1에서 도시한 바와 같이, 상기한 범퍼(100)는 차량의 전,후방에서 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔(101)의 후방 양측에 스테이(103)가 장착되어 차체측 사이드 멤버(111)에 크래시 박스(113)를 통하여 장착되는 범퍼빔 유닛(105)과, 상기 범퍼빔(101)의 전방에 배치되어 충격력을 흡수하는 에너지 업소버(107), 그리고 상기 범퍼빔(101)과 에너지 업소버(107)를 감싸는 범퍼 커버(109)로 이루어진다.

여기서, 상기한 종래의 범퍼빔 유닛(105)은, 도 2와 도 3에서 도시한 바와 같이, 롤 포밍 성형되는 상기 범퍼빔(101)은 범퍼 커버(109)의 양단 내측과 간섭되는 것을 피하고, 그 설계 자유도를 높이기 위하여 기존의 고장력 강판의 롤 포밍 성형 범퍼빔(101)의 최대 성형곡률 한계까지 그 양단부를 성형하여 적용된다.

그런데, 상기한 종래의 범퍼빔(101)은 그 양단부의 최대 성형곡률 한계까지 곡률 성형하여도 범퍼 커버(109)의 양단부 내측을 전체적으로 지지하기는 간섭의 문제점이 있었다.

이에, 최근에는 범퍼빔(101)의 양단부에 프레스 성형되는 코너 리인포스 인너 패널(121)과 코너 리인포스 아웃터 패널(123)로 이루어지는 보강재를 용접하여 상기 범퍼 커버(109)의 양단부 내측과의 공간 확보 및 설계 자유도를 높이면서도, 차량의 옵셋 충돌 시, 그 충돌 에너지가 범퍼빔(101)으로 분산 흡수되도록 하여 상기 범퍼 커버(109)를 손상을 최소화하도록 하였다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 코너 리인포스 인너 패널(121)과 코너 리인포스 아웃터 패널(123)로 이루어지는 보강재는 단순히 범퍼빔(101)의 양단부에 단부가 용접되어 접합되는 구조로, 옵셋 충돌에 대한 충격흡수성능이 다소 떨어지며, 구조적으로도 안정적이지 못한 등의 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기존의 스테이와 코너 리인포스 인너 패널을 하나의 금형에 의해 일체로 프레스 성형하여 범퍼빔의 양단부에 적용함으로써 범퍼 커버의 양단 내측과의 설계 자유도를 확보함과 동시에, 옵셋 충돌 시에는 범퍼 커버로부터 전달되는 충돌 에너지를 범퍼빔 전체로 충분히 분산 흡수하도록 하여 충격흡수성능이 우수하고, 구조적으로 안정된 차량용 범퍼빔 유닛을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명의 차량용 범퍼빔 유닛은 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔과, 상기 범퍼빔의 배면 양측에 설치되어 범퍼빔을 차체에 고정하는 스테이를 포함하는 차량용 범퍼빔 유닛에 있어서,

상기 스테이의 외측단에 일체로 연장 형성되어 상기 스테이와 함께 상기 범퍼빔의 양단부 배면에 용접 고정되는 코너 리인포스 인너 패널; 상기 범퍼빔의 양단부 전면과 상기 코너 리인포스 인너 패널의 전단에 끼워진 상태로 용접 고정되는 코너 리인포스 아웃터 패널을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 스테이와 상기 코너 리인포스 인너 패널은 하나의 프레스 금형에 의해 일체로 성형되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 범퍼빔 유닛에 의하면, 기존의 스테이와 코너 리인포스 인너 패널을 하나의 금형에 의해 일체로 프레스 성형하여 범퍼빔의 양단부에 적용함으로써 범퍼 커버의 양단 내측과의 설계 자유도를 확보함과 동시에, 옵셋 충돌 시에는 범퍼 커버로부터 전달되는 충돌 에너지를 범퍼빔 전체로 충분히 분산 흡수하도록 일체형 스테이를 통한 충돌 에너지 흡수구간을 더욱 넓게 하여 충격흡수성능이 우수하게 하며, 구조적으로 안정되는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 조립 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 분해 사시도이다.

본 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛(10)은, 도 4와 도 5에서 도시한 바와 같이, 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔(1)이 구비되고, 상기 범퍼빔(1)의 후방 양측에는 스테이(3)가 설치되어 크래시 박스(5)를 통하여 범퍼빔(1)을 차체측 사이드 멤버(미도시)에 고정하도록 구성된다.

한편, 상기 범퍼빔(1)의 양단부에는 상기 스테이(3)와 일체로 프레스 성형되는 코너 리인포스 인너 패널(11)과, 상기 코너 리인포스 인너 패널(11)의 전방에는 코너 리인포스 아웃터 패널(13)이 용접 고정된다.

즉, 상기 코너 리인포스 인너 패널(11)은 상기 스테이(3)의 외측단에 일체로 연장 형성되어 상기 스테이(3)와 함께 상기 범퍼빔(1)의 양단부 배면에 용접 고정 된다.

그리고 상기 코너 리인포스 아웃터 패널(13)은 상기 범퍼빔(1)의 양단부 전면과 상기 코너 리인포스 인너 패널(11)의 전단(F)에 끼워진 상태로 용접 고정된다.

즉, 상기, 코너 리인포스 인너 패널(11)과 코너 리인포스 아웃터 패널(13)은, 도 5에서 도시한 바와 같이, 전체적으로 "??" 자 형상으로 형성되며, 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 코너 리인포스 아웃터 패널(13)은 코너 리인포스 인너 패널(11)의 길이방향 상하 전단(F)에 외측으로 끼워져 CO2 용접에 의해 고정된다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 차량용 범퍼빔 유닛(10)은, 롤 포밍 성형되는 범퍼빔(1)의 양단부에 스테이(3)와 일체로 프레스 성형되는 코너 리인포스 인너 패널(11)과 상기 코너 리인포스 아웃터 패널(13)을 용접하여 범퍼 커버(미도시) 양단 내측과 설계 자유도를 확보한다.

동시에, 상기한 코너 리인포스 인너 패널(11)은 옵셋 충돌 시에 범퍼 커버로부터 전달되는 충돌 에너지를 일체로 성형된 스테이(3)를 통하여 범퍼빔(1) 전체로 분산 흡수하도록 충돌 에너지 흡수구간을 더욱 넓게 확보함으로써 충격흡수성능을 향상시키고, 구조적으로도 안정성을 갖는다.

이는 상기한 코너 리인포스 인너 패널(11)과 코너 리인포스 아웃터 패널(13)로 이루어지는 보강재가 범퍼빔(1)의 옵셋 충돌 시, 그 충격흡수능력을 배가하여 차량 사고 시, 승객 안전 도모 및 사고 수리비용 절감의 이점을 갖도록 한다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 차량용 범퍼빔 유닛(10)은 15% 옵셋 배리 어(BARRIER) 충돌 시험을 통하여 다음과 같은 충돌 해석 결과를 가지며, 종래 기술의 차량용 범퍼빔 유닛(105)의 충돌 해석 결과치와 비교를 통하여 그 성능면에서 우수함을 알 수 있다.

즉, 상기 옵셋 충돌 해석은 시험조건으로 해석 중량을 1,800Kg, 충돌속도를 5Km/h로 하여 종래 차량용 범퍼빔 유닛(105)과 본 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛(10)의 응력 분포, 변위량 비교의 2가지 측면에서 해석하였다.

먼저, 응력 분포의 경우, 도 6과 도 7은 각각 종래 기술과 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛(105,10)의 옵셋 충돌 시험에 의한 응력 분포를 도시하고 있다.

즉, 도 6과 도 7의 종래 기술과 본 발명의 차량용 범퍼빔 유닛(105,10)에 대한 응력 분포 상, 도 6의 종래 기술에 따른 코너 리인포스 인너 패널(121)과 코너 리인포스 아웃터 패널(123)은 범퍼빔(101)과의 연결부에 응력(S1)이 집중되고, P1에서 도시한 바와 같이, 배리어(B)의 침입도 막지 못하는 반면, 도 7의 본 발명의 실시예에 따른 코너 리인포스 인너 패널(11)과 코너 리인포스 아웃터 패널(13)은 응력(S2)이 스테이(3)를 통하여 범퍼빔(1)의 중앙으로 고르게 분포되는 양상을 보이며, P2에서 도시한 바와 같이, 배리어(B)의 침입을 막아 상관 부품의 추가적인 손상을 방지하게 된다.

이는 본 실시예의 범퍼빔 유닛(10)이 종래 기술의 범퍼빔 유닛(105)에 비하여 그 코너부의 구조 강성의 증대에 따른 변형량이 적어 상대적으로 응력 집중 현상이 낮기 때문이며, 이는 더 많은 충돌에너지를 흡수할 수 있음을 의미한다.

그리고 상기 변위량 비교는 인트루젼(Intrusion) 변위량과 디플렉션(Deflection) 변위량으로 구분되는데, 도 8과 도 9는 본 발명의 실시예와 종래 기술에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 옵셋 충돌 시험에서, 변위량의 비교 그래프 및 비교값을 나타내고 있다.

즉, 상기 변위량 비교에 있어서는, 도 8과 도 9에서 도시한 바와 같이, 본 실시예의 범퍼빔 유닛(10)이 종래 기술의 범퍼빔 유닛(105)에 비하여 디플렉션 변위량은 비슷한 수준을 나타내나, 인트루젼 변위량은 종래 기술의 범퍼빔 유닛(105)에 비하여 본 실시예의 범퍼빔 유닛(10)이 현저히 작게 나타남을 알 수 있으며, 이는 본 발명의 범퍼빔 유닛(10)의 충격흡수성능이 더 우수함을 짐작할 수 있게 한다.

도 1은 일반적인 차량용 범퍼의 분해 사시도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 조립 사시도이다.

도 3은 종래 기술에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 분해 사시도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 조립 사시도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 분해 사시도이다.

도 6은 종래 기술에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 옵셋 충돌 시험에 의한 응력 분포도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 옵셋 충돌 시험에 의한 응력 분포도이다.

도 8은 본 발명의 실시예와 종래 기술에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 충돌 시험에서, 변위량의 비교 그래프이다.

도 9는 본 발명의 실시예와 종래 기술에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 충돌 시험에서, 변위량의 비교값을 나타내는 표이다.

Claims (3)

1. 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔과, 상기 범퍼빔의 배면 양측에 설치되어 범퍼빔을 차체에 고정하는 스테이 및 상기 범퍼빔이 양단부에 장착되는 코너 리인포스 인너 패널과 코너 리인포스 아웃터 패널을 포함하는 차량용 범퍼빔 유닛에 있어서,

   상기 스테이와 상기 코너 리인포스 인너 패널은

   하나의 프레스 금형에 의해 일체로 성형되어 적용되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
2. 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔과, 상기 범퍼빔의 배면 양측에 설치되어 범퍼빔을 차체에 고정하는 스테이를 포함하는 차량용 범퍼빔 유닛에 있어서,

   상기 스테이의 외측단에 일체로 연장 형성되어 상기 스테이와 함께 상기 범퍼빔의 양단부 배면에 용접 고정되는 코너 리인포스 인너 패널;

   상기 범퍼빔의 양단부 전면과 상기 코너 리인포스 인너 패널의 전단에 끼워진 상태로 용접 고정되는 코너 리인포스 아웃터 패널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
3. 제2항에서,

   상기 스테이와 상기 코너 리인포스 인너 패널은

   하나의 프레스 금형에 의해 일체로 성형되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.

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