KR20110029855A - Bumper assembly for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 범퍼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하우징과 알루미늄 재질의 흡수내장폼으로 구성되어 자동차에 가해지는 충격을 효과적으로 흡수할 수 있는 발포알루미늄을 이용한 차량용 범퍼 어셈블리에 관한 것이다. The present invention relates to a bumper, and more particularly, to a bumper assembly for a vehicle using foamed aluminum, which is composed of a housing and an absorbent foam made of aluminum, which can effectively absorb a shock applied to an automobile.
일반적으로 차량용 범퍼는 차량의 저속 충돌시에 탄성적으로 변형하여 차량의 물리적인 손상을 방지하기 위한 것이다. 다시 말해 차량용 범퍼는 다른 자동차나 고정체와의 충돌시에 발생되는 충격을 흡수하여 승차자의 안전을 도모하는 역할을 한다. In general, a bumper for a vehicle is to elastically deform at a low speed collision of the vehicle to prevent physical damage of the vehicle. In other words, the vehicle bumper absorbs the shock generated when the vehicle collides with another vehicle or the stationary body, and serves to enhance the safety of the occupant.
이러한 일반적인 범퍼구조가 도 1에 도시되어 있다. 이에 보듯이, 차량의 프레임으로부터 전방으로 연장되는 프론트 사이드멤버(1)에는 스테이(3)가 결합된다. 상기 스테이(3)는 후술할 범퍼빔(5)과 프론트 사이드멤버(1)를 연결하기 위한 것이다. This general bumper structure is shown in FIG. As shown in the drawing, the
상기 스테이(3)를 사이에 두고 상기 프론트 사이드멤버(1)에는 범퍼빔(5)이 결합된다. 상기 범퍼빔(5)은 차량의 전후방에 차폭방향으로 각각 구비되는 것으로, 2개의 범퍼레일로 구성된다. A
상기 범퍼빔(5)에는 업소버(7)가 다시 연결된다. 상기 업소버(7)는 실질적으로 충격을 흡수하게 되는 부분으로, 도시된 바와 같이, 상기 범퍼밈과 마찬가지로 차폭방향으로 연장되어 구비된다. 상기 업소버(7)와 상기 범퍼빔(5)은 범퍼커버(9)에 의해 감싸진다. The
한편, 상기 두 개의 범퍼레일 사이에는 보강부재인 보강패널이 용접되어, 범퍼빔(5)의 강성을 보강하도록 구성된다. Meanwhile, between the two bumper rails, a reinforcing panel, which is a reinforcing member, is welded to reinforce the rigidity of the
이와 같은 범퍼구조에 의하면, 차량의 외부로부터 충격이 가해지면 상기 업소버(7)가 압축되면서 충돌에너지를 일부 흡수하고, 상기 업소버(7)가 미처 흡수하지 못한 나머지 층돌에너지는 그 후방의 범퍼빔(5)과 스테이(3)를 통해 차체로 분산 흡수된다. According to such a bumper structure, when an impact is applied from the outside of the vehicle, the
하지만 상기한 바와 같은 종래기술에는 다음과 같은 문제점이 있다. However, the prior art as described above has the following problems.
상기 범퍼구조의 경우에는 진자충격시험 또는 고정벽 충돌시험과 같이 충돌에너지가 전방으로부터 전체적으로 분산되어 가해지는 경우에는 충격력의 흡수가 고르게 이루어져 비교적 안정적이나, 충돌에너지가 국부적으로 집중되는 경우에는 충격력의 분산이 어려워 파손정도가 심해지는 문제점이 있다. In the case of the bumper structure, the impact energy is uniformly absorbed when the impact energy is distributed from the front, such as a pendulum impact test or a fixed wall collision test, and is relatively stable. However, when the impact energy is concentrated locally, the impact force is dispersed. This difficulty has a problem that the degree of breakage is severe.
이를 해결하기 위해 범퍼빔(5)이나 스테이(3)의 두께를 증가시키거나, 추가 보강부재를 더 구비할 수도 있으나, 이와 같이 되면 제조비가 상승하고 범퍼구조 및 차량 전체의 중량이 증가되어 연비효율이 떨어지게 된다. In order to solve this problem, the thickness of the
따라서 최근에는 범퍼구조의 안정화 및 경량화를 위해 충격에너지 흡수용 크래시박스(crash box)가 개발되고 있는데, 이에 대한 내용은 출원번호 10-1995- 0058982 등에 개시되어 있다. 이러한 크래시박스는 에너지 흡수율을 향상시키기 위해 주로 이종재질, 예를 들어 철금속과 비철금속으로 이루어지게 된다. Therefore, in order to stabilize and reduce the weight of the bumper structure, a crash box for absorbing impact energy has been recently developed, the contents of which are disclosed in Application No. 10-1995-0058982. The crash box is mainly made of heterogeneous materials, for example ferrous metals and non-ferrous metals to improve the energy absorption rate.
하지만, 이종금속 사이에는 갈바닉부식(Galvanic Corrosion)이 발생되기 쉬워 내구성이 떨어지고, 철금속의 경우 비중이 높아 범퍼구조의 경량화에 한계가 있으며, 상대적으로 비중이 높아 외부의 충격을 충분히 흡수하지 못하는 문제점이 있다. However, Galvanic Corrosion is easily generated between dissimilar metals, so durability is low, and in the case of ferrous metals, the weight of the bumper structure is limited due to its high specific gravity, and its relatively high specific gravity does not sufficiently absorb external shocks. There is this.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 배경기술과 관련하여, 외부의 충격을 효과적으로 흡수함과 동시에 차량의 경량화가 가능한 차량의 범퍼어셈블리를 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a bumper assembly of a vehicle that can effectively absorb external shocks and at the same time reduce the weight of the vehicle in relation to the background art as described above.
본 발명의 다른 목적은 차량의 범퍼어셈블리의 완충박스가 각각 알루미늄 재질로 만들어지는 하우징과 흡수내장폼으로 구성되도록 하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a buffer box of a bumper assembly of a vehicle, each consisting of a housing made of aluminum and an absorbent foam.
본 발명의 또 다른 목적은 완충박스를 구성하는 흡수내장폼의 밀도를 적절히 설정하여 완충박스의 충격에너지흡수율을 최적화하는 것이다. Still another object of the present invention is to optimize the impact energy absorption rate of the shock absorbing box by appropriately setting the density of the absorbent internal foam forming the shock absorbing box.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 차량의 전방 또는 후방 중 적어도 어느 일방에 설치되는 범퍼빔과, 상기 범퍼빔과 차량의 사이드멤버 사이에 구비되어 외부로부터 전달되는 충격을 흡수하는 완충박스를 포함하여 구성되고, 상기 완충박스는 내부에 수납공간이 형성되는 알루미늄 재질의 하우징과, 상기 수납공간에 삽입되고 발포 알루미늄 재질로 형성되는 흡수내장폼을 포함하여 구성된다. According to a feature of the present invention for achieving the object as described above, the present invention is provided between the bumper beam and at least one of the front or rear of the vehicle, and the bumper beam and the side member of the vehicle is transmitted from the outside The shock absorbing box is configured to include a shock absorbing box, and the shock absorbing box is configured to include a housing made of an aluminum material in which an accommodating space is formed, and an absorbent internal foam inserted into the accommodating space and formed of a foamed aluminum material. .
상기 흡수내장폼의 밀도는 0.2g/cm3 ~ 0.5g/cm3 이다The density of the absorbent foam is 0.2g / cm 3 ~ 0.5g / cm 3 to be
상기 하우징의 횡단면의 형상은 정다각형 또는 원형으로 형성된다. The shape of the cross section of the housing is formed in regular polygon or circle.
상기 하우징의 내부에는 상기 하우징의 수납공간의 길이방향을 따라 구획벽이 형성되고, 상기 흡수내장폼은 상기 구획벽에 의해 구획되는 각각의 수납공간에 삽입된다. A partition wall is formed in the housing along the longitudinal direction of the storage space of the housing, and the absorbent foam is inserted into each storage space partitioned by the partition wall.
상기 하우징의 양단 중 적어도 어느 일단에는 플랜지가 구비되고, 상기 플랜지는 범퍼빔 또는 사이드멤버에 체결구에 의해 체결되거나 납땜을 통해 결합된다. At least one end of both ends of the housing is provided with a flange, and the flange is fastened to the bumper beam or the side member by a fastener or coupled by soldering.
본 발명에 의한 발포알루미늄을 이용한 차량용 범퍼 어셈블리에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.According to the bumper assembly for a vehicle using foamed aluminum according to the present invention, the following effects can be expected.
본 발명에서는 범퍼 어셈블리를 구성하는 알루미늄 재질의 완충박스가 외부의 충격을 효과적으로 흡수하므로 차체의 훼손을 최소화할 수 있고, 이와 동시에 재질의 특성상 차량의 경량화가 가능해지는 효과가 있다. In the present invention, since the shock absorbing box made of aluminum constituting the bumper assembly effectively absorbs external shocks, damage to the vehicle body can be minimized, and at the same time, the weight of the vehicle can be reduced due to the characteristics of the material.
그리고, 본 발명에서는 차량의 범퍼어셈블리의 완충박스가 각각 알루미늄 재질로 만들어지는 하우징과 흡수내장폼으로 구성되므로, 갈바닉부식이 방지될 수 있어 차량의 내구성이 향상되는 효과도 기대할 수 있다. Further, in the present invention, since the buffer box of the bumper assembly of the vehicle is composed of a housing made of an aluminum material and an absorbent internal foam, respectively, galvanic corrosion can be prevented and the durability of the vehicle can be expected to be improved.
또한, 본 발명에서는 완충박스를 구성하는 흡수내장폼의 밀도가 0.2~0.5g/cm3로 설정되어 완충박스의 충격에너지흡수율이 크게 향상되므로 차량의 안전성이 향상되고, 별개물인 완충박스만을 교체할 수 있어 범퍼어셈블리의 유지보수가 수월해지는 효과가 있다. In addition, in the present invention, the density of the absorbent internal foam constituting the shock absorbing box is set to 0.2 ~ 0.5g / cm 3 so that the shock energy absorption rate of the shock absorbing box is greatly improved, so that the safety of the vehicle is improved, and only a separate shock absorbing box can be replaced. This makes the maintenance of the bumper assembly easier.
그리고, 본 발명에서는 별도의 스테이 없이, 완충박스에 의해 범퍼빔과 사이드멤버 사이가 연결되므로 보다 효과적인 충격흡수가 가능해지고 부품수가 줄어들게 되며, 이와 함께 충격흡수량 계산에 있어 스테이의 존재로 인한 변수가 사라져 보다 정교한 설계가 가능해지는 장점이 있다. In addition, in the present invention, the bumper beam and the side member are connected by the buffer box without a separate stay, so that more effective shock absorption is possible and the number of parts is reduced. In addition, the variable due to the presence of the stay disappears in the impact absorption amount calculation. The advantage is that more sophisticated designs are possible.
이하 본 발명에 의한 발포알루미늄을 이용한 차량용 범퍼 어셈블리의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of a vehicle bumper assembly using foamed aluminum according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2에는 본 발명에 의한 발포알루미늄을 이용한 차량용 범퍼 어셈블리의 바람직한 실시예가 채용된 차량의 프레임 구조가 사시도로 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명 실시예의 구성이 사시도로 도시되어 있으며, 도 4에는 본 발명 실시예를 구성하는 완충박스의 구성이 사시도로 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명 실시예를 구성하는 흡수내장폼의 구성이 사시도로 도시되어 있다. 2 is a perspective view showing a frame structure of a vehicle employing a preferred embodiment of a vehicle bumper assembly using foamed aluminum according to the present invention, FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of an embodiment of the present invention, and FIG. The configuration of the shock absorbing box constituting the embodiment of the present invention is shown in perspective view, and FIG. 5 is a perspective view of the structure of the absorbent foam forming the embodiment of the present invention.
이들 도면에 도시된 바에 따르면, 발포알루미늄을 이용한 차량용 범퍼 어셈블리는 크게 범퍼빔(30)과 사이드멤버(25) 그리고 완충박스(50)로 구성된다. 상기 사이드멤버(25)는 차량의 프레임(10)으로부터 연장되는 프론트언더바디(20)를 구성하는 것으로, 차량의 선단 양측에 각각 구비된다. As shown in these figures, the bumper assembly for a vehicle using foamed aluminum is largely composed of a
상기 범퍼빔(30)은 프론트언더바디(20)의 폭 방향으로 연장되는 것으로, 도시된 바와 같이 바형상으로 형성된다. 본 실시예에서는 차량의 전방을 예로 들어 설명하고 있으나, 후방의 구조에도 동일하게 적용될 수 있다. The
상기 범퍼빔(30)과 상기 사이드멤버(25) 사이에는 완충박스(50)가 구비된다. 상기 완충박스(50)는 상기 범퍼빔(30)에 가해지는 외부 충격을 흡수하여 완충하는 역할을 하는 것으로, 도시된 바와 같이 상기 범퍼빔(30)과 사이드멤버(25)의 사이 중에서 양측 가장자리 부분에 쌍을 이루어 구비된다. A
도 4에서 보듯이, 상기 완충박스(50)는 하우징(51)과 흡수내장폼(60)으로 구성된다. 상기 하우징(51)은 완충박스(50)의 외관 및 골격을 형성하는 것으로, 그 내부에 수납공간이 형성되어 흡수내장폼(60)이 삽입될 수 있다. As shown in Figure 4, the
상기 하우징(51)은 알루미늄 재질로 만들어진다. 상기 하우징(51)은 범퍼빔(30)에 비해 그 부피가 상대적으로 매우 작고, 그 비중 또한 비교적 낮아(2.7) 범퍼 어셈블리의 전체 무게를 줄이게 된다. The
본 실시예에서 상기 하우징(51)은 직육면체 형상으로 형성되나, 반드시 이에 한정되지 않고, 도 7에서 보듯이 그 횡단면의 형상이 정팔각형을 비롯한 다양한 다각형상으로 될 수 있고, 원형도 가능하다. 이때, 상기 하우징(51)은 그 횡단면의 형상이 정다각형상일 때 상대적으로 후술할 흡수에너지가 커지게 된다. In the present embodiment, the
도시되지는 않았으나, 상기 하우징(51)의 수납공간에는 구획벽이 구비될 수 있다. 상기 구획벽은 상기 수납공간을 2개 이상의 공간으로 나누어, 2개 이상의 흡수내장폼(60)이 각각 수납되도록 한다. Although not shown, a partition wall may be provided in the storage space of the
상기 흡수내장폼(60)은 알루미늄 소재로 만들어진다. 보다 정확하게는 상기 흡수내장폼(60)은 알루미늄 소재에 금속발포제를 혼합하여 비정형의 기공(65)이 형성되도록 만들어지는 일종의 다공성 알루미늄이다. 이때, 상기 흡수내장폼(60)은 상기 하우징(51)과 같은 알루미늄 소재로 만들어지므로 갈바닉부식이 방지되고, 상기 기공(65)으로 인하여 흡수내장폼(60)의 에너지 흡수율이 향상될 수 있다. The absorption built-in
이러한 흡수내장폼(60)이 제조되는 과정을 살펴보면, 알루미늄 소재 및 금속발포제를 일정 비율로 혼합하여 일정한 형상으로 규격화된 틀에서 가열하여 액상의 발포된 폼으로 응고시킨 뒤에, 상기 하우징(51)의 수납공간 형상으로 재단하게 된다. Looking at the process of manufacturing the absorbent
이때, 상기 액상의 발포된 폼은 알루미늄 파우더 및 금속발포제인 발포 파우더(SiC+TiH_2)를 혼합기 내에서 일종 비율로 혼합하고, 가열기에서 증점제(Ca)를 첨가하여 소정의 온도범위에서 가열함으로써 형성된다. In this case, the liquid foamed foam is formed by mixing aluminum powder and foaming powder (SiC + TiH_2), which is a metal foaming agent, in a mixer at a ratio, and adding a thickener (Ca) in a heater to heat in a predetermined temperature range. .
또는, 상기 흡수내장폼(60)은 알루미늄 소재 및 금속발포제를 혼합하여 압축 및 압출과정을 통해 제조될 수도 있는데, 이 경우에는 알루미늄 파우더 및 발포파우더(TiH_2)를 혼합기를 통해 혼합한 후에, 압축기를 통해 압축한 상태로 압출하고, 마지막으로 열처리를 통해 발포시켜 제조된다.Alternatively, the
이와 같이 제조된 흡수내장폼(60)은 상기 범퍼빔(30)을 통해 전달되는 충격에 의해 압축되는 과정에서, 기공(65)이 줄어들면서 충분한 충격에너지를 흡수하게 된다. 이때, 상기 흡수내장폼(60)에서 상기 기공(65)이 차지하는 비율은 상기 충격에너지 흡수에 가장 중요한 변수가 되는데, 이는 아래에서 자세히 살펴보기로 한다. Absorption built-in
상기 하우징(51)에는 플랜지(57)가 구비된다. 상기 플랜지(57)는 상기 하우징(51)을 범퍼빔(30) 또는 사이드멤버(25)에 보다 용이하게 조립하기 위한 것으로, 상기 하우징(51)의 양단 중 적어도 어느 일단에 구비될 수 있다. The
이때, 상기 완충박스(50)의 양단은 각각 상기 사이드멤버(25) 및 범퍼빔(30)에 연결된다. 즉, 상기 사이드멤버(25) 및 범퍼빔(30) 사이에 별도의 스테이가 구비되지 않고, 상기 완충박스(50)만이 존재하여 완충박스(50)가 일종의 스테이역할까지 하게 되는 것이다. At this time, both ends of the
이에 따라 그 내부에 흡수내장폼(60)이 채워진 상기 완충박스(50)에 의해 차량에 가해지는 충격을 보다 효과적으로 흡수할 수 있다. 그리고, 범퍼어셈블리의 충격흡수량을 예측함에 있어, 스테이의 존재로 인한 변수가 사라지고 완충박스(50)에 의한 흡수량만 계산하여 이를 예측할 수 있으므로 보다 정밀한 범퍼어셈블리의 설계가 가능해진다. Accordingly, the shock applied to the vehicle can be more effectively absorbed by the
이하에서는 상기 완충박스의 압축시험을 통해 흡수내장폼의 밀도를 산출하는 과정을 그래프를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, the process of calculating the density of the absorbent internal foam through the compression test of the buffer box will be described in detail with reference to a graph.
먼저, 도 8(a) 및 도 8(b)에는 본 발명 실시예를 구성하는 완충박스의 압축시험 과정이 시험도로 도시되어 있다. First, Figure 8 (a) and Figure 8 (b) is shown in the test diagram the compression test process of the buffer box constituting an embodiment of the present invention.
이에 보듯이, 상기 완충박스(50)가 다이(D) 상에 안착된 상태로 상기 완충박스(50)의 상면을 가압피스톤(P)이 눌러 압축이 이루어지게 된다. 그리고, 이 과정에서 상기 완충박스(50)의 변형정도에 따른 압축력(하중)을 측정하여 데이터값이 얻어진다. As shown in the figure, the pressure piston (P) is pressed by pressing the upper surface of the
참고로, 상기 하우징(51)은 열처리된 알류미늄합금으로 만들어진 것을 시험 대상으로 하였는데, 이는 알루미늄에 규소(si)(0.7~1.3%) 및 마그네슘(mg)(0.6~1.2)이 일정 비율 포함된 합금으로 구성된다. 이때 열처리는 상기 합금을 용체화처리 후에 물에 담궈서 급냉을 시켜 이루어진다.For reference, the
이와 같은 하우징(51)은 아래 표와 같은 특성을 갖는다. 물론, 아래 표는 하우징(51) 재질 특성의 일례를 나타내는 것으로, 반드시 아래 수치에 한정되지는 않는다. Such a
먼저 아래 그래프 1은 단순히 완충박스(50)의 하우징(51)만을 압축하였을 때의 데이터를 나타내고 있다. First, the graph 1 below shows data when only the
(그래프 1)(Graph 1)
이에 보듯이, 상기 하우징(51)은 압축항복강도에 대응되는 초기 변위를 지나가면 압축하중이 크게 줄어든다. 그리고, 이 시험을 통해서 총 60mm의 변위만큼 하우징(51)을 압축하는 데에는 3436.96J의 에너지가 소요되었고, 이는 바꿔말하면 상 기 하우징(51)은 60mm의 변위동안에 3436.96J의 에너지를 흡수하였음을 의미한다. As shown in the figure, the compression load is greatly reduced when the
다음으로, 아래 그래프 2는 하우징(51) 없이 흡수내장폼(60)만을 압축하였을 때의 시험값을 나타내고 있다. Next, graph 2 below shows a test value when only the
(그래프 2)(Graph 2)
이에 보듯이, 상기 흡수내장폼(60)의 경우에는 항복강도에 해당하는 변위를 지나 압축하중이 급격히 줄어들지 않고, 변위가 증가하더라도 일정 수준(15kN) 이상의 압축하중이 소요된다. 이는 상기 흡수내장폼(60)의 기공(65)이 줄어들면서 상기 흡수내장폼(60)이 압축에너지를 계속 흡수할 수 있기 때문이다. 이때, 상기 흡수내장폼(60)에 의한 흡수에너지, 즉 흡수내장폼(60)을 변형시키는데 소요된 압축에너지는 941.17J이다. As shown in the figure, in the case of the absorbent built-in
다음으로, 아래 그래프 3는 상기 하우징(51)에 흡수내장폼(60)을 삽입한 완충박스(50)를 압축한 결과를 나태내고 있다. Next, the following
(그래프 3)(Graph 3)
이에 보듯이, 상기 완충박스(50)를 압축하기 위한 압축력이 초기에 크게 소요된 후에, 항복강도에 해당하는 변위를 지나면 압축력이 크게 줄어듬을 알 수 있다. 그러나, 상기 하우징(51)만을 시험했을 때와는 달리, 압축력이 일정수준(100kN)을 유지하는 것을 알 수 있고, 이는 완충박스(50)의 에너지흡수가 충분히 일어남을 의미한다. As shown in the figure, after the compressive force for compressing the
정확하게는, 상기 시험을 통해 완충박스(50)가 흡수한 에너지는 총6246J로서 앞선 두 데이터를 단순히 합산한 것보다 훨씬 크게 나타남을 알 수 있다. 그리고 이로부터 상기 흡수내장폼(60)만을 범퍼빔(30) 등에 구비하는 것보다 별개물로 구성되는 완충박스(50)의 에너지 흡수효율이 우수함을 알 수 있다. Precisely, the above test shows that the energy absorbed by the
한편, 상기 흡수내장폼(60)의 경우에는 그 밀도, 다시 말해 전체부피에서 기공(65)이 차지하는 비율(이하 '기공율'이라 한다)이 흡수에너지를 결정하는데 중요한 변수인데, 이러한 흡수내장폼(60)의 적절한 밀도를 결정하기 위한 과정을 아래 에서 설명하기로 한다. On the other hand, in the case of the
먼저 아래 그래프 4는 밀도가 0.1(g/cm3)인 알루미늄 재질의 흡수내장폼(60)을 대상으로 시행한 압축시험 데이터이다. 이때, 총 60mm의 변위에 소요된 총 압축에너지(흡수에너지)는 대략 3000J이다. First, graph 4 below is compression test data for an
(그래프 4)(Graph 4)
다음으로, 아래 그래프 5는 밀도가 0.4(g/cm3)인 알루미늄 재질의 흡수내장폼(60)을 대상으로 시행한 압축시험 데이터이다.Next,
이때, 총 60mm의 변위에 소요된 총 압축에너지(흡수에너지)는 대략 5900J로서, 앞선 시험에 비해 크게 증가한 것을 알 수 있다. At this time, the total compressive energy (absorption energy) required for a total displacement of 60 mm is approximately 5900 J, which can be seen to increase significantly compared to the previous test.
(그래프 5)(Graph 5)
이와 같은 시험을 흡수내장폼(60)의 밀도를 달리하며 반복시험한 결과가 아래 그래프 6와 같이 나타난다. This test is repeated as shown in the graph 6 below the results of repeated tests varying the density of the absorbent interior foam (60).
보다 정확하게는 아래 그래프 6에는 흡수에너지와 상대변위값이 동시에 도시되어 있다. 이때 상기 흡수에너지는 일정 변위만큼(60mm) 완충박스(50)를 압축하는데 필요한 압축에너지를 의미하고, 상대변위값은 이 시험과정에서 완충박스(50) 이외의 부분에 가해지는 변위를 측정하여 완충박스(50)의 변위에서 뺀 값(완충박스(50)의 변위-범퍼빔(30)의 변위-사이드멤버(25)의 변위)을 의미한다. More precisely, graph 6 below shows the absorbed energy and relative displacement. At this time, the absorbed energy means the compression energy required to compress the
(그래프 6) (Graph 6)
이에 보듯이, 상기 흡수내장폼(60)의 밀도가 증가할수록 같은 변위만큼 완충박스(50)를 변형하는데 들어가는 에너지가 큼을 알 수 있다. As shown in the figure, it can be seen that as the density of the absorbent built-in
동시에, 상기 흡수내장폼(60)의 밀도가 증가할수록 완충박스(50) 이외의 부 분, 즉 범퍼빔(30)과 사이드멤버(25)의 변위가 커짐을 알 수 있다. At the same time, it can be seen that as the density of the
이때, 상기 완충박스(50)에 의한 흡수에너지는 클수록 좋지만, 완충박스(50) 이외의 부분에 가해지는 변형은 최소화되는 것이 바람직하다. 이는 완충박스(50)에서 되도록 많은 충격을 흡수하여 그 이외의 부분, 특히 차량의 프레임에 가해지는 충격을 최소화하기 위함이다. At this time, the larger the absorbed energy by the
이에 따라, 상기 완충박스(50)의 흡수에너지와 상대변위값의 절충이 필요하게 되는데, 그래프에서 보듯이, 흡수내장폼(60)의 밀도가 0.2~0.5g/cm3 일 때 양 측의 데이터를 적절하게 만족시킴을 알 수 있다. Accordingly, it is necessary to compromise the absorption energy and the relative displacement value of the
즉, 상기 흡수내장폼(60)의 밀도가 0.2~0.5g/cm3 일 때 상기 완충박스(50)에 의해 일정 이상의 흡수에너지가 보장됨과 동시에, 완충박스(50) 이외의 부분에 가해지는 충격도 일정 이하로 유지되는 것이다. 이는 다음과 같은 이유로 설명될 수 있다. That is, the density of the absorption built-in
먼저 i) 상기 흡수내장폼(60)의 밀도가 너무 작으면 기공(65)이 매우 커짐을 의미하고, 이 경우에는 압축과정에서 기공(65)에 의한 에너지 흡수는 잘 이루어질 수 있으나 기공(65)이 차지하는 비율이 너무 커 흡수내장폼(60)의 전체적인 강도가 떨어지기 때문에 효과적인 에너지 흡수가 어려움을 알 수 있다. First, if the density of the absorption-embedded
반대로, ii) 상기 흡수내장폼(60)의 밀도가 일정 이상 커지면 기공(65)이 매우 작아지게 되고, 이 경우에는 압축과정에서 기공(65)에 의한 에너지 흡수가 잘 이루어질 수 없어 완충박스(50) 이외의 부분에 충격이 분산되는 것이다. On the contrary, ii) if the density of the absorbent
따라서, 상기 그래프에서 알 수 있듯이, 상기 흡수내장폼(60)의 밀도는 0.2~0.5g/cm3 (A범위)인 것이 에너지흡수효율 면에서 가장 바람직하다. Therefore, as can be seen in the graph, the density of the absorption built-in
이하에서는 본 발명에 의한 차량의 범퍼 어셈블리가 채용된 차량에 충격이 가해지는 경우의 동작을 도면을 참조하여 설명하기로 한다. Hereinafter, an operation when a shock is applied to a vehicle employing a bumper assembly of a vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings.
도 9에는 본 발명 실시예를 구성하는 완충박스가 충격에 의해 변형된 모습이 사시도로 도시되어 있다. 9 is a perspective view of a shock box deformed by the shock constituting an embodiment of the present invention.
먼저 외부로부터 범퍼커버(9)에 충격이 가해지면, 범퍼커버(9)의 내부에 구비된 상기 범퍼빔(30)에 충격이 전달되고, 상기 범퍼빔(30)에 전달된 충격은 다시 상기 완충박스(50) 및 사이드멤버(25)에 차례로 전달된다. First, when an impact is applied to the
이때, 철금속으로 구성되는 다른 부분에 비해서 그 재질의 특성상 충격흡수율이 좋은 완충박스(50)에 의해 많은 양의 충격에너지가 흡수된다. At this time, a large amount of impact energy is absorbed by the
보다 정확하게는 도 9에서 보듯이, 상기 완충박스(50)의 하우징(51)과 흡수내장폼(60)이 압축변형되면서 충격에너지를 흡수하게 되고, 이에 따라 기타 다른 부분에 전해지는 충격은 최소화 될 수 있는 것이다. More precisely, as shown in FIG. 9, the
이에 따라, 작업자는 차량의 훼손 후에, 이를 유지보수하는 과정에서 사고의 정도에 따라 변형된 완충박스(50)만을 교체하여 범퍼 어셈블리를 재사용할 수도 있다. 특히, 상기 완충박스(50)의 경우 범퍼빔(30)이나 사이드멤버(25)와 별개물로 구성되어 조립되므로, 이를 탈거하여 쉽게 재조립할 수 있다. Accordingly, the operator may reuse only the bumper assembly by replacing only the
본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.The scope of the present invention is not limited to the embodiments described above, but is defined by the claims, and various changes and modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the claims. It is self evident.
상기한 실시예에서는 하우징(51)이 알루미늄 소재에 규소 및 마그네슘이 일정비율 함유된 재질을 열처리하여 제조되었으나(6082-T6), 반드시 이에 한정되지는 않으며, 기타 구리나 크롬 또는 아연 등이 함유되는 다양한 알루미늄 합금재질로 만들어질 수도 있다. In the above-described embodiment, the
또한, 상기한 실시예에서는 차량의 프론트범퍼를 예로 들었으나, 이에 한정되지 않고, 차량의 리어범퍼에 적용될 수도 있다. In addition, in the above embodiment, the front bumper of the vehicle is taken as an example, but is not limited thereto, and may be applied to the rear bumper of the vehicle.
도 1은 종래기술에 의한 차량용 범퍼 구조를 보인 분해사시도.1 is an exploded perspective view showing a bumper structure for a vehicle according to the prior art.
도 2는 본 발명에 의한 발포알루미늄을 이용한 차량용 범퍼 어셈블리의 바람직한 실시예가 채용된 차량의 프레임 구조를 보인 사시도.Figure 2 is a perspective view showing a frame structure of a vehicle employing a preferred embodiment of a vehicle bumper assembly using foamed aluminum according to the present invention.
도 3은 본 발명 실시예의 구성을 보인 사시도.3 is a perspective view showing the configuration of an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명 실시예를 구성하는 완충박스의 구성을 보인 사시도.Figure 4 is a perspective view showing the configuration of a buffer box constituting an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명 실시예를 구성하는 흡수내장폼의 구성을 보인 사시도.Figure 5 is a perspective view showing the configuration of the absorbent interior foam constituting an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명 실시예의 구성을 보인 평면도.6 is a plan view showing the configuration of an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명에 의한 발포알루미늄을 이용한 차량용 범퍼 어셈블리를 구성하는 완충박스의 다른 실시예를 보인 평면도.7 is a plan view showing another embodiment of the shock absorbing box constituting the bumper assembly for a vehicle using foamed aluminum according to the present invention.
도 8(a) 및 도 8(b)는 본 발명 실시예를 구성하는 완충박스의 압축시험 과정을 보인 시험도.8 (a) and 8 (b) is a test showing a compression test process of the buffer box constituting an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명 실시예를 구성하는 완충박스가 충격에 의해 변형된 모습을 보인 사시도.Figure 9 is a perspective view showing a state in which the shock absorbing box constituting the embodiment of the present invention modified by the impact.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
20: 프론트언더바디 25: 사이드멤버20: Front underbody 25: Side member
30: 범퍼빔 50: 완충박스30: bumper beam 50: buffer box
51: 하우징 60: 흡수내장폼51: housing 60: absorbent foam
65: 기공65: pore
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090087703A KR20110029855A (en) | 2009-09-16 | 2009-09-16 | Bumper assembly for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020090087703A KR20110029855A (en) | 2009-09-16 | 2009-09-16 | Bumper assembly for vehicle |
Publications (1)
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Family
ID=43935689
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020090087703A KR20110029855A (en) | 2009-09-16 | 2009-09-16 | Bumper assembly for vehicle |
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KR (1) | KR20110029855A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113665517A (en) * | 2020-05-13 | 2021-11-19 | 中国民航大学 | Automobile bumper using gradient foamed aluminum |
-
2009
- 2009-09-16 KR KR1020090087703A patent/KR20110029855A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN113665517A (en) * | 2020-05-13 | 2021-11-19 | 中国民航大学 | Automobile bumper using gradient foamed aluminum |
CN113665517B (en) * | 2020-05-13 | 2023-10-10 | 中国民航大学 | Automobile bumper using gradient foam aluminum |
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