KR20110037399A - 차량용 크래쉬 박스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박스부를 하이드롤 포밍에 의해 제작되는 나선형 튜브로 적용하여 용접점을 배제하여 조립공정을 단순화하고, 충돌 에너지에 의한 붕괴 시, 그 방향성을 안정적으로 유도함과 동시에, 전방에서 후방으로 순차적인 붕괴를 유도하여 효율적인 충돌 에너지의 흡수 및 분산작동을 이루어 충격흡수성능을 향상시키는 차량용 크래쉬 박스를 제공한다.

크래쉬 박스, 나선형, 튜브, 하이드로 포밍

Description

차량용 크래쉬 박스{CRASH BOX IN AUTOMOTIVE BUMPER SYSTEM}

본 발명은 차량용 크래쉬 박스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하이드로 포밍에 의해 제작되는 나선형 튜브를 적용하여 조립공정을 단순화하고, 충돌 에너지에 의한 붕괴 시, 그 방향성을 안정적으로 유도하는 하는 차량용 크래쉬 박스에 관한 것이다.

일반적으로 차량에서의 범퍼는 자동차가 다른 자동차나 고정체와의 충돌시, 그 충격을 흡수하여 승차자의 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 크래쉬 박스(111)를 통하여 차체측 사이드 멤버(113)에 고정되는 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 크래쉬 박스(111)는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 범퍼빔(101)의 후방 양측에 용접 고정되는 각 스테이(103)에 전방 플랜지(115)을 통 하여 조립된다.

이러한 종래의 크래쉬 박스(111)는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 전방과 후방에 전방 및 후방 플랜지(115,117)가 구비되고, 상기 전,후방 플랜지(115,117) 사이에는 "ㄷ"자 형상으로 프레스 성형되는 내측 패널(119)과 외측 패널(121)이 상호 겹치기 용접되어 박스형으로 구성된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 크래쉬 박스(111)는 최근 범퍼의 안전성 및 경량화를 위한 개발과정에서, 저속 충돌 시, 충격을 흡수하면서 차체 구조의 손상을 최소화할 수 있도록 충격 에너지를 흡수하는 측면에서는 양호하나, 충격력에 의한 붕괴 시, 그 방향성이 불규칙적이어서 효율적인 충돌 에너지의 흡수 및 분산작동을 이루지 못하여 차체 손상의 우려는 여전히 내포하고 있으며, 그 조립과정에도 별도의 조립지그를 구비하여 내측 패널과 외측 패널을 반드시 고정한 상태에서 로봇을 이용한 용접시스템으로 CO2 용접이나 다점 스폿용접을 적용해야만 그 조립품질을 보장할 수 있는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 단점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 박스부를 하이드롤 포밍에 의해 제작되는 나선형 튜브로 적용하여 용접점을 배제하여 조립공정을 단순화하고, 충돌 에너지에 의한 붕괴 시, 그 방향성을 안정적으로 유도함과 동시에, 전방에서 후방으로 순차적인 붕괴를 유도하여 효율적인 충돌 에너지의 흡수 및 분산작동을 이루어 충격흡수성능을 향상시키는 차량용 크래쉬 박스를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명의 차량용 크래쉬 박스는 전방과 후방에 전방 및 후방 플랜지가 구비되고, 상기 전, 후방 플랜지 사이에는 충격력을 흡수하기 위한 박스부가 구성되는 차량용 크래쉬 박스에 있어서,

상기 박스부는 상기 전방 플랜지와 연결되는 전방에서 후방 플랜지가 연결되는 후방으로 그 직경이 점차 커지도록 확관 성형되며, 외주면을 따라서는 나선형의 홈으로 된 비드를 형성하는 나선형 튜브로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 나선형 튜브는 하이드로 포밍 성형되어 제작되는 것을 특징으로 한다.

상기 전방 플랜지와 나선형 튜브의 연결부는 상기 나선형 튜브의 전단을 내측으로 절곡하여 절곡단을 형성하고, 상기 전방 플랜지는 중앙에 관통된 원형홀을 형성하여 상기 절곡단을 감싸도록 상기 원형홀의 가장자리부를 외측으로 절곡하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 전방 플랜지는 그 원형홀의 가장자리부를 상기 나선형 튜브의 절곡단에 대하여 오비탈 성형하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 후방 플랜지와 나선형 튜브의 연결부는 상기 나선형 튜브의 후단을 상기 후방 플랜지에 용접하여 고정하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 크래쉬 박스에 의하면, 박스부를 하이드롤 포밍에 의해 제작되는 나선형 튜브로 적용하여 용접점을 배제함으로써 조립공정을 단순화하며, 이로 인해 별도의 조립지그나 로봇을 이용한 용접시스템이 불필요한 이점이 있다.

또한, 충돌 에너지에 의한 붕괴 시, 그 방향성을 안정적으로 유도함과 동시에, 전방에서 후방으로 순차적인 붕괴를 유도하여 효율적인 충돌 에너지의 흡수 및 분산작동을 이루어 충격흡수성능을 향상시키는 효과도 있다.

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

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스가 적용된 법퍼빔 유닛의 사시도이고, 도 5와 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스의 조립 및 분해 사시도이다.

본 실시예에 따른 차량용 크래쉬 박스(1)는 도 4에서 도시한 바와 같이, 차체와 범퍼빔(3)을 연결하기 위한 기존의 스테이 대신에 적용된다.

즉, 상기 크래쉬 박스(1)는, 도 5와 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 범퍼빔(3)에 장착하기 위한 전방 플랜지(11)와 프론트 사이드 멤버(미도시)에 장착하기 위한 후방 플랜지(13)가 구성되고, 상기 전,후방 플랜지(11,13) 사이에는 박스부를 형성하는 나선형 튜브(20)가 연결된다.

여기서, 상기 전,후방 플랜지(11,13)는 그 중앙에 각각 관통되는 원형홀(H)이 형성되는 사각 판재로 이루어진다.

그리고 상기 나선형 튜브(20)는, 도 8에서 도시한 바와 같은 하이드로 포밍 금형(30) 내부에서 액압에 의해 관재(31)를 확관 성형하여 구성되는데, 상기 전방 플랜지(11)와 연결되는 전방에서 후방 플랜지(13)가 연결되는 후방으로 그 직경이 점차 커지도록 성형되며, 외주면을 따라서는 나선형의 홈으로 된 비드(B)를 형성한다.

이때, 상기 전방 플랜지(11)와 나선형 튜브(20)의 연결부는, 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 나선형 튜브(20)의 전단을 내측으로 절곡하여 절곡단(21)을 형성하고, 상기 전방 플랜지(11)는 그 중앙에 관통되어 형성된 원형홀(H)의 가장자리부가 상기 절곡단(21)을 감싸도록 외측으로 절곡하여 회전방향으로 완전히 고정되지 않도록 연결된다.

즉, 상기 전방 플랜지(11)는 그 원형홀(H)의 가장자리부를 상기 나선형 튜브(20)의 절곡단(21)에 대하여 오비탈 포밍(Orbital Forming)하여 연결될 수도 있다.

그리고 상기 후방 플랜지(13)와 나선형 튜브(20)의 연결부는 상기 나선형 튜 브(20)의 후단을 상기 후방 플랜지(13)에 용접하여 고정한다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 차량용 크래쉬 박스(1)는, 도 4에서 도시한 바와 같이, 전방의 범퍼빔(3)에 스테이 대신 그 전방 플랜지(11)를 통하여 체결되고, 그 후방 플랜지(13)는 프론트 사이드 멤버(미도시)와 체결되어 차체와 범퍼빔(3)을 연결하게 된다.

이러한 상태로, 차량의 충돌 및 추돌에 의하여 범퍼를 통하여 충격 에너지가 입력되면, 그 충격 에너지를 흡수하면서 프론트 사이드 멤버를 통하여 차체로 전달하게 된다.

이러한 구성의 크래쉬 박스(1)는 그 박스부를 이루는 나선형 튜브(20)가 하이드로 포밍에 의해 제작된 상태로 그대로 전,후방 플랜지(11,13)와 연결되어 이루어짐으로 별도의 조립지그나 로봇을 이용한 용접시스템 없이도 CO2 용접기를 이용하여 후방 플랜지(13)와 나선형 튜브(20)의 용접만으로 상호 결합할 수 있어 그 조립성이 향상된다.

또한, 중속 이상의 정면 충돌 시에도, 도 9에서 도시한 바와 같이, 상기 나선형 튜브(20)가 그 나선형의 비드(B)에 의해 충돌 에너지를 흡수하면서 붕괴되는데, 이때, 붕괴가 나선형 비드(B)를 따라 이루어져 안정적인 붕괴가 이루어지며 동시에, 전방에서 후방으로 순차적인 붕괴를 유도하여 효율적인 충돌 에너지의 흡수 및 분산작동을 이루게 된다.

도 1은 일반적인 차량용 범퍼의 분해 사시도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 차량용 크래쉬 박스가 적용된 차량용 범퍼빔 유닛의 사시도이다.

도 3은 종래 기술에 따른 차량용 크래쉬 박스의 분해 사시도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스가 적용된 법퍼빔 유닛의 사시도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스의 사시도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스의 분해 사시도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스의 단면도이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스의 나선형 튜브를 제작하기 위한 하이드로 포밍 공정도이다

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스의 붕괴 상태의 단면도이다.

Claims (9)

1. 전방과 후방에 전방 및 후방 플랜지가 구비되고, 상기 전, 후방 플랜지 사이에는 충격력을 흡수하기 위한 박스부가 구성되는 차량용 크래쉬 박스에 있어서,

   상기 박스부는

   상기 전방 플랜지와 연결되는 전방에서 후방 플랜지가 연결되는 후방으로 그 직경이 점차 커지도록 확관 성형되며, 외주면을 따라서는 나선형의 홈으로 된 비드를 형성하는 나선형 튜브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
2. 제1항에서,

   상기 나선형 튜브는

   하이드로 포밍 성형되어 제작되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
3. 제1항에서,

   상기 전방 플랜지와 나선형 튜브의 연결부는

   상기 나선형 튜브의 전단을 내측으로 절곡하여 절곡단을 형성하고, 상기 전방 플랜지는 중앙에 관통된 원형홀을 형성하여 상기 절곡단을 감싸도록 상기 원형홀의 가장자리부를 외측으로 절곡하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
4. 제3항에서,

   상기 전방 플랜지는

   그 원형홀의 가장자리부를 상기 나선형 튜브의 절곡단에 대하여 오비탈 성형하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
5. 제1항에서,

   상기 후방 플랜지와 나선형 튜브의 연결부는

   상기 나선형 튜브의 후단을 상기 후방 플랜지에 용접하여 고정하는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
6. 차량용 크래쉬 박스에 있어서,

   중앙에 관통된 원형홀을 형성하는 전방 플랜지;

   중앙에 관통된 원형홀을 형성하는 후방 플랜지;

   전방에서 후방으로 그 직경이 점차 커지고, 외주면을 따라서 나선형 홈으로 된 비드를 갖도록 확관 성형하여 상기 전방 플랜지와 후방 플랜지에 전단과 후단을 통하여 연결되는 나선형 튜브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
7. 제6항에서,

   상기 나선형 튜브는

   하이드로 포밍 성형되어 제작되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
8. 제6항에서,

   상기 전방 플랜지와 나선형 튜브의 연결부는

   상기 나선형 튜브의 전단을 내측으로 절곡하여 절곡단을 형성하고, 상기 전방 플랜지는 그 원형홀의 가장자리부가 상기 절곡단을 감싸도록 외측으로 절곡하는 오비탈 성형으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
9. 제6항에서,

   상기 후방 플랜지와 나선형 튜브의 연결부는

   상기 나선형 튜브의 후단을 상기 후방 플랜지에 용접하여 고정하는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.

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