KR20110093134A - 범퍼의 보강구조물 - Google Patents

Abstract

보행자를 보호함과 동시에 범퍼빔에 전달되는 충돌에너지를 최소화할 수 있는 범퍼의 보강구조물이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 범퍼의 보강구조물은, 자동차의 전방에 배치된 프론트엔드모듈과, 상기 프론트엔드모듈의 전면에 좌우방향으로 배치된 범퍼빔과, 상기 범퍼빔의 전방에서 배치되어 외관을 형성하는 범퍼커버와, 상기 범퍼빔과 상기 범퍼커버 사이에 배치된 완충부재와, 상기 프론트엔드모듈에 상단이 결합되고 하단은 상기 범퍼커버에 결합된 제1 보강브래킷과, 상기 제1 보강브래킷에 하단이 결합되고 상단은 상기 완충부재의 일부가 전방에 배치되도록 상기 범퍼빔에 결합되는 제2 보강브래킷을 포함한다.

Description

범퍼의 보강구조물{A structure for reinforcement of bumper}

본 발명은 범퍼의 보강구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보행자를 보호함과 동시에 범퍼빔에 전달되는 충돌에너지를 최소화할 수 있는 범퍼의 보강구조물에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 전방부에는 상기 자동차의 충돌시에 충돌에너지가 엔진을 비롯한 내부 구성품 및 탑승객으로 전달되는 것을 최소화하기 위한 범퍼가 구비되어 있다.

또한, 상기 범퍼의 후방에는 라디에이터, 헤드램프 등을 결합하기 위한 프론트엔드모듈이 결합되어 있다.

상기 범퍼는 상기 프론트엔드모듈의 전면에 좌우방향으로 결합되는 범퍼빔과, 상기 범퍼빔의 전방에 배치된 완충부재와, 상기 완충부재의 전방에서 상기 완충부재 및 상기 범퍼빔을 덮을 수 있도록 배치되어 상기 범퍼의 외관을 형성하는 범퍼커버를 포함한다.

한편, 각국에서는 자동차의 충돌성능에 대해 법규를 마련하고 있는 바, 최근에는 탑승자뿐만 아니라 보행자의 안전성이 부각되고 있어서, 법규가 한층 강화되고 있는 실정이다.

따라서, 자동차 업체에서는 상기 범퍼가 보행자의 다리와 충돌하였을 경우에 충격을 흡수할 수 있는 구조를 범퍼에 적용하고 있다. 그 예로, 상기 보행자의 다리와 충돌하였을 경우에 하측으로 회전할 수 있는 스티프너를 상기 범퍼커버의 내부에 배치하여서 보행자의 다리(특히, 무릎이하의 다리)가 상기 범퍼의 하부로 들어가는 것을 방지함과 동시에 다리충격을 흡수하도록 하고 있고, 또 다른 예로 상기 범퍼커버의 내부에 가스가 주입되는 가스주입공간을 마련하여 그 가스주입공간으로 하여금 보행자의 다리충격을 흡수하도록 하고 있다.

그런데, 이와같은 구조로 보행자를 보호할 수 있는 성능은 향상되었으나, 상기 범퍼커버로부터 상기 완충부재를 통해 상기 범퍼빔에 전달되는 충돌에너지가 오히려 증가되는 문제점이 있어왔다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 보행자를 보호함과 동시에 범퍼빔에 전달되는 충돌에너지를 최소화할 수 있는 범퍼의 보강구조물을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 범퍼의 보강구조물은, 자동차의 전방에 배치된 프론트엔드모듈과, 상기 프론트엔드모듈의 전면에 좌우방향으로 배치된 범퍼빔과, 상기 범퍼빔의 전방에서 배치되어 외관을 형성하는 범퍼커버와, 상기 범퍼빔과 상기 범퍼커버 사이에 배치된 완충부재와, 상기 프론트엔드모듈에 상단이 결합되고 하단은 상기 범퍼커버에 결합된 제1 보강브래킷과, 상기 제1 보강브래킷에 하단이 결합되고 상단은 상기 완충부재의 일부가 전방에 배치되도록 상기 범퍼빔에 결합되는 제2 보강브래킷을 포함한다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 따른 범퍼의 보강구조물은, 범퍼커버에 형성된 가스주입공간을 통해 보행자를 보호함과 동시에, 상기 범퍼커버로부터 완충부재로 전달된 충돌에너지를 제2 보강브래킷이 일부 흡수하도록 하여서, 상기 완충부재의 후방에 배치된 범퍼빔에 전달되는 충돌에너지를 최소화할 수 있으므로, 프론트엔드모듈의 파손을 최소화할 수 있고, 나아가서는 탑승자의 안전성능이 향상되는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 범퍼의 보강구조물이 도시된 내부 구성도,
도 2는 도 1의 A부의 상세도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 범퍼의 보강구조물의 측단면도,
도 4는 본 발명이 실시예에 의한 범퍼의 보강구조물의 감가속도 해석 그래프이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예에 의하여 범퍼의 보강구조물을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 범퍼의 보강구조물이 도시된 내부 구성도, 도 2는 도 1의 A부의 상세도, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 범퍼의 보강구조물의 측단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 범퍼의 보강구조물이 적용되는 자동차의 전방에는, 라디에이터, 헤드램프 등이 장착되는 프론트엔드모듈(10)이 배치된다.

또한, 프론트엔드모듈(10)의 전방에는 범퍼가 배치되는데, 상기 범퍼는 프론트엔드모듈(10)의 전면에 좌우방향으로 배치된 범퍼빔(20)과, 범퍼빔(20)의 전방에서 배치되어 상기 범퍼의 외관을 형성하는 범퍼커버(30)와, 범퍼빔(20)과 범퍼커버(30) 사이에 배치된 완충부재(40)를 포함한다.

범퍼빔(20)은 프론트엔드모듈(10)에 직접 용접되거나 체결되어서 결합될 수도 있으나, 본 실시예에서는 범퍼빔(20)의 양단이 마운팅브래킷(50)을 통해 프론트엔드모듈(10)의 전면에 결합된다.

완충부재(40)는 충돌에너지를 흡수할 수 있는 재질로 이루어지는 바, 우레탄이나 스티로폼을 포함할 수 있다.

범퍼커버(30)는 그 하부에 가스가 주입되는 가스주입공간(35)이 내부에 형성되어서, 범퍼커버(30)가 보행자와 충돌하였을 경우에 보행자의 다리 충격을 가스주입공간(35)을 통해 흡수한다.

또한, 프론트엔드모듈(10)에는 제1 보강브래킷(60)이 결합된다. 제1 보강브래킷(60)은 프론트엔드모듈(10)에 직접 용접되거나 체결되어서 결합될 수도 있으나, 본 실시예에서는 상단이 마운팅브래킷(50)을 통해 프론트엔드모듈(10)에 결합되고, 하단은 범퍼커버(30)의 내부에서 범퍼커버(30)의 하단에 결합된다.

제1 보강브래킷(60)은, 마운팅브래킷(50)에 결합되어 하단으로 갈수록 전방으로 경사지게 형성된 제1 경사부(62)와, 제1 경사부(62)로부터 절곡되어 가스주입공간(35)의 후방에 배치되는 수직부(64)와, 수직부(64)로부터 절곡되어 하단으로 갈수록 후방으로 경사지게 형성되고 범퍼커버(30)에 결합된 제2 경사부(66)를 포함한다.

한편, 범퍼빔(20)과 제1 보강브래킷(60) 사이에는, 제2 보강브래킷(70)이 배치된다. 제2 보강브래킷(70)은 제1 보강브래킷(60)에 하단이 결합되고, 상단은 완충부재(40)의 일부가 전방에 배치되도록 범퍼빔(20)에 결합된다. 본 실시예에서는 제2 보강브래킷(70)은 상단이 범퍼빔(20)의 하측에 결합되고, 하단은 제1 보강브래킷(60)의 수직부(64)에 결합된다. 이와같은 구조로 인해, 자동차가 보행자와 충돌할 경우 범퍼커버(30)에 가해지는 상기 보행자의 다리 충격을 가스주입공간(35)을 통해 흡수할 수 있고, 이때 범퍼커버(30)를 통해 완충부재(40)로 전달되는 충돌에너지를 완충부재(40)의 후방에서 제2 보강브래킷(70)이 일부 흡수할 수 있으므로, 완충부재(40)의 후방에 배치된 범퍼빔(20)으로 전달되는 충돌에너지를 최소화할 수 있다.

제2 보강브래킷(70)은 완충부재(40)와 접촉되는 면이 증가되도록, 완충부재(40)가 전방에 배치되는 부분인 상단이 나머지부분에 비해 좌우폭이 크게 형성된다. 따라서, 범퍼커버(30)로부터 완충부재(40)로 전달된 충돌에너지를 제2 보강브래킷(70)이 완충부재(40)의 후방에서 완충부재(40)와 충분한 면적으로 접촉되어 흡수하게 되므로, 범퍼빔(20)으로 전달되는 충돌에너지를 더욱 효과적으로 흡수할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 범퍼의 보강구조물은, 상기와 같이 결합되어서 마운팅브래킷(50), 범퍼빔(20), 제1 보강브래킷(60) 및 제2 보강브래킷(70)으로 둘러 쌓인 완충공간(80)이 형성된다. 따라서, 범퍼커버(30)로부터 완충부재(40)로 전달되는 충돌에너지를 완충공간(80)에서 흡수할 수 있으므로, 프론트엔드모듈(10)로 전달되는 충돌에너지를 최소화하여 프론트엔드모듈(10)이 파손되는 것을 최소화할 수 있다.

도 4는 본 발명이 실시예에 의한 범퍼의 보강구조물의 감가속도 해석 그래프이다.

통상적으로, 보행자와 자동차가 충돌하였을 경우에 상기 자동차에 전달되는 충돌에너지는 감가속도에 비례한다. 즉, 자동차에 전달되는 충돌에너지는 감가속도를 해석하여 알아낼 수 있다.

도 4에서, A그래프는 자동차의 충돌시에 본 발명의 실시예에 의한 범퍼의 보강구조물에 전달되는 감가속도를 해석한 그래프이고, B그래프는 기존의 범퍼에 전달되는 감가속도를 해석한 그래프이다.

도 4를 참조하면, 자동차가 보행자와 충돌하였을 경우에, 보행자의 다리의 중량 및 날아오는 속도는 동일하므로 충돌할 때의 충격량은 두 그래프 모두 동일하다. 이에 감가속도 값은 범퍼빔(20)에 의해서 충돌에너지가 흡수 되기 시작하는 시점(T1)부터 급격히 높아져서 범퍼빔(20)의 변형이 완료되고 리바운딩(Rebounding)이 일어나기 직전의 시점(T2)에 최고치를 나타내므로, 범퍼빔(20)에서 흡수해야할 충돌에너지가 작으면 감가속도 값은 낮아지게 된다. 즉, 감가속도 개선을 위해서는 범퍼빔(20)에서 충격을 흡수하기 시작하는 전단계인 범퍼커버(30)와 완충부재(40)에서 충격 흡수를 최대한 많이 해주어야 한다.

도 4의 그래프에서 알수 있듯이, 2ms까지의 범퍼커버(30)가 흡수하는 충격량은 두 그래프 모두 동일하나, 범퍼빔(20)이 충격 흡수를 시작하기 전 즉, 완충부재(40)가 충격 흡수 구간에서 B그래프보다 A그래프가 더 많은 에너지를 흡수하고 있음을 알 수 있었다. 이는 본 발명의 실시예에 의한 범퍼의 보강구조물에 완충부재(40)의 후면을 지지해주는 제2 보강브래킷(70)을 배치하여서, 제2 보강브래킷(70)이 범퍼커버(30)로부터 완충부재(40)로 전달된 충돌에너지의 일부를 흡수하도록 하여서, 범퍼빔(20)으로 전달되는 충돌에너지를 최소화 한 결과이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 의한 범퍼의 보강구조물의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 자동차가 보행자와 충돌하면 범퍼커버(30)로 전달된 상기 보행자의 다리충격은 가스주입공간(35)에서 흡수되어 보행자의 상해치를 최소화할 수 있다.

이때, 범퍼커버(30)로부터 완충부재(40)로 전달되는 충돌에너지는 완충부재(40)가 후방으로 밀리면서 완충부재(40)의 후방에 배치된 제2 보강브래킷(70)이 일부를 흡수하고, 나머지를 범퍼빔(20)에서 흡수하게 된다.

상기와 같이, 본 발명에 따른 범퍼의 보강구조물은, 자동차가 보행자와 충돌하였을 경우에 범퍼커버(30)에 형성된 가스주입공간(35)을 통해 보행자를 보호함과 동시에, 범퍼커버(30)로부터 완충부재(40)로 전달된 충돌에너지를 제2 보강브래킷(70)이 일부 흡수하도록 하여서, 완충부재(40)의 후방에 배치된 범퍼빔(20)에 전달되는 충돌에너지를 최소화할 수 있으므로, 프론트엔드모듈(10)의 파손을 최소화할 수 있고, 나아가서는 탑승자의 안전성능이 향상되는 효과가 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 프론트엔드모듈 20: 범퍼빔
30: 범퍼커버 35: 가스주입공간
40: 완충부재 50: 마운팅브래킷
60: 제1 보강브래킷 62: 제1 경사부
64: 수직부 66: 제2 경사부
70: 제2 보강브래킷 80: 완충공간

Claims (6)

1. 자동차의 전방에 배치된 프론트엔드모듈;
   상기 프론트엔드모듈의 전면에 좌우방향으로 배치된 범퍼빔;
   상기 범퍼빔의 전방에서 배치되어 외관을 형성하는 범퍼커버;
   상기 범퍼빔과 상기 범퍼커버 사이에 배치된 완충부재;
   상기 프론트엔드모듈에 상단이 결합되고, 하단은 상기 범퍼커버에 결합된 제1 보강브래킷; 및
   상기 제1 보강브래킷에 하단이 결합되고, 상단은 상기 완충부재의 일부가 전방에 배치되도록 상기 범퍼빔에 결합되는 제2 보강브래킷;을 포함하는 범퍼의 보강구조물.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 범퍼빔을 상기 프론트엔드모듈에 결합시키는 마운팅브래킷을 더 포함하고,
   상기 제1 보강브래킷의 상단은 상기 마운팅브래킷에 결합되는 범퍼의 보강구조물.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 마운팅브래킷, 상기 범퍼빔, 상기 제1 보강브래킷 및 상기 제2 보강브래킷으로 둘러 쌓인 완충공간이 형성된 범퍼의 보강구조물.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 범퍼빔의 하부에는 가스가 주입되는 가스주입공간이 형성되고,
   상기 제1 보강브래킷은,
   상기 마운팅브래킷에 결합되어, 하단으로 갈수록 전방으로 경사지게 형성된 제1 경사부와,
   상기 제1 경사부로부터 절곡되어, 상기 가스주입공간의 후방에 배치되는 수직부와,
   상기 수직부로부터 절곡되어 하단으로 갈수록 후방으로 경사지게 형성되고, 상기 범퍼커버에 결합된 제2 경사부를 포함하는 범퍼의 보강구조물.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제2 보강브래킷은 상단이 상기 범퍼빔의 하측에 결합되고, 하단은 상기 수직부에 결합되는 범퍼의 보강구조물.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 보강브래킷은 상기 완충부재와 접촉되는 면이 증가되도록, 상기 완충부재가 전방에 배치되는 부분이 나머지부분보다 좌우폭이 크게 형성된 범퍼의 보강구조물.

Images