KR20110103064A - Bumper beam for car and menufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차용 범퍼빔 및 그 제조방법에 관한 것으로, 커버와 스테이 사이에 배치 고정되며, 차량의 프론트 또는 리어에 설치되어 차량 충돌시 충격을 흡수하여 승객을 보호하는 자동차용 범퍼빔에 있어서; 상기 범퍼빔은 장섬유 강화 복합소재인 수지매트에 스틸이 인서트 성형되어 일체화된 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼빔을 제공한다.
본 발명에 따르면, 일종의 수지상 매트형태를 갖는 복합소재와 스틸이 하이브리드 형태로 일체화되어 범퍼빔을 구성함으로써 복합소재의 중량 절감에 따른 경량화가 가능하여 원가절감에 기여하며, 강도는 높여 충돌 안정성을 확보하고, 성형안정성 및 차량 연비 향상에 기여하는 효과를 얻을 수 있다.
The present invention relates to a bumper beam for automobiles and a method for manufacturing the same, which is fixedly disposed between a cover and a stay, and installed in a front or rear of a vehicle, the bumper beam for automobiles absorbing a shock during a vehicle collision to protect a passenger; The bumper beam provides a bumper beam for automobiles, which is integrally formed by insert molding steel into a resin mat that is a long fiber reinforced composite material.
According to the present invention, a composite material having a kind of dendritic mat form and steel are integrated in a hybrid form to form a bumper beam, thereby making it possible to reduce the weight according to the weight reduction of the composite material, thereby contributing to cost reduction, securing strength and increasing collision stability. In addition, the effect of contributing to the improvement of molding stability and vehicle fuel efficiency can be obtained.

Figure P1020100022181
Figure P1020100022181

Description

자동차용 범퍼빔 및 그 제조방법{BUMPER BEAM FOR CAR AND MENUFACTURING METHOD THEREOF}BUMPER BEAM FOR CAR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF {BUMPER BEAM FOR CAR AND MENUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 자동차용 범퍼빔 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하이브리드 공법을 이용하여 범퍼빔을 경량화하고, 이를 통해 차량의 연비 향상 및 고속 충돌 테스트시 빔의 끊어짐을 막아 에어백의 오동작을 방지할 수 있도록 개선된 자동차용 범퍼빔 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a bumper beam for automobiles and a method of manufacturing the same, and more particularly, to reduce the bumper beam by using a hybrid method, thereby improving the fuel economy of the vehicle and preventing breakage of the beam during a high-speed collision test, thereby preventing airbag malfunction. The present invention relates to an improved bumper beam for automobiles and a method of manufacturing the same.

일반적으로, 차량용 범퍼빔은 차량의 저속 충돌시 탄성적으로 변형하여 차량의 물리적인 손상을 최소화하기 위한 것으로서, 충돌시 그 충격을 흡수하여 탑승자의 안전을 도모하게 되며, 동시에 차체의 변형을 최소화 할 수 있도록 자동차 전,후방에 배치되는 완충수단이다.In general, the bumper beam for vehicles is to minimize the physical damage of the vehicle by elastically deforming at low speed collision of the vehicle, to absorb the impact during the collision to promote the safety of the occupants and at the same time to minimize the deformation of the vehicle body It is a cushioning means that is disposed in front and rear of the vehicle so that.

이러한 범퍼빔은 통상 스틸을 주 소재로 하여 제작되었으며, 차체에 고정되는 스테이(stay)에 연결되어 차량 충돌시 완충기능을 담당하였다.These bumper beams are usually made of steel, and are connected to a stay fixed to the vehicle body, thereby acting as a shock absorber in a vehicle crash.

그런데, 범퍼빔이 스틸로 제작될 경우 차량 중량이 증가하여 연비를 저하시키기 때문에 경량화에 촛점을 맞추어 지속적인 기술개발이 이루어져 왔다.However, when the bumper beam is made of steel, the vehicle weight increases and fuel efficiency is reduced, and thus, continuous technology development has been made to focus on weight reduction.

일 예로, 장섬유 강화 복합소재(Long Fiber-Reinforced Thermoplastic) 일명, GMT(Glass fiber Mat Thermoplastic)라 불리우는 신소재를 이용하여 경량화를 달성하는 예가 개시되고 있다.For example, a long fiber-reinforced thermoplastic (Long Fiber-Reinforced Thermoplastic) is also known to achieve a reduction in weight using a new material called a glass fiber mat thermoplastic (GMT).

여기에서, 장섬유 강화 복합소재란 범용수지인 폴리프로필렌(Polypropylene) 수지와 글래스 피버 매트(Glass fiber Mat) 강화재로 이루어진 판상 형태의 복합 소재로서, 특히 T-Die를 통해 압출된 용융상태의 폴리프로필렌과 글래스 피버 넌-우번 매트(Glass fiber non-woven Mat)가 직접 함침되어 수지와의 결합력이 우수하고, 글래스(Glass) 자체의 강도가 매트(Mat)상으로 보강되어 기존의 어떤 소재보다도 우수한 강도를 보이며, 플라스틱 고유의 특성인 경량성, 디자인 자유도는 물론 열가소성 수지에서 기인하는 높은 생산성, 재활용성 등의 특징을 갖는 신소재로 LFT(long fiber thermoplastic:장섬유 열가소성 수지) 도 포함된다.Here, the long fiber-reinforced composite material is a plate-shaped composite material made of polypropylene resin and glass fiber mat reinforcement, which are general-purpose resins, and in particular, polypropylene in a molten state extruded through T-Die. And glass fiber non-woven mat are directly impregnated to provide excellent bonding strength with resin, and the strength of glass itself is reinforced on mat, which is superior to other materials. In addition, LFT (long fiber thermoplastic) is also included as a new material having characteristics such as lightness, design freedom, as well as high productivity and recyclability resulting from thermoplastic resins.

이러한 소재는 경량화가 가능하고, 충돌 에너지의 흡수성이 우수하며, 디자인 자유도가 향상되고, 조립성은 물론 내부식성, 강성, 복원성, 차음성, 제진성, 탄성 내충격성 등이 우수하여 차세대 복합소재로서 주목 받고 있다.These materials can be reduced in weight, have excellent absorption of impact energy, improve design freedom, and are excellent in corrosion resistance, stiffness, resilience, sound insulation, vibration damping, and elastic impact resistance. I am getting it.

이와 같은 소재로 범퍼빔을 형성하고, 스틸을 범퍼빔의 웹(Web)에 덧대는 형태로 보강하는 구조를 갖춤으로써 스틸량을 줄일 수 있어 경량화를 달성할 수 있고, 충돌시 강도도 확보할 수 있었다.By forming a bumper beam with such a material and reinforcing the steel in the form of padding the web of the bumper beam, the amount of steel can be reduced and weight can be achieved, and the strength at the time of collision can be secured. there was.

그러나, 이 경우에는 스틸이 소재에 단순히 덧대어진 형태이므로 고속 충돌시 스틸과 소재가 분리되면서 충돌되는 부위가 파단되는 문제를 야기시켜 원하는 충돌 시험 성능을 확보하지 못하는 단점이 있었다.However, in this case, since steel is simply padded on the material, the steel and the material are separated during the high-speed collision, thereby causing a problem of breaking the crashed part, thereby failing to secure desired crash test performance.

이에, 도 1에 도시된 바와 같이 앞서 설명한 복합소재 단독으로 그 종단면이 'C형', '역C형', 'H형' 등을 갖는 범퍼빔(10)을 구성한 시도들이 개시되었다.Accordingly, attempts have been made in which the bumper beam 10 having a longitudinal cross-section having a 'C-type', 'inverse C-type', 'H-type', and the like, as described above is shown in FIG. 1.

하지만, 이 경우에는 저속 충돌테스트, 고속 대차 테스트, 고속 실차 테스트 등의 성능을 만족시키기 위해서는 복합소재의 중량이 커져야 하기 때문에 스틸에 비해서는 작은 중량을 갖지만 소재의 특성상 원가부담이 커지는 단점이 유발되었다.However, in this case, in order to satisfy the performance of the low speed crash test, high speed bogie test, high speed real vehicle test, etc., the weight of the composite material has to be increased, so it has a small weight compared with steel, but the cost burden is increased due to the characteristics of the material. .

또한, 프론트 범퍼빔의 경우에는 고속 충돌시 규정치 에어백의 전개/비전개에 대한 규정도 만족시켜야 한다.In addition, in the case of front bumper beams, the provisions for the deployment / deployment of the prescribed airbags at high speed collisions are also to be satisfied.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 범퍼빔을 복합소재와 스틸이 일체화되게 하이브리드 공법으로 인서트 성형하여 각종 법규 및 고속 충돌테스트 성능은 물론 에어백 전개/비전개 성능까지 만족시키면서 중량은 줄이고 강도는 높으며 원가는 절감시킬 수 있도록 하여 차량 연비 향상에 일조할 수 있도록 한 자동차용 범퍼빔 및 그 제조방법을 제공함에 그 주된 해결 과제가 있다.The present invention was created in view of the above-described problems in the prior art, and inserts a bumper beam by a hybrid method in which a composite material and steel are integrated, and various laws and high-speed crash test performance as well as airbag deployment / The main problem is to provide a bumper beam for automobiles and a method of manufacturing the same to help improve fuel efficiency by reducing the weight, high strength, and low cost while satisfying the non-development performance.

본 발명은 상기한 해결 과제를 달성하기 위한 수단으로, 커버와 스테이 사이에 배치 고정되며, 차량의 프론트 또는 리어에 설치되어 차량 충돌시 충격을 흡수하여 승객을 보호하는 자동차용 범퍼빔에 있어서; 상기 범퍼빔은 장섬유 강화 복합소재인 수지매트에 스틸이 인서트 성형되어 일체화된 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼빔을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a vehicle bumper beam disposed between a cover and a stay, and installed at a front or rear of a vehicle to absorb a shock during a vehicle collision to protect a passenger; The bumper beam provides a bumper beam for automobiles, which is integrally formed by insert molding steel into a resin mat that is a long fiber reinforced composite material.

이때, 상기 스틸에는 경량화 및 접합강도 향상을 위해 적어도 하나 이상의 장방형 홀이 가공되어 인서트 성형시 상기 수지매트가 쐐기형태로 맞물려 접합되는 것에도 그 특징이 있다.At this time, the steel is characterized in that at least one rectangular hole is processed in order to reduce the weight and improve the bonding strength, the resin mat is joined to the wedge shape when the insert molding.

또한, 상기 장방형 홀은 상기 스틸의 길이방향 중앙을 기준으로 좌,우 대칭되게 형성된 것에도 그 특징이 있다.In addition, the rectangular hole is characterized in that the left and right symmetrical with respect to the longitudinal center of the steel.

뿐만 아니라, 본 발명은 커버와 스테이 사이에 배치 고정되며, 차량의 프론트 또는 리어에 설치되어 차량 충돌시 충격을 흡수하여 승객을 보호하는 자동차용 범퍼빔 제조방법에 있어서; 상기 범퍼빔 제작용 하부금형의 적소에 스프링을 통해 탄성유동되는 다수의 가이드핀을 구비하는 단계와; 상기 하부금형의 상부에 가열된 장섬유 강화 복합소재인 수지매트를 적층하는 단계와; 적층된 수지매트 상부에 범퍼빔 형상으로 가공된 스틸을 안착시키되 상기 스틸에 형성된 스테이 체결용 구멍을 상기 가이드핀에 맞추어 끼우는 단계와; 상기 스틸 상부로 다시 가열된 수지매트를 안착시키고, 상부금형을 닫아 가압성형하는 단계를 거쳐 수지매트를 고른 두께로 성형하고, 성형시 스틸이 수지매트 내부에서 뒤틀리거나 비틀리거나 혹은 유동되지 않고 균일하게 매립되어 일체화시킨 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼빔 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention is disposed between the cover and the stay fixed, and installed in the front or rear of the vehicle in the bumper beam manufacturing method for automobiles to protect the passengers by absorbing the impact during a vehicle crash; Providing a plurality of guide pins elastically flown through springs in place of the lower mold for producing the bumper beams; Stacking a resin mat of a heated long fiber reinforced composite material on top of the lower mold; Seating the processed steel in a bumper beam shape on the laminated resin mat, and fitting the stay fastening hole formed in the steel to the guide pin; The resin mat heated to the upper part of the steel is seated again, and the upper mold is closed and press-molded to form a resin mat with an even thickness, and during molding, the steel is not twisted, twisted or flowed uniformly inside the resin mat. Provided is a method for manufacturing a bumper beam for automobiles, which is embedded and integrated.

이 경우, 상기 장섬유 강화 복합소재인 수지매트는 GMT 또는 LFT인 것에도 그 특징이 있다.In this case, the long-fiber reinforced composite material is characterized in that the GMT or LFT.

본 발명에 따르면, 일종의 수지상 매트형태를 갖는 복합소재와 스틸이 하이브리드 형태로 일체화되어 범퍼빔을 구성함으로써 복합소재의 중량 절감에 따른 경량화가 가능하여 원가절감에 기여하며, 강도는 높여 충돌 안정성을 확보하고, 성형안정성 및 차량 연비 향상에 기여하는 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, a composite material having a kind of dendritic mat form and steel are integrated in a hybrid form to form a bumper beam, thereby making it possible to reduce the weight according to the weight reduction of the composite material, thereby contributing to cost reduction, securing strength and increasing collision stability. In addition, the effect of contributing to the improvement of molding stability and vehicle fuel efficiency can be obtained.

도 1은 종래 기술에 따른 범퍼빔의 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 범퍼빔의 설치예를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 범퍼빔의 하이브리드 성형방법을 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 범퍼빔의 저속충돌 테스트 결과를 보인 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 범퍼빔의 에어백 전개/비전개 테스트 결과를 보인 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 범퍼빔의 고속대차 충돌 테스트 결과를 보인 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 범퍼빔의 고속실차 충돌 테스트 결과를 보인 도면이다.
1 is an exemplary view of a bumper beam according to the prior art.
2 is an exemplary view showing an installation example of a bumper beam according to the present invention.
3 is an exemplary view showing a hybrid molding method of a bumper beam according to the present invention.
4 is a view showing a low-speed crash test results of the bumper beam according to the present invention.
5 is a view showing the airbag deployment / non-development test results of the bumper beam according to the present invention.
6 is a view showing a fast bogie collision test results of the bumper beam according to the present invention.
7 and 8 are views showing the results of a high speed vehicle crash test of the bumper beam according to the present invention.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 범퍼빔(100)은 장섬유 강화 복합소재(Long Fiber-Reinforced Thermoplastic)(이하 '수지매트'라 함)(110)에 스틸(120)이 인서트(insert) 성형되어 제조된다.As shown in FIG. 2, the bumper beam 100 for an automobile according to the present invention may have a steel 120 in a long fiber-reinforced thermoplastic (hereinafter referred to as a resin mat) 110. It is manufactured by insert molding.

이 경우, 상기 장섬유 강화 복합소재인 수지매트(110)는 GMT 또는 LFT를 포함한다.In this case, the resin mat 110, the long fiber reinforced composite material includes a GMT or LFT.

그리고, 상기 범퍼빔(100)은 스테이(200)에 결합되며, 상기 스테이(200)는 차체에 고정된다.The bumper beam 100 is coupled to the stay 200, and the stay 200 is fixed to the vehicle body.

이때, 상기 스틸(120)의 일부에는 적어도 하나 이상의 장방형 홀(122)이 형성됨이 바람직하다.In this case, at least one rectangular hole 122 is preferably formed in a part of the steel 120.

여기에서, 상기 장방형 홀(122)은 스틸(120)의 길이 중앙을 기점으로 좌,우 대칭되게 형성됨이 바람직하며, 특히 상기 장방형 홀(122)은 하이브리드 성형시, 즉 인서트 성형시 상기 수지매트(110)와의 접합특성을 향상시키기 위함이다.Here, the rectangular hole 122 is preferably formed to be symmetrical left and right from the center of the length of the steel 120, in particular, the rectangular hole 122 is the hybrid mat during the hybrid molding, that is, insert molding the resin mat ( This is to improve the bonding characteristics with 110).

다시 말해, 가열된 상태로 가압성형되는 수지매트(110)가 상기 스틸(120)에 형성된 장방형 홀(122)에 매립되면서 쐐기형태로 접합되도록 하여 상호 접합강도를 향상시키기 위함이다.In other words, the resin mat 110 pressurized in a heated state is embedded in the rectangular hole 122 formed in the steel 120 to be joined in a wedge shape to improve mutual bonding strength.

그런데, 본 발명에 따른 인서트 성형은 다음과 같은 문제 때문에 당업자가 단순 인서트 형태로 성형하기가 곤란하다.However, insert molding according to the present invention is difficult for those skilled in the art to mold into a simple insert form due to the following problems.

즉, 인서트되는 스틸(120)은 수지매트(110)에 매립되는 형태를 이루어야 하므로 수지매트(110)를 놓고 그 위에 스틸(120)을 얹혀 가압성형할 때 가압력에 의해 스틸(120)이 유동되면서 뒤틀리거나 비틀리는 현상이 발생하여 성형 불량을 유발하게 된다.That is, since the steel 120 to be inserted should have a form embedded in the resin mat 110, the steel 120 is flowed by pressing force when the resin mat 110 is placed and the steel 120 is placed thereon under pressure. Warping or twisting may occur, causing mold failure.

특히, 범퍼빔(100)은 스테이(200)에 고정되어야 하므로 적소에 고정용 구멍이 형성되어 있는데 성형시 유동되는 스틸(120) 때문에 고정용 구멍이 일치되지 않게 되어 체결불량도 유발하게 된다.In particular, since the bumper beam 100 is to be fixed to the stay 200, a fixing hole is formed in place, but the fixing holes are not matched due to the steel 120 flowing during molding, thereby causing a fastening failure.

또한, 범퍼빔(100) 성형시 스틸(120)의 유동은 수지매트(110)의 두께 편차를 유발시켜 충돌테스트 성능을 만족시키지 못하게 된다.In addition, the flow of the steel 120 when forming the bumper beam 100 causes a thickness variation of the resin mat 110, thereby preventing the crash test performance from being satisfied.

본 발명은 이와 같은 범퍼빔 성형상의 곤란성을 충분히 감안하여 하이브리드 성형, 즉 인서트 성형시 도 3과 같은 방법으로 성형함으로써 이를 해결하였고, 이와 같은 방식으로 제작된 범퍼빔(100)의 다양한 성능 테스트를 통해 현행 규정을 만족하는 범퍼빔을 제작할 수 있었다.The present invention has been solved by molding in the same manner as in Figure 3 when hybrid molding, that is, insert molding in consideration of the difficulty in forming the bumper beam, and through various performance tests of the bumper beam 100 manufactured in such a manner A bumper beam that satisfies current regulations could be manufactured.

예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 하부금형(300)의 적소에 다수의 가이드핀(310)을 설치하되, 상기 가이드핀(310)이 스프링(320)에 의해 탄성복귀 가능하도록 상하방향으로 움직일 수 있게 구성한다.For example, as shown in Figure 3, while installing a plurality of guide pins 310 in place of the lower mold 300, the guide pins 310 to move up and down to enable elastic return by the spring (320) Configure it to be possible.

그 상태에서, 하부금형(300)의 상부에 가열된 수지매트(110)를 적층하여 안착시킨다.In this state, the heated resin mat 110 is stacked and seated on the upper portion of the lower mold 300.

이어, 적층된 수지매트(110) 상부에 범퍼빔 형상으로 가공된 스틸(120)을 안착시키되 상기 스틸(120)에 형성된 구멍(스테이 체결용)을 상기 가이드핀(310)에 맞추어 끼운다.Subsequently, the steel 120 processed in a bumper beam shape is seated on the laminated resin mat 110, and a hole (for fastening the stay) formed in the steel 120 is fitted to the guide pin 310.

그런 후 스틸(120) 상부로 다시 가열된 수지매트(110)를 안착시키고, 상부금형(330)을 닫아 가압한다.Then, the resin mat 110 heated to the upper portion of the steel 120 is seated again, the upper mold 330 is closed and pressurized.

그러면, 상부금형(330)에 의해 수지매트(110)가 압착되면서 스틸(120)을 누르게 되고, 가이드핀(310)이 함께 하향이동되면서 스프링(320)은 탄성 압축되며, 상부금형(330)과 하부금형(300)이 정확하게 맞물리게 된다.Then, the resin mat 110 is pressed by the upper mold 330 and the steel 120 is pressed. As the guide pin 310 moves downward together, the spring 320 is elastically compressed, and the upper mold 330 is The lower mold 300 is correctly engaged.

이때, 상기 가이드핀(310)은 상기 스틸(120)에 끼워진 상태에서 스틸(120)의 두께만큼 눌리지 않고 남아 있게 되므로 스틸(120)은 가해지는 압력에 의해서도 유동되지 않고 제자리를 유지하게 되며, 따라서 수지매트(110)는 고른 두께를 가지면서 성형되고 스틸(120)도 수지매트(110) 내부에서 뒤틀리거나 비틀리거나 혹은 유동되지 않고 균일하게 인서트되어 일체를 이루게 된다.At this time, the guide pin 310 is not pressed by the thickness of the steel 120 in the state fitted to the steel 120, so that the steel 120 does not flow even by the pressure applied to maintain the place, The resin mat 110 is molded to have an even thickness, and the steel 120 is also uniformly inserted into the resin mat 110 without being twisted, twisted or flowed to form a single body.

이렇게 하여, 성형이 완료되면 상부금형(330)과 하부금형(300)을 분리한 후 제품인 범퍼빔(100)을 이젝트함으로써 최종적으로 본 발명에 따른 범퍼빔(100)을 완성할 수 있게 된다.In this way, when the molding is completed, by separating the upper mold 330 and the lower mold 300, by ejecting the bumper beam 100 of the product can finally complete the bumper beam 100 according to the present invention.

이와 같이 성형된 범퍼빔(100)의 성능을 테스트하기 위해 각 테스트 조건에서 테스트하였다.In order to test the performance of the bumper beam 100 thus formed, it was tested under each test condition.

예컨대, 저속 충돌 테스트의 경우는 도 4에 도시된 바와 같이, 침입(Intrusion) 성능을 만족시켰으며, 또한 손상도 없었다.For example, in the case of the slow collision test, as shown in FIG. 4, the intrusion performance was satisfied and there was no damage.

즉, FMVSS PART 581 Intrusion Spec: 94mm 대비 모두 스펙(Spec)을 만족시켰으며, IIHS FULL BARRIER Intrusion Spec: 172mm 대비 모두 스펙을 만족시켰고, IIHS 15% 오프셋 배리어 Intrusion Spec: 110mm 대비 모두 스펙을 만족시켰다.In other words, it satisfies all specifications of FMVSS PART 581 Intrusion Spec: 94mm, IIHS FULL BARRIER Intrusion Spec: 172mm, and IIHS 15% offset barrier Intrusion Spec: 110mm.

뿐만 아니라, IIHS FULL & 15% 오프셋 배리어(Barrier) 충돌시에도 침입이 규정치보다 낮게 나타나 규정치(Spec)를 모두 만족함을 확인하였다.In addition, it was confirmed that the intrusion was lower than the specified value even when IIHS FULL & 15% offset barrier collision resulted in satisfying all of the specified specification.

특히, 저속 충돌시험의 경우 이를 최초로 채택한 미국은 모든 안전 관련 규정을 FMVSS로 채택하고 있으나, 다른 나라의 저속충돌 시험은 FMVSS 규정이 아닌 별도의 Regulation으로 규정하고 있는데, 이는 도 9와 같다.In particular, in the case of the low-speed collision test, the United States, which adopted it for the first time, adopts all safety-related regulations as FMVSS. However, the low-speed collision test in other countries is regulated by a separate regulation rather than the FMVSS regulations.

또한, 에어백 전개/비전개 테스트의 경우는 도 5에 도시된 바와 같이, 테스트 그래프에 나타난 바와 같이 쓰레솔드 라인(Threshold Line)을 기준으로 에어백의 전개/비전개가 명확히 구분됨으로써 이를 만족하는 것으로 확인되었으며, 또한 범퍼빔의 크랙 파단 부분도 균일하게 나타남을 확인하였다.In addition, in the case of the airbag deployment / non-development test, as shown in FIG. 5, it was confirmed that the airbag deployment / non-development was clearly satisfied based on the threshold line as shown in the test graph. In addition, it was confirmed that the crack fracture portion of the bumper beam appeared uniformly.

다시 말해, 속도 18kph인 경우에는 에어백이 전개되었으며, 12kph에서는 전개되지 않았다.In other words, the airbag was deployed at a speed of 18 kph, but not at 12 kph.

이때, 에어백 전개/비전개 기준은 아래 그림처럼 15kph이하 40% Offset 충돌, 8~10mph 이하 정면 충돌시 에어백이 터지면 안되고, 12~19mph 이상 정면충돌 및 18~22mph 이상 Car-To-Pole에서 에어백이 전개되어야 한다.At this time, the airbag deployment / deployment criteria is 40% Offset collision below 15kph, the airbag should not burst in frontal collision below 8 ~ 10mph as shown in the figure below. It must be deployed.

Figure pat00001
Figure pat00001

또한, 테스트 요구조건은 에어백 비전개/전개 조건을 기준으로 아래그림과 같이 Threshold Line Zone이 생성되어야 하는데, 본 발명에서는 이 존이 분명히 생성되었음을 확인하였다.In addition, the test requirements should be created in the Threshold Line Zone as shown below based on the airbag deployment / deployment conditions, the present invention confirmed that this zone was created.

Figure pat00002

Figure pat00002

그리고, 고속대차 충돌테스트의 경우에는 도 6에 도시된 바와 같이, 26.3kph 오프셋 충돌과 32.3kph 플랫 베리어(Flat barrier) 테스트 결과, 그래프에 나타난 것처럼 26.3kph 오프셋 충돌의 경우에는 스틸 대비 초기 피크값이 2G(감속도) 정도 높게 나타났고, 32.3kph 플랫 베리어(Flat barrier) 테스트의 경우에는 스틸 대비 초기 피크값이 1G 정도 높게 나타났는 바, 이를 통해 승객에서 주는 충격이 줄어드는 것을 확인하였다.In the case of the high-speed bogie collision test, as shown in FIG. 6, as a result of the 26.3 kph offset collision and the 32.3 kph flat barrier test, as shown in the graph, in the case of the 26.3 kph offset collision, an initial peak value of the steel is shown. The 2G (deceleration) was shown to be high, and the 32.3kph flat barrier test showed an initial peak value of 1G higher than that of steel, which reduced the impact from passengers.

즉, 초기 피치가 높아야 충돌 후 충격이 감쇄되면서 안정성을 확보하게 되는데, 초기 피치가 낮게 되면 후속 피치가 발생되면서 2차 충격이 가해져 승객의 안전을 해치게 되므로 초기 피치가 높아야 되는데, 테스트 결과 스틸 단독에 비해 초기 피치가 훨씬 높은 것으로 확인되었다.In other words, when the initial pitch is high, the impact is reduced after the collision to secure stability. When the initial pitch is low, the subsequent pitch is generated and the secondary impact is applied to harm the safety of the passenger, so the initial pitch must be high. The initial pitch was found to be much higher.

다시 말해, 초기 감속도가 높을수록 충돌시 인체 상해에 미치는 상해치가 적어진다.In other words, the higher the initial deceleration, the smaller the injury to human injury during collision.

마지막으로, 고속실차 충돌테스트의 경우에는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 56kph 정면충돌과 64kph 오프셋 충돌을 테스트한 결과, 56kph 정면충돌시에는 그래프에서와 같이 범퍼빔이 파단되지 않고 크랙만 발생됨을 확인하였고, 64kph 오프셋 충돌시에도 동일한 효과가 확인되었다.Finally, in the case of the high speed vehicle crash test, as shown in FIG. 7 and FIG. 8, the 56kph frontal collision and the 64kph offset collision were tested. As a result of the 56kph frontal collision, the bumper beam does not break as shown in the graph. It has been confirmed that the same effect was confirmed in the case of 64kph offset collision.

즉, 국내 자동차 법규기준하여 정면충돌 56kph, 미국 IIHS 40% Deformable OFFSET 충돌 64kph로 test가 진행되어지며, 국내 56kph의 경우 스타(1~5)로 등급을 정하고, IIHS OFFSET 의 경우 4등급 체제인(Good, Acceptable, Marginal, Poor)로 나누어진다.In other words, the test is conducted with a frontal collision 56kph and a US IIHS 40% Deformable Offset collision 64kph based on domestic car regulations. Good, Acceptable, Marginal, Poor).

또한, 가장 중요한 것이 충돌시 빔의 끊어짐이 없어야 한다.Also, most importantly, there should be no breaking of the beam in the event of a collision.

본 발명에 따른 범퍼빔의 경우 56kph 정면충돌 5star, IIHS OFFSET의 경우 양호(Good) 판정을 받을수 있었다.In the case of the bumper beam according to the present invention, a 56 kph frontal collision 5 star and IIHS offset were able to be judged good.

뿐만 아니라, 충돌후 범퍼빔의 끊어짐도 발생하지 않았다.In addition, the bumper beam was not broken after the collision.

이로써, 본 발명에 따른 범퍼빔(100)은 법규 테스트는 물론 상품성 테스트 모두를 만족시키면서 하이브리드 성형이 가능하여 중량은 줄이면서 강도는 높이고, 균일하고 안정적인 충격흡수성을 가지므로 기존 스틸재 범퍼빔 혹은 수지매트 단독으로 된 범퍼빔을 충분히 대체할 수 있을 것으로 기대된다.As a result, the bumper beam 100 according to the present invention is capable of hybrid molding while satisfying both the legal test and the commerciality test, thereby reducing the weight while increasing the strength, and having the uniform and stable shock absorbency. It is expected that the bumper beam made of the mat alone can be sufficiently replaced.

100 : 범퍼빔 110 : 수지매트
120 : 스틸 200 : 스테이
300 : 하부금형 310 : 가이드핀
320 : 스프링 330 : 상부금형
100 bumper beam 110 resin mat
120: steel 200: stay
300: lower mold 310: guide pin
320: spring 330: upper mold

Claims (6)

커버와 스테이 사이에 배치 고정되며, 차량의 프론트 또는 리어에 설치되어 차량 충돌시 충격을 흡수하여 승객을 보호하는 자동차용 범퍼빔에 있어서;
상기 범퍼빔은 장섬유 강화 복합소재인 수지매트에 스틸이 인서트 성형되어 일체화된 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼빔.
A bumper beam for a vehicle disposed between and fixed between a cover and a stay, and installed at a front or rear of a vehicle to absorb a shock during a vehicle collision to protect a passenger;
The bumper beam is a bumper beam for automobiles, characterized in that the steel is inserted into the resin mat is a long fiber reinforced composite material.
청구항 1에 있어서;
상기 장섬유 강화 복합소재인 수지매트는 GMT 또는 LFT인 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼빔.
The method according to claim 1;
The long mat fiber reinforced composite material is a bumper beam for automobiles, characterized in that the GMT or LFT.
청구항 1에 있어서;
상기 스틸에는 경량화 및 접합강도 향상을 위해 적어도 하나 이상의 장방형 홀이 가공되어 인서트 성형시 상기 수지매트가 쐐기형태로 맞물려 접합되는 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼빔.
The method according to claim 1;
The steel bumper beam is characterized in that at least one rectangular hole is processed to reduce weight and improve bonding strength, so that the resin mat is joined in a wedge shape when the insert is formed.
청구항 2에 있어서;
상기 장방형 홀은 상기 스틸의 길이방향 중앙을 기준으로 좌,우 대칭되게 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼빔.
The method according to claim 2;
The rectangular hole bumper beam, characterized in that the left and right symmetrical with respect to the longitudinal center of the steel.
커버와 스테이 사이에 배치 고정되며, 차량의 프론트 또는 리어에 설치되어 차량 충돌시 충격을 흡수하여 승객을 보호하는 자동차용 범퍼빔 제조방법에 있어서;
상기 범퍼빔 제작용 하부금형의 적소에 스프링을 통해 탄성유동되는 다수의 가이드핀을 구비하는 단계와;
상기 하부금형의 상부에 가열된 장섬유 강화 복합소재인 수지매트를 적층하는 단계와;
적층된 수지매트 상부에 범퍼빔 형상으로 가공된 스틸을 안착시키되 상기 스틸에 형성된 스테이 체결용 구멍을 상기 가이드핀에 맞추어 끼우는 단계와;
상기 스틸 상부로 다시 가열된 수지매트를 안착시키고, 상부금형을 닫아 가압성형하는 단계를 거쳐 수지매트를 고른 두께로 성형하고, 성형시 스틸이 수지매트 내부에서 뒤틀리거나 비틀리거나 혹은 유동되지 않고 균일하게 매립되어 일체화시킨 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼빔 제조방법.
A method for manufacturing a bumper beam for automobiles, which is disposed between the cover and the stay and is installed at the front or rear of the vehicle to absorb shocks during a vehicle collision to protect passengers;
Providing a plurality of guide pins elastically flown through springs in place of the lower mold for producing the bumper beams;
Stacking a resin mat of a heated long fiber reinforced composite material on top of the lower mold;
Seating the processed steel in a bumper beam shape on the laminated resin mat, and fitting the stay fastening hole formed in the steel to the guide pin;
The resin mat heated to the upper part of the steel is seated again, and the upper mold is closed and press-molded to form a resin mat with an even thickness. A method for manufacturing a bumper beam for automobiles, which is embedded and integrated.
청구항 5에 있어서;
상기 장섬유 강화 복합소재인 수지매트는 GMT 또는 LFT인 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼빔 제조방법.
The method of claim 5, further comprising:
Resin mat is a long fiber reinforced composite material is a vehicle bumper beam manufacturing method characterized in that the GMT or LFT.
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