KR20120010382A

KR20120010382A - 차량용 크래쉬 박스

Info

Publication number: KR20120010382A
Application number: KR1020100071879A
Authority: KR
Inventors: 김현경
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2010-07-26
Filing date: 2010-07-26
Publication date: 2012-02-03
Also published as: KR101154262B1

Abstract

단면 형상의 최적화를 통해 RCAR 코너 테스트와 센터 테스트를 동시에 만족시킬 수 있는 차량용 크래쉬 박스가 소개된다. 이러한 차량용 크래쉬 박스는 차량의 폭 방향으로 배치된 범퍼 빔(10)의 양 단부에 설치되고 차체의 사이드 멤버에 연결됨으로써, 차량의 충돌시 충격 에너지를 흡수하도록 마련된 크래쉬 박스(100)에 있어서, 상기 크래쉬 박스(100)의 단면 형상은 중공의 7각형 단면으로 이루어지고, 단면의 모서리 중 어느 하나는 내각이 90도로 형성되어 강성 보강부(R)를 이루고, 이 강성 보강부(R)는 차량의 내측 방향을 향하도록 위치되는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 크래쉬 박스{CRASH ABSORBING BOX FOR VEHICLE}

본 발명은 차량의 사이드 멤버와 범퍼 빔 사이에 설치되어 차량의 충돌시 충격 에너지를 흡수하는 차량용 크래쉬 박스에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 범퍼는 차체의 전방 및 후방에 설치되어 차량의 전후방 충돌시 차체 및 탑승자를 보호할 뿐만 아니라 후드 및 엔진룸에 장착된 엔진과 각종 기기 등을 보호한다.

이러한 범퍼는 범퍼의 외형을 이루는 범퍼 커버와, 충돌시 충격을 완화하며 충돌 후 형상복원 기능을 갖는 에너지업소버와, 이 에너지업소버를 지지하며 차체의 사이드 멤버에 설치되는 범퍼 빔(bumper beam)으로 되어 있으며, 상기 범퍼 빔과 사이드 멤버 사이에는 충돌시의 충격 에너지를 흡수하는 크래쉬 박스가 설치된다.

이러한 크래쉬 박스는 범퍼에 충격 에너지가 가해질 경우 주로 차체의 축방향으로 압축변형되면서 충격 에너지를 흡수할 수 있는 구조로 이루어지되, 사이드 멤버의 변형을 최소화할 수 있도록 하여 차량 충돌시 수리비가 절감될 수 있는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 자동차 업계의 대표적인 충돌 법규인 RCAR(Research Council for Automobile Repairs:세계자동차수리기술위원회)의 법규를 만족할 수 있는 구조로 이루어지는 것이 필요하다.

한편, 도 1을 참조하면, 종래에 RCAR의 범퍼 성능 테스트는 차량의 범퍼 빔(10)에 대각선 방향의 충격(D)을 가하여 압축 변형 성능을 평가하는 코너 테스트 방식만 존재하였으나, 근래에 차량의 범퍼 빔(10) 중앙부에 차량 축 방향의 충격(F)을 가하여 하중 지지 성능을 평가하는 센터 테스트 방식이 추가되었다.

한편, 종래의 크래쉬 박스(20)는 원형 단면, 4각형 단면, 8각형 단면 등을 갖도록 형성되었으며, RCAR 코너 테스트는 단면 계수가 높은 8각형 단면 형상(도 3 참조)으로 이루어질 경우 높은 성능 만족도를 얻을 수 있었다.

하지만, 8각형 단면의 경우 압축변형에는 유리하나 하중을 지지함에는 불리하여 RCAR 센터 테스트에 대응하기에는 어려운 구조이며, 4각형 단면 형상(도 2 참조)의 경우에는 하중 지지에 유리한 구조로서 RCAR 센터 테스트에 대응하기 유리한 구조이나, 압축변형에 불리하여 RCAR 코너 테스트에 대응하기는 어려운 구조이다.

따라서, RCAR 코너 테스트와 센터 테스트 모두에 유리한 최적의 형상으로 이루어진 크래쉬 박스의 개발이 요구되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고, 필요성을 충족하기 위해 제안된 것으로, 단면 형상의 최적화를 통해 RCAR 코너 테스트와 센터 테스트를 동시에 만족시킬 수 있는 차량용 크래쉬 박스를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 크래쉬 박스는, 차량의 폭 방향으로 배치된 범퍼 빔의 양 단부에 설치되고 차체의 사이드 멤버에 연결됨으로써, 차량의 충돌시 충격 에너지를 흡수하도록 마련된 크래쉬 박스에 있어서, 상기 크래쉬 박스의 단면 형상은 중공의 7각형 단면으로 이루어지고, 단면의 모서리 중 어느 하나는 내각이 90도로 형성되어 강성 보강부를 이루고, 이 강성 보강부는 차량의 내측 방향을 향하도록 위치되는 것을 특징으로 한다.

상기 크래쉬 박스의 단면은 평행하게 형성된 한 쌍의 수직 변과, 평행하게 형성된 한 쌍의 수평 변과, 상기 수직 변과 수평 변을 경사지게 연결하는 3개의 경사 변을 포함하고, 상기 한 쌍의 수직 변은 차량의 내측 방향을 향하도록 위치되는 내측 변과 차량의 외측 방향을 향하도록 위치되는 외측 변으로 이루어지고, 상기 한 쌍의 수평 변은 차량의 상측 방향을 향하도록 위치되는 상측 변과 차량의 하측 방향을 향하도록 위치되는 하측 변으로 이루어지며, 상기 내측 변과 상측 변은 직교하여 연결되는 것이 바람직하다.

상기 수직 변 사이의 거리를 A로, 상기 외측 변의 길이를 a1으로, 상기 내측 변의 길이를 a2로 설정할 때, 상기 수직 변 사이의 거리와 상기 외측 변 및 내측 변의 길이는 아래의 범위를 만족하도록 이루어지는 것이 바람직하다.

0.2 ＜ a1/A ＜ 0.8

0.6 ＜ a2/A ＜ 0.9

상술한 바와 같은 차량용 크래쉬 박스에 따르면, 단면 형상의 최적화를 통해 RCAR 코너 테스트와 센터 테스트에 동시에 대응할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 크래쉬 박스를 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 A-A 선을 따라 절단한 단면의 일례를 나타낸 도면.
도 3은 도 1의 A-A 선을 따라 절단한 단면의 다른 예를 나타낸
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬 박스를 나타낸 도면.
도 5는 도 4의 B-B 선을 따라 절단한 단면도.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 설명의 중복을 피하기 위하여 앞서 종래기술에서 설명된 부재와 동일한 부재에 대한 설명은 생략하며 동일한 참조부호를 사용한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 4 및 도 5를 참조하되 앞서 설명된 도 1을 부분적으로 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래쉬 박스(100)는 그 일측이 차량의 폭 방향으로 배치된 범퍼 빔(10)의 양 단부에 범퍼 빔 플레이트(200)를 매개로 설치되고, 타측은 차체의 사이드 멤버(미도시)에 사이드 멤버 플레이트(300)를 매개로 연결된다.

이러한 크래쉬 박스(100)는 차량의 충돌시 충격 에너지를 흡수하도록 마련된 것으로서, 상기 크래쉬 박스(100)의 단면 형상은 중공의 7각형 단면으로 이루어지는 것이 바람직하고, 단면의 모서리 중 어느 하나는 내각이 90도로 형성되어 강성 보강부(R)를 이루고, 이 강성 보강부(R)는 차량의 내측 방향을 향하도록 위치되는 것이 바람직하다.

상기 크래쉬 박스(100)의 단면은 평행하게 형성된 한 쌍의 수직 변(110)과, 평행하게 형성된 한 쌍의 수평 변(120)과, 상기 수직 변(110)과 수평 변(120)을 경사지게 연결하는 3개의 경사 변(130)을 포함한다.

여기서, 상기 한 쌍의 수직 변(110)은 차량의 내측 방향을 향하도록 위치되는 내측 변(111)과 차량의 외측 방향을 향하도록 위치되는 외측 변(112)으로 이루어지고, 상기 한 쌍의 수평 변(120)은 차량의 상측 방향을 향하도록 위치되는 상측 변(121)과 차량의 하측 방향을 향하도록 위치되는 하측 변(122)으로 이루어지며, 상기 내측 변(111)과 상측 변(121)은 직교하여 연결된다.

한편, 상기 수직 변(110) 사이의 거리를 A로, 상기 외측 변(112)의 길이를 a1으로, 상기 내측 변(111)의 길이를 a2로 설정할 때, 상기 수직 변(110) 사이의 거리와 상기 외측 변(112) 및 내측 변(111)의 길이는 아래의 범위를 만족하도록 이루어질 경우 최적의 효과를 얻을 수 있다.

0.2 ＜ a1/A ＜ 0.8

0.6 ＜ a2/A ＜ 0.9

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래쉬 박스를 차량에 적용할 경우 차량의 외측 방향으로는 종래의 8각형 단면이 부분적으로 적용되어 RCAR 코너 테스트에 따른 압축변형에 유리해 질 수 있게 되고, 차량의 내측 방향으로는 4각형 단면 형상이 부분적으로 적용된 강성 보강부(R)가 존재하여 RCAR 센터 테스트에 따른 하중 지지에 유리해 질 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래쉬 박스를 차량에 적용할 경우 RCAR 코너 테스트와 센터 테스트를 동시에 만족시킬 수 있다.

10 : 범퍼 빔 100 : 크래쉬 박스
R : 강성 보강부 110 : 수직 변
120 : 수평 변 130 : 경사 변
111 : 내측 변 112 : 외측 변
121 : 상측 변 122 : 하측 변

Claims

차량의 폭 방향으로 배치된 범퍼 빔(10)의 양 단부에 설치되고 차체의 사이드 멤버에 연결됨으로써, 차량의 충돌시 충격 에너지를 흡수하도록 마련된 크래쉬 박스(100)에 있어서,
상기 크래쉬 박스(100)의 단면 형상은 중공의 7각형 단면으로 이루어지고, 단면의 모서리 중 어느 하나는 내각이 90도로 형성되어 강성 보강부(R)를 이루고, 이 강성 보강부(R)는 차량의 내측 방향을 향하도록 위치되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
청구항 1에 있어서,
상기 크래쉬 박스의 단면은 평행하게 형성된 한 쌍의 수직 변(110)과, 평행하게 형성된 한 쌍의 수평 변(120)과, 상기 수직 변(110)과 수평 변(120)을 경사지게 연결하는 3개의 경사 변(130)을 포함하고, 상기 한 쌍의 수직 변(110)은 차량의 내측 방향을 향하도록 위치되는 내측 변(111)과 차량의 외측 방향을 향하도록 위치되는 외측 변(112)으로 이루어지고, 상기 한 쌍의 수평 변(120)은 차량의 상측 방향을 향하도록 위치되는 상측 변(121)과 차량의 하측 방향을 향하도록 위치되는 하측 변(122)으로 이루어지며, 상기 내측 변(111)과 상측 변(121)은 직교하여 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
청구항 2에 있어서,
상기 수직 변(110) 사이의 거리를 A로, 상기 외측 변(112)의 길이를 a1으로, 상기 내측 변(111)의 길이를 a2로 설정할 때, 상기 수직 변(110) 사이의 거리와 상기 외측 변(112) 및 내측 변(111)의 길이는 아래의 범위를 만족하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 크래쉬 박스.
0.2 ＜ a1/A ＜ 0.8
0.6 ＜ a2/A ＜ 0.9