KR20120014849A - 차량용 범퍼빔 유닛 - Google Patents

Abstract

차량용 범퍼빔 유닛이 개시된다. 본 발명에 따른 차량용 범퍼빔 유닛은 양 측방에 전후방향으로 관통홀을 형성하는 범퍼빔; 상기 범퍼빔의 양측 관통홀에 양단을 통하여 삽입되어 상기 범퍼빔의 전방에 전구간이 접촉된 상태로 용접되는 임팩트 빔; 상기 임팩트 빔의 양단에 체결되는 스테이; 및 상기 스테이의 후단에 용접되는 장착 플레이트를 포함한다.

Description

차량용 범퍼빔 유닛{AUTOMOTIVE BUMPER BEAM UNIT}

본 발명은 차량용 범퍼빔 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 범퍼빔의 전방에 임팩트 빔을 배치하고, 임팩트 빔의 양단부를 통하여 스테이와 연결되도록 하여 전방 충돌 성능 및 조립성을 향상시키는 차량용 범퍼빔 유닛에 관한 것이다.

일반적으로 차량에서의 범퍼는 자동차가 다른 자동차나 고정체와의 충돌 시, 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 차체측 사이드 멤버(111)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 범퍼빔 유닛(105)은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 전방 충돌 성능을 향상시키기 위하여 롤 포밍 성형되는 상기 범퍼빔(101)의 전면에 별도의 보강판(113)이 용접 조립된다.

그러나 상기한 종래의 범퍼빔(101)은 보강판(113)을 추가 구성함에도 불구하고, 전방 충돌 시, 그 충돌 에너지가 범퍼빔(101) 전체로 분산 흡수되지 못하고, 중앙부에 집중되어 전방 충돌 성능이 만족할만한 수준에 이르지 못하고, 구조적으로도 안정적이지 못한 등의 문제점이 있다.

또한, 이는 차량 사고 시, 승객 안전을 저해하는 요인이 되며, 사고 발생 시, 수리비용을 과다하게 하는 요인이 된다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점들을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하려는 과제는 범퍼빔의 전방에 임팩트 빔을 배치한 상태로, 임팩트 빔의 양단부를 통하여 스테이와 체결되도록 하여 전방 충돌 성능 및 조립성이 향상되고, 구조적으로 안정된 차량용 범퍼빔 유닛을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명의 양 측방에 전후방향으로 관통홀을 형성하는 범퍼빔; 상기 범퍼빔의 양측 관통홀에 양단을 통하여 삽입되어 상기 범퍼빔의 전방에 전구간이 접촉된 상태로 용접되는 임팩트 빔; 상기 임팩트 빔의 양단에 체결되는 스테이; 및 상기 스테이의 후단에 용접되는 장착 플레이트를 포함한다.

또한, 상기 범퍼빔은 롤 포밍 성형에 의해 그 전면에 길이방향을 따라 홈부를 형성하는 성형빔으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 임팩트 빔은 상기 범퍼빔의 전면에 접촉된 상태로 용접되는 전면부; 및 상기 전면부의 양측에서 후방으로 절곡되어 상기 관통홀에 삽입되며, 양 단부를 통하여 상기 스테이에 체결되는 체결부로 형성될 수 있다.

또한, 상기 체결부는 각 단부에 나사산을 형성하여 상기 스테이에 나사 체결될 수 있다.

또한, 상기 임팩트 빔은 원형의 중공관재로 형성될 수 있다.

또한, 상기 스테이는 내경이 다른 원통형상의 2단 중공관으로 형성되며, 제1단 중공관은 내주면에 나사산이 형성되어 상기 임펙트 빔에 나사 체결되고, 제2단 중공관은 상기 제1단 중공관에 비하여 내경이 크게 형성되어 상기 장착 플레이와 용접될 수 있다.

또한, 상기 장착 플레이트는 중앙부 일측에 홀 버링 가공에 의해 돌출되는 장착단을 형성하여 상기 장착단을 통하여 상기 스테이에 끼워진 상태로 용접 고정될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 범퍼빔 유닛에 의하면, 롤 포밍 성형되는 범퍼빔의 양측 관통홀을 통하여 임팩트 빔의 양측 체결부를 삽입하여 임팩트 빔이 범퍼빔의 전면에 고정됨으로, 차량의 전방 충돌 시, 그 충격력이 임팩트 빔을 통하여 범퍼빔의 전면에 대하여 전구간에 고르게 분산하여 전달되도록 함으로써 충격 흡수 성능을 향상시키고, 이로 인한 전방 충돌 성능을 높일 수 있다.

즉, 범퍼빔의 전방 충돌 시, 범퍼커버로부터 전달되는 충돌 에너지를 임팩트 빔이 범퍼빔 전체로 분산 흡수하도록 충돌 에너지 흡수구간을 더욱 넓게 확보할 수 있다.

또한, 임팩트 빔의 양측 체결부에 스테이를 나사 체결에 의해 쉽게 체결할 수 있으며, 스테이의 형상 또한, 확관 성형관재로 쉽게 생산할 수 있으며 그 구성품의 수도 줄일 수 있다.

도 1은 일반적인 차량용 범퍼의 분해 사시도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 조립 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛과 종래 기술에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 전방 충돌 시험에 의한 응력 분포 및 변형량을 비교한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛과 종래 기술에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 전방 충돌 시험에 의한 변위량 도표이다.

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

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 조립 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 분해 사시도이다.

도 3과 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛(1)은 범퍼빔(3)이 구비된다.

범퍼빔(3)은 그 양 측방의 각 일측에 전후방향으로 관통되는 관통홀(H)이 각각 형성된다.

즉, 상기 범퍼빔(3)은 롤 포밍 성형에 의해 그 전면에 길이방향을 따라 홈부(G)를 형성하는 성형빔으로 구성된다.

또한, 상기 범퍼빔(3)의 전면에는 임팩트 빔(5)이 설치되는데, 임팩트 빔(5)은 그 양단이 상기 범퍼빔(3)의 양측 관통홀(H)을 통하여 삽입되어 상기 범퍼빔(3)의 전면에 전구간이 접촉된 상태로 용접된다.

또한, 상기 임팩트 빔(5)의 양단에는 스테이(7)가 체결되고, 상기 스테이(7)의 후단에는 장착 플레이트(9)가 용접되어 프론트 사이드 멤버(미도시)에 설치된다.

여기서, 상기 임팩트 빔(5)은 원형의 중공관재로 형성되는데, 범퍼빔(3)의 전면의 홈부(G)에 접촉된 상태로 용접되는 전면부(5a)와 상기 전면부(5a)의 양측에서 후방으로 절곡되어 상기 관통홀(H)에 삽입된 상태로, 양 단부를 통하여 상기 스테이(7)에 체결되는 체결부(5b)로 형성된다.

또한, 상기 스테이(7)는 내경이 다른 원통형상의 2단 중공관으로 형성되는데, 제1단 중공관(7a)은 내주면에 나사산(N)이 형성되어 상기 임팩트 빔(5)에 나사 체결된다.

즉, 상기 임팩트 빔(5)의 체결부(5b)는 그 단부 외주면에 나사산(N)이 형성되어 상기 스테이(7)의 제1단 중공관(7a)의 내주면에 형성되는 나사산(N)에 나사 결합된다.

또한, 상기 스테이(7)의 제2단 중공관(7b)은 상기 제1단 중공관(7a)에 비하여 내경이 크게 형성되어 상기 장착 플레이트(9)와 용접된다.

상기 장착 플레이트(9)는 그 중앙부 일측에 홀 버링 가공에 의해 돌출되는 장착단(11)을 형성한다.

즉, 상기 장착 플레이트(9)는 그 장착단(11)을 통하여 상기 스테이(7)의 제2단 중공관(7b)의 후단에 끼워진 상태로 둘레를 따라 용접 고정된다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 차량용 범퍼빔 유닛(1)은 롤 포밍 성형되는 범퍼빔(3)의 양 측방에 전후방향으로 형성되는 관통홀(H)을 통하여 상기 임팩트 빔(5)의 양측 체결부(5b)를 삽입하여 임팩트 빔(5)이 상기 범퍼빔(3)의 전면에 접촉된 상태로 고정됨으로, 차량의 전방 충돌 시, 임팩트 빔(5)이 그 충격력(F)을 범퍼빔(3)의 전면에 대하여 전구간에 고르게 분산하여 전달하게 되어 충격 흡수 성능을 향상시키고, 구조적으로도 안정성을 갖는다.

또한, 임팩트 빔(5)의 양측 체결부(5b)에 스테이(7)를 나사 체결에 의해 쉽게 체결할 수 있으며, 스테이(7)의 형상 또한, 하이드로 포밍 공법을 이용한 확관 성형으로 쉽게 생산할 수 있는 원통형상의 관재로 그 구성품의 수를 최소화하게 된다.

이로써, 임팩트 빔(5)과 스테이(7)간의 조립성이 향상되고, 전방 충돌로 인한 스테이(7)의 붕괴 시, 스테이(7)를 간단하게 교체할 수 있어 정비성도 좋아진다.

이러한 구성을 갖는 차량용 범퍼빔 유닛(1)은, 도 5에서 도시한 바와 같이, 차량의 저속 정면 충돌 시험을 통하여 다음과 같은 충돌 해석 결과를 가지며, 종래 기술의 차량용 범퍼빔 유닛(105)에 비하여 그 성능면에서 우수함을 알 수 있다.

즉, 상기 정면 충돌 해석은 시험조건으로 충돌속도를 10Km/h로 하여, 보강판(113, 도 2참조)이 적용된 종래 기술의 예와 상기 임팩트 빔(5)이 적용된 본 실시예로, 그 응력 분포, 변형량 비교의 2가지 측면에서 해석하였다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛과 종래 기술에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 전방 충돌 시험에 의한 응력 분포 및 변형량을 비교한 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛과 종래 기술에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 전방 충돌 시험에 의한 변위량 도표이다.

먼저, 응력 분포의 경우, 도 5에서 도시한 바와 같이, 종래 기술과 본 발명의 차량용 범퍼빔 유닛(105)(1)에 대한 응력 분포 상, 종래 기술에 따른 범퍼빔 유닛(105)은 그 보강판(113)의 양측 연결부(P)에 응력이 집중되어 충분한 강성을 갖지 못하는 반면, 본 발명의 범퍼빔 유닛(1)은 응력이 임팩트 빔(5)을 통하여 범퍼빔(3)에 고르게 분포되어 전달되는 양상을 보인다.

이는 본 발명의 범퍼빔 유닛(1)이 종래 기술의 범퍼빔 유닛(105)에 비해서는 전체적인 구조 강성을 확보하여 변형량을 적게 함으로써 충격 흡수 성능을 개선하는 효과를 보임을 알 수 있다.

그리고 상기 변형량의 경우에는, 도 6에서 도시한 바와 같이, 인트루젼(Intrusion) 변형량과 디플렉션(Deflection) 변형량으로 구분된다.

즉, 상기 변형량 비교에 있어서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명이 범퍼빔 유닛(1)이 종래 기술의 범퍼빔 유닛(105)에 비하여 중량이 적게 나감에도 불구하고, 인트루젼 변형량 및 디플렉션 변형량이 현저히 작게 나타남을 알 수 있으며, 스테이(7)의 구성 단품수도 적어 조립의 이점이 있는 것을 알 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

1: 범퍼빔 유닛 3: 범퍼빔
5: 임팩트 빔 5a: 전면부
5b: 체결부 7: 스테이
7a: 제1단 중공관 7b: 제2단 중공관
9: 장착 플레이트 11: 장착단

Claims (7)

1. 양 측방에 전후방향으로 관통홀을 형성하는 범퍼빔;
   상기 범퍼빔의 양측 관통홀에 양단을 통하여 삽입되어 상기 범퍼빔의 전방에 전구간이 접촉된 상태로 용접되는 임팩트 빔;
   상기 임팩트 빔의 양단에 체결되는 스테이; 및
   상기 스테이의 후단에 용접되는 장착 플레이트를 포함하는 차량용 범퍼빔 유닛.
2. 제1항에 있어서,
   상기 범퍼빔은
   롤 포밍 성형에 의해 그 전면에 길이방향을 따라 홈부를 형성하는 성형빔으로 구성되는 차량용 범퍼빔 유닛.
3. 제1항에 있어서,
   상기 임팩트 빔은
   상기 범퍼빔의 전면에 접촉된 상태로 용접되는 전면부; 및
   상기 전면부의 양측에서 후방으로 절곡되어 상기 관통홀에 삽입되며, 양 단부를 통하여 상기 스테이에 체결되는 체결부로 형성되는 차량용 범퍼빔 유닛.
4. 제3항에 있어서,
   상기 체결부는
   각 단부에 나사산을 형성하여 상기 스테이에 나사 체결되는 차량용 범퍼빔 유닛.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 임팩트 빔은
   원형의 중공관재로 형성되는 차량용 범퍼빔 유닛.
6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 스테이는
   내경이 다른 원통형상의 2단 중공관으로 형성되며, 제1단 중공관은 내주면에 나사산이 형성되어 상기 임펙트 빔에 나사 체결되고, 제2단 중공관은 상기 제1단 중공관에 비하여 내경이 크게 형성되어 상기 장착 플레이와 용접되는 차량용 범퍼빔 유닛.
7. 제1항에 있어서,
   상기 장착 플레이트는
   중앙부 일측에 홀 버링 가공에 의해 돌출되는 장착단을 형성하여 상기 장착단을 통하여 상기 스테이에 끼워진 상태로 용접 고정되는 차량용 범퍼빔 유닛.

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