KR20120062217A - 차량용 범퍼의 크래쉬박스 - Google Patents

Abstract

차량 범퍼 내측에 설치되어 충돌에너지를 흡수하는 차량용 범퍼의 크래쉬박스로서, 상하의 가로 격막과 복수 개의 세로 격막이 서로 연결되어 복수 개의 중공부를 갖는 격자형으로 이루어지며, 상기 세로 격막들은 중간 부분이 꺽여지도록 구성되되, 격자형을 이루는 상기 중공부 최외측의 세로 격막의 꺽인 방향은 상기 크래쉬박스의 내측을 향하도록 설정되고 중간측의 세로 격막의 꺽인 방향은 차량의 외측 또는 내측을 향하도록 설정된 차량용 범퍼의 크래쉬박스가 소개된다.

Description

차량용 범퍼의 크래쉬박스{Crash box of bumper for car}

본 발명은 차량용 범퍼의 크래쉬박스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 충돌시 충돌에너지를 고효능적으로 흡수하게 하는 차량용 범퍼의 크래쉬박스에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 전방 및 후방에는 충돌 또는 추돌 사고시 차체에 가해지는 충돌에너지를 흡수하여 차량의 부품 손상을 방지하고 탑승자의 안전을 도모할 수 있도록 하는 범퍼가 설치된다.

그리고, 상기 범퍼와 차체 프레임 사이에는 저속 충돌시 충격을 흡수하여 차량 및 탑승자의 손상을 최소화할 수 있도록 하기 위한 목적으로 도 1에 도시된 바와 같은 크래쉬박스가 설치된다.

상기와 같은 크래쉬박스는 강재 또는 철재로 된 복수 개의 세로 격막(1)과 복수 개의 가로 격막(2)이 서로 연결되어 이루어진 중공부(3)를 형성하고 있으며, 차량의 충돌 사고 시 세로 격막(1) 또는 가로 격막(2)이 무너져 내리면서 충격을 흡수한다.

그러나 이러한 종래 크래쉬박스는 두께가 두꺼워 중량이 많이 나갈 뿐만 아니라, 충돌 사고 시 깨지거나 무작위적으로 변형되어 충돌에너지의 흡수 성능이 좋지 않다. 또한, 차량 충돌 사고 시 크래쉬박스가 차량 바깥쪽으로 붕괴되는 경우, 헤드램프 와셔 등 타 부품의 손상 가능성이 있는데, 종래에는 이러한 문제점이 전혀 고려되지 못했다.

본 발명은 개선된 구조의 크래쉬박스를 제공하기 위한 것으로, 경량화가 가능하여 충돌 사고시 차체에 전달되는 하중의 감소가 가능한 크래쉬박스를 제공함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 충돌에너지의 흡수에 유리한 구조를 가지며 충돌력에 의해 순차적으로 변형되어 높은 충돌에너지의 흡수가 가능한 크래쉬박스를 제공함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 차량에의 설치 시 차량 바깥쪽으로 붕괴되지 않도록 할 수 있는 크래쉬박스를 제공함을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 위한 본 발명에 따른 차량용 범퍼의 크래쉬박스는, 상하의 가로 격막과 복수 개의 세로 격막이 서로 연결되어 복수 개의 중공부를 갖는 격자형으로 구성되며, 상기 세로 격막들 중 적어도 하나 이상은 중간 부분이 꺽여지도록 구성되되, 세로 격막들 중 제일 바깥쪽에 놓이는 2개의 세로 격막은 중앙측을 향하여 꺽여진다.

일례에 따르면, 상기 최외측 격막은 차량 내측을 향하여 꺽이며, 최내측 격막은 차량 외측을 향하여 꺽이며, 중간측 격막은 내측 또는 외측을 향하여 꺽이도록 구성될 수 있다.

또 다른 예에 따르면, 중간의 가로 격막이 추가로 구비되어 상하의 복층 구조를 형성하되, 중간의 가로 격막을 기준으로 상층과 하층의 세로 격막은 서로 동일한 방향으로 꺽일 수 있다.

또 다른 예에 따르면, 상기 세로 격막이 꺽여진 부위에서의 끼인각은 5 내지 10°일 수 있다.

또 다른 예에 따르면, 상기 세로 격막의 두께는 서로 상이할 수 있다.

또 다른 예에 따르면, 차량 설치 시 차량의 외측에서 내측으로 갈수록 세로 격막의 두께가 더 두꺼워지게 놓일 수 있도록 구성될 수 있다.

위와 같은 본 발명에 따른 크래쉬박스는 세로격막의 위치별 두께가 달라 경량화가 가능하여 충돌 사고시 차체에 전달되는 하중의 감소가 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 크래쉬박스는 세로 격막의 중간 부분이 꺽여져 있어 충돌에너지의 흡수를 유도하여 충돌에너지 흡수 성능이 우수하다.

또한, 본 발명에 따른 크래쉬박스는 중간의 가로 격막을 갖는 복층으로 설계될 경우, 세로 격막의 꺽인 부분에 의한 충돌에너지의 흡수와 더불어 순차적으로 변형되어 높은 충돌에너지의 흡수가 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 크래쉬박스는 차량에의 설치 시 차량 바깥쪽으로 붕괴되지 않아 차량의 타 부품 손상을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 차량용 범퍼의 크래쉬박스를 보인 도면.
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼의 크래쉬박스의 일례를 보인 단면도.
도 3은 도 2의 차량용 범퍼의 크래쉬박스의 실시상태를 보인 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼의 크래쉬박스의 다른 일례를 보인 단면도.
도 5는 도 4의 차량용 범퍼의 크래쉬박스의 실시상태를 보인 사시도.
도 6은 본 발명의 차량용 범퍼의 크래쉬박스가 리어범퍼에 장착된 상태를 보인 단면도.

이하, 본 발명의 실시예들에 따른 차량용 범퍼의 크래쉬박스에 대한 바람직한 실시예를 도면들을 참조하여 설명한다.

도 2은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼의 크래쉬박스(100)의 일례를 보인 단면도이고, 도 3은 도 2의 차량용 범퍼의 크래쉬박스(100)의 실시상태를 보인 사시도이다.

상기 도면들에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 범퍼 내측에 설치되어서 차량의 충돌시 충돌에너지를 흡수하는 차량용 범퍼의 크래쉬박스(100)는, 상하의 가로 격막(20)과 복수 개의 세로 격막(10)이 서로 연결되어 복수 개의 중공부(30)를 갖는 격자형으로 이루어진다.

상기의 복수 개의 세로 격막(10) 및 가로 격막(20)으로 이루어진 크래쉬박스(100)는 알루미늄 압출공법을 통해서 제조된다.

여기서, 복수 개의 상기 세로 격막(10)은 도 3에 도시된 바와 같이 차량의 충돌 사고시 꺽여진 방향이 서로 다른 방향을 향하도록 설정되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 세로 격막(10)들은 중간 부분이 꺽여지도록 구성되되, 격자형을 이루는 중공부(30) 최외측의 세로 격막(10)의 꺽인 방향은 크래쉬박스(100)의 내측을 향하도록 설정되고 중간측의 세로 격막(10)의 꺽인 방향은 차량의 외측 또는 내측을 향하도록 설정되게 한다.

다시 말하면, 상기 세로 격막(10)은 차량의 가장 바깥쪽에 있는 최외측 격막(10-1), 중간측 격막(10-2) 및 차량의 폭방향 중심을 향해 배치된 최내측 격막(10-3)으로 이루어지게 하되, 차량의 충돌시 상기 최외측 격막(10-1)은 차량의 내측을 향하여 꺽이도록 하고 상기 중간측 격막(10-2) 및 최내측 격막(10-3)은 차량의 외측을 향하여 꺽이도록 배치되게 한다.

상기와 같이 세로 격막(10)들의 꺽임 방향을 달리한 이유는 충돌에너지의 흡수량을 최대한으로 높여서 차량의 내부 부품의 손상을 최대한으로 방지하기 위한 것이다.

상기의 목적을 위해서 본 발명자들은 차량의 충돌시 순간적인 꺽임을 위한 소정의 경사각(α)을 세로 격막(10)들에 형성되게 하였다.

상기 최외측 격막(10-1)에는 외측에 경사각(α)을 이루게 하였고, 중간측 격막(10-2) 및 최내측 격막(10-3)에서는 내측에 경사각(α)을 이루게 하여서 꺽임 방향이 서로 다르게 설정되게 하였다.

따라서, 상기와 같이 세로 격막(10)들에 경사각을 주고 꺽임 방향을 달리함으로써 차량의 충돌시 전방으로부터 순차적으로 변형을 유도하는 것이 가능하게 하고, 이에 의해 순차적으로 충돌에너지를 흡수하게 함으로써 최대의 충돌에너지 흡수량을 갖을 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기와 같이 최외측 격막(10-1) 및 최내측 격막(10-3)을 크래쉬박스(100)의 안쪽을 향하여 꺽여 좌굴되게 함으로써, 바깥쪽으로 좌굴될 경우에 발생될 수 있는 타 부품과 접촉가능성을 방지할 뿐만 아니라 충돌성능에 악영향을 미치는 요인들을 제거하여 타 부품의 손상이 방지될 수 있게 된다.

그리고, 상기 중간측 격막(10-2)을 충돌에너지 흡수 측면에서 최내측 격막(10-3)과 동일한 방향, 즉 차량의 외측으로 꺽이게 할 경우에는 차체 전달하중이 더 낮게 나오는 효과를 제공할 수 있게 해준다.

여기서, 상기 세로 격막(10)의 경사각(α)은 차량의 충돌시 꺽임 방향 및 충돌에너지의 흡수능력 등을 고려하여 5 내지 10°, 바람직하게는 최적화 해석 결과에 따라서 5°로 되게 하였다.

상기 최외측 격막(10-1), 중간측 격막(10-2) 및 최내측 격막(10-3)의 두께는 차량의 충돌시 충돌에너지의 흡수율을 높이기 위해서 서로 다른 두께로 이루어지게 하였다

즉, 상기 세로 격막(10)의 두께는 도 2에 도시된 바와 같이 차량의 외측에서 내측으로, 즉 최외측 격막(10-1)에서 최내측 격막(10-3)으로 갈수록 더 두껍게 형성되게 하였다.

본 발명의 실시예에 따른 세로 격막(10)들의 두께에 대한 최적화의 해석결과에 따르면, 상기 최외측 격막(10-1)의 두께는 2.0t, 중간측 격막(10-2)의 두께는 3.0t, 그리고 최내측 격막(10-3)의 두께는 4.0t가 바람직한 것으로 판명되었다.

그리고, 상기의 최외측 격막(10-1), 중간측 격막(10-2) 및 최내측 격막(10-3)의 두께를 차별화하여 변경함으로써 동일한 두께를 이루는 것보다 차량의 경량화를 도모할 수 있었다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼의 크래쉬박스(100)의 다른 일례를 보인 단면도이고, 도 5는 도 4의 차량용 범퍼의 크래쉬박스(100)의 실시상태를 보인 사시도이다.

도 4에 도시된 바와 같은 크래쉬박스(100)는 복수 개의 세로 격막(10) 및 가로 격막(20)이 복수 개의 격자형의 중공부(30)를 이루도록 서로 연결되되 복수 개의 중공부(30) 층을 이루도록 하였다.

즉, 복수 개의 격자형의 중공부(30) 중간에는 가로 격막(20)이 추가로 구비되어 상하의 복층 구조를 형성하게 하되, 이때 상하의 복층을 이루고 있는 중공부(30)들은 서로가 대응되게 동일한 형상으로 형성되게 하였다.

따라서, 상기와 같은 복층 구조의 중공부(30)들을 구성하고 있는 상태에서, 차량의 충돌 사고 시 크래쉬박스(100)가 함몰할 때에도 충돌에너지를 흡수할 수 있는 능력이 더 높게 되는 것이다.

상기와 같이 크래쉬박스(100)가 복층 구조를 형성하게 함으로써, 도 5에 도시된 바와 같은 차량의 충돌에너지에 대한 이중의 흡수 구조 효과를 갖을 수 있게 되는 것이다.

여기서, 상기 세로 격막(10)들의 경사각(β)은, 상술된 실시예의 일례에서와 같이, 차량의 충돌시 꺽임 방향 및 충돌에너지의 흡수능력 등을 고려하여 5 내지 10°, 바람직하게는 최적화 해석 결과에 따라서 5°로 되게 하였다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 크래쉬박스(100)가 차량의 리어범퍼(200)의 내측에 장착된 상태를 보이고 있다.

상기와 같이 크래쉬박스(100)가 차량의 리어범퍼(200)에 장착된 상태에서, 차량의 후방으로부터 충돌이 가해지면 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 화살표 방향으로 충돌에너지가 전달하게 된다.

그 다음, 충돌에너지를 받은 크래쉬박스(100)의 세로 격막(10)들은 경사각(α, β)에 의해 크래쉬박스(100)의 내부측을 향하여 꺽이게 된다.

상기와 같이 세로 격막(10)들이 꺽임으로써 충돌에너지에 대한 흡수율을 높일 수 있고, 또한 세로 격막(10)들이 크래쉬박스(100)의 내부측을 향하여 꺽이게 되므로 차량의 다른 부품을 손상시킬 염려가 없게 된다.

따라서, 상기와 같은 크래쉬박스(100)를 이용함으로써 외부에서 가해지는 충격에 의한 타부품의 손상을 최대한으로 방지하고 탑승자의 안전 또한 최대한으로 도모할 수 있게 되는 것이다.

한편, 도 2 내지 도 5에 도시된 크래쉬박스들은, 도 6을 기준으로 왼쪽, 즉 차량을 기준으로 리어범퍼의 오른쪽에 놓이는 크래쉬박스가 도시된 것임을 이해할 필요가 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 세로 격막 10-1: 최외측 격막
10-2: 중간측 격막 10-3: 최내측 격막
20: 가로 격막 30: 중공부
100: 크래쉬박스 200: 리어범퍼

Claims (6)

1. 범퍼 내측에 설치되어 충돌 사고 시 충돌에너지를 흡수하는 차량용 범퍼의 크래쉬박스에 있어서,
   상하의 가로 격막(20)과 복수 개의 세로 격막(10)이 서로 연결되어 복수 개의 중공부(30)를 갖는 격자형으로 구성되며,
   상기 세로 격막(10)들 중 적어도 하나 이상은 중간 부분이 꺽여지도록 구성되되, 세로 격막(10)들 중 제일 바깥쪽에 놓이는 2개의 세로 격막(10)은 중앙측을 향하여 꺽여진 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼의 크래쉬박스.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 세로 격막(10)은 차량 설치 시 바깥쪽에 놓이는 최외측 격막(10-1), 안쪽에 놓이는 최내측 격막(10-3) 및 중간측 격막(10-2)을 구비하며,
   상기 최외측 격막(10-1)은 차량 내측을 향하여 꺽이며, 최내측 격막(10-3)은 차량 외측을 향하여 꺽이며, 중간측 격막(10-2)은 내측 또는 외측을 향하여 꺽이도록 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼의 크래쉬박스.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 중간의 가로 격막(20)이 추가로 구비되어 상하의 복층 구조를 형성하되, 중간의 가로 격막(20)을 기준으로 상층과 하층의 세로 격막은 서로 동일한 방향으로 꺽여 있는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼의 크래쉬박스.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 세로 격막(10)이 꺽여진 부위에서의 끼인각은 5 내지 10°인 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼의 크래쉬박스.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 세로 격막(10)의 두께는 서로 상이한 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼의 크래쉬박스.
6. 청구항 5에 있어서, 차량 설치 시 차량의 외측에서 내측으로 갈수록 세로 격막(10)의 두께가 더 두꺼워지게 놓일 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼의 크래쉬박스.

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