KR20120075026A - 차량용 범퍼빔 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두께가 서로 다른 소재가 분리 구성되어 상호 용접을 통해 결합됨으로써, 범퍼빔의 전체적인 사이즈 증대 없이 정면 충돌에 대한 그 구조적 강성을 높이고, 정면 충돌 시, 두께가 두꺼운 소재에 응력이 집중되도록 유도하여 충돌성능을 향상시킴에 따라 구조적으로 안정성을 향상시키도록
차량의 전방에 차폭 방향으로 배치되어 차체와 연결되는 차량용 범퍼빔 유닛에 있어서, 두께가 서로 다른 소재로 분리 구성되어 각각 성형된 상태에서 상호 결합되는 범퍼빔; 및 상기 범퍼빔의 후방 양측에 설치되어 상기 범퍼빔을 차체에 고정하는 스테이를 포함하는 차량용 범퍼빔 유닛을 제공한다.

Description

차량용 범퍼빔 유닛{A BUMPER BEAM UNIT FOR VEHICLES}

본 발명은 차량용 범퍼빔 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 두께가 서로 다른 소재를 상호 용접을 통해 구성하여 정면 충돌에 대한 범퍼 빔의 강성을 향상시키고, 정면 충돌 시, 두께가 두꺼운 소재에 응력이 집중되도록 유도하여 충돌성능을 향상시키도록 하는 차량용 범퍼빔 유닛에 관한 것이다.

일반적으로 차량에서의 범퍼는 자동차가 다른 자동차나 고정체와의 충돌 시, 그 충격을 흡수하여 승객의 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 장착되는 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 또는 프레스 성형하여 상기 범퍼빔(101)을 구성하고, 상기 범퍼빔(101)의 전방 상부와 후방에 각각 전, 후방 보강 브라켓(113, 115)을 용접하여 그 강성을 보강하도록 구성된다.

그러나 상기한 종래의 범퍼빔(101)은 전, 후방 보강 브라켓(113, 115)을 추가 구성함에도 불구하고, 전방 충돌 시, 도 3에서 도시한 바와 같이, 그 충돌 에너지가 범퍼빔(101) 전체로 분산 흡수되지 못하고, 상기 범퍼빔(101)의 중앙에서 전방 보강 브라켓(113)의 양 단부에 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 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하려는 과제는 두께가 서로 다른 소재가 분리 구성되어 상호 용접을 통해 결합됨으로써, 범퍼빔의 전체적인 사이즈 증대 없이 정면 충돌에 대한 그 구조적 강성을 높이고, 정면 충돌 시, 두께가 두꺼운 소재에 응력이 집중되도록 유도하여 충돌성능을 향상시킴에 따라 구조적으로 안정된 차량용 범퍼빔 유닛을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛은 차량의 전방에 차폭 방향으로 배치되어 차체와 연결되는 차량용 범퍼빔 유닛에 있어서, 두께가 서로 다른 소재로 분리 구성되어 각각 성형된 상태에서 상호 결합되는 범퍼빔; 및 상기 범퍼빔의 후방 양측에 설치되어 상기 범퍼빔을 차체에 고정하는 스테이를 포함한다.

상기 범퍼빔은 중앙에 배치되는 메인 바디; 및 상기 메인 바디의 길이방향으로 양측에 각각 결합되는 양측 서브 바디로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 메인 바디는 그 두께(t1)가 상기 각 서브 바디의 두께(t2)보다 더 두꺼운 두께(t1＞t2)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 메인 바디는 상부 중앙에 일체로 돌출 형성되는 돌출부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 메인 바디는 상기 각 서브 바디의 두께보다 더 두꺼운 두께로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 메인 바디는 양단의 길이가 상부에서 하부로 갈수록 점점 작아지는 제1 경사면으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 각 서브 바디는 상기 제1 경사면에 대응하여 상기 메인 바디와 결합되는 각 단부가 상부에서 하부로 갈수록 그 길이가 점점 길어지는 제2 경사면으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 메인 바디와 서브 바디는 TWB(Tailor Welded Blanks) 용접에 의해 상호 용접되어 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 메인 바디는 그 두께가 1.4mm ~ 1.8mm 범위 내에서 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 서브 바디는 그 두께가 1.2mm ~ 1.6mm 범위 내에서 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛에 의하면, 두께가 서로 다른 소재가 분리 구성되어 상호 용접을 통해 결합됨으로써, 범퍼빔의 전체적인 사이즈 증대 없이 정면 충돌에 대한 그 구조적 강성을 높여 정면 충돌에 대한 범퍼빔의 충격흡수성능을 향상시키는 효가가 있다.

또한, 두께가 두꺼운 소재를 중앙에 배치시킨 상태로 양측에 두께가 얇은 소재를 각각 경사지게 TWB 용접을 통해 용접함으로써, 정면 충돌 시, 두께가 두꺼운 소재에 응력이 집중되도록 유도하며, 선형적으로 충돌 에너지를 흡수하여 충돌성능을 향상시킴에 따라 구조적으로 안정성을 높이는 효과도 있다.

도 1은 일반적인 차량용 범퍼의 분해 사시도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 사시도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 범퍼빔 유닛의 전방 충돌 시험에 의한 응력 분포 및 변형량을 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 전, 후방 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛에 적용되는 범퍼빔의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 정면도이다.
도 8은 도 7의 A-A 선에 따른 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 4 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 전, 후방 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛에 적용되는 범퍼빔의 분해 사시도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 정면도이고, 도 8은 도 7의 A-A 선에 따른 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛(1)은 두께가 서로 다른 소재가 분리 구성되어 상호 용접을 통해 결합됨으로써, 범퍼빔(3)의 전체적인 사이즈 증대 없이 정면 충돌에 대한 그 구조적 강성을 높이고, 정면 충돌 시, 두께가 두꺼운 소재에 응력이 집중되도록 유도하여 충돌성능을 향상시킴에 따라 구조적으로 안정성을 향상시키도록 한다.

이를 위해, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛(1)은, 도 4와 도 5에서 도시한 바와 같이, 차량의 전방에 차폭 방향으로 배치되어 차체와 연결되는 것으로, 범퍼빔(3)과 스테이(11)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 범퍼빔(3)은 두께가 서로 다른 소재로 분리 구성되어 각각 성형된 상태에서 상호 결합된다.

여기서, 상기 범퍼빔(3)은, 도 6 내지 도 8에서 도시한 바와 같이, 중앙에 배치되는 메인 바디(5)와, 상기 메인 바디(5)의 길이방향으로 양측에 각각 결합되는 양측 서브 바디(7)를 포함하여 구성된다.

이러한 메인 바디(5)와 양측 서브 바디(7)는 롤 포밍이나 프레스 성형에 의해 각각 성형되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서, 상기 메인 바디(5)는 그 두께(t1)가 상기 각 서브 바디(7)의 두께(t2)보다 더 두꺼운 두께(t1＞t2)로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 메인 바디(5)는 그 두께(t1)가 1.4mm ~ 1.8mm 범위 내에서 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 1.6mm로 형성된다.

그리고 상기 서브 바디(7)는 그 두께(t2)가 1.2mm ~ 1.6mm 범위 내에서 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 상기 메인 바디(5)의 두께에 대응하여 1.4mm로 형성된다.

본 실시예에서, 상기 메인 바디(5)는 상부 중앙에 일체로 돌출 형성되는 돌출부(9)를 더 포함한다.

상기 돌출부(9)는 종래 범퍼빔의 중앙 상부에 장착되는 리인포스 패널의 역할을 대신하는 것으로, 상대적으로 차고가 높은 차량과의 정면 혹은 후면 충돌 시, 상대 차량의 하부로 밀고 들어가는 언더 라이딩(Under Riding) 현상을 방지하여 차체의 손상을 방지하는 등, 상기 범퍼빔(3)의 구조적 안정성을 향상시키게 된다.

본 실시예에서, 상기 메인 바디(5)는 양단이 상부에서 하부로 갈수록 점점 작아지는 제1 경사면(6)으로 이루어진다.

그리고 상기 각 서브 바디(7)는 상기 메인 바디(5)의 제1 경사면(6)에 대응하여 상기 메인 바디(5)와 결합되는 각 단부가 상부에서 하부로 갈수록 그 길이가 점점 길어지는 제2 경사면(8)으로 이루어진다.

이와 같이 구성되는 상기 메인 바디(5)와 각 서브 바디(7)는 TWB(Tailor Welded Blanks) 용접에 의해 상호 용접되어 결합된다.

즉, 상기 메인 바디(5)의 양측 제1 경사면(6)과 상기 각 서브 바디(7)의 제2 경사면(8)은 상호 접촉된 상태에서 TWB 용접을 통해 상기 각 경사면을 따라 경사지게 형성되는 용접 비드를 형성하여 상호 결합된다.

이에 따라, 상기 메인 바디(5)와 각 서브 바디(7)는 그 길이방향으로 상부에서부터 하부가 점점 좁아지게 경사진 상태로 용접됨으로써, 전방 충돌 시, 상기 각 경사면(6, 8)을 통해 응력을 분산시키면서 두께가 두꺼운 메인 바디(5) 측으로 응력을 집중되도록 유도하고, 상기 각 경사면(6, 8)을 통해 응력집중부를 분산시켜 선형적으로 충돌에너지를 흡수하여 충돌성능을 향상시킬 수 있다.

이러한 범퍼빔(3)의 후방 양측에는 상기 스테이(11)가 각각 설치되며, 상기 각 스테이(11)는 상기 범퍼빔(3)을 미도시된 차체에 고정하게 된다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛(1)을 적용하면, 두께가 서로 다른 소재로 이루어진 메인 바디(5)와 각 서브 바디(7)로 분리 구성하여 상호 용접을 통해 결합시킴으로써, 범퍼빔(3)의 전체적인 사이즈 증대 없이 정면 충돌에 대한 그 구조적 강성을 높여 정면 충돌에 대한 범퍼빔의 충격흡수성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 메인 바디(5)의 상부에 돌출부(9)를 일체로 형성함으로써, 상대적으로 차고가 높은 차량과의 정면 혹은 후면 충돌 시, 상대 차량의 하부로 밀고 들어가는 언더 라이딩(Under Riding) 현상을 방지하여 차체의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 두께가 두꺼운 소재로 형성되는 메인 바디(5)를 중앙에 배치시킨 상태로 양측에 두께가 얇은 소재의 각 서브 바디(7)를 각각 경사지게 TWB 용접을 통해 용접함으로써, 정면 충돌 시, 메인 바디(5)에 응력이 집중되도록 유도하고, 선형적으로 충돌 에너지를 흡수하여 충돌성능을 향상시킴에 따라 구조적으로 안정성을 높일 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

1 : 범퍼빔 유닛 3 : 범퍼빔
5 : 메인 바디 6 : 제1 경사면
7 : 서브 바디 8 : 제2 경사면
9 : 돌출부 11 : 스테이
t1 : 메인 바디의 두께 t2 : 서브 바디의 두께

Claims (9)

1. 차량의 전방에 차폭 방향으로 배치되어 차체와 연결되는 차량용 범퍼빔 유닛에 있어서,
   두께가 서로 다른 소재로 분리 구성되어 각각 성형된 상태에서 상호 결합되는 범퍼빔; 및
   상기 범퍼빔의 후방 양측에 설치되어 상기 범퍼빔을 차체에 고정하는 스테이;
   를 포함하는 차량용 범퍼빔 유닛.
2. 제1항에 있어서,
   상기 범퍼빔은
   중앙에 배치되는 메인 바디; 및
   상기 메인 바디의 길이방향으로 양측에 각각 결합되는 양측 서브 바디;
   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
3. 제2항에 있어서,
   상기 메인 바디는
   그 두께(t1)가 상기 각 서브 바디의 두께(t2)보다 더 두꺼운 두께(t1＞t2)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
4. 제2항에 있어서,
   상기 메인 바디는
   상부 중앙에 일체로 돌출 형성되는 돌출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
5. 제2항에 있어서,
   상기 메인 바디는
   양단이 상부에서 하부로 갈수록 점점 작아지는 제1 경사면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
6. 제5항에 있어서,
   상기 각 서브 바디는
   상기 제1 경사면에 대응하여 상기 메인 바디와 결합되는 각 단부가 상부에서 하부로 갈수록 그 길이가 점점 길어지는 제2 경사면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
7. 제2항에 있어서,
   상기 메인 바디와 서브 바디는
   TWB(Tailor Welded Blanks) 용접에 의해 상호 용접되어 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
8. 제2항에 있어서,
   상기 메인 바디는
   그 두께(t1)가 1.4mm ~ 1.8mm 범위 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
9. 제2항에 있어서,
   상기 서브 바디는
   그 두께(t2)가 1.2mm ~ 1.6mm 범위 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
   

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