KR20130120393A - Vehicle component for protecting passenger using composite material - Google Patents

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주식회사 신영
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Abstract

The present invention discloses a vehicle component to satisfy performance requirements while minimizing the increase of the weight of a vehicle body, securing high structural rigidity, and improving the deformation resistance of vulnerable parts. For this, the vehicle component comprises a frame member made of steel into the form of a vehicle component; and a support member which is made of polyurethane and is arranged on one side of the frame member at a predetermined thickness.

Description

복합소재를 이용한 승객 보호용 차량부품{vehicle component for protecting passenger using composite material}Vehicle component for protecting passenger using composite material

본 발명은 차량용 부품에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복합 소재로 이루어져 강성과 변형저항성이 크게 향상된 차량을 제조하는데 필요한 차량용 부품에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle component, and more particularly, to a vehicle component required for manufacturing a vehicle made of a composite material and greatly improved rigidity and deformation resistance.

차량에는 다양한 강도를 갖는 부품들이 사용된다. 예를 들어 차량 충돌 또는 전복시 에너지를 흡수해야 하는 부분들은 비교적 약한 강도가 요구되며, 탑승자의 생존공간 확보를 위해 형상유지가 필요한 부분은 강한 강도가 요구된다.Vehicles with various strengths are used. For example, parts that need to absorb energy when colliding or overturning the vehicle are required to have relatively weak strength, and strong strength is required in parts where shape maintenance is required in order to secure a passenger's living space.

충돌 시 에너지를 흡수해야 하는 부분이 강도가 지나치게 높으면 충격에너지를 적절하게 흡수하지 못하고 다른 부분으로 그대로 전달하게 되어, 오히려 탑승객과 차량의 다른 부품들에 과도한 충격을 전달하는 문제점을 가져오기 때문이다.If the part that needs to absorb energy at the time of collision is too high, the impact energy is not properly absorbed and is transferred to another part as it is, rather it causes a problem of transmitting excessive shock to the passengers and other parts of the vehicle.

차량은 지속적으로 경량화와 원가절감이 요구 되고 있으며, 이에 따라 하나의 부품이 부분적으로 서로 다른 이종강도를 갖는 것이 필요하게 되었다.Vehicles are constantly required to be lightweight and cost-effective, and it is therefore necessary for one part to have a partially different dissimilar strength.

부품의 일부 구간은 탑승자 보호를 위해 고강도가 요구되지만, 일부 구간은 충격 에너지 흡수를 위해 상대적으로 낮은 강도가 요구되는 것이다.Some sections of the component require high strength to protect occupants, but some sections require relatively low strength to absorb impact energy.

탑승객의 부상을 방지할 수 있는 안정된 공간을 확보하기 위하여 일부 차량부품은 그 형상이 유지되어야 하므로 고강도가 요구된다. 만약 강도가 확보되지 않으면 차량이 충돌 또는 전복될 경우 형태가 변형되면서 승객의 안전에 큰 위협이 된다. In order to secure a stable space to prevent injuries of the passengers, some vehicle parts are required to maintain their shape, so high strength is required. If the strength is not secured, if the vehicle is crashed or overturned, the shape is changed, which poses a serious threat to the safety of the passengers.

종래의 차량용 부품의 경우 충격 발생 시 항복강도까지 소재의 변형이 천천히 일어 나다가, 그 이상의 하중이 발생하면 급격히 변형이 가속화 되는 특성이 있다. 이때 승객의 움직임과 차체 변형 방향이 반대방향이 되면서 그 충격력은 증가되어 승객의 상해피해가 높아지는 원인이 된다. 또한 복잡한 차체 부품 특성 상 구조적으로 취약부위가 존재하며, 이에 따라 취약부위에 충격력이 직접적으로 가해지지 않더라도 충격에 의한 변형이 취약부위로 집중되는 현상이 발생한다.In the case of a conventional vehicle component, the deformation of the material slowly occurs to the yield strength when an impact occurs, and when more loads are generated, the deformation is accelerated rapidly. At this time, as the direction of the passenger's movement and the body deformation are reversed, the impact force increases, causing injury to the passenger. In addition, there are structurally fragile parts due to the characteristics of complex body parts. Thus, even if an impact force is not directly applied to the fragile parts, deformation due to impact is concentrated on the fragile parts.

본 발명은 차체 중량 증가를 최소화 시키면서도 구조적으로 높은 강성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 취약부위의 변형 저항성을 향상시킬 수 있게 하여 요구 성능을 만족할 수 있게 한 복합소재를 이용한 승객 보호용 차량부품을 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention provides a vehicle protection vehicle component using a composite material that can not only secure the structurally high rigidity while minimizing the increase in the weight of the vehicle body, but also improve the deformation resistance of weak areas to satisfy the required performance. Its purpose is to.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 복합소재를 이용한 승객 보호용 차량부품은, 차량 부품의 형태를 취하고, 강철(steel) 재질로 이루어진 프레임부재와, 상기 프레임부재의 일면에 특정 두께로 형성되고, 폴리우레탄 재질로 이루어진 지지부재를 포함한다.Vehicle parts for passenger protection using a composite material according to the present invention for achieving the above object, take the form of a vehicle component, and is formed of a frame member made of steel (steel) material, and a specific thickness on one surface of the frame member It includes a support member made of a polyurethane material.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 프레임부재는 차량용 범퍼이고, 상기 지지부재는 상기 프레임부재의 일면에 전체적으로 형성된다.According to one embodiment of the invention, the frame member is a vehicle bumper, the support member is formed on one surface of the frame member as a whole.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 프레임 부재는 차량용 사이드 아우터이고, 상기 지지부재는 상기 프레임부재의 일면에 부분적으로 형성된다.According to an embodiment of the present invention, the frame member is a vehicle side outer, and the support member is partially formed on one surface of the frame member.

본 발명 복합소재를 이용한 승객 보호용 차량부품에 따르면, 차체 중량의 증가를 최고화하면서, 충돌 시 응력이 집중되는 취약부위를 보강하여 변형 저항성을 보완함으로써 충격에 따른 차체의 변형을 최소화 할 수 있고, 전반적인 강도를 향상시킬 수 있어, 충돌 시 차체 및 승객의 안전을 보다 확보할 수 있다.According to the vehicle parts for passenger protection using the composite material of the present invention, it is possible to minimize the deformation of the vehicle body due to the impact by maximizing the increase in the body weight, supplementing the deformation resistance by reinforcing the weak part where the stress is concentrated in the collision, The overall strength can be improved, thus ensuring the safety of the body and passengers in the event of a collision.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량부품을 개략적으로 도시한 구성도.
도 2는, 도 1의 차량부품이 범퍼에 적용된 모습을 보인 사시도,
도 3은, 도 2에 도시된 차량부품으로 저항성을 실험한 결과를 촬영한 사진,
도 4는 도 1의 차량부품이 사이드 아우터에 적용된 모습을 보인 사시도이다.1 is a configuration diagram schematically showing a vehicle component according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing a state in which the vehicle component of FIG. 1 is applied to a bumper;
Figure 3 is a photograph of the results of the resistance test with the vehicle parts shown in Figure 2,
4 is a perspective view illustrating a vehicle part of FIG. 1 applied to a side outer portion.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same components, and repeated descriptions and detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량부품을 개략적으로 도시한 구성도이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 차량 부품의 형태를 취하고, 강철(steel) 재질로 이루어진 프레임부재(100)와, 상기 프레임부재(100)의 일면에 특정 두께로 형성되고, 폴리우레탄 재질로 이루어진 지지부재(200)를 포함한다. 1 is a configuration diagram schematically showing a vehicle component according to an embodiment of the present invention. According to an embodiment of the present invention, taking the form of a vehicle component, and formed of a frame member 100 made of steel (steel) material, a specific thickness on one surface of the frame member 100, made of a polyurethane material The support member 200 is included.

먼저, 상기 프레임부재(100)는 강철(steel)재질로 구비되고, 특정 크기와 특정 형상을 취하며 특히 차량용 범퍼, 사이드 아우터 등과 같은 각종 차량용 부품의 형태를 취할 수 있다. 한편, 상기 지지부재(200)는 상기 프레임부재(100)의 표면에 특정 두께로 형성된다. 상기 지지부재(200)는 폴리우레탄 재질로 구비된다. 상기 지지부재(200)는 상기 프레임부재(100)의 표면 전체에 형성되거나, 일부에만 형성될 수 있다. 형성방법으로는 프레임부재(100)의 일면에 액상의 폴리우레탄을 도포한 뒤, 냉각시켜 지지부재(200)를 형성할 수 있다. 또한, 지지부재(100)의 형상과 대응되게 폴리우레탄으로 지지부재(100)를 성형한 다음 프레임부재(100)의 일면에 지지부재(200)를 합착시켜 형성될 수 있다. First, the frame member 100 is made of steel (steel) material, take a specific size and shape, in particular can take the form of various vehicle parts such as a vehicle bumper, side outer. On the other hand, the support member 200 is formed to a specific thickness on the surface of the frame member 100. The support member 200 is provided with a polyurethane material. The support member 200 may be formed on the entire surface of the frame member 100 or may be formed only on a portion thereof. In the forming method, after the liquid polyurethane is coated on one surface of the frame member 100, the support member 200 may be formed by cooling. In addition, the support member 100 may be formed by molding the support member 100 with polyurethane to correspond to the shape of the support member 100, and then attaching the support member 200 to one surface of the frame member 100.

이에 따라, 복합소재를 이용한 승객 보호용 차량부품은 강철과 폴리우레탄이결합된 복합소재로 이루어져서 자동차의 충돌 또는 전복 시 발생되는 변형 가속도를 감소시켜 승객이 받게 되는 충격을 최소화 시킨다. 또한, 구조적으로 취약한 국소 부위로 변형이 집중되는 현상을 감소 시킬 수 있어, 승객 및 차량을 사고로부터 보호할 수 있다.Accordingly, vehicle parts for passenger protection using the composite material is made of a composite material combined with steel and polyurethane to reduce the deformation acceleration generated during the collision or overturning of the vehicle to minimize the impact to the passengers. In addition, it is possible to reduce the concentration of deformation to structurally vulnerable local areas, thereby protecting passengers and vehicles from accidents.

도 2는, 도 1의 차량부품이 범퍼에 적용된 모습을 보인 사시도이고, 도 3은, 도 2에 도시된 차량부품으로 저항성을 실험한 결과를 촬영한 사진이다.FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the vehicle parts of FIG. 1 are applied to a bumper, and FIG. 3 is a photograph of a result of experiments of resistance with the vehicle parts shown in FIG. 2.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 프레임부재(100)는 차량용 범퍼이고, 상기 지지부재(200)는 상기 프레임부재(100)의 일면에 전체적으로 형성된다. 상기와 같이 프레임부재(100)가 차량용 범퍼로 형성될 경우, 상기 지지부재(200)는 상기 프레임부재(100)의 외측 표면에 전체적으로 형성된다. 지지부재(200)의 형성 방법으로는 차량용 범퍼 형상의 프레임부재(100)와 지지부재(200)를 결합할 수 있는 범위에서 다양한 방법이 적용될 수 있지만 특히, 액상의 폴리우레탄을 프레임부재(100)의 표면에 도포하고 건조시키는 방식을 통해서 형성될 수 있다.According to one embodiment of the invention, the frame member 100 is a vehicle bumper, the support member 200 is formed on one surface of the frame member 100 as a whole. When the frame member 100 is formed as a vehicle bumper as described above, the support member 200 is formed on the outer surface of the frame member 100 as a whole. As a method of forming the support member 200, various methods may be applied in a range in which the frame member 100 and the support member 200 of the vehicle bumper shape may be combined, in particular, the liquid polyurethane frame member 100 It can be formed through the method of coating and drying on the surface of.

상기와 같이 차량용 범퍼로 구비된 프레임부재(100)에 폴리우레탄 재질의 지지부재(200)를 형성한 경우, 강도 및 변형 저항성이 향상될 수 있다. 도 3을 참좋면, 차량의 충돌 시, 지지부재(200)가 형성되지 않은 일반 범퍼에 비해 폴리우레탄 재질의 지지부재(200)를 형성한 범퍼의 변형이 적고, 변형 저항성이 높아진 것을 확인할 수 있다. 특히 구조적으로 취약한 절곡된 부위의 변형이 적게 나타난 것으로 확인되었다.When the support member 200 made of polyurethane is formed on the frame member 100 provided as the vehicle bumper as described above, strength and deformation resistance may be improved. 3, when the vehicle collides, the bumper forming the support member 200 made of polyurethane is less deformed and the deformation resistance is higher than that of the general bumper in which the support member 200 is not formed. . In particular, it was confirmed that the deformation of the bent portion was structurally weak.

도 4는 도 1의 차량부품이 사이드 아우터에 적용된 모습을 보인 사시도이다.4 is a perspective view illustrating a vehicle part of FIG. 1 applied to a side outer portion.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 프레임 부재(100)는 차량용 사이드 아우터이고, 상기 지지부재(200)는 상기 프레임부재의 일면에 부분적으로 형성될 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the frame member 100 may be a vehicle side outer portion, and the support member 200 may be partially formed on one surface of the frame member.

상기와 같이 프레임부재(100)가 차량용 사이드 아우터로 형성될 경우, 상기 지지부재(200)는 상기 프레임부재(100)의 일측 표면에 부분적으로 형성되며, 폴리우레탄을 이용해서 상기 프레임부재(100)와 대응되는 형태의 지지부재(200)를 형성한 다음 지지부재(200)를 프레임부재(100)의 표면에 합착시키는 방식을 통해서 형성될 수 있다. 특히, 상기 상기 지지부재(200)는 상기 프레임부재(100)의 일면에 골고루 형성되게 상기 프레임부재(100)의 테두리 부분과 대응되는 테두리부와, 상기 테두리 부 끼리 연결하는 복수의 연결부로 구성될 수 있다. 이 때, 상기 지지부재(200)는 금형 장치에서 프레스 성형한 뒤, 성형 장치를 닫은 상태에서 급냉하여 강도를 향상시킬 수 있다. 또한 인성을 향상시키기 위한 열처리 과정을 거칠 수 있다.When the frame member 100 is formed as a vehicle side outer as described above, the support member 200 is partially formed on one surface of the frame member 100, the frame member 100 by using polyurethane After forming the support member 200 of the corresponding shape and then the support member 200 may be formed by bonding to the surface of the frame member 100. In particular, the support member 200 is to be composed of a plurality of connecting portions connecting the edge portion and the edge portion corresponding to the edge portion of the frame member 100 to be evenly formed on one surface of the frame member 100. Can be. At this time, the support member 200 may be press-molded in a mold apparatus, and then rapidly cooled in a closed state of the molding apparatus to improve strength. In addition, it may be subjected to a heat treatment process to improve the toughness.

상기한 바와 같은 본 발명은 차체 중량 증가를 최소화 시키면서도 구조적으로 높은 강성을 확보할 수 있을 뿐 아니라, 취약부위의 변형 저항성을 향상시킬 수 있게 하여 요구 성능을 만족할 수 있게 한다.As described above, the present invention not only secures structurally high rigidity while minimizing the increase in the weight of the vehicle body, but also improves the deformation resistance of the weak area, thereby satisfying the required performance.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by the embodiments and the accompanying drawings. . The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100: 프레임부재
200 : 지지부재100: frame member
200: support member

Claims (3)

차량용 부품을 형성함에 있어서,
차량 부품의 형태를 취하고, 강철(steel) 재질로 이루어진 프레임부재;
상기 프레임부재의 일면에 특정 두께로 형성되고, 폴리우레탄 재질로 이루어진 지지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합소재를 이용한 승객 보호용 차량부품.In forming a vehicle component,
A frame member taking the form of a vehicle component and made of steel;
Vehicle member for a passenger protection using a composite material, characterized in that it comprises; formed on one surface of the frame member to a specific thickness, made of a polyurethane material. 제 1항에 있어서,
상기 프레임부재는 차량용 범퍼이고, 상기 지지부재는 상기 프레임부재의 일면에 전체적으로 형성된 것을 특징으로 하는 복합소재를 이용한 승객 보호용 차량부품.The method of claim 1,
The frame member is a vehicle bumper, and the support member is a vehicle component for passenger protection using a composite material, characterized in that formed entirely on one surface of the frame member. 제 1항에 있어서,
상기 프레임 부재는 차량용 사이드 아우터이고, 상기 지지부재는 상기 프레임부재의 일면에 부분적으로 형성된 것을 특징으로 하는 복합소재를 이용한 승객 보호용 차량부품.The method of claim 1,
The frame member is a vehicle side outer, and the support member is a vehicle component for passenger protection using a composite material, characterized in that formed in part on one surface of the frame member.
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