KR20140032226A - 차량용 범퍼 스태이 유닛 - Google Patents

Abstract

차량용 범퍼 스태이 유닛이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 범퍼 스태이 유닛은 범퍼 빔에 연결되는 전방 관재와; 상기 전방 관재에 억지끼움으로 끼워져 조립되는 후방 관재; 및 상기 후방 관재의 후단에 장착되며, 차체와 조립되는 마운팅 브래킷을 포함한다.

Description

차량용 범퍼 스태이 유닛{Bumper stay unit for vehicle}

본 발명은 차량용 범퍼 스태이 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 억지끼움된 관재 사이에 발생하는 마찰력을 이용하여 충돌 에너지를 흡수하도록 하는 차량용 범퍼 스태이 유닛에 관한 것이다.

일반적으로 차량에서의 범퍼는 차량이 다른 차량이나 고정체와의 충돌 시, 그 충격을 흡수하여 승객의 안전을 도모하며, 동시에 차체의 변형을 최소화 할 수 있도록 차량의 전, 후방에 배치되는 완충 유닛이다.

상기와 같은 범퍼는 차량의 전, 후방에서 차폭 방향으로 배치되는 범퍼 빔의 후방 양측에 범퍼 스태이 유닛을 매개로 차체측 사이드 멤버에 장착되는 범퍼 빔 유닛과, 상기 범퍼 빔의 전방에 배치되어 충격력을 흡수하는 에너지 업소버, 그리고 상기 범퍼 빔과 에너지 업소버를 감싸는 범퍼 커버로 이루어진다.

도 1은 종래 기술에 따른 범퍼 스태이 유닛의 측면도이다.

도 1을 참조하면, 상기 범퍼 스태이 유닛(10)은 통상 "ㄷ"자 형상으로 프레스 성형되는 스태이 인너(11)와 스태이 아웃터(12)가 서로 조립되어 박스 형상을 이루며, 상기 스태이 인너(11)와 스태이 아웃터(12)는 스태이 브래킷(13)에 용접되어 구성된다.

상기 스태이 브래킷(13)은 상기 스태이 인너(11)와 스태이 아웃터(12)에 결합되는 범퍼 빔(미도시)을 차체측 사이드 멤버(14)에 장착하는 역할을 한다.

그리고 상기 스태이 인너(11)와 스태이 아웃터(12)에는 그 붕괴패턴을 일정하게 유도하도록 둘레에 다수개의 비드(15)가 형성된다.

상기와 같은 구조로 된 범퍼 스태이 유닛(10)은 범퍼 빔(미도시)을 차체의 사이드 멤버(14)에 장착한 상태로, 차량의 충돌 시, 범퍼 빔을 통해 전달되는 충돌 에너지에 의해 스태이 인너(11)와 스태이 아웃터(12)가 비드(15)에서부터 먼저 변형되면서 충돌 에너지를 흡수하게 된다.

도 2는 종래 기술에 따른 범퍼 스태이 유닛이 충격을 받을 때에 시간에 대한 합력의 그래프이다.

그러나 도 2를 참조하면, 차량의 전방 충돌 시에 충돌 에너지에 대한 범퍼 스태이 유닛(10)의 초기 충격 흡수력이 낮아 차체로 전달되는 초기 충격력이 너무 크게 나타나고, 시간이 경과할수록 점차적으로 감소하는 형태로 나타난다.

즉, 종래의 차량용 범퍼 스태이 유닛(10)은 초기 충돌 에너지 흡수 효과가 미비하여 차체측 사이드 멤버 등의 손상을 피할 수 없고, 이로 인해 탑승자의 상해치를 가중시키는 원인이 된다.

본 발명의 실시예는 직경이 서로 다른 관재를 억지끼움하여 관재 사이에 발생하는 마찰력과 소성 변형력으로 충돌흡수성능을 높이며, 특히 초기 충돌 에너지를 효과적으로 흡수하여 저속 충돌에 의한 차체의 손상을 최소화하고, 탑승자를 보다 안전하게 보호할 수 있는 차량용 범퍼 스태이 유닛을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 범퍼 빔에 연결되는 전방 관재와; 상기 전방 관재에 억지끼움으로 끼워져 조립되는 후방 관재; 및 상기 후방 관재의 후단에 장착되며, 차체와 조립되는 마운팅 브래킷을 포함하는 차량용 범퍼 스태이 유닛을 제공할 수 있다.

또한, 상기 전방 관재와 후방 관재는 상기 전방 관재의 외주면과 상기 후방 관재의 내주면 사이에 마찰력이 발생하도록 상기 후방 관재의 내경이 상기 전방 관재의 외경보다 크지 않게 설정될 수 있다.

또한, 상기 후방 관재의 선단은 상기 전방 관재의 후단이 끼워져 결합되도록 확관부를 형성할 수 있다.

또한, 상기 후방 관재는 적어도 1개소에 길이방향을 따라 내측으로 오목하게 비드를 형성할 수 있다.

또한, 상기 전방 관재는 상기 후방 관재에 삽입되는 후단부에 내측으로 소정 각도로 절곡되는 삽입단을 형성할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼 스태이 유닛에 의하면, 직경이 서로 다른 전방 관재가 후방 관재에 억지끼움방식으로 결합된 상태에서 차량의 충돌로 전달되는 충돌 에너지가 상기 전방 관재와 후방 관재 사이의 마찰력과 각 관재의 소성 변형력에 의해 흡수되어 초기 충돌 에너지를 효과적으로 흡수할 수 있으며, 특히, 저속 충돌에 의한 차체의 손상을 최소화할 수 있다.

또한, 충돌 에너지가 범퍼 스태이 유닛의 전체에 걸쳐서 고르게 분산되어 흡수됨으로 충돌 에너지의 흡수 효율을 높일 수 있다.

또한 상기 후방 관재에 비드를 형성함에 따라 전방 관재와 후방 관재 사이의 마찰력을 증대할 수 있으며, 상기 비드의 개수와 깊이 및 폭과 같은 비드의 형상 변경을 통해 관재 사이의 마찰력을 조절할 수 있어 설계 자유도가 높은 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 범퍼 스태이 유닛의 측면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 범퍼 스태이 유닛이 충격을 받을 때에 시간에 대한 충격력의 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 범퍼 스태이 유닛의 측면도이다.
도 4는 도 3의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 범퍼 스태이 유닛이 충격을 받을 때의 변형도 및 시간에 대한 충격력의 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 범퍼 스태이 유닛의 측면도이다.
도 7은 도 6의 B-B 선에 따른 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 범퍼 스태이 유닛의 측면도이고, 도 4는 도 3의 A-A 선에 따른 단면도이다.

도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 범퍼 스태이 유닛(20)은 2개의 관재(21,22)와 마운팅 브래킷(23)을 포함한다.

상기 2개의 관재(21,22)는 차체 전방을 향하여 범퍼 빔(미도시)에 연결되는 전방 관재(21)와, 상기 전방 관재(21)에 끼워져 결합되는 후방 관재(22)로 구성된다.

상기 전방 관재(21)와 후방 관재(22)는 각각 중공의 파이프 형상을 갖는다.

상기 전방 관재(21)의 외경은 상기 후방 관재(22)의 내경과 거의 동일하거나 약간 크게 형성한다.

즉, 상기 전방 관재(21)의 외주면과 상기 후방 관재(22)의 내주면 사이에 마찰력이 발생하도록 상기 후방 관재(22)의 내경이 상기 전방 관재(21)의 외경보다 크지 않게 설정되는 것이 중요하다.

이에 따라, 상기 전방 관재(21)가 충격력에 의해 상기 후방 관재(22) 속으로 삽입될 때에 상기 전방 관재(21)의 외주면과 상기 후방 관재(22)의 내주면 사이에 마찰이 발생하면서 소성 변형이 일어나 충격력을 흡수할 수 있도록 한다.

또한, 상기 전방 관재(21)는 후단이 상기 후방 관재(22)의 선단에 끼워지는 형태로 결합되는데, 이때, 상기 후방 관재(22)의 선단에는 상기 전방 관재(21)의 후단이 끼워서 결합할 수 있도록 직경이 확장된 확관부(22a)를 형성한다.

또한, 상기 후방 관재(22)의 후단에는 범퍼 스태이 유닛(20)을 차체측 사이드 멤버(미도시)에 장착하기 위한 마운팅 브래킷(23)이 장착된다.

이때, 상기 마운팅 브래킷(23)은 평평한 플레이트 형상으로 형성될 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 범퍼 스태이 유닛(20)은 차량의 충돌로 인해 범퍼 빔으로부터 전달되는 충격력(F)이 가해지면, 상기 전방 관재(21)가 후방 관재(22)의 내부로 삽입되면서 충격력을 흡수하게 된다.

이때, 상기 전방 관재(21)가 후방 관재(22) 내부로 삽입되면서, 전방 관재(21)의 외주면과 후방 관재(22)의 내주면 사이에는 마찰과 동시에 소성 변형이 발생한다. 이러한 마찰로 인해 발생하는 마찰력과 소성 변형력에 의해 상기 충격력(F)을 흡수한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 범퍼 스태이 유닛이 충격을 받을 때의 변형도 및 시간에 대한 충격력의 그래프이다.

상기 마찰력과 소성 변형력은 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 전방 관재(21)가 후방 관재(22) 내부로 삽입되는 삽입 깊이에 비례하여 발생하게 된다.

즉, 상기 범퍼 스태이 유닛(20)은 가해지는 충격력(F)의 크기에 비례하여 충격 흡수력이 증가하는 패턴을 보이며, 상기 충격력(F)은 마찰력에 의해 범퍼 스태이 유닛(20)의 전체에 고르게 분산되어 흡수된다.

한편, 상기 범퍼 스태이 유닛(20)은 전방 관재(21)와 후방 관재(22)의 두께와 재질을 조절함으로써 관재 사이의 마찰력과 소성 변형력을 달리 얻을 수 있으며, 이로 인한 설계 자유도를 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 범퍼 스태이 유(20)은 충격력(F)의 흡수를 스태이의 붕괴가 아닌 관재(21,22) 사이의 마찰력과 소성 변형력으로 흡수하기 때문에 특히, 초기 충돌 에너지를 효과적으로 흡수하여 저속 충돌에 의한 차체의 손상을 최소화할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 범퍼 스태이 유닛의 측면도이고, 도 7은 도 6의 B-B 선에 따른 단면도이다.

도 6과 도 7에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 범퍼 스태이 유닛이 도시되어 있다.

본 발명의 다른 실시예에서는 상기 실시예의 후방 관재(22)에 비드(22b)가 추가적으로 형성된 점에서 차이가 있다.

또한, 상기 전방 관재(21)는 상기 후방 관재(22)에 삽입되는 후단부에 내측으로 소정 각도로 절곡되는 삽입단(21a)을 형성한다.

즉, 상기 삽입단(21a)은 상기 전방 관재(21)가 후방 관재(22) 내부로 억지 삽입될 때에 가이드 역할을 해준다.

그리고 상기 비드(22b)는 적어도 1개소 이상에서 후방 관재(22)의 내측으로 오목하게 형성되는데, 후방 관재(22)의 길이 방향을 따라 형성된다.

상기와 같은 비드(22b)는 전방 관재(21)가 충격력(F)에 의해 후방 관재(22) 내부로 삽입될 때, 전방 관재(21)와 후방 관재(22) 사이의 마찰력과 소성 변형력을 더욱 증가시켜 더 큰 충격력의 흡수를 가능하게 한다.

특히, 상기 비드(22b)의 깊이와 길이 및 개수를 적절히 조절하면, 충격 흡수력을 조절할 수 있고, 특히, 초기 충격력에 한 충격 흡수력을 조정하는 것이 가능하여 설계 자유도가 높다.

이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

21: 전방 관재 22: 후방 관재
23: 마운팅 브래킷 21a: 삽입단
22a: 확관부 22b: 비드

Claims (8)

1. 범퍼 빔에 연결되는 전방 관재와;
   상기 전방 관재에 억지끼움으로 끼워져 조립되는 후방 관재; 및
   상기 후방 관재의 후단에 장착되며, 차체와 조립되는 마운팅 브래킷;
   을 포함하는 차량용 범퍼 스태이 유닛.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전방 관재와 후방 관재는
   상기 전방 관재의 외주면과 상기 후방 관재의 내주면 사이에 마찰력이 발생하도록 상기 후방 관재의 내경이 상기 전방 관재의 외경보다 크지 않게 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 스태이 유닛.
3. 제1항에 있어서,
   상기 후방 관재의 선단은
   상기 전방 관재의 후단이 끼워져 결합되도록 확관부를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 스태이 유닛.
4. 제1항 내지 제3항 중, 어느 한 항에 있어서,
   상기 후방 관재는
   적어도 1개소에 길이방향을 따라 내측으로 오목하게 비드를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 스태이 유닛.
5. 제4항에 있어서,
   상기 전방 관재는
   상기 후방 관재에 삽입되는 후단부에 내측으로 소정 각도로 절곡되는 삽입단을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 스태이 유닛.
6. 후단부에 내측으로 소정 각도로 절곡되는 삽입단을 형성하며, 전단을 통하여 범퍼 빔에 연결되는 전방 관재와;
   상기 전방 관재의 삽입단이 끼워져 결합되도록 확관부를 형성하며, 상기 전방 관재에 억지끼움으로 끼워져 조립되는 후방 관재; 및
   상기 후방 관재의 후단에 장착되며, 차체와 조립되는 마운팅 브래킷;
   을 포함하는 차량용 범퍼 스태이 유닛.
7. 제6항에 있어서,
   상기 전방 관재와 후방 관재는
   상기 전방 관재의 외주면과 상기 후방 관재의 내주면 사이에 마찰력이 발생하도록 상기 후방 관재의 내경이 상기 전방 관재의 외경보다 크지 않게 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 스태이 유닛.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
   상기 후방 관재는
   적어도 1개소에 길이방향을 따라 내측으로 오목하게 비드를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 스태이 유닛.

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