KR20150145356A - 차량용 범퍼 백빔 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 범퍼 백빔에 관한 것으로, 고강도 플라스틱 소재로 된 중간부(30)와 일반 플라스틱 소재로 된 양측의 사이드부(10)가 일체화되어서 백빔을 형성하고, 상기 중간부(30)의 양단이 사이드부(10)로 일정구간 오버랩되면서 서로 연결된 구조를 갖게 됨으로써, 중량감소와 연비향상 및 충분한 강성을 확보할 수 있도록 된 것이다.

Description

차량용 범퍼 백빔{BUMPER BACK BEAM FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 범퍼 백빔에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차체와 연결되는 양측의 사이드부와 상기 양측의 사이드부를 연결하는 중간부가 이종재질로 구성된 차량용 범퍼 백빔에 관한 기술이다.

충돌사고에 대해 차체를 보호하고 더 나아가 승객을 보호하기 위한 방안으로 차량의 전후방에는 범퍼 백빔이 설치된다.

종래의 백빔은 사고 발생시에 충분한 강성을 확보하기 위해 스틸재질로 형성된 것을 사용하여 왔으나, 중량증가 및 연비악화의 문제로 인해 최근에는 플라스틱과 스틸의 복합재 또는 강도가 다른 이종소재의 플라스틱으로 형성된 것을 주로 사용하고 있는 추세이다.

여기서, 이종소재의 플라스틱으로 형성된 백빔은 도 1에 도시된 바와 같이 차체쪽으로 연결되는 양측의 사이드부(1)와, 상기 양측의 사이드부(1)를 연결하는 중간부(2)가 각각 고강도 플라스틱과 일반 강도의 플라스틱으로 이루어진 구성이다.

상기 사이드부(1)는 차체를 이루는 사이드멤버와 결합되는 크래쉬박스로서 충돌사고시의 하중에 의해 외형이 붕괴되면서 차체쪽으로 충돌에너지를 전달하는 부위이고, 상기 중간부(2)는 레일부에 해당하는 부분으로 충돌사고시 자체적인 변형을 통해 충돌에너지를 흡수하는 부위이다.

상기 중간부(2)는 충분한 강성을 확보하기 위해 고강도 플라스틱으로 형성되는 것이 바람직하고, 상기 사이드부(1)는 충돌에너지를 차체쪽으로 용이하게 전달하기 위해 일반 강도의 플라스틱으로 형성된 것이 바람직하다.

상기와 같이 고강도 플라스틱과 일반 플라스틱의 이종소재로 형성된 백빔은 강성을 충분히 확보할 수 있는 구조가 바람직하며, 이를 통해 충돌사고시에 차체 및 승객을 보다 안전하게 보호할 수 있게 된다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

대한민국공개특허공보 10-2011-0013602호

본 발명은, 고강도 플라스틱으로 된 중간부와 일반 플라스틱으로 된 양측의 사이드부로 구성된 이종소재의 차량용 범퍼 백빔에서, 중간부의 양단이 사이드부로 일정구간 오버랩되는 구조를 갖도록 함으로써 충분한 강성을 확보할 수 있도록 하고, 이를 통해 충돌사고시에 차체 및 승객을 보다 안전하게 보호할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 중간부와 사이드부가 오버랩되면서 연결되는 부위를 박스구조로 형성해서 추가적인 강성확보를 도모하고, 상기 사이드부와 중간부가 오버랩된 박스부에 다수개의 홀과 굴곡진 홈을 형성해서 충돌하중에 대해 상기 사이드부의 좌굴을 유도하고 이를 통해 충돌에너지 흡수 및 차체쪽으로의 충돌에너지 전달을 보다 용이하게 할 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차체에 연결되는 부분으로 일반 플라스틱으로 형성된 양측의 사이드부; 및 상기 양측의 사이드부를 연결하는 부분으로 고강도 플라스틱으로 형성되고 양단의 일정구간이 상기 사이드부로 침입해서 오버랩구간을 형성하는 중간부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 오버랩구간은 상기 사이드부와 함께 소정공간을 갖는 박스부로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 오버랩구간의 좌우방향 길이는 상기 사이드부의 좌우방향 길이에 대해 최소 5%이상 초과하면서 최대 50%를 초과하지 않도록 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 박스부를 이루는 측벽에는 충돌하중에 대해 좌굴을 유도하기 위한 관통홀이 다수개 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 사이드부에서 상기 박스부를 형성하는 측면에는 충돌하중에 대해 좌굴을 유도하기 위한 굴곡홈이 연속적으로 이어지게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 관통홀의 총 단면적은 상기 측벽의 단면적에 대해 5%∼50%가 되도록 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 중간부를 형성하는 고강도 플라스틱은 유리섬유와 폴리프로필렌 및 폴리아미드 수지가 결합된 복합소재인 것을 특징으로 한다.

상기 사이드부를 형성하는 일반 플라스틱은 상기 고강도 플라스틱으로 사용된 수지 중 어느 하나의 수지와 동일한 소재인 것을 특징으로 한다.

상기 사이드부는 차체를 구성하는 사이드멤버와 결합된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 차량용 범퍼 백빔은 강성확보가 요구되는 부분은 고강도 플라스틱 소재로 형성되고; 차체쪽으로의 충돌에너지를 전달하는 부분은 상기 고강도 플라스틱 소재에 비해 강도가 약한 일반 플라스틱 소재로 형성되며; 상기 고강도 플라스틱 소재가 상기 일반 플라스틱 소재에 일부구간 오버랩되는 구조로 서로 연결되게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 고강도 플라스틱 소재에서 상기 일반 플라스틱 소재와 오버랩되는 부분은 강성확보를 위해 박스구조로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 박스구조로 형성된 부위에는 충돌하중에 대해 좌굴을 유도하기 위한 다수개의 관통홀이 형성되거나 또는 굴곡홈이 연속적으로 이어지게 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 고강도 플라스틱 소재로 된 중간부와 일반 플라스틱 소재로 된 양측의 사이드부가 일체로 결합되어서 백빔을 형성하게 됨으로써 중량감소 및 연비향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 백빔은 고강도 플라스틱으로 된 중간부의 양단이 일반 플라스틱으로 된 사이드부로 일정구간 오버랩되면서 서로 연결된 구조로, 이를 통해 사이드부와 중간부가 연결되는 부위의 강성을 충분히 확보할 수 있게 됨으로써 쉽게 파손이 발생하는 현상을 없앨 수 있게 되고, 이 결과 충돌사고시에 차체 및 승객을 보다 안전하게 보호할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 백빔은 사이드부와 중간부가 오버랩되면서 연결되는 부위가 박스구조로 형성됨에 따라 추가적인 강성확보를 도모할 수 있고, 사이드부와 중간부가 오버랩된 박스부에 다수개의 관통홀 또는 굴곡홈이 형성됨에 따라 충돌하중에 대해 상기 사이드부의 좌굴을 유도할 수 있게 됨으로써 충돌에너지 흡수 및 차체쪽으로의 충돌에너지 전달을 보다 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 이종소재 플라스틱 백빔의 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 이종소재 플라스틱 백빔의 평면도,
도 3은 이종소재 플라스틱 백빔에서 사이드부의 중간부의 경계부분에서 파단이 발생하는 예시를 보여주기 위한 도면,
도 4는 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도,
도 5는 도 2를 A방향에서 바라본 도면,
도 6은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 범퍼 백빔에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 차량용 범퍼 백빔은 도 2와 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 차체에 연결되는 부분으로 일반 플라스틱으로 형성된 양측의 사이드부(10); 및 상기 양측의 사이드부(10)를 연결하는 부분으로 고강도 플라스틱으로 형성되고 양단의 일정구간이 상기 사이드부(10)로 침입해서 오버랩구간(20)을 형성하는 중간부(30);를 포함한다.

상기 사이드부(10)는 통상적으로 크래쉬박스라 불리는 부분으로 차체를 이루는 사이드멤버와 결합되며 충돌사고시 발생한 하중에 의해 외형이 붕괴되면서 차체쪽으로 충돌에너지를 전달하게 된다.

상기 중간부(30)는 레일부에 해당하는 부분으로 충돌사고시 자체적인 변형을 통해 충돌에너지를 흡수하게 된다.

상기 중간부(2)는 충분한 강성을 확보하기 위해 고강도 플라스틱으로 형성되는 것이 바람직하고, 상기 사이드부(1)는 충돌에너지를 차체쪽으로 용이하게 전달하기 위해 일반 강도의 플라스틱으로 형성된 것이 바람직하다.

상기 중간부(30)는 충분한 강성을 확보하기 위해 고강도 플라스틱으로 형성되는 것이 바람직한 바, 고강도 플라스틱은 유리섬유와 폴리프로필렌(PP) 및 폴리아미드 수지가 결합된 복합소재를 주로 사용하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 상기 사이드부(10)는 상기 고강도 플라스틱에 비해 상대적으로 강도가 약한 일반 플라스틱을 사용해서 형성되는 부분으로, 일반 플라스틱은 상기 고강도 플라스틱에서 사용된 수지 중 어느 하나의 수지와 동일한 소재를 사용해서 형성된 것이 바람직한 바, 이를 통해 사이드부(10)와 중간부(30)를 보다 용이하게 일체로 결합시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 백빔은 고강도 플라스틱으로 형성된 중간부(30)의 양단이 일정구간 일반 플라스틱으로 형성된 양측의 사이드부(10)로 각각 침입하는 형태로 오버랩된 구조가 특징인 바, 즉 고강도 플라스틱을 강도가 약한 중간부(30)로 오버랩시켜서 오버랩구간(20)을 갖도록 형성한 구조로, 이를 통해 상기 중간부(30)의 강성을 향상시킬 수 있게 됨으로써 충돌하중에 대해 사이드부(10)와 중간부(30)의 경계부에서 파손이 쉽게 발생하는 현상을 없앨 수 있게 된다.

상기 오버랩구간(30)의 좌우방향 길이(L1)는 상기 사이드부(10)의 좌우방향 길이(L2)에 대해 최소 5%이상 초과하면서 최대 50%를 초과하지 않도록 형성된 것이 바람직하다.

만약, 상기 길이 L1이 상기 길이 L2에 대해 5%이하가 되면 사이드부(10)와 중간부(30)의 경계부가 충분한 강성을 확보하지 못함에 따라 충돌하중에 대해 도 3과 같이 사이드부(10)와 중간부(30)의 경계부가 파손(K)되는 문제가 발생하게 된다.

반대로, 상기 길이 L1이 상기 길이 L2에 대해 50%를 초과하게 되면 사이드부(10)의 강성이 과도하게 커지게 되고, 이럴 경우 충돌에너지를 차체쪽으로 전달하는 성능이 감소하게 됨으로써 차량 및 승객의 안전을 보다 효과적으로 보호할 수 없게 된다.

따라서, 본 발명은 오버랩구간(30)의 좌우방향 길이(L1)가 사이드부(10)의 좌우방향 길이(L2)에 대해 5%∼50%가 되도록 형성된 것이 바람직하며, 수치로는 10mm 정도 오버랩되는 것이 바람직하다.

상기 오버랩구간(20)은 도 4에 단면으로 도시된 바와 같이 추가적인 강성확보를 위해 소정공간을 갖는 박스부(40)로 형성된다.

즉, 상기 박스부(40)는 사이드부(10)와 중간부(30)가 서로 연결되면서 박스구조를 갖도록 형성된 부분인 것이다.

본 발명에 따라 상기 박스부(40)를 이루는 측벽(41)에는 충돌하중에 대해 박스부(40)의 좌굴을 유도하기 위한 관통홀(41a)이 다수개 형성된다.

상기 박스부(40)의 측벽(41)은 박스부(40)의 좌우측의 끝부분에 위치한 벽면이다.

상기 관통홀(41a)의 총 단면적은 상기 측벽(41)의 단면적에 대해 5%∼50%가 되도록 형성된 것이 바람직한 바, 만약 5%이하가 되면 충돌하중에 대해 박스부(40)의 좌굴현상이 용이하게 발생하지 못하게 됨으로써 충돌에너지를 효과적으로 흡수할 수 없게 되고, 반대로 50%를 초과하게 되면 박스부(40)의 강성을 충분히 확보하지 못하게 됨으로써 박스부(40)가 쉽게 파손되는 문제가 발생하게 되는 바, 이를 예방하기 위해 관통홀(41a)의 총 단면적은 박스부(40)의 측벽(41)의 단면적에 대해 10%∼30%가 되도록 형성된 것이 바람직한 것이다.

또한, 상기 사이드부(10)에서 상기 박스부(40)를 형성하는 측면(11)에는 충돌하중에 대해 좌굴을 유도하기 위한 굴곡홈(11a)이 연속적으로 이어지게 형성된 구조이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 범퍼 백빔은 이종재질의 플라스틱 소재 즉, 고강도 플라스틱 소재로 된 중간부(30)와 일반 플라스틱 소재로 된 양측의 사이드부(10)가 일체로 결합되어 이루어진 구성으로, 스틸로 형성된 백빔이나 또는 스틸과 플라스틱의 복합소재로 이루어진 백빔에 비해 중량이 가볍고 연비향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.

또한, 이종재질 플라스틱 소재로 이루어진 차량용 범퍼 백빔에서 본 발명에 따른 백빔은 고강도 플라스틱으로 된 중간부(30)의 양단이 일반 플라스틱으로 된 사이드부(10)로 일정구간 오버랩되면서 서로 연결된 구조로, 사이드부(10)와 중간부(30)의 연결부가 충분한 강성을 확보할 수 있게 되고, 이를 통해 충돌하중에 대해 사이드부(10)와 중간부(30)의 경계부에서 파손이 쉽게 발생하는 현상을 없앨 수 있게 되며, 이 결과 충돌사고시에 차체 및 승객을 보다 안전하게 보호할 수 있는 장점도 있다.

또한, 본 발명에 따른 백빔은 사이드부(10)와 중간부(30)가 오버랩되면서 연결되는 부위가 박스구조로 형성됨에 따라 추가적인 강성확보를 도모할 수 있게 되고, 사이드부(10)와 중간부(30)가 오버랩된 박스부(40)에 다수개의 관통홀(41a) 또는 굴곡홈(11a)이 형성됨에 따라 충돌하중에 대해 상기 사이드부(10)의 좌굴을 유도할 수 있게 됨으로써 충돌에너지 흡수 및 차체쪽으로의 충돌에너지 전달을 보다 용이하게 할 수 있는 장점도 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

10 - 사이드부 11 - 측면
11a - 굴곡홈 20 - 오버랩구간
30 - 중간부 40 - 박스부
41 - 측벽 41a - 관통홀

Claims (12)

1. 차체에 연결되는 부분으로 일반 플라스틱으로 형성된 양측의 사이드부; 및
   상기 양측의 사이드부를 연결하는 부분으로 고강도 플라스틱으로 형성되고 양단의 일정구간이 상기 사이드부로 침입해서 오버랩구간을 형성하는 중간부;를 포함하는 차량용 범퍼 백빔.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 오버랩구간은 상기 사이드부와 함께 소정공간을 갖는 박스부로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 백빔.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 오버랩구간의 좌우방향 길이는 상기 사이드부의 좌우방향 길이에 대해 최소 5%이상 초과하면서 최대 50%를 초과하지 않도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 백빔.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 박스부를 이루는 측벽에는 충돌하중에 대해 좌굴을 유도하기 위한 관통홀이 다수개 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 백빔.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 사이드부에서 상기 박스부를 형성하는 측면에는 충돌하중에 대해 좌굴을 유도하기 위한 굴곡홈이 연속적으로 이어지게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 백빔.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 관통홀의 총 단면적은 상기 측벽의 단면적에 대해 5∼50%가 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 백빔.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 중간부를 형성하는 고강도 플라스틱은 유리섬유와 폴리프로필렌 및 폴리아미드 수지가 결합된 복합소재인 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 백빔.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 사이드부를 형성하는 일반 플라스틱은 상기 고강도 플라스틱으로 사용된 수지 중 어느 하나의 수지와 동일한 소재인 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 백빔.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 사이드부는 차체를 구성하는 사이드멤버와 결합된 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 백빔.
10. 강성확보가 요구되는 부분은 고강도 플라스틱 소재로 형성되고;
    차체쪽으로의 충돌에너지를 전달하는 부분은 상기 고강도 플라스틱 소재에 비해 강도가 약한 일반 플라스틱 소재로 형성되며;
    상기 고강도 플라스틱 소재가 상기 일반 플라스틱 소재에 일부구간 오버랩되는 구조로 서로 연결되게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 백빔.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 고강도 플라스틱 소재에서 상기 일반 플라스틱 소재와 오버랩되는 부분은 강성확보를 위해 박스구조로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 백빔.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 박스구조로 형성된 부위에는 충돌하중에 대해 좌굴을 유도하기 위한 다수개의 관통홀이 형성되거나 또는 굴곡홈이 연속적으로 이어지게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 백빔.

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