KR20160080161A - 차량용 범퍼 빔 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

차량용 범퍼 빔 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔은 알루미늄 압출재를 일정 곡률로 곡률 성형하여 제작되며, 내부에 하나 이상의 폐단면을 형성하는 범퍼 빔; 상기 범퍼 빔의 폐단면 내부에 길이방향을 따라 삽입되어 중앙부에 배치된 상태로, 상기 범퍼 빔의 폐단면 내면에 경화되어 고착되는 섬유 복합부재를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔의 제조방법은 알루미늄 압출 성형을 통하여 제작되는 하나 이상의 폐단면을 갖는 범퍼 빔의 상기 폐단면 내부 중앙에 섬유 복합부재를 삽입하는 복합부재 삽입단계; 상기 섬유 복합부재와 함께 상기 범퍼 빔을 일정 곡률로 동시에 성형하는 벤딩단계; 상기 섬유 복합부재가 삽입된 범퍼 빔을 오븐에서 가열하여 상기 섬유 복합부재가 상기 범퍼빔의 폐단면 내면에 경화되어 고착되도록 하는 경화단계를 포함한다.

Description

차량용 범퍼 빔 및 그 제조방법{BUMPER BEAM FOR VEHICLE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 차량용 범퍼 빔에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 알루미늄 압출재로 제작되는 범퍼 빔의 내부에 아라미드 섬유 복합부재를 삽입하여 충돌흡수성능을 높이는 차량용 범퍼 빔 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량에서의 범퍼는 차량이 다른 차량이나 고정체와의 충돌 시, 그 충격을 흡수하여 승객의 안전을 도모하며, 동시에 차체의 변형을 최소화할 수 있도록 차체 전,후방에 설치되는 완충장치이다.

이러한 범퍼는 차량의 전,후방에 차폭 방향으로 배치되는 범퍼 빔과 스태이로 이루어지는 범퍼 빔 유닛이 차체측 사이드 멤버에 장착되고, 범퍼 빔의 전방에는 충격력을 흡수하는 에너지 업소버가 배치되며, 범퍼커버가 상기 범퍼 빔과 에너지 업소버를 감싸면서 설치된다.

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛의 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 상기 범퍼 빔 유닛(100)은 상기 범퍼 빔(101; 프론트 범퍼의 경우)은 후방 양측에 스태이(103; 또는 크래쉬 박스)가 체결되며, 각 스태이(103)는 장착 플레이트(105)를 통하여 차체 측의 사이드 멤버(미도시)에 조립된다.

상기한 범퍼 빔(101)은 최근 차량의 경량화 추세에 맞추어 스틸보다 경량 소재인 알루미늄 압출재를 적용하여 제작되는 실정이다.

일반적으로 알루미늄 압출재로 제작된 범퍼 빔(101)은 300~400Mpa의 고강도 알루미늄 압출재를 사용하여 제조하는데, 상기와 같은 고강도 알루미늄 압출재는 구조적인 강성과 충돌 성능이 우수하여 고급차량에 주로 사용한다.

그런데, 종래의 알루미늄 압출재로 이루어지는 범퍼 빔은 정면 저속 충돌 시, 충돌성능에 맞추기 위해서는 금속판재에 비하여 두께를 두껍게 해야 하기 때문에 결국 중량 절감을 통한 차체 경량화 효과는 미미하고, 단가는 높아지는 단점이 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 실시 예는 알루미늄 압출재로 제작되는 범퍼 빔의 내부에 아라미드 섬유 복합부재를 삽입하여 경화시킴으로써 경량화와 함께 충돌흡수성능을 향상시키는 차량용 범퍼 빔을 제공하고자 한다.

또한, 별도의 외관에 대한 설계변경 없이도 범퍼 빔의 강성을 국부적으로도 강화할 수 있는 차량용 범퍼 빔을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 알루미늄 압출재를 일정 곡률로 곡률 성형하여 제작되며, 내부에 하나 이상의 폐단면을 형성하는 범퍼 빔; 상기 범퍼 빔의 폐단면 내부에 길이방향을 따라 삽입되어 중앙부에 배치된 상태로, 상기 범퍼 빔의 폐단면 내면에 경화되어 고착되는 섬유 복합부재를 포함하는 차량용 범퍼 빔이 제공될 수 있다.

또한, 상기 섬유 복합부재는 열경화성 섬유 복합부재로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 섬유 복합부재는 아라미드 섬유 복합부재로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 아라미드 섬유 복합부재는 상기 범퍼 빔의 폐단면과 동일한 모양의 압출 빔의 외면에 아라미드 섬유를 감아서 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 압출 빔은 알루미늄 압출 빔으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 알루미늄 압출 성형을 통하여 제작되는 하나 이상의 폐단면을 갖는 범퍼 빔의 상기 폐단면 내부 중앙에 섬유 복합부재를 삽입하는 복합부재 삽입단계; 상기 섬유 복합부재와 함께 상기 범퍼 빔을 일정 곡률로 동시에 성형하는 벤딩단계; 상기 섬유 복합부재가 삽입된 범퍼 빔을 오븐에서 가열하여 상기 섬유 복합부재가 상기 범퍼빔의 폐단면 내면에 경화되어 고착되도록 하는 경화단계를 포함하는 차량용 범퍼 빔의 제조방법이 제공될 수 있다.

이때, 상기 섬유 복합부재는 열경화성 섬유 복합부재로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

이때, 상기 섬유 복합부재는 아라미드 섬유 복합부재로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

이때, 상기 아라미드 섬유 복합부재는 상기 범퍼 빔의 폐단면과 동일한 모양의 압출 빔의 외면에 아라미드 섬유를 감아서 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

이때, 상기 압출 빔은 알루미늄 압출 빔으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 알루미늄 압출재로 제작되는 범퍼 빔의 내부에 아리미드 섬유 복합부재를 삽입하여 제작함으로써, 상기 압출재의 두께 변경 없이 강성을 보강하여 경량화 및 충돌흡수성능을 동시에 향상시킨다.

또한, 차량의 정면 충돌에 대비하여, 범퍼 빔의 강성 보강이 필요한 부위에 대해 별도의 외관변경 없이도 범퍼 빔의 강성을 국부적으로 강화시킬 수 있다.

또한, 아라미드 섬유 복합부재가 범퍼 빔의 내부에 삽입된 상태로 도장공장의 오븐에서 경과되어 고정됨으로 전체적인 외관에도 영향을 미치지 않으며, 범퍼 빔의 벤딩처리만으로도 보강을 위한 아라미드 섬유 복합부재를 고정할 수 있어 체결을 위한 별도의 공정이 필요 없는 이점이 있다.

이외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 범퍼 빔 유닛의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔의 투영 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔의 제조공정을 나타낸 공정 사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예를 설명한다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔의 투영 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔의 제조공정을 나타낸 공정 사시도이다.

도 1과 도2를 참조하면, 차량용 범퍼 빔(1)은 알루미늄 압출재로 압출 성형되고, 단면에는 상하방향으로 3개의 폐단면(S1)(S2)(S3)을 형성하여 차량의 전, 후방에 각각 차폭 방향을 따라 배치된다.

그리고 상기 범퍼 빔(1)의 폐단면(S1) 내부에는 섬유 복합부재(3)가 삽입된다. 상기 섬유 복합부재(3)는 상기 범퍼 빔(1)의 폐단면(S1) 내부에 길이방향으로 삽입되며, 차량의 정면 충돌 시, 강성 강화가 필요한 부분인 상기 범퍼 빔(1)의 3개의 폐단면(S1)(S2)(S3) 중, 가운데 폐단면(S1) 내부의 중앙에 삽입될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서는 상기 섬유 복합부재(3)가 3개의 폐단면(S1)(S2)(S3) 중, 가운데 폐단면(S1)에 삽입되는 예를 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 상부 또는 하부 폐단면(S2)(S3)에 적용될 수 도 있다.

또한, 상기 섬유 복합부재(3)는 본 발명의 실시 예와 같이, 사각의 빔으로 형성되나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 같이, 상기 섬유 복합부재(3)는 상기 범퍼 빔(1)의 3개의 폐단면(S1)(S2)(S3) 중, 중앙의 폐단면(S1)에 삽입된 상태로, 상기 범퍼 빔(1)과 함께 설계치수에 맞게 벤딩공정을 통하여 일정 곡률을 갖도록 곡률 성형된다.

또한, 상기 섬유 복합부재(3)는 열경화성 섬유 복합부재로 이루어지는데, 본 발명의 실시 예에서는 아라미드 섬유 복합부재로 이루어지는 예를 설명한다.

즉, 상기 아라미드 섬유 복합부재는 상기 범퍼 빔(1)의 폐단면(S1)과 동일한 모양의 압출 빔(5)을 제작하고, 상기 압출 빔(5)의 외면에 아라미드 섬유(7)를 감아서 형성된다.

이때, 상기 압출 빔(5)은 알루미늄 재질로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 같이, 상기 섬유 복합부재(3)는 상기 범퍼 빔(1)의 폐단면(S1) 내면에 고온에 의해 경화되어 고착됨과 동시에, 상기 벤딩공정을 통하여 곡률 성형되어 견고하게 고정된다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 범퍼 빔(1)은 상기 범퍼 빔(1)의 내부에 섬유 복합부재(3)를 삽입하여 고착 및 벤딩됨에 따라, 체결부품이 필요 없어 경량이면서도 상기 범퍼 빔(1)의 구조적 강성을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔의 제조방법을 첨부한 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼 빔의 제조공정은 복합부재 삽입단계(P1), 벤딩단계(P2), 경화단계(P3)로 진행된다.

먼저, 복합부재 삽입단계(P1)는 알루미늄 압출 성형을 통하여 상하방향으로 3개의 폐단면(S1)(S2)(S3)을 갖는 범퍼 빔(1)의 중앙 폐단면(S1) 내부에 상기 섬유 복합부재(3)를 범퍼 빔(1)의 길이방향을 따라 일단으로부터 밀어 넣어 삽입한다.

여기서, 상기 섬유 복합부재(3)는 범퍼 빔(1)의 중앙에 삽입될 수 있으며, 이는 차량의 정면 충돌 시, 충돌 에너지의 영향을 가장 크게 받는 중앙에 강성 보강을 하기 위함이다.

이러한 섬유 복합부재(3)를 범퍼 빔(1)의 중앙 폐단면(S1)에 삽입한 후에는 벤딩공정을 통하여 상기 섬유 복합부재(3)와 함께 범퍼 빔(1)을 일정 곡률로 성형하는 벤딩단계(P2)를 진행한다.

상기 벤딩단계(P2)는 당업계에서 널리 알려진 일반적인 롤 벤딩 또는 스트레치 벤딩 등의 기술을 적용할 수 있으며, 이에 대한 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고 벤딩단계(P2) 이후에는 도장공정의 오븐(미도시)에서 상기 범퍼 빔(1)은 내부에 삽입된 섬유 복합부재(3)를 일정 온도까지 가열하여 경화시키는 경화단계(P3)를 진행한다

이때, 상기 경화단계(P3)는 상기 아라미드 섬유 복합부재의 열경화 성질을 이용하여 고온의 도장공장 오븐을 지나는 과정에 경화되도록 하는 것으로, 상기 아라미드 섬유 복합부재가 오븐을 통화하면서 고온으로 가열되어 상기 중앙 폐단면(S1)의 내면에 경화되어 고착된다.

즉, 상기 섬유 복합부재(3)는 상기 범퍼 빔(1)의 내부에 경화 고착 및 벤딩 성형에 의해 체결부품이 필요 없이 견고하게 고정된다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 범퍼 빔(1)은 폐단면(S1) 내부에 섬유 복합부재(3)가 삽입되어 고착 및 벤딩 성형되어 범퍼 빔(1)의 강성을 국부적으로 보강할 수 있다.

즉, 알루미늄 압출 성형품으로 이루어지는 범퍼 빔(1)의 강성을 확보하기 위해 상기 범퍼 빔(1)의 두께나 단면을 늘리지 않고도 상기와 같은 섬유 복합부재(3)의 삽입만으로 국부적인 강성을 확보하면서 경량화를 만족시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1 : 범퍼 빔
3 : 섬유 복합부재
5 : 압출 빔
7 : 아라미드 섬유
S1 : 중앙 폐단면
S2 : 상부 폐단면
S3 : 하부 폐단면

Claims (10)

1. 알루미늄 압출재를 일정 곡률로 곡률 성형하여 제작되며, 내부에 하나 이상의 폐단면을 형성하는 범퍼 빔;
   상기 범퍼 빔의 폐단면 내부에 길이방향을 따라 삽입되어 중앙부에 배치된 상태로, 상기 범퍼 빔의 폐단면 내면에 경화되어 고착되는 섬유 복합부재; 및
   를 포함하는 차량용 범퍼 빔.
2. 제1항에 있어서,
   상기 섬유 복합부재는
   열경화성 섬유 복합부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 빔.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 섬유 복합부재는
   아라미드 섬유 복합부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 빔.
4. 제3항에 있어서,
   상기 아라미드 섬유 복합부재는
   상기 범퍼 빔의 폐단면과 동일한 모양의 압출 빔의 외면에 아라미드 섬유를 감아서 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 빔.
5. 제4항에 있어서,
   상기 압출 빔은
   알루미늄 압출 빔으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 빔.
6. 알루미늄 압출 성형을 통하여 제작되는 하나 이상의 폐단면을 갖는 범퍼 빔의 상기 폐단면 내부 중앙에 섬유 복합부재를 삽입하는 복합부재 삽입단계;
   상기 섬유 복합부재와 함께 상기 범퍼 빔을 일정 곡률로 동시에 성형하는 벤딩단계;
   상기 섬유 복합부재가 삽입된 범퍼 빔을 오븐에서 가열하여 상기 섬유 복합부재가 상기 범퍼빔의 폐단면 내면에 경화되어 고착되도록 하는 경화단계;
   를 포함하는 차량용 범퍼 빔의 제조방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 섬유 복합부재는
   열경화성 섬유 복합부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 빔의 제조방법.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
   상기 섬유 복합부재는
   아라미드 섬유 복합부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 빔의 제조방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 아라미드 섬유 복합부재는
   상기 범퍼 빔의 폐단면과 동일한 모양의 압출 빔의 외면에 아라미드 섬유를 감아서 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 빔의 제조방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 압출 빔은
    알루미늄 압출 빔으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 빔의 제조방법.

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