KR20160105593A - 스티프너 일체형 프론트 범퍼 - Google Patents

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Abstract

스티프너 일체형 프론트 범퍼에 대한 발명이 개시된다. 개시된 발명은: 캐리어의 전방에 설치되고, 차폭을 따라 연장되는 길이를 갖도록 형성되는 범퍼 커버; 및 범퍼 커버와 일체로 형성되는 스티프너를 포함하고, 스티프너는, 범퍼 커버의 하부에 구비되며, 범퍼 커버와 일체로 형성되는 스티프너 본체부; 및 스티프너 본체부를 캐리어에 연결시키는 캐리어 연결부를 포함한다.

Description

스티프너 일체형 프론트 범퍼{FRONT BUMPER INTEGRATED STIFFNER}
본 발명은 스티프너 일체형 프론트 범퍼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 전방에 설치되어 차량 충돌사고시 충격을 흡수하도록 구비되는 스티프너 일체형 프론트 범퍼에 관한 것이다.
일반적으로, 차체의 앞 부분에는 차량 조립라인에서 차량을 조립할 때 부품수와 조립공수를 크게 줄일 수 있도록 차량의 전방을 구성하는 부품들을 모듈화한 프론트 엔드 모듈(FEM)이 구비된다.
프론트 엔드 모듈은, 차량 조립라인에서 차량을 조립할 때 부품수와 조립공수를 크게 줄일 수 있도록 차량의 전방을 구성하는 부품들을 모듈화한 것으로서, 캐리어와, 차체 프런트 바디, 차체 프런트 바디를 지지하는 사이드 멤버, 차체 전면에 설치되어 차량 충돌시 충격을 흡수해주는 범퍼, 그 외 헤드램프, 전동팬, 라디에이터 등과 같은 부품들을 모듈로 일체화시킨 형태로 구비된다.
이 중 범퍼는, 자동차가 다른 자동차나 고정체와의 충돌시, 그 충격을 흡수하여 승객의 안전을 도모하며, 동시에 차체의 변형을 최소화할 수 있도록 자동차의 전방 및 후방의 소정 부위에 배치되는 완충유닛이다.
이러한 범퍼는 차량의 전방에서 차폭 방향으로 배치되는 범퍼 빔과, 범퍼 빔 양측에 장착되어 사이드 멤버와 결합되는 스테이와, 범퍼 빔을 감싸는 범퍼 커버를 포함한다.
그리고 범퍼 빔의 하부에는 스티프너가 장착된다. 스티프너는 차량의 전방 충돌 시, 발생하는 충격을 프론트 엔드 모듈의 전역에 걸쳐 고르게 전달하는 기능과 함께, 보행자와의 충돌 시 변형되면서 그 충격에너지를 흡수하여 보행자를 보호하는 기능을 한다.
이러한 스티프너는, 별도의 스틸 브래킷(Steel bracket)을 이용하여 범퍼 빔에 체결되는 방식으로 차량의 전방 하부에 설치된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0681048호(20107년 02월 02일 등록, 발명의 명칭 : 차량의 전방 범퍼 구조)에 개시되어 있다.
본 발명은 중량 및 제조비용이 절감되면서도 디자인 자유도 및 품질을 향상시킨 일체형 프론트 범퍼를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 스티프너 일체형 프론트 범퍼는: 캐리어의 전방에 설치되고, 차폭을 따라 연장되는 길이를 갖도록 형성되는 범퍼 커버; 및 상기 범퍼 커버와 일체로 형성되는 스티프너를 포함하고, 상기 스티프너는, 상기 범퍼 커버의 하부에 구비되며, 상기 범퍼 커버와 일체로 형성되는 스티프너 본체부; 및 상기 스티프너 본체부를 상기 캐리어에 연결시키는 캐리어 연결부를 포함한다.
또한 상기 스티프너 본체부는, 상기 범퍼 커버에 인서트 사출되는 것이 바람직하다.
또한 상기 스티프너 본체부는, 상기 스티프너 본체부의 형상을 이루는 스티프너 형상부; 및 상기 스티프너 본체부의 강성이 강화되도록 상기 스티프너 형상부에 결합되는 강성강화부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 스티프너 형상부는, 상기 강성강화부보다 성형성이 우수한 재질로 형성되고; 상기 강성강화부는, 상기 스티프너 형상부보다 강성이 높은 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 강성강화부는, 상기 스티프너 형상부에 인서트되어 사출 성형되는 것이 바람직하다.
또한 상기 캐리어 연결부는, 상기 스티프너 본체부의 길이방향 양단부에 각각 구비되고; 각각의 상기 캐리어 연결부는, 상기 캐리어 측으로 연장되게 형성되어 상기 캐리어와 직접 결합되는 것이 바람직하다.
또한 상기 캐리어연결부는, 상기 스티프너 본체부와 일체로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 스티프너 일체형 프론트 범퍼에 따르면, 범퍼 커버와 스티프너가 일체로 형성되도록 제조됨으로써, 범퍼 커버의 형상을 변화시키지 않으면서도 보행자 보호 성능을 향상시킬 수 있고, 반대로 보행자 보호 성능을 동등 수준 이상으로 유지시키면서 디자인 자유도를 개선할 수 있다.
또한 본 발명은 범퍼 커버와 스티프너의 밀착성이 향상되는 한편, 자체의 강성이 강화되어 범퍼의 꿀렁거림 발생을 방지할 수 있고, 범퍼의 감성 품질을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 래틀노이즈를 감소시킬 수 있다.
또한 본 발명은 중량이 무거운 스틸 브래킷 없이도 스티프너를 차량의 전방 하부에 설치할 수 있게 되므로, 차량 전방 부분에 대한 경량화가 가능하게 될 뿐 아니라, 설치 작업의 난이도를 낮추고 작업 공수를 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스티프너 일체형 프론트 범퍼를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 스티프너 일체형 프론트 범퍼의 일부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 "A-A" 선에 따른 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 스티프너 일체형 프론트 범퍼의 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스티프너 일체형 프론트 범퍼를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 스티프너 일체형 프론트 범퍼의 일부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 본 발명의 일 실시예에 따른 스티프너 일체형 프론트 범퍼(100)는, 범퍼 커버(110)와 스티프너(120)를 포함한다.
범퍼 커버(110)는, 본 실시예에 따른 스티프너 일체형 프론트 범퍼(100)의 외관을 형성하며, 범퍼 빔(미도시)과 결합되어 빔퍼 빔에 의해 지지된다. 범퍼 커버(110)는, 차체의 최전방에 위치되도록 범퍼 빔과 스티프너(120) 및 캐리어(10)의 전방 측에 배치된다.
상기와 같은 범퍼 커버(110)는, 차폭을 따라 연장되는 길이를 갖도록 형성되며, 합성수지 재질로 사출 성형되는 방식으로 제조될 수 있다.
스티프너(120)는, 범퍼 커버(110)의 후방 측에 구비되며, 차량의 전방 충돌 시 발생하는 충격을 프론트 엔드 모듈의 전역에 걸쳐 고르게 전달하고, 보행자와의 충돌 시 변형되면서 그 충격에너지를 흡수하여 보행자를 보호하는 기능을 한다. 이러한 스티프너(120)는, 범퍼 커버(110)와 일체로 형성되며, 스티프너 본체부(121)와 캐리어 연결부(125)를 포함한다.
스티프너 본체부(121)는, 범퍼 커버(110)의 하부 측에 구비되며, 범퍼 커버(110)와 일체로 형성된다. 이러한 스티프너 본체부(121)는, 범퍼 커버(110)의 사출 성형시 범퍼 커버(110)에 인서트 사출됨으로써, 범퍼 커버(110)와 일체로 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 스티프너 본체부(121)는 스티프너 형상부(122)와 강성강화부(123)를 포함하는 형태로 구비되는 것으로 예시된다.
스티프너 형상부(122)는, 스티프너 본체부(121)의 형상을 이루는 부분으로서, 강성강화부(123)보다 성형성이 우수한 재질, 예를 들면 TPO(Thermo Plastic Olefin)와 같은 재질로 형성될 수 있다.
그리고 강성강화부(123)는, 스티프너 본체부(121)의 강성이 강화되도록 스티프너 형상부(122)에 결합된다. 이러한 강성강화부(123)는, 스티프너 형상부(122)보다 강성이 높은 재질로 형성되며, 스티프너 형상부(122)의 사출 성형시 스티프너 형상부(122)에 인서트되어 스티프너 형상부(122)와 함께 사출 성형될 수 있다.
일례로서, 강성강화부(123)는 장섬유 강화 열가소성수지(Long Fiber Thermoplastics; LFT) 재질과 같은 섬유강화복합소재 재질로 형성될 수 있다.
장섬유 강화 열가소성수지는, 플라스틱 소재에 길이가 긴 섬유를 보강한 정밀화학소재로서, 금속에 근접한 수준의 강성을 가지면서도 금속에 비해 가격이 저렴하고 중량이 가벼울 뿐 아니라, 사출 성형이 용이한 특성이 있다.
다른 예로서, 강성강화부(123)는 연속섬유 열가소성수지(Continuous Fiber Thermoplastics; CFT) 재질과 같은 섬유강화복합소재 재질로 형성될 수도 있다.
연속섬유 열가소성수지는, 플라스틱 소재에 유리섬 또는 탄소섬유 등의 보강섬유를 연속상으로 내장한 복합소재로서, 기계적 강도, 강성 및 충격성능이 매우 우수한 특성이 있다.
상기와 같은 섬유강화복합소재 재질로 형성되는 강성강화부(123)는, 스티프너 형상부(122)를 사출 성형하는 과정에서, 스티프너 본체부(121)의 강성 강화가 필요한 부분에 선택적으로 위치되도록 스티프너 형상부(122)에 인서트되어 스티프너 형상부(122)와 함께 사출됨으로써, 스티프너 본체부(121)에서 강성 강화가 필요한 부분의 강성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
상기와 같이 스티프너 형상부(122)에 강성강화부(123)가 인서트되어 사출되는 형태로 형성되는 스티프너 본체부(121)는, 가벼운 중량으로 높은 강성을 가질 뿐 아니라, 강성 강화가 필요한 부분의 강성을 효과적으로 향상시키면서도 적은 비용으로 용이하게 제조될 수 있다.
캐리어 연결부(125)는, 스티프너 본체부(121)를 캐리어(10)에 연결시키도록 구비되되, 스티프너 본체부(121)와 일체로 형성된다. 이러한 캐리어 연결부(125)는, 스티프너 본체부(121)의 길이방향 양단부에 각각 구비된다.
각각의 캐리어 연결부(125)는, 스티프너 본체부(121)의 길이방향 양단부로부터 캐리어(10) 측으로, 즉 차체의 후방 측으로 연장되게 형성되어 캐리어(10)와 직접 결합된다.
즉 본 실시예의 스티프너(120)는, 별도의 스틸 브래킷을 이용하여 범퍼 빔에 체결되는 방식으로 차량의 전방 하부에 설치되는 것이 아니라, 스티프너(120) 자체에 일체로 형성된 캐리어 연결부(125)를 통해 캐리어(10)와 직접 결합되는 방식으로 차량의 전방 하부에 설치될 수 있다.
이에 따라 중량이 무거운 스틸 브래킷 없이도 스티프너(120)를 차량의 전방 하부에 설치할 수 있게 되므로, 차량 전방 부분에 대한 경량화가 가능하게 될 뿐 아니라, 설치 작업의 난이도를 낮추고 작업 공수를 감소시킬 수 있게 된다.
도 3은 도 2의 "A-A" 선에 따른 단면도이다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 스티프너 일체형 프론트 범퍼의 제조과정 및 작용, 효과에 대하여 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 스티프너 일체형 프론트 범퍼(100)는, 스티프너(120)가 인서트되도록 범퍼 커버(110)를 사출 성형하여 제조될 수 있다. 이때 스티프너(120)는, 범퍼 커버(110)에 결합되는 부분, 즉 범퍼 커버(110)에 인서트되는 부분인 스티프너 본체부(121)와, 스티프너 본체부(121)로부터 차체의 후방 측으로 연장되게 형성되어 스티프너 본체부(121)를 캐리어(10)에 연결시키는 부분인 캐리어 연결부(125)로 구분될 수 있다.
이 중 스티프너 본체부(121)는, 스티프너 본체부(121)의 형상을 이루는 스티프너 형상부(122)와, 스티프너 본체부(121)의 강성이 강화되도록 스티프너 형상부(122)에 결합되는 강성강화부(123)로 구분될 수 있다.
이때 스티프너 형상부(122)는 강성강화부(123)에 비해 강도는 상대적으로 높지 않으나 가볍고 사출 성형이 용이한 재질, 즉 성형성이 우수한 재질로 형성되고, 강성강화부(123)는 장섬유 강화 열가소성수지 또는 연속섬유 열가소성수지 등과 같이 강성이 높은 섬유강화복합소재 재질로 형성된다.
그리고 상기와 같이 형성된 강성강화부(123)는, 스티프너 형상부(122)를 사출 성형하는 과정에서, 스티프너 본체부(121)의 강성 강화가 필요한 부분에 선택적으로 위치되도록 스티프너 형상부(122)에 인서트되어 스티프너 형상부(122)와 함께 사출된다.
이와 같이 성형되는 스티프너 본체부(121)는, 상기 인서트 사출 과정에서 강성 강화가 필요한 부분에 강성강화부(123)가 선택적으로 위치되도록 강성강화부(123)의 형성 위치를 조절함으로써, 제조비용 및 중량의 증가를 억제하면서도 우수한 외관 품질 및 강도를 갖도록 제조될 수 있다.
상기와 같이 이루어지는 스티프너 본체부(121)를 성형하기 위한 사출 과정에서 캐리어 연결부(125)의 성형도 스티프너 본체부(121)와 일체를 이루도록 함께 이루어지며, 이로써 스티프너(120)의 성형이 완료된다.
상기와 같이 성형된 스티프너(120)는, 범퍼 커버(110)를 사출하는 과정에서, 범퍼 커버(110) 상에서 스티프너(120)가 결합될 위치에 위치되도록 범퍼 커버(110)에 인서트되어 범퍼 커버(110)와 함께 사출됨으로써, 범퍼 커버(110)와 일체로 성형된다.
이와 같이 범퍼 커버(110)와 스티프너(120)가 일체로 형성되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 스티프너(120)가 범퍼 커버(110)에 완전히 밀착된 상태로 결합될 수 있다.
즉 범퍼 커버(110)와 스티프너(120)가 일체로 형성됨으로써 스티프너(120)가 범퍼 커버(110)에 완전히 밀착된 상태로 결합되므로, 범퍼 커버(110)의 외관 디자인 결정시 범퍼 커버(110)와 스티프너(120) 사이에 조립 공차를 마련할 필요가 없게 된다.
이에 따라 범퍼 커버(110)의 형상을 기존과 같이 유지하면서도 기존에 마련되어 왔던 조립 공차만큼 스티프너(120)의 위치를 차량의 전방 측으로 더욱 돌출되게 위치시킬 수 있게 되므로, 범퍼 커버(110)의 형상을 변화시키지 않으면서도 보행자 보호 성능을 향상시킬 수 있고, 반대로 보행자 보호 성능을 동등 수준 이상으로 유지시키면서 디자인 자유도를 개선할 수 있게 된다.
또한 상기와 같이 제조되는 스티프너 일체형 프론트 범퍼(100)는, 조립 공차가 없어 범퍼 커버(110)와 스티프너(120)의 밀착성이 향상되는 한편, 강성강화부(123)를 통해 스티프너(120)의 강성이 강화되어 자체의 강도가 향상되므로, 범퍼의 꿀렁거림 발생을 방지할 수 있고, 범퍼의 감성 품질을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 래틀노이즈를 감소시킬 수 있다.
한편, 상기와 같이 제조되는 스티프너 일체형 프론트 범퍼(100)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 캐리어 연결부(125)를 통해 캐리어(10)와 결합됨으로써 차체와 연결될 수 있다.
캐리어 연결부(125)와 캐리어(10) 간의 결합은, 상하방향으로 겹쳐진 캐리어 연결부(125)와 캐리어(10)를 볼트, 또는 리테이너 등을 이용하여 상하방향으로 체결함으로써 이루어질 수 있다.
즉 본 실시예의 스티프너(120)는, 별도의 스틸 브래킷을 이용하여 범퍼 빔에 체결되는 방식으로 차량의 전방 하부에 설치되는 것이 아니라, 스티프너(120) 자체에 일체로 형성된 캐리어 연결부(125)를 통해 캐리어(10)와 직접 결합되는 방식으로 차량의 전방 하부에 설치될 수 있다.
이에 따라 중량이 무거운 스틸 브래킷 없이도 스티프너(120)를 차량의 전방 하부에 설치할 수 있게 되므로, 차량 전방 부분에 대한 경량화가 가능하게 될 뿐 아니라, 설치 작업의 난이도를 낮추고 작업 공수를 감소시킬 수 있게 된다.
상기한 바와 같은 본 실시예의 스티프너 일체형 프론트 범퍼(100)는, 범퍼 커버(110)와 스티프너(120)가 일체로 형성되도록 제조됨으로써, 범퍼 커버(110)의 형상을 변화시키지 않으면서도 보행자 보호 성능을 향상시킬 수 있고, 반대로 보행자 보호 성능을 동등 수준 이상으로 유지시키면서 디자인 자유도를 개선할 수 있다.
또한 본 실시예의 스티프너 일체형 프론트 범퍼(100)는, 범퍼 커버(110)와 스티프너(120)의 밀착성이 향상되는 한편, 자체의 강성이 강화되어 범퍼의 꿀렁거림 발생을 방지할 수 있고, 범퍼의 감성 품질을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 래틀노이즈를 감소시킬 수 있다.
또한 본 실시예의 스티프너 일체형 프론트 범퍼(100)는, 중량이 무거운 스틸 브래킷 없이도 스티프너(120)를 차량의 전방 하부에 설치할 수 있게 되므로, 차량 전방 부분에 대한 경량화가 가능하게 될 뿐 아니라, 설치 작업의 난이도를 낮추고 작업 공수를 감소시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 스티프너 일체형 프론트 범퍼 110 : 범퍼 커버
120 : 스티프너 121 : 스티프너 본체부
122 : 스티프너 형상부 123 : 강성강화부
125 : 캐리어 연결부

Claims (7)

  1. 캐리어의 전방에 설치되고, 차폭을 따라 연장되는 길이를 갖도록 형성되는 범퍼 커버; 및
    상기 범퍼 커버와 일체로 형성되는 스티프너를 포함하고, 상기 스티프너는,
    상기 범퍼 커버의 하부에 구비되며, 상기 범퍼 커버와 일체로 형성되는 스티프너 본체부; 및
    상기 스티프너 본체부를 상기 캐리어에 연결시키는 캐리어 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스티프너 일체형 프론트 범퍼.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스티프너 본체부는, 상기 범퍼 커버에 인서트 사출되는 것을 특징으로 하는 스티프너 일체형 프론트 범퍼.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스티프너 본체부는,
    상기 스티프너 본체부의 형상을 이루는 스티프너 형상부; 및
    상기 스티프너 본체부의 강성이 강화되도록 상기 스티프너 형상부에 결합되는 강성강화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스티프너 일체형 프론트 범퍼.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스티프너 형상부는, 상기 강성강화부보다 성형성이 우수한 재질로 형성되고;
    상기 강성강화부는, 상기 스티프너 형상부보다 강성이 높은 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 스티프너 일체형 프론트 범퍼.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 강성강화부는, 상기 스티프너 형상부에 인서트되어 사출 성형되는 것을 특징으로 하는 스티프너 일체형 프론트 범퍼.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어 연결부는, 상기 스티프너 본체부의 길이방향 양단부에 각각 구비되고;
    각각의 상기 캐리어 연결부는, 상기 캐리어 측으로 연장되게 형성되어 상기 캐리어와 직접 결합되는 것을 특징으로 하는 스티프너 일체형 프론트 범퍼.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 캐리어연결부는, 상기 스티프너 본체부와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 스티프너 일체형 프론트 범퍼.
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