KR20170073137A - 차량용 범퍼빔 유닛 - Google Patents

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김동언
이문용
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주식회사 성우하이텍
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Abstract

본 발명은 차량용 범퍼빔 유닛에 관한 것으로, 구체적으로 범퍼빔의 내부에 보강부재를 삽입하여 범퍼빔의 충돌성능을 향상시킬 수 있는 차량용 범퍼빔 유닛에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛은 차폭 방향으로 배치되며, 내부에 길이 방향을 따라 형성된 삽입홀을 갖는 설치부재가 형성되는 범퍼빔; 상기 범퍼빔의 후방 양측에 장착되어 상기 범퍼빔을 차체에 고정하는 스태이; 및 상기 설치부재의 삽입홀 내부 일측에 삽입되어 고정되는 보강부재를 포함한다.

Description

차량용 범퍼빔 유닛{A BUMPER BEAM UNIT FOR VEHICLES}
본 발명은 차량용 범퍼빔 유닛에 관한 것으로, 구체적으로 범퍼빔의 내부에 보강부재를 삽입하여 범퍼빔의 충돌성능을 향상시킬 수 있는 차량용 범퍼빔 유닛에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 범퍼는 차량의 저속 및 중속 충돌 시, 탄성적으로 변형하여 차량의 물리적인 손상을 방지하기 위한 것으로, 다른 자동차나 고정체와의 충돌 시, 그 충격을 흡수하여 승차자의 안전을 도모하며, 동시에 차체의 변형을 최소화하도록 차량의 전방과 후방에 배치되는 완충장치이다.
상기한 범퍼(10)는 도 1에서 도시한 바와 같이 차량의 전, 후방에서 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔(21)의 후방 양측에 스태이(23)가 장착되어 차체측 사이드 멤버(31)에 고정되는 범퍼빔 유닛(25)과, 상기 범퍼빔(21)의 전방에 배치되어 충격력을 흡수하는 에너지 업소버(27), 그리고 상기 범퍼빔(21)과 에너지 업소버(27)를 감싸는 범퍼 커버(29)로 이루어진다.
여기서, 상기한 종래의 범퍼빔 유닛(25)은 도 2에 도시된 바와 같이 범퍼빔(21)의 후방 양측에 스태이(23)가 별도의 플랜지를 통하여 용접되고, 스태이(23)를 통하여 차체 측의 사이드 멤버(31)에 바로 조립된다. 또한, 범퍼빔 유닛(25)에는 차량의 구난 또는 견인 시, 케이블을 차체에 연결하거나, 트레일러 혹은 캐리어 등을 연결하여 견인하기 위하여 범퍼빔(21)에 토잉 훅을 선택적으로 장착하기 위한 별도의 토잉 파이프(43)가 장착되고 있는 실정이다.
그리고 종래의 범퍼빔 유닛(25)은 충돌 성능을 만족하기 위해 범퍼빔(21)의 단면 두께를 증가시키거나, 도 2에 도시된 바와 같이 레인프브라켓(50)을 범퍼빔(21)의 프로트부에 CO2 용접을 통해 추가하였다. 그러나, 종래의 경우에는 레인프브라켓을 추가하여야 하므로 품질이 저하되고, 원가가 상승되는 문제가 발생하였다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 범퍼빔의 내부에 보강부재를 삽입할 수 있는 차량용 범퍼빔 유닛을 제공한다.
그리고, 본 발명의 실시 예는 보강부재를 곡률 성형을 통해 성형하여 범퍼빔의 내부에 고정할 수 있는 차량용 범퍼빔 유닛을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서는 차폭 방향으로 배치되며, 내부에 길이 방향을 따라 형성된 삽입홀을 갖는 설치부재가 형성되는 범퍼빔; 상기 범퍼빔의 후방 양측에 장착되어 상기 범퍼빔을 차체에 고정하는 스태이; 및 상기 설치부재의 삽입홀 내부 일측에 삽입되어 고정되는 보강부재를 포함하는 차량용 범퍼빔 유닛을 제공할 수 있다.
또한, 상기 설치부재는 원형 또는 타원형의 삽입홀을 가지며, 상기 범퍼빔의 내부 전면측에 일체로 연결됨과 동시에 상기 범퍼빔의 후면측에 연결 리브를 통해 연결되는 관재로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 설치부재는 상기 범퍼빔의 내부에 상하로 구성되는 상부 관재 및 하부 관재로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 설치부재는 상기 범퍼빔의 내부 전면측에 일체로 형성되어 범퍼빔의 전면측과 함께 각형의 삽입홀을 형성하는 빔재로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 보강부재는 상기 삽입홀의 형상을 따라 형성되어 상기 삽입홀 내에서 상기 범퍼빔의 길이 방향 중앙부에 고정될 수 있다.
또한, 상기 범퍼빔은 상기 설치부재와 함께 압출 성형되는 알루미늄 압출빔으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 보강부재는 상기 삽입홀에 삽입된 상태로 상기 범퍼빔의 곡률 성형에 의해 삽입홀 내에 고정될 수 있다.
또한, 상기 보강부재는 스틸, 알루미늄, 복합소재 중 적어도 하나의 재질로 이루어지는 파이프재일 수 있다.
그리고 본 발명의 다른 실시 예에서는 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔; 상기 범퍼빔의 내부 길이 방향을 따라 형성되는 삽입홀을 가지며, 상기 범퍼빔의 내부 전면측에 일체로 형성되는 설치부재; 및 상기 설치부재의 삽입홀 내부 일측에 삽입되어 고정되는 보강부재를 포함하는 차량용 범퍼빔 유닛을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 범퍼빔의 내부에 보강부재를 삽입하여 범퍼빔의 충돌 성능을 향상시킬 수 있으며, 외관미가 우수하며, 설계 자유도를 확보할 수 있다.
또한, 보강부재가 CO2 용접을 통해 범퍼빔에 장착되는 것이 아니라 범퍼빔의 내부에서 곡률 성형을 통해 고정되어 범퍼빔의 강성을 향상시킬 수 있으며, 범퍼빔의 단면이나 두께를 증대시킬 필요가 없어 범퍼빔의 중량을 최소화할 수 있다.
그 외에 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 일반적인 차량용 범퍼의 분해 사시도이다.
도 2는 종래에 따른 범퍼빔 유닛의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 배면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 B-B 선에 따른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 범퍼빔의 곡률 성형을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 단면도이다.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 실시 예들 중에서 바람직한 하나의 실시 예에 관한 것이다. 따라서, 본 발명이 하기의 도면과 설명에만 한정되어서는 아니 될 것이다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 이하 실시 예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형, 또는 통합, 또는 분리하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.
이하, 본 발명의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 배면도이며, 도 5는 도 3에 도시된 A-A 선에 따른 단면도이고, 도 6은 도 3에 도시된 B-B 선에 따른 단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛(100)은 스태이(210)와 연결 플레이트(220)를 통해 차체에 고정되며, 차량의 충돌 시 탄성적으로 변형하여 차량의 물리적 손상을 방지하도록 하며, 범퍼빔(110)에 보강부재(150)를 추가하여 정면 충돌에 대한 범퍼빔(110)의 강성을 향상시키도록 한다.
이를 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛(100)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 범퍼빔(110), 범퍼빔(110) 후방 양측에 장착되어 범퍼빔(110)을 차체에 고정하는 스태이(210)를 포함하여 구성된다.
범퍼빔(110)은 차폭 방향으로 배치된다. 범퍼빔(110)은 압출 성형되는 알루미늄 압출빔으로 이루어진다.
범퍼빔(110)은 내부에 길이 방향을 따라 형성된 삽입홀(130)을 갖는 설치부재(120)가 형성된다. 이러한 설치부재(120)는 도 5에 도시된 바와 같이 관재(123) 및 연결 리브(125)를 포함한다. 설치부재(120)는 범퍼빔(110)과 함께 압출 성형된다.
관재(123)는 원형 또는 타원형의 삽입홀(130)을 가지며, 범퍼빔(110)의 내부 전면측에 일체로 연결된다.
여기서는 삽입홀(130)이 원형 또는 타원형을 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며, 보강부재(150)를 삽입하여 고정할 수 있으면 그 형태는 무관하다. 예를 들어, 삽입홀(130)은 삼각형, 사각형과 같은 각형으로 형성될 수도 있다.
연결 리브(125)는 일측이 범퍼빔(110)의 내부 후면측에 연결되고, 타측이 관재(123)에 연결된다. 이에 관재(123)는 연결 리브(125)에 의해 범퍼빔(110)의 후면측에 연결된다.
보강부재(150)는 도 6에 도시된 바와 같이 설치 부재의 삽입홀(130)에 삽입되어 고정된다. 보강부재(150)는 삽입홀(130)의 형상을 따라 형성된다. 예를 들어, 삽입홀(130)이 원형으로 형성되면 보강부재(150)는 원형으로 형성될 수 있고, 삽입홀(130)이 타원형으로 형성되면 보강부재(150)는 타원형으로 형성될 수 있다.
보강부재(150)는 삽입홀(130) 내에서 범퍼빔(110)의 길이방향 중앙부에 고정된다. 여기서는 범퍼빔(110)의 중앙부에 고정된다고 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며, 범퍼빔(110)의 충돌 성능을 향상시킬 수 있으면 위치는 한정되지 않는다.
보강부재(150)는 스틸, 알루미늄, 복합소재 중 적어도 하나의 재질로 이루어지는 파이프재일 수 있다. 복합소재는 섬유(탄소섬유)를 강화재로 하는 고강도고탄성의 경량 구조체로 주목을 받고 있는 첨단 복합 재료이며, 경량 구조용 재료로서 뛰어난 특성을 가진다. 예를 들어, 복합소재는 탄소 섬유 강화 플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastic: CFRP) 및 섬유 강화 플라스틱(Fiber Reinforced Plastic: FRP) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
보강부재(150)는 삽입홀(130)에 삽입된 상태로 범퍼빔(110)의 곡률 성형에 의해 삽입홀(130) 내에 고정된다. 곡률 성형에 대해서는 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.
이하에서는 도 7을 참조하여 범퍼빔(110)의 곡률 성형을 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 범퍼빔의 곡률 성형을 설명하기 위한 도면이다.
도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 우선 삽입홀(130)을 갖는 설치부재(120)가 형성된 범퍼빔(110)을 준비한다. 이때, 범퍼빔(110)은 설치부재(120)와 함께 압출 성형되는 알루미늄 압출빔으로 이루어진다.
그리고 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 파이프 형태의 보강부재(150)를 준비한다. 이러한, 보강부재(150)는 삽입홀(130)의 내층 형상에 따라 형성되며, 스틸, 알루미늄, 복합소재 중 적어도 하나의 재질로 이루어질 수 있다.
다음으로, 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이 범퍼빔(110)의 삽입홀(130) 내부로 보강부재(150)를 삽입한다.
이후, 도 7의 (d)에 도시된 바와 같이 보강부재(150)가 삽입홀(130)에 삽입된 상태로 범퍼빔(110)을 곡률 성형한다. 이때, 곡률 성형은 스트레치 벤딩(stretch bending)일 수 있다.
이에 보강부재(150)는 곡률 성형에 의해 삽입홀(130) 내에 고정된다. 보강부재(150)는 삽입홀(130) 내에서 범퍼빔(110)의 길이 방향 중앙부에 고정될 수 있다.
이하에서는 도 8을 참조하여 다른 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛을 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 단면도이다.
도 8을 참조하면, 범퍼빔 유닛에서 범퍼빔(110)의 내부에는 설치부재(160)가 형성된다.
설치부재(160)는 범퍼빔(110)의 내부에 상하로 구성되는 상부 관재(163) 및 하부 관재(173)로 이루어진다.
상부 관재(163)는 범퍼빔(110) 내부에서 상부측에 위치하며, 원형 또는 타원형의 제1 삽입홀을 가지며, 범퍼빔(110)의 내부 전면측에 일체로 연결됨과 동시에 범퍼빔(110)의 후면측에 제1 연결 리브(165)를 통해 연결된다.
상부 관재(163)에는 제1 보강부재(153)가 삽입되어 고정된다. 이러한, 제1 보강부재(153)는 범퍼빔(110)의 길이방향 중앙부에 삽입되어 고정된다.
하부 관재(173)는 범퍼빔(110)의 내부에서 하부측에 위치하며, 원형 또는 타원형의 제2 삽입홀을 가지며, 범퍼빔(110)의 내부 전면측에 일체로 연결되고, 범퍼빔(110)의 후면측에 제2 연결 리브(175)를 통해 연결된다.
하부 관재(173)에는 제2 보강부재(155)가 삽입되어 고정된다. 이러한, 제2 보강부재(155)는 범퍼빔(110)의 길이방향 중앙부에 삽입되어 고정된다.
제1 보강부재(153) 및 제2 보강부재(155)는 스틸, 알루미늄, 복합소재 중 적어도 하나의 재질로 이루어질 수 있다. 제1 보강부재(153) 및 제2 보강부재(155)는 파이프재로 형성될 수 있다.
이하에서는 도 9를 참조하여 또 다른 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛을 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 단면도이다.
도 9를 참조하면, 범퍼빔 유닛에 형성된 범퍼빔(110)의 내부에는 설치부재(190)가 형성된다.
설치부재(190)는 범퍼빔(110)과 함께 압출 성형되는 알루미늄 압출빔으로 이루어진다.
설치부재(190)는 범퍼빔(110)의 내부 전면측에 일체로 형성되어 범퍼빔(110)의 전면측과 함께 각형의 제3 삽입홀(193)을 형성하는 빔재로 이루어진다.
제3 삽입홀(193)은 도 8에 도시된 바와 같이 사각형으로 형성될 수 있다.
제3 삽입홀(193)에는 제3 보강부재(157)가 삽입된다.
제3 보강부재(157)는 제3 삽입홀(193)의 형상과 동일한 형상으로 형성된다. 예를 들어, 제3 보강부재(157)는 도 8에 도시된 바와 같이 사각형으로 형성될 수 있다.
제3 보강부재(157)는 제3 삽입홀(193)에 삽입된 상태에서 곡률 성형되어 제3 삽입홀(193)의 중앙부에 고정된다.
이에 따라, 본 발명에 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛(110)은 범퍼빔(110) 내부에 삽입홀(130)을 갖는 설치부재(120)가 형성되고, 삽입홀(130)에 보강부재(150)가 삽입되어 고정되므로 범퍼빔(110)의 충돌 성능을 향상시킬 수 있으며, 보강부재(150)가 CO2 용접을 통해 범퍼빔(110)에 장착되는 것이 아니라 범퍼빔(110)의 내부에서 곡률 성형을 통해 고정되어 범퍼빔(110)의 강성을 향상시킬 수 있으며, 범퍼빔(110)의 단면이나 두께를 증대시킬 필요가 없어 범퍼빔의 중량을 최소화할 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.
100: 차량용 범퍼빔 유닛
110: 범퍼빔
120, 160, 170, 190: 설치부재
123, 163, 173: 관재
125, 165, 175: 연결 리브
130, 183, 185, 193: 삽입홀
150, 153, 155, 157: 보강 부재
210: 스태이
220: 연결 플레이트

Claims (13)

  1. 차폭 방향으로 배치되며, 내부에 길이 방향을 따라 형성된 삽입홀을 갖는 설치부재가 형성되는 범퍼빔;
    상기 범퍼빔의 후방 양측에 장착되어 상기 범퍼빔을 차체에 고정하는 스태이; 및
    상기 설치부재의 삽입홀 내부 일측에 삽입되어 고정되는 보강부재;
    를 포함하는 차량용 범퍼빔 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 설치부재는
    원형 또는 타원형의 삽입홀을 가지며, 상기 범퍼빔의 내부 전면측에 일체로 연결됨과 동시에 상기 범퍼빔의 후면측에 연결 리브를 통해 연결되는 관재로 이루어지는 차량용 범퍼빔 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 설치부재는
    상기 범퍼빔의 내부에 상하로 구성되는 상부 관재 및 하부 관재로 이루어지는 차량용 범퍼빔 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 설치부재는
    상기 범퍼빔의 내부 전면측에 일체로 형성되어 범퍼빔의 전면측과 함께 각형의 삽입홀을 형성하는 빔재로 이루어지는 차량용 범퍼빔 유닛.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 보강부재는
    상기 삽입홀의 형상을 따라 형성되어 상기 삽입홀 내에서 상기 범퍼빔의 길이 방향 중앙부에 고정되는 차량용 범퍼빔 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 범퍼빔은
    상기 설치부재와 함께 압출 성형되는 알루미늄 압출빔으로 이루어지는 차량용 범퍼빔 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 보강부재는
    상기 삽입홀에 삽입된 상태로 상기 범퍼빔의 곡률 성형에 의해 삽입홀 내에 고정되는 차량용 범퍼빔 유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 보강부재는
    스틸, 알루미늄, 복합소재 중 적어도 하나의 재질로 이루어지는 파이프재인 차량용 범퍼빔 유닛.
  9. 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔;
    상기 범퍼빔의 내부 길이 방향을 따라 형성되는 삽입홀을 가지며, 상기 범퍼빔의 내부 전면측에 일체로 형성되는 설치부재; 및
    상기 설치부재의 삽입홀 내부 일측에 삽입되어 고정되는 보강부재;
    를 포함하는 차량용 범퍼빔 유닛.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 설치부재는
    원형 또는 타원형의 삽입홀을 가지며, 상기 범퍼빔의 내부 전면측에 일체로 연결되고, 상기 범퍼빔의 후면측에 연결 리브를 통해 연결되는 관재로 이루어지는 차량용 범퍼빔 유닛.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 설치부재는
    상기 범퍼빔의 내부 전면측에 일체로 형성되어 상기 범퍼빔의 전면측과 함께 각형의 삽입홀을 형성하는 빔재로 이루어지는 차량용 범퍼빔 유닛.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 보강부재는
    상기 삽입홀의 내측 형상에 따라 형성되어 상기 범퍼빔의 길이 방향에 중앙부에 고정되는 차량용 범퍼빔 유닛.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 보강부재는
    상기 삽입홀의 내부에서 범퍼빔의 곡률 성형에 의해 위치가 고정되는 차량용 범퍼빔 유닛.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111918780A (zh) * 2018-02-27 2020-11-10 威斯特伐利亚汽车有限公司 负载载体的或耦合器装置的载体组件
KR102224431B1 (ko) * 2019-10-31 2021-03-08 주식회사 서연이화 복합재료를 포함하는 백빔이 적용된 차량용 범퍼
KR102224432B1 (ko) * 2019-10-31 2021-03-08 주식회사 서연이화 복합재료를 적용한 차량용 백빔리스 범퍼커버
KR20220132996A (ko) * 2021-03-24 2022-10-04 주식회사 성우하이텍 차량용 범퍼 빔 유닛

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