KR20180077605A - 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재 및 이를 포함하는 범퍼빔 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중속 또는 고속 충돌시에 GMT 소재로 형성된 범퍼빔 조립체가 파손되는 것을 방지하기 위해 범퍼빔에 인서트 성형되는 보강재가 본체부의 일측 또는 양측에 흡수부를 구비하고, 이러한 흡수부는 길이방향과 폭방향으로 오목부와 볼록부가 연결부를 중심으로 절곡된 형태로 서로 교차 배열되게 형성됨에 따라 자동차의 충돌시에 흡수부가 길이방향으로 퍼지면서 충돌 에너지를 흡수하여 범퍼빔 조립체의 파단을 방지하고, 자동차의 다른 부품에 충격에 의한 손상을 최소화하며, 주름 형태의 보강재 형상에 의해 범퍼빔에 인서트 성형시에 보강재가 범퍼빔에 용이하게 결합 됨에 따라 범퍼빔 조립체의 제조비용과 제조시간을 절감할 수 있는 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재 및 이를 포함하는 범퍼빔 조립체에 관한 것이다.

Description

충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재 및 이를 포함하는 범퍼빔 조립체{Reinforced device in bumper beam for vehicle with enhanced crash capability and bumper beam asssembly for comprising thereof}
본 발명은 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재 및 이를 포함하는 범퍼빔 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중속 또는 고속 충돌시에 GMT 소재로 형성된 범퍼빔이 파손되는 것을 방지하기 위해 범퍼빔에 인서트 성형되는 보강재가 본체부의 일측 또는 양측에 흡수부를 구비하고, 이러한 흡수부가 충돌시에 길이방향으로 퍼지면서 충돌 에너지를 흡수하여 범퍼빔 조립체의 파단을 방지하고, 자동차의 다른 부품에 충격에 의한 손상을 예방하며, 범퍼빔에 보강재가 용이하게 결합될 수 있는 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재 및 이를 포함하는 범퍼빔 조립체에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차용 범퍼빔 조립체는 자동차의 저속 충돌시 탄성적으로 변형하여 차량의 물리적인 손상을 최소화하기 위한 것으로 다른 자동차나 고정체 또는 사람 등과 충돌시에 그 충격을 흡수하여 탑승자의 안전을 도모하고, 동시에 자동차의 변형을 최소화할 수 있도록 자동차의 전방과 후방의 하부에 배치되는 완충수단의 일종이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 것처럼, 종래 범퍼빔 조립체(1)는 외관을 장식하는 범퍼 커버(2)와, 폴리프로필렌이나 우레탄 발포체 등의 탄성재로 형성되어 충격 에너지를 흡수하는 보강재(4), 보강재를 지지하는 범퍼빔(3), 및 범퍼빔을 지지하는 스테이(5)를 포함한다.
최근 들어, 차량에 장착되는 편의사양이 증가하는 추세에 있어 그에 따라 중량이 증가하고 있지만 연비 향상을 위하여 경량화 설계에 압력을 받고 있다. 또한, 자동차의 스타일링 문제로 범퍼의 성능상 필요한 패키지 공간은 점차 줄어드는 추세에 있다. 이러한 상황에서 차량의 성능 확보를 위한 적절한 부품 소재의 선택과 최적 설계가 요구되고 있다.
이러한 범퍼빔 조립체는 강도를 높일 경우 중량과 비용이 증가하고, 중량 및 비용을 감소하게 되면 강도가 낮아져 그 기능을 충분히 수행할 수 없게 된다.
또한, 강도는 증가하고 경량화를 도모하기 위해 섬유강화 열가소성수지와 같은 플라스틱으로 형성되는 범퍼빔(3)에 강도 보강을 위해 보강재(4)가 인서트 성형을 통해 사용되고 있다.
범퍼 성능에 대한 법규 기준은 국가에 따라 차이가 있으나, 최근에는 미국의 보험협회(IIHS: The Insurance Institute for Highway Safety)에서 매년 범퍼 테스트를 실시하여 차량 수리비를 발표하여 보험료 산정 및 소비자 정보로 활용하고 있기 때문에 북미 수출 차종의 경우 이 시험의 중요성이 증대하고 있다.
특히 IIHS에서는, 차량 대 차량 충돌시, 범퍼의 성능과 차량의 디자인에 따라 많은 수리비 차이가 발생함을 중요시하여 2007년부터 새로운 범퍼충돌 규격을 설정하여 북미에서 판매되는 차량에 적용하여 시험을 실시할 예정이다.
또한, 유럽의 경우 요구 스펙(Spec)은 ECE R42 테스트 및 풀 배리어(Full Barrier) 테스트, RCAR 배리어 테스트 등이 있는데, 특히 RCAR 배리어 테스트의 경우 최근 관련 규정이 더욱 강화되면서 이를 반드시 충족하여야만 유럽내에서 판매가 가능함에 따라 이러한 규정을 만족시킬 필요성이 더욱 크게 부각되고 있는 실정이다.
새로운 법규의 특징은 차량 대 차량 충돌시 수리비 경감을 목표로 하고 있으며 전면부와 코너부의 성능을 평가하여 대중매체에 홍보하여 각 국내 자동차사의 적극적인 대응이 불가피하다는 문제점이 있다.
도 4에 도시된 것처럼, 이러한 법규에 충족하기 위해 종래의 범퍼빔 조립체에 대해 IIHS 신법규가 정하는 70% 오프셋(offset) 충돌시험을 수행하였다. 70% 오프셋(offset) 충돌시험이란 충돌시험시 배리어(barrier)는 자동차의 범퍼빔 조립체(1)의 코너에 충돌하는데, 이때 배리어와 범퍼빔의 오버랩 길이는 범퍼빔의 길이의 70% 정도가 되도록 충돌시험을 하는 것을 의미한다.
종래 범퍼빔 조립체와 이러한 종래 범퍼빔 조립체에 사용되는 보강재는 70% 오프셋(offset) 충돌시험시에 단순히 스틸 소재로 형성되는 보강재가 사용되는 경우에 저속에서는 이러한 시험에 문제가 없다.
그러나, 도 5에 도시된 것처럼, 중속이나 고속 시험을 수행하는 경우에는 70% 오프셋 되는 부분, 즉 범퍼빔과 보강재의 스테이(5) 인접부분이 파손되는 문제점이 있었다.
또한, 이러한 시험은 자동차가 중속이나 고속으로 운행중에 충돌하는 경우 탑승자가 크게 다칠 수 있어 안정성이 저하되고, 신뢰성이 감소하는 문제점이 있었다.
더욱이, 도 3에 도시된 것처럼, 종래 범퍼빔 조립체와 이러한 종래 범퍼빔 조립체에 사용되는 보강재는 플라스틱 소재로 형성되는 범퍼빔에 스틸재질로 형성되는 보강재의 계면접착력을 높이기 위해 보강재에 홀을 형성함에 따라 충돌시험이나 실제 자동차의 충돌시에 응력집중에 의해 스틸 보강재가 파손되는 문제점이 있었다.(도 5 참조)
게다가, 종래 범퍼빔 조립체와 이러한 종래 범퍼빔 조립체에 사용되는 보강재는 중속이나 고속주행시에 자동차가 충돌하는 경우 범퍼빔 조립체 또는 보강재가 파손됨에 따라 자동차의 램프와 후드, 펜더 등과 같은 다른 부품이 손상될 수 있고, 최종적으로 자동차 수리비용이 증가하는 문제점이 있었다.
한편, 종래 범퍼빔 조립체와 이러한 종래 범퍼빔 조립체에 사용되는 보강재는 미국이나 유럽의 법규 규정을 충족하지 못함에 따라 수출이 제한되는 문제점이 있었다.
대한민국 특허공개공보 제10-2014-0124982호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 중속 또는 고속 충돌시에 GMT 소재로 형성된 범퍼빔 조립체가 파손되는 것을 방지하기 위해 범퍼빔에 인서트 성형되는 보강재가 본체부의 일측 또는 양측에 흡수부를 구비하고, 이러한 흡수부는 길이방향과 폭방향으로 오목부와 볼록부가 연결부를 중심으로 절곡된 형태로 서로 교차 배열되게 형성됨에 따라 자동차의 충돌시에 흡수부가 길이방향으로 퍼지면서 충돌 에너지를 흡수하여 범퍼빔 조립체의 파단을 방지하고, 자동차의 다른 부품에 충격에 의한 손상을 최소화하며, 주름 형태의 보강재 형상에 의해 범퍼빔에 인서트 성형시에 보강재가 범퍼빔에 용이하게 결합 됨에 따라 범퍼빔 조립체의 제조비용과 제조시간을 절감할 수 있는 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재 및 이를 포함하는 범퍼빔 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재는 자동차의 범퍼빔에 인서트 성형되는 자동차용 범퍼빔의 보강재에 있어서, 상기 보강재는 길이방향으로 연장 형성되는 본체부; 상기 보강재를 자동차에 결합하기 위해 상기 본체부의 양단에 길이방향으로 연장 형성되는 결합부; 및 충돌시에 상기 보강재가 파손되는 것을 방지하기 위해 일단이 상기 본체부와 연결되고 타단이 상기 결합부와 연결되도록 상기 본체부와 상기 결합부 사이의 일측에 길이방향과 폭방향으로 연장 형성되는 흡수부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재의 바람직한 다른 실시예에서, 보강재의 흡수부는 상기 본체부와 상기 결합부 사이의 양측에 서로 마주하도록 길이방향과 폭방향으로 연장 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재의 바람직한 다른 실시예에서, 보강재의 흡수부는 자동차의 내측으로 함입 형성되는 오목부; 상기 오목부와 대향되도록 자동차의 외측으로 돌출되고, 길이방향으로 상기 오목부와 교차 형성되는 볼록부; 및 상기 오목부와 상기 볼록부 사이 및 상기 오목부와 상기 볼록부를 각각 상기 본체부 또는 상기 결합부에 연결하는 연결부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재의 바람직한 다른 실시예에서, 보강재는의 흡수부는 상기 흡수부의 중심이 70% 오프셋 베리어와의 충돌 시작위치의 일측 선단에 위치하도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재의 바람직한 다른 실시예에서, 보강재의 흡수부는 상기 연결부가 상기 본체부 또는 상기 결합부와 45도 이상 내지 70도가 이하의 각도가 되도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재의 바람직한 다른 실시예에서, 보강재의 흡수부는 상기 오목부와 상기 볼록부 사이의 폭이 상기 본체부 폭의 3배 이상 내지 10배 이하가 되도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재의 바람직한 다른 실시예에서, 보강재의 흡수부는 상기 흡수부의 길이가 상기 본체부의 중심에서 상기 결합부의 선단까지의 길이의 0.3배 이상 내지 0.6배 이하가 되도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재의 바람직한 다른 실시예에서, 보강재의 흡수부의 오목부는 상기 오목부의 길이가 10mm 이상 내지 30mm 이하가 되도록 형성되고, 흡수부의 볼록부는 상기 볼록부의 길이가 10mm 이상 내지 30mm 이하가 되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔 조립체는 자동차의 전방 또는 후방의 외측에 설치되는 범퍼커버; 범퍼빔; 상기 범퍼빔에 인서트 성형되어 상기 범퍼빔의 강도를 보강하는 보강재; 및 상기 범퍼커버, 상기 범퍼빔, 및 상기 보강재를 자동차에 고정 설치하는 스테이;를 포함하고, 상기 보강재는 청구항 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 의한 보강재로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔 조립체의 바람직한 다른 실시예에서, 범퍼빔 조립체의 범퍼빔은 하형과 상기 하형과 형합되는 상형을 이용하여 GMT 소재로 형성될 수 있다.
본 발명에 의한 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재 및 이를 포함하는 범퍼빔 조립체는 중속 또는 고속 충돌시에 GMT 소재로 형성된 범퍼빔 조립체가 파손되는 것을 방지하기 위해 범퍼빔에 인서트 성형되는 보강재가 본체부의 일측 또는 양측에 흡수부를 구비하고, 이러한 흡수부는 길이방향과 폭방향으로 오목부와 볼록부가 서로 교차배열되는 형태로 형성됨에 따라 자동차의 충돌시에 흡수부가 길이방향으로 퍼지면서 충돌 에너지를 흡수하여 범퍼빔 조립체의 파단을 방지하고, 자동차의 다른 부품에 충격에 의한 손상을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재 및 이를 포함하는 범퍼빔 조립체는 범퍼빔 조립체의 강도향상을 통해 범퍼빔 조립체의 내구성과 신뢰성을 증가시켜 탑승자가 다치는 것을 방지하여 안정성의 극대화를 도모하고, 소비자의 만족도를 향상시키며, 미국이나 유럽의 자동차 관련 안전 규정을 만족시켜 수출 증가를 도모할 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 본 발명에 의한 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재 및 이를 포함하는 범퍼빔 조립체는 보강재의 흡수부가 길이방향과 폭방향으로 오목부와 볼록부가 연결부를 중심으로 절곡된 형태로 서로 교차 배열되는 주름진 형태로 형성됨에 따라 계면 접합력 향상에 의해 보강재를 범퍼빔에 인서트 성형시에 보강재가 범퍼빔에 용이하게 결합되어 범퍼빔 조립체의 제조비용과 제조시간을 절감할 수 있는 효과가 있다.
게다가, 본 발명에 의한 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재 및 이를 포함하는 범퍼빔 조립체는 범퍼빔 조립체의 중량은 감소시키면서 강도를 증가시켜 자동차의 안정성의 향상을 도모하고, 자동차 연비를 향상시켜 환경오염을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 범퍼빔 조립체의 사시도를 나타낸다.
도 2는 종래 범퍼빔 조립체 평면도를 나타낸다.
도 3은 종래 범퍼빔 조립체에 설치되는 보강재의 사시도를 나타낸다.
도 4는 종래 범퍼빕 조립체에 70% 오프셋 베리어와의 충돌시험을 수행하는 상태의 개념도를 나타낸다.
도 5는 도 4에 따른 70% 오프셋 베리어와의 충돌시험 결과 종래 범퍼빔 조립체가 파손된 상태를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 범퍼빔 조립체의 평면도를 나타낸다.
도 7은 도 6에 도시된 범퍼빔 조립체의 투명부분 평면도를 나타낸다.
도 8은 도 7의 A부분의 확대도를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 범퍼빔 조립체에 70% 오프셋 베리어와의 충돌시험을 수행하는 상태의 개념도를 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 조립식 베개의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/ 또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 범퍼빔 조립체의 평면도를 나타내고, 도 7은 도 6에 도시된 범퍼빔 조립체의 투명부분 평면도를 나타낸다. 도 8은 도 7의 A부분의 확대도를 나타내고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 범퍼빔 조립체에 70% 오프셋 베리어와의 충돌시험을 수행하는 상태의 개념도를 나타낸다.
이하에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다. "폭방향"이란 동일부재에서 세로방향, 즉 도 1에서 Y축 방향을 의미하고, "길이방향"이란 폭방향에 대해 직교하면서 동일부재에서 가로방향, 즉 도 1에서 X축 방향을 의미하며, "높이방향"이란 폭방향과 길이방향에 대해 직교하면서 동일부재에서 높이방향, 즉 도 1에서 Z축 방향을 의미한다.
도 6 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재(300)를 설명한다. 도 6 내지 도 9에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재(300)는 본체부(310), 결합부(320), 및 흡수부(330)를 포함한다.
반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재(300)는 후술하는 자동차의 범퍼빔(200)에 인서트 성형된다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 보강재(300)는 스틸재질로 형성된다. 따라서 후술하는 GMT로 형성되는 범퍼빔(200)에 인서트 성형에 의해 범퍼빔(200)에 결합 설치된다.
본체부(310)는 소정의 폭을 갖는 얇은 판 형상으로 길이방향으로 연장 형성된다.
결합부(330)는 보강재(300)를 자동차에 결합하기 위해 본체부(310)의 양단(312, 313)에 길이방향으로 연장 형성된다. 즉, 결합부(330)는 본체부(310)의 좌측단(312)과 우측단(313)에 길이방향으로 연장 형성되어 범퍼빔(200)에 결합되거나, 또는 후술하는 스테이(400)에 의해 자동차에 범퍼커버(100), 범퍼빔(200), 및 보강재(300)를 결합시킨다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 결합부(330)는 후술하는 스테이(400)와 볼트, 리벳 등에 의해 결합되도록 스테이(400)의 체결부에 상응하는 관통공을 구비한다.
흡수부(320)는 자동차의 충돌시에 보강재(300) 또는 범퍼빔(200)이 파손되는 것을 방지하기 위해 흡수부(320)의 일단이 본체부(310)와 연결되고, 흡수부(320)의 타단이 결합부(330)와 연결되도록 본체부(310)와 결합부(330) 사이의 일측에 길이방향(X)과 폭방향(Y)으로 연장 형성된다. 즉, 흡수부(320)는 주름진 형태(wrinkle)로 본체부(310)의 좌측단(312) 또는 본체부(310)의 우측단(313)에 1개가 형성된다. 이에 따라 자동차의 중속 또는 고속 주행시에 자동차의 범퍼빔 조립체의 일측에 충격이 가해지는 경우 범퍼빔 조립체가 파손되는 것을 방지하여 탑승자를 보호하고, 내구성을 향상시켜 추가적인 다른 부품의 파손을 방지하며, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 6 및 도 9에 도시된 것처럼, 더욱 바람직하게는 보강재(300)의 흡수부(320)는 본체부(310)와 결합부(330) 사이의 양측에 서로 마주하도록 길이방향(X)과 폭방향(Y)으로 연장 형성된다. 즉, 흡수부(320)는 주름진 형태(wrinkle)로 본체부(310)의 좌측단(312)과 본체부(310)의 우측단(313)에 각각 1개씩 총 2개가 한 쌍으로 형성된다. 이에 따라 자동차의 중속 또는 고속 주행시에 자동차의 범퍼빔 조립체의 양측에 충격이 가해지는 경에도 범퍼빔 조립체가 파손되는 것을 방지하여 탑승자를 더욱더 안전하게 보호하고, 내구성을 향상을 통해 추가적인 자동차의 다른 부품이 손상되거나 파손되는 것을 방지하며, 자동차의 안정성에 대한 신뢰도를 더욱 향상시킬 수 있다.
도 6 내지 도 9에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재(300)의 흡수부(320)는 오목부(322), 볼록부(323), 및 연결부(324)를 포함한다.
오목부(322)는 자동차의 내측으로 함입 형성된다. 즉, 오목부(320)는 폭방향으로 자동차의 안쪽으로 함입 되도록 형성된다.
볼록부(323)는 오목부(322)와 대향되도록 자동차의 외측으로 돌출되고, 길이방향으로 오목부(322)와 교차되도록 형성된다. 즉, 볼록부(323)는 폭방향으로 자동차의 바깥쪽으로 돌출 형성되되, 길이방향으로 오목부(322)와 순차적으로 교차되도록 지그재그 형태로 형성된다.
연결부(324)는 오목부(322)와 볼록부(323) 사이를 연결한다. 또한, 연결부(324)는 오목부(322)와 볼록부(323)를 각각 본체부(310) 또는 결합부(330)에 연결하는 기능을 수행한다.
구체적으로, 흡수부(320)는 연결부(324)를 중심으로 오목부(322)와 볼록부(323)가 절곡된 형태의 주름진(wrinkle) 형상으로 형성되어 자동차에 중속 또는 고속의 충격이 가해지면 흡수부(320)의 오목부(323)와 볼록부(323)의 각각의 연결부(324)의 절곡이 풀리면서 충격을 흡수하게 된다. 즉, 중속 또는 고속 충돌 후의 흡수부의 길이(L2')가 충돌 전의 길이(L2) 보다 길어지게 되면서 흡수부가 충격 에너지를 흡수하여 상대적으로 스테이(400)에 인접한 부분에 집중되는 충격 에너지에 따른 응력을 분산하여 응력집중에 의한 파손을 방지하고, 램프, 후드, 펜더 등과 같은 자동차의 다른 부품에 충격에 의한 손상을 최소화여 탑승자를 보호하고, 강도를 증가시켜 탑승자의 안정성을 극대화할 수 있다.
또한, 흡수부(320)가 오목부(322)와 볼록부(323)가 연결부(324)를 중심으로 절곡되게 교차 배열되는 주름진 형태로 형성됨에 따라 계면 접합력 향상에 의해 보강재를 범퍼빔에 인서트 성형시에 보강재가 범퍼빔에 용이하게 결합되어 범퍼빔 조립체의 제조비용과 제조시간을 절감할 수 있고, 중량 감소와 강도 증가를 통해 자동차의 안정성을 증가시키고, 자동차 연비를 향상시켜 환경오염을 저감시킬 수 있다.
도 9에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재(300)의 흡수부(320)는 흡수부의 중심(321)이 70% 오프셋 베리어와의 충돌 시작위치의 일측 선단에 위치하도록 형성된다. 이에 따라, 저속뿐만 아니라 중속이나 고속 주행중에 자동차에 충격이 가해져도 흡수부(320)가 충돌 에너지를 흡수하여 보강재나 범퍼빔 또는 범퍼빔 조립체가 파손되는 것을 방지하여 내구성 증가에 따라 자동차 소비자의 만족도를 향상시키고, 미국이나 유럽의 자동차 관련 안전 규정을 만족시켜 수출 증가를 도모할 수 있다.
도 8에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재(300)의 흡수부(320)는 연결부(324)가 본체부(310), 결합부(330), 오목부(322), 볼록부(323)와 45도 이상 내지 70도가 이하의 각도(α)가 되도록 형성된다. 만약, 이러한 각도(α)가 45도 미만으로 형성되는 경우에는 오목부(322)와 볼록부(323)를 충분히 형성할 수 없고, 많은 오목부(322)와 볼록부(323)를 형성하기 위해 전체적으로 보강재(300)의 길이가 길어짐에 따라 한정된 범퍼빔(200)의 설치시에 기계적인 간섭이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 각도(α)가 70도를 초과하는 경우에는 오목부(322)와 볼록부(323)의 첨단이 너무 날카롭게 형성됨에 따라 GMT와 같은 플라스틱 소재로 형성되는 범퍼빔(200)과 보강재(300) 사이에 계면접착력이 감소하고, 흡수부(320)가 충격 에너지를 흡수하여 연결부(330)가 펴지기 이전에 절곡된 부분이 파단되는 문제점이 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재(300)의 흡수부(320)는 오목부(322)와 볼록부(323) 사이의 폭(W2)이 본체부의 폭(W1)의 3배 이상 내지 10배 이하가 되도록 형성된다. 더욱 바람직하게는 보강재(300)의 흡수부(320)는 오목부(322)와 볼록부(323) 사이의 폭(W2)이 본체부의 폭(W1)은 5배 이상 내지 7배 이하가 되도록 형성된다. 만약, 오목부(322)와 볼록부(323) 사이의 폭(W2)이 본체부의 폭(W1)의 3배 미만인 경우에는 연결부(324)의 소정 각도로 절곡된 부분이 너무 작아 충격 에너지 흡수를 원활하게 할 수 없어 작은 충격에도 보강재(300)나 범퍼빔(200) 또는 범퍼빔 조립체(10)가 파손되고, 범퍼빔 조립체(10) 조립시에 기계적인 간섭이 발생할 수 있는 문제점이 있다. 또한, 오목부(322)와 볼록부(323) 사이의 폭(W2)이 본체부의 폭(W1)이 10배를 초과하는 경우에는 연결부(324)의 소정 각도로 절곡된 부분이 너무 커서 충격 에너지 흡수를 원활하게 할 수 없어 작은 충격에도 보강재(300)나 범퍼빔(200) 또는 범퍼빔 조립체(10)가 파손되고, 보강재(300)를 범퍼빔(200)에 조립할 수 없으며, 보강재(300)의 제조에 많은 비용과 시간이 소요되어 시장성이 감소하는 문제점이 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재(300)의 흡수부(320)는 흡수부의 길이(L2)가 본체부의 중심(311)에서 결합부의 선단(331)까지의 길이(L1)의 0.3배 이상 내지 0.6배 이하가 되도록 형성된다. 만약, 흡수부의 길이(L2)가 본체부의 중심(311)에서 결합부의 선단(331)까지의 길이(L1)의 0.3배 미만인 경우에는 오목부(322)와 볼록부(323)를 충분히 형성할 수 없어 중속 또는 고속 충돌시에 충격에너지를 흡수하면서 연결부(324)가 펴지기 전에 오목부(322)와 볼록부(323) 또는 연결부(324)가 파손되는 문제점이 있다. 또한, 흡수부의 길이(L2)가 본체부의 중심(311)에서 결합부의 선단(331)까지의 길이(L1)의 0.6배를 초과하면, 전체적으로 보강재(300)의 길이가 너무 길어짐에 따라 보강재(300)를 범퍼빔(200)에 조립할 때에 기계적인 간섭이 발생하고, 보강재(300)의 제조에 많은 비용과 시간이 소요되며, 흡수부(320) 이외에 다른 부분에 응력이 집중될 수 있는 문제점이 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재(300)의 흡수부(320)의 오목부의 길이(L3)와 볼록부의 길이(L4)는 각각 10mm 이상 내지 30mm 이하가 되도록 형성된다. 만약, 흡수부(320)의 오목부의 길이(L3)와 볼록부의 길이(L4)가 각각 10mm 미만인 경우에는 중속 또는 고속 충돌시에 충격에너지를 흡수하면서 연결부(324)가 펴지기 전에 오목부(322)와 볼록부(323) 또는 연결부(324)가 파손되는 문제점이 있다. 또한, 흡수부(320)의 오목부의 길이(L3)와 볼록부의 길이(L4)가 각각 30mm를 초과하는 경우에는 전체적으로 보강재(300)의 길이가 너무 길어짐에 따라 보강재(300)를 범퍼빔(200)에 조립할 때에 기계적인 간섭이 발생하고, 보강재(300)의 제조에 많은 비용과 시간이 소요되며, 흡수부(320) 이외에 다른 부분에 응력이 집중될 수 있는 문제점이 있다.
도 6 및 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔 조립체(10)를 설명한다. 도 6 및 도 9에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔 조립체(10)는 범퍼커버(100), 범퍼빔(200), 보강재(300), 및 스테이(400)로 이루어진다.
범퍼커버(100)는 자동차의 전방 또는 후방의 외측에 설치된다. 범퍼커버(100)는 범퍼빔 조립체(10)의 외간을 형성한다.
범퍼빔(200)은 범퍼커버(100)의 내측에 설치되고, 플라스틱 소재로 형성된다. 더욱 바람직하게는 범퍼빔(200)은 하형과 상기 하형과 형합되는 상형을 이용하여 GMT 소재로 형성된다. 이에 따라 자동차의 경량화를 도모하여 자동차의 연비를 개선할 수 있다.
보강재(300)는 범퍼빔(200)에 인서트 성형되어 범퍼빔(200)의 강도를 보가한다. 이러한 보강재(300)는 상술한 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재(300)로 이루어진다.
스테이(400)는 범퍼커버(100), 범퍼빔(200), 및 보강재(300)를 자동차에 고정 설치하는 기능을 수행한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만 스테이(400)에는 자동차와이 고정을 위한 복수의 관통공이 형성되고, 이러한 관통공을 관통하여 볼트, 리벳에 의해 자동차와 범퍼커버(100), 범퍼빔(200) 및 보강재(300)를 고정시킨다.
이처럼, 본 발명에 의한 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔 조립체는 보강재의 흡수부가 길이방향과 폭방향으로 오목부와 볼록부가 서로 교차 배열되는 형태인 주름진 형태로 형성됨에 따라 계면접합력 향상에 의해 보강재를 범퍼빔에 인서트 성형시에 보강재가 범퍼빔에 용이하게 결합되어 범퍼빔 조립체의 제조비용과 제조시간을 절감할 수 있고, 범퍼빔 조립체의 중량은 감소를 통해 자동차의 전체 중량을 감소시키면서 강도를 증가시켜 자동차의 안정성의 향상을 도모하고, 자동차 연비를 향상시켜 환경오염을 저감할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10 : 범퍼빔 조립체, 100 : 범퍼커버,
200 : 범퍼빔, 300 : 보강재,
310 : 본체부, 311 : 본체부의 중심,
312, 313 : 본체부의 양측단, 320 : 흡수부,
321 : 흡수부의 중심 322 : 오목부,
323 : 볼록부, 324 : 연결부,
330 : 결합부, 331 : 결합부의 선단,
400 : 스테이,
L1 : 본체부의 중심에서 결합부의 선단까지의 길이,
L2 : 흡수부의 길이, L3 : 오목부의 길이,
L4 : 볼록부의 길이, W1 : 본체부의 폭,
W2 : 오목부와 볼록부 사이의 폭, α : 각도.

Claims (10)

  1. 자동차의 범퍼빔에 인서트 성형되는 자동차용 범퍼빔의 보강재에 있어서,
    상기 보강재는,
    길이방향으로 연장 형성되는 본체부;
    상기 보강재를 자동차에 결합하기 위해 상기 본체부의 양단에 길이방향으로 연장 형성되는 결합부; 및
    충돌시에 상기 보강재가 파손되는 것을 방지하기 위해 일단이 상기 본체부와 연결되고 타단이 상기 결합부와 연결되도록 상기 본체부와 상기 결합부 사이의 일측에 길이방향과 폭방향으로 연장 형성되는 흡수부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보강재의 흡수부는,
    상기 본체부와 상기 결합부 사이의 양측에 서로 마주하도록 길이방향과 폭방향으로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보강재의 흡수부는,
    자동차의 내측으로 함입 형성되는 오목부;
    상기 오목부와 대향되도록 자동차의 외측으로 돌출되고, 길이방향으로 상기 오목부와 교차 형성되는 볼록부; 및
    상기 오목부와 상기 볼록부 사이 및 상기 오목부와 상기 볼록부를 각각 상기 본체부 또는 상기 결합부에 연결하는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로하는 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보강재는의 흡수부는,
    상기 흡수부의 중심이 70% 오프셋 베리어와의 충돌 시작위치의 일측 선단에 위치하도록 형성되는 것을 특징을 하는 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 보강재의 흡수부는,
    상기 연결부가 상기 본체부 또는 상기 결합부와 45도 이상 내지 70도가 이하의 각도가 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 보강재의 흡수부는,
    상기 오목부와 상기 볼록부 사이의 폭이 상기 본체부 폭의 3배 이상 내지 10배 이하가 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 보강재의 흡수부는,
    상기 흡수부의 길이가 상기 본체부의 중심에서 상기 결합부의 선단까지의 길이의 0.3배 이상 내지 0.6배 이하가 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 흡수부의 오목부는,
    상기 오목부의 길이가 10mm 이상 내지 30mm 이하가 되도록 형성되고,
    상기 흡수부의 볼록부는,
    상기 볼록부의 길이가 10mm 이상 내지 30mm 이하가 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔의 보강재.
  9. 자동차의 전방 또는 후방의 외측에 설치되는 범퍼커버;
    범퍼빔;
    상기 범퍼빔에 인서트 성형되어 상기 범퍼빔의 강도를 보강하는 보강재; 및
    상기 범퍼커버, 상기 범퍼빔, 및 상기 보강재를 자동차에 고정 설치하는 스테이;를 포함하고,
    상기 보강재는 청구항 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 의한 보강재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔 조립체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 범퍼빔은 하형과 상기 하형과 형합되는 상형을 이용하여 GMT 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 충격 흡수가 용이한 자동차용 범퍼빔 조립체.
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