KR20190114565A - 자동차용 범퍼빔 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차용 범퍼빔에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 자동차용 범퍼빔은 자동차의 전면부 또는 후면부에 부착되는 범퍼빔으로서, 부착되는 면에 대향하는 전면이 외측으로 만곡되어 있고, 상기 전면의 외측으로 개방된 "ㄷ"자형 단면을 가지는 빔본체부; 및 상기 빔본체부의 양측에 형성되며, 후면에 개방부가 형성되는 스테이부;를 포함하며, 상기 빔본체부는 섬유강화 플라스틱을 포함한다.

Description

자동차용 범퍼빔 {BUMPER BEAM FOR CAR VEHICLE}
본 발명은 자동차용 범퍼빔에 관한 것이다. 보다 상세하게는 기계적 강도 및 경량성이 우수한 자동차용 범퍼빔에 관한 것이다.
자동차용 범퍼 시스템은, 자동차의 저속 충돌시 탄성적으로 변형하여 자동차의 물리적인 손상을 최초화하기 위한 것으로, 다른 자동차 및 고정체와의 충돌시 그 충격을 흡수하여 탑승자의 안전을 도모하게 되며, 동시에 차체의 변형을 최소화 할 수 있도록 자동차 전방 및 후방에 배치되는 완충수단이다.
각 국가별 탄소배출권 규제 정책에 따라 자동차 업계는 연비 절감을 통한 탄소 배출량 저감 연구를 활발히 진행하고 있는데, 탄소 배출량의 저감에는 차량 경량화 기술이 가장 효율성이 높은 것으로 확인되었다. 이러한 차량 경량화의 일환으로 자동차 후방 범퍼빔 역시 매년 지속적인 중량 절감이 이루어지고 있으며, 특히 RCAR 시험(research council for automobile repairs, 저속충돌시험 중 가장 가혹한 조건의 시험)이 적용되지 않는 일반사양(중국, 인도, 동남아 등 지역)의 범퍼빔에 대하여, 매우 높은 중량절감과 기본 법규 성능의 만족이 요구되고 있다.
그러나, 종래 저비중 소재 적용 및 국소 부위 살빼기 기술은 중량 절감과 제품 성능 측면에서 반비례하는 결과치를 보였으며, 중량 절감의 한계성이 존재하였다.
본 발명과 관련한 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제2015-0044187호(2015.04.24. 공개, 발명의 명칭: 자동차 범퍼용 하이브리드 프리프레그 및 이로 제조된 자동차 범퍼)가 있다.
본 발명의 하나의 목적은 경량성이 우수하면서, 기계적 강성이 우수한 자동차용 범퍼빔을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 충돌시 변형을 최소화할 수 있는 자동차용 범퍼빔을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 경제성이 우수한 자동차용 범퍼빔을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 자동차용 범퍼빔에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 자동차용 범퍼빔은 자동차의 전면부 또는 후면부에 부착되는 범퍼빔으로서, 부착되는 면에 대향하는 전면이 외측으로 만곡되어 있고, 상기 전면의 외측으로 개방된 "ㄷ"자형 단면을 가지는 빔본체부; 및 상기 빔본체부의 양측에 형성되며, 후면에 개방부가 형성되는 스테이부;를 포함하며, 상기 빔본체부는 섬유강화 플라스틱을 포함한다.
한 구체예에서 상기 빔본체부의 내측에서, 상기 빔본체부의 상면 및 하면과 나란하게 배치되는 수평리브부, 상기 수평리브부와 직교하며 상기 빔본체부의 상면 및 하면을 연결하는 수직리브부 및 상기 빔본체부의 상면 및 하면 중 하나 이상과, 상기 수평리브부에 결합되며, 경사면이 형성되는 경사리브부를 포함하는 본체리브부;를 더 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 수평리브부는 섬유강화 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
한 구체예에서 상기 스테이부는 후면에 개방부가 형성되며, 내부가 중공인 빔수용부가 형성될 수 있다.
한 구체예에서 상기 스테이부의 측면은, 내부가 H-형 단면인 구조로 형성될 수 있다.
한 구체예에서 상기 빔본체부의 양 측면은, 직선 경사면이 형성될 수 있다.
한 구체예에서 상기 섬유강화 플라스틱은 연속섬유에 매트릭스 수지가 함침된 것이며, 상기 섬유강화 플라스틱의 비중은 0.5~1.5 이고, 상기 연속섬유는 탄소섬유, 유리섬유 및 폴리아마미드 섬유중 하나 이상 포함하고, 상기 매트릭스 수지는 에폭시 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리카보네이트 수지 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서, 상기 스테이부, 수직리브부 및 경사리브부 중 하나 이상은 섬유강화 플라스틱 및 열가소성 수지 조성물 중 하나 이상을 포함하여 형성되며, 상기 열가소성 수지 조성물은 폴리프로필렌, 탈크, 미네랄 오일(mineral oil) 및 고무를 성형하여 형성될 수 있다.
본 발명의 범퍼빔은 경량성이 우수하면서, 기계적 강성이 우수하고, 충돌시 침입량(intrusion) 및 변형량(deflection) 등의 변형을 최소화하며, 경제성이 우수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 자동차용 범퍼빔을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 자동차용 범퍼빔의 후면을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 한 구체예에 따른 자동차용 범퍼빔을 상면에서 바라본 것이다.
도 4는 본 발명의 한 구체예에 따른 자동차용 범퍼빔의 스테이부 측면을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 한 구체예에 따른 자동차용 범퍼빔을 정면에서 바라본 것을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 한 구체예에 따른 자동차용 범퍼빔의 본체리브부를 나타낸 것이다.
도 7(a)는 본 발명에 따른 실시예 범퍼빔의 센터에 펜듈럼 타격시, 범퍼빔의 스트레스(stress) 변화를 나타낸 것이며, 도 7(b)는 상기 실시예 범퍼빔의 센터에 펜듈럼 타격 후의 범퍼빔의 스트레스 변화를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 실시예 범퍼빔의 센터에 펜듈럼 타격 완료 후 범퍼빔의 스트레인(strain) 변화를 나타낸 것이다.
도 9(a)는 본 발명의 실시예 범퍼빔에 대한 오프셋 타격시, 범퍼빔의 스트레스 변화를 나타낸 것이며, 도 9(b)는 상기 실시예 범퍼빔에 대한 오프셋 타격 완료 후의 범퍼빔의 스트레스 변화를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 실시예 범퍼빔 코너부 타격시, 범퍼빔의 스트레스 변화를 나타낸 것이다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 명세서에서 "상부"와 "하부"는 도면을 기준으로 정의한 것으로서, 시관점에 따라 "상부"가 "하부"로, "하부"가 "상부"로 변경될 수 있고, "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구조를 개재한 경우도 포함할 수 있다. 반면, "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 구조를 개재하지 않은 것을 의미한다.
본 명세서에서 "전면"은 충격이 예정된 면을 의미할 수 있으며, "후면"은 상기 전면과 반대쪽의 면을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 "ㄷ" 자형은, 일면이 개방되어, 단면이 "ㄷ" 형태인 것을 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
자동차용 범퍼빔
본 발명의 하나의 관점은 자동차용 범퍼빔에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 자동차용 범퍼빔을 나타낸 것이며, 도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 자동차용 범퍼빔의 후면을 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명의 한 구체예에 따른 자동차용 범퍼빔을 상면에서 바라본 것이며, 도 4는 본 발명의 한 구체예에 따른 자동차용 범퍼빔의 스테이부 측면을 나타낸 것이고, 도 5는 본 발명의 한 구체예에 따른 자동차용 범퍼빔을 정면에서 바라본 것이며, 도 6은 본 발명의 한 구체예에 따른 자동차용 범퍼빔의 본체리브부를 나타낸 것이다.
상기 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 자동차용 범퍼빔(1000)은 자동차의 전면부 또는 후면부에 부착되는 범퍼빔으로서, 부착되는 면에 대향하는 전면이 외측으로 만곡되어 있고, 상기 전면의 외측으로 개방된 "ㄷ"자형 단면을 가지는 빔본체부(100); 및 빔본체부(100)의 양측에 형성되며, 후면에 개방부가 형성되는 스테이부(201, 202);를 포함하며, 상기 빔본체부는 섬유강화 플라스틱을 포함한다. 한 구체예에서 빔본체부(1000)의 양측에 스테이부(201, 202)가 일체형으로 형성될 수 있다.
구체예에서 범퍼빔(1000)은 빔본체부(100)의 내측에서 빔본체부의 상면(101) 및 하면(102)과 나란하게 배치되는 수평리브부(110), 수평리브부(110)와 직교하며 상기 빔본체부의 상면(101) 및 하면(102)을 연결하는 수직리브부(130a 내지 130e) 및 상기 빔본체부의 상면(101) 및 하면(102) 중 하나 이상과, 수평리브부(110)에 결합되며, 경사면이 형성되는 경사리브부(120a 내지 120h)를 포함하는 본체리브부;를 더 포함할 수 있다.
상기 도 5 및 도 6을 참조하면, 경사리브부(120a 내지 120h)를 포함시, 범퍼빔의 기계적 강도를 향상시키며, 충돌시 범퍼빔의 굽힘 저항성이 우수할 수 있다. 한 구체예에서 경사리브부와 수평리브부가 이루는 각도(θ)는 5°~85°일 수 있다. 상기 범위로 형성시, 충돌시 범퍼빔의 굽힘 저항성이 우수하며, 변형 및 균열을 최소화할 수 있다. 예를 들면 30~60°일 수 있다.
상기 도 3을 참조하면, 스테이부(201, 202)의 외측면은 라운드 처리될 수 있다. 상기 조건에서, 외부 충돌시 범퍼빔의 변형 및 균열을 최소화할 수 있다.
상기 도 3을 참조하면, 빔본체부(100) 후면의 양 측면에는, 직선 경사면(103, 104)이 형성될 수 있다. 상기 직선 경사면(103, 104) 형성시, 외부 충돌시 범퍼빔의 변형 및 균열을 최소화할 수 있다.
상기 도 2를 참조하면, 스테이부(201, 202)는 후면에 개방부가 형성되며, 내부가 중공인 빔수용부가 형성될 수 있다. 한 구체예에서, 상기 개방부는 사각박스 형태로 형성될 수 있다. 상기 조건에서, 타격시 범퍼빔의 변형 및 균열을 최소화할 수 있다.
도 4는 본 발명의 한 구체예에 따른 자동차용 범퍼빔의 스테이부 측면을 나타낸 것이다. 상기 도 4를 참조하면, 한 구체예에서, 스테이부(201, 202)의 측면은, 내부가 H-형 단면을 갖는 구조로 형성될 수 있다. 상기 조건으로 측면 형성시, 타격 면적이 증가되어 범퍼빔의 측면 충돌시 빔의 균열을 최소화할 수 있다.
상기 빔본체부는 섬유강화 플라스틱을 포함하여 이루어진다. 상기 섬유강화 플라스틱을 이용하여 빔본체부를 형성시, 본 발명의 경량성 및 기계적 강도가 동시에 우수할 수 있다.
한 구체예에서 수평리브부(110)는 섬유강화 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 상기 섬유강화 플라스틱을 이용하여 수평리브부(110)를 형성하는 경우, 범퍼빔의 측면 충돌시 빔의 균열을 최소화할 수 있다. 한 구체예에서 수평리브부(110)는 섬유강화 플라스틱을 성형하여 형성된 단위층이 복수 개 적층되어 형성될 수 있다.
한 구체예에서 상기 섬유강화 플라스틱의 비중은 0.5~1.5 일 수 있다. 상기 조건에서 경량성과 기계적 강도가 동시에 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 섬유강화 플라스틱은 연속섬유에 매트릭스 수지가 함침된 것이며, 상기 연속섬유는 탄소섬유, 유리섬유 및 폴리아마미드 섬유중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 연속섬유는 복수 개의 필라멘트로 구성되어, 꼬지 않은 섬유 다발인 섬유 토우(tow)의 형태로 포함될 수 있다.
본 명세서에서, 상기 “연속섬유”는, 5mm 이상의 길이를 가지는 연속적인 섬유, 또는 섬유 다발을 의미하는 것일 수 있다.
한 구체예에서 상기 매트릭스 수지는 에폭시 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리카보네이트 수지 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 연속섬유는 평직(plain weave), 능직(twill weave), 주자직(satin weave) 또는 비크립핑 직물(NCF) 형태일 수 있다. 한 구체예에서 상기 비크립핑 직물은, 원사를 한 층 또는 복수 개의 층으로 배열하여, 스티칭(stitching) 공정을 통해 직물로 제조하는 것으로, 배열된 원사를 고정하고 직물의 크림프(crimp)가 발생하지 않도록 한 것이다. 상기 비크립핑 직물은 일 방향(unidirection, UD) 또는 2축 방향(2-axial) 등의 배열을 가질 수 있다.
상기 연속섬유의 직경은 0.01~5mm 일 수 있다. 상기 범위에서 본 발명의 경량성이 우수하면서, 강성이 동시에 우수할 수 있다.
한 구체예에서, 상기 섬유강화 플라스틱은 일방향으로 배열된 연속섬유에 매트릭스 수지가 예비함침 또는 코팅된 프리프레그를 복수 층으로 적층 후, 가압 성형하여 형성될 수 있다. 이러한 경우, 섬유적층체는 용이한 성형성을 갖는 동시에 충격흡수능이 더욱 우수할 수 있다.
예를 들면, 폴리프로필렌 수지를 매트릭스 수지로 사용하는 경우, 프리프레그의 탄성 및 내충격성이 더욱 향상되면서, 범퍼빔의 크랙 방지 효과가 더욱 우수할 수 있다. 한 구체예에서 상기 프리프레그는 매트릭스 수지 20~80 중량% 및 연속섬유 20~80 중량%를 포함할 수 있다. 상기 범위에서, 경량화 정도에 대한 충격흡수능을 더욱 향상시킬 수 있다.
한 구체예에서 상기 프리프레그 층의 두께는 0.1~1mm, 예를 들면 0.25 mm 내지 0.30 mm일 수 있다. 상기 범위에서, 섬유적층체로 제조하였을 경우 탄성력 및 내충격성이 우수하면서도 유연성을 유지하여 범퍼빔의 크랙 방지 효과를 더욱 향상 시킬 수 있다.
상기 연속섬유는 예를 들면, 얀(yarn) 또는 화이버(fiber)일 수 있다. 상기 연속섬유의 하나의 섬유단면은 장직경이 5 mm 내지 15 mm이고, 단직경이 0.1 mm 내지 0.3 mm 이며, 종횡비가 1:1 내지 1:120 일 수 있다. 예를 들면, 상기 연속섬유는 장직경이 8 mm 내지 10 mm이고, 단직경이 0.15 mm 내지 0.25mm 이며, 종횡비가 1:30 내지 1:70 일 수 있다. 상기 범위 내에서 상기 범퍼빔의 크랙 및 끊어짐을 방지하는 효과가 더욱 우수하면서, 충격흡수 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
한 구체예에서, 상기 연속섬유는, 0°, 45°, 90°의 배향 각도로 형성될 수 있다. 상기 배향각도는 상기 연속섬유 또는, 연속섬유다발(또는 연속섬유토우)의 직조 패턴이 이루는 각도일 수 있다.
한 구체예에서 상기 섬유강화 플라스틱은 배향각도가 동일하거나, 서로 상이한 연속섬유를 포함하는 프리프레그층을 교대로 적층후 가압하여 형성할 수 있다.
본 발명의 범퍼빔은 경량성이 우수하면서, 기계적 강성이 우수하고, 충돌시 변형을 최소화하며, 경제성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 스테이부, 수직리브부 및 경사리브부 중 하나 이상은 섬유강화 플라스틱 및 열가소성 수지 중 하나 이상을 포함하여 형성될 수 있다.
예를 들면, 상기 열가소성 수지는 폴리아마이드 수지, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리올레핀 수지, 열가소성 폴리올레핀 복합 수지(TPO) 및 강화 폴리올레핀 수지 등을 사용할 수 있다. 상기 강화 폴리올레핀 수지는, 글래스 파이버 등으로 보강된 폴리올레핀 수지 등을 사용할 수 있다.
한 구체예에서 상기 스테이부, 수직리브부 및 경사리브부 중 하나 이상은 폴리프로필렌, 탈크(talc), 미네랄 오일(mineral oil) 및 고무를 포함하여 형성될 수 있다. 상기 구성 성분을 포함시, 성형성, 연신 특성과 탄성 복원성이 우수하여, 충돌시 범퍼빔의 파단 변형을 최소화할 수 있다. 예를 들면, 상기 스테이부, 수직리브부 및 경사리브부 중 하나 이상은 폴리프로필렌, 탈크, 미네랄 오일 및 고무를 포함하는 제1 열가소성 수지 조성물을 성형하여 형성될 수 있다. 상기 제1 열가소성 수지 조성물로 본체리브부 형성시 연신 특성과 탄성 복원성이 우수하여, 충돌시 범퍼빔의 파단 변형을 최소화할 수 있다.
예를 들면, 상기 스테이부, 수직리브부 및 경사리브부는 폴리프로필렌 100 중량부, 및 탈크, 미네랄 오일 및 고무를 20~100 중량부 포함하는 제1 열가소성 수지 조성물을 사출 성형하여 형성될 수 있다. 상기 함량범위로 포함시 탄성 복원성이 우수하여, 충돌시 범퍼빔의 파단 변형을 최소화할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실시예
도 1과 같은 자동차용 범퍼빔을 준비하였다. 구체적으로, 부착되는 면에 대향하는 전면이 외측으로 만곡되어 있고, 상기 전면의 외측으로 개방된 "ㄷ"자형 단면을 가지는 빔본체부; 및 및 상기 빔본체부의 내측에서 상기 빔본체부의 상면 및 하면과 나란하게 배치되는 수평리브부, 상기 수평리브부와 직교하며 상기 빔본체부의 상면 및 하면을 연결하는 수직리브부 및 상기 빔본체부의 상면 및 하면 중 하나 이상과, 상기 수평리브부에 결합되며, 경사면이 형성되는 경사리브부를 포함하는 본체리브부;를 포함하는 범퍼빔을 준비하였다. 또한, 빔본체부 후면의 양 측면에는 직선 경사면을 형성하였다.
이때, 스테이부는 후면에 사각 박스 형태의 개방부를 형성하고, 내부가 중공인 빔수용부를 형성하였으며, 스테이부의 측면은, 도 4와 같이, 내부가 H-형 단면인 구조로 형성하였다.
상기 빔본체부와 수평리브부는 매트릭스 수지(에폭시 수지)에 연속섬유(탄소섬유)가 함침된 섬유강화 플라스틱을 이용하여 제조하였고, 상기 스테이부, 수직리브부 및 경사리브부는 폴리프로필렌에 탈크(Talc), 미네랄 오일(mineral oil) 및 고무(rubber)를 첨가한, 비중: 1.00±0.05의 열가소성 수지 조성물을 사출하여 제조하였다.
상기 실시예에서 제조된 범퍼빔에 대해 펜듈럼 테스트(Pendulum test) 시험 장비(롯데케미칼사 시험장비)를 사용하여 하기와 같이 센터(center) 충돌, 오프셋(offset) 충돌 및 코너(corner) 충돌 시험을 실시하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(1) 센터 충돌 테스트: 1,000kg의 충격체로 차량(공차중량 1,250kg의 80%) 중심을 2.7 mi/h의 속도로 범퍼빔의 센터방향으로(차량 진행방향과 평행) 충돌시켰다.
(2) 오프셋 충돌 테스트: 1,180kg의 충격체로 차량(공차중량 1,250kg+75kg 성인 3명 탑승 중량의 80%) 중심을 2.7 mi/h의 속도로 범퍼빔의 센터 방향에서 300mm 좌우 이동시켜 충돌시켰다.
(3) 코너 충돌 테스트: 1,180kg의 충격체로 차량(공차중량 1,250kg+75kg 성인 3명 탑승 중량의 80%) 중심을 1.5 mi/h의 속도로 범퍼빔의 코너 방향으로 충돌시켰다.
Figure pat00001
상기 표 1에서, 센터 및 오프셋 충돌 테스트에 대한 침입량(intrusion, Int) 기준은 157.2mm이며, 코너 충돌 테스트에 대한 침입량 기준은 103mm 이다.
도 7(a)는 본 발명의 실시예 범퍼빔의 센터에 펜듈럼 타격시, 범퍼빔의 스트레스 변화를 나타낸 것이며, 도 7(b)는 상기 실시예 범퍼빔의 센터에 펜듈럼 타격 완료 후의 범퍼빔의 스트레스 변화를 나타낸 것이다. 상기 표 1 및 도 7의 결과를 참조하면, 상기 범퍼빔의 센터에 펜듈럼 타격시, 센터 타격 부위는 변형이 발생되었으나, 범퍼빔의 사이드측 경사부는 섬유강화 플라스틱 재질과, 곡률 구조로 인해, 기존의 형상을 유지하면서 하중을 지탱하였다. 또한, 펜듈럼 타격 후에는, 타격 시 높은 하중지지력에 의해 하중 제거 후 탄성 복원력에 의한 미소 잔류 변형만 존재함을 알 수 있었다.
도 8은 본 발명에 따른 실시예 범퍼빔의 센터에 펜듈럼 타격 완료 후 범퍼빔의 스트레인 변화를 나타낸 것이다. 상기 도 7을 참조하면, 본 발명의 본체리브부의 고 연신율(90%, 인장시험속도 50mm/min 적용시) 특성으로 인해, 국소 부위에만 파단이 발생함을 알 수 있었다.
도 9(a)는 본 발명의 실시예 범퍼빔에 대한 오프셋 타격시, 범퍼빔의 스트레스 변화를 나타낸 것이며, 도 9(b)는 상기 실시예 범퍼빔에 대한 오프셋 타격 완료 후의 범퍼빔의 스트레스 변화를 나타낸 것이다. 상기 표 1 및 도 9의 결과를 참조하면, 상기 실시예 범퍼빔은 섬유강화 플라스틱 재질 적용과, 곡률을 갖는 구조로 인해 오프셋 타격부만 수평면을 유지하면서 변형이 발생하였으며, 범퍼빔의 후방측 백 판넬(차체 부품)과 미접촉 조건을 만족하였다. 또한, 오프셋 타격 후에는, 타격 시 높은 하중지지력에 의해 하중 제거 후 탄성 복원력에 의한 미소 잔류 변형만 존재하였다.
도 10은 본 발명의 실시예 범퍼빔 코너부 타격시, 범퍼빔의 스트레스 변화를 나타낸 것이다. 상기 도 10 및 표 1의 결과를 참조하면, 상기 실시예 스테이부의 측면에 형성된 H-형 단면과, 사각 박스형태의 개방부 구조로 인해 국소 변형만 발생하면서 균열 발생을 억제함을 알 수 있었다.
또한, 상기 표 1의 결과를 참조하면, 본 발명의 실시예의 경우 법규 저속 충돌 시험인 센터, 오프셋 및 코너 테스트 결과, 모두 스펙을 만족하였으며, 범퍼빔의 균열이 발생하지 않음을 알 수 있었다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
100: 빔본체부 101: 빔본체부 상면
102: 빔본체부 하면 103, 104: 직선경사면
110: 수평리브부
120, 120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f, 120g, 120h: 경사리브부
130, 130a, 130b, 130c, 130d, 130e: 수직리브부
201, 202: 스테이부 1000: 자동차용 범퍼빔

Claims (8)

  1. 자동차의 전면부 또는 후면부에 부착되는 범퍼빔으로서, 부착되는 면에 대향하는 전면이 외측으로 만곡되어 있고, 상기 전면의 외측으로 개방된 "ㄷ"자형 단면을 가지는 빔본체부; 및
    상기 빔본체부의 양측에 형성되며, 후면에 개방부가 형성되는 스테이부;를 포함하며,
    상기 빔본체부는 섬유강화 플라스틱을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼빔.
  2. 제1항에 있어서, 상기 범퍼빔은, 상기 빔본체부의 내측에서, 상기 빔본체부의 상면 및 하면과 나란하게 배치되는 수평리브부, 상기 수평리브부와 직교하며 상기 빔본체부의 상면 및 하면을 연결하는 수직리브부 및 상기 빔본체부의 상면 및 하면 중 하나 이상과, 상기 수평리브부에 결합되며, 경사면이 형성되는 경사리브부를 포함하는 본체리브부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼빔.
  3. 제2항에 있어서, 상기 수평리브부는 섬유강화 플라스틱으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼빔.
  4. 제1항에 있어서, 상기 스테이부는 후면에 개방부가 형성되며, 내부가 중공인 빔수용부가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼빔.
  5. 제1항에 있어서, 상기 스테이부의 측면은, 내부가 H-형 단면인 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼빔.
  6. 제1항에 있어서, 상기 빔본체부의 양 측면은, 직선 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼빔.
  7. 제1항에 있어서, 상기 섬유강화 플라스틱은 연속섬유에 매트릭스 수지가 함침된 것이며,
    상기 섬유강화 플라스틱의 비중은 0.5~1.5 이고,
    상기 연속섬유는 탄소섬유, 유리섬유 및 폴리아마이드 섬유중 하나 이상 포함하고,
    상기 매트릭스 수지는 에폭시 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리카보네이트 수지 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 중 하나 이상 포함하는 자동차용 범퍼빔.
  8. 제2항에 있어서, 스테이부, 수직리브부 및 경사리브부 중 하나 이상은 섬유강화 플라스틱 및 열가소성 수지 조성물 중 하나 이상을 포함하여 형성되며,
    상기 열가소성 수지 조성물은 폴리프로필렌, 탈크, 미네랄 오일(mineral oil) 및 고무를 성형하여 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼빔.
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