WO2016085119A1 - 자동차용 범퍼 시스템 - Google Patents

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소철원
이명호
김준엽
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Definitions

  • the bumper system for automobiles is required to satisfy the low speed crash test, which is a regulation item, and the test of the non-life insurance company (RCAR, IIHS), which is a compliance item.
  • the required performance of the non-life insurer which has a great influence on car sales, is higher than required by law.
  • RCAR TEST after performing two tests of 40% and 10 degrees OFFSET BARRIER TEST and BUMPER DUMMY BARRIER TEST, the repair cost is calculated for the damage to the vehicle body, and the performance is demanded either locally or both.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a portion A of the bumper system for a vehicle shown in FIG. 2;

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Abstract

본 발명은 차량용 범퍼 시스템에 관한 것으로, 양단에 전후방향으로 관통 형성된 체결공을 갖는 범퍼 빔과, 상기 범퍼 빔의 체결공에 삽입되는 크래쉬박스 및 상기 크래쉬박스의 이탈을 방지할 수 있도록 상기 범퍼 빔에 체결되는 브라켓을 포함하여 저속충돌 법규 사양과 RCAR 성능을 동시에 만족시킬 수 있는 차량용 범퍼 시스템을 제공한다.

Description

자동차용 범퍼 시스템
본 발명은 자동차용 범퍼 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지역별로 상이한 저속충돌 법규 성능과 손해보험사 요구 성능을 동시에 만족시킬 수 있도록 한 자동차용 범퍼 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 자동차용 범퍼 시스템은 법규 항목인 저속충돌 테스트와, 준법규 항목인 손해보험사기관(RCAR, IIHS) 테스트의 만족을 요구하고 있다. 이 경우, 자동차 판매에 큰 영향력이 있는 손해보험사의 요구 성능은 법규 사항보다 요구되는 강도가 더 높다. 예컨대, RCAR TEST에서는 40%, 10도 OFFSET BARRIER TEST와 BUMPER DUMMY BARRIER TEST의 2가지 TEST를 실시한 후 차체의 손상에 대한 수리비를 산정하고 있으며, 지역적으로 둘 중 하나 또는 모두의 성능을 요구하고 있다.
따라서 자동차용 범퍼 시스템을 구성하는 범퍼 빔(BUMPER BEAM)과 크래쉬박스(CRASHBOX)는 손해보험사가 요구하는 RCAR TEST의 40%, 10도 OFFSET BARRIER TEST 에서 압착/변형/파괴 등으로 최대한 충돌에너지를 흡수하는 구조를 가져야 한다. 이처럼 손해보험사에서 요구하는 성능이 높기 때문에 대부분의 제조사는 범퍼 시스템에 고강도 복합 플라스틱 소재, 고강도 스틸 소재 등을 적용하고 있으나, 이러한 소재의 적용시 강도 증가에 비례하여 원가 등이 상승되고, 각 지역에서 요구하는 법규 성능과 손해보험사 성능이 다르기 때문에 개발해야 하는 범퍼 시스템의 사양도 증가할 수 밖에 없다.
예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이 유럽 범퍼 시스템(도 1의 (a) 참조)과, 북미 범퍼 시스템(도 1의 (b) 참조) 및 내수 범퍼 시스템(도 1의 (c) 참조)은 판매 지역에 따라 범퍼 빔과 크래쉬 박스의 사양을 서로 다르게 구성하고 있다.
이에, 등록특허 제10-1327016호(이하, "종래기술 1"이라 함)는 충격시 크래쉬박스가 순차적으로 붕괴되면서 에너지를 흡수할 수 있는 차량용 크래쉬박스를 개시하고 있다. 그러나 종래기술 1은 크래쉬박스와 멤버의 단면을 일치시켜 멤버의 손상을 최소화하고 있기는 하지만 차체와 체결하는 방법에 대해서는 구체적으로 개시하고 있지 않다. 따라서 종래기술 1에 의하면 차체 체결을 위해 부속품이 추가될 수 밖에 없고, 이로 인해 중량 절감이 현실적으로 어려운 문제점이 있다. 또한, 크래쉬박스는 충격부, 즉, 전방에서부터 붕괴되어야 차체의 손상을 방지할 수 있는데, 종래기술 1의 경우 이를 용이하게 유도하기 어려울 뿐 아니라 일반적으로 적용되는 토잉용 볼트의 도피 홀 등을 고려하지 않았기 때문에 상용화하기 어려운 문제점이 있다.
한편, 등록특허 제10-1358294호(이하, "종래기술 2"라 함)는 일반적인 범퍼 빔 모듈 시스템에서 스틸 크래쉬박스의 형상을 최적화한 차량용 충돌 박스를 개시하고 있다. 그러나 종래기술 2는 충돌 부위인 전방에서 순차적으로 압착될 수 있는 구조이기는 하지만 최근 추가된 범퍼 베리어 테스트를 고려할 때 종래기술 2를 그대로 적용하기에는 한계가 있으며, 적용하더라도 범퍼 빔의 강도 증대로 중량이 증가할 것으로 예상된다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 지역별로 상이한 충돌 요구 성능을 저렴한 비용으로 충족시킬 수 있는 차량용 범퍼 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서,
본 발명은 양단에 전후방향으로 관통 형성된 체결공을 갖는 범퍼 빔과; 상기 범퍼 빔의 체결공에 삽입되는 크래쉬박스; 및 상기 크래쉬박스의 이탈을 방지할 수 있도록 상기 범퍼 빔에 체결되는 브라켓;을 포함하는 차량용 범퍼 시스템을 제공한다.
이 경우, 상기 브라켓은 상기 범퍼 빔의 후단 벽 전방에 고정되는 체결부와; 상기 체결부로부터 절곡되어 상기 범퍼 빔의 후단 벽 상방에 고정되는 연결부; 및 상기 연결부로부터 절곡되어 상기 범퍼 빔의 후단 벽 후방에 상기 크래쉬박스의 후단면과 일부 중첩되도록 밀착되는 이탈방지부;를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 크래쉬박스는 원통형, 원뿔형, 다각기둥형, 다각뿔형 중에서 선택되는 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.
이 경우, 상기 크래쉬박스의 소재는 스틸, 알루미늄, 복합 플라스틱 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
본 발명에 따르면, 저속충돌 법규를 만족시킬 수 있도록 하나로 통합된 범퍼 빔에 각 지역별 RCAR 성능에 필요한 크래쉬박스가 조립 및 분리 가능하게 결합됨으로써 사양별 요구 조건에 따른 투자비와 차량 원가를 현저하게 절감할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 차량용 범퍼 시스템의 분해사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 범퍼 시스템의 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 차량용 범퍼 시스템의 분해사시도,
도 4는 도 2에 도시된 차량용 범퍼 시스템의 A 부분 확대도,
도 5는 도 4에 도시된 확대도의 후방 사시도,
도 6 및 도 7은 종래기술에 따른 범퍼 시스템의 충돌 테스트에 대한 구조해석 결과를 나타낸 도면,
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 범퍼 시스템의 충돌 테스트에 대한 구조해석 결과를 나타낸 도면.
이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 범퍼 시스템의 사시도, 도 3은 도 2에 도시된 차량용 범퍼 시스템의 분해사시도, 도 4는 도 2에 도시된 차량용 범퍼 시스템의 A 부분 확대도, 도 5는 도 4에 도시된 확대도의 후방 사시도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 범퍼 시스템(100)은 범퍼 빔(110)과, 크래쉬박스(120) 및 브라켓(130)을 포함한다.
범퍼 빔(110)은 차량용 범퍼 시스템(100)의 법규 요구 사항, 즉, 저속충돌 성능에 대응하기 위한 것으로 소정의 형상으로 사출성형되어 제조비용을 절감할 수 있다.
이 경우, 범퍼 빔(110)의 내부에는 충격 흡수력을 향상시키기 위해 다수의 격벽(111)이 형성될 수 있다. 그러나 본 발명에서 범퍼 빔(110)의 내부 구조가 이로 한정되는 것은 아니며, 다양한 내부 구조를 가질 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
다만, 본 발명은 종래 각 지역별로 개발이 필요했던 범퍼 빔을 하나의 형태로 통합하고, 이러한 범퍼 빔에 다양한 형태 및 구조의 크래쉬박스를 탈착 가능하게 구성함으로써 손해보험사의 요구 성능을 만족시킬 수 있도록 한 것인 바 범퍼 빔(110)의 내부 구조는 각 지역별 저속충돌 성능을 모두 충족시킬 수 있는 형태로 일원화되는 것이 바람직하다.
한편, 범퍼 빔(110)의 양단에는 체결공(112)이 형성된다. 체결공(112)은 크래쉬박스(120)의 결합을 위한 것으로 범퍼 빔(110)의 양단에 전후방향으로 관통 형성된다. 이 경우, 체결공(112)의 형상이 크래쉬박스(120)의 외부 형상에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.
크래쉬박스(120)는 차량용 범퍼 시스템(100)의 손해보험사 요구 성능, 즉, RCAR 성능에 대응하기 위한 것으로 본 발명에서는 이러한 크래쉬박스(120)가 범퍼 빔(110)에 조립 및 분리 가능하게 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
구체적으로, 크래쉬박스(120)는 범퍼 빔(110)의 체결공(112)에 삽입 및 이탈됨으로써 조립과 분리가 용이하게 이루어진다.
이러한 크래쉬박스(120)는 앞서 설명한 바와 같이 각 지역별로 손해보험사가 요구하는 성능에 따라 원통형, 원뿔형, 다가기둥형, 다각뿔형 중에서 선택되는 어느 하나의 형태를 가질 수 있다. 즉, 크래쉬박스(120)는 각 지역별로 상이한 손해보험사의 요구 성능인 RCAR 성능을 만족시킬 수 있는 형태로 변형 제공된다.
크래쉬박스(120)를 상술한 바와 같이 구성하면 하나로 통합된 범퍼 빔에 크래쉬박스만 교체 가능한 형태로 제공할 경우 각 지역 범퍼 시스템의 사양별로 대응이 가능하기 때문에 저속충돌 성능은 물론 RCAR 성능까지 충족시킬 수 있고, 이로 인해 제품 사양의 차이로 인한 투자비 및 차량 원가를 현저하게 절감할 수 있다.
한편, 크래쉬박스(120)의 소재로는 스틸(STEEL)은 물론 중량 절감을 위해 알루미늄 또는 플라스틱 복합재를 모두 적용할 수 있다.
브라켓(130)은 범퍼 빔(110)으로부터 크래쉬박스(120)가 이탈되는 것을 방지하기 위한 것으로 범퍼 빔(110)에 체결된다.
구체적으로, 브라켓(130)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 범퍼 빔(110)의 후단 벽 전방에 고정되는 체결부(131)와, 체결부(131)로부터 절곡되어 범퍼 빔(110)의 후단 벽 상방에 고정되는 연결부(132) 및 연결부(132)로부터 절곡되어 범퍼 빔(110)의 후단 벽 후방에 밀착되는 이탈방지부(133)를 포함하여 전체적으로 ㄷ자 단면 구조를 가진다.
이 경우, 체결부(131)와 연결부(132)의 고정은 볼트(134) 등을 통해 이루어질 수 있으며, 이탈방지부(133)는 차체의 전방에서 가해지는 충격에 의해 크래쉬박스(120)가 후방으로 이탈되지 않도록 크래쉬박스(120)의 후단면과 일부 중첩되어야 한다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 범퍼 시스템에 대해 설명하였다.
본 발명자들은 본 발명의 효과를 입증하기 위해 종래기술에 따른 범퍼 시스템과 본 발명에 따른 범퍼 시스템의 RCAR 40% OFFSET TEST에 대한 구조해석을 실시하였으며, 그 결과를 도 6 내지 도 9에 나타내었다.
구체적으로, 도 6 및 도 7에는 종래기술에 따른 범퍼 시스템의 침입량과 충돌에너지 흡수율을 나타내었고, 도 8 및 도 9에는 본 발명에 따른 범퍼 시스템의 침입량과 충돌에너지 흡수율을 나타내었다.
도 6 내지 도 9로부터 본 발명에 의할 경우 범퍼 시스템의 충돌에너지 흡수율이 종래기술에 비해 향상되고, 침입량 또한 종래기술 대비 작아 요구되는 충돌 성능을 만족시킬 수 있음을 알 수 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서 본 발명의 범위는 상술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위, 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (4)

  1. 양단에 전후방향으로 관통 형성된 체결공을 갖는 범퍼 빔과;
    상기 범퍼 빔의 체결공에 삽입되는 크래쉬박스; 및
    상기 크래쉬박스의 이탈을 방지할 수 있도록 상기 범퍼 빔에 체결되는 브라켓;
    을 포함하는 차량용 범퍼 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 브라켓은,
    상기 범퍼 빔의 후단 벽 전방에 고정되는 체결부와;
    상기 체결부로부터 절곡되어 상기 범퍼 빔의 후단 벽 상방에 고정되는 연결부; 및
    상기 연결부로부터 절곡되어 상기 범퍼 빔의 후단 벽 후방에 상기 크래쉬박스의 후단면과 일부 중첩되도록 밀착되는 이탈방지부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 크래쉬박스는 원통형, 원뿔형, 다각기둥형, 다각뿔형 중에서 선택되는 어느 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 크래쉬박스의 소재는 스틸, 알루미늄, 복합 플라스틱 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 시스템.
PCT/KR2015/010917 2014-11-26 2015-10-15 자동차용 범퍼 시스템 WO2016085119A1 (ko)

Priority Applications (3)

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