KR100978216B1

KR100978216B1 - 차량용 범퍼빔 유닛

Info

Publication number: KR100978216B1
Application number: KR1020080070805A
Authority: KR
Inventors: 구도회; 김재근
Original assignee: 주식회사 성우하이텍
Priority date: 2008-07-21
Filing date: 2008-07-21
Publication date: 2010-08-26
Also published as: KR20100009961A

Abstract

롤 포밍 성형되는 범퍼빔의 양단부에 프레스 성형되는 별도의 코너 리인포스 패널과 리인포스 파이프를 구성하여 범퍼커버 양단과의 설계 자유도를 확보함과 동시에, 옵셋 충돌 시에는 범퍼커버로부터 전달되는 충돌 에너지를 범퍼빔 전체로 분산 흡수하도록 충돌 에너지 흡수구간을 더욱 넓게 확보함으로써 범퍼빔의 충격흡수성능이 우수하고, 구조적으로 안정된 차량용 범퍼빔 유닛을 제공한다.

범퍼빔, 코너 리인포스 패널, 리인포스 파이프

Description

차량용 범퍼빔 유닛{AUTOMOTIVE BUMPER BEAM UNIT}

본 발명은 차량용 범퍼빔 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 롤 포밍 성형되는 범퍼빔의 양단부에 프레스 성형되는 별도의 코너 리인포스 패널과 리인포스 파이프를 구성하여 범퍼빔의 옵셋 충돌 시, 충격흡수성능이 우수하고, 구조적으로 안정된 차량용 범퍼빔 유닛에 관한 것이다.

일반적으로 차량에서의 범퍼는 자동차가 다른 자동차나 고정체와의 충돌 시, 그 충격을 흡수하여 승차자의 안전을 도모하며, 동시에 차체의 변형을 최소화 할 수 있도록 자동차의 전,후 단부의 소정 부위에 배치되는 완충유닛이다.

도 1에서 도시한 바와 같이, 상기한 범퍼(100)는 차량의 전,후방에서 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔(101)의 후방 양측에 스테이(103)가 장착되어 차체측 사이드 멤버(111)에 고정되는 범퍼빔 유닛(105)과, 상기 범퍼빔(101)의 전방에 배치되어 충격력을 흡수하는 에너지 업소버(107), 그리고 상기 범퍼빔(101)과 에너지 업소버(107)를 감싸는 범퍼 커버(109)로 이루어진다.

여기서, 상기한 종래의 범퍼빔 유닛(105)은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 롤 포밍 성형되는 상기 범퍼빔(101)은 범퍼 커버(109)의 양단 내측과 간섭되는 것을 피하고, 그 설계 자유도를 높이기 위하여 기존의 고장력 강판의 롤 포밍 성형 범퍼빔(101)의 최대 성형곡률 한계까지 그 양단부를 성형하여 적용된다.

그러나 상기한 종래의 범퍼빔(101)은 그 양단부의 최대 성형곡률 한계까지 곡률 성형하여도 범퍼커버(109)의 양단부 내측을 전체적으로 지지하기는 간섭의 문제점이 있으며, 이러한 상태로, 차량의 옵셋 충돌 시, 그 충돌 에너지가 범퍼빔(101) 전체로 분산 흡수되지 못하고, 상기 범퍼커버(109)를 완전히 파손시키면서 범퍼빔(101)의 충격흡수성능을 저하시키며, 구조적으로도 안정적이지 못한 등의 문제점이 있다.

또한, 이는 차량 사고 시, 승객 안전을 저해하는 요인이 되며, 사고 수리비용을 과다하게 하는 요인이 된다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점들을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 롤 포밍 성형되는 범퍼빔의 양단부에 프레스 성형되는 별도의 코너 리인포스 패널과 리인포스 파이프를 구성하여 범퍼커버 양단과의 설계 자유도를 확보함과 동시에, 옵셋 충돌 시에는 범퍼커버로부터 전달되는 충돌 에너지를 범퍼빔 전체로 분산 흡수하도록 충돌 에너지 흡수구간을 더욱 넓게 확보함으로써 범퍼빔의 충격흡수성능이 우수하고, 구조적으로 안정된 차량용 범퍼빔 유닛을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명의 차량용 범퍼빔 유닛은 전방 레일과 후방 레일로 구성되어 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔과, 상기 범퍼빔의 후방 양측에 설치되어 상기 범퍼빔을 차체에 고정하는 스테이를 포함하는 차량용 범퍼빔 유닛에 있어서,

상기 범퍼빔의 양단부에 전면과 배면에 각각 용접 고정되는 코너 리인포스 패널; 상기 코너 리인포스 패널의 내부에서 상기 전방 레일에 용접 고정되는 절곡 형상의 리인포스 파이프를 더 포함한다.

상기 코너 리인포스 패널은 상기 리인포스 파이프를 감싸며, 동시에 상기 전방 레일의 양 단부 전면을 감싸며 용접되는 아웃터 패널; 상기 리인포스 파이프를 감싸며, 동시에 상기 전방 레일의 양 단부 배면을 감싸며 상기 아웃터 패널과 함께 부분 용접되는 인너 패널; 상기 전방 레일의 양 단부 내면과 상기 인너 패널의 내면 사이에 용접되는 리인포스 브라켓으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 아웃터 패널은 그 내측 일정구간이 상기 전방 레일의 단부 전면을 감싸며 용접되는 아웃터 레일 용접부를 형성하고, 그 외측 일정구간이 상기 리인포스 파이프의 전면을 감싸며 상기 인너 패널과 용접되는 아웃터 확장부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인너 패널은 그 내측 일정구간이 상기 전방 레일의 단부 상하 후단을 감싸며 용접되는 인너 레일 용접부를 형성하고, 그 외측 일정구간이 상기 리인포스 파이프의 배면을 감싸며 상기 아웃터 패널과 용접되는 인너 확장부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 리인포스 파이프는 상기 코너 리인포스 패널의 내부에서 상기 전방 레일의 내면에 파이프 브라켓을 통하여 내단부가 용접 고정되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 리인포스 파이프는 사각의 중공관으로 형성되며, 일측에서 벤딩 성형되는 것으로 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 범퍼빔 유닛에 의하면, 롤 포밍 성형되는 범퍼빔의 양단부에 프레스 성형되는 별도의 코너 리인포스 패널과 리인포스 파이프로 구성되는 별도의 보강부재를 장착함으로써 범퍼커버 양단과의 설계 자유도를 유지하면서, 범퍼빔의 옵셋 충돌 시에는 범퍼커버로부터 전달되는 충돌 에너지를 범퍼빔 전체로 분산 흡수하도록 충돌 에너지 흡수구간을 더욱 넓 게 확보하여 범퍼빔의 충격흡수성능을 향상시키며, 구조적으로도 안정되는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3과 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 전면 및 배면 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 부분 분해 사시도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 일단부 내부 사시도이다.

본 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛(10)은, 도 3과 도 4 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 전방 레일(3)과 후방 레일(5)로 구성되어 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔(1)이 구비되고, 상기 범퍼빔(1)의 후방 양측에는 스테이(미도시)가 설치되어 범퍼빔(1)을 차체측 사이드 멤버(미도시)에 고정하도록 구성된다.

그리고 상기 범퍼빔(1)의 양단부에는 그 전면과 배면에 각각 코너 리인포스 패널(7)이 용접 고정된다.

또한, 상기 코너 리인포스 패널(7)의 내부에는 상기 전방 레일(3)에 절곡 형상의 리인포스 파이프(9)가 용접 고정된다.

먼저, 상기 코너 리인포스 패널(7)의 구체적인 구성을 설명한다.

즉, 상기 코너 리인포스 패널(7)은, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 리인포스 파이프(9)와 상기 전방 레일(3)의 양 단부 전면을 감싸며 용접되는 아웃터 패 널(11)이 구비된다.

또한, 상기 리인포스 파이프(9)와 상기 전방 레일(3)의 양 단부 배면을 감싸며, 상기 아웃터 패널(11)과 함께 부분 용접되는 인너 패널(13)이 구비된다.

그리고 상기 전방 레일(3)의 양 단부 내면과 상기 인너 패널(13)의 내면 사이에는 리인포스 브라켓(15)이 용접 설치된다.

이러한 코너 리인포스 패널(7)의 구성에서, 상기 아웃터 패널(11)은 그 내측 일정구간이 상기 전방 레일(3)의 단부 전면을 감싸며 용접되는 아웃터 레일 용접부(11a)로 형성되고, 그 외측 일정구간이 상기 리인포스 파이프(9)의 전면을 감싸며 상기 인너 패널(13)과 용접되는 아웃터 확장부(11b)로 형성된다.

또한, 상기한 인너 패널(13)은 그 내측 일정구간이 상기 전방 레일(3)의 단부 상하 후단을 감싸며 용접되는 인너 레일 용접부(13a)로 형성되고, 그 외측 일정구간이 상기 리인포스 파이프(9)의 배면을 감싸며 상기 아웃터 패널(11)의 아웃터 확장부(11b)와 용접되는 인너 확장부(13b)로 형성된다.

한편, 상기 리인포스 파이프(9)는, 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 코너 리인포스 패널(9)의 내부에서 상기 전방 레일(3)의 내면에 파이프 브라켓(17)을 통하여 그 내단부가 용접 고정된다.

이때, 상기 리인포스 파이프(9)는 사각의 중공관으로 형성되며, 일측(P)에서 벤딩 성형되는 것이 바람직하다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 차량용 범퍼빔 유닛(10)은, 롤 포밍 성형되는 범퍼빔(1)의 양단부에 코너 리인포스 아웃터 패널(11)과 코너 리인포스 인너 패널(13) 및 리인포스 브라켓(15)으로 이루어지는 코너 리인포스 패널(7)을 용접하여 범퍼 커버(미도시)의 양단 내측과 설계 자유도를 확보하면서도 보강부재의 적용이 가능하게 된다.

동시에, 상기한 코너 리인포스 패널(7) 내부에 구성되는 리인포스 파이프(9)는 옵셋 충돌 시에 범퍼 커버로부터 전달되는 충돌 에너지를 상기 코너 리인포스 패널(7)을 보조하여 지지함으로써 범퍼빔(1)으로의 분산을 돕게 되며, 이로써 충격흡수성능을 더욱 향상시키고, 구조적으로도 안정성을 갖도록 한다.

즉, 상기한 코너 리인포스 패널(7)과 리인포스 파이프(9)는 범퍼빔 유닛(10)의 옵셋 충돌 시, 그 충격흡수능력을 배가하여 차량 사고 시, 승객 안전 도모 및 사고 수리비용 절감의 이점을 갖도록 한다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 차량용 범퍼빔 유닛(10)은 15% 옵셋 배리어(BARRIER) 충돌 시험을 통하여 다음과 같은 충돌 해석 결과를 가지며, 종래 기술의 차량용 범퍼빔 유닛(105)에 비하여 그 성능면에서 우수함을 알 수 있다.

즉, 상기 옵셋 충돌 해석은 시험조건으로 해석 중량을 1,880Kg, 충돌속도를 5Km/h로 하여 본 실시예의 범퍼빔 유닛(10)에서, 상기 리인포스 파이프(9)가 적용되지 않은 제1실시예와, 상기 리인포스 파이프(9)가 적용된 상태의 제2실시예로, 그 응력 분포, 변위량 비교의 2가지 측면에서 해석하였다.

먼저, 응력 분포의 경우, 도 7은 본 발명의 제1,제2실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛(10)의 옵셋 충돌 시험에 의한 응력 분포를 도시하고 있다.

즉, 도 7의 본 발명의 차량용 범퍼빔 유닛(10)에 대한 응력 분포 상, 제1실 시예에 따른 코너 리인포스 패널(7)은 범퍼빔(1)과의 연결부에 응력이 집중되고, 배리어(B)의 침입도 막지 못하는 반면, 제2실시예에 따른 코너 리인포스 패널(7)은 리인포스 파이프(9)와 함께 작용하여 응력이 범퍼빔(1) 측으로 충분히 이동하여 분포되도록 하는 양상을 보이며, 배리어(B)의 침입도 어느 정도 막아 상관 부품의 추가적인 손상을 방지하게 된다.

이는 본 발명의 제1실시예와 제2실시예의 범퍼빔 유닛(10) 모두가 종래 기술의 범퍼빔 유닛(105)에 비해서는 그 코너부의 구조 강성을 확보하여 변형량을 적게 함으로써 충격흡수성능을 개선하는 효과를 보이며, 제1실시예에 비하여 제2실시예에서 상대적으로 응력 집중 현상이 더 낮게 나타나 더 많은 충돌 에너지를 흡수할 수 있음을 알 수 있다.

그리고 상기 변위량 비교는 인트루젼(Intrusion) 변위량과 디플렉션(Deflection) 변위량으로 구분되는데, 도 8은 본 발명의 제1실시예와 제2실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛(10)의 옵셋 충돌 시험에서, 변위량의 비교값을 나타내고 있다.

즉, 상기 변위량 비교에 있어서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예와 제2실시예는 디플렉션 변위량에 있어서는 크게 차이가 없으며, 인트루젼 변위량에 있어서는 제1실시예에 비하여 제2실시예의 범퍼빔 유닛(10)이 현저히 작게 나타남을 알 수 있다.

도 1은 일반적인 차량용 범퍼의 분해 사시도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 사시도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 전면 사시도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 배면 사시도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 부분 분해 사시도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 일단부 내부 사시도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 옵셋 충돌 시험에 의한 응력 분포도이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 범퍼빔 유닛의 옵셋 충돌 시험에 의한 변위량 도표이다.

Claims

전방 레일과 후방 레일로 구성되어 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔과, 상기 범퍼빔의 후방 양측에 설치되어 상기 범퍼빔을 차체에 고정하는 스테이를 포함하는 차량용 범퍼빔 유닛에 있어서,

상기 범퍼빔의 양단부에 전면과 배면에 각각 용접 고정되는 코너 리인포스 패널;

상기 코너 리인포스 패널의 내부에서 상기 전방 레일에 용접 고정되는 절곡 형상의 리인포스 파이프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
제1항에서,

상기 코너 리인포스 패널은

상기 리인포스 파이프를 감싸며, 동시에 상기 전방 레일의 양 단부 전면을 감싸며 용접되는 아웃터 패널;

상기 리인포스 파이프를 감싸며, 동시에 상기 전방 레일의 양 단부 배면을 감싸며 상기 아웃터 패널과 함께 부분 용접되는 인너 패널;

상기 전방 레일의 양 단부 내면과 상기 인너 패널의 내면 사이에 용접되는 리인포스 브라켓으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
제2항에서,

상기 아웃터 패널은

그 내측 일정구간이 상기 전방 레일의 단부 전면을 감싸며 용접되는 아웃터 레일 용접부를 형성하고, 그 외측 일정구간이 상기 리인포스 파이프의 전면을 감싸며 상기 인너 패널과 용접되는 아웃터 확장부를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
제2항에서,

상기 인너 패널은

그 내측 일정구간이 상기 전방 레일의 단부 상하 후단을 감싸며 용접되는 인너 레일 용접부를 형성하고, 그 외측 일정구간이 상기 리인포스 파이프의 배면을 감싸며 상기 아웃터 패널과 용접되는 인너 확장부를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
제1항에서,

상기 리인포스 파이프는

상기 코너 리인포스 패널의 내부에서 상기 전방 레일의 내면에 파이프 브라켓을 통하여 내단부가 용접 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.
제1항에서,

상기 리인포스 파이프는

사각의 중공관으로 형성되며, 일측에서 벤딩 성형되는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔 유닛.