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KR101689581B1 - 차량용 범퍼 스태이 유닛 - Google Patents

차량용 범퍼 스태이 유닛 Download PDF

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KR101689581B1
KR101689581B1 KR1020150169833A KR20150169833A KR101689581B1 KR 101689581 B1 KR101689581 B1 KR 101689581B1 KR 1020150169833 A KR1020150169833 A KR 1020150169833A KR 20150169833 A KR20150169833 A KR 20150169833A KR 101689581 B1 KR101689581 B1 KR 101689581B1
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KR1020150169833A
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박희대
이문용
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주식회사 성우하이텍
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

차량용 범퍼 스태이 유닛이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 범퍼 스태이 유닛은 범퍼빔과 프론트 사이드 멤버를 상호 연결하는 차량용 범퍼 스태이 유닛에 있어서, 절곡 성형된 'ㄷ'자형 판재의 형상으로 내측 상단 트림라인과 내측 하단 트림라인이 상호 대각방향으로 형성되는 내측 스태이 패널; 절곡 성형된 'ㄷ'자형 판재의 형상으로 상기 내측 상단 트림라인 및 내측 하단 트림라인에 대응하도록 외측 상단 트림라인 및 외측 하단 트림라인이 상호 대각방향으로 형성되어 상기 내측 스태이 패널의 내측 상단 트림라인 및 내측 하단 트림라인에 상기 외측 상단 트림라인 및 외측 하단 트림라인을 상호 겹쳐진 상태로 접합되어 상기 내측 스태이 패널과 함께 박스형상을 이루는 외측 스태이 패널; 상기 내측 및 외측 스태이 패널의 전,후단에 각각 접합되는 장착 플레이트를 포함한다.

Description

차량용 범퍼 스태이 유닛{BUMPER STAY UNIT FOR VEHICLES}
본 발명은 차량용 범퍼 스태이 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내,외측 스태이 패널을 상호 엇갈린 대각방향으로 접합하여 충돌 흡수 성능을 향상시키는 차량용 범퍼 스태이 유닛에 관한 것이다.
일반적으로 차량에서의 범퍼는 자동차가 다른 자동차나 고정체와 충돌 시, 그 충격을 흡수하여 승차자의 안전을 도모하며, 동시에 차체의 변형을 최소화 할 수 있도록 자동차의 전, 후 단부의 소정 부위에 배치되는 완충유닛이다.
도 1은 일반적인 차량용 범퍼유닛의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 상기한 범퍼유닛(100)은 범퍼빔(101)이 차체 양측 사이드 멤버(111)에 범퍼 스태이 유닛(103)을 통하여 차폭 방향으로 설치되고, 상기 범퍼빔(101)의 전방에 에너지 업소버(107)가 배치되어 충돌 에너지를 흡수하며, 범퍼 커버(109)가 상기 범퍼빔(101)과 에너지 업소버(107)를 감싸도록 설치된다.
도 2는 종래 기술에 따른 차량용 범퍼 스태이 유닛의 조립 사시도이다.
도 2를 참조하면, 상기한 종래의 범퍼 스태이 유닛(103)는 별도의 전방 플레이트(113)를 통하여 범퍼빔(101)에 용접되고, 후방 플래이트(115)를 통하여 상기 사이드 멤버(111)에 조립된다.
이러한 종래의 범퍼 스태이 유닛(103)은 상기 전방 및 후방 플래이트(113,115) 사이에 "ㄷ"자 형상으로 프레스 성형된 내측 스태이 패널(117)과 외측 스태이 패널(119)이 상호 겹치기 용접되어 박스형으로 구성된다.
그러나 상기한 바와 같은 종래의 범퍼 스태이 유닛(103)은 차량의 저속 정면 충돌 시, 차체 구조의 손상을 최소화하도록 충돌에너지를 흡수하는 측면에서는 양호하나, 내,외측 스태이 패널이 상호 겹치기 접합되는 2겹의 트림라인이 차체 길이방향을 따라 평행하게 형성되어 충격력에 의한 응력을 효과적으로 분산하지 못하는 단점이 있다.
본 발명의 실시 예는 내,외측 스태이 패널이 상호 겹치기 접합되는 상하 양측 트림라인을 상호 엇갈린 "X"자 모양의 대각방향으로 배치하여 접합함으로써 충격력에 의한 응력을 고르게 분산하여 충돌 흡수 성능을 향상시키는 차량용 범퍼 스태이 유닛을 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 범퍼빔과 프론트 사이드 멤버를 상호 연결하는 차량용 범퍼 스태이 유닛에 있어서, 절곡 성형된 'ㄷ'자형 판재의 형상으로 내측 상단 트림라인과 내측 하단 트림라인이 상호 대각방향으로 형성되는 내측 스태이 패널; 절곡 성형된 'ㄷ'자형 판재의 형상으로 상기 내측 상단 트림라인 및 내측 하단 트림라인에 대응하도록 외측 상단 트림라인 및 외측 하단 트림라인이 상호 대각방향으로 형성되어 상기 내측 스태이 패널의 내측 상단 트림라인 및 내측 하단 트림라인에 상기 외측 상단 트림라인 및 외측 하단 트림라인을 상호 겹쳐진 상태로 접합되어 상기 내측 스태이 패널과 함께 박스형상을 이루는 외측 스태이 패널; 상기 내측 및 외측 스태이 패널의 전,후단에 각각 접합되는 장착 플레이트를 포함하는 차량용 범퍼 스태이 유닛이 제공될 수 있다.
또한, 상기 내측 스태이 패널은 내측면 양측에 상하방향으로 비드가 형성될 수 있다.
또한, 상기 외측 스태이 패널은 외측면 일측에 상하방향으로 비드가 형성될 수 있다.
또한, 상기 비드는 상기 외측면에 대하여 'V'자 형상으로 오목한 요홈으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 내측 상단 트림라인과 내측 하단 트림라인은 평면방향으로 'X'자 형상으로 배치될 수 있다.
본 발명의 실시 예는 내,외측 스태이 패널이 상호 겹치기 접합되는 상하 양측 트림라인을 상호 엇갈린 "X"자 모양의 대각방향으로 배치하여 용접 접합함으로써, 2겹의 양측 트림라인이 충격력에 의한 응력을 차체 전방에서 후방으로 고르게 분산할 수 있도록 하며, 이에 따라 차량의 전방 충돌에 대한 충돌 흡수 성능을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 차량용 범퍼 유닛의 분해 사시도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 차량용 범퍼 스태이 유닛의 조립 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼 스태이 유닛이 적용된 범퍼빔 유닛의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼 스태이 유닛의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼 스태이 유닛의 저면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼 스태이 유닛의 투영 평면도이다.
도 7은 종래 기술과 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼 스태이 유닛의 정면 충돌 시험에 따른 응력 분포도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
또한, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼 스태이 유닛이 적용된 범퍼빔 유닛의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼 스태이 유닛의 평면도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼 스태이 유닛의 저면도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼 스태이 유닛의 투영 평면도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼 스태이 유닛(1)은 범퍼빔(3)의 후방 양측과 양측 프론트 사이드 멤버(미도시)를 상호 연결하는 것으로, 내측 스태이 패널(11)과 외측 스태이 패널(13) 및 전방과 후방의 장착 플레이트(15,17)로 구성된다.
상기 내측 스태이 패널(11)은 절곡 성형되어 'ㄷ'자형 판재의 형상으로 형성되며, 상단과 하단에 각각 내측 상단 트림라인(TL1)과 내측 하단 트림라인(TL2)이 형성되는데, 상기 내측 상단 트림라인(TL1)과 내측 하단 트림라인(TL2)은 상호 대각방향으로 엇갈리게 형성된다.
즉, 도 6에서와 같이, 상기 내측 상단 트림라인(TL1)과 내측 하단 트림라인(TL2)은 평면방향으로 'X'자 형상으로 배치된다.
그리고 상기 외측 스태이 패널(13)은 역시 절곡 성형되어 'ㄷ'자형 판재의 형상으로 형성되는데, 이때, 상단과 하단은 상기 내측 상단 트림라인(TL1) 및 내측 하단 트림라인(TL2)에 각각 대응하도록 외측 상단 트림라인(TL3) 및 외측 하단 트림라인(TL4)이 상호 대각방향으로 엇갈리게 형성된다.
이러한 내측 스태이 패널(11)과 외측 스태이 패널(13)은 상호 대응하는 트림라인(TL1,TL2,TL3,TL4)을 겹친 상태로 겹치기 용접에 의해 접합되는데, 상기 내측 스태이 패널(11)의 내측 상단 트림라인(TL1) 및 내측 하단 트림라인(TL2)에 상기 외측 스태이 패널(13)의 외측 상단 트림라인(TL3) 및 외측 하단 트림라인(TL4)을 각각 겹쳐진 상태로 스폿 용접(W) 또는 CO2 용접 등에 의해 접합되어 박스형상을 이룬다.
여기서, 상기 내측 스태이 패널(11)은 내측면 양측에 상하방향으로 비드(B)가 형성되고, 상기 외측 스태이 패널(13)은 외측면 일측에 상하방향으로 비드(B)가 형성된다.
즉, 상기 비드(B)는 상기 내측면과 외측면에 대하여 각각 'V'자 형상으로 오목한 요홈으로 형성된다.
그리고 상기 장착 플레이트(15,17)는 상기 내측 스태이 패널(11)과 외측 스태이 패널(13)의 상호 조립에 의해 형성되는 박스 모양의 전단과 후단에 각각 하나씩 접합되어 각각 범퍼빔(3)의 후면과 프론트 사이드 멤버(미도시)에 조립된다.
따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼 스태이 유닛(1)은 스태이 자체를 내측 스태이 패널(11)과 외측 스태이 패널(13)로 이원화하여 구성하되, 내측 스태이 패널(11)과 외측 스태이 패널(13)이 상호 겹치기 접합되는 상하 양측 트림라인(TL1,TL2,TL3,TL4)을 평면방향에서 보았을 때 상호 엇갈린 "X"자 모양의 대각방향으로 배치되도록 하여 용접 접합된다.
이로써, 2겹의 상하 양측 트림라인(TL1,TL2,TL3,TL4)이 충격력에 의한 응력을 차체 전방에서 후방으로 고르게 분산할 수 있도록 하며, 이에 따라 차량의 전방 충돌에 대한 충돌 흡수 성능을 향상시킬 수 있다.
도 7은 종래 기술과 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼 스태이 유닛의 정면 충돌 시험에 따른 응력 분포도이다.
도 7은 상기 내측 및 외측 스태이 패널(11,13)이 박스 형상으로 조립된 단품 상태의 범퍼 스태이 유닛(1)의 충돌 시험 결과로, 종래 기술에 따른 범퍼 스태이 유닛(103)과 본 발명의 실시 예에 따른 범퍼 스태이 유닛(1)의 전방 저속 충돌에 의한 응력 분포와 변위량 및 전달하중을 비교하였다.
즉, 충돌 해석의 시험조건으로 충돌속도는 10 Kph로 하였고, 본 발명의 실시 예에 따른 범퍼 스태이 유닛(1)은 저속 충돌 시험에서 다음과 같은 충돌 해석 결과를 가지며, 종래 기술의 범퍼 스태이 유닛(103)의 충돌 해석 결과치와 비교를 통하여 그 성능면에서 우수함을 알 수 있다.
이때, 종래 기술과 본 발명의 범퍼 스태이 유닛(103,1)의 충격력에 대한 응력 분포는 종래 기술에 비하여 본 발명의 실시 예에 따른 범퍼 스태이 유닛(1)이 더 고르게 분산되어 흡수되는 것으로 나타났다.
또한, 변위량 비교에서, 인트루젼(Intrusion) 변위량은 종래 기술에 비하여 본 발명의 실시 예에 따른 범퍼 스태이 유닛(1)이 약 3.4mm 작게 나타났으며, 충격력이 범퍼 스태이 유닛을 통하여 프론트 사이드 멤버로 전달되는 전달 하중값 역시 종래 기술에 비하여 본 발명의 실시 에에 따른 범퍼 스태이 유닛(1)이 약 41 KN 작게 나타나는 결과를 얻을 수 있다.
즉, 본 발명의 실시 예의 범퍼 스태이 유닛(1)가 종래 기술의 범퍼 스태이 유닛(103)에 비하여 응력 분포, 인트루젼 변위량, 전달 하중의 측면에서 양호하게 나타났으며, 충돌 성능이 더 우수함을 짐작할 수 있다.
이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
1: 범퍼 스태이 유닛
3: 범퍼빔
11: 내측 스태이 패널
13: 외측 스태이 패널
15,17: 장착 플레이트
B: 비드
TL1,TL2,TL3,TL4: 트림라인

Claims (8)

  1. 범퍼빔과 프론트 사이드 멤버를 상호 연결하는 차량용 범퍼 스태이 유닛에 있어서,
    절곡 성형된 'ㄷ'자형 판재의 형상으로 내측 상단 트림라인과 내측 하단 트림라인이 상호 대각방향으로 형성되는 내측 스태이 패널;
    절곡 성형된 'ㄷ'자형 판재의 형상으로 상기 내측 상단 트림라인 및 내측 하단 트림라인에 대응하도록 외측 상단 트림라인 및 외측 하단 트림라인이 상호 대각방향으로 형성되어 상기 내측 스태이 패널의 내측 상단 트림라인 및 내측 하단 트림라인에 상기 외측 상단 트림라인 및 외측 하단 트림라인을 상호 겹쳐진 상태로 접합되어 상기 내측 스태이 패널과 함께 박스형상을 이루는 외측 스태이 패널;
    상기 내측 및 외측 스태이 패널의 전,후단에 각각 접합되는 장착 플레이트;
    를 포함하는 차량용 범퍼 스태이 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내측 스태이 패널은
    내측면 양측에 상하방향으로 비드가 형성되는 차량용 범퍼 스태이 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 비드는
    상기 내측면에 대하여 'V'자 형상으로 오목한 요홈으로 형성되는 차량용 범퍼 스태이 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 외측 스태이 패널은
    외측면 일측에 상하방향으로 비드가 형성되는 차량용 범퍼 스태이 유닛.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 비드는
    상기 외측면에 대하여 'V'자 형상으로 오목한 요홈으로 형성되는 차량용 범퍼 스태이 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 내측 상단 트림라인과 내측 하단 트림라인은 평면방향으로 'X'자 형상으로 배치되는 차량용 범퍼 스태이 유닛.
  7. 범퍼빔과 프론트 사이드 멤버를 상호 연결하는 차량용 범퍼 스태이 유닛에 있어서,
    절곡 성형된 'ㄷ'자형 판재의 형상으로 내측 상단 트림라인과 내측 하단 트림라인이 상호 대각방향으로 형성되며, 내측면에 양측에 'V'자 형상으로 오목한 요홈의 비드가 상하방향으로 형성되는 내측 스태이 패널;
    절곡 성형된 'ㄷ'자형 판재의 형상으로, 외측면에 'V'자 형상으로 오목한 요홈의 비드가 상하방향으로 형성되고, 상기 내측 상단 트림라인 및 내측 하단 트림라인에 대응하도록 외측 상단 트림라인 및 외측 하단 트림라인이 상호 대각방향으로 형성되어 상기 내측 스태이 패널의 내측 상단 트림라인 및 내측 하단 트림라인에 상기 외측 상단 트림라인 및 외측 하단 트림라인을 상호 겹쳐진 상태로 접합되어 상기 내측 스태이 패널과 함께 박스형상을 이루는 외측 스태이 패널;
    상기 내측 및 외측 스태이 패널의 전,후단에 각각 접합되는 장착 플레이트;
    를 포함하는 차량용 범퍼 스태이 유닛.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 내측 상단 트림라인과 내측 하단 트림라인은 평면방향으로 'X'자 형상으로 배치되는 차량용 범퍼 스태이 유닛.
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