KR100564334B1

KR100564334B1 - 자동차용 프론트엔드모듈의 캐리어

Info

Publication number: KR100564334B1
Application number: KR1020040047298A
Authority: KR
Inventors: 공문규
Original assignee: 주식회사 지엔에스
Priority date: 2004-06-23
Filing date: 2004-06-23
Publication date: 2006-03-27
Also published as: KR20050122127A

Abstract

본 발명은 자동차용 프론트엔드모듈의 캐리어를 개시한다. 본 발명의 캐리어는 센터베이스의 가장자리로부터 후방을 향하여 라디에이터를 장착할 수 있는 설치공간을 갖는 스커트가 연장되어 있는 센터패널과, 센터패널의 좌우측에 배치되는 사이드베이스의 일측에 헤드램프를 장착할 수 있는 구멍이 형성되어 있고 사이드베이스의 일단에 센터패널의 좌우측단을 끼워맞춤시켜 결합할 수 있는 포켓을 갖는 조인트가 형성되어 있는 두개의 어태치먼트패널들로 구성된다. 센터패널과 두개의 어태치먼트패널들은 섬유강화 열가소성 복합재료로 구성된다. 본 발명에 의하면, 섬유강화 열가소성 복합재료를 열간압축성형하여 고강성, 고강도와 고흡수력을 보유하며, 제조공정이 단순하여 생산성을 향상시키고, 생산비를 크게 절감할 수 있다. 또한, 캐리어가 센터패널과 두개의 어태치먼트패널들로 분리할 수 있도록 제조되어 있으므로, 물리적 하중의 부여에 의하여 파손이 발생한 것만을 간편하게 교체할 수 있으며, 간단한 구조에 의하여 라디에이터, 쿨링모듈, 헤드램프 등 일련의 부품을 간편하게 장착할 수 있다.

Description

자동차용 프론트엔드모듈의 캐리어{CARRIER FOR VEHICLE FRONT END MODULE}

도 1은 본 발명에 따른 캐리어가 적용되어 있는 자동차용 프론트엔드모듈의 구성을 나타낸 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 캐리어의 구성을 분리하여 나타낸 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 캐리어의 구성을 나타낸 정면도,

도 4는 본 발명에 따른 캐리어의 구성을 나타낸 배면사시도,

도 5는 본 발명에 따른 캐리어의 구성을 나타낸 배면도,

도 6은 본 발명에 따른 캐리어의 제조에 사용되는 섬유강화 열가소성 복합재료의 구성을 나타낸 단면도,

도 7은 본 발명에 따른 캐리어에서 센터패널시트의 구성을 나타낸 평면도,

도 8은 본 발명에 따른 캐리어에서 어태치먼트패널시트의 구성을 나타낸 평면도,

도 9는 본 발명에 따른 캐리어에서 센터패널성형체와 어태치먼트패널성형체들의 구성을 나타낸 사시도,

도 10은 본 발명에 따른 캐리어를 설명하기 위하여 나타낸 흐름도이다.

♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

1: 라디에이터 2: 냉각모듈

3, 3′: 헤드램프 4: 범퍼

10: 캐리어 20: 센터패널

21: 센터베이스 22: 통풍구

23: 서포팅필러 24: 스커트

26: 설치공간 27: 절취홈부

40, 41: 금속 보강판 50, 50′: 어태치먼트패널

51: 사이드베이스 53: 스커트

55: 조인트 56: 포켓

60: 섬유강화 열가소성 복합재료 61: 제1 부직포

62: 제2 부직포 63: 제3 부직포

64: 제4 부직포 65: 제5 부직포

120: 센터패널시트 150, 150′: 어태치먼트패널시트

220: 센터패널성형체 250, 250′: 어태치먼트패널성형체

본 발명은 자동차용 프론트엔드모듈의 캐리어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 섬유강화 열가소성 복합재료(Fiber reinforced composite materials)를 열간압축성형하여 제조한 자동차용 프론트엔드모듈의 캐리어에 관한 것이다.

자동차 제조업체에서 생산성과 경제성을 향상시키기 위하여 프론트엔드모듈, 프론트섀시모듈, 엔드섀시모듈, 도어모듈, 루프모듈, 파워트레인모듈 등 각종 부품의 모듈화에 대한 연구와 개발이 활발히 진행되고 있다. 프론트엔드모듈은 캐리어, 쿨링모듈, 헤드램프, 범퍼 등으로 구성되며, 쿨링모듈은 라디에이터, 콘덴서, 팬과 쉬라우드(Fan and shroud) 등으로 구성되는 프론트엔드모듈의 서브모듈이다.

전통적으로 자동차용 프론트엔드모듈의 캐리어는 물리적 하중에 대하여 충분한 강성과 강도를 보장할 수 있도록 금속 시트(Metal sheet)를 소재로 프레스가공하여 제조하였다. 그런데 금속의 캐리어는 가격이 비싸고, 가공이 매우 곤란하며, 자동차의 중량을 무겁게 하여 연비를 저하시키는 등 여러 가지 문제를 내포하고 있다. 따라서, 최근 프론트엔드모듈의 캐리어 등과 같은 자동차의 부품은 환경문제와 관련하여 재활용이 가능하고 가공이 용이하면서도 고성능을 발휘할 수 있는 소재로 제조하고 있다.

이와 같은 자동차용 프론트엔드모듈과 그 캐리어에 대한 기술은 미국 특허 제6287442호, 제6293615호, 제6347823호, 제6364403호와 제6386624호 등 많은 문헌에서 쉽게 찾아볼 수 있다. 그리고 미국 특허 제6287442호와 제6293615호에는 섬유강화 열가소성폴리머(Fiber reinforced thermoplastic polymer)를 소재로 인젝션몰딩(Injecting molding)하여 캐리어를 제조하며, 캐리어는 라디에이터와 쿨링모듈을 장착하기 위한 센터패널부(Center panel portion)와 헤드램프를 장착하기 위한 좌우측어태치먼트패널부(Attachment panel portion)를 일체형 구조로 제조하는 기술이 개시되어 있다.

그러나 미국 특허 제6287442호와 제6293615호에 개시되어 있는 섬유강화 열가소성폴리머를 소재로 인젝션몰딩에 의하여 제조한 일체형 구조의 캐리어는 낮은 강성과 에너지 흡수력을 보유하므로, 물리적 하중의 부여에 의하여 파손이 발생할 우려가 매우 높아 자동차의 부품으로 사용하는데 안전성의 보장에 미흡한 문제를 내포하고 있다. 특히, 일체형 구조의 캐리어는 어느 한 부분에 파손이 발생할 경우 전체를 새것으로 교체해야만 하는 비경제적인 문제가 있다.

또한, 캐리어의 인젝션몰딩에 소요되는 금형의 크기가 커지고 인젝션몰딩머신의 용량이 증가되어야 하므로, 설비에 많은 비용이 투자되어 생산비가 상승되는 문제가 있다. 뿐만 아니라, 캐리어의 인젝션몰딩을 위한 금형의 구조가 복잡해지면, 섬유강화 열가소성폴리머의 성형성이 저하되어 불량률이 높아지게 된다. 따라서, 캐리어의 구조를 가급적 단순하게 설계하여야 하므로, 설계의 자유도가 저하되어 라디에이터와 쿨링모듈 등의 장착에 유리한 구조를 갖는 캐리어를 제조하기 매우 곤란하였다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 섬유강화 열가소성 복합재료를 열간압축성형하여 고강성, 고강도와 고흡수력을 갖는 자동차용 프론트엔드모듈의 캐리어를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 제조공정이 단순하여 생산성을 향상시키고, 생산비를 크게 절감할 수 있는 자동차용 프론트엔드모듈의 캐리어를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 캐리어를 센터패널과 두개의 어태치먼트패널들로 분리할 수 있도록 제조함으로써, 파손이 발생한 것만을 간편하게 교체할 수 있어 사후관리에 소요되는 비용을 크게 절감할 수 있는 자동차용 프론트엔드모듈의 캐리어에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 간단한 구조에 의하여 라디에이터, 쿨링모듈, 헤드램프 등 일련의 부품을 간편하게 장착할 수 있는 자동차용 프론트엔드모듈의 캐리어에 있다.

이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 센터베이스의 중앙에 통풍구가 형성되어 있으며, 센터베이스의 가장자리로부터 후방을 향하여 라디에이터를 장착할 수 있는 설치공간을 갖는 스커트가 연장되어 있는 센터패널과; 센터패널의 좌우측에 배치되는 사이드베이스의 일측에 헤드램프를 장착할 수 있는 구멍이 형성되어 있고, 사이드베이스의 일단에 센터패널의 좌우측단을 끼워맞춤시켜 결합할 수 있는 포켓을 갖는 조인트가 형성되어 있는 두개의 어태치먼트패널들로 구성되고, 센터패널과 두개의 어태치먼트패널들은 섬유강화 열가소성 복합재료로 구성되어 있는 자동차용 프론트엔드모듈의 캐리어에 있다.

이하, 본 발명에 따른 자동차용 프론트엔드모듈의 캐리어에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 캐리어(10)는 라디에이터(1), 냉각모듈 (2), 헤드램프(3, 3′)와 범퍼(4) 등 일련의 부품을 일체형으로 장착하여 자동차용 프론트엔드모듈을 구성하는데 사용한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 캐리어(10)는 라디에이터(1)와 쿨링모듈(2)을 장착할 수 있는 센터패널(20)을 구비한다. 센터패널(20)은 사각형의 센터베이스(Center base: 21)를 가지며, 센터베이스(21)의 중앙에는 라디에이터(1)의 전면이 노출되도록 배치되는 사각형의 통풍구(22)가 형성되어 있다. 센터베이스 (21)는 통풍구(22)의 형성에 의하여 대략 사각형의 림(Lim)으로 구성되어 있다.

통풍구(22)의 중앙에는 센터베이스(21)의 상부와 하부를 수직하게 연결하여 강도를 보강하는 서포팅필러(Supporting pillar: 23)가 형성되어 있다. 센터베이스 (21)의 후면에는 그 가장자리로부터 후방을 향하여 스커트(Skirt: 24)가 연장되어 있고, 통풍구(22)의 가장자리로부터는 후방을 향하여 플랜지(Flange: 25)가 연장되어 있다. 스커트(24)와 플랜지(25)는 센터패널(20)의 강도를 보강한다. 스커트(24)의 길이는 스커트(24)의 내측에 라디에이터(1)를 장착할 수 있는 설치공간(26)이 형성되도록 플랜지(25)의 길이보다 길게 설계되어 있으며, 스커트(24)의 상부 후단에는 설치공간(25)에 라디에이터(1)를 상방으로부터 하방을 향하여 끼워넣어 장착할 수 있도록 절취홈부(27)가 형성되어 있다. 라디에이터(1)의 하부 양측에 두개의 위치결정용 보스(1a)들이 장착되어 있으며 양측면 상부에는 두개의 위치결정용 핀(1b)들이 장착되어 있다.

센터패널(21)의 센터베이스(21)와 스커트(24) 각각에는 잘 알려진 볼팅 (Bolting) 또는 리벳팅(Riveting)을 위한 다수의 구멍(28)들이 형성되어 있다. 스커트(24)의 하부 양측에는 라디에이터(1)의 하부 양측에 장착되어 있는 두개의 위치결정용 보스(1a)들을 대응하는 관계로 결합할 수 있는 두개의 구멍(29)들이 각각 형성되어 있다. 스커트(24)의 양측 후단에는 라디에이터(1)의 양측면 상부에 장착되어 있는 두개의 위치결정용 핀(1b)들을 대응하는 관계로 결합할 수 있도록 후단이 개방되어 있는 두개의 결합홈(30)들이 형성되어 있다. 그리고 센터베이스(21)의 후면 상하부에는 강도의 보강을 위한 금속 보강판(40, 41)들이 덧대어져 있다. 도 4와 도 5에 금속 보강판(40, 41)은 센터패널(20)의 후면 상하부에 덧대어져 있는 것을 도시하고 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로 금속 보강판(40, 41)의 갯수 및 위치는 필요에 따라 적절하게 변경할 수 있으며, 어태치먼트패널(50, 50′)에도 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 캐리어(10)는 센터패널(20)의 좌우측에 장착되는 두개의 어태치먼트패널(50, 50′)들을 구비한다. 어태치먼트패널(50, 50′)들 각각은 센터패널(20)의 좌우측에 후방을 향하여 경사지게 배치되는 사이드베이스(Side base: 51)를 가지며, 사이드베이스(51)에는 헤드램프(3, 3′)가 장착되는 구멍(52)이 형성되어 있다. 사이드베이스(51)의 후면에는 그 가장자리로부터 후방을 향하여 강도를 보강하는 스커트(53)가 연장되어 있으며, 구멍(52)에는 가장자리로부터 후방을 향하여 강도를 보강하는 플랜지(54)가 연장되어 있다.

사이드베이스(51)의 일단에는 센터패널(20)의 좌우측 각각에 대응하는 관계로 결합할 수 있는 조인트(Joint: 55)가 형성되어 있다. 조인트(55)의 일단에는 전방이 개방되어 있는 포켓(Pocket: 56)이 형성되어 있다. 조인트(55)의 포켓(56)에는 센터패널(20)의 좌우측단이 대응하는 관계로 맞춤되어 결합되고, 스커트(53)는 센터패널(20)의 좌우측단 가장자리를 감싸게 된다. 그리고 어태치먼트패널(50, 50′)의 사이드베이스(51)와 조인트(55)에는 볼팅 또는 리벳팅을 위한 다수의 구멍 (57)들이 형성되어 있다.

도 2와 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 캐리어(10)의 센터패널(20)과 어태치먼트패널(50, 50′)들은 섬유강화 열가소성 복합재료(60)를 열간압축성형에 의하여 제조한다. 섬유강화 열가소성 복합재료(60)는 열가소성섬유와 보강섬유를 균일하게 혼합하여 제조한 제1 내지 제3 부직포(51∼53)와, 이 제1 내지 제3 부직포(61∼63) 사이에 샌드위치형으로 개재되며 유리섬유로 제조한 제4 및 제5 부직포(64, 65)의 다층 구조로 구성되어 있다.

제1 내지 제3 부직포(61∼63)의 열가소성섬유는 매트릭스수지(Matrix resin)로 예를 들어 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리에스테르(Polyester), 폴리아미드 (Polyamide) 등을 소재로 사용할 수 있다. 열가소성섬유는 직경 6∼60데니아 (Denia) 정도와 길이 54∼100mm 정도의 스테이플파이버(Staple fiber)로 구성되어 있다. 보강섬유는 열가소성섬유보다 녹는점이 높은 고강성의 유기계 또는 무기계섬유로 예를 들어 폴리에티렌테레프타레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 비닐론(Vinylon) 등을 소재로 사용할 수 있다. 보강섬유는 열가소성섬유와 마찬가지로 직경 6∼60데니아 정도와 길이 54∼100mm 정도의 스테이플파이버로 구성되어 있다.

제1 내지 제3 부직포(61∼63)는 30∼80중량부의 열가소성섬유와 20∼70중량부의 보강섬유를 균일하게 혼합하여 제조한다. 열가소성섬유가 30중량부 미만이면 결합력이 저하되고 80중량부를 초과하면 강도가 저하된다. 보강섬유가 20중량부 미만이면 강도가 저하되고 70중량부를 초과하면 결합력이 저하된다. 바람직하기로 제1 내지 제3 부직포(61∼63)는 열가소성섬유로 70중량%의 폴리프로필렌과 보강섬 유로 30중량%의 페트(PET)로 제조한다.

제1 내지 제3 부직포(61∼63)의 제조공정을 살펴보면, 제1 내지 제3 부직포 (61∼63)는 열가소성섬유와 보강섬유를 1,300∼1,500g/m² 정도로 혼합하여 섬유집합체를 구성한 후, 이 섬유집합체를 니들펀치(Needle punch)에 의하여 펀칭한다. 니들펀치의 펀칭에 의해서는 열가소성섬유와 보강섬유를 상하운동하는 니들펀치 사이로 통과시켜 섬유들간의 엉킴과 마찰을 통하여 결합력을 부여함으로써, 제1 내지 제3 부직포(61, 53)의 인장 및 굽힘 특성을 개선한다. 그리고 열가소성섬유와 보강섬유의 섬유집합체는 포밍롤(Forming roll)의 포밍에 의하여 제1 내지 제3 부직포 (61∼63)로 제조한다.

한편, 제4 및 제5 부직포(64, 65)의 유리섬유는 직경 10∼15㎛ 정도, 길이 40∼60mm 정도의 스테이플파이버로 구성되어 있으며, 200∼400g/m² 정도의 섬유집합체로 구성한다. 바람직하기로 유리섬유는 직경 12㎛, 길이 50mm의 스테이플파이버로 구성하며, 300g/m²의 섬유집합체로 구성한다. 유리섬유의 섬유집합체는 포밍롤러의 포밍에 의하여 제4 및 제5 부직포(64, 65)로 제조한다.

이와 같이 제1 내지 제3 부직포(61∼63), 제4 및 제5 부직포(64, 65)가 완성되면, 제1 내지 제3 부직포(61∼63) 사이에 제4 및 제5 부직포(64, 65)를 샌드위치형으로 개재하여 복합재료 적층체로 제작한다. 그리고 복합재료 적층체는 230∼250℃ 정도의 온도로 예열하거나 가열하면서 포밍롤러의 포밍에 의하여 섬유강화 열가소성 복합재료(60)로 제조한다. 이때, 230∼250℃ 정도의 온도에서 녹는 열가소성 섬유는 보강섬유와 유리섬유와 결합되면서 제1 내지 제3 부직포(61∼63), 제4 및 제5 부직포(64, 65)에 결합력을 부여하여 섬유강화 열가소성 복합재료(60)가 강성, 강도와 에너지 흡수력을 갖게 한다. 섬유강화 열가소성 복합재료(60)의 두께는 4∼5mm 정도이며, 바람직한 두께는 4.5mm 정도이다.

지금부터는 본 발명에 따른 자동차용 프론트엔드모듈의 캐리어를 도 10에 의거하여 설명한다.

도 6과 도 7을 참조하면, 열가소성섬유와 보강섬유의 제1 내지 제3 부직포 (61∼63) 사이에 유리섬유의 제4 및 제5 부직포(64, 65)를 개재한 다층 구조의 섬유강화 열가소성 복합재료(60)를 준비한 후(S300), 섬유강화 열가소성 복합재료 (60)를 센터패널시트(120)와 두개의 어태치먼트패널시트(150, 150′)들로 1차 전단가공(Shearing work)한다(S302). 섬유강화 열가소성 복합재료(60)의 1차 전단가공은 절단용 금형을 사용하는 잘 알려진 커팅(Cutting)과 블래킹(Blanking)의 두가지 방법에 의하여 실시할 수 있다. 커팅은 섬유강화 열가소성 복합재료(60)의 절단선이 폐곡선이 되지 않도록 가공하며, 블랭킹은 섬유강화 열가소성 복합재료(60)의 절단선이 폐곡선이 되도록 가공한다.

도 5와 도 7 내지 도 9를 참조하면, 센터패널시트(120)와 두개의 어태치먼트패널시트(150, 150′)들의 열간압축성형을 위하여 센터패널시트(120)와 어태치먼트패널(150, 150′)들 각각은 금형의 캐버티(Cavity)에 안치하고, 센터패널시트(120)의 일면에는 금속 보강판(40, 41)을 덧댄다(S304). 금속 보강판(40, 41)의 덧대기는 필요에 따라 삭제할 수 있으며, 어태치먼트패널(50, 50′)에 대해서도 실시할 수 있다. 또한, 센터패널(20)과 어태치먼트패널(50, 50′)들의 강도를 보강하기 위하여 센터패널시트(120)와 어태치먼트패널시트(150, 150′)에 섬유강화 열가소성 복합재료(60)를 부분적으로 덧댈 수 있다.

다음으로, 금형의 캐버티에 안치되어 있는 센터패널시트(120)와 어태치먼트패널(150, 150′)들 각각은 센터패널성형체(220)와 두개의 어태치먼트패널(250, 250′)들로 열간압축성형한다(S306). 센터패널시트(120)의 열간압축성형은

230∼250℃ 정도의 온도로 금형을 가열하여 센터패널시트(120)를 연화시킨 후, 플런저(Plunger)에 의하여 센터패널시트(120)를 150∼250kg/f 정도의 압력으로 가압하여 센터패널성형체(220)로 제조한다. 이와 같은 열간압축성형에 의해서는 센터패널성형체(220)와 금속 보강판(40, 41)은 일체형으로 구성된다. 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 센터패널시트(120)의 열간압축성형에 의해서 센터패널성형체(220)에는 센터패널(20)의 베이스(21), 스커트(24), 플랜지(25)와 동일한 베이스(221), 스커트(224)와 플랜지(225)가 형성된다.

한편, 어태치먼트패널시트(150, 150′)들의 열간압축성형은 센터패널시트 (120)의 열간압축성형과 마찬가지로 금형의 캐버티에 어태치먼트패널시트(150, 150′)들을 안치하고, 어태치먼트패널(50, 50′)들을 연화시킨 후, 플런저에 의하여 어태치먼트패널시트(150, 150′)들을 가압하여 어태치먼트패널성형체(250, 250′)들로 제조한다. 어태치먼트패널시트(150, 150′)들은 일회의 공정에 의하여 한개씩 제조할 수 있다. 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 어태치먼트패널시트(150, 150′)의 열간압축성형에 의해서 어태치먼트패널성형체(250, 250′)에는 어태치먼트패 널(50, 50′)의 베이스(51), 스커트(53), 플랜지(54), 조인트(55)와 동일한 베이스 (251), 스커트(253), 플랜지(254)와 조인트(255)가 형성된다.

도 2와 도 9를 참조하면, 센터패널성형체(220)와 어태치먼트패널성형체(250, 250′)들은 금형의 캐버티로부터 인출하여 상온으로 냉각하고(S308), 센터패널성형체(220)와 두개의 어태치먼트패널성형체(250, 250′)들 각각은 센터패널(20)과 두개의 어태치먼트패널(50, 50′)들로 2차 전단가공한다(S310). 센터패널성형체(220)의 2차 전단가공에 의해서는 센터패널(20)의 통풍구(22), 절취홈부(27), 구멍(28, 29)들, 결합홈(30)들과 동일한 구성의 통풍구, 절취홈부, 구멍, 결합홈들을 형성한다. 어태치먼트패널성형체(250, 250′)들은 2차 전단가공에 의하여 어태치먼트패널 (50, 50′)들의 구멍(52, 47)들과 동일한 구성의 구멍들을 형성한다. 센터패널성형체(220)와 어태치먼트패널성형체(250, 250′)들의 2차 전단가공은 절단용 금형을 사용하는 잘 알려진 피어싱(Piercing)과 노칭(Notching)의 두가지 방법에 의하여 실시할 수 있다. 이와 같이 섬유강화 열가소성 복합재료(60)를 소재로 하여 센터패널(20)과 두개의 어태치먼트패널(50, 50′)을 제조하는 일련의 공정이 단순하여 생산성을 향상시키고, 생산비를 크게 절감할 수 있다.

마지막으로, 센터패널(20)의 좌우측에 두개의 어태치먼트패널(50, 50′)들을 각각 고정한다(S310). 어태치먼트패널(50, 50′)의 조인트(55)에 형성되어 있는 포켓(56)에 센터패널(20)의 좌우측단을 끼워맞춤한 후, 조인트(55)의 구멍(57)들과 통하여 센터패널(20)의 구멍(29)들을 통하여 통상적인 볼트와 너트를 볼팅하면, 센터패널(20)의 좌우측에 두개의 어태치먼트패널(50, 50′)들이 견고하게 고정되어 캐리어(10)가 완성된다.

한편, 본 발명의 캐리어(10)에 대한 강성, 강도와 에너지 흡수량을 알아보기 위하여 충격시험(Impact test)을 실시하였다. 충격시험은 캐리어(10)의 좌우측단을 충격시험기의 고정장치에 고정시킨 상태에서 램(Ram)의 가동에 의하여 센터패널 (20)의 중앙에 하중을 부여하여 실시하였다. 충격시험의 결과, 램의 변위가 250mm일 때 캐리어(10)의 강성은 3.51kgf, 강도는 790kgf·mm, 에너지 흡수량은 96,250kgf·mm로 실측되었다. 이러한 캐리어(10)의 강성, 강도와 에너지 흡수량은 기존의 금속 캐리어와 폴리프로필렌 캐리어에 보다 제조가 간편하면서도 차동차의 안정성을 보장할 수 있는 특성을 보유한다.

도 1과 도 2를 참조하여 자동차용 프론트엔드모듈의 조립방법을 살펴보면, 센터패널(20)의 절취홈부(27)를 통하여 라디에이터(1)를 끼워넣어 설치공간(26)에 장착한다. 라디에이터(1)의 보스(1a)들을 스커트(24)의 하부 양측에 형성되어 있는 구멍(29)들에 끼우고, 핀(1b)들은 스커트(24)의 양측 후단에 형성되어 있는 결합홈 (30)들에 끼운다. 그리고 스커트(24)와 라디에이터(1)는 볼팅에 의하여 고정하고, 라디에이터(1)의 후면에 냉각모듈(2)을 볼팅에 의하여 고정한다. 따라서, 캐리어 (10)의 센터패널(20)에 라디에이터(1)와 냉각모듈(2)을 간편하게 설치할 수 있다. 한편, 라이에이터(1)의 전면은 센터패널(20)의 통풍구(22)를 통하여 노출되며, 냉각모듈(2)의 작동에 의하여 송풍되는 공기는 센터패널(20)의 통풍구(22), 라디에이터(1)와 냉각모듈(2)을 경유하여 자동차의 실내로 공급된다.

다음으로, 어태치먼트패널(50, 50′)들의 구멍(52)에 헤드램프(3, 3′)를 장 착한 후 볼팅에 의하여 고정하고, 캐리어(10)의 전방에 범퍼(4)를 볼팅에 의하여 고정하면, 자동차용 프론트엔드모듈이 완성된다. 이와 같은 본 발명의 캐리어(10)는 물리적 하중의 부여에 의하여 센터패널(10) 또는 어태치먼트패널(50, 50′)들중 어느 하나가 파손된 경우에 있어서는, 파손이 발생한 것만을 분리하여 간편하게 교체할 수 있다. 따라서, 캐리어(10)의 사후관리에 소요되는 비용을 크게 절감할 수 있다.

이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차용 프론트엔드모듈의 캐리어에 의하면, 섬유강화 열가소성 복합재료를 열간압축성형하여 고강성, 고강도와 고흡수력을 보유하며, 제조공정이 단순하여 생산성을 향상시키고, 생산비를 크게 절감할 수 있다. 또한, 캐리어가 센터패널과 두개의 어태치먼트패널들로 분리할 수 있도록 제조되어 있으므로, 물리적 하중의 부여에 의하여 파손이 발생한 것만을 간편하게 교체할 수 있다. 이 결과, 사후관리에 소요되는 비용을 크게 절감할 수 있다. 그리고 간단한 구조에 의하여 라디에이터, 쿨링모듈, 헤드램프 등 일련의 부품을 간편하게 장착할 수 있는 효과가 있다.

Claims

센터베이스의 중앙에 통풍구가 형성되어 있으며, 상기 센터베이스의 가장자리로부터 후방을 향하여 라디에이터를 장착할 수 있는 설치공간을 갖는 스커트가 연장되어 있는 센터패널과;

상기 센터패널의 좌우측에 배치되는 사이드베이스의 일측에 헤드램프를 장착할 수 있는 구멍이 형성되어 있고, 상기 사이드베이스의 일단에 상기 센터패널의 좌우측단을 끼워맞춤시켜 결합할 수 있는 포켓을 갖는 조인트가 형성되어 있는 두개의 어태치먼트패널들로 구성되고,

상기 센터패널과 상기 두개의 어태치먼트패널들은 섬유강화 열가소성 복합재료로 구성되어 있는 자동차용 프론트엔드모듈의 캐리어.
제 1 항에 있어서, 상기 센터패널의 통풍구의 중앙에 상기 센터베이스의 상부와 하부를 수직하게 연결하여 강도를 보강하는 서포팅필러가 형성되어 있으며, 상기 센터베이스의 후면에 강도를 보강하는 복수의 금속 보강판들이 덧대어져 있는 자동차용 프론트엔드모듈의 캐리어.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 라디에이터의 하부 양측에 두개의 위치결정용 보스들이 장착되어 있으며 양측면 상부에 두개의 위치결정용 핀들이 장착되어 있고, 상기 센터패널의 스커트의 상부 후단에는 상기 설치공간에 상기 라디에이터를 상방으로부터 하방을 향하여 끼워넣어 장착할 수 있도록 절취홈부가 형성되어 있으며 하부 양측에는 상기 라디에이터의 두개의 위치결정용 보스들을 대응하는 관계로 결합할 수 있는 두개의 구멍들이 각각 형성되어 있고 양측 후단에는 상기 라디에이터의 두개의 위치결정용 핀들을 대응하는 관계로 결합할 수 있도록 후단이 개방되어 있는 두개의 결합홈들이 형성되어 있는 자동차용 프론트엔드모듈의 캐리어.
제 1 항에 있어서, 상기 두개의 어태치먼트패널들의 사이드베이스의 후면에는 그 가장자리로부터 후방을 향하여 강도를 보강하는 스커트가 연장되어 있는 자동차용 프론트엔드모듈의 캐리어.
제 1 항에 있어서, 상기 섬유강화 열가소성 복합재료는 열가소성섬유와 이 열가소성섬유보다 높은 녹는점을 갖는 보강섬유를 균일하게 혼합하여 제조한 제1 내지 제3 부직포와, 이 제1 내지 제3 부직포 사이에 개재되어 있는 유리섬유로 제조한 제4 및 제5 부직포로 이루어지는 자동차용 프론트엔드모듈의 캐리어.