KR100803070B1

KR100803070B1 - 자동차용 리어 휠가드

Info

Publication number: KR100803070B1
Application number: KR1020060064666A
Authority: KR
Inventors: 남종우
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-07-11
Filing date: 2006-07-11
Publication date: 2008-02-18

Abstract

본 발명은 자동차용 리어 휠가드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차를 주행하는 과정에서 도로변의 돌이나 흙탕물 등이 차체 프레임 쪽으로 튀기는 일이 발생하지 않도록 보디 상에 장착되는 휠가드(wheel guard)에 관한 것이다.

본 발명에 따른 자동차용 리어 휠가드는, 타이어를 상부에서 소정구간만큼 감싸도록 본체가 벤딩 성형되고, 상기 타이어 상부의 측면을 덮을 수 있도록 전방 덮개부와 후방 덮개부가 본체에서 측면으로 절곡 형성되는 휠가드에 있어서,

상기 본체(71)의 후방 끝단부에서 후방 덮개부(72c)가 형성된 본체(71)의 도중까지 다수의 슬롯(76)이 상하와 좌우로 배열된 슬롯부(74)가 하측 슬롯부(74c), 중간 슬롯부(74b), 상측 슬롯부(74a) 세 부분으로 나뉘어 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명에 의하면, 리어 범퍼 주변의 유동장 개선을 통해 공기의 냉각 효과를 향상시켜 차열판의 추가 없이도 열해 개선 효과를 얻을 수 있다.

리어 휠가드, 유동장 개선, 열해 개선, 슬롯

Description

자동차용 리어 휠가드{Rear Wheel Guard for Car}

도 1은 대형 플랫폼 차량의 배터리 후방 이동전 리어 부분의 저면 사진,

도 2는 대형 플랫폼 차량의 배터리 후방 이동후 리어 부분의 도면,

도 3과 도 4는 도 2의 경우에 종래 열원 주변의 공기 유동 분포를 나타낸 도면,

도 5는 종래 휠가드의 사시도,

도 6과 도 7은 도 2의 경우에 종래 열원 주변의 온도 분포를 나타낸 도면,

도 8은 지면에서 휠 회전에 따른 유동 분포를 나타내는 도면,

도 9는 본 발명에 따른 리어 휠가드의 개관도,

도 10a와 도 10b는 도 9에 나타낸 슬롯 부분 확대 정면도 및 측면도,

도 11은 도 10b에 나타낸 슬롯의 확대 도면,

도 12a와 도 12b는 도 9의 리어 휠가드를 차량에 설치한 경우에 리어 범퍼 주변과 휠가드 끝단의 공기 유동 분포를 나타낸 도면,

도 13은 도 9의 리어 휠가드를 차량에 설치한 경우의 리어 범퍼 내부의 평균 압력 계수를 나타낸 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 타이어 20: 레조네이터

30: 스페어타이어 웰 40: 리어 범퍼

60: 리어 플로어 70: 리어 휠가드

72: 덮개부 74: 슬롯부

76: 슬롯 76a,76b,…,76e: 절곡부

일반적으로, 자동차가 주행하게 되면 차체 주위의 공기의 유동이 발생하게 되는데, 이때 타이어 주변에 발생하는 공기의 영향 또한 무시할 수 없다.

타이어 주변에 발생하는 공기의 유동에 의하여 타이어 부근에는 도 8에 도시된 바와 같이 난류와 와류가 복잡하게 얽혀 있어서 3차원적이고 복잡하며, 이에 대한 대책으로 타이어의 내측 부위를 감싸는 휠가드가 설치된다.

휠가드는 타이어와 그 타이어의 외측에 위치되는 차체프레임(미도시)을 구획하기 위하여, 상기 타이어와 차체프레임 사이에 설치되는데, 타이어를 차체프레임 내측에서 소정구간만큼 감싸도록 벤딩 성형된다.

이러한 휠가드는 통상적으로 경질의 폴리프로필렌 수지나 연질의 폴리프로필렌 수지를 이용하여 제조되는데, 위에서 설명한 바와 같이 타이어와 차체프레임 사 이에 설치되어 차량이 주행할 때 타이어에 묻은 물이나 흙과 같은 이물질이 차체프레임 쪽으로 유입되는 것을 방지한다.

상기 휠가드는 이와 같이 타이어와 차체프레임 사이를 칸막이하여 타이어에 묻은 흙이 내부로 유입되지 않도록 하는 흙받이 역할을 함과 동시에 차량이 고속으로 주행할 때 타이어 쪽으로 흐르는 공기가 회전하는 타이어와 충돌하여 타이어부에 발생하는 복잡한 난류와 와류를 정리하여 매끄러운 유동이 될 수 있도록 하는 기능도 담당한다.

한편, 대형 플랫폼 차량의 경우에 차량의 앞뒤 무게 배분 향상 및 핸들링 개선 목적으로 배터리를 차량 후방으로 이동한다.

도 1에 도시된 바와 같이 배터리를 후방으로 이동하기 전에는 열원인 레조네이터(20)가 외기에 노출되어 있어 주변에 공기량이 많아 레조네이터(20) 주변의 후방(Rear 이하: 리어) 범퍼(40) 및 리어 휠가드에 열해 발생이 없다.

도 2에 도시된 바와 같이, 배터리를 후방으로 이동하는 경우에 배터리가 스페어타이어 웰(well)(30) 내부에 위치하게 되어 차량의 레조네이터(20)와 리어 범퍼(40)와의 갭이 축소된다.

이와 같이 배터리를 후방으로 이동하는 경우에 도 5에 나타낸 종래 리어 휠가드(50)에 의해 도 3에 도시된 스페어타이어 웰 주변(30a)에는 공기 유입이 많지만 도 4에 도시된 리어 범퍼 주변(40a)에는 공기 유동이 정체되어 열해가 예상된다.

실제로 도 6 및 도 7의 온도 분포에 나타난 바와 같이, 스페어타이어 웰(30) 의 주변은 공기 유입이 많아 온도가 낮지만, 리어 범퍼의 주변은 공기 유동이 정체되어 리어 휠가드(50), 리어 플로어(60), 리어 범퍼 내부(40b) 및 끝단(40c)은 열해가 발생한다.

아래의 표 1은 상기한 각 구성부의 규격과 측정온도를 나타낸다.

상술한 바와 같이 배터리 후방 이동시 리어 범퍼(40) 주변의 열해 발생을 방지하기 위하여 열해 발생 부품 주변에 차열판을 연장하거나 추가하여 설치하여야 하는데, 설치시에 시간이 많이 소요되고 비용이 추가로 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 배터리 후방 이동에 따른 리어 범퍼 주변 부품의 열해 방지를 위해 리어 휠가드에 슬롯을 형성하여 리어 범퍼 주변의 유동장 개선을 통해 공기의 냉각 효과를 향상시켜 차열판의 추가 없이도 열해 개선 효과를 얻을 수 있는 자동차용 리어 휠가드를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명에 따른 자동차용 리어 휠가 드는, 타이어를 상부에서 소정구간만큼 감싸도록 본체가 벤딩 성형되고, 상기 타이어 상부의 측면을 덮을 수 있도록 전방 덮개부와 후방 덮개부가 본체에서 측면으로 절곡 형성되는 휠가드에 있어서,

상기 본체의 후방 끝단부에서 후방 덮개부가 형성된 본체의 도중까지 다수의 슬롯이 상하와 좌우로 배열된 슬롯부가 하측 슬롯부, 중간 슬롯부, 상측 슬롯부 세 부분으로 나뉘어 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

도 9는 본 발명에 따른 리어 휠가드의 개관도이고, 도 10a와 도 10b는 도 9에 나타낸 슬롯 부분 확대 정면도 및 측면도이며, 도 11은 도 10b에 나타낸 슬롯의 확대 도면이다.

도시된 바와 같이, 리어 휠가드(70)는 리어 타이어와 차체프레임 사이에 설치되어 타이어를 상부에서 소정구간만큼 감싸도록 본체(71)가 벤딩 성형된다.

상기 타이어 상부의 측면을 덮을 수 있도록 전방 덮개부(72a)와 후방 덮개부(72b)가 본체(71)에서 측면으로 절곡 형성된다.

상기 본체(71)의 후방 끝단부에서 후방 덮개부(72b)가 형성된 본체의 도중까지 다수의 슬롯(76)이 상하와 좌우로 배열된 슬롯부(74)가 하측 슬롯부(74c), 중간 슬롯부(74b), 하측 슬롯부(74a) 세 부분으로 나뉘어 형성된다.

상기 슬롯(76)은 본체(71)의 내측에서 외측으로 상향 경사지도록 본체(71)를 관통하여 형성되며, 각 슬롯부(74a,74b,74c)의 슬롯(76) 개수와 각 슬롯부에서의 슬롯의 형상은 다르게 형성된다.

상측 슬롯부(74a)는 상하 및 좌우로 4개씩 슬롯(76)이 배열되며 양측의 슬롯은 양측으로 갈수록 하향 경사진다.

양측 슬롯(76)의 상부에서 3번째까지의 슬롯은 리어 범퍼(40) 주변에 부압을 형성하기 위해 예를 들어 좌우 폭이 7~9mm이고 상하 높이는 10~14mm으로 형성한다.

중간 슬롯부(74b)는 상측 슬롯부(74a)의 하부에서 상하로 4개, 좌우로 2개씩 슬롯(76)이 배열되며 그 좌우 양측에 형성되는 슬롯(76)은 아래로 갈수록 크기가 줄어들어 없어진다.

하측 슬롯부(74c)는 상기 중간 슬롯부(74b)의 하부에서 상하로 7개, 좌우로 2개씩 슬롯(76)이 배열되며, 아래로 갈수록 크기가 줄어들되, 좌우 슬롯이 줄어드는 비율이 서로 상이하여 비대칭이 된다.

상기 4 X 4로 배열된 상측 슬롯부(74a)의 내측 좌우 슬롯(76)의 상부에서 아래로 9번째까지 18개 슬롯(76)은 즉, 하측 슬롯부(74c)의 첫 번째까지의 슬롯(76)은 좌우 대칭으로, 리어 범퍼(40) 주변에 부압을 형성하기 위해 예를 들어 좌우 폭이 48~53mm이고 상하 높이는 9~13mm으로 형성하다.

또한, 리어 범퍼(40) 주변에 충분한 부압을 형성하기 위해 상기 중간 슬롯부(74b)의 내측 좌우 슬롯(76)의 형상은, 도 11에 나타낸 바와 같이 하단부에서 수직으로 돌설되어 우측으로 2회 절곡되고 좌측으로 2회 절곡되어 상단부는 수직으로 돌설되는 형상을 갖는다.

이때 절곡되는 각도(θ)는 144°~164°이고 절곡될 때 각도는 동일하다.

즉, 우측으로 절곡될 때 154°로 절곡되며 좌측으로 절곡될 때도 154°로 절곡된다.

그리고 각 절곡부(76a,76b,…,76e)의 길이는 예를 들어 좌측은 하단부부터 3.0mm, 4.3mm, 4.3mm, 3.1mm, 2.3mm이고, 우측은 하단부부터 2.4mm, 3.1mm, 4.3mm, 4.4mm, 2.9mm이다.

상기한 바와 같이 슬롯부(74a,74b,74c)를 3부분으로 나뉘어 형성하고, 각 슬롯부의 슬롯(76) 형상을 리어 범퍼(40) 주변에 충분한 부압을 형성하기 위해 다르게 형성함으로써, 도 12b에서와 같이 리어 휠가드(70) 끝단부에서 외부로 나가는 빠른 유동(화살표)으로 인해 리어 범퍼(40) 주변에 충분한 부압(그래프에서 제일 우측에 있는 포인트)을 형성하게 되고(도 13), 상기 충분한 부압에 의해 차체 아래의 공기 흐름(airflow)이 리어 범퍼(40) 주변으로 유입되어(도 12a) 아래의 표 2와 같이 리어 범퍼(40) 주변의 부품을 냉각시킬 수 있는 것이다.

도 8에 도시한 바와 같이 실제 회전하는 타이어 주변의 속도 벡터는 굉장히 3차원적이고 복잡하여 속도 벡터는 실제 휠가드의 슬롯이 뚫린 방향으로 향하지 않고, 따라서 슬롯을 통해 유입되는 공기량은 많지 않다.

본 발명은 상기 슬롯(74)을 통해 공기를 유입하는 것뿐만 아니라 슬롯(76)을 통해 리어 범퍼(40) 주변의 부압을 형성하여 공기의 유입을 용이하게 함으로써, 리어 범퍼(40) 주변 부품의 냉각효과로 열해를 개선하여 차열판을 삭제하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 도 10a에 도시된 바와 같이, 리어 휠가드(70)가 막혀 있어 진흙 등 부피가 큰 이물질의 유입을 방지하게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 배터리 후방 이동에 따른 리어 범퍼 주변 부품의 열해 방지를 위해 리어 휠가드에 슬롯을 형성하여 리어 범퍼 주변의 유동장 개선을 통해 공기의 냉각 효과를 향상시켜 차열판의 추가 없이도 열해 개선 효과를 얻을 수 있다.

Claims

타이어를 상부에서 소정구간만큼 감싸도록 본체가 벤딩 성형되고, 상기 타이어 상부의 측면을 덮을 수 있도록 전방 덮개부와 후방 덮개부가 본체에서 측면으로 절곡 형성되며, 상기 본체의 후방 끝단부에서 후방 덮개부가 형성된 본체의 도중까지 다수의 슬롯이 상하와 좌우로 배열된 슬롯부가 하측 슬롯부, 중간 슬롯부, 상측 슬롯부 세 부분으로 나뉘어 형성되는 자동차용 리어 휠가드에 있어서,

상기 중간 슬롯부(74b)는 내측 좌우 슬롯(76)과 외측 좌우 슬롯(76)으로 배열되되, 상기 내측 좌우 슬롯(76)의 형상은 하단부에서 수직으로 돌설되어 일측으로 2회 절곡되고 타측으로 2회 절곡되어, 상단부는 수직으로 돌설되는 형상을 하며, 그 절곡되는 각도(θ)는 144°~ 164°로서 동일한 각도로 절곡되는 것을 특징으로 하는 자동차용 리어 휠가드.
제 1 항에 있어서,

상기 상측/중간/하측 슬롯부(74a,74b,74c)의 슬롯(76)은 본체(71)의 내측에서 외측으로 상향 경사지도록 본체(71)를 관통하여 형성되며, 각 슬롯부(74a,74b,74c)의 슬롯(76) 개수와 슬롯(76) 형상은 동일하지 않은 것을 특징으로 하는 자동차용 리어 휠가드.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 상측 슬롯부(74a)는 상하 및 좌우로 4개씩 슬롯(76)이 배열되며, 양측의 슬롯(76)은 양측으로 갈수록 하향 경사지는 것을 특징으로 하는 자동차용 리어 휠가드.
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제 1 항에 있어서,

상기 중간 슬롯부(74b)의 내측 좌우 슬롯(76)의 절곡되는 각도(θ)는 154°이고, 각 절곡부(76a,76b,…,76e)의 길이는 상기 절곡된 타측은 하단부부터 3.0mm, 4.3mm, 4.3mm, 3.1mm, 2.3mm이고, 상기 절곡된 일측은 하단부부터 2.4mm, 3.1mm, 4.3mm, 4.4mm, 2.9mm인 것을 특징으로 하는 자동차용 리어 휠가드.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 하측 슬롯부(74c)는 중간 슬롯부(74b)의 하부에서 상하로 7개, 좌우로 2개씩 슬롯(76)이 배열되며 아래로 갈수록 크기가 줄어들되, 좌우 슬롯(76)이 줄어드는 비율이 서로 상이하여 비대칭 형상인 것을 특징으로 하는 자동차용 리어 휠가 드.