KR101163846B1 - 복곡패널과 제진재 특성을 이용한 차량용 고강도 저소음 패널 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 패널에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 저비용으로 고강성이면서 동시에 저소음을 구현할 수 있는 패널 구조에 관한 것이다.

본 발명은, 차량용 고강성 저소음 패널 구조로서, 평평한 패널; 상기 평평한 패널을 기준으로 차량 외부 방향으로 상기 평평한 패널에 부착된 복곡 패널; 상기 평평한 패널과 복곡 패널 사이에 개재되는 제진재;로 이루어지고, 상기 제진재는 평평한 패널과 복곡패널의 테두리 부분과 복곡패널에서 평평한 패널에 대해 가장 거리가 있는 두 축 부분에 배치되며, 상기 평평한 패널과 복곡패널 사이에서 상기 제진재가 부착된 부분을 제외한 부분에 별도의 구획들에 구획별로 그 특성이 다르도록 발포재가 발포된 패널 구조이다.

Description

복곡패널과 제진재 특성을 이용한 차량용 고강도 저소음 패널 구조{HIGH STIFFNESS AND LOW NOISE PANEL STRUCTURE FOR VEHICLE BASED ON CURVED PANEL ATTACHED BY DAMPING SHEET}

본 발명은 차량용 패널에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 저비용으로 고강성이면서 동시에 저소음을 구현할 수 있는 패널 구조에 관한 것이다.

고강성과 저소음을 유지할 수 있는 구조는 고급화된 차체의 개발에 필수적인 요소이다. 본 발명은 통상적인 제진재 부착이나 복곡패널에 의한 성능문제와 비용문제를 최소화하고, 정강성(저주파 강성)을 유지하면서 고주파대역의 소음방사도 최소화하기 위한 구조를 실현하기 위해 창안된 발명이다.

패널 부위의 저소음을 구현하는 구조는 매우 제한적으로서, 복곡패널을 만들거나, 제진재를 붙이거나, 멤버를 장착하는 것 정도가 가능한 방안으로 거론되고 있다. 이 중 멤버를 장착하는 것은 레이아웃의 제한이 커서 용이하지 않고, 제진재는 넓은 면에 도포할 경우 고비용임은 물론 저주파강성에 대해서는 그다지 효과적이지 않다.

출원인의 실험 결과 최근 많이 적용되는 복곡패널은 모드밀도가 낮고 저주파 강성에 유리하나, 소음방사 특성 자체는 불리한 것으로 밝혀졌다. 특히 출원인의 실험결과를 도시한 도 1(복곡패널의 소음방사 특성을 나타낸 그래프)을 살펴보면 확인할 수 있듯이, 복곡패널은 그것을 적용하지 않았을 때보다 소음방사 특성 자체가 악화됨을 알 수 있다.

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 저비용으로 고강성을 가지면서 동시에 저소음을 구현할 수 있는 패널 구조를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 차량용 고강성 저소음 패널 구조로서, 평평한 패널; 상기 평평한 패널을 기준으로 차량 외부 방향으로 상기 평평한 패널에 부착된 복곡 패널; 상기 평평한 패널과 복곡 패널 사이에 개재되는 제진재;로 이루어진다.

여기서 상기 제진재는 평평한 패널과 복곡패널의 테두리 부분과 복곡패널에서 평평한 패널에 대해 가장 거리가 있는 두 축 부분에 배치될 수 있다.

또한 상기 평평한 패널과 복곡패널 사이에서 상기 제진재가 부착된 부분을 제외한 부분에 별도의 구획들에 발포재가 발포되는 것이 좋다.

나아가 상기 발포재는 구획별로 그 특성이 다르도록 발포될 수 있다.

위와 같은 발명에 의하면, 평평한 패널에 저주파 강성에 유리한 복곡패널과 고주파 소음 감소에 효과적인 제진재를 동시에 적용함으로써 저주파 대역에 대해 고강성이면서 고주파 대역의 저소음을 구현할 수 있다. 특히 패널의 불연속면이 생기는 면(두 패널의 테두리 부분 및 두 패널 사이에서 복곡을 따라 가장 거리가 있 는 두 축 부분)에만 제진재를 적용하고 나머지 부위는 발포재를 적용함으로써 저비용으로도 위와 같은 동일한 효과를 달성할 수 있다. 나아가 구획된 부위에 발포재를 발포함에 있어서 구획별로 그 특성을 달리하여 발포하면 불필요한 방사특성의 중첩을 막을 수 있고 차량의 특성에 따라 발포재를 유연성 있게 적용할 수 있어 소음감소 성능을 최소화할 수 있다는 장점이 있다. 특히 이렇게 유연성 있는 구조는 차량 양산 이후에도 레이아웃을 변경할 필요 없이 추후 밝혀진 특정 강성 소음문제에 대응할 수 있다는 강점을 가진다.

이하 본 발명에 따른 고강도 저소음 패널 구조에 대한 구체적인 실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명에 따라 제진재를 게재한 2겹 패널 구조의 기본적인 형태를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따라 평평한 패널에 복곡패널이 배치되고 그 사이에 제진재가 충진 부착된 상태를 나타낸 단면도이다.

기본적인 개념에서 살펴보면, 도 2와 같이 두 패널(1, 2) 사이에 탄성과 감쇠특성을 가지는 제진재(3)를 게재하여 2겹의 패널 구조를 가지도록 하면, 단면 특성(area moment of inertia)을 키울 수 있어 강성특성이 유리해지는 기본 구조를 가질 수 있다.

특히 도 3에 도시된 바와 같이, 저주파 강성에 유리한 복곡패널(2)과 고주파 소음 저감에 효과적인 제진재(3)를 동시에 적용하고, 특히 복곡패널(2)은 차량의 외부를 향하도록 하면서 복곡패널(2)과 평평한 패널(1) 사이에 제진재(3)를 넣는 2 중 패널 구조를 구성하면 저소음을 구현하면서도 고강성을 띄는 구조를 구현할 수 있다. 다만 두 패널(1, 2) 사이를 모두 제진재(3)로 채우면 비용 상승의 압박이 있다.

그런데 출원인의 지속적인 실험 결과, 패널의 소음방사에 효과적인 제진재 부착위치가 별도로 있음을 확인하였고, 이러한 부착 위치는 패널(2)에 불연속면이 생기는 부위인 것임을 확인할 수 있었다.

이러한 실험 결과는 도 4에 도시하였는데, 도 4는 복곡패널에 적용되는 제진재를 최외곽 및 가장 거리가 있는 두 축 부분에 적용한 구조와 그 반대로 적용한 구조에 있어서 나타나는 소음방사 특성을 나타낸 것으로서, 도 4a는 제진재의 적용 위치를 나타낸 도면이고, 도 4b는 소음방사 특성을 도시한 그래프이다. 이를 살펴보면 제진재를 특정 위치에 부착하는 것이 그 외의 부위에 부착하는 것에 비해서 광역의 주파수 대역에서 모두 뛰어나다는 점을 확인할 수 있다.

이에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 제진재(3)를 복곡패널(2)의 가장자리와 평평한 패널(1)과 가장 거리가 먼 가운데 두 축 부분에만 장착함으로써, 2중 패널의 효과를 반영하는 구조를 만들게 되면 저주파 강성이 이상적인 경우와 유사하게 유지될 수 있다.

도 5는 본 발명에 따라 제진재와 발포재를 적용한 2겹 패널구조를 나타낸 도면으로서, 도 5a는 그 단면도이고, 도 5b는 그 적용위치를 나타낸 도면이다.

한편 위와 같이 2중 패널 구조에서 특정 영역에만 제진재를 적용하면 빈 부위가 생기게 되는데, 이는 소음유발의 가능성을 가지고 있다. 따라서 이러한 빈 부 위를 도시된 바와 같이 발포재로 충진함으로써, 제진재(3) 및 발포재(4)를 가열에 의해 장착하는 것이 가능하고, 발포재가 2중 패널 구조에 밀착되어 제진 효과를 누릴 수 있게 된다.

나아가 위와 같이 테두리와 두 축을 따라 제진재(3)를 충진함으로써 구획되는 각 영역에, 차량 특성에 따라 각각 특성이 다른 발포재(4) 또는 제진재(3)를 사용할 수 있어, 차량의 특성에 맞게 성능을 최적화할 수 있게 된다.

도 1은 복곡패널의 소음방사 특성을 나타낸 그래프;

도 2는 본 발명에 따라 제진재를 게재한 2겹 패널 구조의 기본적인 형태를 도시한 단면도;

도 3은 본 발명에 따라 평평한 패널에 복곡패널이 배치되고 그 사이에 제진재가 충진 부착된 상태를 나타낸 단면도;

도 4는 복곡패널에 적용되는 제진재를 최외곽 및 가장 거리가 있는 두 축 부분에 적용한 구조와 그 반대로 적용한 구조에 있어서 나타나는 소음방사 특성을 나타낸 것으로서, 도 4a는 제진재의 적용 위치를 나타낸 도면이고, 도 4b는 소음방사 특성을 도시한 그래프이며;

도 5는 본 발명에 따라 제진재와 발포재를 적용한 2겹 패널구조를 나타낸 도면으로서, 도 5a는 그 단면도이고, 도 5b는 그 적용위치를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 평평한 패널

2 : 복곡패널

3 : 제진재

4 : 발포재

Claims (4)

1. 차량용 고강성 저소음 패널 구조로서,

   평평한 패널;

   상기 평평한 패널을 기준으로 차량 외부 방향으로 상기 평평한 패널에 부착된 복곡 패널;

   상기 평평한 패널과 복곡 패널 사이에 개재되는 제진재;로 이루어지되;

   상기 제진재는 평평한 패널과 복곡패널의 테두리 부분과 복곡패널에서 평평한 패널에 대해 가장 거리가 있는 두 축 부분에 배치되며,

   상기 평평한 패널과 복곡패널 사이에서 상기 제진재가 부착된 부분을 제외한 부분에 별도의 구획들에 발포재가 발포된 패널 구조.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 발포재는 구획별로 그 특성이 다르도록 발포된 패널 구조.

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