KR101272925B1 - 차량용 액티브 에어플랩 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 차량용 액티브 에어플랩 장치는 유압에 의해 작동이 이루어지는 구성으로 부품수 감축을 통해 중량감소 및 원가를 크게 절감시킬 수 있게 되고, 내구성 향상 및 부식에 강한 특성을 갖출 수 있도록 된 것이다.

Description

차량용 액티브 에어플랩 장치{ACTIVE AIR FLAP APPARATUS FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 액티브 에어플랩 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구성 부품의 단순화를 통해 중량감소 및 원가절감을 도모함과 더불어 내구성 향상 및 부식에 강한 특성을 갖춘 차량용 액티브 에어플랩 장치에 관한 기술이다.

일반적으로, 차량의 엔진룸 내에는 엔진 등과 같은 구동을 위한 부품뿐만 아니라 라디에이터, 인터쿨러, 증발기, 응축기 등과 같은 다양한 열교환기들이 구비되어 있다.

상기와 같은 열교환기들은 주로 내부에 열교환매체가 유통하며, 열교환기 내부의 열교환매체와 열교환기 외부의 공기가 서로 열교환됨으로써 냉각 또는 방열이 이루어지게 되는 바, 차량 엔진룸 내의 다양한 열교환기들이 안정적으로 작동하기 위해서는 엔진룸 내부로 외부 공기가 원활히 공급되어야 한다.

그런데, 차량이 고속 주행을 하면 많은 양의 외부 공기가 고속으로 유입됨에 따라 공기 저항이 매우 커지게 되며, 이로 인해 차량의 연비가 나빠지는 문제가 있다.

이를 해결하기 위해 저속 주행시에는 개방각을 크게 하여 엔진룸으로의 공기 유입량을 많게 하고, 고속 주행시에는 개방각을 작게 하여 공기 유입량을 줄임으로써, 연비 향상에 도움을 줄 수 있는 액티브 에어 플랩 장치가 개발되었다.

종래의 액티브 에어 플랩 장치는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 차량 프론트 엔드 모듈(미도시)에 고정 설치되는 덕트(1)와, 상기 덕트(1)에 링키지(2)를 매개로 회전 가능하게 결합되는 다수개의 에어플랩(3)과, 외부조건(엔진 온도, 냉각수 온도 등)에 따라 상기 에어플랩(3)의 작동을 제어하는 액추에이터(4)와, 상기 프론트 엔드 모듈과 상기 덕트(1)사이의 기밀을 유지하는 실링부재(5)를 포함한 구성으로 되어 있고, 특히 상기 액추에이터(4)는 PCB(4a), 모터(4b), 다수개의 기어부재(4c)를 구비한 구성으로 되어 있었다.

그런데, 상기와 같은 종래의 액티브 에어 플랩 장치는 링키지(2), PCB(4a), 모터(4b), 기어부재(4c) 등 구성 부품수가 많아서 중량이 무겁고, 원가가 비싼 단점이 있다.

또한, 종래의 장치는 모터(4b)에서 에어플랩(3)까지의 동력전달이 다수개의 링크기구에 의해 이루어지는 구성으로, 기구적으로 복잡하고 내구성이 약하며 특히 부식에 취약해서 쉽게 파손되는 단점이 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 구성 부품수의 간소화를 통해 중량이 가볍고 원가가 싸며, 특히 내구성 향상 및 부식에 강한 특성을 갖추도록 함으로써 쉽게 손상되거나 파손되는 것을 예방할 수 있도록 된 차량용 액티브 에어플랩 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 액티브 에어플랩 장치는, 차량 내외부를 연결하는 덕트의 개구홀내에 설치되어서 접힘과 펼침 동작에 따라 상기 개구홀을 밀폐시키거나 또는 개방시키도록 작동하는 에어플랩; 컨트롤러의 제어신호에 따라 작동하는 유압제공기로부터 유압을 제공받거나 배출할 수 있도록 구성되면서 상기 에어플랩의 일단과 연결되도록 고정 설치된 유압실린더; 및 상기 유압실린더를 따라 이동하는 피스톤과 일체로 결합되고 상기 에어플랩의 타단과 연결되도록 설치되어서 상기 에어플랩의 접힘 및 펼침 동작을 가능하게 하는 실린더로드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 개구홀을 좌측홀과 우측홀로 양분하는 격판이 상기 개구홀의 중앙부에서 수직한 방향으로 상기 덕트에 연결되도록 설치되고; 상기 좌측홀과 상기 우측홀에 상기 에어플랩이 각각 위치하도록 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 에어플랩은 상기 유압실린더에 일단이 회전 가능하게 결합되어서 상기 개구홀이 개방되도록 작동시 에어 디퓨저(air diffuser) 역할을 수행하는 후방플랩; 상기 실린더로드의 끝에 일단이 회전 가능하게 결합되어서 상기 개구홀이 개방되도록 작동시 에어 흡입 가이드의 역할을 수행하는 전방플랩; 및 상기 후방플랩과 상기 전방플랩의 단부를 회전 가능하게 연결하는 힌지축으로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 유압실린더는 차량의 전방차체구조를 이루는 프론트 엔드 모듈에 고정되도록 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 유압실린더의 내부공간은 상기 피스톤에 의해 제1챔버와 제2챔버로 분할 구성되고; 상기 제1,2챔버중 어느 하나의 챔버에 유압이 공급되면 상기 피스톤이 반대쪽 챔버로 이동됨에 따라 반대쪽 챔버의 유압은 상기 유압실린더로부터 배출되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 액티브 에어플랩 장치는, 비교적 구성이 간단해서 중량감소 및 원가를 크게 절감시킬 수 있게 되고, 유압에 의해 작동함에 따라 내구성이 크게 향상되며, 더 나아가 부식에 강한 특성을 갖출 수 있게 됨으로써 사용수명의 연장을 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 액티브 에어플랩 장치의 분해사시도,
도 2는 종래 액티브 에어플랩 장치에서 사용하는 액추에이터의 도면,
도 3은 본 발명에 따른 액티브 에어플랩 장치로서 에어플랩에 의해 덕트가 밀폐된 상태의 도면,
도 4는 본 발명에 따른 액티브 에어플랩 장치의 구성을 보여주기 위한 도면으로 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 액티브 에어플랩 장치에서 에어실린더의 구조를 보여주기 위한 도면으로, 덕트가 밀폐된 상태일 때 에어실린더의 도면,
도 6은 본 발명에 따른 액티브 에어플랩 장치의 작동으로 덕트가 개방된 상태의 도면,
도 7은 도 6의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도,
도 8은 덕트가 개방된 상태일 때 에어실린더의 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 액티브 에어플랩 장치에 대해 살펴본다.

본 발명에 따른 액티브 에어플랩 장치는 도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 차량의 전방 차체구조를 이루는 프론트 엔드 모듈(10)에 고정 설치되고 차량의 내외부를 연결하는 개구홀(21)이 형성된 덕트(20)와, 상기 덕트(20)의 개구홀(21)내에 설치되어서 접힘과 펼침 동작에 따라 상기 개구홀(21)을 밀폐시키거나 또는 개방시키도록 작동하는 에어플랩(30)과, 컨트롤러(40)의 제어신호에 따라 작동하는 유압제공기(50)로부터 유압을 제공받거나 배출할 수 있도록 구성되면서 상기 에어플랩(30)의 일단과 연결되도록 고정 설치된 유압실린더(60)와, 상기 유압실린더(60)를 따라 이동하는 피스톤(70)과 일체로 결합되고 상기 에어플랩(30)의 타단과 연결되도록 설치되어서 상기 에어플랩(30)의 접힘 및 펼침 동작을 가능하게 하는 실린더로드(80)를 포함하여 이루어진 구성이다.

여기서, 상기 유압실린더(60)는 상기 프론트 엔드 모듈(10)에 고정되게 설치되며, 이에 따라 강건한 설치구조를 갖출 수 있게 된다.

상기 덕트(20)에는 격판(22)이 설치되는데, 상기 격판(22)은 상기 개구홀(21)을 좌측홀(21a)과 우측홀(21b)로 양분할 수 있게 상기 개구홀(21)의 중앙부에서 수직한 방향으로 상기 덕트(20)에 연결되도록 설치된다.

그리고, 상기 좌측홀(21a)과 상기 우측홀(21b)에는 상기 에어플랩(30)이 각각 위치하도록 설치된다.

상기와 같이 개구홀(21)을 좌측홀(21a)과 우측홀(21b)로 분할하고, 상기 좌측홀(21a)과 우측홀(21b)에 에어플랩(30)이 각각 위치하도록 설치되면, 상기 에어플랩(30)의 크기를 축소시킬 수 있게 됨에 따라 유압을 이용한 에어플랩(30)의 작동시 보다 원활하게 에어플랩(30)이 작동되는 장점이 있다.

상기 에어플랩(30)은 상기 유압실린더(60)에 일단이 회전 가능하게 결합되어서 상기 개구홀(21)이 개방되도록 작동시 에어 디퓨저(air diffuser) 역할을 수행하는 후방플랩(31)과, 상기 실린더로드(80)의 끝에 일단이 회전 가능하게 결합되어서 상기 개구홀(21)이 개방되도록 작동시 에어 흡입 가이드의 역할을 수행하는 전방플랩(32)과, 상기 후방플랩(31)과 상기 전방플랩(32)의 단부를 회전 가능하게 연결하는 힌지축(33)으로 구성된다.

상기 컨트롤러(40)는 엔진 온도에 대한 전기적 신호나 또는 냉각수 온도에 대한 전기적 신호를 차량에 구비된 센서들로부터 전달받을 수 있도록 구성되고, 상기 센서들로부터 입력된 신호에 대한 정보값에 따라 유압제공기(50)로 제어신호를 보내서 상기 유압제공기(50)의 작동을 제어하게 된다.

상기 유압실린더(60)의 내부공간은 상기 피스톤(70)에 의해 제1챔버(61)와 제2챔버(62)로 분할 구성되고, 상기 제1챔버(61)와 제2챔버(62)는 제1,2유압라인(63,64)을 통해 상기 유압제공기(50)와 연결된 구성을 갖는다.

이에 따라, 상기 제1,2챔버(61,62)중 어느 하나의 챔버에 유압이 공급되면 상기 피스톤(70)은 반대쪽 챔버로 이동하게 되고, 이로 인해 상기 반대쪽 챔버의 유압은 상기 유압실린더(60)로부터 배출되는 구성을 갖는다.

한편, 도 4와 도 7에 도시된 미설명 도면부호 90은 라디에이터이다.

이하, 본 발명에 따른 액티브 에어플랩의 작용에 대해 설명한다.

도 3 내지 도 5는 덕트(20)의 개구홀(21)이 에어플랩(30)에 의해 닫혀서 밀폐된 상태이다.

상기와 같이 에어플랩(30)이 밀폐된 상태를 유지하기 위해서는 유압제공기(5)의 유압이 제1유압라인(63)을 통해 유압실린더(60)의 제1챔버(61)로 유입되어야 한다.

그러면, 피스톤(70)은 유압실린더(60)를 따라 제2챔버(62)쪽으로 이동하게 되고, 상기 제2챔버(62)내의 유압은 제2유압라인(64)을 통해 유압제공기(50)로 빠져나가게 된다.

피스톤(70)이 제2챔버(62)쪽으로 이동하면 실린더로드(80)가 에어실린더(60)가 있는 후방으로 후퇴 이동하게 되고, 동시에 상기 실린더로드(80)와 연결된 전방플랩(32)도 후방으로 이동함에 따라 상기 전방플랩(32)과 후방플랩(31)은 서로 접혀지는 동작을 하면서 밀착을 이루는 상태가 되는 바, 이에 따라 상기 덕트(20)의 개구홀(21)은 에어플랩(30)에 의해 밀폐된 상태를 유지할 수 있게 되는 것이다.

도 3 내지 도 5와 같이 덕트(20)의 개구홀(21)이 에어플랩(30)에 의해 밀폐된 상태에서 엔진 온도가 상승하거나 또는 냉각수 온도가 상승하게 되면, 이때의 정보는 차량에 구비된 센서들을 통해서 컨트롤러(40)로 전달되며, 상기 컨트롤러(40)는 제어신호를 보내서 유압제공기(50)의 작동을 제어하게 된다.

그러면, 유압제공기(50)의 유압은 도 8의 상태와 같이 제2유압라인(64)을 통해 유압실린더(60)의 제2챔버(62)로 유입되고, 피스톤(70)은 유압실린더(60)를 따라 제1챔버(61)쪽으로 이동하게 되며, 상기 제1챔버(61)내의 유압은 제1유압라인(63)을 통해 유압제공기(50)로 빠져나가게 된다.

피스톤(70)이 제1챔버(61)쪽으로 이동하면 실린더로드(80)는 도 7과 같이 에어실린더(60)로부터 멀어지는 방향인 전방으로 이동하게 되고, 동시에 상기 실린더로드(80)와 연결된 전방플랩(32)도 전방으로 이동하게 된다.

그러면, 상기 전방플랩(32)과 후방플랩(31)은 서로 펴지는 동작을 하게 되고, 이에 따라 상기 덕트(20)의 개구홀(21)은 도 6 및 도 7과 같이 개방된 상태로 전환된다.

상기와 같이 덕트(20)의 개구홀(21)이 개방되면 개방된 개구홀(21)을 토애 차량 외부의 공기가 차량 내부로 유입됨에 따라 엔진 온도 및 라디에이터의 냉각수 온도를 낮출 수 있게 된다.

그리고, 엔진 온도 또는 냉각수 온도가 다시 하강해서 정상상태가 되면 에어플랩(30)은 도 3 내지 도 5를 참조로 전술한 작동을 반복해서 덕트(20)의 개구홀(21)을 다시 밀폐시키게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 액티브 에어플랩 장치는 비교적 구성이 간단해서 중량감소 및 원가를 크게 절감시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 링크기구와 같은 기구적 구성요소를 사용하지 않고 유압에 의해 작동함에 따라 내구성이 크게 향상되고, 특히 부식에 강한 특성을 갖출 수 있게 됨으로써 사용수명의 연장을 도모할 수 있는 장점도 있다.

한편, 본 발명의 실시예는 유압에 의해 작동하는 구성만을 일례로서 기재하였으나, 필요에 따라 공압을 사용한 구성이 될 수도 있고, 이럴 경우 공압실린더, 공압라인 등이 구성요소로서 갖춰질 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

10 - 프론트 엔드 모듈 20 - 덕트
21 - 개구홀 22 - 격판
30 - 에어플랩 40 - 컨트롤러
50 - 유압제공기 60 - 유압실린더
70 - 피스톤 80 - 실린더로드

Claims (5)

1. 차량 내외부를 연결하는 덕트(20)의 개구홀(21)내에 설치되어서 접힘과 펼침 동작에 따라 상기 개구홀(21)을 밀폐시키거나 또는 개방시키도록 작동하는 에어플랩(30);
   컨트롤러(40)의 제어신호에 따라 작동하는 유압제공기(50)로부터 유압을 제공받거나 배출할 수 있도록 구성되면서 상기 에어플랩(30)의 일단과 연결되도록 고정 설치된 유압실린더(60); 및
   상기 유압실린더(60)를 따라 이동하는 피스톤(70)과 일체로 결합되고 상기 에어플랩(30)의 타단과 연결되도록 설치되어서 상기 에어플랩(30)의 접힘 및 펼침 동작을 가능하게 하는 실린더로드(80);를 포함하는 차량용 액티브 에어플랩 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 개구홀(21)을 좌측홀(21a)과 우측홀(21b)로 양분하는 격판(22)이 상기 개구홀(21)의 중앙부에서 수직한 방향으로 상기 덕트(20)에 연결되도록 설치되고;
   상기 좌측홀(21a)과 상기 우측홀(21b)에 상기 에어플랩(30)이 각각 위치하도록 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 액티브 에어플랩 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 에어플랩(30)은 상기 유압실린더(60)에 일단이 회전 가능하게 결합되어서 상기 개구홀(21)이 개방되도록 작동시 에어 디퓨저(air diffuser) 역할을 수행하는 후방플랩(31);
   상기 실린더로드(80)의 끝에 일단이 회전 가능하게 결합되어서 상기 개구홀(21)이 개방되도록 작동시 에어 흡입 가이드의 역할을 수행하는 전방플랩(32); 및
   상기 후방플랩(31)과 상기 전방플랩(32)의 단부를 회전 가능하게 연결하는 힌지축(33)으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 액티브 에어플랩 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 유압실린더(60)는 차량의 전방차체구조를 이루는 프론트 엔드 모듈(10)에 고정되도록 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 액티브 에어플랩 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 유압실린더(60)의 내부공간은 상기 피스톤(70)에 의해 제1챔버(61)와 제2챔버(62)로 분할 구성되고;
   상기 제1,2챔버(61,62)중 어느 하나의 챔버에 유압이 공급되면 상기 피스톤(70)이 반대쪽 챔버로 이동됨에 따라 반대쪽 챔버의 유압은 상기 유압실린더(60)로부터 배출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 액티브 에어플랩 장치.

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