KR101318105B1

KR101318105B1 - 차량용 캐리어

Info

Publication number: KR101318105B1
Application number: KR1020110087235A
Authority: KR
Inventors: 소원섭; 김재용; 박성욱; 공태윤; 권용성
Original assignee: 한라비스테온공조 주식회사
Priority date: 2011-08-30
Filing date: 2011-08-30
Publication date: 2013-10-18
Also published as: KR20130024044A

Abstract

본 발명은 차량용 캐리어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 캐리어에 센터스테이를 구비하여 쿨링모듈과 에어댐 타입의 인터쿨러를 별도로 장착 가능하게 하며, 차량 전방 충격 발생 시 센터스테이가 후방으로 밀림 가능한 구조를 갖게 되는 차량용 캐리어에 관한 것이다.
본 발명의 캐리어는 쿨링모듈과 인터쿨러를 별도로 조립하기 때문에 지속적인 반복하중과 진동조건에서도 조립구조가 확보되어 내구성이 향상되는 효과가 있다. 또한 쿨링모듈과 인터쿨러 간의 진동 발생을 격리하여 감성 품질이 향상되는 효과가 있다. 아울러 충돌 발생 시 센터스테이를 통한 쿨링모듈과 인터쿨러의 후방 밀림 구조를 적용하여 쿨링모듈과 인터쿨러의 파손을 최소화하는 효과가 있다.

Description

차량용 캐리어{Carrier for Motor Vehicle}

본 발명은 차량용 캐리어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 캐리어에 센터스테이를 구비하여 쿨링모듈과 에어댐 타입의 인터쿨러를 별도로 장착 가능하게 하며, 차량 전방 충격 발생 시 센터스테이가 후방으로 밀림 가능한 구조를 갖게 되는 차량용 캐리어에 관한 것이다.

근래에 들어 자동차의 조립공정에 있어서, 공정을 단순화 및 자동화하며 생산성을 향상시킬 목적으로 다수의 부품들을 조립한 집합체를 조립라인에서 조립하는 즉, 모듈화하는 기술이 제안되고 있다.

그 중 대표적인 예로써 쿨링모듈과 헤드램프 및 범퍼 빔을 포함한 범퍼를 조립하여 모듈화한 프론트 엔드 모듈을 들 수 있다.

상기 프론트 엔드 모듈은 중앙에 배치된 캐리어를 중심으로 하여 상기 캐리어의 쿨링모듈 장착부에 라디에이터와 콘덴서 및 팬 슈라우드를 포함한 쿨링모듈이 장착되고, 상기 캐리어의 헤드램프 장착부에는 헤드램프가 장착되며, 상기 캐리어의 전면에는 범퍼 빔이 장착되어 모듈화된다.

또한, 차량의 엔진의 출력을 높이기 위하여 외부공기를 흡입하여 터빈(Turbine)을 돌리고, 그로인해 발생하는 고온의 압축공기를 실린더(Cylinder) 내부에 공급하는 장치인 과급기(Turbo charger)를 구비하고 있다. 그런데, 이 과급기에 의해 급속히 압축된 공기는 온도가 높아져 팽창하고, 산소 밀도가 떨어져 결과적으로 실린더 안의 충전효율을 떨어뜨린다.

이에, 인터쿨러(Inter cooler)를 이용하여 압축된 고온의 공기를 냉각하면 공기 밀도가 올라가 실린더의 흡입효율이 높아지고, 엔진의 연소효율이 향상되어 연비가 높아지는 것은 물론, 이산화탄소 배출도 크게 줄어든다.

최근에는 인터쿨러를 쿨링모듈의 하측에 배치하는 에어댐 타입의 인터쿨러가 공지된 바 있다. 따라서 쿨링모듈과 인터쿨러를 브래킷을 이용하여 일체화 한 후 캐리어에 장착된다.

종래의 에어댐 타입의 인터쿨러의 장착구조를 도 1을 참조하여 설명하면,

콘덴서(C), 라디에이터(R), 팬 슈라우드(F)의 조합으로 되는 쿨링모듈(M)과 상기 쿨링모듈(M)의 하단에 인터쿨러(I)가 브래킷을 통해 일체로 형성된다. 상기 인터쿨러 일체형 쿨링모듈(M)은 캐리어(200)의 장착공간(200a)의 위치하여 고정되는 데, 쿨링모듈(M)의 상단에 형성되는 상단결합부(110)가 상기 캐리어의 상측에 형성되는 상단마운팅(210)에 끼움 고정되며, 인터쿨러(I)의 하단에 형성되는 하단결합부(120)가 상기 캐리어의 하측에 형성되는 하단마운팅(220)에 끼움 고정된다.

상기와 같은 구성의 인터쿨러 일체형 쿨링모듈을 캐리어에 장착 시 다음과 같은 문제점이 발생한다.

차량에 가해지는 지속적인 반복 하중 및 진동 조건에서 쿨링모듈과 인터쿨러간의 강건한 조립구조 확보가 요구되나, 쿨링모듈과 인터쿨러의 조립구조가 취약할 경우, 쿨링모듈과 인터쿨러가 캐리어로부터 분리될 수 있다.

또한, 쿨링모듈과 인터쿨러가 일체형으로 될 경우, 각기 다른 진동원에 의해 감성품질이 저하될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 캐리어의 쿨링모듈 및 인터쿨러 설치공간에 센터스테이를 설치하여 인터쿨러를 쿨링모듈과 분리 설치하며, 상기 센터스테이의 상측을 통해 쿨링모듈의 하단을 연결하고, 센터스테이의 하측을 통해 인터쿨러의 상단을 연결하게 되는 차량용 캐리어를 제공함에 있다. 또한, 차량 전방으로부터 충격발생 시 일정 하중 이상이 센터스테이에 가해지면, 센터스테이가 후방으로 슬라이드 되는 차량용 캐리어를 제공함에 있다.

본 발명의 차량용 캐리어는 콘덴서(C)와, 상기 콘덴서(C)의 후방에 위치하며, 상단에 제1 결합부(110) 및 하단에 제2 결합부(120)가 형성되는 라디에이터(R) 및 상기 라디에이터(R)를 냉각시키기 위한 팬 슈라우드(P)로 이루어진 쿨링모듈(100)과, 상기 쿨링모듈(100)의 하단에 위치하며 상단에 제3 결합부(130)와 하단에 제4 결합부(140)가 형성되는 인터쿨러(I)가 장착되는 장착공간(200a)이 형성되는 캐리어(200)에 있어서, 상기 캐리어(200)는, 상기 제1 결합부(110)가 고정되도록 상단부에 형성되는 상단마운팅(210); 상측에 상기 제2 결합부(120)가 고정되며, 하측에 상기 제3 결합부(130)가 고정되는 센터마운팅(310)을 포함하며, 양단이 상기 장착공간(200a)의 양측에 고정되는 센터스테이(300); 및 상기 제4 결합부(140)가 고정되도록 하단부에 형성되는 하단마운팅(220); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 장착공간(200a)의 양측에는, 고정홈(230)이 차량 폭 방향 외측으로 함몰 형성되고, 상기 센터스테이(300)는 양단에 형성되는 고정부(320)가 상기 고정홈(230)에 삽입되어 차량 전방 또는 후방으로 슬라이드 가능하도록 캐리어(200)에 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정홈(230)의 상측 또는 하측에는 이탈방지홈(231)이 함몰 형성되며, 상기 고정부(320)의 상측 또는 하측에는 상기 이탈방지홈(231)에 끼워지도록 이탈방지돌기(321)가 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 고정홈(230)의 밑면에는 지지돌기(232)가 차량 폭 방향 내측으로 돌출 형성되며, 상기 고정부(320)의 양단에는 상기 지지돌기(232)가 끼워지도록 지지홈(322)이 차량 폭 방향 내측으로 함몰 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 캐리어는 쿨링모듈과 인터쿨러를 별도로 조립하기 때문에 지속적인 반복하중과 진동조건에서도 조립구조가 확보되어 내구성이 향상되는 효과가 있다. 또한 쿨링모듈과 인터쿨러 간의 진동 발생을 격리하여 감성 품질이 향상되는 효과가 있다. 아울러 충돌 발생 시 센터스테이를 통한 쿨링모듈과 인터쿨러의 후방 밀림 구조를 적용하여 쿨링모듈과 인터쿨러의 파손을 최소화하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 캐리어와 인터쿨러 일체형 쿨링모듈 분해사시도
도 2는 본 발명의 인터쿨러와 쿨링모듈이 장착된 캐리어 사시도
도 3은 본 발명의 캐리어 사시도
도 4는 본 발명의 센터스테이, 인터쿨러 및 쿨링모듈 분해사시도
도 5는 본 발명의 캐리어 부분확대사시도
도 6은 본 발명의 캐리어 부분확대사시도(센터스테이 후방 밀림 시)
도 7은 본 발명의 마운팅 사시도

내연기관은 공급되는 연료를 압축하여 고온 · 고압의 상태에서 점화 · 연소시킨다. 이에 따라 내연기관은 항상 많은 열이 발생되는데 이를 방치하면 피스톤 또는 실린더 등 엔진을 구성하는 부재들이 과열되어 그 기능을 수행할 수 없게 된다. 따라서 일반적으로 자동차의 엔진룸에는 엔진과 이 엔진을 냉각시키기 위한 냉각 수단, 공기 조화 장치 등이 설치되어 있다. 상기 냉각 장치는 자동차의 엔진을 냉각시키기 위한 것으로 엔진의 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터와 라디에이터로의 공기 흐름을 유발시켜 라디에이터 표면의 방열효율을 높이고 결과적으로 냉각수의 냉각 효율을 더욱 촉진시키기 위한 팬 슈라우드 유닛을 포함한다. 이러한 팬 슈라우드 유닛은 라디에이터 및 응축기의 공기유동 상류 또는 하류에 위치하여 공기를 강제적으로 통과시킴으로써 방열 성능을 향상시키는 역할을 하며 팬과 이를 구동하는 모터 및 상기 모터를 고정시키고 팬을 보호하는 슈라우드 등으로 구성되어 일반적으로 자동차 엔진 룸 내의 라디에이터 후면에 설치된다.

차량의 엔진룸 전방에는 차량 내부를 냉각시키는 과정에서 발생된 고온의 냉매를 냉각시키는 콘덴서와 상기 콘덴서의 후방에 위치하여 엔진을 냉각시키는 과정에서 발생된 고온의 냉각수를 냉각시키는 라디에이터, 상기 라디에이터의 후방에 위치하여 공기를 강제 송풍시켜 상기 콘덴서와 라디에이터의 냉각효율을 향상시키도록 팬/슈라우드가 설치되어 쿨링모듈을 구성한다. 이와 같이 구성되는 쿨링모듈은 상기 라디에이터를 기준으로 하여 전방으로 콘덴서가 위치하고 후방으로 팬 슈라우드가 위치하여 결합되고 상기 쿨링모듈은 프론트 엔드 모듈 캐리어에 결합되게 된다.

자동차의 프론트 엔드 모듈(Front end module, FEM)이란 자동차의 앞부분에 결합되는 조립체의 총칭으로서 캐리어에 헤드램프, 공조 장치, 범퍼 등의 여러 부품이 설치된 구조물을 말한다. 구체적으로는 좌우측 헤드램프 서포트 패널, 쿨링모듈 상부 패널, 쿨링모듈 하부 패널, 범퍼 서포트 등에 헤드램프, 공조 장치 모듈 및 범퍼 등이 함께 설치된 구성으로 되어 있는 것이 일반적이다. 최근 자동차 개발의 경향은 부품과 공정의 수를 감소하여 생산성을 향상시킬 수 있는 방안에 대한 연구가 활발한데, 프론트 엔드 모듈(Front end module, FEM)이 대표적이라 할 수 있다.

또한, 차량에는 엔진의 출력을 높이기 위하여 외부공기를 흡입하여 터빈(Turbine)을 돌리고, 그로인해 발생하는 고온의 압축공기를 실린더(Cylinder) 내부에 공급하는 장치인 과급기(Turbo charger)를 구비하고 있다. 그런데, 이 과급기에 의해 급속히 압축된 공기는 온도가 높아져 팽창하고, 산소 밀도가 떨어져 결과적으로 실린더 안의 충전효율을 떨어뜨린다.

이에, 인터쿨러(Inter cooler)를 이용하여 압축된 고온의 공기를 냉각하면 공기 밀도가 올라가 실린더의 흡입효율이 높아지고, 엔진의 연소효율이 향상되어 연비가 높아지는 것은 물론, 이산화탄소 배출도 크게 줄어든다. 최근에는 인터쿨러를 쿨링모듈의 하측에 배치하는 에어댐 타입의 인터쿨러가 공지된 바 있다.

그런데 쿨링모듈과 인터쿨러를 일체화 하여 캐리어에 고정시킬 경우 조립구조 취약으로 인한 품질저하 및 진동으로 인한 감성품질 저하의 문제 발생한다. 따라서 본 발명에서는 쿨링모듈과 인터쿨러를 독립적으로 캐리어에 조립하기 위한 구성은 제안하고자 한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 캐리어(200)는, 콘덴서와, 상기 콘덴서의 후방에 위치하며, 상단에 제1 결합부(110) 및 하단에 제2 결합부(120)가 형성되는 라디에이터 및 상기 라디에이터를 냉각시키기 위한 팬 슈라우드로 이루어진 쿨링모듈(M)과, 상기 쿨링모듈(M)의 하단에 위치하며 상단에 제3 결합부(130)와 하단에 제4 결합부(140)가 형성되는 인터쿨러(I)를 장착시키기 위한 구성으로, 이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시 예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 캐리어(200)는 상단마운팅(210), 하단마운팅(220), 센터스테이(300)를 포함하여 이루어진다.

상기 캐리어(200)는 중앙에 쿨링모듈(M)과 인터쿨러(I)가 장착되는 장착공간(200a)이 형성된다. 상기 장착공간(200a)은 캐리어(200)의 상측에 위치하는 상부수평프레임(201)과, 상기 상부수평프레임(201)의 일단에서 하방으로 연장 형성되는 일측수직프레임(202)과 상기 상부수평프레임(201)의 타단에서 하방으로 연장 형성되는 타측수직프레임(203)의 결합을 통해 형성된다. 도면상에는 도시되지 않았지만 경우에 따라 상기 일측수직프레임(202)의 하단과 타측수직프레임(203)의 하단을 연결하는 하부수평프레임(미도시)이 구성될 수 있다.

상기 상단마운팅(210)은 상기 캐리어(200)의 상단에 형성되며, 상기 쿨링모듈(M)의 제1 결합부(110)가 끼움 고정된다. 상기 상단마운팅(210)은 상기 제1 결합부(110)의 수만큼 형성되며 통상적으로 상기 캐리어(200)의 상단 즉 상기 상부수평프레임(201)의 양단부에 한 쌍이 형성될 수 있다.

상기 하단마운팅(220)은 상기 캐리어(200)의 하단에 형성되며, 상기 인터쿨러(I)의 제4 결합부(140)가 끼움 고정된다. 상기 하단마운팅(220)은 상기 제4 결합부(140)의 수만큼 형성되며, 상기 하단마운팅(220)은 상기 일측수직프레임(202)의 하단부 타측으로 연장 형성되는 마운팅브라켓과, 상기 타측수직프레임(203)의 하단부 일측으로 연장 형성되는 마운팅브라켓 각각에 한 쌍이 구비될 수 있다.

상기 센터스테이(300)는 길이가 있는 프레임 상으로 이루어지며, 양단에는 상기 일측수직프레임(202) 및 타측수직프레임(203)과의 결합을 위한 고정부(320)가 형성되며, 양단부에는 상기 쿨링모듈(M)의 하단 및 상기 인터쿨러(I)의 상단 고정을 위한 센터마운팅(310)이 구비될 수 있다.

이하 상기 센터스테이(300)의 세부 구성을 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 5를 참조하면, 상기 고정부(320)는 이탈방지돌기(231) 및 지지홈(232)을 포함하여 이루어진다. 상기 고정부(320)는 상기 센터스테이(300)의 두께보다 두껍게 형성될 수 있으며 상기 센터스테이(300)의 일단 및 타단으로부터 내측으로 일정거리 형성될 수 있다. 상기 이탈방지돌기(231)은 상기 고정부(320)의 상면에서 상측으로 돌출 형성될 수 있으며, 도면상에는 상기 이탈방지돌기(231)가 상기 고정부(320)의 상면에 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 상기 고정부(320)의 하면 또는 상기 고정부(320)의 상면 및 하면에 모두 형성될 수 있음은 자명하다. 상기 지지홈(232)은 상기 고정부(320)의 일단면 및 타단면에서 차량 폭 방향 내측으로 함몰 형성될 수 있다.

상기 센터스테이(300)는 상기 고정부(320)를 통해 상기 캐리어(200)에 차량 전방 또는 후방으로 슬라이드 가능하도록 고정된다. 즉 상기 캐리어(200)의 일측수직프레임(202) 및 타측수직프레임(203) 상에는 상기 고정부(320)가 끼움 고정되도록 고정홈(230)이 형성된다. 상기 고정홈(230)은 상기 일측수직프레임(202) 및 타측수직프레임(203) 상의 차량 폭 방향 외측으로 함몰 형성된다. 상기 고정홈(230)의 두께는 상기 고정부(320)의 두께와 동일하게 형성될 수 있다.

상기 고정홈(230)의 상측에는 상기 이탈방지돌기(321)가 끼워지도록 이탈방지홈(231)이 상방으로 함몰 형성될 수 있다. 상기 이탈방지홈(231)은 상기 이탈방지돌기(321)의 형성 위치에 따라 상기 고정홈(230)의 상측 또는 하측에 형성될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이 상기 이탈방지돌기(321) 및 이탈방지홈(231)의 구성을 통해 본 발명의 센터스테이(300)는 상기 캐리어(200)에 차량 전방 또는 후방으로 슬라이드 가능하도록 결합되되, 상기 이탈방지돌기(321)가 이탈방지홈(231)에 끼워져 고정되며, 상기 이탈방지돌기(321)가 이탈방지홈(231)을 이탈할 정도의 하중이 상기 센터스테이(300)에 가해지면, 상기 센터스테이(300)는 상기 캐리어(200)에서 이탈된다.

상기 고정홈(230)의 측면에는 상기 지지돌기(322)가 끼워지도록 지지돌기(232)가 차량 폭 방향 내측으로 돌출 형성될 수 있다. 상기 지지돌기(322)와 지지홈(232)의 구성을 통해 상기 일측수직프레임(202) 및 타측수직프레임(203)과 상기 센터스테이(300)의 결합면적을 넓혀 상기 쿨링모듈(M)과 인터쿨러(I)가 상기 센터스테이(300)에 결합되었을 때 결합하중을 충분히 견딜 수 있도록 한다.

도 5 내지 도 7을 참조하면 상기 센터마운팅(310)은 상기 센터스테이(300)의 양단부에 각각 한쌍이 구비될 수 있다. 상기 센터마운팅(310)은 상단이 상기 센터스테이(300)의 상면 외측으로 돌출되며, 하단이 상기 센터스테이(300)의 하면 외측으로 돌출되도록 상기 센터스테이(300)에 끼움 고정될 수 있다. 상기 센터마운팅(310)은 원기둥 상으로 탄성 재질로 이루어질 수 있다. 상기 센터마운팅(310)은 상단에 상기 쿨링모듈(M)의 제2 결합부(120)가 끼움 고정되도록 제1 마운팅(311)이 형성되고, 하단에 상기 인터쿨러(I)의 제3 결합부(130)가 끼움 고정되도록 제2 마운팅(312)이 형성된다. 상기 센터마운팅(310)의 중앙 측면에는 둘레를 따라 끼움홈(313)이 함몰 형성된다.

상기와 같은 구성을 통해 상기 쿨링모듈(M)은 상단의 제1 결합부(110)가 상기 캐리어(200)의 상단에 구성되는 상단마운팅(210)에 끼움 고정되며, 하단의 제2 결합부(120)가 상기 센터스테이(300)의 상단에 구성되는 센터마운팅(310)의 제1 마운팅(311)에 끼움고정된다.

또한, 상기 인터쿨러(I)는 상단의 제3 결합부(130)가 상기 센터스테이(300)의 하단에 구성되는 센터마운팅(310)의 제2 마운팅(312)에 끼움 고정되며, 하단의 제4 결합부(140)가 상기 캐리어(200)의 하단에 구성되는 하단마운팅(220)에 끼움 고정된다.

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

M : 쿨링모듈 I : 인터쿨러
C : 콘덴서 R : 라디에이터
F : 팬 슈라우드
200 : 캐리어 200a : 장착공간
210 : 상단마운팅 220 : 하단마운팅
230 : 고정홈 231 : 이탈방지홈
232 : 지지돌기
300 : 센터스테이 310 : 센터마운팅
311 : 제1 마운팅 312 : 제2 마운팅
313 : 끼움홈
320 : 고정부 321 : 이탈방지돌기
322 : 지지홈

Claims

콘덴서(C)와, 상기 콘덴서(C)의 후방에 위치하며, 상단에 제1 결합부(110) 및 하단에 제2 결합부(120)가 형성되는 라디에이터(R) 및 상기 라디에이터(R)를 냉각시키기 위한 팬 슈라우드(P)로 이루어진 쿨링모듈(100)과, 상기 쿨링모듈(100)의 하단에 위치하며 상단에 제3 결합부(130)와 하단에 제4 결합부(140)가 형성되는 인터쿨러(I)가 장착되는 장착공간(200a)이 형성되는 캐리어(200)에 있어서,
상기 캐리어(200)는,
상기 제1 결합부(110)가 고정되도록 상단부에 형성되는 상단마운팅(210);
상측에 상기 제2 결합부(120)가 고정되며, 하측에 상기 제3 결합부(130)가 고정되는 센터마운팅(310)을 포함하며, 양단이 상기 장착공간(200a)의 양측에 고정되는 센터스테이(300); 및
상기 제4 결합부(140)가 고정되도록 하단부에 형성되는 하단마운팅(220);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 캐리어.
제 1항에 있어서,
상기 장착공간(200a)의 양측에는, 고정홈(230)이 차량 폭 방향 외측으로 함몰 형성되고, 상기 센터스테이(300)는 양단에 형성되는 고정부(320)가 상기 고정홈(230)에 삽입되어 차량 전방 또는 후방으로 슬라이드 가능하도록 캐리어(200)에 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 캐리어.
제 2항에 있어서,
상기 고정홈(230)의 상측 또는 하측에는 이탈방지홈(231)이 함몰 형성되며, 상기 고정부(320)의 상측 또는 하측에는 상기 이탈방지홈(231)에 끼워지도록 이탈방지돌기(321)가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 캐리어.
제 2항에 있어서,
상기 고정홈(230)의 밑면에는 지지돌기(232)가 차량 폭 방향 내측으로 돌출 형성되며, 상기 고정부(320)의 양단에는 상기 지지돌기(232)가 끼워지도록 지지홈(322)이 차량 폭 방향 내측으로 함몰 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 캐리어.