KR101481369B1 - 차량용 리어 스포일러 - Google Patents

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KR101481369B1
KR101481369B1 KR20140075920A KR20140075920A KR101481369B1 KR 101481369 B1 KR101481369 B1 KR 101481369B1 KR 20140075920 A KR20140075920 A KR 20140075920A KR 20140075920 A KR20140075920 A KR 20140075920A KR 101481369 B1 KR101481369 B1 KR 101481369B1
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한석영
김세찬
백승진
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현대자동차주식회사
한양대학교 산학협력단
기아자동차주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 차량용 리어 스포일러는, 차량의 후미에 일정 높이로 설치되는 설치대와, 상기 설치대의 좌우측 상단으로부터 상기 차량의 좌우 방향으로 상향 경사지게 1차로 절곡 연장되어, 상기 차량의 주행속도에 따라 경사각 가변되는 한 쌍의 제1날개부 및, 상기 제1날개부의 연장된 일단으로부터 상기 차량의 좌우 방향으로 상향 경사지게 2차로 절곡 연장되어, 상기 차량의 주행속도에 따라 경사각 가변되는 한 쌍의 제2날개부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 리어 스포일러{REAR SPOILER FOR AUTOMOBILE}
본 발명은 차량용 리어 스포일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주행 중 차량의 주행속도와 바람이 불어오는 각도에 따라 형상이 변형되어, 하향력의 정도를 가변적으로 조절함으로써, 차량에 가해지는 하향력을 더욱 향상시킬 수 있고, 바람이 측방으로 경사지게 불어오는 경우 변형이 가능하므로 차량의 주행 안정성을 더욱 향상시킬 수 있는 차량용 리어 스포일러에 관한 것이다.
일반적으로, 차량이 도로를 따라 고속으로 주행할 때 차량의 차체를 따라 흐르는 공기 흐름에 의해 차량에 양력이 작용하게 되어 차량의 후측(뒷바퀴쪽)이 들려지는 현상이 발생하게 되므로, 차량의 후미 부위에 리어 스포일러를 설치하고 있다.
이러한, 차량용 리어 스포일러는 차량 주행시 상기 리어 스포일러의 외부 표면을 따라 유동하는 유체의 공기 흐름 속도차에 의해 리어 스포일러의 하부 방향으로 하향력(down Force)이 발생하게 되어 차량의 주행 안정성을 향상시킨다.
그리고, 공기역학과 기류에 대해 최적화된 차량은 향상된 핸들링, 안정성, 연료소비에 관하여 더 나은 성능을 보일 수 있어, 리어 스포일러의 사용은 레이싱용 차량의 경우 매우 중요한 장치이다.
그런데, 종래의 차량용 리어 스포일러는 차량의 속도에 따라 저속과 고속에서 적절한 하향력이 발생시켜야 하지만, 일자 형태나 일정한 각도로 고정된 구조를 가지고 있어 충분한 하향력(down Force)을 발생시키지 못하였다.
그리고, 종래의 차량용 리어 스포일러는 모두 관절이 없는 일자 형태나 일정한 각도로 고정되어 있어, 차량의 속도에 따라 바뀌는 기류(경사지게 불어오는 바람 등)를 최적화 하는데 어려움이 있어 차량의 주행 안정성을 확보하기에 한계가 있었다.
관련 선행기술로는 대한민국 등록실용신안공보 제200363581호(발명의 명칭: 차량용 리어스포일러, 등록일자: 2004년 09월 21일)가 있다.
본 발명의 목적은 주행 중 차량의 주행속도와 바람이 불어오는 각도에 따라 형상이 변형되어, 하향력의 정도를 가변적으로 조절함으로써, 차량의 하향력을 향상시키고, 바람이 측방으로 경사지게 불어오는 경우 변형이 가능하므로 차량의 주행 안정성을 더욱 향상시킬 수 있는 차량용 리어 스포일러를 제공하는데 있다.
또한, 다수의 절곡 부위를 형성시켜 새의 날개와 같은 형태와 새의 날개 짓과 유사한 모션을 구현함으로써, 외관이 미려하여 차량의 디자인적인 면과 역동성을 더욱 부각시킬 수 있는 차량용 리어 스포일러를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 차량용 리어 스포일러는, 차량의 후미에 일정 높이로 설치되는 설치대와, 상기 설치대의 좌우측 상단으로부터 상기 차량의 좌우 방향으로 상향 경사지게 1차로 절곡 연장되어, 상기 차량의 주행속도에 따라 경사각 가변되는 한 쌍의 제1날개부 및, 상기 제1날개부의 연장된 일단으로부터 상기 차량의 좌우 방향으로 상향 경사지게 2차로 절곡 연장되어, 상기 차량의 주행속도에 따라 경사각 가변되는 한 쌍의 제2날개부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 설치대의 상면은 상기 제1날개부들의 상면과 동일 높이와 형상으로 수평하게 형성되어, 상기 차량의 좌우측 방향을 따라 상기 제1날개부들 및 상기 제2날개부들과 서로 다른 3개의 경사각을 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 설치대의 좌우측 상단과 상기 제1날개부들 간의 1차 절곡 부위에는 전후 방향을 따라 길이를 갖는 제1절곡선이 형성되며, 상기 제1날개부들과 상기 제2날개부들 간의 2차 절곡 부위에는 전후 방향을 따라 길이를 갖는 제2절곡선이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1날개부들과 상기 제2날개부들 간의 2차 절곡 부위들에는 상기 차량의 좌우 방향으로 하향 절곡된 후 상기 제2날개부의 일단에 연결되는 보조절곡부가 더 형성되며, 상기 보조절곡부들과 상기 제2날개부들 간의 연결 부위에는 전후 방향을 따라 길이를 갖는 제3절곡선이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2절곡선들과 상기 제3절곡선들은 전단이 서로 만나 일치되고, 후방을 따라 점진적으로 더 큰 폭으로 이격되며, 상기 보조절곡부는 후방으로 갈수록 점진적으로 좌우 폭이 넓어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 보조절곡부는 상기 제2날개부들이 상기 차량의 후방으로 휘어지는 경우, 상기 제2절곡선들과 상기 제3절곡선들의 사이에서 더 큰 각으로 접혀 형태가 변형되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1날개부들과 상기 제2날개부들은 수평 또는 상기 차량의 전방으로 하향 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1날개부들과 상기 제2날개부들은 상기 차량의 주행속도에 따라 경사각이 변형되어, 상기 차량으로 가해지는 하향력을 가변하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1날개부들과 상기 제2날개부들의 종 방향 단면은 상기 차량의 전후 방향을 따르는 하면의 곡률이 상면보다 더 큰 곡률로 형성되어, 하방으로 하향력이 작용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1날개부들과 상기 제2날개부들은 상기 차량의 측방을 통해 바람이 경사진 방향으로 불어오는 경우, 상기 설치대를 기준으로 상기 바람이 불어오는 방향과 반대 방향으로 비틀림 회전되는 것이 바람직하다.
본 발명은 주행 중 차량의 주행속도와 바람이 불어오는 각도에 따라 형상이 변형되어, 하향력의 정도를 가변적으로 조절함으로써, 차량의 하향력을 향상시키고, 바람이 측방으로 경사지게 불어오는 경우 변형이 가능하므로 차량의 주행 안정성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 다수의 절곡 부위를 형성시켜 새의 날개와 같은 형태와 새의 날개짓과 유사한 모션을 구현함으로써, 외관이 미려하여 차량의 디자인적인 면과 역동성을 더욱 부각시킬 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 리어 스포일러를 보여주기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 리어 스포일러를 보여주기 위한 측단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 리어 스포일러를 보여주기 위한 배면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 리어 스포일러를 보여주기 위한 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 차량용 리어 스포일러가 차량의 고속주행 범위에서 변형된 상태를 보여주기 위한 배면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 차량용 리어 스포일러가 바람이 경사진 방향으로 불어오는 경우 변형된 상태를 보여주기 위한 배면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 차량용 리어 스포일러가 바람이 경사진 방향으로 불어오는 경우 변형된 상태를 보여주기 위한 평면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하게 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우, 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 리어 스포일러를 보여주기 위한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 차량용 리어 스포일러를 보여주기 위한 측단면도이다.
그리고, 도 3은 본 발명에 따른 차량용 리어 스포일러를 보여주기 위한 배면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 차량용 리어 스포일러를 보여주기 위한 평면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 리어 스포일러는 설치대(100)와, 한 쌍의 제1날개부(200) 및, 한 쌍의 제2날개부(300)를 포함한다.
먼저, 상기 설치대(100)는 차량(10)에 설치된 상태로 제1날개부(200)들과 제2날개부(300)들을 일정 높이로 위치시킨다.
여기서, 상기 설치대(100)는 차량(10)의 후미에 일정 높이로 설치되는 것으로, 차량의 테일 게이트나 트렁크 리드 등에 설치될 수 있다.
그리고, 상기 설치대(100)는 차량(10)의 중심 위치에 설치될 수 있으며, 상기 설치대(100)의 상면은 후술 될 제1날개부(200)들의 상면과 동일 높이와 형상으로 수평하게 형성되어, 상기 제1날개부(200)들과 후술 될 제2날개부(300)들과 서로 다른 3개의 각도를 형성한다.
또한, 상기 설치대(100)의 형상은 사각 함 체 형상으로 도시 하였으나, 필요에 따라 다양한 형상으로 적용이 가능하다.
한 쌍의 제1날개부(200)는, 도 1과 도 3에서처럼 설치대(100)의 좌우측 상단으로부터 차량(10)의 좌우 방향으로 상향 경사지게 1차로 절곡 연장된다.
여기서, 상기 제1날개부(200)들은 차량(10)의 주행속도에 따라 경사각 가변되는 것으로, 주행속도에 따른 경사각 가변을 통해 하향력(down force, 차량의 보디를 노면 쪽으로 억압 하향하는 힘)을 가변한다.
더 상세히 설명하면, 전술한 설치대(100)의 좌우측 상단과 제1날개부(200)들 간의 1차 절곡 부위에는 전후 방향을 따라 길이를 갖는 제1절곡선(210)이 형성된다.
상기 제1절곡선(210)은, 차량(10)의 주행시 풍력에 의해 제1날개부(200)들의 상하 각도가 가변될 수 있도록 기준 선을 형성한다.
그리고, 상기 제1날개부(200)들은 수평 또는 차량(10)의 전방으로 하향 경사지게 형성될 수 있다.
이와 같은 상기 제1날개부(200)들은, 차량(10)의 주행속도에 따라 경사각이 변형되어, 차량(10) 방향으로 가해지는 하향력(down force)을 가변할 수 있다.
이를 위해, 상기 제1날개부(200)들의 종 방향 단면은 도 2에서처럼 차량(10)의 전후 방향을 따르는 하면의 곡률이 상면보다 더 큰 곡률로 형성될 수 있다.
즉, 상기 제1날개부(200)들은 유선형 단면으로 형성되는데, 이러한 상기 제1날개부(200)들의 형상은 역방향으로 에어포일(airfoil) 형상을 갖는 것으로, 비행기의 날개와 같은 플래핑(flapping)의 원리를 이용한다.
여기서, 상기 제1날개부(200)들의 하면은 상대적으로 주변 공기보다 압력이 낮고, 상면은 압력이 높아져 공기가 상면에서 하면으로 움직이려는 힘이 작용하는 원리를 이용한다.
즉, 상기 제1날개부(200)의 위, 아래 공기의 속력 차에 의해 발생한 압력 차이를 이용해 하향력(down force)을 발생시키는 것이다.
제2날개부(300)들은, 도 1과 도 3에서처럼 제1날개부(200)들의 연장된 일단으로부터 차량(10)의 좌우 방향으로 상향 경사지게 2차로 절곡 연장된다.
여기서, 상기 제2날개부(300)들은 설치대(100)의 상면을 기준으로 전술한 제1날개부(200)들보다 더 큰 각으로 상향 경사지게 연결될 수 있다.
더 상세히 설명하면, 제1날개부(200)들과 제2날개부(300)들 간의 2차 절곡 부위에는 전후 방향을 따라 길이를 갖는 제2절곡선(310)이 형성된다.
상기 제2절곡선(310)은, 차량(10)의 주행시 풍력에 의해 제2날개부(300)들의 상하 각도가 가변될 수 있도록 기준 선을 형성한다.
그리고, 상기 제2날개부(300)들은 수평 또는 차량(10)의 전방으로 하향 경사지게 형성될 수 있다.
이와 같은 상기 제2날개부(200)들은, 도 5에서처럼 차량(10)의 주행속도에 따라 경사각이 변형되어, 차량(10) 방향으로 가해지는 하향력(down force)을 가변할 수 있다.
이를 위해, 상기 제2날개부(200)들의 종 방향 단면은 도 2에서처럼 차량(10)의 전후 방향을 따르는 하면의 곡률이 상면보다 더 큰 곡률로 형성될 수 있다.
즉, 상기 제2날개부(200)들은 제1날개부(200)들과 대응되는 유선형 단면으로 형성되는데, 이러한 상기 제2날개부(300)들의 형상은 역방향으로 '에어포일' 형상을 갖는 것으로, 비행기의 날개와 같은 플래핑(flapping)의 원리를 이용한다.
여기서, 상기 제2날개부(300)들의 하면은 제1날개부(200)들과 동일하게 상대적으로 주변 공기보다 압력이 낮고, 상면은 압력이 높아져 공기가 상면에서 하면으로 움직이려는 힘이 작용하는 원리를 이용한다.
즉, 상기 제2날개부(300)의 위, 아래 공기의 속력 차에 의해 발생한 압력 차이를 이용해 하향력(down force)을 발생시키는 것이다.
이 경우, 차량(10)의 타이어는 하향력(down force)이 크게 작용하므로, 접지력이 향상되며, 이를 통해 차량의 주행 안정성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 제2날개부(300)들은 도 6과 도 7에서처럼 차량(10)의 측방을 통해 바람이 경사진 방향으로 불어오는 경우, 설치대(100)를 기준으로 바람이 불어오는 방향과 반대 방향으로 비틀림 회전될 수 있다.
이 경우, 상기 제2날개부(300)들은 바람이 불어오는 방향과 반대되는 방향과 반대되는 방향으로 변형이 되므로, 바람의 저항에 의한 차량의 전복 사고 등을 방지할 수 있다.
한편, 제1날개부(200)들과 제2날개부(300)들 간의 2차 절곡 부위들에는 도 1과 도 3 및 도 4에서처럼 차량(10)의 좌우 방향으로 하향 절곡된 후, 제2날개부(300)들의 일단에 연결되는 보조절곡부(400)가 더 형성될 수 있다.
그리고, 상기 보조절곡부(400)들과 제2날개(300)부들 간의 연결 부위에는 전후 방향을 따라 길이를 갖는 제3절곡선(410)이 형성될 수 있다.
상기 제3절곡선(410)은, 제2절곡선(310)의 용도와 달리 제2날개부(300)들이 설치대(100)를 기준으로 후방으로 회전되는 경우에 접힐 수 있는 간격을 형성한다.
이를 위해, 상기 제2절곡선(310)들과 상기 제3절곡선(410)들은 전단이 서로 만나 일치되고, 후방을 따라 점진적으로 더 큰 폭으로 이격될 수 있다.
이때, 보조절곡부(400)들은 후방으로 갈수록 점진적으로 좌우 폭이 넓어지는 형상을 가질 수 있다.
즉, 상기 보조절곡부(400)는 도 8에서처럼 제2날개부(300)들이 후방으로 휘어지는 경우, 제2절곡선(310)들과 제3절곡선(410)들의 사이에서 더 큰 각으로 접혀 져 더 큰 각으로 형태가 변형될 수 있다.
이에 따라, 제2날개부(300)들은 차량(10)의 측방을 통해 바람이 경사진 방향으로 불어오는 경우, 설치대(100)를 기준으로 상기 바람이 불어오는 방향과 반대 방향으로 비틀림 회전될 수 있다.
이와 같은 제1날개부(200)들과 제2날개부(300)들은 차량(10)의 주행 속도에 따라 형태가 가변되어 하향력(down force)을 조절하므로, 차량(10)의 주행 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다.
결과적으로, 본 발명은 주행 중 차량(10)의 주행속도와 바람의 각도에 따라 형상을 달리하여 하향력(down force)의 강도 및 방향을 가변적으로 조절함으로써, 차량(10)의 하향력(down force)을 향상시키고, 바람이 측방으로 경사지게 불어오는 경우 변형이 가능하므로 차량의 주행 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 다수의 절곡 부위를 형성시켜 새의 날개와 같은 형태와 새의 날개 짓과 유사한 모션을 구현함으로써, 외관이 미려하여 차량(10)의 디자인적인 면과 역동성을 더욱 부각시킬 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 차량용 리어 스포일러에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 차량
100: 설치대
200: 제1날개부
210: 제1절곡선
300: 제2날개부
310: 제2절곡선
400: 보조절곡부
410: 제3절곡선
A: 바람

Claims (10)

  1. 차량의 후미에 일정 높이로 설치되는 설치대;
    상기 설치대의 좌우측 상단으로부터 상기 차량의 좌우 방향으로 상향 경사지게 1차로 절곡 연장되어, 상기 차량의 주행속도에 따라 경사각 가변되는 한 쌍의 제1날개부; 및
    상기 제1날개부의 연장된 일단으로부터 상기 차량의 좌우 방향으로 상향 경사지게 2차로 절곡 연장되어, 상기 차량의 주행속도에 따라 경사각 가변되는 한 쌍의 제2날개부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 리어 스포일러.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 설치대의 상면은,
    상기 제1날개부들의 상면과 동일 높이와 형상으로 수평하게 형성되어, 상기 차량의 좌우측 방향을 따라 상기 제1날개부들 및 상기 제2날개부들과 서로 다른 3개의 경사각을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 리어 스포일러.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 설치대의 좌우측 상단과 상기 제1날개부들 간의 1차 절곡 부위에는,
    전후 방향을 따라 길이를 갖는 제1절곡선이 형성되며,
    상기 제1날개부들과 상기 제2날개부들 간의 2차 절곡 부위에는,
    전후 방향을 따라 길이를 갖는 제2절곡선이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 리어 스포일러.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1날개부들과 상기 제2날개부들 간의 2차 절곡 부위들에는,
    상기 차량의 좌우 방향으로 하향 절곡된 후 상기 제2날개부의 일단에 연결되는 보조절곡부가 더 형성되며,
    상기 보조절곡부들과 상기 제2날개부들 간의 연결 부위에는,
    전후 방향을 따라 길이를 갖는 제3절곡선이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 리어 스포일러.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2절곡선들과 상기 제3절곡선들은,
    전단이 서로 만나 일치되고, 후방을 따라 점진적으로 더 큰 폭으로 이격되며,
    상기 보조절곡부는,
    후방으로 갈수록 점진적으로 좌우 폭이 넓어지는 것을 특징으로 하는 차량용 리어 스포일러.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보조절곡부는,
    상기 제2날개부들이 상기 차량의 후방으로 휘어지는 경우, 상기 제2절곡선들과 상기 제3절곡선들의 사이에서 더 큰 각으로 접혀 형태가 변형되는 것을 차량용 리어 스포일러.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1날개부들과 상기 제2날개부들은,
    수평 또는 상기 차량의 전방으로 하향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 리어 스포일러.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1날개부들과 상기 제2날개부들은,
    상기 차량의 주행속도에 따라 경사각이 변형되어, 상기 차량으로 가해지는 하향력을 가변하는 것을 특징으로 하는 차량용 리어 스포일러.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1날개부들과 상기 제2날개부들의 종 방향 단면은,
    상기 차량의 전후 방향을 따르는 하면의 곡률이 상면보다 더 큰 곡률로 형성되어, 하방으로 하향력이 작용하는 것을 특징으로 하는 차량용 리어 스포일러.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1날개부들과 상기 제2날개부들은,
    상기 차량의 측방을 통해 바람이 경사진 방향으로 불어오는 경우, 상기 설치대를 기준으로 상기 바람이 불어오는 방향과 반대 방향으로 비틀림 회전되는 것을 특징으로 하는 차량용 리어 스포일러.
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