KR101567733B1

KR101567733B1 - 차량의 외장형 액티브 에어플랩 장치

Info

Publication number: KR101567733B1
Application number: KR1020140156863A
Authority: KR
Inventors: 정지민
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2014-11-12
Filing date: 2014-11-12
Publication date: 2015-11-10
Also published as: CN106143124A; CN106143124B; US20160129778A1; US9370995B2; DE102015205289A1

Abstract

본 발명은 차량의 외장형 액티브 에어플랩 장치에 관한 것으로, 고정플랩(10)과 가동플랩(30)으로 분할되고, 고속 주행시의 풍압으로 가동플랩(30)이 고정플랩(10)에 대해 회전하면서 고정플랩(10)의 개구부를 개폐시킬 수 있도록 된 것이다.

Description

차량의 외장형 액티브 에어플랩 장치{EXTERNAL TYPE ACTIVE AIR FLAP APPARATUS FOR VEHICLE}

본 발명은 차량의 외장형 액티브 에어플랩 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 라디에이터 그릴의 역할을 하는 고정플랩과 외부 공기의 유입을 제어하는 가동플랩으로 분할 구성된 차량의 외장형 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 에어플랩 장치가 개발되었다.

액티브 에어플랩 장치(AAF)의 종류로는 대한민국공개특허공보 제10-2014-0032620호에 기재된 기술과 같이 라디에이터 그릴을 둘러싼 덕트의 후방에 플랩 구동부를 구성해서 플랩의 개폐를 제어하는 내장형(슈라우드 덕트형)과, 대한민국공개특허공보 제10-2012-0113956호에 기재된 기술과 같이 라디에이터 그릴이 플랩의 역할을 해서 그릴의 개구부를 직접 개폐하도록 제어하는 외장형(라디에이터 그릴 일체형)이 있다.

상기 내장형 액티브 에어플랩 장치는 외장형에 비해 디자인 자유도가 높고 플랩 구동부의 패키지 제약을 덜 받는 장점이 있고, 상기 외장형 액티브 에어플랩 장치는 내장형에 비해 공력성능의 개선효과가 우수한 장점이 있다.

그런데, 외장형 액티브 에어플랩 장치는 전술한 바와 같이 라디에이터 그릴이 외부 공기의 유입을 제어하는 플랩의 역할을 하는 구성이기에 고속 조건에서 플랩을 강제적으로 개폐작동 시키려면 큰 토크가 필요하고, 큰 토크를 위해서는 용량이 큰 모터를 사용해야 하므로 비용이 비싸지는 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.

대한민국공개특허공보 제10-2012-0113956호

이에 본 발명은 상기한 바의 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 라디에이터 그릴의 역할을 하는 고정플랩과 외부 공기의 유입을 제어하는 가동플랩으로 분할 구성하고, 차량으로 유입되는 외부 공기의 압력으로 가동플랩이 고정플랩에 대해 회전하면서 개폐작동을 하도록 구성함으로써, 가동플랩의 개폐작동을 위한 모터의 사용을 없앨 수 있도록 하고, 이를 통해 비용절감 및 중량감소를 도모할 수 있는 차량의 외장형 액티브 에어플랩 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 고속 주행에서도 엔진룸으로 외부 공기의 유입이 필요한 상황에서는 가동플랩을 개방된 상태로 고정시킬 수 있도록 함으로써, 고온에 의한 엔진룸내 차량 부품의 손상을 방지할 수 있는 차량의 외장형 액티브 에어플랩 장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 외장형 액티브 에어플랩 장치는, 라디에이터 그릴의 역할을 하는 것으로 차체의 전후방향으로 눕혀진 상태로 고정되게 설치된 고정플랩; 상기 고정플랩을 관통하도록 설치된 힌지축; 및 상기 고정플랩의 윗면에 포개어진 상태로 설치되고 후방단이 상기 힌지축에 의해 관통되며 차량으로 유입되는 외부 공기의 압력으로 상기 힌지축을 중심으로 상기 고정플랩에 대해 회전해서 상기 고정플랩의 개구부를 개폐시키도록 동작하는 가동플랩;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 고정플랩은 복수개가 상하로 이격되게 설치되고; 상기 고정플랩마다 상기 가동플랩이 1개씩 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 고정플랩에는 상기 힌지축을 기점으로 후방쪽으로 연장되고 전방쪽으로 개구된 플랩삽입홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 힌지축과 연결되게 설치된 것으로 상기 힌지축과 상기 가동플랩을 상기 고정플랩의 윗면을 따라 이동시켜서 상기 플랩삽입홈으로 삽입시키거나 또는 상기 플랩삽입홈으로부터 인출시키도록 동작하는 플랩구동부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 플랩구동부는 힌지축의 일단이 축 회전 가능하도록 결합된 축결합부재; 상기 축결합부재와 일체로 결합되면서 양단이 상기 플랩삽입홈의 길이방향을 따라 배치되게 설치된 랙; 상기 랙과 치합된 피니언; 상기 피니언과 동력전달이 가능하도록 연결된 구동모터; 및 상기 구동모터의 구동을 제어하는 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 가동플랩은 상기 플랩삽입홈으로부터 인출된 상태에서만 상기 힌지축을 중심으로 회전하고 상기 플랩삽입홈으로 삽입된 상태에서는 상기 플랩삽입홈의 구속에 의해 회전하지 못하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량의 외장형 액티브 에어플랩 장치에 의하면, 고속 주행시의 풍압으로 가동플랩이 고정플랩에 대해 회전하면서 고정플랩의 개구부를 개폐시킬 수 있게 됨으로써, 가동플랩의 개폐작동을 위한 모터의 사용을 없앨 수 있게 되고, 이를 통해 비용절감 및 중량감소를 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 고속 주행시에 엔진룸으로 외부 공기의 유입이 필요한 상황에서는 가동플랩이 고정플랩에 형성된 플랩삽입홈으로 삽입되어서 고정되고, 이를 통해 고정플랩의 통로를 개방된 상태로 유지시킬 수 있게 됨으로써 고온의 열에 의한 엔진룸내 차량 부품의 손상을 예방할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 외장형 액티브 에어플랩 장치로서 가동플랩이 개방된 상태의 도면,
도 2는 도 1의 단면도,
도 3은 가동플랩이 밀폐된 상태의 도면,
도 4는 도 3의 단면도,
도 5는 가동플랩이 플랩설치홈으로 삽입된 상태의 도면,
도 6은 도 5의 단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량의 외장형 액티브 에어플랩 장치에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 차량의 외장형 액티브 에어플랩 장치는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 라디에이터 그릴의 역할을 하는 것으로 차체의 전후방향으로 눕혀진 상태로 고정되게 설치된 고정플랩(10); 상기 고정플랩(10)을 관통하도록 설치된 힌지축(20); 및 상기 고정플랩(10)의 윗면에 포개어진 상태로 설치되고 후방단이 상기 힌지축(20)에 의해 관통되며 차량으로 유입되는 외부 공기의 압력으로 상기 힌지축(20)을 중심으로 상기 고정플랩(10)에 대해 회전해서 상기 고정플랩(10)의 개구부를 개폐시키도록 동작하는 가동플랩(30);을 포함한다.

상기 고정플랩(10)은 차체의 좌우방향으로의 길이가 전후방향의 길이보다 길게 형성되고, 상기 가동플랩(30)은 차체의 좌우방향으로는 상기 고정플랩(10)과 동일한 길이로 형성되고 전후방향으로는 상기 고정플랩(10)보다 짧은 길이로서 형성된 구조이다.

그리고, 상기 고정플랩(10)은 복수개가 상하로 이격되게 설치된 구조이고, 상기 고정플랩(10)마다 상기 가동플랩(30)이 1개씩 배치되게 설치된 구조가 된다.

상기 고정플랩(10)에는 상기 힌지축(20)을 기점으로 후방쪽으로 연장되고 전방쪽으로 개구된 플랩삽입홈(11)이 형성된다.

상기 플랩삽입홈(11)은 후방으로 갈수록 하향 경사진 각도로 형성된 것이 바람직한 바, 이는 후술하는 바와 같이 플랩구동부의 작동에 의해 힌지축(20)과 가동플랩(30)이 후방으로 용이하게 이동해서 플랩삽입홈(11)속으로 삽입되도록 하기 위함이다.

또한, 본 발명은 상기 힌지축(20)과 연결되게 설치된 것으로 상기 힌지축(20)과 상기 가동플랩(30)을 상기 고정플랩910)의 윗면을 따라 이동시켜서 상기 플랩삽입홈(11)으로 삽입시키거나 또는 상기 플랩삽입홈(11)으로부터 인출시키도록 동작하는 플랩구동부(40);를 더 포함한다.

여기서, 상기 플랩구동부(40)는 힌지축(20)의 일단이 회전 가능하게 결합된 축결합부재(41), 상기 축결합부재(41)와 일체로 결합되면서 양단이 상기 플랩삽입홈(11)의 길이방향을 따라 배치되게 설치된 랙(42), 상기 랙(42)과 치합된 피니언(43), 상기 피니언(43)과 동력전달이 가능하도록 연결된 구동모터(44), 및 상기 구동모터(44)의 구동을 제어하는 제어기(45)를 포함하다.

상기 축결합부재(41)는 링크로 구성될 수도 있고, 또는 막대와 같은 로드로 구성될 수도 있다.

또한, 상기 힌지축(20)은 각각의 일단이 모두 다 상기 축결합부재(41)에 축 회전이 가능하도록 결합된 구조가 된다.

상기 제어기(45)는 엔진룸에 설치된 엔진, 라디에이터, 인터쿨러, 증발기, 응축기 등과 같은 다양한 열교환기들로부터 신호를 전달받아서 상기 구동모터(44)의 구동을 제어하게 된다.

한편, 상기 가동플랩(30)은 상기 플랩삽입홈(11)으로부터 인출된 상태에서만 상기 힌지축(20)을 중심으로 회전하고, 상기 플랩삽입홈(11)으로 삽입된 상태에서는 상기 플랩삽입홈(11)의 구속에 의해 회전하지 못하는 구조가 바람직하다.

이하, 본 발명 실시예의 작용에 대해 설명한다.

도 1과 도 2는 차량이 저속으로 주행하는 상태로 이때의 가동플랩(30)은 플랩삽입홈(11)으로부터 인출된 상태가 된다.

저속 주행 상태에서는 엔진룸으로 유입되는 외부 공기의 풍압이 크지 않기 때문에 가동플랩(30)은 고정플랩(10)과 밀착되어서 개방된 상태로 존재하게 되며, 이로 인해 고정플랩(10)의 개방된 통로를 통해 외부 공기가 엔진룸으로 유입됨으로써 엔진과 열교환기 등을 효과적으로 냉각시킬 수 있게 된다.

도 3과 도 4는 차량이 고속으로 주행하는 상태이다.

고속 주행 상태에서는 엔진룸으로 유입되는 외부 공기의 풍압이 크기 때문에 가동플랩(30)은 외부 공기의 풍압에 의해 힌지축(20)을 중심으로 전방단이 회전을 해서 고정플랩(10)의 개방된 통로를 작게 하거나 또는 밀폐시키게 된다.

이때에는, 엔진룸으로의 공기 유입량이 줄어들게 됨으로써 연비 향상 및 소음을 개선할 수 있게 된다.

그리고, 도 5와 도 6은 고속 주행시에 비상사태가 발생한 상황이다.

전술한 바와 같이 고속 주행 상태에서는 가동플랩(30)이 풍압에 의해 회전해서 고정플랩(10)의 개방된 통로를 작게 하거나 또는 밀폐시키게 되는데, 이러한 상황에서 엔진이나 엔진룸내에 설치된 열교환기 등이 과열되어서 온도가 상승하게 되면, 차량의 주요 부품이 손상되는 문제가 발생하게 된다.

따라서, 고속 주행 중에 엔진룸내에 설치된 차량 부품이 과열되는 상황이 발생하면, 이때의 상태를 센서가 검출해서 제어기(45)로 전달하게 되고, 상기 제어기(45)는 전달받은 신호에 근거해서 구동모터(44)를 동작시키게 된다.

그러면, 피니언(43)의 회전에 의해 랙(42)과 축결합부재(41)가 후방으로 이동하고, 상기 축결합부재(41)와 연결된 힌지축(20) 및 가동플랩(30)이 후방으로 이동해서 고정플랩(10)에 형성된 플랩삽입홈(11)속으로 삽입된다.

상기와 같이 가동플랩(30)이 플랩삽입홈(11)속으로 삽입되면, 고속 주행시의 풍압이 가동플랩(30)에 전달되더라도 상기 가동플랩(30)은 플랩삽입홈(11)의 구속에 의해 고정플랩(10)과 밀착되어서 회전하지 못하는 상황이 되는 바, 이로 인해 저속 주행 상태에서와 같이 고정플랩(10)의 개방된 통로를 통해 많은 양의 외부 공기가 엔진룸으로 유입됨에 따라 엔진과 열교환기 등을 효과적으로 냉각시켜서 열에 의한 고장발생을 방지할 수 있게 된다.

그리고, 과열된 엔진과 열교환기 등이 외부 공기에 의해 냉각되어서 정상적인 온도로 되면, 플랩구동부(40)의 동력에 의해 힌지축(20)과 가동플랩(30)이 플랩삽입홈(11)으로부터 인출되어서 도 2와 같은 초기 상태로 복귀한 후 다음 번의 hd작을 준비하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는, 고속 주행시의 풍압으로 가동플랩(30)이 고정플랩(10)에 대해 회전하면서 고정플랩(10)의 개구부를 개폐시킬 수 있는 구성으로, 가동플랩(30)의 개폐작동을 위한 모터의 사용을 없앨 수 있게 됨으로써 비용절감 및 중량감소를 도모할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 고속 주행시에 엔진룸으로 외부 공기의 유입이 필요한 상황에서는 가동플랩(30)이 고정플랩(10)에 형성된 플랩삽입홈(11)으로 삽입되어서 고정되고, 이를 통해 고정플랩(10)의 통로를 개방된 상태로 유지시킬 수 있게 됨으로써 고온의 열에 의한 엔진룸내 차량 부품의 손상을 예방할 수 있는 장점도 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 - 고정플랩 11 - 플랩삽입홈
20 - 힌지축 30 - 가동플랩
40 - 플랩구동부 41 - 축결합부재
42 - 랙 43 - 피니언
44 - 구동모터 45 - 제어기

Claims

라디에이터 그릴의 역할을 하는 것으로 차체의 전후방향으로 눕혀진 상태로 고정되게 설치된 고정플랩;
상기 고정플랩을 관통하도록 설치된 힌지축; 및
상기 고정플랩의 윗면에 포개어진 상태로 설치되고 후방단이 상기 힌지축에 의해 관통되며 차량으로 유입되는 외부 공기의 압력으로 상기 힌지축을 중심으로 상기 고정플랩에 대해 회전해서 상기 고정플랩의 개구부를 개폐시키도록 동작하는 가동플랩;을 포함하는 차량의 외장형 액티브 에어플랩 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 고정플랩은 복수개가 상하로 이격되게 설치되고;
상기 고정플랩마다 상기 가동플랩이 1개씩 설치된 것을 특징으로 하는 차량의 외장형 액티브 에어플랩 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 고정플랩에는 상기 힌지축을 기점으로 후방쪽으로 연장되고 전방쪽으로 개구된 플랩삽입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 외장형 액티브 에어플랩 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 힌지축과 연결되게 설치된 것으로 상기 힌지축과 상기 가동플랩을 상기 고정플랩의 윗면을 따라 이동시켜서 상기 플랩삽입홈으로 삽입시키거나 또는 상기 플랩삽입홈으로부터 인출시키도록 동작하는 플랩구동부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 외장형 액티브 에어플랩 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 플랩구동부는 힌지축의 일단이 축 회전 가능하도록 결합된 축결합부재;
상기 축결합부재와 일체로 결합되면서 양단이 상기 플랩삽입홈의 길이방향을 따라 배치되게 설치된 랙;
상기 랙과 치합된 피니언;
상기 피니언과 동력전달이 가능하도록 연결된 구동모터; 및
상기 구동모터의 구동을 제어하는 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 외장형 액티브 에어플랩 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 가동플랩은 상기 플랩삽입홈으로부터 인출된 상태에서만 상기 힌지축을 중심으로 회전하고 상기 플랩삽입홈으로 삽입된 상태에서는 상기 플랩삽입홈의 구속에 의해 회전하지 못하는 것을 특징으로 하는 차량의 외장형 액티브 에어플랩 장치.