KR101635561B1 - 결합 및 강성 보강 차량용 루프캐리어의 일체형 사이드 바 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 루프캐리어에 관한 것으로 보다 상세하게는 차량용 루프캐리어의 사이드바에 관한 것으로, 내부에 중공이 형성된 바(Bar) 형태의 본체 프레임과; 상기 본체 프레임 내부 양측면에서 각각 중공 내부 방향을 향하여 연장 형성되며 끝단은 양단으로 나누어지는 보강 프레임부와; 상기 양측 보강 프레임부의 양단중 일단이 상기 본체 프레임 바닥부까지 연장 형성되어 본체 프레임 강성을 보강하는 지지부와; 상기 양측 보강 베이스 프레임의 양단중 타단이 각각 중공 내부 수평 방향을 향하여 서로 이격되게 연장형성되어 이격된 홈에 고정수단이 끼워져 상기 본체 프레임의 양끝단을 차량에 고정시키는 고정부;를 포함한다.

Description

결합 및 강성 보강 차량용 루프캐리어의 일체형 사이드 바 및 이의 제조방법{Side Bar}

본 발명은 루프캐리어에 관한 것으로 보다 상세하게는 차량용 루프캐리어의 사이드바에 관한 것이다.

일반적으로, 차량 실내 공간의 협소함에 따른 짐이나 물건 등의 수납의 불편함을 해소하기 위하여, 차량의 루프 패널(Roof panel)의 상부에 루프 캐리어(Roof carrier)를 장착한 후 레저 스포츠용 물건은 물론 그 외의 화물 등을 적재할 수 있도록 한다.

이러한 기능을 갖는 루프 캐리어는 루프 패널의 양측에 차량의 길이 방향으로 설치되는 사이드 바와, 루프 패널을 가로질러 양 사이드 바에 록킹되는 2개의 크로스 바(cross bar)를 포함한다. 사용자가 이 크로스 바를 사이드 바를 따라 슬라이딩시킴으로써 됨으로써 화물의 크기에 따라 크로스 바 사이의 간격을 조정할 수 있다.

이와 같은 루프 캐리어의 구조를 도 1을 통하여 간단히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 루프 캐리어(10)는 차량의 루프 패널(P) 상부에 장착된다. 루프 캐리어(10)는 차량의 루프 패널(P) 상면 양측에 제 1 방향 (즉, 차량의 길이 방향)으로 각각 설치된 1쌍의 사이드 바(21, 22)와, 사이드 바(21, 22) 사이에 사이드 바와 수직하게 배치되고 그 양단부가 양 사이드 바(21, 22)에 각각 이동 가능하게 결합된 2개의 크로스 바(11, 12)를 포함한다.

크로스 바(11, 12)는 사이드 바(21, 22) 상에서 화물의 크기에 따라 슬라이딩 이동되며, 따라서 크로스 바(11, 12) 사이의 간격이 조절된다. 이동된 크로스 바(11, 12)를 사이드 바(21, 22)에 록킹시키기 위하여 각 크로스 바(11, 12)의 종단부에는 도시되지 않은 록킹 장치가 장착되어 있다.

도 2는 도 1에 도시된 어느 한 사이드 바(21)와 사이드 바(21)의 상부면에 장착되는 커버의 분리 사시도, 도 3은 도 2의 A-A선을 따라 절취한 상태의 단면도로서, 편의상 차량의 루프 패널(P)의 일부와 장착 볼트를 도시하였다.

도 3에 도시된 바와 같이, 중공(中空)의 사이드 바(21)의 상부 부재 및 하부 부재에는 다수의 개구(21A 및 21B)가 형성되어 있다. 장착 볼트(B)가 사이드 바(21)의 하부 부재에 형성된 개구(21B)를 관통하여 차량의 루프 패널(P)에 고정됨으로써 사이드 바(21)는 차량의 루프 패널(P) 상에 고정된다.

즉, 사이드 바(21)의 저면이 차량의 루프 패널(P)의 표면과 접촉한 상태에서, 작업자는 장착 볼트(B)를 사이드 바(21)의 상부 부재에 형성된 개구(21A)를 통하여 하부 부재에 형성된 개구(21B)와 대응시킨다.

이후 작업자가 상부 부재의 개구(21A)를 통하여 장착 공구(T: 쇄선으로 도시함)를 사이드 바(21) 내부로 밀어 넣어 장착 볼트(B)를 차량의 루프 패널(P)에 고정시킴으로써 사이드 바(21)는 차량의 루프 패널(P) 상에 고정된다(도 3의 상태).

이후, 작업자는 사이드 바(21)의 상부 부재에 커버(23)를 장착하여 상부 부재에 형성된 개구(21A)를 밀폐한다.

그러나 이와 같은 종래의 사이드바는 사이드바 양단에 곡선을 가지는 양끝단부가 별도로 제작되어 결합되는 형태로 많은 제작공정을 필요로하며 결합부분이 노출되기 때문에 미관상으로 좋지 않은 점이 있다.

이에 양끝단까지 일체형으로 형성되는 사이드바가 개시되고 있으나 이와 같은 사이드바도 내부에 체결되는 체결볼트로 인하여 내부 강성 보강에 어려운 점이 있다.

그리고 일체형으로 형성된 양 끝단을 차량에 고정하지 못하면 차량의 주행에 따라 사이드바 양 끝단이 들리는 들뜸현상이 발생하곤 한다.

한국등록특허 제10-1251132(2013.03.29: 밀폐용 캡 및 이를 포함하는 차량용 루프 캐리어의 사이드 바 조립체)

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사항을 고려하여 제안된 것으로, 본 발명은 내부 강성을 보강할 수 있는 일체형 차량용 루프캐리어의 사이드바 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.

그리고 본 발명은 앞단의 차량에 고정하여 들뜸현상을 방지할 수 있는 일체형 차량용 루프캐리어의 사이드바 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 루프캐리어의 사이드 바는 내부에 중공이 형성된 바(Bar) 형태의 본체 프레임과; 상기 본체 프레임 내부 양측면에서 각각 중공 내부 방향을 향하여 연장 형성되며 끝단은 양단으로 나누어지는 보강 프레임부와; 상기 양측 보강 프레임부의 양단중 일단이 상기 본체 프레임 바닥부까지 연장 형성되어 본체 프레임 강성을 보강하는 지지부와; 상기 양측 보강 베이스 프레임의 양단중 타단이 각각 중공 내부 수평 방향을 향하여 서로 이격되게 연장형성되어 이격된 홈에 고정수단이 끼워져 상기 본체 프레임의 양끝단을 차량에 고정시키는 고정부;를 포함한다.

여기서 상기 지지부는 상기 본체 프레임 내부 양 측면과 수평하게 형성되며 내부 양측면과의 간격은 3mm 내지 6mm 인것을 특징으로 한다.

그리고 상기 고정부는 상기 본체 프레임 내부 바닥면과 수평하게 형성되며 바닥면과의 간격은 7mm 내지 10mm 인것을 특징으로 한다.

그리고 상기 본체 프레임의 양측부 중 보강 프레임부가 형성되는 하측부의 두께는 보강 프레임부가 형성되지 않는 상측부의 두께보다 얇은 것을 특징으로 한다.

다음으로 본 발명의 실시예에 따른 차량용 루프캐리어의 사이드 바 제작방법은 내부에 중공이 형성된 바(Bar) 형태의 본체 프레임; 상기 본체 프레임 내부 양측면에서 각각 중공 내부 방향을 향하여 연장 형성되며 끝단은 양단으로 나누어지는 보강 프레임부; 상기 양측 보강 프레임부의 양단중 일단이 상기 본체 프레임 바닥부까지 연장 형성되어 본체 프레임 강성을 보강하는 지지부; 상기 양측 보강 베이스 프레임의 양단중 타단이 각각 중공 내부 수평 방향을 향하여 서로 이격되게 연장형성되어 이격된 홈에 고정수단이 끼워져 상기 본체 프레임의 양끝단을 차량에 고정시키는 고정부;가 형성되며 각각이 서로 분리되지 않고 일체로 이루어지도록 알루미늄 금속 소재를 압출하는 단계; 차량용 루프패널 상면에 대응되는 곡선을 가지도록 상기 금속 소재를 밴딩 및 절단하는 단계; 및 상기 본체 프레임 바닥부에 체결공을 형성하는 단계;를 포함한다.

본 발명에 의한 결합 및 강성 보강 차량용 루프캐리어의 일체형 사이드 바 및 이의 제조방법은 일체형으로 형성되고 차량 고정을 위한 볼트 체결수단의 영향을 받지 않으면서 내부 강성을 보강할 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명에 의한 결합 및 강성 보강 차량용 루프캐리어의 일체형 사이드 바 및 이의 제조방법은 일체형으로 형성되면서 양끝단을 차량에 고정할 수 있기 때문에 앞단의 들뜸 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 차량용 루프 캐리어를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 어느 한 사이드 바의 사시도.
도 3은 도 2의 선 A-A를 따라 절취한 상태의 단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사이드 바의 사시도.
도 5는 도 4의 선 A-A를 따라 절취한 상태의 단면도.
도 6은 도 4의 선 A-A를 따라 절취한 상태의 사시도.
도 7은 도 4의 선 B-B를 따라 절취한 상태의 단면도.
도 8은 도 4의 선 C-C를 따라 절취한 상태의 단면도.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사이드 바의 제작 방법을 나타낸 사시도.

본 발명에 따른 실시예에 대하여 구체적으로 설명하기 전에, 본 발명은 이하의 상세한 설명 또는 첨부 도면에 도시된 구성에 한정되지 않으며 다양한 방식으로 사용되거나 수행될 수 있다.

또한, 본 명세서에 사용되는 표현이나 용어는, 단지 설명을 위한 것이며, 한정을 위한 것으로 간주되어서는 안 된다는 것을 알아야 한다.

즉, 본 명세서에 사용되는, "장착된", "설치된", "접속된", "연결된", "지지된", "결합된" 등의 표현은, 다른 것을 나타내는 것으로 지시하거나 한정하고 있는 않는 한, 직접적인 그리고 간접적인 장착, 설치, 접속, 연결, 지지, 및 결합을 모두 포함하는 광범위한 표현으로 사용되고 있다. "접속된", "연결된", "결합된"이라고 하는 표현은, 물리적인 또는 기계적인 접속, 연결 또는 결합에 한정되지 않는다.

그리고 본 명세서에서, 상부, 하부, 하향, 상향, 후방, 바닥, 전방, 후부 등과 같이 방향을 나타내는 용어는 도면을 설명하기 위해 사용되고 있지만, 이러한 용어는, 편의를 위해 도면에 대해 상대적인 방향(정상적으로 봤을 때)을 나타내는 것이다. 이러한 방향을 나타내는 용어는, 어떠한 형태로든 본 발명을 그 문자대로 한정하거나 제한하는 것으로 받아들여져서는 안 된다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 "제1", "제2", "제3" 등의 용어는, 단지 설명을 위한 것이며, 상대적인 중요도를 의미하는 것으로 고려되어서는 안 된다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조로하여 자세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사이드바(100)의 사시도로서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 결합 및 강성 보강 차량용 루프캐리어의 일체형 사이드 바(이하 '사이드 바'로 칭한다)는 도 4에 도시된 바와 같이 사이드바(100)의 앞단 및 뒤단이 일체형으로 형성된 일체형 사이드 바이다.

도 5는 도 4의 선 A-A를 따라 절취한 상태의 단면도로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사이드바(100)는 크게 본체 프레임(200)과 보강부(300)로 이루어진다.

상기 본체 프레임(200)의 양끝단은 절곡된 형상을 가지고 중단의 내부는 중공이 형성된 바(Bar) 형태로 중단의 내부 형상은 도 5에 도시된 바와 같이 상측부(210), 양측부(220) 및 바닥부(230)으로 이루어진다.

다음으로 상기 보강부(300)는 보강 프레임부(310), 지지부(320) 및 고정부(330)로 이루어진다.

보강 프레임부(310)는 본체 프레임(200) 내부 양측면에서 각각 중공 내부 방향을 향하여 연장 형성되며 끝단은 양단으로 나누어지는 형상을 가진다.

상기 보강 프레임부(310)의 연장 형성되는 방향은 양측부(220)의 절곡된 각도에 맞추어 내부 아래 방향을 향하여 연장형성 되는 것이 바람직하다.

다음으로 보강 프레임부(310)의 양단으로 나누어지는 각각은 지지부(320) 및 고정부(330)를 형성한다.

지지부(320)는 보강 프레임부(310)의 양단중 일단이 상기 본체 프레임 바닥부(230)까지 연장 형성되어 본체 프레임(200) 내측에서 측면과 바닥부(230)를 연결 지지하는 보강바 역활을 한다.

지지부(320)는 본체 프레임(200) 내부 양 측면과 수평하게 형성되고 내부 양측면과의 간격은 4.5mm 내지 5.5mm로 형성되는 것이 바람직하다.

이는 도 6은 도 4의 선 A-A를 따라 절취한 상태의 사시도이고, 도 7은 도 4의 선 B-B를 따라 절취한 상태의 단면도로 도 6과 도 7을 참조하여 설명하며, 본체 프레임(200)에는 차량 루프 패널과의 결합을 위한 체결공(240, 250)이 형성되고 형성된 체결공(240, 250)을 통해 체결된다.

체결방식은 다양한 방식으로 체결가능한데 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사이드바(100)는 볼트는 바닥부(230)에 형성된 체결공(250)에 끼워지고 상측부(210)에 형성된 체결공(240)을 통해 너트 및 공구가 삽입되어 체결된다.

이때 체결공을 형성함에 있어서 지지부(320)가 내부 양측면과 3mm 미만으로 형성되면 내부 양측면과 너무 밀착되기 때문에 일체형을 형성하기 어려운 점이 있으며 6mm 초과로 형성되면 체결공 크기와 중첩되기 때문에 체결공 형성을 위한 절삭 가공시 같이 절삭되는 문제점이 있다.

따라서 지지부(320)는 상기 본체 프레임(200) 내부 양 측면과 수평하게 형성되며 내부 양측면과의 간격은 3mm 내지 6mm인 것이 바람직하다.

다음으로 고정부(330)에 대하여 설명하면 고정부(330)는 양측 보강 베이스 프레임(310)의 양단중 타단이 각각 중공 내부 수평 방향을 향하여 서로 이격되게 연장형성되는 형태로 형성된다.

고정부(330)는 이와 같이 본체 프레임(200) 내부에서 수평 방향으로 연장 형성되며 또한 본체 프레임(200) 길이 방향을 따라 길게 형성된 바 형태로 양 고정부(330) 사이에는 이격홈(340)이 형성된 형태를 가진다.

이와 같은 고정부(330)는 상기 체결공(240, 250)에 체결되는 체결수단 이외에 별도로 사이드바(100)의 양끝단을 차량 루프패널에 고정시키기 위하여 형성된다.

즉, 도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사이드 바의 제작 방법에 따라 제작된 사이드바의 앞단 절단 모습을 나타낸 단면도로서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사이드바(100)는 아래에서 설명하는 바와 같이 긴 바 형태로 압출성형된 후 양 끝단이 밴딩 처리되고 이후에 밴딩처리된 부분을 절단하여 형성된다.

이때 사이드바(100)의 양 끝단을 밴딩하고 절삭하게 되면 도 11과 같이 본체 프레임(200)의 바닥부(230)는 절삭되어 없어지게 되므로 사이드바(100)의 양 끝단 바닥부는 고정부(330)가 전체 형상으로 남아 있거나 일부 절삭된 형태로 남게 된다.

따라서 사이드바(100)의 양끝단은 바닥부(230)가 없어져서 볼트 체결이 어려워지는데 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사이드바(100)는 고정부(330)가 구비되어 있어 루프패널에 구비되는 끼움 고정수단(도시하지 않음)이 이격홈(340) 및 고정부(330)에 끼워 고정되므로 사이드바(100)의 양끝단을 차량 루프패널에 들뜸현상 없이 고정할 수 있는 이점이 있다.

이때 고정부(330)는 상기 본체 프레임(200) 내부 바닥면과 수평하게 형성되며 바닥면과의 간격은 7mm 내지 10mm 인것이 바람직하다.

이는 고정부(330)와 바닥면과의 간격이 7mm미만으로 형성되면 밴딩 절삭시 고정부(330)의 너무 많은 부분이 절삭되어 고정에 어려움이 있으며 10mm 초과로 형성되면 고정부(330)와 루프패널 사이의 간결이 너무 벌어져 루프패널에 밀착 고정할 수 없기 때문이다.

구분	항복강도(Mpa)	Von mises Stress(Mpa)	변형(mm)
비교예	145	133.3	1.96
실시예	145	122.0	1.78

표 1은 본 발명의 바람직한 실시예와 비교예를 비교 실험한 결과로 Von mises Stress는 항복강도를 기준으로 어느 정도의 여유강도가 있는지를 평가한 결과로 기존 사이드바는 11.7Mpa의 여유 강도밖에 없는데 반해 본 발명의 바람직한 실시예는 23Mpa의 여유 강도가 있으며 변형량도 비교예에 비하여 확실히 적은 변형을 나타내는 것으로 조사되었다.

따라서 발명의 바람직한 실시예에 따른 사이드바(100)는 이와 같이 형성되므로 사이드바(100)의 내부 강성 보강을 확실히 할 수 있으며 또한 차량 루프패널에 사이드바(100) 전체를 밀착 고정할 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 도 9 내지 도 11를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사이드 바의 제작 방법에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사이드 바의 제작 방법은 크게 알루미늄 금속 소재 압출단계, 밴딩 및 절곡 단계 및 체결공 형성단계로 나뉜다.

첫번째 알루미늄 금속 소재 압출단계는 도 9에 도시된 바와 같이 내부에 중공이 형성된 바(Bar) 형태의 본체 프레임, 상기 본체 프레임 내부 양측면에서 각각 중공 내부 방향을 향하여 연장 형성되며 끝단은 양단으로 나누어지는 보강 프레임부, 상기 양측 보강 프레임부의 양단중 일단이 상기 본체 프레임 바닥부까지 연장 형성되어 본체 프레임 강성을 보강하는 지지부, 상기 양측 보강 베이스 프레임의 양단중 타단이 각각 중공 내부 수평 방향을 향하여 서로 이격되게 연장형성되어 이격된 홈에 고정수단이 끼워져 상기 본체 프레임의 양끝단을 차량에 고정시키는 고정부가 형성되며 각각이 서로 분리되지 않고 일체로 이루어지도록 알루미늄 금속 소재를 압출하는 단계이다.

다음으로 밴딩 및 절곡 단계는 도 10 및 11에 도시된 바와 같이 차량용 루프패널 상면에 대응되는 곡선을 가지도록 상기 금속 소재를 밴딩 및 절단하는 단계로 이루어진다.

그리고 마지막 체결공 형성단계는 상기 본체 프레임 바닥부에 체결공을 형성하는 단계로 이루어진다.

이때 사이드바는 경질 아노 다이징 공법으로 처리하는 것이 바람직하다.

이와 같이 경질 아노 다이징 공법으로 사이드바을 제작하면 알루미늄 주조합금의 주요 합금원소인 Si 석출물이 주조제품 표면에 발생하는 것을 최소화함으로써 양극산화피막 내에 결함 생성을 억제하고 수십 마이크로 미터 이상으로 두껍게 양극산화피막을 형성시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

100: 사이드바 200: 본체 프레임 300: 보강부
310: 보강 프레임부 320: 지지부 330: 고정부

Claims (5)

1. 내부에 중공이 형성된 바(Bar) 형태의 본체 프레임(200);
   상기 본체 프레임 내부 양측면(310)에 상기 본체 프레임의 길이방향을 따라 각각 상기 중공 내부 방향을 향하여 판 형상으로 연장 형성되며 끝단은 양단으로 나누어지는 보강 프레임부(300);
   상기 양측 보강 프레임부의 양단중 일단에서 상기 본체 프레임의 강성을 보강하도록 상기 본체 프레임의 바닥면까지 연장 형성되어 형성되는 지지부(320); 및
   상기 양측 보강 프레임부의 양단중 타단에서 각각 중공 내부 수평 방향을 향하여 이격홈을 형성하도록 서로 이격되게 연장 형성되는 고정부(330);를 포함하는 직선 형태의 일체형 사이드 바(200)는 일체형으로 사출 성형되고,
   상기 사출 성형된 일체형 사이드 바(200)의 양 끝단은 굽힘 가공된 후 굽힘 가공된 양 끝단은 상기 고정부(330)가 상기 일체형 사이드 바(200)의 양 끝단에서 바닥면을 형성하도록 절삭가공되어,
   상기 바닥면을 형성하는 일체형 사이드 바(200)의 양 끝단 고정부(330)의 이격된 홈(340)에 고정수단이 끼워져 상기 일체형 사이드 바(200)의 양 끝단은 차량 루프 패널에 고정되는 것을 특징으로 하는 결합 및 강성 보강 차량용 루프캐리어의 일체형 사이드 바.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 지지부는 상기 본체 프레임 내부 양 측면과 수평하게 형성되며 내부 양측면과의 간격은 3mm 내지 6mm 인것을 특징으로 하는 결합 및 강성 보강 차량용 루프캐리어의 일체형 사이드 바.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 고정부는 상기 본체 프레임 내부 바닥면과 수평하게 형성되며 바닥면과의 간격은 7mm 내지 10mm 인것을 특징으로 하는 결합 및 강성 보강 차량용 루프캐리어의 일체형 사이드 바.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 본체 프레임의 양측부 중 보강 프레임부가 형성되는 하측부의 두께는 보강 프레임부가 형성되지 않는 상측부의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 결합 및 강성 보강 차량용 루프캐리어의 일체형 사이드 바.
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