KR101761052B1 - 섬유강화 플라스틱을 이용한 차량의 트렁크 리드 힌지 - Google Patents

섬유강화 플라스틱을 이용한 차량의 트렁크 리드 힌지 Download PDF

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Abstract

트렁크 리드 힌지의 무게를 줄여 차량의 연비를 향상시킨 차량의 트렁크 리드 힌지가 개시된다.
본 발명의 일 양상에 따른 차량의 트렁크 리드 힌지는 차량의 트렁크실 내에 고정된 힌지 브라켓과 상기 힌지 브라켓에 회전 가능하게 결합된 힌지암을 포함하여 형성되며, 트렁크 리드가 회전하여 개폐될 수 있도록 하는 트렁크 리드 힌지로서, 힌지 브라켓과 힌지암은 섬유 강화 열가소성 플라스틱 또는 섬유 강화 열경화성 플라스틱으로 이루어질 수 있다.

Description

섬유강화 플라스틱을 이용한 차량의 트렁크 리드 힌지{Trunk lid hinge in vehicle using fiber reinforced plastic}
본 발명은 차량의 트렁크 리드 힌지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 트렁크실에 설치되어 트렁크 리드가 회전하여 개폐될 수 있도록 하는 트렁크 리드 힌지에 관한 것이다.
자동차는 크게 차체와 새시로 구성된다. 차체는 차량의 외관에 해당되는 부분으로 차실, 기관실, 트렁크실, 펜더 등으로 이루어진다. 상기한 트렁크실의 상측에는 트렁크 리드가 회전하여 개폐될 수 있도록 설치된다.
트렁크 리드가 개방되는 구조를 살펴보면, 힌지암이 차체에 고정된 힌지 브라켓에 회전 가능하게 결합되고, 힌지암은 그에 결합된 가스리프터에 의해 회전력을 받아 회전하여 트렁크 리드가 개방된다.
한편, 최근 차량의 연비 향상은 자동차 제조사들에게는 단순히 제품의 경쟁력을 확보하기 위한 문제가 아니라 매우 절박한 문제가 되고 있다. 연비 향상을 위한 방법 중 가장 일반적으로 접근할 수 있는 것은 차량의 무게를 줄이는 것이다.
그런데, 전술한 트렁크 리드 힌지의 힌지암과 힌지 브라켓 등은 종래에 비중이 높은 철로 만들어져 차량의 무게를 증가시키는 문제가 있었다.
대한민국등록특허 10-0974556호(2010. 08. 02.)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 트렁크 리드 힌지의 무게를 줄여 차량의 연비를 향상시키는 데에 그 목적이 있다.
전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 차량의 트렁크 리드 힌지는 차량의 트렁크실 내에 고정된 힌지 브라켓과 상기 힌지 브라켓에 회전 가능하게 결합된 힌지암을 포함하여 형성되며, 트렁크 리드가 회전하여 개폐될 수 있도록 하는 트렁크 리드 힌지로서, 힌지 브라켓과 힌지암은 섬유 강화 열가소성 플라스틱 또는 섬유 강화 열경화성 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
다른 양상에 따르면, 힌지암의 내부에는 금속보강재가 삽입될 수 있다.
또 다른 양상에 따르면, 금속보강재는 판상 또는 중공관 형상일 수 있다.
또 다른 양상에 따르면, 금속보강재는 철재, 스테인리스강, 텅스텐, 알루미늄, 마그네슘합금 중에서 선택된 어느 하나의 소재로 이루어진 것일 수 있다.
또 다른 양상에 따르면, 섬유 강화 열가소성 플라스틱 또는 열경화성 플라스틱의 강화재로 사용되는 섬유는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드 섬유, 현무암 섬유가 단독 혹은 둘 이상 혼합 구성된 것이며, 모재로 사용되는 수지는 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 불포화 폴리에스테르 수지(unsaturated polyester resin), 비닐에스터, 폴리우레탄으로 대표되는 열경화성 수지군, 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 저밀도 폴리에틸렌(low density polyethylene), 고밀도 폴리에틸렌(high density polyethylene), 폴리에스테르(polyester), 폴리스틸렌 (polystyrene), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride), 변성 폴리페닐렌옥사이드(modified polyphenyleneoxide), 폴리아미드6(polyamide6), 폴리아미드610 (polyamide610), 폴리아미드66(polyamide66), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), ABS (acrylonitrile butadiene styrene), 폴리카보네이트 (polycarbonate), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate), 폴리아세탈(poly acetal), 폴리설폰(polysulfone), 폴리아릴설폰(polyarylsulfone), 폴리페닐설폰(polyphenylsulfone), 폴린에테르설폰(polyethersulfone), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리아미드이미드(polyamideimide), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리4플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE)으로 대표되는 열가소성 수지군으로부터 선택되어 단독 혹은 둘 이상이 혼합된 것일 수 있다.
또 다른 양상에 따르면, 강화재의 비율은 5wt%에서 60 wt%인 것일 수 있다.
또 다른 양상에 따르면, 힌지암은 중공관 형상이며, 길이방향에 수직한 다수의 세로 리브가 내부에 형성된 것일 수 있다.
또 다른 양상에 따르면, 힌지암의 내측에는 가스리프터 볼 조인트의 너트가 삽입될 수 있다.
본 발명에 따르면, 트렁크 리드 힌지가 경량화됨으로써 차량의 연비가 향상된다.
또한, 트렁크 리드 힌지의 외관이 개선되어 상품성이 개선된다.
도 1은 일반적인 차량의 트렁크 리드 힌지의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속보강재를 적용한 차량의 트렁크 리드 힌지암의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 트렁크 리드 힌지암의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 트렁크 리드 힌지암의 가스 리프터 볼 조인트 체결구조이다.
전술한, 그리고 추가적인 양상들은 후술하는 실시 예들을 통해 명확해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 대응되는 구성 요소들은 동일한 번호로 참조된다. 또한, 구성요소들의 형상이나 크기 등은 실제보다 과장될 수 있다. 그리고 관련된 공지 기술에 대한 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 생각되는 경우 그 공지 기술에 대한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예들을 통해 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 차량의 트렁크 리드 힌지의 개략적인 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 트렁크 힌지는 차량의 트렁크실 내에 고정된 힌지 브라켓(20)과 이와 결합하여 회전 가능한 힌지암(10)으로 구성된다. 그리고 힌지암(10)에는 팝업 앗세이(40)나 가스리프터와 연결되는 볼조인트(30)가 체결된다. 그리하여 팝업 앗세이(40)나 가스리프터에 의해 힌지암이 회전하면 트렁크 리드(50)가 개방된다. 팝업 앗세이(40)는 트렁크 리드(50)가 닫혔을 때 압축되게 되는 스프링을 포함하며, 일단은 힌지 브라켓(20)에 고정되고 타단은 힌지암(10)과 연결된다.
본 발명에 따르면 힌지 브라켓(20)과 힌지암(10)은 섬유 강화 열가소성 플라스틱 또는 섬유 강화 열경화성 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 힌지 브라켓(20)과 힌지암(10)이 섬유 강화 열가소성 플라스틱 혹은 열경화성 플라스틱으로 이루어지면, 기존 무게(2kg)대비 55%(0.9kg)를 경량화 시킬 수 있다.
여기서, 섬유 강화 열가소성 플라스틱 또는 열경화성 플라스틱의 강화재로 사용되는 섬유는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드 섬유, 현무암 섬유가 단독 혹은 둘 이상 혼합 구성된 것일 수 있다. 한편, 강화재의 비율은 5wt%에서 60wt%인 것이 바람직하다. 강화재의 비율이 전술한 수치 범위 내일 때, 힌지 브라켓(20)과 힌지암(10)은 가벼우면서도 큰 강성을 갖게 된다. 강화재의 비율이 5wt% 미만인 경우에는 물성 향상이 미비하여 경량화를 달성하기 어렵고, 60wt%를 초과하는 경우에는 섬유와 모재간의 혼합이 어려우며 섬유에 의해 금형이 손상될 가능성이 커지기 때문이다.
그리고 모재로 사용되는 수지는 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 불포화 폴리에스테르 수지(unsaturated polyester resin), 비닐에스터, 폴리우레탄으로 대표되는 열경화성 수지군, 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 저밀도 폴리에틸렌(low density polyethylene), 고밀도 폴리에틸렌(high density polyethylene), 폴리에스테르(polyester), 폴리스틸렌 (polystyrene), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride), 변성 폴리페닐렌옥사이드(modified polyphenyleneoxide), 폴리아미드6(polyamide6), 폴리아미드610 (polyamide610), 폴리아미드66(polyamide66), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), ABS (acrylonitrile butadiene styrene), 폴리카보네이트 (polycarbonate), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate), 폴리아세탈(poly acetal), 폴리설폰(polysulfone), 폴리아릴설폰(polyarylsulfone), 폴리페닐설폰(polyphenylsulfone), 폴린에테르설폰(polyethersulfone), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리아미드이미드(polyamideimide), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리4플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE) 으로 대표되는 열가소성 수지군으로부터 선택되어 단독 혹은 둘 이상이 혼합된 것일 수 있다.
여기서, 힌지 브라켓(20)과 힌지암(10)을 섬유 강화 열가소성 플라스틱으로 제작하는 경우에는 1차 압출하여 섬유와 모재를 혼합하고, 이 혼합물을 제품의 형상을 따라 제작된 금형에 주입(사출)하여 제품을 제작할 수 있다. 그리고 섬유 강화 열경화성 플라스틱으로 제작하는 경우에는 공정상에서 섬유와 모재를 혼합할 수도 있고, 섬유를 금형 내부에 배치한 상태에서 금형을 닫은 뒤 모재를 주입(사출)하여 섬유에 모재를 함침시킬 수도 있다.
구체적으로 수지이송성형(Resin transfer molding) 공법이 적용될 수도 있고, 사전에 섬유와 모재가 혼합되어 있는 재료(중간재)를 사용하는 경우에는 SMC (Sheet molding compound)나 BMC(Bulk molding compound), Prepreg 등과 같은 중간재를 사용하여 압축성형(Compression molding) 등의 공법이 적용될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속보강재를 적용한 차량의 트렁크 리드 힌지암의 단면도이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 힌지암(10)의 내부에는 금속보강재(12)가 삽입될 수 있다. 금속보강재(12)는 판상 또는 중공관 형상일 수 있다. 그리고 철재, 스테인리스강, 텅스텐, 알루미늄, 마그네슘합금 중에서 선택된 어느 하나의 소재로 이루어진 것일 수 있다. 위와 같이 힌지암(10)의 내부에 판상 또는 중공관 형상의 금속보강재(12)가 삽입되고, 금속 보강재가 상기한 어느 하나의 소재로 이루어지는 경우 힌지암(10)은 가벼우면서도 큰 강성을 갖게 된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 트렁크 리드 힌지암의 단면도이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 힌지암(10)은 중공관 형상으로 이루어지고, 내부에는 길이 방향에 수직한 다수의 세로 리브(11)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 힌지암(10)의 외벽 기본 두께는 1.0~7.0mm이고, 리브의 두께는 0.5~7.0mm, 높이는 3~50mm일 수 있다. 전술한 바와 같이 힌지암(10)이 중공관 형상을 갖고, 내부에 길이방향에 수직한 다수의 세로 리브(11)를 구비하는 경우, 힌지암(10)은 가벼우면서도 큰 강성을 갖게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 트렁크 리드 힌지암의 가스 리프터 볼 조인트 체결구조이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 힌지암(10)의 내측에는 가스리프터 볼 조인트(30)의 너트(31)가 삽입될 수 있다. 가스리프터 볼 조인트(30)는 볼트(32)와 너트(31)를 통해 힌지암(10)에 결합된다. 그런데, 힌지암(10)의 내측에 가스리프터 볼 조인트(30)의 너트(31)가 삽입되는 경우, 너트가 외부로 돌출되지 않아 외관이 향상될 수 있다.
한편, 가스리프터 볼 조인트의 너트(31)를 금형에 인서트한 후 사출성형하여 힌지암(10)의 내측에 가스리프터 볼 조인트의 너트(31)를 삽입되도록 할 수도 있고, 힌지암(10)의 내측에 너트가 배치될 수 있는 구조를 만들어, 사출 성형한 후 너트(31)를 조립할 수도 있다. 인서트 사출하여 힌지암(10)의 내측에 가스리프터 볼 조인트의 너트(31)가 삽입되도록 하는 경우 조립 공정에서의 부품 수를 절감할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10: 힌지암
11: 세로 리브
12: 금속보강재
20: 힌지 브라켓
30: 가스 리프터 볼 조인트
31: 가스리프터 볼조인트 너트
32: 가스리프터 볼조인트 볼트
40: 팝업 앗세이
50: 트렁크 리드

Claims (8)

  1. 차량의 트렁크실 내에 고정된 힌지 브라켓과 상기 힌지 브라켓에 회전 가능하게 결합된 힌지암을 포함하여 형성되며, 트렁크 리드가 회전하여 개폐될 수 있도록 하는 트렁크 리드 힌지에 있어서,
    상기 힌지 브라켓과 힌지암은 섬유 강화 열가소성 플라스틱 또는 섬유 강화 열경화성 플라스틱으로 이루어지고,
    상기 힌지암의 내측에는 가스리프터 볼 조인트의 너트가 삽입된 것을 특징으로 하는 차량의 트렁크 리드 힌지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 힌지암의 내부에는 금속보강재가 삽입된 것을 특징으로 하는 차량의 트렁크 리드 힌지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 금속보강재는 판상 또는 중공관 형상인 것을 특징으로 하는 차량의 트렁크 리드 힌지
  4. 제2항에 있어서,
    상기 금속보강재는 철재, 스테인리스강, 텅스텐, 알루미늄, 마그네슘합금 중에서 선택된 어느 하나의 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 트렁크 리드 힌지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 섬유 강화 열가소성 플라스틱 또는 열경화성 플라스틱의 강화재로 사용되는 섬유는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드 섬유, 현무암 섬유가 단독 혹은 둘 이상 혼합 구성된 것이며, 모재로 사용되는 수지는 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 불포화 폴리에스테르 수지(unsaturated polyester resin), 비닐에스터, 폴리우레탄으로 대표되는 열경화성 수지군, 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 저밀도 폴리에틸렌(low density polyethylene), 고밀도 폴리에틸렌(high density polyethylene), 폴리에스테르(polyester), 폴리스틸렌 (polystyrene), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride), 변성 폴리페닐렌옥사이드(modified polyphenyleneoxide), 폴리아미드6(polyamide6), 폴리아미드610 (polyamide610), 폴리아미드66(polyamide66), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), ABS (acrylonitrile butadiene styrene), 폴리카보네이트 (polycarbonate), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate), 폴리아세탈(poly acetal), 폴리설폰(polysulfone), 폴리아릴설폰(polyarylsulfone), 폴리페닐설폰(polyphenylsulfone), 폴린에테르설폰(polyethersulfone), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리아미드이미드(polyamideimide), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리4플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE) 으로 대표되는 열가소성 수지군으로부터 선택되어 단독 혹은 둘 이상이 혼합된 것을 특징으로 하는 차량의 트렁크 리드 힌지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 강화재의 비율은 5wt%에서 60 wt%인 것을 특징으로 하는 차량의 트렁크 리드 힌지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 힌지암은 중공관 형상이며, 길이방향에 수직한 다수의 세로 리브가 내부에 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 트렁크 리드 힌지.
  8. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20110277273A1 (en) * 2010-05-15 2011-11-17 GM Global Technology Operations LLC Hinge part for the hinge of a flap, engine bonnet or boot lid of a motor vehicle, and hinge

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