KR101836515B1 - 차량의 카울 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 카울 어셈블리에 관한 것으로서, 차량의 가속 주행시 발생하는 소음 및 진동이 개선될 수 있고, 차체 구조물로서의 구조적인 강성 조건을 충족하면서도 보행자 보호 성능이 개선될 수 있는 차량의 카울 어셈블리를 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 카울 탑 패널과 카울 로워 패널을 포함하여 구성되는 차량용 카울 어셈블리에 있어서, 상기 카울 로워 패널이 상방으로 연장되도록 형성된 복수개의 마운팅 브라켓과, 후단부에 형성된 복수개의 마운팅부를 가지며, 상기 마운팅 브라켓의 상단부와 마운팅부가 카울 탑 패널의 상부와 하부에 고정됨으로써 카울 로워 패널이 카울 탑 패널의 상부와 하부에 마운팅된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 차량용 카울 어셈블리를 제공한다.

Description

차량의 카울 어셈블리{Cowl assembly of vehicles}

본 발명은 차량의 카울 어셈블리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 가속 주행시 발생하는 소음 및 진동이 개선될 수 있고, 차체 구조물로서의 구조적인 강성 조건을 충족하면서도 보행자 보호 성능이 개선될 수 있는 차량의 카울 어셈블리에 관한 것이다.

최근 차체 기술이 발전함에 따라 차체에 사용되는 부품의 결합이 점차 견고해지고 있고, 사용되는 강판의 강도도 점차 강화되고 있다.

이로 인해 차량 탑승자의 상해는 점차 줄어드는 추세인 반면 차량과 충돌한 보행자의 상해는 계속해서 증가하고 있는 추세이며, 그 상해 정도 또한 점차 심화되어 차량과 충돌한 보행자가 사망에 이르는 경우가 많아지고 있다.

이에 전 세계적으로 보행자 보호를 위한 연구와 노력이 활발히 이루어지고 있고, 교통사고 중 차량과 보행자의 사고가 큰 비중을 차지함을 고려하여 충돌 사고 발생시 보행자 상해를 줄일 수 있는 자동차 안전기준을 제시하여 규정하고 있다.

보행자가 차량 정면에서 충돌하는 경우 보통 보행자의 두부(頭部)가 차량의 전면 바디에 2차적으로 충돌하여 두부 손상을 크게 입는 상황이 발생한다.

따라서, 전면 바디의 강성을 줄이고 충격 흡수가 보다 잘되는 구조로 개선할 필요가 있지만, 차량의 전면 바디는 차체 전체의 형상을 유지해주는 것임은 물론 엔진 등의 다양한 구성요소를 포함하고 있는 것이며, 더욱이 탑승자의 안전을 보호하기도 하는 것이므로, 강한 강성을 유지해야 할 필요성 또한 존재한다.

한편, 차량의 전면 바디는 엔진룸과 차 실내 공간을 구획하는 대쉬 패널(dash panel), 엔진룸 상부에 위치하는 후드(hood), 후드와 윈드쉴드 글라스 사이에 설치되는 카울(cowl) 등을 포함하여 구성된다.

이 중에서 카울은 차량 전방에 위치하여 대쉬 패널과 함께 엔진룸과 차량 내부의 격벽 역할을 하며, 좌우 측면을 연결하여 횡 강성을 유지하는 역할을 함과 더불어 엔진룸에서 발생한 소음 및 진동을 차량 내부로 전달 또는 유입되는 것을 막아주는 역할을 한다.

또한 차량의 충돌시 발생하는 충격에너지를 흡수하며, 엔진룸의 각종 부품이 충격에너지에 의해 차 실내로 침입하는 것을 방지하는 역할을 한다.

이러한 차량의 카울은 보통 박스형 구조로 설계되고 있는데, 크게 도 1의 (a)에 나타낸 폐(閉)단면 박스형 구조와 도 1의 (b)에 나타낸 개(開)단면 박스형 구조로 구분될 수 있다.

보행자 보호 성능의 증대와 법규 만족을 위해서는 보행자 충돌시 변형이 보다 용이하고 충격을 잘 흡수하는 개단면 박스형 구조가 유리하다.

그러나, 종래의 카울은 보행자 충돌시 그 강성으로 인해 보행자 두부 충돌시 충격 흡수가 국부적으로 나타날 뿐 아니라, 보행자 두부에 가해지는 충격치가 여전히 높아 보행자 보호 및 충격 흡수 측면에서 볼 때 미흡한 문제점을 가지고 있다.

특히, 종래의 개단면 박스형 카울에서는 주행 중 가속 운전조건에서 윈드쉴드 글라스(1)의 하단 진동으로 인해 가속 부밍이 발생하거나, 가속 부밍에 따른 카울 탑 패널(10)의 진동으로 인해 차량 전석(前席)에서의 소음이 과다해지는 등 소음 및 진동 측면에서 여전히 미흡한 문제점을 가진다.

차량의 구조적인 특성상 윈드쉴드 글라스가 외측과 내측으로 펌핑 진동할 경우 실내 공기를 가진하여 귀를 압박하는 듯한 저주파 부밍음('웅'하는 소음)을 발생시키며, 특히 윈드쉴드 글라스의 펌핑 진동 모드와 같은 구조적인 모드와 실내 공기의 모드에서 주파수가 근접할 경우 공진이 발생하여 운전석 위치에서 느끼는 저속 부밍 소음은 커지게 된다.

이에 탄성 영역에서 윈드쉴드 글라스의 펌핑 진동에 의한 변형이 최소화됨과 더불어 패널 진동이 저감되어 NVH 성능이 향상될 수 있고, 보행자 충돌시 변형에 의한 충격 흡수 효과가 극대화될 수 있는 보다 개선된 카울 구조가 필요하다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 창출한 것으로서, 차량의 가속 주행시 발생하는 소음 및 진동이 개선될 수 있고, 차체 구조물로서의 구조적인 강성 조건을 충족하면서도 보행자 보호 성능이 개선될 수 있는 차량의 카울 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 카울 탑 패널과 카울 로워 패널을 포함하여 구성되는 차량용 카울 어셈블리에 있어서, 상기 카울 로워 패널이 상방으로 연장되도록 형성된 복수개의 마운팅 브라켓과, 후단부에 형성된 복수개의 마운팅부를 가지며, 상기 마운팅 브라켓의 상단부와 마운팅부가 카울 탑 패널의 상부와 하부에 고정됨으로써 상기 카울 로워 패널이 카울 탑 패널의 상부와 하부에 마운팅된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 차량용 카울 어셈블리를 제공한다.

바람직한 실시예에서, 상기 카울 로워 패널에 복수개의 충격흡수용 홀이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 카울 로워 패널이 플라스틱 재질로 된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 카울 로워 패널의 마운팅 브라켓과 충격흡수용 홀은 카울 로워 패널 성형 후 마운팅 브라켓에 해당하는 부분의 외곽 라인을 따라 절단하고 절단된 마운팅 브라켓 부분을 충격흡수용 홀 부분과 분리되도록 상방으로 굽힘 가공하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 카울 탑 패널에 카울 탑 센터 보강부재의 상단부가 고정된 상태에서 상기 카울 탑 센터 보강부재의 하단부가 카울 로워 패널의 마운팅부 중 하나에 고정되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명에 따른 차량의 카울 어셈블리에 의하면, 카울 로워 패널이 카울 탑 패널의 상, 하부에 각각 마운팅되는 구조가 적용됨으로써 카울 로워 패널이 카울 탑 패널에 결합되었을 때 상하 지지 강성이 증대되면서도 충돌시 변형 유도를 통해 충격을 효과적으로 흡수할 수 있는 개선된 카울 충격 흡수 구조가 구현될 수 있다.

특히, 상, 하 마운팅 구조가 적용됨으로써 보행자 두부 충돌시 변형에 의한 충돌에너지 흡수 효과가 극대화될 수 있고, 주행 중 차량 가속시 윈드쉴드 글라스 하단의 펌핑 진동 모드를 제어할 수 있게 되면서 가속 소음(부밍음)을 저감시키는 효과를 제공하게 된다.

도 1은 종래기술에 따른 카울 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 카울 어셈블리가 설치된 상태의 결합 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 카울 어셈블리와 주변 차체 부품을 함께 도시한 분해 사시도이다.
도 4와 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 카울 어셈블리가 설치된 상태의 절개 사시도이다.
도 6과 도 7은 각각 도 5의 선 'A-A'와 'B-B'를 따라 취한 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 가속 부밍 소음이 저감되도록 윈드쉴드 글라스 하단의 상하 진동 모드를 제어하면서 변형에 의한 충돌에너지 흡수를 극대화할 수 있는 차량용 카울 어셈블리를 제공한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 카울 어셈블리가 설치된 상태의 결합 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 카울 어셈블리와 주변 차체 부품을 함께 도시한 분해 사시도이다.

또한 도 4와 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 카울 어셈블리가 설치된 상태의 절개 사시도이며, 도 6과 도 7은 각각 도 5의 선 'A-A'와 'B-B'를 따라 취한 단면도이다.

본 발명의 카울 어셈블리는 도면에 나타내지는 않았으나 후드 후방에 위치하여 윈드쉴드 글라스에 연결되도록 설치되는 것으로서, 상측에 위치하는 카울 탑 패널(cowl top panel)(10)과, 카울 탑 패널(10)의 하측에 위치하는 카울 로워 패널(cowl lower panel)(20)을 포함하여 구성된다.

여기서, 카울 탑 패널(10)은 대쉬 패널(2) 상부에 고정되어 설치된다.

또한 카울 로워 패널(20)은 플라스틱을 사출 성형하여 제작되는 플라스틱 재질의 패널로서(별물의 플라스틱 부품임), 카울 탑 패널(10)의 상부와 하부에 마운팅되어 설치된다.

이를 위해 카울 로워 패널(20)의 후단부를 따라 복수개의 마운팅부(21)가 형성되고, 각각의 마운팅부(21)가 카울 탑 패널(10)의 하부 대응부위에 볼트로 체결되어 카울 로워 패널(20)의 후단부가 카울 탑 패널의 하부에 마운팅된다.

또한 카울 로워 패널(20)에 상방으로 길게 연장된 구조의 마운팅 브라켓(22)이 일체로 더 형성되고, 마운팅 브라켓(22)의 상단부가 카울 탑 패널(10)의 상부에 볼트로 체결됨으로써 카울 로워 패널(20)이 카울 탑 패널(10)의 상부에도 함께 마운팅된다.

이와 같이 카울 로워 패널(20)은 마운팅부(21)와 마운팅 브라켓(22)에 의해 카울 탑 패널(10)에 마운팅되는 구조가 되며, 카울 탑 패널(10)과의 마운팅부(21)에 의한 체결점은 하부 체결점이 되고, 마운팅 브라켓(22)에 의한 체결점은 상부 체결점이 된다.

도 2에 예시된 실시예는 카울 로워 패널(20)에 4개의 마운팅부(21)와 2개의 마운팅 브라켓(22)을 형성하여, 카울 로워 패널(20)이 2점의 상부 체결점과 4점의 하부 체결점을 통해 카울 탑 패널(10)에 마운팅되는 실시예(상부 2점 + 하부 4점 마운팅 구조)이다.

즉, 카울 로워 패널(20)이 카울 탑 패널(10)의 하부에 4점 마운팅, 카울 탑 패널의 상부에 2점 마운팅되어 고정되는 것이다.

여기서, 마운팅부(21) 및 마운팅 브라켓(22)의 개수는 필요에 따라 적절히 변경하여 실시할 수 있으며, 그 개수가 도 2에 예시된 실시예의 개수로 한정되는 것은 아니다.

한편, 카울 로워 패널(20)에서 각 마운팅 브라켓(22)의 후방(차체 전후 방향을 기준으로 하여 후방)으로는 홀(23)이 전후로 길게 형성되는데, 이 홀(23)은 충격에너지를 흡수하는 역할을 하게 된다.

이와 같이 카울 로워 패널(20)은 마운팅 브라켓(22)과 더불어 홀(23)이 형성된 구조로 제작되어 설치되는데, 마운팅 브라켓(22)과 홀(23)(이하, '충격흡수용 홀'이라 칭함)을 형성함에 있어서 노치 및 절단 가공, 굽힘 가공을 적용하여 형성하는 것이 가능하다.

즉, 카울 로워 패널(20)의 사출 성형시에 마운팅 브라켓(22)과 충격흡수용 홀(23)을 함께 성형하는 것이 가능하나, 카울 로워 패널(20) 성형 후 마운팅 브라켓(22)에 해당하는 부분의 외곽 라인을 따라 노치 가공하고, 이어 노치 가공 부위를 따라 절단한 뒤, 마운팅 브라켓(22)에 해당하는 부분을 충격흡수용 홀(23) 부분으로부터 분리되도록 상방으로 꺾어주는 굽힘 가공을 하여 도 2와 같은 마운팅 브라켓을 형성하는 것이 가능하다.

물론, 마운팅 브라켓(22)의 상단부에는 카울 탑 패널(10)과의 볼트 체결을 위한 홀을 형성해준다.

도 3에는 대쉬 패널(2)과 카울 탑 패널(10), 플라스틱 별물 부품인 카울 로워 패널(20)이 도시되어 있으며, 미설명부호 11과 12는 카울 탑 패널(10)의 상측 및 하측으로 각각 조립되는 보강 기능의 카울 탑 로워 보강부재(cowl top reinforce)와 카울 탑 어퍼 보강부재(cowl top upper reinforce)를 나타낸다.

또한 도면부호 13은 카울 탑 센터 보강부재(cowl top center reinforce)를 나타내는데, 카울 탑 센터 보강부재(13)는 대략적으로 카울 탑 패널(10) 및 카울 로워 패널(20)의 좌우 길이방향 중앙 위치에 설치된다.

이때, 카울 탑 센터 보강부재(13)는 카울 로워 패널(20)의 마운팅부(21) 중에서 중앙에 위치되는 마운팅부와 체결되는데, 상단부가 카울 탑 패널(10)의 상부에 용접 등의 방법으로 고정되고, 하단부가 상기 카울 로워 패널(20)의 마운팅부(21)와 볼트로 체결된다.

도 3에서 미설명부호 3과 4는 각각 대쉬 패널(2)의 전면과 하부에 조립되는 대쉬 크로스 멤버와 대쉬 로워 멤버를 나타낸다.

도 6 및 도 7은 도 4와 도 5에 도시된 마운팅 브라켓(22)과 카울 탑 센터 보강부재(13) 위치에서 각각 단면을 취하여 도시한 단면도로서, 먼저 도 6을 참조하면, 상측의 카울 탑 패널(10) 하측으로 카울 로워 패널(20)이 마운팅되되, 카울 로워 패널(20)에서 상방으로 길게 연장된 마운팅 브라켓(22)의 상단부가 카울 탑 패널(10)에 체결된 구조가 도시되어 있다.

또한 카울 로워 패널(20)에서 마운팅 브라켓(22)의 하측으로 충격흡수용 홀(23)이 형성되어 있음을 볼 수 있다.

다음으로 도 7을 참조하면, 카울 탑 센터 보강부재(13)가 카울 탑 패널(10)의 상부에 고정되고, 카울 탑 패널(10)의 하부에서 카울 탑 센터 보강부재(13)의 하단부에 카울 로워 패널(20)의 마운팅부(21)가 체결된 구조가 도시되어 있다.

이와 같이 하여, 본 발명에 따른 카울 어셈블리에서는 카울 로워 패널(20)이 카울 탑 패널(10)의 상, 하부에 모두 마운팅되는 구조가 적용되는바, 이러한 상, 하 마운팅 구조에 의해 카울 로워 패널(20)이 카울 탑 패널(10)에 결합되었을 때 상하 지지 강성이 증대되면서도 충돌시 변형 유도를 통해 충격을 효과적으로 흡수할 수 있는 개선된 카울 충격 흡수 구조가 구현될 수 있게 된다.

특히, 상, 하 마운팅 구조가 적용된 본 발명의 카울 어셈블리는 보행자 두부 충돌시에 변형에 의한 충돌에너지 흡수 효과가 극대화될 수 있어 더욱 개선된 보행자 보호 성능을 나타내며, 더욱이 주행 중 차량 가속시 윈드쉴드 글라스 하단의 펌핑 진동 모드를 제어할 수 있게 되어 가속 소음(부밍음)을 저감시키는 효과를 제공하게 된다.

이와 같은 본 발명의 효과를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상, 하 마운팅 구조가 적용된 상태에서, 윈드쉴드 글라스(도시하지 않음)와 카울 탑 패널(10) 상부에서 1차적으로 충격을 흡수하고, 이어 카울 탑 패널(10)의 상부 공간과 하부 공간에서 2차적으로 충격을 흡수한다.

일례로, 보행자 두부가 카울 탑 중앙부에 충돌한다고 할 때, 카울 탑 중앙부 좌굴에 의한 충격 흡수가 이루어지고, 카울 탑 패널(10)과 카울 로워 패널(20)이 그들 사이의 빈 공간에서 찌그러지면서 충돌에너지를 흡수한다.

이어 가격 위치 좌우 측방에서 카울 로워 패널(20)의 마운팅 브라켓(22)이 변형되면서 잔여 충격량을 흡수하게 되어 보행자 두부의 상해치가 최소화될 수 있게 된다.

또한 평상시 차량 주행 중 가속 운전조건에서 카울 로워 패널(20) 및 그 마운팅 브라켓(22)이 카울 탑 패널(10)을 안정적으로 지지하게 되므로, 종래의 가속 부밍 소음 문제, 패널 진동 및 그로 인한 소음 문제가 확실히 개선될 수 있게 된다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

1 : 윈드쉴드 글라스 2 : 대쉬 패널
10 : 카울 탑 패널 13 : 카울 탑 센터 보강부재
20 : 카울 로워 패널 21 : 마운팅부
22 : 마운팅 브라켓 23 : 충격흡수용 홀

Claims (5)

1. 카울 탑 패널과 카울 로워 패널을 포함하여 구성되는 차량용 카울 어셈블리에 있어서,
   상기 카울 로워 패널이 상방으로 연장되도록 형성된 복수개의 마운팅 브라켓과, 후단부에 형성된 복수개의 마운팅부를 가지며, 상기 마운팅 브라켓의 상단부와 마운팅부가 카울 탑 패널의 상부와 하부에 고정됨으로써 카울 로워 패널이 카울 탑 패널의 상부와 하부에 마운팅된 구조를 가지며,
   상기 카울 탑 패널에 카울 탑 센터 보강부재의 상단부가 고정된 상태에서 상기 카울 탑 센터 보강부재의 하단부가 카울 로워 패널의 마운팅부 중 하나에 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 카울 어셈블리.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 카울 로워 패널에 복수개의 충격흡수용 홀이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 카울 어셈블리.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 카울 로워 패널이 플라스틱 재질로 된 것을 특징으로 하는 차량용 카울 어셈블리.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 카울 로워 패널의 마운팅 브라켓과 충격흡수용 홀은 카울 로워 패널 성형 후 마운팅 브라켓에 해당하는 부분의 외곽 라인을 따라 절단하고 절단된 마운팅 브라켓 부분을 충격흡수용 홀 부분으로부터 분리되도록 상방으로 굽힘 가공하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 카울 어셈블리.
   
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