KR101855787B1 - 차량용 루프 레일의 보강구조 - Google Patents

Abstract

차량용 루프 레일의 보강구조가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 루프 레일의 보강구조는 차량의 루프 패널의 하면에 차폭 방향으로 배치되며, 전,후측에 길이방향을 따라 각각 플랜지를 형성하는 루프 레일에 있어서, 상기 루프 패널에 대응하는 상기 루프 레일의 단면상에서 일측의 플랜지를 제외한 영역에 보강패치가 접착되어 형성된다.

Description

차량용 루프 레일의 보강구조{REINFORCING STURCUTURE OF ROOF RAIL FOR VEHICLES}

본 발명은 차량용 루프 레일의 보강구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차폭 방향으로 설치되는 루프 레일의 단면상에 보강패치를 적용하여 강성을 향상시키는 차량용 루프 레일의 보강구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 루프 레일은 차량의 충돌 시, 입력되는 충격을 흡수하여 승차자의 안전을 도모하며, 동시에 차체의 변형을 최소화 할 수 있도록 차체의 루프 패널 하부에서 차폭 방향으로 설치된다.

상기 루프 레일은 루프 패널의 하부에서 전방, 중앙 및 후방에 각각 접합되어 프론트 루프 레일, 센터 루프 레일 및 리어 루프 레일로 구성된다.

이러한 루프 레일은 루프 패널의 하단면에 마스틱 실러(mastic sealer)에 의해 부착된다.

또한, 상기 루프 레일은 엔진의 가진력과 차체 패널의 고유 진동수가 중첩되는 경우 발생하는 실내 부밍 소음을 저감시키기 위해 댐퍼가 적용된다.

상기 댐퍼는 대략 1.5kg의 질량체로 구성되어 반공지점에 정확하게 튜닝 시, 차체가 고유 진동수 혹은 그 부근에서 큰폭으로 진동하면서 부밍 소음이 발생될 때, 차체의 고유 진동수와 거의 동일하게 진동하게 되면서, 차체의 진동을 줄여 부밍 소음을 저감시키게 되는 것이다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 루프 레일은 주행 시, 상기 댐퍼의 상하 흔들림에 의해 내구성이 약해지고, NVH 성능이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 상기 루프 레일은 상기 루프 패널과 접합 시, 마스틱 실러를 적용하기 위하여 상기 루프 레일과 루프 패널 사이에 대략 2mm 정도의 갭이 발생하게 된다.

이로 인해, 상기 루프 레일은 차체의 진동 발생 시, 유동하면서 변형이 일어나고, 동시에, 상기 마스틱 실러 또한 함께 변형되는 문제점이 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 루프 패널에 대응하는 루프 레일의 단면상에 보강패치를 접착하여 고유 진동수를 증가시켜 진동을 절연함으로써, NVH 성능을 향상시키는 차량용 루프 레일의 보강구조를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시 예는 CFRP 소재의 복합판재로 이루어지는 보강패치를 적용함으로써, 차량의 루프 패널의 강도를 늘려 충격 흡수 성능을 향상시킬 수 있는 차량용 루프 레일의 보강구조를 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 차량의 루프 패널의 하면에 차폭 방향으로 배치되며, 전,후측에 길이방향을 따라 각각 플랜지를 형성하는 루프 레일에 있어서, 상기 루프 패널에 대응하는 상기 루프 레일의 단면상에서 일측의 플랜지를 제외한 영역에 보강패치가 접착되어 형성되는 차량용 루프 레일의 보강구조를 제공할 수 있다.

또한, 상기 타측의 플랜지에 대응하는 보강패치 상에 열경화 접착패드가 접착될 수 있다.

또한, 상기 보강패치는 상기 루프 레일 상의 중앙부의 일정구간에 접착될 수 있다.

또한, 상기 보강패치는 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) 소재의 복합판재로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 루프 패널에 대응하는 루프 레일의 단면상에 보강패치를 접착하여 고유 진동수를 증가시켜 진동을 절연함으로써, NVH 성능을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시 예는 CFRP 소재의 복합판재로 이루어지는 보강패치를 적용함으로써, 차량의 루프 패널의 강도를 늘려 충격 흡수 성능을 향상시키는 효과도 있다.

이 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 루프 레일의 보강구조가 적용된 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 루프 레일의 보강구조가 적용된 루프 패널의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 루프 레일의 보강구조가 적용된 루프 레일의 실물을 평가한 데이터이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예를 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 실시 예들 중에서 바람직한 하나의 실시 예에 관한 것이다. 따라서 본 발명이 하기의 도면과 설명에만 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 루프 레일의 보강구조가 적용된 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 루프 레일의 보강구조가 적용된 루프 패널의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 루프 레일의 보강구조가 적용된 루프 레일의 실물을 평가한 데이터이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 루프 레일(1)은 차량의 루프 패널(30)의 하면에 차폭 방향으로 배치된다.

또한, 상기 루프 레일(1)은 전,후측에 길이 방향을 따라 각각 플랜지(3, 5)를 형성한다.

이러한 루프 레일(1)은 상기 루프 패널(30)에 대응하는 단면상에 보강패치(10)가 적용된다.

상기 보강패치(10)는 루프 레일(1) 상의 중앙부의 일정구간에 접착된다.

여기서 상기 루프 레일(1) 상의 중앙부는 엔진에서부터 발생하는 가진력이 차량의 양측 A필러(미도시)를 통해 상기 루프 레일(1)의 양단부를 통해 입력되어 상기 가진력이 집중되는 영역이다.

이때, 상기 루프 레일(1)은 진동이 지속적으로 입력되면, 응력이 집중되는 중앙부에 손실이 발생하고, 이로 인해, 부밍 소음이 발생하게 되는데, 이를 방지하기 위해 중앙부에 보강패치(10)를 적용한다.

이러한 보강패치(10)는 중앙부에서 일측의 플랜지(3)를 제외한 영역에 접착된다.

상기 일측의 플랜지(3)는 차량의 전측의 플랜지를 포함할 수 있다.

또한, 상기 보강패치(10)는 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) 소재의 복합판재로 이루어 질 수 있다.

그리고 상기 보강패치(10)는 타측의 플랜지(5)에 대응하는 루프 패널(30)과의 사이에 열경화 접착패드(20)가 접착된다.

상기 타측의 플랜지(5)는 후측의 플랜지를 포함할 수 있다.

여기서 상기 열경화 접착패드(20)는 상기 루프 레일(1)이 전착 도장을 통과할 시, 상기 루프 패널(20)과 접착된다.

즉, 상기 루프 레일(1)은 일측의 플랜지(3)를 통해 루프 패널(30)과 용접 접합되고, 타측의 플랜지(5)에 형성된 열경화 접착패드(20)를 통해 루프 패널(30)과 접합된다.

도 3을 참조하면, 종래 기술에 따른 루프 레일(100)과, 본 발명에 실시 예에 따른 루프 레일(1)에 각각 편측 하중을 부하한 후, 중앙부의 변형량을 측정하였다.

종래 기술에 따른 루프 레일(100)은 좌굴순간 최대반력이 1,189kgf인 반면, 본 발명의 실시 예에 따른 보강패치(10)가 적용된 된 루프 레일(1)은 좌굴순간 최대반력이 1,496kgf인 값을 얻을 수 있었다.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 루프 레일(1)이 종래 기술에 따른 루프 레일(100) 보다 좌굴순간 최대반력이 26%가 상승한 것을 볼 수 있다.

또한, 종래 기술에 따른 루프 레일(100)과, 본 발명에 실시 예에 따른 루프 레일(1)에 각각 53kN 정하중을 입력할 시, 중앙부의 변위를 살펴보았다.

종래 기술에 따른 루프 레일(100)은 30mm의 변위가 발생하였고, 본 발명의 실시 예에 따른 루프 레일(1)은 27.7mm의 변위가 발생하였다.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 루프 레일(1)이 종래 기술에 따른 루프 레일(100) 보다 변위가 8% 상승한 것을 볼 수 있다.

따라서 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 루프 레일(1)의 보강구조는 루프 패널(30)에 대응하는 루프 레일(1)의 단면상에 보강패치(10)를 접착하여 고유 진동수를 증가시켜 진동을 절연함으로써, NVH 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 차량용 루프 레일(1)의 보강구조는 CFRP 소재의 복합판재로 이루어지는 보강패치(10)를 적용함으로써, 차량의 루프 패널(30)의 강도를 늘려 충격 흡수 성능을 향상시킬 수도 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1 루프 레일
3 일측의 플랜지
5 타측의 플랜지
10 보강패치
20 열경화 접착패드
30 루프 패널

Claims (6)

1. 차량의 루프 패널의 하면에 차폭 방향으로 배치되며, 전,후측에 길이방향을 따라 각각 플랜지를 형성하는 루프 레일에 있어서,
   상기 루프 패널에 대응하는 상기 루프 레일의 단면상에서 중앙부의 일정구간에 대하여 일측의 플랜지를 제외한 영역에 보강패치가 접착되어 형성되는 차량용 루프 레일의 보강구조.
2. 제1항에 있어서,
   타측의 플랜지에 대응하는 보강패치 상에 열경화 접착패드가 접착되는 차량용 루프 레일의 보강구조.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 보강패치는
   CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) 소재의 복합판재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 루프 레일의 보강구조.
5. 삭제
6. 삭제

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