KR20040045804A - 자동차의 프론트 엔드 모듈 구조 - Google Patents

자동차의 프론트 엔드 모듈 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 프론트 엔드 모듈 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 캐리어 후방에 쿨링 모듈을 별개의 부품으로 장착하도록 된 종래의 구조와는 달리, 캐리어를 전방의 컨덴서와 후방의 라디에이터 사이에 위치시키고, 이와 함께 상기 캐리어에 팬 쉬라우드 역할의 구조를 일체로 추가 구성하여 이에 전동팬을 장착시킨 구조로 된 자동차의 프론트 엔드 모듈 구조에 관한 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 자동차의 프론트 엔드 모듈 구조에서는 상기와 같이 팬 쉬라우드 일체형의 캐리어가 적용됨으로써, 캐리어 및 쿨링 모듈의 점유 공간이 줄어드는 장점이 있고, 전동팬 모터 전방에 컨덴서만 위치하므로 모터 부하의 감소를 기대할 수 있으며, 주행풍 유입이 원활해져 기존 보다 많은 공기 흐름을 얻을 수 있으므로 엔진 냉각 및 에어컨 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

자동차의 프론트 엔드 모듈 구조{Front end module structure of automobile}
본 발명은 자동차의 프론트 엔드 모듈 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 캐리어 후방에 쿨링 모듈을 별개의 부품으로 장착하도록 된 종래의 구조와는 달리, 캐리어를 전방의 컨덴서와 후방의 라디에이터 사이에 위치시키고, 이와 함께 상기 캐리어에 팬 쉬라우드 역할의 구조를 일체로 추가 구성하여 이에 전동팬을 장착시킨 구조로 된 자동차의 프론트 엔드 모듈 구조에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 차체 구조는 모노코크 바디 구조와 프레임 구조로 크게 나눌 수 있는데, 상기 모노코크 바디 구조는 FF, FR 등의 구동방식과 서스펜션의 방식에 따라 약간씩 다르며, 제조 메이커에 따라 부품의 조립 순서, 분할 방식 등에도 약간씩 차이가 있다.
이와 같은 모노코크 바디 구조를 설명한다면 프론트 바디와 센터 바디 그리고 리어 바디로 구분하여 설명할 수 있는데, 이중 프론트 바디에서 프론트 펜더(Front Fender), 후드(Hood), 프론트 밸런스 패널(Front Balance Panel) 등의 외관 부품들은 볼트로 체결되며, 차체의 골격을 이루고 있는 구조 부재들은 거의 메인 바디에 스폿 용접되어 있다.
상기 모노코크 바디는 프레임이 없는 것으로, 오늘날 자동차의 대부분이 이 구조를 취하고 있으며, 바디가 새시 프레임과 일체로 되어 있어 가벼울 뿐만 아니라 충돌시 에너지 흡수가 잘되는 장점이 있고, 외력을 바디 전체로 커버할 수 있는구조로 되어 있다.
한편, 차체는 충돌시 운동에너지를 효과적으로 흡수하여야 하며, 동시에 충분한 강성을 가져야 한다.
또한, 부품수 및 공정수를 줄이고 차체의 경량화를 실현할 수 있도록 프론트 엔드에 체결되는 각 부품을 일체로 모듈화한 기술이 제안된 바 있다.
첨부한 도 1은 종래의 프론트 엔드 모듈을 보인 전면사시도이고, 도 2는 종래의 프론트 엔드 모듈 구조의 단면도로서, 통상 프론트 엔드 모듈(Front End Module)(10)은 차체 캐리어(Carrier)(11)와 쿨링 모듈(Cooling Module)(15)을 포함하여 이루어지며, 상기 쿨링 모듈(15)이 캐리어(11) 후방에 설치된 구조로 되어 있다.
여기서, 상기 프론트 엔드 모듈의 구조를 좀 더 상세히 살펴보면, 상기 캐리어(11)에는 상측의 라디에이터 어퍼 패널(Radiator Upper Panel)(12)과 하측의 라디에이터 로워 패널(Radiator Lower Panel)(13)이 일체로 성형되어 있고, 그 전면 중앙에는 라디에이터 어퍼 패널(12) 및 로워 패널(13)의 변형 방지를 위한 라디에이터 서포트 센터 멤버(Radiator Support Center Member)(14)가 상하로 길게 설치된다.
그리고, 상기 라디에이터 어퍼 패널(12)과 라디에이터 로워 패널(13) 후방에는 쿨링 모듈(15)이 고정되는데, 이 쿨링 모드(15)는 전방에서부터 컨덴서(16), 라디에이터(17), 전동팬(팬과 모터 그리고 팬 쉬라우드를 포함하여 이루어짐)(18)의 순으로 결합되어진 결합체이다.
그러나, 상기와 같이 이루어진 프론트 엔드 모듈(10)의 구조에서는 캐리어(11)와 쿨링 모드(15)가 각각 별개의 부품으로 구성되어 있는 바, 캐리어(11)와 쿨링 모듈(15)의 점유 공간이 커지는 단점이 있었다.
또한, 캐리어(11)와 쿨링 모드(15) 사이의 공간 사이드쪽으로 쉽게 공기가 빠져 나갈 수 있었는 바, 이는 냉각 및 에어컨 성능을 저하시키는 요인이 되며, 컨덴서(16), 라디에이터(17) 및 전동팬(18)의 순으로 결합되어진 쿨링 모듈(15)이 별개의 부품으로 상기 캐리어(11)의 후방에 설치됨에 따라 정비성이 좋지 못하다는 단점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 캐리어 및 쿨링 모듈의 점유 공간을 작게 필요로 하고, 원활한 주행풍 유입 및 씰링 확보로 기존 보다 많은 공기 흐름을 얻을 수 있어 엔진 냉각 및 에어컨 성능이 향상될 수 있는 자동차의 프론트 엔드 모듈 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 프론트 엔드 모듈을 보인 전면사시도,
도 2는 종래의 프론트 엔드 모듈 구조의 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 프론트 엔드 모듈 구조의 단면도,
도 4는 본 발명의 프론트 엔드 모듈 구조에 채용된 캐리어를 나타낸 배면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 프론트 엔드 모듈110 : 캐리어
111 : 팬 쉬라우드 구조112 : 모터장착용 링 부재
113 : 가이드 링 부재113a : 돌출부
114 : 스테이터 부재120 : 쿨링 모듈
121 : 컨덴서122 : 라디에이터
123 : 전동팬125 : 전동팬 모터
126 : 전동팬 날개
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 캐리어(110)와, 컨덴서(121) 및 라디에이터(122) 그리고 전동팬(123)으로 이루어진 쿨링 모듈(120)을 포함하는 자동차의 프론트 엔드 모듈 구조에 있어서,
상기 캐리어(110)를 전방의 컨덴서(121)와 후방의 라디에이터(122) 사이에 위치시키고, 이와 함께 상기 캐리어(110)에 팬 쉬라우드 역할의 구조(111)를 일체로 추가 구성하여 이에 전동팬(123)을 장착시킨 구조로 된 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 캐리어(110)와 일체로 구성되는 상기 팬 쉬라우드 구조(111)는, 상기 캐리어(110) 중앙 사각 빈 공간에 설치 구성되되, 안쪽에 전동팬 모터(125)가 넣어져 장착되는 모터장착용 링 부재(112)와, 전동팬 날개(126) 끝 바깥쪽에 근접되게 위치되어 컨덴서(121)를 통과한 공기를 후방의 라디에이터(122) 전면으로 안내하는 가이드 링 부재(113)와, 상기 두 링 부재(112,113)를 서로 연결하는 동시에 주변의 캐리어(110)에 고정하기 위한 스테이터 부재(114)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가이드 링 부재(113)의 내주면에는 전동팬 날개(126) 끝 후방으로 상기 내주면과 팬 날개(126) 끝 사이의 통기 간극을 차단하는 돌출부(113a)가 전 둘레에 걸쳐 연속해서 돌출된 형태로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 3은 본 발명에 따른 프론트 엔드 모듈 구조의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 프론트 엔드 모듈 구조에 채용된 캐리어를 나타낸 배면도이다.
이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 프론트 엔드 모듈 구조(100)는, 캐리어 후방에 쿨링 모듈을 별개의 부품으로 장착하도록 된 종래의 구조와는 달리, 캐리어(110)를 전방의 컨덴서(121)와 후방의 라디에이터(122) 사이에 위치시키고,이와 함께 상기 캐리어(110)에 팬 쉬라우드 역할의 구조(111)를 일체로 추가 구성하여 이에 전동팬(123)을 장착시킨 구조로 되어 있다.
즉, 본 발명에 따른 프론트 엔드 모듈 구조(100)에서는 캐리어(110)가 팬 쉬라우드 구조(111)와 일체형으로 되어 있으며, 이 캐리어(110) 전면에는 컨덴서(121)가 장착되고, 캐리어(110) 후면에는 라디에이터(122)가 장착된다.
여기서, 상기 캐리어(110)와 일체형으로 된 팬 쉬라우드 구조(111)는, 상기 캐리어(110) 중앙 사각 빈 공간에 설치 구성되며, 크게 모터 장착을 위한 링 부재(이하, 모터장착용 링 부재라 칭함)(112)와, 상기 링 부재(112)의 바깥쪽에 위치되어 컨덴서(121)를 통과한 공기를 후방의 라디에이터(122) 전면으로 안내하는 링 부재(이하, 가이드 링 부재라 칭함)(113)와, 상기 두 링 부재(112,113)를 서로 연결하는 동시에 주변의 캐리어(110)에 고정하기 위한 스테이터 부재(114)를 포함하여 이루어진다.
이하, 도 3과 도 4를 참조하여 팬 쉬라우드 구조를 구성요소별로 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 모터장착용 링 부재(112)는 캐리어(110) 중앙 사각 빈 공간에 좌우로 두 개가 설치되는 바, 이는 각각 좌측과 우측의 전동팬 모터(125)를 고정하기 위한 것이며, 각 전동팬 모터(125)는 해당 모터장착용 링 부재(112) 안에 넣어져서 볼트로 체결된다.
다음으로, 상기 가이드 링 부재(113)는 원통형의 형상을 가지는 것으로서, 전방의 컨덴서(121)와 후방의 라디에이터(122) 사이에 위치되며, 전후 끝단이 각각컨덴서(121) 후면과 라디에이터(122) 전면에 최대한 근접되게 설치된다.
상기 가이드 링 부재(113)는 전동팬 구동시 팬 날개(126)의 회전으로 전방의 컨덴서(121)를 통과한 공기를 후방의 라디에이터(122) 전면으로 안내하는 역할을 한다.
그리고, 상기 가이드 링 부재(113)는 컨덴서(121)를 통과한 공기가 주변으로 새지 않도록 하여, 팬 날개(126) 회전시 소음 발생을 방지하고, 팬 날개(126)를 통과한 공기가 라디에이터(122)에 부딪힌 후 팬 날개(126) 주변 공간에서 역류하는 것을 방지한다.
따라서, 상기 가이드 링 부재(113)의 직경은, 도 3의 원 안에 도시한 바와 같이, 팬 날개(126)의 끝이 가이드 링 부재(113)의 내주면에 최대한 근접될 수 있는 크기로 하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 가이드 링 부재(113) 내주면에 팬 날개(126) 끝 후방으로 가이드 링 부재(113) 내주면과 팬 날개(126) 끝 사이의 통기 간극을 차단하는 돌출부(113a)를 전 둘레에 걸쳐 연속해서 돌출된 형태로 형성시킨다.
다음으로, 상기 스테이터 부재(114)는 상기 두 링 부재(112,113)를 서로 연결하는 동시에 주변의 캐리어(110)에 고정하는 역할을 하며, 예시한 바와 같이, 방사형 배치 구조로 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 동일 차량에서 팬 사양이 이원화 되는 경우를 위하여, 상기 두 개의 링 부재 및 스테이터 부재, 그리고 이 스테이터 부재 끝단에 일체로 된 사각 테두리 형태로 되어 캐리어에 탈/부착 가능하게 된 체결부를 한 개의 부품으로 구성하고, 이와 같이 구성된 것들 중 팬 사양에 맞는 것을 선택하여 캐리어에 볼트 체결하도록 하는 것도 실시 가능하다.
이와 같이 하여, 본 발명에 따른 프론트 엔드 모듈 구조에서는 팬 쉬라우드 일체형의 캐리어가 적용됨으로써, 캐리어와 쿨링 모드가 각각 별개의 부품으로 구성된 종래의 구조에 비해 캐리어 및 쿨링 모듈의 점유 공간이 줄어드는 장점이 있게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 프론트 엔드 모듈 구조에 의하면, 팬 쉬라우드 일체형의 캐리어가 적용됨으로써, 다음과 같은 효과가 있다.
1) 캐리어와 쿨링 모드가 각각 별개의 부품으로 구성된 종래의 구조에 비하여, 캐리어 및 쿨링 모듈의 점유 공간이 줄어드는 장점이 있다.
2) 라디에이터 어퍼 패널 및 로워 패널의 변형 방지를 위한 기존의 라디에이터 서포트 센터 멤버가 팬 쉬라우드 구조의 스테이터 등에 의해 삭제될 수 있다
3) 전동팬 모터 전방에 컨덴서만 위치하므로 모터 부하가 감소될 수 있고, 이에 모터 출력 감소에 의한 충방전 성능 향상을 얻을 수 있다.
4) 컨덴서와 라디에이터 사이에 전동팬이 장착되므로 기존과 같이 공기 역류 방지나 공기 포집을 위한 라디에이터 후면 쉬라우드 막음구조가 불필요하고, 이로 인해 주행풍 유입이 원활해져 기존 보다 많은 공기 흐름을 얻을 수 있는 바, 엔진냉각 및 에어컨 성능이 향상된다.
5) 가이드 링 부재에 의해 차체 캐리어와 쿨링 모듈간 씰링이 이루어지므로 종래의 씰링 확보를 위해 추가하던 별도의 에어 가이드 등이 삭제 가능하다.

Claims (3)

  1. 캐리어(110)와, 컨덴서(121) 및 라디에이터(122) 그리고 전동팬(123)으로 이루어진 쿨링 모듈(120)을 포함하는 자동차의 프론트 엔드 모듈 구조에 있어서,
    상기 캐리어(110)를 전방의 컨덴서(121)와 후방의 라디에이터(122) 사이에 위치시키고, 이와 함께 상기 캐리어(110)에 팬 쉬라우드 역할의 구조(111)를 일체로 추가 구성하여 이에 전동팬(123)을 장착시킨 구조로 된 것을 특징으로 하는 자동차의 프론트 엔드 모듈 구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 캐리어(110)와 일체로 구성되는 상기 팬 쉬라우드 구조(111)는, 상기 캐리어(110) 중앙 사각 빈 공간에 설치 구성되되, 안쪽에 전동팬 모터(125)가 넣어져 장착되는 모터장착용 링 부재(112)와, 전동팬 날개(126) 끝 바깥쪽에 근접되게 위치되어 컨덴서(121)를 통과한 공기를 후방의 라디에이터(122) 전면으로 안내하는 가이드 링 부재(113)와, 상기 두 링 부재(112,113)를 서로 연결하는 동시에 주변의 캐리어(110)에 고정하기 위한 스테이터 부재(114)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 프론트 엔드 모듈 구조.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 가이드 링 부재(113)의 내주면에는 전동팬날개(126) 끝 후방으로 상기 내주면과 팬 날개(126) 끝 사이의 통기 간극을 차단하는 돌출부(113a)가 전 둘레에 걸쳐 연속해서 돌출된 형태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 프론트 엔드 모듈 구조.
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