KR20110052517A - 후방 페어링 요소를 포함하는 전동 차량 전방 횡방향 빔 - Google Patents

후방 페어링 요소를 포함하는 전동 차량 전방 횡방향 빔 Download PDF

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KR20110052517A
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Abstract

전동 차량 전방 횡방향 빔(4)은, 전동 차량 전방 어셈블리(1)의 실드 스킨(2)과 후면(6) 사이에 위치되고, 실드 스킨(2)과의 충격이 발생될 시에 에너지를 흡수함으로써 변형하도록 설계되며, 대략적으로 평면형의 전면(8)을 갖는다. 전동 차량 전방 횡방향 빔(4)은, 전동 차량 전방 횡방향 빔(4)의 전면(8)으로부터의 공기의 적층 흐름(laminar flow)을 전동 차량의 전방 어셈블리(1)의 후면(6)을 향하여 촉진시키기 위해, 차량의 전방을 향하고 있는 오목부(16)를 갖는 후방의 페어링 요소(10)를 포함한다.

Description

후방 페어링 요소를 포함하는 전동 차량 전방 횡방향 빔{MOTOR VEHICLE FRONT TRANSVERSE BEAM COMPRISING A REAR FAIRING ELEMENT}
본 발명은 전동 차량 전방 어셈블리의 실드 스킨(shield skin)과 후면 사이에 위치되는 타입의 전동 차량 전방 횡방향 빔(front transverse beam)에 관한 것이며, 이 빔은 실드 스킨과의 충격이 발생하는 경우에 에너지를 흡수하도록 설계되고, 실질적으로 평면형 전면을 갖는다.
본 발명은 또한 이러한 전방 횡방향 빔을 포함하는 전동 차량 어셈블리에 관한 것이다.
전동 차량 전방 횡방향 빔의 기능은 기둥 또는 다른 차량과 같은 외부의 단단한 요소가 차량의 전면과 충격이 발생하는 경우에 차체 내로 뚫고 들어오는 것으로부터 전동 차량을 보호하고, 그에 따라 차량의 탑승자 및 차량 앞쪽 부분에 위치된 기능 요소(functional element)를 보호하는 것이다. 이러한 종류의 빔은 또한 빔과 차량의 전면 사이에 충격으로 인한 에너지를 흡수하기 위한 요소를 설치함으로써 차량과 보행자 간의 충돌이 발생하는 경우에 보행자를 보호한다.
이러한 종류의 빔은 하나 이상의 라디에이터 또는 전동 팬 유닛과 같은 차량의 추진 유닛을 냉각시키기 위한 시스템 또는 에어컨 시스템의 기능 부재와 같은 차량의 기능 요소를 포함하고 있는 전동 차량의 후면의 전방에 위치된다. 이들 부재는 차량이 이동할 때에 차량 외측으로부터 공기를 모음으로써 기능한다. 또한, 모아진 공기는 차량의 다양한 기능 요소를 냉각시킨다.
전술한 기능 요소가 기능하도록 하기 위하여 필수적으로 요구되는 공기를 모으기 위한 공기 유입구를 제공하면서도, 차량의 공기역학을 최적화하고 차량의 공기 저항 성능을 향상시키도록, 전동 차량의 외측 전면을 설계하는 것으로 알려져 있다.
그러나, 전방 횡방향 빔은 일반적으로 직사각 횡단면을 갖기 때문에 차량 전방 어셈블리 내측으로의 공기의 양호한 흐름을 촉진하지 못한다. 그러므로, 차량 외측에서의 공기의 흐름을 향상시키기 위해 대량의 작업이 행해졌지만, 그 어떠한 것도 차량 내측으로의 이러한 흐름을 최적화하지 못하였다.
본 발명의 목적 중의 하나는 차량 내측으로의 공기의 흐름을 향상시키고 그에 따라 공기 수집 효율 및 차량의 기능 부재의 냉각을 향상시키는 전동 차량 전방 면 빔을 제공함으로써 이러한 단점을 해소하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은 전술한 유형의 전동 차량 전방 횡방향 빔에 관련되며, 상기 전동 차량 전방 횡방향 빔은, 상기 전동 차량 전방 횡방향 빔의 전면으로부터의 공기의 적층 흐름(laminar flow)을 전동 차량의 전방 어셈블리의 후면을 향하여 촉진시키기 위해, 전동 차량의 전방을 향하여 터닝된(turned) 오목부(concavity)를 갖는 후방의 페어링 요소(fairing element)를 포함한다.
이러한 종류의 전동 차량 전방 횡방향 빔은, 공기의 흐름에서의 상기 빔에 의해 생성되는 요동을 감소시키며, 이로써 차량이 이동할 때에 모아지는 공기에 의해 제공되는 냉각을 향상시킨다. 이러한 종류의 개량체는 차량의 정면에 있는 공기 유입구의 표면적을 감소시킬 수 있으므로, 전동 차량의 공기역학을 추가로 향상시킬 수 있으며, 이에 의해 에너지 절감을 이룰 수 있다.
전동 차량 전방 횡방향 빔의 다른 특징에 의하면,
- 상기 페어링 요소는 상기 전동 차량 전방 횡방향 빔으로부터 분리되는 부품이며, 상기 페어링 요소와 상기 전동 차량 전방 횡방향 빔은 왕복운동식 고정 수단을 포함하며,
- 상기 전동 차량 전방 횡방향 빔은 상기 페어링 요소의 하나 이상의 슬롯 내로 스냅 체결되는 하나 이상의 탭을 포함하며,
- 상기 페어링 요소는 플라스틱 프로파일 요소(profiled element)에 의해 형성되며, 상기 프로파일 요소는 폐쇄 단면의 페어링 요소를 형성하기 위해 그 자체가 만곡되도록 설계되며,
- 상기 페어링 요소는 벤딩 힌지에 의해 상기 프로파일 요소에 연결되는 하나 이상의 텅(tongue)을 포함하며, 상기 텅은 상기 오목부를 형성하기 위해 상기 프로파일 요소의 나머지를 향하여 만곡되며,
- 상기 페어링 요소는 벤딩 힌지에 의해 상기 프로파일 요소에 각각 연결되는 2개의 텅을 포함하며, 상기 텅은 오목부를 형성하기 위해 서로를 향하여 만곡되고, 각각의 상기 텅은 다른 텅에 고정하기 위한 수단이 제공되며,
- 상기 페어링 요소는 상기 전동 차량 전방 횡방향 빔과 일체로 형성되며,
- 상기 전동 차량 전방 횡방향 빔은, 상기 전동 차량 전방 횡방향 빔의 전면과 상기 페어링 요소의 사이에 위치되어 충격으로 인한 에너지를 흡수하는 가요성 요소를 더 포함하며,
- 상기 오목부는 라운드된 형상, 티어드롭(teardrop) 형상 또는 V자 형상을 갖는다.
또한, 본 발명은, 하나 이상의 실드 스킨 및 상기 실드 스킨 뒤에 위치되고 전동 차량의 기능 요소를 포함하는 후면을 포함하고, 전술한 바와 같은 전면 드랜스버스 빔이 상기 실드 스킨과 상기 후면 사이에 위치되는 전동 차량 전방 어셈블리에 관련된다.
상기 전동 차량 전방 어셈블리의 다른 특징에 의하면, 상기 전방 횡방향 빔과 상기 실드 스킨은 왕복운동식 고정 수단을 포함한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전방 횡방향 빔을 포함하는 본 발명에 따른 전방 어셈블리의 개략 횡단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전방 횡방향 빔의 개략 횡단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전방 횡방향 빔의 페어링 요소의 생산을 가능하게 하는 프로파일 요소의 개략 횡단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전방 횡방향 빔의 변형 실시예에 따른 페어링 요소의 복수의 개략 횡단면도이다.
본 발명의 추가의 특징 및 장점은 예를 들기 위해 제공되고 첨부 도면을 참조하여 이루어진 이하의 설명을 통해 명백하게 될 것이다.
이하의 설명에서, "종방향(longitudinal)", "횡방향(transverse)", "전방", "후방", "위", "아래" 등과 같은 방위에 관한 표현은, 전동 차량의 종방향에서의 전방을 향해 수평으로 지향된 화살표 S에 의해 도 1에 예시된 전동 차량의 일반적인 방위를 기준으로 하여 이해될 것이다.
도 1을 참조하면, 전방에서부터 후방으로, 실드 스킨(2), 전방 횡방향 빔(4) 및 후면(6)을 포함하는 전동 차량 전방 어셈블리(1)가 개시되어 있다. 실드 스킨(2) 및 후면(6)은 전동 차량의 통상적인 요소이므로 상세하게 설명하지 않을 것이다.
전방 횡방향 빔(4)은 공지된 종래의 방식으로 실드 스킨(2)과 후면(6) 사이에서 횡방향으로 연장하도록 되어 있다. 전방 횡방향 빔(4)은 실드 스킨(2)을 바라보도록 위치된 전면(8)과, 전방 횡방향 빔(4)의 전면(8) 뒤에서 종방향으로 연장하고 후면(6)을 바라보는 후방의 페어링 요소(10)를 갖는다. 페어링 요소(10)는 전방 횡방향 빔(4)의 대략 전체 길이에 걸쳐 횡방향으로 연장한다.
도면에 도시된 실시예에 따라, 페어링 요소(10)는 전방 횡방향 빔(4)으로부터 분리되는 부품이며, 고정 수단(12)(하술됨)에 의해 전방 횡방향 빔에 고정된다. 이들 실시예에 따라, 전방 횡방향 빔(4)은 예컨대 종래의 방식으로 금속으로 구성된다. 변형예에 따라서는, 전방 횡방향 빔(4)은 플라스틱으로 구성된다. 다른 실시예에 따라, 전방 횡방향 빔(4)은 플라스틱으로 구성되고, 페어링 요소(12)는 전방 횡방향 빔(4)과 일체로 구성된다.
도면에 도시된 실시예에 따라, 전방 횡방향 빔(4)은 뒤쪽을 향해 개방되는 U자형 횡단면을 가지며, 전면(8)이 대략 평면형이 된다. 전방 횡방향 빔(4)의 U자 형상의 아암(arm)은 페어링 요소(10)를 전방 횡방향 빔(4)에 고정하기 위해 페어링 요소(10)의 슬롯(12)에 삽입되는 탭(14)을 형성하며, 탭(14)과 슬롯(12)이 전방 횡방향 빔(4) 상의 페어링 요소(10)를 위한 왕복운동식 고정 수단을 형성한다. 도 2에 도시된 실시예에 따라, 탭(14)은 각각 페어링 요소(10)의 슬롯(12)에 탭(14)을 잠금하는 수단을 형성하기 위해 탭을 서로를 향하여 가까워지게 하는 압입부(indentation)(16)를 갖는다.
도시되지 않은 변형예에 따라, 전방 횡방향 빔(4)은 폐쇄된 단면을 가지며, 페어링 요소(10)는 용접, 접착체 본딩, 전방 횡방향 빔에 제공된 하우징 등과 같은 다른 고정 수단에 의해 전방 횡방향 빔(4)에 고정된다.
페어링 요소(10)는 차량의 전방을 향하여 터닝된 오목부(16)를 포함하며, 이에 의해 페어링 요소(10)에 도 1 및 도 2에 화살표로 나타낸 바와 같이 전동 차량의 후면(6)을 향하여 전방 횡방향 빔(4)의 전면(8)으로부터의 공기의 적층 흐름(laminar flow)을 촉진하는 형태를 제공한다. 구체적으로, 오목부(16)는 페어링 요소(10)의 외측면(18)을 후방을 향하여 프로파일되는 형태로 되도록 하여, 어떠한 요동 없이 차량의 후면(6)을 향하는 공기의 흐름을 촉진시킨다. 오목부(16)는 전방 어셈블리(1) 내측의 공기의 흐름을 향상시키기에 적합한 어떠한 형태도 가질 수 있다. 그러므로, 일례로, 도 4는 오목부가 원형의 호 또는 티어드롭(teardrop) 형상으로 라운드되어 있는 형태를 갖거나 또는 V자 형상(또는 역V자형의 형태)을 갖는 페어링 요소(10)의 실시예를 도시하고 있다. 물론, 다른 형태의 오목부도 가능하다.
페어링 요소가 전방 횡방향 빔(4)의 나머지로부터 분리되는 부품으로서 생산될 시에는, 페어링 요소는 전방 횡방향 빔(4)의 전면(8)을 바라보는 리세스(20)를 포함한다. 이러한 리세스는 전방 횡방향 빔에 종방향에서의 향상된 휨 관성(flexural inertia)을 제공하며, 이에 의해 전방 어셈블리 내로 외부 요소가 침입하는 경우에서의 전방 횡방향 빔의 작용을 향상시킨다. 이러한 리세스(20)는 또한 전동 차량과의 전면 충격이 발생하여 전방 횡방향 빔(4)의 변형이 발생하는 경우에 페어링 요소(10)의 구겨짐(crumpling)을 촉진하며, 이에 의해 전방 횡방향 빔(4)의 에너지 흡수 성질을 향상시킨다.
페어링 요소(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 하나의 피스로 생산될 수 있는 개방형 프로파일 요소(22)에 의해 형성되는 것이 이롭다. 이러한 종류의 프로파일 요소는 폐쇄된 단면의 페어링 요소(10)를 형성하기 위해 프로파일 요소(22) 위에 접혀질 수 있는 하나 이상의 텅(tongue)(24)을 포함한다. 이를 위해, 텅(24) 및 나머지 프로파일 요소는 슬롯 내로 삽입된 탭(도 4를 참조)과 같은 왕복운동식 고정 수단(26)이 제공된다. 이와 달리, 텅(24)은 접혀진 후에 프로파일 요소의 나머지에 용접될 수도 있다. 텅(24)의 벤딩을 가능하게 하기 위해, 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이 자재 약화부(material weakening)에 의해 얻어지는 벤딩 힌지(28)에 의해 프로파일 요소의 나머지에 연결된다. 그러므로, 프로파일 요소(22)는 매우 간편하고 경제적인 방식으로 획득될 수 있다.
도 1 내지 도 3과 도 4의 일부분에 도시된 실시예에 따라, 프로파일 요소(22)는 2개의 텅(24)을 포함하며, 이 텅의 각각이 벤딩 힌지(28)에 의해 프로파일 요소(22)에 연결되어 있다. 텅(24)은 오목부(16)를 형성하기 위해 서로를 향해 만곡되고, 예컨대 왕복운동식 고정 수단(슬롯 내로 삽입되는 탭)에 의해 또는 용접에 의해 서로 고정된다.
다른 실시예에 따라, 페어링 요소(10)는 예컨대 용접에 의해, 스냅 리벳팅(snap-riveting)에 의해 또는 스냅 체결(snap-fastening)에 의해 서로에 대해 고정되는 2개의 상보적인 프로파일 요소로서 생산된다.
도 1에 도시된 실시예에 따라, 전방 횡방향 빔(4)은 충격에 기인한 에너지를 흡수하기 위해 가요성 요소(30)를 추가로 포함한다. 이 가요성 요소(30)는 전방 횡방향 빔(4)의 전면(8)과 페어링 요소(10)의 사이에 위치되며, 실드 스킨과의 충격이 발생하는 경우에 공지의 방식으로 보행자를 보호할 수 있게 한다. 전방 횡방향 빔(4)이 금속으로 구성될 때, 충격 흡수 요소(30)는 예컨대 팽창된 폼(expanded foam) 또는 사출 성형 플라스틱으로 구성되는 별도의 요소가 된다. 전방 횡방향 빔(4)이 플라스틱으로 구성되는 경우, 충격 흡수 요소(30)는 예컨대 리브의 격자(lattice of rib)의 형태로 전방 횡방향 빔(4)과 일체로 될 수 있다. 이러한 종류의 충격 흡수 요소(30)는 공지되어 있으므로 여기서는 더 상세하게 설명하지 않을 것이다.
전술한 전방 횡방향 빔(4)은 예컨대 스냅 체결 수단, 클립 또는 고정 텅과 같은 어떠한 적합한 유형의 왕복운동식 고정 수단에 의해 실드 스킨(2)에 고정되는 독립적인 요소이다. 이들 고정 수단은 전방 횡방향 빔(4)을 실드 스킨에 대하여 고정된 위치에 유지하고 또한 소음 잡음을 거의 발생하지 않도록 하기에 적합하다. 이들 고정 수단은 전방 어셈블리(1) 내측의 공기의 흐름을 통해 차체/엔진 블록 연속성을 가능하게 한다. 전방 횡방향 빔(4)의 수직 공간 조건은 실드 스킨(2)의 수직 공간 조건과 거의 동일할 수 있다. 즉, 실드 스킨(2)은 도 1에 도시된 바와 같이 전방 횡방향 빔(4)의 형태에 부합하도록 설계된다.
도시되지 않은 변형예에 따라, 전방 횡방향 빔(4)은 전동 차량 전면 실드와 통합되어 이 실드와 하나의 피스로 구성된다. 이러한 종류의 실드는 예컨대 전동 차량 바디의 측면 부재에 의해 형성되는 상위 구조체와 하위 구조체를 바라보도록 위치되는 상위 빔과 하위 빔을 포함하는 하나의 피스의 프레임으로 공지의 방식으로 형성되며, 상위 빔과 하위 빔은, 수직으로 연장하고 차량과의 전면 충격이 발생할 시에 에너지를 흡수하도록 설계되는 지주(strut)에 의해 연결된다. 상위 빔 및/또는 하위 빔은 전술한 바와 같은 전방 횡방향 빔(4)이 된다.
전술한 전방 횡방향 빔은 전방 횡방향 빔에 의해 생성되는 요동을 감소시킴으로써 간편하고 경제적인 방식으로 전방 어셈블리(1)에서의 공기의 흐름을 최적화한다. 구체적으로, 페어링 요소(10)의 형태는 전방 횡방향 빔 주변의 공기의 적층 흐름을 촉진하고, 이러한 공기를 도 1 및 도 2에 화살표 f로 나타낸 바와 같이 전방 어셈블리(1)의 후면(6)을 향하여 최적으로 지향시킨다.

Claims (11)

  1. 전동 차량 전방 어셈블리(1)의 실드 스킨(shield skin)(2)과 후면(6) 사이에 위치되고, 상기 실드 스킨(2)과의 충격의 발생 시에 에너지를 흡수함으로써 변형하도록 설계되며, 실질적으로 평면형의 전면(8)을 갖는 전동 차량 전방 횡방향 빔(4)으로서,
    상기 전동 차량 전방 횡방향 빔(4)의 전면(8)으로부터의 공기의 적층 흐름(laminar flow)을 전동 차량의 전방 어셈블리(1)의 후면(6)을 향하여 촉진시키기 위해, 차량의 전방을 향하여 터닝된(turned) 오목부(16)를 갖는 후방의 페어링 요소(fairing element)(10)
    를 포함하는 전동 차량 전방 횡방향 빔.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 페어링 요소(10)는 상기 전동 차량 전방 횡방향 빔(4)으로부터 분리되며, 상기 페어링 요소(10)와 상기 전동 차량 전방 횡방향 빔(4)은 왕복운동식 고정 수단(12, 14)을 포함하는, 전동 차량 전방 횡방향 빔.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전동 차량 전방 횡방향 빔(4)은 상기 페어링 요소(10)의 하나 이상의 슬롯(12) 내로 스냅 체결(snap-fasten)되는 하나 이상의 탭(14)을 포함하는, 전동 차량 전방 횡방향 빔.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 페어링 요소(10)는 플라스틱 프로파일 요소(profiled element)(22)에 의해 형성되며, 상기 프로파일 요소(22)는 폐쇄 단면의 페어링 요소(10)를 형성하기 위해 그 자체가 만곡되도록 설계되는, 전동 차량 전방 횡방향 빔.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 페어링 요소(10)는 벤딩 힌지(28)에 의해 상기 프로파일 요소(22)에 연결되는 하나 이상의 텅(tongue)(24)을 포함하며, 상기 텅(24)은 상기 오목부(16)를 형성하기 위해 상기 프로파일 요소(22)의 나머지를 향하여 만곡되는, 전동 차량 전방 횡방향 빔.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 페어링 요소(10)는 벤딩 힌지(28)에 의해 상기 프로파일 요소(22)에 각각 연결되는 2개의 텅(24)을 포함하며, 상기 텅(24)은 오목부(16)를 형성하기 위해 서로를 향하여 만곡되고, 각각의 상기 텅(24)은 다른 텅(24)에 고정하기 위한 수단이 제공되는, 전동 차량 전방 횡방향 빔.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 페어링 요소(10)는 상기 전동 차량 전방 횡방향 빔(4)과 일체로 형성되는, 전동 차량 전방 횡방향 빔.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전동 차량 전방 횡방향 빔(4)의 전면(8)과 상기 페어링 요소(10)의 사이에 위치되어 충격으로 인한 에너지를 흡수하기 위한 가요성 요소(30)를 더 포함하는, 전동 차량 전방 횡방향 빔.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오목부(16)는 라운드된 형상, 티어드롭(teardrop) 형상 또는 V자 형상을 갖는, 전동 차량 전방 횡방향 빔.
  10. 하나 이상의 실드 스킨(2) 및 상기 실드 스킨(2) 뒤에 위치되고 전동 차량의 기능 요소를 포함하는 후면(6)을 포함하는 전동 차량 전방 어셈블리(1)로서,
    청구항 1 내지 청구항 9 중의 어느 하나에 따른 하나 이상의 전방 횡방향 빔(4)이 상기 실드 스킨(2)과 상기 후면(6) 사이에 위치되는,
    전동 차량 전방 어셈블리.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전방 횡방향 빔(4)과 상기 실드 스킨(2)은 왕복운동식 고정 수단을 포함하는, 전동 차량 전방 어셈블리.
KR1020100112050A 2009-11-12 2010-11-11 후방 페어링 요소를 포함하는 차량 전방 횡방향 빔 KR101759922B1 (ko)

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