KR20140001104U - 자동차용 대쉬 패널의 대쉬 인슐레이션 패드 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차폐음이 취약한 대쉬 패널부의 하부에만 차음층을 적용함으로써, 기존의 일률적으로 대쉬 패널 전체에 차음층을 적용하던 것과 달리 차폐음 효과를 저하시키지 않으면서도 차음층의 중량감소를 통해 인슐레이션 패드의 전체 중량을 줄여 차음 성능을 저하시키지 않으면서도 연비 개선효과를 얻을 수 있도록 한 자동차용 대쉬 패널의 대쉬 인슐레이션 패드를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 자동차용 대쉬 패널의 대쉬 인슐레이션 패드는, 폴리우레탄 폼 기반으로 이루어진 자동차용 대쉬 패널의 대쉬 인슐레이션 패드에 있어서, 상기 폴리우레탄 폼의 일면에는 차음층과 흡음층이 순차적으로 적층되어 구성되되, 상기 차음층은 폴리우레탄 폼의 하단부로부터 시작하여 전체 표면적에 대하여 일부분에만 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

자동차용 대쉬 패널의 대쉬 인슐레이션 패드{DASH INSULATION PAD OF DASH PANNEL FOR VEHICLE}

본 고안은 자동차용 대쉬 패널의 대쉬 인슐레이션 패드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리우레탄 폼의 표면에 부착되는 차음재를 대쉬 패널의 저부에만 설치될 수 있도록 일부분만 형성함으로써, 상대적으로 중량이 많이 나가는 차음재의 중량 감소를 통해 차량의 연료저감 효과를 동시에 얻을 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 차량의 실내에는 엔진룸이나 차량의 외부로부터 발생된 소음이 유입되게 되고, 이렇게 유입된 소음은 차체나 차체의 틈새 등을 통해 외부로 빠져나가게 된다.

이처럼 차량의 실내로 유입된 소음은 탑승자로 하여금 불쾌감을 느끼게 하거나 운전에 집중하지 못하게 하는 등의 악영향을 미치기 때문에 실내로 유입되는 소음을 차단하려고 하는 많은 연구가 진행되어 왔다. 이러한 소음은 차량의 둘레에서 발생하여 실내로 유입되기 때문에 차량 전체에 대하여 방음재료를 이용하여 소음을 차단시키게 된다. 이때 사용되는 방음재료로는 다양한 재질과 구조로 제작하여 사용하게 된다.

한편, 차량에서 발생되는 소음은 특히 엔진룸에서 발생되는 소음이 가장 크다고 할 수 있으며, 이 소음을 차단하기 위하여 엔진룸과 실내측을 구획시켜 주는 대쉬 패널에도 이러한 방음패드를 장착하게 된다.

대쉬 패널에 장착되는 방음패드는 대부분 다층 구조로 제작하게 되는데, 이때 각 층마다 조성과 밀도가 다른 흡음재와 차음재를 조합하여 전체 중량에 비해 흡차음 효과를 높일 수 있도록 제작하여 사용한다.

이에, 대쉬 패널에 장착되는 종래 3층 구조의 방음패드(인슐레이션 패드)는, 도 1 및 도 2와 같이, 흡음 기능이 있는 폴리우레탄 폼(1), 차음기능을 갖는 TPE층(2;Thermoplastic Elastomer), 그리고 흡음 기능과 가공성 그리고 유연성이 우수한 PET 펠트층(3)를 적층한 구조로 이루어진다.

이러한 방음재는, 도 1과 같이, 통상적으로 PET펠트층(3)과 TPE층(2)을 우선적으로 열융착한 다음, TPE층(2)의 표면에 폴리우레탄 폼(1)을 포밍하여 제작한다.

하지만, 대쉬 패널에 장착되는 종래의 인슐레이션 패드는 다음과 같은 문제가 발생하였다.

(1) 엔진룸으로부터 차량의 실내측으로 유입되는 소음의 일부를 반사시키면서 그 일부를 감쇄시켜 주는 효과가 있으나, 불필요한 부분에까지 방음재(TPE층)가 깔려 있기 때문에 그만큼 차량의 중량을 증가시키는 요인으로 작용하였다.

(2) 특히, TPE층은 상대적으로 중량이 무겁기 때문에 면적 대비 전체 중량을 증가시키는 요인으로 작용하였다.

(3) 이러한 차량의 중량 증가는 연료 소비량을 증가시킬 뿐만 아니라 이로 인하여 환경 등에 악영향을 미치는 요인으로 작용하였다.

본 고안은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 차폐음이 취약한 대쉬 패널부의 하부에만 차음층을 적용함으로써, 기존의 일률적으로 대쉬 패널 전체에 차음층을 적용하던 것과 달리 차폐음 효과를 저하시키지 않으면서도 차음층의 중량감소를 통해 인슐레이션 패드의 전체 중량을 줄여 차음 성능을 저하시키지 않으면서도 연비 개선효과를 얻을 수 있도록 한 자동차용 대쉬 패널의 대쉬 인슐레이션 패드를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 자동차용 대쉬 패널의 대쉬 인슐레이션 패드는, 폴리우레탄 폼 기반으로 이루어진 자동차용 대쉬 패널의 대쉬 인슐레이션 패드에 있어서, 상기 폴리우레탄 폼의 일면에는 차음층과 흡음층이 순차적으로 적층되어 구성되되, 상기 차음층은 폴리우레탄 폼의 하단부로부터 시작하여 전체 표면적에 대하여 일부분에만 형성된 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 차음층은 폴리우레탄 폼의 전체 면적에 대하여 10~90% 범위에 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 차음층은 재질이 TPE이고, 상기 흡음층은 재질이 PET 펠트인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 폴리우레탄 폼과 PET 펠트층 사이에는 라미네이션 필름이 구비된 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 라미네이션 필름은 나일론층과 폴리올레핀계 수지층으로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 고안의 자동차용 대쉬 패널의 대쉬 인슐레이션 패드에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 상대적으로 중량이 많이 나가는 차음재(TPE층)를 소음에 취약한 대쉬 패널의 저부에만 적용하기 때문에 그만큼 대쉬 인슐레이션 패드의 전체 중량을 줄일 수 있다.

(2) 이러한 차음재의 적용면적의 감소는 차량의 중량 감소로 이어지고 결과적으로 연비를 향상시키는데 도움이 된다.

(3) 또한, 차음재의 원가 절감을 통해 제조비용을 줄이면서도 기존의 흡차음 효과와 동일 유사한 흡차음 효과를 얻을 수 있다.

(4) 특히, 기존의 차음재를 생산하는 설비를 그대로 활용할 수 있기 때문에 설비투자에 대한 부담 감소 효과와 함께 기존 차음재에 비하여 제품 중량 감소와 NVH성능 최적화를 통한 실내 정숙성 향상에 효과가 있다.

도 1은 종래의 대쉬 인슐레이션 패드의 성형공정중 PET와 TPE의 열성형을 마친 반제품 상태를 보여주기 위한 사진.
도 2는 종래의 일반적인 대쉬 인슐레이션 패드의 구성을 보여주기 위한 측단면도.
도 3은 본 발명에 따른 대쉬 인슐레이션 패드의 성형공정중 PET와 TPE의 열성형을 마친 반제품 상태를 보여주기 위한 사진.
도 4는 본 발명에 따른 대쉬 인슐레이션 패드의 구성을 보여주기 위한 측단면도.
도 5는 종래의 대쉬 인슐레이션 패드(비교예)의 단면과 본 고안의 대쉬 인슐레이션 패드(실시예1 내지 실시예3)를 보여주기 위한 단면도.
도 6은 비교예와 실시예1 내지 3에 따른 차음 효과를 비교하여 보여주는 그래프.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 고안자는 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

(구성)

본 고안에 따른 대쉬 인슐레이션 패드는, 흡음 성능이 우수한 폴리우레탄 폼(10)을 기반으로 차음성능이 우수한 차음층(11)과, 흡음성능이 우수한 흡음층(12)을 순차적으로 적층하여 형성한다.

특히, 본 고안에서는, 상기 차음층(11)은 폴리우레탄 폼(10)의 일부에만 형성한 것이다. 이때, 본 고안은 이러한 차음층(11)을 소음 등에 취약한 폴리우레탄 폼(10)의 저부로부터 일부분에만 형성한 것이다.

이하, 이러한 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

폴리우레탄 폼(10)·차음층(11) 그리고 흡음층(12)은 통상의 기술로 제작된 것을 이용한다. 특히, 본 고안에서, 상기 차음층(11)은 그 재질로서 TPE를 이용할 수 있으며, 흡음층(12)은 그 재질로서 PET 펠트를 이용할 수 있다.

이와 같은 구성을 갖는 본 고안에 따른 대쉬 인슐레이션 패드의 제조과정을 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

우선, 차음층(11)과 흡음층(12)를 적층하고 진공원단 장입기 등을 이용하여 일체로 합지한다. 이어 합지된 차음층(11)과 흡음층(12)을 원단 예열 오븐에서 미리 정해진 온도(280~340℃)에서 금형 압착을 하여, 도 3과 같은 형상의 반제품을 얻게 된다.

이때, 본 고안의 바람직한 실시예에서, 상기 흡음층(12)은 대쉬 패널의 형상, 즉 폴리우레탄(10)과 동일한 형태와 크기로 형성함으로써, 엔진룸과 현가장치 등으로부터 발생된 소음을 흡수할 수 있게 한다. 그리고, 상기 차음층(11)은 흡음층(12)의 일부분에 대해서만 형성하게 되는데, 이때 소음 등의 발생이 많이 전달되는 하부측, 즉 도 3 및 도 4와 같이 흡음층(12)의 하부측 테두리로부터 미리 정해진 크기만큼 형성하게 된다.

또한, 본 고안의 바람직한 실시예에서, 상기 차음층(11)은 대쉬 패널의 전체 면적에 대하여 10~90%의 범위와 합지될 수 있도록 구성함으로써, 소음 저감 효과는 기존과 동일하게 이루어지게 하면서도 상대적으로 중량이 많이 나가는 차음층(11)의 전체 중량을 저감시킬 수 있게 하는 것이 바람직하다.

이어, 상기 차음층(11)과 접하는 면에 폴리우레탄 폼(10)을 발포하여 원하는 형상의 대쉬 인슐레이션 패드의 제조를 끝내게 된다. 이때, 폴리우레탄 폼(10)은 대쉬 패널과 동일한 크기와 형상을 갖도록 발포성형한다. 이에, 폴리우레탄 폼(10)은 차음층(11) 및 차음층(11)이 없는 흡음층(12) 사이에 발포 성형되게 된다.

이와 같이 이루어진 본 고안에 따른 대쉬 인슐레이션 패드는, 폴리우레탄 폼(10)이 대쉬 패널의 내부측과 맞닿는 면, 즉 이 대쉬 인슐레이션 패드가 대쉬 패널의 실내측에 설치할 수 있게 하는 것이 바람직하다. 이에 대쉬 패널에서 1차적으로 반사 또는 감쇄된 소음을 2차적으로 대쉬 인슐레이션 패드에서 차폐음할 수 있게 하여 차폐음 효과를 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

한편, 본 고안의 바람직한 실시예에서, 상기 폴리우레탄 폼(10)과 흡음층(12) 사이(즉, 차음층(11)이 없는 구간)에는 라미네이션 필름을 더 구비할 수 있다. 이때, 상기 라미네이션 필름은 차음층(11)이 없는 부분에 구비하게 하여 그 사이의 간격을 없애주면서 폴리우레탄 폼(10)과 흡음층(12) 사이의 접착 기능을 함께 갖게 한다.

이러한 라미네이션 필름으로는 발포 열에 의해 수축되지 않고 폴리우레탄 폼(10)과 흡음층(12)의 형상을 유지할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 이용할 수 있으며, 예시적으로 나일론층과 폴리올레핀계 수지층의 2층 구조로 구성된 라미네이션 필름을 이용할 수 있다.

< 비교실시예 >

다음의 [표 1]은 본 고안에 따른 실시예1 내지 3 및 비교예의 차음효과에 따른 투과손실(Transmission Loss)을 알아보기 위해 대쉬 인슐레이션 패드의 구성을 보여준다.

구분	폴리우레탄 폼	PET층	TPE층(두께 1.0t)	전체중량
비교예	PU85K	PET000	100%	4.70㎏
실시예1	PU85K	PET000	30%	3.48㎏
실시예2	PU85K	PET000	50%	3.81㎏
실시예3	PU85K	PET000	70%	4.18㎏

위의 표에서와 같이, 폴리우레탄 폼과 PET층은 동일한 조건에서 검사하였으며, TPE층은 두께가 1.0t인 것을 가지고 실험하였다. 이때, TPE층의 경우 "100%"라는 의미는 TPE층이 폴리우레탄 폼의 표면 전체에 구비됨을 의미하고, "30%"라는 의미는 전체 표면 중에서 폴리우레탄 폼의 하부로부터 30%에 해당하는 면적에 구비됨을 의미한다(도 5 참조). 도 5에서, (a)는 비교예의 단면을, (b) 내지 (d)는 본 고안의 실시예1 내지 실시예3의 단면을 각각 나타낸다.

이와 같이 이루어진 비교예 및 실시예1 내지 실시예3에 대한 투과손실은 도 6과 같다. 비교예와 실시예들은 주파수 대역이 낮은 경우 거의 동일한 투과손실을 보여주고 있으며, 주파수 대역이 높아지는 경우에도 그 투과손실의 차가 그다지 크지 않음을 알 수 있다.

이는 본 고안의 실시예1 내지 실시예3과 같이 폴리우레탄 폼의 표면에 차음층(11)이 없더라도 차음 효과에는 거의 변화가 없음을 의미한다.

이상과 같이 본 고안은 상대적으로 무거운 차음층의 일부를 삭제하여 차음재의 전체 중량을 줄이면서도 기존의 차폐음 효과와 동일 유사한 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

10 : 폴리우레탄 폼
11 : PET 펠트층
12 : TPE층

Claims (5)

1. 폴리우레탄 폼(10) 기반으로 이루어진 자동차용 대쉬 패널의 대쉬 인슐레이션 패드에 있어서,
   상기 폴리우레탄 폼(10)의 일면에는 차음층(11)과 흡음층(12)이 순차적으로 적층되어 구성되되,
   상기 차음층(11)은 폴리우레탄 폼(10)의 하단부로부터 시작하여 전체 표면적에 대하여 일부분에만 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 대쉬 패널의 대쉬 인슐레이션 패드.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 차음층(11)은 폴리우레탄 폼(10)의 전체 면적에 대하여 10~90% 범위에 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 대쉬 패널의 대쉬 인슐레이션 패드.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 차음층(11)은 재질이 TPE이고,
   상기 흡음층(12)은 재질이 PET 펠트인 것을 특징으로 하는 자동차용 대쉬 패널의 대쉬 인슐레이션 패드.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 폴리우레탄 폼(10)과 PET 펠트층(12) 사이에는 라미네이션 필름이 구비된 것을 특징으로 하는 자동차용 대쉬 패널의 대쉬 인슐레이션 패드.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 라미네이션 필름은 나일론층과 폴리올레핀계 수지층으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 대쉬 패널의 대쉬 인슐레이션 패드.

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