KR20160039826A

KR20160039826A - 차량의 액티브 에어 플랩 장치

Info

Publication number: KR20160039826A
Application number: KR1020140132996A
Authority: KR
Inventors: 김장호
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2014-10-02
Filing date: 2014-10-02
Publication date: 2016-04-12
Also published as: KR102227846B1

Abstract

본 발명은 차량의 액티브 에어 플랩 장치에 관한 것으로서, 차체 프레임의 전면에 설치되는 FEM(Front End Module)과 상기 차체 프레임의 측면에 타이어를 감싸도록 설치된 휠가드와 상기 FEM의 전면에 장착되는 제1 하우징 및 상기 하우징에 상기 FEM 및 상기 휠가드 중 적어도 하나를 향해 차량 외부의 공기가 유입되도록 개방되면, 상기 FEM 및 상기 휠가드 중 다른 하나를 향해 상기 공기의 유입을 차폐하도록 장착되는 액티브 에어 플랩 모듈을 포함하여, 첫째로, 본 발명에 따른 차량의 액티브 에어 플랩에 따르면, 라디에이터 그릴 및 범퍼그릴 등을 통하여 차량의 훨가드로부터 타이어에 충분한 공기가 유입되므로 타이어에 유량 확보가 가능 함에 따라 공력성능이 향상되며, 라디에이터 그릴과 범퍼 그릴을통해 유입되는 공기로 에어커튼을 전개함으로, 범퍼에 설치되던 에어 커튼 덕트가 제거되어 범퍼의 디자인을 향상시킬 수 있고, 타이어에 공기저항의 축소로 연비가 절감되는 차량의 액티브 에어 플랩 장치에 관한 것이다.

Description

차량의 액티브 에어 플랩 장치{Active air flap Apparutus of Vehicle}

본 발명은 차량의 액티브 에어 플랩 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 외부에서 유입되는 공기로 냉각기능을 향상시키고, 타이어와 휠가드 사이에 발생되는 공기저항을 줄이는 차량의 액티브 에어 플랩 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 전방 범퍼 상측에는 외부공기가 엔진룸으로 드나들 수 있도록 라디에이터 그릴이 배치되어 있고, 상기 엔진룸에는 엔진의 열을 흡수한 냉각수가 순환되면서 냉각되기 위한 라디에이터가 배치되어 있다.

상기 라디에이터는 FEM(Front End Module)의 중앙부에 장착된다. 여기서, 상기 FEM은 차량의 조립공정을 단순화하기 위해, 상기 라디에이터와 함게 헤드램프 및 범퍼빔 등이 하나로 조립된 모듈을 지칭한다.

또한, 상기 FEM에는 외부공기가 상기 라디에이터로 송풍될 수 있도록 개폐동장되는 에어플랩 장치가 장착되어서, 상기 라디에이터 그릴과 상기 라디에이터 사이에 배치되어 있다.

상기 액티브 에어 플랩 모듈은 상기 FEM에 결합되는 하우징과, 상기 하우징에 회전가능하게 결합되어 상기 라디에이터 그릴을 통해 유입되는 공기를 상기 라디에이터로 송풍 또는 차단할 수 있도록 개폐동작되는 플랩으로 구성된다.

상기 플랩은 상기 차량가 고속 주행시에 차폐됨으로서 상기 차량의 공기 저항을 감소시키고 주행안정성을 향상시킨다. 또한, 상기 액티브 에어 플랩 모듈은 상기 라디에이터의 온도가 높거나 상기 엔진룸 내부의 온도가 높을 때에, 개방되어서 외부공기가 상기 라디에이터 및 엔진룸 내부로 유입되도록 함으로서, 상기 라디에이터 및 엔진룸 내부의 과열을 방지한다.

또, 차량이 주행할 때 타이어 부위에서 발생되는 공기의 와류를 개선하여 항력을 줄이고 타이어 부위의 소음이 억제되도록 항력저감구조에 관한 차량용 휠가드가 장착된다. 즉, 차량이 주행하게 되면 차체 주위의 공기의 유동이 발생하게 되는데, 이때 타이어 주변에 발생되는 공기의 유동에 의하여 타이어 부근에는 난류와 와류가 의외로 복잡하게 얽혀 있다.

따라서, 이러한 난류 및 와류를 줄이고자 프론트 범퍼의 측면에 타이어를 향하여 공기가 유입되도록 홀을 형성시킨다. 이러한 공기가 타이어로 유입되므로서 에어커튼이 형성되어 난류 및 와류를 줄여 공기의 저항을 줄이고 있다.

그런데, 상기 프론트 범퍼의 전면에 형성되는 한정된 홀 크기를 활용함으로서 타이어에 발생되는 난류 및 와류를 줄일 수 있는 공기의 유입이 적어 에어 커튼 성능을 펼치기 위한 충분한 공기 유량 확보가 어려운 문제점이 있엇다.

또, 상기 프론트 범퍼의 전방에 타이어를 향하여 공기가 유입되도록 형성된 홀로 차량 외관 디자인에서부터 에어커튼용 형상을 반영함에 따라 설계의 제약이 따르는 문제점이 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 차량의 타이어와 휠가드 사이에서 발생되는 공기저항을 범퍼 그릴 및 라디에이터 그릴을 통해서 유입되는 공기로 엔진 냉각의 효율성과 별도의 구조물 없이 에어커튼을 전개할 수 있도록 하는 차량의 액티브 에어 플랩 장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 액티브 에어플랩은, 차체 프레임의 전면에 배치되는 FEM(Front End Module)과 상기 차체 프레임의 측면에 타이어를 감싸도록 설치된 휠가드와 상기 FEM의 전면에 장착되는 제1 하우징 및 상기 하우징에 상기 FEM 및 상기 휠가드 중 적어도 하나를 향해 차량 외부의 공기가 유입되도록 개방되면, 상기 FEM 및 상기 휠가드 중 다른 하나를 향해 상기 공기의 유입을 차폐하도록 장착되는 액티브 에어 플랩 모듈을 포함한다.

상기 액티브 에어 플랩 모듈은, 복수의 관통부가 형성되어 상기 제1 하우징에 장착되는 제2 하우징과, 상기 제2 하우징의 상기 복수의 관통부에서 교차되도록 작동하는 복수의 플랩이 설치된다.

또한, 상기 제2 하우징은, 중심이 관통된 제1 관통부와, 상기 제1 관통부의 양측에 각각 제2 관통부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 복수의 플랩은, 상기 제1 관통부에 설치된 제1 플랩과, 상기 제2 관통부에 제2 플랩이 설치될 수 있다.

또한, 상기 제2 하우징은 양측이 전면을 향하여 소정각도 경사지게 형성될 수 있다.

상기 액티브 에어 플랩 모듈에서 상기 휠가드로 공기가 유류되도록 구비되는 덕트를 더 포함할 수 있다..

또한, 상기 덕트는 중공되도록 형성되어, 일측이 액티브 에어 플랩 모듈과 연결되고, 타측이 휠가드와 연결될 수 있다.

또한, 상기 휠가드에는 적어도 하나 이상의 유출홀이 형성되어 타이어로 유입된다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 차량의 액티브 에어 플랩 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째로, 본 발명에 따른 차량의 액티브 에어 플랩 장치에 따르면, 라디에이터 그릴 및 범퍼그릴 등을 통하여 차량의 훨가드로부터 타이어에 충분한 공기가 유입되므로 타이어에 유량 확보가 가능 함에 따라 공력성능이 향상되는 효과가 있다.

둘째로, 본 발명에 따른 차량의 액티브 에어 플랩 장치에 따르면, 라디에이터 그릴과 범퍼 그릴을통해 유입되는 공기로 에어커튼을 전개함으로, 범퍼에 설치되던 에어 커튼 덕트가 제거되어 범퍼의 디자인을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

셋째로, 본 발명에 따른 차량의 액티브 에어 플랩 장치에 따르면, 타이어에 공기저항의 축소로 연비가 절감되는 효과가 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 차량의 액티브 에어 플랩 장치가 장착된 상태를 나타내는 사시도,
도 2는 도 1의 차량의 액티브 에어 플랩 장치를 분해하여 나타내는 분해사시도,
도 3a는 도 2의 액티브 에어 플랩의 제1 플랩의 작동을 나타내는 사시도,
도 3b는 도 3a에 도시된 A-A를 나타내는 단면도,
도 3c는 도 3a를 나타내는 평면도,
도 4a는 도 2에 액티브 에어 플랩의 제2 플랩의 작동을 나타내는 사시도,
도 4b는 도 4a에 도시된 B-B를 나타내는 단면도,
도 4c는 도 4a를 나타내는 평면도,
도 4d는 도 4a를 나타내는 측면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 차량의 액티브 에어 플랩 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 차량의 액티브 에어 플랩 장치가 장착된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 차량의 액티브 에어 플랩 장치를 분해하여 나타내는 분해사시도이며, 도 3a는 도 2의 액티브 에어 플랩의 제1 플랩의 작동을 나타내는 사시도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 A-A를 나타내는 단면도이며, 도 3c는 도 3a를 나타내는 평면도와, 도 4a는 도 2에 액티브 에어 플랩의 제2 플랩의 작동을 나타내는 사시도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 B-B를 나타내는 단면도이며, 도 4c는 도 4a를 나타내는 평면도와, 도 4d는 도 4a를 나타내는 측면도이다.

바람직한 차량의 액티브 에어 플랩는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변경될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 차량의 액티브 에어 플랩인 경우이다.

도 1은 본 발명에 차량의 액티브 에어 플랩이 장착된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 차량의 을 분해하여 나타내는 분해사시도이다.

본 발명에 따른 차량의 액티브 에어 플랩을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 차체 프레임의 전면에 배치되는 FEM(Front End Module;20)과 상기 차체 프레임의 측면에 타이어를 감싸도록 설치된 휠가드와 상기 FEM(20)의 전면에 장착되는 제1 하우징(30) 및 상기 제1 하우징(30)에 상기 FEM(20) 및 상기 휠가드(3) 중 적어도 하나를 향해 차량 외부의 공기가 유입되도록 개방되면, 상기 FEM(20) 및 상기 휠가드(3) 중 다른 하나를 향해 상기 공기의 유입을 차폐하도록 장착되는 액티브 에어 플랩 모듈(40)을 포함한다.

상기 FEM(20)은 차체 프레임의 전면에 설치된다. 상기 FEM(20)은 차량 전면에서 차량 충돌시 에너지를 흡수하는 범퍼(10)가 구비되고, 상기 범퍼(10)의 후측에 설치된다. 상기 FEM(20)은 캐리어에, 라디에이터, 헤드램프 및 범퍼빔(25) 등이 장착되어, 볼팅 또는 용접을 통해 차량의 좌측 사이드멤버 및 우측 사이드멤버에 결합되어 구비된다. 상기 캐리어는 가운데가 개구되어 라디에이터가 장착된다. 상기 FEM(20)에 정착된 상기 범퍼빔(25)에 제1 하우징이 장착된다.

상기 휠가드(3)는 도 3c 및 도 4c, 도 4d를 참조하면, 상기 차체 프레임의 측면에 타이어를 감싸도록 상기 휠가드(3)는 상기 차체 프레임의 펜더 패널에 설치된다. 상기 휠가드(3)에는 적어도 하나 이상의 유출홀이 형성되어 타이어로 유입된다. 상기 제1 하우징(30)은 상기 FEM(20)의 전면에 장착된다. 상기 제1 하우징(30)에는 액티브 에어 플랩 모듈(40)이 장착되어 상기 FEM(20)에 장착된다.

상기 액티브 에어 플랩 모듈(40)은 상기 범퍼(10)와 상기 FEM(20)사이에 배치되어 상기 제1 하우징(30)에 상기 FEM(20) 및 상기 휠가드(3) 중 적어도 하나를 향해 차량 외부의 공기가 유입되도록 개방되면, 상기 FEM(20) 및 상기 휠가드(3) 중 다른 하나를 향해 상기 공기의 유입을 차폐하도록 장착된다.

상기 액티브 에어 플랩 모듈(40)은 복수의 관통부가 형성되어, 상기 제1 하우징(30)에 장착되는 제2 하우징(40)과, 상기 제2 하우징(40)의 상기 복수의 관통부에서 교차되도록 작동하는 복수의 플랩이 설치된다.

상기 제2 하우징(40)은, 중심이 관통된 제1 관통부(42)와, 상기 제1 관통부(42)의 양측에 각각 제2 관통부(44)가 형성될 수 있다. 상기 제2 하우징(40)은 양측(44)이 전면을 향하여 소정각도 경사지게 형성될 수 있다. 상기 제2 하우징(40)의 양측(44)으로 상기 덕트(70)의 일측이 접한다.

상기 복수의 플랩은, 상기 제1 관통부(42)에 설치된 제1 플랩(50)과, 상기 제2 관통부(44)에 제2 플랩(60)이 회동되도록 설치된다.

상기 제1 플랩(50)은 장방형으로 복수개가 구비되어, 상기 범퍼 그릴등을 통하여 유입되는 공기 유입을 회전하여 개폐한다. 상기 제1 플랩(50)은 상기 제2 하우징(40)에 가로 중심축을 기준으로 회전하도록 설치된다. 상기 제1 플랩(50)의 양측단에 힌지부가 형성되어 상기 제2 하우징(40)에서 회전가능하게 된다. 상기 제1 플랩(50)의 양측단에 상기 제1 플랩(50)을 회전시키는 액츄에이터, 상기 제1 플랩(50)의 힌지부로 구비되는 로드 및 링크 등이 구비되어 상기 제1 플랩(50)을 회전시킬 수 있다.

상기 제1 플랩(50)은 서로 오버랩(Overlap)되도록 구비되고, 이때, 공기를 완전 차폐하도록 상기 제1 플랩(50)이 오버랩되는 부분에 플랩부재(55)를 설치한다. 상기 제1 플랩(50)의 단부면에 상기 플랩부재(55)가 끼워진다. 상기 플랩부재(55)에는 돌기가 형성되고, 상기 플랩부재(55)의 돌기와 대응되는 상기 제1 플랩(50)에는 돌기홈이 형성되어 상기 돌기가 끼워져 공기의 유입이 차폐된다. 상기 제2 플랩(60)은 상기 제2 관통부(44)에 상기 제1 플랩(50)과 동일 구조 및 방법으로 설치된다.

덕트(70)는, 상기 액티브 에어 플랩 모듈(40)에서 상기 휠가드(3)로 공기가 흐르도록 구비된다. 상기 덕트(70)는 중공되어, 일측이 액티브 에어 플랩 모듈(40)과 연결되고, 타측이 휠가드(3)와 연결될 수 있다. 상기 덕트는 복수개 구비되어, 상기 덕트 중 적어도 하나의 일측(72)은 상기 액티브 에어 플랩 모듈(40)의 일측(44)과 연결된다. 상기 덕트(70)의 타측(74)은 상기 휠가드(3)와 연결된다. 상기 덕트(70)의 내부 공간을 통하여 상기 덕트(70)의 일측(72)에서 타측(74)으로 공기가 경유하여 타이어를 향해 분출하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량의 액티브 에어 플랩 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 3a는 도 2의 액티브 에어 플랩의 제1 플랩의 작동을 나타내는 사시도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 A-A를 나타내는 단면도이며, 도 3c는 도 3a를 나타내는 평면도이다.

본 발명에 따른 차량의 액티브 에어 플랩 장치의 작용을 도 3a 및 도 3c를 참조하여 설명하면, 차량 엔진(Engine)의 온도 상승시 상기 엔진의 온도를 낮추기 위해 차량 외부의 공기를 차량 전방의 범퍼그릴 및 라디에이터 그릴 등을 통하여 차량의 내부로 유입한다. 유입된 공기는 액티브 에어 플랩 모듈(40)의 제1 플랩(50)이 지면과 같이 수평되게 회전하여, 상기 제1 플랩(50)간의 공간을 통해 쿨링모듈을 통해 상기 엔진의 온도를 낮출 수 있게 된다. 이때, 상기 액티브 에어 플랩 모듈(40)의 제2 플랩(60)은 차폐된다. 상기 제2 플랩(60)을 향하는 공기는 전면을 향해 소정각도를 이루는 제2 관통부(44)의 제2 플랩(60)이 차폐되어 상기 제1 플랩(50)으로 공기를 모아지게 되어 많은 양의 공기가 유입되어 엔진의 온도를 낮출 수 있다.

도 4a는 도 2에 액티브 에어 플랩의 제2 플랩의 작동을 나타내는 사시도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 B-B를 나타내는 단면도이며, 도 4c는 도 4a를 나타내는 평면도와, 도 4d는 도 4a를 나타내는 측면도이다.

본 발명에 따른 차량의 액티브 에어 플랩의 작용을 도 4a 및 도 4d를 참조하여 설명하면, 차량이 고속 주행시에 상기 제1 플랩(50)을 수직으로 회전시켜 차폐됨으로서 상기 차량의 공기 저항을 감소시키고 주행안정성을 향상시키게 되나, 지면 및 휠가드, 타이어와의 사이의 전면에서 난류 및 와류의 발생으로 공기저항이 커지므로 이때, 고속 주행시 제1 플랩(50)은 차폐하고, 제2 플랩(60)은 지면과 수평으로 회전하여 상기 제2 관통부(44)를 개방시켜 차량 전방의 범퍼그릴 및 라디에이터 그릴 등을 통한 공기가 유입되도록 한다. 상기 제1 플랩(50)을 향한 공기의 흐름을 제2 플랩(60)으로 바꾸어 상기 제2 플랩(60)과 연결된 덕트(70)를 통해 휠가드(3)로 유입된다. 또, 상기 제2 플랩(60)은 차폐되어 상기 제1 플랩(50)을 향하는 공기가 제2 플랩(60)으로 향하므로 많은 양의 공기가 제2 관통부(44)로 유입된다.

상기 휠가드(3)에 형성된 휠가드홀(미도시)을 통하여 타이어와 상기 휠가드(3) 사이로 공기가 분출되어 난류 및 와류 등의 공기저항을 줄여 연비를 향상 시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

10: 범퍼 20: FEM
30: 제1 하우징 40: 액티브 에어 플랩 모듈
50: 제1 플랩 60: 제2 플랩
70: 덕트

Claims

차체 프레임의 전면에 배치되는 FEM(Front End Module);
상기 차체 프레임의 측면에 타이어를 감싸도록 설치된 휠가드;
상기 FEM의 전면에 장착되는 제1 하우징; 및
상기 하우징에 상기 FEM 및 상기 휠가드 중 적어도 하나를 향해 차량 외부의 공기가 유입되도록 개방되면, 상기 FEM 및 상기 휠가드 중 다른 하나를 향해 상기 공기의 유입을 차폐하도록 장착되는 액티브 에어 플랩 모듈;을 포함하는 차량의 액티브 에어 플랩 장치.
제1항에 있어서,
상기 액티브 에어 플랩 모듈은,
복수의 관통부가 형성되어 상기 제1 하우징에 장착되는 제2 하우징과,
상기 제2 하우징의 상기 복수의 관통부에서 교차하도록 복수의 플랩이 설치된 차량의 액티브 에어 플랩 장치.
제2항에 있어서,
상기 제2 하우징은,
중심이 관통된 제1 관통부와,
상기 제1 관통부의 양측에 각각 제2 관통부가 형성된 차량의 액티브 에어 플랩.
제3항에 있어서,
상기 복수의 플랩은, 상기 제1 관통부에 설치된 제1 플랩과, 상기 제2 관통부에 제2 플랩이 설치되는 차량의 액티브 에어 플랩 장치.
제2항에 있어서,
상기 제2 하우징은 양측이 전면을 향하여 소정각도 경사지게 형성되는 차량의 액티브 에어 플랩 장치.
제1항에 있어서,
상기 액티브 에어 플랩 모듈에서 상기 휠가드로 공기가 유입되도록 구비되는 덕트를 더 포함하는 차량의 액티브 에어 플랩 장치.
제6항에 있어서,
상기 덕트는 중공되어 일측이 액티브 에어 플랩 모듈과 연결되고, 타측이 휠가드와 연결되는 차량의 액티브 에어 플랩 장치.
제1항에 있어서,
상기 휠가드에는 적어도 하나 이상의 유출홀이 형성되어 타이어로 유입되는 차량의 액티브 에어 플랩 장치.