KR20160090154A

KR20160090154A - 차량용 스티프너

Info

Publication number: KR20160090154A
Application number: KR1020150010093A
Authority: KR
Inventors: 소원섭; 민옥렬; 박성욱
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2015-01-21
Filing date: 2015-01-21
Publication date: 2016-07-29

Abstract

본 발명은 차량의 전방에 저속 충돌 시 보행자를 보호하기 위해 캐리어의 전방에 설치되는 스티프너(Stiffener)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스티프너를 연속섬유로 구성하여 보행자 보호 성능을 향상시킴과 동시에 중량을 절감하고, 제작이 용이한 차량용 스티프너에 관한 것이다.

Description

차량용 스티프너{Stiffener for Motor Vehicle}

최근에는 자동차의 조립공정에 있어서, 공정을 단순화 및 자동화하며 생산성을 향상시킬 목적으로 다수의 부품들을 조립한 집합체를 조립라인에서 조립하는 즉, 모듈화하는 기술이 제안되고 있다.

그 중 대표적인 예로써 쿨링모듈과 헤드램프 및 범퍼빔을 포함한 범퍼를 조립하여 모듈화한 프론트 엔드 모듈을 들 수 있다.

상기 프론트 엔드 모듈은 중앙에 배치된 캐리어를 중심으로 하여 상기 캐리어의 쿨링모듈 장착부에 라디에이터와 콘덴서 및 팬 슈라우드를 포함한 쿨링모듈이 장착되고, 상기 캐리어의 헤드램프 장착부에는 헤드램프가 장착되며, 상기 캐리어의 전면에는 범퍼빔이 장착되어 모듈화된다.

이와 같이 차량의 전방에 배치되는 부품들을 조립하여 모듈화함으로써 조립공정이 단순화되어 생산성이 향상되었다.

도 1은 종래의 차량용 캐리어(10)의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 캐리어(10)는 상측 수평지지부(12a)와 상측 수평지지부(12a)의 아래측에 나란하게 배치되는 하측 수평지지부(12b)와 상측 및 하측 수평지지부(12a, 12b)를 연결하는 좌측 및 우측 수직지지부(12c, 12d)로 이루어져 쿨링모듈 장착부(12e)가 구비된 대략 사각틀 형상의 전면 패널(12)과 전면 패널(12)의 좌측 및 우측에 연장 형성되어 헤드램프(미도시) 장착을 위한 헤드램프 공간(13a)이 형성된 서포트 패널(13)로 이루어진다. 이때 하측 수평지지부(12b) 상에는 차량 전방 측으로 스티프너(15)가 설치된다.

스티프너(15)는 보행자가 자동차와 충돌하였을 경우 보행자의 다리가 자동차의 아래로 꺾여 들어가는 2차 부상을 방지하기 위해 형성된 것이다. 따라서 스티프너(15)는 양단이 좌측 및 우측 수직지지부(12c, 12d)에 고정되어 차량 전방 측으로 돌출 형성된 범퍼빔(미도시)과 같은 길이 또는 범퍼빔보다 차량의 전방에 설치될 수 있다.

이러한 스티프너(15)는 충격의 분산, 충격의 흡수가 우수한 수지재로 제작되며, 차량 전방 충돌 시 보행자가 받는 충격이 한곳에 집중되는 것을 방지하고자 전면 중앙부가 전방으로 돌출되어 완만한 곡면을 갖도록 형성됨과 아울러, 충격의 분산에 효과적이고 경량화에 장점이 있는 허니콤 구조로 이루어진다.

최근에는 제조 공정을 단순화하고, 제조 원가를 낮추기 위해 스틸 프레스 타입의 스티프너에 대한 기술이 공지된 바 있다. 그러나, 스틸 프레스 타입의 스티프너의 경우 성형이 어렵고, 부식이 발생하며, 강한 강도로 인해 보행자 보호 성능이 떨어지는 문제가 있었다.

이른 개선하기 위해 스틸 파이프 타입의 스티프너에 대한 기술이 공지된 바 있다. 그러나, 스틸 파이프 타입의 스티프너의 경우 3차원적인 밴딩 공정이 난해하여 대량 생산이 불가하기 때문에 다양한 프론트 및 범퍼 형상을 갖는 차종에 다원화 적용이 불가한 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 레일 형 스티프너를 구성하되 레일에 연속섬유 재질을 적용하여 레일의 3차원 밴딩 작업 공정을 용이하게 하고, 강성을 확보한 차량용 스티프너를 제공함에 있다.

특히 레일을 캐리어에 고정시키는 브래킷은 연속섬유 재질로 가공하기가 용이하지 않기 때문에 레일과는 별도로 일반 수지재를 적용하여 레일과 브래킷을 인서트 사출 방식으로 결합시키거나, 레일과 브래킷을 각각 제조한 후 조립하게되는, 차량용 스티프너를 제공함에 있다.

본 발명의 차량용 스티프너는, 쿨링모듈 장착부(125)가 구비된 사각형태의 전면 패널(120)과, 헤드램프 장착을 위해 상기 전면 패널(120)의 좌측 및 우측에 구비되는 서포트 패널(130)로 이루어진 차량용 캐리어(100)의 상기 전면 패널(120)의 하단부에 차량 전방 측으로 장착되는 차량용 스티프너(150)에 있어서, 상기 차량용 스티프너(150)는, 차량 폭 방향을 따라 형성되며, 상기 전면 패널(120)의 차량 전방측에서 차량 전방으로 일정거리 이격 배치되는 스티프너 레일(151); 및 상기 스티프너 레일(151)의 양단을 상기 전면 패널(120)에 고정시키는 스티프너 브래킷(152); 을 포함하되 상기 스티프너 레일(151)은 연속섬유 재질인 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 스티프너 브래킷(152)은, 수지재 재질이며, 상기 스티프너 레일(151)의 사출 성형 시 인서트 사출되는 것을 특징으로 한다.

다른 실시 예로, 상기 스티프너 브래킷(152)은, 수지재 재질이며, 상기 스티프너 레일(151)과 별도로 성형한 후 상기 스티프너 레일(151)과 나사, 볼트 또는 리벳 조립되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 스티프너 브래킷(152)은, 상기 스티프너 레일(151)과 결합되는 전방프레임(152c); 상기 전방프레임(152c)의 차량 후방 측으로 이격되며, 상기 캐리어(100)와 결합되는 후방프레임(152b); 및 상기 전방프레임(152c)과 후방프레임(152b)을 연결하는 중앙프레임(152a); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 차량용 스티프너는, 주 몸체인 레일이 연속섬유로 이루어지기 때문에 강성이 뛰어나며 중량이 가벼워 보행자 보호 성능을 확보함과 동시에 차량 중량 감소에 따른 연비 향상의 효과가 있다.

또한, 레일이 연속섬유로 이루어지기 때문에 사출 성형을 통한 3차원 밴딩 공정이 용이하여 다양한 프론트 및 범퍼 형상을 갖는 차종에 다원화 적용이 가능한 장점이 있고, 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 일반적인 스티프너가 적용된 차량용 캐리어 사시도
도 2는 본 발명의 차량용 스티프너와 캐리어의 결합사시도
도 3은 본 발명의 차량용 스티프너가 적용된 캐리어 분해사시도
도 4는 본 발명의 차량용 스티프너 전체사시도
도 5는 본 발명의 차량용 스티프너 분해사시도
도 6은 본 발명의 브래킷 사시도
도 7은 본 발명의 브래킷과 캐리어의 결합단면도

도 2에는 본 발명의 일실시 예에 따른 차량용 스티프너(150)가 적용된 차량용 캐리어(100)의 전체사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명의 일실시 예에 따른 차량용 스티프너(150, 이하 "스티프너")가 적용된 차량용 캐리어(100)의 분해사시도가 도시되어 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 캐리어(100)는 상측 수평지지부(121)와 상측 수평지지부(121)의 아래측에 나란하게 배치되는 하측 수평지지부(122)와 상측 및 하측 수평지지부(121, 122)를 연결하는 좌측 및 우측 수직지지부(123, 124)로 이루어져 쿨링모듈 장착부(125)가 구비된 대략 사각틀 형상의 전면 패널(120)과 전면 패널(120)의 좌측 및 우측에 연장 형성되어 헤드램프(미도시) 장착을 위한 헤드램프 공간이 형성된 서포트 패널(130)로 이루어진다. 이때 하측 수평지지부(122) 상에는 차량 전방 측으로 스티프너(150)가 설치된다. 스티프너(150)는 차량의 폭 방향을 길이 방향으로 하는 로드 형 스티프너 레일(151)과 스티프너 레일(151)의 양단을 캐리어(100)의 하측 수평지지부(122) 상에 고정시키기 위한 스티프너 브래킷(152)을 포함한다. 하측 수평지지부(122) 상에는 스티프너 브래킷(152)과의 나사, 볼트 또는 리벳 결합을 위한 브래킷 결합홀(126)이 관통 형성된다.

이하, 상기와 같은 구성을 갖는 스티프너(150)의 세부 구성에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4에는 본 발명의 일실시 예에 따른 스티프너(150)의 전체사시도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명의 일실시 예에 따른 스티프너(150)의 분해사시도가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이 스티프너(150)는 스티프너 레일(151)과 스티프너 브래킷(152)을 포함하여 구성된다. 스티프너 레일(151)은 차량의 폭 방향을 길이 방향으로 하는 로드 형으로 이루어진다. 스티프너 레일(151)은 단면이 원형, 타원형, 각형 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있으며, 보행자와 충돌 시 충격을 저감시킬 수 있는 형상이면 어떠한 형상도 적용될 수 있음은 자명하다.

이때 스티프너 레일(151)의 재질은 연속섬유로 이루어질 수 있다. 연속섬유란, 연속된 긴 섬유를 말한다. 천연 섬유에서는 견섬유가 연속 섬유이며, 화학 섬유는 열가소성 복합재를 방출시켜 잡아당겨 늘려서 연속섬유의 다발로 해 만든다. 연속 섬유를 장섬유(長纖維), 또는 필라멘트(filament)라고도 한다. 한 올의 필라멘트인 실모양으로 사용되는 경우를 모노 필라멘트라고 하며, 두 올 이상으로 된 올의 실 모양으로 사용되는 경우를 멀티 필라멘트라고 한다. 스티프너 레일(151)의 바람직한 실시 예로는 멀티 필라멘트를 사출 형식으로 형성하여 제조할 수 있다. 위와 같이 스티프너 레일(151)을 연속섬유로 구성할 경우 일정한 강성이 확보되어 보행자 충격 시 보행자를 보호함과 동시에 중량을 감소시켜 차량의 중량을 낮출 수 있는 장점이 있다. 특히 사출 성형 후 경화되기 전에 3차원 밴딩 성형이 용이하여 다양한 설계 조건을 만족시킬 수 있는 스티프너 레일(151)의 제작이 가능한 장점이 있다.

그러나 스티프너 레일(151)을 연속섬유로 구성하여 사출 성형할 경우 스티프너 브래킷(152)을 동일 재질로 동시에 성형하기는 어렵기 때문에 본 발명의 스티프너 브래킷(152)은 다음과 같은 구성상의 특징을 갖는다.

스티프너 브래킷(152)은 스티프너 레일(151)을 캐리어(100)에 결합시키기 위해 구성된다. 스티프너 브래킷(152)은 스티프너 레일(151)과 같이 연속섬유로 이루어지지 않고, 통상의 일반적인 수지재로 이루어진다. 따라서 스티프너 브래킷(152)은 스티프너 레일(151)의 사출 성형 시 인서트 사출로 성형 되거나, 별도로 프레스 또는 사출 성형되어 스티프너 레일(151)에 나사, 볼트 또는 리벳 조립될 수 있다.

도 5는 스티프너 브래킷(152)을 별도로 성형한 후 스티프너 레일(151)에 볼트 결합된 예를 도시한 분해사시도로 도시된 바와 같이 스티프너 레일(151)의 차량 후방면에 제1 결합홀(151a)을 형성하고, 스티프너 브래킷(152)의 차량 전방 양측에 제2 결합홀(155)을 형성하여 볼트(156)를 통해 스티프너 레일(151)과 스티프너 브래킷(152)이 결합될 수 있다. 스티프너 브래킷(152)의 차량 후방면에는 캐리어(100)와의 결합을 위한 결합돌기(153) 및 제3 결합홀(154)이 형성될 수 있다.

이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시 예에 따른 스티프너 브래킷(152)의 세부 구성에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 6에는 본 발명의 일실시 예에 따른 스티프너 브래킷(152)의 전체사시도가 도시되어 있고, 도 7에는 본 발명의 일실시 예에 따른 스티프너 브래킷(152)과 캐리어(100)의 결합 단면도가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이 스티프너 브래킷(152)은 스티프너 레일(151)과의 결합을 위한 전방프레임(152c)과, 전방프레임(152c)의 차량 후방측에 이격 배치되며, 캐리어(100)의 전면 패널(120)과의 결합을 위한 후방프레임(152b)과, 전방프레임(152c) 및 후방프레임(152b)을 연결하는 중앙프레임(152a)으로 구성된다.

따라서 전방프레임(152c) 상에는 스티프너 레일(151)과의 나사, 볼트 또는 리벳 결합을 위한 제2 결합홀(155)이 형성되며, 후방프레임(152b) 상에는 전면 패널(120)과의 나사, 볼트 또는 리벳 결합을 위한 제3 결합홀(154)이 형성된다. 또한, 후방프레임(152b) 상에는 스티프너 브래킷(152)을 전면 패널(120)에 안정적으로 고정시킨 후 전면 패널(120)과의 나사, 볼트 또는 리벳 결합을 수행하기 위한 결합돌기(153)가 형성된다. 결합돌기(153)는 후방프레임(152b)의 후면에서 후방으로 돌출 형성된다. 전면 패널(120)의 브래킷 결합홀(126)은 스티프너 브래킷(152)의 결합돌기(153)가 끼워지는 제1 홀과, 캐리어 결합홀(154)에 대응되어 나사, 볼트 또는 리벳 결합을 위한 제2 홀이 각각 상하 길이방향으로 이격 형성될 수 있다.

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

100 : 캐리어 120 : 전면패널
121 : 상측 수평지지부 122 : 하측 수평지지부
123 : 좌측 수직지지부 124 : 우측 수직지지부
125 : 쿨링모듈장착부 126 : 브래킷 결합홀
130 : 서포트 패널
150 : 스티프너
151 : 스티프너 레일 151a : 제1 결합홀
152 : 스티프너 브래킷 152a : 중앙프레임
152b : 후방프레임 152c : 전방프레임
153 : 결합돌기
154 : 제3 결합홀
155 : 제2 결합홀
156 : 볼트

Claims

쿨링모듈 장착부(125)가 구비된 사각형태의 전면 패널(120)과, 헤드램프 장착을 위해 상기 전면 패널(120)의 좌측 및 우측에 구비되는 서포트 패널(130)로 이루어진 차량용 캐리어(100)의 상기 전면 패널(120)의 하단부에 차량 전방 측으로 장착되는 차량용 스티프너(150)에 있어서,
상기 차량용 스티프너(150)는,
차량 폭 방향을 따라 형성되며, 상기 전면 패널(120)의 차량 전방측에서 차량 전방으로 일정거리 이격 배치되는 스티프너 레일(151); 및
상기 스티프너 레일(151)의 양단을 상기 전면 패널(120)에 고정시키는 스티프너 브래킷(152); 을 포함하되
상기 스티프너 레일(151)은 연속섬유 재질인 것을 특징으로 하는, 차량용 스티프너.
제 1항에 있어서,
상기 스티프너 브래킷(152)은, 수지재 재질이며,
상기 스티프너 레일(151)의 사출 성형 시 인서트 사출되는 것을 특징으로 하는, 차량용 스티프너.
제 1항에 있어서,
상기 스티프너 브래킷(152)은, 수지재 재질이며,
상기 스티프너 레일(151)과 별도로 성형한 후 상기 스티프너 레일(151)과 나사, 볼트 또는 리벳 조립되는 것을 특징으로 하는, 차량용 스티프너.
제 2항 또는 제 3항에 있어서,
상기 스티프너 브래킷(152)은,
상기 스티프너 레일(151)과 결합되는 전방프레임(152c);
상기 전방프레임(152c)의 차량 후방 측으로 이격되며, 상기 캐리어(100)와 결합되는 후방프레임(152b); 및
상기 전방프레임(152c)과 후방프레임(152b)을 연결하는 중앙프레임(152a);
을 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량용 스티프너.