KR20160114898A - 프론트 앤드 모듈 캐리어 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 프론트 앤드 모듈 캐리어는, 차량의 전방에 장착되며, 메인 패널 및 상기 메인 패널의 양단부로부터 소정의 각도를 가지고 연장 형성되는 서포트 패널로 이루어지는 프론트 앤드 모듈 캐리어로서, 상기 메인 패널은, 수평방향으로 형성되며 플라스틱재로 형성된 상부 프레임과 상기 상부 프레임의 양단부로부터 하방으로 연장하며 플리스틱재로 형성된 측부 프레임, 상기 상부 프레임에 결합되며 복합재로 형성된 상부 보강프레임, 및 상기 측부 프레임에 결합되며 복합재로 형성된 측부 보강프레임을 포함하며, 상기 상부 보강프레임 전면에 복수의 제1 개구가 형성되고, 상기 복수의 제1 개구 각각에 제1 스틸재 플레이트가 부착된다.

Description

프론트 앤드 모듈 캐리어{FRONT END MODULE CARRIER}

본 발명은 프론트 앤드 모듈 캐리어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 캐리어에 결합되는 복합재 보강프레임의 일부 영역에 스틸재 플레이트를 부착함으로써, 인써트 사출성형 제조공정이 용이하고, 부품통합 및 후드 렛치 보호도 실현할 수 있는 프론트 앤드 모듈 캐리어에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진 룸 내에는 엔진 등과 같은 구동을 위한 부품뿐만 아니라, 엔진 등과 같은 차량 내 각 부품을 냉각하거나 또는 차량 실내의 공기 온도를 조절하기 위한 라디에이터, 인터쿨러, 증발기, 응축기 등과 같은 다양한 열교환기들이 구비된다.

이와 같은 열교환기들은 일반적으로 내부에 열교환매체가 유통하며, 열교환기 내부의 열교환매체와 열교환기 외부의 공기가 서로 열교환함으로써 냉각 또는 방열이 이루어지게 된다.

한편, 최근 자동차 개발은 생산성 향상을 위하여 부품과 공정의 수를 감소하고자 하는 경향이 강해지고 있는 바, 생산성을 향상시키기 위한 방안 중 다수의 부품을 각각 조립하여 집합체를 형성시켜 조립 라인에서 조립하는, 즉 모듈화하는 기술이 제안되고 있는데, 그 중 대표적인 예로써 열교환기, 헤드램프 및 범퍼 빔 스테이를 포함한 범퍼를 조립하여 모듈화한 프론트 앤드 모듈(Front End Module, FEM)을 들 수 있다.

도 1은 종래의 프론트 앤드 모듈의 사시도로서, 상기 프론트 앤드 모듈은 메인 패널(11) 및 상기 메인 패널의 양단부로부터 소정의 각도를 가지고 연장 형성되는 서포트 패널(12)로 이루어지는 캐리어(10)를 중심으로 하여, 상기 캐리어(10)의 상기 메인 패널(11) 후방에 열교환기(30)가 장착되고, 상기 캐리어(10)의 서포트 패널(12)에 형성되는 헤드램프 장착부(12a)에 헤드램프(미도시)가 장착되며, 상기 캐리어(10)의 전방에 범퍼(20)가 장착되어 모듈화된다.

상기 열교환기(30)는 열교환기(30)를 포함하는 쿨링모듈(Cooling Module)로 모듈화되어 상기 메인 패널(11) 후방에 배치되어 이루어질 수 있는데, 설계에 따라 다양하게 형성될 수 있는 바, 도면상에서는 간략하게 도시하였다.

도 1에 도시되어 있는 프론트 앤드 모듈에서, 상기 캐리어(10)의 내측에 구비되는 상기 열교환기(30)로 원활하게 외부 공기를 유통시키기 위하여 일반적으로 상기 범퍼(20) 측에는 공기 유입을 위한 개구부(21)가 형성되게 된다.

상기 개구부(21)는 도시된 바와 같이 단순히 구멍이 형성되어 있는 형태로 되어 있을 수도 있으며, 상기 개구부(21)로 이물질이 유입되는 것을 막기 위하여 상기 개구부(21) 상에 그물이나 그릴 형태의 구조물을 더 구비하는 형태로 이루어지기도 한다.

차량이 주행을 하게 되면 상기 개구부(21)로 외부 공기가 빠르게 유입되게 되며, 따라서 상기 캐리어(10) 내측에 구비되는 상기 열교환기(30)에서는 원활한 열교환이 이루어질 수 있게 되며, 개구부(21)와 열교환기(30)의 사이에는 개구부(21)로부터 유입되는 공기의 양을 조절하기 위해 액티브 에어 플랩(Active Air Flap, AAF, 40)이 설치된다.

또한, 메인패널(11)의 상부 프레임 중앙부에는 엔진룸 상부를 덮는 후드를 개폐하는 후드 렛치(Hood Latch. 50)가 장착된다.

캐리어(10)는, 종래 제조방식에 따라, 캐리어(10)의 전체구성을 스틸(Steel)재로 제조하는 방식, 플라스틱재로 제조하는 방식, 혹은 스틸재 보강프레임을 사출금형에 인써트한 후, 플라스틱 수지재로 충진하여 제조하는 하이브리드 방식으로 제조되고 있다.

특히, 스틸재 보강프레임을 사용하는 하이브리드 방식은 중량대비 강성을 향상시킬 수 있고, 프론트 앤드 모듈을 구성하는 부품들을 캐리어(10)의 스틸재에 부착할 수 있다.

또한, 스틸재 보강프레임의 외부표면이 균일한 이유로 진공(Vaccum)을 이용하여 제품을 사출금형측으로 이송하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 사출금형 내에 인써트 시 스틸재 보강프레임을 자력(마그네트)을 이용하여 고정하는 것도 가능한 점에서 유리하다.

다만, 보강프레임의 재료로 스틸을 사용하므로, 여전히 중량절감 측면에서 한계가 있었으므로, 최근에는 추가적인 중량절감을 실현하기 위해 보강프레임을 복합재(예들 들어, 탄소 섬유 또는 연속섬유 복합재)로 대체하려는 추세에 있다.

도 2는 종래의 복합재로 된 보강프레임을 적용한 하이브리드 제조방식의 캐리어(100) 사시도를 나타내고, 도 3은 도 2의 분해 사시도이다.

도 2에 도시된 캐리어(100)는 복합재로 이루어진 보강프레임(150,160)을 사출금형 내에 인써트 한 후 플라스틱을 금형 내로 사출하여 제조된 것으로, 캐리어(100)는 메인 패널(110)과 상기 메인 패널(110)의 양단부로부터 소정의 각도를 가지고 연장 형성되는 서포트 패널(120)로 이루어진다.

도3에 도시된 메인 패널(110)은, 수평방향으로 형성된 상부 프레임(130)과 상기 상부 프레임(130)의 양단부로부터 하방으로 연장하는 측부 프레임(140)으로 형성되며 대략 직사각형의 형상으로 형성되고, 상부 프레임(130)과 측부 프레임(140)은 플라스틱 재질로 형성된다.

이 때, 상기 상부 프레임(130)에는, 복합재로 된 상부 보강프레임(150)이 결합되고, 상부 프레임(130)의 양단부로부터 하방으로 연장하는 측부 프레임(140)에는 복합재로 이루어진 측부 보강프레임(160)이 각각 결합된다.

복합재로 된 보강프레임의 경우 인써트 사출공정을 실시함에 있어서, 프레임의 외부표면이 불균일하여 진공을 이용하여 제품을 금형 내로 이송할 시 이송장치로부터 제품이 이탈할 우려가 있고, 금형 내에서 자력에 의한 고정이 불가능하기 때문에, 플라스틱 사출 금형 내에서 유동이 발생하여 사출금형을 파손하는 등의 문제가 발생할 수 있다.

또한, 캐리어에는 차량의 엔진룸 상부를 덮는 후드를 개폐하는 후드 렛치(도1의 참조번호 50)가 장착되는 데, 보강프레임을 복합재로 구성하게 되면, 차량 충돌 사고 등의 발생 시에 프론트 범퍼로부터 전달되는 충격력에 의해 보강프레임과 후드 렛치가 파손되는 문제가 발생할 수 있다.

더욱이, 복합재의 보강프레임은 스틸재 보강프레임에 비해, 프론트 앤드 모듈을 구성하는 부품들을 견고히 고정하는 것에도 한계가 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 복합재 보강프레임의 일부 영역에 스틸재 패널을 부착함으로써, 안정적으로 인써트 사출공정을 실시하는 것이 가능하고, 캐리어의 중량절감을 도모하면서도, 프론트 앤드 모듈 부품통합이 용이하고, 후드 렛치도 보호할 수 있는 프론트 앤드 모듈 캐리어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따르면, 차량의 전방에 장착되며, 메인 패널 및 상기 메인 패널의 양단부로부터 소정의 각도를 가지고 연장 형성되는 서포트 패널로 이루어지는 프론트 앤드 모듈(FEM) 캐리어로서, 상기 메인 패널은, 수평방향으로 형성되며 플라스틱재로 형성된 상부 프레임과 상기 상부 프레임의 양단부로부터 하방으로 연장하며 플리스틱재로 형성된 측부 프레임, 상기 상부 프레임에 결합되며 복합재로 형성된 상부 보강프레임, 및 상기 측부 프레임에 결합되며 복합재로 형성된 측부 보강프레임을 포함하며, 상기 상부 보강프레임 전면에 복수의 제1 개구가 형성되고, 상기 복수의 제1 개구 각각에 제1 스틸재 플레이트가 부착되는 것을 특징으로 하는 프론트 앤드 모듈 캐리어가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 상부 프레임에 장착되는 후드 렛치의 전면이 노출되도록, 상기 상부 보강프레임에 제2 개구가 형성되고, 상기 제2 개구를 폐쇄하도록 제2 스틸재 플레이트가 부착된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 상부 보강프레임의 후면에는 상기 제1 개구에 각각 위치 대응하도록 제3 개구가 형성되며, 상기 제3 개구에 제3 스틸재 플레이트가 더 부착된다.

상기 제1, 제2 및 제3 스틸재 플레이트는 압입식 또는 볼트 결합에 의해 상부 보강프레임에 결합된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 제1, 제2 및 제3 스틸재 플레이트에, 프론트 앤드 모듈을 구성하는 부품의 결합이 가능하도록 너트용 홀을 형성된다.

상기 복합재는 탄소섬유 복합재 또는 연속섬유 복합재이며, 상기 상부 프레임 및 상기 하부 프레임은 플라스틱재로 형성된다.

본 발명의 프론트 앤드 모듈 캐리어에 의하면, 복합재로 형성된 보강프레임의 일부 영역에 스틸재 패널을 부착함으로써, 복합재의 사용에 따른 중량절감의 효과를 견지하면서도, 인써트사출 공정을 실시함에 있어서는 스틸재 패널부분을 진공 장치로 흡착하여 이송함으로써, 이송장치로부터 제품이 이탈하는 문제를 제거할 수 있다.

또한, 사출성형 금형 내에 스틸재 패널을 자력으로 고정할 수 있으므로, 양호한 성형품을 제조할 수 있다.

또한, 스틸재 패널을 캐리어에 장착되는 후드 렛치의 전면에 부착함으로써, 차량 추돌 사고 등에 의해 차량의 프론트 범퍼에 가해지는 충격력으로부터 후드 렛치를 보호할 수 있게 된다.

아울러, 프론트 앤드 모듈을 구성하는 부품들을 스틸재 패널에 고정하는 것이 가능하므로, 프론트 앤드 모듈의 부품통합에도 유리하게 된다.

도 1은 종래의 프론트 앤드 모듈 캐리어의 분해 사시도.
도 2는 종래의 하이브리드 방식으로 제조된 프론트 앤드 모듈 캐리어의 사시도.
도 3은 도2의 분해사시도.
도 4는 본 발명에 따른 프론트 앤드 모듈 캐리어의 사시도.
도 5는 4의 분해사시도.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 프론트 앤드 모듈 캐리어어의 사시도를, 도 5는 도 4의 분해사시도를 각각 나타낸다.

본 발명을 설명함에 있어서, 전방 또는 전면이라는 용어는 차량의 전방을 향하는 방향 또는 면을, 후방 또는 후면은 차량의 후방을 향하는 방향 또는 면을 의미하는 것으로서 사용된다.

도 4에 도시된 본 발명에 따른 프론트 앤드 모듈 캐리어(200)는 메인 패널(210)과 메인 패널(210)의 양단부로부터 소정의 각도를 가지고 연장 형성되는 서포트 패널(220)로 이루어진다.

상기 서포트 패널(220)에는, 헤드램프를 장착할 수 있는 헤드램프 장착부(미도시)가 결합된다.

상기 프론트 앤드 모듈 캐리어(200)의 메인 패널(210) 후방에는 도시 생략된 열교환기가 장착되고, 상기 프론트 앤트 모듈 캐리어(200)의 전방에 도 1에 도시된 범퍼(20)가 장착되어 모듈화 된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 메인 패널(210)은, 수평방향으로 형성된 상부 프레임(230)과 상기 상부 프레임(230)의 양단부로부터 하방으로 연장하는 측부 프레임(240)으로 형성되며, 플라스틱 사출성형에 의해 대략 직사각형의 형상으로 형성된다.

상기 상부 프레임(230)에는, 복합재로 형성된 상부 보강프레임(250)이 결합되어 상부 프레임(230)의 외측둘레를 보호한다. 또한, 상부 프레임(230)의 양단부로부터 하방으로 연장하는 측부 프레임(240)에도 복합재로 형성된 측부 보강프레임(260)이 각각 결합되는데, 상부 보강프레임 및 측부 보강프레임은 복합재로 형성되고, 복합재로서는 탄소 섬유 복합재 또는 연속 섬유 복합재를 사용할 수 있다.

한편, 도 4 및 도 5에 도시된 상부 보강프레임(250)의 전면(251)에는 대략 직사각형상의 제1 스틸재 플레이트(280)가 부착될 수 있는 복수의 제1 개구(270)가 형성된 것이 도시되어 있으며, 도 4에는 상부 보강프레임(250)의 중앙부 양측으로 두 개의 제1 개구(270)가 형성된 것이 도시되어 있지만, 필요에 따라 두 개 이상의 개소에 제1 개구(270)를 형성할 수 있음을 물론이다.

따라서, 본 발명에 따르면, 제1 개구(270)의 각각에 제1 스틸재 플레이트(280)를 부착함으로써, 상부 보강프레임(250)을 사출 금형 내로 이송할 시에도, 스틸재 플레이트 부분을 진공을 이용하여 흡착 이송하는 것이 가능하고, 금형 내에서도 자력을 이용하여 보강프레임(250)을 안정적으로 고정하는 것이 가능하게 된다.

한편, 차량의 엔진룸 상부를 덮는 후드를 개폐하는 후드 렛치(도 1의 50)가 상부 프레임(230)의 대략 수평방향 중앙부에 설치되는데(미도시), 상기 상부 프레임(230)에 장착되는 후드 렛치의 전면이 노출되도록, 상기 상부 보강프레임(250)의 중앙부에도 제2 개구(290)가 형성된다.

이 때, 차량의 충돌사고 등의 경우에 전방범퍼로부터 전달되는 충격으로부터 후드 렛치를 보호하기 위해, 상부 프레임(230)의 중앙부분에 형성된 제2 개구(290)를 폐쇄하도록 제2 스틸재 플레이트(300)가 부착되므로, 후드 렛치의 파손을 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기 상부 보강프레임(250)의 후면에도 상기 제1 개구(270)에 각각 위치 대응하도록 제3 개구를 형성할 수 있으며, 상기 제3 개구에도 스틸재 플레이트(제3 스틸재 플레이트)를 더 부착할 수 있다.

상기 상부 보강프레임(250)의 후면에 형성되는 제3 개구, 및 제3 스틸재 플레이트는 상부 보강프레임(250)의 전면(251)에 형성되는 제1 개구(270), 및 제2 스틸재 플레이트(290)와 대칭되는 동일한 구성이므로, 도 5에서는 도시를 생략한다.

상부 보강프레임(250)의 전,후면에 각각 설치되는 각각의 제1, 제2, 제3 스틸재 플레이트(280,300)는 압입식 또는 볼트 결합에 의해 상부 보강프레임(250)에 부착된다.

또한, 열교환기, 범퍼, 빔 스테이 등의 프론트 앤드 모듈을 구성하는 부품의 결합이 가능하도록, 상기 제1 스틸재 플레이트(280)와 제2 스틸재 플레이트(300)에 너트용 홀(310,320)이 각각 형성된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징들이 변경되지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시 될 수 있다는 것으로 이해될 수 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

프론트 앤드 모듈 캐리어: 10, 100, 200
메인 패널: 11, 110, 210
서포트 패널: 12, 120, 220
상부 프레임: 130, 230
측부 프레임: 140, 240
상부 보강프레임: 150, 250
측부 보강프레임: 160, 260
제1 개구: 270, 제1 스틸재 플레이트: 280
제2 개구: 290 제2 스틸재 플레이트: 300
너트용 홀: 310, 320

Claims (6)

1. 차량의 전방에 장착되며, 메인 패널(210) 및 상기 메인 패널(210)의 양단부로부터 소정의 각도를 가지고 연장 형성되는 서포트 패널(220)로 이루어지는 프론트 앤드 모듈 캐리어(200)로서,
   상기 메인 패널(210)은, 수평방향으로 형성되며 플라스틱재로 형성된 상부 프레임(230)과 상기 상부 프레임(230)의 양단부로부터 하방으로 연장하며 플리스틱재로 형성된 측부 프레임(240), 상기 상부 프레임(230)에 결합되며 복합재로 형성된 상부 보강프레임(250), 및 상기 측부 프레임(240)에 결합되며 복합재로 형성된 측부 보강프레임(260)을 포함하며,
   상기 상부 보강프레임(250) 전면에 복수의 제1 개구(270)가 형성되고,
   상기 복수의 제1 개구(270) 각각에 제1 스틸재 플레이트(280)가 부착되는 것을 특징으로 하는 프론트 앤드 모듈 캐리어.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 상부 프레임(230)에 장착되는 후드 렛치의 전면이 노출되도록, 상기 상부 보강프레임(250)에 제2 개구(290)가 형성되고,
   상기 제2 개구(290)를 폐쇄하도록 제2 스틸재 플레이트(300)가 부착되는 것을 특징으로 하는 프론트 앤드 모듈 캐리어.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 상부 보강프레임(250)의 후면에는 상기 제1 개구(270)에 각각 위치 대응하도록 제3 개구가 형성되며, 상기 제3 개구에 제3 스틸재 플레이트가 더 부착되는 것을 특징으로 하는 프론트 앤드 모듈 캐리어.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1, 제2 및 제3 스틸재 플레이트(280, 300)는 압입식 또는 볼트 결합에 의해 상부 보강프레임(250)에 결합되는 것을 특징으로 하는 프론트 앤드 모듈 캐리어.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제1, 제2 및 제3 스틸재 플레이트(280, 300)에, 프론트 앤드 모듈을 구성하는 부품의 결합이 가능하도록 너트용 홀(310, 320)을 형성하는 것을 특징으로 하는 프론트 앤드 모듈 캐리어.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 복합재는 탄소섬유 복합재 또는 연속섬유 복합재인 것을 특징으로 하는 프론트 앤드 모듈 캐리어.

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