KR20170037285A - 쿨링모듈 장착구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쿨링모듈 장착구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소음 감소를 위해 측면 마운팅으로 고정되는 쿨링모듈의 상하 진동 에너지를 효율적으로 흡수도록, 하단 마운팅에 가변 홈이 형성된 인슐레이터가 구비되는 쿨링모듈 장착구조에 관한 것이다.

Description

쿨링모듈 장착구조{Installing Structure of Cooling Module}

본 발명은 쿨링모듈 장착구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하단 마운팅에 사이드 마운팅이 변형되며 발생하는 쿨링모듈의 상하 진동 에너지를 효율적으로 흡수 가능한 인슐레이터가 구비된, 쿨링모듈 장착구조에 관한 것이다.

근래에 들어 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 범퍼 빔을 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 팬슈라우드를 포함한 쿨링모듈이 장착되고, 상기 캐리어의 헤드램프 장착부에는 헤드램프가 장착되며, 상기 캐리어의 전면에는 범퍼 빔이 장착되어 모듈화된다.

도 1을 참조하면, 쿨링모듈(10)은 차량 내부를 냉각시키는 과정에서 발생된 고온의 냉매를 냉각시키는 콘덴서(C)와 상기 콘덴서(C)의 후방에 위치하여 엔진을 냉각시키는 과정에서 발생된 고온의 냉각수를 냉각시키는 라디에이터(R), 그리고 상기 라디에이터(R)의 후방에 위치하여 공기를 강제 송풍시켜 상기 콘덴서(C)와 라디에이터(R)의 냉각효율을 향상시키도록 설치되는 팬슈라우드(P)로 구성된다.

상기와 같은 구성의 쿨링모듈(10)은 라디에이터(R)의 상하단에 결합돌기(11, 12)를 구비하여 캐리어(20)의 상하단에 형성되는 마운팅(21, 22)에 끼워져 결합되게 되는데, 쿨링모듈(10)의 사양 다원화로 인하여 캐리어(20)의 마운팅 위치도 변경되게 되어 캐리어의 공용화를 저하하고, 금형비 및 개발비 과다, 사양 다원화에 따른 관리비 증대 등의 문제점을 해결하기 위해, 캐리어(20)의 하단마운팅(22)에 다수개의 마운팅홀(22a)을 구비하여 쿨링모듈(10)의 크기에 맞는 마운팅홀(22a)에 쿨링모듈(10)을 결합시키는 구성을 가진다. 즉, 하단마운팅(22)에서 쿨링모듈(10)로 인해 발생하는 힘의 대부분을 지지하는 구조로 이루어진 것이다.

그러나, 상단 및 하단 마운팅에서 쿨링모듈에서 전해지는 힘의 대부분을 지지하는 종래의 구조는 NVH(Noise/ Vibration/ Harshness)가 크게 발생하는 단점이 발생하기 때문에, 상단 마운팅이 NVH 감소 측면에서 유리한 사이드 마운팅으로 대체됨에 따라서, 사이드 마운팅 브라킷에 대응해 효율적으로 쿨링모듈에서 발생하는 진동을 흡수할 수 있도록, 하단 마운팅에 인슐레이터가 구비된 쿨링모듈 장착구조의 필요성이 대두되고 있다.

한국공개특허 제2002-0013179호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 탄성 재질로 구성된 인슐레이터에 외력에 대응해 변형되는 복수개의 가변 홈(형상 변형공간)을 형성하여 인슐레이터의 에너지 흡수력을 높이되, 가변 홈의 위치를 외부에서 이물질이 유입되지 않도록 설계하여 인슐레이터의 하중 흡수력이 일정하게 유지되는 쿨링모듈 장착구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 콘덴서(C)와, 상기 콘덴서(C)의 후방에 위치하며, 측면 결합부(110) 및 하단 결합부(120)가 형성되는 라디에이터(R) 및 상기 라디에이터(R)를 냉각시키기 위한 팬슈라우드(P)로 이루어진 쿨링모듈(100);이 상기 측면 결합부(110)에 대응되어 측면에 형성되는 측면 마운팅(210)과, 상기 하단 결합부(120)에 대응되어 하단에 형성되는 하단 마운팅(220)을 포함하는 캐리어(200);에 장착되는 쿨링모듈 장착구조에 있어서, 상기 하단 마운팅(220)은, 상기 하단 결합부(120)가 체결되는 위치에 형성된 고정홀(221)에 끼워지는 고정부(310)와, 상기 고정부(310)의 상측에 연결되어 상기 결합부(110)와 상기 하단 마운팅(220)을 이격 시키는 지지부(320)와, 상기 하단 결합부(120)가 통과 되도록 상하 길이 방향으로 형성된 결합공(330)으로 구성되는 인슐레이터(300);를 포함하여 이루어지며, 상기 지지부(320)는 외력에 의해 변형되는 복수개의 가변 홈(321)이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인슐레이터(300)는, 상기 지지부(320)가 상기 고절홀(221)보다 큰 직경을 가지며, 상기 가변 홈(321)이 상기 지지부(320)의 하측 가장자리에 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정부(310)는 하측 둘레에 걸림턱(311)이 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결합공(330)은, 외부에서 가해지는 힘에 의해 상기 하단 결합부(120)가 차량의 폭 방향으로 유동하는 것에 대응하도록, 차량의 폭방향 지름이 차량의 길이방향 지름보다 길게 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결합공(330)은, 상기 쿨링모듈(100)과 인접한 상부가 상측에서 하측으로 가며 단면이 좁아지는 테이퍼 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 쿨링모듈 장착구조는, 인슐레이터가 플렉시블한 탄성 재질로 형성되고, 지지부에 복수개의 가변 홈이 형성되어 외부에서 가해지는 힘의 흡수력을 높이는 효과를 가진다.

또한, 가변 홈이 지지부의 하측에 형성되어 가변 홈에 이물질이 고착되어 충격 흡수력이 하락하는 문제를 방지하는 장점을 가진다.

도 1은 종래의 쿨링모듈 장착구조 분해 사시도
도 2는 본 발명의 쿨링모듈 장착구조 분해 사시도
도 3은 본 발명의 하단 마운팅을 나타낸 사시도(상면 및 측면)
도 4는 본 발명의 하단 마운팅을 나타낸 사시도(하면 및 측면)
도 5는 본 발명의 하단 마운팅을 나타낸 단면도
도 6은 본 발명의 하단 마운팅을 나타낸 단면도(압축 변형 시)

내연기관은 공급되는 연료를 압축하여 고온 · 고압의 상태에서 점화 · 연소시킨다. 이에 따라 내연기관은 항상 많은 열이 발생되는데 이를 방치하면 피스톤 또는 실린더 등 엔진을 구성하는 부재들이 과열되어 그 기능을 수행할 수 없게 된다. 따라서 일반적으로 자동차의 엔진룸에는 엔진과 이 엔진을 냉각시키기 위한 냉각 수단, 공기 조화 장치 등이 설치되어 있다. 상기 냉각 장치는 자동차의 엔진을 냉각시키기 위한 것으로 엔진의 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터와 라디에이터로의 공기 흐름을 유발시켜 라디에이터 표면의 방열효율을 높이고 결과적으로 냉각수의 냉각 효율을 더욱 촉진시키기 위한 팬슈라우드 유닛을 포함한다. 이러한 팬슈라우드 유닛은 라디에이터 및 응축기의 공기유동 상류 또는 하류에 위치하여 공기를 강제적으로 통과시킴으로써 방열 성능을 향상시키는 역할을 하며 팬과 이를 구동하는 모터 및 상기 모터를 고정시키고 팬을 보호하는 슈라우드 등으로 구성되어 일반적으로 자동차 엔진 룸 내의 라디에이터 후면에 설치된다.

차량의 엔진룸 전방에는 차량 내부를 냉각시키는 과정에서 발생된 고온의 냉매를 냉각시키는 콘덴서와 상기 콘덴서의 후방에 위치하여 엔진을 냉각시키는 과정에서 발생된 고온의 냉각수를 냉각시키는 라디에이터, 상기 라디에이터의 후방에 위치하여 공기를 강제 송풍시켜 상기 콘덴서와 라디에이터의 냉각효율을 향상시키도록 팬/슈라우드가 설치되어 쿨링모듈을 구성한다. 이와 같이 구성되는 쿨링모듈은 상기 라디에이터를 기준으로 하여 전방으로 콘덴서가 위치하고 후방으로 팬슈라우드가 위치하여 결합되고 상기 쿨링모듈은 프론트 엔드 모듈 캐리어에 결합되게 된다.

자동차의 프론트 엔드 모듈(Front end module, FEM)이란 자동차의 앞부분에 결합되는 조립체의 총칭으로서 캐리어에 헤드램프, 공조 장치, 범퍼 등의 여러 부품이 설치된 구조물을 말한다. 구체적으로는 좌우측 헤드램프 서포트 패널, 쿨링모듈 상부 패널, 쿨링모듈 하부 패널, 범퍼 서포트 등에 헤드램프, 공조 장치 모듈 및 범퍼 등이 함께 설치된 구성으로 되어 있는 것이 일반적이다. 최근 자동차 개발의 경향은 부품과 공정의 수를 감소하여 생산성을 향상시킬 수 있는 방안에 대한 연구가 활발한데, 프론트 엔드 모듈(Front end module, FEM)이 대표적이라 할 수 있다.

상술한 바와 같은 프론트 엔드 모듈(Front end module, FEM)은 상단 마운팅과 하단 마운팅을 이용해 쿨링모듈과 캐리어가 결합되었으나, 상단 및 하단 마운팅을 이용해 쿨링 모듈을 캐리어에 결합할 경우 NVH(Noise/ Vibration/ Harshness)가 크게 발생하여, 최근에는 사이드 마운팅 및 하단 마운팅 을 이용해 쿨링 모듈과 캐리어를 결합시키는 방법이 사용되고 있다.

따라서, 사이드 마운팅의 진동 변형 흡수 구조에 대응하여 쿨링 모듈의 상하 진동 및 하중을 지지할 수 있는 인슐레이터가 구비된 하단 마운팅 구조 설계에 대한 요구가 지속적으로 제기되고 있는 실정이다. 본 발명에서는 하단 마운팅에 사이드 마운팅의 진동 흡수 구조에 대응하여 효과적으로 쿨링 모듈의 진동을 흡수/지지 하는 인슐레이터가 구비된 쿨링모듈 장착구조를 제시하고자 한다.

이하, 상기와 같은 본 발명의 쿨링모듈 장착구조에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 쿨링모듈 장착구조는 콘덴서(C)와, 상기 콘덴서(C)의 후방에 위치하며 측면 결합부(110) 및 하단 결합부(120)가 형성되는 라디에이터(R), 및 라디에이터(R)를 냉각시키기 위한 팬슈라우드(P)로 이루어진 쿨링모듈(100)이, 상기 측면 결합부(110)에 대응되어 측면에 형성되는 측면 마운팅(210)과, 상기 하단 결합부(120)에 대응되어 하단에 형성되는 하단 마운팅(220)을 포함하는 캐리어(200)에 장착된다.

이때, 상기 쿨링모듈(100)은 라디에이터(R)의 전방에 위치한 콘덴서(C)와 라디에이터(R)의 후방에 위치한 팬슈라우드(P)가 라디에이터(R)를 중심으로 결합될 수 있다. 여기서 상기 라디에이터(R)는 내구성의 향상 그리고 중량이 감소되도록 전체가 알루미늄으로 이루어진다. 상기 쿨링모듈(100)의 콘덴서(C), 라디에이터(R) 및 팬슈라우드(P)의 결합구조는 통상적인 자동차용 쿨링모듈의 결합구조가 적용될 수 있는 바 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 라디에이터(R)의 양쪽 측면에는 측면 마운팅(210)이 끼워지는 측면 결합부(110)가 좌우로 돌출 형성되고, 각각의 측면 결합부(110)에 측면 마운팅(210)이 결합되며, 상기 측면 마운팅(210)을 통해 쿨링모듈(100)이 캐리어(200)에 일차적으로 고정된다.

이때, 상기 측면 마운팅(210) 만을 이용해 상기 쿨링모듈(110)을 캐리어(200)에 고정시킬 경우 측면 마운팅(210)에 하중이 집중되어, 측면 마운팅(210)이 파손되는 문제가 발생할 수 있기 때문에 이러한 문제를 최소화하기 위하여 캐리어(200)의 하측에 쿨링모듈(100)과 캐리어(200)를 이차적으로 결합하는 하단 마운팅(220)이 형성된다.

상세히 설명하면, 측면 마운팅(210)은 쿨링모듈(110)의 진동을 흡수해 쿨링 모듈(110)이 파손방지 및 소음 저감의 목적을 가지기 때문에, 쿨링모듈(110)에서 발생되는 진동을 흡수하는 탄성 재질로 이루어진 방진부가 형성되며, 방진부는 쿨링모듈(110)에서 발생하는 진동을 흡수하기 위해 형상이 변형 및 복원되는 탄성운동을 하게 된다. 그러나, 단순히 측면 마운팅(210) 만을 이용해 쿨링모듈(110)에서 발생하는 변위 및 하중을 지지할 경우 측면 마운팅(210)의 파손이 빠르게 발생하므로, 측면 마운팅(210)에서 일차적으로 쿨링모듈(110)의 하중 지지 및 진동 흡수를 하되, 쿨링모듈(100)의 하측과 서로 마주보는 캐리어(200)의 상측에 측면 마운팅(210)과 서로 대응하여 쿨링모듈(100)에서 발생하는 진동을 흡수하고 하중을 지지하는 하단 마운팅(220)을 형성하여, 측면 마운팅(210)과 하단 마운팅(220)이 서로 상호 대응하여 효율적으로 쿨링모듈(110)을 지지할 수 있도록 한 것이다.

상기 하단 마운팅(220)은 쿨링모듈(100)의 하측에 형성된 하단 결합부(120)가 끼워지는 고정홀(221)이 상하 방향으로 형성되되, 고정홀(221)에 쿨링모듈(100)과 캐리어(200)가 직접 접촉하는 것을 제한하는 탄성 재질의 인슐레이터(300)가 구비된다. 즉, 상기 고정홀(221)에 사이드 마운팅(210)과 서로 대응하여 쿨링모듈(110)의 진동을 흡수하고 하중을 지지하는 인슐레이터(300)를 장착 한 상태에서 쿨링모듈(100)과 캐리어(200)를 결합시킴으로서, 쿨링모듈(100)의 변위 및 하중에 효율적으로 대응 가능하게 한 것이다.

이하 에서는 도면을 참조하여, 측면 마운팅(210)에 대응하여 쿨링모듈(100)의 상하 변위를 규제하고 진동을 흡수함과 동시에, 하중을 지지하는 인슐레이터(300)의 구조에 대하여 설명하도록 한다.

도 3을 참조하면, 상기 하단 마운팅(220)에 결합되는 상기 인슐레이터(300)는, 상기 하단 결합부(120)가 체결되는 위치에 형성된 고정홀(221)에 끼워지는 고정부(310)와, 상기 고정부(310)의 상측에 연결되어 상기 결합부(110)와 상기 하단 마운팅(220)을 이격 시키는 지지부(320)와, 상기 하단 결합부(1120)가 통과 되도록 상하 길이 방향으로 형성된 결합공(330)으로 구성된다.

상세히 설명하면, 상기 캐리어(200)의 하단에 형성된 고정홀(221)에 상기 고정부(310)가 끼워져 고정되고, 상기 지지부(320)는 고정홀(221)보다 큰 직경을 가져 상기 쿨링모듈(100)과 캐리어(200)가 직접 접촉하는 것을 제한하며, 상기 결합공(330)에 쿨링모듈(100)의 하단 결합부(120)가 끼워지는 것이다.

이때, 상기 인슐레이터(300)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 고정부(310)의 하측 둘레에 걸림턱(311)이 돌출 형성되어 고정부(310)가 고정홀(221)에 끼워진 상태에서 빠지지 않게한다.

또한, 본 발명인 쿨링모듈 장착구조는 상기 지지부(320)에 외력에 대응하여 변형되는 복수개의 가변 홈(321)이 형성된다.

즉, 상기 인슐레이터(300)는 상기 쿨링모듈(100)의 하면과 상기 캐리어(200)의 하단 마운팅(220) 상면 사이에 끼워지되, 탄성재질로 이루어져 형상 변형을 통해 쿨링모듈(100)의 진동을 흡수하고 하중을 지지하며, 쿨링모듈(100)에서 가해지는 힘에 변형되는 정도에 따라 에너지 흡수량이 증대된다. 따라서, 인슐레이터(300)에 가변 홈(321)을 형성하여 도 5에 도시된 바와 같이 외부에서 힘이 가해질 시 도 6에 도시된 바와 같이 상기 형상이 변형되며 채워지는 변형공간으로 사용되도록 한 것이다.

이때, 상기 가변 홈(321)은 다양한 위치에 형성될 수 있으나, 상기 지지부(320)의 하측 가장자리에 형성되는 것을 권장한다.

즉, 상기 가변 홈(321)이 쿨링모듈(100)과 캐리어(200) 결합 시 외부로 노출되는 상기 지지부(320)의 상측 또는 측면에 형성될 시, 가변 홈(321)에 이물질이 유입된 후 고착되어 변형 공간으로 사용되지 못하는 단점이 발생한다. 따라서, 가변 홈(321)을 쿨링모듈(100)과 캐리어(200) 결합 시 지지부(320)와 캐리어(200)가 접촉하며 외부와 차단되는 하측에 형성한 것이다.

또한, 본발명인 쿨링모듈 장착구조는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 결합공(330)의 차량의 좌우 폭방향 지름이 차량의 전후 길이방향 지름보다 길게 형성되는 것을 권장한다.

상세히 설명하면, 측면 마운팅(210)의 형상 변형에 의해 하단 결합부(120)가 차량의 폭 방향으로 유동할 수 있는 공간을 형성하여 측면 마운팅(210)에서 쿨링모듈(100)에서 전해지는 힘을 흡수하기 용이하도록 하고, 도 6에 도시된 바와 같이 쿨링모듈(100) 및 캐리어(200)에서 전해지는 힘에 의해 상기 인슐레이터(300)가 형상 변형 시, 결합공(330)의 내면과 하단 결합부(120)가 서로 접촉하며 인슐레이터(300)의 형상 변형이 제한되는 것을 방지한 것이다.

아울러, 상기 인슐레이터(300)는 상기 결합공(330)의 상부가 상측에서 하측으로 좁아지는 테이퍼 형상을 가진다.

도 6을 참조하여 설명, 상기 인슐레이터(300)는 상기 쿨링모듈(100) 및 하단 마운팅(220)에서 압박 받게 되어, 상기 지지부(320)의 형상이 변형되며, 이때, 테이퍼 형상을 가지는 결합공(330)의 A구역과 가장자리의 B구역 및 가변 홈(321)에서 변형이 발생하게 된다.

이때, A구역 및 가변 홈(321)은 변형 공간이 갖춰져 있지만 B구역의 경우 형상 변형 시 결합공(330)이 좁아져 상기 결합부(110)의 유동 공간이 좁아지게 된다. 따라서, 상기 쿨링모듈(100)과 접촉하며 형상 변형이 가장 크게 발생하는 상측의 단면을 가장 크게 형성하고, 형상 변형이 줄어드는 하측으로 갈수록 좁아지게 형성하여, 외부에서 가해지는 힘에 의해 인슐레이터(300)가 형상 변형을 하더라도 결합공(330)을 형성하는 내면이 결합공(330)에 삽입된 하단 결합부(120)를 직접적으로 압박하지 않도록 한 것이다.

본 발명의 상기한 실시예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안된다. 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.

C : 콘덴서 R : 라디에이터
P : 팬슈라우드
100 : 쿨링모듈 110 : 측면 결합부
120 : 하단 결합부
200 : 캐리어 210 : 측면 마운팅
220 : 하단 마운팅
300 : 인슐레이터 310 : 고정부
320 : 지지부 321 : 가변홈
330 : 결합공

Claims (5)

1. 콘덴서(C)와, 상기 콘덴서(C)의 후방에 위치하며, 측면 결합부(110) 및 하단 결합부(120)가 형성되는 라디에이터(R) 및 상기 라디에이터(R)를 냉각시키기 위한 팬슈라우드(P)로 이루어진 쿨링모듈(100);이 상기 측면 결합부(110)에 대응되어 측면에 형성되는 측면 마운팅(210)과, 상기 하단 결합부(120)에 대응되어 하단에 형성되는 하단 마운팅(220)을 포함하는 캐리어(200);에 장착되는 쿨링모듈 장착구조에 있어서,
   상기 하단 마운팅(220)은,
   상기 하단 결합부(120)가 체결되는 위치에 형성된 고정홀(221)에 끼워지는 고정부(310)와, 상기 고정부(310)의 상측에 연결되어 상기 결합부(110)와 상기 하단 마운팅(220)을 이격 시키는 지지부(320)와, 상기 하단 결합부(120)가 통과 되도록 상하 길이 방향으로 형성된 결합공(330)으로 구성되는 인슐레이터(300);를 포함하여 이루어지며,
   상기 지지부(320)는 외력에 의해 변형되는 복수개의 가변 홈(321)이 형성된 것을 특징으로 하는, 쿨링모듈 장착구조.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 인슐레이터(300)는,
   상기 지지부(320)가 상기 고절홀(221)보다 큰 직경을 가지며, 상기 가변 홈(321)이 상기 지지부(320)의 하측 가장자리에 형성된 것을 특징으로 하는, 쿨링모듈 장착구조.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 고정부(310)는 하측 둘레에 걸림턱(311)이 돌출 형성된 것을 특징으로 하는, 쿨링모듈 장착구조.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 결합공(330)은,
   외부에서 가해지는 힘에 의해 상기 하단 결합부(120)가 차량의 폭 방향으로 유동하는 것에 대응하도록, 차량의 폭방향 지름이 차량의 길이방향 지름보다 길게 형성된 것을 특징으로 하는, 쿨링모듈 장착구조.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 결합공(330)은,
   상기 쿨링모듈(100)과 인접한 상부가 상측에서 하측으로 가며 단면이 좁아지는 테이퍼 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 쿨링모듈 장착구조.
   
   

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