KR20180007416A - 자동차용 엔진 커버 - Google Patents

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KR20180007416A KR1020160088374A KR20160088374A KR20180007416A KR 20180007416 A KR20180007416 A KR 20180007416A KR 1020160088374 A KR1020160088374 A KR 1020160088374A KR 20160088374 A KR20160088374 A KR 20160088374A KR 20180007416 A KR20180007416 A KR 20180007416A
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권민호
마병종
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주식회사 대솔오시스
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Abstract

본 발명은 가벼우면서도 소음 성능이 우수한 시트지의 한쪽 표면에 차례로 글라스 매트와 경질 폴리우레탄을 부착하여 일체로 구성하므로, 엔진 커버의 중량을 줄여 자동차 연비와 소음 개선을 통해 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있다. 특히, 본 발명은 시트지를 이용하여 복잡한 엔진 상부 표면과 같이 엔진 커버를 장착하는 위치의 형태와 비슷한 형상으로 제작할 수 있으므로, 엔진 커버가 엔진 상부와 같이 장착하는 부분에서의 접촉 면적을 가능한 한 넓혀 소음 개선 효과를 더욱 높일 수 있다. 그리고, 본 발명은 시트지의 다른 한쪽 면에 연질 폴리우레탄을 구성하므로, 차종에 따라 달라지는 소음 특성에 알맞게 이들 연질 및 경질 폴리우레탄의 두께와 밀도를 조절하여 최적의 소음 개선 효과와 중량 감소 효과를 얻을 수 있다.

Description

자동차용 엔진 커버{ENGINE COVER FOR VEHICLE}
본 발명은 자동차용 엔진 커버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존 엔진 커버와 비교하여 가벼우면서도 회화명료도(AI: Articulation Index)를 개선하여 자동차 연비를 높이면서도 쾌적한 자동차 실내 환경을 조성할 수 있게 한 것이다.
일반적으로 엔진룸에 장착한 엔진(E)에는, [도 1] 여러 가지 목적으로 엔진 커버(Engine Cover)(C)를 장착한다. 엔진 커버는, 자동차의 경량화 등으로 엔진에서 발생한 음이 커짐에 따라 이러한 소음 문제 해결, 엔진 주변을 정리하게 하는 디자인적 요소, 엔진에서 발생한 열이 바로 자동차 외부로 빠져나가지 않게 하여 예열 등에 사용하는 기능적인 면 등을 예로 들 수 있다. 이에, 엔진 커버는, 아래의 특허문헌 1 내지 특허문헌 3과 같이 다양한 기술을 통해 제작하여 사용한다.
(특허문헌 1) 한국공개특허 제10-2015-0007303호
플라스틱 엔진 커버뿐만 아니라 플라스틱 엔진 커버의 제조 방법 및 플라스틱 엔진 커버를 포함하는 엔진에 관한 것이다. 플라스틱 엔진 커버는 테레프탈산으로부터 유도된 단위 및 다이아미노 부탄으로부터 유도된 단위를 갖는 폴리아마이드를 포함하는 유리 섬유 강화된 열가소성 중합체성 물질로 제조된다.
(특허문헌 2) 한국공개특허 제10-2015-0039607호
엔진 커버용 진동 흡수 패드(이하 완충재)에 관한 것으로서, 자동차 엔진 커버 위에 다수의 완충재를 부착한 다음 후드와 결속시켜, 주행 중 엔진에서 발생하는 1차적인 진동과 소음을 효과적으로 개선 시킬 수 있는 완충재로, 그 재료와 사용방법에 관한 것이다.
(특허문헌 3) 한국공개특허 제10-2016-0059904호
폴리케톤 성형물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 선상 교대 폴리케톤 터폴리머, 유리섬유 및 미네랄 필러의 블렌드를 사용하여 폴리케톤 성형물을 제조함으로써, 내충격성, 내유성을 크게 향상시킬 수 있고 자동차 엔진 커버로 제조 가능한 폴리케톤 성형물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
하지만, 이런 기존의 엔진 커버는 다음과 같은 문제가 발생한다.
(1) 엔진 커버는 주로 나일론(예를 들어서, PA66)과 같은 합성수지로 제작하는 데, 합성수지는 중량이 많이 나가므로 결과적으로 엔진 커버가 무거워짐에 따라 자동차 중량 증가로 연료 효율을 떨어뜨리는 한 가지 요인으로 작용한다.
(2) 특히, 엔진 커버를 장착하는 엔진 상부 부분의 형상이 복잡하여 엔진 커버를 제작하는 데 어려울 뿐만 아니라 한계가 있다. 이는, 엔진 상부와 같이 엔진 커버가 엔진 표면을 감싸게 하는 데 한계가 있어 엔진 소음을 흡수하거나 보호하는 데 한계가 있다.
(3) 또한, 엔진 커버를 장착하는 엔진 상부의 형상이 복잡하여 그 형상에 알맞은 형태로 엔진 커버를 제작하는 데 한계가 있다. 이는, 엔진 커버와 엔진 사이에 충분한 접촉 면적을 확보하는 데 어려움이 있다. 이는, 엔진 커버의 기능을 충분하게 발휘하지 못하게 하는 한 가지 요인으로 작용한다.
한국공개특허 제10-2015-0007303호 (공개일 : 2015.01.20) 한국공개특허 제10-2015-0039607호 (공개일 : 2015.04.10) 한국공개특허 제10-2016-0059904호 (공개일 : 2016.05.27)
본 발명은 이러한 점을 고려한 것으로, 가벼우면서도 소음 성능이 우수한 시트지의 한쪽 표면에 차례로 글라스 매트와 경질 폴리우레탄을 부착하여 일체로 구성하므로, 엔진 커버의 전체 중량을 줄여 자동차 연비를 개선하면서도 소음 개선을 통해 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있게 한 자동차용 엔진 커버를 제공하는 데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 카본 시트지나 패턴을 형성한 카본 시트지와 같은 시트지를 이용하여 복잡한 엔진 상부 표면과 같이 엔진 커버를 장착하는 위치의 형태와 비슷한 형상으로 제작할 수 있으므로, 엔진 커버가 엔진 상부와 같이 장착하는 부분에서의 접촉 면적을 가능한 한 넓게 제작할 수 있고, 이에 소음 개선 효과를 더욱 높일 수 있게 한 자동차용 엔진 커버를 제공하는 데 다른 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 시트지의 다른 한쪽 면에 연질 폴리우레탄을 구성하므로, 차종에 따라 달라지는 소음 특성에 알맞게 이들 연질 및 경질 폴리우레탄의 두께와 밀도를 조절하여 최적의 소음 개선 효과와 중량 감소 효과를 얻을 수 있게 한 자동차용 엔진 커버를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차용 엔진 커버는, 자동차의 엔진 표면을 덮는 자동차용 엔진 커버에서, 시트지(10) 표면의 한쪽 면에, 글라스 매트(40)와 경질 폴리우레탄(20)을 차례로 쌓아서 일체로 형성한 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 시트지(10)는, 카본 시트지 또는 패턴이 형성된 카본 시트지인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 시트지(10)의 다른 한쪽 면에, 극세사 또는 연질 폴리우레탄(30)을 갖춘 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 연질 폴리우레탄(30)은, 밀도가 60~90㎏/㎥인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 경질 폴리우레탄(20)은, 밀도가 100~130㎏/㎥인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 글라스 매트(40)는, 면밀도가 400~500g/㎡인 것을 특징으로 한다.
마지막으로, 상기 경질 폴리우레탄(20)은, 두께가 3~6㎜인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자동차용 엔진 커버는 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 중량이 낮은 시트지와 경질의 폴리우레탄으로 제조하므로, 엔진 커버의 전체 중량을 줄일 수 있다. 이는, 자동차 중량을 줄여 자동차 연비를 높이는 효과를 기대할 수 있다. 게다가 시트지와 경질 폴리우레탄 사이에 가벼운 글래스 매트로 강성을 보강하므로 가벼우면서도 엔진 커버에서 요구하는 강성을 확보할 수 있다.
(2) 시트지를 엔진 상부 위에 올려놓고 그 위에 폴리우레탄을 발포하여 복잡한 형상의 엔진 커버도 쉽게 제작할 수 있으므로, 엔진 상부와 같이 복잡한 형상으로 엔진 커버를 제작할 때도 쉽고 신속하게 그 형상에 알맞게 엔진 커버를 제작할 수 있다.
(3) 이에, 엔진과 엔진 커버 사이의 틈새를 최소화하고, 특히 엔진 커버의 표면적을 가능한 한 최대한으로 넓게 제작할 수 있어 소음 성능을 개선할 수 있다.
(4) 또한, 시트지로 카본 시트지나 패턴을 형성한 카본 시트지를 이용하고, 여기에 경량의 폴리우레탄을 발포하여 성형하므로, 카본 시트지와 폴리우레탄을 통해 소음 성능을 개선할 수 있다. 이에, 음질 지수를 나타내는 지수 중 하나인 회화명료도(Articulation Index)를 약 3% 정도 개선하여 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있다.
(5) 한편, 경질 폴리우레탄의 다른 한쪽 면에는 연질 폴리우레탄을 구성하므로, 연질과 경질 폴리우레탄을 통해 소음 저감 효과를 높이고, 특히 연질 폴리우레탄의 두께를 통해 차종에 따라 다른 엔진 특성에 따른 소음 특성에 알맞게 쉽게 제작하여 사용할 수 있다.
[도 1]은 엔진에 장착하는 엔진 커버의 예를 보여주기 위해 엔진에서 분리한 상태를 보여주는 사시도이다.
[도 2]는 종래 엔진 커버의 단면을 보여주는 도면이다.
[도 3]은 본 발명의 [실시예 1]에 따른 엔진 커버의 층 구조를 보여주기 위한 단면도이다.
[도 4]는 본 발명의 [실시예 1]에 따른 엔진 커버(실시예)와 기존 PA66으로 제작한 종래 엔진 커버(비교예)를 실차 상태에서 회전수에 따른 회화명료도(AI:Articulation Index)를 운전자의 오른쪽 귀 위치에서 측정한 그래프이다.
[도 5]는 본 발명의 [실시예 1]에 따른 엔진 커버(실시예)와 기존 PA66으로 제작한 종래 엔진 커버(비교예)를 실차 상태에서 회전수에 따른 회화명료도(AI:Articulation Index)를 자동차의 앞쪽에서 1M 떨어진 위치에서 다시 높이 1.5M 지점에서 측정한 그래프이다.
[도 6]은 본 발명의 [실시예 2]에 따른 엔진 커버의 층 구조를 보여주기 위한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 [실시예 1]에 따른 자동차용 엔진 커버는, [도 3] 내지 [도 5]와 같이, 시트지(10)의 한쪽 면에 글라스 매트(40)와 경질 폴리우레탄(20)을 차례로 구성하여 일체로 성형한 것이다.
이에, 가벼운 시트지(10)와 폴리우레탄(20)을 통해 경량으로 자동차 연비를 개선하면서도 소음 성능을 함께 개선하여 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있게 한 것이다. 또한, 글래스 매트(40)는 가벼우면서도 엔진 커버의 강성을 보강한다.
이하, 이러한 구성에 관해 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
시트지(10)는, [도 3]과 같이, 엔진 커버의 바깥면을 이루는 것으로, 자동차 주행 중에 도장 손상이나 오염 물질이 잘 묻지 않게 하고 흠집이 잘 생기지 않게 하는 데 사용한다. 이러한 시트지(10)는 통상적으로 본 발명이 속한 기술 분야에서 이러한 목적으로 사용하는 시트지, 예를 들어서 카본 시트지나 패턴을 형성한 카본 시트지를 이용할 수 있다.
여기서, 카본 시트지는 이처럼 도장 손상과 오염에도 강한 보호 필름 기능과 외부 충격에도 강해 흠집이 잘 생기지 않을 뿐만 아니라 고온에도 강하여 제품의 변형이나 늘어짐이 적은 통상의 기술로 제작한 것을 말한다. 또한, "패턴을 형성한" 카본 시트지는 통상의 카본 시트지 면에서 적어도 한쪽 면에 미리 정한 형상의 패턴을 형성하여 미감을 높일 수 있게 제작한 시트지를 말한다.
이러한 시트지(10)는 엔진 상부와 같이 엔진 커버를 장착하는 위치에 올려놓고 강성 보강용 글래스 매트(40)를 올린 위에 후술할 경질 폴리우레탄(20)을 발포 성형함으로써, 경질 폴리우레탄(20)의 중량을 통해 시트지(10)가 엔진 상부의 공간 안으로 유입되게 하여 본 발명에 따른 엔진 커버가 엔진 상부의 비어있는 공간과 거의 유사한 형태로 제작할 수 있게 한다.
글래스 매트(40)는, [도 3]과 같이, 시트지(10)와 후술할 경질 폴리우레탄(20) 사이에 놓이도록 시트지(10) 면에 장착한다. 이러한 글래스 매트(40)는 통상 경량화가 가능하고 강성과 흡음 성능이 우수한 것으로 알려진 통상의 기술로 제작한 것을 사용한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 글래스 매트(40)는 면밀도가 400~500g/㎡인 것을 사용하여 중량 증가를 최소화하면서도 엔진 커버의 강성을 충분히 보강할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.
경질 폴리우레탄(20)은, [도 3]과 같이, 상술한 글래스 매트(40)를 갖춘 시트지(10)의 한쪽 면에 미리 정한 두께만큼 발포하여 성형한다. 이때, 상기 경질 폴리우레탄(20)은 밀도가 100~130㎏/㎥인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 이를 위해 폴리올(Polyol)과 MDI(Methylene Diphenyl Diisocyanate)를 1:2의 비율로 혼합하여 사용할 수 있다. 이는, 이는 밀도가 높을수록 소음 성능을 개선할 수 있으나, 엔진 커버의 중량 증가로 이어질 우려가 있기 때문이다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 경질 폴리우레탄(20)은 두께 3~6㎜로 제작하는 것이 바람직하다. 이는, 본 발명에 따른 엔진 커버의 중량 증가를 최소화하면서도 소음 성능을 최대한으로 높일 수 있게 하기 위한 것이다. 즉, 폴리우레탄은 두께가 두꺼울수록 소음 성능도 높일 수 있으나, 반대로 두꺼울수록 중량도 많이 나간다. 이에, 본 발명에서는 최소한의 중량 증가에서 최대한의 소음 성능을 개선할 수 있게 이러한 두께 범위로 제작하여 사용한다.
이상과 같이 이루어진 본 발명에 따른 엔진 커버(실시예)와 종래 PA66으로 제작한 비교예를, 실차 상태에서 회전수(rpm)에 따른 음질 지수 중 하나인 AI란 회화명료도(Articulation Index)를 측정한 결과는 다음과 같다.
이때의 시험은 실시예와 비교예를 각각 무향실 내에서 실제 차량에 장착한 다음 아래와 같은 조건에서 측정하였다.
1) 시험 모드 : 3rd WOT(3단 급가속)
2) 측정 위치: (1)운전석의 오른쪽 귀 부분, (2) 자동차 앞 1M 지점에서 다시 1.5 높이가 되는 지점
그 결과, 상기 두 곳의 측정위치에서 측정한 회화명료도 그래프는 각각 [도 4] 및 [도 5]와 같다. 도면에서, 가로축은 타코미터로 측정한 회전수를, 세로축은 실제 측정한 회화명료도(AI: Articulation Index)를, 검은 선은 비교예를, 붉은 선은 실시예를 각각 나타낸다.
운전석의 오른쪽 귀 부분에서 측정한 회화명료도는, [도 4]와 같이, 실시예가 회전수 전반에 걸쳐 비교예보다 회화명료도가 높은 것을 알 수 있고, 그 평균에서도 실시예가 99.5%AI이고 비교예가 97.3%AI로, 실시예가 약 2.2%AI 높은 것을 알 수 있다.
또한, 자동차 앞쪽 1M 지점에서 다시 높이 1.5M되는 곳에서 측정한 회화명료도는, [도 5]와 같이, 회전수 전반에 걸쳐 실시예가 우수한 것을 보여준다. 특히, 평균 회화명료도에서도 실시예가 18.4%AI이고 비교예가 16.3%AI로, 실시예가 약 2.1%AI 높은 것을 알 수 있다.
이처럼, 본 발명은 자동차 실내와 실외에서 측정한 회회명료도에서도 약 2%AI 이상의 높은 개선 효과를 보여준다. 이는, 약 3%AI 차이를 비전문가가 느낄 수 있는 차이인 점을 고려하면 2%AI 이상의 개선 효과는 상당히 높은 것임을 알 수 있다.
본 발명의 [실시예 2]에 따른 자동차용 엔진 커버는, [도 6]과 같이, 상술한 [실시예 1]의 구성에서 극세사 또는 연질 폴리우레탄(30)을 추가하여 흡음 성능을 더욱 높일 수 있게 한 것이다. 이에, 여기서는 [실시예 1]과 같은 구성에 관해서는 그 상세한 설명을 생략하고 추가 구성에 관해서만 설명한다.
[실시예 2]는, [도 6]과 같이, [실시예 1]의 구성에서 경질 폴리우레탄(20)의 한쪽 면, 즉 시트지와 마주하지 않은 면에 극세사 또는 연질 폴리우레탄(30)을 발포하거나 부착한 것이다. 여기서, 극세사는 면에 비해 가벼우면서도 항균성과 보온성 그리고 흡수력과 발수력이 우수할 뿐만 아니라 섬유 조직이 매우 촘촘하게 짜인 통상의 기술로 제작한 것을 사용한다.
특히, 상기 연질 폴리우레탄(30)은 상기 경질 폴리우레탄(20)보다 낮은 밀도인 것, 예를 들어서, 밀도가 60~90㎏/㎥인 것을 이용함으로써, 경질 폴리우레탄(20)에서 흡음할 수 없는 대역의 소음에 대해 흡음 성능을 높일 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 연질 폴리우레탄(30)은 차종에 따라 그 두께를 다르게 경질 폴리우레탄(20)에 발포하거나 부착하여 제작함으로써, 차종마다 다른 소음 성능에 대비할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.
이상과 같이 본 발명은 다른 흡음 성능 대역을 가진 연질 폴리우레탄을 통해 흡음 성능을 개선함에 따라 더불어 회화명료도를 더욱 높여 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있다.
10 : 시트지
20 : 경질 폴리우레탄
30 : 연질 폴리우레탄

Claims (7)

  1. 자동차의 엔진 표면을 덮는 자동차용 엔진 커버에서,
    시트지(10) 표면의 한쪽 면에,
    글라스 매트(40)와 경질 폴리우레탄(20)을 차례로 쌓아서 일체로 형성한 것을 특징으로 하는 자동차용 엔진 커버.
  2. 제1 항에서,
    상기 시트지(10)는,
    카본 시트지 또는 패턴이 형성된 카본 시트지인 것을 특징으로 하는 자동차용 엔진 커버.
  3. 제1 항에서,
    상기 시트지(10)의 다른 한쪽 면에,
    극세사 또는 연질 폴리우레탄(30)을 갖춘 것을 특징으로 하는 자동차용 엔진 커버.
  4. 제3 항에서,
    상기 연질 폴리우레탄(30)은,
    밀도가 60~90㎏/㎥인 것을 특징으로 하는 자동차용 엔진 커버.
  5. 제1 항에서,
    상기 경질 폴리우레탄(20)은,
    밀도가 100~130㎏/㎥인 것을 특징으로 하는 자동차용 엔진 커버.
  6. 제1 항에서,
    상기 글라스 매트(40)는,
    면밀도가 400~500g/㎡인 것을 특징으로 하는 자동차용 엔진 커버.
  7. 제1 항 내지 제6 항 어느 한 항에서,
    상기 경질 폴리우레탄(20)은,
    두께가 3~6㎜인 것을 특징으로 하는 자동차용 엔진 커버.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020101623A3 (en) * 2018-11-14 2021-05-06 Tofas Turk Otomobil Fabrikasi Anonim Sirketi Engine cover with support

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