KR20180035407A - 차량용 루프랙 - Google Patents

Abstract

경량화된 소재를 이용하여 차량 연비 개선 및 경량화 목표를 달성할 수 있으며, 부품 수 및 공정을 단순화시켜 조립성과 생산성을 개선하고, 디자인 자유도가 우수하며, 제조 비용 및 공정 절감을 실현할 수 있는 차량용 루프랙에 관하여 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 사출 성형되는 루프 레일부와, 루프 레일부가 안착되며, 루프 레일부에 접촉 결합되는 패드부와, 루프 레일부에 인서트 사출되어 루프 레일부의 하부를 통해 돌출 결합되는 마운팅 체결부재를 포함하는 차량용 루프랙이 제공된다.

Description

차량용 루프랙{ROOF RACK FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 루프랙에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차 부품의 연비 개선 및 경량화 요구에 따라 전체적으로 경량화된 소재를 이용하며, 부품 수 및 공정을 단순화시켜 조립성과 생산성을 개선하여 제조 비용 및 공정 절감을 실현할 수 있는 차량용 루프랙에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에 화물을 실을 경우 트렁크를 이용하나, 레저 및 스포츠에 대한 관심이 높아짐에 따라 제한된 트렁크 공간에 적재하기 어려운 크기의 화물의 경우 차량의 루프에 마련된 화물 고정용 랙 장치(이를 '루프랙'이라 함)을 이용한다.

루프랙은 차량에 장착되는 편의부품 중 하나로서, 도 1은 일반적인 차량용 루프랙을 간략히 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 루프랙(10)은 차량(1)의 루프(또는 루프패널)(3)에 설치된다.

이에 따라, 스키, 보드 등의 레저장비와 같이 트렁크에 수납하기 어려운 각종 화물을 루프랙(10)에 고정시켜 운반할 수 있게 된다.

특히 SUV(Sport Utility Vehicle)의 대중화와 함께 루프랙의 활용도가 높아지고 있는 추세이다.

한편, 대부분의 차량용 루프랙은 루프 레일과, 루프 레일의 하부에 결합되어 차량의 루프에 밀착 고정되는 패드를 포함하여 구성되었다. 그런데, 종래의 차량용 루프랙은 루프 레일이 알루미늄 등의 금속소재로 제작되었기에 아무리 경량의 금속소재를 이용한다 하여도 무게 경량화에는 한계가 있었다.

이에, 기존에 비해 경량화된 소재(예: 플라스틱 등)를 이용하여 차량의 연비 향상에 도움을 줄 수 있으며, 사출공법을 적용하여 기존의 알루미늄 압출 시에 비해 디자인의 자유도가 높으며 간단한 조립 구조를 가질 수 있는 차량용 루프랙의 개발이 요청된다.

본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 등록특허 제10-0957320호(2010.05.03)가 있으며, 상기 선행문헌에는 차량용 루프랙 조립체에 대한 기술이 개시된다.

본 발명은 사출 가능한 경량의 합성수지 소재를 이용하여 경량화 실현이 가능하며, 디자인의 자유도가 높으며, 손쉬운 조립 방식에 따라 생산성 향상 및 비용 절감을 도모할 수 있는 차량용 루프랙을 제공하고자 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 사출 성형되는 루프 레일부와, 루프 레일부가 안착되며, 루프 레일부에 접촉 결합되는 패드부와, 루프 레일부에 인서트 사출되어 루프 레일부의 하부를 통해 돌출 결합되는 마운팅 체결부재를 포함하는 차량용 루프랙이 제공될 수 있다.

바람직하게는, 상기 패드부는, 상기 루프 레일부가 안착되는 안착 면을 제공하는 판상의 패드 몸체부; 및 상기 패드 몸체부의 양측 단부를 통해 설정 길이로 상향 돌출되는 복수의 패드 돌기부;를 포함한다.

이때, 상기 복수의 패드 돌기부는, 상기 루프 레일부의 양측을 따라 상기 루프 레일부에 마주하여 경사지게 상향 돌출되는 형상을 가질 수 있다. 이때, 바람직하게는 상기 복수의 패드 돌기부와 상기 루프 레일부 간에는 소정의 간격이 형성될 수 있다.

또한, 상기 마운팅 체결부재는, 상기 루프 레일부의 하부를 통해 돌출되는 나사돌출부; 및 상기 나사돌출부에 연결되며, 상기 루프 레일부의 사출 성형 시 상기 루프 레일부에 인서트 사출되어 삽입고정부;를 포함한다.

또한, 상기 루프 레일부는 플라스틱 소재로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 PA(polyamide) 또는 PA를 포함한 플라스틱 소재가 이용 가능한데, 이에 한정되지 않는다.

바람직하게는, 상기 루프 레일부는, 서로 다른 크기를 갖는 복수의 리브; 및 상기 복수의 리브 각각의 크기에 비례하여 두께가 가변되는 가변 베이스;를 포함한다. 이와 같이 리브 폭과 길이에 비례하여 가변 베이스는 두께의 변화를 가짐에 따라 외관의 싱크 발생을 방지할 수 있다. 이때의 복수의 리브 및 가변 베이스의 치수는 특정 치수로 제한되지 않으며, 필요에 따라 적절히 변경 가능하다.

그리고 상기 루프 레일부의 길이방향 말단 부위는 사출 성형을 통해 굴곡진 형상을 가질 수 있다. 금속소재(예: 알루미늄 등)의 경우, 압출, 벤딩, 커팅 이후 커팅된 말단 부위를 굴곡지게 후가공 처리하는 것이 요구되었으나, 본 발명에 따라 루프 레일부를 사출 성형하게 되면 말단 부위의 필요한 굴곡형상을 후가공 없이 형성할 수 있다.

본 발명에 의하면, 기존의 금속소재를 압출하였던 방식에서 벗어나 플라스틱 소재를 사출 성형함으로써 목표하는 강도 및 강성을 확보함과 동시에 차량용 루프랙의 경량화 실현이 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 루프 레일부와 패드부 간의 조립이 간편하며 일반인도 루프 레일부와 패드부 간의 결합 및 해체가 가능하여 조립은 물론 유지 보수가 용이해지는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 루프 레일부의 사출 성형 시 마운팅 체결부재(즉, 마운팅 볼트)를 인서트 사출함으로써 번거로운 조립 공정을 간소화시킬 수 있어 생산성 향상 및 비용 절감을 도모할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 차량용 루프랙을 구성하는 구성품의 개수가 기존 대비 감소되어 제조 단가를 낮출 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 사출을 통해 루프 레일을 성형할 수 있어 기존 대비 디자인 자유도가 높은 장점이 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 일반적인 차량용 루프랙을 간략히 도시한 사시도 및 부분 확대도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 루프랙을 간략히 도시한 분해사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 루프랙의 결합상태 및 루프랙의 말단 부위를 확대 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 루프랙의 단면 구조를 확대 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 루프랙 중 루프 레일부의 배면 및 측면을 도시한 도면.
도 6은 도 5의 A-A' 단면과 B-B' 단면을 확대 도시한 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

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 기술 분야에서 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.

그리고 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

루프랙은 차량에 장착되는 편의부품 중 하나로서, 차량의 루프(또는 루프패널)에 설치된다. 이에 따라, 스키, 보드 등의 레저장비와 같이 트렁크에 수납하기 어려운 각종 화물을 루프랙을 통해 차량의 루프에 고정시켜 운반할 수 있다. 특히 SUV(Sport Utility Vehicle)의 대중화와 함께 루프랙의 활용도가 높아지고 있는 추세이다.

다만, 대부분의 루프랙은 알루미늄 등의 금속소재로 이루어져 있는데, 아무리 경량의 금속소재를 이용한다 하여도 무게 경량화에는 한계가 있었다. 본 발명은 이러한 문제를 해결하여 구조적으로 안정하면서도 무게 경량화를 실현할 수 있으며, 간단한 조립 구조를 갖는 차량용 루프랙을 제공하도록 안출된 것이다.

도면에서, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 루프랙을 간략히 도시한 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 루프랙의 결합상태 및 루프랙의 말단 부위를 확대 도시한 도면이다. 그리고 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 루프랙의 단면 구조를 확대 도시한 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 루프랙(100)은 루프 레일부(110), 패드부(130), 그리고 마운팅 체결부재(150)를 포함한다.

루프 레일부(110)는 플라스틱 소재로 사출 성형될 수 있다.

종래의 루프 레일부(110)는 알루미늄 등의 금속소재를 이용하여 압출 등의 방식으로 성형되었으나, 이 경우 중량 절감 효과가 미미하였고, 성형성과 외관품질 개선에 어려움이 있었다.

본 발명의 실시예에 따른 루프 레일부(110)는 플라스틱 소재, 예컨대 PA(polyamide) 또는 PA를 포함한 플라스틱 소재를 이용하여 원하는 디자인으로 쉽고 저렴하게 사출 성형할 수 있다.

바람직하게는, 루프 레일부(110)는 PA6+MD40% 등의 재질을 이용할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 이와 다른 재질을 이용할 수 있다.

이로써, 루프 레일부(110)의 성형성과 외관품질을 개선시킬 수 있으며, 알루미늄 등의 금속소재를 이용한 종래의 경우에 비해 더 나은 중량 절감 효과를 가질 수 있다.

한편, 이와 같이 사출 공법을 활용하여 루프 레일부(110)가 형성됨에 따라 기존 대비 가공 공수를 축소 가능하며, 루프 레일부(110)의 말단 부위(110a, 도 3 참조)의 디자인을 다양하게 변화시킬 수 있다.

알루미늄 등의 금속소재를 이용하였던 종래의 방식에 따르면, 먼저 압출 및 벤딩 공정을 통해 제품을 형성하고, 이어서 제품의 길이 양단을 필요한 크기만 남겨두고 커팅을 한 후, 커팅된 부위를 굴곡진 형상으로 후가공을 해야 했다.

하지만, 본 실시예에서와 같이 사출 공법을 활용할 경우 루프 레일부(110)를 성형함과 동시에 필요한 형상, 예를 들면 말단 부위의 굴곡진 형상까지 추가 공정 없이 성형할 수 있게 되어, 공수 절감 및 생산성 향상의 효과를 가져올 수 있다.

패드부(130)는 루프 레일부(110)가 안착되는 안착 면을 제공하며, 루프 레일부(110)에 접촉하여 결합되는 부재이다.

루프 레일부(110)에 패드부(130)가 접촉 결합된 상태로 차량의 루프(또는 루프패널)(3, 도 1 참조) 상부에 장착될 수 있다.

이와 같이, 패드부(130)의 하부면은 루프(3, 도 1 참조)에 부착되고, 패드부(130)의 상부면은 루프 레일부(110)가 안착되는 안착 면을 제공한다.

이러한 패드부(130)는 루프 레일부(110)의 성형과 마찬가지로 사출 성형을 통해 제작될 수 있다.

바람직하게는 패드부(130)의 재질은 플라스틱 소재가 이용될 수 있다. 일 예로서, 패드부(130)는 TPE(Thermoplastic Elastomer) 수지 등이 이용 가능한데, 이에 한정되지 않으며 이와 다른 사출 가능한 재질을 이용하여도 무방하다.

패드부(130)는 루프 레일부(110)와 달리 적재된 화물의 하중을 직접적으로 지지하기 위한 고강성이 요구되지 않으므로 루프 레일부(110)와 다른 재질을 이용하여 제작 가능하다.

마운팅 체결부재(150)는 도 4의 단면을 통해 확인 가능하듯이 루프 레일부(110)의 하부를 통해 하향 돌출된 형상으로 결합될 수 있다.

구체적으로는 이러한 마운팅 체결부재(150)는 루프 레일부(110)의 사출 성형 시 도 4에 도시된 형태와 같이 인서트 사출될 수 있다.

마운팅 체결부재(150)는 볼트 형태의 부재로서, 그 재질은 기계구조용 탄소강(예: SM25C 등)이 이용될 수 있는데, 이에 한정되지 않으며 이와 다른 재질을 이용할 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 루프랙(100)은 도시된 형태와 같이 루프 레일부(110), 패드부(130), 그리고 마운팅 체결부재(150)를 포함하여 구성될 수 있다.

루프 레일부(110)는 도시된 단면 형상과 같이 제작 가능한데, 단면 내부를 통해 내부 중공(119)이 형성될 수 있으며, 이의 형상 및 크기, 그리고 배치 형태는 다양하게 변경 가능하므로 도시된 형태에 한정되지 않는다.

루프 레일부(110)의 양측 하단은 패드부(130)의 상부에 안착된다.

패드부(130)는 패드 몸체부(131)와 복수의 패드 돌기부(133, 135)를 포함한다.

패드 몸체부(131)는 루프 레일부(110), 더 구체적으로는 루프 레일부(110)의 양측 하단이 안착되는 안착 면을 제공하도록 판상의 형태로 이루어질 수 있다.

복수의 패드 돌기부(133, 135)는 패드 몸체부(131)의 양측 단부를 통해 설정 길이로 상향 돌출되어 형성되는 돌기 형태의 부위를 의미한다.

구체적인 예로서, 이러한 복수의 패드 돌기부(133, 135)는 도 4에 도시된 바와 같이 루프 레일부(110)의 양측 하단을 외측에서 감싸는 형태로 상향 돌출된다. 바람직하게는 루프 레일부(110)의 양측 하단 각각에 마주하여 소정의 유격을 두고 경사지게 상향 돌출될 수 있는데, 이에 따라, 루프 레일부(110)는 손쉬운 방식으로 패드 몸체부(131)의 상부로 안내되어 원활하게 안착될 수 있다.

마운팅 체결부재(150)는 루프 레일부(110)의 하부를 통해 돌출되며, 루프랙의 장착 시 체결너트 등으로 차량 루프에 고정되기 위해 구비되는 나사돌출부(151)를 포함한다.

그리고 마운팅 체결부재(150)는 나사돌출부(151)가 돌출된 형상으로 루프 레일부(110)에 구비되기 위하여 루프 레일부(110)의 내측에 삽입 고정되는 삽입고정부(153)를 더 포함할 수 있다. 이러한 삽입고정부(153)는 루프 레일부(110)를 사출 성형할 때 도시된 영역으로 인서트 사출되어 견고한 상태로 삽입될 수 있다.

그리고 나사돌출부(151)와 삽입고정부(153) 사이의 경계 부위에는 단면이 확장된 확장연결부(155)가 구비될 수 있는데, 이의 형성 위치 및 형상은 다양하게 변경 가능하며, 도시된 형태에 한정되지 않는다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 루프랙 중 루프 레일부의 배면 및 측면을 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 A-A' 단면과 B-B' 단면을 확대 도시한 도면이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 루프 레일부(110)는 서로 다른 크기를 갖는 복수의 리브(111: 111a, 111b, 도 6 참조)와 복수의 리브(111: 111a, 111b) 각각의 크기에 비례하여 두께가 가변되는 가변 베이스(112: 112a, 112b, 도 6 참조)를 포함한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 리브(111)는 서로 다른 크기를 갖는 제1 리브(111a)와 제2 리브(111b)를 포함할 수 있다. 그리고 가변 베이스(112)는 복수의 리브(111), 즉 제1 리브(111a)와 제2 리브(111b) 각각의 크기에 비례하여 두께가 가변되는 구조로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 외관의 싱크 발생을 방지하는 효과를 가질 수 있다.

예컨대, 제1 리브(111a)의 폭(R1)은 1.0~1.5mm일 수 있으며, 제2 리브(111b)의 폭(R2)은 2.0~3.0mm일 수 있다. 이때, 제1 리브(111a)에 대응하는 제1 베이스(112a)의 두께(T1)은 3.5~4.5mm 일 수 있으며, 제2 리브(111b)에 대응하는 제2 베이스(112b)의 두께(T2)는 4.0~5.5mm 일 수 있다.

이처럼 가변 베이스(112)는 복수의 리브(111)의 폭(또는 길이)에 비례하여 베이스 두께에 변화를 가지게 되어 외관의 싱크 발생을 방지하는 장점을 가질 수 있다. 다만, 상기의 치수는 루프랙의 스펙에 따라 변경 가능하며, 본 발명은 상기의 치수 범위에 한정되지 않는다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 의하면, 기존의 금속소재를 압출하였던 방식에서 벗어나 플라스틱 소재를 사출 성형함으로써 목표하는 강도 및 강성을 확보함과 동시에 차량용 루프랙의 경량화 실현이 가능한 장점이 있다.

나아가, 루프 레일부와 패드부 간의 조립이 간편하며 일반인도 루프 레일부와 패드부 간의 결합 및 해체가 가능하여 조립은 물론 유지 보수가 용이해지는 장점이 있다.

더 나아가, 루프 레일부의 사출 성형 시 마운팅 체결부재(즉, 마운팅 볼트)를 인서트 사출함으로써 번거로운 조립 공정을 간소화시킬 수 있어 생산성 향상 및 비용 절감을 도모할 수 있다.

더 나아가, 차량용 루프랙을 구성하는 구성품의 개수가 기존 대비 감소되어 제조 단가를 낮출 수 있는 장점이 있으며, 이에 더하여 사출을 통해 루프 레일을 성형할 수 있어 기존 대비 디자인 자유도가 높은 유리한 기술적 효과를 갖는다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

1: 차량 3: 루프
100: 차량용 루프랙 110: 루프 레일부
110a: 말단 부위 111: 복수의 리브
111a: 제1 리브 111b: 제2 리브
112: 가변 베이스 112a: 제1 베이스
112b: 제2 베이스 119: 내부 중공
130: 패드부 131: 패드 몸체부
133, 135: 패드 돌기부 150: 마운팅 체결부재
151: 나사돌출부 153: 삽입고정부
155: 확장연결부

Claims (7)

1. 사출 성형되는 루프 레일부;
   상기 루프 레일부가 안착되며 상기 루프 레일부에 접촉 결합되는 패드부; 및
   상기 루프 레일부에 인서트 사출되어 상기 루프 레일부의 하부를 통해 돌출 결합되는 마운팅 체결부재;
   를 포함하는 차량용 루프랙.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 패드부는,
   상기 루프 레일부가 안착되는 안착 면을 제공하는 판상의 패드 몸체부; 및
   상기 패드 몸체부의 양측 단부를 통해 설정 길이로 상향 돌출되는 복수의 패드 돌기부;
   를 포함하는 차량용 루프랙.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 복수의 패드 돌기부는,
   상기 루프 레일부의 양측을 따라 상기 루프 레일부에 마주하여 경사지게 상향 돌출되는 형상을 갖는
   차량용 루프랙.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 마운팅 체결부재는,
   상기 루프 레일부의 하부를 통해 돌출되는 나사돌출부; 및
   상기 나사돌출부에 연결되며, 상기 루프 레일부의 사출 성형 시 상기 루프 레일부에 인서트 사출되어 삽입고정부;
   를 포함하는 차량용 루프랙.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 루프 레일부는,
   플라스틱 소재로 이루어지는
   차량용 루프랙.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 루프 레일부는,
   서로 다른 크기를 갖는 복수의 리브; 및
   상기 복수의 리브 각각의 크기에 비례하여 두께가 가변되는 가변 베이스;
   를 포함하는 차량용 루프랙.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 루프 레일부의 길이방향 말단 부위는 사출 성형을 통해 굴곡진 형상을 갖는
   차량용 루프랙.

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