KR20180107424A - 허니컴을 이용한 자동차용 언더 커버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 허니컴 구조물의 양쪽 면에 각각 폴리우레탄과 글라스 매트를 차례로 쌓아서 일체로 형성하므로, 허니컴 구조물을 통해 구조적 강성을 얻고, 또한 폴리우레탄과 글라스 매트를 통해 흡음 작용을 할 수 있게 한 허니컴을 이용한 자동차용 언더 커버를 제공하는 데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 엔진과 마주하는 면에 설치한 폴리우레탄과 글라스 매트에 관통 구멍을 형성하여 허니컴 구조물과 통하도록 구성하므로, 그만큼 언더 커버의 중량을 줄이면서도 관통 구멍의 지름에 따라 특정 대역의 주파수 대역의 소음 성능을 개선할 수 있게 한 허니컴을 이용한 자동차용 언더 커버를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

Description

허니컴을 이용한 자동차용 언더 커버{UNDER COVER FOR VEHICLE USING HONEY COM}

본 발명은 자동차용 언더 커버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 허니컴을 통해 가벼우면서도 구조적 강성을 확보하고, 이 허니컴의 양면에 각각 폴리우레탄 폼과 글라스 매트를 적층하여 흡음 성능을 개선하되, 엔진과 마주하는 면에 설치하는 폴리우레탄 폼과 글라스 매트에는 관통 구멍을 형성하여 특정 대역의 주파수 대역이 허니컴 내에서 흡음 작용을 할 수 있게 하여 흡음 성능을 높일 수 있게 한 것이다.

언더 커버는 자동차의 하부, 특히 변속기와 엔진 등의 주요 부분 아래에 장착하는 커버로, 이들 엔진과 변속기를 보호하고 또한 엔진에서 생긴 소음을 줄여 승차감을 높여준다. 이에, 아래의 특허문헌 1 내지 특허문헌 3과 같이, 자동차가 주행할 때 발생하는 공기 저항이나 소음 등을 줄일 수 있도록 다양한 기술로 제작한다.

(특허문헌 1) 한국등록특허 제1524720호

자동차 하부에 부착되는 자동차용 언더 커버에 관한 것으로서, 자동차의 하부 중앙부에 장착될 수 있는 형태를 가지며 자동차의 추진축이 배치되는 위치에 절개홀이 형성되는 미들 언더 커버와, 상기 미들 언더 커버의 후면에 연결되며 자동차의 후방 트렁크 하부를 커버하기 위한 리어 언더 커버와, 상기 미들 언더 커버 또는 리어 언더 커버의 하면에 돌출형성되어 공기의 흐름을 원활하게 하고 공기저항을 개선하기 위한 패턴과, 상기 미들 언더 커버 또는 리어 언더 커버에 설치되어 기류방향을 측방으로 유도하기 위한 스플리터를 포함함으로써, 차량 하부의 공기저항을 크게 줄여 연비절감과 환경오염물질 배출가스를 획기적으로 줄여줄 수 있는 효과가 있다.

(특허문헌 2) 한국등록특허 제1563883호

스티프너가 일체화된 자동차용 언더 커버에 관한 것으로, 프론트 프레임 캐리어의 하단에 장착되는 커버 본체, 상기 커버 본체를 장착하기 위해 커버 본체의 일단에 길이방향으로 일정간격을 두고 다수형성되는 마운트부, 상기 커버 본체의 내부면에 강도 보강을 위해 상하 폭방향으로 돌출 형성되는 보강 리브를 포함하는 프론트 프레임 언더 커버에 있어서; 상기 보강 리브 상에 상기 보강 리브의 형상과 반대 형상으로 스티프너를 더 돌출 형성한 것을 특징으로 하는 스티프너가 일체화 된 자동차용 언더 커버를 제공한다. 본 발명에 따르면, FEM의 구조 일부를 개량하여 스티프너를 일체형으로 구성함으로써 RCAR 테스트 성능을 만족하면서 이에 더하여, 보행자 보호 기능도 더 갖출 수 있다.

(특허문헌 3) 한국공개특허 제10-2017-0028282호

상부 펠트층과 하부 펠트층 사이에 수지함침 그리드층이 개재된 자동차용 언더 커버에 관한 것으로서, 자동차 하부에 장착시 유리섬유의 비산에 따른 작업성 저하 및 인체유해성의 문제점, 차량 주행중 도로 이물질의 충돌에 의한 부직포부분의 박리 및 파손에 따른 유리섬유의 노출문제를 해결하는 한편, 인장 강도, 굴곡 강도 및 복원성을 향상시켜 관수로 테스트시 마운팅부 취약에 따른 내구성 저하를 방지할 뿐만 아니라 및 재활용이 가능한 언더 커버를 제공할 수 있다.

하지만, 기존 언더 커버는 다음과 같은 문제가 있다.

(1) 언더 커버는 엔진과 변속기 하부에 장착하여 지면 등에서 튀는 파편 등에서 이들 구성이 파손되는 것을 방지하고 또한 자동차 외부에서 엔진룸으로 유입되는 소음을 차단하는 역할을 담당한다.

(2) 이에, 언더 커버는 통상 GMT(Glass Mat Thermo-plastic)이나 폴리아마이드(PA66)로 제작하는 경우가 많다.

(3) 이런 기존의 언더 커버는 지면에서 튀는 파편 등에 파손되지 않는 강성을 가지나, 소음에 대해서는 차음 성능 밖에 얻을 수 없어 소음 문제를 해결하는 데는 한계가 있다.

(4) 게다가, 기존 언더 커버는 중량이 많이 나가므로 자동차의 연비를 떨어뜨리는 한 가지 요인으로 작용한다.

(5) 또한, 흡음 성능을 높이려면 별도로 흡음 재질을 추가로 구성해야 하므로, 제조 비용이 늘어날 뿐만 아니라 그만큼 언더 커버의 중량이 늘어나므로 연비를 더욱 떨어뜨리게 된다.

한국등록특허 제1524720호 (등록일 : 2015.05.26) 한국등록특허 제1563883호 (등록일 : 2015.10.22) 한국공개특허 제10-2017-0028282호 (공개일 : 2017.03.13)

본 발명은 이러한 점을 고려한 것으로, 허니컴 구조물의 양쪽 면에 각각 폴리우레탄과 글라스 매트를 차례로 쌓아서 일체로 형성하므로, 허니컴 구조물을 통해 구조적 강성을 얻고, 또한 폴리우레탄과 글라스 매트를 통해 흡음 작용을 할 수 있게 한 허니컴을 이용한 자동차용 언더 커버를 제공하는 데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 엔진과 마주하는 면에 설치한 폴리우레탄과 글라스 매트에 관통 구멍을 형성하여 허니컴 구조물과 통하도록 구성하므로, 그만큼 언더 커버의 중량을 줄이면서도 관통 구멍의 지름에 따라 특정 대역의 주파수 대역의 소음 성능을 개선할 수 있게 한 허니컴을 이용한 자동차용 언더 커버를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 허니컴을 이용한 자동차용 언더 커버는, 허니컴 구조물(10)의 양쪽 면에 각각 폴리우레탄 폼(20)과 글라스 매트(20')를 차례로 쌓아서 형성하되, 엔진과 마주하는 한쪽 면에 설치한 폴리우레탄 폼(20)과 글라스 매트(20')에는 상기 허니컴 구조물(10)과 통하도록 여러 개의 관통 구멍(21)을 형성한 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 허니컴 구조물(10)은, 평면 형상이 정육각기둥, 다각기둥, 정다각기둥, 또는 이웃한 두 개의 원판 사이에 골심지가 끼워져서 일체로 이루어진 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 폴리우레탄 폼(20)은, 경질 폴리우레탄 폼인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 관통 구멍(21)은, 지름이 0.5~3㎜인 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 허니컴 구조물(10)은, 종이로 제작한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 허니컴을 이용한 자동차용 언더 커버는 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 허니컴 구조물을 이용하므로 가벼우면서도 구조적 강성을 보강할 수 있어 언더 커버 전체의 중량을 줄일 수 있다.

(2) 특히, 허니컴 구조물을 종이로 제작하므로, 저렴하면서도 쉽게 제작하여 편리하게 사용할 수 있다.

(3) 허니컴 구조물의 양쪽 면에 각각 폴리우레탄 폼과 글라스 매트를 부착하여 구성하므로, 엔진이나 변속기에서 발생한 소음이나 자동차 하부에서 엔진룸으로 들어오는 소음에 대한 흡음 성능을 높일 수 있다.

(4) 또한, 엔진과 마주하는 면에 설치한 폴리우레탄 폼과 글라스 매트에 관통 구멍을 형성하므로, 그만큼 언더 커버의 중량을 줄여 연비를 개선할 수 있고, 특히 소음이 이 관통 구멍을 통해 허니컴 구조물까지 들어갈 수 있게 하여 흡음 성능을 더욱 높일 수 있다.

(5) 게다가, 상기 관통 구멍은 지름의 크기에 따라 통과시켜주는 주파수 대역이 달라지므로, 차종에 따라 다른 주파수 대역의 소음이 생기더라도 이에 알맞게 지름을 결정하여 원하는 주파수 대역의 소음을 줄일 수 있다.

[도 1]은 언더 커버의 장착 위치를 보여주는 자동차의 측면도이다.
[도 2]는 본 발명에 따른 언더 커버의 구조를 보여주려고 분해한 사시도이다.
[도 3]은 본 발명에 따른 언더 커버의 층 구조를 보여주는 단면도이다.
[도 4]는 본 발명에 따른 언더 커버에서 관통 구멍을 형성한 경우와 형성하지 않은 경우의 흡음률을 보여주는 그래프이다.

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 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 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 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형례가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

(구성)

본 발명에 따른 허니컴을 이용한 자동차용 언더 커버(C)는, [도 1] 내지 [도 4]와 같이, 허니컴 구조물(10)의 양쪽 면에 각각 폴리우레탄 폼(20)과 글라스 매트(20')를 쌓아서 일체로 형성한 것이다.

특히, 본 발명은 허니컴 구조물(10)을 통해 가벼우면서도 쉽게 제작할 수 있을 뿐만 아니라 언더 커버(C)의 구조적 강성을 얻을 수 있게 한 것이다.

또한, 상기 허니컴 구조물(10)의 양쪽에 구성한 폴리우레탄 폼(20)과 글라스 매트(20') 중에서, 엔진과 마주하는 면에 설치한 것에는 이 허니컴 구조물(10)과 통하도록 여러 개의 관통 구멍(21)을 형성함으로써, 그만큼 언더 커버(C)의 중량을 줄여 연비를 개선할 수 있을 뿐만 아니라 이 관통 구멍(21)을 통과하여 허니컴 구조물(10)에서도 흡음 작용이 이루어지게 하여 흡음 성능을 더욱 높일 수 있게 한 것이다.

게다가, 상기 관통 구멍(21)은 그 지름에 따라 통과시켜주는 주파수 대역이 달라지므로, 차종에 따라 다르게 발생하는 주파수 대역에 알맞게 지름의 크기를 다르게 제작하여 사용할 수 있게 한 것이다.

이하, 이러한 구성에 관해 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

허니컴 구조물(10)은, [도 2] 및 [도 3]과 같이, 양쪽 면이 개방된 중공 육각 기둥이 연속해서 접하게 형성한 구조로 이루어진다. 이러한 구조는 그 자체의 구조적 강성을 높여줄 뿐만 아니라 개방된 양쪽 면을 통과하는 소음에 대해 소음을 줄이는 효과를 기대할 수 있다.

특히, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 허니컴 구조물(10)은 종이를 이용하여 시트 형태로 제작함으로써, 이처럼 구조적 강성 보강과 흡음 효과 그리고 본 발명에 따른 언더 커버(C)의 전체 중량을 줄일 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 허니컴 구조물(10)은, [도 2]와 같이 육각 기둥 형태뿐만 아니라 정육각 기둥이나, 다각기둥, 그리고 정다각 기둥 형태가 연속해서 형성된 것과 같은 형태로 제작할 수도 있다. 또한, 상기 허니컴 구조물(10)은, 골판지 형태, 즉 두 장의 원판 사이에 골심지를 삽입하여 제작한 형태로도 구성할 수 있다. 여기서, 원판(Liner)은 평면 형태로 이루어진 것을 말하고, 골심지(Corrugating medium)는 물결 모양이 반복하여 형성된 것을 말한다.

폴리우레탄 폼(20)과 글라스 매트(20')는, [도 2] 및 [도 3]과 같이, 상술한 허니컴 구조물(10)의 양쪽 면에 각각 차례로 구성한다. 이때, 폴리우레탄 폼(20)과 글라스 매트(20')은 본 발명이 속한 기술 분야에서 흡음재로 많이 사용하는 통상의 기술로 제작한 것을 사용한다. 이때, 폴리우레탄 폼(20)은 경질 폴리우레탄 폼을 이용함으로써, 흡음 효과를 더욱 높일 수 있게 구성한다.

특히, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 폴리우레탄 폼(20)과 글라스 매트(20')에는 허니컴 구조(10)의 어느 한쪽 면, 즉 허니컴 구조물(10)을 기준으로 엔진을 마주하는 면에 장착한 폴리우레탄 폼(20)과 글라스 매트(20')에 여러 개의 관통 구멍(21)을 형성한다. 도면에서는, 허니컴 구조(10)의 위쪽 면이 엔진과 마주하게 설치하는 것으로 도시되어 있다.

여기서, 상기 관통 구멍(21)은 폴리우레탄 폼(20)과 글라스 매트(20')의 중량을 줄이는 역할과 더불어, 엔진이나 변속기 등에서 발생한 소음이 이 관통 구멍(21)을 통해 허니컴 구조물(10)로 유입되게 하여 흡음 효과를 높일 수 있게 하기 위함이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 관통 구멍(21)은 그 지름을 0.5~3㎜로 제작하는 것이 바람직하다. 이때, 지름의 선정은 차종에 따라 엔진이나 변속기 등에서 나오는 주파수 대역이 달라지므로, 차종에 따라 다른 주파수 대역을 흡음할 수 있는 크기로 선정하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 이루어진 본 발명에 따른 언더 커버에 대하여 관통 구멍을 형성한 때와 형성하지 않은 때의 흡음률을 비교하면 그 결과는 [도 4]와 같다. [도 4]에서, "X"축은 주파수(1/3 Octave Center Frequency, [㎐])를, "Y축은 흡음률(Absorption Coefficient)을, 파란색은 관통 구멍을 형성한 때의 흡음률 그래프를, 녹색은 관통 구멍을 형성하지 않았을 때의 흡음률 그래프를 각각 나타낸다. 또한, 이때의 관통 구멍은 1㎜ 지름으로 관통 성형했다.

그 결과, [도 4]와 같이, 관통 구멍을 형성한 때가 전체 주파수 대역에 걸쳐 대체로 흡음률이 높게 나타난 것을 알 수 있고, 특히 특정 주파수 대역(대략 1,000~2,000㎐)에서는 천공하지 않은 때보다 현저하게 높은 흡음률을 보여주는 것을 알 수 있다.

10 : 허니컴 구조물
20 : 폴리우레탄 폼
20' : 글라스 매트
21 : 관통 구멍

Claims (5)

1. 허니컴 구조물(10)의 양쪽 면에 각각 폴리우레탄 폼(20)과 글라스 매트(20')를 차례로 쌓아서 형성하되,
   엔진과 마주하는 한쪽 면에 설치한 폴리우레탄 폼(20)과 글라스 매트(20')에는 상기 허니컴 구조물(10)과 통하도록 여러 개의 관통 구멍(21)을 형성한 것을 특징으로 하는 허니컴을 이용한 자동차용 언더 커버.
   
2. 제1 항에서,
   상기 허니컴 구조물(10)은,
   평면 형상이 정육각기둥, 다각기둥, 정다각기둥, 또는 이웃한 두 개의 원판 사이에 골심지가 끼워져서 일체로 이루어진 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 허니컴을 이용한 자동차용 언더 커버.
   
3. 제1 항에서,
   상기 폴리우레탄 폼(20)은,
   경질 폴리우레탄 폼인 것을 특징으로 하는 허니컴을 이용한 자동차용 언더 커버.
   
4. 제1 항에서,
   상기 관통 구멍(21)은,
   지름이 0.5~3㎜인 것을 특징으로 하는 허니컴을 이용한 자동차용 언더 커버.
   
5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에서,
   상기 허니컴 구조물(10)은,
   종이로 제작한 것을 특징으로 하는 허니컴을 이용한 자동차용 언더 커버.

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