KR20190051551A - 자동차의 쿨링모듈용 하부 에어가드 - Google Patents

자동차의 쿨링모듈용 하부 에어가드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전후방으로 개방된 프레임을 구성하는 메인 바디, 상기 메인 바디에 장착되는 복수의 체결부를 포함하고, 상기 체결부는 백빔 또는 스티프너 브라켓에 장착되는 것을 특징으로 하는 자동차의 쿨링모듈용 하부 가드로서, 본 발명에 의하면, 에어가드의 크기를 줄일 수 있으면서도 실링성 확보 및 매칭성 향상을 통해 에어가드로서의 주된 역할을 충분히 할 수 있다.

Description

자동차의 쿨링모듈용 하부 에어가드{LOWER AIR GUARD FOR COOLING MODULE OF VEHICLE}
본 발명은 자동차의 쿨링모듈의 성능을 증대시키기 위한 에어가드에 관한 것으로서, 보다 상세히는 분리형 에어가드의 하부에 해당하는 하부 에어가드에 관한 것이다.
자동차의 쿨링모듈용 에어가드는 외부의 공기를 유도하는 가이드 기능과 엔진룸 내 고열의 역류 방지 기능을 수행하여 쿨링모듈의 성능을 증대시키기 위해 장착된다.
이러한 에어가드는 크게 분리형과 덕트형으로 구분될 수 있고, 분리형 에어가드는 쿨링모듈 주변부 부분에 부착되어 에어가드의 일부 기능만을 수행하며, 덕트형 에어가드는 쿨링모듈 주변부 전면에 부착되어 에어가드의 기능을 극대화한다.
대부분의 에어가드는 FEM(Front End Module)과 체결하지만, 엔진의 사이즈가 비대하여 쿨링모듈이 FEM 전방에 위치되는 차량들은 에어가드의 좌면 구성에 어려움을 겪게 된다.
그래서, 패키지 문제로 인해 쿨링모듈과 체결하는 경우들이 있으나, 쿨링모듈은 진동을 발생하는 부품이기 때문에 에어가드의 내구 및 차량의 NVH 성능에 불리할 수밖에 없다.
도 1은 덕트형 에어가드를 대략적으로 도시한 것이고, 도 2는 분리형 에어가드를 대략적으로 도시한 것이다.
도 1과 같은 덕트형 에어가드는 에어가드가 상부 에어가드(11)와 하부 에어가드(12)의 2 piece로 마련되고, 쿨링모듈의 전면에 배치된다.
그러나, 이와 같은 덕트형은 에어가드 크기의 증대에 따라 기능 향상 대비 중량 및 원가의 상승이 과다한 측면이 있다.
그리고, 마운팅 개소(13)가 12개나 되어 FEM도 이에 따라 대응이 필요하므로 비효율적이고, 특히 도시와 같이 하부 패널의 두께는 에어가드의 좌면을 위해 40mm 이상 확보가 필요하다.
마찬가지로, 에어가드의 하부 또한 불필요하게 크게 형성되어야 한다.
또한, 도 1(b)에 나타낸 외기의 방향을 보면, 매칭성 부족으로 인해 유량의 손실이 발생함을 알 수 있다.
다음으로, 도 2와 같은 분리형 에어가드는 에어가드가 도시상 좌측 에어가드(21), 우측 에어가드(22), 상부 에어가드(23) 및 하부 에어가드(24)의 4 piece로 쿨링모듈 주변으로 마련된다.
그러나, 이와 같은 분리형은 덕트형에 비해서는 그 크기가 축소가 되나, 에어가드의 주요한 기능인 외기의 가이드 역할 및 엔진열의 역류방지 측면에서 불리하다.
그리고, 마운팅 개소는 크기에 비해 줄어들지 못해 8개나 되어 FEM도 이에 따라 대응이 필요하므로 비효율적이고, 이 또한 하부 패널의 두께가 하부 에어가드(24)의 좌면을 위해 40mm 이상 확보가 필요하다.
또한, 도 1(b)에 나타낸 외기의 방향을 보면, 매칭성 부족으로 인해 유량의 손실이 발생함을 알 수 있다.
그리고, 쿨링모듈과 체결하기 때문에 품질 내구 및 차량의 NVH 성능이 문제가 된다.
이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
한국공개특허공보 제10-2014-0030754호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 에어가드의 크기를 줄일 수 있으면서도 실링성 확보 및 매칭성 향상을 통해 에어가드로서의 주된 역할을 충분히 할 수 있는 자동차의 쿨링모듈용 하부 에어가드를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 관점에 의한 자동차의 쿨링모듈용 하부 가드는, 전후방으로 개방된 프레임을 구성하는 메인 바디, 상기 메인 바디에 장착되는 복수의 체결부를 포함하고, 상기 체결부는 백빔 또는 스티프너 브라켓에 장착되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 체결부는, 상기 메인 바디의 상측 프레임에 형성되는 상부 체결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 상부 체결부는 상기 백빔에 마운팅되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수의 체결부는, 상기 메인 바디의 측면에 형성되는 측부 체결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 측부 체결부는 상기 스티프너 브라켓에 마운팅되는 것을 특징으로 한다.
이러한 상기 메인 바디는 자동차의 쿨링모듈에 면착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상부 가드 및 측면 가드와 함께 분리형 에어가드의 하부를 구성하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 메인 바디의 상단부와 하단부를 연결하여 구성되는 복수의 리브를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 메인 바디의 후면에 복수 장착되는 패킹 부재를 더 포함할 수 있다.
자동차의 쿨링모듈용 하부 에어가드에 의하면, 외부 공기의 가이드 및 주행풍 손실 방지를 통한 팬풍량 증대로 인해, 쿨링모듈 측 냉각 및 냉방 및 공력 성능 향상의 효과를 가져올 수 있다.
즉, 저속 주행시에는 쿨링팬에 의해 유입된 외부공기를 열교환기로 전달하고, 고속 주행시에는 주행풍 중 쿨링모듈 외측으로 손실되는 유량을 감소시킴으로써 팬풍량의 증대 및 공력 손실을 감소시킬 수 있는 것이다.
그리고, 쿨링모듈 주변 실링을 통해서 쿨링팬에 의한 엔진룸 고열 흡입이 차단됨으로써, 엔진열 역류 이입을 방지하여 쿨링모듈의 성능 손실을 최소화한다.
또한, 쿨링모듈 하단부의 배선이나 배관이 드러나지 않게 하여 미관의 개선 및 상품성 향상의 효과가 있따.
그럼에도 불과하고 에어가드의 크기가 줄어들고, FEM 로워 멤버의 구조 또한 간소화되어 중량 및 원가를 절감할 수 있다.
나아가, 에어가드의 처짐이 방지되어 품질 내구 향상이 가능하며, 쿨링모듈과 별도 조립으로 진동에 의한 NVH 문제가 야기되지 않는다.
도 1 및 도 2는 종래의 에어가드를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 에어가드가 장착된 것으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 의한 하부 에어가드를 도시한 것이다.
도 5는 도 4의 A 및 B에서 본 것을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 범퍼 그릴부와의 매칭성을 설명하기 위한 것이다.
도 7은 본 발명의 적용 여부에 따른 유량 손실 및 항력 발생 여부의 결과를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 적용 여부에 따른 전방 노출 여부를 나타낸 것이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명에 의한 에어가드가 장착된 것을 도시한 것이며, 도 4는 본 발명에 의한 하부 에어가드를 도시한 것이다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 자동차의 쿨링모듈용 하부 에어가드를 설명하기로 한다.
본 발명의 자동차의 쿨링모듈용 하부 에어가드(110)는 측면 에어가드(121, 122)와 상부 에어가드(130)와 함께 분리형 에어가드를 구성하고, 쿨링모듈(30)과는 별도 조립되며, 도시와 같이 쿨링모듈(30)의 전면 하부를 부분적으로 덮으면서 장착되는 구조를 가진다.
즉, 본 발명의 하부 에어가드(110)는 쿨링모듈(30)이 아닌 쿨링모듈(30)의 주변 구성인 백빔(40) 및 스티프너 브라켓(50)에 장착이 된다.
도시상 종래의 FEM 체결 영역(X)보다 상측에 해당하므로 기존과 같이 불필요하게 큰 두께를 가질 필요가 없으며, 또한 이에 대응하는 FEM 로워 멤버 또한 15mm의 두께만 확보하면 된다.
그리고, 도시와 같이 마운팅 개소 또한 줄어들 수가 있다.
이를 위한 본 발명의 하부 가드(110)는 도 4에 도시된 바와 같이, 전후방으로 개구된 프레임을 구성하는 메인 바디(111), 상부 체결부(112), 우측 체결부(113), 좌측 체결부(114), 그리고, 메인 바디(111)의 강성을 위해 메인 바디(111)의 상단부와 하단부 간에 복수의 리브(115)가 형성되어 있다. 그리고, 나아가 메인 바디(111)의 후면에는 복수의 패킹 부재(116)가 구성된다.
패킹 부재(116)는 고무 소재일 수 있다.
본 발명의 하부 가드(110)는 이와 같이 구성됨으로써 도 3과 같이 상부 체결부(112), 우측 체결부(113) 및 좌측 체결부(114)를 통해서 마운팅되어 실링성 및 매칭성이 향상되고, 중량 및 재료가 줄어듬에도 충분한 강성을 가질 수가 있다.
상부 체결부(112)는 백빔(40)에 두 개소에서 마운팅되고, 우측 체결부(113) 및 좌측 체결부(114)는 각각 스티프너 브라켓(50)에 장착이 되므로, 하부 에어가드가 쿨링모듈에 면착 가능하게 한다.
그에 따라, 쿨링모듈 하단부의 실링성을 향상시킬 수 있는 것이다.
즉, 도 5의 (a)는 도 3의 A 방향에서 본 것이고, (b)는 도 3의 B 방향에서 본 것인데, 도시와 같이, 하부 에어가드가 쿨링모듈에 면착되기 때문에 리크 및 역류는 방지되고, 실링성의 확보가 가능해진다.
또한, 도 6에 도시된 것과 같이, 범퍼 그릴부와 거리가 축소되어 매칭성이 향상되기 때문에 유량의 손실을 보다 줄일 수가 있다.
도시와 같이, 기존의 FEM 측면 고정의 경우에는 180mm만큼 불리해지고, 하단 체결시에는 95mm만큼 불리해진다.
기존에는 FEM 하단부 또는 언더커버에 마운팅되기 때문에 범퍼그릴부와 단차가 상이하여 매칭성에 불리할 수밖에 없는데 비해, 본 발명은 백빔(30)과 스티프너 브라켓(40)에 장착되므로 범퍼그릴부와 매칭성이 보다 유리해지는 것이다.
도 7은 이를 뒷받침하는 실험 결과로서, (a)는 본 발명이 적용되지 않은 경우이고, (b)는 본 발명이 적용된 결과이다.
FE PROTO 해석 결과, (a)의 경우에는 유량의 손실 및 항력의 발생이 확인이 되고, (b)의 경우, 냉각 성능은 스택에서 88.8℃에서 87.5℃로 1.3℃ 낮아지고, 전장에서는 60.5℃에서 59.6℃로 0.9℃ 낮아지는 결과가 나왔다.
그리고, 공력은 0.003 Cd 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.
나아가, 도 8의 도시와 같이 본 발명의 하부 가드(110)가 적용된 경우에는 쿨링모듈의 하부를 가리는 역할을 하여 외관상 드러나지 않는 효과가 발휘되고, 외관을 위해서 별도 커버를 구성시킬 필요가 없게 된다.
따라서, 배선 및 배관의 패키지 자유도를 증가시킬 수가 있다. 특히, 다운플로우 열교환기 적용시에 그 효과는 보다 크다.
이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
110 : 하부 에어가드
111 : 메인 바디
112 : 상부 체결부
113 : 우측 체결부
114 : 좌측 체결부
115 : 리브
116 : 패킹 부재

Claims (9)

  1. 전후방으로 개방된 프레임을 구성하는 메인 바디;
    상기 메인 바디에 장착되는 복수의 체결부를 포함하고,
    상기 체결부는 백빔 또는 스티프너 브라켓에 장착되는 것을 특징으로 하는,
    자동차의 쿨링모듈용 하부 가드.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 체결부는,
    상기 메인 바디의 상측 프레임에 형성되는 상부 체결부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    자동차의 쿨링모듈용 하부 가드.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 상부 체결부는 상기 백빔에 마운팅되는 것을 특징으로 하는,
    자동차의 쿨링모듈용 하부 가드.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 체결부는,
    상기 메인 바디의 측면에 형성되는 측부 체결부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    자동차의 쿨링모듈용 하부 가드.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 측부 체결부는 상기 스티프너 브라켓에 마운팅되는 것을 특징으로 하는,
    자동차의 쿨링모듈용 하부 가드.
  6. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 메인 바디는 자동차의 쿨링모듈에 면착되는 것을 특징으로 하는,
    자동차의 쿨링모듈용 하부 가드.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상부 가드 및 측면 가드와 함께 분리형 에어가드의 하부를 구성하는 것을 특징으로 하는,
    자동차의 쿨링모듈용 하부 가드.
  8. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 메인 바디의 상단부와 하단부를 연결하여 구성되는 복수의 리브를 더 포함하는,
    자동차의 쿨링모듈용 하부 가드.
  9. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 메인 바디의 후면에 복수 장착되는 패킹 부재를 더 포함하는,
    자동차의 쿨링모듈용 하부 가드.
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