KR20190059687A - 차량용 언더커버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡음 및 차음 성능을 향상시킨 차량용 언더커버를 제안한다. 본 발명의 언더커버는, 평면상의 기준 평면층(16)에서 상방으로 볼록하게 형성되어 차량의 하부에 체결되기 위한 다수의 볼록부분(14a,14b), 그리고 평면상의 기준 평면층(16)에서 상방으로 볼록하게 성형되는 다수의 강도 보강용 비드(18)를 구비하고 있다. 여기서 기준 평면층(16)의 적어도 일측에 부착된 흡음재층(12)은, 흡음 기능 확보를 위하여, 강도 보강용 비드 및 볼록부분의 양측에 부착된 흡음재층에 비하여 두껍게 형성된다. 그리고 기준 평면층의 적어도 일부의 테두리를 따라서 기준 평면층을 절곡하거나, 기준 평면층의 테두리 근처를 따라서 홈 또는 돌기 형상이 연속적으로 성형되는 것에 의하여 마들어지는 리브형 보강부(19)가 성형되어 구조적 강도를 개선하고 있다.

Description

차량용 언더커버{Floor under covers for vehicles}

본 발명은 차량용 언더커버(Under cover)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구조적인 강도의 향상 및 흡음 및 차음 성능을 충분히 향상시킬 수 있는 차량용 언더커버에 관한 것이다.

차량용 언더커버는, 엔진 및 트랜스미션 등이 설치되는 엔진룸 등과 같은 차량의 하부에 설치되는 것이다. 이러한 언더커버는, 외부에서 가해질 수 있는 외력에 대하여 엔진룸 내부의 중요 부품을 보호함과 같이 엔진 등에서 발생하는 소음을 흡수하기도 하며, 이물질 등이 내부로 유입되는 것을 차단하는 등의 기능을 가지고 있다. 이와 같은 언더커버는 기본적인 평면에 대하여 차량의 기본적인 구조에 대응하도록 돌출된 부분 및 오목한 부분이 다수 성형되어 있다.

이와 같은 언더커버를 제조하는 방법으로써, 기본적인 언더커버의 형상을 가질 수 있도록 합성수지재를 사출 성형하고, 이렇게 사출 성형된 기재의 양면에 흡음패드(부직포 또는 폼 형태의 쉬트)를 접착하는 것이 가장 전통적인 방법이라고 할 수 있다. 그러나 기술의 발전에 따라서 강도 및 제조 공정에서의 편의성 등을 위하여, 글래스 파이버가 혼합된 소재를 부직포에 대신하여 사용하기도 하는데, 이러한 경우에는 사출 성형된 합성수지재의 기재에 니들 펀칭으로 글래스 파이버가 혼합된 쉬트를 고정하기도 한다.

그러나 합성수지재의 사출물 및 부직포를 접착하는 전통적인 기술에 의하면, 사출 성형이라는 상대적으로 복잡한 과정을 거침으로써, 복잡한 단계 및 중량의 증가라는 단점이 제기되기도 하였다. 그리고 글래스 파이버가 혼합된 쉬트를 사용하는 것은, 현재 우리나라의 자동차 조립 환경 하에서는, 작업 환경의 열화라는 단점에 대한 우려의 목소리도 있는 실정이다.

그리고 이와 같은 자동차용 언더커버에 대한 종래 기술 중의 하나로, 한국 특허 공개 제10-2013-0040292호를 들 수 있는데, 이러한 종래 기술에 의하면 언더커버의 제조에 복합소재를 사용함으로써 중량의 줄이고 흡음 성능을 향상시키고자 하고 있으나, 복합 소재 자체에 기인하는 제조의 복잡함과 이러한 복잡함에 대비하는 성능의 향상에 한계가 있다고 판단된다.

이와 같은 종래 기술을 감안한 본 발명은, 기본적으로 흡음 및 차음 성능을 향상시킬 수 있는 차량용 언더커버를 제공하는데 기본적인 목적을 두고 있다.

본 발명의 다른 목적은, 대량 생산에 적합하도록 구성함으로써 생산성을 충분히 높일 수 있는 차량용 언더커버의 제조방법을 제공하는 것을 기본적인 목적을 한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 경제적인 부품의 선택 및 공정의 단순화를 통하여 경제적인 효율성을 최대화시킬 수 있는 언더커버의 제조방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 플레이트 상태의 합성수지를 이용함으로써 상대적으로 경량으로 구현 가능한 언더커버를 제조할 수 있는 제조방법을 제공하는데 있다고 할 수 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 합성수지로 성형되는 기재층과 상기 기재층의 양측면에 부착되는 흡음재층을 구비하는 차량용 언더커버에 있어서, 평면상의 기준 평면층에서 상방으로 볼록하게 형성되어 차량의 하부에 체결되기 위한 다수의 볼록부분, 그리고 평면상의 기준 평면층에서 상방으로 볼록하게 성형되는 다수의 강도 보강용 비드를 구비하고, 기준 평면층의 적어도 일측에 부착된 흡음재층은, 흡음 기능 확보를 위하여, 강도 보강용 비드 및 볼록부분의 양측에 부착된 흡음재층에 비하여 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하고 있다.

그리고 다른 실시 예에 의하면, 기준 평면층의 적어도 일부의 테두리를 따라서 기준 평면층을 절곡하거나, 기준 평면층의 테두리 근처를 따라서 홈 또는 돌기 형상이 연속적으로 성형되는 것에 의하여 마들어지는 리브형 보강부를 더 포함하여 구성된다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 기본적으로 기재층 및 그 양측면에 부착되는 흡음재층이라는 간단한 구조를 가짐으로써, 경량화 가능함과 동시에 가장 간단한 구조를 가지는 언더커버를 제공할 수 있는 효과를 기대할 수 있을 것이다.

그리고 본 발명에서는, 강도 보강용 리브 또는 리브형 보강부를 통하여 구적으로 현저하게 향상된 강도를 가질 수 있는 장점도 기대할 수 있다. 또한 보 발명에 의하면, 기준 평면층에 부착되는 흡음재층을 충분한 두께를 가지도록 성형함으로써, 흡음 및 차음 성능을 최대한 확보할 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 본 발명 언더커버의 제조방법을 보인 공정 설명도.
도 2는 본 발명 언더커버의 구성을 보인 예시 사시도.
도 3은 본 발명 언더커버의 구성을 설명하기 위한 평면도.
도 4는 도 3의 A-A 선 단면도.
도 5는 도 3의 B-B선 단면도.

다음에는 본 발명의 실시 예를 보이는 도 1 및 도 2에 기초하면서 본 발명에 의한 언더커버의 제조 방법에 대하여 더욱 자세하게 살펴보기로 한다.

먼저 도 2에 기초하면서 본 발명 언더커버의 기본적인 구조부터 살펴보기로 한다. 도시한 바와 같이, 언더커버는, 기본적인 형상을 가질 수 있도록 성형 가능한 기재층(10)과, 이러한 기재층(10)의 양측면에 부착되는 흡음재층(12,14)를 포함하고 있다. 여기서 흡음재층(12,14)은 흡음 및 차음 성능을 부여하기 위한 것이라고 할 수 있어어, 가능하면 생산성이 좋고 경제적인 것으로 선택하는 것이 바람직하고, 이러한 측면에서는 부직포가 바람직한 하나의 선택일 수 있다.

그리고 기재층(10)은 실질적으로 언더커버의 전체적인 프레임 역할을 수행하는 것으로 합성수지재로 성형된다. 이하의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 기재층(10)은, 평판 형상으로 압출된 합성수지로 만들어진다. 그리고 그 양측면에는 흡음재층(12,14)이 부착된 후, 금형을 이용한 프레스 가공에 의하여 평면 부분 및 평면에서 오목 또는 볼록하게 성형되는 다양한 부분이 구비된다. 다음에는 본 발명의 언더커버의 제조공정에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 언더커버 제조방법에는, 합성수지재의 기재층(10)을 평판 형상으로 압출 성형하는 것으로 시작된다(제110과정). 합성수지를 압출 성형하게 되면 실질적으로는 고온 상태인데, 이와 같이 합성수지재 기재층(10)이 고온 상태(예를 들면 150~220℃)에서 부직포로 성형되는 흡음재층(12,14)을 기재층(10)의 양측면에 부착하여 고정하게 된다.

상기 흡음재층(12,14)은 적어도 한 쌍 이상의 롤러를 이용하여, 기재층(10)의 양측면에 압착함으로써, 기재층(10)의 양측면에 고정된다. 이러한 흡음재 열간 압착 과정(제112과정)은, 기재층(10)이 고온 상태를 유지하고 있는 상태에서 진행된다. 그리고 이와 같은 기재층(10)의 고온 상태에서, 부직포 흡음재층(12,14)을 기재층(10)의 양측면에 압착시키기 위한 한 쌍의 롤러도 고온상태(예를 들면 70~110℃)를 유지하는 것이 바람직하다.

즉, 고온 상태의 롤러를 이용하여 흡음재층(12,14)을 기재층(10)의 양측면에 밀착 및 가압시키는 것에 의하여, 실질적으로 기재층(10)과 흡음재층(12,14)이 일체화되는 것이라고 할 수 있다. 여기서 흡음재층(12,14)이 기재층(10)보다 상대적으로 높은 온도로 가열되면 흡음재층(12,14)이 기재층(10)의 내부로 깊숙하게 침투할 가능성이 높기 때문에, 흡음 성능 및 전체적인 성형 상태에서 볼 때 바람직하지 못하다.

따라서 흡음재층(12,14)을 기재층(10)에 가압하는 한 쌍의 롤러는 상대적으로 기재층(10)보다 저온 상태를 가지면서 구동되는 것이 바람직하다고 할 수 있다. 그리고 평판 형상으로 압출 성형되어 공급되는 기재층(10)의 양측면에, 가열된 롤러를 이용하여 흡음재층(12,14)을 압착하는 부분에 대한 기술적 구성 자체는 실질적으로 여러 분야에서 널리 사용되고 있는 것이어서, 이 부분에 대한 롤러 등의 구성 자체에 대해서는 도시 및 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이상에서와 같은 흡음재의 열간 압착 과정(제112과정)이 완료되면, 실질적으로는 언더커버를 성형할 수 있는 기본적인 구성을 완료한 것이라고 할 수 있고, 이후에는 이러한 평판 상태의 반제품에서 언더커버로써 요구되는 형상으로 가공되어야 한다. 이를 위하여, 상술한 열간 압착 과정 이후에는 커팅 과정(제114과정) 및 오븐 프레스 가공 과정(제116과정)이 진행된다.

여기서 커팅 과정(제114과정)은 정해진 규격의 언더커버가 될 수 있도록 열간 압착 과정이 완료된 반제품을 절단하는 과정이다. 여기서 반제품이라고 함은, 기재층(10)의 양측면에 흡음재층(12,14)이 압착된 상태의 제품을 의미한다. 그리고 이렇게 커팅 과정이 완료된 후에는, 프레스 가공 과정(제116과정)이 진행된다.

이러한 커팅 과정이 완료되면, 오븐 프레스 가공 과정(제116과정)이 진행되는데, 이러한 오븐 프레스 가공 과정은 상술한 반제품을 소정 온도까지 가열한 후 한 쌍의 금형 사이에 넣고 가압함으로써, 설계된 언더커버의 형상을 가지도록 가공되는 과정이다. 이러한 오븐 프레스 가공 과정은 실질적으로 합성수지재인 기재층(10)이 소성 변형되는 과정이라고도 할 수 있다. 따라서 이러한 프레스 가공 과정은, 기재층(10)의 소성 변형이 용이하도록, 어느 정도의 고온 분위기에서 진행된다.

예를 들면 상술한 열간 압착 과정(제112과정)에서, 기재층(10)의 온도는 100~200℃임은 상술한 바와 같다. 그리고 이러한 상태에서 열간 압착 과정이 완료된 후, 커팅 과정(제114과정)을 거치면서 기재층(10)은 어느 정도 냉각될 것임은 당연하다. 따라서 원활한 프레스 가공을 위하여, 상술한 반제품을 오븐을 이용하거나 다른 가열장치를 이용하여 소정의 온도(예를 들면 150~180℃)까지 가열한다.

기재층(10)과 흡음재층(12,14)으로 구성되는 반제품이 소정의 온도에 도달하게 되면, 다수의 금형 사이에 투입한 후 가압하는 프레스 가공 과정(제116과정)이 진행된다. 본 발명에서의 오븐 프레스 과정은, 평면 상태의 반제품을 도 1에 도시한 바와 같이 소정의 형상으로 가압 성형하는 과정임과 동시에 원하는 형상을 가지도록 트리밍(Trimming)하는 것도 포함한다. 이러한 트리밍은 실질적으로는 투입되는 금형의 형상에 기초하여 수행되는 것이라고 할 수 있다.

그리고 상술한 바와 같이 오븐 프레스 과정을 통하여, 고온으로 가열된 반제품은 냉각될 것임은 당연하다. 따라서 프레스(가압 성형) 과정이 완료되면, 도 1에 도시한 바와 같은 오목 및 볼록한 부분이 각각 성형됨과 같이 원하는 사이즈로 트리밍된 상태의 완제품 언더커버가 만들어지는 것이라고 할 수 있다.

다음에는 도 2 내지 도 5를 참고하면서 본 발명에 의한 언더커버의 구조에 대하여 살펴보기로 한다. 언더커버가 가져야 하는 기본적인 성질은, 위에서 언급한 바와 같이, 흡음 및 차음을 위한 성능 및 차량의 하부에 장착되어 견딜 수 있는 구조적 강도라고 할 수 있다. 여기서 충분한 차음 및 흡음을 위해서는, 상술한 흡음재층(12,14)가 충분한 두께를 가지는 것이 요구된다고 할 수 있다. 그리고 구조적 강도 보강을 위해서는 평판 형태의 구조보다는 보강 리브가 구조적으로 추가되는 것이 바람직하다. 이와 같은 언더커버의 기본적인 성능 향상을 위하여, 본 발명의 언더커버는 다음과 같은 구조를 가지고 있다.

그리고 이하에서 설명하는 언더커버의 구조는, 위에서 설명한 오븐 프레스 가공과정(제116과정)에서 금형에 의하여 이루어지는 것이다. 언더커버는, 평면 형태의 기재층(10)과 그 양면에 부착되는 흡음재층(12,14)으로 구성되는데, 상술한 오븐 프레스 과정에 의하여, 기재층(10)의 형상 변경 및 흡음재층(12,14)의 압착 정도가 결정된다.

예를 들면 언더커버에는 상부로 볼록한 볼록부분(14a,14b)이 다수 형성되어 있다.이러한 볼록부분(14a,14b)는 차량의 하부에 본 발명의 언더커버를 부착하기 위한 부분이다. 따라서 이러한 부분에는 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 기재층(10)에 대하여 양측의 흡음재층(12,14)을 강하게 압착하여 흡음재층(12,14)의 두께를 최소화하고 있다. 이와 같이 차량에 부착되기 위한 볼록부분(14a,14b)에는 강한 열압착을 통하여 부분적으로 상방으로 볼록하게 성형함과 동시에 흡음재층(12,14)을 가장 얇게 함으로써, 구조적 강도를 충분히 확보할 수 있도록 성형되고 있다.

이와 같은 볼록부분(14a,14b)는, 위에서 설명한 바와 같이, 오븐 프레스 과정(S116)에서 한 쌍의 금형 사이에서 만들어지는 것이고, 도시한 바와 같은 평면상의 기준 평면층(16)에 대하여 상방으로 볼록하게 오븐 프레스 과정에서 변형되어 있음을 알 수 있다.그리고 본 발명의 언더커버에는 기준 평면층(16)의 강도 보강을 위하여 일정한 면적을 가지고 상면으로 볼록하게 성형되는 강도 보강용 비드(18)가 다수 성형되어 있다.

이러한 강도보강용 비드(18)도, 기준 평면층(16)에 대하여 상방으로 볼록하게 성형되는 것이고, 상술한 오븐 프레스 과정에서 만들어지는 것이다. 이러한 강도 보강용 비드(18)는, 기재층(10) 및 흡음재층(12,14)을 강하게 압착하여 흡음재층(12,14)이 가장 얇게 형성됨으로써, 구조적 강도가 보강될 수 있도록 형성되는 것이다.

상술한 볼록부분(14a,14b)는 상방으로 볼록하게 성형되어 실질적으로 차량과의 체결에 이용되는 부분으로 흡음재층(12,14)이 압축되어 견고한 체결상태를 제공하는 부분이고, 상술한 강도 보강용 비드(18)도 상방으로 볼록하게 성형함으로써 강도가 보강될 수 있도록 성형되는 부분임을 알 수 있다.

도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 이러한 부분을 제외한 기준 평면층(16)은 실질적으로 가장 넓은 면적을 가지게 되는데, 본 발명에서는 기준 평면층(16)의 적어도 일면(도시한 실시 예에서는 상면)에 형성되는 흡음재층(12A)은 강하게 압축되지 않기 때문에 다른 부분에 비하여 상대적으로 부피가 크게 형성된다. 여기서 일면의 흡음재층(12A)의 부피가 크다는 것은 그 두께가 두껍다는 것과 같은 의미를 가진다고 할 수 있다.

이와 같이 기준 평면층(16)의 적어도 일면에 부착되는 흡음재층(12A)을 형성할 때 금형 사이의 공간(캐비티)를 크게 함으로써 상대적으로 덜 압축된 두꺼운 흡음재층(12)이 성형되고 있다. 이와 같은 두꺼운 흡음재층(12A)은 차량의 내부로 들어가는 소음에 대한 흡음 및 차음 효과가 상대적으로 더 효율적인 것임은 당연하다고 할 수 있다.

그리고 본 발명에서 전체적인 구조적 강도 보강을 위하여, 테두리 전체 또는 일부에, 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 리브형 보강부(19)를 형성하는 것도 가능하다. 여기서 리브형 보강부(19)는 기준 평면층(16)에 대하여 일정한 각도를 가지도록 테두리를 절곡하거나, 테두리 근처를 따라서 홈 형상이 만들어지도록 변형함으로써, 구조적 강도를 보강한 것을 의미한다. 즉, 기준 평면층(16)의 테두리의 적어도 일부를 따라서, 각도를 변경하거나 홈 또는 볼록한 돌기부를 연속하여 형성함으로써, 단순한 평면 상태인 기준 평면층(16)의 강도를 보강할 수 있을 것으로 기대된다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 범주 내에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 다른 다양한 변형이 가능할 것으로 기대된다. 그리고 본 발명의 보호범위는 첨부한 특허청구의 범위의 기재 사항에 기초하여 해석되어야 할 것임은 당연하다.

10 .... 합성수지재 기재층
12, 14 ..... 흡음재층
14a, 14b ..... 볼록부분
16 .... 기준 평면층
18 ..... 강도보강용 비드
19 ..... 리브형 보강부
S 110 .... 기재층 압출 과정
S 112 .... 흡음재 열간 압착 과정
S 114 ..... 커팅 과정
S 116 ..... 프레스 가공 과정

Claims (2)

1. 합성수지로 성형되는 기재층과 상기 기재층의 양측면에 부착되는 흡음재층을 구비하는 차량용 언더커버에 있어서;
   평면상의 기준 평면층에서 상방으로 볼록하게 형성되어 차량의 하부에 체결되기 위한 다수의 볼록부분, 그리고 평면상의 기준 평면층에서 상방으로 볼록하게 성형되는 다수의 강도 보강용 비드를 구비하고;
   기준 평면층의 적어도 일측에 부착된 흡음재층은, 흡음 기능 확보를 위하여, 강도 보강용 비드 및 볼록부분의 양측에 부착된 흡음재층에 비하여 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 언더커버.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   기준 평면층의 적어도 일부의 테두리를 따라서 기준 평면층을 절곡하거나, 기준 평면층의 테두리 근처를 따라서 홈 또는 돌기 형상이 연속적으로 성형되는 것에 의하여 만들어지는 리브형 보강부를 더 포함하는 차량용 언더커버.
   
   
   

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