KR20200109405A - 경량과 강성을 보강한 자동차용 러기지 보드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유리섬유 매트에 격자 형태로 보강 층을 보강하고, 폴리우레탄 시트 면에는 부분적으로 보강 띠를 보강하므로, 추가 구성의 중량 증가를 최소화하면서도 러기지 보드에서 요구하는 충분한 강성을 얻을 수 있다. 특히, 본 발명은 상기 보강 층으로 유리섬유나 카본 섬유를 유리섬유 매트에 합지하여 구성하므로, 러기지 보디의 구조적 강성을 보강할 수 있을 뿐만 아니라 복잡한 형상도 쉽게 성형할 수 있다. 또한, 본 발명은 상기 보강 띠로 카본 섬유와 FRP(Fibre-glass Reinforced Plastic) 중 적어도 하나로 이루어진 것을 사용하여 적어도 일부에 부착하므로, 러기지 보드에서 보강이 필요한 부분에 대해 부분적으로 강성을 보강할 수 있게 하여 불필요한 부분까지 강성을 보강하지 않아도 된다.

Description

경량과 강성을 보강한 자동차용 러기지 보드{LUGGAGE BOARD WITH LIGHTWEIGHT AND REINFORCED STIFFNESS FOR VEHICLE}

본 발명은 경량과 강성을 보강한 자동차용 러기지 보드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유리섬유 매트에 격자 형태로 보강 층을 보강하여 중량 증가를 최소화하면서도 구조적 강성을 얻을 수 있게 한 것이다. 또한, 폴리우레탄 시트에는 가로로 길게 보강 띠를 부착하여 부분적으로 강성 보강을 할 수 있게 한 것이다.

일반적으로 자동차에는 화물을 실을 수 있도록, [도 1]과 같이 트렁크(T)를 구성한다. 트렁크는 보통 객실 뒷부분에 형성하여 트렁크 리드를 열고 화물을 실을 수 있게 구성하는 것이 일반적이다. 이러한 트렁크는 통상 객실과 완전히 분리된 공간으로 제작하나, 근래에 와서는 스키와 같이 길이가 긴 레저 장비 등을 자동차에 실을 수 있도록 트렁크와 객실을 때에 따라 통하게 구성하기도 한다. 또한, 트렁크에는 이처럼 화물을 실을 수 있도록 러기지 보드(L)를 구성한다. 러기지 보드(L)는 트렁크(T) 바닥에 까는 시트 형태나 화물을 분리하여 보관할 수 있는 블록 형태, 그리고 물품을 올려놓을 수 있는 선반 형태의 러기지 보드(L') 등으로 제작하며, 아래의 (특허문헌 1) 내지 (특허문헌 3)과 같이 다양한 구조로 제작한다.

(특허문헌 1) 한국공개특허 제10-2017-0093423호

종이로 허니컴 구조물을 제작하고 그 양쪽 면에 폴리우레탄 시트를 추가 구성하는 것을 포함하여 러기지 보드를 제작하므로, 허니컴 구조물을 통해 가벼우면서도 충분한 구조적 강성을 얻을 뿐만 아니라 흡음 효과도 얻을 수 있고, 게다가 이 허니컴 구조물 양면에 각각 폴리우레탄 시트를 구성하여 흡차음 효과를 더욱 높일 수 있게 흡차음 성능을 가진 자동차용 러기지 보드를 제공하는 데 그 목적이 있다. 그리고 두 개의 폴리우레탄 시트 중에서 적어도 하나에 여러 개의 천공을 형성하므로, 천공되지 않은 폴리우레탄 시트로 자동차 외부에서 들어오는 외부 소음을 차음하고, 천공한 폴리우레탄 시트와 허니컴 구조물을 통해 흡음하게 하여 흡차음 성능을 높일 수 있게 한 자동차용 러기지 보드를 제공하는 데 다른 목적이 있다. 특히, 이러한 천공 개수와 그 사이 간격 그리고 천공의 지름을 통해 차종마다 트렁크 외부에서 트렁크로 들어온 다른 특정 대역의 주파수 영역을 제거할 수 있게 하여 차종에 따라 최적의 소음 개선 성능을 얻을 수 있게 한 흡차음 성능을 가진 자동차용 러기지 보드를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

(특허문헌 2) 한국공개특허 제10-2018-0108956호

차량용 다기능 러기지 보드 조립체에 관한 것으로, 러기지 보드를 구성하는 메인보드 및 서포트 보드가 러기지 룸 속에 수납된 상태일 때에는 물건을 보관하는 기능을 수행하고, 러기지 룸의 밖으로 인출된 상태일 때는 메인테이블 및 보조테이블의 기능을 구현할 수 있도록 된 것이다.

(특허문헌 3) 한국등록특허 제1952485호

제1, 2스킨 층과 코어 층 사이에 제1, 2결합 강화 층을 형성하여 제1, 2 스킨 층과 코어 층의 접착력을 향상시켜 제1, 2스킨 층과 코어 층이 박리되는 것을 방지함에 따라 러기지 보드의 수명을 증대시켜 유지비용을 절감하고, 제1, 2 강도 보강층과 서포트부에 의해 러기지 보드용 샌드위치 판넬의 경향화를 도모하면서도 강성을 보강함에 따라 자동차의 안전성과 신뢰성을 향상시키고, 자동차의 연비를 개선하며, 사용자의 편의를 도모할 수 있는 자동차의 러기지 보드용 샌드위치 판넬 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

하지만, 이러한 기존 러기지 보드는 다음과 같은 문제가 있다.

(1) 러기지 보드 위에 올려놓은 물건의 하중을 지지해야 하므로, 어느 정도 이상 강성을 갖게 제작해야 한다.

(2) 이에, 물건의 하중을 지지할 수 있도록 강성이 강한 재질을 사용하거나, 여러 층으로 구성해야 한다.

(3) 이처럼 구성함에 따라 러기지 보드를 제작하는 데 제작 비용이 많이 들 뿐만 아니라 러기지 보드 자체의 하중이 많이 나가게 된다.

(4) 러기지 보드가 무거워지면 자동차 전체 중량이 늘어나게 되어 자동차 연비를 떨어뜨리는 한 가지 요인으로 작용한다.

(5) 한편, 러기지 보드는 자동차 공간 내부에 노출되는 부분이므로, 그 안에서 발생하는 소음을 없애 실내 환경을 개선할 수 있게 제작함에 따라 이처럼 러기지 보드의 구조적 강성과 더불어 소음 성능을 개선할 수 있도록 흡음 층과 차음 층 등을 추가하여 구성한다.

(6) 이에, 러기지 보드의 중량이 더욱 늘어나게 되어 제조비용의 상승과 더불어 자동차 연비를 더욱 악화하게 한다.

한국공개특허 제10-2017-0093423호 (공개일 : 2017.08.16) 한국공개특허 제10-2018-0108956호 (공개일 : 2018.10.05) 한국등록특허 제1952485호 (등록일 : 2019.02.20)

본 발명은 이러한 점을 고려한 것으로, 유리섬유 매트에 격자 형태로 보강 층을 보강하고, 폴리우레탄 시트 면에는 부분적으로 보강 띠를 보강하므로, 추가 구성의 중량 증가를 최소화하면서도 러기지 보드에서 요구하는 충분한 강성을 얻을 수 있게 한 경량과 강성을 보강한 자동차용 러기지 보드를 제공하는 데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 상기 보강 층으로 유리섬유나 카본 섬유를 유리섬유 매트에 합지하여 구성하므로, 러기지 보디의 구조적 강성을 보강할 수 있을 뿐만 아니라 복잡한 형상도 쉽게 성형할 수 있게 한 경량과 강성을 보강한 자동차용 러기지 보드를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기 보강 띠로 카본 섬유와 유리섬유강화플라스틱(FRP: Fibre-glass Reinforced Plastic) 중에서 적어도 하나로 이루어진 것을 사용하여 적어도 일부에 부착하므로, 러기지 보드에서 보강이 필요한 부분에 대해 부분적으로 강성을 보강할 수 있게 하여 불필요한 부분까지 강성을 보강하지 않아도 되게 한 경량과 강성을 보강한 자동차용 러기지 보드를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 경량과 강성을 보강한 자동차용 러기지 보드는, 종이로 제작한 허니컴 시트(10); 상기 허니컴 시트(10)의 양쪽 면에 각각, 적어도 한쪽 면에 격자 모양으로 보강 층(21)을 갖춘 두 개의 유리섬유 매트(20); 상기 유리섬유 매트(20)의 외부에 노출한 면에 각각 스프레이 발포하여 성형한 두 개의 폴리우레탄 시트(30); 및 외부에 노출한 상기 폴리우레탄 시트(30) 면 중에서 적어도 하나의 면에 적어도 부분적으로 형성한 적어도 두 개의 보강 띠(40);를 올려놓고 일체로 열 성형한 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 유리섬유 매트(20)는, 면밀도가 300~1,200g/㎡인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보강 층(21)은, 적어도 한쪽 면에 격자 형태로 유리섬유나 카본 섬유를 100~500g/㎡만큼 초핑한 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 격자 형태는, 폭이 50~100㎜인 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 폴리우레탄 시트(30)는, 상기 유리섬유 매트(20)를 통과하여 상기 허니컴 시트(10) 공간에 침투하게 스프레이 발포 성형한 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 보강 띠(40)는, 카본 섬유와 유리섬유강화플라스틱(FRP: Fibre-glass Reinforced Plastic) 중에서 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 보강 띠(40)는, 폭이 50~100㎜이고, 두께가 2~3㎜인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 경량과 강성을 보강한 자동차용 러기지 보드는 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 격자 형태로 이루어진 보강 층과 띠 형태로 이루어진 보강 띠를 통해 러기지 보드에서 요구하는 강성을 얻을 수 있다.

(2) 특히, 이처럼 격자와 띠 형태로 보강 층과 보강 띠를 제작하므로, 보강 층과 보강 띠로 추가하는 추가 중량을 최소화하여 경량화하면서도 러기지 보드에서 요구하는 충분한 강성을 얻을 수 있다.

(3) 이때, 보강 층과 보강 띠는 폭 50~100㎜이고, 두께 2~3㎜로 형성하므로, 러기지 보드의 중량이 늘어나는 것을 최소화하면서도 충분한 강성을 확보할 수 있다.

(4) 한편, 상기 보강 층으로 유리섬유와 카본 섬유를 사용하고, 보강 때로 카본 섬유와 유리섬유강화플라스틱(FRP: Fibre-glass Reinforced Plastic)을 사용하므로, 가벼우면서도 원하는 충분한 강성을 얻을 수 있다.

(5) 마지막으로, 폴리우레탄 시트는 유리섬유 매트에 스프레이 발포하여 성형하되 이 유리섬유 매트를 통과하여 허니컴 시트의 공간 안까지 침투하게 하므로, 구성요소들을 하나로 견고하게 고정 지지하여 더욱 강한 구조적 강성을 얻을 수 있다.

[도 1]은 러기지 보드를 장착하는 위치를 보여주는 자동차의 측면도이다.
[도 2]는 본 발명에 따른 러기지 보드에서 적층한 층 구조를 보여주는 확대도이다.
[도 3]은 본 발명에 따른 러기지 보드를 구성하는 층 구조를 보여주려고 분해한 사시도이다.
[도 4]는 본 발명에 따른 유리섬유 매트의 구조를 보여는 평면도이다.
[도 5]는 본 발명에 따른 폴리우레탄 시트에 보강 띠를 부착한 상태를 보여주는 평면도이다.

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 한가지 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 경량과 강성을 보강한 자동차용 러기지 보드는, [도 2] 내지 [도 5]와 같이, 허니컴 시트(10), 두 개의 유리섬유 매트(20), 두 개의 폴리우레탄 시트(30), 그리고 적어도 두 개의 보강 띠(40)를 포함한다.

특히, 상기 유리섬유 매트(20)에는 적어도 한쪽 면에 격자 모양으로 유리섬유나 탄소 섬유로 이루어진 보강 층(21)을 형성하므로, 러기지 보드의 중량 증가를 최소화하면서도 러기지 보드에서 요구하는 강성을 충족할 수 있게 한 것이다.

그리고 상기 폴리우레탄 시트(30)는 유리섬유 매트(20)를 통과하여 허니컴 시트(10) 공간 내부까지 침투할 수 있게 발포 성형하므로, 러기지 보드를 이루는 각 층을 견고하게 고정 지지할 수 있게 한 것이다.

또한, 상기 보강 띠(40)는 폴리우레탄 시트(30)에 적어도 부분적으로 두 개를 부착할 수 있게 구성하므로, 차종에 따라 부분적으로 달라지는 강성에 맞춰서 상대적으로 강성이 낮은 부분을 부분적으로 보강하여 강성을 강화할 수 있게 한 것이다.

이하, 이러한 구성에 관해 첨부도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 러기지 보드는 트렁크 바닥 등에 설치하는 카펫 형태나 뒷좌석과 뒷유리 사이에 선반 형태 등 다양한 형태로 제작할 수 있으며, 도면에서는 트렁크 바닥에 장착하는 러기지 보드를 예로 들어 도시했다.

가. 허니컴 시트

허니컴 시트(10)는, [도 2] 및 [도 3]과 같이, 벌집 모양으로 성형한 성형체를 연결하여 하나의 시트 형태로 제작한 것을 말한다. 이때, 허니컴 시트(10)는 양쪽 면 사이를 관통하게 형성하여 소음을 통과하게 하거나 통과하면서 어느 정도 소음을 줄일 수 있게 제작한다.

이처럼 이루어진 벌집 모양의 허니컴 시트(10)는 본 발명에 따른 러기지 보디 전체에 대한 구조적 강성을 갖게 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 허니컴 시트(10)는 종이로 제작한 것을 사용함으로써, 저렴하면서도 쉽게 제작할 수 있을 뿐만 아니라 재활용할 수 있게 제작하는 것이 바람직하다.

나. 유리섬유 매트

유리섬유 매트(20)는, [도 2] 내지 [도 3]과 같이, 유리 섬유를 소정의 크기로 잘라서 쵸핑하여 매트 형태로 제작한다.

이때, 유리섬유 매트(20)는 면밀도가 300~1,200g/㎡인 것을 사용함으로써, 러기지 보드의 중량 증가를 최소화하면서도 소음 성능과 강성을 어느 정도 얻을 수 있게 한다.

본 발명의 바람직한 실시에에서, 상기 유리섬유 매트(20)는, [도 2] 및 [도 3]과 같이, 상술한 허니컴 시트(10)의 양쪽 면에 각각 하나씩 두 개를 구성한다.

한편, 상기 유리섬유 매트(20)는, [도 3] 및 [도 4]와 같이, 양쪽 면 중에서 적어도 한쪽 면에 보강 층(21)을 형성한다.

이때, 상기 보강 층(21)은 격자 형태로 형성하여 불필요한 부분에는 보강이 이루어지지 않게 하면서도 러기지 보드의 전체 강성을 강화할 수 있게 형성한다. 또한, 상기 격자 형태는 폭을 50~100㎜로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 이웃한 두 개의 보강 층(21) 사이의 간격은 450~550㎜로 형성하는 것이 좋다.

그리고 상기 보강 층(21)은 적어도 한쪽 면에 격자 형태로 유리섬유나 카본 섬유를 면밀도 100~500g/㎡로 초핑함으로써, 유리섬유 매트(20)의 중량 증가를 최소화하면서도 러기지 보드에서 요구하는 강성을 만족시킬 수 있게 제작한다.

이처럼 유리섬유 매트에 유리 섬유로 격자 형태의 보강 층을 형성했을 때 보강층의 폭에 따른 중량 감소를 비교하면 다음의 [표 1] 및 [표 2]와 같다.

[표 1] 및 [표 2]에서, 유리섬유 매트는 면밀도를 450g/㎡과 600g/㎡의 두 가지로 나누고, 보강 층은 유리 섬유를 사용했으며 그 면밀도가 각각 200g/㎡과 400g/㎡인 것 두 가지로 제작했다. 이때, [표 1]의 보강 층은 그 폭을 50㎜로 제작했으며, [표 2]의 보강 층은 그 폭을 100㎜로 제작했다.

그 결과, 유리 섬유 매트에 보강 층을 부착한 면밀도를 보강층과 유리섬유 매트를 합한 면밀도로 나눈 결과 [표 1] 및 [표 2에서 괄호로 표시한 바와 같이 중량이 감소한 것을 알 수 있다.

다. 폴리우레탄 시트

폴리우레탄 시트(30)는, [도 2]·[도 3] 및 [도 5]와 같이, 상술한 허니컴 시트(10) 양쪽 면에 장착한 유리섬유 매트(20)의 외부에 노출한 면에 형성한다.

이때, 상기 폴리우레탄 시트(30)는 하나의 블록 형태로 발포 성형한 다음 슬라이스하여 시트 형태로 제작한 것을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 스프레이 방식으로 발포 성형하는 것이 바람직하다. 이는, 스프레이 형태로 폴리우레탄 원액을 분사하여 발포하게 구성함으로써, [도 2]에서 뾰족하게 돌출하게 표시한 바와 같이, 폴리우레탄 원액이 유리섬유 매트(20)를 관통하면서 허니컴 시트(10)의 공간 안까지 침투하게 하여 견고하게 결합할 수 있게 하기 위함이다. 여기서, "공간"은 허니컴 시트(10)를 구성하는 여러 개의 벌집 모양의 구조체 내부를 의미하고, 침투 정도는 최대로 이 구조체 높이의 약 1/4 정도 침투하게 발포 성형하는 것이 바람직하다.

이러한 폴리우레탄 시트(20)는 폴리올과 이소시아네이트(Isocyanate)의 결합으로 만들어진 우레탄결합으로 이루어진 통상의 고분자 화합물을 사용한다.

라. 보강 띠

보강 띠(40)는, [도 2]·[도 3] 및 [도 6]과 같이, 상술한 폴리우레탄 시트(30)의 양쪽 면 중에서 적어도 한 면에 형성한다.

이때, 상기 보강 띠(40)는 폴리우레탄 시트(30)의 폭이나 길이 전체에 걸쳐 길게 형성할 수도 있으나, 러기지 보드를 자동차에 장착했을 때 부가적으로 강성을 보강해야 할 필요가 있는 부분에 부분적으로 강성을 보강할 수 있게 형성하는 것이 바람직하다.

이처럼 부수적으로 강성 보강 등에 사용하는 보강 띠(40)는, 카본 섬유와 유리섬유강화플라스틱(FRP: Fibre-glass Reinforced Plastic) 중에서 적어도 하나로 이루어진 것을 사용하여 충분한 강성을 확보할 수 있게 구성하는 것이 좋다. 또한, 상기 보강 띠(40)는, 폭이 50~100㎜이고 두께가 2~3㎜로 형성하여 중량 증가를 최소화하면서도 충분한 강성을 얻을 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 본 발명은 유리섬유 매트에 격자 형태로 보강 층을 초핑하고, 폴리우레탄 시트에는 보강 띠를 구성하므로, 러기지 보드의 전체 중량 증가를 최소화하면서도 러기지 보드에서 요구하는 충분한 강성을 얻을 수 있게 된다,

10 : 허니컴 시트
20 : 유리섬유 매트
21 : 보강 층
30 : 폴리우레탄 시트
40 : 보강 띠

Claims (7)

1. 종이로 제작한 허니컴 시트(10);
   상기 허니컴 시트(10)의 양쪽 면에 각각, 적어도 한쪽 면에 격자 모양으로 보강 층(21)을 갖춘 두 개의 유리섬유 매트(20);
   상기 유리섬유 매트(20)의 외부에 노출한 면에 각각 스프레이 발포하여 성형한 두 개의 폴리우레탄 시트(30); 및
   외부에 노출한 상기 폴리우레탄 시트(30) 면 중에서 적어도 하나의 면에 적어도 부분적으로 형성한 적어도 두 개의 보강 띠(40);를 올려놓고 일체로 열 성형한 것을 특징으로 하는 경량과 강성을 보강한 자동차용 러기지 보드.
   
2. 제1항에서,
   상기 유리섬유 매트(20)는,
   면밀도가 300~1,200g/㎡인 것을 특징으로 하는 경량과 강성을 보강한 자동차용 러기지 보드.
   
3. 제1항에서,
   상기 보강 층(21)은,
   적어도 한쪽 면에 격자 형태로 유리섬유나 카본 섬유를 100~500g/㎡만큼 초핑한 한 것을 특징으로 하는 경량과 강성을 보강한 자동차용 러기지 보드.
   
4. 제3항에서,
   상기 격자 형태는,
   폭이 50~100㎜인 것을 특징으로 하는 경량과 강성을 보강한 자동차용 러기지 보드.
   
5. 제1항에서,
   상기 폴리우레탄 시트(30)는,
   상기 유리섬유 매트(20)를 통과하여 상기 허니컴 시트(10) 공간에 침투하게 스프레이 발포 성형한 것을 특징으로 하는 경량과 강성을 보강한 자동차용 러기지 보드.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에서,
   상기 보강 띠(40)는,
   카본 섬유와 유리섬유강화플라스틱(FRP: Fibre-glass Reinforced Plastic) 중에서 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 경량과 강성을 보강한 자동차용 러기지 보드.
   
7. 제6항에서,
   상기 보강 띠(40)는,
   폭이 50~100㎜이고,
   두께가 2~3㎜인 것을 특징으로 하는 경량과 강성을 보강한 자동차용 러기지 보드.

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