KR20210061529A

KR20210061529A - 차량용 루프 캐리어

Info

Publication number: KR20210061529A
Application number: KR1020190149185A
Authority: KR
Inventors: 김도회
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2019-11-20
Filing date: 2019-11-20
Publication date: 2021-05-28
Also published as: EP3825210A1; JP2021079933A; US20210146850A1; US11242093B2; CN112824154A

Abstract

본 발명은 폐단면을 형성하면서 차량 전방의 카울 양측로부터 후방의 리어루프레일 양측까지 차량의 전후방향을 따라 연장되어 형성되는 차체 양측의 루프사이드튜브; 폐단면을 형성하면서 차량의 횡방향을 따라 연장되어, 상기 카울과 리어루프레일 사이에서 상기 양측의 루프사이드튜브를 연결하도록 설치되는 하나 이상의 미들루프레일을 포함하여 구성되고, 상기 하나 이상의 미들루프레일은 프론트윈드쉴드글래스의 상단을 지지하는 위치에 설치되는 제1루프레일을 포함한다.

Description

차량용 루프 캐리어{ROOF CARRIER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량의 루프를 구성하는 구조에 관한 기술이다.

종래 모노코크 방식의 차체에서는, 다수의 부품들이 서로 복잡한 구조로 결합되어 루프를 구성하며, 이러한 부품들의 형상 및 결합구조는 각 차량의 모델별로 상이하게 마련이다.

따라서, 한 모델의 차량 루프를 구성하기 위해서도, 이를 구성하기 위한 부품 제작에 다수의 금형이 소요되고, 다른 모델의 차량 루프를 구성하기 위해서는 금형을 공용으로 사용하지 못하므로, 또 다른 일군의 금형들을 제작해야만 한다.

또한, 상기한 바와 같이 다수의 부품들을 사용하여 모델별로 다른 조립 구조에 따라 차량의 루프를 제작하는 것은 작업성이 떨어진다.

상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-2007-0076462 A

본 발명은 신규 차종의 생산 시에, 별도의 새로운 금형 개발 등을 요구하지 않거나 최소화하면서도, 필요로 하는 차량의 루프 구조를 용이하게 구성할 수 있도록 하며, 다양한 차종에 손쉽게 공용화할 수 있도록 함으로써, 신규 차종 개발이 보다 용이하게 이루질 수 있도록 하고, 다품종 소량생산 방식에 효과적으로 적용할 수 있도록 한 차량용 루프 캐리어를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 루프 캐리어는,

폐단면을 형성하면서 차량 전방의 카울 양측로부터 후방의 리어루프레일 양측까지 차량의 전후방향을 따라 연장되어 형성되는 차체 양측의 루프사이드튜브;

폐단면을 형성하면서 차량의 횡방향을 따라 연장되어, 상기 카울과 리어루프레일 사이에서 상기 양측의 루프사이드튜브를 연결하도록 설치되는 하나 이상의 미들루프레일;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 하나 이상의 미들루프레일은 프론트윈드쉴드글래스의 상단을 지지하는 위치에 설치되는 제1루프레일을 포함할 수 있다.

상기 루프사이드튜브의 폐단면은 다수의 직선부가 다수의 절곡부에 의해 차례로 연결되어 단일 폐곡선를 이루는 형상일 수 있다.

본 발명은 상기 프론트윈드쉴드글래스를 지지할 수 있도록 상기 루프사이드튜브의 상기 카울로부터 상기 제1루프레일까지의 구간에 결합되는 글래스지지패널;

필러웨더스트립을 장착할 수 있도록 상기 루프사이드튜브에 결합되는 스트립지지패널;

을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 루프사이드튜브의 폐단면은 상기 프론트윈드쉴드글래스를 자체적으로 지지할 수 있는 글래스지지부를 일체로 구비하고;

상기 루프사이드튜브에는 필러웨더스트립을 장착할 수 있도록 스트립지지패널이 결합될 수 있다.

상기 카울은,

하나 이상의 폐곡선을 포함한 일정한 폐단면 형상으로 차량의 횡방향을 따라 연장되어 형성된 카울어퍼멤버;

상기 카울어퍼멤버의 하측에 결합되어 차량의 전방과 후방을 구획하며, 차량의 횡방향을 따라 적어도 일부 구간이 일정한 단면 구조를 가진 카울로워패널;

로 구성될 수 있다.

상기 제1루프레일의 전방측에는 상기 프론트윈드쉴드글래스를 장착하기 위한 글래스마운팅브라켓이 결합되고;

상기 제1루프레일의 후방측에는 루프를 장착하기 위한 루프마운팅브라켓이 결합될 수 있다.

상기 하나 이상의 미들루프레일은 상기 제1루프레일과 리어루프레일 사이에 설치되는 제2루프레일을 포함하며;

상기 제2루프레일의 전방 및 후방에는 루프를 장착하기 위한 루프마운팅브라켓이 각각 결합될 수 있다.

상기 루프마운팅브라켓에는 실러의 결합 성능을 향상시키기 위해, 루프와 결합되는 부분에 국부적으로 하측으로 함몰된 함몰부가 형성될 수 있다.

상기 리어루프레일은 하나 이상의 폐곡선을 포함하는 일정한 폐단면을 형성하면서 차량의 횡방향을 따라 연장되어 형성될 수 있다.

상기 리어루프레일의 전방에는 루프를 장착하기 위한 루프마운팅브라켓이 결합될 수 있다.

상기 리어루프레일의 후방에는 테일게이트를 장착하기 위한 테일게이트마운팅브라켓이 결합될 수 있다.

본 발명은 신규 차종의 생산 시에, 별도의 새로운 금형 개발 등을 요구하지 않거나 최소화하면서도, 필요로 하는 차량의 루프 구조를 용이하게 구성할 수 있도록 하며, 다양한 차종에 손쉽게 공용화할 수 있도록 함으로써, 신규 차종 개발이 보다 용이하게 이루질 수 있도록 하고, 다품종 소량생산 방식에 효과적으로 적용할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 루프 캐리어를 도시한 도면,
도 2는 차량의 A필러 부분에 해당하는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예로서 도 2에 상응하는 부분의 단면도,
도 4는 도 1의 카울에 대한 Ⅳ-Ⅳ선 단면도,
도 5는 카울과 루프사이드튜브의 연결부를 도시한 것으로서, 도 1의 Ⅴ-Ⅴ방향 관측도,
도 6은 도 1의 제1루프레일에 대한 Ⅵ-Ⅵ선 단면도,
도 7은 도 1의 제2루프레일에 대한 Ⅶ-Ⅶ선 단면도,
도 8은 도 1의 리어루프레일에 대한 Ⅷ-Ⅷ선 단면도,
도 9는 도 1의 리어루프레일을 Ⅸ방향에서 관측한 도면,
도 10은 본 발명의 다른 실시예로서 도 8에 상응하는 부분의 단면도,
도 11은 도 1의 차량용 루프 캐리어를 조립하는 과정을 예시한 도면,
도 12는 도 1의 미들루프레일이 루프사이드튜브와 연결되는 구조를 상측에서 관측한 도면,
도 13은 도 1의 미들루프레일이 루프사이드튜브와 연결되는 구조를 하측에서 관측한 도면,
도 14는 도 1의 차량용 루프 캐리어 측방에 결합될 수 있는 사이드아웃터패널을 예시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명 차량용 루프 캐리어(1)는, 폐단면을 형성하면서 차량 전방의 카울(3) 양측로부터 후방의 리어루프레일(5) 양측까지 차량의 전후방향을 따라 연장되어 형성되는 차체 양측의 루프사이드튜브(7)와, 폐단면을 형성하면서 차량의 횡방향을 따라 연장되어, 상기 카울(3)과 리어루프레일(5) 사이에서 상기 양측의 루프사이드튜브(7)를 연결하도록 설치되는 하나 이상의 미들루프레일(9)을 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명의 차량용 루프 캐리어(1)는 종래 통상 별도의 부품으로 이루어지는 A필러와 루프사이드멤버가 중공의 폐단면으로 이루어진 상기 루프사이드튜브(7)에 의해 하나의 부품으로 통합되고, 마찬가지로 각각 중공의 폐단면 구조를 가지는 카울(3), 미들루프레일(9) 및 리어루프레일(5)이 상기 루프사이드튜브(7)의 차량 전방으로부터 후방으로 가면서 차례로 결합되어 도 1과 같은 일체의 스페이스프레임(SPACE FRAME) 구조를 구성하는 것이다.

상기 하나 이상의 미들루프레일(9)은 프론트윈드쉴드글래스(11)의 상단을 지지하는 위치에 설치되는 제1루프레일(9-1)을 포함한다.

즉, 상기 미들루프레일(9)은 상기 제1루프레일(9-1)은 필수적으로 포함하면서, 차종이나 차량 모델에 따라 추가의 미들루프레일(9)을 더 구비할 수도 있고, 구비하지 않을 수도 있는 것이다.

참고로, 도 1의 본 실시예에서는 후술하는 바와 같이, 추가의 미들루프레일(9)인 제2루프레일(9-2)을 포함하고 있다.

상기 루프사이드튜브(7)의 폐단면은 도 2와 도 3에 예시된 바와 같이 다수의 직선부가 다수의 절곡부에 의해 차례로 연결되어 단일 폐곡선를 이루는 형상이다.

특히, 상기 루프사이드튜브(7)의 폐단면은 종래와 같이 2개 이상의 패널을 용접 등에 의해 결합하여 형성되는 것이 아니라, Hydroforming 또는 Hot Blow 공법에 의해 하나의 튜브를 성형하여 이루어지도록 함으로써, 스페이스프레임 구조를 구성할 수 있도록 한다.

상기한 바와 같은 구조의 루프사이드튜브(7)는 그 길이방향으로 연장하거나 축소하여 용이하게 다른 차종이나 모델의 차량에 적용할 수 있다.

도 2의 실시예에서는, 상기와 같이 형성된 루프사이드튜브(7)에 상기 프론트윈드쉴드글래스(11)를 지지할 수 있도록 글래스지지패널(13)이 결합되어 있다. 물론, 상기 글래스지지패널(13)은 상기 루프사이드튜브(7)의 상기 카울(3)로부터 상기 제1루프레일(9-1)까지의 구간에만 결합될 수 있다.

또한, 상기 루프사이드튜브(7)의 하측에는 필러웨더스트립(15)을 장착할 수 있도록 스트립지지패널(17)이 결합되어 있다.

도 2에서 상기 루프사이드튜브(7)의 외측에는 도 14에 예시된 바와 같은 사이드아웃터패널(19)이 결합될 수 있으며, 상기 사이드아웃터패널(19)은 플라스틱 등과 같은 재질로 구성될 수도 있어서 자유롭게 차량의 외관을 형성할 수 있도록 한다.

참고로, 도 2에서 상기 루프사이드튜브(7)의 내측에는 프론트필러트림(21)이 설치되고, 상기 프론트필러트림(21)과 상기 루프사이드튜브(7)의 사이에 형성되는 공간에는 에어백(23) 및 와이어링(25) 등이 설치될 수 있다.

한편, 도 3의 실시예에서, 상기 루프사이드튜브(7)의 폐단면은 상기 프론트윈드쉴드글래스(11)를 자체적으로 지지할 수 있는 글래스지지부(7-1)를 일체로 구비하고 있다.

따라서, 도 2의 실시예와는 달리 상기 글래스지지패널(13)은 별도로 구비하지 않고 상기 필러웨더스트립(15)을 장착할 수 있도록 스트립지지패널(17)만 결합된 구조로서, 도 2의 실시예보다 조립과정이 단순화될 수 있다.

도 1, 4, 5를 참조하면, 상기 카울(3)은, 하나 이상의 폐곡선을 포함한 일정한 폐단면 형상으로 차량의 횡방향을 따라 연장되어 형성된 카울어퍼멤버(3-1)와, 상기 카울어퍼멤버(3-1)의 하측에 결합되어 차량의 전방과 후방을 구획하며, 차량의 횡방향을 따라 적어도 일부 구간이 일정한 단면 구조를 가진 카울로워패널(3-2)로 구성된다.

본 실시예에서 상기 카울어퍼멤버(3-1)는 2개의 폐곡선을 내포한 폐단면 형상을 가지고 있으며, 상기와 같은 폐단면 형상이 차량의 횡방향을 따라 단순하게 연장된 형상으로서, 그 길이만 변경하여 다른 차종이나 모델의 차량에 용이하게 변경하여 적용할 수 있다.

또한, 상기 카울로워패널(3-2)은 도 1에 도시된 바와 같이 좌측의 통풍구(27)를 제외한 나머지 구간이 도 3에 도시된 것과 같은 단순한 패널 형상의 일정한 단면 구조를 가고 있어서, 역시 차종의 변화나 모델의 변화에 따라 그 길이만 변경하여 용이하게 대응할 수 있다.

참고로, 도 5에서 상기 루프사이드튜브(7)와 상기 카울(3)의 결합부에는 도시된 바와 같은 카울결합브라켓(29)을 구비하여, 상기 루프사이드튜브(7)와 카울(3) 사이의 매칭이 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.

도 6을 참조하면, 상기 제1루프레일(9-1)의 전방측에는 상기 프론트윈드쉴드글래스(11)를 장착하기 위한 글래스마운팅브라켓(31)이 결합되고, 상기 제1루프레일(9-1)의 후방측에는 루프를 장착하기 위한 루프마운팅브라켓(33)이 결합된다.

상술한 바와 같이 도 1의 실시예에서 상기 하나 이상의 미들루프레일(9)은 상기 제1루프레일(9-1)과 리어루프레일(5) 사이에 설치되는 제2루프레일(9-2)을 더 포함하여 이루어진다.

도 7에 예시된 바와 같이, 상기 제2루프레일(9-2)의 전방 및 후방에는 루프를 장착하기 위한 루프마운팅브라켓(33)이 각각 결합된 구조이다.

상기 루프마운팅브라켓(33)에는 실러(sealer)의 결합 성능을 향상시키기 위해, 루프와 결합되는 부분에 국부적으로 하측으로 함몰된 함몰부(34)가 형성된 구조이다.

상기 리어루프레일(5)은 하나 이상의 폐곡선을 포함하는 일정한 폐단면을 형성하면서 차량의 횡방향을 따라 연장되어 형성된다.

도 8에서 상기 리어루프레일(5)은 하나의 폐곡선을 포함하는 일정한 폐단면이 차량의 횡방향을 따라 연장되어 형성되어 있다.

한편, 도 10 실시예에서, 상기 리어루프레일(5)은 4개의 폐곡선을 포함하는 일정한 폐단면이 차량의 횡방향을 따라 연장되어 형성된 구조이다.

상기 미들루프레일(9)을 구성하는 제1루프레일(9-1) 및 제2루프레일(9-2)과 상기 리어루프레일(5)은 모두 각각 일정한 폐단면이 차량의 횡방향을 따라 연장되어 형성된 구조로서, 롤포밍하거나 알루미늄 가변압출 등의 방식으로 제작할 수 있으며, 그 길이의 변화가 용이하여 다른 차종이나 모델에 쉽게 적용할 수 있다.

즉, 상기한 바와 같은 차량용 루프 캐리어(1)는 차량의 횡방향으로는 상기 카울(3), 미들루프레일(9), 리어루프레일(5)의 길이를 조절하고, 차량의 길이방향으로는 상기 루프사이드튜브(7)의 길이를 조절함에 의해, 용이하게 다른 차종이나 모델에 적용시킬 수 있고, 다양한 차종에 손쉽게 공용화 하도록 할 수 있어서, 신규 차종 개발이 보다 용이하게 이루질 수 있도록 하고, 다품종 소량생산 방식에 효과적으로 적용할 수 있도록 한다.

또한, 상기와 같은 차량용 루프 캐리어는 상술한 바와 같이 모든 부품들이 튜브 형태로 서로 연결되어 스페이스프레임(Space Frame) 구조를 형성함으로써, 비교적 중량이 적게 나가면서도 상대적으로 높은 강성을 확보할 수 있다.

상기 리어루프레일(5)의 전방에는 루프를 장착하기 위한 루프마운팅브라켓(33)이 결합된다.

상기 리어루프레일(5)의 후방에는 도 8 내지 10에 예시된 바와 같이 테일게이트(35)를 장착하기 위한 테일게이트마운팅브라켓(37)이 결합될 수 있다.

그러나, 차종에 따라서는 리어루프레일(5)의 후방 하측에 리어윈드쉴드글래스가 장착될 수도 있으며, 이 경우에는 상기 리어루프레일(5)의 후방에는 상기 리어윈드쉴드글래스를 지지하기 위한 브라켓이 설치될 수 있을 것이다.

도 11은 상기와 같은 차량용 루프 캐리어(1)의 조립과정을 예시한 것으로서, 상기 카울(3)과 제1루프레일(9-1), 제2루프레일(9-2) 및 리어루프레일(5)을 각각 성형하여, 별도로 성형된 상기 루프사이드튜브(7)에 용접 등으로 결합하여 상기 차량용 루프 캐리어(1)를 구성하는 것을 설명하고 있다.

물론, 상기와 같은 차량용 루프 캐리어(1)의 상측에는 도시되지 않은 루프패널을 결합하여, 차량의 루프를 완성하게 된다.

참고로, 도 12와 도 13은 상기 미들루프레일(9)이 상기 루프사이드튜브(7)에 용접에 의해 결합된 구조를 도시하고 있으며, CO₂용접 또는 레이저 용접에 의해 결합하는 것이 바람직할 것이다.

물론, 상기 리어루프레일(5)도 상기 미들루프레일(9)과 동일한 방법에 의해 상기 루프사이드튜브(7)에 결합될 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1; 차량용 루프 캐리어
3; 카울
5; 리어루프레일
7; 루프사이드튜브
9; 미들루프레일
11; 프론트윈드쉴드글래스
13; 글래스지지패널
15; 필러웨더스트립
17; 스트립지지패널
19; 사이드아웃터패널
21; 프론트필러트림
23; 에어백
25; 와이어링
29; 카울결합브라켓
31; 글래스마운팅브라켓
33; 루프마운팅브라켓
35; 테일게이트
37; 테일게이트마운팅브라켓

Claims

폐단면을 형성하면서 차량 전방의 카울 양측로부터 후방의 리어루프레일 양측까지 차량의 전후방향을 따라 연장되어 형성되는 차체 양측의 루프사이드튜브;
폐단면을 형성하면서 차량의 횡방향을 따라 연장되어, 상기 카울과 리어루프레일 사이에서 상기 양측의 루프사이드튜브를 연결하도록 설치되는 하나 이상의 미들루프레일;
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 루프 캐리어.
청구항 1에 있어서,
상기 하나 이상의 미들루프레일은 프론트윈드쉴드글래스의 상단을 지지하는 위치에 설치되는 제1루프레일을 포함하는 것
을 특징으로 하는 차량용 루프 캐리어.
청구항 2에 있어서,
상기 루프사이드튜브의 폐단면은 다수의 직선부가 다수의 절곡부에 의해 차례로 연결되어 단일 폐곡선를 이루는 형상인 것
을 특징으로 하는 차량용 루프 캐리어.
청구항 3에 있어서,
상기 프론트윈드쉴드글래스를 지지할 수 있도록 상기 루프사이드튜브의 상기 카울로부터 상기 제1루프레일까지의 구간에 결합되는 글래스지지패널;
필러웨더스트립을 장착할 수 있도록 상기 루프사이드튜브에 결합되는 스트립지지패널;
을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 루프 캐리어.
청구항 3에 있어서,
상기 루프사이드튜브의 폐단면은 상기 프론트윈드쉴드글래스를 자체적으로 지지할 수 있는 글래스지지부를 일체로 구비하고;
상기 루프사이드튜브에는 필러웨더스트립을 장착할 수 있도록 스트립지지패널이 결합된 것
을 특징으로 하는 차량용 루프 캐리어.
청구항 1에 있어서,
상기 카울은
하나 이상의 폐곡선을 포함한 일정한 폐단면 형상으로 차량의 횡방향을 따라 연장되어 형성된 카울어퍼멤버;
상기 카울어퍼멤버의 하측에 결합되어 차량의 전방과 후방을 구획하며, 차량의 횡방향을 따라 적어도 일부 구간이 일정한 단면 구조를 가진 카울로워패널;
로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 루프 캐리어.
청구항 2에 있어서,
상기 제1루프레일의 전방측에는 상기 프론트윈드쉴드글래스를 장착하기 위한 글래스마운팅브라켓이 결합되고;
상기 제1루프레일의 후방측에는 루프를 장착하기 위한 루프마운팅브라켓이 결합된 것
을 특징으로 하는 차량용 루프 캐리어.
청구항 7에 있어서,
상기 하나 이상의 미들루프레일은 상기 제1루프레일과 리어루프레일 사이에 설치되는 제2루프레일을 포함하며;
상기 제2루프레일의 전방 및 후방에는 루프를 장착하기 위한 루프마운팅브라켓이 각각 결합된 것
을 특징으로 하는 차량용 루프 캐리어.
청구항 7에 있어서,
상기 루프마운팅브라켓에는 실러의 결합 성능을 향상시키기 위해, 루프와 결합되는 부분에 국부적으로 하측으로 함몰된 함몰부가 형성된 것
을 특징으로 하는 차량용 루프 캐리어.
청구항 1에 있어서,
상기 리어루프레일은 하나 이상의 폐곡선을 포함하는 일정한 폐단면을 형성하면서 차량의 횡방향을 따라 연장되어 형성된 것
을 특징으로 하는 차량용 루프 캐리어.
청구항 10에 있어서,
상기 리어루프레일의 전방에는 루프를 장착하기 위한 루프마운팅브라켓이 결합된 것
을 특징으로 하는 차량용 루프 캐리어.
청구항 10에 있어서,
상기 리어루프레일의 후방에는 테일게이트를 장착하기 위한 테일게이트마운팅브라켓이 결합된 것
을 특징으로 하는 차량용 루프 캐리어.