KR20210071185A - 차량용 복합매트 - Google Patents

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vehicle
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박형규
김재학
김성회
강민재
이동형
김시윤
조정준
서민석
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현대자동차주식회사
삼우티시에스 주식회사
현대합성공업 주식회사
기아 주식회사
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Abstract

본 발명은 차체 하부구조를 단순화하여 가격경쟁력을 확보하면서도 조립공수를 축소하여 스마트팩토리 환경에 대응 가능하도록 한 차량용 복합매트에 관한 것으로, 본 발명에서는 차체 하부의 플로어모듈 위에 조립되고, 허니콤층의 표면에 유리섬유층과 폴리우레탄 수지층이 적층되어 구성된 복합소재; 상기 복합소재 위에 적층되어 일체화되는 직물층;을 포함하는 차량용 복합매트가 소개된다.

Description

차량용 복합매트{COMPOSITE MAT FOR VEHICLES}
본 발명은 차체 하부구조를 단순화하여 가격경쟁력을 확보하면서도 조립공수를 축소하여 스마트팩토리 환경에 대응 가능하도록 한 차량용 복합매트에 관한 것이다.
기존 자동차의 경우, 모노코크 타입의 차체 구조가 적용된다.
이러한 모노코크 차체 구조에서, 특히 차량의 센터 하부에는 차체 하부프레임 위에 부직포와 패드가 조합된 카페트가 조립되고, 하부프레임 아래에 언더커버가 조립되어 차체 하부 구조를 구현하게 된다.
그러나, 이 같은 차체 하부구조를 구현하기 위해서는 카페트와 언더커버 등의 부품을 별도 생산하여 하부프레임에 조립함으로써, 부품수가 많아지고, 중량이 증대되어 조립공수가 과다해지는 문제가 있다.
특히, 금형을 이용한 프레스 가공을 통해 부품을 가공 및 용접하여 차체의 하부구조를 구현함으로써, 프레스공장, 차체 용접공장, 도장공장 등의 대규모 설비투자가 필요한 단점이 있다.
이에, 다품종 소량 생산시에 부품 생산을 위해 많은 설계변경이 요구되고, 그에 따라 금형의 개수도 비약적으로 증대하여 생산원가가 높아질 수밖에 없는 문제가 있다.
따라서, 차체 하부구조의 제조원가 및 중량 저감을 통해 가격경쟁력을 확보하면서도 스마트팩토리 환경에 적절하게 대응하여 차체의 조립성을 향상 가능한 새로운 차체 하부구조가 요구되고 있다.
상기의 배경기술로서 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 10-2009-0035148 A
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 차체 하부구조를 단순화하여 가격경쟁력을 확보하면서도 조립공수를 축소하여 스마트팩토리 환경에 대응 가능하도록 한 차량용 복합매트를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 차체 하부의 플로어모듈 위에 조립되고, 허니콤층의 표면에 유리섬유층과 폴리우레탄 수지층이 적층되어 구성된 복합소재; 상기 복합소재 위에 적층되어 일체화되는 직물층;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 복합소재는, 상기 허니콤층의 양측 표면에 유리섬유층과, 폴리우레탄 수지층이 순차적으로 적층되어 구성이 되고; 상기 폴리우레탄 수지층에 직물층이 적층될 수 있다.
상기 복합소재의 테두리 끝부분은 폴리우레탄 수지층이 감싸는 형상으로 형성될 수 있다.
차체 하부의 플로어모듈을 이루는 프레임멤버의 체결면에 상기 복합소재의 일면이 안착되고; 상기 복합소재의 타면 중 상기 체결면과 대응하는 구간과 직물층 사이에 보강체결부재가 삽입되며; 상기 직물층과 보강체결부재와 복합소재를 체결수단이 관통하면서 상기 체결면에 체결될 수 있다.
상기 프레임멤버는 한쪽 측면이 개방된 측면개방부를 갖는 개단면 구조의 관 형상으로 형성되고; 상기 측면개방부의 양측에 형성된 측면차단부 사이에 마운팅플레이트가 결합되며; 상기 마운팅플레이트의 윗면에 상기 복합소재가 안착 및 체결될 수 있다.
상기 측면차단부의 끝부분에 상기 측면개방부를 향하여 플랜지부가 폴딩되어 형성되고; 상기 플랜지부와 복합소재 사이에 구조용 접착제가 도포되어 접착될 수 있다.
상기 복합소재에는 상기 구조용 접착제가 도포되는 경로를 가이드하도록 상기 구조용 접착제가 수용되는 접착제수용홈이 형성될 수 있다.
상기 접착제수용홈과 동일 평면상에서 인접하게 위치한 복합소재의 끝부분에는 단차홈이 형성될 수 있다.
상기 구조용 접착제는 상기 체결수단이 체결되는 위치보다 차체의 안쪽에 위치한 플랜지부와 복합소재 사이에 도포될 수 있다.
상기 복합소재와 직물층 사이에 금속재질의 보강부재가 삽입될 수 있다.
상기 복합소재와 직물층 사이에 소정 직경을 갖는 변형유도부재가 격자구조로 삽입될 수 있다.
본 발명의 구성은, 다층 복합소재와 직물층 사이에 보강체결부재가 삽입되어 일체화 형성된 복합매트;를 포함하고, 차체 하부의 플로어모듈을 이루는 프레임멤버의 체결면 위에 상기 복합매트가 안착되며; 상기 직물층과 보강부재와 복합소재에 체결수단이 관통되면서 상기 복합매트가 상기 체결면에 체결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 차체 하부의 플로어모듈에 복합매트를 단순 조립하여 차체 하부의 바닥면을 구성함으로써, 차체 하부 구조를 구현하는 데에 필요한 부품수를 감소시키게 되는바, 차체 하부구조를 이루는 제조원가 및 중량 저감을 통해 가격경쟁력을 확보하면서, 특히 차체 하부에 조립되는 플로어매트의 조립성을 향상시켜 스마트팩토리 환경에 적절하게 대응할 수 있는 효과가 있다.
더불어, 복합매트에 의해 제조되는 센터플로어매트를 비롯한 하부의 다른 매트들이 프레임멤버에 볼팅방식에 의해 조립되어 차체 하부를 구현함으로써, 대규모의 프레스, 차체, 용접, 도장공장 등이 불필요하여 스마트팩토리 환경에 적절하게 대응이 가능한 것은 물론, 차체의 조립작업을 단순화하여 조립성을 향상시키는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 복합매트를 구성하는 각 층을 분리하여 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 복합매트가 일체화된 구조를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 복합매트를 이용하여 제조한 센터플로어매트를 나타낸 도면.
도 4는 도 3의 센터플로어매트를 적용 가능한 차체 형상을 도시한 도면.
도 5는 도 3의 센터플로어매트를 차체 하부에 조립한 상태를 도시한 도면.
도 6은 도 5에서 센터플로어매트의 끝부분인 A부분의 단면을 도시한 도면.
도 7은 도 5의 B - B선 단면을 도시한 도면.
도 8은 도 5의 C - C선 단면을 도시한 도면.
도 9는 도 8에서 센터플로어매트와 대시매트가 함께 조립된 구조를 예시한 도면.
도 10은 도 5의 D - D선 단면을 도시한 도면.
도 11은 본 발명에 따른 센터플로어매트에 구조용 접착제가 접착되는 위치를 예시한 도면.
도 12 내지 도 14는 본 발명에 따른 센터플로어매트에 보강부재가 적용되는 위치를 나타낸 도면.
도 15는 본 발명에 따른 센터플로어매트에 변형유도부재가 적용된 상태를 도시한 도면.
도 16은 도 15의 E - E선 및 E' - E'선 단면을 도시한 도면.
도 17은 본 발명에 따른 프레임멤버의 제조과정을 설명하기 위한 도면.
도 18은 본 발명에 따른 센터플로어매트에 원통 형상의 보강체결부재를 적용하여 체결한 상태를 도시한 도면.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 차량용 복합매트(100)는 초소형 전기자동차의 차체(10) 하부에 적용이 가능한 것으로, 여러 개의 층이 적층되어 구성된 복합매트(100)를 이용하여 센터플로어매트(100)를 제조하고, 센터플로어매트(100)를 차체(10) 하부에 조립할 수 있다.
도 1은 본 발명의 복합매트(100)를 구성하는 각 층을 분리하여 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 복합매트(100)가 일체화된 구조를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명은 복합소재(110)에 직물층(120)이 접합되어 복합매트(100)를 구성하는 것으로, 먼저 복합소재(110)는 차체(10) 하부의 플로어모듈 위에 조립되고, 허니콤층(112)의 표면에 유리섬유층(114)(Glass fiber mat)과 폴리우레탄 수지층(116)이 적층되어 구성이 된다.
그리고, 상기 복합소재(110)의 위에 직물층(120)이 적층되어 상기 복합소재(110)와 일체화됨으로써, 복합매트(100)가 제조된다.
여기서, 상기 허니콤층(112)은 벌집구조로 이루어지는 것으로, 폴리프로필렌(PP)으로 제조될 수 있다. 그리고, 상기 직물층(120)은 모직물의 하나인 카페트(carpet)일 수 있다.
참고로, 상기 복합매트(100)를 이루는 복합소재(110)는 발포성형에 의해 생산될 수 있는 것으로, 금형 조건에 따라 두께를 달리하여 생산할 수 있다. 바람직하게는 복합소재(110)의 두께가 대략 7t로 형성될 수 있고, 직물층(120)의 두께는 대략 1~3t로 형성될 있다.
즉, 허니콤층(112)과 유리섬유층(114)과 폴리우레탄 수지층(116)이 적층되어 구성된 복합소재(110)에 직물층(120)을 적층하여 복합매트(100)를 제조하고, 이처럼 제조된 복합매트(100)를 이용하여 도 3 및 도 5와 같이 차체(10) 하부의 센터플로어매트(100)를 제조하여, 차체(10) 하부를 지지하는 센터플로어모듈(14)에 조립할 수 있다.
이처럼, 본 발명은 차체(10) 하부의 센터플로어모듈(14)에 복합매트(100)를 단순 조립하여 차체(10) 하부의 바닥면을 구성함으로써, 차체(10) 하부 구조를 구현하는 데에 필요한 부품수를 감소시키게 되는바, 차체(10) 하부구조를 이루는 제조원가 및 중량 저감을 통해 가격경쟁력을 확보하고, 특히 차체(10) 하부에 조립되는 플로어매트의 조립성을 향상시켜 스마트팩토리 환경에 적절하게 대응할 수 있게 된다.
참고로, 상기 센터플로어모듈(14)의 전방에는 프런트플로어모듈(12)이 연결되고, 후방에는 리어플로어모듈(16)이 연결되는데, 이들 연결부분 중 특히 코너부에 공간이 형성되어 센터플로어매트(100)를 지지할 수 없는 부분이 생길 수 있다. 이에, 상기 코너부에는 추가적으로 보강플레이트(40)를 덧대어 연결하여 해당 부분의 강성을 증대시키는 것은 물론, 센터플로어매트(100)가 지지되면서 조립될 수 있도록 구성하게 된다.
그리고, 본 발명의 복합매트(100)를 이용하여 센터플로어매트(100) 뿐만 아니라, 대시모듈에 조립되는 대시매트와, 리어플로어모듈(16)에 조립되는 리어플로어매트도 제조할 수 있고, 이들 매트 역시 상기한 센터플로어매트의 조립방식과 동일한 방식으로 해당 모듈에 조립될 수 있다.
아울러, 도 1 및 도 2를 참조하여, 상기 복합매트(100)의 바람직한 실시예 구조를 살펴보면, 상기 복합소재(110)는, 상기 허니콤층(112)의 양측 표면에 유리섬유층(114)과, 폴리우레탄 수지층(116)이 순차적으로 적층되어 구성이 된다.
그리고, 상기 폴리우레탄 수지층(116)에 직물층(120)이 적층되어 일체화된다.
이때에, 상기 직물층(120)은 도면에 도시한 바와 같이, 허니콤층(112)을 기준으로 한쪽의 폴리우레탄 수지층(116)에만 적층될 수 있고, 다른 예시로서 양쪽 폴리우레탄 수지층(116) 각각에 적층될 수도 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 복합매트(100)를 이용하여 제조한 센터플로어매트(100)의 끝부분을 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 상기 복합소재(110)의 테두리 끝부분은 폴리우레탄 수지층(116)이 감싸는 형상으로 형성될 수 있다.
즉, 상기 복합소재(110) 내부에 유리섬유층(114)이 포함됨으로써, 복합소재(110)의 끝단부는 폴리우레탄 수지층(116)에 의해 감싸지는 오버랩 구조를 적용하여 유리섬유의 분진 및 비산을 방지하게 된다.
한편, 도 4는 본 발명의 센터플로어매트(100)를 적용 가능한 차체(10) 형상을 도시한 도면이고, 도 5는 센터플로어매트(100)를 차체(10) 하부에 조립한 상태를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 차체(10) 하부의 플로어모듈을 이루는 프레임멤버(20)의 체결면에 상기 복합소재(110)의 일면이 안착되고, 상기 복합소재(110)의 타면 중 상기 체결면과 대응하는 구간과 직물층(120) 사이에 보강체결부재(130)가 삽입된다.
그리고, 상기 직물층(120)과 보강체결부재(130)와 복합소재(110)를 체결수단(b)이 관통하면서 상기 체결면에 체결되는 구조가 된다.
예컨대, 프레임멤버(20)들이 조립되어 차체(10) 하부의 센터플로어모듈(14)을 구성하게 되는데, 상기 센터플로어모듈(14)이 대략 사각 형상으로 형성됨으로써, 상기 사각의 센터플로어모듈(14)을 덮는 형상으로 센터플로어매트(100)가 사각 형상으로 제조된다.
이에, 상기 센터플로어모듈(14)을 구성하는 양측 프레임멤버(20)와 후방의 프레임멤버(20)의 윗면에 상기 센터플로어매트(100)의 양측과 후단이 체결 조립되고, 상기 센터플로어모듈(14)의 전방에 위치한 프레임멤버(20)의 배면에 상기 센터플로어매트(100)의 전단이 체결 조립된다.
특히, 상기 보강체결부재(130)는 스틸재의 와셔 형상으로 제조될 수 있는 것으로, 상기 센터플로어매트(100)의 발포성형시 직물층(120)과 복합소재(110) 사이에 보강체결부재(130)를 인서트하여 고정시킬 수 있게 된다.
즉, 센터플로어매트(100)를 프레임멤버(20)에 직접 체결하는 경우, 해당 체결부분에 체결수단(b)에 의한 체결토크 또는 하중에 의해 크랙이 발생하게 되면 내구성이 취약해질 수 있다.
따라서, 본 발명은 센터플로어매트(100) 내부에 삽입된 와셔 형상의 보강체결부재(130)가 체결수단(b)의 체결하중을 지지하도록 구성함으로써, 상기 보강체결부재(130)에 의해 해당 체결부분에 가해지는 하중이 분산되면서 안정적인 체결 구조를 구현할 수 있게 된다.
더불어, 상기 체결수단(b)에 의해 보강체결부재(130)를 압착하여 체결함으로써, 해당 체결부분의 두께가 축소되면서 체결강성 및 치수안정성을 증대시키게 된다.
더불어, 도 18은 본 발명의 센터플로어매트(100)를 차체(10) 하부에 조립한 다른 실시예 구조를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 차체(10) 하부의 플로어모듈을 이루는 프레임멤버(20)의 체결면에 상기 복합소재(110)가 안착되고, 상기 복합소재(110)와 함께 직물층(120)을 관통하여 원통 형상의 보강체결부재(130)가 끼워진다.
그리고, 상기 보강체결부재(130)를 체결수단(110)이 관통하여 상기 복합매트(100)가 상기 체결면에 체결되는 구조가 된다.
예컨대, 상기 보강체결부재(130)는 원통형 형상의 인서트너트일 수 있는 것으로, 상기 센터플로어매트(100)의 단면 방향으로 보강체결부재(130)가 관통되면서 센터플로어매트(100)에 접착됨으로써, 보강체결부재(130)의 외주면이 상기 센터플로어매트(100)에 의해 감싸는 구조가 된다.
즉, 체결수단(b)으로 사용되는 볼트의 나사산이 인서트너트의 내주면과 접촉하게 되고, 인서트너트의 외주면은 센터플로어매트(100)의 관통되는 부분의 내면을 전체적으로 접촉하여 감싸게 됨으로써, 복합소재(110)를 이루는 유리섬유의 비산 발생 우려를 방지하게 된다.
이 같은 구조에 따르면, 볼트의 볼팅 조립시, 볼트 나사산부의 나사 체결에의해 볼트 헤드부분과 인서트너트에서 체결토크가 발생됨으로써, 상기 보강체결부재(130)에 의해 해당 체결부분에 안정적인 체결 구조를 구현할 수 있게 된다.
참고로, 상기 체결수단(b)은 볼트/너트일 수 있는 것으로, 해당 체결부분이 볼팅방식에 의해 체결된다.
이에, 상기 센터플로어매트(100)를 비롯한 하부의 다른 매트들이 프레임멤버(20)에 볼팅방식에 의해 조립되어 차체(10) 하부를 구현함으로써, 대규모의 프레스, 차체, 용접, 도장공장 등이 불필요하여 스마트팩토리 환경에 적절하게 대응이 가능한 것은 물론, 차체(10)의 조립작업을 단순화하여 조립성을 향상시키게 된다.
도 7은 센터플로어매트(100)를 프레임멤버(20)에 조립한 부분의 단면을 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 상기 프레임멤버(20)는 한쪽 측면이 개방된 측면개방부(24)를 갖는 개단면 구조의 관 형상으로 형성되고, 상기 측면개방부(24)의 양측에 형성된 측면차단부(22) 사이에 마운팅플레이트(30)가 결합된다.
이에, 상기 마운팅플레이트(30)의 윗면에 상기 복합소재(110)가 안착 및 체결되는 구조가 된다.
예컨대, 도 17과 같이 상기 센터플로어매트(100)가 체결되는 프레임멤버(20)는 한쪽 측면이 개방된 개단면 구조의 관으로서, 그 길이방향에 대한 수직한 단면이 'ㄷ'의 단면 형상으로 형성되어, 상기 프레임멤버(20)의 둘레면 중 삼면이 막혀 있고, 한면이 개방된 구조를 갖게 된다.
그리고, 상기 측면연결부(21)의 단부에는 길이방향으로 연장된 형상의 체결부(25)가 형성되고, 상기 체결부(25)가 상기 프레임멤버(20)의 단부를 향해 폴딩됨으로써, 상기 프레임멤버(20) 단부의 개구부(OP)를 체결부(25)가 막으면서 고정된다.
즉, 막혀 있는 삼면 중에서 측면개방부(24)와 마주하는 측면연결부(21)의 양쪽 측면에 연결된 측면차단부(22)가 수직한 방향으로 폴딩 형성되어 'ㄷ'형상으로 형성된다.
이에, 'ㄷ'형상의 프레임멤버(20)에서 측면개방부(24)에 센터플로어매트(100)가 조립되어야 함으로써, 양측 측면차단부(22) 사이에 별물의 마운팅플레이트(30)가 조립된다.
따라서, 상기 마운팅플레이트(30)의 윗면이 체결면이 되어, 상기 마운팅플레이트(30) 위에 센터플로어매트(100)가 결합됨으로써, 센터플로어매트(100)의 마운팅 좌면을 제공하는 것은 물론, 양측의 측면차단부(22)가 벌어지거나 오므려지려 하는 현상을 방지하여 해당 부분의 비틀림 강성을 확보하게 된다.
참고로, 도 4에 도시한 바와 같이 상기 체결부(25)는 다른 프레임멤버(20)에 면접촉된 상태에서 체결수단(b)에 의해 체결되는 구조가 되는바, 상기한 조립방식에 의해 차체(10)의 골격을 이룰 수 있게 된다.
계속해서, 도 8은 도 5의 C - C선 단면을 도시한 도면으로, 도면을 참조하면 센터플로어매트(100)의 성형 가능 각도에 맞추어 프레임멤버(20)의 매칭면 각도를 소정각도 회전시켜 체결하고, 이에 해당 프레임멤버(20)에 센터플로어매트(100)를 조립하게 된다.
더 나아가, 도 9는 도 8에서 센터플로어매트(100)와 함께 대시매트가 조립된 구조를 예시한 도면을 나타낸 것으로, 센터플로어매트(100) 위에 대시매트를 중첩하여 오버랩시킨 상태에서 볼팅에 의해 결합시킬 수 있다. 도면으로 도시하지는 않았으나, 상기 센터플로어매트(100) 후단에서는 상기 센터플로어매트(100)와 리어플로어매트를 중첩하여 오버랩시킨 상태에서 볼팅에 의해 결합시킬 수 있다.
한편, 도 10은 도 5의 D - D선 단면을 도시한 도면이다.
이에, 본 발명의 도 7과 함께 도 10을 참조하면, 상기 측면차단부(22)의 끝부분에 상기 측면개방부(24)를 향하여 플랜지부(23)가 폴딩되어 형성되고, 상기 플랜지부(23)와 복합소재(110) 사이에 구조용 접착제(200)가 도포되어 접착되는 구조가 된다.
예컨대, 양측 측면차단부(22)의 측면 끝부분이 서로 마주하는 방향으로 폴딩 형성되어, 플랜지부(23)가 형성될 수 있다.
즉, 플랜지부(23)가 측면차단부(22)로부터 측면개방부(24)를 향해 꺾어진 형상으로 형성됨으로써, 측면차단부(22)의 끝부분에 대한 강성을 확보하게 되는 것은 물론, 상기한 마운팅플레이트(30)가 장착되는 좌면을 제공하는 역할을 하게 된다.
특히, 상기 플랜지부(23)의 폭방향 평면에 구조용 접착제(200)가 도포됨으로써, 상기 플랜지부(23)가 구조용 접착제(200)의 실링면으로서 활용이 된다.
도 11은 본 발명에 따른 센터플로어매트(100)에 구조용 접착제(200)가 접착되는 위치를 예시한 도면이다.
도 1O과 함께 도 11을 참조하면, 상기 복합소재(110)에는 상기 구조용 접착제(200)가 도포되는 경로를 가이드하도록 상기 구조용 접착제(200)가 수용되는 접착제수용홈(118)이 형성될 수 있다.
즉, 본 발명의 센터플로어매트(100)는 플로어모듈을 구성하는 프레임멤버(20)에 단독으로 볼팅 체결되거나, 또는 다른 플로어매트와 함께 프레임멤버(20)에 공동으로 볼팅 체결이 된다.
그런데, 상기 체결부위를 제외한 나머지 매칭부의 경우 실링이 요구되므로, 구조용 접착제(200)를 이용하여 해당 매칭부이 실링작업을 수행하게 된다.
이에, 본 발명에서는 발포형의 구조용 접착제(200)를 사용할 수 있는데, 구조용 접착제(200)의 적용부분에 음각의 접착제수용홈(118)을 형성함으로써, 상기 구조용접착제를 해당 적용부분에 정확하게 도포할 수 있게 된다.
더불어, 본 발명은 상기 접착제수용홈(118)과 동일 평면상에서 인접하게 위치한 복합소재(110)의 끝부분에 단차홈(119)이 형성될 수 있다.
즉, 구조용 접착제(200)가 적용되는 부분과 인접한 복합소재(110)의 끝부분에 상기 접착수용홈의 깊이와 대응하는 높이를 갖는 단차홈(119)을 형성함으로써, 구조용 접착제(200) 경화시 복합소재(110)의 하중에 의한 처짐을 방지해 치수 안정성을 확보할 수 있게 된다.
계속해서, 상기 구조용 접착제(200)는 상기 체결수단(b)이 체결되는 위치보다 차체(10)의 안쪽에 위치한 플랜지부(23)와 복합소재(110) 사이에 도포될 수 있다.
즉, 복합매트(100)와 프레임멤버(20)가 볼팅 체결된 부분보다 안쪽에 위치한 플랜지부(23)에 구조용 접착제(200)를 도포하게 됨으로써, 복합매트(100)와 프레임멤버(20)의 볼팅 체결부위에 수분 침입이 발생하더라도, 이 수분이 구조용 접착제(200)에 의해 실링되어 차체(10) 내부로 침입하는 것을 방지하게 된다.
한편, 도 12 내지 도 14는 본 발명에 따른 센터플로어매트(100)에 보강부재(140)가 적용되는 위치를 예시하여 나타낸 도면이다.
도면을 참조하면, 상기 복합소재(110)와 직물층(120) 사이에 금속재질의 보강부재(140)가 삽입될 수 있다.
예컨대, 도 12는 센터플로어모듈(14)의 가운데에 횡방향으로 이어진 프레임멤버(20)와 센터플로어매트(100)가 볼팅 체결된 부분에 스틸재의 보강부재(140)가 인서트된 것으로, 해당 보강부분에 대한 강성 및 강도가 증대되어 충돌 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
도 13은 센터플로어매트(100)의 바닥 평면부에 알루미늄재의 시트가 인서트된 것으로, 해당 보강부분을 통해 단열성능을 향상시킬 수 있게 된다.
도 14는 센터플로어매트(100)의 바닥 평면부에 카페트 두께를 증대시킨 것으로, 해당 보강부분을 통해 진동 및 소음이 향상되어 NVH성능을 개선할 수 있게 된다.
이처럼 본 발명은 복합매트(100)의 발포 성형시, 목표하는 매트의 성능에 따라 이종소재의 보강부재(140)를 삽입 및 성형함으로써, 각 구간별로 충돌 성능 및 흡차음/단열 성능을 차별화하여 개발할 수 있다.
도 15는 본 발명에 따른 센터플로어매트(100)에 변형유도부재(150)가 적용된 상태를 도시한 도면이고, 도 16은 도 15의 E - E선 및 E' - E'선 단면을 도시한 도면이다. 참고로, E - E선 단면과 E' - E'선 단면은 동일한 단면 형상으로 표현될 수 있다.
도면을 참조하면, 상기 복합소재(110)와 직물층(120) 사이에 소정 직경을 갖는 변형유도부재(150)가 격자구조로 삽입될 수 있다.
즉, 복합매트(100)로 제조된 센터플로어매트(100)는 다층 복합소재(110) 적용으로 인해, 충돌시 변형 방향이 일정하지 않다.
따라서, 일정한 충돌 변형을 유도하기 위해서 일정 직경을 갖는 변형유도부재(150)를 종방향 및 횡방향으로 일정 간격을 두어 삽입함으로써, 정면/측면 충돌시 충돌 변형을 일정하게 유도할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 복합매트(100)는 다층 복합소재(110)와 직물층(120) 사이에 보강체결부재(130)가 삽입되어 일체화 형성된다.
이에, 차체(10) 하부의 플로어모듈을 이루는 프레임멤버(20)의 체결면 위에 상기 복합매트(100)가 안착되고, 상기 직물층(120)과 보강부재(140)와 복합소재(110)에 체결수단(b)이 관통되면서 상기 복합매트(100)가 상기 체결면에 체결될 수 있게 된다.
따라서, 복합매트(100)에 삽입된 와셔 형상의 보강체결부재(130)가 체결수단(b)의 체결하중을 지지하도록 구성함으로써, 상기 보강체결부재(130)에 의해 안정적인 체결 구조를 구현할 수 있고, 또한 보강체결부재가 원통 형상으로 형성되는 경우 보강체결부재(130)가 체결된 부분에서 복합소재(110)에서 발생 가능한 유리섬유의 비산 우려를 방지할 수 있게 된다.
한편, 도 7을 참조하여, 복합매트(100)를 프레임멤버(20)에 볼팅 결합시키는 방법을 설명하면, 프레임멤버(20)에 접합된 마운팅플레이트(30)의 윗면에 체결하고자 하는 복합매트(100) 부분을 안착시킨다.
이때에, 상기 마운팅플레이트(30)와 복합매트(100) 상에는 볼팅홀이 형성될 수 있는바, 상기 볼팅홀이 일치되는 상태에서 마운팅플레이트(30) 위에 복합매트(100)를 안착시킨다.
이어서, 볼팅홀 내에 볼트를 볼팅 결합시키게 되는데, 상기 프레임멤버(20)는 그 일측면이 개방되어 있는바, 개방된 측면개방부(24)를 통해 너트를 삽입한 후, 공구를 이용하여 볼트를 조이게 됨으로써, 복합매트(100)와 프레임멤버(20) 간의 조립작업이 간편하게 이루어질 수 있게 된다.
이처럼, 본 발명은 상기 센터플로어매트(100)를 비롯한 하부의 다른 매트들이 프레임멤버(20)에 볼팅방식에 의해 조립되어 차체(10) 하부를 구현함으로써, 대규모의 프레스, 차체, 용접, 도장공장 등이 불필요하여 스마트팩토리 환경에 적절하게 대응이 가능한 것은 물론, 차체(10)의 조립작업을 단순화하여 조립성을 향상시키게 된다.
특히, 본 발명은 차체(10) 하부의 센터플로어모듈(14)에 복합매트(100)를 단순 조립하여 차체(10) 하부의 바닥면을 구성함으로써, 차체(10) 하부 구조를 구현하는 데에 필요한 부품수를 감소시키게 되는바, 차체(10) 하부구조를 이루는 제조원가 및 중량 저감을 통해 가격경쟁력을 확보하면서, 특히 차체(10) 하부에 조립되는 플로어매트의 조립성을 향상시켜 스마트팩토리 환경에 적절하게 대응할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10 : 차체
12 : 프런트플로어모듈
14 : 센터플로어모듈
16 : 리어플로어모듈
20 : 프레임멤버
21 : 측면연결부
22 : 측면차단부
23 : 플랜지부
24 : 측면개방부
25 : 체결부
30 : 마운팅플레이트
40 : 보강플레이트
100 : 복합매트(센터플로어매트)
110 : 복합소재
112 : 허니콤층
114 : 유리섬유층
116 : 폴리우레탄 수지층
118 : 접착제수용홈
119 : 단차홈
120 : 직물층
130 : 보강체결부재
140 : 보강부재
150 : 변형유도부재
200 : 구조용 접착제
b : 체결수단

Claims (12)

  1. 차체 하부의 플로어모듈 위에 조립되고, 허니콤층의 표면에 유리섬유층과 폴리우레탄 수지층이 적층되어 구성된 복합소재;
    상기 복합소재 위에 적층되어 일체화되는 직물층;을 포함하는 차량용 복합매트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복합소재는, 상기 허니콤층의 양측 표면에 유리섬유층과, 폴리우레탄 수지층이 순차적으로 적층되어 구성이 되고;
    상기 폴리우레탄 수지층에 직물층이 적층된 것을 특징으로 하는 차량용 복합매트.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 복합소재의 테두리 끝부분은 폴리우레탄 수지층이 감싸는 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 복합매트.
  4. 청구항 1에 있어서,
    차체 하부의 플로어모듈을 이루는 프레임멤버의 체결면에 상기 복합소재의 일면이 안착되고;
    상기 복합소재의 타면 중 상기 체결면과 대응하는 구간과 직물층 사이에 보강체결부재가 삽입되며;
    상기 직물층과 보강체결부재와 복합소재를 체결수단이 관통하여 상기 복합매트가 상기 체결면에 체결되는 것을 특징으로 하는 차량용 복합매트.
  5. 청구항 1에 있어서,
    차체 하부의 플로어모듈을 이루는 프레임멤버의 체결면에 상기 복합소재가 안착되고;
    상기 복합소재와 직물층을 관통하여 원통 형상의 보강체결부재가 끼워지며;
    상기 보강체결부재를 체결수단이 관통하여 상기 복합매트가 상기 체결면에 체결되는 것을 특징으로 하는 차량용 복합매트.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 프레임멤버는 한쪽 측면이 개방된 측면개방부를 갖는 개단면 구조의 관 형상으로 형성되고;
    상기 측면개방부의 양측에 형성된 측면차단부 사이에 마운팅플레이트가 결합되며;
    상기 마운팅플레이트의 윗면에 상기 복합소재가 안착 및 체결되는 것을 특징으로 하는 차량용 복합매트.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 측면차단부의 끝부분에 상기 측면개방부를 향하여 플랜지부가 폴딩되어 형성되고;
    상기 플랜지부와 복합소재 사이에 구조용 접착제가 도포되어 접착되는 것을 특징으로 하는 차량용 복합매트.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 복합소재에는 상기 구조용 접착제가 도포되는 경로를 가이드하도록 상기 구조용 접착제가 수용되는 접착제수용홈이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 복합매트.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 접착제수용홈과 동일 평면상에서 인접하게 위치한 복합소재의 끝부분에는 단차홈이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 복합매트.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 구조용 접착제는 상기 체결수단이 체결되는 위치보다 차체의 안쪽에 위치한 플랜지부와 복합소재 사이에 도포되는 것을 특징으로 하는 차량용 복합매트.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 복합소재와 직물층 사이에 금속재질의 보강부재가 삽입된 것을 특징으로 하는 차량용 복합매트.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 복합소재와 직물층 사이에 소정 직경을 갖는 변형유도부재가 격자구조로 삽입된 것을 특징으로 하는 차량용 복합매트.
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