KR20210105614A - 도어 간 간섭회피설계가 적용된 에어플랩 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도어 간 간섭회피설계가 적용된 에어플랩에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 범퍼커버에 매칭되어 구비되는 외장형 에어플랩의 도어 구성에 있어서, 상측도어의 내측길이가 하측도어의 외측길이보다 크게 형성되게 함으로써, 상측도어 및 하측도어 작동 시 서로간의 간섭을 효과적으로 회피할 수 있게 하는, 도어 간 간섭회피설계가 적용된 에어플랩을 제공함에 있다.

Description

도어 간 간섭회피설계가 적용된 에어플랩 {Air-flap having design for preventing interference between doors}

본 발명은 도어 간 간섭회피설계가 적용된 에어플랩에 관한 것으로, 보다 상세하게는 범퍼커버에 매칭되어 구비되는 외장형 에어플랩의 구조를 개선함으로써 에어플랩의 작동을 보다 원활하게 해 주는, 도어 간 간섭회피설계가 적용된 에어플랩에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진 룸 내에는 엔진 등과 같은 구동을 위한 부품뿐만 아니라, 엔진 등과 같은 차량 내 각 부품을 냉각하거나 또는 차량 실내의 공기 온도를 조절하기 위한 다양한 열교환기들이 구비된다. 차량 엔진 룸 내의 다양한 열교환기들이 안정적으로 작동하기 위해서는 엔진 룸 내부로 외부 공기가 원활히 공급되어야 함은 당연하다. 이처럼 차량 엔진 룸 내의 열교환기들에 외부 공기를 원활하게 공급하기 위하여, 일반적으로 차량의 전면에는 다수의 구멍이 형성된 그릴이 구비된다. 즉 차량 주행 시 그릴을 통해 유입된 주행풍이 열교환기들을 포함하는 쿨링모듈을 통과함으로써 원활한 열교환이 이루어질 수 있게 되는 것이다.

그런데 차량의 상태나 주행 속도 등에 따라 공기의 유입이 도움이 될 때도 있고 오히려 좋지 않은 영향을 줄 때도 있어, 필요 시에만 주행풍의 공급이 이루어지도록 할 필요가 있다. 이에 따라 최근의 차량에는 일반적으로, 차량의 그릴 및 쿨링모듈 사이에 형성되는 덕트 내에 액티브 에어플랩(active air-flap)이 구비된다. 액티브 에어플랩은 개폐가 가능한 형태로 이루어져, 필요 시(차량의 초기 시동 시나 고속 주행 시 등) 폐쇄되어 공기 유입을 방지하고, 개방 시 그릴을 통해 유입된 공기를 열교환기로 안내함으로써 원활한 열교환이 일어날 수 있게 해 준다. 기본적으로 이러한 에어플랩은 프론트 엔드 모듈의 캐리어 상부 또는 하부에 조립되어 공기의 흐름을 제어하도록 형성된다. 캐리어에는 쿨링모듈로 원활하게 공기가 송풍되도록 쿨링모듈에 상응하는 개구부가 형성되며, 일반적으로 이 개구부 위치에 쿨링모듈의 라디에이터가 배치된다. 에어플랩은 복수 개의 도어를 포함하여 이루어져, 라디에이터에 공기를 송풍하고자 할 때는 도어가 열리고, 공기를 차단하고자 할 때는 도어가 닫히도록 형성된다. 한편 에어플랩에도 다양한 종류가 있는데, 그 구비되는 형태에 따라 내장형 및 외장형으로 구분된다.

내장형 에어플랩은 쿨링모듈로 공기를 안내하는 덕트 상에 도어가 직접 구비되고 역시 덕트에 고정되게 도어 구동용 구조물이 형성되기 때문에 내장형이라고 칭해지며, 쿨링모듈 캐리어의 개구부의 형상과 매칭되게 구성된다. 내장형 에어플랩은 개구부의 크기나 형상에 따라 그 구조가 결정되며, 내장형 에어플랩에 형성되는 도어는 일반적으로 대부분 평판형(도어 자체에 회전축이 형성되는 형태)이 적용된다. 내장형 에어플랩의 일반적인 구조가 한국특허공개 제2014-0032620호("자동차용 스마트 액티브 에어 플랩 및 이의 작동 제어 방법", 2014.03.17.) 등에 잘 개시된다.

외장형 에어플랩은 덕트 상에 구동용 구조물이 고정되는 것이 아니라 그릴과 일체형으로 형성되기 때문에 외장형이라고 칭해지며, 범퍼커버의 형상과 매칭되게 구성된다. 즉 외장형 에어플랩은, 그릴, 범퍼커버, 범퍼빔 등과 같은 범퍼 조립체에 포함되는 것이다. 이처럼 조립위치의 상이함으로 인하여 외장형 에어플랩은 내장형 에어플랩과는 일부 다른 구조가 적용되는 경우가 많은데, 예를 들어 내장형과는 달리 도어가 원통형(도어 바깥에 회전축이 형성되는 형태)이 적용되는 경우도 있다. 외장형 에어플랩의 일반적인 구조가 한국특허공개 제2012-0113956호("에어플랩을 구비한 라디에이터 그릴", 2012.10.16.) 등에 잘 개시된다.

과거에는 대부분 내장형 에어플랩이 널리 사용되었으나, 최근에는 엔진룸 내 공간설계의 변화로 인하여 외장형 에어플랩의 적용범위가 확대되고 있다. 이 때 상술한 바와 같이 외장형 에어플랩의 경우 내장형과는 조립위치가 상이하기 때문에 구조에 있어서도 상이한 부분이 상당히 많다. 내장형 에어플랩은 덕트 상에 고정 결합되는 형태이기 때문에, 상대적으로 좌우방향으로 구동용 구조물을 배치하기가 용이하다. 반면 내장형 에어플랩은 그릴과 일체형으로 형성되기 때문에, 좌우방향에 구동용 구조물을 배치할 만한 공간이 남지 않는 경우가 많다.

도어 자체에 회전축이 형성되는 평판형 도어의 경우 구조가 직관적이고 단순하여 설계나 설치가 용이한 한편, 도어 좌우 양옆으로 돌출되어 나오는 회전축 및 이를 구동하기 위한 구조물을 배치하여야 하기 때문에 좌우방향에 공간이 상당히 필요하다. 그런데 외장형 에어플랩은 범퍼커버에 매칭되는 형태로 형성되기 때문에, 이러한 구동용 구조물 설치용 공간을 좌우방향으로 확보하기가 상당히 난해하다. 이러한 이유로 외장형 에어플랩에는 일반적으로 원통형 도어, 즉 도어 바깥에 회전축이 형성되는 형태의 도어가 적용된다.

한편 내장형 에어플랩은 도어가 3개 이상 형성되는 경우가 많으나, 외장형 에어플랩은 상하로 2개의 도어만 형성되며, 특히 상측도어는 폭이 좁고 하측도어는 폭이 넓은 형태로 형성되는 경우가 많다. 이러한 제작요건에 맞추어 만들어진 종래의 외장형 에어플랩의 측면도 및 작동형태가 도 1에 도시된다. 도 1에 잘 나타나 있는 바와 같이, 폐쇄 시에는 도어들이 모두 전방을 향해 배치되고, 개방 시에는 도어들이 상측을 향해 회전하도록 되어 있다.

그런데, 상측도어 및 하측도어의 전장길이가 동일할 경우, 도어들이 작동하는 동안 간섭이 발생할 가능성이 있다. 특히 차량 형상 상의 제한으로 인하여 상측도어 및 하측도어 간 간격이 협소하게 형성되어야 하는 경우 이러한 문제는 더욱 크게 발생한다. 따라서 작동 시 상측도어 및 하측도어 간 간섭을 회피할 방안이 반드시 필요한 실정이다.

종래에는 상측도어 및 하측도어 간 간섭 회피를 위하여 상측도어 및 하측도어 간 간격을 가능한 한 넓게 형성하는 설계를 적용하였다. 그런데 이렇게 할 경우 에어플랩 폐쇄 시 상측도어 및 하측도어 간에 열린 공간이 상당히 크게 형성되어 주행풍을 완전히 막지 못하고 공기가 누출되는 문제가 있었다. 앞서 설명한 바와 같이 에어플랩은 쿨링모듈로 주행풍이 공급되지 않게 함으로써 성능을 향상하기 위한 장치인 바, 이러한 공기 누출은 쿨링모듈 자체의 성능을 저하시키는 원인이 된다.

1. 한국특허공개 제2014-0032620호("자동차용 스마트 액티브 에어 플랩 및 이의 작동 제어 방법", 2014.03.17.) 2. 한국특허공개 제2012-0113956호("에어플랩을 구비한 라디에이터 그릴", 2012.10.16.)

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 범퍼커버에 매칭되어 구비되는 외장형 에어플랩의 구조를 개선함으로써 에어플랩의 작동을 보다 원활하게 해 주는, 도어 간 간섭회피설계가 적용된 에어플랩을 제공함에 있다. 보다 상세하게는, 상측도어의 내측길이가 하측도어의 외측길이보다 크게 형성되게 함으로써, 상측도어 및 하측도어 작동 시 서로간의 간섭을 효과적으로 회피할 수 있게 하는, 도어 간 간섭회피설계가 적용된 에어플랩을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도어 간 간섭회피설계가 적용된 에어플랩(100)은, 차량 그릴에 조립되는 외장형 에어플랩(100)에 있어서, 상측도어(110); 하측도어(120); 상기 상측도어(110) 및 상기 하측도어(120)를 지지하는 하우징(150); 을 포함하되, 상기 상측도어(110) 및 상기 하측도어(120)는 원통형으로 형성되며, 상기 상측도어(110)의 내측길이가 상기 하측도어(120)의 외측길이보다 크게 형성될 수 있다.

구체적으로는, 상기 에어플랩(100)은, 상기 상측도어(110)가, 좌우방향으로 연장 형성되며 좌우 양측 끝단에 폐쇄 시 기준 전후 방향으로 상측회전암(112)이 연장 형성되고 상기 상측회전암(112) 끝단에 형성된 상측회전점(111)을 중심으로 회전하도록 형성되며, 상기 하측도어(120)가, 좌우방향으로 연장 형성되며 좌우 양측 끝단에 폐쇄 시 기준 전후 방향으로 하측회전암(122)이 연장 형성되고 상기 하측회전암(122) 끝단에 형성된 하측회전점(121)을 중심으로 회전하도록 형성될 수 있다.

이 때 상기 상측도어(110)의 내측길이는, 좌우 한 쌍의 상기 상측회전암(111) 내면 간의 거리이고, 상기 하측도어(120)의 외측길이는, 좌우 한 쌍의 상기 하측회전암(121) 외면 간의 거리일 수 있다.

또한 상기 하우징(150)은, 상기 상측도어(110)를 지지하는 부분인 상측지지부(W1)의 길이가 상기 하측도어(120)를 지지하는 부분인 하측지지부(W2)의 길이보다 크게 형성될 수 있다.

이 때 상기 하우징(150)은, 좌우 벽면 중 적어도 하나가, 상기 상측지지부(W1) 및 상기 하측지지부(W2)가 연결되는 부분에서 벤딩되는 변형부(W)가 형성되는 변형벽(151)으로 형성될 수 있다.

이 때 상기 하우징(150)은, 좌우 벽면 중 하나가 변형벽(151)으로 형성되며, 나머지 하나는 상기 상측지지부(W1) 및 상기 하측지지부(W2)가 연결되는 부분에 상기 변형부(W)가 형성되지 않은 원형벽(152)으로 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 범퍼커버에 매칭되어 구비되는 외장형 에어플랩의 구조를 개선함으로써 에어플랩의 작동을 보다 원활하게 해 주는 효과가 있다. 구체적으로 설명하자면, 본 발명에 의한 에어플랩은, 상측도어의 내측길이가 하측도어의 외측길이보다 크게 형성되게 함으로써, 상측도어 및 하측도어 작동 시 서로간의 간섭을 효과적으로 회피할 수 있게 함으로써, 종래에 비해 외장형 에어플랩의 배치 및 작동이 훨씬 원활하게 이루어질 수 있게 해 주는 효과가 있다.

더불어 본 발명에 의하면, 상측도어 및 하측도어 간 간섭 회피를 위해 서로간의 간격을 과도하게 넓게 형성할 필요가 없으므로, 폐쇄 시 도어들 간 간격을 충분히 제거할 수 있어, 종래에 상측도어 및 하측도어 간 간섭 회피용 간격을 통한 공기 누출 문제를 원천적으로 해소하는 효과가 있다. 물론 이에 따라 본 발명에 의하면, 공기 누출로 인한 쿨링모듈 성능 저하를 방지하여, 결과적으로 쿨링모듈 성능을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 종래의 외장형 에어플랩의 측면도 및 작동형태.
도 2는 본 발명의 외장형 에어플랩의 폐쇄 시 내측에서 본 정면도.
도 3은 본 발명의 외장형 에어플랩의 폐쇄 시 내측에서 본 정면도 일부.
도 4는 본 발명의 외장형 에어플랩의 개방 시 내측에서 본 정면도 일부.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 도어 간 간섭회피설계가 적용된 에어플랩을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 외장형 에어플랩의 폐쇄 시 내측에서 본 정면도이며, 도 3은 본 발명의 외장형 에어플랩의 폐쇄 시 내측에서 본 정면도 일부이고, 도 4는 본 발명의 외장형 에어플랩의 개방 시 내측에서 본 정면도 일부이다. 본 발명의 에어플랩(100)은, 앞서 설명한 바와 같이 차량 그릴에 조립되는 외장형이다. 일반적인 외장형 에어플랩과 마찬가지로, 본 발명의 에어플랩(100)도 상하 방향으로 배치되는 2개의 도어 즉 상측도어(110) 및 하측도어(120)를 포함한다. 또한 상기 에어플랩(100)은, 상기 상측도어(110) 및 상기 하측도어(120)를 지지하는 하우징(150)을 당연히 포함한다.

상기 상측도어(110) 및 상기 하측도어(120)는, 일반적인 외장형 에어플랩에서와 마찬가지로 원통형으로 형성된다. 원통형이란 도어 바깥에 회전축이 형성되는 형태를 말하는 것이다. 상기 상측도어(110)를 가지고 먼저 설명하자면, 상기 상측도어(110) 본체 자체는 좌우 방향으로 연장 형성되되, (도 3의 폐쇄 시를 기준으로) 상기 상측도어(110) 좌우 양측 끝단에 전후 방향으로 상측회전암(112)이 연장 형성된다. 이 때 상기 상측도어(110)에서는, 상기 상측회전암(112) 끝단(보다 명확하게는, 상기 상측도어와 연결되지 않은 쪽 끝단)에 상측회전점(111)이 형성되어, 상기 상측도어(110)는 상기 상측회전점(111)을 중심으로 회전한다. 상기 상측회전점(111)들을 이은 직선이 상기 상측도어(110)의 회전축이 되는데, 이와 같이 함에 따라 상기 상측도어(110)는 도어 바깥에 회전축이 형성되는 원통형이 된다. 상기 하측도어(120)도 원통형으로서 상기 상측도어(110)와 동일한 구조로 되어 있다. 즉 상기 하측도어(120)는, 좌우방향으로 연장 형성되며 좌우 양측 끝단에 폐쇄 시 기준 전후 방향으로 하측회전암(122)이 연장 형성되고 상기 하측회전암(122) 끝단에 형성된 하측회전점(121)을 중심으로 회전하도록 형성된다. 더불어 일반적인 외장형 에어플랩에서와 마찬가지로, 상기 상측도어(110)의 너비(도 3의 폐쇄 시를 기준으로 할 때 상하 방향의 규격)가 상기 하측도어(120)의 너비보다 작게 형성된다.

앞서 설명한 바와 같이, 종래의 외장형 에어플랩의 경우 상측도어 및 하측도어의 전장길이가 동일하게 형성되었으며, 이에 따라 도어들이 작동하는 동안 서로 간섭이 발생하는 문제가 있었다. 이러한 도어 간 간섭을 회피하기 위해 상측도어 및 하측도어 간 간격을 가능한 한 넓게 형성하는 설계를 적용하여 왔으나, 이로 인하여 불필요하게 개방된 공간이 형성됨에 따라 공기 누출 문제가 발생하여, 쿨링모듈 자체의 성능을 저하시키는 원인이 되었다.

이 때 본 발명의 에어플랩(100)은, 상기 상측도어(110)의 내측길이가 상기 하측도어(120)의 외측길이보다 크게 형성되도록 함으로써 이러한 문제를 해소한다. 여기에서, 상기 상측도어(110) 및 상기 하측도어(120)는 모두 원통형으로 형성되며, 따라서 도어 및 회전암으로 이루어지는 3차원 공간을 형성하게 된다. 이러한 3차원 공간을 기준으로 '내측', '외측'을 이해하면 된다. 구체적으로는, 도 2를 참조할 때, 상기 상측도어(110)의 내측길이는 좌우 한 쌍의 상기 상측회전암(111) 내면 간의 거리가 되며, 상기 하측도어(120)의 외측길이는 좌우 한 쌍의 상기 하측회전암(121) 외면 간의 거리가 된다.

이와 같이 상기 상측도어(110)의 내측길이가 상기 하측도어(120)의 외측길이보다 크게 형성되면, 도 1에서와 같이 상기 상측도어(110) 및 상기 하측도어(120) 각각의 작동궤적이 겹쳐진다 해도 서로 간의 간섭이 발생하지 않는다. 도 4는 상기 상측도어(110) 및 상기 하측도어(120)가 모두 개방되어 있는 상태를 도시한 것으로, S부분을 보면 상기 하측도어(120)가 상기 상측도어(110) 내측으로 자유롭게 움직일 수 있음을 직관적으로 명확히 알 수 있다. 즉 본 발명의 설계를 적용함으로써 앞서 설명한 도어 간 간섭 회피 문제를 완전히 해소할 수 있는 것이다.

뿐만 아니라 본 발명에 의하면 이처럼 도어 간 간섭이 원천적으로 회피되기 때문에, 종래에 간섭 회피를 위하여 도어들 간 간격을 넓게 형성하던 설계를 도입할 필요가 없다. 따라서 과도하게 넓은 간격이 형성됨으로써 발생되던 공기 누출 문제 역시 원천적으로 방지될 수 있으며, 궁극적으로는 쿨링모듈의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

이처럼 상기 상측도어(110)의 내측길이가 상기 하측도어(120)의 외측길이보다 크게 형성되게 할 때, 상기 상측도어(110) 및 상기 하측도어(120)를 수용하여 지지하는 상기 하우징(150)의 형상도 변경 설계될 필요가 있다. 본 발명에서는 상기 하우징(150)이, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 상측도어(110)를 지지하는 부분인 상측지지부(W1)의 길이가 상기 하측도어(120)를 지지하는 부분인 하측지지부(W2)의 길이보다 크게 형성되게 한다.

보다 구체적으로는, 상기 하우징(150)은, 좌우 벽면 중 적어도 하나가 변형벽(151)으로 형성될 수 있다. 본 발명에서 상기 변형벽(151)이란, 상기 상측지지부(W1) 및 상기 하측지지부(W2)가 연결되는 부분에서 벤딩되는 변형부(W)가 형성되는 벽면을 말한다.

물론 상기 하우징(150)의 좌우 벽면 모두가 상기 변형벽(151)으로 형성되게 할 수도 있겠으나, 이와 같이 형상 변경사항이 많아질 경우 기존의 장치와의 호환성 문제가 있을 수도 있고, 형상적인 원인으로 상기 변형부(W) 위치에 응력이 집중됨으로써 구조적 안정성이 일부 약화될 우려 등이 있을 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 상기 하우징(150)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 좌우 벽면 중 하나가 변형벽(151)으로 형성되며, 나머지 하나는 상기 상측지지부(W1) 및 상기 하측지지부(W2)가 연결되는 부분에 상기 변형부(W)가 형성되지 않은 원형벽(152)으로 형성되게 하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

100 : 에어플랩
110 : 상측도어
111 : 상측회전점 112 : 상측회전암
120 : 하측도어
121 : 하측회전점 122 : 하측회전암
150 : 하우징 W : 변형부
W1 : 상측지지부 W2 : 하측지지부
151 : 변형벽 152 : 원형벽

Claims (6)

1. 차량 그릴에 조립되는 외장형 에어플랩에 있어서,
   상측도어; 하측도어; 상기 상측도어 및 상기 하측도어를 지지하는 하우징; 을 포함하되,
   상기 상측도어 및 상기 하측도어는 원통형으로 형성되며,
   상기 상측도어의 내측길이가 상기 하측도어의 외측길이보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 에어플랩.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 에어플랩은,
   상기 상측도어가, 좌우방향으로 연장 형성되며 좌우 양측 끝단에 폐쇄 시 기준 전후 방향으로 상측회전암이 연장 형성되고 상기 상측회전암 끝단에 형성된 상측회전점을 중심으로 회전하도록 형성되며,
   상기 하측도어가, 좌우방향으로 연장 형성되며 좌우 양측 끝단에 폐쇄 시 기준 전후 방향으로 하측회전암이 연장 형성되고 상기 하측회전암 끝단에 형성된 하측회전점을 중심으로 회전하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 에어플랩.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 상측도어의 내측길이는, 좌우 한 쌍의 상기 상측회전암 내면 간의 거리이고,
   상기 하측도어의 외측길이는, 좌우 한 쌍의 상기 하측회전암 외면 간의 거리인 것을 특징으로 하는 에어플랩.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 하우징은,
   상기 상측도어를 지지하는 부분인 상측지지부의 길이가 상기 하측도어를 지지하는 부분인 하측지지부의 길이보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 에어플랩.
   
5. 제 4항에 있어서, 상기 하우징은,
   좌우 벽면 중 적어도 하나가, 상기 상측지지부 및 상기 하측지지부가 연결되는 부분에서 벤딩되는 변형부가 형성되는 변형벽으로 형성되는 것을 특징으로 하는 에어플랩.
   
6. 제 5항에 있어서, 상기 하우징은,
   좌우 벽면 중 하나가 변형벽으로 형성되며,
   나머지 하나는 상기 상측지지부 및 상기 하측지지부가 연결되는 부분에 상기 변형부가 형성되지 않은 원형벽으로 형성되는 것을 특징으로 하는 에어플랩.

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