KR20210150179A

KR20210150179A - 차량용 루프의 소음 저감구조

Info

Publication number: KR20210150179A
Application number: KR1020200067215A
Authority: KR
Inventors: 김형진
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2020-06-03
Filing date: 2020-06-03
Publication date: 2021-12-10

Abstract

본 발명은 강성보강패널과 루프패널 사이에 중량체가 고정되어 루프 부위에서 발생하는 부밍소음 및 진동을 감소시키는 기술에 관한 것으로, 본 발명에서는, 차량의 천장에 설치되는 루프패널; 루프패널 하단에 마련되어 루프패널의 강성을 보강하는 강성보강패널; 및 강성보강패널에 고정되고, 루프패널과의 사이에 고정되는 매스댐퍼;를 포함하여 구성되는 차량용 루프의 소음 저감구조가 소개된다.

Description

차량용 루프의 소음 저감구조{Structure for reducing noise of vehicle roof}

본 발명은 강성보강패널과 루프패널 사이에 중량체가 고정되어 루프 부위의 결합강성을 증대시키고, 루프 부위에서 발생하는 부밍소음 및 진동을 감소시키는 차량용 루프의 소음 저감구조에 관한 것이다.

엔진의 특정 회전수 영역에서 엔진 가진(ex : 26Hz)에 의한 진동이 차체에 전달되고, 차체에 전달되는 진동 중 루프 부위의 고유진동수(ex : 27Hz)와 흡사한 대역에 있는 진동이 루프 부위에서 중첩되어 증폭되면, 진동/소음이 고객이 느낄수 있는 수준으로 나타나게 된다.

이 같은 문제를 개선하기 위해, 일부 차종에서는 엔진의 가진주파수를 변경하거나, 루프 부위 차체의 구조 변경을 통해 진동 및 소음 문제에 대응하고 있다.

하지만, 이 같은 루프 구조는 루프패널 아래에 강성보강패널이 구비된 단순한 구조로 구성이 되고, 루프패널과 강성보강패널은 접합부위가 외관에 노출되는 것을 방지하게 위해 일부 구간에만 용접을 적용함으로써, 기계적인 결합구조가 미흡한 문제가 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 10-1813535 B

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 강성보강패널과 루프패널 사이에 중량체가 고정되어 루프부의 결합강성을 증대시키고, 루프 부위에서 발생하는 부밍소음 및 진동을 감소시키는 차량용 루프의 소음 저감구조를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 차량의 천장에 설치되는 루프패널; 루프패널 하단에 마련되어 루프패널의 강성을 보강하는 강성보강패널; 및 강성보강패널에 고정되고, 루프패널과의 사이에 고정되는 매스댐퍼;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

강성보강패널의 상면에 매스댐퍼의 저면이 접합되고; 매스댐퍼의 상면과 루프패널 저면 사이에 발포접착제가 도포되어 접착될 수 있다.

매스댐퍼는 사각의 판 형상으로 형성되고; 발포접착제는 매스댐퍼의 전단과 후단에서 차체의 횡방향으로 접착될 수 있다.

매스댐퍼는 강성보강패널의 차폭방향 중앙에 고정시킬 수 있다.

매스댐퍼는 강성보강패널의 차폭방향 중앙 마운팅홀에 고정시킬 수 있다.

매스댐퍼는 강성보강패널의 차폭방향 중앙을 기준으로 좌우에 균등하게 분할하여 고정시킬 수 있다.

매스댐퍼는 강성보강패널의 차폭방향 중앙을 기준으로 좌우에 배치된 마운팅홀에 고정시킬 수 있다.

강성보강패널은, 루프패널의 썬루프홀 주위에 장착되는 링레인포스일 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 루프패널과 강성보강패널 사이에 발포접착제를 이용하여 매스댐퍼를 접합함으로써, 발포접착제가 발포되면서 매스댐퍼와 루프패널 사이를 기구적으로 강하게 고정시키게 되고, 이에 루프패널의 외면에 굴곡을 발생시키지 않으면서 루프부위의 결합강성을 증대시키는 한편, 루프부위의 진동을 감소시키고 부밍소음을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 루프패널에 강성보강패널이 결합된 형상을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 매스댐퍼가 강성보강패널 중앙에 고정된 제1실시예 구성을 나타낸 도면.
도 3은 도 1의 A - A선 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 발포접착제의 발포 접착작용를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 매스댐퍼가 강성보강패널 좌우에 고정된 제2실시예 구성을 나타낸 도면.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 루프패널(10)에 강성보강패널(20)이 결합된 형상을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 매스댐퍼(30)가 강성보강패널(20) 중앙에 고정된 제1실시예 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 차량용 루프의 소음 저감구조는, 루프패널(10)과, 강성보강패널(20) 및 매스댐퍼(30)를 포함하여 구성이 되는 것으로, 첨부된 도면을 참조하여 살펴보면, 차량의 천장에 설치되는 루프패널(10); 루프패널(10) 하단에 마련되어 루프패널(10)의 강성을 보강하는 강성보강패널(20); 및 강성보강패널(20)에 고정되고, 루프패널(10)과의 사이에 접합수단에 의해 고정되는 매스댐퍼(30);를 포함하여 구성이 된다.

구체적으로, 상기 루프패널(10)은 차량 상부의 외판이 되어, 차량 실내공간을 실외공간과 차단시키고, 승객을 보호하는 역할을 한다.

그리고, 상기 강성보강패널(20)은 상기 루프패널(10)의 강성을 보강하기 위해 상기 루프패널(10)의 하단에 고정이 되는 것으로, 특히 상기 강성보강패널(20)은 루프패널(10)의 썬루프홀(12) 주위에 장착되는 링레인포스일 수 있다.

예컨대, 상기 루프패널(10)과 강성보강패널(20)의 중간에는 썬루프장치의 루프글라스가 위치하도록 사각의 썬루프홀(12, 22)이 각각 형성될 수 있다.

그리고, 강성보강패널(20)의 좌우 폭방향 길이가 루프패널(10)의 좌우 폭방향 길이에 대응하도록 형성되고, 상기 강성보강패널(20)의 썬루프홀(22) 둘레부분이 루프패널(10)의 썬루프홀(12) 둘레부분과 겹쳐지는 형태로 안착되어 고정이 된다.

또한, 상기 강성보강패널(20)의 썬루프홀(22) 후단에는 매스댐퍼(30)가 고정되는데, 상기 매스댐퍼(30)는 접합수단에 의해 루프패널(10)과 접합되는 구조가 된다.

즉, 매스댐퍼(30)는 중량물로서, 루프패널(10)과 강성보강패널(20) 사이에 추가적으로 설치됨으로써, 루프패널(10)의 진동을 저감시킬 수 있게 된다.

다만, 루프부위의 고유진동수를 변경시키기 위해서는 루프패널(10)과 매스댐퍼(30)가 기구적으로 강하게 결합되어 있어야 한다.

이를 위해, 매스댐퍼(30)를 루프패널(10)에 용접하여 접합하는 경우, 루프패널(10)의 외면에 용접에 의한 굴곡이 발생하여 매스댐퍼(30)와 루프패널(10)을 용접에 의해 접합하기 어려운 문제가 있고, 또한 일반 접착제를 이용하여 매스댐퍼(30)를 루프패널(10)에 접착하는 경우 매스댐퍼(30)와 루프패널(10) 사이의 간격 산포 때문에 적용하기 어려운 문제가 있다.

이에, 본 발명에서는 강성보강패널(20) 위에 매스댐퍼(30)를 강하게 고정시키는 것은 물론, 매스댐퍼(30) 위에 루프패널(10)을 접합함으로써, 매스댐퍼(30)와 루프패널(10) 사이를 기구적으로 강하게 고정시키게 된다. 따라서, 루프부위의 결합강성을 향상시키는 것은 물론, 루프패널(10)의 외면에 굴곡을 발생시키지 않아, 루프부위의 진동을 감소시키고 부밍소음을 저감시킬 수 있게 된다.

아울러, 도 3은 도 1의 A - A선 단면도로서, 매스댐퍼(30)를 고정시키는 구조에 대해 조금 더 구체적으로 살펴보면, 강성보강패널(20)의 상면에 매스댐퍼(30)의 저면이 용접 접합된다.

그리고, 매스댐퍼(30)의 상면과 루프패널(10) 저면 사이에는 접합수단의 일례로서 발포접착제(40)가 도포되어 접착되는 구조가 된다.

즉, 매스댐퍼(30)의 밑면을 강성보강패널(20)의 윗면에 용접 접합시키고, 매스댐퍼(30)의 윗면에 발포접착제(40)를 도포하여 루프패널(10)의 밑면에 조립시킨다. 그러면, 상기 발포접착제(40)가 발포되면서 매스댐퍼(30)와 강성보강패널(20) 사이의 간극을 채우게 되고, 결국 강성보강패널(20)과 루프패널(10) 사이를 기구적으로 강하게 고정시킬 수 있게 된다.

참고로, 상기 발포접착제(40)는 고인성/고강도의 물리적 성질을 갖는 에폭시, 우레탄 수지 등에 발포제(ex : Azodicarbonamide)를 포함한 것으로, 도 4와 같이 발포를 통해 간극을 채울 수 있게 된다.

특히, 이 같은 발포접착제(40)를 통해 접착된 차체 구조의 경우, 차체 충돌시 하드(hard)한 발포셀이 깨지면서 충돌에너지를 흡수하게 됨으로써, 차체 변형량을 저감할 수 있게 되고, 이에 루프부위의 파손 저항성을 증대시켜 승객 안전 공간을 확보할 수 있게 된다.

아울러, 도 2를 참조하면, 본 발명의 매스댐퍼(30)는 사각의 판 형상으로 형성되고, 발포접착제(40)는 매스댐퍼(30)의 전단과 후단에서 차체의 횡방향으로 접착되는 구조가 된다.

예컨대, 상기 강성보강패널(20)의 후방 측에 좌우 차폭방향을 따라 비교적 넓이가 작은 사각의 마운팅홀(24)이 다수 형성될 수 있고, 상기 마운팅홀(24)의 전단 및 후단 테두리 상면에 매스댐퍼(30)의 전단 및 후단 테두리 저면이 용접 접합된다.

그리고, 상기 매스댐퍼(30)의 전단 및 후단 테두리 상면에 발포접착제(40)가 도포되어, 상기 발포접착제(40) 위에 루프패널(10)의 밑면이 접착이 된다. 따라서, 매스댐퍼(30)의 테두리가 루프패널(10)과 강성보강패널(20)에 견고하게 접합될 수 있다.

상기 매스댐퍼(30)가 고정되는 제1실시예 구성으로, 상기 매스댐퍼(30)는 강성보강패널(20)의 차폭방향 중앙에 고정시킬 수 있게 된다.

즉, 강성보강패널(20)의 좌우 폭방향을 따라 다수의 마운팅홀(24)이 등간격을 이루어 형성될 수 있는데, 상기 매스댐퍼(30)가 차폭방향 중앙의 마운팅홀(24)에 고정될 수 있다.

다만, 상기 매스댐퍼(30)의 작용을 효과적으로 구현하기 위해 매스댐퍼(30)를 강성보강패널(20)의 중앙을 기준으로 좌우에 균등하게 분할하여 고정시킬 수도 있다.

도 5는 본 발명에 따른 매스댐퍼(30)가 강성보강패널(20) 좌우에 분할 고정된 제2실시예 구성을 나타낸 도면으로, 도면을 참조하면, 매스댐퍼(30)는 강성보강패널(20)의 차폭방향 중앙을 기준으로 좌우에 균등하게 분할하여 고정시킬 수 있다.

이와 더불어, 상기 매스댐퍼(30)는 강성보강패널(20)의 차폭방향 중앙 마운팅홀(24)에도 고정시킬 수 있다.

즉, 강성보강패널(20) 중앙의 마운팅홀(24)을 포함하여, 상기 마운팅홀(24) 양측의 마운팅홀(24)에 매스댐퍼(30)를 각각 고정함으로써, 3개소 이상에 고정시킬 수 있다.

이처럼, 중앙의 매스댐퍼(30)의 좌우에 추가로 매스댐퍼(30)를 적용하는 경우, 중량을 효과적으로 분배 가능하여, 다양한 모드로 발생할 수 있는 루프부위의 부밍소음을 저감시켜 줄 수 있다.

즉, 실제로 차량에 가해지는 진동모드는 다양하기 때문에, 특정 진동모드를 회피하도록 설계한다고 해도, 다른 진동모드로 인해 루프부위에 부밍소음이 발생할 수 있다.

이에, 한 부위에 매스댐퍼(30)의 중량을 추가하여 부밍소음을 저감시키는 방안을 적용하는 경우, 더 많은 중량을 투입해야 하기 때문에 여러 가지 루프 진동을 일으키는 부밍 모드에 종합적으로 대응하기 어려울 수 있다.

이에, 도 5와 같이 매스댐퍼(30)를 여러 부위에 분할하여 장착하는 경우, 다양한 진동모드에 대응하여 루프 부밍소음을 효과적으로 저감할 수 있고, 중량 역시 최적화 할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 루프패널(10)과 강성보강패널(20) 사이에 발포접착제(40)를 이용하여 매스댐퍼(30)를 접합함으로써, 발포접착제(40)가 발포되면서 매스댐퍼(30)와 루프패널(10) 사이를 기구적으로 강하게 고정시키게 되고, 이에 루프패널(10)의 외면에 굴곡을 발생시키지 않으면서 루프부위의 결합강성을 향상시키는 한편, 루프부위의 진동을 감소시키고 부밍소음을 저감시킬 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.

즉, 상술한 실시예에서는 마운팅홀(24)이 강성보강패널(20)의 썬루프홀(22) 후방에 형성되어 있지만, 상기 썬루프홀(22) 전방에 형성되거나, 또는 전후방 모두에 형성될 수도 있다.

또한, 강성보강패널(20)의 상면에 매스댐퍼(30)의 저면이 용접 접합된 것으로 기재되어 있으나, 이는 볼팅 등 다른 고정방식에 의해 고정될 수도 있다.

10 : 루프패널
12 : 썬루프홀
20 : 강성보강패널
22 : 썬루프홀
24 : 마운팅홀
30 : 매스댐퍼
40 : 발포접착제

Claims

차량의 천장에 설치되는 루프패널;
루프패널 하단에 마련되어 루프패널의 강성을 보강하는 강성보강패널; 및
강성보강패널에 고정되고, 루프패널과의 사이에 고정되는 매스댐퍼;를 포함하는 차량용 루프의 소음 저감구조.
청구항 1에 있어서,
강성보강패널의 상면에 매스댐퍼의 저면이 접합되고;
매스댐퍼의 상면과 루프패널 저면 사이에 발포접착제가 도포되어 접착되는 것을 특징으로 하는 차량용 루프의 소음 저감구조.
청구항 1에 있어서,
매스댐퍼는 사각의 판 형상으로 형성되고;
발포접착제는 매스댐퍼의 전단과 후단에서 차체의 횡방향으로 접착되는 것을 특징으로 하는 차량용 루프의 소음 저감구조.
청구항 1에 있어서,
매스댐퍼는 강성보강패널의 차폭방향 중앙에 고정시킨 것을 특징으로 하는 차량용 루프의 소음 저감구조.
청구항 4에 있어서,
매스댐퍼는 강성보강패널의 차폭방향 중앙 마운팅홀에 고정시킨 것을 특징으로 하는 차량용 루프의 소음 저감구조.
청구항 1에 있어서,
매스댐퍼는 강성보강패널의 차폭방향 중앙을 기준으로 좌우에 균등하게 분할하여 고정시킨 것을 특징으로 하는 차량용 루프의 소음 저감구조.
청구항 6에 있어서,
매스댐퍼는 강성보강패널의 차폭방향 중앙을 기준으로 좌우에 배치된 마운팅홀에 고정시킨 것을 특징으로 하는 차량용 루프의 소음 저감구조.
청구항 1에 있어서,
강성보강패널은, 루프패널의 썬루프홀 주위에 장착되는 링레인포스인 것을 특징으로 하는 차량용 루프의 소음 저감구조.