KR20220033220A

KR20220033220A - 액티브 에어 플랩 모듈

Info

Publication number: KR20220033220A
Application number: KR1020200115354A
Authority: KR
Inventors: 나장섭
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2020-09-09
Filing date: 2020-09-09
Publication date: 2022-03-16

Abstract

본 발명은 액티브 에어 플랩에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 엔진 효율 및 동력 성능을 향상시킬 수 있도록 구성된 액티브 에어 플랩 모듈에 관한 것이다. 본 발명에 따른 액티브 에어 플랩 모듈(1)은, 하우징(2); 하우징(2) 내에 회전가능하게 장착되고 일 측에 회전방향과 수직한 방향으로 연장 형성되는 돌출부(16)을 포함하는 플랩(6); 및 하우징(2)의 상단에 형성되고 돌출부(16)에 의해 개방가능하게 형성되는 도어(4);를 포함한다.

Description

액티브 에어 플랩 모듈{ACTIVE AIR FLAP MODULE}

본 발명은 액티브 에어 플랩에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 엔진 효율 및 동력 성능을 향상시킬 수 있도록 구성된 액티브 에어 플랩 모듈에 관한 것이다.

차량의 전방 범퍼 상측에는 외부의 공기가 엔진 룸으로 유동할 수 있도록 라디에이터 그릴이 배치되고 엔진 룸에는 엔진의 열을 흡수한 냉각수가 순환되면서 냉각되기 위한 라디에이터가 형성된다.

라디에이터는 프론트 엔드 모듈(Front End Module)에 장착되는데, 프론트 엔드 모듈은 차량의 조립공정 단순화를 위해 라디에이터를 포함하는 냉각모듈, 헤드램프 및 범퍼 빔 등을 하나로 조립한 모듈을 말한다.

또한, 프론트 엔드 모듈에는 외부 공기가 라디에이터로 송풍될 수 있도록 개폐 동작되는 액티브 에어 플랩이 마련된다. 에어 플랩은 개방 및 폐쇄되어 외부에서 유입되는 공기를 조절하게 된다. 차량이 고속 주행 중에는 폐쇄되어 공기 저항을 감소시키고 주행 안정성을 향상시킨다. 또한 라디에이터 또는 엔진 룸 내부의 온도가 높을 때 개방되어서 외부 공기가 라디에이터 및 엔진 룸 내부로 유입되도록 함으로써 라디에이터 및 엔진 룸 내부의 과열을 방지한다.

다만, 액티브 에어 플랩이 닫힌 상태에서 차량이 정차할 경우 외부 유동은 액티브 에어 플랩에 의해 막히게 되고, 엔진 룸의 고온 유동은 차량 외부로 확산되면서 냉각모듈(50) 전단 및 흡기계 입구(30)로 역류하는 현상이 발생하게 된다. 결국 이는 엔진 출력 및 효율의 악화를 야기한다.

공개특허공보 제10-2019-0023204호 (공개일자: 2019.03.08)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

플랩이 닫힌 상태에서 차량이 저속 주행 또는 아이들 정차 시, 엔진 룸의 고온 유동이 흡기계 입구로 유입되는 것을 방지하고 동시에 외부의 저온 공기를 흡기계로 제공할 수 있는 액티브 에어 플랩 모듈을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자(이하 '통상의 기술자')에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징은 다음과 같다.

본 발명에 따른 액티브 에어 플랩 모듈은 하우징; 상기 하우징 내에 회전가능하게 장착되고 일 측에 회전방향과 수직한 방향으로 연장 형성되는 돌출부를 포함하는 플랩; 및 상기 하우징의 상단에 형성되고, 상기 돌출부에 의해 개방가능하게 형성되는 도어;를 포함한다.

본 발명에 따른 액티브 에어 플랩 모듈은 플랩이 닫힌 상태에서 차량이 저속 주행 또는 아이들 정차 시, 엔진 룸의 고온 유동이 흡기계 입구로 유입되는 것을 방지하고 동시에 외부의 저온 공기를 흡기계로 제공함으로써, 차량의 동력 성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 효과는 전술한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 인식될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 액티브 에어 플랩 모듈이 장착된 프론트 엔드 모듈을 도시하고,
도 2는 본 발명에 따른 액티브 에어 플랩 모듈을 도시하고,
도 3은 본 발명에 따른 액티브 에어 플랩 모듈의 하우징을 도시하고,
도 4는 본 발명에 따른 액티브 에어 플랩 모듈의 도어를 도시하고,
도 5a는 본 발명에 따른 액티브 에어 플랩 모듈의 플랩을 도시하고,
도 5b은 도 2에서 도어 및 하우징의 일부를 제거한 상태를 도시하고,
도 6a 및 6b는 본 발명에 따른 액티브 에어 플랩 모듈의 플랩이 오픈 상태에서 폐쇄 상태로 전환되는 모습을 도시하고,
도 7a는 본 발명에 따른 액티브 에어 플랩 모듈의 플랩이 오픈 상태일 경우 본 발명의 작동을 도시하며,
도 7b는 본 발명에 따른 액티브 에어 플랩 모듈의 플랩이 폐쇄 상태일 경 본 발명의 작동을 도시한다.

발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.

어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

본 발명에 따르면, 액티브 에어 플랩 모듈의 하우징에 도어를 형성하고, 하우징 내 플랩의 작동에 따라 기계적으로 도어가 개방되도록 구성함으로써, 엔진 아이들(idle) 상태에서 외부의 저온 공기를 흡기계로 유입시키고 이로 인하여 본 발명은 엔진 효율 및 동력 성능을 향상시킬 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액티브 에어 플랩 모듈(1)은 차량의 프론트 엔드 모듈(Front End Module, 10)에 포함되고, 냉각모듈(50)의 전단에 장착된다. 프론트 엔드 모듈(10)에는 흡기계 입구(30)가 형성된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액티브 에어 플랩 모듈(1)은 하우징(2), 도어(4) 및 플랩(6)을 포함한다. 본 발명은 하우징(2) 상단에 도어(4)를 형성하여 흡기계 입구(30)로 외부의 저온 공기 유입을 가능하게 한다.

하우징(2)은 냉각모듈(10)의 전단에 부착되고, 내부에 플랩(6)을 회전가능하게 수용한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(2)에는 개구부(12)가 형성된다. 개구부(12)는 하우징(2)의 내부와 외부를 연통시키도록 하우징(2)의 일 면에 관통 형성되고, 흡기계 입구(30)와 인접한 위치에 형성된다.

하우징(2)에는 도어(4)가 개폐가능하게 결합된다. 도어(4)는, 특히, 하우징(2)의 개구부(12)를 개폐가능하게 결합된다. 도어(4)는 하우징(2) 내부의 플랩(6)의 작동에 의해 개방 가능하게 마련된다.

도어(4)는 하우징(2)에 힌지결합된다. 본 발명의 구현예에 따르면, 도어(4)는 하우징(2)에 힌지부재에 의해 결합된다. 도 4를 참조하면, 이를 위하여 도어(4)에는 힌지부재의 결합을 위한 결합구멍(14)이 마련된다. 결합구멍(14)을 통해 힌지부재의 일 측은 도어(4)에 결합되고 힌지부재의 타 측은 하우징(2)에 결합된다. 비제한적인 예로서, 힌지부재는 힌지스프링(24)일 수 있다. 힌지스프링(24)은 플랩(6)이 오픈 상태일 때 개방된 도어(4)가 다시 닫히도록 복원력을 제공하고, 진동이나 충격으로 인한 도어(4)의 열림과 소음을 차단한다.

도어(4)의 일 측면 가장자리에는 스펀지(34)가 장착될 수 있고, 보다 구체적으로는, 스펀지(34)는 하우징(2)과 도어(4)가 접하는 측면에 형성된다. 스펀지(34)는 닫힘 소음을 차단하고 공기가 도어(4)의 틈을 통해 새지 않도록 기밀하게 유지한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스펀지(34)와 함께 또는 스펀지(34)를 대신하여 기밀부재가 장착될 수 있고, 기밀부재는 고무 재질일 수 있다.

도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이, 플랩(6)은 플랩(6)으로부터 돌출하는 하나 이상의 돌출부(16)를 포함한다. 돌출부(16)는 플랩(6)의 측방향으로 돌출하고, 보다 구체적으로는, 플랩(6)의 회전방향에 대하여 수직한 방향으로 플랩(6)으로부터 연장 형성된다. 돌출부(16)는 하우징(2) 내부에서 도어(4) 하측 부분에 위치하도록 마련된다.

플랩(6)은 회전가능하게 구성된다. 플랩(6)이 수평방향과 평행한 방향으로 배치될 때를 오픈 상태, 플랩(6)이 수직방향과 평행한 상태일때에는 폐쇄 상태를 구성한다. 즉, 돌출부(16)는 플랩(6)이 오픈 상태일 때에는 도어(4)와 평행하게 포개어진다. 플랩(6)이 회전하면서 폐쇄 상태에 이르기까지는 돌출부(16)는 점진적으로 도어(4)에 근접하면서 도어(4)와 접촉하게 되고, 도어(4)에 상방으로 힘을 제공하여 도어(4)가 열리도록 한다(도 6a 및 6b 참조). 한편, 도어(4)가 돌출부(16)에 의해 열리기 시작하면 돌출부(16)와 도어(4)는 힌지스프링(24)의 힘에 의해 항상 접촉을 유지하고 있다.

본 발명의 구현예에 따르면, 돌출부(16)의 끝단은 라운드지게 형성될 수 있다. 도어(4)에 대한 미끄럼이동을 보다 원활하게 할 수 있도록 돌출부(16)의 끝단은 라운드지게 형성되거나 롤러 등을 포함할 수도 있다.

본 발명에 따른 액티브 에어 플랩 모듈(1)의 작동은 이하와 같다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 플랩(6)이 오픈 상태인 경우에는 도어(4)는 닫힌 상태를 유지한다. 이 때, 하우징(2)의 전단에서 유입되는 공기는 하우징(2) 내부로 들어가 라디에이터, 컨덴서를 포함하는 냉각모듈(50)로 유동한다.

도 7b를 참조하면, 플랩(6)이 폐쇄 상태인 경우에는 도어(4)는 개방된다. 플랩(6)이 닫히는 과정에서 플랩(6)이 회전하면서 돌출부(16)가 도어(4)에 상방으로 힘을 가하고 도어(4)를 개구부(12)로부터 분리시킴으로써 도어(4)가 개방되고, 힌지스프링(24)의 힘에 의해 도어(4)와 돌출부(16)는 항상 접촉된 상태를 유지한다. 플랩(6)이 완전히 닫힌 경우에는 냉각모듈(50)로 유입되는 모든 공기 흐름은 차단되고, 돌출부(16)에 밀려 개방된 도어(4) 사이로 공기가 엔진 룸으로 유입되고 흡기계 입구(30)로 진입한다.

액티브 에어 플랩은 차량 상태에 따라 외부 유동을 제어하여 공력(외부유동저항) 및 냉각(엔진 냉각수)등의 엔진 열효율 개선을 목적으로 개발되었다. 다만, 액티브 에어 플랩이 닫힌 상태에서 차량이 정차할 경우 외부유동은 액티브 에어 플랩에 의해 막히게 된다. 그리고 엔진 룸의 고온 유동은 차량 외부로 확산되면서 냉각모듈(50) 전단 및 흡기계 입구(30)로 역류하는 현상이 발생하게 되고 이는 엔진 부압으로 인해 흡기계에 유입되어 엔진 출력 및 효율을 저해한다는 문제가 있다.

본 발명은 액티브 에어 플랩 모듈(1)의 하우징(2)에 도어(4)를 형성하고, 하우징(2) 내 플랩(6)의 작동에 따라 기계적으로 도어(4)가 개방되도록 구성함으로써, 흡기계 입구(30)로 엔진 룸 고온 유동의 역류의 유입을 줄이고 외부 저온 유동의 유입을 증대하여 차량의 동력 성능 향상에 기여할 수 있다. 또한, 별도의 동력원 없이도 기존 액티브 에어 플랩의 동작 상태에 기계적으로 연동하여 작동되며, 도어(4) 또는 돌출부(16)의 형상을 조절함으로써 흡기계로 필요한 유량을 제어할 수 있도록 한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

1: 액티브 에어 플랩 모듈 2: 하우징
4: 도어 6: 플랩
12: 개구부 14: 결합구멍
16: 돌출부 24: 힌지스프링
34: 스펀지

Claims

하우징;
상기 하우징 내에 회전가능하게 장착되고 일 측에 회전방향과 수직한 방향으로 연장 형성되는 돌출부를 포함하는 플랩; 및
상기 하우징의 상단에 형성되고, 상기 돌출부에 의해 개방가능하게 형성되는 도어;
를 포함하는 것인 액티브 에어 플랩 모듈.
청구항 1에 있어서, 상기 도어는 힌지스프링에 의해 상기 하우징에 결합되는 것인 액티브 에어 플랩 모듈.
청구항 1에 있어서, 상기 하우징은,
상기 하우징의 상단에 개방 형성되고 상기 도어가 장착되는 개구부를 포함하는 것인 액티브 에어 플랩 모듈.
청구항 1에 있어서, 상기 하우징의 내측과 접하는 도어의 일 측면에는 둘레를 따라 스펀지 및 기밀부재 중 적어도 하나가 장착되는 것인 액티브 에어 플랩 모듈.
청구항 1에 있어서, 상기 플랩이 회전하면서 상기 돌출부는 도어에 접촉하도록 구성되는 것인 액티브 에어 플랩 모듈.
청구항 5에 있어서, 상기 플랩이 수평방향과 평행한 오픈 상태에서 수직방향과 평행한 폐쇄 상태로 회전하는 동안 상기 돌출부는 도어를 따라 미끄럼이동하도록 구성되는 것인 액티브 에어 플랩 모듈.
청구항 6에 있어서, 상기 플랩이 오픈 상태에서 폐쇄 상태로 회전하는 동안 상기 돌출부는 도어와의 접촉을 유지하도록 구성되는 것인 액티브 에어 플랩 모듈.
청구항 7에 있어서, 상기 도어와 하우징을 힌지 결합하고 돌출부와 도어의 접촉을 유지하도록 힘을 제공하는 힌지스프링을 더 포함하는 것인 액티브 에어 플랩 모듈.
청구항 1에 있어서, 상기 돌출부의 끝단은 라운드지게 형성되는 것인 액티브 에어 플랩 모듈.