WO2021125467A1

WO2021125467A1 - 루프랙 및 루프랙 제조 방법

Info

Publication number: WO2021125467A1
Application number: PCT/KR2020/007745
Authority: WO
Inventors: 조언연; 정용우; 이승열
Original assignee: 주식회사 엘지하우시스
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2020-06-16
Publication date: 2021-06-24
Also published as: KR20210076537A

Abstract

본 발명은, 한 쌍의 제1 측벽과, 한 쌍의 제1 측벽을 연결하는 상부 부재가 각각 길이방향을 따라 제1 길이를 갖도록 연장 형성된 레일; 및 레일의 소정 영역과 각각 접합되고, 차체와 연결되기 위한 마운팅 볼트가 결속되는 장착부를 갖는, 복수 개의 스텐션; 을 포함하며, 복수 개의 스텐션은 레일의 길이방향을 따라 소정 간격 떨어져 배열되며, 각각의 스텐션은, 레일의 상부 부재와 마주하는 제1면 및 제1면의 반대방향의 제2면을 갖고, 레일의 길이방향을 따라 제1 길이보다 짧은 제2 길이를 갖도록 연장 형성된 베이스 부; 및 베이스 부의 제1면에서 돌출 형성되며, 레일의 상부 부재와 소정 영역 접합되도록 마련된 제1 접합부를 갖는 제1 부재를 포함하는, 루프랙을 제공하고자 한다.

Description

루프랙 및 루프랙 제조 방법

본 발명은 차량용 루프랙 및 루프랙의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량을 이용한 화물의 이송은 차량의 트렁크를 이용하 게 되는데, 트렁크 공간을 이용하기 어려운 큰 부피의 화물이나 길이가 긴 화물의 경우에는 루프랙을 이용하여 이송하게 된다.

그리고 루프랙은 차량의 지붕 상면인 루프 패널(roof panel)에 고정 되고, 캠핑장비나 스키와 같은 레저장비 등 비교적 부피가 큰 화물은 루프랙에 적 재시킨다. 요즘에는 레저용 차량(SUV; Sport Utility Vehicle, RV; Recreational Vehicle)의 대중화 및 캠핑 등의 레저여행의 붐과 함께 루프랙이 널리 사용되고 있 는 실정이다.

그러나 종래기술에 따른 루프랙은 레일과 스텐션이 분리되지 않는 일체형으로 고온으로 압출 성형하는 방식으로 제조되고 있으나, 냉각과정에서 수축에 의한 휨 또는 형상변형이 발생되고, 싱크마크(Sink mark)가 형성되는 문제점을 지니고 있다. 즉, 레일 내측 구조에 의한 외관 수축(Sink Mark)으로 제품의 상품성이 현격이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 루프랙의 레일과 스텐션을 분리 제작하여 이를 진동 용착에 의해 접합함에 따라, 레일의 수축을 방지하고, 싱크마크 형성에 따른 외관품질 불량을 미연에 차단하여 외관 품질이 확보된 루프랙을 제공하는데 그 목적이 있다.

특히, 융착 단면을 최소화 하여 융착성의 개선 및 융착 시간을 단축함과 동시에 구조적 강성을 유지시키며, 제조 원가를 절감할 수 있는 루프랙을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 루프랙을 제조하기 위해, 레일과 스텐션의 외관 품질이 향상되고, 보다 용이하게 루프랙을 제조하기 위한 루프랙 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일측면에 따르면, 한 쌍의 제1 측벽과, 한 쌍의 제1 측벽을 연결하는 상부 부재가 각각 길이방향을 따라 제1 길이를 갖도록 연장 형성된 레일; 및 레일의 소정 영역과 각각 접합되고, 차체와 연결되기 위한 마운팅 볼트가 결속되는 장착부를 갖는, 복수 개의 스텐션; 을 포함하며, 복수 개의 스텐션은 레일의 길이방향을 따라 소정 간격 떨어져 배열되며, 각각의 스텐션은, 레일의 상부 부재와 마주하는 제1면 및 제1면의 반대방향의 제2면을 갖고, 레일의 길이방향을 따라 제1 길이보다 짧은 제2 길이를 갖도록 연장 형성된 베이스 부; 및 베이스 부의 제1면에서 돌출 형성되며, 레일의 상부 부재와 소정 영역 접합되도록 마련된 제1 접합부를 갖는 제1 부재를 포함하는, 루프랙을 제공한다.

또한, 복수 개의 스텐션은 하나 이상의 제1 스텐션을 포함하며, 제1 스텐션은, 제1 부재와 소정 간격 떨어져 마련된 제2 부재를 추가로 포함하고, 제2 부재는, 베이스 부의 제1면에서 돌출 형성되며, 레일의 상부 부재와 소정 영역 접합되도록 마련된 제2 접합부를 가지며, 장착부는 제1 부재 및 제2 부재 사이에 위치하도록 마련되는 것을 포함한다.

또한, 복수 개의 스텐션은 하나 이상의 제1 스텐션 및 하나 이상의 제2 스텐션을 포함하며, 제2 스텐션은, 제1 부재와 소정 간격 떨어져 마련된 제3 부재를 추가로 포함하고, 제3 부재는, 베이스 부의 제1면에서 돌출 형성되되, 제1 부재의 높이 보다 낮은 높이를 갖도록 돌출 형성되며, 장착부는 제1 부재 및 제3 부재 사이에 위치하도록 마련되는 것을 포함한다.

또한, 제1 및 제2 부재는, 각각 내부에 소정의 제1 및 제2 중공부를 형성하고, 제1 및 제2 중공부의 내주면에서 돌출 형성된 제1 보강리브를 각각 포함하며, 제3 부재는, 내부에 소정의 제3 중공부를 형성하고, 제3 중공부의 내주면에서 돌출 형성된 제2 보강리브를 포함한다.

또한, 각각의 제1 보강리브는, 스텐션의 길이방향을 따라 연장 형성되되, 제1 및 제2 부재의 폭 방향의 중앙부에 위치하도록 마련되고, 제2 보강리브는, 스텐션의 길이방향을 따라 연장 형성되되, 제3 부재의 폭 방향의 중앙부에 위치하도록 마련되며, 각각의 제1 보강리브 및 제2 보강리브는, 장착부와 연결되도록 연장 형성되는 것을 포함한다.

또한, 제1 및 제2 접합부는, 길이방향을 따라 레일의 상부 부재의 내주면과 접촉하도록 제1 및 제2 부재의 종단면에서 돌출 형성되고, 폭 방향을 따라 소정 간격 떨어져 배치된 제1 내지 제3 접합리브가 각각 마련되는 것을 포함한다.

또한, 장착부는, 베이스 부의 제2면에서 소정 높이만큼 돌출되도록 형성되며, 마운팅 볼트가 관통하여 삽입되도록 제1 관통홀이 마련되는 것을 포함한다.

또한, 제1 내지 제3 접합리브는 각각 진동 융착에 의해 레일과 접합된 것을 포함한다.

또한, 복수 개의 스텐션은, 2개 내지 6개 인 것을 포함한다.

또한, 2개의 제1 스텐션이 레일의 길이 방향을 따라 소정 간격 떨어져 배열되는 경우, 레일에 배치되는 2개의 제1 스텐션의 사이 간격은, 500mm 내지 900mm 의 범위를 갖도록 배치되는 것을 포함한다.

또한, 레일의 적어도 일부 영역과 스텐션의 베이스 부의 제2면이 차체의 루프 패널과 접촉되지 않도록 길이방향을 따라 연장 형성된, 패드를 추가로 포함한다.

또한, 패드는, 장착부의 제1 관통홀과 대응하는 위치에 마운팅 볼트가 관통하도록 마련된 복수 개의 제2 관통홀을 추가로 포함한다.

또한, 복수 개의 스텐션의 길이는 각각, 80mm 내지 120mm 범위의 길이를 갖도록 마련되는 것을 포함한다.

또한, 레일의 길이 방향의 양 단부 측의 내주면은 소정의 경사면을 형성하도록 마련되고, 제3 부재의 상단면은 평탄면이고, 레일의 길이 방향의 양 단부 측에 대응하는 경사면을 갖도록 마련되는 것을 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 한 쌍의 제1 측벽과, 한 쌍의 제1 측벽을 연결하는 상부 부재가 각각 길이방향을 따라 연장 형성된 레일을 사출 성형하는 제1 단계; 레일의 소정 영역과 각각 접합되고, 차체와 연결되기 위한 마운팅 볼트가 결속되는 장착부를 가지며, 레일의 상부 부재와 마주하는 제1면 및 제1면의 반대방향의 제2면을 갖고, 레일의 길이방향을 따라 연장 형성된 베이스 부 및 베이스부의 제1면에서 돌출 형성되며, 레일의 상부 부재와 소정 영역 접합되도록 마련된 제1 접합부를 갖는 제1 부재를 포함하는 복수 개의 스텐션을 각각 사출 성형하는 제2 단계; 및 사출 성형된 레일과 복수 개의 스텐션을 각각 융착기에 장착하여 레일과 스텐션에 가압 및 진동을 주어, 레일과 복수 개의 스텐션이 진동 용착에 의해 접합되는 제3 단계; 를 포함하며, 제3 단계에서, 제1 접합부가 레일의 상부 부재와 소정 영역 접합되는, 루프랙 제조 방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 복수 개의 스텐션(제1 및 제2 스텐션)을 각각 사출 성형하여, 레일에 부분 융착 시킴으로써, 융착 단면을 최소화 하여 융착선 개선 및 융착 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

특히, 레일에 부분 융착될 때, 하중에 취약한 마운팅 볼트가 결속(체결)되는 마운팅 주변부의 스텐션을 융착 시킴으로써, 구조적 강성은 유지함과 동시에 생산 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

즉, 상대적으로 하중에 적게 가해지는 부분의 스텐션은 제거하고, 하중이 가해지는 마운팅 볼트 주변의 스텐션을 융착 시킴으로써, 루프랙 전체의 무게를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 폭방향을 따르는 베이스 부의 폭 방향의 양단부가 레일의 측벽에 융착되지 않도록 설계하여, 레일의 외관이 수축되는 것을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 제1 및 제2 보강리브 들에 의해, 레일과 스텐션의 진동 융착 시 압력을 지지할 수 있으며, 스텐션의 강성이 보강됨에 따라 루프랙 제품의 강성이 보강될 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 루프랙의 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 루프랙의 저면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레일의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스텐션(제1 및 제2 스텐션)의 사시도이다.

도 5는 도 2의 제1 스텐션 부분을 나타낸 부분 확대도 이다.

도 6은 도 5의 A-A'절취선을 따르는 단면도이다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 2개의 제1 스텐션이 레일에 융착된 상태를 나타낸 저면도이다.

도 9는 루프랙의 성능 평가를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 차량용 루프랙(10) 및 차량용 루프랙(10)을 제조하기 위한 루프랙 제조방법에 관한 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 루프랙(10)에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 루프랙(10)을 나타낸 분해 사시도, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 루프랙의 분해 사시도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 루프랙의 저면도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레일의 단면도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스텐션(제1 및 제2 스텐션)의 사시도, 도 5는 도 2의 제1 스텐션 부분을 나타낸 부분 확대도, 도 6은 도 5의 A-A'절취선을 따르는 단면도, 도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 2개의 제1 스텐션이 레일에 융착된 상태를 나타낸 저면도이다.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 루프랙(10)은, 레일(100), 복수 개의 스텐션(200; 201, 202)을 포함한다.

특히, 차체와 연결되기 위한 마운팅 볼트(300) 및 레일(100)과 복수 개의 스텐션(200)이 루프 패널(차량의 지붕 상면)과 맞닿는 것을 방지하기 위한 패드(400)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 복수 개의 스텐션(200)은, 제1 실시형태에 따른 제1 스텐션(201)과 제2 실시형태에 따른 제2 스텐션(202)으로 구분될 수 있으며, 제1 스텐션(201)과 제2 스텐션(202)은 서로 상이한 구조(구성)를 갖도록 각각 복수 개 마련될 수 있다.(도 4 참조)

도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 스텐션(201)은, 레일의 길이 방향을 따르는 양 단부 측을 제외한 나머지 부분(길이 방향을 기준으로 내측)에 배치되는 스텐션일 수 있다.

또한, 상기 제2 스텐션(202)은 레일의 길이 방향을 따르는 양 단부 측에 각각 배치되는 스텐션일 수 있다.

상기 레일(100)은 한 쌍의 제1 측벽(110)과 한 쌍의 제1 측벽(110)을 연결하는 상부 부재(120)가 각각 길이방향을 따라 제1 길이(L1)를 갖도록 연장 형성될 수 있다.

상기 한 쌍의 제1 측벽(110)은 각각 상부 부재(120)의 폭 방향을 따르는 양 말단으로부터 하방을 향하여 연장 형성될 수 있고, 한 쌍의 제1 측벽 중 어느 하나의 측벽은, 대략 평판 형태로 구성될 수 있으며, 예를 들어 상부의 두께가 하부보다 더 두꺼울 수 있다.

또한, 한 쌍의 제1 측벽 중 나머지 하나의 측벽은, 적어도 일부 영역(하부)이 외측(바깥)을 향하여 소정 각도 구부러지게 마련될 수 있으며, 상부의 두께가 하부보다 더 두꺼울 수 있고, 두꺼운 상부에서는 대략 단면이 삼각형을 이루면서 한 지점에서 최대 두께를 갖는 형태를 가질 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 레일(100)은 내부가 중공 영역(S)을 갖고, 하방이 개방된 형상을 가질 수 있다. 따라서, 후술할 복수 개의 스텐션(200)은 레일의 중공 영역(S)에 삽입되어 고정될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 한 쌍의 제1 측벽(110)의 적어도 일부 영역, 예를 들어 하부는 각각 소정의 제1 두께(t1)를 갖고, 제1 측벽(110)의 종단면(110a)에서 제1 두께(t1)보다 작은 제2 두께(t2)로 제1 측벽(110)의 외주면을 따라 베이스 부 측으로 돌출 형성된 제2 측벽(111)을 포함한다.

상기 제2 두께(t2)는 제1 두께(t1) 보다 작은 두께(얇게)로 마련될 수 있으며(즉, t2 < t1), 예를 들어, 제2 두께(t2)는 0.5 내지 4 mm 일 수 있다.

상기와 같이 형성된 제2 두께(t2)를 갖는 제2 측벽(111)은, 레일의 측벽 하단의 바깥쪽 형상을 유지 및/또는 지지하도록 마련될 수 있다.

여기서, 상기 레일(100)은 소정 각도 기울어진 형상, 예를 들어, 틀어진 디귿자 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 레일(100)은, 길이방향을 따르는 양 단부는 소정의 경사를 갖도록 형성되어, 소정의 경사면이 양 단부 내주면에 각각 형성될 수 있다.

또한, 상기 레일(100) 및 복수 개의 스텐션(200)은 각각, 엔지니어링 플라스틱(예를들어, PP, PA6, PA66, ABS, PP+EPDM, PC+ABS) 소재로 이루어질 수 있다. 또한, 레일(100) 및 복수 개의 스텐션(200)은 경량화 및 내구성을 고려하여 섬유 강화플라스틱으로 이루어 질 수 있다.

그리고 섬유 강화플라스틱은 베이스 수지에 보강섬유가 첨가된 것으로 베이스 수지로 폴리에스터 수지, 폴리아미드 수지, 나일론 수지 등이 사용될 수 있고, 보강섬유로 탄소 섬유 및/또는 유리 섬유가 사용될 수 있다.

그리고 섬유 강화플라스틱은 유리섬유 강화플라스틱, 탄소섬유 강화 플라스틱, 연속섬유 강화플라스틱, 연속 유리섬유 강화플라스틱, 연속 탄소섬유 강 화플라스틱, 단섬유 강화플라스틱, 유리 단섬유 강화플라스틱, 탄소 단섬유 강화플 라스틱, 장섬유 강화플라스틱, 유리 장섬유 강화플라스틱, 유리 단섬유 강화플라스 틱 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 도 2 및 도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 복수 개의 스텐션(200)은 레일(100)의 소정 영역과 접합되고, 차제와 연결되기 위한 마운팅 볼트(300)가 결속되는 장착부(220)를 갖도록 마련될 수 있다.

상기 복수 개의 스텐션(200)은 레일(100)의 길이방향을 따라 소정 간격 떨어져 배열될 수 있다.

특히, 상기 복수 개의 스텐션(200)의 길이는 각각, 50mm 내지 200mm, 60mm 내지 170mm, 70mm 내지 150mm, 80mm 내지 120mm, 90mm 내지 100mm 범위의 길이를 갖도록 마련될 수 있다.

즉, 제1 및 제2 스텐션 각각의 길이는 50mm 내지 200mm, 60mm 내지 170mm, 70mm 내지 150mm, 80mm 내지 120mm, 90mm 내지 100mm 범위를 갖도록 마련될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

*보다 바람직하게는, 제1 및 제2 스텐션 각각의 길이는 80mm 내지 120mm 일 수 있다.

또한, 각각의 스텐션(200)은, 레일(100)의 상부 부재(120)와 마주하는 제1면(211) 및 제1면(211)의 반대방향의 제2면(212)을 갖고, 레일(100)의 길이방향을 따라 제1 길이(L1)보다 짧은 제2 길이(L2)를 갖도록 연장 형성된 베이스 부(210)를 포함한다.

또한, 각각의 스텐션(200)은, 상기 베이스 부(210)의 제1면(211)에서 돌출 형성되며, 레일(100)의 상부 부재와 소정 영역 접합되도록 마련된 제1 접합부(231a)를 갖는 제1 부재(230a)를 포함한다.

이에 더하여, 도 4의 (a) 및 도 6을 참조하면, 상기 복수 개의 스텐션(200)은 하나 이상의 제1 스텐션(201)을 포함하며, 제1 스텐션(201)은 제1 부재(230a)와 소정 간격 떨어져 마련된 제2 부재(230b)를 추가로 포함한다.

상기 제2 부재(230b)는, 베이스 부(210)의 제1면(211)에서 돌출 형성되며, 레일(100)의 상부 부재(120)와 소정 영역 접합되도록 마련된 제2 접합부(231b)를 갖는다.

상기 제1 및 제2 접합부(231a,231b)는, 길이방향을 따라 레일의 상부 부재의 내주면과 접촉하도록 제1 및 제2 부재(230a,230b)의 종단면(2301)에서 길이 방향을 따라 돌출 형성되고, 폭 방향을 따라 소정 간격 떨어져 배치된 제1 내지 제3 접합리브(2311,2312,2313)를 각각 포함한다.

여기서, 상기 제1 및 제2 부재(230a,230b)는 구조(구성) 및 형상이 동일하게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제1 및 제2 부재는 서로 동일한 소정의 폭 및 길이를 갖게 마련될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

보다 구체적으로, 상기 제1 스텐션(201)은 제1 부재(230a) 및 제2 부재(230b) 사이에 장착부(220)가 위치하도록 마련될 수 있다.

상기 장착부(220)는, 베이스 부(210)의 제2면(212)에서 소정 높이만큼 돌출되도록 연장 형성되며, 마운팅 볼트가 관통하여 삽입되도록 제1 관통홀(221)이 마련될 수 있다.

상기 장착부(220)는, 베이스 부(210)의 제2면(212)에서 제1 관통홀의 둘레 방향을 따라 소정의 두께를 가지며, 마운팅 볼트(300)의 길이만큼 연장 형성 될 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 부재(230a, 230b)는 각각 제1 높이(h1)를 갖도록 형성되며, 장착부(220)는 제1 높이(h1)보다 낮은 제2 높이(h2)를 갖도록 마련될 수 있다.

한편, 도 4의 (b)를 참조하면, 상기 복수 개의 스텐션(200)은, 하나 이상의 제1 스텐션(201) 및 하나 이상의 제2 스텐션(202)을 포함할 수 있다.

상기 제2 스텐션(202)은, 제1 부재(230a)와 소정 간격 떨어져 마련된 제3 부재(240)를 추가로 포함하고, 제3 부재(240)는 베이스 부(210)의 제1면(211)에서 돌출 형성되되, 제1 부재(230a)의 높이(h1)보다 낮은 높이(h3)를 갖도록 돌출 형성될 수 있다.

또한, 상기 장착부(220)는 제1 부재(230a) 및 제3 부재(240) 사이에 위치하도록 마련될 수 있다.

여기서, 상기 제3 부재(240)는 제1 부재(230a)의 높이(h1)보다 낮고, 장착부(220)의 높이(h2)보다 높게 마련될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

특히, 제3 부재(240)는 접합리브가 마련되지 않도록 형성함으로써, 진동 융착 시 레일(100)의 외관이 수축되는 것을 미연에 방지할 수 있다.구체적으로, 제3 부재(240)는, 레일(100)의 길이방향을 따르는 양단부 측에 배치되는 구성으로서, 레일(100)의 양 단부에 형성된 소정의 경사면과 마주하게 되므로, 접합리브가 구성되는 경우, 진동 융착이 어려운 문제가 있다.즉, 진동 융착은 수평 진동에 의한 마찰열로 맞닿는 제품을 용융시켜 부착하는 방식을 갖기 때문에, 레일의 끝단은 경사면에 의해 융착이 어렵기 때문에, 제3 부재(240)의 높이는 제1 부재(230a)의 높이보다 낮게 마련되며, 접합리브(제1 내지 제3 접합리브)의 구성을 형성하지 않도록 하여(대략적으로 평탄면) 레일의 외관에 미칠 수 있는 영향을 최소화 할 수 있게 된다.

여기서, 상기 레일의 상부 부재의 양 단부 측의 내주면은 소정의 경사면을 형성하도록 마련될 수 있다.이에 따라, 상기 제3 부재의 상단면은 실질적으로 평탄면일 수 있고, 레일의 길이 방향의 양 단부 측에 대응하는 경사면을 갖도록 형성될 수 있다.

이에 더하여, 상기 제1 및 제2 부재(230a, 230b)는, 제1 측벽(110)의 내주면과 소정 간격 떨어져 삽입될 수 있다.

이와 마찬가지로, 제3 부재(240)는 제1 측벽(110)의 내주면과 소정 간격 떨어져 삽입될 수 있다.

구체적으로, 각각의 제1 측벽(110)의 내주면과 인접하는 상기 제1 내지 제3 부재(230a, 230b 240)의 외주면은, 각각 제1 측벽(110)의 내주면과 소정 간격 떨어지도록 배치된다.

즉, 제1 내지 제3 부재의 폭(w)은, 레일 내주면의 폭(중공영역의 폭) 보다 작게 마련될 수 있다.

이에 더하여, 상기 제1 내지 제3 접합리브(2311,2312,2313)의 상단 면은 레일(100)의 상부 부재(120)의 내주면과 맞닿게 접촉되어 진동 융착에 의해 접합될 수 있다.

상기와 같이, 제1 스텐션 및 제2 스텐션은, 레일 전체에 융착되는 것이 아닌, 마운팅 볼트가 장착되는 레일에 부분적으로 융착시킬 수 있도록 제2 길이를 갖도록 마련된다.

특히, 제1 스텐션은, 마운팅 볼트(300)가 장착되는 부분에는 레일의 상부 부재와 접촉되지 않도록 하며, 레일의 상부 부재와 융착되는 제1 및 제2 부재(230a, 230b)를 마운팅 볼트(300)를 기준으로, 양 측에 배치되도록 함으로써, 하중에 취약한 마운팅 볼트가 체결되는 마운팅 주변부의 구조적 강성은 유지시킴과 동시에 융착 단면의 최소화로 융착성을 개선할 수 있고, 융착 시간을 단축함으로써 생산 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

즉, 차체 마운팅 볼트(300)와 결속되는 장착부(220)의 양측에 제1 및 제2 부재 또는 제1 및 제3 부재를 배치함으로써, 장착부(220)의 강성을 보강할 수 있게 된다.

이에 더하여, 도 5를 참조하면, 상기 제1 및 제2 부재(230a,230b)는, 각각 내부에 소정의 제1 및 제2 중공부(232a,232b)가 형성될 수 있으며, 제1 및 제2 중공부(232a,232b)의 내주면에서 돌출 형성된 제1 보강리브(233a,233b)를 각각 포함한다.

또한, 상기 제3 부재(240)는, 내부에 소정의 제3 중공부(미도시)가 형성될 수 있으며, 제3 중공부의 내주면에서 돌출 형성된 제2 보강리브(미도시)를 포함한다.

상기 각각의 제1 보강리브(233a,233b)는, 스텐션(200)의 길이방향을 따라 연장 형성되되, 제1 및 제2 부재(230a,230b)의 폭 방향(W)의 대략 중앙부에 위치하도록 마련될 수 있다.

또한, 이와 마찬가지로, 제2 보강리브는 스텐션(200)의 길이방향을 따라 연장 형성되되, 제3 부재(240)의 폭 방향(W)의 대략 중앙부에 위치하도록 마련될 수 있다.

특히, 상기 각각의 제1 보강리브(233a,233b) 및 제2 보강리브는, 장착부(200)와 연결되도록 연장 형성될 수 있다.(도 5의 도면부호 233'참조)

즉, 상기 각각의 제1 보강리브(233a,233b) 및 제2 보강리브의 적어도 일부 영역은, 장착부의 측면 측에 각각 연결되도록 연장 형성되어, 제1 스텐션의 강성을 보강하도록 마련될 수 있다.

또한, 상기의 제1 보강리브(233a, 233b) 및 제2 보강리브는 각각 스텐션의 제품 보강 및 진동 융착 압력을 지지할 수 있는 효과가 있다.

상기 각각의 제1 보강리브(233a, 233b)는 제1 및 제2 중공부(232a,232b)의 내주면의 길이방향을 따라 대략 동일한 폭을 갖도록 형성될 수 있으며, 예를 들어 단면이 대략'ㄷ'자 형상을 갖도록 마련될 수 있다.

이와 마찬가지로, 상기 제2 보강리브는 제3 중공부의 내주면의 길이방향을 따라 대략 동일한 폭을 갖도록 형성될 수 있으며, 예를 들어 단면이 대략 'ㄷ'자 형상을 갖도록 마련될 수 있다.

상기와 같은 구성에서, 도 6에 나타낸 제1 부재(230a) 또는 제2 부재(230b)의 길이방향의 중앙부의 단면도와 같이, 제1 보강리브(233a, 233b)의 적어도 일부 영역은, 제1 부재(230a) 또는 제2 부재(230b)의 높이 방향의 길이보다 짧게 마련될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 마찬가지로, 제2 보강리브의 적어도 일부 영역은 제3 부재의 높이 방향의 길이보다 짧게 마련될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 제1 보강리브(233a, 233b)는 제2 접합리브(2312)와 대략 동일 축선 상에 위치하도록 마련될 수 있다.

이에 더하여, 상기 베이스 부(210)의 폭 방향을 따르는 양 단부(2101)는 각각, 한 쌍의 제1 측벽 및 제2 측벽에 접촉하지 않도록 위치될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제1 스텐션(201)은 제1 및 제2 접합부 즉, 각각의 제1 내지 제3 접합리브 만을 통해 레일의 상부 부재(120)의 내주면에 진동 융착 됨으로써, 융착성을 개선할 수 있는 효과가 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 복수 개의 스텐션(제1 및 제2 스텐션)의 제1 내지 제3 접합리브(2311,2312,2313)는 각각 진동 융착에 의해 레일과 접합된다.

여기서, 상기 제1 내지 제3 접합리브(2311,2312,2313)는 일부가 진동 융착되는 것을 고려하여, 제1 내지 제3 접합리브(2311,2312,2313)의 길이는 적절하게 변경하여 설정할 수 있다.

또한, 상기 제1 내지 제3 접합리브(2311,2312,2313)는, 0.5 내지 5 mm의 폭을 갖도록 마련될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 진동 융착이란, 열 가소성 수지 2개를 제품간에 가압을 하면서 일방향(단방향) 진폭으로 진동을 주어(예를 들어, 상측 지그에 진동을 줌) 접촉 부위에서 발생되는 마찰열로 수지를 용융시키고, 충분한 용융을 얻은 후 진동을 멈추면 제품이 정렬되고, 계속 가압하면서 냉각하여 굳힘으로써, 융착이 이루어지는 방법을 의미한다.

한편, 본 발명의 루프랙(10)은, 레일의 적어도 일부 영역과 스텐션의 베이스 부의 제2면이 차체의 루프 패널과 접촉되지 않도록 길이 방향을 따라 연장 형성된, 패드(400)를 추가로 포함한다.

상기 패드(400)는, 베이스 부의 제2면에서 돌출 형성된 장착부(220)의 적어도 일부 영역을 통과시키기 위한 제2 관통홀(410)을 갖는다.

상기 제2 관통홀(410)은 장착부(220)와 대응하는 위치에 복수 개 마련될 수 있으며, 스텐션의 개수에 따라 제2 관통홀이 이에 대응하게 마련될 수 있다.

또한, 루프패널(미도시) 상에 마련된 마운팅 볼트(300)가 제2 관통홀(410)을 통과하여 장착부(220)의 제1 관통홀(221)로 삽입될 수 있다.

한편, 복수 개의 스텐션은, 바람직하게 2개 내지 6일 수 있으나 , 이에 한정되는 것은 아니며, 레일의 길이 및 차량의 루프 패널에 장착되는 마운팅 볼트의 개수에 따라 적절하게 변경하여 설정할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 일 예로, 5개의 스텐션(200)이 레일의 길이 방향을 따라 소정간격 떨어져 배치되는 경우의 루프랙(10)을 설명하면 다음과 같다.

상기 복수 개의 스텐션(200) 중 3개의 제1 스텐션(201)이 서로 소정 간격 떨어져 레일의 길이방향을 따라 배열되고, 2개의 제2 스텐션(202)이 레일의 길이방향을 따라 양 단부 측에 각각 배치될 수 있다.

상기 레일의 길이방향을 따라 양 단부 측에 제2 스텐션(202)이 배치되는 경우, 제2 스텐션(202)의 제3 부재(240)가 단부 측(외측)을 향하여 각각 배치되도록 마련될 수 있다.

도 7 및 도 8을 참조하여, 일 예로, 2개의 스텐션(200)이 레일의 길이 방향을 따라 소정간격 떨어져 배치되는 경우의 루프랙(10)을 설명하면 다음과 같다.

상기 복수 개의 스텐션(200)은 2개의 제1 스텐션(201)으로 구성될 수 있고, 2개의 제1 스텐션(201)이 레일의 길이방향을 따라 서로 소정 간격 떨어져 배열될 수 있다.

상기와 같이, 2개의 제1 스텐션(201)이 레일의 길이 방향을 따라 소정 간격 떨어져 배열되는 경우, 레일에 배치되는 2개의 제1 스텐션의 사이 간격(d1)은, 300mm 내지 1,100mm, 400mm 내지 1,000mm, 500mm 내지 900mm, 400mm 내지 800mm, 300mm 내지 700mm, 200mm 내지 600mm 의 범위를 갖도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

보다 바람직하게, 레일에 배치되는 2개의 제1 스텐션의 사이 간격(d1)은, 500mm 내지 900mm의 범위를 갖도록 배치될 수 있다.

상기와 같이 제1 스텐션의 간격 범위에서 적절한 간격을 설정하여, 진동 융착하여 루프랙(10)을 형성하면, 다양한 차종의 차체 루프 패널에 안정적으로 루프랙을 설치할 수 있는 이점이 있다.

특히, 레일에 인접하는 2개의 제1 스텐션이 500mm 내지 900mm 범위 내의 간격을 갖게 떨어져 위치하도록 진동 융착시키고, 이에 따라 차체 루프 패널의 마운팅 볼트가 장착되는 마운팅 부분에만 개별적으로 제1 스텐션을 장착시킴으로써, 루프 랙으로서의 성능을 만족시키면서 동시에 중량최적화의 이점이 있다.

도 9는, 루프랙의 성능 평가를 설명하기 위해 나타낸 도면이며, 도 9의 (a)는 본 발명에 따른 루프랙을 나타내고, (b)는 본 발명의 루프랙과 성능을 비교하기 위한 종래 루프랙을 나타내며, 종래 루프랙은 레일의 전체 길이에 대응하도록 단일의 스텐션이 진동 융착되어 형성되고, 단일의 스텐션이 레일의 길이방향을 따라 전구간에 융착된다.

먼저, 차체에 루프랙이 장착된 상태에서, 소정의 하중을 가할 때, 소정의 하중에 대해 루프랙의 최대 변위량이 5mm 이내 인 경우에만 루프랙의 성능을 만족하는 것으로 평가될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 루프랙의 성능을 평가하기 위해 도 9와 같이, 동일한 구간((1) 및 (2) 구간)에 동일한 하중을 가하고, 각각의 하중에서의 최대 변위량을 각각 측정하였다.

여기서, 도 9의 (a)에서 (1)구간은 본 발명에 따른 제1 스텐션이 레일에 융착된 부분이고, (2)구간은 본 발명에 따른 제1 스텐션이 레일에 융착되지 않는 부분을 나타내며, 도 9의 (b)에서 (1) 및 (2)구간은 모두 스텐션이 레일에 융착된 부분이다.

<비교예 1>

도 9의 (b)에 나타낸 루프랙에서 (1)구간에 350kgf 및 700kgf의 하중(kgf)을 각각 가하여 최대변위량(mm)을 측정하였다.

그 결과, 하중이 350kgf 일 때 최대 변위량은 0.15mm, 하중이 700kgf 일 때 최대 변위량은 0.29mm로 나타났다.

<비교예 2>

도 9의 (b)에 나타낸 루프랙에서 (2)구간에 350kgf 및 700kgf의 하중(kgf)을 각각 가하여 최대변위량(mm)을 측정하였다.

그 결과, 하중이 350kgf 일 때 최대 변위량은 0.89mm, 하중이 700kgf 일 때 최대 변위량은 1.57mm로 나타났다.

<실시예 1>

도 9의 (a)에 나타낸 루프랙에서 (1)구간에 350kgf 및 700kgf의 하중(kgf)을 각각 가하여 최대변위량(mm)을 측정하였다.

그 결과, 하중이 350kgf 일 때 최대 변위량은 0.16mm, 하중이 700kgf 일 때 최대 변위량은 0.33mm로 나타났다.

즉, 본 발명에 따른 루프랙 중 스텐션이 융착된 구간은, 350kgf 및 700kgf의 하중(kgf)에서 모두 성능을 만족하는 것으로 나타났다.

특히, 비교예 1과 비교하면, 350kgf 및 700kgf 하중에 따른 각각의 최대 변위량의 차이가 0.01 및 0.04로 레일의 길이방향을 따라 전 구간에 걸쳐 스텐션이 융착된 루프랙과 비교하여 동일한 수준의 성능을 나타냄을 확인할 수 있었다.

<실시예 2>

도 9의 (a)에 나타낸 루프랙에서 (2)구간에 350kgf 및 700kgf의 하중(kgf)을 각각 가하여 최대변위량(mm)을 측정하였다.

그 결과, 하중이 350kgf 일 때 최대 변위량은 1.14mm, 하중이 700kgf 일 때 최대 변위량은 2.55mm로 나타났다.

즉, 본 발명에 따른 루프랙 중 스텐션이 융착되지 않은 구간도, 350kgf 및 700kgf의 하중(kgf)에서 모두 성능을 만족하는 것으로 나타났다.

특히, 비교예 2와 비교하면, 350kgf 및 700kgf 하중에 따른 각각의 최대 변위량의 차이가 0.25 및 0.98로 레일의 길이방향을 따라 전 구간에 걸쳐 스텐션이 융착된 루프랙과 비교하여 대략 동일한 수준의 성능을 나타냄을 확인할 수 있었다.

이와 같이, 마운팅 볼트가 체결되는 부위에만 제1 스텐션이 융착되도록 함으로써, 융착 단면의 최소화로 융착성을 개선하고, 융착 시간을 단축 시킬 수 있으며, 이에 따라 생산 효율 및 부품의 최소화로 원가를 절감할 수 있는 효과를 가지면서, 종래 루프랙과 동일한 수준의 성능을 갖는 것으로 확인되었다.

앞서 전술한 내용을 표로 나타내면 다음의 표 1과 같다.

NO.	하중(kgf)	하중위치	비교예의 최대 변위량(mm)	실시예의 최대 변위량(mm)	실시예의 성능(최대 변위량 5mm 이내인 경우 만족)
1	350	(1)구간	0.15	0.16	만족
1	350	(2)구간	0.89	1.14	만족
2	700	(1)구간	0.29	0.33	만족
2	700	(2)구간	1.57	2.55	만족

즉, 상기 표 1에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 루프랙은 종래 루프랙과 동일한 수준의 성능을 갖는 것을 확인할 수 있었다.본 발명은 또한, 루프랙을 제조하기 위한 제조방법을 제공한다.

예를 들어, 상기 루프랙 제조방법은, 전술한 루프랙, 즉 레일과 복수 개의 스텐션을 접합하기 위한 방법에 관한 것이다. 따라서, 후술하는 루프랙 제조방법에 대한 구체적인 사항은 루프랙에서 기술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 루프랙 제조방법은 한 쌍의 제1 측벽과, 한 쌍의 제1 측벽을 연결하는 상부 부재가 각각 길이방향을 따라 연장 형성된 레일을 사출 성형하는 제1 단계; 레일의 소정 영역과 각각 접합되고, 차체와 연결되기 위한 마운팅 볼트가 결속되는 장착부를 가지며, 레일의 상부 부재와 마주하는 제1면 및 제1면의 반대방향의 제2면을 갖고, 레일의 길이방향을 따라 연장 형성된 베이스 부 및 베이스부의 제1면에서 돌출 형성되며, 레일의 상부 부재와 소정 영역 접합되도록 마련된 제1 접합부를 갖는 제1 부재를 포함하는 복수 개의 스텐션을 각각 사출 성형하는 제2 단계; 및 사출 성형된 레일과 복수 개의 스텐션을 각각 융착기에 장착하여 레일과 스텐션에 가압 및 진동을 주어, 레일과 복수 개의 스텐션이 진동 용착에 의해 접합되는 제3 단계; 를 포함한다.

특히, 제3 단계에서, 제1 접합부가 레일의 상부 부재와 소정 영역 접합되는 것을 포함한다.

즉, 제 3단계에 의해, 레일의 상부 부재 내주면의 소정 영역과 복수 개의 스텐션(제1 및 제2 스탠션)의 제1 내지 제3 접합리브가 접합될 수 있다.

Claims

한 쌍의 제1 측벽과, 한 쌍의 제1 측벽을 연결하는 상부 부재가 각각 길이방향을 따라 제1 길이를 갖도록 연장 형성된 레일; 및

레일의 소정 영역과 각각 접합되고, 차체와 연결되기 위한 마운팅 볼트가 결속되는 장착부를 갖는, 복수 개의 스텐션; 을 포함하며,

복수 개의 스텐션은 레일의 길이방향을 따라 소정 간격 떨어져 배열되며,

각각의 스텐션은, 레일의 상부 부재와 마주하는 제1면 및 제1면의 반대방향의 제2면을 갖고, 레일의 길이방향을 따라 제1 길이보다 짧은 제2 길이를 갖도록 연장 형성된 베이스 부; 및

베이스 부의 제1면에서 돌출 형성되며, 레일의 상부 부재와 소정 영역 접합되도록 마련된 제1 접합부를 갖는 제1 부재를 포함하는, 루프랙.
제 1항에 있어서,

복수 개의 스텐션은 하나 이상의 제1 스텐션을 포함하며,

제1 스텐션은, 제1 부재와 소정 간격 떨어져 마련된 제2 부재를 추가로 포함하고,

제2 부재는, 베이스 부의 제1면에서 돌출 형성되며, 레일의 상부 부재와 소정 영역 접합되도록 마련된 제2 접합부를 가지며,

장착부는 제1 부재 및 제2 부재 사이에 위치하도록 마련된, 루프랙.
제 2항에 있어서,

복수 개의 스텐션은 하나 이상의 제1 스텐션 및 하나 이상의 제2 스텐션을 포함하며,

제2 스텐션은, 제1 부재와 소정 간격 떨어져 마련된 제3 부재를 추가로 포함하고,

제3 부재는, 베이스 부의 제1면에서 돌출 형성되되, 제1 부재의 높이 보다 낮은 높이를 갖도록 돌출 형성되며,

장착부는 제1 부재 및 제3 부재 사이에 위치하도록 마련된, 루프랙.
제 3항에 있어서,

제1 및 제2 부재는, 각각 내부에 소정의 제1 및 제2 중공부를 형성하고,

제1 및 제2 중공부의 내주면에서 돌출 형성된 제1 보강리브를 각각 포함하며,

제3 부재는, 내부에 소정의 제3 중공부를 형성하고,

제3 중공부의 내주면에서 돌출 형성된 제2 보강리브를 포함하는, 루프랙.
제 4항에 있어서,

각각의 제1 보강리브는, 스텐션의 길이방향을 따라 연장 형성되되, 제1 및 제2 부재의 폭 방향의 중앙부에 위치하도록 마련되고,

제2 보강리브는, 스텐션의 길이방향을 따라 연장 형성되되, 제3 부재의 폭 방향의 중앙부에 위치하도록 마련되며,

각각의 제1 보강리브 및 제2 보강리브는, 장착부와 연결되도록 연장 형성된, 루프랙.
제 2항에 있어서,

제1 및 제2 접합부는, 길이방향을 따라 레일의 상부 부재의 내주면과 접촉하도록 제1 및 제2 부재의 종단면에서 돌출 형성되고, 폭 방향을 따라 소정 간격 떨어져 배치된 제1 내지 제3 접합리브가 각각 마련된, 루프랙.
제 3항에 있어서,

장착부는, 베이스 부의 제2면에서 소정 높이만큼 돌출되도록 형성되며,

마운팅 볼트가 관통하여 삽입되도록 제1 관통홀이 마련된, 루프랙.
제 6항에 있어서,

제1 내지 제3 접합리브는 각각 진동 융착에 의해 레일과 접합된, 루프랙.
제 1항에 있어서,

복수 개의 스텐션은, 2개 내지 6개 인, 루프랙.
제 2항에 있어서,

2개의 제1 스텐션이 레일의 길이 방향을 따라 소정 간격 떨어져 배열되는 경우,

레일에 배치되는 2개의 제1 스텐션의 사이 간격은, 500mm 내지 900mm 의 범위를 갖도록 배치되는, 루프랙.
제 1항에 있어서,

레일의 적어도 일부 영역과 스텐션의 베이스 부의 제2면이 차체의 루프 패널과 접촉되지 않도록 길이방향을 따라 연장 형성된, 패드를 추가로 포함하는 루프랙.
제 10항에 있어서,

패드는, 장착부의 제1 관통홀과 대응하는 위치에 마운팅 볼트가 관통하도록 마련된 복수 개의 제2 관통홀을 추가로 포함하는, 루프랙.
제 3항에 있어서,

레일의 길이 방향의 양 단부 측의 내주면은 소정의 경사면을 형성하도록 마련되고,

제3 부재의 상단면은 평탄면이고, 레일의 길이 방향의 양 단부 측에 대응하는 경사면을 갖도록 마련된, 루프랙.
한 쌍의 제1 측벽과, 한 쌍의 제1 측벽을 연결하는 상부 부재가 각각 길이방향을 따라 연장 형성된 레일을 사출 성형하는 제1 단계;

레일의 소정 영역과 각각 접합되고, 차체와 연결되기 위한 마운팅 볼트가 결속되는 장착부를 가지며, 레일의 상부 부재와 마주하는 제1면 및 제1면의 반대방향의 제2면을 갖고, 레일의 길이방향을 따라 연장 형성된 베이스 부 및 베이스부의 제1면에서 돌출 형성되며, 레일의 상부 부재와 소정 영역 접합되도록 마련된 제1 접합부를 갖는 제1 부재를 포함하는 복수 개의 스텐션을 각각 사출 성형하는 제2 단계; 및

사출 성형된 레일과 복수 개의 스텐션을 각각 융착기에 장착하여 레일과 스텐션에 가압 및 진동을 주어, 레일과 복수 개의 스텐션이 진동 용착에 의해 접합되는 제3 단계; 를 포함하며,

제3 단계에서, 제1 접합부가 레일의 상부 부재와 소정 영역 접합되는, 루프랙 제조 방법.