KR101626320B1 - 글래스 화이버가 함유된 ｌｗｒｔ를 이용한 언더커버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 글래스 화이버가 함유된 LWRT를 이용한 언더커버에 관한 것으로, 커버본체(U) 및 상기 커버본체(U)를 차체에 고정하기 위한 마운팅부(300)가 형성된 차량용 언더커버에 있어서; 상기 커버본체(U)는, 수지에 글래스 화이버가 함침된 LWRT 소재로 이루어진 코어층(100); 상기 코어층(100)의 상부에 일체로 성형된 PET 스크림층(110); 상기 코어층(100)의 하부에 일체로 성형된 공극(122)을 갖는 통기성 필름층(120);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 글래스 화이버가 함유된 LWRT를 이용한 언더커버를 제공한다.
본 발명에 따르면, 차량의 엔진 하부는 물론 차체 하부를 커버하는 언더커버의 중량 절감을 포함한 공력 개선, 흡음성능 증대, 및 외관 품질 향상에 기여하는 효과를 얻을 수 있다.

Description

글래스 화이버가 함유된 ＬＷＲＴ를 이용한 언더커버{Under cover using a Low Weight Reinforced Thermoplastics containing glass fiber}

본 발명은 글래스 화이버가 함유된 LWRT를 이용한 언더커버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 엔진 하부는 물론 차체 하부를 커버하는 언더커버의 중량 절감을 포함한 공력 개선, 흡음성능 증대, 및 외관 품질 향상을 실현시킨 새로운 구조의 글래스 화이버가 함유된 LWRT를 이용한 언더커버에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 언더커버는 엔지의 하부는 물론 차체의 하부에 구비한 각종 구성부품을 보호하고, 차량의 주행시 공기와의 저항을 감소시키며, 노면에서의 비산물을 차단시킬 수 있게 하고, 차량의 제품신뢰도를 높일 수 있도록 한 것이다.

이러한 언더커버는 차량의 공력성능 향상 및 엔진룸 내부 부속품의 보호를 위하여 프론트 범퍼 하측 크로스멤버에 통상 장착하고 있으며, 이를 통해 차량 주행 중 기타 이물질이나 지상의 돌출물로부터 엔진 및 새시부품을 보호하는 동시에, 차량 저부의 공기 흐름을 원활하게 한다.

이와 관련된 언더커버 관련 기술로 공개특허 제2005-0024653호, 공개특허 제2006-0003423호를 비롯한 다수의 특허 기술들이 개시되어 있다.

예컨대, 도 1에 예시된 바와 같이, 차량에 따라 그 형상이 다르지만 차량의 하부에 장착될 수 있도록 다수의 장착홀(11)이 형성되는 언더커버(1)는 합성수지로 이루어지고, 언더커버(1)의 상면에는 흡음을 위한 상대적으로 부드러우면서 다공성을 갖는 재질의 흡음부(2)가 고정 장착된다.

그런 다음, 상기 장착홀(11)을 통해 차량 하부에 언더커버(1)를 고정하게 된다.

그런데, 종래 언더커버(1)는 일반 PP계열의 사출타입, GMT/LFT 등의 고압 프레스 타입 등으로 제조되기 때문에 중량 과다는 물론 흡음 성능이 매우 떨어지는 단점이 있다.

뿐만 아니라, 로드 사이드(Road Side)면에 돌, 모래 등의 외부 이물질이 접촉할 때 샌드 노이즈가 발생되는 단점도 있다.

또한, 로드 사이드면이 딱딱한 느낌의 재질이기 때문에 외관이 미려하지 못하고 품질이 떨어지는 단점도 있다.

특히, 도 2의 예시와 같이, 고정을 위한 마운팅부(Mounting)(12)의 형상이 원형 또는 경사를 갖고 있기 때문에 공기 흐름에 대한 저항(공력)이 커 연비를 떨어뜨리는 단점도 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 경량의 강화 열가소성 복합소재인 LWRT(Low Weight Reinforced Thermoplastics)를 응용하여 중량절감을 도모하며, 흡음성능을 향상시켜 노이즈 발생을 줄이고, 공력 저하를 유도하여 연비 향상에 기여할 수 있는 글래스 화이버가 함유된 LWRT를 이용한 언더커버를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 커버본체(U) 및 상기 커버본체(U)를 차체에 고정하기 위한 마운팅부(300)가 형성된 차량용 언더커버에 있어서; 상기 커버본체(U)는, 수지에 글래스 화이버가 함침된 LWRT 소재로 이루어진 코어층(100); 상기 코어층(100)의 상부에 일체로 성형된 PET 스크림층(110); 상기 코어층(100)의 하부에 일체로 성형된 공극(122)을 갖는 통기성 필름층(120);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 글래스 화이버가 함유된 LWRT를 이용한 언더커버를 제공한다.

이때, 상기 통기성 필름층(120)의 하부면에는 부직포층(130)이 일체로 더 성형된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 수지는 PE, PA, PC, PBT, PET, PPO, PPE, PEI 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상 혼합된 것에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 커버본체(U)에는 상기 마운팅부(300)와 간섭되지 않는 부분에 다수의 에어로 다이나믹 챔버(200)가 더 천공 형성된 것에도 그 특징이 있다.

아울러, 상기 에어로 다이나믹 챔버(Aerodynamics Chamber)(200)는 상기 커버본체(U)의 표면으로부터 10-80°의 경사각을 갖고 천공된 형태인 것에도 그 특징이 있다.

그리고, 상기 마운팅부(300)는 상하 길이방향으로의 단면을 기준으로 좌우폭이 좁은 공기가 부딪혀 오는 쪽은 고정각부(310)를 이루고, 그 반대쪽은 가변각부(320)를 이루되, 상기 가변각부(320)는 길이방향으로 각도가 계속 달라지면서 라운드 구조를 갖도록 형성되어 와류 발생을 억제하도록 구성된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 마운팅부(300)의 좌우 폭방향으로는 상기 마운팅부(300)를 사이에 두고 그 양측에 가변두께부(330)가 형성되어 외부소음이 통과할 때 두꺼운 기공층으로 인해 흡음 또는 상쇄시키도록 구성된 것에도 그 특징이 있다.

아울러, 상기 가변두께부(330)는 로프팅된 상태에서 가압 프레스를 달리하여 구현되며, 2-8mm의 범위내에서 이루어지는 것에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 커버본체(U)를 구성하는 소재(440)가 상부금형(410)과 하부금형(420) 사이로 들어가 성형될 때 주름 발생 방지 및 긴밀한 일체화를 위해 사이드 패드(430)로 상기 소재(440)의 둘레를 고정시킨 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 차량의 엔진 하부는 물론 차체 하부를 커버하는 언더커버의 중량 절감을 포함한 공력 개선, 흡음성능 증대, 및 외관 품질 향상에 기여하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래 언더커버의 예시도이다.
도 2는 종래 언더커버의 마운팅부에서 공기유동을 보인 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 언더커버의 층상 구조를 보인 단면도이다.
도 4는 도 3의 층상 구조를 갖는 언더커버와 종래 언더커버의 흡음 특성을 실험한 결과 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 언더커버 소재인 LWRT의 로프팅 예를 보인 예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 언더커버의 예시도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 언더커버의 요부를 보인 예시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 언더커버 성형예를 보인 예시적인 개념도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 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 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 언더커버는 수지에 글래스 화이버가 함침된 LWRT 소재로 이루어진 코어층(100), 상기 코어층(100)의 상부에 일체로 성형된 PET 스크림층(110) 및 상기 코어층(100)의 하부에 일체로 성형된 공극(122)을 갖는 통기성 필름층(120)을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 통기성 필름층(120)의 하부에 부직포층(130)을 일체로 더 성형할 수 있다.

아울러, 상기 수지는 PE, PA, PC, PBT, PET, PPO, PPE, PEI 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상 혼합된 것일 수 있다.

특히, PET 스크림층(110)이나 혹은 통기성 필름층(120) 등은 이들 공극 사이로 코어층(100)을 구성하는 수지의 일부가 침투하여 쐐기형태로 결속되기 때문에 결합력이 매우 우수하여 성형 후 변형도 없고, 외관 품질도 미려하게 향상된다.

이와 같은 층상 구조로 언더커버를 구성하게 되면, 차체 방향에서 발생된 소음은 PET 스크림층(110)을 통해 1차 흡음되고, 코어층(100)을 통해 2차 흡음되며, 통기성 필름층(120)을 통해 3차 흡음되면서 차체 바닥면으로 방사되기 때문에 흡음성이 급격히 향상된다.

더구나, 만약 통기성 필름층(120)의 하부면에 부직포층(130)이 더 구비된 경우에는 한번 더 흡음처리된 후 방사되기 때문에 완벽한 흡음특성을 유지할 수 있다.

반면, 지면 방향에서 발생된 소음은 통기성 필름층(120)을 거쳐 코어층(100), PET 스크림층(110)을 순차로 거치면서 차음되기 때문에 지면 방향에서의 소음은 차체 내부로 전달되지 않는다.

이를 확인하기 위해, 간이 잔향실법(알파캐빈법)으로 실험한 결과, 도 4의 그래프에서와 같이 현격한 흡음특성 차이를 확인할 수 있었다.

이때, 도 4에서 (a)는 종래 언더커버를 대상으로 한 실험결과로서 2번 실험한 것이고, (b)는 발명재에 의한 언더커버를 대상으로 한 실험결과로서 3번 실험한 그래프이다.

아울러, 간이 잔향실법은 총 3개의 스피커를 이용하여 저주파(400Hz)-고주파(10000Hz) 사이의 15단계 음을 발생시킨 후 마이크로폰을 이용하여 시편의 흡음성능을 측정한 것이다.

특히, 본 발명에 따른 언더커버는 LWRT 소재를 사용하고 있으므로 로프팅(Lofting) 특성이 있어 기존 GMT/LFT 대비 약 20%의 경량화 효과를 얻을 수 있다.

즉, 도 5의 예시와 같이, 본 발명에 따른 언더커버는 LWRT 소재의 특성상 성형전 시트(Sheet) 상태에서는 평판 구조를 이루다가, 오븐을 통과하면서 가열되게 되면 부풀어 오르는 형태로 로프팅(Lofting)되기 때문에 성형성도 좋고, 경량화에도 매우 유리하다.

뿐만 아니라, 로프팅 특성 때문에 가변 두께 성형도 가능한 장점을 가진다.

한편, 본 발명에 따른 언더커버는 도 6의 예시와 같이, 커버본체(U)에는 다수의 에어로 다이나믹 챔버(200)를 포함하며, 또한 커버본체(U)를 차체에 고정하기 위한 다수의 마운팅부(300)를 포함한다.

이때, 상기 에어로 다이나믹 챔버(Aerodynamics Chamber)(200)는 A-A선 단면도에서와 같이, 일정간격을 두고 다수가 연속적으로 배열되되, 공력, 열 배출, 드레인(Drain) 성능을 극대화하기 위해 커버본체(U)의 표면으로부터 약 10-80°의 경사각을 갖고 천공된 형태로 이루어진다.

그러면, 내부에 잔류된 수분 등의 드레인시 배출용이성이 확보됨은 물론 공기 흐름이 원활하여 와류 발생을 억제함으로써 공력이 저하되어 부하로 작용하지 않으므로 연비 절감에 도움을 준다.

뿐만 아니라, 와류가 발생하지 않으므로 내부의 열기가 공기 유동과 함께 쉽게 배출될 수 있어 냉각효과도 우수해진다.

여기에서, 상기 에어로 다이나믹 챔버(200)의 천공 구조중 경사각이 10°미만이 되면 공기 배출시 와류가 발생되어 공력이 증가되므로 바람직하지 않고, 80°를 넘어설 경우 유동공기와의 충돌에 의해 역시 와류가 생성되므로 이또한 바람직하지 않다.

또한, 도 7에서와 같이, 상기 마운팅부(300)는 상하 길이방향으로의 단면을 보인 B-B선을 참고할 때, 좌우폭이 좁은 쪽은 공기가 부딪혀 오는 부위로서 고정각부(310)를 구성하고, 그 반대쪽은 가변각부(320)를 구성한다.

이때, 상기 가변각부(320)는 길이방향으로 일정각도의 경사가 쭉 이어지는 것이 아니라, 각도가 계속 달라지면서 라운드 구조를 갖도록 형성됨으로써 와류 발생을 최대한 억제하고 유동공기가 벽면을 타고 원활하게 흘러 갈 수 있도록 안내한다.

때문에, 공력 성능이 향상된다. 즉, 와류가 발생하지 않아 공력이 저하되어 유동공기의 압을 적게 받기 때문에 차량에 걸리는 부하가 줄어들어 그 만큼 연비가 향상된다.

뿐만 아니라, 도 8에서와 같이, 상기 마운팅부(300)의 좌우 폭방향으로는 상기 마운팅부(300)를 사이에 두고 그 양측에 가변두께부(330)가 형성되어 외부소음이 통과할 때 두꺼운 기공층으로 인해 흡음 또는 상쇄시키도록 구성된다.

이때, 상기 가변두께부(330)는 로프팅된 상태에서 가압 프레스를 달리함으로써 구현할 수 있으며, 바람직하게는 2-8mm의 범위내에서 이루어질 수 있다.

아울러, 도 9에서와 같이, 언더커버를 구성하기 위해 코어층(100)을 포함한 다수의 층들이 서로 재치된 상태에서 로프팅되고, 그 상태로 상부금형(410)과 하부금형(420) 사이로 들어가 성형될 때 주름 발생 방지 및 긴밀하고 완벽한 일체화를 위해 사이드 패드(430)로 소재(440)의 둘레를 고정시킨 상태에서 소재(440)의 신율을 이용하여 성형하게 되면 더욱 더 고품질의 언더커버 제품을 만들 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 언더커버는 기존에 비해 흡음특성은 물론 공력 개선에 현저히 향상된 특성을 갖게 되므로 차세대 경량화 차량에 매우 적합할 것으로 예상된다.

100: 코어층 110: PET 스크림층
120: 통기성 필름층 130: 부직포층

Claims (9)

1. 커버본체(U) 및 상기 커버본체(U)를 차체에 고정하기 위한 마운팅부(300)가 형성된 차량용 언더커버에 있어서;
   상기 커버본체(U)는,
   수지에 글래스 화이버가 함침된 LWRT 소재로 이루어진 코어층(100);
   상기 코어층(100)의 상부에 일체로 성형된 PET 스크림층(110);
   상기 코어층(100)의 하부에 일체로 성형된 공극(122)을 갖는 통기성 필름층(120);을 포함하고,
   상기 마운팅부(300)의 좌우 폭방향으로는 상기 마운팅부(300)를 사이에 두고 그 양측에 가변두께부(330)가 형성되어 외부소음이 통과할 때 두꺼운 기공층으로 인해 흡음 또는 상쇄시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 글래스 화이버가 함유된 LWRT를 이용한 언더커버.
   
2. 청구항 1에 있어서;
   상기 통기성 필름층(120)의 하부면에는 부직포층(130)이 일체로 더 성형된 것을 특징으로 하는 글래스 화이버가 함유된 LWRT를 이용한 언더커버.
   
3. 청구항 1에 있어서;
   상기 수지는 PE, PA, PC, PBT, PET, PPO, PPE, PEI 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상 혼합된 것을 특징으로 하는 글래스 화이버가 함유된 LWRT를 이용한 언더커버.
   
4. 청구항 1에 있어서;
   상기 커버본체(U)에는 상기 마운팅부(300)와 간섭되지 않는 부분에 다수의 에어로 다이나믹 챔버(200)가 더 천공 형성된 것을 특징으로 하는 글래스 화이버가 함유된 LWRT를 이용한 언더커버.
   
5. 청구항 4에 있어서;
   상기 에어로 다이나믹 챔버(Aerodynamics Chamber)(200)는 상기 커버본체(U)의 표면으로부터 10-80°의 경사각을 갖고 천공된 형태인 것을 특징으로 하는 글래스 화이버가 함유된 LWRT를 이용한 언더커버.
   
6. 청구항 1에 있어서;
   상기 마운팅부(300)는 상하 길이방향으로의 단면을 기준으로 좌우폭이 좁은 공기가 부딪혀 오는 쪽은 고정각부(310)를 이루고, 그 반대쪽은 가변각부(320)를 이루되, 상기 가변각부(320)는 길이방향으로 각도가 계속 달라지면서 라운드 구조를 갖도록 형성되어 와류 발생을 억제하도록 구성된 것을 특징으로 하는 글래스 화이버가 함유된 LWRT를 이용한 언더커버.
   
7. 삭제
8. 청구항 1에 있어서;
   상기 가변두께부(330)는 로프팅된 상태에서 가압 프레스를 달리하여 구현되며, 2-8mm의 범위내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 글래스 화이버가 함유된 LWRT를 이용한 언더커버.
9. 삭제

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