KR101693992B1

KR101693992B1 - 차량용 휠하우스

Info

Publication number: KR101693992B1
Application number: KR1020150069902A
Authority: KR
Inventors: 김석주; 조정민; 김준수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-05-19
Filing date: 2015-05-19
Publication date: 2017-01-09
Also published as: KR20160136527A

Abstract

내측 또는 외측으로 돌출된 제1보강부가 일체로 성형된 내측 휠하우스, 내측 휠하우스와 포개어져 결합되고, 내측 휠하우스의 제1보강부와 대응되는 지점에는 내측 또는 외측으로 돌출되도록 제2보강부가 일체로 성형된 외측 휠하우스 및 내측 휠하우스와 외측 휠하우스의 결합시 제1보강부와 제2보강부에 의해 형성된 공간부를 포함하는 차량용 휠하우스가 소개된다.

Description

차량용 휠하우스 {WHEEL HOUSE FOR VEHICLE}

본 발명은 차량의 강성향상을 위한 보강재 일체형 차체구조에 관한 것이다.

일반적으로 차체의 설계는 차체의 중량은 줄이면서도 강성은 증가시키는 방향으로 이루어진다. 특히 차체의 안정성의 향상과 연비증가를 통한 환경보호가 중요시 되는 요즘 차체의 중량 감소와 강성의 증가는 매우 중요한 요소이다.

종래 기술의 경우 내구하중을 증가시키기 위해 차체구조의 강성을 보완하는 방법에는 재료 자체의 강성, 두께를 증가시키거나 구조를 변경하기도 하며, 별도의 보강재를 결합시키는 방법들을 사용한다.

재료자체의 강성 또는 두께를 증가시키는 방법은 생산단가의 상승, 차체의 중량 증가 등 부정적 영향을 미치는 경우가 많다.

특히 별도의 보강재를 결합시키는 경우 부품수가 증가됨에 부품수급에 어려움이 발생할 수 있고, 차체의 중량 증가를 동반하는 단점이 있다. 또한 조립공정이 복잡해져 생산시간의 증가와 조립불량의 발생 확률이 높아지며, 강성의 증가가 요구되는 부분에 보강재가 다수 결합시 용접 불가 또는 용접불량 등의 품질저하 문제가 발생하기 쉬운 문제점이 있었다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-2012-0144826 A1

본 발명은 구성부품의 개수를 줄여 조립의 용이성을 제공하고 경량화된 부품을 사용하여 자동차의 연비향상을 위한 차체구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 휠하우스는, 내측 또는 외측으로 돌출된 제1보강부가 일체로 성형된 내측 휠하우스; 내측 휠하우스와 포개어져 결합되고, 내측 휠하우스의 제1보강부와 대응되는 지점에 내측 또는 외측으로 돌출되도록 제2보강부가 일체로 성형된 외측 휠하우스; 및 내측 휠하우스와 외측 휠하우스의 결합시 제1보강부와 제2보강부에 의해 형성된 공간부;를 포함할 수 있다.

공간부에는 허니컴구조 코어가 삽입되고 허니컴구조의 통공은 그 방향이 공간부에 작용하는 하중의 방향과 일치되도록 형성될 수 있다.

제1보강부 또는 제2보강부에는 차량 부품이 결합되는 마운팅부가 형성되고, 마운팅부가 형성된 지점의 공간부에는 허니컴구조 코어가 삽입되며, 허니컴구조의 통공은 그 방향이 마운팅부를 향하도록 형성될 수 있다.

공간부에는 허니컴구조 코어가 삽입되고, 제1보강부 또는 제2보강부에는 허니컴구조 코어를 지지하는 지지패널이 결합될 수 있다.

지지패널은 양 단부가 제1보강부 또는 제2보강부에 고정되고 중앙부는 허니컴구조 코어측으로 절곡되어 돌출되도록 형성될 수 있다.

공간부는 제1보강부와 제2보강부의 사이에서 형성되며, 지지패널은 제1보강부와 제2보강부의 사이에 개재되어 공간부를 양분하고, 허니컴구조 코어는 양분된 공간부 중 어느 일측에 삽입되어 지지패널에 의해 지지될 수 있다.

지지패널은 양 단부가 연장되어 내측 휠하우스와 외측 휠하우스 사이에 삽입되어 겹쳐져 결합될 수 있다.

허니컴구조 코어의 통공방향 끝단은 마운팅부에 대하여 수직방향으로 면접하고 타단은 지지패널과 수직방향으로 면접하도록 삽입될 수 있다.

허니컴구조 코어의 셀에는 너트가 삽입되어 마운팅부와 면접할 수 있다.

내측 휠하우스 또는 외측 휠하우스의 재질은 탄소섬유강화플라스틱으로 구성될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 차량용 휠하우스 구조에 따르면, 부품의 숫자를 감소시키고 조립의 용의성 향상, 조립불량 감소에 의한 품질향상, 중량감소에 의한 연비향상 효과를 가져온다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 내측 휠하우스를 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 외측 휠하우스를 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 휠하우스의 조립도
도 4는 도 3에 도시된 휠하우스를 A-A 선을 따라 절개한 단면도
도 5는 도 3에 도시된 휠하우스를 B-B 선을 따라 절개한 단면도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 허니컴구조의 코어를 나타낸 도면
도 7은 도 6에 도시된 허니컴구조의 코어를 C-C 선을 따라 절개한 단면도

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 내측 휠하우스(100) 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 외측 휠하우스(200) 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 휠하우스 조립도이고, 도 4는 도 3에 도시된 휠하우스를 A-A 선을 따라 절개한 단면도이며, 도 5는 도 3에 도시된 휠하우스를 B-B 선을 따라 절개한 단면도이고 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 허니컴구조의 코어(400) 도면이며, 도 7은 도 6에 도시된 허니컴구조의 코어(400)를 C-C 선을 따라 절개한 단면도이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 휠하우스는, 내측 또는 외측으로 돌출된 제1보강부(101)가 일체로 성형된 내측 휠하우스(100); 내측 휠하우스(100)와 포개어져 결합되고, 내측 휠하우스(100)의 제1보강부(101)와 대응되는 지점에 내측 또는 외측으로 돌출되도록 제2보강부(201)가 일체로 성형된 외측 휠하우스(200); 및 내측 휠하우스(100)와 외측 휠하우스(200)의 결합시 제1보강부(101)와 제2보강부(201)에 의해 형성된 공간부(500);를 포함할 수 있다.

도 1 내지 3을 참고하면, 내측 휠하우스(100)는 내측 또는 외측으로 돌출된 제1보강부(101)가 일체로 성형되어 있다. 외측 휠하우스(200)는 내측 휠하우스(100)와 포개어져 결합되고, 내측 휠하우스(100)의 제1보강부(101)와 대응되는 지점에 내측 또는 외측으로 돌출되도록 제2보강부(201)가 일체로 성형되어 있다. 공간부(500)는 내측 휠하우스(100)와 외측 휠하우스(200)의 결합시 제1보강부(101)와 제2보강부(201)에 의해 형성된다.

종래의 경우 보강부를 별도의 파트로 제작하여 휠하우스에 용접 등의 방법으로 결합하는 방식을 사용하였다. 이 경우 부품의 숫자가 증가함에 따라 중량이 증가하여 차량의 연비에 악영향을 미치게 되며, 조립공정이 증가하여 생산시간이 증가되는 문제가 발생한다. 또한 용접을 위한 금속이 겹쳐지면서 두께가 증가함에 따라 용접이 불량의 상황이 자주 발생하여 품질의 저하의 문제도 발생하며, 상황에 따라서는 조립이 불가한 경우도 발생된다.

본 발명에 따르면 보강부(101, 201)를 휠하우스(100, 200)와 일체로 성형함으로써 부품의 개수를 줄여 조립공정을 단순화하여 차량의 생산시간을 단축할 수 있으며, 결합을 위한 용접 횟수를 줄이거나 용접이 필요없어 용접불량 등의 품질저하 문제도 해결할 수 있다. 또한 내측 휠하우스(100)와 외측 휠하우스(200)가 결합시 상호 대응되는 위치에 형성되는 보강부(101, 201)가 공간부(500)를 이루도록 형성됨으로서 리브(rib)의 경우보다 더 큰 하중을 견딜 수 있는 장점이 있다.

공간부(500)에는 허니컴구조 코어(400)가 삽입되고 허니컴구조의 통공은 그 방향이 공간부(500)에 작용하는 하중의 방향과 일치되도록 형성될 수 있다.

도 4 내지 7을 참고하여 살펴보면 허니컴구조 코어(400)는 작은 질량의 구조로도 큰 하중을 견디는 장점은 있으나, 하중의 전달방향에 따른 내구하중이 달라지는 특성이 있으므로 통공방향을 하중의 방향과 일치되도록 결합하여 허니컴 구조의 장점을 효율적으로 활용할 수 있다.

제1보강부(101) 또는 제2보강부(201)에는 차량 부품이 결합되는 마운팅부(203)가 형성되고, 마운팅부(203)가 형성된 지점의 공간부(500)에는 허니컴구조 코어(400)가 삽입되며, 허니컴구조의 통공은 그 방향이 마운팅부(203)를 향하도록 형성될 수 있다.

도 2를 참조하여 살펴보면 본발명에 따른 차량용 휠하우스 구조는 제1보강부(101) 또는 제2보강부(201)에 마운팅부(203)를 마련함으로써 마운팅부(203)가 설치된 각도에 따라 결합된 차량부품에 의해 전달되어오는 하중의 방향을 일정하게 정렬할 수 있는 효과가 있다. 그에 따라 허니컴구조 코어(400)를 효율적으로 활용할 수 있는 장착 방향을 쉽게 정할 수 있게 된다.

공간부(500)에는 허니컴구조 코어가 삽입되고, 제1보강부(101) 또는 제2보강부(201)에는 허니컴구조 코어를 지지하는 지지패널(300)이 결합될 수 있다.

도 3 내지 4를 참조하여 살펴보면 본발명에 따른 차량용 휠하우스 구조는 지지패널(300)을 마련하여 공간부(500)에 삽입되는 허니컴구조 코어(400)의 양을 줄일 수 있다. 또한 허니컴구조 코어(400)의 통공방향을 고려하여 지지패널(300)의 설치각도를 조절하면 마운팅부(203) 및 허니컴구조 코어(400)를 통해 전달된 하중을 휠하우스에 효과적으로 전달할 수 있는 효과가 발생한다.

지지패널(300)은 양 단부가 제1보강부(101) 또는 제2보강부(201)에 고정되고 중앙부(301)는 허니컴구조 코어측으로 절곡되어 돌출되도록 형성될 수 있다.

도 4를 참조하여 살펴보면 지지패널(300)의 중앙부(301)가 절곡되어 돌출되도록 형성됨으로써 지지패널(300)이 인장하중이 아닌 압축하중을 받도록 하여 평판의 지지패널(300) 대비 큰 하중이 가해져도 파손되지 않는 효과가 있다.

공간부(500)는 제1보강부(101)와 제2보강부(201)의 사이에서 형성되며, 지지패널(300)은 제1보강부(101)와 제2보강부(201)의 사이에 개재되어 공간부(500)를 양분하고, 허니컴구조 코어는 양분된 공간부(500) 중 어느 일측에 삽입되어 지지패널(300)에 의해 지지될 수 있다.

지지패널(300)은 양 단부가 연장되어 내측 휠하우스(100)와 외측 휠하우스(200) 사이에 삽입되어 겹쳐져 결합될 수 있다.

도 4를 참조하여 살펴보면 지지패널(300)의 양 단부가 연장되어 내측 휠하우스(100) 및 외측 휠하우스(200) 사이에 끼워져 결합됨으로써, 지지패널(300)과 휠하우스 사이의 결합을 단순 휠하우스와 지지패널(300)의 용접에만 의존하지 않고 겹치는 부분을 통해 구조적으로 결합 및 지지함으로써 파손의 위험이 감소되는 효과가 있다.

허니컴구조 코어(400)의 통공방향 끝단은 마운팅부(203)에 대하여 수직방향으로 면접하고 타단은 지지패널(300)과 수직방향으로 면접하도록 삽입될 수 있다.

허니컴구조 코어(400)는 작은 질량의 구조로도 큰 하중을 견디는 장점은 있으나, 모든 방향에 대하여 동일한 특성을 나타내지 않고, 특정방향에 대해서 높은 내구하중을 보인다.

본 발명에 따른 차량용 휠하우스는 강한 내구하중을 나타내는 방향중 하나인 허니컴구조 코어(400)의 통공방향에 수직방향으로 지지패널(300)과 마운팅부(203)가 결합되도록 하여 가장 효과적으로 하중을 견딜 수 있는 장점이 있다.

허니컴구조 코어(400)의 셀에는 너트가 삽입되어 마운팅부(203)와 면접할 수 있다.

도 4를 참고하여 살펴보면 마운팅부(203)에 차량 부품의 결합을 위한 너트를 결합시킬 때 용접을 통해 하는 경우 용접이 불가하거나 용접상태가 불량하여 부품이 파손되는 경우가 발생하나, 본발명에 따르면 허니컴구조 코어(400)의 셀에 너트를 삽입하여 결합하는 경우 별도의 용접이 필요없어 용접불량이나 부품파손의 우려가 줄어드는 효과가 있다.

도 6 내지 7을 참고하여 살펴보면, 너트를 허니컴구조 코어(400)의 셀에 삽입하는 경우 셀의 내부공간의 크기와 너트 외각의 크기가 일치하도록 구성될 수도 있으며, 셀이 내부공간의 크기가 너트 외각의 크기보다 큰 경우, 셀과 너트 사이의 공간에 충진제를 이용하여 공간을 채우는 방식으로 형성될 수도 있다.

내측 휠하우스(100) 또는 외측 휠하우스(200)의 재질은 탄소섬유강화플라스틱으로 구성될 수 있다.

내측 휠하우스(100) 및 위측 휠하우스의 재질은 탄소섬유강화플라스틱으로 구성함으로써 부품의 무게는 줄이면서 강도는 상승시키는 효과가 있으며, 탄소섬유강화플라스틱을 사용함으로써 제1보강부(101), 제2보강부(201), 마운팅부(203) 등의 성형 자유도가 증가하는 효과가 있다.

열가소성 수지 기반 복합재를 사용하는 경우 압축성형으로 휠하우스(100, 200) 성형후 보강부(101, 201)에 허니컴구조 코어(400) 삽입후 열융착 접합하는 방식으로 가공할 수 있다. 열경화성 수지를 기반으로 프리프레그(Pre-impregnated material)를 사용하는 경우, 프리프레그와 허니컴구조 코어(400)를 금형에 안착시킨 후 오토클레이브로 일체 성형한다. 이때 허니컴구조 코어(400)가 보강부의 금형으로 작용하게 된다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100 : 내측 휠하우스 200 : 외측 휠하우스
300 : 지지패널 400 : 허니컴구조 코어
500 : 공간부

Claims

내측 또는 외측으로 돌출된 제1보강부가 일체로 성형된 내측 휠하우스;
내측 휠하우스와 포개어져 결합되고, 내측 휠하우스의 제1보강부와 대응되는 지점에는 내측 또는 외측으로 돌출되도록 제2보강부가 일체로 성형된 외측 휠하우스; 및
내측 휠하우스와 외측 휠하우스의 결합시 제1보강부와 제2보강부에 의해 형성된 공간부를 포함하고;
공간부에는 허니컴구조 코어가 삽입되고 허니컴구조의 통공은 그 방향이 공간부에 작용하는 하중의 방향과 일치되도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 휠하우스.
삭제
청구항 1에 있어서,
제1보강부 또는 제2보강부에는 차량 부품이 결합되는 마운팅부가 형성되고, 마운팅부가 형성된 지점의 공간부에는 허니컴구조 코어가 삽입되며, 허니컴구조의 통공은 그 방향이 마운팅부를 향하도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 휠하우스.
청구항 1에 있어서,
제1보강부 또는 제2보강부에는 허니컴구조 코어를 지지하는 지지패널이 결합된 것을 특징으로 하는 차량용 휠하우스.
청구항 4에 있어서,
지지패널은 양 단부가 제1보강부 또는 제2보강부에 고정되고 중앙부는 허니컴구조 코어측으로 절곡되어 돌출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 휠하우스.
청구항 4에 있어서,
공간부는 제1보강부와 제2보강부의 사이에서 형성되며, 지지패널은 제1보강부와 제2보강부의 사이에 개재되어 공간부를 양분하고, 허니컴구조 코어는 양분된 공간부 중 어느 일측에 삽입되어 지지패널에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 차량용 휠하우스.
청구항 6에 있어서,
지지패널은 양 단부가 연장되어 내측 휠하우스와 외측 휠하우스 사이에 삽입되어 겹쳐져 결합된 것을 특징으로 하는 차량용 휠하우스.
청구항 4에 있어서,
허니컴구조 코어의 통공방향 끝단은 마운팅부에 대하여 수직방향으로 면접하고 타단은 지지패널과 수직방향으로 면접하도록 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 휠하우스.
청구항 8에 있어서,
허니컴구조 코어의 셀에는 너트가 삽입되어 마운팅부와 면접하는 것을 특징으로 하는 차량용 휠하우스.
청구항 1에 있어서,
내측 휠하우스 또는 외측 휠하우스의 재질은 탄소섬유강화플라스틱인 것을 특징으로 하는 차량용 휠하우스.