KR20240142830A - 차량용 액티브 에어스커트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 액티브 에어스커트에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 스커트가 격납 및 전개 시 모두 하우징의 관통구와 매칭되는 형상을 보유함으로써 공기유입을 최소화하고 공력손실 방지를 극대화할 수 있는 차량용 액티브 에어스커트를 제공함에 있다.

Description

차량용 액티브 에어스커트 {Active air skirt for motor vehicle}

본 발명은 차량용 액티브 에어스커트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 전면하부에 구비되어 항력 및 양력을 저감시키는 장치인 차량용 액티브 에어스커트의 개선구조에 관한 것이다.

차량은 주행 시 차체가 대기 중의 공기와 충돌하게 됨으로써 공기 저항력을 받게 된다. 이 때의 공기 저항력은 크게 항력과 양력으로 나뉜다. 항력이란 주행 중에 공기와 직접 충돌되는 차체가 주행의 반대방향으로 받는 저항력을 말하고, 양력이란 주행 중의 차체 상부와 하부에서 발생되는 압력차이로 인해 차체가 뜨게 되는 현상을 말한다. 따라서 차량에는 항력과 양력을 저감시킴으로써 공력성능을 향상시키고 연비를 개선하기 위한 부착물이 필요하다.

공력성능을 개선하기 위한 장치의 일례로서 차속에 연동해서 능동적으로 작동하는 액티브 에어스커트 장치가 있다. 액티브 에어스커트 장치는 저속주행 시에는 범퍼 내측공간에 격납되어 있다가 고속주행 시에 하강하여 전개되는 장치이다. 에어스커트가 전개되면 프런트범퍼를 통해 언더바디로 유입되는 공기의 양을 줄일 수 있어, 고속주행 시 양력을 저감시켜 공력성능의 향상을 도모할 수 있다. 이러한 에어스커트 장치의 일반적인 사항에 관해서는 한국특허등록 제1714252호("차량용 액티브 에어스커트 장치") 등 여러 선행문헌에 잘 개시되어 있다.

이처럼 에어스커트는 차량의 주행속도에 따라 상승하여 격납되거나 하강하여 전개되는 장치인 바, 에어스커트 위치조절을 위한 액추에이터 및 링크구조가 구비된다. 도 1은 종래의 차량용 액티브 에어스커트의 작동상태도를 도시한 것이다. 차량용 액티브 에어스커트는 기본적으로 스커트(120') 및 이를 격납 또는 전개시키는 액추에이터(110')를 포함한다. 액추에이터(110')에는 작동링크, 지지링크 등의 링크구조가 구비되어 스커트(120')의 상측에 배치되어 있다. 그런데 종래의 차량용 액티브 에어스커트의 구조는, 스커트 전개 시에 전면에서 유입되는 풍압에 의하여 작용토크가 증대되어, 구동힌지에서의 부하가 커지고 링크구조의 내구성이 떨어지는 등의 문제가 있다.

한국특허등록 제1714252호("차량용 액티브 에어스커트 장치")

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 스커트가 격납 및 전개 시 모두 하우징의 관통구와 매칭되는 형상을 보유함으로써 공기유입을 최소화하고 공력손실 방지를 극대화할 수 있는 차량용 액티브 에어스커트를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 액티브 에어스커트(100)는, 차량의 프런트범퍼 배면에 위치하고 내부에 수납공간이 형성된 하우징(110); 상기 프런트범퍼 하부로 유입되는 공기의 양을 조절하도록 상기 하우징(110)에 상하운동 가능하도록 수납되는 스커트(120); 상기 스커트(120)의 상하운동을 위해 상기 하우징(120)에 구비되는 구동부(130); 를 포함하며, 상기 스커트(120)가 상기 하우징(110)을 관통하는 관통구(113)를 통과하여 상하운동하되, 최상위치 및 최하위치에서 상기 스커트(120) 상에 상기 관통구(113)에 상응하는 형상의 구조물이 형성되어 상기 관통구(113)를 차폐하도록 형성될 수 있다.

이 때 상기 하우징(110)은, 차량의 프런트범퍼 너비에 상응하는 너비로 형성되는 수직면 형태의 몸체면(111), 상기 몸체면(111) 전방으로 돌출되며 전방부가 차량의 프런트범퍼 형상에 상응하는 형태로 형성되는 돌출부(112), 상기 스커트(120)가 통과하도록 상기 돌출부(112)의 바닥을 관통하는 구멍 형태로 형성되는 관통구(113)를 포함할 수 있다.

또한 상기 스커트(120)는, 차량 전후방향으로의 공기유동을 차폐하는 수직면 형태로 형성되며 차량의 프런트범퍼 형상에 상응하는 형태로 연장되는 차폐면(121), 상기 차폐면(121) 상측에 전방으로 돌출되는 수평면 형태로 형성되어 상기 스커트(120) 최하위치에서 상기 관통구(113)를 차폐하는 돌출면(122), 상기 차폐면(121) 하측에 후방으로 돌출되는 수평면 형태로 형성되어 상기 스커트(120) 최상위치에서 상기 관통구(113)를 차폐하는 바닥면(123)을 포함할 수 있다.

또한 상기 스커트(120)는, 상기 돌출면(122) 및 상기 바닥면(123)의 형상이 상기 관통구(113)의 형상에 상응하는 형상으로 형성될 수 있다.

또한 상기 구동부(130)는, 회전구동력을 발생시키는 구동모터를 내장하는 기저부(131), 일단에 상기 구동모터와 연결되어 회전구동을 수행하는 구동힌지(132a)가 형성되고 타단에 상기 스커트(120)와 연결되는 구동측연결힌지(132b)가 형성되는 구동바(132), 일단에 상기 기저부(131)와 연결되어 지지하는 지지힌지(133a)가 형성되고 타단에 상기 스커트(120)와 연결되는 지지측연결힌지(133b)가 형성되는 지지바(133)를 포함할 수 있다.

또한 상기 스커트(120)는, 상기 차폐면(121) 후방으로 돌출되는 수직면 형태로 형성되어 상기 구동측연결힌지(132b) 및 상기 지지측연결힌지(133b)가 연결되는 연결부(124)를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 차량용 액티브 에어스커트(100)는, 상기 기저부(131) 상에 연결된 상기 구동힌지(132a) 및 상기 지지힌지(133a)가 순차적으로 전후방향으로 이격되게 형성되고, 상기 연결부(124) 상에 연결된 상기 구동측연결힌지(132b) 및 상기 지지측연결힌지(133b)가 연결되는 연결부(124)가 순차적으로 상하방향으로 이격되게 형성되어, 상기 구동부(130)의 구동에 의한 상기 스커트(120)의 구동궤적이 상승 및 전진, 하강 및 후진이 각각 함께 이루어지는 곡선궤적을 형성할 수 있다.

또한 상기 하우징(110)은, 상기 스커트(120)의 구동궤적에 간섭되지 않도록 상기 돌출부(112)의 전방이 전방으로 기울어진 형상을 형성할 수 있다.

또한 상기 하우징(110)은, 상기 구동부(130)의 상기 기저부(131)가 장착되는 공간을 형성하는 장착부(114), 상기 구동부(130)의 상기 구동바(132) 및 상기 지지바(133)의 통행을 허용하도록 통로 형태로 형성되는 통로부(115)를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 스커트가 격납 시에는 하단의 바닥면에 의하여 하우징 관통구와 매칭되고, 전개 시에는 상측에 구비된 돌출면에 의하여 역시 하우징 관통구와 매칭됨에 따라, 격납 및 전개 시 모두 하우징 관통구와 매칭되는 형상을 보유함으로써 공기유입을 최소화할 수 있는 큰 효과가 있다. 물론 이처럼 공기유입을 최소화함에 따라 차량의 주행 중 공력손실 방지를 극대화하는 효과 또한 있다.

더불어 본 발명에 의하면, 이처럼 공기유입 최소화를 통하여 전개 시 풍압에 의해 구동힌지에 과도한 부하가 걸리는 것을 방지해 주는 효과도 있으며, 따라서 결과적으로 장치 자체의 내구성 및 수명도 향상시켜 주는 효과도 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 차량용 액티브 에어스커트의 작동상태도.
도 2는 본 발명의 차량용 액티브 에어스커트의 전개 시 사시도 및 전면도.
도 3은 본 발명의 차량용 액티브 에어스커트의 전개 시 사시도 및 단면도.
도 4는 본 발명의 차량용 액티브 에어스커트의 격납 시 사시도 및 전면도.
도 5는 본 발명의 차량용 액티브 에어스커트의 격납 시 사시도 및 단면도.
도 6은 본 발명의 차량용 액티브 에어스커트의 분해 시 사시도.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 차량용 액티브 에어스커트를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2 및 도 3에는 본 발명의 차량용 액티브 에어스커트의 격납 시 사시도, 전면도 및 단면도가 도시되며, 도 4 및 도 5에는 본 발명의 차량용 액티브 에어스커트의 전개 시 사시도, 전면도 및 단면도가 도시된다. 또한 도 6에는 본 발명의 차량용 액티브 에어스커트의 분해 시 사시도가 도시된다.

도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 차량용 액티브 에어스커트(100)는, 기본적으로 하우징(110), 스커트(120) 및 구동부(130)를 포함한다. 이 때 본 발명에서는, 상기 스커트(120)가 상기 하우징(110)을 관통하는 관통구(113)를 통과하여 상하운동하되, 최상위치 및 최하위치에서 상기 스커트(120) 상에 상기 관통구(113)에 상응하는 형상의 구조물이 형성되어 상기 관통구(113)를 차폐하도록 형성된다. 즉 상기 스커트(120)가 격납 시(즉 최상위치에 있을 때) 및 전개 시(즉 최하위치에 있을 때) 모두 상기 관통구(113)가 차폐되며, 이에 따라 상기 관통구(113)를 통한 공기의 유입을 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 이처럼 공기유입을 최소화함에 따라 차량의 주행 중 공력손실 방지가 극대화된다. 더불어 공기유입 최소화를 통하여 전개 시 풍압에 의해 구동힌지에 과도한 부하가 걸리는 것이 방지되며, 결과적으로 장치 자체의 내구성 및 수명도 향상될 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 상기 차량용 액티브 에어스커트(100)는 기본적으로 상기 하우징(110), 상기 스커트(120), 상기 구동부(130)를 포함한다. 상기 하우징(110)은 차량의 프런트범퍼 배면에 위치하고 내부에 수납공간이 형성되어, 상기 스커트(120) 및 상기 구동부(130) 등을 수납하거나 지지하며 물론 그 자신이 외부구조물(차체)에 결합고정되는 역할도 한다. 상기 스커트(120)는 상기 프런트범퍼 하부로 유입되는 공기의 양을 조절하도록 상기 하우징(110)에 상하운동 가능하도록 수납된다. 상기 구동부(130)는 상기 스커트(120)의 상하운동을 위해 상기 하우징(120)에 구비된다. 이하에서 도면들을 참조하여 각부에 대하여, 특히 상기 스커트(120)의 차폐용 구조물의 형상에 대하여 보다 상세히 설명한다.

상기 하우징(110)은, 도 3 및 도 6에 상세히 표시된 바와 같이, 몸체면(111), 돌출부(112), 관통구(113)를 포함하며, 여기에 더하여 장착부(114), 통로부(115)가 더 포함될 수 있다. 상기 몸체면(111)은 차량의 프런트범퍼 너비에 상응하는 너비로 형성되는 수직면 형태로 형성되어, 장치 전체를 지지하는 역할을 한다. 상기 돌출부(112)는 상기 몸체면(111) 전방으로 돌출되며 전방부가 차량의 프런트범퍼 형상에 상응하는 형태로 형성된다. 상기 몸체면(111) 및 상기 돌출부(112)는 실질적으로 일체의 프레임을 형성하며, 이들의 각부가 차체에 결합됨으로써 상기 차량용 액티브 에어스커트(100) 장치 자체가 차체에 견고히 고정될 수 있게 된다. 상기 관통구(113)는 상기 스커트(120)가 통과하도록 상기 돌출부(112)의 바닥을 관통하는 구멍 형태로 형성된다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 관통구(113)를 통해 공기가 유입되는 문제로 인하여 공력손실, 풍압으로 인한 구동부하 증대 등의 여러 문제가 발생된다. 그러나 상기 스커트(120)의 구동궤적을 확보하기 위해서 상기 관통구(113)의 존재는 필수적이다. 본 발명에서는 이러한 문제를 해소하기 위하여, 상기 스커트(120)에 상기 관통구(113)에 상응하는 형상의 구조물이 형성되게 하는 것이다.

상기 스커트(120)는, 도 5 및 도 6에 상세히 표시된 바와 같이, 차폐면(121), 돌출면(122), 바닥면(123)을 포함하며, 여기에 더하여 연결부(124)가 더 포함될 수 있다. 상기 차폐면(121)은 차량 전후방향으로의 공기유동을 차폐하는 수직면 형태로 형성되며 차량의 프런트범퍼 형상에 상응하는 형태로 연장된다. 상기 차폐면(121)은 전방으로부터 불어들어오는 공기를 막는 역할, 즉 실질적인 에어스커트의 주요역할을 수행한다. 상기 돌출면(122)은 상기 차폐면(121) 상측에 전방으로 돌출되는 수평면 형태로 형성되며, 이에 따라 도 3, 전개상태의 단면도에서 명확히 확인할 수 있는 바와 같이 상기 스커트(120) 최하위치에서 상기 관통구(113)를 차폐할 수 있다. 상기 바닥면(123)은 상기 차폐면(121) 하측에 후방으로 돌출되는 수평면 형태로 형성되며, 이에 따라 도 5, 격납상태의 단면도에서 명확히 확인할 수 있는 바와 같이 상기 스커트(120) 최상위치에서 상기 관통구(113)를 차폐할 수 있다. 즉 상기 돌출면(122) 및 상기 바닥면(123)에 의하여, 상기 스커트(120)가 격납 또는 전개 시 어느 경우에 있어서든 상기 관통구(113)가 잘 차폐되어 있을 수 있게 된다. 이에 따라 상기 관통구(113)를 통한 차량 하부로의 공기유입이 원활하게 방지되며, 결과적으로 종래의 문제점이었던 공기유입에 따른 공력손실, 부하증가 등의 문제가 원천적으로 해소된다. 물론 이러한 차폐역할을 잘 수행할 수 있도록 하기 위해, 상기 돌출면(122) 및 상기 바닥면(123)의 형상이 상기 관통구(113)의 형상에 상응하는 형상으로 형성되어야 함은 자명하다.

상기 구동부(130)는, 기본적으로 4절링크 구조를 가진다. 회전구동력을 발생시키는 구동모터를 내장하는 기저부(131)가 고정링크가 되고, 상기 스커트(120)가 작동링크가 되며, 구동바(132) 및 지지바(133)가 이들을 연결하는 링크가 된다. 상기 구동바(132)는 일단에 상기 구동모터와 연결되어 회전구동을 수행하는 구동힌지(132a)가 형성되고 타단에 상기 스커트(120)와 연결되는 구동측연결힌지(132b)가 형성된다. 상기 지지바(133)는 일단에 상기 기저부(131)와 연결되어 지지하는 지지힌지(133a)가 형성되고 타단에 상기 스커트(120)와 연결되는 지지측연결힌지(133b)가 형성된다.

상기 구동부(130)와의 원활한 연결을 위해 상기 스커트에 형성되는 것이 상기 연결부(124)이다. 상기 연결부(124)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 차폐면(121) 후방으로 돌출되는 수직면 형태로 형성되어 상기 구동측연결힌지(132b) 및 상기 지지측연결힌지(133b)가 연결된다. 상기 스커트(120)의 구동궤적 설계에 따라 각 바의 길이나 구부러진 정도 등과 같은 형상, 각 힌지의 위치 등은 다양하게 변경될 수 있으나, 한 실시예로서, 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같은 구조를 설명하면 다음과 같다. 도 2 내지 도 6의 실시예에서, 상기 기저부(131) 상에 연결된 상기 구동힌지(132a) 및 상기 지지힌지(133a)가 순차적으로 전후방향으로 이격되게 형성된다. 또한 상기 연결부(124) 상에 연결된 상기 구동측연결힌지(132b) 및 상기 지지측연결힌지(133b)가 연결되는 연결부(124)가 순차적으로 상하방향으로 이격되게 형성된다. 이에 따라 상기 구동부(130)의 구동에 의한 상기 스커트(120)의 구동궤적이 상승 및 전진, 하강 및 후진이 각각 함께 이루어지는 곡선궤적을 형성하게 된다. 이 때 상기 하우징(110)은, 상기 스커트(120)의 구동궤적에 간섭되지 않도록 상기 돌출부(112)의 전방이 전방으로 기울어진 형상을 형성하는 것이 바람직하다.

한편 상기 하우징(110)에는 상기 구동부(130)가 안정적으로 장착되어 동작할 수 있도록 하는 구조가 형성되는 것이 바람직한데, 이것이 바로 상기 장착부(114) 및 상기 통로부(115)이다. 상기 장착부(114)는 상기 구동부(130)의 상기 기저부(131)가 장착되는 공간을 형성하며, 상기 통로부(115)는 상기 구동부(130)의 상기 구동바(132) 및 상기 지지바(133)의 통행을 허용하도록 통로 형태로 형성된다. 상기 하우징(110) 상에서 상기 장착부(114) 및 상기 통로부(115)의 위치는, 물론 당연히 상기 스커트(120)의 상기 연결부(124)가 형성되는 위치에 상응하게 형성된다. 도 2 내지 도 6의 실시예에서는 상기 구동부(130)가 1개만 구비되는 것으로 도시되며, 이에 따라 작동 중의 불균형 등을 최소화하도록 상기 구동부(130)가 전체적으로 너비방향 중앙에 배치되었으나, 예를 들어 상기 구동부(130)가 2개 구비된다면 그 배치위치는 너비방향 좌우끝단에 편향되게 배치되는 등 더 적절한 배치가 도입될 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

100 : 차량용 액티브 에어스커트
110 : 하우징 111 : 몸체면
112 : 돌출부 113 : 관통구
114 : 장착부 115 : 통로부
120 : 스커트 121 : 차폐면
122 : 돌출면 123 : 바닥면
124 : 연결부
130 : 구동부 131 : 기저부
132 : 구동바 133 : 지지바
132a : 구동힌지
132b : 구동측연결힌지
133a : 지지힌지
133b : 지지측연결힌지

Claims (9)

1. 차량의 프런트범퍼 배면에 위치하고 내부에 수납공간이 형성된 하우징;
   상기 프런트범퍼 하부로 유입되는 공기의 양을 조절하도록 상기 하우징에 상하운동 가능하도록 수납되는 스커트;
   상기 스커트의 상하운동을 위해 상기 하우징에 구비되는 구동부;
   를 포함하며,
   상기 스커트가 상기 하우징을 관통하는 관통구를 통과하여 상하운동하되, 최상위치 및 최하위치에서 상기 스커트 상에 상기 관통구에 상응하는 형상의 구조물이 형성되어 상기 관통구를 차폐하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 액티브 에어스커트.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 하우징은,
   차량의 프런트범퍼 너비에 상응하는 너비로 형성되는 수직면 형태의 몸체면,
   상기 몸체면 전방으로 돌출되며 전방부가 차량의 프런트범퍼 형상에 상응하는 형태로 형성되는 돌출부,
   상기 스커트가 통과하도록 상기 돌출부의 바닥을 관통하는 구멍 형태로 형성되는 관통구
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 액티브 에어스커트.
   
3. 제 2항에 있어서, 상기 스커트는,
   차량 전후방향으로의 공기유동을 차폐하는 수직면 형태로 형성되며 차량의 프런트범퍼 형상에 상응하는 형태로 연장되는 차폐면,
   상기 차폐면 상측에 전방으로 돌출되는 수평면 형태로 형성되어 상기 스커트 최하위치에서 상기 관통구를 차폐하는 돌출면,
   상기 차폐면 하측에 후방으로 돌출되는 수평면 형태로 형성되어 상기 스커트 최상위치에서 상기 관통구를 차폐하는 바닥면
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 액티브 에어스커트.
   
4. 제 3항에 있어서, 상기 스커트는,
   상기 돌출면 및 상기 바닥면의 형상이 상기 관통구의 형상에 상응하는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 액티브 에어스커트.
   
5. 제 3항에 있어서, 상기 구동부는,
   회전구동력을 발생시키는 구동모터를 내장하는 기저부,
   일단에 상기 구동모터와 연결되어 회전구동을 수행하는 구동힌지가 형성되고 타단에 상기 스커트와 연결되는 구동측연결힌지가 형성되는 구동바,
   일단에 상기 기저부와 연결되어 지지하는 지지힌지가 형성되고 타단에 상기 스커트와 연결되는 지지측연결힌지가 형성되는 지지바
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 액티브 에어스커트.
   
6. 제 5항에 있어서, 상기 스커트는,
   상기 차폐면 후방으로 돌출되는 수직면 형태로 형성되어 상기 구동측연결힌지 및 상기 지지측연결힌지가 연결되는 연결부
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 액티브 에어스커트.
   
7. 제 6항에 있어서, 상기 차량용 액티브 에어스커트는,
   상기 기저부 상에 연결된 상기 구동힌지 및 상기 지지힌지가 순차적으로 전후방향으로 이격되게 형성되고,
   상기 연결부 상에 연결된 상기 구동측연결힌지 및 상기 지지측연결힌지가 연결되는 연결부가 순차적으로 상하방향으로 이격되게 형성되어,
   상기 구동부의 구동에 의한 상기 스커트의 구동궤적이 상승 및 전진, 하강 및 후진이 각각 함께 이루어지는 곡선궤적을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 액티브 에어스커트.
   
8. 제 7항에 있어서, 상기 하우징은,
   상기 스커트의 구동궤적에 간섭되지 않도록 상기 돌출부의 전방이 전방으로 기울어진 형상을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 액티브 에어스커트.
   
9. 제 5항에 있어서, 상기 하우징은,
   상기 구동부의 상기 기저부가 장착되는 공간을 형성하는 장착부,
   상기 구동부의 상기 구동바 및 상기 지지바의 통행을 허용하도록 통로 형태로 형성되는 통로부
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 액티브 에어스커트.

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