KR101756178B1 - 차량용 캐리어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 캐리어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 쿨링모듈과 에어댐 타입의 인터쿨러를 별도로 장착하며 쿨링모듈의 하단과 인터쿨러의 상단을 고정하는 아이솔레이터가 후방으로 밀림 가능한 구조를 갖게 되는 차량용 캐리어에 관한 것이다.
본 발명의 캐리어는 쿨링모듈과 인터쿨러를 별도로 조립하기 때문에 지속적인 반복하중과 진동조건에서도 조립구조가 확보되어 내구성이 향상되는 효과가 있다. 또한 쿨링모듈과 인터쿨러 간의 진동 발생을 격리하여 감성 품질이 향상되는 효과가 있다. 아울러 충돌 발생 시 아이솔레이터를 통한 쿨링모듈과 인터쿨러의 후방 밀림 구조를 적용하여 쿨링모듈과 인터쿨러의 파손을 최소화하게 되는 효과가 있다.

Description

차량용 캐리어{Carrier for Motor Vehicle}

본 발명은 차량용 캐리어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 쿨링모듈과 에어댐 타입의 인터쿨러를 별도로 장착하며 쿨링모듈의 하단과 인터쿨러의 상단을 고정하는 아이솔레이터가 후방으로 밀림 가능한 구조를 갖게 되는 차량용 캐리어에 관한 것이다.

근래에 들어 자동차의 조립공정에 있어서, 공정을 단순화 및 자동화하며 생산성을 향상시킬 목적으로 다수의 부품들을 조립한 집합체를 조립라인에서 조립하는 즉, 모듈화하는 기술이 제안되고 있다.

그 중 대표적인 예로써 쿨링모듈과 헤드램프 및 범퍼 빔을 포함한 범퍼를 조립하여 모듈화한 프론트 엔드 모듈을 들 수 있다.

상기 프론트 엔드 모듈은 중앙에 배치된 캐리어를 중심으로 하여 상기 캐리어의 쿨링모듈 장착부에 라디에이터와 콘덴서 및 팬슈라우드를 포함한 쿨링모듈이 장착되고, 상기 캐리어의 헤드램프 장착부에는 헤드램프가 장착되며, 상기 캐리어의 전면에는 범퍼 빔이 장착되어 모듈화된다.

또한, 차량의 엔진의 출력을 높이기 위하여 외부공기를 흡입하여 터빈(Turbine)을 돌리고, 그로인해 발생하는 고온의 압축공기를 실린더(Cylinder) 내부에 공급하는 장치인 과급기(Turbo charger)를 구비하고 있다. 그런데, 이 과급기에 의해 급속히 압축된 공기는 온도가 높아져 팽창하고, 산소 밀도가 떨어져 결과적으로 실린더 안의 충전효율을 떨어뜨린다.

이에, 인터쿨러(Inter cooler)를 이용하여 압축된 고온의 공기를 냉각하면 공기 밀도가 올라가 실린더의 흡입효율이 높아지고, 엔진의 연소효율이 향상되어 연비가 높아지는 것은 물론, 이산화탄소 배출도 크게 줄어든다.

최근에는 인터쿨러를 쿨링모듈의 하측에 배치하는 에어댐 타입의 인터쿨러가 공지된 바 있다. 따라서 쿨링모듈과 인터쿨러를 브라켓을 이용하여 일체화 한 후 캐리어에 장착된다.

종래의 에어댐 타입의 인터쿨러의 장착구조를 도 1을 참조하여 설명하면,

콘덴서(C), 라디에이터(R), 팬 슈라우드(F)의 조합으로 되는 쿨링모듈(M)과 상기 쿨링모듈(M)의 하단에 인터쿨러(I)가 브라켓을 통해 일체로 형성된다. 상기 인터쿨러 일체형 쿨링모듈(M)은 캐리어(20)의 장착공간(20a)의 위치하여 고정되는 데, 쿨링모듈(M)의 상단에 형성되는 상단결합부(11)가 상기 캐리어의 상측에 형성되는 상단마운팅(21)에 끼움고정되며, 인터쿨러(I)의 하단에 형성되는 하단결합부(12)가 상기 캐리어의 하측에 형성되는 하단마운팅(22)에 끼움 고정된다.

상기와 같은 구성의 인터쿨러의 장착구조는 한국공개특허공보 제2003-0082799호 "자동차의 인터쿨러 장착 구조" 로 공지된 바 있으며, 인터쿨러가 라디에이터의 하단부에 일체로 고정되고, 라디에이터의 전면에 콘덴서가 결합된 것을 특징으로 한다. 상기와 같은 구조는 열교환 효율이 높아지고, 비용, 중량 및 부품 개수가 절감되는 효과는 있으나, 다음과 같은 문제점이 있다.

차량에 가해지는 지속적인 반복 하중 및 진동 조건에서 쿨링모듈과 인터쿨러간의 강건한 조립구조 확보가 요구되나, 쿨링모듈과 인터쿨러의 조립구조가 취약하기 때문에 쿨링모듈과 인터쿨러가 캐리어로부터 분리될 수 있다.

또한, 쿨링모듈과 인터쿨러가 일체형으로 될 경우, 각기 다른 진동원에 의해 감성품질이 저하될 수 있다.

한국공개특허공보 제2003-0082799호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 캐리어의 쿨링모듈 및 인터쿨러 설치공간에 인터쿨러박스를 설치하여 인터쿨러를 쿨링모듈과 분리 설치하고, 아이솔레이터를 통해 쿨링모듈의 하단과 인터쿨러의 상단을 연결하고, 충격발생 시 아이솔레이터를 통해 쿨링모듈과 인터쿨러가 후방으로 슬라이드 되는 차량용 캐리어를 제공함에 있다.

본 발명의 캐리어는, 콘덴서(C)와, 상기 콘덴서(C)의 후방에 위치하며, 상단에 제1 결합부(110) 및 하단에 제2 결합부(120)가 형성되는 라디에이터(R) 및 상기 라디에이터(R)를 냉각시키기 위한 팬슈라우드(F)로 이루어진 쿨링모듈(100)과, 상기 쿨링모듈(100)의 하단에 위치하며 상단에 제3 결합부(130)와 하단에 제4 결합부(140)가 형성되는 인터쿨러(I)가 장착되는 장착공간(200a)이 형성되는 캐리어(200)에 있어서, 상기 캐리어(200)는, 상기 제1 결합부(110)가 고정되도록 상단에 형성되는 상단마운팅(210); 상측에 상기 제2 결합부(120)가 고정되며, 하측에 상기 제3 결합부(130)가 고정되는 아이솔레이터(400); 상기 장착공간(200a)의 하측에 상기 인터쿨러(I)가 삽입 고정되도록 설치되며, 상면에 상기 아이솔레이터(400)가 설치되고, 하면에 상기 제4 결합부(140)가 고정되는 하단마운팅(500)이 구비되는 인터쿨러박스(300); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 아이솔레이터(400)에는 측면 둘레를 따라 끼움홈(430)이 형성되며, 상기 인터쿨러박스(300)에는, 상기 끼움홈(430)을 통해 상기 아이솔레이터(400)가 끼움 고정되도록, 상면에 차량 후측에서 전측으로 슬라이드홈(330)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 인터쿨러박스(300)는, 차량 전방으로 에어덕트(320)가 연장 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 캐리어는 쿨링모듈과 인터쿨러를 별도로 조립하기 때문에 지속적인 반복하중과 진동조건에서도 조립구조가 확보되어 내구성이 향상되는 효과가 있다. 또한 쿨링모듈과 인터쿨러 간의 진동 발생을 격리하여 감성 품질이 향상되는 효과가 있다. 아울러 충돌 발생 시 아이솔레이터를 통한 쿨링모듈과 인터쿨러의 후방 밀림 구조를 적용하여 쿨링모듈과 인터쿨러의 파손을 최소화하게 되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 캐리어와 인터쿨러 일체형 쿨링모듈 분해사시도
도 2는 본 발명의 캐리어 사시도
도 3은 본 발명의 인터쿨러박스 사시도
도 4는 본 발명의 캐리어 후면사시도
도 5는 본 발명의 아이솔레이터 사시도
도 6은 본 발명의 인터쿨러박스와 쿨링모듈 및 인터쿨러 분해사시도
도 7은 본 발명의 쿨링모듈 및 인터쿨러가 장착된 캐리어 후면사시도

내연기관은 공급되는 연료를 압축하여 고온 · 고압의 상태에서 점화 · 연소시킨다. 이에 따라 내연기관은 항상 많은 열이 발생되는데 이를 방치하면 피스톤 또는 실린더 등 엔진을 구성하는 부재들이 과열되어 그 기능을 수행할 수 없게 된다. 따라서 일반적으로 자동차의 엔진룸에는 엔진과 이 엔진을 냉각시키기 위한 냉각 수단, 공기 조화 장치 등이 설치되어 있다. 상기 냉각 장치는 자동차의 엔진을 냉각시키기 위한 것으로 엔진의 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터와 라디에이터로의 공기 흐름을 유발시켜 라디에이터 표면의 방열효율을 높이고 결과적으로 냉각수의 냉각 효율을 더욱 촉진시키기 위한 팬 슈라우드 유닛을 포함한다. 이러한 팬슈라우드 유닛은 라디에이터 및 응축기의 공기유동 상류 또는 하류에 위치하여 공기를 강제적으로 통과시킴으로써 방열 성능을 향상시키는 역할을 하며 팬과 이를 구동하는 모터 및 상기 모터를 고정시키고 팬을 보호하는 슈라우드 등으로 구성되어 일반적으로 자동차 엔진 룸 내의 라디에이터 후면에 설치된다.

차량의 엔진룸 전방에는 차량 내부를 냉각시키는 과정에서 발생된 고온의 냉매를 냉각시키는 콘덴서와 상기 콘덴서의 후방에 위치하여 엔진을 냉각시키는 과정에서 발생된 고온의 냉각수를 냉각시키는 라디에이터, 상기 라디에이터의 후방에 위치하여 공기를 강제 송풍시켜 상기 콘덴서와 라디에이터의 냉각효율을 향상시키도록 팬/슈라우드가 설치되어 쿨링모듈을 구성한다. 이와 같이 구성되는 쿨링모듈은 상기 라디에이터를 기준으로 하여 전방으로 콘덴서가 위치하고 후방으로 팬슈라우드가 위치하여 결합되고 상기 쿨링모듈은 프론트 엔드 모듈 캐리어에 결합되게 된다.

자동차의 프론트 엔드 모듈(Front end module, FEM)이란 자동차의 앞부분에 결합되는 조립체의 총칭으로서 캐리어에 헤드램프, 공조 장치, 범퍼 등의 여러 부품이 설치된 구조물을 말한다. 구체적으로는 좌우측 헤드램프 서포트 패널, 쿨링모듈 상부 패널, 쿨링모듈 하부 패널, 범퍼 서포트 등에 헤드램프, 공조 장치 모듈 및 범퍼 등이 함께 설치된 구성으로 되어 있는 것이 일반적이다. 최근 자동차 개발의 경향은 부품과 공정의 수를 감소하여 생산성을 향상시킬 수 있는 방안에 대한 연구가 활발한데, 프론트 엔드 모듈(Front end module, FEM)이 대표적이라 할 수 있다.

또한, 차량에는 엔진의 출력을 높이기 위하여 외부공기를 흡입하여 터빈(Turbine)을 돌리고, 그로인해 발생하는 고온의 압축공기를 실린더(Cylinder) 내부에 공급하는 장치인 과급기(Turbo charger)를 구비하고 있다. 그런데, 이 과급기에 의해 급속히 압축된 공기는 온도가 높아져 팽창하고, 산소 밀도가 떨어져 결과적으로 실린더 안의 충전효율을 떨어뜨린다.

이에, 인터쿨러(Inter cooler)를 이용하여 압축된 고온의 공기를 냉각하면 공기 밀도가 올라가 실린더의 흡입효율이 높아지고, 엔진의 연소효율이 향상되어 연비가 높아지는 것은 물론, 이산화탄소 배출도 크게 줄어든다. 최근에는 인터쿨러를 쿨링모듈의 하측에 배치하는 에어댐 타입의 인터쿨러가 공지된 바 있다.

그런데 쿨링모듈과 인터쿨러를 일체화 하여 캐리어에 고정시킬 경우 조립구조 취약으로 인한 품질저하 및 진동으로 인한 감성품질 저하의 문제 발생한다. 따라서 본 발명에서는 쿨링 모듈과 인터쿨러를 독립적으로 캐리어에 조립하기 위한 구성은 제안하고자 한다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 캐리어는, 콘덴서(C)와, 상기 콘덴서(C)의 후방에 위치하며, 상단에 제1 결합부(110) 및 하단에 제2 결합부(120)가 형성되는 라디에이터(R) 및 상기 라디에이터(R)를 냉각시키기 위한 팬슈라우드(F)로 이루어진 쿨링모듈(100)과, 상기 쿨링모듈(100)의 하단에 위치하며 상단에 제3 결합부(130)와 하단에 제4 결합부(140)가 형성되는 인터쿨러(I)를 장착시키기 위한 구성으로, 이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시 예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 캐리어(200)는 상단마운팅(210), 인터쿨러박스(300), 아이솔레이터(400), 하단마운팅(500)을 포함하여 이루어진다.

상기 캐리어(200)는 쿨링모듈과 인터쿨러가 장착되는 장착공간(200a)이 중앙에 형성된다. 상기 장착공간(200a)의 하측에는 상기 인터쿨러박스(300)가 설치된다.

상기 상단마운팅(210)은 상기 캐리어(200)의 상단에 형성되며, 상기 쿨링모듈(M)의 제1 결합부(110)가 끼움 고정된다. 상기 상단마운팅(210)은 상기 제1 결합부(110)의 수만큼 형성되며 통상적으로 상기 캐리어(200)의 상단 양측에 한 쌍이 형성될 수 있다.

도 5를 참조하면 상기 아이솔레이터(400)는 원기둥 상으로 탄성 재질로 이루어질 수 있다. 상기 아이솔레이터(400)는 상단에 상기 쿨링모듈(M)의 제2 결합부(120)가 끼움 고정되도록 제1 마운팅(410)이 형성되고, 하단에 상기 인터쿨러(I)의 제3 결합부(130)가 끼움 고정되도록 제2 마운팅(420)이 형성된다. 상기 아이솔레이터(400)의 중앙 측면에는 둘레를 따라 끼움홈(430)이 함몰 형성된다.

도 3을 참조하면, 상기 인터쿨러박스(300)는 내부에 인터쿨러가 삽입되도록 차량 전방 측면과 차량 후방 측면이 개방 형성되는 사각 기둥 형상의 본체(310)와, 상기 본체(310)의 상방으로 연장 형성되는 에어덕트(320)로 구성된다. 상기 에어덕트(320)는 차량 전방으로 갈수록 단면적이 확대되도록 구성되며, 상기 인터쿨러에 공기를 용이하게 유입시키도록 구성될 수 있다.

상기 본체(310)의 상면에는 슬라이드홈(330)이 형성된다. 상기 슬라이드홈(330)은 상기 아이솔레이터(400)의 끼움홈(430)이 끼움 고정되도록 차량 후측에서 전측으로 형성될 수 있다. 상기 슬라이드홈(330)의 구성을 통해 상기 쿨링모듈(M)과 인터쿨러(I)를 고정하고 있는 아이솔레이터(400)의 후방 슬라이드를 가능하게 한다. 따라서 쿨링모듈(M)과 인터쿨러(I)에 충격발생 시 아이솔레이터(400)를 통해 후방 밀림이 가능한 구조를 갖게 된다.

상기 본체(310)의 하면에는 하단마운팅(500)이 설치된다. 상기 하단마운팅(500)에는 상기 인터쿨러(I)의 제4 결합부(140)가 끼움 고정된다. 상기 하단마운팅(500)은 상기 제4 결합부(140)의 수만큼 형성되며 통상적으로 상기 본체(310)의 하면 양측에 한 쌍이 형성될 수 있다.

상기 본체(310)의 하면에는 하단슬라이드홈(미도시)이 형성된다. 상기 하단슬라이드홈은 상기 하단마운팅(500)이 끼움 고정되도록 차량 후측에서 전측으로 형성될 수 있다. 상기 하단슬라이드홈의 구성을 통해 상기 인터쿨러(I)를 고정하고 있는 하단마운팅(500)의 후방 슬라이드를 가능하게 한다. 따라서 쿨링모듈(M)과 인터쿨러(I)에 충격발생 시 하단마운팅(500)를 통해 후방 밀림이 가능한 구조를 갖게 된다.

본 발명의 상기한 실시예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

M : 쿨링모듈 I : 인터쿨러
C : 콘덴서 R : 라디에이터
F : 팬 슈라우드
200 : 캐리어 200a : 장착공간
210 : 상단마운팅
300 : 인터쿨러박스 310 : 본체
320 : 에어덕트 330 : 슬라이드홈
400 : 아이솔레이터 410 : 제1 마운팅
420 : 제2 마운팅 430 : 끼움홈
500 : 하단마운팅

Claims (3)

1. 콘덴서(C)와, 상기 콘덴서(C)의 후방에 위치하며, 상단에 제1 결합부(110) 및 하단에 제2 결합부(120)가 형성되는 라디에이터(R) 및 상기 라디에이터(R)를 냉각시키기 위한 팬슈라우드(F)로 이루어진 쿨링모듈(100)과, 상기 쿨링모듈(100)의 하단에 위치하며 상단에 제3 결합부(130)와 하단에 제4 결합부(140)가 형성되는 인터쿨러(I)가 장착되는 장착공간(200a)이 형성되는 캐리어(200)에 있어서,
   상기 캐리어(200)는,
   상기 제1 결합부(110)가 고정되도록 상단에 형성되는 상단마운팅(210);
   상측에 상기 제2 결합부(120)가 고정되며, 하측에 상기 제3 결합부(130)가 고정되는 아이솔레이터(400);
   상기 장착공간(200a)의 하측에 상기 인터쿨러(I)가 삽입 고정되도록 설치되며, 상면에 상기 아이솔레이터(400)가 설치되고, 하면에 상기 제4 결합부(140)가 고정되는 하단마운팅(500)이 구비되는 인터쿨러박스(300);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 캐리어.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 아이솔레이터(400)에는 측면 둘레를 따라 끼움홈(430)이 형성되며,
   상기 인터쿨러박스(300)에는, 상기 끼움홈(430)을 통해 상기 아이솔레이터(400)가 끼움 고정되도록, 상면에 차량 후측에서 전측으로 슬라이드홈(330)이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 캐리어.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 인터쿨러박스(300)는,
   차량 전방으로 에어덕트(320)가 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 캐리어.

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