KR102329899B1 - 가변형 알루미늄 쇽업쇼버 하우징 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가변형 알루미늄 쇽업쇼버 하우징에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 쇽업쇼버가 마운팅되는 쇽업쇼버 하우징에 있어서, 상기 쇽업쇼버 하우징의 최상단을 구성하며, 알루미늄 다이케스팅에 의해 단판으로 성형되는 일체형 다이케스팅 쇽업쇼버 커버; 및 쇽업쇼버 커버에 결합되어 상기 쇽업쇼버 하우징의 몸체를 형성하고 프레스 공정을 통해 알루미늄 단판으로 성형되는 일체형 알루미늄 쇽업쇼버 판넬;을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 알루미늄 쇽업쇼버 하우징에 관한 것이다.

Description

가변형 알루미늄 쇽업쇼버 하우징{Variable type Aluminum shock absorber housing}
본 발명은 중형, 대형차종 동시 적용가능 가변형 알루미늄 쇽업쇼버 하우징에 관한 것이다.
일반적으로, 쇽업쇼버(shock absorber)는 현가장치의 구성요소로서, 자동차가 주행하는 동안 노면으로부터 입력되는 하중을 흡수 또는 감쇠시키도록 구비된다.
다시 말해, 쇽업쇼버는 외부의 하중으로부터 차체를 안정시키는 장치이다. 또한, 쇽업쇼버는 하중을 받아 상쇄시키는 스프링의 작용을 부드럽게 하거나 스프링의 진동을 감쇠시킨다.
쇽업쇼버 하우징(shock absorber housing)은 차체의 프런트 사이드 멤버(front side member) 상에 설치되고, 쇽업쇼버가 장착되는 하우징이다. 이러한 쇽업쇼버 하우징에는 상기 쇽업쇼버가 장착되고 그 주위로는 현가장치가 지지되기 때문에 차체의 다른 부위에 비하여 높은 강성이 요구된다.
하지만, 상기 쇽업쇼버 하우징이 강성을 확보하지 못하거나 입력된 하중을 원활하게 분산시키지 못하면, 자동차의 주행 안정성 및 승차감이 저하될 수 있다. 한편, 상기 쇽업쇼버 하우징이 강성을 확보하기 위해 상기 쇽업쇼버 하우징의 두께를 두껍게 하거나 추가적인 구성요소를 사용하게 되면, 공간활용도가 저하될 수 있다. 나아가, 상기 쇽업쇼버 하우징의 중량이 증가되고 자동차의 연비가 악화될 수 있다.
도 1a는 쇽업쇼버 하우징이 결합된 펜더 에이프론 모듈을 도시한 것이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 쇽업쇼버 하우징 외측 하부에는 프론트 사이드멤버(1)가 결합되며, 내측으로는 펜더 에이프런 어퍼 멤버(2)가 결합될 수 있음을 알 수 있다.
도 1b는 쇽업쇼버 하우징의 사시도를 도시한 것이고, 도 1c는 쇽업쇼버 커버의 사시도, 도 1d는 쇽업쇼버 판넬의 사시도를 도시한 것이다. 도 2a는 현가장치와 쇽업쇼버와 쇽업쇼버 커버의 결합사시도, 도 2b는 쇽업쇼버 커버, 쇽업쇼버 하우징, 쇽업쇼버, 프론트사이드멤버(1), 현가장치의 결합도, 도 2c는 종래 쇽업쇼버 커버의 분해 사시도를 도시한 것이다.
즉, 차량이동시 발생하는 진동을 쇽업쇼버에서 감쇠시키는데, 쇽업쇼버를 고정 및 거치하는 부품이 쇽업쇼버 하우징이다.
차체부품인 쇽업쇼버 커버는 쇽업쇼버 하우징 부품 중 최상단에 위치하여 쇽업쇼버와 체결되는 부품이다.
차체부품인 쇽업쇼버 판넬은 쇽업쇼버 하우징의 부품중 하단에 위치하여 쇽업쇼버 커버와 결합되는 부품이다.
쇽업쇼버 하우징의 강성부족시 파단이 발생할 가능성이 있으며, 이는 주행불가 및 운전자의 상해로 이어질 가능성이 있다.
차체 부품중 현가장치(4)(샤시부품)에 영향을 미칠 수 있는 부품으로, 기존 쇽업쇼버 커버는 스틸소재로 구성되어 있으며, 도 2c에 도시된 바와 같이 강성보강과 내구성 증대를 위해 내판과 외판 2매로 구성되어 있음을 알 수 있다. 상관부품인 쇽업쇼버 판넬 역시 스틸로 구성되어 spot 점용접으로 체결되게 된다. 또한 기존 쇽업쇼버 판넬은 스틸소재로 구성되어 있으며, 강성보강 및 내구성 증대를 위해, 앞, 뒤 2개(전방부와 후방부), 세로형 보강재 2개 총 4개의 개별적인 부품을 제작후 결합시키게 된다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 타이어 및 바퀴와 직접연결되는 현가장치에 각종 암류와 쇽업쇼버(3) 하단부가 장착되고, 쇽업쇼버(3) 상단부는 쇽업쇼버 커버에 3점 고정되어 차체로 진입되는 진동을 감쇠시키는 동시에, 차체를 지지해 주는 역할을 하게 된다.
그러나 현재 전기차, 수소차 등 고연비 및 친환경 차량의 증대로 인한 차체 부품의 경량화가 필요하다.
스틸 소재 단판으로는 경량화, 내구성을 동시에 확보하기 어렵다. 따라서 현재 쇽업쇼버 커버는 2개의 스틸 단판을 제작 후, 별도의 용접을 통해 결합시키게 된다. 2개 단판 제작을 위한 금형, 결합을 위한 용접장비, 고정을 위한 지그등으로 인하여 2피스로 제작시 부수적인 발생비용이 큰 단점을 갖게 된다. 또한, 현재 쇽업쇼버 판넬은 전방부, 후방부 2개의 스틸 단판을 제작하고, 세로형 보강재 전방, 후방 2개 스틸단판을 제작하여, 별도의 용접을 통해 결합시키게 된다. 총 6개(커버 2피스, 판넬 4피스) 단판 제작을 위한 금형, 결합을 위한 용접장비, 고정을 위한 지그등으로 인하여 6피스로 제작시 부수적인 발생비용이 큰 단점을 갖게 된다.
또한 해당부품은 차체 외관과 직접적으로 연관된 차체부품이므로 설계의 자유도가 매우 낮으며, 현재 다차종 소량생산으로 인하여, 제조관련 투자비 절감이 필요한 상황이다.
또한 일체화 및 경량화가 필요한 부품이며, 상단부 쇽업쇼버가 체결되는 부위에는 강성(피로내구성능)이 필수적인 상황이다. 그리고 고속 충돌성능에 영향이 높아 일체화 및 경량화가 필요한 부품이며, 상단부 쇽업쇼버가 체결되는 부위에는 강성(피로내구성능)이 필수적인 상황이다.
또한 동일 형상, 동일 부품 중형, 대형 차종 동시 적용이 불가하다(차량 중량에 따른 고강성 필요시 쇽업쇼버 하우징의 소재두께 상이). 대형차, 고급차, 전기차의 경우 쇽업쇼버 하우징 전체를 다이케스팅 공정으로 적용하여 제조비가 증대되는 문제점(금형비 및 부품비 증대에 따른 경제성 저하)이 존재한다.
해당 부품 중 일부분만 알루미늄으로 변경될 경우, 기존의 spot 용접은 적용이 불가(신규 용접 및 결합법 도출이 필요함)하며, 소재 이원화시 발생가능한 갈바닉 부식에 대한 검증이 필요한 상황이다.
대한민국 등록특허 10-1856240 대한민국 등록특허 10-1461892
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 중형 대형 전기차 동시 적용이 가능한 가변형 알루미늄 쇽업쇼버 하우징을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 추가 강성 필요부 보강재 적용을 통한 내구성능 확보가 용이하며, 단품 생산 수량 절감을 통한 금전적, 시간적 이점을 확보할 수 있는, 가변형 알루미늄 쇽업쇼버 하우징을 제공하는데 그 목적이 있다.
그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 부품수 감소로 인한 원가/중량을 감소시킬 수 있고, 기존 스틸 6매 용접을 위한 지그 비용을 절약할 수 있으며, 소재 수급, 성형, 용접관련 제조비를 절감할 수 있고, 중형 및 대형, 전기차까지 다차종 소량 생산에 적합하며, 고강성 필요 차종에 대해 보강재만 추가하여 생상이 가능하고, 이종소재(스틸+알루미늄) 적용이 가능하며, 전체 형상에 대해 스틸 프레스 공정보다 경량화 비율을 증대시킬 수 있으며, 전체 형상에 대해 알루미늄 다이케스팅 공정보다 원가를 절감할 수 있는, 가변형 알루미늄 쇽업쇼버 하우징을 제공하는데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 목적은, 차량의 쇽업쇼버가 마운팅되는 쇽업쇼버 하우징에 있어서, 상기 쇽업쇼버 하우징의 최상단을 구성하며, 알루미늄 다이케스팅에 의해 단판으로 성형되는 일체형 다이케스팅 쇽업쇼버 커버; 및 쇽업쇼버 커버에 결합되어 상기 쇽업쇼버 하우징의 몸체를 형성하고 프레스 공정을 통해 알루미늄 단판으로 성형되는 일체형 알루미늄 쇽업쇼버 판넬;을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 알루미늄 쇽업쇼버 하우징으로서 달성될 수 있다.
그리고 상기 쇽업쇼버 커버는, 상부홀을 갖는 바디부와, 상기 바디부의 외측에 연결되어 멤버와 체결되는 상단플랜지부와, 상기 바디부 테두리에서 하측으로 절곡되어 쇽업쇼버 판넬과 체결되는 하단플랜지부와, 상기 상부홀의 외주면에 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어 형성되어 하면에 쇽업쇼버의 상단이 결합되는 복수의 체결부를 갖고, 상기 바디부, 상단플랜지부, 하단플랜지부, 및 상기 체결부는 상기 다이케스팅 공정적용시 일체로 성형되며, 상기 쇽업쇼버 판넬은, 전방의 평탄부와 상기 평탄부와 후방으로 연결되는 경사부를 갖는 전방부와, 중단부와 후방부가 연결되어 일체로 구성되며, 상기 중단부 상단에는 상기 쇽업쇼버 커버에 체결되는 상단플랜지부가 구비되며, 내측테두리에는 멤버와 체결되는 내측플랜지부가 구비되고, 하단테두리 일측에는 프론트 사이드 멤버가 체결되는 하단플랜지부가 구비되며, 상기 전방부와 상기 중단부와 상기 후방부와 상기 상단플랜지부와 상기 내측플랜지부와 상기 하단플랜지부는 프레스 공정을 통해 알루미늄 단판으로 일체로 성형되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 쇽업쇼버 커버의 하단플랜지부와 상기 쇽업쇼버 판넬의 상단플랜지부가 면겹침되고, 겹침면에 MIG 용접을 통해 상기 쇽업쇼버 커버와 상기 쇽업쇼버 판넬을 접합하고, 상기 겹침면에 상온경화 2액형 또는 1액형 접착제가 도포되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 쇽업쇼버 커버의 하단플랜지부와 상기 쇽업쇼버 판넬의 상단플랜지부가 면겹침되고, 겹침면에 FDS(flow drill screw), SPR(Self-Piercing Rivet), Clinching FSW(Friction Stir Welding), FSSW(Friction Stir Spot Welding), 및 알루미늄 SPOT WELD 중 적어도 어느 하나를 통해 상기 쇽업쇼버 커버와 상기 쇽업쇼버 판넬을 접합하고, 상기 겹침면에 상온경화 2액형 또는 1액형 접착제가 도포되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 쇽업쇼버 커버의 하단플랜지부와 상기 쇽업쇼버 판넬의 상단플랜지부가 면겹침되고, 상기 쇽업쇼버 커버 내면에 결합되는 내측 스틸보강재를 더 포함하고, 상기 내측 스틸보강재와, 상기 쇽업쇼버 커버 내면 사이에 상온경화 2액형 또는 1액형 접착제를 도포하고, 상기 겹침면에 상온경화 2액형 또는 1액형 접착제를 도포하며, 상기 겹침면에 FDS(flow drill screw), SPR(Self-Piercing Rivet), 및 Clinching EJOT WELD 중 적어도 어느 하나를 통해 상기 쇽업쇼버 커버와 내측 스틸보강재와 상기 쇽업쇼버 판넬을 접합하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 가변형 알루미늄 쇽업쇼버 하우징에 따르면,중형 대형 전기차 동시 적용이 가능한 장점을 갖는다.
본 발명의 실시예에 따른 가변형 알루미늄 쇽업쇼버 하우징에 따르면, 추가 강성 필요부 보강재 적용을 통한 내구성능 확보가 용이하며, 단품 생산 수량 절감을 통한 금전적, 시간적 이점을 확보할 수 있는 장점이 있다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 가변형 알루미늄 쇽업쇼버 하우징에 따르면, 부품수 감소로 인한 원가/중량을 감소시킬 수 있고, 기존 스틸 6매 용접을 위한 지그 비용을 절약할 수 있으며, 소재 수급, 성형, 용접관련 제조비를 절감할 수 있고, 중형 및 대형, 전기차까지 다차종 소량 생산에 적합하며, 고강성 필요 차종에 대해 보강재만 추가하여 생상이 가능하고, 이종소재(스틸+알루미늄) 적용이 가능하며, 전체 형상에 대해 스틸 프레스 공정보다 경량화 비율을 증대시킬 수 있으며, 전체 형상에 대해 알루미늄 다이케스팅 공정보다 원가를 절감할 수 있는 장점을 갖는다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1a는 쇽업쇼버 하우징이 결합된 펜더 에이프론 모듈,
도 1b는 쇽업쇼버 하우징의 사시도,
도 1c는 쇽업쇼버 커버의 사시도,
도 1d는 쇽업쇼버 판넬의 사시도.
도 2a는 현가장치와 쇽업쇼버와 쇽업쇼버 커버의 결합사시도,
도 2b는 쇽업쇼버 커버, 쇽업쇼버 하우징, 쇽업쇼버, 프론트사이드멤버, 현가장치의 결합도,
도 2c는 종래 쇽업쇼버 커버의 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 다이케스팅 쇽업쇼버 커버의 상부 사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 다이케스팅 쇽업쇼버 커버의 체결부 측의 확대도,
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 다이케스팅 쇽업쇼버 커버의 저면도, 하부 사시도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 쇽업쇼버 판넬의 사시도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 속업쇼버 판넬의 특성과, 알루미늄 외의 성분표,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 중형차급 쇽업쇼버 하우징의 사시도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 대형, 전기차용 쇽업쇼버 하우징의 사시도,
도 10은 종래 쇽업쇼버 하우징과, 본 발명의 실시예에 따른 대형, 전기차용 쇽업쇼버 하우징의 비교표,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 중형차급 쇽업쇼버 하우징의 접착제 도포부분, 용접 라인, 타점부를 나타낸 사시도,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 대형, 전기차용 쇽업쇼버 하우징의 접착제 도포부분, 용접 라인, 타점부를 나타낸 사시도,
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 쇽업쇼버 하우징과, 프론드 사이드 멤버, 범퍼 백빔 체결형상을 나타낸 것이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 다이케스팅 쇽업쇼버 커버의 구성, 기능에 대해 설명하도록 한다.
먼저 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 다이케스팅 쇽업쇼버 커버의 상부 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 다이케스팅 쇽업쇼버 커버의 체결부 측의 확대도를 도시한 것이다. 또한 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 다이케스팅 쇽업쇼버 커버의 저면도, 하부 사시도를 도시한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 일체형 다이케스팅 쇽업쇼버 커버(100)는, 차량의 쇽업쇼버가 마운팅되는 쇽업쇼버 하우징(300)의 최상단을 구성하는 부품으로 알루미늄 다이케스팅에 의해 단판으로 성형되는 것을 특징으로 한다. 기본적으로 기존 양산품과 동일한 레이아웃으로 제작된다.
종래 쇽업쇼버 커버(10)의 스틸 2피스 부품(내판(12), 외판(11))을 다이케스팅을 통해 알루미늄 단판으로 대체하게 된다.
구체적으로, 상부홀(130)을 갖는 바디부(110)와, 바디부(110)의 외측에 연결되어 멤버와 체결되는 상단플랜지부(111)와, 바디부(110) 테두리에서 하측으로 절곡되어 쇽업쇼버 판넬(200)과 체결되는 하단플랜지부(120)와, 상부홀(130)의 외주면(140)에 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어 형성되어 하면에 쇽업쇼버(3)의 상단이 결합되는 복수의 체결부(150)를 갖고 있다. 이러한 바디부(110), 상단플랜지부(111), 상부홀(130), 하단플랜지부(120), 및 체결부(150)는 모두 다이케스팅 공정적용시 일체로 성형되게 된다. 또한 하단플랜지부(120)의 내측면은 만곡면(121)으로 구성된다.
또한 체결부(150)에는 체결홀(151)이 구비되며 상부홀 외주면(140)에서 하측으로 오목한 3개의 포밍형상부(152)를 가지며, 이러한 체결홀(151)과 포밍형상부(152)는 다이케스팅 공정적용시 일체로 성형되게 된다.
이러한 포밍형상부(!52)는 도 4에 도시된 바와 같이, 체결부 이탈방지용 포밍에 해당하며 높이는 약 10mm정도가 된다. 즉, 이탈방지용 포밍은 음각으로 파여 있으며, 가이드의 역할을 대체하며, 볼트가 체결되는 외면에 적용되게 된다.
또한 도 5a 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 포밍형상부(152)의 하면은 반대로 볼록한 형태가 되며 이는 숍업쇼버 러버(고무재질)가 안착되는 안착면이 되며 너비는 20 ~ 30mm이다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 일체형 다이케스팅 쇽업쇼버 커버(100)에 따르면, 제조공정 감소 및 강성, 내구성 증대시킬 수 있고, 주요 강성 필요부 두께 증대를 통한 내구성능 확보가 용이하고, 단품으로 생산수량 절감을 통한 금전적, 시간적 이점을 확보할 수 있게 된다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 일체형 다이케스팅 쇽업쇼버 커버(100)에 따르면, 일체형 다이캐스팅을 적용함으로써, 부품수 감소로 인한 원가/중량을 감소시킬 수 있고, 기존 스틸 2매 용접을 위한 지그비용을 절약할 수 있으며, 체결부 관통홀(볼트체결홀)을 제작하기 위한 별도의 공정이 필요없어(다이케스팅 공정시 구현) 그로 인한 제조비를 절감할 수 있으며, 별도의 포밍성형과정 없이 포밍형상을 구현(다이케스팅 공정시 구현)할 수 있어 양산시 금형설계가 용이하다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 일체형 다이케스팅 쇽업쇼버 커버(100)에 따르면, 다이케스팅 부품 제작시 포밍부 돌출로 인한 소재 유입성을 향상시킬 수 있으며, 고강성 필요부 두께 증대 및 일체형으로 인한 단품 강성을 증대시킬 수 있고, 부품의 일체화로 추가적인 조립공정, 접합공정이 불필요하며, 성형성, 외관, 표면처리가 우수하고 제작치수 정밀도를 향상시킬 수 있으며, 프레스 공정보다 경량화 비율을 증대시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 알루미늄 쇽업쇼버 판넬의 구성, 기능에 대해 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 알루미늄 쇽업쇼버 판넬(200)의 사시도를 도시한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 일체형 알루미늄 쇽업쇼버 판넬(200)은, 차량의 쇽업쇼버가 마운팅되는 쇽업쇼버 하우징(300)의 최상단을 구성하는 쇽업쇼버 커버(100)에 결합되어 쇽업쇼버 하우징(300)의 몸체를 형성한다. 이러한 본 발명의 실시예에 따른 일체형 알루미늄 쇽업쇼버 판넬(200)은 프레스 공정을 통해 알루미늄 단판으로 성형되게 된다.
쇽업쇼버 판넬(200)은 전체적으로 알루미늄으로 구성되며, 전체 중량대비 약 5 ~ 7 중량%로 Mg을 함유하여 구성된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 속업쇼버 판넬의 특성과, 알루미늄 외의 성분표를 도시한 것이다. 구체적으로 알루미늄 이외에 Mg 6.178%, Fe 0.189%, Si 0.075%, Cu 0.001%, Mn 0.010%, Cr 0.001%, Ti 0.009%, Zn 0.012%를 포함하고 있으며, Rm 300[MPa], Rp0.2 176 MPa, A50 23%의 특성을 나타냄을 알 수 있다. 기존보다 Mg을 약 6%를 포함시켜 내구성을 향상시킴에도 취성에 약하지 않은 특성을 갖게 됨을 알 수 있다.
본체부(210)는 전방의 평탄부(221)와 평탄부(221)와 후방으로 연결되는 경사부(223)를 갖는 전방부(220)와, 중단부(230)와 후방부(240)가 연결되어 일체로 구성된다.
그리고 중단부(230) 상단에는 쇽업쇼버 커버(100)에 체결되는 상단플랜지부(250)가 구비되며, 외측테두리에는 멤버와 체결되는 외측플랜지부(260)가 구비되고, 하단테두리 일측에는 프론트 사이드 멤버(1)가 체결되는 하단플랜지부(270)가 구비되며, 이러한 전방부(220)와 중단부(230)와 후방부(240)와 상단플랜지부(250)와 상기 외측플랜지부(260)와 하단플랜지부(270)는 프레스 공정을 통해 알루미늄 단판으로 일체로 성형되게 된다.
프레스 공정은 냉간 프레스 또는 필요에 따라 온간성형 프레스 공정이 적용될 수 있다.
프레스 공정을 통해 두께가 대체적으로 균일하게 1.3 ~ 2T(약 1.5T)로 구성된다(기존 전방판넬 0.7T(도 1d 기준 황토색), 후방판넬 0.9T(녹색), 세로형 보강재 전방 0.8T(황토색), 세로형 보강재 후방 1.2T(파란색)).
또한 난성형부 미도피시 프레스 공정에서 소재 쏠림(살겹침, 살몰림) 형상으로 인하여 주름이 발생되어 성능, 품질, 조립성이 저하게 된다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 전방부(220)와 중단부(230) 사이 하단 내측에 하단으로 개방된 난성형 도피용 홀(280)이 형성되게 된다. 즉 쇽업쇼버 판넬의 일체 성형을 위하여, 난성형부 도피 구간이 설정된다(전후 방향 액 58mm, 상하방향 약 100mm).
또한 본 발명의 실시예에서는 속업쇼버 판넬의 강성 및 내구성을 증대하기 위하여, 구간별 포밍형상이 적용되게 된다. 즉, 전방부(220)와 중단부(230)와 후방부(240) 일측에 복수의 강성보강용 포밍부가 구비되며, 복수의 강성보강용 포밍부는, 프레스 공정을 통해 알루미늄 단판으로 일체로 성형되게 된다.
구체적으로 평탄부(221) 일측에 형성되는 4개의 볼록 원형 보강포밍부(222)와, 경사부(223) 일측에 형성되는 1개의 볼록 삼각형 보강포밍부(224)와 1개의 볼록 원형 보강포밍부(222)와 2개의 볼록 장홈형 보강보밍부(225)가 형성된다.
그리고 중단부(230) 일측에 형성되는 2개의 오목 세로형 보강포밍부(231)와, 후방부(240) 일측에 형성되는 2개의 오목 원형 보강포밍부(241)를 포함한다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 일체형 알루미늄 쇽업쇼버 판넬(200)에 따르면, 제조공정 감소 및 강성, 내구성 증대를 위한 효과를 갖는다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 일체형 알루미늄 쇽업쇼버 판넬(200)에 따르면, 강성증대를 위한 알루미늄 소재 두께 증대를 통한 내구성 확보가 용이하고, 단품으로 생산수량 절감을 통한 금전적, 시간적 이점을 확보할 수 있게 된다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 일체형 알루미늄 쇽업쇼버 판넬(200)에 따르면, 일체형 쇽업쇼버 판넬을 제작하게 됨으로써, 부품수 감소로 인한 원가/중량을 감소시킬 수 있고, 기존 스틸 4매 용접을 위한 지그비용을 절약할 수 있으며, 소재 수급, 성형, 용접 관련 제조비를 절감할 수 있으며, 난성형 도피라인 및 포밍적용으로 인한 양산시 금형 설계가 용이하게 된다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 일체형 알루미늄 쇽업쇼버 판넬(200)에 따르면, 알루미늄 일체 성형시 포밍부 돌출로 인한 소재 유입성을 향상시킬 수 있으며, 고강성을 위한 두께 증대 및 포밍형상 반영으로 단품 강성을 증대시킬 수 있고, 알루미늄 소재 특성상 내부식성이 우수하며, 기존 양산라인(프레스 공정, 성형, 도장, 이송 등)을 동일하게 적용할 수 있으며, 스틸 소재 프레스 공정보다 경량화 비율을 증대시킬 수 있게 된다.
이하에서는 앞서 언급한 쇽업쇼버 커버(100)와, 쇽업쇼버 판넬(200)을 접합한 중형, 대형, 전기자종 동시 적용 가능 가변형 알루미늄 쇽업쇼버 하우징에 대해 설명하도록 한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 중형차급 쇽업쇼버 하우징의 사시도를 도시한 것이다.
또한 도 10은 종래 쇽업쇼버 하우징과, 본 발명의 실시예에 따른 대형, 전기차용 쇽업쇼버 하우징의 비교표를 도시한 것이다.
그리고 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 중형차급 쇽업쇼버 하우징의 접착제 도포부분, 용접 라인, 타점부를 나타낸 사시도를 도시한 것이다. 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 쇽업쇼버 하우징과, 프론드 사이드 멤버, 범퍼 백빔 체결형상을 나타낸 것이다.
도 8 및 도 11에 도시된 중형차급은 2톤 내외의 공차 중량을 버틸 수 있는 구조에 적용된다.
도 8 및 도 11에 도시된 바와 같이, 쇽업쇼버 커버의 하단플랜지부와 쇽업쇼버 판넬의 상단플랜지부가 면겹침되고, 겹침면에 MIG 용접을 통해 상기 쇽업쇼버 커버와 상기 쇽업쇼버 판넬을 접합하고, 겹침면에 상온경화 2액형 또는 1액형 접착제가 도포됨을 알 수 있다.
즉, 접착제 도포부(302)에 상온경화 2액형 또는 1액형 접착제가 도포한 후, 용접라인(310)을 따라 MIG 용접을 하여 쇽업쇼버 커버와 상기 쇽업쇼버 판넬을 접합시키게 된다.
또는 접착제 도포부(302)에 상온경화 2액형 또는 1액형 접착제가 도포한 후, 도 11에 도시된 타점(303)부에 FDS(flow drill screw), SPR(Self-Piercing Rivet), Clinching FSW(Friction Stir Welding), FSSW(Friction Stir Spot Welding), 및 알루미늄 SPOT WELD 중 적어도 어느 하나를 통해 쇽업쇼버 커버와 상기 쇽업쇼버 판넬을 접합할 수 있다.
그리고 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 대형, 전기차용 쇽업쇼버 하우징의 사시도를 도시한 것이다. 또한 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 대형, 전기차용 쇽업쇼버 하우징의 접착제 도포부분, 용접 라인, 타점부를 나타낸 사시도를 도시한 것이다.
도 9 및 도 12에 도시된 대형 및 전기차용은 3톤 내외의 공차 중량을 버틸 수있는 구조에 적용되며, 고하중을 견딜 수 있는 추가 보강재를 쇽업쇼버 커버 태측에 반영한다(외형상 동일).
즉, 대형 및 전기차용에서는 쇽업쇼버 커버 내면에 결합되는 내측 스틸보강재를 더 포함하여 구성된다.
접합방법은 먼저, 내측 스틸보강재와, 쇽업쇼버 커버 내면 사이에 상온경화 2액형 또는 1액형 접착제를 도포하고, 플랜지부의 겹침면에 상온경화 2액형 또는 1액형 접착제를 도포한다.
그리고 도 12에 도시된 바와 같이, 타점에 FDS(flow drill screw), SPR(Self-Piercing Rivet), 및 Clinching EJOT WELD 중 적어도 어느 하나를 통해 쇽업쇼버 커버와 내측 스틸보강재와 쇽업쇼버 판넬을 접합하게 된다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 가변형 알루미늄 쇽업쇼버 하우징(300)에 따르면, 중형 대형 전기차 동시 적용이 가능한 장점을 갖는다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 가변형 알루미늄 쇽업쇼버 하우징(300)에 따르면, 추가 강성 필요부 보강재 적용을 통한 내구성능 확보가 용이하며, 단품 생산 수량 절감을 통한 금전적, 시간적 이점을 확보할 수 있다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 가변형 알루미늄 쇽업쇼버 하우징(300)에 따르면, 부품수 감소로 인한 원가/중량을 감소시킬 수 있고, 기존 스틸 6매 용접을 위한 지그 비용을 절약할 수 있으며, 소재 수급, 성형, 용접관련 제조비를 절감할 수 있고, 중형 및 대형, 전기차까지 다차종 소량 생산에 적합하며, 고강성 필요 차종에 대해 보강재만 추가하여 생상이 가능하고, 이종소재(스틸+알루미늄) 적용이 가능하며, 전체 형상에 대해 스틸 프레스 공정보다 경량화 비율을 증대시킬 수 있으며, 전체 형상에 대해 알루미늄 다이케스팅 공정보다 원가를 절감할 수 있다.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
1:프론트 사이드멤버
2:펜더 에이프런 어퍼 멤버
3:쇽업쇼버
4:현가장치
10:종래 쇽업쇼버 커버
11:외판
12:내판
20:종래 쇽업쇼버 판넬
21:전방판넬
22:후방판넬
23:세로형 보강재
100:일체형 다이케스팅 쇽업쇼버 커버
110:바디부
111:상단플랜지부
120:하단플랜지부
121:만곡면
130:상부홀
131:플랜지부
140:상부홀 외주면
150:체결부
151:체결홀
152:포밍형상부
160:내측 스틸보강재
200:일체형 알루미늄 쇽업쇼버 판넬
210:본체부
220:전방부
221:평탄부
222:볼록 원형 보강포밍부
223:경사부
224:볼록 삼각형 보강포밍부
225:볼록 장홈형 보강보밍부
230:중단부
231:오목 세로형 보강포밍부
240:후방부
241:오목 원형 보강포밍부
250:상단플랜지부
260:외측플랜지부
270:하단플랜지부
280:난성형 도피용 홀
300:쇽업쇼버 하우징
301:MIG용접라인
302:접착제 도포부
303:타점

Claims (5)

  1. 차량의 쇽업쇼버가 마운팅되는 쇽업쇼버 하우징에 있어서,
    상기 쇽업쇼버 하우징의 최상단을 구성하며, 알루미늄 다이케스팅에 의해 단판으로 성형되는 일체형 다이케스팅 쇽업쇼버 커버; 및
    쇽업쇼버 커버에 결합되어 상기 쇽업쇼버 하우징의 몸체를 형성하고 프레스 공정을 통해 알루미늄 단판으로 성형되는 일체형 알루미늄 쇽업쇼버 판넬;을 포함하고,
    상기 쇽업쇼버 커버는, 상부홀을 갖는 바디부와, 상기 바디부의 외측에 연결되어 멤버와 체결되는 상단플랜지부와, 상기 바디부 테두리에서 하측으로 절곡되어 쇽업쇼버 판넬과 체결되는 하단플랜지부와, 상기 상부홀의 외주면에 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어 형성되어 하면에 쇽업쇼버의 상단이 결합되는 복수의 체결부를 갖고, 상기 바디부, 상기 쇽업쇼버 커버의 상단플랜지부, 상기 쇽업쇼버 커버의 하단플랜지부, 및 상기 체결부는 상기 다이케스팅 공정적용시 일체로 성형되며,
    상기 쇽업쇼버 판넬은, 전방의 평탄부와 상기 평탄부와 후방으로 연결되는 경사부를 갖는 전방부와, 중단부와 후방부가 연결되어 일체로 구성되며, 상기 중단부 상단에는 상기 쇽업쇼버 커버에 체결되는 상단플랜지부가 구비되며, 내측테두리에는 멤버와 체결되는 내측플랜지부가 구비되고, 하단테두리 일측에는 프론트 사이드 멤버가 체결되는 하단플랜지부가 구비되며, 상기 전방부와 상기 중단부와 상기 후방부와 상기 쇽업쇼버 판넬의 상단플랜지부와 상기 내측플랜지부와 상기 쇽업쇼버 판넬의 하단플랜지부는 프레스 공정을 통해 알루미늄 단판으로 일체로 성형되고,
    중형차용 쇽업쇼버의 경우, 상기 쇽업쇼버 커버의 하단플랜지부와 상기 쇽업쇼버 판넬의 상단플랜지부가 면겹침되고, 겹침면에 FDS(flow drill screw), Clinching FSW(Friction Stir Welding), FSSW(Friction Stir Spot Welding), 및 알루미늄 SPOT WELD 중 적어도 어느 하나를 통해 상기 쇽업쇼버 커버와 상기 쇽업쇼버 판넬을 접합하고, 상기 겹침면에 상온경화 2액형 또는 1액형 접착제가 도포되며,
    대형 또는 전기차용 쇽업쇼버의 경우, 상기 쇽업쇼버 커버의 하단플랜지부와 상기 쇽업쇼버 판넬의 상단플랜지부가 면겹침되고, 상기 쇽업쇼버 커버 내면에 결합되는 내측 스틸보강재를 더 포함하고, 상기 내측 스틸보강재와, 상기 쇽업쇼버 커버 내면 사이에 상온경화 2액형 또는 1액형 접착제를 도포하고, 상기 겹침면에 상온경화 2액형 또는 1액형 접착제를 도포하며, 상기 겹침면에 FDS(flow drill screw), 및 Clinching EJOT WELD 중 적어도 어느 하나를 통해 상기 쇽업쇼버 커버와 내측 스틸보강재와 상기 쇽업쇼버 판넬을 접합하는 것을 특징으로 하는 가변형 알루미늄 쇽업쇼버 하우징.

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