KR20180075330A - 서브프레임 체결용 파이프 너트, 및 이의 접합구조 - Google Patents

서브프레임 체결용 파이프 너트, 및 이의 접합구조 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 서브프레임 체결용 파이프 너트의 접합구조에 의하면, 홀의 내주면에 나사 탭이 가공되는 파이프부, 상기 파이프부의 일단에 일체로 형성되는 헤드부, 상기 헤드부의 선단면에 가장자리를 따라 돌출 형성된 융착 돌기, 및 상기 헤드부의 선단면 상에, 상기 홀의 둘레를 따라 일정길이로 형성된 성형 돌기를 포함할 수 있다.

Description

서브프레임 체결용 파이프 너트, 및 이의 접합구조{PIPE NUT FOR ENGAGING SUB-FRAME, AND THE COUPLING STRUCTURE THEREOF}
본 발명은 서브프레임을 차체의 사이드멤버에 체결하기 위해서 사용되는 서브프레임 체결용 파이프 너트, 및 이의 접합구조에 관한 것이다.
일반적으로 중심 지지방식의 차량에서는 서브프레임을 프론트 사이드 멤버에 볼팅하여 조립한다.
도 1은 일반적인 프론트 사이드 멤버와 서브프레임의 조립방법을 설명하기 위한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 서브프레임(101)은 그 전후방 양측이 각 프론트 사이드 멤버(103)의 하부에 볼트 체결되어 조립된다.
서브프레임(101)에는 엔진(미도시)과 변속기(미도시)가 전후 방향으로 배치되는데, 차량의 정면 충돌 시, 서브프레임(101)의 좌굴에 의해 엔진의 드롭을 유도함으로서, 엔진이 차체의 대시패널 측에 강제로 밀리지 않도록 설계되어 그 충돌 안전성을 보장하게 된다.
이러한 서브프레임(101)을 프론트 사이드 멤버(103)에 체결하기 위하여, 상기 프론트 사이드 멤버(103)에는 전후방 양측 4개소에 서브프레임 마운팅 유닛(105, 이하, "마운팅 유닛"이라 함)이 구성된다.
이러한 마운팅 유닛은 마운팅 패널과 보강판을 포함하고, 이 마운팅 패널과 보강판에 각각 대응하는 관통홀(H)이 형성되고, 너트는 보강판의 홀(H)에 대응하여 상측에 용접되며, 파이프는 마운팅패널과 보강판 사이에서 각 홀(H)에 대응하여 용접된다.
따라서 서브프레임 마운팅 볼트(107)가 상기 서브프레임(101)과 상기 파이프를 통해서 상기 너트에 체결되고, 상기 서브프레임은 프론트 사이드 멤버에 고정된다. 여기서, 상기 파이프 또는 너트가 일체화되는 경우에 파이프 너트로 통칭될 수 있다.
한편, 파이프 또는 너트가 패널에 융착되는 경우에, 융착강도가 저하되는 경우에 파이프 또는 너트가 패널에서 분리될 수 있고, 용접조건과 재료의 특성에 따라서 융착강도(기준값: 3500kgf)가 저하되어 대량 불량이 발생할 수 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 목적은 파이프 너트와 마운팅 패널 사이의 결합강도를 향상시켜서 차량의 내구성과 안정성을 향상시킬 수 있는 서브프레임 체결용 파이프 너트의 접합구조를 제공하는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 서브프레임 체결용 파이프 너트의 접합구조에 의하면, 홀의 내주면에 나사 탭이 가공되는 파이프부, 상기 파이프부의 일단에 일체로 형성되는 헤드부, 상기 헤드부의 선단면에 가장자리를 따라 돌출 형성된 융착 돌기, 및 상기 헤드부의 선단면 상에, 상기 홀의 둘레를 따라 일정길이로 형성된 성형 돌기를 포함할 수 있다.
상기 헤드부의 선단면 상에, 상기 성형 돌기의 반경방향 외측으로 설정 길이와 설정 깊이를 가지고 성형 홈이 형성될 수 있다.
상기 융착 돌기와 성형 돌기는 상기 파이프부의 축심을 중심으로 하는 원을 그리며 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 서브프레임 체결용 파이프 너트의 접합구조는 관통홀이 형성된 마운팅패널, 및 홀의 내주면에 나사 탭이 가공되는 파이프부가 형성되고, 상기 파이프부의 일단에 일체로 헤드부가 형성되며, 상기 헤드부의 선단면에 가장자리를 따라 융착 돌기가 돌출되어 형성되고, 상기 헤드부의 선단면 상에 상기 홀의 둘레를 따라 일정길이로 돌출되어 형성되고, 방사방향으로 절곡되어 상기 마운팅패널의 상기 관통홀의 둘레를 따라서 고정되는 성형 돌기가 형성된 파이프 너트를 포함할 수 있다.
상기 헤드부의 선단면 상에, 상기 성형 돌기의 반경방향 외측으로 일정길이와 설정 깊이로 성형 홈이 더 형성될 수 있다.
상기 마운팅패널이 상기 성형 돌기에 눌려서 상기 마운팅패널이 상기 성형 홈의 형태로 소성변형될 수 있다.
상기 융착 돌기와 상기 성형 돌기는 상기 홀을 중심으로 원을 따라서 형성될 수 있다.
상기 파이프 너트와 상기 마운팅패널로 전원을 인가하여, 상기 융착 돌기를 통해서 상기 파이프 너트와 상기 마운팅패널이 서로 프로젝션 용접될 수 있다.
상기 성형 돌기를 절곡하고, 가압하여 상기 마운팅패널을 소성변형시키면서, 상기 성형 돌기를 상기 마운팅패널에 고정시킬 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라서, 파이프 너트의 헤드부에 형성된 융착 돌기를 마운팅패널에 융착시키는 동시에, 헤드부의 선단면에 형성된 성형 돌기가 상기 마운팅패널에 형성된 관통홀에 삽입되고, 상기 성형 돌기를 절곡하여 상기 마운팅패널에 고정시킴으로써, 파이프 너트가 마운팅패널에 보다 견고하게 고정될 수 있다.
도 1은 일반적인 사이드멤버와 서브프레임의 결합구조를 보여주는 개략적인 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 서브프레임 체결용 파이프 너트의 접합구조를 보여주는 일부 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 서브프레임 체결용 파이프 너트의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 서브프레임 체결용 파이프 너트의 접합되는 과정을 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 서브프레임 체결용 파이프 너트의 접합되는 과정을 보여주는 플로우차트이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.
하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 서브프레임 체결용 파이프 너트의 접합구조를 보여주는 일부 사시도이다.
도 2를 참조하면, 접합구조는 파이프 너트(220), 보강판(210), 및 마운팅패널(212)을 포함하고, 상기 파이프 너트(220)의 하단부는 상기 마운팅패널(212)의 상면에 용접부(W)를 통해서 접합되고, 상기 파이프 너트(220)의 상단부는 상기 보강판(210)을 관통한다.
상기 파이프 너트(220)의 길이방향 중심축을 따라서 홀(H)이 형성되고, 상기 홀(H)의 내주면에는 서브프레임 마운팅볼트와 나사체결되는 나사탭(400)이 형성된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 서브프레임 체결용 파이프 너트의 사시도이다.
도 3을 참조하면, 상기 파이프 너트(220)는 주요 구성요소들로써 파이프부(222), 헤드부(224), 융착 돌기(300), 성형 돌기(310), 홀(H), 및 성형 홈(320)을 포함한다.
상기 파이프 너트(220)에서 상기 파이프부(222)의 선단부에는 상기 헤드부(224)가 일체로 형성되고, 상기 헤드부(224)와 상기 파이프부(222)에는 중심축을 따라서 홀(H)이 형성되며, 상기 홀(H)의 내주면에는 나사탭(400)이 형성된다.
상기 헤드부(224)의 선단면에는 상기 홀(H)이 형성된 부분을 제외하고, 가장자리를 따라서 상기 융착 돌기(300)가 형성되고, 상기 홀(H)에 인접하여 상기 성형 돌기(310)가 설정거리 돌출되어 형성된다.
그리고, 상기 헤드부(224)의 선단면에서 상기 성형 홈(320)은 상기 융착 돌기(300)와 상기 성형 돌기(310) 사이에 형성되고, 상기 성형 홈(320)은 상기 성형 돌기(310)의 외주면으로부터 설정길이를 가지고 형성될 수 있으며, 상기 성형 홈(320)은 설정된 깊이를 가질 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 서브프레임 체결용 파이프 너트의 접합되는 과정을 보여주는 단면도이고, 도 4의 (a)를 참조하면, 상기 파이프 너트(220)가 준비된다.
도 4의 (b)를 참조하면, 상기 마운팅패널(212)에는 상기 성형 돌기(310)가 삽입되는 관통홀(410)이 형성되고, 상기 파이프 너트(220)의 상기 성형 돌기(310)가 상기 관통홀(410)에 삽입되고, 상기 파이프 너트(220)의 상기 헤드부(224)의 선단면이 상기 마운팅패널(212)의 상면에 밀착되고, 프로젝션 용접된다.
이러한 프로젝션 용접 과정에서 상기 융착 돌기(300)와 상기 마운팅패널(212)을 통해서 전류가 흐르고, 전기저항 열에 의해서 상기 융착 돌기(300)는 상기 마운팅패널(212)에 융착된다.
또한, 도 4의 (c)를 참조하면, 성형코어(forming core)를 이용하여 상기 성형 돌기(310)를 방사방향으로 절곡하여 클린칭부(400)를 형성하고, 상기 클린칭부(400)를 상기 성형 돌기(310)를 상기 성형 홈(320) 측으로 가압한다.
그리고, 상기 성형 돌기(310)(또는 클린칭부(400))를 상기 성형 홈(320)으로 가압하는 가압력에 의해서 상기 마운팅패널(212)이 상기 성형 홈(320)의 형태로 소성변형되면서 상기 성형 홈(320) 안으로 삽입된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 융착 돌기(300)와 상기 마운팅패널(212)을 융착하는 동시에 상기 성형 돌기(310)를 상기 클린칭부(400)로 소성변형시킬 수 있고, 상기 융착 돌기(300)와 상기 마운팅패널(212)을 융착한 다음에, 상기 성형 돌기(310)를 상기 클린칭부(400)로 소성변형시킬 수 있다.
따라서, 상기 파이프 너트(220)는 상기 헤드부(224)의 선단면에 형성되는 융착 돌기(300)를 통해서 상기 마운팅패널(212)에 융착되는 동시에, 상기 성형 돌기(310)를 통해서 상기 헤드부(224)가 상기 마운팅패널(212)에 견고하게 고정될 수 있다.
따라서, 상기 파이프 너트(220)가 마운팅패널(212)에 보다 튼튼하게 결합되어, 차체의 내구성과 안정성을 동시에 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 서브프레임 체결용 파이프 너트의 접합되는 과정을 보여주는 플로우차트이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라서 S500에서, 파이프 너트(220)를 준비하고, 상기 파이프 너트(220)의 상기 성형 돌기(310)를 상기 관통홀(410)에 삽입시키고, 상기 파이프 너트(220)를 상기 마운팅패널(212)에 체결시키고, 상기 융착 돌기(300)를 상기 마운팅패널(212)에 밀착시킨다.
다음, S510에서, 상기 파이프 너트(220)와 상기 마운팅패널(212)에 전원을 인가하여 상기 파이프 너트(220)의 헤드부(224)를 마운팅패널(212)에 프로젝션 용접시킨다.
그리고, S520에서, 성형코어(forming core)를 이용하여 상기 성형 돌기(310)를 방사방향으로 절곡하여 클린칭부(400)를 형성하고, 이를 가압하여 상기 마운팅패널(212)을 상기 성형 홈(320) 측으로 가압하며, 상기 마운팅패널(212)이 상기 성형 홈(320)의 형태로 소성변형되면서 상기 성형 홈(320) 안으로 삽입된다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
210: 보강판 212: 마운팅 패널
220: 파이프 너트 222: 파이프부
224: 헤드부 300: 융착 돌기
310: 성형 돌기 320: 성형 홈
400: 나사탭 410: 관통홀
H: 홀 W: 용접부

Claims (9)

  1. 홀의 내주면에 나사 탭이 가공되는 파이프부;
    상기 파이프부의 일단에 일체로 형성되는 헤드부;
    상기 헤드부의 선단면에 가장자리를 따라 돌출 형성된 융착 돌기; 및
    상기 헤드부의 선단면 상에, 상기 홀의 둘레를 따라 일정길이로 형성된 성형 돌기;
    를 포함하는 서브프레임 체결용 파이프 너트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 헤드부의 선단면 상에, 상기 성형 돌기의 반경방향 외측으로 설정 길이와 설정 깊이를 가지고 성형 홈이 형성된 서브프레임 체결용 파이프 너트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 융착 돌기와 성형 돌기는
    상기 파이프부의 축심을 중심으로 하는 원을 그리며 형성되는 서브프레임 체결용 파이프 너트.
  4. 관통홀이 형성된 마운팅패널; 및
    홀의 내주면에 나사 탭이 가공되는 파이프부가 형성되고, 상기 파이프부의 일단에 일체로 헤드부가 형성되며, 상기 헤드부의 선단면에 가장자리를 따라 융착 돌기가 돌출되어 형성되고, 상기 헤드부의 선단면 상에 상기 홀의 둘레를 따라 일정길이로 돌출되어 형성되고, 방사방향으로 절곡되어 상기 마운팅패널의 상기 관통홀의 둘레를 따라서 고정되는 성형 돌기가 형성된 파이프 너트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 서브프레임 체결용 파이프 너트의 접합구조.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 헤드부의 선단면 상에,
    상기 성형 돌기의 반경방향 외측으로 일정길이와 설정 깊이로 성형 홈이 더 형성된 서브프레임 체결용 파이프 너트의 접합구조.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 마운팅패널이 상기 성형 돌기에 눌려서 상기 성형 홈의 형태로 소성변형된 것을 특징으로 하는 서브프레임 체결용 파이프 너트의 접합구조.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 융착 돌기와 상기 성형 돌기는 상기 홀을 중심으로 원을 따라서 형성된 것을 특징으로 하는 서브프레임 체결용 파이프 너트의 접합구조.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 파이프 너트와 상기 마운팅패널로 전원을 인가하여, 상기 융착 돌기를 통해서 상기 파이프 너트와 상기 마운팅패널이 서로 프로젝션 용접된 것을 특징으로 하는 서브프레임 체결용 파이프 너트의 접합구조.
  9. 제9항에 있어서,
    상기 성형 돌기를 절곡하고, 가압하여 상기 마운팅패널을 소성변형시키면서, 상기 성형 돌기를 상기 마운팅패널에 고정시키고, 상기 마운팅패널이 상기 성형홈 안으로 삽입된 것을 특징으로 하는 서브프레임 체결용 파이프 너트의 접합구조.
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