KR20210100466A

KR20210100466A - 컴플리트의 경량화 구조

Info

Publication number: KR20210100466A
Application number: KR1020200014478A
Authority: KR
Inventors: 정윤태; 임광수
Original assignee: (주)대의
Priority date: 2020-02-06
Filing date: 2020-02-06
Publication date: 2021-08-17

Abstract

본 발명은 자동차의 전방 엔진룸과 탑승 실의 사이에 설치되는 대시 컴플리트를 경량화하기 위하여 카울 컴플리트를 알루미늄 A5052 소재로 하고, 프론트 필러를 780MPa급 고장력 강판인 SGAFC 780 소재로 함으로써, 대시 컴플리트 경량화에 따른 자동차 경량화에 부응할 수 있어 자동차의 연비향상과 배기가스 배출 저감 효과를 누릴 수 있는 장점이 있다.

Description

컴플리트의 경량화 구조{Lightweight method of Vehicle Dash Complete}

본 발명은 자동차의 전방 엔진룸과 탑승 실의 사이에 설치되어 에어컨, 히터, 브레이크 및 엑셀 페달 등이 장착되고, 또 엔진룸에서 발생하는 열과 소음이 탑승 실내로 유입되는 것을 차단하는 대시 컴플리트를 경량화하기 위하여 카울 컴플리트와 프론트 필러의 재질을 경량의 재질로 대신하여 된 자동차 대시 컴플리트의 경량화 구조에 관한 것이다.

일반적으로 승용차의 차체는 여러 가지의 패널과 프레임이 상호 적절하게 조합되어 박스 형태를 가지게 되고, 이와 같은 조합을 통해 프레임과 바디가 일체로 제작된 차체를 모노코크 구조(monocoque structure)라 부른다.

상기 모노코크 구조의 조립 순서는 차량 제작사의 생산라인 레이아웃에 따라 정해지는데, 보통 처음에는 프런트부, 센터부, 리어부, 대시부 등이 조립되고 두 번째로 측면 구조부가 조립되며, 최종적으로는 대시 컴플리트가 장착된다.

단 상기 모노코크 구조의 조립 순서는, 상기의 설명 외에도 자동차 생산라인 레이아웃에 따라 다를 수 있다.

상기 대시 컴플리트(DASH COMPLETE)는, 상부에 자동차 앞부위의 윈드실드그라스(WIND-SHIELD GLASS) 면상의 빗물이 흘러내려 엔진룸(ENGINE ROOM)으로 스며드는 것을 방지하고, 정면 충돌시 충격을 흡수하여 승객을 보호하며, 와이퍼모터(WIPER MOTOR)장착, 와이퍼피봇(WIPER PIVOT) 장착, 카울커버(COWL COVER) 장착, 윈드실드그라스 설치면 확보, 후드 스테이(HOOD STAY) 지지하는 강도 유지 및 실내 NVH(NOISE VIBRATION, HARSHNESS) 차단하는 역할을 카울 컴플리트(COWL COMPLETE)가 설치된다.

또 상기 대시 컴플리트의 양 측단부에는 측면 충돌시 발생하는 충격을 흡수하여 승객을 보호하도록 하는 프런트 필러(FRONT FILLER)가 설치된다.

상기의 대시 컴플리트 구성인, 카울 컴플리트의 종래 사용되는 재질은, 마일드 강과 고강도 강이 적용되고 있으나 이아 가은 철강소재는 그 특성상 고 중량의 문제점을 가지고 있고, 또 상기 프런트 필러의 경우에는 일반적으로 SGAFC 590 강판을 사용함으로 고중량의 문제점이 있다.

상기의 문제점으로 인하여 범세계적으로 이슈인 자동차 경량화에 따른 연비향상과 CAFE(Corporate Average Fuel Economy), NLEV(National Low emission Vehicle), EURO-IV, EURO-V 등과 같은 배기가스 배출 저감에 부흥하지 못하는 문제점이 있다.

국내의 경우 환경부는 2020년 온실가스 배출전망치 7억7천600만tCO₂eq(여섯 가지 온실가스를 이산화탄소로 환산한 단위)의 30%에 해당하는 2억3천300tCO₂eq를 감축하는 내용 등을 담은 온실가스 감축 로드맵을 확정하고 있다.

한편, 세계 자동차 산업은 지구온난화와 자원고갈로 최대 격변기에 직면해 있으며 글로벌 전 산업 분야 중 수송 부문의 온실가스 배출량은 23%로 각국은 온실가스 배출 억제를 위한 자동차 분야 규제 강화와 선진 각국을 필두로 자동차 연비규제가 강화되면서 2025년까지 약 2배의 연비향상이 필요하며, 규제 미달 시 가혹한 벌금이 부가될 전망이다.

이에 자동차의 경량화에 따른 연비향상과 아울러 배기가스 배출 저감 기술은 향후 자동차 시장경쟁력을 결정짓는 핵심 사항으로 작용할 것으로 예측되고 있으며, 선진 완성차 업체는 국제 환경 규제 및 연비 규제 대응의 일환으로 고효율 자동차 산업 육성에 총력을 집중하고 있다.

상기의 자동차 시장경쟁력을 확보하기 위해서는 자동차 경량화 기술이 가장 현실적 대안이며 향후 지속적으로 경량 고효율 자동차 수요가 증가할 것으로 예측된다.

(선행문헌 1) 한국등록특허번호 제10-0916457(2009.09.01.) (선행문헌 2) 한국등록특허번호 제10-0916456(2009.09.01.) (선행문헌 3) 한국공개특허번호 제10-2016-0111733(2016.09.27.)

본 발명은 상기 종래의 요구 조건을 충족하기 위한 일환으로 자동차를 경량화하고, 그에 따른 연비향상과 배기가스 배출 저감에 부흥하기 위하여 자동차의 전방 엔진룸과 탑승 실의 사이에 설치되는 대시 컴플리트의 상부에 설치되는 카울 컴플리트를 알루미늄으로 하고, 또 상기 대시 컴플리트의 양 측단부에 설치되는 프론트 필러의 재질을 780MPa급 고장력 강판을 소재로 하여 자동차를 경량화하고, 기계적 특성 향상에 따른 안정성 확보 및 연비향상과 배기가스 배출 저감에 기여할 수 있도록 한 자동차 대시 컴플리트의 경량화 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 과제 해결 수단 구성은,

상부에 자동차(V)의 윈드실드그라스 면상을 흘러내리는 빗물이 엔진룸으로 스며드는 것을 방지함과 동시에 정면 충돌시 충격을 흡수하여 승객을 보호하는 카울 컴플리트(110)가 설치되고, 양 측단부에는 측면 충돌시 발생하는 충격을 흡수하는 프런트 필러(120)를 설치하여 된 대시 컴플리트(100)를 형성하되, 상기 카울 컴플리트(110)는 그 재질을 알루미늄으로 하고, 상기 프런트 필러는 그 재질을 780MPa급 고장력 강판인 SGAFC 780 소재로 하여 상기 대시 컴플리트(100)와 일체화시키고, 그 일체화 된 대시 컴플리트(100)를 적용 자동차(V)의 구조에 부합하도록 성형하여 된 것으로 이루어진다.

상기와 같은 구성을 갖는 자동차 대시 컴플리트의 경량화 구조는, 상기 목적에서 설명한 바와 같이 자동차를 경량화하고, 그에 따른 연비향상과 배기가스 배출 저감에 부흥하기 위하여 자동차의 전방 엔진룸과 탑승 실의 사이에 설치되는 대시 컴플리트의 상부에 설치되는 카울 컴플리트를 알루미늄으로 하고, 또 상기 대시 컴플리트의 양 측단부에 설치되는 프론트 필러의 재질을 780MPa급 고장력 강판을 소재로 하여 자동차를 경량화하고, 기계적 특성 향상에 따른 안정성 확보 및 연비향상과 배기가스 배출을 저감시킬 수 있는 대시 컴플리트를 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 대시 컴플리트를 해당 자동차에 적용시킨 상태의 전면 개략도,
도 2는 본 발명의 대시 컴플리트를 해당 자동차에 적용시킨 상태의 후면 개략도,
도 3은 본 발명의 카울 컴플리트와 프론트 필러가 설치된 상태의 대시 컴플리트 발췌 사시도.

본 발명은 자동차의 전방 엔진룸과 탑승 실의 사이에 설치되어 에어컨, 히터, 브레이크 및 엑셀 페달 등이 장착되고, 또 엔진룸에서 발생하는 열과 소음이 탑승 실내로 유입되는 것을 차단하는 대시 컴플리트를 경량화하기 위하여 카울 컴플리트와 프론트 필러의 재질을 경량의 재질로 대신하여 된 자동차 대시 컴플리트의 경량화 구조에 관한 것으로, 이를 첨부도면을 참조하여 실시 예를 설명하면 아래와 같다.

- 아 래 -

본 발명의 도면 도 1은 본 발명의 대시 컴플리트를 해당 자동차에 적용시킨 상태의 전면 개략도이고, 도 2는 본 발명의 대시 컴플리트를 해당 자동차에 적용시킨 상태의 후면 개략도이며, 도 3은 본 발명의 카울 컴플리트와 프론트 필러가 설치된 상태의 대시 컴플리트 발췌 사시도이다.

상기의 도면에서 본 발명에 따른 대시 컴플리트(100)는, 도 2에 나타낸 바와 같이 자동차의 전방 엔진룸과 탑승 실의 사이에 설치되는 것으로, 상기 대시 컴플리트(100)의 상부에는 자동차(V)의 윈드실드그라스 면상을 흘러내리는 빗물이 엔진룸으로 스며드는 것을 방지함과 동시에 정면 충돌시 충격을 흡수하여 승객을 보호하도록 하는 카울 컴플리트(110)가 설치된다.

또 상기 대시 컴플리트(100)의 양 측단부에는 측면 충돌시 발생하는 충격을 흡수하여 승객의 안정성을 확보할 수 있는 프런트 필러(120)가 각각 설치된다.

상기의 설명에서 자동차(V)의 윈드실드그라스 면상을 흘러내리는 빗물이 엔진룸으로 스며드는 것을 방지함과 동시에 정면 충돌시 충격을 흡수하여 승객을 보호하는 카울 컴플리트(110)는, 그 재질을 알루미늄으로 하고,

상기 측면 충돌시 발생하는 충격을 흡수하는 프런트 필러(120)는, 그 재질을 780MPa급 고장력 강판을 소재로 하여 도 3에 나타낸 바와 같이 상기 대시 컴플리트(100)와 일체화시키고, 그 일체화 된 대시 컴플리트(100)를 도 2에 나타낸 바와 같이 적용 자동차(V)의 구조에 부합하도록 형성시켰다.

상기와 같이 형성된 대시 컴플리트(100)에서 카울 컴플리트(110)는, 알루미늄으로써, 구체적으로는 알루미늄 A5052를 사용하는데, 그 이유는, 내식성, 성형성, 용접성이 좋고 또 가공이나 공작에 적합하기 때문이다.

그러나 종래의 카울 컴플리트(110)는, 고 중량의 철강재를 사용함으로써 자동차의 경량화에 부흥하지 못하는 문제점이 있었다.

상기 본 발명에서 카울 컴플리트(110)를 형성하는 알루미늄 A5052의 화학적 성분과 기계적 특성은 아래 표 1 및 표 2에 나타내었다.

[알루미늄 A5052의 화학적 성분]

구분	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Cr	Zn	Ga,V, Ni, B, Zr 등	Ti	기타	Al
A5052	0.25 이하	0.40 이하	0.10 이하	0.10 이하	2.2~ 2.8	0.15~ 0.35	0.10 이하	-	-	0.15 이하	나머지

[알루미늄 A5052의 기계적 특성]

NO	합금명- 조질	인장강도	내식성	성형성	절삭성	용접성	표면 처리성
1	5052-F	-	A	A	D	A	A
2	5052-H32	B	A	B	D	A	A
3	5052-H34	B	A	B	C	A	A
4	5052-H36	B	A	C	C	A	A
5	5052-H38	B	C	C	C	A	A
6	5052-O	C	A	A	D	A	A

- 인장강도 A: 295N/mm2이상, B: 195~295N/mm2, C: 100~195N/mm2, D: 100N/mm2이하.

- 내식성 A: 문제없음, B: 옥외 무처리 사용가능, C: 옥외 부식방지처리 필요, D: 완전한 부식방지처리 필요.

- 성형성 A: 문제없음, B: 약간의 주의 필요, C: 특별한 주의 필요, D: 실용적이지 않음.

- 절삭성 A: 문제없음, B: 약간의 주의 필요, C: 특별한 주의 필요, D: 실용적이지 않음.

- 용접성 A: 문제없음, B: 특별한 주의가 필요하지만 용접 가능, C: 실용적이지 않음,

- 표면 처리성 A: 문제없음, B: 약간의 주의 필요, C: 특별한 주의 필요.

또 상기 본 발명에서 프런트 필러(120)는, 780MPa급 고장력 강판으로써, 구체적으로는 SGAFC 780 강판을 사용하는데, 그 이유는, 아래 표 3 및 표 4에 나타낸 바와 같은 화학적 성분과 기계적 성질을 갖고 있어 강도는 강하고 무게가 가벼워 양 측단부에서의 측면 충돌시 발생하는 충격 흡수 능이 좋고 경량화할 수 있기 때문이다.

[SGAFC 780 강판의 화학적 성분]

Materials	C(wt%)	Si(wt%)	Mn(wt%)	P(wt%)	S(wt%)
SGAFC 780	0.0892	0.164	2.28	0.012	0.002

[SGAFC 780 강판의 기계적 특성]

Materials	Yield strength [MPa]	Tensile strength [MPa]	Elongation [%]
SGAFC 780	547	818	18

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 대시 컴플리트(100)의 상부에 설치되어 카울 컴플리트를 알루미늄 A5052로 하고, 대시 컴플리트(100)의 양단부에 설치되는 프런트 필러(120)를 780MPa급 고장력 강판인 SGAFC 780 강판을 사용함으로써, 자동차의 전방 엔진룸과 탑승 실의 사이에 설치되는 대시 컴플리트의 기계적 특성을 향상시킴은 물론, 경량화할 수 있어 자동차를 경량화하고, 그에 따른 연비향상과 배기가스 배출 저감에 기여할 수 있는 장점이 있다.

100 : 대시 컴플리트
110 : 카울 컴플리트
120 : 프런트 필러
V : 자동차

Claims

상부에 자동차(V)의 윈드실드그라스 면상을 흘러내리는 빗물이 엔진룸으로 스며드는 것을 방지함과 동시에 정면 충돌시 충격을 흡수하여 승객을 보호하는 카울 컴플리트(110)가 설치되고, 양 측단부에는 측면 충돌시 발생하는 충격을 흡수하는 프런트 필러(120)를 설치하여 된 대시 컴플리트(100)를 형성하되, 상기 카울 컴플리트(110)는 그 재질을 알루미늄으로 하고, 상기 프런트 필러는 그 재질을 780MPa급 고장력 강판인 SGAFC 780 소재로 하여 상기 대시 컴플리트(100)와 일체화시키고, 그 일체화 된 대시 컴플리트(100)를 적용 자동차(V)의 구조에 부합하도록 성형하여 된 것을 특징으로 하는 자동차 대시 컴플리트의 경량화 구조.
제1항에 있어서,
상기 카울 컴플리트(110)의 재질인 알루미늄 A5052인 것을 특징으로 하는 자동차 대시 컴플리트의 경량화 구조.
제1항에 있어서,
상기 자동차(V)의 구조에 부합하도록 성형하는 카울 컴플리트(110)는, 냉간 성형한 것임을 특징으로 하는 대시 컴플리트의 경량화 구조.