KR102699816B1 - Rack housing integrated subframe - Google Patents
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Abstract
본 발명은 랙하우징 일체형 서브프레임에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서브프레임으로서, 알루미늄 다이캐스팅을 통해 성형되고, 전방면과 후방면, 상기 전방면과 후방면에 연결되는 상부면과 측면과, 하부 개방면을 포함하는 바디부; 중공관 형태로 상기 상부면에 연결되어 상기 바디부와 일체로 구성되는 랙하우징; 및 상기 전방면 양단측 각각에 다이캐스팅시 상기 바디부에 일체로 형성되는 전방 암 마운팅부와, 상기 후방면 양단측 각각에 다이캐스팅시 상기 바디부에 일체로 형성되는 후방 암 마운팅부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 랙하우징 일체형 서브프레임에 관한 것이다. The present invention relates to a rack housing-integrated subframe, and more specifically, to a rack housing-integrated subframe, characterized in that it includes a body portion formed through aluminum die casting and including a front surface and a rear surface, an upper surface and side surfaces connected to the front surface and the rear surface, and a lower open surface; a rack housing connected to the upper surface in the form of a hollow tube and configured integrally with the body portion; and a front arm mounting portion integrally formed with the body portion by die casting at each of both ends of the front surface, and a rear arm mounting portion integrally formed with the body portion by die casting at each of both ends of the rear surface.
Description
본 발명은 랙하우징 일체형 서브프레임에 관한 것이다. The present invention relates to a rack housing integrated subframe.
서브프레임(Sub Frame)은 자동차의 엔진룸의 주 골격으로 엔진, 트랜스미션 및 PE 시스템을 지탱하며 서스펜션 구성부분을 링크해 지지해 주는 역할을 한다. 또한 엔진의 진동 및 소음을 흡수하여 차량 품질에 직결된 주요 섀시 부품이다.The subframe is the main skeleton of the engine room of a car, supporting the engine, transmission, and PE system, and linking and supporting the suspension components. It is also a key chassis component that absorbs engine vibration and noise, and is directly related to vehicle quality.
서브프레임 형상은 과거 우물 정(#)자형과 I형 타입이 있다. 우물 정(#)자형 서브프레임은 엔진 및 섀시 부품의 강성확보 및 진동저감 등의 장점이 있는 반면 고중량 및 고비용 단점이 있다. I형 서브프레임은 중량이 가볍고 구조적으로 간단하여 연비 및 생산비용 면에서 장점을 가지나 강성 측면에서 불리하여 이를 보완하기 위해 프론트 사이드 멤버가 동시에 보강되어야 한다.The subframe shape is the well-shaped (#) type and the I type in the past. The well-shaped (#) type subframe has the advantage of securing rigidity of engine and chassis parts and reducing vibration, but has the disadvantage of high weight and high cost. The I-type subframe is light in weight and structurally simple, so it has the advantage of fuel efficiency and production cost, but it is disadvantageous in terms of rigidity, so the front side member must be reinforced at the same time to compensate for this.
국제 환경 및 연비규제 강화 추세와 에너지 자원의 가격 상승은 친환경 자동차 개발 및 차량 경량화를 촉진하는 동기로 작용되고 있다. 그러나 안전 규제 및 편의 사양 증가로 인하여 차량의 중량은 증가할 수밖에 없는 상황에서 이를 최소화하기 위한 다양한 노력이 진행되고 있다. The trend of strengthening international environmental and fuel efficiency regulations and the rising price of energy resources are acting as incentives to promote the development of eco-friendly cars and vehicle weight reduction. However, due to the increase in safety regulations and convenience specifications, the weight of vehicles is bound to increase, and various efforts are being made to minimize this.
이러한 현상은 내연기관 자동차뿐만이 아니라 배터리 때문에 증가한 차량의 무게를 보다 더 상쇄해야 하고 1회 충전 주행거리 개선이 시급한 전기자동차의 경우 더 큰 이슈로 고려되는 상황이다. This phenomenon is considered a bigger issue not only for internal combustion engine vehicles, but also for electric vehicles, which must further offset the increased weight of the vehicle due to the battery and urgently need to improve the driving range on a single charge.
자동차 산업을 둘러싼 환경 규제는 국가별로 차이는 있지만 2020년~2025년 규제 목표 갭이 가장 큰 것으로 분석되고 목표를 달성하기 위하여 다양한 수단이 강구될 필요가 있으며, 특히 EU 지역의 경우 2025년을 기점으로 더욱 강력한 규제가 시행될 예정이다. Environmental regulations surrounding the automobile industry vary by country, but the gap between regulatory goals for 2020 and 2025 is analyzed to be the largest, and various means must be sought to achieve the goals. In particular, in the EU region, stronger regulations are expected to be implemented starting from 2025.
자동차 섀시의 경우 북미 및 유럽 자동차 회사 Benz, Audi, BMW, GM 등에서 서브프레임(Subframe), 암류(ARMs)에 경량소재기술이 점진적으로 확대 적용되어 연비절감을 실행해 나가고 있다.In the case of automobile chassis, North American and European automobile companies such as Benz, Audi, BMW, and GM are gradually expanding the application of lightweight material technology to subframes and ARMs to reduce fuel efficiency.
최근 유가 급등과 CO2 규제 강화로 인해 차량 경량화를 통한 연비 향상에 대한 요구가 크게 증대하고 있어, 경량 소재에 대한 중요성이 크게 부각되고 있으며, 알루미늄 소재는 비강도가 높고 다양한 성형 공정을 통해 제품 제작이 가능하여, 엔진 부품뿐만 아니라 구조용 부품인 서스펜션에 대한 적용이 크게 증가하는 추세이고, 특히 서스펜션 부품 중에서 높은 중량의 서브프레임 부품에 알루미늄재질을 적용하기 위한 다양한 시도가 수행되고 있으며, 최근 세계적으로 대형 차종 중심으로 알루미늄 서브프레임이 확대되고 있고 있다.Recently, due to the surge in oil prices and strengthening of CO2 regulations, the demand for improved fuel efficiency through vehicle weight reduction has greatly increased, and the importance of lightweight materials has been greatly highlighted. Since aluminum has high specific strength and can be manufactured through various molding processes, its application to structural parts such as suspension as well as engine parts is increasing significantly. In particular, various attempts are being made to apply aluminum materials to heavy subframe parts among suspension parts. Recently, aluminum subframes are expanding worldwide, centered on large vehicles.
알루미늄을 활용한 제품 제작 공정은 크게 단조공정과 주조 공정으로 나눌 수 있는데 단조 공정은 기계적 물성이 우수하고, 품질 안정성이 매우 높아 다양한 구조용 부품에 적용되고 있으나, 원소재 가격이 높고 설계 자유도가 떨어질 뿐만 아니라 다단 성형 공정으로 인한 공정 비용이 높다. The process of manufacturing products using aluminum can be largely divided into forging and casting processes. The forging process has excellent mechanical properties and very high quality stability, so it is applied to various structural parts. However, the raw material price is high, the design freedom is low, and the process cost is high due to the multi-stage forming process.
반면에 주조 공정은 설계 자유도가 높고 원소재 및 공정 비용이 상대적으로 저렴하지만 제품 결함으로 인한 품질 안정성이 떨어진다. 주조 공정 중 일반적인 다이캐스팅 공정은 원소재가 저렴하고 생산성이 높을 뿐 아니라 박육 주조가 가능하여 다양한 부품에 적용되고 있으나, 공법 특성상 제품 내 가스 함유량이 높아(10~30cc/100gAl) 기계적 물성이 낮고 열처리 및 용접이 불가능하여 고강도 고연성이 요구되는 구조용 부품에는 적용하기 어려움이 있다. 따라서 용탕 주입시 불순물의 투입을 사전 제거하고 용탕 공급시 발생하기 쉬운 공기의 침입을 방지할 수 있도록 일반적 다이캐스팅 공법을 보완한 고진공 다이캐스팅 공법 적용이 증대되고 있다.On the other hand, the casting process has a high degree of design freedom and the raw material and process costs are relatively low, but the quality stability is low due to product defects. Among the casting processes, the general die casting process is applied to various parts because the raw materials are cheap and the productivity is high, and thin-wall casting is possible. However, due to the characteristics of the method, the gas content in the product is high (10~30cc/100gAl), so the mechanical properties are low and heat treatment and welding are impossible, so it is difficult to apply to structural parts that require high strength and high ductility. Therefore, the application of the high-vacuum die casting method, which complements the general die casting method, is increasing to remove impurities in advance when pouring the molten metal and prevent air from entering when the molten metal is supplied.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면 고진공 다이캐스팅 공법을 적용하여 기존의 스틸 대비 중량 절감을 하고, 스티어링 랙하우징을 일체화 성형을 추가하여 부품수 절감 및 조립 공정 개선을 통해서 중량 증가분 대비 재료비 상승 효과를 최소화 할 수 있는 알루미늄 프런트 랙하우징 일체형 서브프레임을 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the related art, and according to an embodiment of the present invention, the purpose is to provide an aluminum front rack housing integrated subframe that can minimize the effect of increased material costs compared to the increase in weight by reducing the weight compared to the existing steel by applying a high-vacuum die-casting method, and reducing the number of parts and improving the assembly process by adding an integrated molding of a steering rack housing.
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.Meanwhile, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs from the description below.
본 발명의 목적은 서브프레임으로서, 알루미늄 다이캐스팅을 통해 성형되고, 전방면과 후방면, 상기 전방면과 후방면을 연결하는 상부면과 측면과, 하부 개방면을 포함하는 바디부; 중공관 형태로 상기 상부면에 연결되어 상기 바디부와 일체로 구성되는 랙하우징; 및 상기 전방면 양단측 각각에 다이캐스팅시 상기 바디부에 일체로 형성되는 전방 암 마운팅부와, 상기 후방면 양단측 각각에 다이캐스팅시 상기 바디부에 일체로 형성되는 후방 암 마운팅부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 랙하우징 일체형 서브프레임으로서 달성될 수 있다. The object of the present invention can be achieved by a rack housing-integrated subframe including: a subframe formed through aluminum die casting, the body including a front surface and a rear surface, an upper surface and side surfaces connecting the front surface and the rear surface, and a lower open surface; a rack housing connected to the upper surface in the form of a hollow tube and configured integrally with the body; and a front arm mounting portion integrally formed with the body portion by die casting at each of the two ends of the front surface, and a rear arm mounting portion integrally formed with the body portion by die casting at each of the two ends of the rear surface.
그리고 후방 암 마운팅부는 상기 바디부 다이캐스팅시 전방벽과 후방벽과 관통홀이 형성된 하벽과, 상부 개구부를 갖도록 형성되고, 상기 상부 개구부에는 알루미늄 프레스 성형으로 제조되고 관통홀이 형성된 판재가 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다. And the rear arm mounting part may be formed to have a front wall, a rear wall, a lower wall with a through hole formed therein, and an upper opening when the body part is die-casted, and a plate material manufactured by aluminum press forming and having a through hole formed therein may be joined to the upper opening.
또한, 상기 판재와 상기 하벽에 형성된 관통홀과 상기 전방벽 사이 거리가, 후방벽 사이 거리보다 크게 설정되며, 상기 관통홀과 상기 전방벽 사이의 부위에 역변형부가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, it may be characterized in that the distance between the through hole formed in the plate and the lower wall and the front wall is set to be greater than the distance between the rear walls, and a reverse deformation portion is formed in the area between the through hole and the front wall.
그리고 상기 후방 암 마운팅부 내부에 장착되는 부시를 밀착지지하도록 상기 후방 암 마운팅부 내에 결합되는 서포트부재를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And it may be characterized by further including a support member coupled within the rear arm mounting part to closely support a bush mounted within the rear arm mounting part.
또한 한 쌍의 상기 후방 암 마운팅부 사이를 연결하며 상기 바디부 다이캐스팅시 일체로 성형되는 횡방향 연결부와, 상기 횡방향 연결부와 상기 후방면 사이를 연결하며 상기 바디부 다이캐스팅시 일체로 성형되는 적어도 하나의 종방향 연결부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, it may be characterized by including a transverse connecting portion that connects between a pair of said rear arm mounting portions and is integrally formed during die casting of said body portion, and at least one longitudinal connecting portion that connects between said transverse connecting portion and said rear surface and is integrally formed during die casting of said body portion.
그리고 상기 상부면 하면은 리브 구조를 갖고, 상기 리브는, 토크로드 장착부 양단에, 상기 전방면과 상기 후방면 사이를 연결하는 한 쌍의 전후종리브; 길이방향이 바디부의 폭방향이고, 전후 방향으로 서로 이격된 복수의 횡방향리브; 및 전후종리브와 상기 전방면 사이 및 상기 후방면과 상기 측면 사이 중 적어도 어느 하나를 연결하는 제1경사리브;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And the upper surface lower surface has a rib structure, and the rib may be characterized by including: a pair of front and rear longitudinal ribs connecting the front surface and the rear surface at both ends of the torque rod mounting portion; a plurality of transverse ribs whose longitudinal direction is the width direction of the body portion and which are spaced apart from each other in the front-rear direction; and a first inclined rib connecting at least one of the front and rear longitudinal ribs and the front surface and the rear surface and the side surface.
또한 상기 제1경사리브와 교차되며, 전후종리브와 상기 후방면 사이 및 상기 전방면과 상기 측면 사이 중 적어도 어느 하나를 연결하는 제2경사리브;를 더 포함하고, 상기 제1경사리브 중 적어도 어느 하나는 후방측으로 볼록한 곡률을 갖는 만곡된 형태를 갖고, 상기 제2경사리브 중 적어도 어느 하나는 전방측으로 볼록한 곡률을 갖는 만곡된 형태를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the invention may further include a second inclined rib intersecting the first inclined rib and connecting at least one of the anterior and posterior longitudinal ribs and the rear surface and the front surface and the side surface; wherein at least one of the first inclined ribs has a curved shape having a convex curvature toward the rear, and at least one of the second inclined ribs has a curved shape having a convex curvature toward the front.
그리고 상기 후방면과 스태빌라이져 부착부를 연결하는 리브 중 적어도 어느 하나에 비연결구간을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. And it can be characterized in that at least one of the ribs connecting the rear surface and the stabilizer attachment part has a non-connected section.
또한 상기 후방면은 중앙 전방측으로 오목한 형태를 갖고, 하부 끝단면은 후방측으로 절곡된 플랜지를 가지며, 표면 형상은 삼각형 모양이 복수 조합하여 형성한 다면체벽부로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the rear surface may be characterized by having a concave shape toward the center front, a lower end surface having a flange bent toward the rear, and a surface shape formed by a polyhedral wall portion formed by combining a plurality of triangular shapes.
본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 프런트 랙하우징 일체형 서브프레임에 따르면, 고진공 다이캐스팅 공법을 적용하여 기존의 스틸 대비 중량 절감을 하고, 스티어링 랙하우징을 일체화 성형을 추가하여 부품수 절감 및 조립 공정 개선을 통해서 중량 증가분 대비 재료비 상승 효과를 최소화 할 수 있는 효과를 갖는다. According to an aluminum front rack housing integrated subframe according to an embodiment of the present invention, the weight is reduced compared to the existing steel by applying a high vacuum die casting method, and the steering rack housing is integrated and molded to reduce the number of parts and improve the assembly process, thereby minimizing the effect of increasing material costs compared to the increase in weight.
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.Meanwhile, the effects obtainable from the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the description below.
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 본 발명의 실시예에 따른 후방 상부측에서 바라본 랙하우징 일체형 서브프레임 사시도,
도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 전방 상부측에서 바라본 랙하우징 일체형 서브프레임 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 서브프레임 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 랙하우징 일체형 서브프레임의 평면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 랙하우징 일체형 서브프레임의 저면도,
도 5은 본 발명의 실시예에 따른 랙하우징 일체형 서브프레임의 측면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 랙하우징 일체형 서브프레임의 정면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 랙하우징 일체형 서브프레임의 후면도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 후방 암 마운팅부 확대도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 역변형부를 모식적으로 나타낸 마운팅부 단면도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 황방향 연결부와 종방향연결부를 갖는 랙하우징 일체형 서브프레임의 평면도,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 서포트 부재가 결합된 마운팅부,
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 리브 구조가 없는 서브프레임의 마운팅부 하중인가 조건에서의 응력해석 결과,
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 랙하우징 일체형 서브프레임 저면도,
도 14는 본 발명의 실시예에 따라 비연결구간을 갖는 리브 구조 부분의 확대도,
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 랙하우징 일체형 서브프레임의 제조방법 흐름도,
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 랙하우징 금형에 제1, 제2중심이 삽입된 상태의 단면도,
도 17a은 본 발명의 실시예에 따라 코어가 삽입된 랙하우징이 서브프레임 금형에 위치된 상태의 부분 단면도,
도 17b는 도 17a에서 금형을 폐쇄한 상태의 부분 단면도,
도 18a 본 발명의 제1실시예에 따른 체결강화홀이 형성된 연결단을 갖는 랙하우징의 사시도,
도 18b는 도 18a에서 서브프레임이 다이캐스팅 된 후의 단면도,
도 19a는 본 발명의 제2실시예에 따른 체결강화홀이 형성된 결합편을 갖는 랙하우징의 단면도,
도 19b는 본 발명의 제2실시예에 따른 체결강화홀이 형성된 결합편을 갖는 랙하우징과 접합플랜지부를 갖는 랙하우징의 단면도,
도 19c는 도 19b에서 서브프레임이 다이캐스팅 된 후의 단면도를 도시한 거이다. The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention and, together with the detailed description of the invention, serve to further understand the technical idea of the present invention; therefore, the present invention should not be interpreted as being limited to matters described in such drawings.
Figure 1a is a perspective view of a rack housing-integrated subframe viewed from the rear upper side according to an embodiment of the present invention.
Figure 1b is a perspective view of a rack housing-integrated subframe viewed from the front upper side according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view of a subframe according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a plan view of a rack housing-integrated subframe according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a bottom view of a rack housing-integrated subframe according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a side view of a rack housing-integrated subframe according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a front view of a rack housing-integrated subframe according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a rear view of a rack housing-integrated subframe according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is an enlarged view of the rear arm mounting part according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a cross-sectional view of a mounting part schematically showing a reverse deformation part according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a plan view of a rack housing-integrated subframe having a longitudinal connection portion and a longitudinal connection portion according to an embodiment of the present invention.
Fig. 11 is a mounting part combined with a support member according to an embodiment of the present invention;
Figure 12 shows the stress analysis results under the load application condition of the mounting part of a subframe without a rib structure according to an embodiment of the present invention.
Figure 13 is a bottom view of a rack housing-integrated subframe according to an embodiment of the present invention.
Figure 14 is an enlarged view of a rib structure portion having a non-connected section according to an embodiment of the present invention.
Figure 15 is a flow chart of a method for manufacturing a rack housing-integrated subframe according to an embodiment of the present invention.
Figure 16 is a cross-sectional view of a rack housing mold according to an embodiment of the present invention with the first and second centers inserted.
FIG. 17a is a partial cross-sectional view of a rack housing with a core inserted therein according to an embodiment of the present invention, positioned in a subframe mold;
Fig. 17b is a partial cross-sectional view of Fig. 17a with the mold closed.
FIG. 18a is a perspective view of a rack housing having a connecting end formed with a fastening reinforcing hole according to the first embodiment of the present invention;
Fig. 18b is a cross-sectional view of the subframe after die casting in Fig. 18a.
Figure 19a is a cross-sectional view of a rack housing having a joint piece formed with a fastening reinforcing hole according to the second embodiment of the present invention.
Figure 19b is a cross-sectional view of a rack housing having a joint piece with a fastening reinforcing hole formed according to the second embodiment of the present invention and a rack housing having a joint flange portion.
Figure 19c is a cross-sectional view showing the subframe after die casting in Figure 19b.
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.The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments related to the attached drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed contents can be thorough and complete and so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
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.In this specification, when it is mentioned that a component is on another component, it means that it can be formed directly on the other component, or a third component can be interposed between them. Also, in the drawings, the thickness of the components is exaggerated for the effective explanation of the technical contents.
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.The embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional and/or plan views, which are ideal examples of the present invention. In the drawings, the thicknesses of the films and regions are exaggerated for effective explanation of the technical contents. Accordingly, the shapes of the illustrated drawings may be modified due to manufacturing techniques and/or tolerances. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to the specific shapes illustrated, but also include changes in shapes produced according to the manufacturing process. For example, the regions illustrated at right angles may be rounded or have a shape with a predetermined curvature. Accordingly, the regions illustrated in the drawings have properties, and the shapes of the regions illustrated in the drawings are intended to illustrate specific shapes of regions of the device and are not intended to limit the scope of the invention. Although the terms first, second, etc. have been used to describe various components in various embodiments of the present invention, these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. The embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.
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.The terminology used herein is for the purpose of describing embodiments only and is not intended to limit the invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise. The words "comprises" and/or "comprising" as used herein do not exclude the presence or addition of one or more other elements mentioned.
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.In describing the specific embodiments below, various specific contents have been written to explain the invention more specifically and to help understanding. However, a reader who has knowledge of this field enough to understand the present invention can recognize that it can be used without these various specific contents. In some cases, it is mentioned in advance that parts that are commonly known but not greatly related to the invention are not described in order to prevent confusion without any reason in describing the present invention.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 랙하우징 일체형 서브프레임의 구성, 기능 및 그 제조방법에 대해 설명하도록 한다. Below, the configuration, function, and manufacturing method of a rack housing-integrated subframe according to an embodiment of the present invention will be described.
먼저, 도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 후방 상부측에서 바라본 랙하우징 일체형 서브프레임 사시도, 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 전방 상부측에서 바라본 랙하우징 일체형 서브프레임 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 서브프레임 사시도(랙하우징 제외)를 도시한 것이다. First, Fig. 1a is a perspective view of a rack housing-integrated subframe as viewed from the rear upper side according to an embodiment of the present invention, Fig. 1b is a perspective view of a rack housing-integrated subframe as viewed from the front upper side according to an embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a perspective view of a subframe (excluding the rack housing) according to an embodiment of the present invention.
그리고 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 랙하우징 일체형 서브프레임의 평면도를 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 랙하우징 일체형 서브프레임의 저면도를 도시한 것이다. And FIG. 3 illustrates a plan view of a rack housing-integrated subframe according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 illustrates a bottom view of a rack housing-integrated subframe according to an embodiment of the present invention.
또한 도 5은 본 발명의 실시예에 따른 랙하우징 일체형 서브프레임의 측면도를 도시한 것이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 랙하우징 일체형 서브프레임의 정면도를 도시한 것이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 랙하우징 일체형 서브프레임의 후면도를 도시한 것이다. In addition, FIG. 5 illustrates a side view of a rack housing-integrated subframe according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 illustrates a front view of a rack housing-integrated subframe according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 illustrates a rear view of a rack housing-integrated subframe according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 랙하우징 일체형 서브프레임(100)은 용접이나, 볼팅 등에 의해 랙하우징(60)과 서브프레임(1)이 결합되는 것이 아닌, 다이캐스팅을 통해 랙하우징과 일체형 구조를 갖는 서브프레임에 해당한다. The rack housing-integrated subframe (100) according to an embodiment of the present invention is a subframe having an integral structure with the rack housing through die casting, rather than having the rack housing (60) and the subframe (1) joined by welding, bolting, etc.
먼저, 바디부(10)는 알루미늄 다이캐스팅을 통해 성형된다. 알루미늄 고진공 다이캐스팅으로 성형되는 것이 바람직하다. 바디부(10)는 토크로드 개구부를 갖는 전방면(12)과, 후방면(16), 그리고 전방면(12)과 후방면(16)을 연결하는 상부면(13)과 측면(14)을 포함하며, 하부는 개방된 형태를 갖는다. 그리고 상부면(13) 하면에는 리브구조가 일체로 성형된다. First, the body part (10) is formed through aluminum die casting. It is preferable to form the body part through aluminum high vacuum die casting. The body part (10) includes a front surface (12) having a torque rod opening, a rear surface (16), and an upper surface (13) and a side surface (14) connecting the front surface (12) and the rear surface (16), and the lower surface has an open shape. In addition, a rib structure is integrally formed on the lower surface of the upper surface (13).
랙하우징(60)은 전체적으로 중공관 형태로 바디부 상부면(13)에 연결되어 일체로 구성된다. The rack housing (60) is configured as a single piece by being connected to the upper surface (13) of the body in the form of a hollow tube.
또한 각종 마운팅부는 바디부(10) 다이캐스팅시 일체로 형성된다. 이러한 마운팅부는 전방면(11) 양단측 각각에 다이캐스팅시 바디부(10)에 일체로 형성되는 전방 암 마운팅부(20)와, 후방면(16) 양단측 각각에 다이캐스팅시 바디부(10)에 일체로 형성되는 후방 암 마운팅(로어암 마운팅부)(30)와, 측면(14) 각각에 다이캐스팅시 바디부(10)에 일체로 형성되는 차제 마운팅부(15)를 포함하여 구성된다. In addition, various mounting parts are formed integrally when the body part (10) is die-casted. These mounting parts are configured to include a front arm mounting part (20) formed integrally with the body part (10) when die-casting on each of the two ends of the front surface (11), a rear arm mounting (lower arm mounting part) (30) formed integrally with the body part (10) when die-casting on each of the two ends of the rear surface (16), and a body mounting part (15) formed integrally with the body part (10) when die-casting on each of the sides (14).
그리고 바디부 후방면(16)의 하단면은 후방으로 절곡된 플랜지(미도시)가 형성될 수 있으며, 바디부 전방면(11)은 상부면에 대하여 상부측으로 일부 돌출된 형태를 가질 수 있으며, 전방면(11) 역시 하단면은 전방으로 절곡된 플랜지(미도시)가 형성될 수 있다. And the lower surface of the rear surface (16) of the body part may be formed with a flange (not shown) that is folded backwards, the front surface (11) of the body part may have a shape that protrudes upwards with respect to the upper surface, and the lower surface of the front surface (11) may also be formed with a flange (not shown) that is folded forwards.
또한 전방면(11)의 토크로드 부착부의 높이가 바디부(10) 높이보다 크게 형성된다. 바디부(10)의 높이는 부착되는 토크로드 높이와 대략 같은 높이에 해당한다. 따라서 뒤틀림 억제, 토크로드에 의한 압력에 의한 뒤틀림 억제, 엔진 움직임을 억제할 수 있다. In addition, the height of the torque rod attachment portion of the front surface (11) is formed to be greater than the height of the body portion (10). The height of the body portion (10) corresponds to approximately the same height as the height of the torque rod to which it is attached. Therefore, it is possible to suppress distortion, suppress distortion due to pressure by the torque rod, and suppress engine movement.
그리고 후방면(16)은 중앙 전방측으로 오목한 형태를 갖고, 하부 끝단면은 후방측으로 절곡된 플랜지를 가진다. 또한 후방면(16)의 표면 형상은 대략 삼각형 모양이 복수 조합하여 형성한 다면체벽부로 구성되어 중량의 증가 억제 및 강성향상효과와 가해지는 외력을 복수의 대략 삼각형 모양에 의해 분산될 수 있다. And the rear surface (16) has a concave shape toward the center front, and the lower end surface has a flange folded toward the rear. In addition, the surface shape of the rear surface (16) is composed of a polyhedral wall formed by combining a plurality of approximately triangular shapes, so that the weight increase can be suppressed and the rigidity can be improved, and the applied external force can be distributed by the plurality of approximately triangular shapes.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 후방 암 마운팅부 확대도를 도시한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 후방 암 마운팅부(30)는 고진공 다이캐스팅에 의해 바디부(10)와 일체로 성형된다. 후방 암 마운팅부(30)는 관통홀(볼트구멍)이 형성된 하벽(34)과, 전방벽(32), 후방벽(33)을 포함하며 다이캐스팅 후 상부가 개방된 형태를 갖는다. Figure 8 is an enlarged view of a rear arm mounting part according to an embodiment of the present invention. The rear arm mounting part (30) according to an embodiment of the present invention is formed integrally with the body part (10) by high vacuum die casting. The rear arm mounting part (30) includes a lower wall (34) in which a through hole (bolt hole) is formed, a front wall (32), and a rear wall (33), and has an upper part that is open after die casting.
그리고 후방 암 마운팅부(30)의 상부는 별도의 알루미늄 프레스로 성형된 판재(31)가 결합된다. 판재(31)와 후방 암 마운팅부(30)는 마찰교반용접(FSW)을 통해 결합될 수 있다. And the upper part of the rear arm mounting part (30) is joined with a plate (31) formed by a separate aluminum press. The plate (31) and the rear arm mounting part (30) can be joined through friction stir welding (FSW).
또한 후방 암 마운팅부(30)의 내부 부착부에서 전방벽(32)과 후방벽(33)의 간격은 차량 외측분을 향해 넓어지도록 설정되어, 성형시 몰드에서 빼기 용이하도록 구성된다. In addition, the gap between the front wall (32) and the rear wall (33) in the internal attachment portion of the rear arm mounting portion (30) is set to widen toward the outer portion of the vehicle, so as to facilitate removal from the mold during molding.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 역변형부를 모식적으로 나타낸 마운팅부 단면도를 도시한 것이다. FIG. 9 is a cross-sectional view of a mounting portion schematically showing a reverse deformation portion according to an embodiment of the present invention.
도 9에 도시된 바와 같이, 판재(31)와 하벽(34)에 형성된 관통홀과 전방벽(32) 사이 거리가, 후방벽(33) 사이 거리보다 크게 설정되며, 관통홀과 전방벽(32) 사이의 부위에 역변형부(35)가 형성될 수 있다. 또한 역변형부(35)에 대응하는 위치가 되는 판재, 하벽에 차폭방향으로 연장되는 복수의 라인의 비드가 형성되어 충격을 흡수할 수 있다. As illustrated in Fig. 9, the distance between the through hole formed in the plate (31) and the lower wall (34) and the front wall (32) is set to be greater than the distance between the rear wall (33), and a reverse deformation portion (35) can be formed in the area between the through hole and the front wall (32). In addition, a plurality of lines of beads extending in the width direction are formed in the plate and the lower wall corresponding to the reverse deformation portion (35) to absorb impact.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 황방향 연결부와 종방향연결부를 갖는 랙하우징 일체형 서브프레임의 평면도를 도시한 것이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 랙하우징 일체형 서브프레임(100)은 횡방향연결부(17)와 종방향연결부(18)를 더 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다 Fig. 10 is a plan view of a rack housing-integrated subframe having a transverse connection part and a longitudinal connection part according to an embodiment of the present invention. As shown in Fig. 10, it can be seen that the rack housing-integrated subframe (100) according to an embodiment of the present invention can be configured to further include a transverse connection part (17) and a longitudinal connection part (18).
횡방향연결부(17)는 한 쌍의 후방 암 마운팅부(30) 사이를 연결하며 바디부(10) 다이캐스팅시 일체로 성형되다. 종방향연결부(18)는 횡방향연결부(17)와 후방면(16) 사이를 연결하며 바디부 다이캐스팅시 일체로 성형된다. The transverse connecting portion (17) connects between a pair of rear arm mounting portions (30) and is integrally formed during die casting of the body portion (10). The longitudinal connecting portion (18) connects between the transverse connecting portion (17) and the rear surface (16) and is integrally formed during die casting of the body portion.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 서포트 부재가 결합된 마운팅부를 도시한 것이다. 후방 암 마운팅부(30) 내부에 장착되는 부시를 밀착지지하도록 후방 암 마운팅부(30) 내에 결합되는 서포트부재(40)를 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 위치규제 포밍부(41)가 형성된 한 쌍의 서포트 부재(40)가 후방 암 마운팅부(30) 내에 결합되어 부시를 밀착지지하도록 구성됨을 알 수 있다. FIG. 11 illustrates a mounting part to which a support member is coupled according to an embodiment of the present invention. It can be seen that the mounting part can be configured to include a support member (40) coupled within the rear arm mounting part (30) to closely support a bush mounted within the rear arm mounting part (30). As illustrated in FIG. 11, it can be seen that a pair of support members (40) having a position-regulating forming part (41) formed therein are coupled within the rear arm mounting part (30) to closely support the bush.
또한 후방 암 마운팅부(30)에 의해서 설치 지지된 로어암의 하중 입력점높이 치수와, 서브프레임 바디부의 상하 방향 치수가 대략 동일치수가 되도록 구성될 수 있다. In addition, the load input point height dimension of the lower arm supported by the rear arm mounting part (30) and the upper and lower dimensions of the subframe body part can be configured to be approximately the same.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 리브 구조가 없는 서브프레임의 마운팅부 하중인가 조건에서의 응력해석 결과를 도시한 것이다. 그리고 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 랙하우징 일체형 서브프레임 저면도를 도시한 것이다.Fig. 12 illustrates the results of stress analysis under the load application condition of the mounting part of a subframe without a rib structure according to an embodiment of the present invention. And Fig. 13 illustrates a bottom view of a subframe integrated with a rack housing according to an embodiment of the present invention.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 랙하우징 일체형 서브프레임(10)은 저면 내부 즉, 상부면(13) 하면에 리브구조를 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다. As illustrated in FIG. 13, it can be seen that the rack housing integrated subframe (10) according to the embodiment of the present invention can be configured to include a rib structure on the inside of the bottom surface, that is, on the lower surface of the upper surface (13).
기본적으로 본 발명의 실시예에 따른 랙하우징 일체형 서브프레임은 하중에 의해 응력이 집중되는 부분에 대해 리브가 적용된다. 도 12는 앞서 언급한 본 발명의 서브프레임 형태에서 리브가 없는 상태에서, 전방 암 마운팅부(20), 후방 암 마운팅부(30), 차체 마운팅부(15), 스태빌라이저 부착부(19)에 하중 인가 조건에서의 응력해석결과이다(적색이 응력이 집중되는 부분). 이러한 응력해석결과에 기반하여 본 발명의 실시예에 따른 리브구조가 설계되었다. Basically, the rack housing integrated subframe according to the embodiment of the present invention has ribs applied to the portion where stress is concentrated due to the load. Fig. 12 is a stress analysis result under the condition of applying a load to the front arm mounting portion (20), the rear arm mounting portion (30), the body mounting portion (15), and the stabilizer attachment portion (19) in the subframe form of the present invention mentioned above without ribs (red is the portion where stress is concentrated). The rib structure according to the embodiment of the present invention was designed based on this stress analysis result.
본 발명의 실시예에 따른 리브구조는 도 13에 도시된 바와 같이, 한쌍의 전후종리브(52), 횡방향리브(51), 제1경사리브(53), 제2경사리브(54) 등을 포함하여 구성됨을 알 수 있다. As shown in FIG. 13, it can be seen that the rib structure according to an embodiment of the present invention is configured to include a pair of front and rear longitudinal ribs (52), a transverse rib (51), a first inclined rib (53), a second inclined rib (54), etc.
전후종리브(52)는 토크로드 장착부(12) 양단에, 전방면(11)과 후방면(16) 사이를 연결하도록 구성된다. 그리고 횡방향 리브(51)는 바디부(10)의 폭방향을 따라 복수로 구성될 수 있다. 이러한 횡방향 리브(51)의 길이방향을 폭방향이며, 복수의 횡방향 리브는 서로 전후 방향으로 이격되어 배치된다. The front and rear longitudinal ribs (52) are configured to connect the front surface (11) and the rear surface (16) at both ends of the torque rod mounting portion (12). In addition, a plurality of transverse ribs (51) may be configured along the width direction of the body portion (10). The longitudinal direction of these transverse ribs (51) is the width direction, and the plurality of transverse ribs are arranged to be spaced apart from each other in the front and rear direction.
그리고 제1경사리브(53)는 기본적으로 전후종리브(52)를 기준으로 후방에서 전방을 향한 경사를 가지는 방향으로 배치된다. 제1경사리브(53)는 전후종리브(52)와 전방면(11) 사이를 연결하는 리브와, 후방면(16)과 측면(14) 사이를 연결하는 리브를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고 이러한 제1경사리브(53) 중 적어도 어느 하나는 후방측으로 볼록한 곡률을 갖는 만곡된 형태를 가질 수 있다. And the first inclined rib (53) is basically arranged in a direction that has an incline from the rear to the front based on the front and rear longitudinal ribs (52). The first inclined rib (53) may be configured to include a rib connecting the front and rear longitudinal ribs (52) and the front surface (11), and a rib connecting the rear surface (16) and the side surface (14). And at least one of these first inclined ribs (53) may have a curved shape with a convex curvature toward the rear.
제2경사리브(54)는 제1경사리브(53)와 교차되며, 전후종리브(52)와 후방면(16) 사이를 연결하는 리브와, 전방면(11)과 측면(14)을 연결하는 리브를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 제2경사리브(54) 중 적어도 어느 하나는 전방측으로 볼록한 곡률을 갖는 만곡된 형태를 가질 수 있다 The second inclined rib (54) intersects with the first inclined rib (53) and may be configured to include a rib connecting the front and rear longitudinal ribs (52) and the rear surface (16) and a rib connecting the front surface (11) and the side surface (14). At least one of these second inclined ribs (54) may have a curved shape with a convex curvature toward the front.
도 14는 본 발명의 실시예에 따라 비연결구간을 갖는 리브 구조 부분의 확대도를 도시한 것이다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 리브구조는 후방면(16)과 스태빌라이져 부착부(19)를 연결하는 리브 중 적어도 어느 하나에 비연결구간(55)을 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다. 따라서 스태빌라이져 부착부(19)를 통해 서브프레임(100)으로 하중이 인가되어도 후방면(16) 측으로 응력이 집중되는 것을 방지할 수 있다. FIG. 14 is an enlarged view of a rib structure portion having a non-connected section according to an embodiment of the present invention. In addition, it can be seen that the rib structure according to the embodiment of the present invention can be configured to include a non-connected section (55) in at least one of the ribs connecting the rear surface (16) and the stabilizer attachment portion (19). Accordingly, even if a load is applied to the subframe (100) through the stabilizer attachment portion (19), it is possible to prevent stress from being concentrated toward the rear surface (16).
이하에서는 앞서 언급한 본 발명의 실시예에 따른 랙하우징 일체형 서브프레임의 제조방법을 설명한다. 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 랙하우징 일체형 서브프레임의 제조방법 흐름도를 도시한 것이다. Hereinafter, a method for manufacturing a rack housing-integrated subframe according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 15 illustrates a flow chart of a method for manufacturing a rack housing-integrated subframe according to an embodiment of the present invention.
먼저, 먼저 알루미늄 다이캐스팅을 통해 전체적으로 중공관 형태를 갖는 랙하우징(60)을 제조한다(S1). 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 랙하우징 금형에 제1, 제2중심(111,112)이 삽입된 상태의 단면도를 도시한 것이다. First, a rack housing (60) having an overall hollow tube shape is manufactured through aluminum die casting (S1). Fig. 16 is a cross-sectional view showing a state in which first and second centers (111, 112) are inserted into a rack housing mold according to an embodiment of the present invention.
도 16에 도시된 바와 같이, 랙하우징(60)은 알루미늄 다이캐스팅을 통해 제조되며, 랙하우징 금형(110) 양단에 제1, 제2중심(111,112)을 삽입하고 서로 정해진 간격을 두고 대향시킨다. 그리고 용융소재를 주입하고, 고체화후 제1중심(111)과 제2중심(112)을 이형한 후, 제1중심(111)과 제2중심(112)의 간격에 의해 형성된 벽(113)을 제거한다. 이러한 과정을 통해 열팽창차로 인한 파손, 변형을 억제할 수 있다. 또한, 제1중심(111)과 제2중심(112)을 이형할 때, 회전기구를 통해 제1중심(111)과 제2중심(112)을 회전시켜 빼기 저항을 감소시키고 이형성을 유지할 수 있다. As shown in Fig. 16, the rack housing (60) is manufactured through aluminum die casting, and the first and second centers (111, 112) are inserted into both ends of the rack housing mold (110) and are positioned opposite each other with a set gap. Then, the molten material is injected, and after solidification, the first center (111) and the second center (112) are released, and the wall (113) formed by the gap between the first center (111) and the second center (112) is removed. Through this process, breakage and deformation due to thermal expansion difference can be suppressed. In addition, when releasing the first center (111) and the second center (112), the first center (111) and the second center (112) can be rotated by a rotating mechanism to reduce the removal resistance and maintain the release property.
또한 랙하우징(60)은 관형태의 몸체(61)와, 후에 설명되는 바와 같이, 서브프레임 바디부(10) 측과 일체화되는 연결단(62), 결합편(63), 접합플랜지부(65)를 포함하여 구성될 수 있다. In addition, the rack housing (60) may be configured to include a tubular body (61), a connecting member (62), a joining piece (63), and a joining flange portion (65) that are integrated with the subframe body portion (10) as described later.
그리고 제조된 랙하우징(60)을 서브프레임 금형(120) 내에 장착한다(S2). 도 17a은 본 발명의 실시예에 따라 코어가 삽입된 랙하우징이 서브프레임 금형에 위치된 상태의 부분 단면도를 도시한 것이다. 그리고 도 17b는 도 17a에서 금형을 폐쇄한 상태의 부분 단면도를 도시한 것이다. 도 17a에 도시된 바와 같이, 랙하우징(60) 개구부에 간극을 갖도록 코어(123)를 삽입하여 서브프레임 금형의 고정형(121)에 위치하고, 도 17b에 도시된 바와 같이, 이동형(122)으로 금형 폐쇄시 코어(123)와 랙하우징(60) 간극이 폐쇄됨을 알 수 있다. And the manufactured rack housing (60) is mounted in the subframe mold (120) (S2). FIG. 17a is a partial cross-sectional view showing a state in which a rack housing with a core inserted is positioned in the subframe mold according to an embodiment of the present invention. And FIG. 17b is a partial cross-sectional view showing a state in which the mold in FIG. 17a is closed. As shown in FIG. 17a, the core (123) is inserted so as to have a gap in the opening of the rack housing (60) and is positioned in the fixed type (121) of the subframe mold, and as shown in FIG. 17b, it can be seen that the gap between the core (123) and the rack housing (60) is closed when the mold is closed by the movable type (122).
그리고 알루미늄 고진공 다이캐스팅을 통해 서브프레임을 제조하면서 동시에 랙하우징(60)과 일체화되게 된다(S3). And while manufacturing the subframe through aluminum high vacuum die casting, it is simultaneously integrated with the rack housing (60) (S3).
도 18a 본 발명의 제1실시예에 따른 체결강화홀이 형성된 연결단을 갖는 랙하우징의 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 18b는 도 18a에서 서브프레임이 다이캐스팅 된 후의 단면도를 도시한 것이다. FIG. 18a is a perspective view of a rack housing having a connecting end in which a fastening reinforcing hole is formed according to the first embodiment of the present invention. FIG. 18b is a cross-sectional view after the subframe in FIG. 18a is die-casted.
앞서 언급한 바와 같이, 랙하우징(60)은 하부측으로 돌출되며 복수의 체결강화홀(64)이 형성된 적어도 하나의 연결단(62), 결합편(63)을 포함할 수 있다. 이러한 체결강화홀(64)은 도 18a에 도시된 바와 같이, 랙하우징 몸체(61) 하단에 돌출된 연결단(62)에 랙하우징(60)의 길이방향을 따라 형성될 수 있다. As mentioned above, the rack housing (60) may include at least one connecting end (62) and a connecting piece (63) that protrudes downward and has a plurality of fastening reinforcing holes (64) formed therein. As shown in Fig. 18a, the fastening reinforcing holes (64) may be formed along the longitudinal direction of the rack housing (60) in the connecting end (62) that protrudes from the lower end of the rack housing body (61).
도 19a는 본 발명의 제2실시예에 따른 체결강화홀이 형성된 결합편을 갖는 랙하우징의 단면도를 도시한 것이다. 도 19a에 도시된 바와 같이, 연결단(62)에서 외측으로 돌출된 체결편(63)이 형성되고 이러한 체결편(63)에 체결강화홀(64)이 형성될 수 있다. Fig. 19a is a cross-sectional view of a rack housing having a connecting piece formed with a fastening reinforcing hole according to a second embodiment of the present invention. As shown in Fig. 19a, a fastening piece (63) protruding outward from a connecting end (62) is formed, and a fastening reinforcing hole (64) can be formed in this fastening piece (63).
이러한 체결강화홀(64)을 갖는 연결단(62), 체결강화홀(64)을 갖는 체결편(63)을 통해, 다이캐스팅시 체결강화홀(64)을 통해 알루미늄 용탕이 유입되어 랙하우징(60)과 서브프레임(1)이 일체화되게 된다. Through the connecting section (62) having the fastening reinforcement hole (64) and the fastening piece (63) having the fastening reinforcement hole (64), the aluminum molten metal flows through the fastening reinforcement hole (64) during die casting, thereby integrating the rack housing (60) and the subframe (1).
서브프레임의 후방 암 마운팅부(30)는 다이캐스팅시 전방벽(32)과 후방벽(33)과 관통홀이 형성된 하벽(34)과 상부 개구부를 갖도록 형성된다. 이러한 상부 개구부에는 알루미늄 프레스 성형으로 제조되고 관통홀이 형성된 판재(31)를 마찰교반용접에 의해 결합시킨다(S4). The rear arm mounting part (30) of the subframe is formed to have a front wall (32), a rear wall (33), a lower wall (34) with a through hole formed therein, and an upper opening during die casting. In this upper opening, a plate (31) manufactured by aluminum press forming and having a through hole formed therein is joined by friction stir welding (S4).
그리고 랙하우징(60)과 서브프레임 바디부 상부면(!3)과의 접합면을 마찰교반용접하여 결합한다(S5). And the joint surface of the rack housing (60) and the upper surface of the subframe body (!3) is joined by friction stir welding (S5).
도 19b는 본 발명의 제2실시예에 따른 체결강화홀이 형성된 결합편을 갖는 랙하우징과 접합플랜지부를 갖는 랙하우징의 단면도를 도시한 것이다. 그리고 도 19c는 도 19b에서 서브프레임이 다이캐스팅 된 후의 단면도를 도시한 거이다. Fig. 19b is a cross-sectional view of a rack housing having a joint piece formed with a fastening reinforcing hole according to a second embodiment of the present invention and a rack housing having a joint flange portion. And Fig. 19c is a cross-sectional view after the subframe in Fig. 19b is die-casted.
즉 랙하우징(60) 제조에서, 서브프레임과의 일체화후 서브프레임 바디부 상부면과의 접합면을 구성하게 되는 부분에 접합플랜지부(65)가 형성되도록 랙하우징(60)을 제조할 수 있다. 따라서 이러한 접합플랜지부(65)에 대해 마찰교반용접을 진행하여 랙하우징과 서브프레임을 더욱 견고하게 결합시킬 수 있게 된다.That is, in manufacturing the rack housing (60), the rack housing (60) can be manufactured so that a joining flange portion (65) is formed at a portion that forms a joining surface with the upper surface of the subframe body after integration with the subframe. Accordingly, friction stir welding can be performed on this joining flange portion (65) to more firmly join the rack housing and the subframe.
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.In addition, the devices and methods described above are not limited to the configurations and methods of the embodiments described above, and the embodiments may be configured by selectively combining all or part of the embodiments so that various modifications can be made.
1:서브프레임
10:바디부
11:전방면
12:로크로드 장착부
13:상부면
14:측면
15:차체 마운팅부
16:후방면
17:횡방향연결부
18:종방향연결부
19:스태빌라이져 부착부
20:전방 암 마운팅부
30:후방 암 마운팅부
31:판재
32:전방벽
33:후방벽
34:하벽
35:역변형부
40:서포트부재
41:위치 규제용 포밍부
51:횡방향리브
52:전후종리브
53:제1경사리브
54:제2경사리브
55:비연결구간
60:랙하우징
61:몸체
62:연결단
63:결합편
64:체결강화홀
65:접합플랜지부
100:랙하우징 일체형 서브프레임
110:랙하우징 금형
111:제1중심
112:제2중심
113:벽
120:서브프레임 금형
121:고정형
122:이동형
123:코어1: Subframe
10: Body part
11:Front view
12: Lockrod mounting part
13:Upper surface
14:Side
15: Body mounting section
16: Rear view
17: Transverse joint
18: Longitudinal connection
19: Stabilizer attachment
20: Front arm mounting part
30: Rear arm mounting part
31: Judgement
32: Front wall
33: Rear wall
34: Lower wall
35: Reverse deformation
40: Absence of support
41: Forming part for position regulation
51: Transverse rib
52: Front and rear ribs
53:1st Sergeant Major
54:2nd slope rib
55: Non-connected section
60:Rack Housing
61: Body
62:Connection
63: Combination
64: Strengthening the connection hole
65: Joint flange section
100: Rack housing integrated subframe
110:Rack housing mold
111:1st center
112:Second center
113: Wall
120: Subframe mold
121:Fixed
122:Moveable
123:Core
Claims (9)
알루미늄 다이캐스팅을 통해 성형되고, 전방면과 후방면, 상기 전방면과 후방면을 연결하는 상부면과 측면과, 하부 개방면을 포함하는 바디부;
중공관 형태로 상기 상부면에 연결되어 상기 바디부와 일체로 구성되는 랙하우징; 및
상기 전방면 양단측 각각에 다이캐스팅시 상기 바디부에 일체로 형성되는 전방 암 마운팅부와, 상기 후방면 양단측 각각에 다이캐스팅시 상기 바디부에 일체로 형성되는 후방 암 마운팅부;를 포함하고,
상기 중공관 형태의 랙하우징을 제조하고, 상기 랙하우징을 서브프레임 금형 내에 장착하며, 알루미늄 다이캐스팅을 통해 서브프레임을 제조하면서 동시에 상기 랙하우징과 일체화되고,
후방 암 마운팅부는 상기 바디부 다이캐스팅시 전방벽과 후방벽과 관통홀이 형성된 하벽과, 상부 개구부를 갖도록 형성되며, 상기 상부 개구부에는 알루미늄 프레스 성형으로 제조되고 관통홀이 형성된 판재가 결합되고,
상기 판재와 상기 하벽에 형성된 관통홀과 상기 전방벽 사이 거리가, 후방벽 사이 거리보다 크게 설정되며, 상기 관통홀과 상기 전방벽 사이의 부위에 역변형부가 형성되며,
상기 상부면 하면은 리브 구조를 갖고,
상기 리브는, 토크로드 장착부 양단에, 상기 전방면과 상기 후방면 사이를 연결하는 한 쌍의 전후종리브; 길이방향이 바디부의 폭방향이고, 전후 방향으로 서로 이격된 복수의 횡방향리브; 및 전후종리브와 상기 전방면 사이 및 상기 후방면과 상기 측면 사이 중 적어도 어느 하나를 연결하는 제1경사리브; 및 상기 제1경사리브와 교차되며, 전후종리브와 상기 후방면 사이 및 상기 전방면과 상기 측면 사이 중 적어도 어느 하나를 연결하는 제2경사리브;를 포함하고,
상기 제1경사리브 중 적어도 어느 하나는 후방측으로 볼록한 곡률을 갖는 만곡된 형태를 갖고, 상기 제2경사리브 중 적어도 어느 하나는 전방측으로 볼록한 곡률을 갖는 만곡된 형태를 갖고,
상기 후방면과 스태빌라이져 부착부를 연결하는 리브 중 적어도 어느 하나에 비연결구간을 가지며,
상기 후방면은 중앙 전방측으로 오목한 형태를 갖고, 하부 끝단면은 후방측으로 절곡된 플랜지를 가지며, 표면 형상은 삼각형 모양이 복수 조합하여 형성한 다면체벽부로 구성되는 것을 특징으로 하는 랙하우징 일체형 서브프레임.
As a subframe,
A body portion formed through aluminum die casting and including a front surface and a rear surface, an upper surface and side surfaces connecting the front surface and the rear surface, and a lower open surface;
A rack housing connected to the upper surface in the form of a hollow tube and formed integrally with the body part; and
It includes a front arm mounting part formed integrally with the body part during die casting on each of the two ends of the front surface, and a rear arm mounting part formed integrally with the body part during die casting on each of the two ends of the rear surface;
The above hollow tube-shaped rack housing is manufactured, the above rack housing is mounted in a subframe mold, and the subframe is manufactured through aluminum die casting while being integrated with the above rack housing.
The rear arm mounting part is formed to have a front wall, a rear wall, a lower wall with a through hole formed during the die casting of the body part, and an upper opening, and a plate material manufactured by aluminum press forming and having a through hole formed therein is joined to the upper opening.
The distance between the through hole formed in the above plate and the lower wall and the front wall is set to be greater than the distance between the rear walls, and a reverse deformation portion is formed in the area between the through hole and the front wall.
The upper surface has a rib structure,
The ribs include a pair of front and rear longitudinal ribs connecting the front surface and the rear surface at both ends of the torque rod mounting portion; a plurality of transverse ribs whose longitudinal direction is in the width direction of the body portion and are spaced apart from each other in the front and rear direction; and a first inclined rib connecting at least one of the front and rear longitudinal ribs and the front surface and the rear surface and the side surface; and a second inclined rib intersecting the first inclined rib and connecting at least one of the front and rear longitudinal ribs and the rear surface and the front surface and the side surface;
At least one of the first inclined ribs has a curved shape having a convex curvature toward the rear, and at least one of the second inclined ribs has a curved shape having a convex curvature toward the front,
At least one of the ribs connecting the rear surface and the stabilizer attachment portion has a non-connected section,
A rack housing integrated subframe characterized in that the rear surface has a concave shape toward the center front, the lower end surface has a flange bent toward the rear, and the surface shape is composed of a polyhedral wall portion formed by combining a plurality of triangular shapes.
상기 후방 암 마운팅부 내부에 장착되는 부시를 밀착지지하도록 상기 후방 암 마운팅부 내에 결합되는 서포트부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 랙하우징 일체형 서브프레임.
In paragraph 1,
A rack housing-integrated subframe further characterized by including a support member coupled within the rear arm mounting portion to closely support a bush mounted within the rear arm mounting portion.
한 쌍의 상기 후방 암 마운팅부 사이를 연결하며 상기 바디부 다이캐스팅시 일체로 성형되는 횡방향 연결부와, 상기 횡방향 연결부와 상기 후방면 사이를 연결하며 상기 바디부 다이캐스팅시 일체로 성형되는 적어도 하나의 종방향 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 랙하우징 일체형 서브프레임.
In paragraph 1,
A rack housing integral subframe characterized by comprising: a transverse connecting portion that connects between a pair of rear arm mounting portions and is integrally formed during die casting of the body portion; and at least one longitudinal connecting portion that connects between the transverse connecting portion and the rear surface and is integrally formed during die casting of the body portion.
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