KR101542995B1

KR101542995B1 - 차량용 쇽 업소버 하우징 및 그 장착구조

Info

Publication number: KR101542995B1
Application number: KR1020140044915A
Authority: KR
Inventors: 김현식; 이선주; 김주남; 신성수
Original assignee: 현대자동차 주식회사
Priority date: 2014-04-15
Filing date: 2014-04-15
Publication date: 2015-08-07
Anticipated expiration: 2034-04-15
Also published as: US9381950B2; US20150290989A1; CN105015297B; CN105015297A

Abstract

차량용 쇽 업소버 하우징 및 그 장착구조가 개시된다. 박스 형상을 하고서 쇽 업소버의 상부를 삽입하여 장착할 수 있는 쇽 업소버 하우징 바디, 상기 쇽 업소버 하우징 바디의 박스 형상의 하나 이상의 테두리를 따라 형성되어 차체와 결합하는 플랜지들을 포함하고, 상기 쇽 업소버 하우징 바디는 두께 차이로 인해 강성이 서로 상이한 소강성부와 대강성부를 포함하여, 차량의 전방 스몰 오버랩 충돌 대응 성능이 향상된다.

Description

차량용 쇽 업소버 하우징 및 그 장착구조{Shock absorber housing and mounting structure thereof for vehicle}

본 발명은 차량용 쇽 업소버 하우징에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 전방 스몰 오버랩 충돌 대응 성능을 향상시킬 수 있는 차량용 쇽 업소버 하우징에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 현가장치는 차체와 차축을 연결하여 주행 중에 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 차체에 직접적으로 전달되지 않도록 제어해서 차체와 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 만드는 장치로서, 노면으로부터의 충격을 완화시키는 섀시스프링과, 이 섀시스프링의 자유진동을 제어하여 승차감을 좋게 하는 쇽 업소버 및, 차체의 롤링을 억제하는 스태빌라이저 등으로 구성된다.

상기 쇽 업소버의 하부는 통상적으로 너클 등을 통해 차륜에 연결되는 반면에 상기 쇽 업소버의 상부는 연결에 장착되어, 차륜을 통해 차체로 전달되는 진동 및 충격을 흡수하여 저감시키는 기능을 주로 하게 된다.

상기와 같은 쇽 업소버 중에 차량의 전륜 쪽에 장착되는 프론트 쇽 업소버는 그 상부가 통상적으로 프론트 쇽 업소버 하우징을 통해 차체에 연결된다.

상기 프론트 쇽 업소버 하우징은 대체로 사각 박스 형상으로 형성되고, 상기 사각 박스 형상의 테두리를 따라서 플랜지가 일체로 형성되어, 차량의 길이 방향을 따라 연장되게 형성된 프론트 사이드 멤버에 한쪽 플랜지가 결합된다.

또한 프론트 쇽 업소버 하우징의 다른쪽 플랜지는, 차량의 길이 방향을 따라 연장되게 형성됨과 더불어 차량의 폭방향을 따라 상기 프론트 사이드 멤버보다 외측에 위치된 펜더 에이프런 어퍼 멤버에 결합되어, 상기 프론트 쇽 업소버 하우징이 상기 프론트 사이드 멤버와 펜더 에이프런 어퍼 멤버를 통해 차체와 연결된 구조를 갖는다.

그런데 상기와 같은 종래의 프론트 쇽 업소버 하우징 장착구조에서는, 차량이 주행 중에 다른 차량이나 혹은 물체(이하 피충돌체라 함)와 오프셋 충돌할 경우에, 특히 차량의 폭방향으로 따른 외곽부위에서 피충돌체와 오버랩 량이 작은 스몰 오버랩 충돌할 경우에, 피충돌체는 전륜 뿐만 아니라 프론트 쇽 업소버 및 프론트 쇽 업소버 하우징을 타격하게 되는 데, 이 때에 프론트 쇽 업소버 하우징의 두께가 너무 얇은 경우에는 프론트 쇽 업소버 하우징이 피충돌체로부터 충격에너지를 전달받아 변형되면서 충격에너지를 흡수하기는 하지만, 피충돌체와의 충돌이후 차량의 폭방향 거동(피충돌체와의 충돌이후 지속적인 정면 충돌을 회피하기 위해 피충돌체에 대해 차량이 비켜나가도록 거동)을 유도하지 못하여 스몰 오버랩 충돌 대응 성능을 향상시키는 데에 미흡하게 된다.

한편 프론트 쇽 업소버 하우징의 두께가 너무 두꺼워 높은 강성을 갖는 경우에는, 프론트 쇽 업소버 하우징과 프론트 사이드 멤버 사이의 결합부의 강성이 프론트 쇽 업소버 하우징 자체의 강성보다 낮아서 프론트 쇽 업소버 하우징이 충격에너지를 전달받아 적절히 변형되기 이전에 먼저 뜯겨져 나가면서 차량의 높이 방향으로 들어올려짐에 따라 프론트 쇽 업소버 하우징이 충격흡수기능을 원활하게 발휘하지 못하여 차량의 전방 충돌 대응 성능이 미흡하다고 하는 결점이 있었다.

본 발명의 실시 예는 상기와 같은 사정을 감안하여 안출된 것으로, 차량의 전방 스몰 오버랩 충돌사고 발생시에 피충돌체가 타격할 경우에 피충돌체로부터 충격에너지를 전달받아 적절히 변형되면서 충격에너지를 효과적으로 흡수하여 저감할 수 있고, 충돌 이후에는 피충돌체에 대해 강건하게 버텨서 차량의 폭방향 거동을 유도하여 지속적인 정면 충돌을 회피함으로써, 차량의 전방 충돌 대응 성능을 향상시킬 수 있도록 한 차량용 쇽 업소버 하우징 및 그 장착구조를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 차량용 쇽 업소버 하우징은, 박스 형상을 하고서 쇽 업소버의 상부를 삽입하여 장착할 수 있는 쇽 업소버 하우징 바디, 상기 쇽 업소버 하우징 바디의 박스 형상의 하나 이상의 테두리를 따라 형성되어 차체와 결합하는 플랜지들을 포함하고, 상기 쇽 업소버 하우징 바디는 두께 차이로 인해 강성이 서로 상이한 소강성부와 대강성부를 포함할 수 있다.

상기 소강성부는 상기 대강성부에 대해 차량의 폭방향으로 외곽에 배치될 수 있다.

상기 소강성부와 상기 대강성부는 각각 사각 형상 혹은 삼각 형상으로 형성될 수 있다.

상기 대강성부의 두께는 상기 소강성부의 두께에 비해 2.5배 내지 3.5배 더 두껍게 형성될 수 있다.

상기 소강성부와 상기 대강성부는 폭방향을 따라 그 강성이 가변되는 중간 연결부를 매개로 서로 연결될 수 있다.

상기 중간 연결부는 소강성부의 두께와 상기 대강성부의 두께 사이에서 그 두께가 가변되게 형성될 수 있다.

상기 중간 연결부는 사선 형태로 형성될 수 있다.

상기 사선의 경사 각도는 55° 내지 65° 사이일 수 있다.

상기 사선은 차량의 폭방향을 따라 외곽으로 경사지게 형성될 수 있다.

상기 쇽 업소버 하우징 바디는 알루미늄 재질로 고진공 다이캐스팅 공법으로 제작될 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 쇽 업소버 하우징 장착구조는, 상기 쇽 업소버 하우징의 한쪽 부위는 차량의 길이 방향을 따라 연장되게 형성된 프론트 사이드 멤버에 결합되고, 상기 쇽 업소버 하우징의 다른쪽 부위는 차량의 길이방향을 따라 연장되게 형성됨과 더불어 차량의 폭방향을 따라 상기 프론트 사이드 멤버에 대해 외곽에 배치되고, 차량의 높이방향에 대해서는 상기 프론트 사이드 멤버보다 상부에 배치된 펜더 에이프런 어퍼 멤버에 결합될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 차량용 쇽 업소버 하우징 및 그 장착구조에 의하면, 대체로 사각 박스 형상을 이루는 쇽 업소버 하우징 바디와, 상기 사각 박스의 테두리를 따라 일체로 연장되게 형성되어 차체의 다른 부위와 결합하기 위한 플랜지를 구비하고, 상기 쇽 업소버 하우징 바디에는 두께가 상대적으로 얇은 소강성부와 두께가 상대적으로 두꺼운 대강성부가 중간 연결부를 통해 구획되게 형성되어, 피충돌체가 타격하게 되면 상기 소강성부가 피충돌체로부터 충격에너지를 전달받아 적절히 변형되면서 충격에너지를 흡수하여 효과적으로 저감시키게 된다.

그리고 충돌이 계속해서 진행되면, 상기 소강성부의 변형이 완료된 이후에 상기 대강성부가 피충돌체의 타격을 저항하면서 강건하게 버티게 되고, 이로 인해 차량이 피충돌체를 회피하는 방향으로 폭방향 거동을 일으켜 피충돌체와의 지속적인 정면 충돌을 회피하게 됨으로써, 차량의 전방 충돌 대응 성능이 효과적으로 향상됨과 더불어 이에 따라 차체 및 차체 탑재 부품들의 손상을 저감할 수 있고, 탑승자도 보다 안전하게 보호할 수 있는 등의 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 쇽 업소버 하우징이 차체에 장착된 상태의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 쇽 업소버 하우징의 평면도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 쇽 업소버 하우징은, 대체로 사각 박스 형상을 이루고서 패널로 제작되는 쇽 업소버 하우징 바디(10)를 포함할 수 있다.

상기 하우징 바디(10)의 사각 박스 형상의 테두리를 따라 연장된 플랜지(12)가 하우징 바디(10)로부터 일체로 절곡되어 형성될 수 있다.

상기 플랜지(12)는 쇽 업소버 하우징 바디(10)를 차체에 볼팅이나 리벳팅 혹은 용접 등의 방법으로 연결하는 데에 사용된다.

예를 들면 차량의 길이방향을 따라 연장되게 형성된 프론트 사이드 멤버(20)와, 차량의 길이방향을 따라 연장되게 형성됨과 더불어 차량의 폭방향을 따라 상기 프론트 사이드 멤버(20)에 대해 외곽에 배치되고 또한 차량의 높이방향에 대해서는 상기 프론트 사이드 멤버(20)보다 상부에 배치된 펜더 에이프런 어퍼 멤버(30)와의 사이에 상기 하우징 바디(10)가 배치되어 상기 플랜지(12)를 매개로 프론트 사이드 멤버(20)와 펜더 에이프런 어퍼 멤버(30)에 접합 혹은 체결되어 결합될 수 있다.

상기 하우징 바디(10)는 두께가 상대적으로 얇아서 강성이 낮은 소강성부(14)와, 이 소강성부(14)보다 상대적으로 두께가 두꺼워서 강성이 상대적으로 높은 대강성부(16) 및, 상기 소강성부(14)와 대강성부(16)를 연결하고 두께가 가변되는 중간 연결부(18)를 각각 포함할 수 있다.

상기 소강성부(14)는 예를 들면 1.5mm±0.2의 두께를 가질 수 있다.

상기 대강성부(16)는 예를 들면 4.5mm±0.2의 두께를 가질 수 있다.

즉 종래의 쇽 업소버 하우징이 3.0mm의 두께로 제작되어 온 경우에, 소강성부(14)의 두께는 기존 두께의 절반만큼 감소시켜 형성하고, 대강성부(16)의 두께는 소강성부(14)가 감소된 두께만큼 더해서 두께를 증가시켜 형성함으로써, 본 발명의 실시 예에 따른 하우징 바디(10)의 평균 두께는 종래의 균일한 두께를 가진 쇽 업소버 하우징의 전체 두께와 동일한 두께 및 중량을 가지도록 형성할 수 있다.

이에 따라 상기 소강성부(14)의 두께에 대한 대강성부(16)의 두께 비율은 3.0배이지만, 이에 한정되지 않고 2.5배 내지 3.5배 사이의 두께 비율을 가지도록 소강성부(14)와 대강성부(16)의 두께를 조절할 수 있다.

상기 중간 연결부(18)는 예를 들면 15mm±2.0의 폭을 가질 수 있다.

상기 중간 연결부(18)는 소강성부(14)로부터 대강성부(16)로 갈수록 그 두께가 점차적으로 증가하는 형태로 형성하여 가변 두께를 가질 수 있다.

상기 중간 연결부(18)의 두께는 최저 소강성부(14)와 최고 대강성부(16)의 두께를 가지도록 형성될 수 있다.

상기와 같이 소강성부(14)와 대강성부(16) 사이에 중간 연결부(18)를 형성하면, 피충돌체가 하우징 바디(10)를 타격할 때에 소강성부(14)와 대강성부(18) 사이의 급격한 두께 변화에 따른 하우징 바디(10)의 이상 거동 및 변형을 방지하기 위함이다.

상기 소강성부(14)는 대강성부(16)에 대해 차량의 폭방향으로 외곽에 배치될 수 있다.

상기 소강성부(14)와 대강성부(16)는 각각 대체로 사각 혹은 삼각 형상으로 형성될 수 있다.

상기 중간 연결부(18)는 소강성부(14)와 대강성부(18) 사이를 구분지우도록 형성될 수 있다.

상기 중간 연결부(18)는 소강성부(14) 혹은 대강성부(16)의 한쪽 끝부위로부터 다른쪽 끝부위까지 사선 형태로 경사지게 형성될 수 있다.

상기 중간 연결부(18) 본 발명의 실시 예에서 사선 형태로 형성되어 있지만, 포물선 혹은 곡선 형상으로 형성될 수 있다.

상기 중간 연결부(18) 사선 형상으로 형성될 경우에 그 경사 각도(θ)는 55°~65° 사이가 바람직하다.

상기 경사 각도(θ)가 65°이상이 되면, 하우징 바디(10)에서 소강성부(14)가 차지하는 비율이 너무 높아져 하우징 바디(10)의 전체적인 강성이 낮아지고, 이로 인해 쇽 업소버 입력점 강성도 낮아져 현가장치의 지지 성능이 저하되게 되며, 또한 후술하는 바와 같이 차량의 전방 스몰 오버랩 충돌 사고 발생시에 차량의 폭방향 거동량이 작아져서 차량의 전방 스몰 오버랩 충돌 대응 성능이 약화된다.

상기 경사 각도(θ)가 55°이하가 되면, 하우징 바디(10)에서 대강성부(16)가 차지하는 비율이 너무 높아져 하우징 바디(10)의 전체적인 중량이 증대되어 차량의 연비에 불리하게 되고, 또한 후술하는 바와 같이 차량의 전방 스몰 오버랩 충돌 사고 발생시에 쇽 업소버 하우징의 강성이 지나치게 높아서 쇽 업소버 하우징이 피충돌체로부터 충격을 전달받아 변형되면서 충격 에너지를 흡수하기 이전에 쇽 업소버 하우징과 프론트 사이드 멤버(20) 사이의 결합부가 먼저 파단되어, 차량의 전방 스몰 오버랩 충돌 대응 성능이 약화된다.

또한 상기 중간 연결부(18)는 프론트 사이드 멤버(20)와 하우징 바디(10) 사이의 결합부를 기점으로 차량의 폭방향을 따른 외곽으로 경사지게 형성할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 쇽 업소버 하우징은 알루미늄 재질로 고진공 다이캐스팅 공법으로 제작할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 쇽 업소버 하우징을 장착한 전방 차체를 단순화시킨 모델을 도시한 것인 바,

차량의 길이방향을 따라 연장되게 형성되고 차량의 폭방향을 따라 좌우 양측에 배치된 프론트 사이드 멤버(20)의 차량의 폭방향을 외측면에 본 발명의 실시 예에 따른 쇽 업소버 하우징이 장착된다.

상기 프론트 사이드 멤버(20)의 차량의 길이방향을 따른 전방에는 전방 차체 구조물(40)이 설치될 수 있고, 프론트 사이드 멤버(20)의 차량의 길이방향을 따른 후방에는 엔진룸과 승객실을 구분짓는 대시 패널과 같은 중간 차체 구조물(50)이 배치될 수 있다.

배리어와 같은 피충돌체(60)가 프론트 사이드 멤버(20)보다 차량의 폭방향을 따라 외곽에 배치된 상태에서 차량이 피충돌체(60)와 충돌하게 되면(스몰 오버랩 충돌), 도 4에 도시된 바와 같이 쇽 업소버 하우징의 소강성부(14)를 피충돌체(60)가 타격하게 되고, 이로 인해 소강성부(14)가 압축 변형되면서 피충돌체(60)로부터 전달되는 충격에너지를 흡수하여 저감하게 된다.

충돌이 계속해서 진행되면, 소강성부(14)가 대강성부(16) 쪽으로 완전히 압축 변형된 다음에 대강성부(16)의 강건한 버팀으로 인해 피충돌체(60)가 대강성부(16)의 경사 방향을 따라 이동하여 차량의 폭방향 외곽으로 비켜나가거나, 혹은 차량이 대강성부(16)의 경사 방향에 작용하는 충격력으로 인해 화살표(A)로 도시된 바와 같이 피충돌체(60)에 대해 차량이 시계방향으로 모멘트 운동을 하여 폭방향 거동을 일으키게 된다.

즉 차량과 피충돌체(60) 사이에 초기 충돌 부위보다 폭방향으로 소정 간격(B)만큼 상대 변위가 발생하게 되어, 차량과 피충돌체(60) 사이의 계속적인 정면 충돌이 방지됨으로써, 차량의 전방 스몰 오버랩 충돌 대응 성능이 향상되고, 차체의 손상을 저감할 수 있으며, 탑승자를 보다 안전하게 보호할 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

10: 쇽 업소버 하우징 바디
12: 플랜지
14: 소강성부
16: 대강성부
18: 중간 연결부
20: 프론트 사이드 멤버
30: 펜더 에이프런 어퍼 멤버
40: 전방 차체 구조물
50: 중간 차체 구조물
60: 피충돌체

Claims

박스 형상을 하고서 쇽 업소버의 상부를 삽입하여 장착할 수 있는 쇽 업소버 하우징 바디;
상기 쇽 업소버 하우징 바디의 박스 형상의 하나 이상의 테두리를 따라 형성되어 차체와 결합하는 플랜지들을 포함하고;
상기 쇽 업소버 하우징 바디는 두께 차이로 인해 강성이 서로 상이한 소강성부와 대강성부를 포함하며;
상기 소강성부와 상기 대강성부는 폭방향을 따라 그 강성이 가변되는 중간 연결부를 매개로 서로 연결되고;
상기 중간 연결부는 소강성부의 두께와 상기 대강성부의 두께 사이에서 그 두께가 가변되게 형성되며;
상기 중간 연결부는 사선 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 쇽 업소버 하우징.
제1항에 있어서,
상기 소강성부는 상기 대강성부에 대해 차량의 폭방향으로 외곽에 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 쇽 업소버 하우징.
제1항에 있어서,
상기 소강성부와 상기 대강성부는 각각 사각 형상 혹은 삼각 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 쇽 업소버 하우징.
제1항에 있어서,
상기 대강성부의 두께는 상기 소강성부의 두께에 비해 2.5배 내지 3.5배 더 두껍게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 쇽 업소버 하우징.
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 사선의 경사 각도는 55°내지 65°사이인 것을 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 쇽 업소버 하우징.
제8항에 있어서,
상기 사선은 차량의 폭방향을 따라 외곽으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 쇽 업소버 하우징.
제1항에 있어서,
상기 쇽 업소버 하우징 바디는 알루미늄 재질로 고진공 다이캐스팅 공법으로 제작된 것을 특징으로 하는 차량용 쇽 업소버 하우징.
제1항 내지 제4항 및 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 쇽 업소버 하우징의 한쪽 부위는 차량의 길이 방향을 따라 연장되게 형성된 프론트 사이드 멤버에 결합되고,
상기 쇽 업소버 하우징의 다른쪽 부위는 차량의 길이방향을 따라 연장되게 형성됨과 더불어 차량의 폭방향을 따라 상기 프론트 사이드 멤버에 대해 외곽에 배치되고, 차량의 높이방향에 대해서는 상기 프론트 사이드 멤버보다 상부에 배치된 펜더 에이프런 어퍼 멤버에 결합된 차량용 쇽 업소버 하우징 장착구조.