초록 ▼

1. 최종목표
가. 마찰용접과 고주파 열처리를 이용한 경량 인너샤프트 개발
1) 마찰용접 중공 인너 샤프트 설계 기술 개발
2) 성능검증을 위한 CAE 해석기술 개발
3) 시제품 개발 및 평가 기술 개발 : 강도 및 내구성 확보
4) 완성차 업체에 적용 추진
2. 개발내용 및 결과
2016년부터 북미 차량은 15.44Km/L 이상 연비를 만족해야 하므로 차량의 중량 절감은 필수불가결한 사항이 될 것이다. 이를 위해 알루미늄 소재, 하이드로 포밍 프레임, 중공 구조물이 채택될 것이며 동력 전달용

1. 최종목표
가. 마찰용접과 고주파 열처리를 이용한 경량 인너샤프트 개발
1) 마찰용접 중공 인너 샤프트 설계 기술 개발
2) 성능검증을 위한 CAE 해석기술 개발
3) 시제품 개발 및 평가 기술 개발 : 강도 및 내구성 확보
4) 완성차 업체에 적용 추진
2. 개발내용 및 결과
2016년부터 북미 차량은 15.44Km/L 이상 연비를 만족해야 하므로 차량의 중량 절감은 필수불가결한 사항이 될 것이다. 이를 위해 알루미늄 소재, 하이드로 포밍 프레임, 중공 구조물이 채택될 것이며 동력 전달용 구동축 중공화도 이에 포함된다. 자동차의 연비와 승차감 향상을 위한 자동차 부품의 경량화, 소음 저감의 일환으로 드라이브 샤프트용 인너 샤프트를 중실 인너 샤프트에서 속이 빈 튜브를 성형한 중공 인너 샤프트로 적용이 확대되고 있는 추세이다. 회전체인 샤프트의 경량화를 통해 연비 개선 효과뿐만 아니라 강성 증대를 통한 차량 쏠림(토크스티어) 현상 방지, 엔진과의 공진주파수 회피를 통한 부밍 노이즈 저감 효과를 기대할 수 있는 기술이다. 해외에서는 특수 설비를 투자하여 튜브를 스웨이징하여 양산하는 경우가 있으나 아직 국내에서는 관련 설비가 없으며 전용 설비 투자에 대한 한계가 존재하여 국내 기술 개발은 아직 미진한 실정이다. 진동에 대한 소비자의 관심이 극대화 되고 있고 진동 특성이 매우 우수한 드라이브 샤프트의 개발을 위해서는 중동 인너 샤프트 개발이 필요하다.
따라서 본 과제에서는 최적화 설계와 저진동, 고내구 신뢰성 설계 및 평가 기술을 적용하여 드라이브 샤프트의 진동 특성을 향상 시킬 수 있도록 마찰 용접식 중공 인너 샤프트를 소둔 열처리 하여 기존 설비에서 고주파 열처리하는 공법을 개발하였다. 고주파 열처리 공법은 스캔타입과 싱글타입(일체형) 두 가지 공법으로 진행하였으며 최종 싱글타입 공법으로 결정하여 개발진행 하였다. 그 결과 45% 이상의 중량절감효과를 얻었으며 기술 경쟁력을 확보 및 해외 수출의 기반과 수입대체효과를 얻을 수 있었다.
3. 기대효과(기술적 및 경제적 효과)
가. 기술적 측면
1) 경량화에 따른 설계 및 부품개발
2) 경량화 설계에 따른 마찰용접 + 고주파 열처리 기술의 체계화
3) FEM/CAE를 통한 중공인너샤프트 개발 기술의 확보
나. 경제/산업적 측면
1) 관련부품의 수입대체 효과
2) Green Manufacturing의 달성
3) 생산성 향상 및 생산단가의 저렴화
4. 적용분야
가. 프리미엄 승용차 또는 SUV 차량의 등속조인트용 인너샤프트
1) DM(싼타페 후속)차종 인너샤프트
2) XM F/L(쏘렌토 개조차)차종 인너샤프트
3) HS(소형 SUV)차종 인너샤프트

목차 Contents

• 생산기술사업화 지원사업 최종보고서 ... 1
• 제출문 ... 2
• 생산기술사업화 지원사업 최종보고서 초록 ... 3
• 목차 ... 5
• 제1장 서론 ... 6
• 제1절 개발 기술의 필요성 ... 6
• 제2절 국내.외 관련기술의 현황 ... 8
• 1. 국내 동향 ... 8
• 2. 해외 선진업체 동향 ... 8
• 제3절 기술 개발 목표 ... 10
• 1. 기술개발목표 ... 10
• 2. 위탁 기술 개발목표 및 평가 ... 11
• 제2장 기술 개발 내용 및 방법 ... 14
• 제1절 마찰용접과 고주파를 이용한 중공인너샤프트 개발 개요 ... 14
• 1. 설계기초 자료 및 현황 조사 ... 14
• 2. 인너샤프트 시장상황 ... 17
• 3. 기대효과(수입대체효과, 수출가능성, 성장성, 기술파급효과, 고용효과 등) ... 18
• 4. 개발과제의 경쟁력 ... 19
• 제2절 위탁 기술의 개발 ... 20
• 1. 응력분포 해석 및 고유진동해석 ... 20
• 2. 조직분석 및 경도분포의 고찰 ... 26
• 3. 파면 분석 ... 29
• 제3절 중공인너샤프트 개발 ... 34
• 1. 해외경쟁업체 부품 벤치마킹 ... 34
• 2. 중공 인너샤프트 최적설계 ... 37
• 2. 중공 인너샤프트 시제품 제작 ... 40
• 제4절 중공 인너샤프트 시험 평가 ... 52
• 제5절 완성차 업체 적용 추진 ... 54
• 제3장 결과 ... 55
• 제1절 개발품의 목표 달성 내용(시험보고서 참조) ... 55
• 제2절 개발 기술의 효과 및 활용방안 ... 67
• 제3절 결론 ... 68
• 끝 페이지 ... 68