KR100217084B1 - 차량용 범퍼 빔 제조방법 - Google Patents

Abstract

롤 성형에 의한 한 번의 공정으로 제조할 수 있도록 하여 작업공수를 줄이고, 이에 따른 제조원가를 크게 절감할 수 있는 차량용 범퍼 빔 제조방법을 제공할 목적으로; 띠상의 강판 소재를 순차적으로 배치된 다수의 롤 포머를 통과시켜 중앙부에 소정의 폭을 갖는 플레인의 양측으로 각각 내부벽, 하부벽, 외부벽, 상부벽이 점차적으로 절곡 성형되도록 하되, 상기 내부벽, 하부벽, 상부벽을 동시에 절곡 성형하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 빔 제조방법을 제공한다.

Description

차량용 범퍼 빔 제조방법

본 발명은 롤 성형에 의한 한 번의 공정으로 범퍼 빔을 제조할 수 있도록 하여 작업공정수를 줄이고, 이에 따른 제조원가를 절감할 수 있는 차량용 범퍼 빔 제조방법에 관한 것이다.

예컨대, 범퍼라 함은 차량의 전, 후단부 소정위치에 배치되어 충돌 및 추돌 사고시 그 충격 에너지를 흡수함으로써, 차체의 손상과 인명 피해를 최소화할 수 있도록 하는 완충부재이다.

이러한 범퍼는 차폭방향으로 배치되어 후부 양측의 스테이에 의하여 차체에 고정되는 범퍼 빔과, 이의 빔 전면에 배치되는 충격 흡수부재와, 상기 충격 흡수부재의 전면에 배치되어 이들을 은폐 보호하는 범퍼 커버로 이루어진다.

이러한 범퍼에 있어서, 본 발명은 범퍼 빔에 관계하며, 이의 범퍼 빔을 형성함에 있어서, 종래에는 제7도에서와 같이, 단면에서 보아 일측으로 개구부(202)(204)가 형성되는 두 개의 쳄버(206)(208)가 일정한 플레인(210)을 사이에 두고 서로 마주하는 형태의 W형상으로 이루어지는 본체(212)와, 상기 개구부(202)(204)측에 플레이트(214)가 용접되어 튜브형태로 형성하는 것이 일반적이다.

그러나 상기와 같이 범퍼 빔을 형성함에 있어서는 별도의 공정으로 본체를 성형한 후 띠상의 플레이트를 용접하게 됨으로써, 프레스 작업공수와, 다수 부품의 조립에 따른 조립공수가 증가되어 제조원가를 상승시킨다는 문제점을 내포하고 있다.

그리고 다수의 패널을 프레스로 성형할 때 프레스 성형상의 문제점인 스크랩이 많이 발생함에 따른 원자재 낭비의 요인이 되어 경제성이 떨어진다는 문제점을 내포하고 있다.

또한, 중량면에 있어서, 플레이트를 본체에 접합시키기 위하여는 본체에 플레이트와 면접될 수 있는 테두리 부분을 형성하여야 하는 바, 이에 따른 중량의 증가로 차량의 경량화에 역효과를 줄 수 있는 요인이 된다.

이에 따라 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로 미합중국 특허 제5,395,036호의 기술이 제안되고 있다.

이의 발명은 중심부에 일정한 플레인을 두고, 그 양측단을 하측으로 구부려 내부벽을 성형하는 공정과, 상기 내부벽 하단부를 다시 수평하게 구부려 하부벽을 성형하는 공정과, 상기 하부벽의 단부를 다시 상측으로 구부려 외부벽을 성형하는 공정과, 상기 외부벽을 상기 플레인 높이에서 내측으로 구부려 그 양단부를 플레인 상면에 용접은 공정을 거쳐 플레인의 양측으로 2개의 쳄버가 평형하게 배치되는 범퍼 빔의 제조방법을 제공하고 있다.

그러나 상기 발명은 범퍼 빔을 형성하는 각 부분을 중앙측으로부터 단계적으로 성형하게 되는 바, 제조공정이 복잡해지고 성형장치의 규모가 커지게 되어 제조원가가 상승된다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 롤 성형에 의한 한 번의 공정으로 제조할 수 있도록 하여 작업공수를 줄이고, 이에 따른 제조원가를 크게 절감할 수 있는 차량용 범퍼 빔 제조방법을 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 띠상의 강판 소재를 순차적으로 배치된 다수의 롤 포머를 통과시켜 중앙부에 소정의 폭을 갖는 플레인의 양측으로 각각 내부벽, 하부벽, 외부벽, 상부벽이 점차적으로 절곡 성형되도록 하되, 상기 내부벽, 하부벽, 상부벽을 동시에 절곡 성형하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 빔 제조방법을 제공한다.

제1도는 본 발명의 적용 부위를 나타내기 위한 범퍼의 평면 개략도.

제2도는 제1도의 I-I선 단면도.

제3도는 본 발명에 의하여 제작된 범퍼 빔의 단면도.

제4도는 본 발명의 범퍼 빔을 제작하기 위한 롤링 성형장치의 개략적인 측면 구성도.

제5도는 본 발명에 의한 범퍼 빔의 제조과정을 설명하기 위한 도면.

제6(a)도, 제6(b)도, 제6(c)도는 본 발명의 제조 과정의 설명을 위한 롤 성형장치의 일부 발췌도.

제7도는 종래 범퍼 빔의 단면도이다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도 및 제2도는 본 발명에 의해 제조된 범퍼 빔이 적용된 범퍼의 평면도 및 그 단면도로서, 범퍼(2)는 차폭방향으로 배치되어 후부 양측의 스테이(4)(6)에 의하여 차체에 고정되는 범퍼 빔(8)과, 이의 빔(8) 전면에 배치되는 충격 흡수부재(10)와, 상기 충격 흡수부재(10)의 전면에 배치되어 이들을 은폐 보호하는 범퍼 커버(12)로 이루어진다.

상기 범퍼 빔(8)는 제3도에서와 같이, 상하 2개의 쳄버(14)(16)을 보유하는 형태로 이루어지게 되며, 제4도와 같은 성형장치에 의하여 다단계의 롤 포머를 거치면서 제5도와 같은 형태로 성형이 이루어지게 된다.

먼저, 성형장치의 구성을 살펴보면, 범퍼 빔의 원자재인 띠상의 고장력 강판 소재(18)를 공급하는 언 코일러(20)와, 상기 언 코일러(20)의 후측에 배치되어 이에 풀려 나오는 소재(18)를 곧게 펼쳐 주는 스트레이터너(22)와, 상기 스트레이터너(22)의 후측에 배치되어 이에 공급되는 소재(18)에 제품에 형성되는 홀을 가공하는 브레이크 프레스(24), 다수의 롤 포머가 순차적으로 배치되어 상기 스트레이터너(22)로부터 공급되는 소재(18)를 롤 성형하는 롤 성형수단(26)과, 다수의 롤 포머가 순차적으로 배치되어 상기 롤 성형수단(26)으로 성형되어 공급되는 소재(18)를 완만하게 만곡시키는 제1스위프 포밍수단(28)과, 상기 제1스위프 포밍수단(28)으로부터 공급되는 소재(18)에 범퍼 빔으로서의 완전한 곡률을 갖도록 만곡시키는 제2스위프 포밍수단(30)과, 상기 제2스위프 포밍수단(30)으로부터 공급되는 소재(18)에 범퍼 빔(8)으로서의 치수 안정성을 위하여 최종 형상을 조정하는 형상 조정수단(32)과, 상기의 과정으로 성형이 완료된 그 소재(18)의 양단부를 접합시켜 완전 밀폐구조를 갖도록 하는 접합수단(34)과, 상기 접합수단(34)을 통과한 소재를 요구하는 길이로 절단하여 주는 절단수단(36)이 일렬로 배치되는 구성을 갖는다.

상기에서 롤 성형수단(26)와 제1스위프 포밍수단(28)을 형성하는 각각의 롤 포머(38)(40)(42)(44)(46)(48)(50)(52),(54)(56)(58)에 적용되는 상하 로울러는 제5도에서와 같이 소재(18)를 순차적으로 굴곡시켜 성형할 수 있는 형상으로 형성된다.

그리고 도면에서는 롤 성형수단(26)의 롤 포머(38-52)를 8개로 도시하고 있으나, 이의 숫자는 일정의 숫자로 정해지는 것은 아니며, 성형단계에 따라 증감될 수 있다.

또한, 제1스위프 포밍수단(28)은 롤 포머(54)(56)(58)의 로울러 위치가 점차적으로 올라가는 형태로 배치함으로써, 소재(18)를 완만하게 만곡시키게 되며, 제2스위프 포밍수단(30)은 3개의 로울러 사이로 소재(18)를 통과시켜 차량의 범퍼에서 요구하는 곡률로 최종적인 만곡이 이루어지도록 성형하게 된다.

그리고 형상 조정수단(32)은 범퍼 빔(8)의 최종적인 형태로 홀에 소재(18)를 통과시킴으로써, 완전한 형태를 갖추도록 하는 것이며, 이를 통과한 소재(18)는 양 테두리 부분이 용접수단(34)을 통과하면서 용접이 이루어지게 되는데, 이의 용접수단으로는 통상적인 고주파 용접을 실시하는 것이 일반적이며, 이의 용접과정을 거쳐 최종적으로 성형이 완료된 소재(18)는 소정의 절단수단(36)에 의하여 절단된어 제3도와 같은 단면을 갖는 범퍼 빔(8)을 제조할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 롤 성형장치를 이용하여 범퍼 빔(8)을 형성함에 있어서는 제5도에서와 같이 띠상의 소재(18)를 제1번 롤 포머(38)로부터 순차적으로 공급하면, 8개의 롤 포머를 거치면서 성형이 이루어지게 된다.

물론 상기에서 8개의 롤 포머를 사용한다는 것은 본 실시예에서만 한정되는 것이고, 필요에 따라서는 증감시킬 수 있다.

상기한 성형과정을 과정을 통해 제조된 범퍼 빔(8)은 제3도와 같은 형태로 이루어지게 되는데, 이러한 범퍼 빔(8)은 제4도의 성형장치를 통해 제5도와 같은 과정으로 절곡되면서 성형이 이루어지게 된다.

즉, 규격 너비로 제단된 띠상의 강판 소재(18)가 롤 포머로 공급되면, 제5도에서와 같이 제1단계(a)에서 중앙부에 소정의 폭을 갖는 플레인(60)의 양측으로 각각 4개의 경계부(62)(64)(66)(68),(70)(72)(74)(76)를 두고 내부벽(78)(80), 하부벽(82)(84), 외부벽(86)(88), 상부벽(90)(92)로 구분되면서 1차 성형이 이루어진다.

그리고 연속적으로 제2,3,4,5,6,7,8단계(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)의 과정을 거치면서 순차적으로 절곡이 이루어지게 되는데, 이때 본 발명에서는 범퍼 빔(8)을 형성하는 각 부분이 어느 한 부분으로부터 성형되는 것이 아니라 동시에 성형이 이루어지게 되는 것이며, 최종 단계에서 상부벽(90)(92)의 양단부를 플레인(60)의 상호에 용접함으로써, 성형이 완료되는 것이다.

구체적으로는 플레인(60) 부분이 점차적으로 상부측으로 돌출되면서 그 양측에 하측으로 세워지는 내부벽(78)(80)이 형성되고, 이의 내부벽(78)(80) 하측의 하측 경계부(64)(72)와, 하부벽(82)(84)의 외측 경계부(66)(74), 외부벽(86)(88)의 상측 경계부(68)(76) 부분에서 그 외측부분이 상측으로 점차적인 절곡이 이루어지면서 성형되는 것이다.

상기에서 내부벽, 하부벽, 외부벽으로 하고, 하측 경계부, 외측 경계부, 상측 경계부라고 명칭을 부여한 것은 설명의 편의상 제5도를 기준으로 했기 때문이다.

그리고 제5도에서의 제1단계(a)를 포함하는 제2,3,4,5,6,7,8단계(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)는 롤 성형수단(26)의 제1,2,3,4,5,6,7,8롤 포머(38-52)를 통과하면서 성형되는 과정을 단계별로 도시한 것입니다.

즉, 본 발명은 미국특허 제5,395,036호와 같이 플레인을 중심으로 내부벽, 하부벽, 외부벽, 상부벽을 순차적으로 절곡시켜 성형하는 것이 아니라, 이들이 롤 포머를 순차적으로 통과하는 과정에서 각 경계부의 절곡정도가 커지면서 성형이 이루어지고, 최종 단계에서 용접을 실시하는 공정으로 제조되는 것이다.

이에 따라 최종적인 형태는 중간부에 플레인(60)을 두고 그 양측이 하측으로 절곡되어 내부벽(78)(80)이 형성되고, 이 내부벽(78)(80)의 단부가 다시 수평하게 절곡되어 하부벽(82)(84)이 형성된다.

그리고 상기 하부벽(82)(84)의 단부가 다시 상측으로 절곡되어 외부벽(86)(88)이 형성되고, 이 외부벽(86)(88)이 플레인(60)의 높이에서 수평하게 내측으로 절곡되어 상부벽(90)(92)이 형성됨으로써, 양측으로 2개의 쳄버(14)(16)를 보유하는 형태를 갖는다.

그리고 제6도는 본 발명에 의한 제조방법의 이해를 돕기 위하여 도시된 것으로서, (a)도는 제5도의 제1단계(a), (b)도는 제5단계(e), (c)도는 최종 단계인 제8단계(h)에서 성형되는 과정을 도시한 것으로서, 이들 도면 중 부호 94와 96은 각각의 롤 포머를 형성하는 상, 로울러를 지칭하는 것이며, 각 단계의 로울러는 제5도와 같이 각 단계의 성형도에 따라 각각 다르게 형성됨은 물론이다.

이상에서와 같이, 본 발명에 의하면, 점차적으로 요구하는 형상에 의하여 로울러가 형성된 다수의 롤 포머를 순차적으로 배치하여 이의 롤 포머를 순차적으로 지나면서 한 번의 공정으로 2개의 폐단면을 갖는 범퍼 빔을 제조할 수 있도록 하여 작업공수와 부품수 절감으로 제조원가를 절감하고, 경량화에 기여할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 띠상의 강판 소재를 순차적으로 배치된 다수의 롤 포머를 통과시켜 중앙부에 소정의 폭을 갖는 플레인의 양측으로 각각 내부벽, 하부벽, 외부벽, 상부벽이 점차적으로 절곡 성형되도록 하되, 상기 내부벽, 하부벽, 상부벽을 동시에 절곡 성형하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 빔 제조방법.
2. 띠상의 강판 소재를 순차적으로 배치된 다수의 롤 포머를 통과시켜 중앙부에 소정의 폭을 갖는 플레인의 양측으로 각각 내부벽, 하부벽, 외부벽, 상부벽이 점차적으로 절곡 성형되도록 하되, 상기 내부벽, 하부벽, 상부벽을 동시에 절곡 성형하고, 내부벽을 양측면으로 하는 상면의 상부에서 상부벽의 양단부를 접합하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 빔 제조방법.
3. 청구항 2에 있어서, 상부벽의 양단부가 상면과 일정한 공간을 형성하도록 하여 용접함을 특징으로 하는 차량용 범퍼 빔 제조방법.

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