KR100492633B1 - 차량용 일체형 범퍼빔 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

충격력에 대하여 3차에 걸친 충격흡수작용을 이루어 충격흡수성능이 우수하고, 구조적으로 안정되며, 한 번의 롤 포밍 성형으로 용접부를 최소화하도록;

중앙에서 절곡되어 전방을 향하는 요입부를 형성하여 상부 리어 월과 하부 리어 월로 구분되는 리어 월; 한쪽 끝이 상기 상부 리어 월의 상부 끝 부분과 제1절곡부를 형성하여 연결되는 탑 월; 상부 끝 부분이 상기 탑 월의 다른 쪽 끝 부분과 제2절곡부를 형성하여 연결되는 상부 프론트 월; 한쪽 끝 부분이 상기 상부 프론트 월의 하부 끝 부분과 제3절곡부를 형성하여 연결되며, 다른 쪽 선단은 제4절곡부를 형성하며 상향하여 상기 요입부의 상측 배면에 대응하여 용접되는 상부 서포트 월; 한쪽 끝이 상기 하부 리어 월의 하부 끝 부분과 제5절곡부를 형성하여 연결되는 버텀 월; 하부 끝 부분이 상기 버텀 월의 다른 쪽 끝 부분과 제6절곡부를 형성하여 연결되는 하부 프론트 월; 그리고 한쪽 끝 부분이 상기 하부 프론트 월의 상부 끝 부분과 제7절곡부를 형성하여 연결되며, 다른 쪽 선단은 제8절곡부를 형성하며 하향하여 상기 요입부의 하측 배면에 대응하여 용접되는 하부 서포트 월로 형성되는 차량용 일체형 범퍼빔 및 그 제조방법을 제공한다.

Description

차량용 일체형 범퍼빔 및 그 제조 방법 {AUTOMOTIVE BUMPER BEAM AND METHOD FOR MAKING THE SAME}

본 발명은 차량용 일체형 범퍼빔 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 충격력에 대하여 3차에 걸친 충격흡수작용을 이루어 충격흡수성능이 우수하고, 구조적으로 안정된 범퍼빔과, 이를 한 번의 롤 포밍 성형으로 용접부를 최소화하면서 제조할 수 있도록 하는 범퍼빔 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 범퍼는, 자동차가 다른 자동차나 고정체와의 충돌시, 그 충격을 흡수하여 승차자의 안전을 도모하며, 동시에 차체의 변형을 최소화 할 수 있도록 자동차의 전,후 단부의 소정 부위에 배치되는 완충유닛이다.

이러한 범퍼는 차량의 전,후방에 차폭방향으로 장착되는 범퍼빔, 상기 범퍼빔의 전방에 배치되는 충격흡수부재, 그리고 상기 범퍼빔과 충격흡수부재를 감싸는 커버로 구성된다.

종래에 구성되던 상기 범퍼빔은 그 횡단면으로 볼 때, 각각 개구부를 가지는 사각빔 형상의 2개의 레일이 서로 개구부를 통하여 맞대어져 상단부와 하단부의 가장자리를 따라 각각 스폿 용접되어 튜브 형태를 갖는 범퍼빔을 형성한다.

이러한 튜브 형태의 범퍼빔을 만들기 위하여 스트립 강판의 양측 가장자리가 서로 맞대어져 용접되는 구조는 그 접합 강도가 약해 범퍼빔의 구조적 강도가 취약하게 되며, 심한 경우, 그 충격력에 의해 용접부가 서로 분리되는 등의 단점이 있다.

또한, 상기의 범퍼빔 제조 방법은, 분리된 2개의 레일을 각각 제작하여 상호간의 정도를 맞추어 용접하는 등의 공정이 복잡하고 작업 시간이 길어, 궁극적으로 제조 원가를 상승시킨다는 단점이 있다.

더욱이, 상기 2개의 레일을 상호 용접하기 위하여 각각의 레일에는 그 상,하단부에 돌출된 용접 테두리 부분을 형성하여야 하며, 이렇게 함으로써 제조 공정은 더 복잡해지고, 자동차의 중량도 증가시게 되는 등의 문제점도 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 단점 및 문제점들을 해소하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 충격력에 대하여 3차에 걸친 충격흡수작용을 이루어 충격흡수성능이 우수하고, 구조적으로 안정되며, 한 번의 롤 포밍 성형으로 용접부를 최소화한 차량용 일체형 범퍼빔 을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 차량용 일체형 범퍼빔 은 중앙에서 절곡되어 전방을 향하는 요입부를 형성하여 상부 리어 월과 하부 리어 월로 구분되는 리어 월; 한쪽 끝이 상기 상부 리어 월의 상부 끝 부분과 제1절곡부를 형성하여 연결되는 탑 월; 상부 끝 부분이 상기 탑 월의 다른 쪽 끝 부분과 제2절곡부를 형성하여 연결되는 상부 프론트 월; 한쪽 끝 부분이 상기 상부 프론트 월의 하부 끝 부분과 제3절곡부를 형성하여 연결되며, 다른 쪽 선단은 제4절곡부를 형성하며 상향하여 상기 요입부의 상측 배면에 대응하여 용접되는 상부 서포트 월; 한쪽 끝이 상기 하부 리어 월의 하부 끝 부분과 제5절곡부를 형성하여 연결되는 버텀 월; 하부 끝 부분이 상기 버텀 월의 다른 쪽 끝 부분과 제6절곡부를 형성하여 연결되는 하부 프론트 월; 그리고 한쪽 끝 부분이 상기 하부 프론트 월의 상부 끝 부분과 제7절곡부를 형성하여 연결되며, 다른 쪽 선단은 제8절곡부를 형성하며 하향하여 상기 요입부의 하측 배면에 대응하여 용접되는 하부 서포트 월로 형성된다.

그리고 상기한 바와 같은 차량용 일체형 범퍼빔 의 제조방법은 상기 리어 월의 중앙에서 전방을 향하는 요입부를 형성하는 단계와; 소재의 양단부에 제3, 제4절곡부와 제7, 제8절곡부를 형성하여 이루어지는 상부 및 하부 서포트 월을 형성하는 단계와; 상기 제2절곡부와 제6절곡부를 형성하는 단계와; 상기 제1절곡부 및 제5절곡부를 형성하는 단계와; 그리고 상기 상부 및 하부 서포트 월을, 이에 각각 대응하는 요입부의 상측 및 하측 배면에 각각 용접하는 단계를 포함하여 이루어진다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의해 제조된 범퍼빔이 적용된 범퍼의 평면도 및 그 단면도로서, 범퍼(2)는 차폭 방향으로 배치되어 후부 양측의 스테이(4),(6)에 의하여 차체에 고정되는 범퍼빔(8)과, 범퍼빔(8) 전면에 배치되는 충격 흡수부재(10)와, 상기 충격 흡수부재(10)의 전면에 배치되어 이들을 은폐 보호하는 범퍼 커버(12)로 이루어진다.

상기 범퍼빔(8)은 도 3에서와 같이 실제로 튜브 형태를 갖는다.

즉, 상기 범퍼빔(8)의 리어 월에는 그 중앙에서 절곡되어 전방을 향하는 요입부(101)를 형성하여 상부 리어 월(103)과 하부 리어 월(105)로 구분된다.

여기서, 상기 요입부(101)는 한쪽 끝이 상기 상부 리어 월(103)의 하부 끝 부분과 제9절곡부(F9)를 형성하여 연결되는 상부 인너 월(107)과, 상부 끝 부분이 상기 상부 인너 월(107)의 다른 쪽 끝 부분과 제10절곡부(F10)를 형성하여 연결되는 내부 인너 월(109), 그리고 한쪽 끝 부분이 상기 내부 인너 월(109)의 하부 끝 부분과 제11절곡부(F11)를 형성하여 연결되고, 다른 쪽 끝 부분은 상기 하부 리어 월(105)의 상부 끝 부분과 제12절곡부(F12)를 형성하여 연결되는 하부 인너 월(111)로 이루어진다.

상기 상부 리어 월(103)의 상부 끝 부분에는 탑 월(113)이 그 한쪽 끝과 제1절곡부(F1)를 형성하여 연결되고, 상기 탑 월(113)의 다른 쪽 끝 부분에는 상부 프론트 월(115)이 그 상부 끝 부분과 제2절곡부(F2)를 형성하여 연결된다.

또한, 상기 상부 프론트 월(115)의 하부 끝 부분에는 상부 서포트 월(117)이 그 한쪽 끝 부분과 제3절곡부(F3)를 형성하여 연결되며, 이 상부 서포트 월(117)의 다른 쪽 선단은 제4절곡부(F4)를 형성하며 상향하여 상기 요입부(101)의 내부 인너 월(109)의 상측 배면에 대응하여 용접된다.

그리고 상기 하부 리어 월(105)의 하부 끝 부분에는 버텀 월(119)이 그 한쪽 끝과 제5절곡부(F5)를 형성하여 연결되고, 상기 버텀 월(119)의 다른 쪽 끝 부분에는 하부 프론트 월(121)이 그 하부 끝 부분과 제6절곡부(F6)를 형성하여 연결된다.

또한, 상기 하부 프론트 월(121)의 상부 끝 부분에는 하부 서포트 월(123)이 그 한쪽 끝 부분과 제7절곡부(F7)를 형성하여 연결되며, 이 하부 서포트 월(123)의 다른 쪽 선단은 제8절곡부(F8)를 형성하며 하향하여 상기 요입부(101)의 내부 인너 월(109)의 하측 배면에 대응하여 용접되어 이루어진다.

여기서, 상기 제1 내지 제12절곡부(F1~F12)는 각각이 라운드 처리되어 형성되며, 상기 상부 서포트 월(117) 및 하부 서포트 월(123)과 상기 요입부(101)의 내부 인너 월(109)의 배면과의 사이에는 공간부(S)를 형성하여 이루어진다.

한편, 상기와 같은 구성을 갖는 차량용 일체형 범퍼빔 의 상부 및 하부 프론트 월(115,121)의 전방 단면상에는 그 길이방향을 따라 연결 플레이트(130)를 용접 부착하여 전방으로부터의 충격력을 분산시킴으로써, 충격 흡수성을 보조하도록 하고 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 특징으로서, 상기 부분들은 하나의 패널소재로 이루어져 용접부(WP)를 최소화한 형상을 취하며, 충격 흡수성에 있어서도, 전방의 상부 및 하부 프론트 월(115,121)에 의해 1차 충격흡수 후, 상부 및 하부 서포트 월(117,123)에 의해 2차 충격흡수가 이루어지고, 최종적으로 상부 및 하부 인너 월(107,111)에 의해 지지되는 내부 인너 월(109)에서 3차 충격흡수가 이루어지는 안정적인 구조를 취하고 있다.

이하, 상기의 구조를 가지는 범퍼빔을 제조하기 위한 롤 포밍 장치 및 그 방법을 도 4 및 5와 함께 설명한다.

본 발명에 따른 롤 포밍 장치는 언코일러(20)와 스트레이트너(22)를 포함하며, 상기 스트레이트너(22)는 상기 언코일러(20)에 의해 풀려 나온 띠상 강판을 펴주어 도 4의 제1단계(S1)에서와 같은 평판의 띠상 강판패널(18)이 준비되도록 하는 역할을 한다.

상기 장치는 상기 스트레이트너(22)로부터 공급된 상기 띠상 강판패널(18)에 범퍼 조립을 위한 여러 용도의 구멍을 성형하는 브레이크 프레스(24)가 더욱 포함된다.

상기 언코일러(20), 스트레이트너(22), 및 브레이크 프레스(24)는 모두 롤 포머 및 본 장치의 이후 공정에 범퍼빔 재료인 강판패널(18)을 공급하는 역할을 한다.

상기 롤 포밍 장치는 다수의 롤 포머(31,33,....39)로 구성되는데, 상기 강판패널(18)이 이러한 롤 포머들을 지나면서 도 3에서 도시하는 바와 같은 본 발명의 범퍼빔이 제조된다.

이를 보다 상세히 설명하면, 우선 제1롤 포머(31)를 지나면서 상기 리어 월의 중앙에서 전방을 향하는 요입부(101)를 형상하기 위한 제9 내지 제12절곡부(F9~F12)가 형성된다(S2).

그리고 제2롤 포머(33)를 지나면서, 상기 강판패널(18)의 양단부에 상부 서포트 월(117) 및 하부 서포트 월(123)을 이루는 제3, 제4절곡부(F3,F4)와 제7, 제8절곡부(F7,F8)가 형성된다(S3). 다음으로 제3롤 포머(35)를 지나면서, 상기 상부 프론트 월(115)과 탑 월(113)을 구분하는 제2절곡부(F2)와 상기 하부 프론트 월(121)과 버텀 월(119)을 구분하는 제6절곡부(F6)가 형성된다(S4).

이어서, 제4롤 포머(37)를 지나면서, 상기 탑 월(113)과 상부 리어 월(103)을 구분하는 제1절곡부(F1) 및 상기 버텀 월(119)과 하부 리어 월(105)을 구분하는 제5절곡부(F5)가 형성된다(S5).

마지막으로, 제5롤 포머(39)를 지나면서, 상기 상부 서포트 월(117)과 하부 서포트 월(123)이 요입부(101)의 내부 인너 월(109)의 배면에 대응하여 절곡을 완료한 상태가 되며, 이러한 상태로 상기 상부 서포트 월(117) 및 하부 서포트 월(123)을, 이에 각각 대응하는 요입부(101)의 내부 인너 월(109)의 상측 및 하측 배면에 각각 용접하게 된다.(S6)

한편, 본 발명에 따른 범퍼빔의 스위핑을 위하여, 후측에 배치되는 롤 포머들은 본 실시예에서는 5개만을 개시하였으며, 각 롤 포머들의 각도가 점차 기울어지면서 상향 또는 하향되게 배치함으로서, 강판패널(18)이 롤 포머들을 지나면서 자연스럽게 스위핑되도록 하고 있다.

또한, 상기 롤 포밍 성형장치에서, 범퍼빔의 단면 형상 및 스위핑 형상을 완성한 후, 이를 절단하는 절단 장치는 생략하였다.

상기에서 롤 포머가 제1 내지 제5롤 포머(31,33,...39)만으로 이루어져 있으나, 실제로는 롤 포머의 설계에 따라 그 수가 줄거나 늘어날 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 일체형 범퍼빔 및 그 제조 방법에 의하면, 충격력에 대하여 3차에 걸친 충격흡수작용을 이루도록 소재의 양단부를 롤 포밍에 의해 서포트 월로 구성함으로써 충격력에 대한 구조적 강도를 개선하며 동시에, 다수의 절곡부를 한 번의 롤 포밍 성형으로 제작하여 용접부를 최소화함으로써, 공정을 간소화시켜 작업 시간을 줄이며, 궁극적으로 제조 원가를 낮출 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 별도 용접부 구성을 배제하여 중량 저감에도 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 범퍼빔의 적용 부위를 설명하기 위한 범퍼의 평면 개략도이다.

도 2는 도 1의 A-A 선을 따라 절개된 단면도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 범퍼빔의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 범퍼빔의 제조 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 본 발명의 범퍼빔을 성형하기 위한 롤 포밍 성형장치의 개략적인 측면 구성도이다.

Claims (6)

1. 중앙에서 절곡되어 전방을 향하는 요입부를 형성하여 상부 리어 월과 하부 리어 월로 구분되는 리어 월;

   한쪽 끝이 상기 상부 리어 월의 상부 끝 부분과 제1절곡부를 형성하여 연결되는 탑 월;

   상부 끝 부분이 상기 탑 월의 다른 쪽 끝 부분과 제2절곡부를 형성하여 연결되는 상부 프론트 월;

   한쪽 끝 부분이 상기 상부 프론트 월의 하부 끝 부분과 제3절곡부를 형성하여 연결되며, 다른 쪽 선단은 제4절곡부를 형성하며 상향하여 상기 요입부의 상측 배면에 대응하여 용접되는 상부 서포트 월;

   한쪽 끝이 상기 하부 리어 월의 하부 끝 부분과 제5절곡부를 형성하여 연결되는 버텀 월;

   하부 끝 부분이 상기 버텀 월의 다른 쪽 끝 부분과 제6절곡부를 형성하여 연결되는 하부 프론트 월; 그리고

   한쪽 끝 부분이 상기 하부 프론트 월의 상부 끝 부분과 제7절곡부를 형성하여 연결되며, 다른 쪽 선단은 제8절곡부를 형성하며 하향하여 상기 요입부의 하측 배면에 대응하여 용접되는 하부 서포트 월;

   로 형성되는 차량용 일체형 범퍼빔 .
2. 청구항 1이 있어서, 상기 요입부는

   한쪽 끝이 상기 상부 리어 월의 하부 끝 부분과 제9절곡부를 형성하여 연결되는 상부 인너 월;

   상부 끝 부분이 상기 상부 인너 월의 다른 쪽 끝 부분과 제10절곡부를 형성하여 연결되는 내부 인너 월;

   한쪽 끝 부분이 상기 내부 인너 월의 하부 끝 부분과 제11절곡부를 형성하여 연결되고, 다른 쪽 끝 부분은 상기 하부 리어 월의 상부 끝 부분과 제12절곡부를 형성하여 연결되는 하부 인너 월;

   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 일체형 범퍼빔
3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 각각의 절곡부는

   라운드 처리되는 것을 특징으로 하는 차량용 일체형 범퍼빔 .
4. 청구항 1이 있어서, 상기 상부 및 하부 프론트 월의

   전방 단면상에는 그 길이방향을 따라 연결 플레이트를 용접 부착하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 일체형 범퍼빔 .
5. 청구항 1이 있어서, 상기 상부 및 하부 서포트 월과 상기 요입부의 배면 사이에는 공간부를 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 일체형 범퍼빔 .
6. 중앙에서 절곡되어 전방을 향하는 요입부를 형성하여 상부 리어 월과 하부 리어 월로 구분되는 리어 월; 한쪽 끝이 상기 상부 리어 월의 상부 끝 부분과 제1절곡부를 형성하여 연결되는 탑 월; 상부 끝 부분이 상기 탑 월의 다른 쪽 끝 부분과 제2절곡부를 형성하여 연결되는 상부 프론트 월; 한쪽 끝 부분이 상기 상부 프론트 월의 하부 끝 부분과 제3절곡부를 형성하여 연결되며, 다른 쪽 선단은 제4절곡부를 형성하며 상향하여 상기 요입부의 상측 배면에 대응하여 용접되는 상부 서포트 월; 한쪽 끝이 상기 하부 리어 월의 하부 끝 부분과 제5절곡부를 형성하여 연결되는 버텀 월; 하부 끝 부분이 상기 버텀 월의 다른 쪽 끝 부분과 제6절곡부를 형성하여 연결되는 하부 프론트 월; 그리고 한쪽 끝 부분이 상기 하부 프론트 월의 상부 끝 부분과 제7절곡부를 형성하여 연결되며, 다른 쪽 선단은 제8절곡부를 형성하며 하향하여 상기 요입부의 하측 배면에 대응하여 용접되는 하부 서포트 월로 형성되는 차량용 일체형 범퍼빔 을 제조하는 방법으로써, 상기 제조방법은

   상기 리어 월의 중앙에서 전방을 향하는 요입부를 형성하는 단계와;

   소재의 양단부에 제3, 제4절곡부와 제7, 제8절곡부를 형성하여 이루어지는 상부 및 하부 서포트 월을 형성하는 단계와;

   상기 제2절곡부와 제6절곡부를 형성하는 단계와;

   상기 제1절곡부 및 제5절곡부를 형성하는 단계와; 그리고

   상기 상부 및 하부 서포트 월을, 이에 각각 대응하는 요입부의 상측 및 하측 배면에 각각 용접하는 단계를 포함하는 차량용 일체형 범퍼빔 의 제조 방법.