KR100676846B1

KR100676846B1 - 차량의 도어 임팩트빔 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR100676846B1
Application number: KR1020050133204A
Authority: KR
Inventors: 김장수; 김원혁
Original assignee: 주식회사 엠에스 오토텍
Priority date: 2005-12-29
Filing date: 2005-12-29
Publication date: 2007-02-01

Abstract

본 발명은 빔과 브라켓을 1피스(piece)로 일체 성형하여 임팩트빔을 제조함으로써 부품수 및 공정수가 감소되도록 한 도어 임팩트빔 및 이의 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.

이를 이한 도어 임팩트빔 제조방법은, 금속판재(10)를 블랭킹하되, 가로방향이 긴 직사각형 빔부(20)의 세로방향 양단에 서로 대응되는 요철부(21)가 형성되며 빔부 가로방향 양단에는 브라켓부(30)가 연장형성되도록 금속판재(10)를 절단하는 블랭킹 단계; 및 블랭킹된 빔부를 세로방향으로 롤링하여 빔부(20) 세로방향 양단의 요철부(21)를 클린칭 결합하되, 브라켓부(30)는 빔부(20) 롤링 시 빔부의 롤링에 따라 일부가 함께 롤링되어 빔부(20) 부근이 브라켓부(30) 선단측 보다 더 많이 롤링되도록 하는 롤링 및 클린칭 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

임팩트빔, 측면 충돌, 도어, 내측패널, 안전성

Description

차량의 도어 임팩트빔 및 이의 제조방법{Door impact beam and the method for making the same}

도 1은 종래 임팩트빔이 도어 내측패널에 설치된 것을 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 임팩트빔 제조과정을 단계별로 도시한 개략도이다.

도 3은 도 2의 (C)에 도시된 임팩트빔의 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따라 제조된 임팩트빔의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 도어 내측패널 2: 도어 임팩트빔

3: 브라켓 10: 압연강판

20: 빔부 21: 요철부

21a: 핑거 30: 브라켓부

본 발명은 차량의 도어 임팩트빔 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상 세하게는 빔과 브라켓을 1피스(piece)로 일체 성형하여 임팩트빔을 제조함으로써 부품수 및 공정수가 감소되도록 한 도어 임팩트빔 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 도어 내측패널에는 차량 측면 충돌시 충격량을 흡수하여 탑승자 상해치를 최소화하기 위한 임팩트빔이 차체 길이방향으로 설치된다.

도 1은 이러한 도어 임팩트빔의 설치상태를 도시한 도면으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 중공의 파이프 형상을 하는 빔(2)은 브라켓(3)을 매개로 그 양단이 도어 내측패널(1)에 고정된다. 이때 빔(2)과 브라켓(3)은 각각 별도로 각각 제조 제조되므로, 임팩트빔의 도어 내측패널(1)에의 설치는 파이프로 제조된 빔(2)의 양단에 브라켓(3)을 용접한 후 브라켓(3)을 도어 내측패널(1)의 전후방 양단측에 용접함으로써 완료된다.

공지의 빔(2) 제조공정을 간략히 살펴보면, 공정은 1.6∼3.5t의 압연강판을 롤포밍에 의해 강관으로 성형 및 용접하는 조관공정, 제조된 강관을 제품규격에 맞도록 일정길이로 절단하는 절단공정, 강성 보강을 위해 절단된 강관을 열처리하는 열처리 공정으로 이루어진다. 그리고 이러한 빔(2)에 별도의 판재를 성형하여 제작된 브라켓(3)을 CO₂ 용접함으로써 임팩트빔이 제조되는 것이다.

그러나 위와 같은 종래의 도어 임팩트빔 제조방법은, 빔과 브라켓을 각각 별도로 제작하여 용접하여야 하므로 부품수 및 조립공정을 증가시켜 제조비용을 상승시킨다는 문제점이 있다. 특히 조관과정에서의 레이저용접은 정확성이 요구될 뿐만 아니라 원가가 비싸, 도어 임팩트빔의 제조비용을 상승시킨다는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 빔과 브라켓을 각각 별도로 제작하여 용접할 필요가 없이 1피스(piece)로 일체 성형하여 임팩트빔을 제조함으로써 부품수 및 공정수가 감소되도록 한 도어 임팩트빔 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도어 임팩트빔 제조방법은 금속판재를 가로방향이 긴 직사각형의 빔부와 빔부 가로방향 양단에 연장된 브라켓부를 갖는 형상으로 블랭킹하되, 롤링시 양단이 맞물림될 수 있도록 빔부 세로방향 양단에 서로 대응되는 요철부가 형성되며 빔부와 브라켓부 사이에는 빔부 롤링시의 간섭을 방지하기 위한 절개부가 형성되도록 구성된 절단라인을 따라 금속판재를 블랭킹하는 단계; 및 블랭킹된 빔부를 세로방향으로 롤링하여 빔부 세로방향 양단의 요철부를 클린칭 결합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때 요철부는 맞물림된 상태에서 서로 견고하게 인터로킹되어, 임팩트빔 길이방향 및 이에 수직한 방향으로의 인장력 및 압축력에 대하여 충분히 견딜 수 있는 결합강도를 가질 수 있도록 설계되어야 한다. 일례로서 요철부는 철부(凸部)의 선단부 가로폭이 넓은 형태를 가지며 일부의 철부(凸部)는 선단 양측 모서리에 비스듬히 돌출형성된 핑거를 갖도록 블랭킹될 수 있다.

한편, 도어 임팩트빔의 강성보강을 위하여는, 도어 임팩트빔용 블랭크를 롤링 및 클린칭 처리한 후 열처리하는 것이 바람직하며, 더불어 임팩트빔 내부에는 알루미늄폼, 폴리우레탄폼(PUR foam), 에폭시폼(EPOXY foam), 폴리프로필렌폼(EPP foam) 등의 경화성 폼을 도포 또는 충진한 후 발포시키는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도어 임팩트빔 및 이의 제조방법에 대하여 살펴본다.

도 2 및 도 3을 참조하여 도어 임팩트빔 제조과정을 각 단계별로 살펴본다.

[압연강판 제공단계]

도어 임팩트빔의 제조에 사용되는 압연강판(1)에는 종래에 사용되는 두께 정도의 1.6∼3.5t 압연강판을 사용하며, 강도의 보강을 위하여 압연강판(10)은 미리 열처리된다.

압연강판은 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 블랭킹을 위한 적당한 크기로 절단된 상태로 제공될 수 있으나, 보다 대형의 압연코일강판 그대로로서 블랭킹 라인에 제공될 수도 있다.

[블랭킹 단계]

제공된 압연강판(10)은 가로방향이 긴 직사각형의 빔부(20)와 빔부 양단에 연장된 브라켓부(30)를 갖는 형상으로 블랭킹된다. 이때 절단라인은, 빔부(20)의 롤링시 빔부(20) 양단이 맞물림될 수 있도록 빔부 세로방향 양단에 서로 대응되는 요철부(21)가 형성되며, 브라켓부(30)에는 빔부(20)의 롤링이 원활하게 이루어질 수 있도록 세로방향 양단부에 오목하게 굴곡부(31)가 형성되도록 설계된다.

요철부(21)는 빔부(20)가 파이프 형태로 성형완료되었을 때 파이프 형태 및 결합력의 유지를 위하여 마련되는 인터로킹 부재로서, 본 실시예에서는 단순한 물결모양으로 구성하였으나 결합력 강화를 위한 요철부의 형상설계는 다양하게 변형가능하다.

굴곡부(31)는 빔부(20)의 롤링에 따라 자연스럽게 브라켓부(30)의 일부만 롤링될 수 있도록 하고 서보프레스에 의한 빔부(20)의 롤링이 원활하게 이루어지도록 하기 위한 구성으로서, 형상은 다양한 형태로 변형될 수 있다.

[롤링 및 클린칭 단계]

블랭킹 완료된 금속판재의 빔부(20)는 서보프레스에 의해 서서히 롤링되어 요철부의 클린칭 결합이 실시된다. 빔부(20) 세로방향 양단에 형성된 요부(凹部)와 철부(凸部)는 서로 견고하게 끼워 맞춰질 수 있어야 한다.

브라켓부(30)는 빔부(20) 롤링 시 빔부의 롤링에 따라 일부가 함께 롤링되어 빔부(20) 부근이 브라켓부(30) 선단측 보다 더 많이 롤링된 형태로 롤링된다. 이때, 브라켓부(30)는 빔부(20)의 롤링력에 의해 자연스럽게 일부 롤링되거나, 필요한 경우에는 별도의 롤링력을 부가될 수 있다.

또한 도3에 도시된 브라켓부(30)의 선단측은 원호를 그리며 다소나마 롤링되어 있으나, 이를 다시 펴서 평평한 정도로 납작하게 만들 수 있다. 브라켓부(30)의 도어 내측패널에의 결합성이 향상되도록 하기 위함이다.

[열처리 단계]

위와 같이 제조된 도어 임팩트는 강성보강을 위해 열처리로 등을 이용하여 열처리된다. 열처리의 정도 및 방법은 통상의 공지기술에 따라 다양하게 적용할 수 있을 것이다.

[경화발포제 도포 및 발포단계]

한편, 도어 임팩트의 내부에는 알루미늄폼, 폴리우레탄폼(PUR foam), 에폭시폼(EPOXY foam), 폴리프로필렌폼(EPP foam) 등이 채워질 수 있다. 이러한 폼은 도어임팩트 내부에 도포 또는 충진된 후, 발포됨으로써 최소한의 중량 증가로 도어 임팩트빔의 강도 및 비틀림, 굽힘 등에 대한 저항성을 효과적으로 향상시킬 수 있는 수단이 된다. 도어 임팩트빔 내 폼의 충진 및 발포는 공지된 기술에 따라 다양하게 실시될 수 있다. 일례로서, 차량부품 제조업체에서는 패드나 젤 타입의 경화성 발포제가 주로 사용되는 바, 패드의 경우는 블랭킹 단계 후 도포하고, 젤 타입의 폼은 롤링 및 클린칭 단계 완료 후 충진할 수 있을 것이다. 또한, 이들 경화성 발포제의 발포는 통상적인 경우와 마찬가지로 열처리 단계에 이루어지도록 할 수 있을 것이다.

도 3 및 도4를 참조하여 본 발명에 따라 제조된 임팩트빔 및 또 다른 실시예에 따른 요철부 형상을 살펴본다.

도 3에 도시된 바와 같이, 롤링되어 클린칭 결합된 빔부(20)의 요철부 부위는 결합부를 이루며, 브라켓부(30)는 그 상태 그대로 인너패널에 볼팅 및 용접되거나, 앞서 설명한 바와 같이, 브라켓부(30)를 부분적으로 납작하게 가공하여 인너패널에 고정할 수도 있다.

한편, 도4에서 볼 수 있는 바와 같이, 요철부는 철부(凸部)의 선단부 가로폭이 넓은 형태로 형성되며, 요부(凹部)는 이에 대응하는 형상으로 형성될 수 있다. 이때 일부의 철부(凸部)는 선단 양측 모서리에 비스듬히 돌출형성된 핑거(21a)를 가질 수 있으며, 이러한 핑거(21a)를 갖는 철부와 핑거가 없는 철부는 서로 교대로 반복 배치되는 것이 바람직하다. 통상적인 임팩트빔 직경을 가정할 경우, 핑거를 갖는 철부에서의 핑거와 핑거 사이의 가로폭(즉, 선단부의 최대 가로폭)은 14mm, 핑거가 없는 철부(凸部)의 가로폭은 7mm, 핑거가 없는 철부와 다음의 핑거가 없는 철부 사이의 가로폭은 19mm, 요철부의 높이는 7.5mm 정도인 것이 바람직하다. 이러한 구조로 형성된 요철부, 특히 핑거(21a)는 요철부의 상호 맞물림 상태를 견고하고 긴밀해지도록 하여 요철부 부위에서의 임팩트빔 강성을 강화시킨다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 도어 임팩트빔 및 이의 제조방법에 따르면, 빔과 브라켓을 각각 별도로 제작하여 용접할 필요가 없이 1피스(piece)로 일체 성형함에 의해 임팩트빔을 제조하므로, 부품수 및 공정수의 감소가 가능하다.

Claims

차량 측면 충돌시의 충격량 흡수를 위해 도어 내측패널에 설치되는 도어 임팩트빔 제조방법에 있어서,

금속판재(10)를 블랭킹하되, 가로방향이 긴 직사각형 빔부(20)의 세로방향 양단에 서로 대응되는 요철부(21)가 형성되며 빔부 가로방향 양단에는 브라켓부(30)가 연장형성되도록 금속판재(10)를 절단하는 블랭킹 단계; 및

블랭킹된 빔부를 세로방향으로 롤링하여 빔부(20) 세로방향 양단의 요철부(21)를 클린칭 결합하되, 브라켓부(30)는 빔부(20) 롤링 시 빔부의 롤링에 따라 일부가 함께 롤링되어 빔부(20) 부근이 브라켓부(30) 선단측 보다 더 많이 롤링되도록 하는 롤링 및 클린칭 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도어 임팩트빔 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 롤링 및 클린칭 단계 완료 후, 도어 임팩트빔의 강성보강을 위하여 롤링 및 클린칭된 도어 임팩트빔을 열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도어 임팩트빔 제조방법.
제2항에 있어서,

도어 임팩트빔의 내부에 경화성 발포제를 도포 또는 충진하고, 이를 발포시키는 단계를 더 포함하며, 여기서,

경화성 발포제의 도포는 상기 블랭킹 단계 후 실시하며, 경화성 발포제의 충진은 상기 롤링 및 클린칭 단계 후 실시하며, 발포는 상기 열처리 단계에서 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 도어 임팩트빔 제조방법.
제1항에 있어서,

브라켓(30)에는, 빔부(20)의 롤링이 원활하게 이루어질 수 있도록 세로방향 양단부에 오목하게 굴곡부(31)가 형성된 것을 특징으로 하는 도어 임팩트빔 제조방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

요철부(21)는, 적어도 그 일부범위에, 철부(凸部)의 선단부 가로폭이 넓은 형태로 형성되어 철부(凸部)의 선단 양측 모서리에 핑거(21a)가 비스듬히 돌출형성되며, 요부(凹部)에는 이에 대응하는 형상이 형성되도록 블랭킹되는 것을 특징으로 하는 도어 임팩트빔 제조방법.
차량 측면 충돌시의 충격량 흡수를 위해 도어 내측패널에 설치되는 도어 임팩트빔에 있어서,

가로방향이 긴 직사각형 빔부(20)의 세로방향 양단에 서로 대응되는 요철부(21)가 형성되며 빔부 가로방향 양단에는 브라켓부(30)가 연장형성된 블랭크가 세로방향으로 롤링된 중공의 도어 임팩트빔으로서, 빔부(2)는 롤링되어 빔부(20) 세로방향 양단의 요철부(21)가 서로 클린칭 결합된 결합부를 가지며, 브라켓부(30)는 빔부(20) 롤링 시 빔부의 롤링에 따라 일부가 함께 롤링되어 빔부(20) 부근이 브라켓부(30) 선단측 보다 더 많이 롤링된 형태로 롤링된 것을 특징으로 하는 도어 임 팩트빔.