KR100801538B1

KR100801538B1 - 자동차의 프론트 프레임 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR100801538B1
Application number: KR1020020027317A
Authority: KR
Inventors: 정순안
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2008-02-12
Also published as: KR20030089211A

Abstract

본 발명은 일정한 형상을 갖는 판재를 준비하는 판재준비 단계와; 상기 판재를 산과 골이 연속되게 형성되도록 함과 아울러 상기 산과 골을 형성하는 측벽에 다수개의 통공이 형성된 통공열을 형성하는 판재가공 단계와; 상기 판재가공 단계를 수행한 후, 상기 판재를 인서트 사출금형내에 장착하여 합성수지 용액을 상기 사출금형내에 주입하여 상기 합성수지 용액이 통공을 관통하여 상기 플레이트를 가로질러 보강리브 및 이와 일체로 연결되게 상기 플레이트의 가장자리를 감쌈과 외형부를 형성하는 인서트 사출단계로 수행하여,

산과 골이 연속되게 형성됨과 아울러 상기 산과 골을 형성하는 측벽에 일정한 간격을 두고 다수개의 통공이 형성된 통공열을 갖는 스틸재질의 플레이트와; 상기 통공을 관통하여 상기 플레이트를 가로질러 결합되는 보강리브와, 상기 보강리브와 일체로 형성되어 상기 플레이트의 가장자리를 감쌈과 아울러 전체 외관을 형성하는 합성수지 재질의 외형부를 포함한 프론트 프레임을 얻을 수 있으며,

이로인해, 자동차의 프론트 프레임의 영역중 특히 강도가 요구되는 부분에서 발생될 수 있는 여러 가지 결점을 미연에 보완할 수 있으며, 인서트 사출 금형를 보다 간단하게 설계 제작함으로써 스틸 재질과 플라스틱 재질의 상이한 두 부품을 서로 용이하게 결합함과 아울러 그 결합 유지 능력을 보다 향상시킬 수 있게 된다.

프론트, 프레임, 플레이트, 보강리브, 외형부

Description

자동차의 프론트 프레임 및 이의 제조방법{A FRONT FRAME OF AN AUTOMOBILE, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

도 1은 종래 기술의 일예를 도시한 분해 사시도.

도 2는 종래 기술의 다른 예를 도시한 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 프론트 프레임의 외관을 도시한 사시도.

도 4는 본 발명에 의한 제조 방법을 나타낸 흐름도.

도 5는 도 4의 흐름에 따라 제조된 프론트 프레임의 단계별 공정도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

31 : 플레이트

32 : 산

33 : 골

34 : 측벽

35 : 통공열

35a : 통공

37 : 보강리브

38 : 외형부

본 발명은 자동차의 프론트 프레임 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차의 프론트 프레임의 영역중 특히 강도가 요구되는 부분에서 발생될 수 있는 여러 가지 결점을 미연에 보완할 수 있으며, 인서트 사출 금형를 보다 간단하게 설계 제작함으로써 스틸 재질과 플라스틱 재질의 상이한 두 부품을 서로 용이하게 결합함과 아울러 그 결합 유지 능력을 보다 향상시킬 수 있도록 한 자동차의 프론트 프레임 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 프론트 프레임은 차체 바디의 전단부에 횡으로 설치되어 차량의 전방 충돌시 그 충격력이 차실내로 전달되는 것을 방지하는 역할을 한다.

이러한 프론트 프레임은 도 1에 도시된 바와 같이, 응축기(미도시)와 라디에이터(미도시)가 안착되는 하부 수평지지부(12)와, 상기 콘덴서와 라디에이터의 상부를 지지하는 상부 수평지지부(6)와, 상기 상ㆍ하부 수평지지부(12)(6)의 양단을 각각 연결하는 좌우측 수직지지부(10)로 구성되어 있다.

상기와 같은 구성 부품으로 이루어진 프론트 프레임은 그 재질을 스틸(steel)을 이용하고 있고, 각 부품들은 메인공정에서 용접등의 방법으로 조립하고 있다.

그런데, 전술한 방법으로 이루어진 종래 프론트 프레임의 제조방법은 많은 부품의 소요와 조립공수의 증가 그리고, 재질이 스틸이므로 필수적으로 도장작업이 필수적으로 수행되어야 하는 등의 불필요한 제반 문제점을 안고 있었기 때문에 플라스틱 등의 합성수지를 용융상태로 한 후 사출 공정을 거쳐서 제작한 플라스틱 프론트 프레임이 점차적으로 개발되고 있다.

그러나, 전술한 플라스틱 프론트 프레임은 도장작업을 생략함과 아울러 조립공수와 부품수의 절감효과를 얻을 수 있기는 하였으나 근본적으로 강성 유지 측면에서 큰 결점을 나타내었다.

이에, 최근에는 플라스틱 프론트 프레임에 스틸을 부가하여 제작하고 있는 추세에 있다.

그 일례로 일본특허공개공보 특개평2-199400호(명칭:경량 구성 요소)가 있다.

전술한 일본특허공개공보는 도 2에 도시된 바와 같이, 내부가 비어있는 용기(bowl) 형상의 쉘(shell)(20)의 내부(21)에 보강용 리브(22)가 플라스틱 사출 성형되고, 보강용 리브(22)와 쉘(20)의 외측(20a)을 서로 연결하기 위해 이들이 서로 접촉되는 부분, 즉 쉘(20)의 외측(20a)과 리브(22)측에 각각 구멍(23)을 형성하여 이 구멍(23)을 통해 플라스틱이 사출하여 상기 보강용 리브(22)와 쉘(20)을 연결하도록 구성되어 있다.

상기와 같은 경량 구성 요소에 대한 기술은 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 쉘(20)과 보강용 리브(22)를 단순히 구멍(23)을 통해 플라스틱 사출하여 연결하고 있는 구조이기 때문에 이 부분에서 결합 강도가 현저하게 낮아 외부에서 충격이 가해질 때 쉽게 쉘(20)과 보강용 리브(23)가 분리되는 문제점이 있었다.

둘째, 보강용 리브(22)와 쉘(20)을 연결하기 위해 금형상에 각각 구멍(23)을 형성하고, 이 구멍(23)을 통해 플라스틱이 사출되기 때문에 상기 구멍(23)등을 형성하기 위한 금형 설계가 복잡해지는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 자동차의 프론트 프레임의 영역중 특히 강도가 요구되는 부분에서 발생될 수 있는 여러 가지 결점을 미연에 보완할 수 있으며, 인서트 사출 금형를 보다 간단하게 설계 제작함으로써 스틸 재질과 플라스틱 재질의 상이한 두 부품을 서로 용이하게 결합함과 아울러 그 결합 유지 능력을 보다 향상시킬 수 있도록 한 자동차의 프론트 프레임 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 자동차의 프론트 프레임은, 산과 골이 연속되게 형성됨과 아울러 상기 산과 골을 형성하는 측벽에 일정한 간격을 두고 다수개의 통공이 형성된 통공열을 갖는 스틸재질의 플레이트와; 상기 통공을 관통하여 상기 플레이트를 가로질러 결합되는 보강리브와, 상기 보강리브와 일체로 형성되어 상기 플레이트의 가장자리를 감쌈과 아울러 전체 외관을 형성하는 합성수지 재질의 외형부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 자동차의 프론트 프레임의 제조방법은, 일정한 형상을 갖는 판재를 준비하는 판재준비 단계와; 상기 판재를 산과 골이 연속되게 형성되도록 함과 아울러 상기 산과 골을 형성하는 측벽에 다수개의 통공이 형성된 통공열을 형성하는 판재가공 단계와; 상기 판재가공 단계를 수행한 후, 상기 판재를 인서트 사출금형내에 장착하여 합성수지 용액을 상기 사출금형내에 주입하여 상기 합성수지 용액이 통공을 관통하여 상기 플레이트를 가로질러 보강리브 및 이와 일체로 연결되게 상기 플레이트의 가장자리를 감쌈과 외형부를 형성하는 인서트 사출단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 프론트 프레임의 외관을 도시한 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 프론트 프레임(30)은 플레이트(31)와, 보강리브(37)와, 외형부(38)를 포함하여 이루어진다.

먼저, 플레이트(31)의 재질은 스틸로써, 그 형상은 산(32)과 골(33)이 연속되게 형성됨과 아울러 상기 산(32)과 골(33)을 형성하는 측벽(34)에 일정한 간격을 두고 다수개의 통공(35a)이 형성된 통공열(35)이 구비된다.

상기 보강리브(37)는 상기 통공(35a)을 관통하여 플레이트(31)를 가로질러 결합된다.

상기 외형부(38)는 상기 보강리브(37)와 일체로 형성되어 상기 플레이트(31)의 가장자리를 감쌈과 아울러 전체 외관을 형성한다.

상기 보강리브(37)와 외형부(38)는 플라스틱 등의 합성수지 재질이다.

여기서, 전술한 플레이트(31)가 위치하는 지점은 바람직하게 상기 외형부(38)중에서 강도가 특히 요구되는 부분에 설치된다.

일예를 들어, 차량 본네트를 닫을 때 가해지는 충격력을 해소하기 위해 이 본네트에 대응되는 부분에 설치할 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 프론트 프레임의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 의한 제조 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 5는 도 4의 흐름에 따라 제조된 프론트 프레임의 단계별 공정도이다.

먼저, 도 5의 (가)에 도시된 바와 같이, 일정한 형상을 갖는 플레이트(31)를 준비하는 플레이트 준비단계를 진행한다.(S1)

상기 플레이트 준비단계(S1)를 수행한 후, 도 5의 (나)(다)에 도시된 바와 같이, 상기 플레이트(31)를 산(32)과 골(33)이 연속되게 형성되도록 함과 아울러 상기 산(32)과 골(33)을 형성하는 측벽(34)에 다수개의 통공(35a)이 형성된 통공열(35)을 형성하는 플레이트 가공단계(S2)를 진행한다.

여기서, 상기 플레이트 가공단계(S2)는 좀더 바람직하게는 도 5의 (나)에 도시된 바와 같이, 상기 플레이트(31)에 일정한 간격을 두고 다수개의 통공(35a)을 갖는 통공열(35)을 형성하되 상기 통공열(35)을 일정한 간격 이격되게 다수개 형성하는 통공열 형성단계(S2-1)와, 상기 통공열 형성단계(S2-2)를 수행한 후, 도 5의 (다)에 도시된 바와 같이, 상기 통공열(35) 사이가 벤딩되도록 벤딩하여 전체 형상이 산(32)과 골(33)이 연속되게 형성하는 벤딩단계(S2-2)로 이루어진다.

상기 플레이트 가공단계(S2)를 수행한 후, 상기 플레이트(31)를 인서트 사출금형내에 장착하여 합성수지 용액을 상기 사출금형내에 주입하여 상기 합성수지 용 액이 통공(35a)을 관통하여 상기 플레이트(31)를 가로질러 보강리브(37) 및 이와 일체로 상기 플레이트(31)의 가장자리를 감쌈과 외형부(38)를 형성하는 인서트 사출단계(S4)를 진행하여 도 5의 (라)와 같이 플레이트(31)와 보강리브(37)가 결합된 제품을 형성한다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명은, 자동차의 프론트 프레임의 영역중 특히 강도가 요구되는 부분에서 발생될 수 있는 여러 가지 결점을 미연에 보완할 수 있으며, 인서트 사출 금형을 보다 간단하게 설계 제작함으로써 스틸 재질과 플라스틱 재질의 상이한 두 부품을 서로 용이하게 결합함과 아울러 그 결합 유지 능력을 보다 향상시킬 수 있게 된다.

Claims

산(32)과 골(33)이 연속되게 형성됨과 아울러 상기 산(32)과 골(33)을 형성하는 측벽(34)에 일정한 간격을 두고 다수개의 통공(35a)이 형성된 통공열(35)을 갖는 스틸재질의 플레이트(31)와;상기 통공(35a)을 관통하여 상기 플레이트(31)를 가로질러 결합되는 보강리브(37)와, 상기 보강리브(37)와 일체로 형성되어 상기 플레이트(31)의 가장자리를 감쌈과 아울러 전체 외관을 형성하는 합성수지 재질의 외형부(38)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 프론트 프레임.
일정한 형상을 갖는 플레이트(31)를 준비하는 플레이트 준비단계와;

상기 판재준비 단계를 진행한 후에, 상기 플레이트(31)를 산(32)과 골(33)이 연속되게 형성되도록 함과 아울러 상기 산(32)과 골(33)을 형성하는 측벽(34)에 다수개의 통공(35a)이 형성된 통공열(35)을 형성하는 플레이트 가공단계와;

상기 플레이트 가공단계를 수행한 후, 상기 플레이트(31)를 인서트 사출금형내에 장착하여 합성수지 용액을 상기 사출금형내에 주입하여 상기 합성수지 용액이 통공(35a)을 관통하여 상기 플레이트(31)를 가로질러 보강리브(37) 및 이와 일체로 상기 플레이트(31)의 가장자리를 감쌈과 외형부(38)를 형성하는 인서트 사출단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 프론트 프레임의 제조방법.
제 2 항에 있어서,

상기 플레이트 가공단계는 상기 플레이트(31)에 일정한 간격을 두고 다수개의 통공(35a)을 갖는 통공열(35)을 형성하되, 상기 통공열(35)을 일정한 간격 이격되게 다수개 형성하는 통공열 형성단계와;

상기 통공열 형성단계를 수행한 후, 상기 통공열(35) 사이가 벤딩되도록 벤딩하여 전체 형상이 산(32)과 골(33)이 연속되게 형성하는 벤딩단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 프론트 프레임의 제조방법.