KR101352511B1 - 범퍼 빔 금형 장치 및 범퍼 빔 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 범퍼 빔 금형 장치에 관한 것으로, 가공할 소재를 지지하는 안치부가 형성된 하형, 상기 안치부와 대응되는 가압부가 형성되어 있고, 상기 소재를 가압하는 상형, 그리고 상기 하형과 상기 상형의 양 면에 각각 위치하고, 상기 소재의 변형되는 부분을 지지하는 보호부를 포함한다.

Description

범퍼 빔 금형 장치 및 범퍼 빔 제조 방법{mole apparatus for bumper beam and manufacture method for bumper beam}

본 발명은 범퍼 빔 금형 장치 및 범퍼 빔 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에는 차량의 충격을 흡수할 수 있도록 범퍼가 설치된다. 범퍼에는 범퍼 커버 내측에 위치하여 충돌로 인하여 발생되는 충격에너지를 흡수하는 에너지 업소버와, 에너지 업소버를 지지하도록 빔(이하, 범퍼 빔이라 함.)이 구비된다. 그리고 범퍼 빔은 스테이(stay)를 통해 차체에 고정된다.

여기서, 에너지 업소버는 폴리프로필렌 폼재가 발포되어 성형 된다. 그리고 범퍼 빔은 스틸 소재 혹은 GMT(glass mat thermoplastics) 소재로 만들어진다.

이와 같은 범퍼 빔의 양단부는 범퍼의 형상을 따라 곡면 형태로 구부러져 있다. 범퍼 빔의 양단을 곡면형태로 형성하기 위해 직선 형태의 범퍼 빔의 양단부를 구부림 장치에 고정한다. 이때 직선 형태의 빔의 단부는 대략 118.75MM 정도 구부림 장치에 물린다. 범퍼 빔이 구부림 장치에 물리면 평평한 범퍼 빔이 롤러를 반복적으로 통과하면서 곡면 형태로 구부러지게 된다.

곡면 형태로 구부러진 범퍼 빔의 양단부는 구부림 장치에 의해 손상되는 문제가 발생한다. 이에 따라 구부림 장치에 의해 손상된 범퍼 빔의 단부를 118.75MM 정도 잘라 내야 했다. 이와 같이 손상된 부분을 자르게 되면서 공정수 증가와 더불어 범퍼 빔의 손상된 부분 제거로 소재의 사용량이 증가하였다. 제거된 부분의 폐기에 따른 자원이 낭비되었다.

또한, 범퍼 빔을 구부리고 손상된 부분을 제거하며 제거된 부분을 파기 등의 다수의 공정으로 진행되어 범퍼 빔의 제작에 따른 시간이 증가하였다. 이에 따라 범퍼 빔 성형 효율이 저하되었다.

공개특허공보 제10-2002-0042498호 (2002.07.19) 등록특허공보 제10-0957100호 (2010.05.03)

본 발명은 범퍼 빔의 생산성을 향상시키고, 불량 발생을 최소화하는 범퍼 금형 장치 및 범퍼 빔 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 한 실시예에 따른 범퍼 빔 금형 장치는 범퍼 빔의 변형부분을 지지하여 안전하게 변형시키는 것으로, 가공할 소재를 지지하는 안치부가 형성된 하형, 상기 안치부와 대응되는 가압부가 형성되어 있고, 상기 소재를 가압하는 상형, 그리고 상기 하형과 상기 상형의 양면에 각각 위치하고, 상기 소재의 변형되는 부분을 지지하는 보호부를 포함한다.

상기 범퍼 빔 금형 장치는 상기 안치부의 적어도 일부분에 승강 가능하게 결합되어 있고, 가공된 소재를 상기 안치부로부터 떨어뜨려 상기 안치부와 상기 소재 사이에 공간을 형성하는 공간 형성부를 더 포함할 수 있다.

상기 공간 형성부는, 상기 안치부의 적어도 일부분에 형성되어 있고, 승강 가능하게 배치된 몸체 및 상기 몸체를 탄성 지지하고, 상기 몸체를 승강시키는 탄성 부재를 포함할 수 있다.

상기 공간 형성부는, 상기 몸체의 양면에 배치되어 있고, 상기 몸체를 지지하는 가이드를 더 포함할 수 있다.

상기 보호부는, 상기 상형에서 상기 하형 방향으로 돌출되어 있고, 벌어짐 가능하게 상기 상형의 양면에 결합된 한 쌍의 지지 부재 및 상기 하형의 양면에서 상기 상형 방향으로 돌출되어 있고, 벌어진 상기 지지 부재의 간격을 좁혀 상기 소재를 파지하도록 하는 한 쌍의 가압 부재를 포함할 수 있다.

상기 보호부는, 상기 지지 부재와 상기 상형 사이에 배치되어 있고, 한 쌍의 상기 지지 부재의 하단부가 벌어지도록 탄성력을 부여하는 탄성 부재를 더 포함하며, 상기 지지 부재가 상기 가이드에 접하면 벌어진 상기 지지 부재는 상기 소재 방향으로 가압 되면서 상기 소재에 접하며, 상기 탄성 부재는 압축될 수 있다.

상기 상형과 마주하는 지지 부재의 일면 상부측에는 경사면이 형성되어 있고, 상기 탄성 부재의 탄성력에 의해 상기 경사면이 상기 상형에 접하면서 상기 지지 부재의 하부가 벌어질 수 있다.

상기 범퍼 빔 금형 장치는 상기 안치부의 양단부에 위치하고, 상기 안치부에 놓인 상기 소재가 상기 안치부에서 벗어나지 않도록 위치를 설정하는 배치부를 더 포함할 수 있다.

상기 안치부는 오목한 형태로 형성되어 있고, 오목한 안치부는 소재가 최초에 놓이는 놓임면과 상기 놓임면과 연결된 곡면과 상기 곡면과 연결된 평면으로 형성되어 있으며, 상기 보호부는 상기 곡면에 위치할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 범퍼 빔 제조 방법은 공간 형성부가 승강 가능하게 배치된 하형의 안치부에 소재를 놓는 단계, 상기 하형과 마주하는 상형을 하강시켜 상기 상형의 가압부가 상기 소재를 가압하는 단계, 상기 가압부와 상기 안치부의 형상을 따라 상기 소재의 성형이 완료되면 상기 상형을 상승시키는 단계를 포함하며, 상기 소재를 가압하는 단계에서, 상기 상형에 형성된 지지 부재가 상기 하형에 형성된 가압 부재에 의해 가압되면서 성형되는 상기 소재의 외부면을 지지한다.

상기 소재를 가압하는 단계는, 상기 가압부에 의해 상기 소재가 가압되면 상기 소재는 성형 되면서 상기 공간 형성부를 하강시키는 단계를 더 포함하고, 상기 상형을 상승시키는 단계는, 상기 상형이 상승되면 상기 공간 형성부가 상승하여 상기 공간 형성부의 상면이 상기 안치부의 상면으로부터 돌출되어 성형된 상기 소재를 상기 안치부로부터 떨어뜨리어 상기 소재와 상기 안치부 사이에 공간을 형성하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 관 형태로 형성된 소재가 상형과 하형의 곡면 부분에서 변형되며, 변형되는 소재 부분이 소재 외측 방향으로 벌어지려고 한다. 그러나 보호부의 파지면이 소재의 변형되는 부분을 지지하게 되면서 소재는 외측 방향으로 벌어지지 못한다. 이에 따라 소재의 변형되는 부분을 보호할 수 있어 소재의 손상을 방지할 수 있다. 소재의 손상 방지로 소재의 가공에 대한 불량품이 발생하지 않는다.

본 발명의 실시예에 따르면, 안치부 방향으로 떨어진 소재의 저면 부분은 몸체의 상면에 접하게 된다. 이때 몸체가 평면으로부터 돌출되어 있으므로 소재의 저면과 평면 사이에 공간이 형성된다. 공간을 이용하여 작업자는 소재를 하형에서 추출할 수 있다. 공간의 형상으로 작업자는 소재를 하형에서 간편하게 추출할 수 있다. 이에 따라 소재의 추출 작업이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 범퍼 빔 금형 장치를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1에 도시한 상형과 하형 분해 사시도.
도 3은 도 1에 도시한 안치부를 나타낸 사시도.
도 4는 도 1에 도시한 상형과 하형이 분리된 상태를 나타낸 정면도.
도 5는 도 4에 도시한 V-V선을 따라 상형과 하형을 자른 단면도.
도 6은 도 5에 도시한 A 부분 확대도.
도 7은 도 4에 도시한 상형과 하형이 합형된 상태를 나타낸 정면도.
도 8은 도 7에 도시한 Ⅷ-Ⅷ선을 따라 상형과 하형을 자른 단면도.
도 9는 도 8에 도시한 B 부분 확대도.
도 10 내지 도 15는 소재를 성형하는 상태를 나타낸 공정도.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 범퍼 빔 금형 장치에 대하여 도 1 및 도 2를 참고하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 범퍼 빔 금형 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 상형과 하형 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 범퍼 빔 금형 장치(1)는 범퍼의 내부에 설치되어 충격 에너지를 흡수하는 업소버를 지지하는 범퍼 빔을 성형한다. 범퍼 빔을 성형하는 소재는 금속으로 이루어져 있으며, 내부가 빈 관 형태로 형성되어 있다. 아울러 소재의 빈 내부를 보강하기 위하여 소재의 내부에는 보강리브 들이 형성되어 있다. 이러한 범퍼 빔을 형성하는 금형 장치(1)는 하형(10), 상형(30), 보호부(40)를 포함한다.

하형(10)과 상형(30)은 범퍼 빔 금형 장치(1)의 뼈대 역할을 하는 골조(도시하지 않음)에 설치되어 있다. 골조의 하부에는 하형(10)을 지지하는 테이블이 배치되어 있고, 골조의 상부에는 상형(30)을 승강시키는 승강 장치(도시하지 않음)가 배치되어 있다. 승강 장치는 유압유를 작동유체로 사용하는 액추에이터(actuator) 따위로 형성되어 있다.

하형(10)은 범퍼 빔을 형성할 소재를 지지한다. 하형(10)은 베이스(11) 및 하형코어(12)를 포함한다.

도 4를 참고하면, 베이스(11)는 기설정된 넓이로 형성되어 있다. 베이스(11)는 골조의 테이블에 클램프 따위로 고정될 수 있다.

하형코어(12)는 베이스(11)의 상면에서 수직하게 돌출되어 있다. 하형코어(12)의 상면에는 소재를 지지하고, 가공하는 안치부(13)가 형성되어 있다.

안치부(13)는 양단에서 중앙을 향하여 오목한 형태로 형성되어 있다. 이러한 안치부(13)는 놓임면(131a, 131b), 곡면(132), 그리고 평면(133)으로 이루어져 있다.

놓임면(131a, 131b)은 하형코어(12)의 상면 양단에 위치한다. 놓임면(131a, 131b)은 평면 형태로 형성되어 있다. 놓임면(131a, 131b)은 성형 전 소재의 양단을 지지한다.

곡면(132)은 놓임면(131a, 131b)과 연결되어 있다. 곡면(132)은 놓임면(131a, 131b)에서 하형코어(12)의 중앙을 향하여 하강하는 형태로 형성되어 있다. 곡면(132)은 기설정된 곡률반경을 갖는다. 곡면(132)의 곡률반경은 범퍼 빔이 적용되는 차종에 따라 달라질 수 있다. 곡면(132)은 가공되는 소재의 양단을 지지한다.

평면(133)은 평면 형태로 형성되어 있으며, 곡면(132)과 연결되어 있다. 평면(133)은 가공된 소재를 지지한다.

한편, 하형코어(12)에는 놓임면(131a, 131b)에 놓인 소재를 고정하고, 소재의 위치를 설정하는 배치부(20)가 형성되어 있다.

도 3을 참고하면, 배치부(20)는 둘레고정 부재(21) 및 측면고정 부재(22)를 포함한다.

둘레고정 부재(21)는 놓임면(131a, 131b)에 각각 위치한다. 둘레고정 부재(21)는 하형코어(12)의 일면과 타면에 각각 배치되어 서로 마주한다. 둘레고정 부재(21)는 놓임면(131a, 131b)에서 상부측으로 돌출되는 형성되어 있다. 이러한 측면고정 부재(22)는 놓인 소재가 폭 방향으로 움직이는 것을 방지한다.

측면고정 부재(22)는 일측 놓임면(131a)에 위치한다. 측면고정 부재(22)는 하형코어(12)의 측면에서 수직하게 돌출되어 있다. 측면고정 부재(22)의 돌출 높이는 둘레고정 부재(21)의 높이보다 높게 형성되어 있다.

이러한 측면고정 부재(22)는 둘레고정 부재(21)에 의해 둘레면이 고정된 소재의 일측면을 지지하고, 소재가 안치부(13)에 정확하게 배치될 수 있도록 한다.

한편, 위 설명 및 첨부된 도 3에서 측면고정 부재(22)가 하형코어(12)의 일측에 위치한 것으로 하였으나, 측면고정 부재(22)는 하형코어(12)의 타측에 위치할 수도 있다. 또한, 측면고정 부재(22)는 일측과 타측에 각각 위치할 수도 있다.

상형(30)은 하형(10)에 놓인 소재를 가압한다. 도 4를 참고하면, 상형(30)은 베이스(31) 및 상형코어(32)를 포함한다.

베이스(31)는 하형(10)의 베이스(11)와 마주한다. 베이스(31)는 기설정된 넓이로 형성되어 있다. 베이스(31)는 골조의 승강 장치에 클램프 따위로 고정되어 있다.

상형코어(32)는 베이스(31)에서 하형코어(12)를 향하여 수직하게 돌출되어 있다. 상형코어(32)에는 안치부(13)에 위치한 소재를 가압하여 가공하는 가압부(33)가 형성되어 있다.

가압부(33)는 오목한 안치부(13)를 향하여 상형코어(32)의 양측에서 중앙을 향하여 볼록하게 형성되어 있다.

가압부(33)는 안치부(13)의 곡면(132), 그리고 평면(133)과 대응되는 곡면(331) 및 평면(332)으로 이루어져 있다. 가압부(33)의 곡면(331)은 안치부(13)의 곡면(132)과 마주하고, 평면(332)은 안치부(13)의 평면(133)과 마주한다.

이와 같은 상형(30)이 하강하게 되면 도 7에서 나타낸 바와 같이 가압부(33)의 평면(332)은 놓임면(131a, 131b)에 놓인 소재의 중앙 부분을 안치부(13)의 평면(133) 방향으로 가압하게 된다. 이때 안치부(13)에 위치한 소재가 배치부(20)에 의해 고정되어 있으므로 안치부(13) 내에서 움직이지 않는다.

가압부(33)에 의해 가압된 소재의 중앙 부분은 안치부(13)의 평면(133)을 향하여 구부러진다. 이때 곡면(331)에 위치한 소재의 양단은 곡면(331)과 대응되는 형태로 구부러지게 된다.

도 1 및 도 2를 다시 참고하면, 보호부(40)는 가압부(33)의 곡면(331)이 소재를 가압할 때 소재의 둘레면이 벌어지거나, 터지는 것을 방지한다. 보호부(40)는 지지 부재(41), 탄성 부재(43), 그리고 가압 부재(42)를 포함한다.

지지 부재(41)는 상형코어(32)의 일면과 타면에 각각 배치되어 있다. 이때 지지 부재(41)는 2개 1조로 이루어져 각 곡면(331)과 이웃하게 배치된다. 즉, 지지 부재(41)는 가압부(33)를 사이에 두고 양측에 한 쌍으로 형성된다.

도 4, 도 5, 그리고 도 6을 참조하면, 지지 부재(41)는 기설정된 넓이로 형성되어 있다. 지지 부재(41)는 상형코어(32)의 외부면에 결합되어 있다. 지지 부재(41)의 상부측이 볼트 따위로 상형코어(32)에 결합된다. 이때 볼트가 지지 부재(41)를 관통하여 상형코어(32)에 체결된다. 볼트가 관통하는 지지 부재(41)의 관통홀은 볼트의 직경보다 크게 형성되어 있다. 그러나 지지 부재(41)의 상부측이 힌지(도시하지 않음) 따위로 상형코어(32)에 결합될 수 있다.

한편, 상형코어(32)와 마주하는 지지 부재(41)의 일면 상부측에는 경사면(411)이 형성되어 있다. 경사면(411)은 일면에서 타측 방향으로 경사져 있다. 경사면(411)의 경사각도는 2° 내지 4°일 수 있다. 경사면(411)의 경사각도는 금형 장치의 크기 및 소재의 크기에 따라 달라질 수 있다. 이와 같은 경사면(411)에 의해 지지 부재(41)의 상부측은 점차 두께가 얇아지는 형태로 형성되어 있다.

지지 부재(41)의 하부측은 상형코어(32)에서 하형코어(12)를 향하여 돌출되어 있다. 지지 부재(41)의 돌출된 일면 하부측에는 파지면(412)이 형성되어 있다. 파지면(412)은 지지 부재(41)의 일면과 동일 평면상에 위치하지 않고 타면을 향해 함몰되어 있다. 파지면(412)는 안치부(13)에 위치한 소재의 둘레면에 접할 수 있다.

그리고 지지 부재(41)의 일면과 타면의 하단 가장자리에는 라운딩부(412a, 412b)가 형성되어 있다.

탄성 부재(43)는 서로 마주하는 파지면(412)의 간격(L)이 벌어지도록 지지 부재(41)에 탄성력을 부여한다. 탄성 부재(43)는 상형코어(32)와 지지 부재(41) 사이에 위치한다. 이때 탄성 부재(43)는 지지 부재(41)의 경사면(411) 하부측에 위치한다. 지지 부재(41)의 관통홀과 볼트의 직경 차이에 의해 탄성 부재(43)의 탄성력 발생시 지지 부재(41)는 움직일 수 있다.

아울러, 도 6에서 탄성 부재(43)를 코일 스프링 형태로 도시하였으나, 탄성 부재(43)는 판 스프링, 완충재와 같은 다양한 구조로 형성될 수 있다.

탄성 부재(43)의 탄성력에 의해 경사면(411)은 상형코어(32)의 표면에 접해 있고, 경사면(411)과 파지면(412) 사이는 상형코어(32)의 표면으로부터 떨어져 있다. 지지 부재(41)의 하부측이 상형코어(32)의 표면으로부터 떨어진 정도는 경사면(411)의 경사에 비례한다.

이에 따라 탄성 부재(43)의 탄성력에 의해 한 쌍의 지지 부재(41)는 도 6에서 도시한 바와 같이 그 하부가 벌어진 형태로 상형코어(32)에 결합된다.

가압 부재(42)는 베이스(11)에 결합되어 있고 지지 부재(41)와 상하 방향으로 동일 선상에 위치한다. 이에 따라 가압 부재(42)는 하형코어(12)의 일면과 타면에 각각 배치되어 있다. 가압 부재(42)는 2개 1조로 이루어져 각 곡면(132)과 이웃하게 배치되어 있다. 즉, 가압 부재(42)는 안치부(13)를 사이에 두고 양측에 한 쌍으로 형성되어 있다. 가압 부재(42)는 움직이지 않도록 고정되어 있다.
그리고 상형(30)이 하강하면, 지지 부재(41)의 타면이 가압 부재(42)의 일면에 접할 수 있다. 가압 부재(42)는 지지 부재(41)를 외측에서 내측 방향으로 가압한다. 아울러, 도 5에서 가압 부재(42)의 일면 상부측을 직선 형태로 도시하였으나, 지지 부재(41)의 라운딩부(412b)와 대응되는 곡면으로 형성될 수 있다.

아울러, 가압 부재(42)의 일면은 안치부(13)에 위치한 소재로부터 기설정된 간격으로 떨어져 있다. 가압 부재(42)와 소재가 떨어진 거리는 지지 부재(41)의 하부측 두께와 대응된다.

한편, 도 7 내지 도 9를 참고하면, 상형(30)이 하강하면, 지지 부재(41)의 타면은 가압 부재(42)의 일면에 접한다. 이때 상형코어(32)로부터 떨어져 있는 지지 부재(41)의 하부측은 상형코어(32) 방향으로 이동한다. 그리고 파지면(412)은 안치부(13)에 놓인 소재의 둘레면에 접할 수 있다. 이때 탄성 부재(43)는 압축될 수 있다. 그리고 지지 부재(41)의 하부측이 상형코어(32)의 표면에 접하게 되면서 경사면(411)은 상형코어(32)의 표면으로부터 떨어질 수 있다.

아울러, 위와 같은 가압 부재(42)는 생략될 수 있다. 가압 부재(42)가 생략되면 지지 부재(41)에 탄성력을 부여하는 탄성 부재(43) 또한 생략된다. 탄성 부재(43)가 생략되면 지지 부재(41)만으로 소재의 변형을 막을 수 있다.

본 실시예에 따른 범퍼 빔 금형 장치(1)는 상형(30)과 하형(10)의 합형으로 가공된 소재를 하형(10)에서 추출이 용이하도록 안치부(13)와 가공 소재의 사이에 공간을 형성하는 공간 형성부(50)를 더 포함할 수 있다.

도 2, 도 4, 도 7을 참고하면, 공간 형성부(50)는 하형(10)에 배치되어 있다. 공간 형성부(50)는 몸체(51), 가이드(54), 그리고 탄성 부재(53)를 포함한다.

몸체(51)는 안치부(13)의 평면(332) 적어도 일부분에 배치되어 있다. 몸체(51)는 하형코어(12)에 승강 가능하게 배치되어 있다. 몸체(51)와 하형코어(12)의 사이에는 윤활층(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 윤활층은 몸체(51)의 승강 시 마찰을 최소화한다. 이와 같은 몸체(51)는 상형(30)에 의해 소재가 가공될 때 소재가 접하게 되면서 하강한다.

한편, 몸체(51)가 승강할 수 있도록 몸체(51)가 위치한 하형코어(12)의 내부에는 승강 공간(52)이 형성되어 있다. 몸체(51)의 폭은 평면(332)의 폭과 동일하게 형성되어 있다.

가이드(54)는 몸체(51)가 반듯하게 승강할 수 있도록 가이드 한다. 가이드(54)는 몸체(51)의 일면과 타면에 각각 접해 있다. 가이드(54)는 베이스(11)에 결합되어 있다. 이때 베이스(11)를 기준으로 가이드(54)의 높이는 몸체(51)의 높이보다 낮다. 그러나 가이드(54)는 생략될 수 있다.

탄성 부재(53)는 승강 공간(52)에 배치되어 있다. 탄성 부재(53)는 몸체(51)가 승강 공간(52)에서 상승하는 방향으로 탄성력을 부여한다. 탄성 부재(53)의 탄성력에 의해 몸체(51)는 평면(332)으로부터 돌출되어 있다. 그러나 외력에 의해 몸체(51)가 하강하면 몸체(51)는 승강 공간(52)의 바닥면으로 이동하고, 탄성 부재(53)는 압축될 수 있다.

본 실시예에 따른 범퍼 빔 금형 장치(1)는 서포터(60)를 더 포함할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 서포터(60)는 상형(30)을 승강시키는 승강 장치 고장 및 정비 시 상형(30)을 지지한다. 서포터(60)는 하형(10)의 베이스(11)에 수직하게 설치되어 있다. 서포터(60)는 베이스(11)의 모퉁이 부분에 각각 배치되어 있다. 그리고 서포터(60)의 높이는 하형코어(12)의 높이보다 높다.

아울러, 상형(30)이 하강할 때 상형(30)의 베이스(31)가 서포터(60)에 접하면 상형(30)은 더 이상 하강하지 않는다.

본 실시예에 따른 범퍼 백금 금형 장치(1)는 가이드 봉(70)을 더 포함할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 가이드 봉(70)은 상형(30)과 하형(10)이 정확하게 합형이 이루어지도록 한다. 가이드 봉(70)은 상형(30)의 베이스(31)에서 하형(10)의 베이스(11)를 향하여 수직하게 돌출되어 있다. 그리고 가이드 봉(70)과 마주하는 하형(10)의 베이스(11)에는 봉 삽입홈(71)이 형성되어 있다. 가이드 봉(70)이 봉 삽입홈(71)에 삽입되면서 상형(30)과 하형(10)은 정 위치에서 합형이 이루어질 수 있다.

다음은 도 4, 도 10 내지 도 15를 참고하여 위에서 설명한 범퍼 빔 금형 장치의 작용에 대하여 설명한다.

먼저, 도 4를 참고하면 소재를 놓는 단계는 범퍼 빔을 형성할 소재(100)를 하형(10)의 안치부(13)에 놓는다. 이때 소재(100)는 기설정된 길이로 형성되면 반듯하게 형성되어 있다. 반듯한 소재(100)의 양단부는 놓임면(131a, 131b)에 위치한다. 놓임면(131a, 131b)에 위치한 소재는 배치부(20)(도 3 참고)에 의해 정 위치에 위치하게 되고, 움직이지 않게 된다.

도 10을 참고하면, 지지 부재를 가압 부재와 소재 사이로 삽입하는 단계는 상형이 하강하면, 지지 부재(41)의 타면에 형성된 라운딩부(412b)가 가압 부재(42)의 모서리 부분에 접한다. 지속적인 상형(30)의 하강에 의해 라운딩부(412b)의 안내로 지지 부재(41)는 가압 부재(42)의 내측으로 유입된다. 가압 부재(42)의 내측으로 유입된 지지 부재(41)의 타면은 가압 부재(42)의 일면에 접한다. 이때 지지 부재(41)는 가압 부재(42)로부터 압력을 받게 된다. 압력을 받은 지지 부재(41)는 볼트를 기준으로 움직이게 된다. 이에 따라 상형코어(32)의 표면으로부터 떨어져 있던 경사면(411)과 파지면(412) 사이 부분이 상형코어(32)의 표면에 접하게 된다. 이때 탄성 부재(43)는 압축된다. 지지 부재(41)의 일면 경사면(411)과 파지면(412) 사이 부분이 상형코어(32)의 표면에 접하면 지지 부재(41)의 경사면(411)은 상형코어(32)의 표면으로부터 떨어지게 된다.

그리고 지지 부재(41)가 가압 부재(42)에 의해 가압 될 때 가압부(33)의 평면(332) (도 4 참조)은 소재(100)의 상면에 접하게 된다(소재를 가압하는 단계).

도 4, 도 11 및 도 12를 참고하면 상형(30)이 지속적으로 하강하면, 가압부(33)의 평면(332)은 소재(100)를 가압하게 된다. 그리고 상형(30)의 하강으로 지지 부재(41)의 라운딩부(412a)는 소재의 상면 가장자리에 접한다. 라운딩부(412a)에 의해 파지면(412)은 소재(100)의 외측면으로 유도된다. 이에 따라 파지면(412)이 소재(100)의 외부면에 점진적으로 접하게 된다.

소재(100)의 양단만 안치부(13)에 지지되어 있으므로 소재(100)의 가운데 부분은 안치부(13) 방향으로 압력을 받게 된다. 압력을 받은 소재(100)는 도 7에 도시한 바와 같이 가압부(33)의 형상을 따라 변형된다.

한편, 소재(100)가 관 형태로 형성되므로, 곡면(331)에서 지지되지 못한 소재의 전, 후면은 외측 방향으로 벌어지려고 한다. 그러나 파지면(412)이 소재(100)의 구부리지는 부분을 지지하게 되어 소재의 구부러지는 부분은 벌어지지 못한다. 이에 따라 소재(100)의 구부러지는 부분을 보호할 수 있어 소재의 손상을 방지할 수 있다. 소재의 손상 방지로 소재의 가공에 대한 불량품이 발생하지 않는다.

그리고 공간 형성부를 하강시키는 단계는 소재(100)가 가압부(33)에 의해 안치부(13) 방향으로 가압될 때 소재(100)의 가운데 부분은 공간 형성부(50)의 몸체(51) 상면에 가장 먼저 접하게 된다. 상형(30)에 의해 압력을 지속적으로 받은 소재(100)는 몸체(51)를 가압하게 된다. 가압된 몸체(51)는 승강 공간(52)으로 하강하면서 탄성 부재(53)를 압축시킨다.

상형(30)이 완전히 하강하게 되면 소재(100)의 저면은 안치부(13)의 표면에 접하고, 상면은 가압부(33)의 표면에 접하게 된다. 이때 몸체(51)는 완전히 하강한 상태가 된다.

이에 따라 소재는 안치부(13) 및 가압부(33)와 대응되는 형태로 형성된다. 안치부(13)와 가압부(33)의 양측에 위치한 곡면(132, 331)에 의해 소재의 양단부 또한, 곡면 형태로 구부러지게 된다(도 7 참조).

소재(100)가 가압부(33)와 안치부(13)에 의해 소재의 가공이 완료되면 상형(30)은 상승하게 된다.

도 13을 참고하면, 상형을 상승시키는 단계는 상형이 상승하게 되면 상형코어(32) 및 상형코어(32)와 연결된 지지 부재(41)가 상승하게 된다. 이때 소재(100)를 파지면(412)이 파지하고 있으므로 소재(100)는 지지 부재(41)를 따라 상승하게 된다. 소재(100)가 지지 부재(41)를 따라 상승하게 되면 몸체(51)를 하강시킨 가압력이 해제된다. 가압력이 해제된 몸체(51)는 압축된 탄성 부재(53)가 복원 되면서 발생한 탄성력에 의해 도 4에서 도시한 바와 같이 상승하게 된다. 이에 따라 몸체(51)의 상면이 평면(133)으로부터 돌출된다.

도 14를 참고하면, 상형의 상승으로 지지 부재(41)가 가압 부재(42)를 벗어나게 되면 보호부(40)의 탄성 부재(43)가 복원되면서 탄성력이 발생한다. 이때 지지 부재(41)의 일면 하부측은 상형코어(32)의 표면으로부터 떨어진다. 이에 따라 경사면(411)은 상형코어(32)의 표면에 접하게 된다.

그리고 지지 부재(41)의 일면 하부측이 상형코어(32)의 표면으로부터 떨어질 때 소재(100)에 밀착된 파지면(412)이 소재(100)에서 떨어지게 된다. 파지면(412)이 소재(100)에서 떨어지게 되면서 소재(100)를 지지하는 외력이 제거된다. 이에 따라 소재(100)는 안치부(13) 방향으로 떨어지게 된다(소재가 분리되는 단계).

도 15를 참고하면, 공간을 형성하는 단계는 안치부(13) 방향으로 떨어진 소재(100)의 저면 부분은 몸체(51)의 상면에 접하게 된다. 이때 몸체(51)가 평면(133)으로부터 돌출되어 있으므로 소재(100)의 저면과 평면(133) 사이에 공간(55)이 형성된다. 공간(55)을 이용하여 작업자는 소재(100)를 하형(10)에서 추출할 수 있다. 공간(55)의 형상으로 작업자는 소재(100)를 하형에서 간편하게 추출할 수 있다. 이에 따라 소재의 추출 작업이 향상될 수 있다.

본 발명의 보호부(40)가 소재의 구부러지는 부분을 보호하므로 제품의 불량이 발생하지 않으며, 공간 형성부(50)에 의해 소재와 안치부(13) 사이에 공간(55)이 형성되므로 하형코어(12)에서 소재의 추출이 용이하다. 이에 따라 생산성이 향상될 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

1: 범퍼 빔 금형 장치 10: 하형
11: 베이스 12: 하형코어
13: 안치부 131a, 131b: 놓임면
132: 곡면 133: 평면
20: 배치부 21: 둘레고정 부재
22: 측면고정 부재 30: 상형
31: 베이스 32: 상형코어
33: 가압부 331: 곡면
332: 평면 40: 보호부
41: 지지 부재 411: 경사면
412: 파지면 412a, 412b: 라운딩부
42: 가압 부재 43: 탄성 부재
50: 공간 형성부 51: 몸체
52: 승강 공간 53: 탄성 부재
54: 가이드 55: 공간
60: 서포터 70: 가이드 봉
71: 봉 삽입홈 80: 골조
100: 소재 L: 간격

Claims (9)

1. 가공할 소재를 지지하는 안치부가 형성된 하형,
   상기 안치부와 대응되는 가압부가 형성되어 있는 상형,
   상기 상형에 벌어짐 가능하게 설치되어 있는 지지 부재,
   상기 하형에 설치되어 있는 가압 부재
   를 포함하고,
   상기 상형이 하강하여 상기 지지부재가 상기 가압 부재에 접하면, 상기 가압 부재에 의해 벌어져 있던 상기 지지 부재가 상기 소재 방향으로 눌리는
   범퍼 빔 금형 장치.
2. 제1항에서,
   상기 지지 부재와 상기 상형 사이에 배치되어 있고, 상기 지지 부재가 벌어지도록 탄성력을 부여하는 탄성 부재를 더 포함하는 범퍼 빔 금형 장치.
3. 제1항에서,
   상기 지지 부재는 상기 가압부를 사이에 두고 양측에 한 쌍으로 형성되어 있고, 상기 가압 부재는 상기 안치부를 사이에 두고 양측에 한 쌍으로 형성되어 있으며, 상기 가압 부재는 움직이지 않도록 고정되어 있는 범퍼 빔 금형 장치.
4. 제3항에서,
   상기 지지 부재의 끝 부분에는 라운딩부가 형성되어 있으며, 상기 상형이 하강하면 상기 라운딩부가 상기 가압 부재와 접촉하기 시작하여 상기 가압 부재로 삽입되는 범퍼 빔 금형 장치.
5. 제1항에서,
   상기 안치부의 적어도 일부분에 승강 가능하게 결합되어 있고, 가공된 소재를 상기 안치부로부터 떨어뜨려 상기 안치부와 상기 소재 사이에 공간을 형성하는 공간 형성부를 더 포함하며, 상기 공간 형성부는, 상기 안치부의 적어도 일부분에 형성되어 있고 승강 가능하게 배치된 몸체, 상기 몸체를 탄성 지지하고 상기 몸체를 승강시키는 탄성 부재 및 상기 몸체의 양면에 배치되어 있고 상기 몸체를 지지하는 가이드를 포함하는 범퍼 빔 금형 장치.
6. 제2항에서,
   상기 상형은, 베이스와 상기 베이스에서 돌출된 상형코어를 포함하며,
   상기 지지 부재는 상기 상형코어에 결합되어 있고, 상기 탄성 부재는 상기 상형코어와 상기 지지 부재 사이에 위치하며, 상기 상형코어와 마주하는 상기 지지 부재의 일면에는 경사면이 형성되어 있고, 상기 경사면은 상기 탄성 부재보다 높이 위치하며, 상기 탄성 부재의 탄성력에 의해 상기 경사면이 상기 상형코어에 접하고 상기 탄성 부재보다 아래 쪽에 위치한 상기 지지 부재 부분은 상기 상형코어로부터 멀어지는 범퍼 빔 금형 장치.
7. 제1항에서,
   상기 안치부의 양단부에 위치하고, 상기 안치부에 놓인 상기 소재가 상기 안치부에서 벗어나지 않도록 위치를 설정하는 배치부를 더 포함하는 범퍼 빔 금형 장치.
8. 하형의 안치부에 소재를 놓는 단계,
   상형을 하강시켜 상기 상형에 설치된 지지 부재를 상기 하형에 설치된 가압 부재와 상기 소재 사이로 삽입시키는 단계,
   상기 상형의 가압부로 상기 소재를 가압하는 단계,
   상기 안치부의 형상을 따라 상기 소재의 변형이 완료되면 상기 상형을 상승시키는 단계, 그리고
   상기 지지 부재가 상기 가압 부재와 떨어지면서 상기 소재가 분리되는 단계
   를 포함하며,
   상기 지지 부재가 상기 가압 부재로 삽입되면 벌어진 상기 지지 부재가 상기 소재 방향으로 가압되는
   범퍼 빔 제조 방법.
9. 삭제

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