KR101512909B1 - 멀티 기술이 적용된 센터필라 어셈블리의 제조방법 - Google Patents

멀티 기술이 적용된 센터필라 어셈블리의 제조방법 Download PDF

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KR101512909B1 KR1020130154481A KR20130154481A KR101512909B1 KR 101512909 B1 KR101512909 B1 KR 101512909B1 KR 1020130154481 A KR1020130154481 A KR 1020130154481A KR 20130154481 A KR20130154481 A KR 20130154481A KR 101512909 B1 KR101512909 B1 KR 101512909B1
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홍종빈
황한영
이상일
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서진산업 주식회사
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Abstract

본 발명은 멀티 기술이 적용된 센터필라에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 센터필라 어셈블리에 있어서, 외측으로 돌출된 돌출부와 플랜지부를 갖는 센터 아우터 패널; 및 상기 센터 아우터 패널의 내측 상부에 결합되며, 상측 제1보강부재와 상측 제2보강부재가 폐단면 성형공법에 의해 폐단면 구조를 갖는 상측 보강부재;을 포함하고, 상기 센터 아우터 패널은 내측 하부에 결합되는 하측 보강부재와 일체성형 기술에 의해 일체화되어 성형되고, 상기 돌출부의 양측면 및 상기 돌출부의 모서리부 중 적어도 한 부분이 국부 열처리된 것을 특징으로 하는 멀티 기술이 적용된 센터 필라 어셈블리에 관한 것이다.

Description

멀티 기술이 적용된 센터필라 어셈블리의 제조방법{Method for manufacturing Center pillar assembly of applying multi-technique}
본 발명은 멀티 기술이 적용된 센터필라 어셈블리 및 그 제조방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 상측 보강부재는 폐단면 성형공법을 적용하여 종래 2개의 부품을 폐단면 형상으로 제조하고, 센터 아우터 패널은 하측보강부재와 일체화하기 위한 일체화 성형 공법과, 국부 열처리 공법이 적용되어 구조변경을 통한 충돌성능 향상과 동시에 경량화를 달성할 수 있는 멀티 기술이 적용된 센터필라 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 센터 필라는 차에의 양측 중앙부에 차량과 연작하는 방향으로 배치되어 루프 패널을 지지하는 것이다. 즉, 이러한 센터필라는 차량의 앞문과 뒷문사이에 있는 차량 상판 지지대로서 전복시, 측면 충돌시 운전자와 승객을 보호하는 역할을 하게 된다. 도 1은 차량의 도어측 차체를 나타낸 사시도를 도시한 것이다. 이러한 센터필라(A)는 크게 센터 필라 아우터와 센터 필라 이너가 결합되어 구성된다.
도 2는 종래 센터필라 아우터(B)의 분해 사시도를 도시한 것이고, 도 3은 종래 센터필라 이너(C)의 분해 사시도를 도시한 것이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 종래 센터 필라 아우터(B)와 이너(C)는 다수의 부품이 개별적으로 제작되어 용접을 통해 접합되게 된다.
보다 상세하게, 종래 센터 필라 아우터(B)는 도 2에 도시된 바와 같이, 센터 아우터 패널(2)의 내측으로 다수의 보강부재들이 결합되게 된다. 상측에 부착되는 상측 제1보강부재(3), 상측제2보강부재(4) 그리고, 내면 하측에 결합되는 하측 보강부재(5), 기타 제1보조보강부재(6), 제2보조보강부재(7), 제3보조보강부재(8) 등을 포함할 수 있다.
이러한 상측 제1보강부재(3), 상측제2보강부재(4), 하측 보강부재(5), 기타 제1보조보강부재(6), 제2보조보강부재(7), 제3보조보강부재(8) 등은 센터 아우터 패널(2)에 접합되어 높은 중량의 어셈블리 부품을 구성하게 된다. 또한, 각각의 상측 제1보강부재(3), 상측제2보강부재(4), 하측 보강부재(5), 기타 제1보조보강부재(6), 제2보조보강부재(7), 제3보조보강부재(8), 센터 아우터 패널(2)이 개별적으로 프레스 금형에서 성형되고, 각각의 부품이 스폿(spot) 또는 아크 용접을 통해 접합되게 된다.
따라서 다수의 부품 구성으로 인한 큰 중량으로 연비를 저하시키게 되고, 각각 부품별로 금형과 검사구가 필요하여 경제적이지 못하다는 문제점이 존재한다.
대한민국 등록특허 제1241630호 대한민국 공개특허 제10-2013-0001427호 대한민국 등록특허 제1316460호
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 상측 보강부재는 폐단면 성형공법을 적용하여 종래 2개의 부품을 폐단면 형상으로 제조하고, 센터 아우터 패널은 하측 보강부재와 일체화하기 위한 일체화 성형 공법과, 국부 열처리 공법이 적용되어 구조변경을 통한 충돌성능 향상과 동시에 경량화를 달성할 수 있는 멀티 기술이 적용된 센터필라 어셈블리를 제공하게 된다.
본 발명의 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.
본 발명의 목적은, 센터필라 어셈블리에 있어서, 외측으로 돌출된 돌출부와 플랜지부를 갖는 센터 아우터 패널; 및 상기 센터 아우터 패널의 내측 상부에 결합되며, 상측 제1보강부재와 상측 제2보강부재가 폐단면 성형공법에 의해 폐단면 구조를 갖는 상측 보강부재;을 포함하고, 상기 센터 아우터 패널은 내측 하부에 결합되는 하측 보강부재와 일체성형 기술에 의해 일체화되어 성형되는 것을 특징으로 하는 멀티 기술이 적용된 센터 필라 어셈블리로서 달성될 수 있다.
또한, 상기 돌출부의 양측면 및 상기 돌출부의 모서리부 중 적어도 한 부분이 국부 열처리된 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 폐단면 구조를 상기 상측 보강부재의 제조는, 표면에 캐비티가 음각 형태로 형성된 고정형판에 블랭크를 안착하는 단계; 상기 고정형판과 닫힘과 열림 상태가 되도록 활주되어 가동형판이 닫힘상태에서 양각형태의 코어로 캐비티 측으로 가압하여 블랭크를 절곡시키는 단계; 상기 가동형판의 열림 후 절곡된 블랭크를 고정시키도록 맨드렐이 캐비티로 삽입되는 단계; 및 두 개가 서로 마주하여 닫힘과 열림 상태가 되도록 활주되는 슬라이드 형판에 의해, 상기 고정형판에서 돌출된 블랭크의 양단을 절곡하여 폐단면을 형성하도록 닫혀지는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 맨드렐은, 일측에 볼이 형성되고 타측에 체결홈이 형성된 적어도 두 개 이상의 세그멘트들을 포함하고, 상기 세그멘트의 볼은 이웃하는 세그멘트의 체결홈에 이탈이 단속되도록 기워지되 볼과 체결홈 사이에는 관절운동이 허용되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 하측 보강부재와 일체화 성형되는 센터 아우터 패널의 제조는, 평면의 센터 아우터 패널과 상기 센터 아우터 패널을 보강하는 하측 보강부재를 제조하는 패널 제작단계; 일체화전 센터 아우터 패널의 위치를 해석하고, 해석된 상기 위치를 기준으로 상기 하측 보강부재의 초기 위치를 설정하는 위치설정단계; 상기 일체화전 센터 아우터 패널과 상기 하측 보강부재를 프레스 금형의 상형과 하형 사이에 고정하는 금형고정단계; 및 상기 프레스 금형의 상형과 하형을 상호 압착을 이용하여, 상기 일체화전 센터 아우터 패널과 상기 하측 보강부재를 일체화시켜 일체화된 센터 아우터 패널을 성형하는 성형단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상측 보강부재는 폐단면 성형공법을 적용하여 종래 2개의 부품을 일체로 폐단면 형상으로 제조하고, 센터 아우터 패널은 하측보강부재와 일체화하기 위한 일체화 성형 공법이 적용되고, 국부 열처리 공법이 적용되어 구조변경을 통한 충돌성능 향상과 동시에 경량화를 달성할 수 있는 효과를 갖는다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허 청구 범위에 속함은 자명하다.
도 1은 차량의 도어측 차체를 나타낸 사시도,
도 2는 종래 센터필라 아우터의 분해 사시도,
도 3은 종래 센터필라 이너의 분해 사시도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 센터필라 아우터의 분해 사시도,
도 5는 종래 상측 제1보강부재와 상측 제2보강부재 및 이들이 결합된 센터 아우터 패널 및 단면도, 그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 폐단면 구조를 갖는 상측보강부재와 센터 아우터 패널의 결합도와 단면도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 폐단면 구조를 갖는 상측보강부재 제조장치의 구성을 모식적으로 나타낸 구성도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 폐단면 구조를 갖는 상측보강부재를 제조하는 모습을 단순화하여 순차적으로 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 <D>단계를 더욱 상세하게 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 멘드렐을 도시한 도면,
도 10은 절곡된 모양을 가짐으로써 단면적이 급격하게 축소되는 지점(β)을 갖는 상측 보강부재를 생산할 때의 모습을 도시한 도면,
도 11은 단면적이 급격하게 축소되는 지점(β)을 갖는 상측 보강부재를 생산하기 위해 고정형판의 일측과 타측 각각에서 제1맨드렐가 제2맨드렐이 진입하는 모습을 도시한 도면,
도 12는 종래 센터 아우터 패널과 하측 보강부재의 사시도, 그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 일체화성형된 센터 아우터 패널의 사시도,
도 13은 본 발명의 제1실시예에 따른 센터 아우터 패널의 일체화 성형방법의 흐름도,
도 14는 본 발명의 제2실시예에 따른 센터 아우터 패널의 일체화 성형방법의 흐름도,
도 15는 본 발명의 제3실시예에 따른 센터 아우터 패널의 일체화 성형방법의 흐름도,
도 16은 종래 센터 아우터 패널의 사시도, 그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 국부 열처리된 센터 아우터 패널의 부분 사시도를 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 기술이 적용된 센터 필라 어셈블리(100)의 구성 및 제조방법에 대해 설명하도록 한다. 이러한 본 발명의 일실시예 따른 센터 필라 어셈블리(100)는 폐단면 성형 공법, 일체화 성형 공법 및 국부 열처리 공법이 적용되어 구조변경을 통한 충돌성능향상과 경량화를 동시에 달성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 센터필라 아우터 어셈블리(100)의 분해 사시도를 도시한 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 종래 센터필라 아우터(B)의 부품들과 비교할 때, 종래 상측 제1보강부재(3)와 상측 제2보강부재(4)가 한 개의 부품으로 폐단면 구조를 갖는 상측 보강부재(120)로 제조되며, 종래 센터 아우터 패널(2)과 종래 하측 보강부재(5)는 일체화 성형공법에 의해 일체화된 센터 아우터 패널(110)을 제조하게 되고, 센터 아우터 패널(110)에는 돌출부의 측면 또는 모서리 부분에 레이저를 이용한 국부 열처리 기술이 적용되게 된다.
이하에서는 먼저, 폐단면 구조를 갖는 상측보강부재(120)의 구성 및 제조방법에 대해 설명하도록 한다. 도 5는 종래 상측 제1보강부재(3)와 상측 제2보강부재 (4)및 이들이 결합된 센터 아우터 패널(2) 및 단면도, 그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 폐단면 구조를 갖는 상측보강부재(120)와 센터 아우터 패널(110)의 결합도와 단면도를 도시한 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 상측 보강부재(120)는 종래 상측 제1보강부재(3)와 상측 제2보강부재(4)가 폐단면 성형 공법에 의해 하나의 부재인 폐단면 구조를 갖는 상측보강부재(120)로 제조되게 됨을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 폐단면 구조를 갖는 상측보강부재(120) 제조장치의 구성을 모식적으로 나타낸 구성도를 도시한 것이다. 그리고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 폐단면 구조를 갖는 상측보강부재(120)를 제조하는 모습을 단순화하여 순차적으로 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 <D>단계를 더욱 상세하게 도시한 도면이다.
또한, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 멘드렐을 도시한 도면이고, 도 10은 절곡된 모양을 가짐으로써 단면적이 급격하게 축소되는 지점(β)을 갖는 상측 보강부재(120)를 생산할 때의 모습을 도시한 도면이며, 도 11은 단면적이 급격하게 축소되는 지점(β)을 갖는 상측 보강부재(120)를 생산하기 위해 고정형판의 일측과 타측 각각에서 제1맨드렐가 제2맨드렐이 진입하는 모습을 도시한 도면에 해당한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제조장치는 하측에는 고정형판(10)이 배치되며, 상기 고정형판(10)을 향하여 상승하강하는 가동형판(30)이 그 위로배치된다. 그리고, 가동형판(30)이 개방됐을 때(열림 상태에 있을 때) 측방향에서 고정형판(10) 위로 진입하도록 양측에 슬라이드형판들(40, 50)이 서로 마주하여 배치된다.
그리고, 고정형판(10)에 형성된 캐비티(11)의 양측에서 진입할 수 있도록 맨드렐들 즉, 제1맨드렐(60)과 제2맨들렐(70)이 배치된다. 상기 고정형판(10)과 가동형판(30) 및 슬라이드형판들(40, 50)의 활주는 유압 또는 공압에 의해 이뤄지며 작동의 제어는 제어부(80)의 전기적 신호에 따라 이뤄지도록 구성된다.
상기 고정형판(10)에 음각으로 형성된 캐비티(11)는 생산되어야 할 상측보강부재(120)의 형상에 따라 소정의 패턴(pattern)을 갖도록 구성된다. 그리고, 가동형판(30)은 하강했을 때(닫힘 상태에 있을 때) 고정형판(10) 위에 올려진 블랭크(9)를 가압하여 설계된 형태로 모양을 형성하며 절곡시키도록 양각 형태로 코어(31)가 장착된다.
상기와 같이 구성된 제조장치는 도 7과 같은 순서로 판 형태의 블랭크(1)를 절곡성형하여 폐단면 구조를 갖는 상측 보강부재(120)로 성형한다.
가동형판(10)이 열린 상태에서 절곡될 부분이 캐비티(11) 위에 놓이도록 고정형판(10)에 블랭크(1)가 안착되면(A), 소정의 압력으로 가동형판(30)이 닫히면서 코어(31)가 캐비티로 하강한다(B). 이에 따라, 블랭크(9)는 절곡되어 캐비티(11)의 표면에 밀착된 상태로 놓이고 가동형판(30)의 열림에 따라 코어(31)는 상승한다(C).
상기 코어(31)의 상승 후, 고정형판(10)의 측방향 일측 (또는 양측)에서 캐비티(11) 내부로 제1맨드렐(60)과 제2맨드렐(70)이 진입하여(D), 블랭크(1)를 캐비티(11)의 표면에 밀착고정시킨다(E). 그리고, 상기 맨드렐들(60,70)에 의해 고정된 상태에서 고정형판(10) 위로 돌출된 블랭크(1)의 양측 끝단은, 상기 고정형판(10) 위에서 서로 마주하는 방향으로 활주하는 슬라이드형판들(40, 50)에 의해 폐단면을 형성하도록 절곡된다(F).
이 후, 상기 슬라이드형판들(40, 50)이 원위치로 복귀한 후(G), 맨드렐들(60, 70)이 순차적으로 복귀하면(H) 상기 블랭크는 폐단면 구조를 갖는 센터필러용 보강재로서 가동형판(10) 내에서 취출된다.
상기의 단계 중 제1맨드렐(60)이 진입하는 모습은 도 8에 더욱 상세하게 도시되었다. 도 8에 도시된 바와 같이, 고정형판(10) 및 캐비티(11)의 형상은 평면 구조가 아니기 때문에 본 발명의 맨드렐들(60, 70)은 관절 운동이 가능하도록 구성된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1맨드렐(60)은 다수 개의 세그멘트들(60a, 60b, 60c)이 결합되어 구성된다. 상기 세그멘트들(60a, 60b, 60c)은 일측에 볼(61)이 형성되고 타측에 체결홈(62)된 구조를 갖는다.
상기 세그멘트들의 볼(61)은 (통상적인 볼조인트 방식과 같이) 이웃하는 세그멘트의 체결홈(62)에 이탈이 단속되도록 끼워져 볼(61)과 체결홈(62) 사이에는 관절운동이 허용된다. 본 발명에서는 제1맨드렐(60)의 구성만 도시하였으나, 제2맨드렐(70)의 구조도 제1맨드렐(60)의 구조와 동일하게 구성된다.
따라서, 도 10에 도시된 바와 같이, 보강재에 절곡된 부분(α)이 형성되어 있을지라도(캐비티의 내주면에 굴곡이 형성되었을지라도) 본 발명의 맨드렐들(60, 70)은 용이하게 캐비티(11) 내부로 용이하게 진입 및 후퇴(취출)가 가능하다.
아울러, 상기 세그멘트들(60a, 60b, 60c)은 캐비티(11)의 형상에 따라 서로 다른 외경을 가질 수 있으며, 캐비티(11) 내부로 진입 시 블랭크(1)에서 긁힘이 발생하지 않도록 모서리부분은 곡면을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 도 10과 도 11에 도시된 바와 같이, 차체의 설계에 따라 상기 센터필러용 상측 보강부재(120)는 일측에 내경이 급격히 작아지는 턱(β)이 형성될 수 있다. 따라서 본 발명에서는 서로 마주하여 진입하는 두 개의 맨드렐들(60, 70)을 제공함으로서 블랭크(1)를 안정적으로 고정시킬 수 있다. 즉, 제1맨드렐(60)과 제2맨드렐(70)이 나눠져 진입하도록 구성됨으로서, 턱(β)과 절곡된 부분(α)을 갖는 센터필러용 상측 보강부재(120)도 더욱 효율적으로 제조할 수 있다.
이하에서는 일체화 성형 공법을 적용하여 제조되는 본 발명의 일실시예에 따른 센터 아우터 패널(110)의 구성 및 제조방법에 대해 설명하도록 한다. 도 12는 종래 센터 아우터 패널(2)과 하측 보강부재(5)의 사시도, 그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 일체화성형된 센터 아우터 패널(110)의 사시도를 도시한 것이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 종래 센터 아우터 패널(2)과 하측 보강부재(5)의 형상을 최적화하여 블랭킹시 최적 배치 후, 일체화 성형 공법에 의해 2개의 부품을 동시에 성형하게 되어, 구조변경을 통한 경량화가 가능하게 됨을 알 수 있다.
도 13은 본 발명의 제1실시예에 따른 센터 아우터 패널(110)의 일체화 성형방법의 흐름도를 도시한 것이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 센터 아우터 패널(110)의 성형방법은 종래 센터 아우터 패널(2) 및 종래 하측 보강부재(5)를 제작하는 패널제작단계(S101), 위치설정단계(S102), 용접단계(S103), 금형고정단계(S104), 성형단계(S105), 후공정단계(S106), 추가용접단계(S107)를 포함할 수 있다.
다만, 도 13에 도시된 공정단계들은 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 공정단계들을 갖거나 그보다 적은 공정단계들을 갖는 센터 아우터 패널의 성형방법이 구현될 수 있다.
먼저, 패널제작단계(S101)에서는 미리 복수의 홀이 가공된 평면의 센터 아우터 패널(2) 및 센터 아우터 패널(2)을 보강하는 하측 보강부재(5)를 제조한다.
센터 아우터 패널(2) 및 하측 보강부재(5)의 홀 각각은 상호 연통되는 위치에 형성되도록 미리 가공되어, 후술되는 성형단계(S105)에서 프레스 금형 내의 후가공을 줄일 수 있게 된다.
다음으로, 위치설정단계(S102)에서는 일체화전 센터 아우터 패널(2)의 위치를 해석하고, 해석된 센터 아우터 패널(2)의 위치를 기준으로 하측 보강부재(5)의 초기 위치를 설정하는 과정을 갖는다.
이로써, 하측 보강부재(5)가 일체화전 센터 아우터 패널(2)의 내측 하단에 밀착하여 위치하게 되고, 하측 보강부재(5)와 일체화전 센터 아우터 패널(2)의 홀이 연통하게 된다.
다음으로, 설정된 위치에서 일체화전 센터 아우터 패널(2)과 하측보강부재(5)를 가접 또는 완접으로 용접하여 상호 접합시키는 용접단계를 거친다(S103). 이때, 용접은 레이저로 정확한 위치에 용접하는 레이저 용접방법을 사용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 용접되어 서로 부착된 일체화전 센터 아우터 패널(2) 및 하측 보강부재(5)를 프레스 금형의 상형과 하형 사이에 고정한다(S104). 구체적으로, 제품의 하단면 형상을 갖는 프레스 금형의 하형과 하형의 상부에서 제품의 상단면 형상을 갖는 상형 사이에 용접된 하측 보강부재(5)와 일체화전 센터 아우터 패널(2)이 고정된다.
다음으로, 프레스 금형의 상부에서 가압하여 상형과 하형이 상호 압착됨으로써, 일체화전 센터 아우터 패널(2) 및 하측 보강부재(5)가 일체로 성형되어 일체화된 센터 아우터를 제공한다(S105).
여기서, 프레스 금형은 일체화 성형된 센터 아우터 패널(110)의 설계형상과 동일한 굴곡면을 가지도록 제작된 것으로 프레싱(pressing) 과정을 통해 일체화전 센터 아우터 패널(2)과 하측 보강부재(5)를 완성된 형상으로 성형할 수 있게 된다.
다음으로, 이송용 기구를 이용하여 일체화된 센터 아우터 패널(110)을 이송하고, 이후 일체화된 센터 아우터 패널(110)의 필요없는 부분을 절단하는 트리밍(trimming) 공정, 추가홀을 가공하는 피어싱(piecing) 공정, 추가형상을 가공하는 플랜징(flanging) 공정으로 이루어진 후공정단계(S106)를 거친다.
마지막으로, 일체화된 센터 아우터 패널(110)에 용접이 추가적으로 필요한 부분에 용접하는 추가용접단계(S107)를 거치고 추가로 복수의 홀 및 추가홀 중 적어도 하나에 테두리의 변형을 방지하는 보조 보강부재를 부착하는 보강단계를 거쳐, 제작이 완료된다.
이로써, 부품수가 줄어들게 됨으로써, 공수가 대폭 감소되며, 필요한 금형의 수도 크게 줄어들어 작업 자체의 진행이 신속해지고, 금형의 제작에 소요되는 시간과 비용도 크게 줄일 수 있다.
도 14는 본 발명의 제2실시예에 따른 센터 아우터 패널(110)의 일체화 성형방법의 흐름도를 도시한 것이다. 또한, 제1실시예를 기초로 하여 차이점을 중점적으로 설명하고, 이외의 동일한 구성 및 단계에 대해서는 그 설명을 생략하거나 축소한다.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 일체화 성형되는 센터 아우터 패널(110)의 성형방법은 패널제작단계(S101), 위치설정단계(S102), 금형고정단계(S104), 성형단계(S105'), 후공정단계(S106), 추가용접단계(S107)를 포함할 수 있다.
기본적으로 본 발명의 제1실시예와 동일한 과정을 거치게 된다. 먼저, 복수의 홀이 가공된 평면의 센터 아우터 패널(2) 및 하측 보강부재(5)를 성형에 필요한 기본형상으로 제조한다(S101). 다음으로, 일체화전 센터 아우터 패널(2)의 위치를 해석하여, 해석된 위치를 기준으로 하측 보강부재(5)의 위치를 설정하고(S102), 일체화전 센터 아우터 패널(2) 및 하측 보강부재(5)을 프레스 금형의 상형과 하형 사이에 고정한다(S104).
다음으로, 프레스 금형의 상형과 하형의 압착으로 일체화전 센터 아우터 패널(2)과 하측 보강부재(5)의 테두리부에 압입되어 상호 부착됨으로써, 일체화전 센터 아우터 패널(2) 및 하측 보강부재(5)가 일체화되어 일체화된 센터 아우터 패널(110)의 형상으로 성형된다(S105').
그 다음으로, 일체화된 센터 아우터 패널(110)의 필요없는 부분을 절단하는 트리밍(trimming), 추가홀을 가공하는 피어싱(piecing) 및 추가 형상을 가공하는 플랜징(flanging) 과정을 거치는 후공정단계(S106)와 추가적으로 일체화된 센터 아우터 패널(110)의 용접이 필요한 부분을 추가로 용접하는 추가용접단계(S107)를 거쳐 제품이 완성된다.
도 15는 본 발명의 제3실시예에 따른 센터 아우터 패널(110)의 일체화 성형방법의 흐름도를 도시한 것이다. 여기서, 제1실시예를 기초로 하여 차이점을 중점적으로 설명하고, 이외의 동일한 구성 및 단계에 대해서는 그 설명을 생략하거나 축소한다.
도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 일체화 성형되는 센터 아우터 패널(110)의 성형방법은 패널제작단계(S101), 위치설정단계(S102), 금형고정단계(S104), 성형단계(S105"), 후공정단계(S106), 추가용접단계(S107)를 포함할 수 있다.
기본적으로 본 발명의 제1실시예와 동일한 과정을 거치게 된다. 다만, 제1실시예와 달리 용접단계(S103)가 생략되고, 성형단계(S105")가 다르게 된다.
본 발명의 제3실시예에 따르면 프레스 금형의 상형과 하형에는 상호 대응되는 위치에 용접팁(미도시)이 구비되어, 성형단계(S105")에서 상기 프레스 금형의 상형과 하형이 상호 압착됨과 동시에 일체화전 센터 아우터 패널(2) 및 하측 보강부재(5)를 용접하여 상호 부착된다.
이에 따라, 따로 지그에 안착하여 용접하는 과정이 생략되어 작업공수를 단축시키는 효과를 얻게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따라 부품수가 줄어들게 됨으로써, 공수가 대폭 감소되며, 필요한 금형의 수도 크게 줄어들어 작업 자체의 진행이 신속해지고, 금형의 제작에 소요되는 시간과 비용도 크게 줄일 수 있다.
위와 같이 설명된 본 발명의 실시예에 따른 센터 아우터 패널(110)의 일체화 성형방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
도 16은 종래 센터 아우터 패널(2)의 사시도, 그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 국부 열처리된 센터 아우터 패널(110)의 부분 사시도를 도시한 것이다. 도 16에 도시된 바와 같이, 센터 아우터 패널(110)의 돌출부의 측면 또는 모서리부에 국부 열처리 기술을 도입하게 됨으로써 충돌 개선을 위한 최적 구간을 보강할 수 있게 된다.
구체적으로, 로봇에 의해 전체 부분 중 기 설정된 위치에 레이저로 열처리됨으로써 센터필라 어셈블리의 열변형을 최소화하게 된다. 구동하는 로봇에 레이저가 결합되어 센터 아우터 패널(110)의 기 설정된 위치에 열처리를 수행하게 된다.
이때, 로봇의 제어 프로그램에는 열처리할 부품형상과 열처리 위치가 이미 프로그램으로 입력되어 있어, 사용자가 로봇에 열처리 영역(a), 위치를 입력할 경우, 로봇은 레이저 빔을 설정된 위치에 주사하여 열처리를 수행함으로써 열변형을 최소화할 수 있게 된다.
따라서, 기 설정된 위치인 센터 아우터 패널(110)의 돌출부 측면과 모서리 부분에 국부 열처리를 하게 됨으로써 충돌성능을 개선시킬 수 있게 된다.
이상에서 본 발명은 기재된 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연한것으로, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
1:블랭크
2:종래 센터 아우터 패널
3:상측 제1보강부재
4:상측 제2보강부재
5:하측 보강부재
6:제1보조보강부재
7:제2보조보강부재
8:제3보조보강부재
10:고정형판
30:가동형판
31:캐비티
40, 50:슬라이드형판
60:제1맨드렐
70:제2맨드렐
100:멀티 기술이 적용된 센터 필라 어셈블리
110:센터 아우터 패널
120:상측보강부재
a:열처리 영역
A:종래 센터 필라
B:종래 센터 필라 아우터
C:종래 센터 필라 이너

Claims (5)

  1. 센터필라 어셈블리 제조방법에 있어서,
    외측으로 돌출된 돌출부와 플랜지부를 갖는 센터 아우터 패널을 제작하는 단계; 및
    상측 제1보강부재와 상측 제2보강부재가 폐단면 성형공법에 의해 제조되어 폐단면 구조를 갖는 상측 보강부재를 상기 센터 아우터 패널의 내측 상부에 결합시키는 단계;를 포함하고,
    상기 센터 아우터 패널은 내측 하부에 결합되는 하측 보강부재와 일체성형 기술에 의해 일체화되어 성형되며,
    상기 돌출부의 양측면 및 상기 돌출부의 모서리부 중 적어도 한 부분이 국부 열처리되고,
    폐단면 구조를 갖는 상기 상측 보강부재의 제조는,
    표면에 캐비티가 음각 형태로 형성된 고정형판에 블랭크를 안착하는 단계; 상기 고정형판과 닫힘과 열림 상태가 되도록 활주되어 가동형판이 닫힘상태에서 양각형태의 코어로 캐비티 측으로 가압하여 블랭크를 절곡시키는 단계; 상기 가동형판의 열림 후 절곡된 블랭크를 고정시키도록 맨드렐이 캐비티로 삽입되는 단계; 및 두 개가 서로 마주하여 닫힘과 열림 상태가 되도록 활주되는 슬라이드 형판에 의해, 상기 고정형판에서 돌출된 블랭크의 양단을 절곡하여 폐단면을 형성하도록 닫혀지는 단계를 포함하고,
    상기 하측 보강부재와 일체화 성형되는 센터 아우터 패널의 제조는,
    평면의 센터 아우터 패널과 상기 센터 아우터 패널을 보강하는 하측 보강부재를 제조하는 패널 제작단계; 일체화전 센터 아우터 패널의 위치를 해석하고, 해석된 상기 위치를 기준으로 상기 하측 보강부재의 초기 위치를 설정하는 위치설정단계; 상기 일체화전 센터 아우터 패널과 상기 하측 보강부재를 프레스 금형의 상형과 하형 사이에 고정하는 금형고정단계; 및 상기 프레스 금형의 상형과 하형을 상호 압착을 이용하여, 상기 일체화전 센터 아우터 패널과 상기 하측 보강부재를 일체화시켜 일체화된 센터 아우터 패널을 성형하는 성형단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 기술이 적용된 센터 필라 어셈블리의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서
    상기 맨드렐은, 일측에 볼이 형성되고 타측에 체결홈이 형성된 적어도 두 개 이상의 세그멘트들을 포함하고,
    상기 세그멘트의 볼은 이웃하는 세그멘트의 체결홈에 이탈이 단속되도록 기워지되 볼과 체결홈 사이에는 관절운동이 허용되는 것을 특징으로 하는 멀티 기술이 적용된 센터 필라 어셈블리의 제조방법.
  5. 삭제
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