KR101650275B1 - 차량의 크로스멤버 제조용 금형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크로스멤버의 상부 바디와 하부 바디의 접촉면이 빈틈없이 밀착되어 용접될 수 있도록 하는 크로스멤버를 제조하기 위한 차량의 크로스멤버 제조용 금형장치에 관한 것으로, 아래로 갈수록 내측으로 기울어지는 기울기를 갖도록 형성된 코어와 코어의 양측면에 구비되어 코어와 동일한 기울기를 가지며 측면을 가압하도록 하는 측면 가압부와 측면 가압부의 외측에 복수개 형성되며 기울기를 갖는 면이 미끄러짐에 의하여 측면 가압부를 내측으로 밀어내어 측면을 가압할 수 있도록 하는 슬라이드 가이드 홈과 측면 고정부와 연결 플레이트 사이에 복수개 구비되어 압력이 제거되면 탄성력을 이용하여 측면 가압부를 원래 위치로 복귀시키도록 하는 코일 스프링 및 캐비티 플레이트에 슬라이드 가이드 홈과 동일한 갯수만큼 설치되어 슬라이드 가이드 홈의 기울기 면을 압력이 가해짐에 따라 슬라이드 할 수 있도록 유도하는 슬라이드 가이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 크로스멤버 제조용 금형장치{Cross member manufacture troy device of cars}

본 발명은 차량의 강도와 강성을 높이기 위하여 언더 바디 등에 사용되는 뼈 형태의 부품인 크로스멤버를 제조하기 위한 금형장치로써, 보다 상세하게는 크로스멤버의 상부바디와 하부바디를 프레스 절곡 시, 상부에서 압력을 가함과 동시에 측면에서 압력을 가하여 스프링백 현상을 억제함으로써 내구성과 강성이 우수하고, 외부 충격에 의한 형상변화를 최소화 하는 크로스멤버를 제조하기 위한 차량의 크로스멤버 제조용 금형장치에 관한 것이다.

일반적으로 크로스멤버는 차량의 앞·뒤 및 좌·우 방향의 뒤틀림과 구부러짐을 방지하기 위하여 차량의 언더 바디 등에 설치된다. 상기와 같은 역할을 수행하기 위하여 크로스멤버는 높은 강성을 필요로 하고 외부 충격에 의한 형상의 변화를 최소화 할 수 있도록 해야한다.

최근 크로스멤버의 강성을 높이기 위하여 고장력 장판을 재료로 하는 크로스멤버가 주로 사용되고 있으나, 종래의 차량의 크로스멤버 제조용 금형장치는 고장력 강판을 성형하는데 적합하지 못하였다.

그 이유는 차량의 크로스멤버 제조용 금형장치의 대부분은 하금형의 상부에 상금형이 결합되는 구조에 의해서 크로스멤버를 구성하는 상부바디 또는 하부바디가 성형되도록 구성되어 있기 때문에 고장력 강판의 스프링백을 억제할 수 없었다.

따라서, 고장력 강판을 사용하여 상부바디와 하부바디를 성형하면, 스프링백 현상에 의해서 상부바디와 하부바디의 측면이 외향으로 벌려진 상태가 되고 이렇게 벌려진 상부바디와 하부바디를 서로 포개어 용접을 하게 되면, 완전하게 밀착되지 못한 상태로 용접되어 제조됨에 따라 용접부 내에 틈이 발생하게 되어 강성을 갖는 크로스멤버를 제공하지 못하는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2013-0012871호(상용차용 크로스멤버 제조방법)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 크로스멤버의 프레스 절곡 시 상부 금형에서 가해진 압력에 의하여 하부 금형의 코어를 따라 형성되는 크로스멤버의 상부 바디와 하부 바디의 측면부를 측면 가압부가 추가로 가압함으로써 압력이 제거되는 경우 발생하는 스프링백 현상을 억제할 수 있도록 구성된 차량의 크로스멤버 제조용 금형장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 차량의 크로스멤버 제조용 금형장치는 아래로 갈수록 내측으로 기울어지는 기울기를 갖도록 형성된 코어와 코어의 양측면에 구비되어 코어와 동일한 기울기를 가지며 측면을 가압하도록 하는 측면 가압부와 측면 가압부의 외측에 복수개 형성되며 기울기를 갖는 면이 미끄러짐에 의하여 측면 가압부를 내측으로 밀어내어 측면을 가압할 수 있도록 하는 슬라이드 가이드 홈과 측면 고정부와 연결 플레이트 사이에 복수개 구비되어 압력이 제거되면 탄성력을 이용하여 측면 가압부를 원래 위치로 복귀시키도록 하는 코일 스프링 및 캐비티 플레이트에 슬라이드 가이드 홈과 동일한 갯수만큼 설치되어 슬라이드 가이드 홈의 기울기 면을 압력이 가해짐에 따라 슬라이드 할 수 있도록 유도하는 슬라이드 가이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 크로스멤버 제조용 금형장치에 의하면, 상부금형으로 가압하고 이어서 측면 가압부에 의해서 성형하는 구조이기 때문에 금형에 가해지는 압력을 줄여 금형이 손상되는 것을 방지하여 오랜기간 금형을 사용할 수 있는 효과가 있으며,

고장력 강판을 성형시 하부 금형에 기울기를 구비한 코어와 코어의 측면에서 압력을 가하는 측면 가압부를 구비하여 측면을 가압할 수 있도록 함으로써, 스프링백 현상을 억제할 수 있기 때문에 내구성이 향상된 크로스멤버를 제조할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 차량의 크로스멤버 제조용 금형장치의 전체 사시도
도 2는 본 발명의 차량의 크로스멤버 제조용 금형장치의 가압 전 단면도
도 3은 본 발명의 차량의 크로스멤버 제조용 금형장치의 가압 시 단면도
도 4는 본 발명의 차량의 크로스멤버 제조용 금형장치에 의하여 제조된 크로스멤버의 일부를 파절한 사시도

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량의 크로스멤버 제조용 금형장치를 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.

차량의 크로스멤버 제조용 금형장치(1)를 구성하는 하부 금형(20)이 설치된 하부 베이스(21)의 상부 네귀퉁이에는 상부 금형(10)이 올바르게 유도될 수 있도록 하부 베이스 가이드(22)이 설치되고, 상기 하부 베이스(21)의 중심에는 아래로 갈수록 내측으로 얇아지는 형태의 기울기를 구비하는 코어(23)가 구비되되, 상기 코어(23)의 기울기는 하부로 갈수록 얇아지도록 구성되며,

상기 코어(23)의 양측에는 상기 코어(23)를 측면에서 가압할 수 있도록 하는 측면 가압부(24)가 설치되는데, 상기 측면 가압부(24)는 코어(23)와 동일한 기울기를 가짐으로써, 측면의 가압 시 측면이 내측으로 더 밀려 들어갔다가 압력이 해제되면 탄성에 의하여 복귀되는 스프링백 현상에 의하여 형성된 상부판넬 또는 하부판넬의 측면이 수직을 이룰 수 있도록 구성되며,

상기 측면 가압부(24)의 외측면에는 슬라이드 가이드 홈(25)을 복수개 구비하여 상부 금형(10)에 구비되는 슬라이드 가이드(11)가 올바르게 유도될 수 있도록 하여, 상부에서 가해지는 압력에 의하여 상기 슬라이드 가이드(11)와 슬라이드 가이드 홈(25)의 접촉면이 미끄러지면서 측면 가압부(24)를 내측으로 밀어내어 상기 측면 가압부(24)가 상부판넬 또는 하부판넬의 측면을 가압할 수 있도록 구성되며,

상기 측면 가압부(24)의 외측에는 측면 고정부(26)를 설치하고, 상기 측면 고정부(26)에 형성된 복수개의 홀 내부로 연결바(27)들을 수용하여 상기 연결바(27)와 측면 가압부(24)가 연결되며,

상기 측면 가압부(24)의 외측면과 연결된 복수개의 연결바(27)의 반대편은 연결 플레이트(28)와 연결되고, 측면 고정부(26)의 외측면과 연결 플레이트(28) 사이에 탄성수단인 코일 스프링(29)을 복수개 구비하여 상부에서 가해진 압력에 의해 내측으로 밀려 들어간 측면 가압부(24)에 압력이 해지되면 코일 스프링(29)의 탄성에 의하여 원래의 위치로 복귀시킬 수 있게 구성되며,

상기와 같이 형성된 하부 금형(20)과 맞물려 프레스 작업을 할 수 있도록 하는 상부 금형(10)은 상기 상부 금형(10)에 구비된 요소들이 설치되어 고정될 수 있도록 넓은 판 형태의 상부 베이스(12)를 형성하고, 그 네귀퉁이에 홀이 형성된 상부 베이스 가이드(13)를 설치하여 하부 금형(20)에 구비된 하부 베이스 가이드(22)의 돌출부를 수용하는 형태로 유도될 수 있게 구성되며,

상기 상부 베이스(12)의 중심에는 캐비티 플레이트(14)에 구비된 캐비티(15)가 설치되어 있어 상부에서 가해지는 압력에 의하여 코어(23)와 맞물리면서 크로스멤버의 상부바디와 하부바디의 형상을 형성할 수 있도록 한다.

상기 캐비티(15)의 외측에는 슬라이드 가이드 홈(25)과 동일한 갯수로 슬라이드 가이드(11)가 설치되는데, 상기 슬라이드 가이드(11)는 캐비티 플레이트(14)에 고정되도록 구비되어 있어 슬라이드 가이드 홈(25)과의 마찰 시 측면 가압부(24)만이 내측으로 이동될 수 있도록 되어 있다.

상기와 같이 제조된 본 발명의 차량의 크로스멤버 제조용 금형장치(1)의 작용에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

우선, 상부 금형(10)과 하부 금형(20)을 프레스 장치(미도시)에 설치하고 코어(23)의 위에 고장력 강판에 전개된 형상으로 블랭킹되어 형성된 크로스멤버 제조를 위한 상부판넬 또는 하부판넬(40)을 거치시킨 뒤 프레스 장치를 작동하면, 상부 금형(10)이 하강하면서 하부 베이스 가이드(22)에 형성된 돌출부를 상부 베이스 가이드(13)에 형성된 홀 내부로 수용하면서 올바르게 유도된다.

상기와 같이 올바르게 유도되어 상부 금형(10)과 하부 금형(20)이 근접하면 캐비티(15)가 코어(23)의 주위를 감싸는 형태로 상부판넬 또는 하부판넬(40)이 절곡되기 시작한다.

상기와 같이 절곡이 점차 진행됨에 따라 슬라이드 가이드(11)의 기울기면과 슬라이드 가이드 홈(25)의 기울기면이 접촉하게 되는데, 압력이 계속 가해짐에 따라 슬라이드 가이드 홈(25)의 기울기면이 미끄러지면서 측면 가압부(24)를 내측으로 밀게되어 절곡에 의하여 형성된 상부판넬 또는 하부판넬(40)의 측면을 가압하게 되는 것이다.

이 때, 코어(23)와 측면 가압부(24)는 아래로 갈수록 내측으로 기울어진 기울기를 갖고 있어 상기 상부판넬 또는 하부판넬(40)의 측면은 내측으로 조금 밀려 들어간 형태로 가압된다.

이렇게 가압이 완료되면 프레스 장치에 의하여 상부 금형(10)이 상승하는데, 상부 금형(10)의 상승에 의하여 가해지던 압력이 제거되면 코일 스프링(29)의 탄성을 이용하여 측면 가압부(24)가 원래의 위치로 복귀한다.

이때, 내측으로 밀려 들어갔던 상부판넬 또는 하부판넬(40)의 측면이 스프링백에 의하여 일부 복귀하게 되는데, 내측으로 들어가있던 면이 스프링백으로 인한 복귀에 의하여 직각으로 형성되도록 하는 것이다.

상기와 같이 형성된 크로스멤버(30)의 상부 바디(31)와 하부 바디(32)는 용접을 하기 위하여 하부 바디(32)의 내부로 상부 바디(31)를 수용하면 그 접촉면이 빈틈없이 밀착되며, 밀착된 상태에서 용접을 할 수 있게 되어 용접부에 틈이 발생하지 않아 우수한 강성을 갖는 크로스멤버(30)의 제조가 가능하게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 차량의 크로스멤버 제조용 금형장치 10 : 상부 금형
11 : 슬라이드 가이드 12 : 상부 베이스
13 : 상부 베이스 가이드 14 : 캐비티 플레이트
15 : 캐비티 20 : 하부 금형
21 : 하부 베이스 22 : 하부 베이스 가이드
23 : 코어 24 : 측면 가압부
25 : 슬라이드 가이드 홈 26 : 측면 고정부
27 : 연결바 28 : 연결 플레이트
29 : 코일 스프링 30 : 크로스멤버
31 : 크로스멤버 상부 바디 32 : 크로스멤버 하부 바디
40 : 상부판넬 또는 하부판넬

Claims (2)

1. 하부 금형(20)에 형성된 넓은 판 형태의 하부 베이스(21) 상부 네귀퉁이에 상부 금형(10)이 올바르게 유도될 수 있도록 하는 하부 베이스 가이드(22)가 설치되고,
   상기 하부 베이스(21)의 중심에 하부 방향으로 갈수록 내측으로 얇아지는 형태의 기울기를 구비하는 코어(23)가 구비되며,
   상기 코어(23)의 양측에는 코어(23)와 동일한 기울기를 갖는 측면 가압부(24)가 설치되어 측면 가압부(24)에 의해 하부가 내측으로 더 밀려들어가도록 가압된 크로스멤버의 측면이 스프링백 현상에 의하여 수직을 이룰 수 있도록 구성되고,
   상기 측면 가압부(24)의 외측면에 바깥 방향으로 향할 수 록 높이가 낮아지는 형태의 기울기를 갖는 슬라이드 가이드 홈(25)이 복수개 형성되며,
   상기 측면 가압부(24)의 외측으로 하부 베이스(21)에 고정되도록 설치된 측면 고정부(26)에 형성된 복수개의 홀에는 연결바(27)가 수용되어 일측이 측면 가압부(24)와 결합되면서 타측은 연결플레이트(28)와 결합되어 상기 연결바(27)에 의해 측면 가압부(24)와 연결플레이트(28)가 함께 유동할 수 있도록 구성되고,
   상기 고정부(26)의 외측면과 연결 플레이트(28) 사이에 탄성수단인 코일 스프링(29)이 복수개 구비되어 상부에서 가해진 압력에 의해 내측으로 밀려 들어간 측면 가압부(24)를 압력이 해지되면 코일 스프링(29)의 탄성에 의하여 원래의 위치로 복귀할 수 있도록 구성되며,
   하부 금형(20) 상부로 구비되는 상부 금형(10)에 넓은 판 형태의 상부 베이스(12)를 형성하면서 그 네귀퉁이에 하부 베이스 가이드(22)의 돌출부를 수용하여 유도할 수 있도록 하는 상부 베이스 가이드(13)가 설치되고,
   상기 상부 베이스(12) 중심에 구비된 캐비티 플레이트(14)에 코어(23)와 맞물리면서 크로스멤버의 형상을 형성할 수 있도록 하는 캐비티(15)가 구비되며,
   상기 캐비티(15)의 외측에 슬라이드 가이드 홈(25)과 동일한 기울기를 갖도록 형성되어 슬라이드 가이드 홈(25)과의 마찰 시 측면 가압부(24)를 내측으로 이동할 수 있도록 가압하는 슬라이드 가이드(11)를 설치하여 구성하는 것을 특징으로 하는 크로스멤버 제조용 금형 장치.
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