KR101788735B1 - Cowl Cross Member - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 카울크로스멤버에 관한 것으로, 기존 스틸 소재의 카울크로스멤버에 비해 상대적으로 경량의 카울크로스멤버에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 카울크로스멤버 제조 방법은 일정 길이를 갖는 알루미늄 소재의 알루미늄 바에 접착제를 도장하는 단계, 접착제가 도장된 일정 길이를 갖는 알루미늄 소재의 알루미늄 바를 금형 내부에 인서트하는 단계, 상기 금형을 닫은 상태에서 금형 내부로 수지 조성물을 주입하는 단계, 닫힌 상기 금형을 열어 주입된 수지 조성물이 성형된 알루미늄 바를 인출하는 단계 및 인출된 상기 알루미늄 바에 마그네슘 성형물을 부착하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.The present invention relates to a cow cross member of a vehicle, and relates to a cow cross member relatively light in weight compared to a cow cross member of a conventional steel material.
To this end, the method for manufacturing a cow cross member of the present invention comprises the steps of coating an aluminum bar made of aluminum having a predetermined length with an adhesive, inserting an aluminum bar made of an aluminum material having a predetermined length coated with an adhesive into the inside of the mold, The method comprising the steps of: injecting a resin composition into a mold in a state where the resin composition is injected into the mold; drawing the aluminum bar into which the injected resin composition is molded by opening the closed mold; and attaching the magnesium molding to the drawn aluminum bar.
Description
본 발명은 차량의 카울크로스멤버에 관한 것으로, 기존 스틸 소재의 카울크로스멤버에 비해 상대적으로 경량의 카울크로스멤버에 관한 것이다.
The present invention relates to a cow cross member of a vehicle, and relates to a cow cross member relatively light in weight compared to a cow cross member of a conventional steel material.
차량의 엔진룸과 실내 측의 사이에는 그 사이를 가로지르는 카울크로스멤버(Cowl Cross Member)가 설치된다. 카울크로스멤버는 차량의 전방충돌로부터 엔진룸의 실내 측 진입을 저지하고, 측방충돌에 있어서도 충돌에 대한 지지부재의 역할을 한다.A cowl cross member is installed between the engine room and the interior of the vehicle. The cow cross member prevents entry of the engine room into the engine room from a frontal collision of the vehicle and serves as a support member against collision even in a side collision.
한편, 차량 조정석의 인스트루먼트 패널 내에는, 열, 환기 및 공기조화와 관련된 여러가지 덕트와 조향장치를 지지하는 카울크로스멤버 어셈블리와 스티어링축 어셈블리로 구성된다. 이 중 카울크로스멤버는 차체의 비틀림 강성을 향상시키는데 가장 큰 역할을 하며, 스티어링 컬럼, 인스트루먼트 패널, 에어백장치 등을 지지 하여 운전 중 승객에게 안락함을 제공한다.On the other hand, the instrument panel of the vehicle cockpit includes a cowl cross member assembly and a steering shaft assembly that support various ducts and steering devices related to heat, ventilation, and air conditioning. Among them, the cowl cross member plays a major role in improving the torsional rigidity of the vehicle body and supports the steering column, the instrument panel, the airbag device, etc., and provides comfort to the passengers during driving.
일반적인 샤시계 부품들은 부재의 위치에 따른 역할에 의해 NVH(Noise, Vibration, Harshness), 충돌, 내구성능이 요구된다. 차량의 조향장치 역시 NVH 및 경량화의 요구로 예전과 다른 엄격한 설계 기준에 의해 제작된다.Typical chassis components are required to have NVH (Noise, Vibration, Harshness), collision, and durability due to the role of the members. The steering system of the vehicle is also manufactured according to strictly different design standards with the requirement of NVH and light weight.
종래의 카울크로스멤버는 스틸소재로 제작되는 것이 일반적이다. 따라서 스틸소재의 카울크로스멤버는 다른 소재에 비해 중량이 크다는 문제점이 있다. 즉, 현재 차량과 관련한 추세는 경량화가 요구되고 있으며, 따라서 현재 스틸소재의 카울크로스멤버는 이러한 경량화 추세에 부응하지 못한다는 문제점 있다.
Conventional cowl cross members are generally made of steel. Therefore, a cow cross member made of a steel material has a problem in that it is heavier than other materials. That is, the current vehicle-related trend is required to be lightened, and therefore, the current cow cross member of the steel material can not meet such a lightening trend.
본 발명이 해결하려는 과제는 기존 대비하여 경량 소재를 이용한 크로스카울멤버를 제안함에 있다.A problem to be solved by the present invention is to propose a cross-cowl member using a lightweight material.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는 알루미늄 바와 접착 강도가 우수한 수지 조성물을 제안함에 있다.Another object to be solved by the present invention is to provide a resin composition excellent in adhesion strength to an aluminum bar.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 알루미늄 바와 수지 조성물의 접착 강도를 높이기 위한 성형 조건을 제안함에 있다.
Another object to be solved by the present invention is to propose a molding condition for increasing the bonding strength between the aluminum bar and the resin composition.
이를 위해 본 발명의 카울크로스멤버 제조 방법은 일정 길이를 갖는 알루미늄 소재의 알루미늄 바에 접착제를 도장하는 단계, 접착제가 도장된 일정 길이를 갖는 알루미늄 소재의 알루미늄 바를 금형 내부에 인서트하는 단계, 상기 금형을 닫은 상태에서 금형 내부로 수지 조성물을 주입하는 단계, 닫힌 상기 금형을 열어 주입된 수지 조성물이 성형된 알루미늄 바를 인출하는 단계 및 인출된 상기 알루미늄 바에 마그네슘 성형물을 부착하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
To this end, the method for manufacturing a cow cross member of the present invention comprises the steps of coating an aluminum bar made of aluminum having a predetermined length with an adhesive, inserting an aluminum bar made of aluminum having a certain length coated with an adhesive into the inside of the mold, The method comprising the steps of: injecting a resin composition into a mold in a state where the resin composition is injected into the mold; drawing the aluminum bar into which the injected resin composition is molded by opening the closed mold; and attaching the magnesium molding to the drawn aluminum bar.
본 발명에 따른 크로스카울멤버는 알루미늄, 마그네슘 및 수지를 이용하여 제조함으로써 기존 대비하여 중량이 감소되는 장점이 있다. 또한, 크로스카울멤버를 구성하는 이종 소재인 알루미늄과 수지의 접착 강도를 높이기 위해 알루미늄에 접착제를 도포한 후에 인서트 사출 성형으로 알루미늄 바에 수지 사출물을 성형한다. 이와 같이 함으로써 알루미늄 바와 수지 사출물의 접착 강도를 높일 수 있게 된다.The cross cowl member according to the present invention is advantageous in that the weight of the cross cow member is reduced compared to the conventional one by using aluminum, magnesium and resin. In addition, in order to increase the bonding strength between aluminum and resin, which are different materials constituting the cross-cow member, an adhesive is applied to aluminum and then a resin injection molding is molded into an aluminum bar by insert injection molding. This makes it possible to increase the bonding strength between the aluminum bar and the resin molded article.
또한, 본 발명은 최적의 인서트 사출 성형 조건을 제안함으로써 알루미늄 바와 수지 사출물의 접착 강도를 높일 수 있다.
Further, the present invention can increase the bonding strength between the aluminum bar and the resin molded article by suggesting optimal insert injection molding conditions.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 카울크로스멤버를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 카울크로스멤버의 제조 공정을 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 이종 소재의 접착 강도를 증가시키기 위한 수지 조성물에 대한 실험 그래프를 도시하고 있다.1 shows a cow cross member according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 illustrates a manufacturing process of a cow cross member according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows an experimental graph of a resin composition for increasing the adhesive strength of different materials according to an embodiment of the present invention.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 이러한 실시 예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The foregoing and further aspects of the present invention will become more apparent from the following detailed description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 카울크로스멤버를 도시하고 있다. 이하 도 1을 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 카울크로스멤버에 대해 상세하게 알아보기로 한다.1 shows a cow cross member according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a cow cross member according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
도 1에 의하면, 카울크로스멤버는 알루미늄 바, 수지 사출물, 마그네슘 성형물을 포함한다. 물론 상술한 구성 이외에 다른 구성이 본 발명에서 제안하는 카울크로스멤버에 포함될 수 있다.According to Fig. 1, the cow cross member includes an aluminum bar, a resin injection mold, and a magnesium molded product. Of course, other configurations than those described above may be included in the cowl cross member proposed in the present invention.
알루미늄 바(110)는 카울크로스멤버의 중심축 역할을 수행함, 일정 길이를 갖는 바 형태를 갖는다. 본 발명과 관련하여 알루미늄 바(110)는 접착제가 도포된다.The aluminum bar 110 serves as a central axis of the cowl cross member and has a bar shape having a predetermined length. In connection with the present invention, the aluminum bar 110 is coated with an adhesive.
수지 사출물(120)은 수지로 구성되며, 인서트 사출 성형에 의해 알루미늄 바에 성형된다. 즉, 접착제가 도포된 알루미늄 바(110)를 금형에 인서트한 상태에서 수지를 주입하여 알루미늄 바에 수지 사출물(120)을 성형한다. 본 발명과 관련하여 수지는 단섬유(GF)를 포함한다. The resin injection mold 120 is made of resin and is molded into an aluminum bar by insert injection molding. That is, the resin injection molding 120 is formed on the aluminum bar by injecting the resin while the aluminum bar 110 coated with the adhesive is inserted into the mold. In connection with the present invention, the resin comprises short fibers (GF).
마그네슘 성형물(130)이 인서트 사출이 완료된 알루미늄 바에 조립된다. 즉, 인서트 사출이 완료된 알루미늄 바(110)에 마그네슘 성형물(130)을 조립한다.The magnesium molded product 130 is assembled to the aluminum bar in which the insert injection is completed. That is, the magnesium molded product 130 is assembled to the aluminum bar 110 in which the insert injection is completed.
이와 같이 본 발명은 기존 스틸 재질의 카울크로스멤버 대신 상대적으로 경량인 알루미늄, 마그네슘 및 수지를 이용하여 카울크로스멤버를 제조함으로써 기존 대비하여 무게를 감소시킬 수 있다. As described above, the weight of the present invention can be reduced by preparing a cowl cross member using a relatively lightweight aluminum, magnesium and resin instead of a conventional cowl cross member made of a steel material.
또한, 카울크로스멤버의 구성하는 구성 부위에 따라 소재를 달리 사용함으로서 카울크로스멤버의 경량화와 강성을 높일 수 있게 된다. In addition, by using different materials depending on the constituent parts of the cow cross member, it is possible to increase the weight and rigidity of the cow cross member.
특히, 알루미늄 바에 수지 성형물을 인서트 사출 성형하기 이전에 알루미늄 바에 접착제를 도포함으로써 수지 성형물과 알루미늄 바의 접착 강도를 높일 수 있다. Particularly, it is possible to increase the bonding strength between the resin molded product and the aluminum bar by applying an adhesive to the aluminum bar before the injection molding of the resin molded product into the aluminum bar.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 카울크로스멤버를 제조하는 제조 공정을 도시하고 있다. 이하 도 2를 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 카울크로스멤버를 제조하는 제조 공정에 대해 상세하게 알아보기로 한다.2 shows a manufacturing process for manufacturing a cow cross member according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a manufacturing process for manufacturing a cow cross member according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
S200단계에서 알루미늄 바를 준비한다.In step S200, an aluminum bar is prepared.
S205단계에서 준비한 알루미늄 바에 접착제를 도포한다. 알루미늄 바에 접착제를 도포하는 도포 조건에 대해서는 후술하기로 한다. The adhesive is applied to the aluminum bar prepared in the step S205. Application conditions for applying the adhesive to the aluminum bar will be described later.
S210단계에서 접착제가 도포된 알루미늄 바를 금형에 인서트하고, 금형을 닫는다.In step S210, the aluminum bar coated with the adhesive is inserted into the mold and the mold is closed.
S215단계에서 금형 내부로 수지를 주입하여 수지 성형물을 알루미늄 바에 성형한다. 이와 같이 본 발명은 알루미늄 바에 접착제를 도포한 상태에서 금형 내부로 수지를 주입하여 수지 성형물을 알루미늄 바에 성형한다.In step S215, the resin is injected into the mold to mold the resin molding into an aluminum bar. As described above, in the present invention, a resin is injected into a metal mold while an adhesive is applied to an aluminum bar to mold the resin molding into an aluminum bar.
S220단계에서 수지 성형물이 알루미늄 바에 성형된 상태에서 마그네슘 성형물을 알루미늄 바에 부착한 상태에서 조립한다.In step S220, the magnesium molded product is attached to the aluminum bar while the resin molded product is molded in the aluminum bar.
이와 같이 본 발명은 알루미늄 바에 인서트 사출 성형에 의해 수지 성형물을 성형한 상태에서 마그네슘 성형물을 알루미늄 바에 조립한다. As described above, according to the present invention, a magnesium molded product is assembled to an aluminum bar in a state in which a resin molded product is molded into an aluminum bar by insert injection molding.
이하에서는 이종 소재의 접착 강도를 증가시키기 위한 수지 조성물에 대해 알아보기로 한다.Hereinafter, a resin composition for increasing the adhesive strength of different kinds of materials will be described.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 이종 소재의 접착 강도를 증가시키기 위한 수지 조성물에 대한 실험 그래프를 도시하고 있다.FIG. 3 shows an experimental graph of a resin composition for increasing the adhesive strength of different materials according to an embodiment of the present invention.
도 3에 의하면, 수지 조성물은 PA6-GF30(유리섬유 함량이 30wt%인 단섬유 보강 PA(Polyamide)), PA6-GF50(유리섬유 함량이 50wt%인 단섬유 보강 PA), PPA-GF30(유리섬유 함량이 30wt%인 단섬유 보강 PPA(Poly Phthal Amide)), PPA-GF50(유리섬유 함량이 50wt%인 단섬유 보강 PPA), PP-LGF30(유리섬유 함량이 40wt%인 장섬유 보강 PP(polypropylene))을 나타내고 있다.3, the resin composition comprises PA6-GF30 (short fiber reinforced PA with 30 wt% glass fiber content), PA6-GF50 (short fiber reinforced PA with glass fiber content 50 wt%), PPA-GF30 PP-GF50 (short fiber reinforced PPA with glass fiber content of 50 wt%), PP-LGF30 (PP fiber reinforced PP with 40 wt% glass fiber content, polypropylene).
도 3에 의하면, 상대적으로 접착 강도가 가장 우수한 수지 조성물은 PPA-GF50(유리섬유 함량이 50wt%인 단섬유 보강 PPA)임을 알 수 있다. 따라서 본 발명은 PPA-GF50(유리섬유 함량이 50wt%인 단섬유 보강 PPA)을 이용하여 인서트 사출 성형한다.3, it can be seen that the resin composition having the highest adhesive strength is PPA-GF50 (short fiber reinforced PPA having a glass fiber content of 50 wt%). Therefore, the present invention is insert injection molding using PPA-GF50 (short fiber reinforced PPA having a glass fiber content of 50 wt%).
또한, 도 3에 의하면, 접착제를 사용하지 않은 경우에 비해, 접착제를 사용한 경우 접착 강도가 상대적으로 증가하는 것을 알 수 있다.Further, according to FIG. 3, it can be seen that the adhesive strength is relatively increased when an adhesive is used, as compared with the case where the adhesive is not used.
이하에서는 인서트 사출 성형 조건에 대해 알아보기로 한다. 본 발명과 관련하여 인서트 사출 성형의 조건에 따라 이종 소재인 알루미늄과 수지의 접착 강도가 달라지게 된다. 따라서 이하에서는 인서트 사출 성형 조건에 대해 알아보기로 한다.Hereinafter, insert injection molding conditions will be described. The bonding strength between aluminum and resin, which are different materials, varies depending on the conditions of insert injection molding in connection with the present invention. Therefore, insert injection molding conditions will be described below.
이하에서는 먼저 인서트 사출 성형 조건에 따른 용어에 대해 정의하기로 한다.Hereinafter, terms according to insert injection molding conditions will be defined first.
활성화 온도는 알루미늄 바에 도포되는 접착제의 온도를 의미한다.The activation temperature means the temperature of the adhesive applied to the aluminum bar.
가압 시간은 알루미늄 바에 도포된 접착제가 알루미늄 바에서 활성화 온도 상태를 유지하는 시간을 의미한다.The pressing time means the time for the adhesive applied to the aluminum bar to maintain the activated temperature state in the aluminum bar.
결합온도는 인서트 사출 성형시 수지의 온도를 의미한다.The bonding temperature refers to the temperature of the resin during insert injection molding.
가공시간은 인서트 사출 성형시, 사출된 수지의 성형 시간을 의미한다.The processing time means molding time of the injected resin during insert injection molding.
금형온도는 인서트 사출 성형에 사용되는 금형의 온도를 의미한다.The mold temperature refers to the temperature of the mold used for insert injection molding.
막 두께는 알루미늄 바에 도포된 접착제의 두께를 의미한다.The film thickness means the thickness of the adhesive applied to the aluminum bar.
본 발명과 관련하여 활성화 온도는 최소 150℃를 유지하며, 가압시간은 10 내지 60초를 유지한다. 또한, 결합온도는 최도 160℃를 유지하며, 가공시간은 최소 30초를 유지한다.With respect to the present invention, the activation temperature is maintained at a minimum of 150 캜, and the pressing time is maintained at 10 to 60 seconds. In addition, the bonding temperature is maintained at a maximum of 160 ° C, and the processing time is maintained at least 30 seconds.
또한, 금형온도는 80℃를 유지하며, 접착제의 두께는 75㎛를 유지한다.The mold temperature is maintained at 80 占 폚, and the thickness of the adhesive is maintained at 75 占 퐉.
본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the scope of the present invention .
100: 카울크로스멤버 110: 알루미늄 바
120: 수지 사출물 130: 마그네슘 성형물100: cow cross member 110: aluminum bar
120: resin injection product 130: magnesium molding
Claims (5)
상기 접착제가 도장된 일정 길이를 갖는 알루미늄 바를 금형 내부에 인서트하는 단계;
상기 금형을 닫은 상태에서 금형 내부로 수지 조성물을 주입하는 단계;
닫힌 상기 금형을 열어 주입된 수지 조성물이 성형된 알루미늄 바를 인출하는 단계; 및
인출된 상기 알루미늄 바에 마그네슘 성형물을 부착하는 단계를 포함하며,
상기 금형 내부로 주입되는 수지 조성물은 유리섬유 함량이 50wt%인 단섬유 보강 폴리프탈아마이드(PPA; Poly Phthal Amide)인 PPA-GF50임을 특징으로 하는 카울크로스멤버 제조 방법.
Applying an adhesive to an aluminum bar of aluminum having a predetermined length;
Inserting an aluminum bar having a predetermined length coated with the adhesive into a mold;
Injecting a resin composition into the mold while the mold is closed;
Opening the closed mold and withdrawing the molded aluminum bar from the injected resin composition; And
And attaching the magnesium molding to the drawn aluminum bar,
Wherein the resin composition injected into the mold is PPA-GF50 which is a short fiber reinforced polyphthalamide (PPA) having a glass fiber content of 50 wt%.
상기 알루미늄 바에 도장되는 접착제의 온도는 최소 150℃이며, 도장된 상태에서 상기 접착제의 온도를 10초 내지 60초 유지함을 특징으로 하는 카울크로스멤버 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the temperature of the adhesive applied to the aluminum bar is at least 150 ° C and the temperature of the adhesive is maintained for 10 seconds to 60 seconds in the coated state.
The method according to claim 2, wherein the temperature of the resin composition injected into the mold is at least 160 ° C, and the temperature of the mold is at least 80 ° C.
주입된 상기 수지 조성물의 성형 시간은 최소 30초이며, 상기 알루미늄 바에 도포된 접착제의 두께는 75㎛임을 특징으로 하는 카울크로스멤버 제조 방법.
The method of claim 3,
Wherein the molding time of the injected resin composition is at least 30 seconds and the thickness of the adhesive applied to the aluminum bar is 75 占 퐉.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |