KR102200519B1

KR102200519B1 - 롤 포밍 방법 및 롤 포밍 성형물

Info

Publication number: KR102200519B1
Application number: KR1020140135011A
Authority: KR
Inventors: 황창섭; 최홍림; 최상길
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2014-10-07
Filing date: 2014-10-07
Publication date: 2021-01-11
Also published as: KR20160041332A

Abstract

본 발명은 롤 포밍 방법에 관한 것으로, 모재에 보강재가 용접되는 용접단계 및, 용접된 모재와 보강재를 일체로 성형하는 성형단계를 포함하며, 성형전 보강재가 모재에 용접되므로, 성형 후 용접되던 종래에 비하여 모재와 보강재 간 결합력이 증대되는 효과가 있는 롤 포밍 방법을 제공한다.

Description

롤 포밍 방법 및 롤 포밍 성형물{ROLL FORMING METHOD AND ROLL FORMING ARTICLES}

본 발명은 롤 포밍 방법 및 롤 포밍 성형물에 관한 것으로, 모재와 보강재의 결합이 강화되어 충격 시 변형이 최소화되는 롤 포밍 방법 및 롤 포밍 성형물에 관한 것이다.

도 1에는 종래 범퍼레일 및 보강재의 사시도가 도시되었다. 일반적으로 차량에는 범퍼가 구비되며, 범퍼에는 도 1에 도시된 바와 같이, 폐단면을 이룬 범퍼레일과 범퍼레일의 강성을 높이기 위한 보강재가 구비된다.

그러나, 종래 범퍼레일과 보강재는 도 2에 도시된 바와 같이, 보강재가 범퍼레일에 이산화탄소를 이용하여 용접되었는데, 용접 시 열 변형에 의하여 보강재와 범퍼레일의 접합부가 파단 될 가능성이 있었고, 범퍼레일을 이루는 모재와 보강재 간 결합부위가 한정되고 그에 따라 결합력이 취약하여 충격 시 단면 변형이 발생하였었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0501579호(2005.07.06.)

이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명의 목적은, 모재와 보강재 간 파단이 발생되지 않고, 결합력이 증가되는 롤 포밍 방법 및 롤 포밍 성형물을 제공하는 것이다.

위와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예의 롤 포밍 방법은, 모재에 보강재가 용접되는 용접단계, 용접된 상기 모재와 상기 보강재를 일체로 성형하는 성형단계, 및 성형된 상기 모재와 상기 보강재를 밴딩하는 밴딩단계를 포함하고, 상기 모재는 폭방향으로 다수 번 절곡되어, 상기 보강재가 내측에 배치된 폐단면을 형성하고, 상기 모재의 폐단면 중 차량의 전방을 향하도록 위치될 면을 전방면이라 하고, 상기 차량의 후방을 향하도록 위치될 면을 후방면이라 할 때, 상기 보강재는 상기 폐단면의 내측에서 상기 후방면에 고정되는 고정부분과, 상기 고정부분에서 상기 전방면을 향하도록 연장되어, 상기 폐단면의 내측에서 상기 전방면을 지지하는 연장부분과, 상기 고정부분에 형성되되, 상기 전방면을 향해 절곡되어, 상기 후방면과 함께 추가폐단면을 상기 폐단면의 내부에 형성하는 추가연장면을 포함한다.

위와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예의 롤 포밍 성형물은, 폭방향으로 다수 번 절곡되어 폐단면을 이룬 모재, 및 상기 모재의 내측면에 고정된 보강재를 포함하고, 상기 모재의 폐단면 중 차량의 전방을 향하도록 위치될 면을 전방면이라 하고, 상기 차량의 후방을 향하도록 위치될 면을 후방면이라 할 때, 상기 보강재는 상기 폐단면의 내측에서 상기 후방면에 고정되는 고정부분과, 상기 고정부분에서 상기 전방면을 향하도록 연장되어, 상기 폐단면의 내측에서 상기 전방면을 지지하는 연장부분과, 상기 고정부분에 형성되되, 상기 전방면을 향해 절곡되어, 상기 후방면과 함께 추가폐단면을 상기 폐단면의 내부에 형성하는 추가연장면을 포함한다.

상기와 같은 본 발명의 롤 포밍 방법 및 롤 포밍 성형물에 따르면, 성형전 보강재가 모재에 전기를 이용하여 스팟 용접됨으로 열변형이 상대적으로 적어 파단 발생이 적어지고, 다수군데 용접되므로 종래에 비하여 모재와 보강재 간 결합력이 증대되는 효과가 있다.

또한, 모재와 보강재 간 결합력이 증대되므로, 충격 시 변형량이 종래에 비하여 감소되는 효과가 있다.

또한, 모재와 보강재 간 결합력이 증대되므로, 종래에 비하여 보강재의 두께가 얇아지더라도 동일한 강성을 발휘할 수 있다.

도 1은 종래 범퍼레일 및 보강재의 사시도,
도 2는 종래 범퍼레일 및 보강재의 충격시험 결과 및 충격시험 전후의 단면도,
도 3은 본 발명의 일실시예의 롤 포밍 방법의 절차도,
도 4는 도 3의 롤 포밍 방법에 의해 제작되는 범퍼레일의 제작 상태도,
도 5는 도 3의 롤 포밍 방법에 의해 제작된 범퍼레일의 사시도 및 단면도,
도 6은 도 3의 롤 포밍 방법에 의해 제작된 범퍼레일의 다른 단면도이다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 롤 포밍 방법은, 모재(100)에 보강재(200)가 용접되는 용접단계(S100) 및, 용접된 모재(100)와 보강재(200)를 일체로 성형하는 성형단계(S200)를 포함하며, 보강재(200)가 내측에 위치되도록, 성형된 모재(100)와 보강재(200)를 밴딩하는 밴딩단계(S300)를 더 포함한다.

용접단계(S100)에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 소정거리 이격된 다수개의 용접지점에서 스팟(SPOT) 용접됨으로써 모재(100)와 보강재(200)가 견고히 결합 된다. 용접단계(S100)에서는 모재(100)와 보강재(200)가 겹쳐지는 소재코일 분배단계가 포함된다.

성형단계(S200)에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 롤 포밍(ROLL FORMING)을 통해서 결합된 모재(100)와 보강재(200)를 성형하게 된다. 밴딩단계(S300)는, 성형된 모재(100)와 보강재(200)가 폐단면을 이루도록 모재(100)와 보강재(200)를 밴딩하게 된다. 이때, 보강재(200)가 모재(100)의 내측에 배치되고, 모재(100)가 폐단면을 이루는 방향으로 밴딩 된다.

도 5에는 본 발명의 일실시예의 롤 포밍 방법을 통해서 제작된 범퍼레일의 사시도 및 단면도가 도시되었다. 도 5에 도시된 바와 같이, 용접단계(S100)를 통해서 모재(100)와 보강재(200)가 결합된 뒤, 성형단계(S200)를 통해서 동일한 형상으로 성형되고, 밴딩단계(S300)를 통해서 보강재(200)가 내측에 위치되고 폐단면을 이루도록 밴딩 되었다. 도 5에는 스팟 용접된 부위가 원으로 표시되었다.

이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 보강재(200)의 형상에 변형을 가할 수 있다. 도 6의 a에 도시된 바와 같이, 모재(100)와 보강재(200)가 이루는 폐단면 내부에 모재(100)와 보강재(200)가 다른 폐단면을 형성한 즉, 2중 폐단면을 형성할 수 있다. 이러한 2 중 폐단면을 형성하기 위해서, 용접단계(S100) 전에, 보강재(200)가 모재(100)와 공간을 형성하도록, 보강재(200)에 굴곡을 형성하는 선성형단계(S200)가 수행되는 것이 바람직하다.

또한, 도 6의 b에 도시된 바와 같이, 2 중 폐단면 외에 더 많은 수의 폐단면을 형성할 수 있다. 즉, 멀티 폐단면을 형성하기 위해서는, 밴딩단계(S300)에서, 모재(100)에 결합된 보강재(200)를 밴딩하는 보강재밴딩단계와 동시에, 모재(100)를 밴딩하는 모재밴딩단계를 수행하는 것이 바람직하다. 도 6의 c에 도시된 바와 같이, 모재(100)에 다수개의 보강재(200, 200')가 결합된 듀얼형 폐단면을 형성할 수도 있다.

본 발명은 모재(100) 내측에 보강재(200)가 위치되므로, 도 6의 d에 도시된 바와 같이, 폐단면을 이루는 관체가 보강재(200)로써 활용될 수 있으며, 도 6의 e에 도시된 바와 같이, 직육면체 형상의 다수개의 물체가 보강재(200, 200')로써 활용될 수도 있다.

본 발명은, 모재(100) 내측에 보강재(200)가 위치되며, 모재(100)와 보강재(200)의 단면에 다양한 변형을 발생시킬 수 있으므로, 강성 설계시 모재(100)와 보강재(200)가 이루는 폐단면의 형상에 제약을 줄일 수 있게 된다.

위와 같이 구성되는 본 발명의 롤 포밍 방법을 통해 제작되는 본 발명의 롤 포밍 성형물에 대하여 더 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 롤 포밍 성형물은, 폭방향으로 다수 번 절곡되어 폐단면을 이룬 모재 및, 모재 내측면에 고정된 보강재를 포함한다.

본 발명의 일실시예에서, 모재는, 소정간격으로 다수번 절곡된 판체이고, 동일 방향으로 절곡된 다수개의 절곡부 및, 폐단면의 내측을 향해 돌출된 돌출부가 구비되도록, 절곡부의 절곡방향과 반대 방향으로 연속적으로 절곡된 적어도 2개의 반대절곡부를 포함한다.

보강재는, 모재 내부에 부착된 판체이고, 절곡부 사이에 부착된 절곡면과, 절곡부와 반대절곡부 사이에 부착된 연장면 및, 반대절곡부 사이에 부착된 반대절곡면을 포함한다. 도 6의 c에 도시된 바와 같이, 보강재가, 2개의 졸곡면으로 만으로도 모재 내부에 구비될 수 있다.

또한, 도 6의 a 내지 도 6의 b에 도시된 바와 같이, 보강재는, 절곡면으로부터 절곡되고 모재의 내측면에 접하도록 연장되어, 모재의 내부에 추가적인 폐단면을 형성하는 추가연장면을 더 포함할 수 있다.

한편, 보강재가 관체로 제작되어 모재의 내측면에 부착될 수 있으며, 모재의 내부를 가득 채우는 강체가 보강재로써 모재의 내측면에 부착될 수도 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

S100: 용접단계 S200: 성형단계
S300: 밴딩단계
100: 모재 110: 절곡부
120: 반대절곡부 121: 돌출부
200: 보강재 210: 절곡면
220: 연장면 230: 반대절곡면
240: 추가연장면

Claims

모재에 보강재가 용접되는 용접단계;
용접된 상기 모재와 상기 보강재를 일체로 성형하는 성형단계; 및
성형된 상기 모재와 상기 보강재를 밴딩하는 밴딩단계를 포함하고,
상기 모재는, 폭방향으로 다수 번 절곡되어, 상기 보강재가 내측에 배치된 폐단면을 형성하고,
상기 모재의 폐단면 중 차량의 전방을 향하도록 위치될 면을 전방면이라 하고, 상기 차량의 후방을 향하도록 위치될 면을 후방면이라 할 때,
상기 보강재는,
상기 폐단면의 내측에서 상기 후방면에 고정되는 고정부분과,
상기 고정부분에서 상기 전방면을 향하도록 연장되어, 상기 폐단면의 내측에서 상기 전방면을 지지하는 연장부분과,
상기 고정부분에 형성되되, 상기 전방면을 향해 절곡되어, 상기 후방면과 함께 추가폐단면을 상기 폐단면의 내부에 형성하는 추가연장면을 포함하는, 롤 포밍 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 밴딩단계는,
상기 보강재를 밴딩하는 보강재밴딩단계; 및
상기 보강재밴딩단계와 동시에 수행하고, 상기 모재를 밴딩하는 모재밴딩단계를 포함하는 롤 포밍 방법.
제1항에 있어서,
상기 용접단계 전에,
상기 모재와 공간을 형성하도록, 상기 보강재에 굴곡을 형성하는 선성형단계가 수행되는 롤 포밍 방법.
제3항에 있어서,
상기 밴딩단계는,
상기 보강재가 상기 모재의 내측에 배치되고, 상기 모재가 폐단면을 이루는 방향으로 밴딩되는 롤 포밍 방법.
폭방향으로 다수 번 절곡되어 폐단면을 이룬 모재; 및
상기 모재의 내측면에 고정된 보강재를 포함하고,
상기 모재의 폐단면 중 차량의 전방을 향하도록 위치될 면을 전방면이라 하고, 상기 차량의 후방을 향하도록 위치될 면을 후방면이라 할 때,
상기 보강재는,
상기 폐단면의 내측에서 상기 후방면에 고정되는 고정부분과,
상기 고정부분에서 상기 전방면을 향하도록 연장되어, 상기 폐단면의 내측에서 상기 전방면을 지지하는 연장부분과,
상기 고정부분에 형성되되, 상기 전방면을 향해 절곡되어, 상기 후방면과 함께 추가폐단면을 상기 폐단면의 내부에 형성하는 추가연장면을 포함하는, 롤 포밍 성형물.
제6항에 있어서,
상기 모재는,
소정간격으로 다수번 절곡된 판체이고,
동일 방향으로 절곡된 다수개의 절곡부; 및
상기 폐단면의 내측을 향해 돌출된 돌출부가 구비되도록, 상기 절곡부의 절곡방향과 반대 방향으로 연속적으로 절곡된 적어도 2개의 반대절곡부를 포함하는 롤 포밍 성형물.
제7항에 있어서,
상기 보강재는,
상기 모재 내부에 부착된 판체이고,
상기 절곡부 사이에 부착된 절곡면;
상기 절곡부와 상기 반대절곡부 사이에 부착된 연장면; 및
상기 반대절곡부 사이에 부착된 반대절곡면을 포함하는 롤 포밍 성형물.
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