KR19980076540A - 차량용 범퍼 빔 제조방법 - Google Patents

Abstract

롤 성형에 의한 한 번의 공정으로 제조할 수 있도록 하여 작업공수와 부품수 절감으로 제조원가를 절감하고, 경량화에 기여할 수 있도록 한 차량용 범퍼 빔의 제조방법을 제공할 목적으로;

띠상의 강판 소재를 순차적으로 배치된 다수의 롤 포머를 통과시켜 양측변으로부터 여러단계를 거쳐 소정의 형상으로 절곡시킴으로써, 단면으로 보아 2개의 폐단면 쳄버를 보유하는 차량용 범퍼 빔을 제조함에 있어서;

양측단으로부터 내측으로 소정의 간격을 두고 상측으로 다단계에 걸쳐 절곡시킴과 동시에 그 끝단부가 수평을 유지하는 플랜지가 형성되도록 다단계로 절곡시키는 플랜지를 포함하는 내부벽 성형 공정과; 상기 내부벽의 하측 절곡부로부터 소정의 거리의 내측부분에서 그 외측부분을 상측으로 절곡시켜 상부벽을 성형하는 공정과; 상기 상부벽의 외측단으로부터 소정의 거리의 내측부분에서 그 외측부분을 상측으로 절곡시켜 외부벽을 성형하는 공정과; 상기 외부벽의 성형으로 인하여 하부벽의 상면에서 양 플랜지를 상호 접합하는 접합공정과; 를 포함하여 이루어지는 차량용 범퍼 빔 제조방법을 제공한다.

Description

차량용 범퍼 빔 제조방법

본 발명은 롤 성형에 의한 한 번의 공정으로 제조할 수 있도록 하여 작업공수와 부품수 절감으로 제조원가를 절감하고, 경량화에 기여할 수 있도록 한 차량용 범퍼 빔의 제조방법에 관한 것이다.

예컨대, 범퍼라 함은 차량의 전,후 단부 소정위치에 배치되어 충돌 및 추돌 사고시 그 충격 에너지를 흡수함으로써, 차체의 손상과 인명 피해를 최소화할 수 있도록 하는 완충부재이다.

이러한 범퍼는 차폭방향으로 배치되어 후부 양측의 스테이에 의하여 차체에 고정되는 범퍼 빔과, 이의 빔 전면에 배치되는 충격 흡수부재와, 상기 충격 흡수부재의 전면에 배치되어 이들을 은폐 보호하는 범퍼 커버로 이루어진다.

이러한 범퍼에 있어서, 본 발명은 범퍼 빔에 관계하며, 이의 범퍼 빔을 형성함에 있어서 종래에는 도 7에서와 같이, 단면에서 보아 일측으로 개구부(202)(204)가 형성되는 두 개의 쳄버(206)(208)가 일정한 플레인(210)을 사이에 두고 서로 마주하는 형태의 W형상으로 이루어지는 본체(212)와, 상기 개구부(202)(204)측에 플레이트(214)가 용접되어 튜브형태로 형성하는 것이 일반적이다.

그러나 상기와 같이 범퍼 빔을 형성함에 있어서는 별도의 공정으로 본체를 성형한 후 띠상의 플레이트를 용접하게 됨으로써, 프레스 작업공수와, 다수 부품의 조립에 따른 조립공수가 증가되어 제조원가를 상승시킨다는 문제점을 내포하고 있다.

그리고 다수의 패널을 프레스로 성형할 때 프레스 성형상의 문제점인 스크랩이 많이 발생함에 따른 원자재 낭비의 요인이 되어 경제성이 떨어진다는 문제점을 내포하고 있다.

또한, 중량면에 있어서, 플레이트를 본체에 접합시키기 위하여는 본체에 플레이트와 면접될 수 있는 테두리 부분을 형성하여야 하는 바, 이에 따른 중량의 증가로 차량의 경량화에 역효과를 줄 수 있는 요인이 된다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 롤 성형에 의한 한 번의 공정으로 제조할 수 있도록 하여 작업공수와 부품수 절감으로 제조원가를 절감하고, 경량화에 기여할 수 있도록 한 차량용 범퍼 빔의 제조방법을 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 띠상의 강판 소재를 순차적으로 배치된 다수의 롤 포머를 통과시켜 양측변으로부터 여러단계를 거쳐 소정의 형상으로 절곡시킴으로써, 단면으로 보아 2개의 챔버를 보유하는 차량용 범퍼 빔을 제조함에 있어서;

양측단으로부터 내측으로 소정의 간격을 두고 상측으로 다단계에 걸쳐 절곡시킴과 동시에 그 끝단부가 수평을 유지하는 플랜지가 형성되도록 다단계로 절곡시키는 플랜지를 포함하는 내부벽 성형 공정과;

상기 내부벽의 하측 절곡부로부터 소정의 거리의 내측부분에서 그 외측부분을 상측으로 절곡시켜 상부벽을 성형하는 공정과;

상기 상부벽의 외측단으로부터 소정의 거리의 내측부분에서 그 외측부분을 상측으로 절곡시켜 외부벽을 성형하는 공정과;

상기 외부벽의 성형으로 인하여 하부벽의 상면에서 양 플랜지를 상호 접합하는 접합공정과;

를 포함하여 이루어지는 차량용 범퍼 빔 제조방법을 제공한다.

도 1은 본 발명의 적용부위를 나타내기 위한 범퍼의 평면 개략도.

도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도.

도 3은 본 발명에 의하여 제작된 범퍼 빔의 단면도.

도 4는 본 발명의 범퍼 빔을 제작하기 위한 롤링 성형장치의 개략적인 측면 구성도.

도 5는 본 발명에 의한 범퍼 빔의 제조과정을 설명하기 위한 도면.

도 6의 (A)(B)(C)(D)는 본 발명의 제조 과정의 설명을 위한 롤 성형장치의 일부 발췌도.

도 7은 종래 범퍼 빔의 단면도이다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의해 제조된 범퍼 빔이 적용된 범퍼의 평면도 및 그 단면도로서, 범퍼(2)는 차폭방향으로 배치되어 후부 양측의 스테이(4)(6)에 의하여 차체에 고정되는 범퍼 빔(8)과, 이의 빔(8) 전면에 배치되는 충격 흡수부재(10)와, 상기 충격 흡수부재(10)의 전면에 배치되어 이들을 은폐 보호하는 범퍼 커버(12)로 이루어진다.

상기 범퍼 빔(8)은 도 3에서와 같이, 상하 2개의 쳄버(14)(16)를 보유하는 형태로 이루어지게 되며, 도 4와 같은 성형장치에 의하여 다단계의 롤 포머를 거치면서 도 5와 같은 형태로 성형이 이루어지게 된다.

먼저, 성형장치의 구성을 살펴보면, 범퍼 빔의 원자재인 띠상의 고장력 강판 소재(18)를 공급하는 언 코일러(20)와, 상기 언 코일러(20)의 후측에 배치되어 이에 풀려나오는 소재(18)를 곧게 펼쳐 주는 스트레이터너(22)와, 상기 스트레이터너(22)의 후측에 배치되어 이에 공급되는 소재(18)에 제품에 형성되는 홀을 가공하는 브레이크 프레스(24), 다수의 롤 포머가 순차적으로 배치되어 상기 스트레이터너(22)로부터 공급되는 소재(18)를 롤 성형하는 롤 성형수단(26)과, 다수의 롤 포머가 순차적으로 배치되어 상기 롤 성형수단(26)으로 성형되어 공급되는 소재(18)를 완만하게 만곡시키는 제1스위프 포밍수단(28)과, 상기 제1스위프 포밍수단(28)으로부터 공급되는 소재(18)에 범퍼 빔으로서의 완전한 곡률을 갖도록 만곡시키는 제2스위프 포밍수단(30)과, 상기 제2곡률 성형수단(30)으로부터 공급되는 소재(18)에 범퍼 빔(8)으로서의 치수 안정성을 위하여 최종 형상을 조정하는 형상조정수단(32)과, 상기의 과정으로 성형이 완료된 그 소재(18)의 양 단부를 접합시켜 완전 밀폐구조를 갖도록 하는 접합수단(34)과, 상기 접합수단(34)을 통과한 소재를 요구하는 길이로 절단하여 주는 절단수단(36)이 일렬로 배치되는 구성을 갖는다.

상기에서 롤 성형수단(26)와 제2스위프 포밍수단(30)을 형성하는 각각의 롤 포머(38)(40)(42)(44)(46)(48)(50)(52),(54)(56)(58)에 적용되는 상하 로울러는 도 5에서와 같이 소재(18)를 순차적으로 굴곡시켜 성형할 수 있는 형상으로 형성된다.

그리고 도면에서는 롤 성형수단(24)의 롤 포머(38∼52)를 8개로 도시하고 있으나, 이의 숫자는 일정의 숫자로 정해지는 것은 아니며, 성형단계에 따라 증감될 수 있다.

또한, 제1스위프 포밍수단(28)은 롤 포머(54)(56)(58)의 로울러 위치가 점차적으로 올라가는 형태로 배치함으로써, 소재(18)를 완만하게 만곡시키게 되며, 제2스위프 포밍수단(30)은 3개의 로울러 사이로 소재(18)를 통과시켜 차량의 범퍼에서 요구하는 곡률로 최종적인 만곡이 이루어지도록 성형하게 된다.

그리고 형상 조정수단(32)은 범퍼 빔(8)의 최종적인 형태로 홀에 소재(18)를 통과시킴으로써, 완전한 형태를 갖추도록 하는 것이며, 이를 통과한 소재(18)는 양 테두리부분이 용접수단(34)를 통과하면서 용접이 이루어지게 되는데, 이의 용접수단으로는 통상적인 고주파 용접을 실시하는 것이 일반적이며, 이에 용접과정을 거쳐 최종적으로 성형이 완료된 소재(18)는 소정의 절단수단(36)에 의하여 절단되어 도 3과 같은 단면을 갖는 범퍼 빔(8)을 제조할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 롤 성형장치를 이용하여 범퍼 빔(8)을 형성함에 있어서는 도 5에서와 같이 띠상의 소재(18)를 제1번 롤 포머(38)로부터 순차적으로 공급하면, 20개의 롤 포머를 거치면서 성형이 이루어지게 된다.

물론 상기에서 20개의 롤 포머를 사용한다는 것은 본 실시예에서만 한정되는 것이고, 필요에 따라서는 증감시킬 수 있다.

상기한 성형과정을 과정을 통해 제조된 범퍼 빔(8)은 도 3과 같은 형태로 이루어지게 되는데, 이의 구성은 상호 소정의 간격을 두고 양 쳄버(14)(16)의 내측면을 형성하는 내부벽(64)(66)과, 상기 내부벽(64)(66)의 상부에서 외측으로 절곡되어 형성되는 상부벽(68)(70)과, 상기 상부벽(68)(70)의 외부 하측으로 절곡되어 쳄버(14)(16)의 외측면을 형성하는 외부벽(72)(74)과, 상기 외부벽(72)(74)의 하측을 상호 연결하며, 그 중앙부에 돌출부(76)을 두고 그 양측에 하측으로 요입되는 요입부(78)(80)를 갖는 하부벽(82)을 포함하여 이루어진다.

물론, 상기에서 내벽(64)(66)의 하단부에서 상호 대향되는 형태로 절곡되는 플랜지(60)(62)는 상호 용접되어 두 개의 쳄버(14)(16)를 보유하게 된다.

상기에서 요입부(72)(74)는 반드시 성형하여야 하는 것으로 한정되는 것은 아니며, 평면으로 하여도 좋다.

상기와 같은 범퍼 빔(8)을 성형하기 위하여 본 발명은 플랜지(60)(62)를 포함하는 내부벽(64)(66)을 성형하는 공정과, 상기 내부벽(64)(66)의 하측부에서 소정의 간격을 두고 절곡시켜 상부벽(68)(70)을 성형하는 공정과, 상기 상부벽(68)(70)의 외측단으로부터 소정의 거리의 배측부분을 상측으로 절곡시켜 외부벽(72)(74)을 성형하는 공정과, 상기 플랜지(60)(62)를 상호 용접하는 접합공정으로 이루어진다.

상기에서 플랜지(60)(62)를 포함하는 내부벽(64)(66)을 성형하는 공정에서는 상부벽(68)(70)과 내부벽(64)(66)의 경계부(84)(86) 부분을 기준으로 내부벽(64)(66) 부분이 점점 상측으로 절곡되는 과정을 거치며, 이와 동시에 플랜지(60)(62) 부분은 내부벽(64)(66)의 경계부(88)(90)에서 대략 5단계를 거쳐 하측으로 절곡되는 과정으로 성형이 이루어지게 된다.

물론, 상기와 같은 내부벽(64)(66)과 플랜지(60)(62)가 성형되는 과정에서는 상부벽(68)(70)과 외부벽(72)(74)이 완전히 성형되지는 않지만 준비작업으로 이들 경계부(94)(96),(98)(100)에서 미소하게 상측으로 절곡이 이루어지게 된다.

그리고 상기와 같은 단계를 거쳐 플랜지(60)(62)를 포함하는 내부벽(64)(66)이 성형된 후에는 상부벽(68)(70)과 외부벽(72)(74)의 경계부(94)(96)에서 더욱 절곡이 이루어짐과 동시에 서서히 외부벽(72)(74)과 하부벽(82) 경계부(98)(100)에서 서서히 절곡이 이루어지게 된다.

상기와 같은 성형과정에서 외부벽(72)(74)은 그의 중간부분이 상측부분으로 미소하게 절곡되어 외부벽(72)(74)이 단면적으로 볼 때, 상측부분이 내측으로 미소하게 꺾여 들어나는 형상으로 이루어진다.

상기와 같은 과정으로 성형이 이루어지면, 내부벽(64)(66)과 상부벽(68)(70), 상부벽(68)(70)과 외부벽(72)(74), 외부벽(72)(74)과 하부벽(82) 사이의 경계부가 상호 대응되도록 내측으로 절곡되는 형태를 취하게 되며, 상기 플랜지(60)(62)를 상호 용접함으로써, 양측으로 2개의 쳄버(14)(16)를 보유하는 범퍼 빔(8)을 성형할 수 있게 되는 것이다.

즉, 본 발명은 띠상의 양측변으로부터 소정의 형상에 따라 내측으로 절곡시킴으로써, 요구하는 형상의 튜브를 성형할 수 있게 되는 것이다.

그리고, 본 발명은 2개의 쳄버(14)(16)를 갖는 튜브형태의 범퍼 빔(8)을 성형함에 있어서, 롤 성형에 의한 연속적인 한 번의 공정으로 요구되는 범퍼 빔(8)을 성형할 수 있게 되는 것이다.

이에 따라 종래와 같이, 일측이 개구되도록 W형태의 본체를 성형한 후에 다시 별도의 플레이트를 용접하는 번거로움을 방지할 수 있게 되는 것이다.

그리고 도면에서는 하부벽(82) 부분을 돌출부(76)와 그 양측으로 요입부(78)(80)를 갖는 불규칙 단면을 갖도록 도시한 것은 그 강성을 향상시키기 위한 것으로서, 이때에는 상부벽(70)(72)와 외부벽(74)(76)의 초기 성형시부터 서서히 성형하면 바람직하다.

상기와 같은 제조공정에서 각 쳄버(14)(16)의 각 벽을 형성하는 부위를 성형할 때, 최 끝단인 플랜지(60)(62)로부터 1단계씩 완전히 성형할 수도 있으나, 상기와 같은 각 부분이 단계적으로 서서히 중복 성형되도록 한 것은 최종단계에서 스프링 백 현상이 발생되지 않도록 함과 동시에 자연스러운 성형 공정이 이루어져 각각의 롤 포머(38∼58)에 걸리는 하중을 줄일 수 있도록 하기 위함이다.

도 5에서 원안의 숫자 1부터 20까지는 본 발명의 성형 단계를 나타낸 것으로서, 이의 단계는 제1번부터 제20번까지의 롤 포머를 거쳐 롤 성형이 이루어지는 단계를 도시한 것이며, 이의 제조단계는 이에 성형되는 제품에 따라 달라질 수 있는 것이다.

그리고 도 6은 본 발명에 의한 제조방법의 이해를 돕기 위하여 도시된 것으로서, (A)도는 5도의 제1단계, (B)도는 제10단계, (C)도는 제16단계, (D)도는 최종 단계인 제20단계에서 성형되는 과정을 도시한 것으로서, 이들 도면 중 부호 102와 104는 각각의 롤 포머를 형성하는 상, 로울러를 지칭하는 것이며, 각 단계의 로울러는 도 5와 같이 각 단계의 성형도에 따라 각각 다르게 형성됨은 물론이다.

이상에서와 같이, 본 발명에 의하면, 롤 포머를 순차적으로 지나면서 한 번의 공정으로 2개의 폐단면을 갖는 범퍼 빔을 제조할 수 있도록 하여 작업공수와 부품수 절감으로 제조원가를 절감하고, 경량화에 기여할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (10)

1. 띠상의 강판 소재를 순차적으로 배치된 다수의 롤 포머를 통과시켜 양측변으로부터 여러단계를 거쳐 소정의 형상으로 절곡시킴으로써, 단면으로 보아 2개의 폐단면 쳄버를 보유하는 차량용 범퍼 빔을 제조함에 있어서;

   양측단으로부터 내측으로 소정의 간격을 두고 상측으로 다단계에 걸쳐 절곡시킴과 동시에 그 끝단부가 수평을 유지하는 플랜지가 형성되도록 다단계로 절곡시키는 플랜지를 포함하는 내부벽 성형 공정과;

   상기 내부벽의 하측 절곡부로부터 소정의 거리의 내측부분에서 그 외측부분을 상측으로 절곡시켜 상부벽을 성형하는 공정과;

   상기 상부벽의 외측단으로부터 소정의 거리의 내측부분에서 그 외측부분을 상측으로 절곡시켜 외부벽을 성형하는 공정과;

   상기 외부벽의 성형으로 인하여 하부벽의 상면에서 양 플랜지를 상호 접합하는 접합공정과;

   를 포함하여 이루어지는 차량용 범퍼 빔 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서, 접합공정은 하부벽의 상면과 일정한 공간을 형성하여 플랜지가 용접되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 빔 제조방법.
3. 청구항 1에 있어서, 내부벽과 플랜지가 성형되는 과정에서 상부벽과 외부벽의 초기 성형이 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 범퍼 빔 제조방법.
4. 청구항 1에 있어서, 상부벽과 외부벽은 상부벽의 성형이 이루어지는 상태에서 외부벽의 초기 성형이 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 범퍼 빔 제조방법.
5. 청구항 1에 있어서, 외부벽의 성형과정에서 중간부분을 상측부분으로 미소하게 절곡시켜 단면에서 볼 때, 상측부분이 내측으로 미소하게 꺾여 상측 부분이 좁게 형성되도록 함을 특징으로 하는 차량용 범퍼 빔 제조방법.
6. 청구항 1에 있어서, 내부벽 성형 말기와 외부벽 성형 공정 사이에 하부벽의 양측으로 일정깊이의 요입부를 성형하기 위한 공정이 더욱 포함됨을 특징으로 하는 차량용 범퍼 빔 제조방법.
7. 띠상의 강판을 순차적으로 배치된 다수의 롤 포머를 통과시켜 양측변으로부터 여러단계를 거쳐 소정의 형상으로 절곡시킴으로써, 단면으로 보아 2개의 폐단면 쳄버를 보유하는 차량용 범퍼 빔을 제조함에 있어서,

   양측단으로부터 내측으로 소정의 간격을 두고 상측으로 다단계에 걸쳐 절곡시킴과 동시에 그 끝단부가 수평을 유지하는 플랜지가 형성되도록 다단계로 절곡시키는 플랜지를 포함하는 내부벽 성형 공정과;

   상기 내부벽의 하측 절곡부로부터 소정의 거리의 내측부분에서 그 외측부분을 상측으로 절곡시켜 상부벽을 성형하는 공정과;

   상기 상부벽의 외측단으로부터 소정의 거리의 내측부분에서 그 외측부분을 상측으로 절곡시켜 외부벽을 성형하는 공정과;

   상기 내부벽 성형공정 말기로부터 외부벽 성형공정까지 동시에 이루어지면서 상기 하부벽의 양측으로 일정깊이의 요입부를 형성하는 공정과;

   상기 외부벽의 성형으로 인하여 하부벽의 상면 상부에서 양 플랜지를 상호 접합시키는 접합공정과;

   를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 범퍼 빔 제조방법.
8. 청구항 7에 있어서, 접합공정은 하부벽의 상면과 일정한 공간을 형성하여 양 플랜지가 접합되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼 빔 제조방법.
9. 청구항 7에 있어서, 상부벽과 외부벽은 상부벽의 성형이 이루어지는 상태에서 외부벽의 초기 성형이 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 범퍼 빔 제조방법.
10. 청구항 7에 있어서, 외부벽의 성형과정에서는 중간부분을 상측부분으로 미소하게 절곡시켜 단면에서 볼 때, 상측부분이 내측으로 미소하게 꺾여 상측부분이 좁게 형성되도록 함을 특징으로 하는 차량용 범퍼 빔 제조방법.