KR20040001661A - 자동차의 테일게이트 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 테일게이트 제작방법에 관한 것으로, 열경화성 플라스틱 쉬트를 절단하는 절단공정과, 이 절단공정에서 절단된 플라스틱 쉬트를 성형 금형 속에서 가열 및 가압하여 각각 아우터패널과 인너패널의 설계 형상대로 성형하는 성형공정과, 이 성형공정에서 성형 완료된 상기 아우터패널과 인너패널을 에폭시블록으로 제작된 지그의 하형과 상형 사이에서 접착제를 매개로 접합시키는 접합공정으로 이루어진다.

즉, 종래 강판으로 제작할때에 비하여 플라스틱을 가열 및 가압시켜 성형하므로 1회의 프레싱과정을 통해 성형공정을 완료할 수 있게 되어 공정이 간편해지고 필요한 금형의 수가 줄어들며, 또한 접착제를 사용하므로 접합공정이 단순하고, 이에 사용되는 지그는 에폭시블록으로 제작되므로 제작이 간편하고 비용이 감소하게 되는 효과가 있다.

Description

자동차의 테일게이트 제작방법{a manufacturing method of tail gate for vehicles}

본 발명은 자동차의 테일게이트 제작방법에 관한 것으로, 특히 보다 간편하고, 저렴하게 테일게이트를 제작할 수 있도록 된 자동차의 테일게이트 제작방법에 관한 것이다.

근래 일반적인 세단형 자동차의 뒷 트렁크 상부 공간을 차내 공간으로 흡수하여 보다 넓은 실내 공간을 확보하고, 또한 차량의 뒷부분을 통하여 물건을 싣거나 내릴 수 있도록 하기 위하여 차량의 후방에 테일게이트를 설치한 형태의 차량이 승용 및 레저/스포츠 용으로써 널리 이용되고 있다.

상기 테일게이트는 일반적으로 도 1의 공정 순서도에서와 같은 공정을 거쳐 제작된다. 우선 코일(강판 생산업체에서 생산되는 형태로 강판을 두루마리 형태로 말아 놓은것)로부터 풀려나온 강판을 성형에 필요한 기본적인 형태로 절단해 내고, 이후 이 절단된 강판을 스틸재의 상형과 하형의 사이에 넣고 프레스로 가압하여 설계 형상대로의 굴곡면을 갖도록 성형한다.

그리고 상기와 같은 공정으로 각각 소정의 형상으로 성형된 아우터패널과 인너패널을 서로 맞대어 용접하거나, 아우터패널의 단부를 안쪽으로 접어넣어(헤밍;hemming) 아우터패널과 인너패널을 상호 접합시킴으로써 테일게이트를 제작한다.

그런데, 상기와 같은 종래의 제작방법에서는 강판으로부터 절단된 평평한 형상의 패널을 아우터패널이나 인너패널의 설계 형상대로 성형하기 위해서는 수 회의 프레싱 과정이 필요하고, 이에 따라 각 프레싱 과정마다의 전용 금형(상형과 하형)이 필요하게 되어 공수가 증가되고 또한 금형의 제작에 비용이 많이 들게 되는 단점이 있었다.

또한, 성형된 아우터패널과 인너패널을 헤밍을 통해 접합할 경우, 이 헤밍을 위한 복잡한 장치와 지그(jig)는 각 패널마다의 전용장치(테일게이트의 형상이 변경되면 그에 맞게 새로 제작해야함)로서 그 제작에 상당한 시간과 비용이 소모되는 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 단점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 아우터패널과 인너패널의 성형공정과 접합공정이 매우 단순해지고, 또한 각 공정에 사용되는 금형 및 지그의 제작에 비용이 적게 소모됨으로써 보다 간편하고 저렴하게 테일게이트를 제작할 수 있도록 된 자동차의 테일게이트 제작방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 테일게이트 제작방법의 공정 순서도,

도 2는 본 발명에 따른 테일게이트 제작방법의 공정 순서도,

도 3은 본 발명에 사용되는 지그의 하형을 도시한 도면,

도 4는 본 발명에 사용되는 지그의 상형을 도시한 도면,

도 5는 도 3의 지그 하형에 가이드가 설치된 상태의 도면,

도 6은 상기 도 5의 지그 하형에 테일게이트의 아우터패널이 얹혀진 상태를 도시한 도면,

도 7은 상기 도 6의 아우터패널 위에 테일게이트의 인너패널이 얹혀진 상태를 도시한 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 지그 하형,11 : 베이스판,

12 : 외곽 받침부,13 : 홀 받침부,

14 : 중앙 받침부,15 : 가이드,

20 : 지그 상형,21 : 베이스판,

22 : 외곽 가압부,23 : 홀 가압부,

24 : 중앙 가압부,B : 에폭시블록,

H : 윈도우글래스 설치 홀,R : 보강재,

30 : 아우터패널,40 : 인너패널.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 열경화성 플라스틱 쉬트(plastic sheet)를 성형에 필요한 기본 형상으로 절단해내는 절단공정과, 이절단공정에서 절단된 플라스틱 쉬트를 테일게이트의 최종 형상에 맞추어 제작된 금형에 넣고 가열·가압하며 시간을 경과시켜 상기 플라스틱 쉬트를 완성 형상의 아우터패널과 인너패널로 성형하는 성형공정과, 상기 아우터패널을 지그 하형에 얹고 그 위에 접합부에 접착제를 바른 상기 인너패널을 얹고 지그 상형을 덮어 가압하며 시간을 경과시켜 상기 아우터패널과 인너패널을 접합시키는 접합공정으로 이루어진다.

즉, 플라스틱 쉬트를 가열·가압하여 성형시킴으로써 1회의 프레싱 과정을 통하여 설계 형상대로의 굴곡면을 가진 아우터패널과 인너패널을 제작할 수 있게 되어, 수 회에 걸친 프레싱 과정에 필요한 다수의 금형이 필요 없게 된다.

또한, 상기 접합 공정에 사용되는 지그를 에폭시 블록으로 제작함으로써 제작시간과 비용을 대폭 절감할 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명이 원재료를 절단하는 절단공정과, 이 절단공정에서 가공된 1차제품을 설계 형상대로 성형하는 성형공정과, 이 성형공정에서 제작된 아우터패널과 인너패널을 상호 접합시키는 접합공정으로 이루어진 것은 종래의 방법과 동일하다.

그러나, 본 발명은 원재료를 변경함으로써 각 공정의 내용이 상이해지고, 그에 따라 본 발명의 소기 목적을 달성할 수 있도록 되어 있다.

본 발명은 상기 아우터패널과 인너패널을 강판이 아닌 열경화성 플라스틱 복합재료를 사용한다. 즉, 이 플라스틱 복합재료가 쉬트 형상으로 제작되어 있는 것을 모재로써 사용하는 것이다.

상기 절단공정에서는 상기 플라스틱 쉬트를 프레스를 통하여 성형에 필요한 기본 형상 즉, 테일게이트의 외곽 형상대로 절단해 내는데, 이는 종래 강판 절단 공정과 동일하다. 다만, 원재료의 강도가 작으므로 프레싱 과정에 필요한 동력을 감소시킬 수 있어 에너지 절약 측면에서 유리하다.

상기 성형공정에서는 상기 절단공정에서 절단된 평면 형상의 플라스틱 쉬트를 금형(아우터 패널용 상형과 하형, 인너패널용 상형과 하형)에 넣고 약 140∼180℃의 열과 약 30∼120bar의 압력으로 1∼5분간의 시간동안 프레싱한다.

이와 같은 프레싱 과정을 통하여 상기 원단 상태의 플라스틱 쉬트는 열경화반응을 일으켜 테일게이트의 패널로써 사용하기에 충분한 강도를 지니게 된다.

또한, 상기 금형은 테일게이트의 설계형상과 동일한 굴곡면을 가지도록 제작된 것으로 상기 1회의 프레싱 과정을 통해 아우터패널과 인너패널을 최종 완성 형상으로 성형할 수 있게 된다.

따라서, 종래 강판을 수차례 프레싱하여 최종 형상을 얻어내던 것에 비하여 공수가 대폭 감소되며, 필요한 금형의 수도 크게 줄어듦으로써 작업 자체의 진행이 신속해지고, 금형의 제작에 소요되는 시간과 비용도 크게 줄일 수 있다.

한편, 상기 접합공정에서는 아우터패널과 인너패널을 보다 효과적으로 접합하기 위한 보조 기구로서 지그를 사용하게 되는데, 이 지그는 상기 아우터패널과 인너패널을 차례로 올려놓을 수 있는 받침대 역할을 하는 지그 하형과, 그 상부에 얹혀져서 가압 매개체가 되는 지그 상형으로 이루어진다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 지그 하형(10)은 베이스판(11)과, 이 베이스판(11)의 상부에 설치되어 아우터패널의 외곽부를 받쳐주는 외곽 받침부(12)와, 아우터패널의 윈도우글래스가 설치될 홀의 테두리 부분을 받쳐주는 홀 받침부(13) 및, 아우터패널의 하부 중심부분을 받쳐 주는 수개의 중앙 받침부(14)로 구성되는데, 이들은 접착제로 상호 부착되는 다수의 에폭시블록(B)으로 이루어진다.

상기 에폭시블록(B)은 아우터패널과 인너패널의 접합공정시 가해지는 압력에 견딜 수 있는 충분한 강도를 가지고 있고, 열에 강하며, 저렴한(종래의 지그를 제작하는 스틸재에 비하여) 비용으로 쉽게 구할 수 있다는 장점이 있다.

상기 에폭시블록(B)은 모두 일정한 크기로 생산되므로, 상기 지그 하형(10) 제작시에는 우선 각 블록(B)들의 연이어진 상면이 대략 아우터패널의 굴곡면과 비슷하도록 절단하여 설치한뒤, 이후 그 상면을 NC밀링과 같은 수치제어 공작기계를 사용하여 정확한 치수로 매끄럽게 가공한다.

상기 지그 하형(10)의 상부에 얹혀지는 지그 상형(20)은 도 4에 도시된 바와 같이, 지그 하형(10)의 각 구성부에 대응되는 베이스판(21), 외곽 가압부(22), 홀 가압부(23) 및 중앙 가압부(24)로 구성되고, 상기 지그 하형(10)이 전반적으로 오목하게 형성되는 것에 반하여 상면이 볼록한 형상으로 형성되며, 재질과 제작방법은 지그 하형(10)과 동일하다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 지그 하형(10)에는 강성 보강을 위한 보강재(R)들이 적정 부위(수직으로 세워진 각 구성부와 베이스판이 연결되는 모서리부)에 부착되고, 이 보강재(R)들도 동일재질인 에폭시블록으로 제작되며, 이는지그 상형(20)에도 동일하게 적용된다.

또한, 상기 지그 하형(10)에는 이의 상면에 얹혀지는 아우터패널과 인너패널 및 지그 상형(20)이 올바른 위치에 안정적으로 얹혀질 수 있도록 외곽 받침부(12)의 각 외측면 중앙에 가이드(15)들이 설치된다.

이제 상기와 같이 제작된 지그(10,20)를 이용하여 수행되는 본 발명의 접합 공정에 대해 설명한다.

먼저, 도 6에 도시된 바와 같이, 패널의 내측면이 상방을 향하도록 아우터패널(30)을 지그 하형(10)에 올려 놓는다.

이어, 인너패널(40)의 외측면 중 외곽부와, 윈도우글래스 설치 홀(H)의 주변부에 접착제를 도포하여, 도 7의 상태와 같이, 상기 지그 하형(10)에 얹혀진 아우터패널(30)에 올려 놓는다.

이후, 상기 인너패널(40)의 위에 지그 상형(20)을 덮고 일정 시간(접착제 경화시간)동안 압력을 가하면, 아우터패널(30)과 인너패널(40)이 상호 접합되어 제품이 완성되게 된다.

즉, 성형 완료된 아우터패널(30)과 인너패널(40)을 상호 접합시킴에 있어서, 접착제를 사용한 단순 부착 방식을 사용함으로써 공정이 매우 단순화되며, 특히 헤밍(hemming)방식을 사용하지 않게 되어 고가의 장치인 헤밍장치가 필요 없게 되고, 상기 지그(10,20)는 에폭시블록으로 저렴하고 간편하게 제작할 수 있음으로써 지그 제작에 소모되는 시간과 비용을 크게 절감시킬 수 있게 되며, 이로써 모델변경시에도 보다 신속하게 대응할 수 있게 된다(이러한 점은 특히 다수의 시제품을 개발하는 차량 개발 과정에서 보다 큰 장점으로 작용한다.).

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 열경화성 플라스틱 복합재를 모재로 사용함으로써 1회의 프레싱 과정을 통하여 아우터패널이나 인너패널의 성형을 완료할 수 있게 된다. 따라서, 성형공정의 공수가 줄어들고 다수의 금형이 필요하지 않게 됨으로써 금형 제작 시간과 비용이 절감된다.

또한, 상기 아우터패널과 인너패널을 접합함에 있어 단순 접착 방식을 사용함으로써 접합공정이 매우 단순해지며, 이에 사용되는 지그를 에폭시블록으로 제작함으로써 지그 제작에 드는 시간과 비용을 절감시킬 수 있게 된다.

따라서, 테일게이트 제작 전체 과정에 있어서, 공수와 비용이 감소되는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 열경화성 플라스틱 쉬트를 성형에 필요한 기본형상으로 절단해내는 절단공정과, 이 절단공정에서 절단된 플라스틱 쉬트를 테일게이트의 최종 형상에 맞추어 제작된 금형에 넣고 가열·가압하며 시간을 경과시켜 상기 플라스틱 쉬트를 완성 형상의 아우터패널(30)과 인너패널(40)로 성형하는 성형공정과, 상기 아우터패널(30)을 지그 하형(10)에 얹고 그 위에 접합부에 접착제를 바른 상기 인너패널(40)을 얹고 지그 상형(20)을 덮어 가압하며 시간을 경과시켜 상기 아우터패널(30)과 인너패널(40)을 접합시키는 접합공정으로 이루어진 자동차의 테일게이트 제작방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 지그 하형(10)과 지그 상형(20)은 에폭시블록(B)으로 제작되며, 상기 아우터패널(30) 및 인너패널(40)과 맞닿는 면은 수치제어 공작기계로 다듬질 되는 것을 특징으로 하는 자동차의 테일게이트 제작방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 지그 하형(10)과 지그 상형(20)은 각각 아우터패널(30)의 접합부를 받치고 그 위에 얹혀지는 인너패널(40)을 가압할 수 있도록 상호 대응되는 외곽받침부(12)와 외곽가압부(22), 홀 받침부(13)와 홀 가압부(23), 중앙 받침부(14)와 중앙 가압부(24)를 포함하여 이루어지며, 이들은 각각의 베이스판(11,21)에 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차의 테일게이트 제작방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 지그 하형(10)과 지그 상형(10)에는 강도보강을 위한 보강재(R)가 상기 베이스판(11,21)과 이들에 설치되는 상기 각 구성부들의 연결 모서리부에 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차의 테일게이트 제작방법.
5. 제 3항에 있어서, 상기 지그 하형(10) 외곽 받침부(12)의 각 외측면 중앙에는 아우터패널(30)과 인너패널(40) 및 지그 상형(20)의 안착을 위한 가이드(15)가 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차의 테일게이트 제작방법.