KR20060011149A - Manufacturing method of door impact beam for vehicles and impact beam using the same - Google Patents

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Abstract

임팩트 빔의 양단을 압착하여 도어 인너 패널과 직접 점(Spot)용접함으로써 부품수를 줄임과 동시에, 제조공정을 단축시킬 수 있으며, 충격력에 대한 충격 에너지의 흡수 성능을 종래에 비하여 향상시킬 수 있도록;By pressing both ends of the impact beam and spot welding the door inner panel directly, the number of parts can be reduced and the manufacturing process can be shortened, and the absorption performance of impact energy against impact force can be improved as compared with the conventional art.

파이프 소재를 적정 길이로 절단하여 빔 소재를 형성하는 파이프 컷팅 단계; 상기 빔 소재의 양단부를 열간에서 확관툴을 이용하여 확관 성형하는 열간 확관 단계; 상기 빔 소재의 양측 확관부를 프레스 장치를 이용하여 가압하여 도어 인너 패널의 양단부에 각각 용접 고정하기 위한 장착부로 성형하는 프레스 압착단계; 상기 빔 소재를 설정온도의 범위 내에서, 설정시간 동안 열처리하는 열처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 도어의 임팩트 빔의 제조방법 및 이 방법을 이용한 임팩트 빔을 제공한다.A pipe cutting step of cutting the pipe material to an appropriate length to form a beam material; A hot expansion step of expanding the both ends of the beam material by using an expansion tool in a hot line; A press crimping step of pressing both side expansion pipes of the beam material by using a press device to form mounting parts for welding fixing to both ends of the door inner panel; It provides a method of manufacturing an impact beam of a door for a vehicle and an impact beam using the method, characterized in that it comprises a heat treatment step of heat-treating the beam material within a set temperature range, for a set time.

도어 임팩트 빔, 제조방법       Door impact beam, manufacturing method

Description

차량용 도어 임팩트 빔의 제조방법 및 이 방법을 이용한 임팩트 빔{MANUFACTURING METHOD OF DOOR IMPACT BEAM FOR VEHICLES AND IMPACT BEAM USING THE SAME}Method for manufacturing door impact beam for vehicle and impact beam using this method {MANUFACTURING METHOD OF DOOR IMPACT BEAM FOR VEHICLES AND IMPACT BEAM USING THE SAME}

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 도어 임팩트 빔의 정면도,1 is a front view of a door impact beam for a vehicle according to the prior art,

도 2는 종래 기술에 따른 차량용 도어 임팩트 빔의 장착 사시도,2 is a mounting perspective view of a vehicle door impact beam according to the prior art,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 임팩트 빔의 제조방법을 단계별로 도시한 공정도, 3 is a process diagram showing step by step a method of manufacturing a door impact beam for a vehicle according to an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 임팩트 빔의 정면도,4 is a front view of a door impact beam for a vehicle according to an embodiment of the present invention;

도 5와 도 6은 본 발명과 종래 기술에 따른 차량용 도어 임팩트 빔의 충돌 해석도, 및5 and 6 is a collision analysis of the vehicle door impact beam according to the present invention and the prior art, and

도 7과 도 8은 종래 기술 및 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 임팩트 빔의 시간별 임팩트 포스의 변화량 및 임팩트 빔의 변형량을 도시한 그래프이다. 7 and 8 are graphs showing the amount of change of the impact force and the amount of deformation of the impact beam over time of the door impact beam for a vehicle according to the prior art and the embodiment of the present invention.

본 발명은 차량용 도어 임팩트 빔의 제조방법 및 이 방법을 이용한 임팩트 빔에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 임팩트 빔의 양단을 압착하여 도어 인너 패 널과 직접 점(Spot)용접함으로써 부품수를 줄임과 동시에, 제조공정을 단축시킬 수 있으며, 충격력에 대한 에너지 성능을 종래에 비하여 향상시킬 수 있도록 하는 차량용 도어 임팩트 빔의 제조방법 및 이 방법을 이용한 임팩트 빔에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a door impact beam for a vehicle and an impact beam using the method, and more particularly, by pressing both ends of the impact beam to directly spot weld the door inner panel and reducing the number of parts. In addition, the present invention relates to a method of manufacturing a door impact beam for a vehicle that can shorten a manufacturing process and improve energy performance on impact force, and an impact beam using the method.

일반적으로 차량용 도어에 적용되는 임팩트 빔은 차량의 전방 및 후방 도어의 내부에 위치하는 구조물로써, 도어 인너 패널에 양단이 용접되어 다른 차량과의 측면 충돌 시, 그 충격에너지를 흡수 및 분산시켜서 탑승자와 차체를 보호하는 역할을 담당한다.In general, the impact beam applied to the vehicle door is a structure located inside the front and rear doors of the vehicle. Both ends of the impact beam are welded to the door inner panel to absorb and disperse the impact energy during side impact with another vehicle. It is responsible for protecting the body.

이러한, 임팩트 빔은, 도 1에서 도시한 바와 같이, 일단 파이프 소재를 컷팅(CUTTING) 한 후, 열처리 과정을 거쳐 빔 소재(101)를 구성하고, 프레스 성형을 통하여 2개의 브라켓(103)을 구성한 후, 상기 빔 소재(101)의 양단에 상기 브라켓(103)을 각각 CO2 용접을 통하여 용접부(W)를 형성하여 제작된다.The impact beam, as shown in FIG. 1, cuts the pipe material once, and then configures the beam material 101 through a heat treatment process, and forms two brackets 103 through press molding. Subsequently, the brackets 103 are formed at both ends of the beam material 101 by forming a welding portion W through CO 2 welding.

이와 같이, 제작된 임팩트 빔은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 도어 인너 패널(105)의 내부에서 그 양 단부(107,109)에 각각 브라켓(103)을 통하여 점용접함으로써, 도어에 장착하게 된다. As described above, the impact beam thus produced is attached to the door by spot welding the brackets 103 at both ends 107 and 109 of the inner door inner panel 105 through the brackets 103, respectively.

그러나 상기한 바와 같이 종래의 차량용 도어 임팩트 빔은 제조과정에서, 프레스 성형을 통하여 2개의 브라켓을 별도로 구성함으로 부품수가 늘어나고, 이에 따라 충격력에 대한 충격 에너지의 흡수 성능면에서 고려되어야 할 인자가 늘어난다는 문제점을 내포하고 있다. However, as described above, the conventional vehicle door impact beam increases the number of parts by forming two brackets separately through press molding in the manufacturing process, thereby increasing the factors to be considered in terms of absorbing performance of impact energy against impact force. There is a problem.                         

또한, 상기 빔 소재의 양단에 브라켓을 각각 CO2 용접하여야 함에 따라 제작공정상의 용접과정에서, 브라켓의 변형을 유발하게 되는 등의 문제점도 내포하고 있다.In addition, since the brackets must be CO 2 welded at both ends of the beam material, the welding process in the fabrication process may cause deformation of the brackets.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 임팩트 빔의 양단을 압착하여 도어 인너 패널과 직접 점(Spot)용접함으로써 부품수를 줄임과 동시에, 제조공정을 단축시킬 수 있으며, 충격력에 대한 충격 에너지의 흡수 성능을 종래에 비하여 향상시킬 수 있도록 하는 차량용 도어 임팩트 빔의 제조방법 및 이 방법을 이용한 임팩트 빔을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, the object of the present invention is to compress the both ends of the impact beam to spot welding directly with the door inner panel (Spot) to reduce the number of parts and at the same time shorten the manufacturing process The present invention provides a method for manufacturing a vehicle door impact beam and an impact beam using the method, which can improve the absorption performance of impact energy to impact force.

이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 차량용 도어 임팩트 빔의 제조방법 및 이 방법은 파이프 소재를 적정 길이로 절단하여 빔 소재를 형성하는 파이프 컷팅 단계; 상기 빔 소재의 양단부를 열간에서 확관툴을 이용하여 확관 성형하는 열간 확관 단계; 상기 빔 소재의 양측 확관부를 프레스 장치를 이용하여 가압하여 도어 인너 패널의 양단부에 각각 용접 고정하기 위한 장착부로 성형하는 프레스 압착단계; 상기 빔 소재를 설정온도의 범위 내에서, 설정시간 동안 열처리하는 열처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to realize this, a method of manufacturing a door impact beam for a vehicle according to the present invention and a method include: a pipe cutting step of cutting a pipe material to an appropriate length to form a beam material; A hot expansion step of expanding the both ends of the beam material by using an expansion tool in a hot line; A press crimping step of pressing both side expansion pipes of the beam material by using a press device to form mounting parts for welding fixing to both ends of the door inner panel; It characterized in that it comprises a heat treatment step of heat-treating the beam material for a set time, within the range of the set temperature.

이하, 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the preferred configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 임팩트 빔의 제조방법을 단계 별로 도시한 공정도 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 임팩트 빔의 정면도로써, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 임팩트 빔의 제조방법은, 상기 도 3에서 도시한 바와 같이, 먼저 파이프 소재를 컷터(3)를 이용하여 적정 길이로 절단하여 빔 소재(1)를 형성하는 파이프 컷팅 단계(S10)를 진행하게 된다.3 is a process diagram illustrating a method of manufacturing a door impact beam for a vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a front view of the door impact beam for a vehicle according to an embodiment of the present invention, according to an embodiment of the present invention. In the method of manufacturing a door impact beam for a vehicle, as shown in FIG. 3, a pipe cutting step (S10) of forming a beam material 1 by first cutting the pipe material to a proper length using a cutter 3 is performed. Done.

이 때, 상기 빔 소재(1)의 길이는 도어 인너 패널(30)의 양단부의 거리만큼의 길이로 설정하여 컷팅하는 것이 바람직하다. At this time, it is preferable that the length of the beam material 1 is set to a length equal to the distance of both ends of the door inner panel 30 and cut.

상기 파이프 컷팅 단계(S10)가 완료된 후에는 상기 빔 소재(1)의 양단부(5)를 열간에서 확관툴(10)을 이용하여 확관 성형하여 양측 확관부(7)를 형성하는 열간 확관 단계(S20)를 진행한다.After the pipe cutting step (S10) is completed, the hot expanding step (S20) of forming both side expanding parts (7) by expanding and forming the both ends (5) of the beam material (1) using the expanding tool (10) in the hot state. Proceed).

여기서, 상기 열간 확관 단계(S20)에서의 열간의 온도는 대략 700℃ ~ 950℃의 범위 내에서 설정되는 것이 바람직하며, 이 때의 확관률은 20% ~ 30%의 범위 내에서 이루어지는 것이 바람직하다.Here, the hot temperature in the hot expansion step (S20) is preferably set in the range of approximately 700 ℃ ~ 950 ℃, the expansion rate at this time is preferably made within the range of 20% to 30%. .

이와 같이, 상기 열간 확관 단계(S20)에서, 양측 확관부(7)를 형성한 빔 소재(1)는 프레스 장치(20)에 의해 그 양측 확관부(7)를 가압하여 도어 인너 패널(30)의 양단부에 각각 용접 고정하기 위한 장착부(9)로 성형하는 프레스 압착단계(S30)를 진행하게 된다. As described above, in the hot expansion step S20, the beam material 1 having the two expansion pipes 7 formed therein presses the two expansion pipes 7 by the press device 20 to open the door inner panel 30. Press pressing step (S30) of molding to the mounting portion (9) for welding fixing to both ends of the respectively.

즉, 상기 빔 소재(1)의 양측 확관부(7)를 상기 프레스 장치(20)의 금형 사이에 투입한 상태로 가압하여 그 양 단부를 압착함으로써, 두겹으로 된 장착부(9)를 형성하게 되는 것이다.That is, by pressing both sides expansion portion 7 of the beam material 1 between the molds of the press device 20 and pressing both ends thereof, the double mounting portion 9 is formed. will be.

이와 같이, 양 단부에 장착부(9)를 형성한 빔 소재(1)는 오븐 내에서 상기 빔 소재(1)를 설정온도의 범위 내에서, 설정시간 동안 열처리하는 열처리 단계(S40)를 진행하게 되는데, 이 때 상기 열처리를 위한 설정온도는 대략 700℃ ~ 950℃의 범위 내에서 설정되는 것이 바람직하고, 상기 설정시간은 대략 60 ~ 90분의 범위 내에서 이루어지는 것이 바람직하다.As such, the beam material 1 having the mounting portions 9 formed at both ends is subjected to a heat treatment step S40 of heat treating the beam material 1 in a oven for a set time in a range of a set temperature. At this time, the set temperature for the heat treatment is preferably set within the range of approximately 700 ℃ ~ 950 ℃, the set time is preferably made within the range of approximately 60 ~ 90 minutes.

이러한 차량용 도어 임팩트 빔의 제조과정을 통하여, 도 4에서와 같이, 빔 소재(1)의 양 단부를 확관 성형 후, 압착하여 도어 인너 패널(30)의 양단부에 용접 고정되는 장착부(9)를 형성하는 임팩트 빔을 완성하게 된다.Through the manufacturing process of the door impact beam for a vehicle, as shown in FIG. 4, after forming both ends of the beam material 1, the mounting parts 9 are welded and fixed to both ends of the door inner panel 30. The impact beam is completed.

상기와 같이 제조된 도어 임팩트 빔은, 상기 도 3에서 도시한 바와 같이, 도어 인너 패널(30)의 양단부(11,13)에 대하여 각 장착부(9)를 맞댄 상태로 점용접을 통하여 장착된다.(S50)As shown in FIG. 3, the door impact beam manufactured as described above is mounted to the both ends 11 and 13 of the door inner panel 30 by spot welding in a state where the mounting portions 9 are opposed to each other. (S50)

따라서, 상기한 바와 같은 차량용 도어 임팩트 빔의 제조방법에 의해 제조된 임팩트 빔과 종래 기술에 따른 임팩트 빔의 충돌 시험을 통한 충돌 해석은 본 발명의 실시예의 경우, 도 5와 같이 나타나며, 종래 기술의 경우, 도 6에서와 같은 양상을 나타낸다. Therefore, the collision analysis through the collision test between the impact beam manufactured by the method of manufacturing the vehicle door impact beam as described above and the impact beam according to the prior art is shown as shown in FIG. 5 in the case of the embodiment of the present invention, In this case, the same aspect as in FIG. 6 is shown.

이를, 도 7과 도 8에서 도시하고 있는 종래 기술 및 본 발명의 실시예에 따른 차량용 도어 임팩트 빔의 시간별 임팩트 포스(Force)의 변화량 및 임팩트 빔의 변형량을 도시한 그래프를 통하여 비교하여 보면, 먼저 도 7은 충돌 시, 종래 기술 및 본 발명의 실시예에 의한 임팩트 빔에 나타나는 임팩트 포스(Force)를 측정한 결과로서 곡선 A는 본 발명의 타입이며, 곡선 B는 종래 기술의 타입으로, 시간에 따른 임팩트 포스(Force)의 변화량을 나타내고 있다.7 and 8, the change amount of the impact force and the deformation amount of the impact beam of the door impact beam for a vehicle according to the prior art and the embodiment of the present invention shown in FIGS. 7 and 8 are first compared. 7 is a result of measuring the impact force appearing in the impact beam according to the prior art and the embodiment of the present invention at the time of collision, curve A is a type of the present invention, curve B is a type of the prior art, in time The change amount of the impact force is shown.

즉, 전체적으로 곡선 A가 곡선 B의 상위에 있음으로 충돌 시, 좀더 큰 하중입력에 대해 본 발명의 임팩트 빔이 종래 기술의 임팩트 빔에 비하여 더 잘 견디고 있음을 추정해 볼 수 있다. That is, it can be estimated that the impact beam of the present invention is more tolerant than the impact beam of the prior art for a larger load input due to the curve A being above the curve B as a whole.

그리고 도 8은 충돌 시, 시간에 따른 각 임팩트 빔의 변형량을 나타낸 그래프로써, 시간대별 곡선 A와 곡선 B를 비교해 볼 때, 본 발명의 임팩트 빔을 나타내는 곡선 A의 경우, 종래 기술의 임팩트 빔을 나타내는 곡선 B 보다 항상 아래쪽에 있음으로 충격에 의한 변형이 훨씬 적음을 알 수 있다.8 is a graph showing the deformation amount of each impact beam with time during a collision, and when comparing curve A and curve B for each time zone, curve A representing the impact beam of the present invention shows a conventional impact beam. It is always below the curve B, which shows that there is much less deformation due to impact.

따라서, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 도어의 임팩트 빔의 제조방법 및 이 방법을 이용한 임팩트 빔에 의하면, 임팩트 빔의 양단을 압착하여 도어 인너 패널과 직접 점(Spot)용접함으로써 브라켓과 같은 종래 부품의 수를 줄임과 동시에, 그 제조공정을 단축시킬 수 있어 경제적이며, 충격력에 대한 충격 에너지의 흡수 성능도 종래에 비하여 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Therefore, according to the method of manufacturing the impact beam of the vehicle door according to the present invention and the impact beam using the method according to the present invention, by pressing both ends of the impact beam to spot welding directly with the door inner panel (spot) such as the conventional In addition to reducing the number of components, the manufacturing process can be shortened and economical, and there is an effect that the performance of absorbing impact energy with respect to impact force can be improved as compared with the conventional art.

또한, 빔 소재의 양단에 브라켓 등의 용접작업을 배제할 수 있어, 제작 공정상에서 부품의 변형을 방지할 수 있는 등의 효과도 있다.In addition, welding operations such as brackets can be eliminated at both ends of the beam material, so that deformation of the component can be prevented in the manufacturing process.

Claims (7)

차량용 도어 임팩트 빔의 제조방법에 있어서, In the method of manufacturing a door impact beam for a vehicle, 파이프 소재를 적정 길이로 절단하여 빔 소재를 형성하는 파이프 컷팅 단계;A pipe cutting step of cutting the pipe material to an appropriate length to form a beam material; 상기 빔 소재의 양단부를 열간에서 확관툴을 이용하여 확관 성형하는 열간 확관 단계;A hot expansion step of expanding the both ends of the beam material by using an expansion tool in a hot line; 상기 빔 소재의 양측 확관부를 프레스 장치를 이용하여 가압하여 도어 인너 패널의 양단부에 각각 용접 고정하기 위한 장착부로 성형하는 프레스 압착단계;A press crimping step of pressing both side expansion pipes of the beam material by using a press device to form mounting parts for welding fixing to both ends of the door inner panel; 상기 빔 소재를 설정온도의 범위 내에서, 설정시간 동안 열처리하는 열처리 단계;A heat treatment step of heat-treating the beam material within a set temperature range for a set time; 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 임팩트 빔의 제조방법.Method of manufacturing a door impact beam for a vehicle, comprising the. 청구항 1에 있어서, 상기 파이프 컷팅 단계에서의 빔 소재의 길이는 The method of claim 1, wherein the length of the beam material in the pipe cutting step 도어 인너 패널의 양단부의 거리만큼 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 임팩트 빔의 제조방법.A method for manufacturing a door impact beam for a vehicle, characterized in that set by the distance of both ends of the door inner panel. 청구항 1에 있어서, 상기 열간 확관 단계에서의 열간의 온도는 The method of claim 1, wherein the hot temperature in the hot expansion step 700℃ ~ 950℃의 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 임팩트 빔의 제조방법.Method for producing a door impact beam for a vehicle, characterized in that set within the range of 700 ℃ ~ 950 ℃. 청구항 1에 있어서, 상기 열간 확관 단계에서의 확관률은 The method of claim 1, wherein the expansion rate in the hot expansion step is 20%~30%의 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 임팩트 빔의 제조방법.Method for manufacturing a door impact beam for a vehicle, characterized in that set within the range of 20% to 30%. 청구항 1에 있어서, 상기 열처리 단계에서의 설정온도는 The method of claim 1, wherein the set temperature in the heat treatment step 700℃ ~ 950℃의 범위 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 임팩트 빔의 제조방법.Method for producing a door impact beam for a vehicle, characterized in that made in the range of 700 ℃ ~ 950 ℃. 청구항 1에 있어서, 상기 열처리 단계에서의 설정시간은The method of claim 1, wherein the set time in the heat treatment step 60 ~ 90분의 범위 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 임팩트 빔의 제조방법.Method for producing a door impact beam for a vehicle, characterized in that made in the range of 60 to 90 minutes. 청구항 1의 차량용 도어 임팩트 빔의 제조방법을 이용하여 빔 소재의 양 단부를 확관 성형 후, 압착하여 도어 인너 패널의 양단부에 용접 고정되는 장착부를 형성하여 제조되는 차량용 도어 임팩트 빔.A door impact beam for a vehicle manufactured by expanding and molding both ends of a beam material by using the method for manufacturing a door impact beam for a vehicle according to claim 1 and then pressing them to form mounting parts welded and fixed to both ends of the door inner panel.
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