KR20070083258A

KR20070083258A - 확관 및 프레스 가공된 부착부 일체형 자동차용 임팩트 빔및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20070083258A
Application number: KR1020060010171A
Authority: KR
Inventors: 이은우
Original assignee: 동원금속공업 주식회사
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2006-02-02
Publication date: 2007-08-24

Abstract

본원 발명은 자동차용 임팩트 빔에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차 장착을 위한 임팩트 빔의 제조시 임팩트 빔으로 제조되는 강관 중공관체에서 부착부로 되는 영역을 확관한 후 프레스 가공하는 것에 의해 부착부가 몸체부에 일체로 형성되는 확관 및 프레스 가공된 부착부 일체형 자동차용 임팩트 빔 및 그 제조방법에 관한 것이다.

상술한 본원발명의 확관 및 프레스 가공된 부착부 일체형 자동차용 임팩트 빔은, 강관 중공관체로부터 열처리되어 자동차용 임팩트 빔의 중앙영역을 이루는 몸체부와; 상기 강관 중공관체의 열처리 영역의 양 단부 비 열처리 영역이 확관된 후 프레스 가공에 의해 상기 몸체부의 양단부에 일체로 형성되는 부착부;를 포함하여 구성되어, 임팩트 빔의 제조 및 차량 장착의 용이성, 차량의 경량화 목적 달성 및 승차자의 안정성을 향상시키는 효과를 제공한다.

자동차, 임팩트 빔, 하이드로 포밍(hydro forming), 일체형 부착부, 확관, 프레스 가공, 강관 중공관체

Description

확관 및 프레스 가공된 부착부 일체형 자동차용 임팩트 빔 및 그 제조방법{A automobile impact beam with integrated brackets which made by hydro forming and pressing and the manufacturing method thereof}

도 1은 종래기술의 자동차용 임팩트 빔이 자동차 도어에 장착된 상태를 나타내는 도면이고,

도 2는 종래기술의 자동차용 임팩트 빔의 사시도이며,

도 3은 본원발명의 일 실시 예에 따르는 확관 및 프레스 가공된 부착부 일체형 자동차용 임팩트 빔의 사시도이고,

도 4는 본원발명의 일 실시 예에 따르는 확관 및 프레스 가공된 부착부 일체형 자동차용 임팩트 빔 제조방법의 처리과정을 나타내는 순서도이며,

도 5는 도 4의 처리과정 중 열처리 후의 임팩트 빔을 위한 강관 중공관체의 사시도이고,

도 6은 도 4의 처리과정 중 열처리 후의 강관 중공관체 중 부착부를 확관한 상태를 나타내는 도면이며,

도 7은 도 6의 처리과정 이 후 프레스 가공된 부착부가 형성된 임팩트 빔의 부분 사시도이고,

도 8은 도 7의 과정에 의해 가공 완료된 부착부에 부착부지지구를 부가한 상 태를 나타내는 임팩트 빔의 사시도이다.

* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *

1, 10: 임팩트 빔

2: 몸체 11: 몸체부

3, 4, 12', 13': 부착부(브라켓)

12, 13: 단부 영역 14: 부착부 영역

15: 절단선 16: 부착부 지지구

최근 들어 전 세계적으로 자동차 제작사들은 경쟁적으로 자동차의 안정성 향상을 기하기 위하여 문짝 내부에 임팩트 빔(Impact beam) 등의 강철제 보강재를 설치하고 있는 추세이다.

상술한 자동차용 강철제 보강재 중 임팩트 빔은 도 1에 도시된 바와 같이 주로 승용차나 승합차와 같은 차량의 도어(5) 내판과 외판 사이에 장착되어 차량의 측면 충돌 사고시 그 충격력으로 인한 차체의 변형 파손을 최소한으로 줄여 주고, 이로써 해당 차량의 탑승자 또는 운전자의 인명피해를 최소화하여 주는 역할을 하는 부품이다.

상술한 바와 같은 자동차용 임팩트 빔은 고장력 강판을 파형으로 성형한 재료가 주로 사용되어 왔으나 차량의 경량화 및 자동차의 연비향상 등의 목적으로 우수한 내충격성 및 내 충격흡수성을 가지도록 강관 중공관체로 제작 사용되고 있다.

도 2는 상술한 바와 같은 종래기술의 임팩트 빔으로서 대한민국 특허 공고번호 특 1994-3248호에 개시된 임팩트 빔의 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 종래기술의 강관 중공관체로 제작된 임팩트 빔(1)은 강관 중공관체의 몸체(2)의 양측에 도어(5)의 내판 또는 외판의 내측면에 부착고정되기 위한 부착부(브래킷: bracket)(3, 4)가 부착 구성된 형태를 가진다. 상술한 구성에서 상기 부착부(3, 4)는 별도로 가공 제작된 후에 상기 몸체(2)에 용접 부착되는 것이 일반적이다.

즉, 종래기술의 자동차용 임팩트 빔(1)의 경우에는 차량 도어(5) 내측에 부착 고정하기 위해 적어도 두 개의 부착부(3, 4)를 별도로 제작 사용해야하기 때문에 차량의 제작 부품 수 및 제작에 있어 부착부(브래킷: bracket)를 조립하는 용접공정의 공정 수 증가를 초래하고, 용접에 따른 변형으로 제품의 품질 안정성 문제에 영향을 주며 중량에 있어서도 부착부(3, 4)가 차지하는 부분이 추가되므로 차량 경량화를 저해하는 요인으로 작용하는 문제점을 가진다.

따라서, 본원발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 임팩트 빔의 강도를 향상시키면서도 차량의 경량화를 이룰 수 있으며 또한 용이한 제작이 가능하도록 하기 위하여 임팩트 빔으로 가공되는 강관 중공관체에서 부착부로 되는 부착부영역을 하이드로 포밍(hydro forming)에 의해 확관한 후 프레스가공(pressing)에 의해 부착부를 형성하는 확관 및 프레스 가공된 부착부 일체형 자동차용 임팩트 빔 및 그 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본원발명의 부착부 일체형 자동차용 임팩트 빔은, 강관 중공관체로부터 열처리되어 자동차용 임팩트 빔의 중앙영역을 이루는 몸체부와; 상기 강관 중공관체의 열처리 영역의 양 단부 비 열처리 영역이 확관된 후 프레스 가공에 의해 상기 몸체부의 양단부에 일체로 형성되는 부착부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 부착부는 상기 강관 중공관체의 열처리되지 않은 영역에서 하이드로 포밍(hydro forming)에 의해 확관된 후, 프레스 가공에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 강관 중공관체는 단면이 원형 또는 타원 중 어느 하나의 형상인 것을 특징으로 한다.

상기 부착부에는 차량의 부착 고정력을 향상시키기 위한 부착부지지구가 부착 구성된 것을 특징으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본원발명의 부착부 일체형 자동차용 임팩트 빔 제조방법은, 강관 중공관체의 임팩트 빔의 몸체부로 가공될 영역에 대하여 열처리를 수행하는 열처리 과정과; 상기 열처리과정에서 상기 몸체부로 되는 열처리가 수행된 영역 이외의 상기 강관 중공관체의 영역을 확관하는 확관과정과; 상기 확관과정에 의해 확관된 영역을 프레스 가공하여 상기 열처리부에 일체형으로 부착된 부착부로 가공하는 부착부형성과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 부착부형성과정은 상기 강관 중공관체의 열처리가 적어도 두 개 이상의 영역에서 수행되고, 상기 열처리가 수행된 영역 사이의 영역으로서의 부착부 영역이 확관된 경우 상기 확관된 부착부 영역을 절단하는 절단과정;을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 부착부형성과정은 상기 프레스 가공에 의해 형성된 부착부의 면에 부착부지지구를 형성하는 부착부지지구 형성과정;을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본원 발명을 더욱 상세히 설명한다.

도 3은 본원발명의 일 실시 예에 따르는 확관 및 프레스 가공된 부착부 일체형 자동차용 임팩트 빔의 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본원 발명의 일 실시 예에 따르는 자동차용 임팩트 빔(10)은 강관 중공관체로서 열처리 영역이 몸체부(11)를 이루고 몸체부(11)의 양측 단부에 확관 후 프레스 가공되어 형성된 부착부(12', 13')가 각각 일체형으로 부착 형성되는 구조를 가진다.

상기 부착부(12', 13')는 강관 중공관체 상태에서 임팩트 빔의 몸체부(11)로 되는 영역에 대하여 열처리가 수행되고, 열처리가 수행되지 않은 영역은 확관된 후 프레스 가공되는 것에 의해 몸체부(11)에 일체형으로 가공 형성된다. 이를 상세히 설명하면 상기 확관은 부착부(12', 13')로 되는 강관 중공관체의 양 단부(12, 13)와 강관 중공관체의 열처리 영역 사이에 형성되는 비열처리 영역으로서의 부착부 영역(14)을 하이드로 포밍(hydro forming)과 같은 방식의 가공에 의하여 이루어진다. 그리고 확관한 후 확관된 부착부 영역(14)을 절단선(15)을 따라 절단한 후 열처리 영역의 양 단부(12, 13)로 되는 확관된 영역을 프레스 가공하여 부착부(12', 13')로 가공 형성한다.

이때 상기 임팩트 빔(10)으로 되는 강관 중공관체로 제작하는 것은 경량화를 위한 것으로서 그 단면 형상에 제한은 없으나, 원형 또는 타원형이 바람직하고, 특히, 내충격성 및 내충격 흡수성을 가지도록 하기 위하여 타원형으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 그리고 상기 몸체부(11)로 되는 강관 중공관체의 영역을 열처리하는 것은 강성과 충격 흡수 능력을 극대화하기 위한 것이다.

상기 부착부(12', 13')는 프레스 가공 후에 강성 및 충격 흡수 능력의 극대화를 위해 열처리가 수행될 수 있다. 그리고 부착부(12', 13')에는 임팩트 빔(10)의 차량(자동차)에 부착하는 것을 용이하게 하며 부착상태를 견고히 유지하기 위하여 차량(자동차)의 부착면의 형성에 대응하는 부착부지지구(16)가 부착 형성될 수 있다.

도 4는 본원발명의 일 실시 예에 따르는 확관 및 프레스 가공된 부착부 일체형 자동차용 임팩트 빔 제조방법의 처리과정을 나타내는 순서도이고, 도 5 내지 도 8은 상기 도 4의 각 처리과정에 따르는 임팩트 빔으로 가공 중인 강관 중공관체의 상태를 나타내는 부분 사시도이다.

이하, 도 3 및 도 5 내지 도 8을 참조하여 도 4의 본원 발명의 일 실시 예에 따르는 확관 및 프레스 가공된 부착부 일체형 자동차용 임팩트 빔의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

본원발명의 확관 및 프레스 가공된 부착부 일체형 자동차용 임팩트 빔의 제조 방법은 먼저 도 4에 도시된 바와 같이 임팩트 빔(10)의 몸체부(11)로 되는 강관 중공관체의 영역에 대하여 강성과 충격 흡수 능력을 극대화하기 위하여 열처리를 수행한다. 이 경우 상술한 설명에서와 같이 강관 중공관체의 양측 단부(12, 13) 영역과 열처리 영역 사이의 비 열처리 영역으로서의 부착부 영역(14)은 차후의 확관 가공을 위하여 열처리를 수행하지 않는 것이 바람직하다(열처리 과정)(S1).

도 5는 상기 S1 과정에 의해 열처리된 상태의 강관 중공관체를 나타내는 도면으로서, 도 5의 (a)는 강관 중공관체의 중앙영역이 몸체부(11)로 되는 경우의 열처리 상태를 나타내며, 도 5의 (b)는 강관 중공관체의 중앙영역이 부착부 영역(14)로 되고 부착부 영역(14)의 양측이 몸체부(11)로 되는 경우의 열처리 상태를 나타낸다.

상술한 열처리과정(S1 과정) 이후 강관 중공관체의 열처리되지 않은 양 단부(12, 13)와 부착부 영역(14)을 하이드로 포밍(hydro forming) 등의 확관 가공법을 이용하여 확관한다(확관과정)(S2).

도 6은 상술한 S2 과정에 의해 확관된 강관 중공관체의 비열처리 영역으로서 의 양측 단부(12, 13) 또는 부착부 영역(14)을 나타내는 도면으로서, 도 6의 (a) 도면은 강관 중공관체의 단부(13)가 확관된 상태를 나타내고, 도 6의 (b) 도면은 강관 중공관체의 양 단부(12, 13)와 중앙의 부착부 영역(14)이 확관된 상태를 나타낸다.

상술한 S2 과정에 의해 확관이 수행된 후에는 확관된 단부(12, 13) 영역에 대하여 프레스 가공하여 부착부(12',13')로 형성한다(부착부 형성 과정). 이 때 확관된 부착부 영역이 있는 경우 부착부 영역(14)의 중심부의 절단선(15)을 따라 절단하는 과정을 수행하여 확관된 부착부 영역(14)이 열처리된 몸체부(11)의 양단부의 확관된 단부(12, 13)롤 형성하는 절단과정이 수행된다. 이 경우 부착부 영역(14)은 단부(12)에서 형성되는 부착부(12' 또는 13')의 길이의 2배가 되어 절단되는 경우 열처리된 몸체부(11)의 양 단부에 형성되는 부착부의 길이가 동일하게 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 절단 과정은 상기 확관된 부착부 영역(14)에 대한 프레스 가공이 수행된 이후에 수행될 수도 있다(S3).

도 7은 상술한 S3 과정에 의해 프레스 가공에 의해 몸체부(11)에 일체로 형성된 부착부(13')를 나타내는 도면이다.

상기 S3 과정의 부착부 형성 과정에 의해 몸체부(11)의 양 단부에 부착부(12', 13')가 형성된 후에는 부착부(12', 13')의 표면에 부착부지지구(16)를 고정부착시킨다. 상기 부착부지지구(16)는 자동차에 임팩트 빔(10)의 부착상태를 견고히 하기 위한 것으로서 그 형상은 자동차의 임팩트 빔(10)의 부착부(12', 13')가 부착되는 표면 형상에 대응되는 형상을 가진다. 따라서 부착부 지지구(16)의 형상 은 도 8에 의해 한정되지 않고 다양한 형상을 가질 수 있다(부착부 지지구 형성과정)(S4).

상술한 본원 발명은 차량용(자동차용) 임팩트 빔의 제작시 부착부를 확관한 후 프레스 가공에 의해 일체로 형성하는 것에 의해 강관 중공관체의 외주면이 두 겹으로 겹쳐지는 부착부로 형성되어 강도 향상을 꾀할 수 있고, 몸체부와 부착부를 별도 제작하지 않도록 하는 것에 의해 임팩트 빔의 제작시 별도 제작된 부착부를 몸체부에 조립하는 공정을 수행하지 않게 됨으로써 자동차용 임팩트 빔위 제작 및 장착에 소요되는 부품수 및 작업공수를 최소화시키는 효과를 제공한다.

또한 상술한 본원 발명의 자동차용 임팩트 빔은 강관 중공관체를 열처리 가공하는 것에 의해 강도 내충격성 및 충격 흡수성을 향상시켜 안정성을 향상시키며 또한 경량화를 달성하는 것에 의해 연비효율을 극대화시키는 효과를 제공한다.

Claims

강관 중공관체로부터 열처리되어 자동차용 임팩트 빔의 중앙영역을 이루는 몸체부와;

상기 강관 중공관체의 열처리 영역의 양 단부 비 열처리 영역이 확관된 후 프레스 가공에 의해 상기 몸체부의 양단부에 일체로 형성되는 부착부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 확관 및 프레스 가공된 부착부 일체형 자동차용 임팩트 빔.
제 1항에 있어서, 상기 부착부는 상기 강관 중공관체의 열처리 되지 않은 영역에서 하이드로 포밍(hydro forming)에 의해 확관된 후, 프레스 가공에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 확관 및 프레스 가공된 부착부 일체형 자동차용 임팩트 빔.
제 2항에 있어서, 상기 강관 중공관체는 단면이 원형 또는 타원 중 어느 하나의 형상인 것을 특징으로 하는 확관 및 프레스 가공된 부착부 일체형 자동차용 임팩트 빔.
제 3항에 있어서, 상기 부착부에는 차량의 부착 고정력을 향상시키기 위한 부착부지지구가 부착 구성된 것을 특징으로 하는 확관 및 프레스 가공된 부착부 일체형 자동차용 임팩트 빔.
강관 중공관체의 임팩트 빔의 몸체부로 가공될 영역에 대하여 열처리를 수행하는 열처리 과정과;

상기 열처리과정에서 상기 몸체부로 되는 열처리가 수행된 영역 이외의 상기 강관 중공관체의 영역을 확관하는 확관과정과;

상기 확관과정에 의해 확관된 영역을 프레스 가공하여 상기 열처리부에 일체형으로 부착된 부착부로 가공하는 부착부형성과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 확관 및 프레스 가공된 부착부 일체형 자동차용 임팩트 빔 제조 방법.
제 5항에 있어서, 상기 부착부형성과정은,

상기 강관 중공관체의 열처리가 적어도 두 개 이상의 영역에서 수행되고, 상기 열처리가 수행된 영역 사이의 영역으로서의 부착부 영역이 확관된 경우 상기 확관된 부착부 영역을 절단하는 절단과정;을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 확관 및 프레스 가공된 부착부 일체형 자동차용 임팩트 빔 제조 방법.
제 5항 또는 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부착부형성과정은 상기 프레스 가공에 의해 형성된 부착부의 면에 부착부지지구를 형성하는 부착부지지구 형성과정;을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 확관 및 프레스 가공된 부착부 일체형 자동차용 임팩트 빔 제조 방법.