KR20110096859A

KR20110096859A - 범퍼빔 제조용 금형, 범퍼빔의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 범퍼빔

Info

Publication number: KR20110096859A
Application number: KR1020100016358A
Authority: KR
Inventors: 김명기
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2010-02-23
Publication date: 2011-08-31

Abstract

범퍼빔 제조용 금형, 범퍼빔의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 범퍼빔에 대한 발명이 개시된다. 개시된 발명은: 재료물을 사이에 두고 이격되게 배치되는 하부금형과 상부금형을 구비하여 재료물을 인서트 성형하는 금형부; 및 하부금형과 상부금형 중 적어도 어느 하나에 구비되어 재료물의 이동을 안내하는 안내부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 재료물이 수지재에 인서트되도록 열간압축성형하여 범퍼빔을 제조함으로써, 중량 및 제조비용이 감소되면서도 강성 및 완충효과가 향상되는 하이브리드 타입의 범퍼빔을 제조할 수 있을 뿐 아니라, 재료물의 이동이 안내부에 의해 안내되도록 하여 열간압축성형 과정에서 재료물이 지정된 위치에 위치되도록 함으로써, 범퍼빔 제조과정에서 불량이 발생되거나 위치에 따라 강성 편차가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

Description

범퍼빔 제조용 금형, 범퍼빔의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 범퍼빔{MOLD FOR MANUFACTURING BUMPER BEAM AND METHOD FOR MANUFACTURING BUMPER BEAM AND BUMPER BEAM MANUFRCTURED THEREBY}

본 발명은 범퍼빔 제조용 금형, 범퍼빔의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 범퍼빔에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하이브리드 타입의 범퍼빔을 제조하기 위한 범퍼빔 제조용 금형, 범퍼빔의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 범퍼빔의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 충돌 시 발생되는 충격력을 흡수하여 차량 및 탑승자 등을 보호하기 위해 차체의 전방 및 후방에 범퍼가 장착된다. 이러한 범퍼는 외면을 이루는 범퍼커버와, 상기 범퍼커버를 통해 충격이 전달되는 범퍼빔을 포함한다. 이 중 범퍼빔은 자동차에 전달되는 충격을 완충하는 것으로 충격력이 클 경우에는 그 충격력을 효과적으로 완충하도록 변형되고, 충격력이 적을 경우에는 변형되지 않거나 변형량을 최소화하도록 하는 역할을 한다.

상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

통상, 범퍼빔은 금속재로 제조된다. 이러한 범퍼빔은 강도를 확보하는데 유리한 점이 있으나, 제조비용이 많이 들고 중량이 무거워 차량의 중량을 증가시키고 연비향상에 악영향을 끼치는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로, 강도가 저하되지 않으면서 경량화된 범퍼빔을 제조할 수 있는 범퍼빔 제조용 금형, 범퍼빔의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 범퍼빔을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 범퍼빔 제조용 금형은: 재료물을 사이에 두고 이격되게 배치되는 하부금형과 상부금형을 구비하여 상기 재료물을 인서트 성형하는 금형부; 및 상기 하부금형과 상기 상부금형 중 적어도 어느 하나에 구비되어 상기 재료물의 이동을 안내하는 안내부를 포함한다.

또한, 상기 안내부는, 상기 하부금형에 이동 가능하게 설치되어 상기 재료물을 지지하는 지지부; 및 상기 지지부를 탄성 지지하는 탄성부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 하부금형에는 상기 지지부가 상기 상부금형의 이동방향에 대응되는 방향으로 이동되도록 상기 지지부의 이동경로를 안내하는 설치공이 형성되며, 상기 지지부는 상기 설치공에 이동 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 범퍼빔의 제조방법은: 수지재를 상기 하부금형에 적층하는 단계와; 안내부에 재료물이 결합되도록 상기 재료물을 상기 수지재에 적층하는 단계; 및 상기 수지재가 압축되도록 상부금형을 하부금형 측으로 이동시켜 상기 재료물을 인서트 성형하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 수지재를 상기 재료물에 적층하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 재료물은 상기 안내부에 의해 이동이 안내되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 재료물은 금속 재질의 스틸 레일인 것이 바람직하다.

또한, 상기 수지재는 열가공된 지엠티(Glass Mat Reinforced Thermoplastics) 시트인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 범퍼빔은: 수지재를 상기 하부금형에 적층하는 단계와; 안내부에 재료물이 결합되도록 상기 재료물을 상기 수지재에 적층하는 단계; 및 상기 수지재가 압축되도록 상부금형을 하부금형 측으로 이동시켜 상기 재료물을 인서트 성형하는 단계를 포함하여 제조되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 수지재를 상기 재료물에 적층하는 단계를 더 포함하여 제조되는 것이 바람직하다.

본 발명의 범퍼빔 제조용 금형, 범퍼빔의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 범퍼빔에 따르면, 재료물이 수지재에 인서트되도록 열간압축성형하여 범퍼빔을 제조함으로써, 중량 및 제조비용이 감소되면서도 강성 및 완충효과가 향상되는 하이브리드 타입(Hybrid type)의 범퍼빔을 제조할 수 있다.

또한, 본 발명은 재료물의 이동이 안내부에 의해 안내되도록 하여 열간압축성형 과정에서 재료물이 지정된 위치에 위치되도록 함으로써, 범퍼빔 제조과정에서 불량이 발생되거나 위치에 따라 강성 편차가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 범퍼빔 제조용 금형의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 재료물을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 범퍼빔 제조방법을 보여주는 흐름도이다.
도 4는 하부금형에 지엠티 시트가 적층되는 상태를 보여주는 도면이다.
도 5는 안내부에 재료물이 결합되는 상태를 보여주는 도면이다.
도 6은 재료물에 지엠티 시트가 적층되는 상태를 보여주는 도면이다.
도 7 및 도 8은 재료물이 인서트 성형되는 상태를 보여주는 도면이다.
도 9는 제조된 범퍼빔의 일례를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 범퍼빔 제조용 금형, 범퍼빔의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 범퍼빔의 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 범퍼빔 제조용 금형의 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 재료물을 도시한 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 범퍼빔 제조용 금형(100)은 금형부(110)와 안내부(120)를 포함한다.

금형부(110)는 재료물(10)을 사이에 두고 이격되게 배치되는 하부금형(111)과 상부금형(115)을 구비한다. 이러한 금형부(110)는 재료물(10)을 인서트 성형하여 제품을 제조한다. 본 실시예에서, 재료물(10)은 금속 재질의 스틸 레일인 것으로 예시되며, 제조되는 제품은 재료물(10)이 인서트 성형된 범퍼빔(1; 도 1 참조)인 것으로 예시된다. 금속 재질의 스틸 레일은 강판을 소재로 프레스 가공에 의해 제작될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 하부금형(111)은 고정된 상태로 구비되며, 상부금형(115)은 하부금형(111)의 상측에서 하부금형(111) 측을 향해 이동 가능하도록 구비된다. 하부금형(111)과 상부금형(115)의 서로 마주보는 면, 즉 하부금형(111)의 상측면과 상부금형(115)의 하측면에는 제조하고자 하는 범퍼빔(1)의 형상에 대응되는 형상을 갖는 성형부(부호생략)가 형성된다.

안내부(120)는 하부금형(111)과 상부금형(115) 중 적어도 어느 하나에 구비되어 재료물(10)의 승강을 안내한다. 본 실시예에서, 안내부(120)는 하부금형(111)에 형성되는 것으로 예시된다. 이러한 안내부(120)는 지지부(121)와 탄성부(125)를 포함한다.

지지부(121)는 하부금형(111)에 이동 가능하게 설치되어 재료물(10)을 지지한다. 이러한 지지부(121)는 재료물(10)에 착탈 가능하게 결합되어 재료물(10)을 하부에서 지지한다. 일례로서, 지지부(121)의 단부에는 지지부(121)의 다른 부분에 비해 작은 직경을 갖도록 형성된 결합부(122)가 형성되며, 재료물(10)에는 결합부(122)가 삽입되는 결합공(h)이 형성된다. 지지부(121)는 결합부(122)가 결합공(h)에 삽입됨에 의해 이루어지는 결합부(122)와 재료물(10)의 결합을 이용하여 재료물(10)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 하부금형(111)에는 설치공(112)이 형성된다. 설치공(112)은 하부금형(111)에 오목하게 형성되어 지지부(121)의 이동경로를 안내한다. 지지부(121)는 하부금형(111)에 설치되되, 설치공(112)에 이동 가능하게 설치되어, 설치공(112)에 의해 형성된 이동경로를 따라 상하로 이동할 수 있다.

본 실시예에서, 설치공(112)은 상부금형(115)의 이동방향에 대응되는 방향, 예를 들면 수직방향의 이동경로를 형성하도록 구비되는 것으로 예시된다. 이러한 설치공(112)에 설치되는 지지부(121)는 수평방향으로의 흔들림이 억제되면서 설치공(112)에 의해 형성된 이동경로를 따라 수직방향으로 이동될 수 있다.

탄성부(125)는 지지부(121)를 탄성 지지한다. 본 실시예에서, 탄성부(125)는 설치공(112)에 삽입되는 코일 스프링인 것으로 예시된다. 이러한 탄성부(125)는 지지부(121)를 하부에서 지지하고, 지지부(121)의 하부방향 이동시 압축되었다가, 지지부(121)를 상부방향으로 이동시키는 탄성력을 제공한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 범퍼빔 제조방법을 보여주는 흐름도이고, 도 4는 하부금형에 지엠티 시트가 적층되는 상태를 보여주는 도면이며, 도 5는 안내부에 재료물이 결합되는 상태를 보여주는 도면이다. 또한, 도 6은 재료물에 지엠티 시트가 적층되는 상태를 보여주는 도면이고, 도 7 및 도 8은 재료물이 인서트 성형되는 상태를 보여주는 도면이며, 도 9는 제조된 범퍼빔의 일례를 도시한 도면이다.

이하, 도 3 내지 도 9를 참조하여 본 실시예에 따른 범퍼빔 제조용 금형을 이용한 범퍼빔 제조방법에 대하여 설명한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 범퍼빔(1)을 제조하기 위해서는, 먼저, 수지재(20)를 하부금형(111)에 적층한다(S10). 본 실시예에서, 수지재(20)는 열가공된 지엠티(Glass Mat Reinforced Thermoplastics; GMT) 시트(Sheet)인 것으로 예시된다.

지엠티는 폴리프로필렌 등과 같은 열가소성수지 매트릭스(Matrix)를 니들링(Needling) 과정을 거쳐 제조된 유리섬유매트(Non-Woven Glass Fiber Mat)로 보강한 복합재료이다. 지엠티는 가격이 비교적 저렴하면서도 강성 및 인성이 우수하고, 특히 저온에서의 우수한 내충격 특성을 가지며, 원하는 형상으로의 성형이 용이한 특성을 갖는다.

본 실시예에 따르면, 금형부(110)는 수지재(20,30)를 열간압축성형하기 위한 금형인 것으로 예시된다. 그리고, 수지재(20)는 금형부(110)에 의한 열간압축성형시 성형부(부호생략)의 형상에 대응되는 형상으로의 변형이 용이하도록 적정 온도로 열가공된 지엠티 시트의 형태로 제공된다. 이때, 열간압축성형에 적합한 지엠티 시트의 적정 열가공 온도 및 형상은 당업자에게 자명한 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기와 같이 수지(20)가 하부금형(111)에 적층되면, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 안내부(120)에 재료물(10)이 결합되도록 재료물(10)을 수지재(20)에 적층한다(S20). 이때, 재료물(10)은 수지재(20)의 지지부(121)에 착탈 가능하게 결합되어 지지부(121)에 의해 지지되며, 이에 따라 재료물(10)은 안내부(120) 상에 고정되어 수평방향으로의 움직임이 억제된다. 지지부(121)는 탄성부(125)에 의해 탄성 지지된다.

이와 함께, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 수지재(30)을 재료물(10)에 적층한다(S30). 이때 적층되는 수지재(30)는 전술한 수지재(30)와 마찬가지로 열가공된 지엠티 시트의 형태로 제공된다.

그런 다음, 도 3과 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 수지재(20,30)가 압축되도록 상부금형(115)을 하부금형(111) 측으로 이동시켜 재료물(10)을 인서트 성형한다(S40).

상기와 같은 과정에서는, 수지재(20,30)는 하부금형(111) 및 상부금형(115)에 의해 압축되어 녹아내림으로써 그 형상이 변형되며, 재료물(10)은 수지재(20) 형상의 변형으로 인해 수지재(20)의 두께가 변화된 만큼 하부방향으로 이동된다. 이때, 재료물(10)은 안내부(120)에 의해 이동이 안내된다. 즉, 지지부(121)는 설치공(112)에 의해 형성된 이동경로를 따라 상하로 이동하도록 구비되고, 재료물(10)은 지지부(121)에 지지된 상태로 지지부(121)에 의해 이동이 안내되므로, 이동시 수평방향으로의 흔들림이 억제될 수 있다.

따라서, 재료물(10)은 상기한 바와 같은 열간압축성형 과정에서 상부금형(115)의 이동 및 수지재(20)의 형상 변화로 인해 이동될 때, 그 위치가 어긋나지 않고 지정된 위치에 위치될 수 있게 되며, 이에 따라 수지재(20,30)는 위치에 따른 편차 없이 재료물(10)을 둘러쌀 수 있게 된다.

상기한 과정에 따라, 수지재(20,30)는, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 범퍼빔(1)의 외측부를 형성하게 되며, 재료물(10)은 수지재(20,30)에 인서트되어 범퍼빔(1)의 내측부를 이루게 된다. 이와 같이 형성되는 범퍼빔(1)은 강성을 유지하는데 필요한 최소한의 부분만이 재료물(10), 즉 금속 재질의 스틸 레일로 구성되고, 나머지 부분, 즉 재료물(10)의 외측 부분은 재료물(10)에 비해 제조비용이 적게 들고 중량이 적게 나가는 수지재(20,30), 즉 지엠티 재질로 구성되도록 형성됨으로써, 중량이 감소되면서도 강성 및 완충효과가 향상되는 특성을 갖게 된다.

상기한 바와 같은 본 실시예의 범퍼빔 제조용 금형(100) 및 그 제조방법에 따르면, 재료물(10)이 수지재(20,30)에 인서트되도록 열간압축성형하여 범퍼빔(1)을 제조함으로써, 중량 및 제조비용이 감소되면서도 강성 및 완충효과가 향상되는 하이브리드 타입(Hybrid type)의 범퍼빔(1)을 제조할 수 있다.

또한, 본 실시예의 범퍼빔 제조용 금형(100), 범퍼빔의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 범퍼빔(1)에 따르면, 재료물(10)의 이동이 안내부(120)에 의해 안내되도록 하여 열간압축성형 과정에서 재료물(10)이 지정된 위치에 위치되도록 함으로써, 범퍼빔(1) 제조과정에서 불량이 발생되거나 위치에 따라 강성 편차가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1 : 범퍼빔 10 : 재료물
20.30 : 수지재 100 : 범퍼빔 제조용 금형
110 : 금형부 111 : 하부금형
115 : 상부금형 120 : 안내부
121 : 지지부 125 : 탄성부

Claims

재료물을 사이에 두고 이격되게 배치되는 하부금형과 상부금형을 구비하여 상기 재료물을 인서트 성형하는 금형부; 및
상기 하부금형과 상기 상부금형 중 적어도 어느 하나에 구비되어 상기 재료물의 이동을 안내하는 안내부를 포함하는 것을 특징으로 하는 범퍼빔 제조용 금형.
제1항에 있어서, 상기 안내부는,
상기 하부금형에 이동 가능하게 설치되어 상기 재료물을 지지하는 지지부; 및
상기 지지부를 탄성 지지하는 탄성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 범퍼빔 제조용 금형.
제2항에 있어서,
상기 하부금형에는 상기 지지부가 상기 상부금형의 이동방향에 대응되는 방향으로 이동되도록 상기 지지부의 이동경로를 안내하는 설치공이 형성되며,
상기 지지부는 상기 설치공에 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 범퍼빔 제조용 금형.
수지재를 상기 하부금형에 적층하는 단계;
안내부에 재료물이 결합되도록 상기 재료물을 상기 수지재에 적층하는 단계; 및
상기 수지재가 압축되도록 상부금형을 하부금형 측으로 이동시켜 상기 재료물을 인서트 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 범퍼빔 제조방법.
제4항에 있어서,
상기 수지재를 상기 재료물에 적층하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 범퍼빔 제조방법.
제4항에 있어서,
상기 재료물은 상기 안내부에 의해 이동이 안내되는 것을 특징으로 하는 범퍼빔 제조방법.
제4항에 있어서,
상기 재료물은 금속 재질의 스틸 레일인 것을 특징으로 하는 범퍼빔 제조방법.
제4항에 있어서,
상기 수지재는 열가공된 지엠티(Glass Mat Reinforced Thermoplastics) 시트인 것을 특징으로 하는 범퍼빔 제조방법.
제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 범퍼빔 제조방법으로 제조되는 범퍼빔.