KR20160032223A

KR20160032223A - 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품의 제조 방법 및 그 방법으로 제조한 다각형 폐단면 구조 부품

Info

Publication number: KR20160032223A
Application number: KR1020167004097A
Authority: KR
Inventors: 도요히사 신미야; 야스히로 기시가미; 유지 야마사키
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2013-08-26
Filing date: 2014-08-22
Publication date: 2016-03-23
Also published as: MX2016002455A; EP3040135B1; MX370431B; CN105492136B; EP3040135A1; US9981298B2; JP2015042414A; CN105492136A; EP3040135A4; KR101824341B1; US20160243603A1; JP5761275B2; WO2015029903A1

Abstract

(과제) 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품을 1 장의 금속판으로 프레스 성형하는 기술을 제공하는 것.
(해결 수단) 길이 방향을 따른 구부러진 형상을 가짐과 함께, 구부러진 형상의 반경 방향 가장 안쪽에 위치하는 능선을 따라 연장되는 플랜지부를 갖는 다각형 폐단면 구조 부품을 제조할 때에, 먼저, 상기 부품이 상기 가장 안쪽에 위치하는 능선의 위치에서 절단되어 각각의 단부가 그 능선 및 그것을 따라 연장되는 플랜지부를 갖도록 전개된 단면 형상이고, 상기 부품의 다각형 폐단면의 모서리부에 대응하는 복수 개의 능선을 가지며, 각 모서리부에 대응하는 각 능선이 상기 부품의 대응하는 능선의 곡률 반경과 동일하거나 그것보다 작은 곡률 반경을 갖는 홈통 형상의 전공정품을 프레스 성형하고, 이어서, 상기 전공정품을 그 복수 개의 능선 중 어느 1 개 이상의 위치에서 단면 방향으로 내향으로 변형되도록 프레스 성형하여, 상기 가장 안쪽에 위치하는 능선끼리 및 상기 플랜지끼리를 맞대는 것을 특징으로 한다.

Description

구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품의 제조 방법 및 그 방법으로 제조한 다각형 폐단면 구조 부품{METHOD FOR MANUFACTURING CURVED COMPONENT HAVING POLYGONAL CLOSED-CROSS-SECTIONAL STRUCTURE AND CURVED COMPONENT HAVING POLYGONAL CLOSED-CROSS-SECTIONAL STRUCTURE AND MANUFACTURED USING SAID METHOD}

본 발명은, 자동차나 가정용 전기 기구 등에 사용되는, 길이 방향을 따른 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품의 제조 방법 및 그 방법으로 제조한 다각형 폐단면 구조 부품에 관한 것이다.

자동차나 가정용 전기 기구 등의 분야에 있어서는, 2 개의 부품을 별개로 성형한 후에, 당해 부품을 접합하여 폐단면 구조화한 부품이 알려져 있다. 또 종래부터, 길이 방향을 따른 구부러진 형상을 갖는 폐단면 구조 부품을 제조하는 방법으로서, 하이드로 포밍이나 롤 포밍이 알려져 있다. 특허문헌에는, 이하의 방법이 개시되어 있다.

종래의 하이드로 폼 기술에서는 가공액을 주입하기 전에 모든 둘레 가장자리부를 용접할 필요가 있었지만, 특허문헌 1 에는, 2 장 이상의 금속판의 모든 둘레 가장자리부를 중첩하여 용접하지 않고, 팽출 가공에 있어서의 시일성이 우수하며, 딥 드로잉 성형품을 얻을 수 있고, 또한 복수 부품을 동시에 성형할 수 있는 생산 효율이 우수한 하이드로 폼 가공 장치, 하이드로 폼 가공 방법 및 하이드로 폼 가공 제품이 개시되어 있다.

특허문헌 2 에는, 띠판을 다단의 성형 롤러로 대략 폐단면으로 성형하는 롤 포밍 공정과, 맞댐부를 코킹용 롤러로 코킹 접합하는 공정과, 얻어진 폐단면 장척재 (長尺材) 를 띠판의 이동 방향을 따라서 다수의 굽힘 롤러로 만곡화하는 공정으로 이루어지는 폐단면 만곡 장척재의 제조 방법이 개시되어 있다.

특허문헌 3 에는, 1 장의 소재로부터, 폐단면 형상의 도중에 비틀림을 갖는 프레스 성형품을 얻는 것을 가능하게 하고, 경량이면서 또한 고강성의 비틀림부를 갖는 고품질의 폐단면 프레스 성형품을 저비용으로 제공하는 기술이 개시되어 있다.

그리고 특허문헌 4 에는, 구부러진 형상을 갖는 주름을 잡은 2 장의 강판을 양 측단의 플랜지부에서 서로 접합하고, 플랜지부끼리를 근접시켜 변형시킴으로써, 길이 방향을 따른 구부러진 형상을 갖는 폐단면 구조 부품을 프레스 성형으로 제조하는 기술이 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 2008-119723호 일본 공개특허공보 2000-263169호 일본 공개특허공보 2003-311329호 일본 공개특허공보 2011-062713호

그러나, 특허문헌 1 에 개시된 하이드로 포밍에 의한 성형 방법이나, 특허문헌 2 에 개시된 롤 포밍에 의한 성형 방법은, 프레스 성형과 비교하여 생산 속도가 느리고, 설비 비용이 높다는 문제가 있다. 또, 특허문헌 3 에 개시된 프레스 성형 방법은, 세로벽부에 곡면을 갖는 형상의 부품인 경우에, 끝면에서의 맞댐이 곤란해진다는 문제가 있다. 그리고, 특허문헌 4 에 개시된 방법은, 프레스 성형한 2 장의 강판의 플랜지부끼리를 용접 접합할 필요가 있기 때문에, 경량화에 한계가 있다는 문제가 있다.

상기 서술한 바와 같이, 종래 기술에서는 저비용화 또한 성형품의 경량화에 과제가 있다. 그러므로 본 발명은, 상기 종래 기술의 과제를 유리하게 해결하고, 프레스 성형만으로 저비용이고 또한 성형품의 경량화가 가능한, 길이 방향을 따른 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품의 제조 방법 및 그 방법으로 제조한 다각형 폐단면 구조 부품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는, 플랜지부의 최소화에 의한 성형품의 경량화를 도모하기 위해, 길이 방향을 따른 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품을 1 장의 금속판으로 성형하는 방법을 검토한 결과, 부품 형상의 다각형 폐단면의 각 모서리부에 대응하는 각 능선에 있어서의, 부품 형상의 길이 방향을 따른 구부러진 형상의 곡률 반경과 동등한 곡률 반경을 갖는, 길이 방향을 따른 구부러진 형상의 전공정품 형상을 설정하고, 그 전공정품 형상을 프레스 성형에 의해 단면 방향으로 축소시켜 부품 형상으로 성형하고자 하면, 전공정품 형상의 구부러진 형상의 반경 방향 안쪽에 위치하는 능선의 선 길이보다, 부품 형상의 대응하는 능선의 선 길이가 짧아지기 때문에, 판재에 여분이 생겨 부품 형상에 주름이 발생하는 바, 부품 형상과 전공정품 형상에 있어서 각 능선의 선 길이차가 발생하지 않거나 부품 형상 쪽이 각 능선의 선 길이가 길어지도록 전공정품 형상의 길이 방향을 따른 구부러진 형상의 곡률 반경을 설정하면, 주름을 발생시키지 않고 상기 길이 방향을 따른 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품을 프레스 성형에 의해 제조할 수 있다는 지견을 얻었다.

상기 서술한 점을 감안하여 상기 목적을 달성하는, 본 발명의 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품의 제조 방법은,

1 장의 금속판으로부터, 길이 방향을 따른 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조의 부품으로서, 상기 다각형 폐단면의 모서리부에 대응하는 복수 개의 능선을 가짐과 함께, 그것들 능선 중 당해 부품의 길이 방향을 따른 구부러진 형상의 반경 방향 가장 안쪽에 위치하는 능선을 따라 그 능선을 포함하는 평면에 평행하게 연장되는 플랜지부를 갖는 부품을 제조할 때에,

먼저, 상기 금속판으로부터, 상기 부품이 상기 가장 안쪽에 위치하는 능선의 위치에서 절단되어 각각의 단부가 그 능선 및 그것을 따라 연장되는 플랜지부를 갖도록 전개된 단면 형상이고, 상기 부품의 다각형 폐단면의 모서리부에 대응하는 복수 개의 능선을 가지며, 각 모서리부에 대응하는 각 능선이 상기 부품의 대응하는 능선과 동일하거나 그것보다 짧은 길이를 갖도록 그 대응하는 능선의 곡률 반경과 동일하거나 그것보다 작은 곡률 반경을 갖는, 길이 방향을 따른 구부러진 형상을 갖는 홈통 형상의 전공정품을 프레스 성형하고,

이어서, 상기 전공정품을 그 복수 개의 능선 중 어느 1 개 이상의 위치에서 단면 방향으로 내향으로 변형되도록 프레스 성형하여, 상기 가장 안쪽에 위치하는 능선끼리 및 상기 플랜지부끼리를 맞대는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품의 제조 방법에 있어서는, 상기 전공정품의 상기 복수 개의 능선 중 어느 1 개 이상에 그 능선을 따라, 상기 전공정품이 그 능선의 위치에서 단면 방향으로 내향으로 변형되기 쉽도록 홈형 단면 형상의 꺽은선을 프레스 성형하도록 해도 되고, 이와 같이 하면, 전공정품이 그 능선의 위치에서 확실하게 단면 방향으로 내향으로 변형되므로, 전공정품으로부터 부품을 고정밀도로 프레스 성형할 수 있다.

그리고, 본 발명의 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품은, 상기 서술한 본 발명의 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품의 제조 방법에 의해 제조하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품의 제조 방법에 있어서는, 1 장의 금속판으로부터, 길이 방향을 따른 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조의 부품으로서, 상기 다각형 폐단면의 모서리부에 대응하는 복수 개의 능선을 가짐과 함께, 그것들 능선 중 당해 부품의 길이 방향을 따른 구부러진 형상의 반경 방향 가장 안쪽에 위치하는 능선을 따라 그 능선을 포함하는 평면에 평행하게 연장되는 플랜지부를 갖는 부품을 제조할 때에, 먼저, 그 금속판으로부터, 길이 방향을 따른 구부러진 형상을 갖는 홈통 형상의 전공정품을 프레스 성형하고, 이 전공정품은, 상기 부품이 상기 가장 안쪽에 위치하는 능선의 위치에서 절단되어 각각의 단부가 그 능선 및 그것을 따라 연장되는 플랜지부를 갖도록 전개된 단면 형상이고, 상기 부품의 다각형 폐단면의 모서리부에 대응하는 복수 개의 능선을 가지며, 각 모서리부에 대응하는 각 능선이 상기 부품의 대응하는 능선과 동일하거나 그것보다 짧은 길이를 갖도록 그 대응하는 능선의 곡률 반경과 동일하거나 그것보다 작은 곡률 반경을 갖는 것으로 한다. 이어서, 그 전공정품을 그 복수 개의 능선 중 어느 1 개 이상의 위치에서 단면 방향으로 내향으로 변형되도록 프레스 성형하여, 가장 안쪽에 위치하는 능선끼리 및 그것들 능선을 따라 연장되는 플랜지끼리를 맞댄다.

따라서, 본 발명의 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품의 제조 방법, 및 그 방법으로 제조한 본 발명의 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품에 의하면, 1 장의 금속판으로부터 프레스 성형에 의해 형성할 수 있기 때문에 저비용이고, 또 플랜지부가 부품의 구부러진 형상의 내측만으로 충분하므로 부품의 경량화에 기여할 수 있으며, 또한 전공정품으로부터 부품을 프레스 성형할 때에 각 능선의 선 길이차가 발생하지 않거나 부품 형상 쪽이 각 능선의 선 길이가 길어지도록 하므로, 부품 형상으로의 주름의 발생을 방지할 수 있다.

도 1 의 (a), 도 1 의 (b) 는, 본 발명의 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품의 제조 방법의 일 실시형태에 있어서 제조하는 폐단면 구조 부품을 나타내는 측면도 및 그 측면도 중의 A-A 선을 따른 단면도이다.
도 2 의 (a), 도 2 의 (b) 는, 상기 실시형태의 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품의 제조 방법에 있어서 제조하는 전공정품을 나타내는 측면도, 및 그 측면도 중의 B-B 선을 따른 단면도이다.
도 3 은, 도 2 에 나타내는 전공정품을 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 4 의 (a), 도 4 의 (b) 는, 본 발명의 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품의 제조 방법의 다른 일 실시형태에 있어서 제조하는 전공정품 및 그 전공정품으로 제조한 폐단면 구조 부품을 나타내는 사시도이다.
도 5 의 (a), 도 5 의 (b) 는, 상기 실시형태의 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품의 제조 방법에 있어서 제조하는 전공정품 및 그 전공정품으로부터 폐단면 구조 부품을 제조하는 프레스형 (型) 을 나타내는 사시도이다.
도 6 의 (a), 도 6 의 (b) 는, 비교예의 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품의 제조 방법에 있어서 제조하는 전공정품 및 그 전공정품으로 제조한 폐단면 구조 부품을 나타내는 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 여기에, 도 1 의 (a) 는, 본 발명의 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품의 제조 방법의 일 실시형태에 있어서 제조하는 폐단면 구조 부품을 나타내는 측면도, 그리고 도 1 의 (b) 는, 그 측면도 중의 A-A 선을 따른 단면도이고, 또 도 2 의 (a) 는, 상기 실시형태의 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품의 제조 방법에 있어서 제조하는 전공정품을 나타내는 측면도, 그리고 도 2 의 (b) 는, 그 측면도 중의 B-B 선을 따른 단면도이다.

이 실시형태의 방법에서는, 1 장의 강판으로부터, 도 1 의 (a), (b) 에 나타내는 바와 같이, 사각형 폐단면 구조의 각통상 (角筒狀) 의 부품 (1) 을 제조한다. 이 부품 (1) 은, 그 부품 (1) 의 길이 방향을 따른 구부러진 형상을 갖고, 그 사각형 폐단면의 모서리부에 대응하는 위치에서 부품 (1) 의 길이 방향을 따라 연장되는 4 개의 능선 (1a, 1b, 1c, 1d) 을 가짐과 함께, 그것들 능선 (1a ∼ 1d) 중 부품 (1) 의 사각형 폐단면의, 부품 (1) 의 길이 방향을 따른 구부러진 형상의 반경 방향 가장 안쪽 (도 1 에서는 가장 위의 위치) 에 위치하는 능선 (1d) 을 따라 그 능선 (1d) 을 포함하는 평면 (도 1 의 (a) 에서는 지면 (紙面) 에 평행한 평면) 상에서 연장되는 상기 반경 방향 안쪽으로 돌출된 플랜지부 (1e) 를 갖고 있다. 또, 이 부품 (1) 의 구부러진 형상은, 사각형 폐단면 구조 부분에 대한 상기 반경 방향 가장 안쪽 부분 즉 능선 (1d) 의 위치에서, 그 능선 (1d) 을 포함하는 평면 상에 중심이 위치하는 곡률 반경 (R1) 으로 되어 있다.

이 부품 (1) 을 제조할 때에, 이 실시형태의 제조 방법에서는, 미리 소정의 윤곽 형상으로 트림 가공된 1 장의 강판으로부터, 먼저, 도 2 의 (a), (b) 에 나타내는 바와 같이, 길이 방향을 따른 구부러진 형상을 갖는 홈통 형상의 전공정품 (2) 을, 예를 들어 굽힘 및 드로잉 성형 금형을 사용하여 프레스 성형한다. 이 전공정품 (2) 은, 부품 (1) 이 상기 가장 안쪽에 위치하는 능선 (1d) 의 위치에서 절단되어 각각의 단부가 그 능선 (1d) 및 그것을 따라 연장되는 플랜지부 (1e) 를 갖도록 전개된, 도 2 의 (b) 에 나타내는 바와 같이 개단면 형상이고, 부품 (1) 의 다각형 폐단면의 모서리부에 대응하는 4 개의 능선으로부터 상기 절단에 의해 1 개 증가한 5 개의 능선 (2a ∼ 2d) 을 가짐과 함께, 반경 방향 가장 안쪽 (도 2 에서는 가장 위의 위치) 에 위치하는 2 개의 능선 (2d) 을 따라 각각 연장되는 2 장의 플랜지부 (2e) 를 갖고 있다.

여기서, 각 능선 (2a ∼ 2d) 은, 부품 (1) 의 대응하는 능선 (1a ∼ 1d) 과 동일하거나 그것보다 짧은 길이를 갖도록, 그 대응하는 능선 (1a ∼ 1d) 의 곡률 반경과 동일하거나 그것보다 작은 곡률 반경을 갖는 것으로 한다. 즉 예를 들어, 반경 방향 가장 안쪽 (도 2 에서는 가장 위의 위치) 에 위치하는 능선 (2d) 에 대해서는 곡률 반경 (R2) 을, 그것에 대응하는 부품 (1) 의 능선 (1d) 의 곡률 반경 (R1) 보다 작은 것으로 한다. 또 상기 프레스 성형에서는, 도 3 에 확대하여 나타내는 바와 같이, 전공정품 (2) 의 각 능선 (2a ∼ 2d) 의 양측의 변 사이에 놓이는 내측의 위치에, 전공정품 (2) 이 다음 공정에 있어서 그 능선의 위치에서 단면 방향으로 변형되기 쉽도록, 그것들 능선 (2a ∼ 2d) 을 따라 각각 연장되는 U 홈형 단면 형상의 꺽은선 (2f) 을 형성하고 있다.

또한, 이 전공정품 (2) 에서의 각 능선 (2a ∼ 2d) 및 플랜지부 (2e) 의 구부러진 형상은, 능선 (2a) 이외에는 도 2 의 (a) 의 지면과 평행한 것이 아니라, 각 능선 (2b ∼ 2d) 이 부품 (1) 의 대응하는 능선 (1b ∼ 1d) 과 동일한 위치로 이동하도록 전공정품 (2) 이 변형되었을 때에 그것들 능선 (2b ∼ 2d) 및 플랜지부 (2e) 가 도 2 의 (a) 의 지면과 평행한 평면 상에서 그 평면을 따라 연장하도록 설정된 것이고, 상기 곡률 반경 (R2) 의 중심도, 도 2 의 (a) 의 지면 상이 아니라 지면으로부터 연직 방향으로 이간된 위치 (예를 들어 플랜지부 (2e) 를 포함하는 평면 상) 에 위치하고 있다.

다음 공정에서는 이 전공정품 (2) 을, 부품 (1) 의 구부러진 형상에 대응하는 성형 형상을 갖는 도시되지 않은 통상의 캠형에 의해, 도 2 의 (b) 에서는 좌우 방향으로부터, 도 2 의 (b) 중에 실선으로 나타내는 당초의 단면 형상으로부터 단면 방향으로 내향으로 변형되도록 가압하여, 가장 안쪽에 위치하는 능선 (2d) 끼리 및 그것들 능선 (2d) 을 따라 연장되는 플랜지부 (2e) 끼리를 맞대어 도 2 의 (b) 중에 가상선으로 나타내는, 부품 (1) 의 단면 형상에 대응하는 폐단면 형상으로 프레스 성형한다.

이 때, 전공정품 (2) 은 각 능선 (2a ∼ 2c) 의 위치에서 내향으로 절곡됨과 동시에 각 능선 (2d) 의 위치에서 외향으로 절곡되고, 그 때, 통상은 그 능선의 구부러진 형상을 따른 절곡에 의해 부품 (1) 의 구부러진 형상의 반경 방향 안쪽으로 이동하는 부분의 길이가 단축되는 바, 상기 캠형에 의해, 각 능선 (2a ∼ 2d) 의 곡률 반경이 부품 (1) 의 대응하는 각 능선 (1a ∼ 1d) 에 동일해지도록 곡률 반경의 확대를 허용하면서 전공정품 (2) 을 변형시킴으로써, 각 능선 (2a ∼ 2d) 의 선 길이가 유지 혹은 신장되어 부품 (1) 의 각 능선 (1a ∼ 1d) 의 선 길이와 일치하고, 플랜지부 (2e) 의 길이도 신장되어 부품 (1) 의 플랜지부 (1e) 의 길이와 일치한다.

이 프레스 성형 후에, 전공정품 (2) 의 맞댄 플랜지부 (2e) 끼리를 예를 들어 스폿 용접이나 레이저 용접 등의 용접 혹은 접착제 등에 의해 접합함으로써, 폐단면 구조의 부품 (1) 을 제조할 수 있다.

따라서, 이 실시형태의 제조 방법 및 그 제조 방법으로 제조한 이 실시형태의 구부러진 형상을 갖는 사각형 폐단면 구조의 부품 (1) 에 의하면, 1 장의 금속판으로 프레스 성형에 의해 부품 (1) 을 형성할 수 있기 때문에 저비용이고, 또 플랜지부 (1e) 가 부품 (1) 의 구부러진 형상의 내측만으로 충분하므로 부품 (1) 의 경량화에 기여할 수 있으며, 게다가 전공정품 (2) 으로부터 부품 (1) 을 프레스 성형할 때에 각 능선의 선 길이차가 발생하지 않거나 부품 형상 쪽이 각 능선의 선 길이가 길어지도록 하므로, 부품 (1) 에 대한 주름의 발생을 방지할 수 있다.

게다가, 이 실시형태의 제조 방법에 의하면, 전공정품 (2) 의 각 능선 (2a ∼ 2d) 에 꺽은선 (2f) 을 프레스 성형하므로, 전공정품 (2) 이 다음 공정에 있어서 그 능선 (2a ∼ 2d) 의 위치에서 확실하게 단면 방향으로 내향으로 변형되므로, 전공정품 (2) 으로부터 부품 (1) 을 고정밀도로 프레스 성형할 수 있다.

도 4 의 (a), (b) 는, 본 발명의 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품의 제조 방법의 다른 일 실시형태에 있어서 제조하는 전공정품 및 그 전공정품으로 제조한 폐단면 구조 부품을 나타내는 사시도, 또 도 5 의 (a), (b) 는, 그 실시형태의 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품의 제조 방법에 있어서 제조하는 전공정품 및 그 전공정품으로부터 폐단면 구조 부품을 제조하는 프레스형을 나타내는 사시도이다.

이 실시형태의 제조 방법은, 도 4 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 자동차 차체용의 프론트 필러 부품 (3) 을 제조하는 것이고, 이 프론트 필러 부품 (3) 은, 비교적 큰 곡률 반경의 전체적인 구부러진 형상과 중간부의 비교적 작은 곡률 반경의 구부러진 형상을 가짐과 함께, 끝면으로부터 분명한 바와 같이 모서리부에 대응하는 4 개의 능선 (3a ∼ 3d) 을 갖는 대략 사다리꼴의 폐단면 구조를 갖고, 또한 그 구부러진 형상의 내측에 위치하는 플랜지부 (3e) 를 갖고 있다.

이 프론트 필러 부품 (3) 을 프레스 성형에 의해 제조할 때에, 이 실시형태의 제조 방법에서는, 미리 소정의 윤곽 형상으로 트림 가공된 1 장의 강판으로부터, 먼저, 도 4 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 길이 방향을 따른 구부러진 형상을 갖는 홈통 형상의 전공정품 (4) 을, 예를 들어 굽힘 및 드로잉 성형 금형을 사용하여 프레스 성형한다. 이 전공정품 (4) 은, 부품 (3) 이 구부러진 형상의 반경 방향 가장 안쪽 (도 4 에서는 가장 아래의 위치) 에 위치하는 능선 (3d) 의 위치에서 절단되어 각각의 단부가 그 능선 (3d) 및 그것을 따라 연장되는 플랜지부 (3e) 를 갖도록 전개된 개단면 형상이고, 부품 (3) 의 다각형 폐단면의 모서리부에 대응하는 4 개의 능선으로부터 상기 절단에 의해 1 개 증가한 5 개의 능선 (4a ∼ 4d) 을 가짐과 함께, 상기 반경 방향 가장 안쪽에 위치하는 2 개의 능선 (4d) 을 따라 각각 연장되는 2 장의 플랜지부 (4e) 를 갖고 있다.

여기서, 각 능선 (4a ∼ 4d) 은, 부품 (3) 의 대응하는 능선 (3a ∼ 3d) 과 동일하거나 그것보다 짧은 선 길이를 갖도록, 그 대응하는 능선 (3a ∼ 3d) 의 곡률 반경과 동일하거나 그것보다 작은 곡률 반경을 갖는 것으로 한다. 즉 예를 들어, 반경 방향 가장 안쪽 (도 4 에서는 가장 아래의 위치) 에 위치하는 능선 (4d) 에 대해서는 곡률 반경을, 그것에 대응하는 부품 (3) 의 능선 (3d) 의 곡률 반경보다 작은 것으로 한다.

다음 공정에서는 이 전공정품 (4) 을, 도 5 의 (a), (b) 에 나타내는 바와 같이, 부품 (3) 의 구부러진 형상에 대응하는 구부러진 형상의 성형면 (5a, 5b) 을 갖는 통상의 캠형 (5) 에 의해, 도 5 의 (b) 중에 화살표로 나타내는 바와 같이, 그 전공정품 (4) 의 양 측방으로부터 단면 방향으로 내향으로 변형되도록 가압하여, 가장 안쪽에 위치하는 능선 (4d) 끼리 및 그것들 능선 (4d) 을 따라 연장되는 플랜지부 (4e) 끼리를 맞대어, 부품 (3) 의 단면 형상에 대응하는 폐단면 형상으로 프레스 성형한다.

이 때, 전공정품 (4) 은 각 능선 (4a ∼ 4c) 의 위치에서 내향으로 절곡됨과 동시에 각 능선 (4d) 의 위치에서 외향으로 절곡되고, 그 때, 통상은 그 능선의 구부러진 형상을 따른 절곡에 의해 부품 (3) 의 구부러진 형상의 반경 방향 안쪽으로 이동하는 부분의 길이가 단축되는 바, 상기 캠형 (5) 에 의해, 각 능선 (4a ∼ 4d) 의 곡률 반경이 부품 (3) 의 대응하는 각 능선 (3a ∼ 3d) 에 동일해지도록 곡률 반경의 확대를 허용하면서 전공정품 (4) 을 변형시킴으로써, 각 능선 (4a ∼ 4d) 의 선 길이가 유지 혹은 신장되어 부품 (3) 의 각 능선 (3a ∼ 3d) 의 선 길이와 일치하고, 플랜지부 (4e) 의 길이도 신장되어 부품 (3) 의 플랜지부 (3e) 의 길이와 일치한다.

이 프레스 성형 후에, 전공정품 (4) 의 맞댄 플랜지부 (4e) 끼리를 예를 들어 스폿 용접이나 레이저 용접 등의 용접 혹은 접착제 등에 의해 접합함으로써, 폐단면 구조의 부품 (3) 을 제조할 수 있다.

따라서, 이 실시형태의 제조 방법 및 그 제조 방법으로 제조한 이 실시형태의 구부러진 형상을 갖는 대략 사다리꼴 폐단면 구조의 부품 (3) 에 의하면, 상기 실시형태에 있어서와 마찬가지로, 1 장의 금속판으로부터 프레스 성형에 의해 부품 (3) 을 형성할 수 있기 때문에 저비용이고, 또 플랜지부 (3e) 가 부품 (3) 의 구부러진 형상의 내측만으로 충분하므로 부품 (3) 의 경량화에 기여할 수 있으며, 게다가 전공정품 (4) 으로부터 부품 (3) 을 프레스 성형할 때에 각 능선의 선 길이차가 발생하지 않거나 부품 형상 쪽이 각 능선의 선 길이가 길어지도록 하므로, 부품 (3) 에 대한 주름의 발생을 방지할 수 있다.

도 6 의 (a), (b) 는, 비교예의 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품의 제조 방법에 있어서 제조하는 전공정품 및 그 전공정품으로 제조한 폐단면 구조 부품을 나타내는 사시도이고, 이 비교예의 제조 방법은, 도 6 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 자동차 차체용의 프론트 필러 부품 (6) 을 제조하는 것이다. 이 프론트 필러 부품 (6) 은, 상기 실시형태에서 제조하는 프론트 필러 부품 (3) 과 마찬가지로, 비교적 큰 곡률 반경의 전체적인 구부러진 형상과 중간부의 비교적 작은 곡률 반경의 구부러진 형상을 가짐과 함께, 끝면으로부터 분명한 바와 같이 모서리부에 대응하는 4 개의 능선 (6a ∼ 6d) 을 갖는 대략 사다리꼴의 폐단면 구조를 갖고, 게다가 그 구부러진 형상의 내측에 위치하는 플랜지부 (6e) 를 갖고 있다.

이 프론트 필러 부품 (6) 을 프레스 성형으로 제조할 때에, 비교예의 제조 방법에서는, 미리 소정의 윤곽 형상으로 트림 가공된 1 장의 강판으로부터, 먼저, 도 6 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 길이 방향을 따른 구부러진 형상을 갖는 홈통 형상의 전공정품 (7) 을, 예를 들어 굽힘 및 드로잉 성형 금형을 사용하여 프레스 성형한다. 이 전공정품 (7) 은, 부품 (6) 이 구부러진 형상의 반경 방향 가장 안쪽 (도 6 에서는 가장 아래의 위치) 에 위치하는 능선 (6d) 의 위치에서 절단되어 각각의 단부가 그 능선 (6d) 및 그것을 따라 연장되는 플랜지부 (6e) 를 갖도록 전개된 개단면 형상이고, 부품 (6) 의 다각형 폐단면의 모서리부에 대응하는 4 개의 능선으로부터 상기 절단에 의해 1 개 증가한 5 개의 능선 (7a ∼ 7d) 을 가짐과 함께, 상기 반경 방향 가장 안쪽에 위치하는 2 개의 능선 (7d) 을 따라 각각 연장되는 2 장의 플랜지부 (7e) 를 갖고 있다. 여기서, 각 능선 (7a ∼ 7d) 은, 각각 부품 (6) 의 대응하는 능선 (6a ∼ 6d) 과 동일한 선 길이를 갖도록, 그 대응하는 능선 (6a ∼ 6d) 의 곡률 반경과 동일한 곡률 반경을 갖는 것으로 한다.

다음 공정에서는 이 전공정품 (7) 을, 부품 (6) 의 구부러진 형상에 대응하는 구부러진 형상의 성형면을 갖는 도시되지 않은 통상의 캠형에 의해, 그 전공정품 (6) 의 양 측방으로부터 단면 방향으로 내향으로 변형되도록 가압하여, 가장 안쪽에 위치하는 능선 (6d) 끼리 및 그것들 능선 (6d) 을 따라 연장되는 플랜지부 (6e) 끼리를 맞대어 부품 (6) 의 단면 형상에 대응하는 폐단면 형상으로 프레스 성형한다.

이 때, 전공정품 (7) 은 각 능선 (7a ∼ 7c) 의 위치에서 내향으로 절곡됨과 동시에 각 능선 (7d) 의 위치에서 외향으로 절곡되고, 그 때, 그것들 능선의 구부러진 형상을 따른 절곡에 의해 부품 (6) 의 구부러진 형상의 반경 방향 안쪽으로 이동하는 부분의 길이가 단축되어, 부품 (6) 의 길이 방향에 판재의 여분이 발생한다. 따라서, 이 비교예의 제조 방법에 의하면, 상기 실시형태의 제조 방법과 달리, 도 6 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 부품 (6) 의 구부러진 형상 부분의 측면에 세로 주름 (6f) 이 발생해 버린다.

이상, 도시예에 기초하여 설명했지만, 이 발명은 상기 서술한 예에 한정되는 것이 아니라, 특허 청구의 범위의 기재 범위 내에서 적절히 변경할 수 있는 것으로서, 예를 들어 부품의 능선의 수는 4 개 이외여도 되고, 또 꺽은선은 V 홈형 단면 형상인 것 혹은 반대측에 돌조를 발생시키지 않도록 한 것이어도 된다.

산업상 이용가능성

이렇게 하여 본 발명의 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품의 제조 방법, 및 그 방법으로 제조한 본 발명의 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품에 의하면, 1 장의 금속판으로부터 프레스 성형에 의해 형성할 수 있기 때문에 저비용이고, 또 플랜지부가 부품의 구부러진 형상의 내측만으로 충분하므로 부품의 경량화에 기여할 수 있으며, 또한 전공정품으로부터 부품을 프레스 성형할 때에 각 능선의 선 길이차가 발생하지 않거나 부품 형상 쪽이 각 능선의 선 길이가 길어지도록 하므로, 부품 형상으로의 주름의 발생을 방지할 수 있다.

1, 3, 6 : 부품
1a, 1b, 1c, 1d, 3a, 3b, 3c, 3d, 6a, 6b, 6c, 6d : 능선
1e, 3e, 6e : 플랜지부
2, 4, 7 : 전공정품
2a, 2b, 2c, 2d, 4a, 4b, 4c, 4d, 7a, 7b, 7c, 7d : 능선
2e, 4e, 7e : 플랜지부
5 : 캠형
5a, 5b : 성형면
6f : 세로 주름

Claims

1 장의 금속판으로부터, 길이 방향을 따른 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조의 부품으로서, 상기 다각형 폐단면의 모서리부에 대응하는 복수 개의 능선을 가짐과 함께, 그들 능선 중 당해 부품의 길이 방향을 따른 구부러진 형상의 반경 방향 가장 안쪽에 위치하는 능선을 따라 그 능선을 포함하는 평면에 평행하게 연장되는 2 장의 플랜지부를 갖는 부품을 제조할 때에,
먼저, 상기 금속판으로부터, 상기 부품이 상기 가장 안쪽에 위치하는 능선의 위치에서 절단되어 각각의 단부가 그 능선 및 그것을 따라 연장되는 플랜지부를 갖도록 전개된 단면 형상이고, 상기 부품의 다각형 폐단면의 모서리부에 대응하는 복수 개의 능선을 가지며, 각 모서리부에 대응하는 각 능선이 상기 부품의 대응하는 능선과 동일하거나 그것보다 짧은 길이를 갖도록 그 대응하는 능선의 곡률 반경과 동일하거나 그것보다 작은 곡률 반경을 갖는, 길이 방향을 따른 구부러진 형상을 갖는 홈통 형상의 전공정품을 프레스 성형하고,
이어서, 상기 전공정품을 그 복수 개의 능선 중 어느 1 개 이상의 위치에서 단면 방향으로 내향으로 변형되도록 프레스 성형하여, 상기 가장 안쪽에 위치하는 능선끼리 및 상기 플랜지끼리를 맞대는 것을 특징으로 하는, 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품의 제조 방법.

제 1 항에 있어서,
상기 전공정품의 상기 복수 개의 능선 중 어느 1 개 이상에 그 능선을 따라, 상기 전공정품이 그 능선의 위치에서 단면 방향으로 내향으로 변형되기 쉽도록 홈형 단면 형상의 꺽은선을 프레스 성형하는 것을 특징으로 하는 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품의 제조 방법.

제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품의 제조 방법에 의해 제조하는 것을 특징으로 하는, 구부러진 형상을 갖는 다각형 폐단면 구조 부품.