KR20160127874A - 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 핫 스탬핑 방식으로 제작한 부분품에 대하여 취성이 강한 부분에 국부적으로 고주파 열처리하여 연화할 수 있게 구성함으로써, 핫 스탬핑 처리한 성형품에 대하여 강도가 커짐에 따라 취성 때문에 파단될 우려가 있는 부분의 연성을 높여 핫 스탬핑 처리한 성형품이 쉽게 파단되거나 부서지지 않게 하고, 또한 이처럼 파단되거나 부서짐에 따라 발생할 수 있는 안전사고를 미리 방지할 수 있게 한 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 장치를 제공한다. 특히, 본 발명은 취성이 강한 부분으로, 부분품을 다른 부분품과 접합하기 위한 접합 부분, 부분품의 테두리를 형성하는 플랜지 부분, 부분품을 다른 부분품과 움직일 수 있게 장착하는 연결 부분 등에 연화 처리함으로써, 외부 충격이 부분품에 가해지더라도 연성을 높여 쉽게 파단되거나 부서지는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 부분품에 따라 달라지는 물성값을 만족하면서도 그 전체 중량을 줄일 수 있게 한 것이다. 또한, 본 발명은 실질적으로 고주파 열처리를 수행하는 코일을 이동식으로 제작하여 하나의 코일로 연화하고자 하는 부분품의 연화 위치로 이동하면서 연화하게 하거나, 연화하고자 하는 위치에 알맞은 형태로 고정식의 코일을 사용함으로써, 부분품 형상에 맞는 맞춤형 코일을 제작하여 부분품에 대한 국부 연화 작업이 더욱 원활하게 이루어질 수 있게 한 것이다.

Description

고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 장치{SOFTENING APPARATUS FOR HOT-STAMPED PARTS MADE FROM HIGH STRENGTH PANEL}

본 발명은 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 핫 스탬핑 방식으로 제작한 부분품에서 취성이 강한 부분에 대해 고주파 열처리기를 이용하여 국부적으로 연화 처리를 할 수 있게 구성함으로써, 취성이 강하여 부러지거나 깨지기 쉬운 부분에 대한 연성을 확보하여 제작 비용을 줄이면서도 안전성을 높일 수 있고, 또한 원하는 물성값을 갖게 하면서도 부분품의 중량을 줄여 원가를 절감할 수 있게 한 것이다.

일반적으로 승용차와 같은 차체는 고강성 패널을 이용하여 복잡한 형태로 프레스 가공한 여러 개의 부분품을 하나로 융착 등의 방법으로 연결하여 제작한다. 이때 사용하는 부분품으로는 사이드 실·각종 필러·루프패널 그리고 휀더 등 그 장착 위치에 따라 형상과 요구하는 물성값 등이 다양하다.

특히, 이러한 부분품들 중에서 사이드 실 그리고 센터 필러와 같은 필러는 차량의 측면 충돌 등에 대하여 운전자와 탑승자를 보호할 수 있도록 미리 정한 강성을 갖도록 하고 있다. 이 때문에, 이처럼 소정의 강성을 확보하기 위해서, 고강성 패널로 이러한 부분품을 형성하는 데, 특허문헌 1 내지 특허문헌 3과 같은 핫 스탬핑 방식으로 많이 제조한다.

특허문헌 1은, 핫 스탬핑 성형 장치에 관한 것으로, 일정 온도로 가열된 제품 소재를 성형과 동시에 냉각하고 그 제품 소재의 외곽부를 트리밍 가공하기 위한 것으로서, ⅰ)제품 소재의 하단면 형상을 갖는 하형 스틸이 구비되고, 하형 스틸의 외측에 블랭크 홀더가 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 하형 다이와, ⅱ)블랭크 홀더에 설치되며, 제품 소재의 외곽부를 지지하는 하형 트림 스틸과, ⅲ)제품 소재의 상단면 형상을 갖는 상형 스틸이 구비되고, 하형 다이에 대응하여 상하 방향으로 이동 가능하게 구성되는 상형 다이와, ⅳ)하형 트림 스틸에 대응하여 상형 스틸의 외측에 설치되며, 하형 트림 스틸과 함께 하강하며 제품 소재의 외곽부를 트리밍 가공하는 상형 트림 스틸과, ⅴ)상,하형 스틸과 상,하형 트림 스틸에 각각 구성되며 냉각 매체를 유통시키는 냉각유닛을 포함할 수 있다.

특허문헌 2는 핫 스탬핑 성형장치에 관한 것으로, 상단에 성형 소재가 안착 위치되는 하부금형과, 상기 하부금형의 상부에서 승강 가능하게 설치되며, 하강시 상기 소재를 일정 형상으로 가압성형하는 상부금형 및, 상기 상부금형과 상기 하부금형 내에 배열되어 냉각수를 순환시키며, 선정된 각 표면에만 열전도상승을 위한 전도물질을 차등 코팅 처리하여, 상기 소재의 각 부분들을 차등 냉각시키는 냉각수 순환관을 포함한다.

특허문헌 3은 핫 스탬핑 금형에 관한 것으로, 볼스터에 장착되는 하형과 슬라이더에 장착되는 상형을 포함하는 핫 스탬핑 금형에 있어서, 상기 하형 및 상형은 내부에 복수의 냉각수 챔버가 형성되는 냉각금형; 상기 냉각금형의 일측에 설치되어 냉각금형과 함께 성형면을 형성하며, 일측에 히팅 카트리지가 설치되는 가열금형; 상기 냉각금형과 가열금형 사이에 하중방향으로 개재되는 다수의 인서트 블록을 포함한다.

하지만, 이런 핫 스탬핑 성형 장치로 제작한 부품은 다음과 같은 문제가 발생한다.

(1) 핫 스탬핑 처리를 하면 강성이 커지나 연성이 부족하여 쉽게 부서지거나 부스러지는 취성이 강해진다.

(2) 이처럼 취성이 강한 경우, 성형품에 어느 정도 이상의 충격을 가하면 쉽게 부서지면서 충격 흡수가 원활하게 이루어지지 않아 성형품이 쉽게 파손될 우려가 있다.

(3) 이는, 자동차 차체에서 측면 구조를 지지하는 센터 필러와 같이 충격 흡수를 통해 운전자와 다른 탑승자의 안전성을 담보해야 하는 성형품의 경우, 충격 흡수를 하지 못할 뿐만 아니라 성형품이 쉽게 부러지면서 부러진 부분 때문에 운전자나 탑승자에게 2차로 상해를 입힐 우려가 있다.

(4) 이 때문에, 성형품 전체 표면에 대하여 핫 스탬핑 처리한 성형품에, 냉각수를 이용하여 부분적으로 연화 처리하여 취성을 약화시켜 연성을 확보할 수 있게 핫 스탬핑 성형품을 냉각하기도 한다. 하지만, 냉각수로 냉각하는 경우 다음과 같은 문제가 있다.

(5) 냉각수는 연화하고자 하는 부분만 정확하게 구분하여 냉각하는 데 한계가 있다. 이는 연화가 필요한 부분뿐만 아니라 그 주변까지 연화시켜 핫 스템핑 성형품의 전체적인 강성을 떨어뜨릴 우려가 있다.

(6) 또한, 냉각수는 미리 정한 온도를 유지해야만 이 냉각수로 냉각하였을 때 냉각 부위가 원하는 연성을 가지게 하나, 실제 냉각수의 온도가 일정하지 않다. 이는 미리 정한 시간 동안 냉각하더라도 핫 스탬핑한 성형품마다 물성값이 일정해야 하나 일정하지 않아서 품질 불량으로 이어질 우려가 있다.

한국등록특허 제1427918호 (등록일 : 2014.08.01) 한국공개특허 제10-2014-0118353호 (공개일 : 2014.10.08) 한국등록특허 제1461887호 (등록일 : 2014.11.08)

본 발명은 이러한 점을 고려하여 발명한 것으로, 핫 스탬핑 방식으로 제작한 부분품에 대하여 취성이 강한 부분에 국부적으로 고주파 열처리하여 연화할 수 있게 구성함으로써, 핫 스탬핑 처리한 성형품에 대하여 강도가 커짐에 따라 취성 때문에 파단될 우려가 있는 부분의 연성을 높여 핫 스탬핑 처리한 성형품이 쉽게 파단되거나 부서지지 않게 하고, 또한 이처럼 파단되거나 부서짐에 따라 발생할 수 있는 안전사고를 미리 방지할 수 있게 한 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 취성이 강한 부분으로서, 부분품을 다른 부분품과 접합하기 위한 접합 부분, 부분품의 테두리를 형성하는 플랜지 부분, 그리고 부분품을 다른 부분품과 움직일 수 있게 장착하는 연결 부분 등에 연화 처리함으로써, 외부 충격이 부분품에 가해지더라도 연성을 높여 쉽게 파단되거나 부서지는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 부분품에 따라 달라지는 물성값을 만족하면서도 그 전체 중량을 줄일 수 있게 한 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 실질적으로 고주파 열처리를 수행하는 코일을 이동식으로 제작하여 하나의 코일로 연화하고자 하는 부분품의 연화 위치로 이동하면서 연화하게 하거나, 연화하고자 하는 위치에 알맞은 형태로 고정식의 코일을 제작하여 사용함으로써, 부분품 형상에 맞는 맞춤형 코일을 제작하여 부분품에 대한 국부 연화 작업이 더욱 원활하게 이루어질 수 있게 한 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 장치를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연화 처리 장치는, 미리 정한 크기로 제공받은 고강성 패널(10)을 미리 정한 온도와 압력으로 핫 스탬핑 가공한 부분품(10')에 대하여, 고주파 열처리기(100)를 이용하여 취성이 강하여 파단되거나 깨지기 쉬운 부분에 국부적으로 고주파 열처리하여 연화하되, 핫 스탬핑 강도의 50~70%의 강도를 가지도록 350~600℃에서 고주파 열처리하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 고주파 열처리기(100)로 연화하는 부분은, 부분품(10')에서 부분품을 하나로 연결하거나 다른 부분품과 연결하기 위해 융착하는 부분을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고주파 열처리기(100)로 연화하는 부분은, 부분품(10')의 테두리를 형성하는 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 고주파 열처리기(100)로 연화하는 부분은, 부분품(10')을 다른 부분품과 움직일 수 있게 장착하는 연결 부분을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고주파 열처리기(100)로 연화하는 부분은, 부분품(10')을 다른 부분품과 연결하여 하나로 조립하기 위해 접합하는 접합 부분을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 고주파 열처리기(100)는, 고주파를 발생하는 발진기(110), 고주파 발생으로 생긴 고주파 열원으로부터 발진기(110)를 냉각시켜서 보호하기 위한 칠러(120), 코일(150)을 연화하고자 하는 위치로 이송하기 위한 이송 로봇(130), 이 이송 로봇(130)에 장착하여 발진기(110)에 출력하는 신호를 코일(150)로 전달하기 위해 이송 로봇(130)에 장착한 서킷(140), 이 서킷(140) 끝에 장착하여 고주파를 전달받아 실질적으로 연화 작업을 수행하는 코일(150), 부분품(10')을 지지하기 위한 지그(160), 그리고 연화 처리에 필요한 온도와 주파수 그리고 전류 등을 제어하면서 상기 이송 로봇(130)이 국부적으로 연화 처리할 수 있도록 부분품(10')에서 미리 정한 위치로 이동하게 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 이러한 연화 처리 장치에서, 상기 고주파 열처리기(100)에서 국부 연화를 위해 사용하는 코일(150)은, "ㄴ"자 형상으로 형성하여 이동하면서 연화 작업을 할 수 있게 이동식으로 제작한 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 고주파 열처리기(100)에서 국부 연화를 위해 사용하는 코일(150)은, 연화 처리하기 위한 부분품(10')의 형상과 같거나 유사하게 제작하여 고정식으로 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 장치는 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 취성이 강하여 연화가 필요한 부분에 대하여 고주파 열처리기로 연화 처리를 할 수 있으므로, 핫 스탬핑한 부분품에 대해 전체적으로 원하는 강성을 얻으면서도 파단이나 부서지는 현상을 방지할 수 있다.

(2) 특히, 이러한 연화 처리는 강성을 높이기 위한 부분, 즉 부분품을 조립하기 위한 접합 부분, 다른 부분품과 조립하기 위해 융착하는 부분, 다른 부분품 등과 움직일 수 있게 연결하기 위한 연결 부분과 같이, 실제 충격이 가해졌을 때 취성이 강해 쉽게 파손되거나 부서질 수 있는 부분에 대해 연성 처리를 하므로 부분품 전체에 대한 물성치를 높일 수 있다.

(3) 실질적으로 부분품에 대해 연화 처리하는 코일을 이동식으로 제작하여, 복잡한 형상으로 이루어진 부분품의 경우에도 이 코일이 부분품의 형상을 따라 움직이면서 쉽고 신속하게 원하는 부분에 연화 작업을 할 수 있어 작업 효율을 높일 수 있다.

(4) 이처럼 코일을 범용으로 제작할 수 있으므로 연화 처리 장치의 구성을 단순화할 수 있을 뿐만 아니라 부분품의 형상이 달라지더라도 설비 자체를 그대로 사용할 수 있어 투자 비용을 줄일 수 있다.

(5) 또한, 상기 코일은 부분품의 특정 부분에 맞는 형태로 제작하여 고정식으로서 정해진 위치만 연화 처리를 할 수 있게 구성함으로써, 연화 처리를 하기 위해 미리 정한 위치에 대해 집중적으로 연화 처리를 할 수 있게 하여 작업 효율을 높일 수 있다.

(6) 통상의 고주파 열처리기를 연화 처리 장치로 이용하므로, 별도의 연화 공정을 위한 설비를 갖추지 않아도 되므로 연화 처리 장치의 전체 구성이 간단하면서도 쉽게 제작하여 사용할 수 있다.

(7) 특히, 다른 형상으로 제작한 코일로 교체하는 간단한 작업을 통해 다양한 부분품에 대해서도 연화 처리 작업을 할 수 있다.

(8) 이처럼 국부적인 연화 처리를 통해 부분품 전체의 물성값을 높일 수 있으므로 별도의 연화 처리를 하지 않아도 될 뿐만 아니라 그 부분품의 중량을 줄일 수 있어 자동차의 경우 연비를 높이는 효과를 기대할 수 있다.

[도 1]은 핫 스탬핑 방식으로 부분품을 제조하는 상태를 보여주기 위한 도면으로, (a)는 패널의 한 가지 예를 보여주는 사시도이고, (b)는 핫 스탬핑 금형을 통해 부분품을 제작한 예를 보여주기 위해 금형을 이형한 사시도.
[도 2]는 본 발명에 따른 고주파 열처리기의 구성을 보여주기 위한 사시도.
[도 3]은 본 발명에 따라 고주파 열처리하는 데 사용하는 이동식 코일의 한 가지 예를 보여주는 사시도.
[도 4]는 본 발명에 따라 사이드 실에 고주파 열처리하는 데 사용하는 고정식 코일을 보여주기 위한 사진.
[도 5]는 본 발명에 따라 자동차의 센터 필러에 고주파 열처리기로 연화 처리한 상태를 보여주기 위한 측면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 한가지 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형례가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

(구성)

본 발명에 따른 고강성 패널(10)로 이루어진 부분품을 연화 처리하는 장치는, [도 1] 내지 [도 4]와 같이, 고강성 패널(10)을 핫 스탬핑 장치(H)로 가공한 부분품(10')에 대하여, 고주파 열처리기(100)를 이용하여 취성이 강한 부분에 국부적으로 고주파 열처리하여 연화시킴으로써, 외부 충격에 대해서도 쉽게 깨지거거나 부서지지 않고 원하는 물성값을 얻을 수 있게 한 것이다.

특히, 본 발명은 핫 스탬핑 가공을 함에 따라 취성이 강해지는 부분, 예를 들어서 다른 부분품과 연결하기 위해 융착하는 융착 부분이나, 부분품(10')의 플랜지 부분, 다른 부분품과 서로 움직일 수 있게 연결하는 부분, 그리고 부분품을 조립하기 위한 접합 부분을 고주파 열처리하여 연화함으로써, 쉽게 깨지거나 부서질 수 있는 부분에 대해 연성을 높여 부분품(10')의 품질을 전반적으로 높일 수 있게 한 것이다.

이하, 이러한 구성에 관하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

우선, 본 발명은 고강성 패널(10)을 핫 스탬핑 장치(H)로 가공하여 얻은 부분품(10')에 대해 국부적으로 연화하기 위한 구성이므로, 본 발명에 따른 고주파 열처리기(100)에 대한 설명에 앞서 핫 스탬핑 장치(H)에 관해 간단하게 설명한다.

핫 스탬핑 장치(H)는, [도 1]과 같이, 상하 금형으로 이루어지며, 그 사이에 고강성 패널(10)을 삽입하고, 이 고강성 패널(10)에 미리 정한 압력과 열을 가하여 미리 상하 금형에 형성한 원하는 형상의 부분품(10')을 얻을 수 있는 통상의 기술로 제작한 것이다. 이러한 핫 스탬핑 장치(H)는, 고강성 패널(10) 전체에 대해 가열과 압력을 가하여 부분품(10')을 형성하므로, 핫 스탬핑 처리한 부분품(10')은 전체적으로 강성이 높아지므로 이 강성과 비례하여 취성도 높은 상태이다.

한편, 본 발명에 따른 고주파 열처리기(100)는, [도 2]와 같이, 고주파를 발생하는 발진기(110), 고주파 발생으로 생긴 고주파 열원으로부터 발진기(110)를 냉각시켜서 보호하기 위한 칠러(120), 코일(150)을 연화하고자 하는 위치로 이송하기 위한 이송 로봇(130), 이 이송 로봇(130)에 장착하여 발진기(110)에 출력하는 신호를 코일(150)로 전달하기 위해 이송 로봇(130)에 장착한 서킷(140), 이 서킷(140) 끝에 장착하여 고주파를 전달받아 실질적으로 연화 작업을 수행하는 코일(150), 그리고 상술한 부분품(10')을 지지하기 위한 지그(160)를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 고주파 열처리기(100)는 이러한 하드웨어적 구성과 더불어, 이들을 제어하기 위한 제어부를 갖추고 있다. 제어부는 연화 처리에 필요한 온도와 주파수 그리고 전류 등을 제어하면서 상기 이송 로봇(130)이 국부적으로 연화처리할 수 있도록 부분품(10')에서 미리 정한 위치로 이동할 수 있게 제어한다.

특히, 본 발명에 따른 제어부는, 상술한 핫 스탬핑 장치(H)로 가공한 부분품(10')이 핫 스탬핑 공정으로 얻은 강도의 50~70% 정도의 강도를 갖도록 부분품(10')의 취성이 강한 부분에 대해 고주파 열처리하여 연성을 갖도록 제어한다. 이처럼 국부적으로 연성을 높이기 위해, 제어부는 350~600℃ 온도로 고주파 가열하여 연화시키는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제어부가 국부적으로 연화하는 부분은, (1)다른 부분품과 융착하는 부분, (2)부분품(10')의 테두리 부분, (3) 연결부분, 그리고 (4)접합 부분을 예로 들 수 있다. 이들 각 부분에 대해서 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

(1) 융착 부분

"융착 부분"이란, 부분품을 제작하는 데 서로 연결하여 하나로 조립할 때 조립을 위해 융착하는 부분을 말한다. 즉, 부분품은 하나의 고강성 패널로 전체적인 형상을 제작할 수도 있으나, 부분품의 형상이 복잡한 경우, 여러 매의 고강성 패널로 적절하게 나눠서 부분품 형태로 가공한 다음, 이들 부분품을 하나로 연결하기 위해 스폿 용접과 같이 융착하여 하나의 부분품으로 완성한다. 또한, 부분품에는 강성 보완이나 구조적인 형상 등을 위해 덧대는 브래킷 형태의 패널도 이처럼 융착하는 부분에 포함한다.

이처럼 스폿 용접과 같이 융착하는 부분은 다른 부분과 비교하여 강도가 높아지므로 취성도 함께 강해진다. 따라서, 본 발명에서는 이러한 융착 부분에 대해서 연화 처리를 한다.

(2) 테두리 부분

"테두리 부분"이란, 고강성 패널로 제작한 부분품의 플랜지 부분, 즉 핫 스탬핑 처리하여 고강성 패널을 미리 정한 형태로 열과 압력을 가하여 부분품을 제작한 뒤에 테두리 부분이 통상 평면 형태로 그대로 남는 경우가 있다.

이처럼 평면 형태로 남은 테두리 부분은 핫 스탬핑 처리로 강성이 강한 부분이므로 외부 충격 등에 쉽게 부서지거나 파손의 우려가 있다. 이에, 본 발명에서는 이러한 테두리 부분에 대해서도 연화 처리를 수행한다.

(3) 연결 부분

"연결 부분"이란, 부분품과 부분품을 연결하여 어느 하나 또는 두 개의 부분품이 움직일 수 있게 연결하는 부분을 말한다. 예를 들어서, 부분품이 센터 필러인 경우, 이 센터 필러에는 뒷문을 지지할 수 있게 힌지를 결합하고 앞문을 닫힌 상태로 유지할 수 있게 록커를 장착하는 데, 이 힌지를 장착하는 부분과 록커를 지지할 수 있게 하는 센터 필러 부분을 연결 부분이라고 한다.

이는 앞문이나 뒷문을 여닫을 때 충격 등이 반복해서 센터 필러에 가해짐에 따라 파손이나 부서짐이 생길 수 있으므로 이를 방지하기 위해 본 발명에서는 이러한 연결 부분에 대해서도 연화 처리를 한다.

(4) 접합 부분

"접합 부분"이란, 부분품을 다른 부분품과 접합하여 하나의 구조체를 구성할 수 있게 연결하는 부분을 말한다. 예를 들어서, 센터 필러의 경우 기둥 형태로 제작한 부분품을 루프패널과 사이드 실에 양단을 각각 융착하여 고정하는 데, 이처럼 루프패널과 사이드 실에 장착하는 센터 필러의 양쪽 부분을 말한다.

이러한 접합 부분은 통상 융착 방식으로 접합하는 경우가 많은 데, 자동차의 측면 충돌 사고와 같이 차량에 외부 충격이 가해질 경우 파손되거나 부서지면, 그 부분이 자동차 실내 측으로 들어가면서 운전자와 탑승자에게 2차 상해를 입힐 수 있으므로, 취성을 낮춰 연성을 높일 수 있게 연화 처리하여 이러한 안전사고를 방지할 수 있게 하기 위함이다.

한편, 본 발명에 따른 연화 처리 장치는, [도 2]와 같이, 발진기(110)에 출력하는 신호를 서킷(140)을 통해 전달받아 실질적으로 고주파 열처리를 통해 연화 작업을 수행하는 코일(150)을 포함하며, 이러한 코일(150)은 이동식 코일이나 고정식 코일 형태로 제작하여 사용할 수 있다.

(A) 이동식 코일

이동식 코일(150)은, [도 3]과 같이, 전체적으로 "ㄴ"자 형상이 되게 접은 형태로 형성한다. 이때, 코일(150)은 전원이 통해야 하므로 더블 관 형태로 접어서 형성하며, "ㄴ"자 형상으로 접은 두 개의 코일이 상하로 미리 정한 간격을 두고 떨어져서 일체로 이루어진 형태로 제작한 예를 보여준다. 도면에서, 미설명 부호 "151"은 서킷(140)에 장착하기 위한 장착구를 나타낸다.

이처럼 이루어진 이동식 코일(150)은, 도면에서 가로 부분이 부분품에서 연화 처리를 하고자 하는 부분을 따라서 쉽게 이동할 수 있게 한다. 이때의 이동은 제어부의 제어를 받는 이송 로봇(130)에 의해 이루어진다.

이러한 이동식 코일(150)은 센터 필러의 테두리 부분과 같이 넓은 범위에 걸쳐 고주파 열처리를 하는 경우에 적합하다.

(B) 고정식 코일

고정식 코일은, [도 4]와 같이, 부분품에서 연화 처리를 하고자 하는 부분과 같거나 유사하게 제작한 코일을 말한다. 이는, 사이드 실과 같이 형상이 복잡하거나 특정 부분만 연화 처리가 필요한 경우 그 특정 부분에 알맞게 코일을 제작하여 사용한다. 도면에서, 가로로 놓인 부분이 사이드 실을, 붉게 보이는 부분이 실제 고주파 열처리한 부분을 그 위에 금색 부분이 "ㄱ"자 형태로 제작한 고정식 코일을 나타낸다.

이러한 고정식 코일은 자동차의 사이드 실과 같은 형상에서 국부적으로 연화 처리하는 데 적합하다.

이상과 본 발명은 고주파 열처리를 하는 데 사용하는 통상의 기술로 이루어진 고주파 열처리기를 이용하여 핫 스탬핑 공정으로 제작한 부분품에 대하여 취성이 강한 부분을 연화하여 연성을 높여줌으로써, 외부 충격 등에서도 부분품이 파손되거나 깨지는 현상을 방지하고 양산 품질을 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 이러한 연화 장치를 이용하여 자동차용 부분품, 예를 들어서 사이드 실, 센터 필러를 포함하는 필러류, 사이드 실, 그리고 루프패널과 같이 고강성 패널로 제작하는 부분품에 대하여 연화 처리를 할 수 있다.

특히, 본 발명은 [도 5]와 같이, 통상적으로 자동차의 측면 충돌 시험에서 취성이 강한 부분에 대하여, (a)는 테두리 부분을,(b)는 자동차의 측면 충돌 시험에서 취성이 강한 취약 부분을, (c)는 센터 필러를 사이드 실에 장착한 상태에서 취약 부분과, 센터 필러와 사이드 실을 포함하는 부분에 대해 연화 처리하는 것처럼 원하는 부분과 여러 부품 사이에도 연화 열처리를 할 수 있어 기존과 같이 취약한 부분 전체에 대해 연화 처리하는 것과 비교하여 단품 제조 비용을 줄일 수 있다.

100 : 고주파 열처리기
150 : 코일

Claims (8)

1. 미리 정한 크기로 제공받은 고강성 패널(10)을 미리 정한 온도와 압력으로 핫 스탬핑 가공한 부분품(10')에 대하여,
   고주파 열처리기(100)를 이용하여 취성이 강하여 파단되거나 깨지기 쉬운 부분에 국부적으로 고주파 열처리하여 연화하되,
   핫 스탬핑 강도의 50~70%의 강도를 가지도록 350~600℃에서 고주파 열처리하는 것을 특징으로 하는 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 고주파 열처리기(100)로 연화하는 부분은,
   부분품(10')에서 부분품을 하나로 연결하거나 다른 부분품과 연결하기 위해 융착하는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 고주파 열처리기(100)로 연화하는 부분은,
   부분품(10')의 테두리를 형성하는 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 고주파 열처리기(100)로 연화하는 부분은,
   부분품(10')을 다른 부분품과 움직일 수 있게 장착하는 연결 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 고주파 열처리기(100)로 연화하는 부분은,
   부분품(10')을 다른 부분품과 연결하여 하나로 조립하기 위해 접합하는 접합 부분을 포함하는 것을 특징으로 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 장치.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 고주파 열처리기(100)는, 고주파를 발생하는 발진기(110), 고주파 발생으로 생긴 고주파 열원으로부터 발진기(110)를 냉각시켜서 보호하기 위한 칠러(120), 코일(150)을 연화하고자 하는 위치로 이송하기 위한 이송 로봇(130), 이 이송 로봇(130)에 장착하여 발진기(110)에 출력하는 신호를 코일(150)로 전달하기 위해 이송 로봇(130)에 장착한 서킷(140), 이 서킷(140) 끝에 장착하여 고주파를 전달받아 실질적으로 연화 작업을 수행하는 코일(150), 부분품(10')을 지지하기 위한 지그(160), 그리고 연화 처리에 필요한 온도와 주파수 그리고 전류 등을 제어하면서 상기 이송 로봇(130)이 국부적으로 연화 처리할 수 있도록 부분품(10')에서 미리 정한 위치로 이동하게 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 장치.
   
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 고주파 열처리기(100)에서 국부 연화를 위해 사용하는 코일(150)은,
   "ㄴ"자 형상으로 형성하여 이동하면서 연화 작업을 할 수 있게 이동식으로 제작한 것을 특징으로 하는 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 장치.
   
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 고주파 열처리기(100)에서 국부 연화를 위해 사용하는 코일(150)은,
   연화 처리하기 위한 부분품(10')의 형상과 같거나 유사하게 제작하여 고정식으로 사용하는 것을 특징으로 하는 고강성 패널을 핫 스탬핑한 부분품의 연화 처리 장치.

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