KR20190060449A - 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법 - Google Patents
차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 고강도 강판 소재를 이용하여 베이스부과 베이스부의 가장자리로부터 절곡 형성되는 측면부을 포함하는 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버를 프레스 성형하는 방법에 관한 것으로서, 상면 일측에 상기 사이드 멤버의 베이스부 및 측면부과 대응되는 상면부 및 외측면부을 가지는 양각부가 형성된 하부금형과, 상기 하부금형 상부에 상하 이동 가능하게 설치되고 상기 양각부와 대응되는 일측에 상기 양각부에 형합되는 음각부가 형성된 상부금형을 준비하는 금형 준비단계 및 상기 하부금형 상부에 상기 고강도 강판 소재를 배치하는 소재 배치단계 및 상기 상부금형을 상기 하부금형에 가압하여 상기 고강도 강판 소재를 상기 사이드 멤버로 프레스 성형하는 프레스 성형단계를 포함하여 이루어진다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 프레스 금형의 설계 변경을 통해 초고강도 강판 소재를 사용하면서도 최종제품의 형상과 동일한 형상의 제품 성형이 가능에 따라 강성 및 경량성을 동시에 확보할 수 있는 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버를 제공할 수 있게 된다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 프레스 금형의 설계 변경을 통해 초고강도 강판 소재를 사용하면서도 최종제품의 형상과 동일한 형상의 제품 성형이 가능에 따라 강성 및 경량성을 동시에 확보할 수 있는 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버를 제공할 수 있게 된다.
Description
본 발명은 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금형의 설계 변경을 통해 초고강도 강판 소재를 사용하면서도 최종 제품의 형상과 동일한 형상의 제품 성형이 가능하도록 한 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 시트(seat)는 탑승자의 신체를 지지하여 차량 주행에 따른 피로감을 감소시키고 편안한 승차감을 제공하기 위해서 설치되며, 탑승자의 엉덩이 부분을 지지하는 시트쿠션과 시트쿠션의 후방 상부에 각도 조정이 가능하도록 결합되어 탑승자의 등 부분을 지지하는 시트백 및 탑승자의 머리를 받치는 헤드레스트 등으로 이루어진다.
상기 시트백은 시트쿠션과 리클라이너 등을 매개로 조립되며, 통상 시트백의 내부에는 시트백의 기본 골격 역할을 하는 시트백 프레임과 충격흡수 및 안락감을 제공하는 패드 등이 구비된다.
이러한 시트백 프레임은 운전자나 탑승자의 안전과 밀접한 관련이 있으므로 특정 수준의 힘, 충격에 대해 변형 및 파손이 없을 것이 요구된다. 예를 들어, 승용차의 2열 시트백 프레임 또는 스포츠 유틸리티 차량(SUV : Sport Utility Vehicle)의 3열 시트백 프레임은 차량이 급정거하거나 충돌이 발생하였을 시 트렁크에 있는 수화물과 충돌이 일어날 수 있고, 이 경우 시트백 프레임이 파손되면 탑승자에게 큰 피해를 줄 수 있다.
그러므로 시트백 프레임은 차량의 충돌, 추돌 및 급정거와 같은 예기 하지 못한 상황에서 시트백의 자중으로 인한 관성에 의해 시트백의 파손이 없을 것, 일정한 힘으로 당기거나 밀 때 또는 트렁크 안의 수화물과 충돌이 발생하였을 때 시트백의 영구 변형 및 파손이 없을 것 등을 규정하고 있는 법규를 만족시켜야 한다.
위와 같은 요구건을 만족하기 위해 한국공개특허 10-2017-0084725호에는 강화용 연속섬유 및 제 1 열가소성 수지를 포함하는 연속섬유 복합재에 제 1 장섬유 및 제 2 열가소성 수지를 포함하는 장섬유 복합재가 첨가된 제 1 섬유수지 복합재를 프레스 성형하여 내장 프레임을 형성한 후, 제 2 장섬유 및 제 3 열가소성 수지를 포함하는 제 2 섬유수지 복합재를 내장 프레임을 덮도록 인서트 사출하여 높은 수준의 강성 및 충격 강도를 확보할 수 있는 차량용 시트백 프레임을 제조하고 있다.
상기한 한국공개특허 10-2017-0084725호는 강화용 연속섬유 및 제 1 열가소성 수지를 포함하는 연속섬유 복합재에 제 1 장섬유 및 제 2 열가소성 수지를 포함하는 장섬유 복합재를 첨가하여 제 1 섬유수지 복합재, 제 2 장섬유 및 제 3 열가소성 수지를 포함하는 제 2 섬유수지 복합재가 다수의 서로 다른 섬유 및 수지를 포함하여 별도로 제조해야 함에 따라 이에 따른 비용이 상승하고, 이의 제조를 위한 많은 시간이 소요되는 문제점이 있으며,
제 1 섬유수지 복합재를 이용하여 내장 프레임을 프레스 성형하는 공정과, 제 2 섬유수지 복합재를 내장 프레임을 덮도를 인서트 사출하는 공정을 거쳐 시트백 프레임이 제조됨에 따라 이에 따른 생산성이 크게 저하되는 문제점이 발생한다.
이에 따른 최근에는 단일의 강 재질을 고강도로 제작한 고강도의 강 재질을 이용하고, 이를 단일 프레스 성형 공정만을 거쳐 시트백 프레임을 제조함에 따라 비용 및 시간을 절감하면서도 강성 및 경량성을 모두 확보할 수 있는 시트백 프레임을 제공할 수 있도록 하고 있다.
그러나, 위와 같은 고강도 강 재질의 소재는 자체 스프링 백 특성으로 인해 기존 단일 프레스 성형 공정만으로는 최종제품과 동일한 형상의 제품가공이 어려운 문제점이 있어 이를 해결할 방안이 시급하게 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 프레스 금형의 설계 변경을 통해 초고강도 강판 소재를 사용하면서도 최종 제품의 형상과 동일한 형상의 제품 성형이 가능하도록 한 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 고강도 강판 소재를 이용하여 베이스부과 베이스부의 가장자리로부터 절곡 형성되는 측면부을 포함하는 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버를 프레스 성형하는 방법에 있어서, 상면 일측에 상기 사이드 멤버의 베이스부 및 측면부과 대응되는 상면부 및 외측면부을 가지는 양각부가 형성된 하부금형과, 상기 하부금형 상부에 상하 이동 가능하게 설치되고 상기 양각부와 대응되는 일측에 상기 양각부에 형합되는 음각부가 형성된 상부금형을 준비하는 금형 준비단계 및 상기 하부금형 상부에 상기 고강도 강판 소재를 배치하는 소재 배치단계 및 상기 상부금형을 상기 하부금형에 가압하여 상기 고강도 강판 소재를 상기 사이드 멤버로 프레스 성형하는 프레스 성형단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법이 제공된다.
여기서, 상기 양각부의 상면부에 대한 외측면부의 절곡 각도는 상기 사이드 멤버의 베이스부에 대한 측면부의 절곡 각도보다 작은 각도로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 양각부의 상면부에 대한 외측면부의 절곡 각도는 상기 사이드 멤버의 베이스부에 대한 측면부의 절곡 각도보다 10~20°작게 형성되는 것이 보다 바람직하다.
그리고, 상기 상부금형의 가압력은 800~900Kg/m2 으로 설정되는 것이 더욱 바람직하다.
아울러, 상기 고 강도 강판 소재는 CR 980DP 소재인 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 프레스 금형의 설계 변경을 통해 초고강도 강판 소재를 사용하면서도 최종제품의 형상과 동일한 형상의 제품 성형이 가능에 따라 강성 및 경량성을 동시에 확보할 수 있는 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법의 공정 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법을 구현하기 위한 하부금형을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법을 구현하기 위한 상부금형을 도시한 것이다.
도 5는 도 3의 B-B' 단면도이다.
도 6은 도 1에 (a)의 A-A' 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법의 소재 배치단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법의 프레스 성형단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법의 공정 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법을 구현하기 위한 하부금형을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법을 구현하기 위한 상부금형을 도시한 것이다.
도 5는 도 3의 B-B' 단면도이다.
도 6은 도 1에 (a)의 A-A' 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법의 소재 배치단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법의 프레스 성형단계를 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 설명에 앞서 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 시트백 프레임의 사이드 멤버(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 미리 설정된 형상의 베이스부(11)와 베이스부(11)의 가장자리로부터 절곡 형성되는 측면부(12)를 포함하여 이루어진다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법의 공정 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법을 구현하기 위한 하부금형을 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법을 구현하기 위한 상부금형을 도시한 것이고, 도 5는 도 3의 B-B' 단면도이고, 도 6은 도 1에 (a)의 A-A' 단면도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법의 소재 배치단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법의 프레스 성형단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법은 금형 준비단계(S1), 소재 배치단계(S2) 및 프레스 성형단계(S3)를 포함한다.
금형 준비단계에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 하부다이(21)와, 하부다이(21) 상부에 결합되고 상면 일측에 사이드 멤버(10)의 베이스부(11) 및 측면부(12)와 대응되는 상면부(22aa) 및 외측면부(22ab)을 가지는 양각부(22a)가 형성된 펀치 플레이트(22)를 포함하는 하부금형(20)을 준비한다.
그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상부다이(31)와, 상부다이(31) 하부에 결합되고 하부금형(20)의 양각부(22a)와 대응되는 일측에 양각부(22a)에 형합되는 음각부(32a)가 형성된 다이 플레이트(32)를 포함하는 상부금형(30)을 준비한다.
이러한 상부금형(30)은 하부금형(20) 상부에 상하 이동 가능하게 설치되고, 하부금형(20) 방향으로 가압됨에 따라 프레스 성형 가공이 이루어진다.
여기서, 하부금형(20)은 도 5에 도시된 바와 같이, 양각부(22a)의 상면부(22aa)에 대한 외측면부(22ab)의 절곡각도 A가 도 6에 도시된 사이드 멤버(10)의 베이스부(11)에 대한 측면부(12)의 절곡 각도 B보다 작은 각도로 형성되고, 사이드 멤버(10)의 베이스부(11)에 대한 측면부(12)의 절곡각도보다 10~20°작게 형성되는 것이 바람직하며. 15°작게 형성되는 것이 보다 바람직하다.
위와 같이, 본 발명은 양각부(22a)의 상면부(22aa)에 대한 외측면부(22ab)의 절곡각도 A가 사이드 멤버(10)의 베이스부(11)에 대한 측면부(12)의 절곡 각도 B보다 작은 각도로 형성되어 프레스 가공 단계에서 사이드 멤버(10)의 성형을 위한 고강도 강판 소재(P)를 보다 많이 절곡되도록 함에 따라 소재의 특성으로 인한 스프링 백이 발생되더라도 최종 성형품인 사이드 멤버(10)의 형상과 동일한 제품의 성형이 가능하게 된다.(S1)
소재 배치단계에서는 도 7에 도시된 바와 같이, 하부금형(20)의 양각부(22a) 상부에 사이드 멤버(10)의 성형을 위한 고강도 강판 소재(P)를 배치한다.
여기서 고강도 강판 소재(P)는 CR 980DP 소재가 사용될 수 있다.(S2)
프레스 성형단계에서는 도 8에 도시된 바와 같이, 상부금형(30)을 하부금형(20) 방향으로 가압하여 고강도 강판 소재(P)를 사이드 멤버(10)로 프레스 성형한다.
이 때, 프레스 성형을 위한 상부금형(30)의 가압력은 800~900Kg/m2으로 설정하는 것이 바람직하며, 860Kg/m2로 설정하는 것이 보다 바람직하다.
위와 같은 일련의 과정을 거쳐 도 1에 도시된 바와 같은 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버(10)가 제작된다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 최종 완성되는 사이드 멤버(10)의 베이스부(11)에 대한 측면부(12)의 절곡 각도 B보다 하부금형(20)의 양각부(22a)의 상면부(22aa)에 대한 외측면부(22ab)의 절곡각도 A가 더 작은 각도로 형성되도록 금형이 설계 변경됨에 따라, 소재의 특성으로 인한 스프링 백이 발생되는 고강판 소재(P)를 이용하더라도 최종제품인 사이드 멤버(10)와 동일한 형상의 제품 성형이 가능할 뿐 아니라 고강도 강판 소재(P)를 사용함에 따라 강성 및 경량성을 동시에 확보할 수 있는 사이드 멤버(10)의 제작이 가능하게 된다.
비록 본 발명이 상기 바람직한 실시 예들과 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허 청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
10 : 사이드 멤버 11 : 베이스부
12 : 측면부 20 : 하부금형
21 : 하부다이 22 : 펀치 플레이트
22a : 양각부 22aa : 상면부
22ab : 외측면부 30 : 상부금형
31 : 상부 다이 32 : 다이 플레이트
32a : 음각부 P : 고강도 강판 소재
12 : 측면부 20 : 하부금형
21 : 하부다이 22 : 펀치 플레이트
22a : 양각부 22aa : 상면부
22ab : 외측면부 30 : 상부금형
31 : 상부 다이 32 : 다이 플레이트
32a : 음각부 P : 고강도 강판 소재
Claims (5)
- 고강도 강판 소재를 이용하여 베이스부과 베이스부의 가장자리로부터 절곡 형성되는 측면부을 포함하는 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버를 프레스 성형하는 방법에 있어서,
상면 일측에 상기 사이드 멤버의 베이스부 및 측면부과 대응되는 상면부 및 외측면부을 가지는 양각부가 형성된 하부금형과, 상기 하부금형 상부에 상하 이동 가능하게 설치되고 상기 양각부와 대응되는 일측에 상기 양각부에 형합되는 음각부가 형성된 상부금형을 준비하는 금형 준비단계와;
상기 하부금형 상부에 상기 고강도 강판 소재를 배치하는 소재 배치단계와;
상기 상부금형을 상기 하부금형에 가압하여 상기 고강도 강판 소재를 상기 사이드 멤버로 프레스 성형하는 프레스 성형단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 양각부의 상면부에 대한 외측면부의 절곡 각도는 상기 사이드 멤버의 베이스부에 대한 측면부의 절곡 각도보다 작은 각도로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 양각부의 상면부에 대한 외측면부의 절곡 각도는 상기 사이드 멤버의 베이스부에 대한 측면부의 절곡 각도보다 10~20°작게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 상부금형의 가압력은 800~900Kg/m2 으로 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 고 강도 강판 소재는 CR 980DP 소재인 것을 특징으로 하는 차량용 시트백 프레임 사이드 멤버의 프레스 성형방법.
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