KR20200074497A

KR20200074497A - 헤밍 방법 및 이를 이용하여 가공된 패널 조립체

Info

Publication number: KR20200074497A
Application number: KR1020180162940A
Authority: KR
Inventors: 서민홍; 안강환
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2018-12-17
Filing date: 2018-12-17
Publication date: 2020-06-25
Also published as: KR102142788B1

Abstract

본 발명은, 아웃터 패널과 인너 패널을 헤밍으로 조립할 때, 인너 패널의 가장자리가 폐단면을 형성하여 강성과 내구성을 향상시킬 수 있게 하는 헤밍 방법 및 이를 이용하여 가공된 패널 조립체에 관한 것으로, 이 패널 조립체는 가장자리가 헤밍된 헤밍부를 갖춘 인너 패널; 상기 인너 패널의 헤밍부를 적어도 부분적으로 감싸도록 가장자리가 굽힘 변형된 굽힘부를 갖춘 아웃터 패널; 및 상기 인너 패널과 상기 아웃터 패널 사이에 개재되는 제1 실러를 포함하고, 상기 굽힘부의 굽힘 방향이 상기 헤밍부의 헤밍 방향과 반대이다.

Description

헤밍 방법 및 이를 이용하여 가공된 패널 조립체 {Hemming method and panel assembly hemmed using same}

본 발명은 아웃터 패널과 인너 패널을 헤밍으로 조립할 때, 인너 패널의 가장자리가 폐단면을 형성하여 강성과 내구성을 향상시킬 수 있는 헤밍 방법 및 이를 이용하여 가공된 패널 조립체에 관한 것이다.

예를 들어, 자동차의 후드는 아웃터 패널과 인너 패널이 헤밍으로 조립되어 구성된다. 이때, 헤밍부는 제품의 외곽선으로서, 제품의 시각적 품질을 결정하는 요소이므로 미려한 표면 품질이 매우 중요하다. 따라서, 다양한 접합 공법 중 표면 품질의 연속성을 고려하여 용접 등의 접합이 아닌 굽힘 가공을 통한 헤밍이 적용되고 있다.

통상의 아웃터 패널과 인너 패널의 헤밍부는 인너 패널의 선단이 아웃터 패널의 접힘으로 변형된 헤밍부 내측에 위치하며 금속 간 접촉이 발생하게 된다. 특히, 아웃터 패널과 인너 패널의 금속 재질이 다른 경우, 예를 들면 마그네슘으로 된 아웃터 패널과 스틸로 된 인너 패널의 헤밍부에서는, 갈바닉 부식이 발생하여 제품의 내구성이 저하되고 기능적인 불량이 발생하게 된다.

이를 해소하기 위해, 헤밍으로 조립하기 전에 인너 패널을 방식 처리하거나 아웃터 패널을 방식 처리한 후 헤밍 가공을 실시하여 부식을 방지하는 방안이 제안되었으나, 전단 가공된 패널의 날카로운 선단 끝면에는 유기 도막이 불량하게 형성되므로, 방식의 실패 가능성이 높다.

한편, 조립이 완료된 후의 사후 방청 및 방식 처리도, 인너 패널의 선단이 아웃터 패널의 접힘으로 변형된 헤밍부 내측에 위치하고 있기 때문에 불가능한 단점을 가진다.

(특허문헌 1) KR 288514 B1

이에 본 발명은, 아웃터 패널과 인너 패널을 헤밍으로 조립할 때, 인너 패널의 가장자리가 폐단면을 형성하여 강성과 내구성을 향상시킬 수 있게 하는 헤밍 방법 및 이를 이용하여 가공된 패널 조립체를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 헤밍 방법은, 인너 패널을 플랜징하여 플랜지를 형성하는 단계; 상기 인너 패널의 플랜지를 헤밍하여 헤밍부를 형성하는 단계; 아웃터 패널을 플랜징하여 플랜지를 형성하는 단계; 상기 아웃터 패널에 상기 인너 패널을 제1 실러에 의해 결합하는 단계; 및 상기 아웃터 패널의 플랜지를 상기 인너 패널 쪽으로 굽힘 변형시키는 단계를 포함하고, 상기 아웃터 패널의 플랜지의 굽힘 방향이 상기 인너 패널의 헤밍부의 헤밍 방향과 반대인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 패널 조립체는, 가장자리가 헤밍된 헤밍부를 갖춘 인너 패널; 상기 인너 패널의 헤밍부를 적어도 부분적으로 감싸도록 가장자리가 굽힘 변형된 굽힘부를 갖춘 아웃터 패널; 및 상기 인너 패널과 상기 아웃터 패널 사이에 개재되는 제1 실러를 포함하고, 상기 굽힘부의 굽힘 방향이 상기 헤밍부의 헤밍 방향과 반대인 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 아웃터 패널의 굽힘부에 위치하는 인너 패널의 선단이 아웃터 패널의 선단과 어긋나 멀리 이격되고서 굽힘부의 외측에 위치하게 되므로 전단면의 불완전 도막 및 쇠가시에 의한 금속 간 접촉을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 인너 패널의 외곽선을 따라 폐단면을 형성시킴으로써, 패널 조립체의 테두리에 이중 겹침 및 채널이 구성되어 단면 강성을 높일 수 있게 되고, 이에 따라 아주 얇은 인너 패널(예컨대 약 0.5mm의 두께를 가진 패널)의 강성 부족을 보상할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 아웃터 패널의 굽힘부와 인너 패널 사이의 접촉은 면접촉으로만 이루어지게 되므로, 방식에 유리한 구조를 가질 수 있다. 이때, 굽힘부 및 헤밍부에서 노출된 각각의 전단면은 실러(방청용 밀봉재) 또는 왁스 등을 활용해 완전히 방식 처리될 수 있기 때문에, 내식성, 강성과 내구성이 향상된 패널 조립체를 제공할 수 있다.

더불어, 본 발명에 의하면, 추가적인 장치나 공정의 중단 없이 프레스 공법을 적용해 부품을 성형할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 헤밍 방법 중 인너 패널의 가공을 개략적으로 나타낸 공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 헤밍 방법 중 아웃터 패널의 가공을 개략적으로 나타낸 공정도이다.
도 3은 본 발명에 따른 헤밍 방법 중 아웃터 패널과 인너 패널의 결합을 개략적으로 나타낸 공정도이다.

이하, 본 발명이 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명된다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

자동차의 경량화 요구에 부응하기 위해 다양한 소재의 조합 설계 응용이 시도되고 있으나, 이종 금속 간 접촉에 의해 부식이 가속화되는 갈바닉 부식 현상으로 인해 제품의 내구성을 만족시기키지 못하는 문제가 빈번하게 발생하고 있다.

또한, 아웃터 패널과 인너 패널을 헤밍으로 조립할 때, 인너 패널은 도막이 불량하게 형성되는 날카로운 선단을 갖고 있어 방식성이 떨어지며, 전단 과정 중에 발생할 수 있는 쇠가시(burr)는 도막을 뚫고 아웃터 패널의 금속과 전기적으로 접촉되는 접점으로 작용함으로써, 조립 공정 중 의도하지 않게 품질을 떨어뜨리는 원인이 된다.

예를 들어, 경량화를 위해 아웃터 패널은 경량 금속인 마그네슘으로 제조되고 인너 패널은 강성을 위해 스틸로 제조되는 경우에, 헤밍부에서 Mg과 Fe의 전기적 접점이 형성되므로 갈바닉 부식이 발생하게 된다.

이러한 갈바닉 부식을 방지하기 위해 헤밍으로 조립하기 전에 스틸로 된 인너 패널을 절연 기능이 있는 전착 도료로 도장하는 공정이 채용될 수 있으나, 전술한 바와 같이 인너 패널의 선단 끝면에 부식이 야기되어 내구성이 저하되고, 이로써 제품이 예컨대 자동차의 후드로 적용될 때 그 성능 요구조건을 만족시키지 못하는 설계 제한 요소로 된다.

한편, 이중 헤밍 구조가 적용될 수 있는데, 이러한 이중 헤밍 구조는 헤밍 방향이 서로 동일한 방향으로 이루어져 아웃터 패널의 선단 끝면과 인너 패널의 선단 끝면이 정렬된 구성을 가지게 된다.

이 경우에는 인너 패널을 성형하고 플랜지를 형성하기 위해 특별한 금형 기술과 프레스를 활용해야만 한다. 예를 들어, 수평방향으로 가압할 수 있는 캠 장치 등과 같은 가압 장치가 추가되어야 한다. 이와 같이 추가적인 가압 장치는 금형의 작동 구조를 복잡하게 만들어 금형 제작 비용과 유지보수 비용 및 양산 조건에서 품질을 달성하기 위한 운전 비용의 증가를 초래한다.

또, 전술한 공정상의 결점을 제거하기 위하여 부품의 성형면과 성형 방향을 공정 중간에 반전시킬 수 있지만, 이 경우에는 텐덤 프레스 라인을 활용하기 어렵기 때문에 연속적인 부품 성형이 불가능해진다.

전체 부품의 성형 방향을 부품 하면이 상부 금형을 향하도록 배열하는 경우에도 성형 부품이 아래쪽으로 오목한 형상을 가지게 되므로 평면 블랭크를 금형에 적용할 때 쉽게 주름이 발생되고 성형 조건상 추가적인 여육부를 형성시켜야 하므로, 소재 활용 비율이 저감되며 성형 난이도가 높아지는 어려움을 갖게 된다.

이와 같이, 종래의 헤밍 방법을 적용하면, 헤밍 가공의 난이도가 높아지고, 설비 장치의 비호환성이 발생하여, 생산성이 저하되게 될 것이다.

또한, 상기한 품질의 불완전성을 내포하고 있지만 제품의 내식성과 내구성의 수준을 유효하게 검사할 수단이 없기 때문에, 양산 제품의 결함에 의한 사후 서비스 비용을 상승시킬 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 이러한 품질의 불완전성을 제거하고 금속 간 접촉을 근원적으로 차단하기 위한 새로운 헤밍 방법을 제안한다.

도 1은 본 발명에 따른 헤밍 방법 중 인너 패널의 가공을 개략적으로 나타낸 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 헤밍 방법 중 아웃터 패널의 가공을 개략적으로 나타낸 공정도이며, 도 3은 본 발명에 따른 헤밍 방법 중 아웃터 패널과 인너 패널의 결합을 개략적으로 나타낸 공정도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 헤밍 방법은, 인너 패널(10)을 플랜징하여 플랜지(11)를 형성하는 단계; 인너 패널의 플랜지를 헤밍하여 헤밍부(12)를 형성하는 단계; 아웃터 패널(20)을 플랜징하여 플랜지(21)를 형성하는 단계; 아웃터 패널에 인너 패널을 제1 실러(30)에 의해 결합하는 단계; 및 아웃터 패널의 플랜지를 인너 패널 쪽으로 굽힘 변형시키는 단계를 포함하고, 아웃터 패널의 플랜지의 굽힘 방향이 인너 패널의 헤밍부의 헤밍 방향과 반대이다.

블랭크(1)를 드로잉(drawing) 성형하고, 소정의 치수로 트리밍(trimming)하여 인너 패널(10)을 형성한다.

인너 패널(10)은 예컨대 프레스 등에 의해 플랜징되어, 인너 패널의 가장자리에 플랜지(11)가 형성된다. 이 인너 패널은 스틸로 제조될 수 있다.

이어서, 인너 패널(10)의 플랜지(11)는, 프레스를 이용한 프레스 헤밍 등을 통해 헤밍되어, 인너 패널의 가장자리에 폐단면을 가진 헤밍부(12)가 형성될 수 있다.

헤밍부(12)를 갖춘 인너 패널(10)을 전착 도장하여 유기 도막을 형성시킨다.

마찬가지로, 블랭크(2)를 드로잉 성형하고, 소정의 치수로 트리밍하여 아웃터 패널(20)을 형성한다.

아웃터 패널(20)은 예컨대 프레스 등에 의해 플랜징되어, 아웃터 패널의 가장자리에 플랜지(21)가 형성된다. 이 아웃터 패널은 스틸, 마그네슘 또는 알루미늄 등으로 제조될 수 있다.

여기서, 경량화를 위해 인너 패널(10)의 두께는 아웃터 패널(20)이 갖는 두께의 1/2 이하가 되는 것이 바람직하다.

아웃터 패널(20)과 인너 패널(10)의 결합을 위하여, 플랜지(21)가 형성되어 있는 아웃터 패널(20)의 안쪽 표면에 제1 실러(30)를 도포하고, 이 표면 위에, 헤밍부(12)를 갖추고서 전착 도장된 인너 패널(10)을 위치시켜 접착한다.

인너 패널(10)과 아웃터 패널(20) 사이에 개재되는 제1 실러(30)는 구조용 접착제로서 작용한다.

그 후에, 두 패널이 밀착되도록 아웃터 패널(20)의 플랜지(21)를 인너 패널(10) 쪽으로 굽힘 변형시킨다. 이로써, 아웃터 패널의 가장자리에 구부려진 굽힘부(22)가 형성될 수 있다.

여기서, 전단면의 비정렬을 유도하기 위해 아웃터 패널(20)의 플랜지(21)의 굽힘 방향이 인너 패널(10)의 헤밍부(12)의 헤밍 방향과 반대가 되도록 한다.

또한, 인너 패널(10)의 헤밍부(12)의 선단은 그 전단면이 인너 패널의 표면을 향하도록 구부려진 형상을 적용시켜서 아웃터 패널(20)의 표면과 맞닿지 않도록 형성시킨다.

이로써, 인너 패널(10)의 헤밍부(12)의 선단은 인너 패널(10)과 아웃터 패널(20) 사이에 위치하게 되며, 아웃터 패널의 선단이 인너 패널의 선단으로부터 멀리 이격되어 위치할 수 있게 된다.

이렇게 하여 제조된 패널 조립체는 도장 라인에서 도장처리될 수 있는데, 도장 후 아웃터 패널(20)의 선단과 인너 패널(10)의 헤밍부(12) 사이에 제2 실러(40)가 도포될 수 있다.

제2 실러(40)는 방청용 밀봉재로서 작용하는 한편, 날카로운 선단에 의한 사람의 상해를 방지할 수 있다.

추가로, 인너 패널(10)의 선단과 이 선단이 만나는 인너 패널 사이에 그리고 인너 패널의 선단과 이 선단이 만나는 아웃터 패널(20)의 사이에는 왁스(50)가 주입되어 방청 처리될 수 있다.

본 발명의 헤밍 방법을 이용하여 제조된 패널 조립체는, 가장자리가 헤밍된 헤밍부(12)를 갖춘 인너 패널(10); 이 인너 패널의 헤밍부를 적어도 부분적으로 감싸도록, 가장자리가 굽힘 변형된 굽힘부(22)를 갖춘 아웃터 패널(20); 및 인너 패널과 아웃터 패널 사이에 개재되는 제1 실러(30)를 포함하고, 굽힘부의 굽힘 방향이 헤밍부의 헤밍 방향과 반대이다.

패널 조립체는 아웃터 패널(20)의 선단과 인너 패널(10)의 헤밍부(12) 사이에 제2 실러(40)가 구비될 수 있다.

또한, 인너 패널(10)의 선단과 이 선단이 만나는 인너 패널 사이에 그리고 인너 패널의 선단과 이 선단이 만나는 아웃터 패널(20)의 사이에는 왁스(50)가 주입되어 방청 처리될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 인너 패널의 외곽선을 따라 폐단면을 형성시킴으로써, 단면 강성을 높일 수 있게 되어 아주 얇은 인너 패널의 강성 부족을 보상할 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 인너 패널 11: 플랜지
12: 헤밍부 20: 아웃터 패널
21: 플랜지 22: 굽힘부
30: 제1 실러 40: 제2 실러
50: 왁스

Claims

인너 패널을 플랜징하여 플랜지를 형성하는 단계;
상기 인너 패널의 플랜지를 헤밍하여 헤밍부를 형성하는 단계;
아웃터 패널을 플랜징하여 플랜지를 형성하는 단계;
상기 아웃터 패널에 상기 인너 패널을 제1 실러에 의해 결합하는 단계; 및
상기 아웃터 패널의 플랜지를 상기 인너 패널 쪽으로 굽힘 변형시키는 단계
를 포함하고,
상기 아웃터 패널의 플랜지의 굽힘 방향이 상기 인너 패널의 헤밍부의 헤밍 방향과 반대인 헤밍 방법.
제1항에 있어서,
상기 인너 패널과 상기 아웃터 패널은 각각 블랭크를 성형한 후 트리밍하여 형성된 것을 특징으로 하는 헤밍 방법.
제1항에 있어서.
상기 인너 패널의 두께는 상기 아웃터 패널이 갖는 두께의 1/2 이하인 것을 특징으로 하는 헤밍 방법.
제1항에 있어서,
상기 아웃터 패널에 상기 인너 패널을 결합하기 전에, 상기 인너 패널을 전착 도장하여 유기 도막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤밍 방법.
제1항에 있어서,
상기 인너 패널의 헤밍부의 선단은 상기 인너 패널의 표면을 향하도록 구부려지는 것을 특징으로 하는 헤밍 방법.
제1항에 있어서,
상기 아웃터 패널과 상기 인너 패널의 조립체를 도장처리하는 단계; 및
상기 아웃터 패널의 선단과 상기 인너 패널의 헤밍부 사이에 제2 실러를 도포하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤밍 방법.
제6항에 있어서,
상기 인너 패널의 선단과 상기 인너 패널 사이에 그리고 상기 인너 패널의 선단과 상기 아웃터 패널의 사이에 왁스가 주입되어 방청 처리되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤밍 방법.
가장자리가 헤밍된 헤밍부를 갖춘 인너 패널;
상기 인너 패널의 헤밍부를 적어도 부분적으로 감싸도록 가장자리가 굽힘 변형된 굽힘부를 갖춘 아웃터 패널; 및
상기 인너 패널과 상기 아웃터 패널 사이에 개재되는 제1 실러
를 포함하고,
상기 굽힘부의 굽힘 방향이 상기 헤밍부의 헤밍 방향과 반대인 패널 조립체.
제8항에 있어서.
상기 인너 패널의 두께는 상기 아웃터 패널이 갖는 두께의 1/2 이하인 것을 특징으로 하는 패널 조립체.
제8항에 있어서,
상기 인너 패널은 전착 도장되어 유기 도막이 형성된 것을 특징으로 하는 패널 조립체.
제8항에 있어서,
상기 인너 패널의 헤밍부의 선단은 상기 인너 패널의 표면을 향하도록 구부려진 것을 특징으로 하는 패널 조립체.
제8항에 있어서,
상기 패널 조립체는, 상기 아웃터 패널의 선단과 상기 인너 패널의 헤밍부 사이에 제2 실러가 구비된 것을 특징으로 하는 패널 조립체.
제12항에 있어서,
상기 인너 패널의 선단과 상기 인너 패널 사이에 그리고 상기 인너 패널의 선단과 상기 아웃터 패널의 사이에 주입된 왁스를 구비한 것을 특징으로 하는 패널 조립체.