KR20210079875A - 차량용 시트 백 프레임 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초고장력 강판을 적용하여 강성은 물론 경량화시킨 시트 백 프레임 및 이 시트 백 프레임의 성형방법에 관한 것으로, 차량시트의 양측에 구비되는 사이드프레임(100)과, 이 사이드프레임(100)의 상부와 하부에 각각 결합되는 상부프레임(200) 및 하부프레임(300)으로 구성된 시트 백 프레임에 있어서, 상기 사이드프레임(100)은, 테두리부분이 절곡되어 2개의 모서리부(110)와 측벽부(120)를 갖도록 단면이 '⊂' 및 '⊃'자 형상으로 형성되고, 상기 측벽부(120) 중에서 시트의 전방을 향하게 되는 길이방향 일측벽에 형성된 제1측벽부(121)는 길이방향 타측벽에 형성된 제2측벽부(122)보다 적어도 2배 이상의 길이로 더 길게 형성되며, 상기 제1측벽부(121)와 인접되는 제1모서리부(111)의 곡률반경(R1)이 제2측벽부(122)와 인접되는 제2모서리부(112)의 곡률반경(R2)보다 더 크게 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 시트 백 프레임 및 그 제조방법{SEAT BACK FRAME FOR A VEHICLE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 초고장력 강판을 적용하여 강성은 물론 경량화시킨 차량용 시트 백 프레임 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 시트는 운전자의 편의를 위해 장치되는 다양한 부속들이 프레임의 변화 없이 선택적으로 장착될 수 있도록 표준 형식을 가지며 법규에 구속된 안전기준에 만족하는 충분한 강도를 보유하여야 한다.
종래의 자동차용 좌석 시트(1)는 도 1과 같이 강철 판재를 상온에서 성형 가공한 단위 부품을 용접으로 조립하였으나, 차량의 경량화를 위하여 시트를 강철에 비하여 밀도가 1/5 수준에 불과한 마그네슘을 다이캐스팅하여 볼트 등으로 조립하여 시트 프레임(2)으로 제조하는 기술이 개발되어 왔다.(도 2 참고)
하지만, 차량의 시트에서는 요구되는 안정 강도가 있으며, 시트는 이 강도를 만족시키도록 설계하여야 한다.
다이캐스팅 부품의 경우 전단 파괴에 취약한 마그네슘 자체의 물성과 더불어 산화물과 같은 불순물이나 기공 등 주조 제품 내부의 결함에 의해 강도가 매우 낮기 때문에 부품 간 연결부분이 통상적인 강철재질 부품보다 5배 이상 두껍게 설계되고 있다.
그 결과, 밀도가 강철의 1/5 수준에 불구함에도 마그네슘 다이캐스팅으로 제조된 시트 프레임은 동일한 성능의 강철재질 프레임과 비교하여 약 2kg 미만의 중량 감소 효과만을 나타내 통상적으로 10% 미만에 불과한 경량화 수준을 나타낸다는 한계가 있다.
또한, 과속방지턱 등을 통과하거나 불규칙한 노면을 주행할 때 발생되는 강한 충격은 쿠션 프레임을 상하 방향으로 진동시키거나 시트 백 프레임을 전후 방향으로 진동시키고 이때 과도한 진동이 장시간 발생되면 내구성이 나쁘며, 그 품질 역시 일정하지 않은 마그네슘 다이캐스팅 부품의 경우 크랙이 조기에 발생될 수 있어 이러한 점을 보상하기 위하여 충분한 두께를 보유하여야 한다.
이러한 문제점으로 인해 다소 무게가 나가더라도 견고한 구조로 안전성이 높은 강판을 사용하고 있는 실정이다.
최근 시트 백 프레임 정확하게는 사이드프레임에 사용되는 강판은 인장강도가 780Mpa인 고장력 강판을 사용하고 있으며, 이러한 고장력 강판은 트랜스퍼 금형을 이용하여 대략 6~7회의 프레스공정을 통해 사이드프레임을 제작하게 된다.
그러나 780Mpa인 고장력 강판을 이용한 시트 백 프레임의 제작시에는 안정적인 강도를 유지하기 위해서는 두께에 정해져 있음에 따라 경량화에는 한계가 있었다.
따라서, 급변하는 자동차 부품시장의 환경 특히 강도 및 경량화를 위한 연구개발이 끊임없이 수행되고 있다.
공개특허공보 제10-2012-0075304호(2012.07.06., 차량용 시트 구조) 공개특허공보 제10-2005-0116183호(2005.12.12., 자동차용 마그네슘 합금재 시트백 프레임 및 그 성형방법) 공개특허공보 제10-2016-0029877호(2016.03.16., 백커버 일체형 차량용 시트 프레임)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 인장강도가 980Mpa인 초고장력 강판을 이용하여 종래의 사이드프레임의 두께보다 얇은 두께로 성형하면서도 강도 및 강성을 유지시킬 수 있어 경량화를 달성할 수 있고, 특히 시트의 전방을 향하는 제1측벽부의 길이를 시트의 후방을 향하는 제2측벽부보다 길게 함으로써 구조적인 강도를 유지시켜 줄 수 있으며, 제1모서리부와 제2모서리부의 곡률반경(R1)을 차이를 두어 얇은 두께로 인해 프레스 가공과정에서 사이드프레임의 모서리 찢김 문제 및 표면이 울거나 쭈글쭈글해지는 문제를 해결할 수 있게 되는 차량용 시트 백 프레임 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 사이드프레임과 상부프레임 및 하부프레임의 안정적인 결합으로 구조적인 강도 및 강성 유지는 물론 조립성이 대폭 향상된 차량용 시트 백 프레임 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 차량용 시트 백 프레임은, 차량시트의 양측에 구비되는 사이드프레임(100)과, 이 사이드프레임(100)의 상부와 하부에 각각 결합되는 상부프레임(200) 및 하부프레임(300)으로 구성된 시트 백 프레임에 있어서, 상기 사이드프레임(100)은, 테두리부분이 절곡되어 2개의 모서리부(110)와 측벽부(120)를 갖도록 단면이 '⊂' 및 '⊃'자 형상으로 형성되고, 상기 측벽부(120) 중에서 시트의 전방을 향하게 되는 길이방향 일측벽에 형성된 제1측벽부(121)는 길이방향 타측벽에 형성된 제2측벽부(122)보다 적어도 2배 이상의 길이로 더 길게 형성되며, 상기 제1측벽부(121)와 인접되는 제1모서리부(111)의 곡률반경(R1)이 제2측벽부(122)와 인접되는 제2모서리부(112)의 곡률반경(R2)보다 더 크게 형성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 사이드프레임(100)은 인장강도 980Mpa인 초고장력 강판으로 제작되며, 상기 제1측벽부(121)이 길이는 40~70㎜이고, 제2측벽부(122)의 길이는 10~20㎜이며, 상기 제1모서리부(111)의 곡률반경(R1)은 6~8이고, 제2모서리부(112)의 곡률반경(R2)은 2~4가 되도록 형성된 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제1측벽부(121)의 표면에는 사이드프레임(100)의 길이방향을 따라 일정 깊이로 보강홈(130)이 형성되고, 상기 상부프레임(200)은 중간부분이 절곡되어 단면형상이 '⊃'자 형상을 이루도록 형성되고, 양측 단부의 전면 상하부와 후면 일부분에는 상기 사이드프레임(100)의 상부에 끼워지거나 감싼 상태에서 사이드프레임(100)의 전후면에 각각 밀착 결합되도록 일정길이로 돌출되어 평평하게 제1상부밀착부(210)와 제2상부밀착부(220)가 각각 형성되며, 상기 보강홈(130)이 끝나는 제1측벽부(121)의 상부에는 평평하게 상부결합부(140)가 형성되어 지되, 상부결합부(140)의 상하부에는 각각 상기 상부프레임(200)의 제1상부밀착부(210)에 밀착되도록 일정면적으로 제1상부결합면(141)이 형성되고, 상기 제2측벽부(122)의 상부에는 상기 제2상부밀착부(220)에 밀착되도록 일정면적으로 제2상부결합면(142)이 형성된다.
또한, 상기 하부프레임(300)은 중간부분이 절곡되어 단면형상이 '∪'자 형상을 이루도록 형성되고, 양측 단부의 전면과 후면 일부분에는 상기 사이드프레임(100)의 하부에 끼워지거나 감싼 상태에서 사이드프레임(100)의 전후면에 각각 밀착 결합되도록 평평하게 제1하부밀착부(310)와 제2하부밀착부(320)가 각각 형성되며, 상기 보강홈(130)이 끝나는 제1측벽부(121)의 하부에는 상기 하부프레임(300)의 제1하부밀착부(310)에 밀착되도록 일정 면적으로 제1하부결합면(150)이 형성되고, 상기 제2측벽부(122)의 하부에는 상기 제2하부밀착부(320)에 밀착되도록 일정면적으로 제2하부결합면(151)이 형성된다.
한편, 본 발명의 시트 백 프레임의 제조방법은 사이드프레임(100)과, 이 사이드프레임(100)을 서로 연결시켜 주도록 사이드프레임(100)의 상부와 하부에 각각 결합되는 상부프레임(200) 및 하부프레임(300)으로 구성된 시트 백 프레임의 성형방법에 있어서, 상기 사이드프레임(100)은 인장강도 980Mpa인 초고장력 강판을 사용하고, 2개의 모서리부(110)와 측벽부(120)를 갖도록 순차적인 프레스 가공을 통해 단면형상이 '⊂' 및 '⊃'자 형상으로 성형하기 위한 과정으로, 순차적인 프레스 가공을 통해 사이드프레임(100)을 성형하도록 트랜스퍼 금형을 제작하되, 각 공정상의 상부금형과 하부금형 제작시 상기 사이드프레임(100)의 측벽부(120) 중 시트의 전방을 향하는 제1측벽부(121)와 시트의 후방을 향하는 제2측벽부(122)의 형성을 위해 양측에 제1측벽(451)과 제2측벽(452)이 형성되게 제작하되, 모서리부(110) 중 제1측벽(451)과 인접되는 제1금형모서리부(455)의 곡률반경(R1)이 제2측벽(452)과 인접되는 제2금형모서리부(456)의 곡률반경(R2)보다 더 크게 형성되도록 제작하는 금형제작과정; 상기 사이드프레임(100)의 모재가 되는 초고장력 강판을 재단하되, 프레스 가공에 의해 성형되는 제1측벽부(121)의 길이가 제2측벽부(122)의 길이보다 적어도 2배 이상 더 길게 형성되도록 재단하는 재단과정; 트랜스퍼 금형을 이용하여 상기 초고장력 강판을 이동시키면서 순차적으로 프레스 가공하여 단면형상이 '⊂' 및 '⊃'자 형상을 가지며 제1측벽부(121)의 길이가 제2측벽부(122)의 길이보다 더 긴 길이를 갖는 사이드프레임(100)을 성형하는 성형과정; 하부금형(450)에서 최종 성형 완료된 사이드프레임(100)을 탈거하여 분리한 후 냉각시키는 분리과정;을 거쳐 인장강도 980Mpa인 초고장력 강판으로 된 사이드프레임을 성형하게 된다.
상기의 구성으로 이루어진 본 발명의 차량용 시트 백 프레임 및 그 제조방법에 따르면, 인장강도가 980Mpa인 초고장력 강판을 이용함에 따라 종래의 사이드프레임의 두께보다 얇은 두께로 성형하면서도 강도 및 강성을 유지시켜 줄 수 있어 경량화 효과를 달성할 수 있고, 제1모서리부와 제2모서리부의 곡률반경(R1)을 차이를 둠으로써 프레스 가공과정에서 사이드프레임의 모서리 찢김 문제 및 표면이 울거나 쭈글쭈글해지는 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
또한, 사이드프레임과 상부프레임 및 하부프레임의 안정적이고 손쉬운 결합으로 구조적인 강도 및 강성 유지는 물론 조립성이 대폭 향상되는 효과가 있다.
도 1 및 2는 종래의 시트 백 프레임을 보인 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 시트 백 프레임의 사시도,
도 4는 도 1의 분리도,
도 5는 본 발명에 따른 사이드프레임의 절개사시도,
도 6은 본 발명에 따른 상부프레임과 결합되는 사이드프레임의 상부결합부를 보인 절개사시도,
도 7은 본 발명에 따른 상부프레임을 보인 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 하부프레임의 배면에서 바라본 배면사시도,
도 9는 본 발명에 따른 강판의 2차 성형을 위한 상부금형 및 하부금형을 보인 개략적인 단면도,
도 10은 본 발명에 따른 트랜스퍼 금형에 의해 성형된 9개의 사이드프레임 제품사진,
도 11은 도 10에서 사이드프레임의 반대쪽 형상을 보여주는 제품사진.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 시트 백 프레임 및 그 제조방법을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 시트 백 프레임은 차량시트의 양측에 구비되는 사이드프레임(100)과, 이 사이드프레임(100)의 상부와 하부에 각각 결합되는 상부프레임(200) 및 하부프레임(300)으로 구성된다.
상기 사이드프레임(100)은 시트 양측에 구비됨에 따라 서로 대칭되게 2개의 사이드프레임이 마련되는 것이며, 테두리부분이 절곡되어 2개의 모서리부(110)와 측벽부(120)를 갖도록 대략 단면이 '⊂' 및 '⊃'자 형상으로 형성되어 진다.
이때, 상기 측벽부(120) 중에서 시트의 전방을 향하게 되는 길이방향 일측벽에 형성된 제1측벽부(121)는 길이방향 타측벽에 형성된 제2측벽부(122)보다 적어도 2배 이상의 길이로 더 길게 형성된다.
제1측벽부(121)를 제2측벽부(122)보다 길게 형성하는 이유는, 지지력의 향상으로 시트의 골격을 안정적으로 유지시켜 줌은 물론, 운전자를 포함한 탑승자가 시트에 착석시 또는 외부압력이 가압해지는 경우에 뒤틀림이나 변형됨이 없도록 강성 및 강도를 유지시켜 주기 위함이다.
이때, 상기 제1측벽부(121)와 인접되는 제1모서리부(111)의 곡률반경(R1)은 제2측벽부(122)와 인접되는 제2모서리부(112)의 곡률반경(R2)보다 더 크게 형성되도록 한다.
그 이유는, 제1측벽부(121)를 제2측벽부(122)보다 길게 형성하기 때문에 복수번의 프레스 가공을 통해 제1측벽부(121)를 순차적으로 조금씩 성형하는 과정에서 제1측벽부와 제1모서리부(111)가 신장되면서 찢겨지는 문제나 표면이 전체적으로 고르게 신장되지 않고 불균일하게 신장되면서 발생될 수 있는 문제(울거나 쭈글쭈글해지는 현상)를 방지하기 위함이다.
상기 상부프레임(200)과 하부프레임(300)은 상기 사이드프레임(100)의 단면형상이 대략 '⊂' 및 '⊃'자 형상으로 형성되어 짐에 따라 이 사이드프레임에 양단부가 각각 밀착결합될 수 있도록 단면형상이 '⊃' 과 '∪'자 형상이 되도록 각각 형성됨이 바람직할 것이다.(도 3 및 도 4 참고)
사이드프레임과 상부프레임 및 하부프레임은 용접결합에 의해 서로 일체가 되도록 구비되며, 용접결합중에서도 레이저 용접을 통해 결합될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 사이드프레임은 트랜스퍼 금형을 통해 순차적으로 이동되면서 프레스 성형되는 과정에서 상대적으로 긴 길이를 갖는 제1측벽부의 표면이 울게 되는 것을 방지하면서도 제1측벽부와 인접되는 제1모서리부가 찢겨지는 등의 문제를 방지하여 고품질의 제품을 생산할 수 있게 되는 장점이 있다.
특히, 종래에는 인장강도가 780Mpa인 강판을 사용하여 사이드프레임을 성형하였으나, 본 발명에서는 인장강도가 980Mpa인 초고장력 강판을 사용하여 제작하기 때문에 사이드프레임의 모재가 되는 강판의 두께가 더 얇고 트랜스퍼 금형의 개수가 더 많게 된다.
이와 같이 사이드프레임의 모재가 되는 강판의 두께가 얇은 상태에서 제1측벽부의 길이가 길기 때문에 프레스 가공중에 제1모서리부의 찢김 현상이나 제1측벽부의 표면이 울게 되는 현상이 발생하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 제1모서리부를 형성하기 위해 트랜스퍼 금형을 이루는 상부금형과 하부금형의 제1금형모서리부의 곡률반경을 제2모서리부(112)의 곡률반경(R2)보다 더 크게 형성함으로써 복수번 프레스가공을 통해 제1측벽부와 제1모서리부를 계속해서 가압 성형하더라도 찢김문제나 표면이 울거나 쭈글쭈글해지는 문제를 해결할 수 있는 것이다.
본 발명에서 상기 제1측벽부(121)이 길이는 40~70㎜이고, 제2측벽부(122)의 길이는 10~20㎜이며, 상기 제1모서리부(111)의 곡률반경(R1)은 6~8이고, 제2모서리부(112)의 곡률반경(R2)은 2~4가 되도록 형성된 것이 바람직하다.
상기 제2측벽부의 길이는 사이드프레임을 보강시켜 주면서도 상부프레임이나 하부프레임의 결합부위를 형성시켜 줄 수 있는 정도로 형성되면 된다. 물론, 제2측벽부의 길이를 유지한 채 상부프레임이나 하부프레임의 결합부위만을 좀 더 넓고 긴 길이를 갖도록 형성할 수 있다.
상기 제1측벽부(121)이 길이는 종래의 사이드프레임에 비해 더 긴 길이를 갖도록 40~70㎜로 형성되는데, 이는 탑승시 시트의 골격을 유지시켜 주면서도 탑승자의 무게를 포함한 외부 가압력을 효과적으로 지지시켜 줄 수 있도록 하기 위하여 40㎜ 이상 형성되는 것이다.
이때, 제1측벽부(121)의 길이가 70㎜를 초과하는 경우에 실질적인 지지 효과가 크지 않고, 오히려 너무 길게 형성됨에 따라 프레스 가공 중에 울게 되거나 쭈글쭈글해지는 등 표면손상이 발생할 가능성이 있다.
여기서, 본 발명의 상기 제1측벽부(121)의 표면에는 사이드프레임(100)의 길이방향을 따라 일정 깊이로 보강홈(130)이 형성된 것이 바람직하다.
상기 보강홈(130)은 제1측벽부(121)의 표면 자체가 함몰되어 굴곡 형성되며, 이러한 보강홈의 형성으로 인해 제1측벽부(121)가 40~70㎜로 길게 형성되더라도 휨이나 변형이 일어나지 않은 채 기대하는 강도를 갖게 된다.
상부프레임(200)은 상술한 바와 같이 중간부분이 절곡되어 단면형상이 '⊃'자 형상을 이루도록 형성되어 사이드프레임(100)의 안쪽에 끼워지거나 감싼 상태로 결합된다.
이러한 상부프레임(200)의 양측 단부의 전면 상하부와 후면 일부분에는 상기 사이드프레임(100)의 상부에 끼워지거나 감싸여 진채로 사이드프레임(100)의 전후면에 각각 밀착 결합되도록 일정길이로 돌출되어 평평하게 제1상부밀착부(210)와 제2상부밀착부(220)가 각각 형성된다.
상기 제1상부밀착부(210)와 제2상부밀착부(220)는 너무 작은 면적으로 형성되면 결합면적이 적어 안정적인 지지가 어려움에 따라 어느정도 면적을 갖도록 형성한다. 대략 가로세로길이가 15~30㎜정도의 길이로 형성할 수 있다.
그리고 상기 보강홈(130)이 끝나는 제1측벽부(121)의 상부에는 상기 상부프레임과의 결합을 위해 평평하게 상부결합부(140)가 형성되어 지는데, 이러한 상부결합부(140)의 상하부에는 각각 상기 상부프레임(200)의 제1상부밀착부(210)에 밀착되도록 제1상부밀착부(210)와 동일 면적 또는 일정면적으로 제1상부결합면(141)이 형성된다.
또한, 상기 제2측벽부(122)의 상부에는 상기 제2상부밀착부(220)에 밀착되도록 상기 제2상부밀착부(220)와 동일 면적 또는 일정면적으로 제2상부결합면(142)이 형성된다.
상기 제1상부결합면(141)과 제2상부결합면(142)이 형성됨에 따라 상기 상부프레임(200)의 단부가 사이드프레임(100)의 상부에 완전 밀착되어 결속된 상태로 용접결합되는 것이다.
그리고 도면에서와 같이, 상기 하부프레임(300)은 중간부분이 절곡되어 단면형상이 '∪'자 형상을 이루도록 형성되는 것이고, 양측 단부의 전면과 후면 일부분에는 상기 사이드프레임(100)의 하부에 끼워지거나 감싼 상태에서 사이드프레임(100)의 전후면에 각각 밀착 결합되도록 평평하게 제1하부밀착부(310)와 제2하부밀착부(320)가 각각 형성된다.
상기 하부프레임(300)과의 밀착결합을 위해, 상기 보강홈(130)이 끝나는 제1측벽부(121)의 하부에는 제1하부밀착부(310)에 밀착되도록 일정 면적으로 제1하부결합면(150)이 형성되고, 상기 제2측벽부(122)의 하부에는 상기 제2하부밀착부(320)에 밀착되도록 일정면적으로 제2하부결합면(151)이 형성된다.
이때, 상기 하부프레임(300)과 사이드프레임(100)의 결합면적은 상부프레임(200)과 사이드프레임의 결합면적보다 더 큰 면적으로 결합되는 것이 바람직할 것이다.
그 이유는, 하부프레임이 상부프레임에 비해 사이드프레임의 흔들림이나 유동이 발생되지 않고 견고하게 지지해주어야 하기 때문이다.
또한, 사이드프레임의 유동가능성을 더욱 방지하게 위해 하부프레임이 사이드프레임의 하부에 끼움결합되기 보다는 사이드프레임을 감싼 상태로 용접결합되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제1모서리부(111)와 제1하부결합면(150) 사이의 제1측벽부(121)의 표면에는 보강돌기부(160)가 형성된다. 보강돌기부(160)는 사이드프레임(100)에 외부압력이 가해지는 경우에 뒤틀림이 발생될 수 있기 때문에 이를 방지하기 위하여 형성된 것이며, 사이드프레임이 프레스 가공을 통해 성형됨에 따라 제1측벽부(121)의 표면에 별도로 형성시키기 보다는 제1측벽부(121)의 중간부분 자체를 굴곡시켜 외측으로 돌출되게 형성하도록 한다.
도 9는 본 발명에 따른 강판의 2차 성형을 위한 상부금형 및 하부금형을 보인 개략적인 단면도이고, 도 10은 본 발명에 따른 트랜스퍼 금형에 의해 성형된 9개의 사이드프레임 제품사진이며, 도 11은 도 10에서 사이드프레임의 반대쪽 형상을 보여주는 제품사진이다.
도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 사이드프레임(100)과, 이 사이드프레임(100)을 서로 연결시켜 주도록 사이드프레임(100)의 상부와 하부에 각각 결합되는 상부프레임(200) 및 하부프레임(300)으로 구성된 시트 백 프레임에 있어서, 상기 사이드프레임의 제작시에는 금형제작, 재단, 성형, 분리과정을 거쳐 제작하게 된다.
구체적으로, 사이드프레임(100)은 인장강도 980Mpa인 초고장력 강판을 사용하게 되는데, 이러한 사이드프레임(100)은 2개의 모서리부(110)와 측벽부(120)를 갖도록 성형되는 것이며, 초고장력 강판임에 따라 순차적인 프레스 가공을 통해 단면형상이 '⊂' 및 '⊃'자 형상으로 성형하게 된다.
먼저, 금형제작과정에서는 순차적인 프레스 가공을 통해 사이드프레임(100)을 성형하기 위해 트랜스퍼 금형을 형성하고, 이 트랜스퍼 금형이 설치된 자동화 프레스장치를 제작한다.
상부금형과 하부금형 제작시에는 상기 사이드프레임(100)의 측벽부(120) 중 시트의 전방을 향하는 제1측벽부(121)와 시트의 후방을 향하는 제2측벽부(122)의 형성을 위해 양측에 제1측벽(451)과 제2측벽(452)이 형성되게 제작한다.
이때, 모서리부(110) 중 제1측벽(451)과 인접되는 제1금형모서리부(455)의 곡률반경(R1)이 제2측벽(452)과 인접되는 제2금형모서리부(456)의 곡률반경(R2)보다 더 크게 형성되도록 제작한다. 그 이유는 사이드프레임의 모재가 되는 강판의 두께가 얇은 상태에서 제1측벽부의 길이를 제2측벽부에 비해 더 길게 형성하기 때문에 프레스 가공중에 제1모서리부의 찢김 현상이나 제1측벽부의 표면이 울게 되는 현상이 발생하게 되는데, 복수번 프레스가공시 제1측벽부와 제1모서리부를 계속해서 가압 성형하더라도 찢김문제나 표면이 울거나 쭈글쭈글해지지 않도록 하기 위함이다.
상기 하부금형(450)의 제작시 제1측벽(451)이 길이는 사이드프레임의 제1측벽부의 길이보다 더 길어야 함에 따라 70㎜이상의 높이를 갖도록 제작하고, 제2측벽(452)의 길이는 제2측벽부의 길이와 제2상부결합면 및 제2하부결합면의 돌출 길이보다 더 길어야 함에 따라 40㎜이 이상이 되도록 형성한다.
그리고 사이드프레임(100)의 제1모서리부(111)를 형성하기 위한 상기 제1금형모서리부(455)의 곡률반경(R1)은 6~8이 되게 형성하고, 제2모서리부(112)를 형성하기 위한 제2금형모서리부(456)의 곡률반경(R2)은 2~4가 되도록 제작할 수 있다.
재단과정에서는 사이드프레임(100)의 모재가 되는 초고장력 강판을 재단하되, 프레스 가공에 의해 성형되는 제1측벽부(121)의 길이가 제2측벽부(122)의 길이보다 적어도 2배 이상 더 길게 형성되도록 재단한다.
재단과정은 금형제작 후에 거쳐도 되고, 금형제작 전 미리 거치도록 하여 강판을 재단해 놓을 수 있다.
성형과정에서는 트랜스퍼 금형을 이용하여 상기 초고장력 강판을 이동시키면서 순차적으로 프레스 가공하여 단면형상이 '⊂' 및 '⊃'자 형상을 가지며 제1측벽부(121)의 길이가 제2측벽부(122)의 길이보다 더 긴 길이를 갖는 사이드프레임(100)을 성형하게 된다.
분리과정에서는 하부금형(450)에서 최종 성형 완료된 사이드프레임(100)을 탈거하여 분리한 후 냉각(자연 냉각)시켜 완성하면 된다.
100: 사이드프레임 110: 모서리부
111: 제1모서리부 112: 제2모서리부
120: 측벽부 121: 제1측벽부
122: 제2측벽부 130: 보강홈
140: 상부결합부 141: 제1상부결합면
142: 제2상부결합면 150: 제1하부결합면
151: 제2하부결합면 160: 보강돌기부
200: 상부프레임 210: 제1상부밀착부
220: 제2상부밀착부 300: 하부프레임
310: 제1하부밀착부 320: 제2하부밀착부
400: 상부금형 450: 하부금형
451: 제1측벽 452: 제2측벽
455: 제1금형모서리부 456: 제2금형모서리부

Claims (7)

  1. 차량시트의 양측에 구비되는 사이드프레임(100)과, 이 사이드프레임(100)의 상부와 하부에 각각 결합되는 상부프레임(200) 및 하부프레임(300)으로 구성된 시트 백 프레임에 있어서,
    상기 사이드프레임(100)은, 테두리부분이 절곡되어 2개의 모서리부(110)와 측벽부(120)를 갖도록 단면이 '⊂' 및 '⊃'자 형상으로 형성되고,
    상기 측벽부(120) 중에서 시트의 전방을 향하게 되는 길이방향 일측벽에 형성된 제1측벽부(121)는 길이방향 타측벽에 형성된 제2측벽부(122)보다 적어도 2배 이상의 길이로 더 길게 형성되며,
    상기 제1측벽부(121)와 인접되는 제1모서리부(111)의 곡률반경(R1)이 제2측벽부(122)와 인접되는 제2모서리부(112)의 곡률반경(R2)보다 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 시트 백 프레임.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사이드프레임(100)은 인장강도 980Mpa인 초고장력 강판으로 제작되며,
    상기 제1측벽부(121)이 길이는 40~70㎜이고, 제2측벽부(122)의 길이는 10~20㎜이며,
    상기 제1모서리부(111)의 곡률반경(R1)은 6~8이고, 제2모서리부(112)의 곡률반경(R2)은 2~4가 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 시트 백 프레임.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1측벽부(121)의 표면에는 사이드프레임(100)의 길이방향을 따라 일정 깊이로 보강홈(130)이 형성되고,
    상기 상부프레임(200)은 중간부분이 절곡되어 단면형상이 '⊃'자 형상을 이루도록 형성되고, 양측 단부의 전면 상하부와 후면 일부분에는 상기 사이드프레임(100)의 상부에 끼워지거나 감싼 상태에서 사이드프레임(100)의 전후면에 각각 밀착 결합되도록 일정길이로 돌출되어 평평하게 제1상부밀착부(210)와 제2상부밀착부(220)가 각각 형성되며,
    상기 보강홈(130)이 끝나는 제1측벽부(121)의 상부에는 평평하게 상부결합부(140)가 형성되어 지되, 상부결합부(140)의 상하부에는 각각 상기 상부프레임(200)의 제1상부밀착부(210)에 밀착되도록 일정면적으로 제1상부결합면(141)이 형성되고,
    상기 제2측벽부(122)의 상부에는 상기 제2상부밀착부(220)에 밀착되도록 일정면적으로 제2상부결합면(142)이 형성된 것을 특징으로 하는 시트 백 프레임.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1측벽부(121)의 표면에는 사이드프레임(100)의 길이방향을 따라 일정 깊이로 보강홈(130)이 형성되고,
    상기 하부프레임(300)은 중간부분이 절곡되어 단면형상이 '∪'자 형상을 이루도록 형성되고, 양측 단부의 전면과 후면 일부분에는 상기 사이드프레임(100)의 하부에 끼워지거나 감싼 상태에서 사이드프레임(100)의 전후면에 각각 밀착 결합되도록 평평하게 제1하부밀착부(310)와 제2하부밀착부(320)가 각각 형성되며,
    상기 보강홈(130)이 끝나는 제1측벽부(121)의 하부에는 상기 하부프레임(300)의 제1하부밀착부(310)에 밀착되도록 일정 면적으로 제1하부결합면(150)이 형성되고,
    상기 제2측벽부(122)의 하부에는 상기 제2하부밀착부(320)에 밀착되도록 일정면적으로 제2하부결합면(151)이 형성된 것을 특징으로 하는 시트 백 프레임
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1모서리부(111)와 제1하부결합면(150) 사이의 제1측벽부(121)의 표면에는 뒤틀림방지를 위해 제1측벽부(121)의 표면을 굴곡시켜 외측으로 돌출되게 보강돌기부(160)가 형성된 것을 특징으로 하는 시트 백 프레임.
  6. 사이드프레임(100)과, 이 사이드프레임(100)을 서로 연결시켜 주도록 사이드프레임(100)의 상부와 하부에 각각 결합되는 상부프레임(200) 및 하부프레임(300)으로 구성된 시트 백 프레임의 성형방법에 있어서,
    상기 사이드프레임(100)은 인장강도 980Mpa인 초고장력 강판을 사용하고, 2개의 모서리부(110)와 측벽부(120)를 갖도록 순차적인 프레스 가공을 통해 단면형상이 '⊂' 및 '⊃'자 형상으로 성형하기 위한 과정으로,
    순차적인 프레스 가공을 통해 사이드프레임(100)을 성형하도록 트랜스퍼 금형을 제작하되, 각 공정상의 상부금형과 하부금형 제작시 상기 사이드프레임(100)의 측벽부(120) 중 시트의 전방을 향하는 제1측벽부(121)와 시트의 후방을 향하는 제2측벽부(122)의 형성을 위해 양측에 제1측벽(451)과 제2측벽(452)이 형성되게 제작하되, 모서리부(110) 중 제1측벽(451)과 인접되는 제1금형모서리부(455)의 곡률반경(R1)이 제2측벽(452)과 인접되는 제2금형모서리부(456)의 곡률반경(R2)보다 더 크게 형성되도록 제작하는 금형제작과정;
    상기 사이드프레임(100)의 모재가 되는 초고장력 강판을 재단하되, 프레스 가공에 의해 성형되는 제1측벽부(121)의 길이가 제2측벽부(122)의 길이보다 적어도 2배 이상 더 길게 형성되도록 재단하는 재단과정;
    트랜스퍼 금형을 이용하여 상기 초고장력 강판을 이동시키면서 순차적으로 프레스 가공하여 단면형상이 '⊂' 및 '⊃'자 형상을 가지며 제1측벽부(121)의 길이가 제2측벽부(122)의 길이보다 더 긴 길이를 갖는 사이드프레임(100)을 성형하는 성형과정;
    하부금형(450)에서 최종 성형 완료된 사이드프레임(100)을 탈거하여 분리한 후 냉각시키는 분리과정;
    을 거쳐 인장강도 980Mpa인 초고장력 강판으로 된 사이드프레임을 성형하는 것을 특징으로 하는 시트 백 프레임의 성형방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 트랜스퍼 금형은 9개의 금형으로 이루어져 있고, 9회의 순차적인 프레스공정을 거쳐 사이드프레임(100)을 성형하게 되며,
    상기 하부금형(450)의 제작시 사이드프레임(100)의 제1모서리부(111)를 형성하기 위한 상기 제1금형모서리부(455)의 곡률반경(R1)은 6~8이고, 제2모서리부(112)를 형성하기 위한 제2금형모서리부(456)의 곡률반경(R2)은 2~4가 되도록 제작하는 것을 특징으로 하는 시트 백 프레임의 성형방법.
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