이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 필러부재(10)에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 7c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 필러부재(10)는 필러본체부(100) 및, 연결접합부(200)를 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 필러본체는 적어도 하나 이상의 폐단면부(110)가 형성되는 필러본체부(100)와, 상기 필러본체부(100)의 양단부에 구비되고, 차체(1)와 결합되는 연결접합부(200)를 포함하고, 상기 필러본체부(100)와 상기 연결접합부(200)가 연속적으로 성형될 수 있다.
필러부재(10)를 구성하는 필러본체부(100)와 상기 연결접합부(200)는 강판이 롤포밍장치에 의해 단면이 다단으로 접히면서 원하는 형상의 부재로 성형될 수 있다.
도 3 및, 도 4에 도시된 바와 같이, 필러본체부(100)와 상기 연결접합부(200)는 단일의 롤포밍 공정에 의해 연속적으로 성형될 수 있다.
도 4의 경우는, 필러본체부(100)와 연결접합부(200)를 형성하는 강판 등의 판재의 양단부를 미리 절개하여 연결접합부(200)를 부분적으로 형성한 상태에서 단일의 롤포밍 공정에 의해 연속적으로 필러부재(10)와 연결접합부(200)를 성형할 수 있다.
강판의 단절이 없이 제1 연결접합부(210)와, 필러본체부(100)와 제2 연결접합부(230)의 순서로 순차적으로 롤포밍되면서 단일의 롤포밍 공정에 의해 연속적으로 성형될 수 있다.
롤포밍(Roll forming) 공정은 치수정밀도가 높으며 스크랩이 거의 발생하지 않고 롤의 마모도 매우 적어, 단면 형상이 일정하면서 길이가 상대적으로 긴 제품을 매우 경제적으로 생산할 수 있는 공정이다.
롤포밍 공정은 다단의 고정된 상하부 회전롤 세트를 배열하고 각각의 회전롤 세트 사이를 코일 또는 재단된 형태의 소재가 지나갈 때마다 점진적으로 부품 형상을 성형하여 단면이 일정하며 길이가 긴 부품 형상을 성형하는 기술이다.
특히, 초고강도강까지 성형이 가능하므로 고강도강 자동차 부품의 생산에 적합한 공정이라는 장점도 있다.
도 3 및, 도 4에 도시된 바와 같이, 연결접합부(200)는 제1 연결접합부(210)와 제2 연결접합부(230)를 포함할 수 있다.
연결접합부(200)는 상기 필러본체부(100)의 일측에 구비되는 제1 연결접합부(210)와, 상기 제1 연결접합부(210)와 대향되게 상기 필러본체부(100)의 타측에 구비되는 제2 연결접합부(230)를 포함할 수 있다.
그리고, 필러본체부(100)는, 상기 제1 연결접합부(210)와 상기 제2 연결접합부(230)의 사이의 구간에서 롤포밍 방식에 의해 연속적으로 성형되어 짝수 개의 폐단면부(110)를 형성할 수 있다.
필러본체부(100)에 형성되는 폐단면부(110)는 짝수개로 구비되어, 상기 필러본체부(100)와 상기 연결접합부(200)가 단일의 롤포밍공정에 의해 일체로 성형될 수 있다.
도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 필러본체부(100)가 연결접합부(200)와 일체로 롤포밍되면서, 필러본체부(100)의 양단부에 연결접합부(200)가 형성되기 위해서는 폐단면부(110)는 짝수 개로 구비되어야 한다.
이는, 필러본체부(100)에 홀수 개의 폐단면부(110)를 연속적으로 형성하는 경우에는 연결접합부(200)가 필러본체부(100)의 양측에 대향되는 형태로 형성될 수 없고, 같은 방향으로 형성되기 때문이다.
따라서, 필러본체부(100)에 차체(1)와 결합되기 위한 대향되는 형태의 2개의 연결접합부(200)를 형성하면서, 연결접합부(200)가 필러본체부(100)가 단일의 롤포밍공정에 의해 일체로 성형되기 위해서는 폐단면부(110)가 짝수개로 구비되어야 한다.
본 발명에 따른 필러부재(10)는 폐단면 구조를 가지는 필러본체부(100)를 형성하면서, 필러본체부(100)의 양측면에 차체(1)와의 연결을 위한 대향되는 형태의 연결본체부를 단일의 롤포밍 공정에 의해 성형할 수 있는 이점이 있다.
따라서, 본 발명의 필러부재(10)는 폐단면 구조를 통해 하중성능을 향상시키면서도, 용접량을 저감시켜 필러부재(10)의 생산속도를 향상시키고, 용접량이 저감됨에 따라 필러부재(10)의 제조비용이 절감될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 필러부재(10)는 하중성능을 발휘를 위한 폐단면 구조를 형성하면서 동시에 필러본체부(100)의 양측면에 대향되는 형태의 연결본체부가 형성되도록 함으로써, 필러부재(10)의 제작을 위한 강판의 사용량을 최소화하여 비용을 절감하면서도 차체(1)와 용이하게 결합될 수 있는 효과가 있다.
필러본체부(100)는 2개의 폐단면부(110)가 롤포밍 방식에 의해 연속적으로 형성되는, 8자형의 단면을 형성할 수 있다.
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 필러본체부(100)는, 상기 제1 연결접합부(210)와 상기 제2 연결접합부(230)의 사이의 구간에서 롤포밍 방식에 의해 연속적으로 성형되어 8자형의 단면을 가지는 제1 폐단면부(111)와, 제2 폐단면부(112)를 구비할 수 있다.
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 연속적으로 롤포밍된 제1 연결접합부(210), 필러본체부(100) 및, 제2 연결본체부의 접합을 위해 2곳에서 용접 접합할 수 있다.
이와 같이, 연속적으로 롤포밍된 제1 연결접합부(210), 필러본체부(100) 및, 제2 연결본체부의 접합을 위해 2곳에서 용접 접합을 함으로써, 2 이상의 폐단면부(110)를 포함하는 다중의 폐단면 구조를 가지는 필러본체부(100)를 형성할 수 있고, 필러본체부(100)의 양측면에 대향되는 형태의 연결본체부가 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 필러부재(10)는 다중의 폐단면 구조를 통해 하중성능을 향상시키면서도, 용접량을 저감시켜 필러부재(10)의 생산속도를 향상시키고, 용접량이 저감됨에 따라 필러부재(10)의 제조비용이 절감될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 필러부재(10)는 하중성능을 발휘를 위한 다중의 폐단면 구조를 형성하면서 동시에 필러본체부(100)의 양측면에 대향되는 형태의 연결본체부가 형성되도록 함으로써, 필러부재(10)의 제작을 위한 강판의 사용량을 최소화하여 비용을 절감하면서도 차체(1)와 용이하게 결합될 수 있는 효과가 있다.
도 5 및, 도 6에 도시된 바와 같이, 필러본체부(100)는 제1 본체판(130), 제2 본체판(150), 제1 폐단면부(111) 및, 제2 폐단면부(112)를 포함할 수 있다.
연결접합부(200)는, 상기 필러본체부(100)의 일측면에 구비되는 제1 연결접합부(210)와, 상기 필러본체부(100)의 타측면에 구비되는 제2 연결접합부(230)를 구비를 구비할 수 있고, 필러본체부(100)는 상기 제1 연결접합부(210)에서 연장 형성되는 제1 본체판(130)과, 상기 제2 연결접합부(230)에서 연장 형성되는 제2 본체판(150)과, 상기 제1 본체판(130)과 상기 제2 본체판(150)의 사이에서 연계되어 형성되고, 상기 제1 본체판(130)에서 연속적으로 롤포밍되는 제1 폐단면부(111) 및, 일측은 상기 제1 폐단면부(111)와 연계되고, 타측은 상기 제2 연결접합부(230)와 연계되어 연속적으로 롤포밍되는 제2 폐단면부(112)를 포함할 수 있다.
필러본체부(100)는 상기 제1 연결접합부(210)에서 연장 형성되는 제1 본체판(130)과, 상기 제2 연결접합부(230)에서 연장 형성되는 제2 본체판(150)과, 상기 제1 본체판(130)에서 연계되어 연속적으로 롤포밍되는 제1 폐단면부(111) 및, 일측은 상기 제1 폐단면부(111)와 연계되고, 타측은 상기 제2 본체판(150)과 연계되어 연속적으로 롤포밍되는 제2 폐단면부(112)를 포함할 수 있다.
제1 폐단면부(311)와 제2 폐단면부(312)는 제1 본체판(330)와 제2 본체판(350)의 사이에서 연계되어 형성되면서 연속적으로 롤포밍될 수 있다.
필러본체부(100)는 삼각형 또는 사각형의 단면으로 형성되는 복수의 폐단면부(110)를 포함하는 다중의 폐단면 구조를 형성할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 폐단면부(111)와 제2 폐단면부(112)는 사각형의 단면으로 형성될 수 있고, 사각형의 단면의 모서리부분에는 일정한 곡률을 가진 형태로 구비될 수 있다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 폐단면부(111)와 제2 폐단면부(112)는 삼각형의 단면으로 형성될 수 있고, 삼각형의 단면의 모서리부분에는 일정한 곡률을 가진 형태로 구비될 수 있다.
다만, 폐단면부(110)의 형태는 반드시 삼각형, 사각형에 한정되는 것은 아니고, 필러부재(10)의 하중성능을 향상시킬 수 있는 형태라면 다양한 형태의 다각형의 단면을 가질 수 있음은 물론이다.
도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 폐단면부(111), 제2 폐단면부(112), 제3 폐단면부(113) 및, 제4 폐단면부(114)는 사각형의 단면으로 형성될 수 있고, 사각형의 단면의 모서리부분에는 일정한 곡률을 가진 형태로 구비될 수 있다.
도 6의 (a)는 2개의 폐단면부(110)를 형성하고, 도 6의 (b)는 4개의 폐단면부(110)를 형성하고 있다. 양자는 필러부재(10)의 하중성능과, 강재의 사용량 등에 따른 제조비용 면에서 차이가 있다.
도 6의 (a)는 2개의 폐단면부(110)를 포함하는 다중의 폐단면 구조를 형성하여, 충분한 하중성능을 확보하면서도, 강재의 사용량 및, 용접량을 최소화하여 필러부재(10)의 제조비용까지 절감한 본 발명의 최적의 필러부재(10)의 형상이다.
반면에, 도 6의 (b)는 4개의 폐단면부(110)를 형성하여 다중의 폐단면 구조를 형성하여, 도 6의 (a)에 비하여 강재의 사용량 등의 제조비용은 증가하였은, 하중성능은 개선되는 이점이 있다.
도 6의 (b)의 경우에도 필러부재(10)와 차체(1)가 차지하는 단면적에는 거의 변화가 없는바, 양자 모두 운전자의 시야확보의 관점에서는 큰 차이가 없다.
따라서, 응급차량 등과 같이, 차량의 구조적 안정성의 관점에서 하중성능의 충분한 확보가 필요한 차량에는 도 6의 (b)에 도시된 필러부재(10)가 적용되는 것이 보다 바람직할 수 있다.
도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 필러부재(10)는 본체판과 상기 폐단면부(110)를 형성하는 부재가 겹쳐지는 부분 중 적어도 2 이상의 부분에서 겹침 용접될 수 있다.
제1 본체판(130)과 상기 제2 폐단면부(112)의 부재가 겹쳐지는 부분 및, 상기 제2 본체판(150)과 상기 제1 폐단면부(111)의 부재가 겹쳐지는 부분은 겹침 용접될 수 있다.
도 5의 (a), 도 6의 (a) 및, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 연결접합부(200)와, 상기 연결접합부(200)에 가장 인접한 상기 폐단면부(110)의 경계가 용접 접합될 수 있다. 즉, 경계를 형성하는 부분에 배치되는 폐단면부(110)는 연결접합부(200)와의 경계에서 용접 접합될 수 있다.
도 5의 (a) 및, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 연결접합부(210)와, 제1 연결접합부(210)에 가장 인접한 제1 폐단면부(111)의 경계가 용접 접합될 수 있고, 제2 연결접합부(230)와 제2 연결접합부(230)에 가장 인접한 폐단면부(112)의 경계가 용접 접합될 수 있다.
2곳에만 용접부(W)를 형성하여도, 필러부재(10)의 구조적 강성의 확보가 가능해 질 수 있다. 이에 따라, 필러부재(10)의 형성을 위한 용접량이 저감되어 필러부재(10)의 제작비용이 절감되면서도 충분한 강도의 확보가 가능한 효과가 있다.
도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 연결접합부(210)와, 제1 연결접합부(210)에 가장 인접한 제1 폐단면부(111)의 경계가 용접 접합될 수 있고, 제2 연결접합부(230)와 제2 연결접합부(230)에 가장 인접한 제4 폐단면부(114)의 경계가 용접 접합될 수 있다.
필러본체부(100)와 상기 연결접합부(200) 중 적어도 상기 필러본체부(100)는, 980 MPa 이상의 강도를 가지는 마르텐사이트강, CP강, DP강, TRIP강, TWIP강 중에서 선택된 어느 하나의 소재로 구성될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 연결접합부(200)는 상기 필러본체부(100)의 길이방향의 양단부의 일부에 부분적으로 형성될 수 있다.
이는, 필러본체부(100)를 구성하는 폐단면부(110)과 연결접합부(200)의 경계에는 용접 접합되는데, 연결접합부(200)의 전체가 차체(1)와 결합될 필요는 없는바, 연결접합부(200)를 필러본체부(100)의 길이방향 전체에 형성하는 것이 아니라 길이방향의 일부에 형성할 수 있다.
이에 따라, 연결접합부(200)의 형성을 위한 강재의 사용량이 절감되고, 차체(1)와 연결접접합부의 결합을 위한 용접량이 최소화되어 차량의 필러부재(10)의 제작비용이 절감될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 필러본체부(100)와 상기 연결접합부(200)는, 차체(1)의 앞유리와 측면유리의 접면에 길이방향으로 형성될 수 있다.
필러본체부(100)와 상기 연결접합부(200)는 롤벤딩 공정에 의해 성형되어 길이방향으로 곡률이 형성될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차체(1)의 앞유리와 측면유리의 사이에 설치되는 필러부재(10)와 같이 길이방향으로 일정한 곡률의 설정이 필요한 경우에는, 필러본체부(100)와 상기 연결접합부(200)를 단일의 롤포밍 공정에 의해 연속적으로 성형하여 필러부재(10)를 제조한 후, 제조된 필러부재(10)에 롤벤딩 공정에 의해 길이방향으로 일정한 곡률을 가지도록 성형할 수 있다.
이하에서는, 도 7a 내지 도 7c를 참조하여, 도 2에 도시된 종래의 필러부재(10)와 도 5에 도시된 본 발명의 필러부재(10)를 비교하여 설명하고자 한다.
먼저, 도 7a는 도 2에 도시된 종래의 차체(1)와 결합된 필러부재(10)의 단면과, 도 5에 도시된 본 발명의 차체(1)와 결합된 필러부재(10)의 단면이 대비한 도면이다.
도 7b는 도 2에 도시된 종래의 차체(1)와 결합된 필러부재(10)의 설치영역과, 도 5에 도시된 본 발명의 차체(1)와 결합된 필러부재(10)의 설치영역을 대비한 도면이다.
도 7c는 도 2에 도시된 종래의 차량의 필러부재(10)의 단면과, 도 5에 도시된 본 발명의 차량의 필러부재(10)의 단면을 대비한 도면이다.
이와 같이, 도 7c에 도시된 바와 같이, 도 5에 도시된 본 발명의 필러부재(10)는 도 2에 도시된 종래의 필러부재(10)에 비해 단면적이 현저히 감소되어, 차량의 구조부재를 형성하는 필러부재(10)가 하중성능을 충분히 확보하면서도, 필러부재(10)가 차지하는 단면적을 감소시켜 필러부재(10)의 제조비용을 절감할 수 있고, 추가적으로 운전자의 시야를 충분히 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 7b를 참조하면, 도 5에 도시된 본 발명의 필러부재(10)와 차량의 차체(1)를 구성하는 외판을 포함하는 설치영역인 제1 영역(S1)과, 도 2에 도시된 종래의 필러부재(10)와 외판을 포함하는 설치영역 제2 영역(S2)은 단면에서 상당한 차이가 있음을 알 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 롤포밍부재(20)에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 롤포밍부재(20)는 롤포밍본체(300) 및, 연결접합부(400)를 포함할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 롤포밍부재(20)는 적어도 하나 이상의 폐단면부(310)가 형성되는 롤포밍본체(300)와, 상기 롤포밍본체(300)의 적어도 일측단부에 구비되고, 구조부재(5)와 결합되는 연결접합부(400)를 포함하고, 상기 롤포밍본체(300)와 상기 연결접합부(400)가 연속적으로 성형될 수 있다.
연결접합부(400)는 롤포밍본체(300)의 양단부에 형성될 수 있다. 이때, 구조부재(5)는 롤포밍본체(300)의 양단부에 연결접합부(400)를 매개로 설치될 수 있다.
또한, 연결접합부(400)는 롤포밍본체(300)의 일측 단부에 형성될 수 있다. 이때, 구조부재(5)는 롤포밍본체(300)의 일측단부에만 설치될 수 있다.
롤포밍부재(20)를 구성하는 롤포밍본체(300)와 상기 연결접합부(400)는 강판이 롤포밍장치에 의해 단면이 다단으로 접히면서 원하는 형상의 부재로 성형될 수 있다.
도 9 및, 도 10에 도시된 바와 같이, 롤포밍본체(300)와 상기 연결접합부(400)는 단일의 롤포밍 공정에 의해 연속적으로 성형될 수 있다.
도 10의 경우는, 롤포밍본체(300)와 연결접합부(400)를 형성하는 강판 등의 판재의 양단부를 미리 절개하여 연결접합부(400)를 부분적으로 형성한 상태에서 단일의 롤포밍 공정에 의해 연속적으로 롤포밍부재(20)와 연결접합부(400)를 성형할 수 있다.
강판의 단절이 없이 제1 연결접합부(410)와, 롤포밍본체(300)와 제2 연결접합부(430)의 순서로 순차적으로 롤포밍되면서 단일의 롤포밍 공정에 의해 연속적으로 성형될 수 있다.
롤포밍(Roll forming) 공정은 치수정밀도가 높으며 스크랩이 거의 발생하지 않고 롤의 마모도 매우 적어, 단면 형상이 일정하면서 길이가 상대적으로 긴 제품을 매우 경제적으로 생산할 수 있는 공정이다.
롤포밍 공정은 다단의 고정된 상하부 회전롤 세트를 배열하고 각각의 회전롤 세트 사이를 코일 또는 재단된 형태의 소재가 지나갈 때마다 점진적으로 부품 형상을 성형하여 단면이 일정하며 길이가 긴 부품 형상을 성형하는 기술이다.
특히, 초고강도강까지 성형이 가능하므로 고강도강 자동차 부품의 생산에 적합한 공정이라는 장점도 있다.
도 9 및, 도 10에 도시된 바와 같이, 연결접합부(400)는 제1 연결접합부(410)와 제2 연결접합부(430)를 포함할 수 있다.
연결접합부(400)는 상기 롤포밍본체(300)의 일측에 구비되는 제1 연결접합부(410)와, 상기 제1 연결접합부(410)와 대향되게 상기 롤포밍본체(300)의 타측에 구비되는 제2 연결접합부(430)를 포함할 수 있다.
그리고, 롤포밍본체(300)는, 상기 제1 연결접합부(410)와 상기 제2 연결접합부(430)의 사이의 구간에서 롤포밍 방식에 의해 연속적으로 성형되어 짝수 개의 폐단면부(310)를 형성할 수 있다.
이때, 폐단면부(310)는 연속적으로 형성되고, 인접한 폐단면부는 상호 접하게 형성될 수 있다.
롤포밍본체(300)에 형성되는 폐단면부(310)는 짝수개로 구비되어, 상기 롤포밍본체(300)와 상기 연결접합부(400)가 단일의 롤포밍공정에 의해 일체로 성형될 수 있다.
도 11 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 롤포밍본체(300)가 연결접합부(400)와 일체로 롤포밍되면서, 롤포밍본체(300)의 양단부에 연결접합부(400)가 형성되기 위해서는 폐단면부(310)는 짝수 개로 구비되어야 한다.
이는, 롤포밍본체(300)에 홀수 개의 폐단면부(310)를 연속적으로 형성하는 경우에는 연결접합부(400)가 롤포밍본체(300)의 양측에 대향되는 형태로 형성될 수 없고, 같은 방향으로 형성되기 때문이다.
따라서, 롤포밍본체(300)에 구조부재(5)와 결합되기 위한 대향되는 형태의 2개의 연결접합부(400)를 형성하면서, 연결접합부(400)가 롤포밍본체(300)가 단일의 롤포밍공정에 의해 일체로 성형되기 위해서는 폐단면부(310)가 짝수개로 구비되어야 한다.
본 발명에 따른 롤포밍부재(20)는 폐단면 구조를 가지는 롤포밍본체(300)를 형성하면서, 롤포밍본체(300)의 양측면에 구조부재(5)와의 연결을 위한 대향되는 형태의 연결본체부를 단일의 롤포밍 공정에 의해 성형할 수 있는 이점이 있다.
따라서, 본 발명의 롤포밍부재(20)는 폐단면 구조를 통해 하중성능을 향상시키면서도, 용접량을 저감시켜 롤포밍부재(20)의 생산속도를 향상시키고, 용접량이 저감됨에 따라 롤포밍부재(20)의 제조비용이 절감될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 롤포밍부재(20)는 하중성능을 발휘를 위한 폐단면 구조를 형성하면서 동시에 롤포밍본체(300)의 양측면에 대향되는 형태의 연결본체부가 형성되도록 함으로써, 롤포밍부재(20)의 제작을 위한 강판의 사용량을 최소화하여 비용을 절감하면서도 구조부재(5)와 용이하게 결합될 수 있는 효과가 있다.
롤포밍본체(300)는 2개의 폐단면부(310)가 롤포밍 방식에 의해 연속적으로 형성되는, 8자형의 단면을 형성할 수 있다.
도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 롤포밍본체(300)는, 상기 제1 연결접합부(410)와 상기 제2 연결접합부(430)의 사이의 구간에서 롤포밍 방식에 의해 연속적으로 성형되어 8자형의 단면을 가지는 제1 폐단면부(311)와, 제2 폐단면부(312)를 구비할 수 있다.
도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 연속적으로 롤포밍된 제1 연결접합부(410), 롤포밍본체(300) 및, 제2 연결본체부의 접합을 위해 2곳에서 용접 접합할 수 있다.
이와 같이, 연속적으로 롤포밍된 제1 연결접합부(410), 롤포밍본체(300) 및, 제2 연결본체부의 접합을 위해 2곳에서 용접 접합을 함으로써, 2 이상의 폐단면부(310)를 포함하는 다중의 폐단면 구조를 가지는 롤포밍본체(300)를 형성할 수 있고, 롤포밍본체(300)의 양측면에 대향되는 형태의 연결본체부가 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 롤포밍부재(20)는 다중의 폐단면 구조를 통해 하중성능을 향상시키면서도, 용접량을 저감시켜 롤포밍부재(20)의 생산속도를 향상시키고, 용접량이 저감됨에 따라 롤포밍부재(20)의 제조비용이 절감될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 롤포밍부재(20)는 하중성능을 발휘를 위한 다중의 폐단면 구조를 형성하면서 동시에 롤포밍본체(300)의 양측면에 대향되는 형태의 연결본체부가 형성되도록 함으로써, 롤포밍부재(20)의 제작을 위한 강판의 사용량을 최소화하여 비용을 절감하면서도 구조부재(5)와 용이하게 결합될 수 있는 효과가 있다.
도 11 및, 도 12에 도시된 바와 같이, 롤포밍본체(300)는 제1 본체판(330), 제2 본체판(350), 제1 폐단면부(311) 및, 제2 폐단면부(312)를 포함할 수 있다.
연결접합부(400)는, 상기 롤포밍본체(300)의 일측면에 구비되는 제1 연결접합부(410)와, 상기 롤포밍본체(300)의 타측면에 구비되는 제2 연결접합부(430)를 구비를 구비할 수 있고, 롤포밍본체(300)는 상기 제1 연결접합부(410)에서 연장 형성되는 제1 본체판(330)과, 상기 제2 연결접합부(430)에서 연장 형성되는 제2 본체판(350)과, 상기 제1 본체판(330)에서 연계되어 연속적으로 롤포밍되는 제1 폐단면부(311) 및, 일측은 상기 제1 폐단면부(311)와 연계되고, 타측은 상기 제2 본체판과 연계되어 연속적으로 롤포밍되는 제2 폐단면부(312)를 포함할 수 있다.
제1 폐단면부(311)와 제2 폐단면부(312)는 제1 본체판(330)와 제2 본체판(350)의 사이에서 연계되어 형성되면서 연속적으로 롤포밍될 수 있다.
롤포밍본체(300)는 삼각형 또는 사각형의 단면으로 형성되는 복수의 폐단면부(310)를 포함하는 다중의 폐단면 구조를 형성할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 제1 폐단면부(311)와 제2 폐단면부(312)는 사각형의 단면으로 형성될 수 있고, 사각형의 단면의 모서리부분에는 일정한 곡률을 가진 형태로 구비될 수 있다.
도 12의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 폐단면부(311)와 제2 폐단면부(312)는 삼각형의 단면으로 형성될 수 있고, 삼각형의 단면의 모서리부분에는 일정한 곡률을 가진 형태로 구비될 수 있다.
다만, 폐단면부(310)의 형태는 반드시 삼각형, 사각형에 한정되는 것은 아니고, 롤포밍부재(20)의 하중성능을 향상시킬 수 있는 형태라면 다양한 형태의 다각형의 단면을 가질 수 있음은 물론이다.
도 12의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 폐단면부(311), 제2 폐단면부(312), 제3 폐단면부(313) 및, 제4 폐단면부(314)는 사각형의 단면으로 형성될 수 있고, 사각형의 단면의 모서리부분에는 일정한 곡률을 가진 형태로 구비될 수 있다.
도 12의 (a)는 2개의 폐단면부(310)를 형성하고, 도 12의 (b)는 4개의 폐단면부(310)를 형성하고 있다. 양자는 롤포밍부재(20)의 하중성능과, 강재의 사용량 등에 따른 제조비용 면에서 차이가 있다.
도 12의 (a)는 2개의 폐단면부(310)를 포함하는 다중의 폐단면 구조를 형성하여, 충분한 하중성능을 확보하면서도, 강재의 사용량 및, 용접량을 최소화하여 롤포밍부재(20)의 제조비용까지 절감한 본 발명의 최적의 롤포밍부재(20)의 형상이다.
반면에, 도 12의 (b)는 4개의 폐단면부(310)를 형성하여 다중의 폐단면 구조를 형성하여, 도 12의 (a)에 비하여 강재의 사용량 등의 제조비용은 증가하였으나, 하중성능은 개선되는 이점이 있다.
도 12의 (b)의 경우에도 롤포밍부재(20)와 구조부재(5)가 차지하는 단면적에는 거의 변화가 없다.
따라서, 하중성능의 충분한 확보가 필요한 구조부재91)의 연결부분에는 도 82의 (b)에 도시된 롤포밍부재(20)가 적용되는 것이 보다 바람직할 수 있다.
도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 롤포밍부재(20)는 본체판과 상기 폐단면부(310)를 형성하는 부재가 겹쳐지는 부분 중 적어도 9 이상의 부분에서 겹침 용접될 수 있다.
제1 본체판(330)과 상기 제2 폐단면부(312)의 부재가 겹쳐지는 부분 및, 상기 제2 본체판(350)과 상기 제1 폐단면부(311)의 부재가 겹쳐지는 부분은 겹침 용접될 수 있다.
도 11의 (a), 도 12의 (a) 및, 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이, 연결접합부(400)와, 상기 연결접합부(400)에 가장 인접한 상기 폐단면부(310)의 경계가 용접 접합될 수 있다. 즉, 경계를 형성하는 부분에 배치되는 폐단면부(310)는 연결접합부(400)와의 경계에서 용접 접합될 수 있다.
도 11의 (a) 및, 도 12의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 연결접합부(410)와, 제1 연결접합부(410)에 가장 인접한 제1 폐단면부(311)의 경계가 용접 접합될 수 있고, 제2 연결접합부(430)와 제2 연결접합부(430)에 가장 인접한 폐단면부(312)의 경계가 용접 접합될 수 있다.
2곳에만 용접부(W)를 형성하여도, 롤포밍부재(20)의 구조적 강성의 확보가 가능해 질 수 있다. 이에 따라, 롤포밍부재(20)의 형성을 위한 용접량이 저감되어 롤포밍부재(20)의 제작비용이 절감되면서도 충분한 강도의 확보가 가능한 효과가 있다.
도 12의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 연결접합부(410)와, 제1 연결접합부(410)에 가장 인접한 제1 폐단면부(311)의 경계가 용접 접합될 수 있고, 제2 연결접합부(430)와 제2 연결접합부(430)에 가장 인접한 제4 폐단면부(314)의 경계가 용접 접합될 수 있다.
롤포밍본체(300)와 상기 연결접합부(400) 중 적어도 상기 롤포밍본체(300)는, 980 MPa 이상의 강도를 가지는 마르텐사이트강, CP강, DP강, TRIP강, TWIP강 중에서 선택된 어느 하나의 소재로 구성될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 연결접합부(400)는 상기 롤포밍본체(300)의 길이방향 양단부의 일부에 부분적으로 형성될 수 있다.
이는, 롤포밍본체(300)를 구성하는 폐단면부(310)과 연결접합부(400)의 경계에는 용접 접합되는데, 연결접합부(400)의 전체가 구조부재(5)와 결합될 필요는 없는바, 연결접합부(400)를 롤포밍본체(300)의 길이방향 전체에 형성하는 것이 아니라 길이방향의 일부에 형성할 수 있다.
이에 따라, 연결접합부(400)의 형성을 위한 강재의 사용량이 절감되고, 구조부재(5)와 연결접접합부의 결합을 위한 용접량이 최소화되어 롤포밍부재(20)의 제작비용이 절감될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 롤포밍본체(300)와 상기 연결접합부(400)는, 구조부재(5)의 접면에 길이방향으로 형성될 수 있다.
롤포밍본체(300)와 상기 연결접합부(400)는 롤벤딩 공정에 의해 성형되어 길이방향으로 곡률이 형성될 수 있다.
구조부재(5)와 접합 설치되는 롤포밍부재(20)와 같이 길이방향으로 일정한 곡률의 설정이 필요한 경우에는, 롤포밍본체(300)와 상기 연결접합부(400)를 단일의 롤포밍 공정에 의해 연속적으로 성형하여 롤포밍부재(20)를 제조한 후, 제조된 롤포밍부재(20)에 롤벤딩 공정에 의해 길이방향으로 일정한 곡률을 가지도록 성형할 수 있다.
이하에서는, 도 14을 참조하여, 도 8에 도시된 종래의 롤포밍부재(20)와 도 81에 도시된 본 발명의 롤포밍부재(20)를 비교하여 설명하고자 한다.
먼저, 도 14a는 도 8에 도시된 종래의 구조부재(5)와 결합된 롤포밍부재(20)의 단면과, 도 11에 도시된 본 발명의 구조부재(5)와 결합된 롤포밍부재(20)의 단면이 대비한 도면이다.
도 14은 도 8에 도시된 종래의 롤포밍부재(20)의 단면과, 도 11에 도시된 본 발명의 롤포밍부재(20)의 단면을 대비한 도면이다.
이와 같이, 도 14에 도시된 바와 같이, 도 12에 도시된 본 발명의 롤포밍부재(20)는 도 8에 도시된 종래의 롤포밍부재(20)에 비해 단면적이 현저히 감소되어, 구조부재(5)의 접합부분에 설치되는 롤포밍부재(20)가 하중성능을 충분히 확보하면서도, 롤포밍부재(20)가 차지하는 단면적을 감소시켜 롤포밍부재(20)의 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 14을 참조하면, 도 11에 도시된 본 발명의 롤포밍부재(20)의 설치영역인 제1 영역(S1)과, 도 8에 도시된 종래의 롤포밍부재(20)의 설치영역 제2 영역(S2)은 단면에서 상당한 차이가 있음을 알 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 필러본체부(300)는 제1 본체판(330), 제2 본체판(350), 제1 폐단면부(311) 및, 제2 폐단면부(312)를 포함할 수 있다.
롤포밍부재(20)를 형성하는 소재는 제2 연결접합부(430)에서 제2 본체판(350)이 연장 형성되고, 제2 본체판(350)의 단부에서 절곡되면서 제2 폐단면부(312)와 제1 폐단면(311)이 연속적으로 형성되고, 제1 폐단면부(311) 및, 제2 폐단면부(312)를 거쳐서 제1 본체판(330)을 형성한 후, 제2 폐단면부(312)의 측면을 따라 제2 본체판(330) 방향으로 연장된 상태에서 90도 방향으로 절곡되면서 제1 연결접합부(410)가 형성될 수 있다.
도 16 내지 도 19는 다양한 실시형태를 가지는 본 발명의 롤포밍부재를 도시한 도면이다.
도 16 및, 도 17를 참조하면, 롤포밍본체(300)는 적어도 일부의 모서리가 원호 형상으로 형성된 복수의 폐단면부(310)를 포함하는 다중의 폐단면 구조를 형성할 수 있다.
롤포밍본체(300)에는 짝수 개의 폐단면부(310)가 연속적으로 형성되되, 각각의 폐단면부(310)의 모서리 중 적어도 일부가 만곡진 형상으로 구비될 수 있다.
이때, 각각의 폐단면부(310)의 4곳의 모서리 중 3곳의 모서리가 만곡지게 형성되되, 각각의 만곡진 모서리는 원호 형상으로 롤포밍될 수 있다.
도 16를 참조하면, 롤포밍본체(300)에 형성되는 폐단면부(310)는 2개의 폐단면부(310)가 연속적으로 형성되고 각각의 폐단면부(300)가 만곡진 형상을 포함하는 8자형의 단면을 포함할 수 있다.
도 17의 (a)에 도시된 바와 같이, 2개의 폐단면부(300)로 구성되는 8자형의 단면이 가로방향으로 연속적으로 형성되거나, 도 17의 (b)에 도시된 바와 같이, 세로방향으로 연속적으로 형성되면서 롤포밍본체(300)를 형성할 수 있다.
이와 같이, 롤포밍부재(20)에 가해지는 하중의 크기 및, 방향에 따라 폐단면부(310)를 중첩으로 형성하여 하중성능을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 18 및, 도 19를 참조하면, 롤포밍본체(300)는 사각형의 단면으로 형성되는 복수의 폐단면부(310)를 포함하는 다중의 폐단면 구조를 형성할 수 있다.
도 18 및, 도 19를 참조하면, 롤포밍본체(300)에는 짝수 개의 폐단면부(310)가 연속적으로 형성되되, 각각의 폐단면부(310)의 모서리 중 적어도 일부가 각진 형상으로 구비될 수 있다.
이때, 각각의 폐단면부(310)는 4곳의 모서리가 각지게 형성된 사각형의 단면으로 롤포밍될 수 있다.
도 19의 (a)에 도시된 바와 같이, 2개의 폐단면부(300)로 구성되는 8자형의 단면이 가로방향으로 연속적으로 형성되거나, 도 19의 (b)에 도시된 바와 같이, 세로방향으로 연속적으로 형성되면서 롤포밍본체(300)를 형성할 수 있다.
다만, 폐단면부(310)의 형태는 롤포밍부재(20)의 하중성능을 향상시킬 수 있는 형태라면 다양한 형태의 다각형의 단면을 가질 수 있음은 물론이다.
이러한, 롤포밍부재(20)는 다양한 구조부재(5)의 연결부분에서 하중 지지하는 구조적 성능을 발휘할 수 있도록 구성될 수 있다.
특히, 자동차의 구조적 성능을 발휘하는 다양한 제품에 적용될 수 있고, 일예로 임팩트 캐리어, 범퍼, 프레임, 필러부재 등에 다양하게 적용될 수 있다.
먼저, 이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.