KR101422626B1 - 자동차용 범퍼빔의 제조방법 - Google Patents

자동차용 범퍼빔의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차용 범퍼빔 및 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 자동차용 범퍼빔은 수직방향으로 소정의 높이를 갖는 전면부와, 상기 전면부의 상단부와 하단부로부터 상기 전면부의 후방으로 연장된 상·하측지지부로 이루어져 자동차의 폭방향으로 길게 형성된 자동차용 범퍼빔에 있어서,
상기 전면부 및 상·하측지지부는 플라스틱(plastic)재로 이루어져 상기 전면부의 후면에는 체결돌기가 돌출 형성되고, 상기 전면부 및 상·하측지지부의 후방에는 상기 체결돌기가 삽입되도록 관통공이 형성된 스틸(steel)재의 레일부가 장착된 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 범퍼빔의 중량은 감소되는 반면 강성 및 완충효과가 보다 향상된다는 작용효과가 있다.
범퍼빔, 범퍼, 보강리브, 하이브리드(hybrid)

Description

자동차용 범퍼빔의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF BUMPER BEAM FOR A VEHICLE}
본 발명은 자동차용 범퍼빔 및 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스틸(steel)재와 플라스틱(plastic)재가 혼용된 범퍼빔을 형성함은 물론 스틸(steel)재를 관통한 플라스틱(plastic)재의 단부가 변형됨으로서 플라스틱(plastic)재와 스틸(steel)재 사이에 고정구조가 간단해짐과 동시에 견고한 고정이 이루어지도록 한 자동차용 범퍼빔 및 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에는 충돌 시 발생되는 충격력을 흡수하여 차량 및 탑승자 등을 보호하기 위해 차체의 전방 및 후방에 범퍼가 장착된다.
상기 범퍼는 외면을 이루는 범퍼커버와, 상기 범퍼커버를 통해 충격이 전달되는 범퍼빔으로 구성되는데, 상기 범퍼빔은 자동차에 전달되는 충격을 완충하는 것으로 충격력이 클 경우에는 그 충격력을 효과적으로 완충하도록 변형되고, 충격력이 적을 경우에는 변형되지 않거나 변형량을 최소화하도록 하는 역할을 한다.
도 1은 종래의 범퍼빔(100)의 장착을 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이 범퍼빔(100)은 차체의 사이드 멤버(110)에 고정된 캐리어(120)의 전면에 장착된다.
상기 범퍼빔(100)은 전술한 바와 같이 충격의 완충 역할을 하는 것으로, 수직방향으로 소정의 높이를 갖는 전면부(110)와, 상기 전면부(110)의 상단부와 하단부로부터 연장되어 상기 전면부(110)의 후방으로 절곡된 상·하측지지부(112, 113)로 되어 자동차의 폭방향으로 길게 형성된다.
상기 전면부(110)와 상·하측지지부(112, 113)는 충격으로부터 차량 및 탑승자의 보호를 위해 소정의 강성을 갖도록 스틸(steel)재로 형성되는데, 상기 범퍼빔(100)이 스틸(steel)재로 이루어짐에 따라 소정의 강성이 확보된다는 장점이 있으나, 중량이 커져 자동차의 중량 및 연비에 악영향을 끼친다는 문제점이 있으며, 스틸(steel)재의 특성상 완충력이 떨어져 충격력이 그대로 탑승자에게 전달된다는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 극복하고자 플라스틱(plastic)재로 이루어진 범퍼빔이 개시되었다. 상기 범퍼빔이 플라스틱(plastic)재로 이루어짐에 따라 범퍼빔의 경량화 및 자동차의 경량화는 가능하나 충격을 완충할만한 강성이 확보되지 않아 완충 역할을 하는데 적합하지 못하다는 문제점이 발생하였다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 충격의 완충을 위해 소정의 강성이 보장됨은 물론 중량이 감소된 자동차용 범퍼빔 및 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 또 다른 목적은 전면부로부터 후방으로 돌출되어 레일부의 체결공에 삽입된 체결돌기의 단부가 변형됨으로써 플라스틱(plastic)재의 전면부 및 상·하측지지부와 스틸(steel)재의 레일부 사이에 결합구조가 단순화됨과 동시에, 견고한 결합이 가능한 자동차용 범퍼빔 및 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 자동차용 범퍼빔은 수직방향으로 소정의 높이를 갖는 전면부와, 상기 전면부의 상단부와 하단부로부터 상기 전면부의 후방으로 연장된 상·하측지지부로 이루어져 자동차의 폭방향으로 길게 형성된 자동차용 범퍼빔에 있어서,
상기 전면부 및 상·하측지지부는 플라스틱(plastic)재로 이루어져 상기 전면부의 후면에는 체결돌기가 돌출 형성되고, 상기 전면부 및 상·하측지지부의 후방에는 상기 체결돌기가 삽입되도록 체결공이 관통 형성된 스틸(steel)재의 레일부가 장착된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 체결공에 삽입된 상기 체결돌기의 단부는 상기 체결공 보다 큰 단면적을 갖도록 변형된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 체결돌기의 단부에는 걸림부가 돌출 형성되며, 상기 걸림부는 상기 체결공의 후면에 걸려 고정되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 전면부의 수직방향 중앙부는 전방으로 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상·하측지지부의 단부에는 수직방향으로 상·하측 플랜지부가 각각 연장 형성되며, 상기 레일부에는 상기 상·하측 플랜지부와 대응되는 상·하측 보강부가 각각 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 자동차용 범퍼빔의 제조방법은 수직방향으로 소정의 높이를 갖고 후방으로 다수의 체결돌기가 돌출된 전면부와 상기 전면부의 상단부와 하단부로부터 후방으로 각각 연장된 상·하측지지부로 구성되어 자동차의 폭방향으로 길게 형성되도록 플라스틱(plastic)재의 커버부를 사출하고, 상기 커버부와 같은 형상으로 이루어져 상기 커버부의 체결돌기가 삽입되도록 다수의 체결공이 구성된 스틸(steel)재의 레일부를 롤포밍(roll forming) 또는 프레싱(pressing)하여 제작하는 예비단계(S1); 상기 커버부의 체결돌기가 상기 레일부 상의 체결공에 삽입되도록 하는 조립단계(S2); 및 상기 체결공에 삽입된 상기 체결돌기의 단부를 가열용융하여 상기 커버부와 레일부를 결합하는 결합단계(S3);를 포함하여 이루어지는 것ㅇ르 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 스틸(steel)재와 플라스틱(plastic)재가 혼용되어 이루어짐으로써 범퍼빔의 중량은 감소되는 반면, 강성 및 완충효과가 보다 향상된다는 작용효과가 있다.
또한, 플라스틱(plastic)재의 전면부로부터 돌출된 체결돌기가 스틸(steel)재의 레일부에 관통 형성된 체결공에 삽입되어 고정됨으로서 스틸(steel)재와 플라스틱(plastic)재 사이에 고정구조가 단순화됨과 동시에, 견고한 결합이 이루어진다는 특유의 작용효과가 있다.
또한, 스틸(steel)재와 플라스틱(plastic)재의 분리가 손쉬워져 자원의 재활용이 용이하다는 장점이 있다.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 자동차용 범퍼빔 및 제조방법에 대해서 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 자동차용 범퍼빔의 전면을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 자동차용 범퍼빔의 후면을 나타낸 사시도이며, 도 5는 본 발명의 자동차용 범퍼빔을 나타낸 분해사시도이고, 도 6은 본 발명의 자동차용 범퍼빔의 단면을 나타낸 단면도이며, 도 7은 본 발명의 자동차용 범퍼빔의 다른 실시예를 나타낸 분해 단면도이고, 도 8은 본 발명의 자동차용 범퍼빔의 제작을 나타낸 순서도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 범퍼빔을 나타낸 도면으로서, 도시된 바와 같이 본 발명의 범퍼빔은 수직방향으로 소정의 높이를 갖는 전면부(10)와, 상기 전면부(10)의 상단부로부터 상기 전면부(10)의 후방으로 연장된 상측지지부(12), 및 상기 전면부(10)의 하단부로부터 상기 전면부(10)의 후방으로 연장된 하측지지부(13)로 이루어져 자동차의 폭방향으로 길게 형성되며, 상기 전면부(10)의 후면에는 체결돌기(11)가 돌출 형성된다.
상기 전면부(10) 및 상·하측지지부(12, 13)의 후방에는 상기 체결돌기(11)가 삽입되도록 체결공(21)이 형성된 레일부(20)가 배치되는데, 상기 레일부(20)는 상기 전면부(10) 및 상·하측지지부(12, 13)의 후면에 밀착되도록 상기 전면부(10) 및 상·하측지지부(12, 13)와 닮은꼴로 이루어진다.
상기 전면부(10)와 상기 전면부(10)의 상단부 및 하단부로부터 후방으로 연장된 상기 상·하측지지부(12, 13)는 하중의 절감과 제작의 용이성을 감안하여 플라스틱(plastic)재로 이루어지고, 상기 레일부(20)는 상기 플라스틱(plastic)재로 이루어진 전면부(10)와 상·하측지지부(12, 13)의 부족한 강성의 보강을 위해 스틸(steel)재로 제작된다.
상기 레일부(20)에 형성된 체결공(21)에는 상기 전면부(10)로부터 후방으로 돌출된 체결돌기(11)가 삽입되어 고정되는데, 도 6a와 같이 상기 체결공(21)에 삽입된 상기 체결돌기(11)의 단부는 도 6b와 같이 상기 체결공(21)의 단면적 보다 더 큰 단면적을 갖도록 변형된다. 이와 같이 상기 체결공(21)에 삽입된 상기 체결돌기(11)의 단부가 상기 체결공(21)의 단부에 비해 보다 큰 단면적을 갖도록 변형됨으로써 재질이 서로 다른 스틸(steel)재의 레일부(20)와 플라스틱(plastic)재의 전 면부(10)가 서로 견고히 결합된다. 여기서 상기 체결돌기(11)의 단부는 다양한 방법에 의해 변형될 수 있으나, 열에 의해 용융되어 변형되는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이 스틸(steel)재와 플라스틱(plastic)재가 혼용된 본 발명의 범퍼빔에 의해 상기 범퍼빔에 전달되는 충격력이 클 경우에는 상기 충격에 의해 범퍼빔 자체가 변형되어 효과적인 완충이 이루어지고, 충격력이 적을 경우에는 변형되지 않거나 변형량이 최소화 되어 자동차 및 탑승자가 보호된다는 장점이 있다.
한편, 상기 상측지지부(12)의 단부와 하측지지부(13)의 단부에는 각각 상측 플랜지부(12a)와 하측 플랜지부(13a)가 연장 형성되는데, 상기 상측 플랜지부(12a) 상기 상측 플랜지부(12a)는 상측으로 연장 형성되고, 하측 플랜지부(13a)는 하측으로 연장 형성됨이 바람직하다.
이에 덧붙여 상기 상·하측 플랜지부(12a, 13a)와 대응되도록 상기 레일부(20)에도 상·하측 보강부(22, 23)가 각각 형성된다.
이처럼 상기 상·하측지지부(12, 13)의 단부에 상기 상·하측 플랜지부(12a, 13a)가 연장 형성됨으로써 플라스틱(plastic)재의 부족한 강성이 보강되며, 상기 상하·측지지부(12, 13)와 대응되도록 상기 레일부(20)에 상·하측 보강부(22, 23)가 형성됨으로써 플라스틱(plastic)재와 스틸(steel)재 사이에 접합면이 증가하여 충격의 전달 및 완충력이 보다 향상된다는 장점이 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이 범퍼빔은 수직방향으로 소정의 높이를 갖는 전면부(10)와, 상기 전면부(10)의 상단부로부터 상기 전면부(10)의 후방으로 연장된 상측지지부(12), 및 상기 전면부(10)의 하단부로부터 상기 전면부(10)의 후방으로 연장된 하측지지부(13)로 이루어져 자동차의 폭방향으로 길게 형성되며, 상기 전면부(10)의 후면에는 단부에 걸림부(11a)가 형성된 체결돌기(11)가 돌출 형성된다.
상기 전면부(10) 및 상·하측지지부(12, 13)의 후방에는 상기 체결돌기(11)가 삽입되도록 체결공(21)이 형성된 레일부(20)가 배치된다. 이때 상기 레일부(20)는 상기 전면부(10) 및 상·하측지지부(12, 13)의 후면에 밀착되도록 상기 전면부(10) 및 상·하측지지부(12, 13)와 닮은꼴로 이루어진다.
상기 전면부(10)와 상기 전면부(10)의 상단부 및 하단부로부터 후방으로 연장된 상기 상·하측지지부(12, 13)는 하중의 절감과 제작의 용이성을 감안하여 플라스틱(plastic)재로 이루어지고, 상기 레일부(20)는 상기 플라스틱(plastic)재로 이루어진 전면부(10)와 상·하측지지부(12, 13)의 부족한 강성의 보강을 위해 스틸(steel)재로 제작된다.
상기 레일부(20)에 형성된 체결공(21)에는 상기 전면부(10)의 후면에 돌출된 체결돌기(11)가 삽입되는데, 상기 체결돌기(11)가 상기 체결공(21)에 삽입됨에 따라 상기 체결돌기(11)의 단부에 돌출된 걸림부(11a)가 상기 레일부(20)의 후면에 고정됨으로서 재질이 서로 다른 스틸(steel)재의 레일부(20)와 플라스틱(plastic)재의 전면부(10)가 견고히 결합된다.
이에 덧붙여 도면에서 참조되는 바와 같이 상기 상·하측 보강부(22, 23)의 단부에는 상기 상·하측 플랜지부(12a, 13a)로부터 연장된 플라스틱재가 덧씌워져 오버몰드(over-molded) 될 수 있다.
전술한 바와 같이 스틸(steel)재와 플라스틱(plastic)재가 혼용된 본 발명의 범퍼빔에 의해 상기 범퍼빔에 전달되는 충격력이 클 경우에는 상기 충격에 의해 범퍼빔 자체가 변형되어 효과적인 완충이 이루어지고, 충격력이 적을 경우에는 변형되지 않거나 변형량이 최소화 되어 자동차 및 탑승자가 보호된다는 장점이 있다.
이하 나머지 구성은 상술한 실시예와 같으므로 생략한다.
도 8은 본 발명의 자동차용 범퍼빔의 제조방법을 나타낸 것으로, 본 발명의 범퍼빔 제조방법은 플라스틱(plastic)재의 커버부(10, 123, 13)와 스틸(steel)재의 레일부(20)를 각각 사출과, 롤포밍(roll forming) 또는 프레싱(pressing)하여 제작하는 예비단계(S1)와, 상기 커버부(10, 12, 13)에 형성된 체결돌기(11)가 상기 레일부(20)의 체결공(21)에 삽입되도록 하는 조립단계(S2), 그리고 상기 체결공(21)에 삽입된 체결돌기(11)의 단부를 가열용융하여 상기 커버부(10, 12, 13)와 레일부(20)를 결합 하는 결합단계(S3)로 이루어진다.
상기 커버부(10, 12, 13)는 전술한 바와 같이 수직방향으로 소정의 높이를 갖고 후방으로 다수의 체결돌기(11)가 돌출된 전면부(10)와 상기 전면부(10)의 상단부와 하단부로부터 후방으로 각각 연장된 상·하측지지부(12, 13)로 구성되어 자동차의 폭방향으로 길게 형성되며, 상기 레일부(20)는 상기 커버부(10, 12, 13)와 동일한 형상을 가지며 상기 체결돌기(11)가 삽입되도록 다수의 체결공(21)이 형성 된다.
이렇게 형성된 상기 커버부(10, 12, 13)와 레일부(20)는 서로 전후방으로 배치되어 상기 체결돌기(11)가 체결공(21) 삽입되도록 조립된다. 이후 상기 체결공(21)에 삽입된 상기 체결돌기(11)의 단부는 가열용융된다.
이처럼 상기 커버부(10, 12, 13)의 체결돌기(11)가 레일부(20)의 체결공(21)에 삽입된 후 단부가 가열용융되어 변형됨으로써 재질이 서로 다른 상기 커버부(10, 12, 13)와 레일부(20)는 견고하게 결합된다. 이때 상기 체결돌기(11)의 단부는 상기 체결공(21)의 단면적 보다 더 큰 단면적을 갖도록 변형됨이 바람직하다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 만족하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 종래의 자동차용 범퍼빔의 장착을 나타낸 분해사시도.
도 2는 종래의 자동차용 범퍼빔의 단면을 나타내 단면도.
도 3은 본 발명의 자동차용 범퍼빔의 전면을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 자동차용 범퍼빔의 후면을 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 자동차용 범퍼빔을 나타낸 분해사시도.
도 6은 본 발명의 자동차용 범퍼빔의 단면을 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명의 자동차용 범퍼빔의 다른 실시예를 나타낸 분해 단면도.
도 8은 본 발명의 자동차용 범퍼빔의 제작을 나타낸 순서도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10: 전면부 11: 체결돌기
11a: 걸림부 12: 상측지지부
12a: 상측 플랜지부 13: 하측지지부
13a: 하측 플랜지부
20: 레일부 21: 체결공
22: 상측 보강부 23: 하측 보강부

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  6. 수직방향으로 소정의 높이를 갖고 후방으로 다수의 체결돌기(11)가 돌출된 전면부(10)와 상기 전면부(10)의 상단부와 하단부로부터 후방으로 각각 연장된 상·하측지지부(12, 13)로 구성되어 자동차의 폭방향으로 길게 형성되도록 플라스틱재의 커버부(10, 12, 13)를 사출하고, 상기 커버부(10, 12, 13)와 같은 형상으로 이루어져 상기 커버부(10, 12, 13)의 체결돌기(11)가 삽입되도록 다수의 체결공(21)이 구성된 스틸재의 레일부(20)를 롤포밍(roll forming) 또는 프레싱(pressing)하여 제작하는 예비단계(S1);
    상기 커버부(10, 12, 13)의 체결돌기(11)가 상기 레일부(20) 상의 체결공(21)에 삽입되도록 하는 조립단계(S2);
    상기 체결공(21)에 삽입된 상기 체결돌기(11)의 단부를 가열용융하여 상기 커버부(10, 12. 13)와 레일부(20)를 결합하는 결합단계(S3);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 범퍼빔의 제작방법.
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