KR19990064116A - 프레임 장치와 프레임 제작 공정 - Google Patents

Abstract

각종 차량 제작시 사용할 프레임 장치와 프레임 제작 공정에 관한 것이다. 장치(30)는 각각이 하나의 종방향 압출물로 제작된 하나 이상의 프레임 부재(31, 32)와 또한 하나 이상의 교차 부재(34-48)를 포함한다. 프레임 부재는 국소 가열로 연화된 부위(61-66)를 포함한다. 연화부위는 특정한 프레임 구성의 프로파일에 따라 예정방향으로 굽힘 가공하여 반경크기를 변화시키고 또한 예비 연화 경도로 다시 경화 처리할 수 있다.

Description

프레임 장치와 프레임 제작 공정

프레임 장치, 자세히 말하면 각종 차량에 사용하는 프레임 장치 기술은 수년 전부터 공지되었다. 일반적으로, 이러한 프레임 장치는 알루미늄 합금 압출물과 같은 다양한 금속 구조물로 구성된다. 예를 들어, 차량 시트 프레임(seat frame)을 제작할 때는 알루미늄 합금 6000시리즈로 제작하는 것이 바람직하다. 시트 프레임은 비교적 꽉 끼는 반경 크기로 굽힘 가공해야 하기 때문에, -T4 템퍼가 있는 6000시리즈와 같은 상대적으로 연성인 알루미늄을 일반적으로 사용한다. 그러나, -T4 템퍼 알루미늄에는 시트 프레임에 더욱 적합한 경도인 -T6 템퍼 경도의 6000시리즈 알루미늄처럼 탁월한 천연 경도가 없다. 반면, -T6 템퍼는 마감한 시트 프레임에 우수한 구조적 장점을 제공하지만, 자동차 시트 프레임, 범퍼와/혹은 스페이스 프레임 같은 구조물의 꽉 끼는 굴곡부/반경을 제작하기에는 연성이 부족하기 때문에 새로운 제품이 필요하다.

-T4 템퍼 알루미늄은 열처리 후 일정시간 시효처리(ageing)하면 -T6 템퍼와 비슷한 경도를 얻을 수 있다고 알려져 있지만 이 공정은 합금 전체를 (굽힘 가공하기 전에) 열처리해야 하므로 시효처리 시간이 상대적으로 길다. 또한 이렇게 처리한 최종 경화제품은 구조적 성질이 동일한 경화재료에도 일정하지 않다. 따라서, 이러한 제품은 -T6 템퍼 경도에 필적하는 바람직한 구조적 성질을 나타내는 부분과 또한 수용할 수 없거나 바람직하지 않은 구조적 성질을 나타내는 또 다른 부분이 함께 공존하는 경우가 대부분이며, 그 결과 구조물은 위에서 설명한 바와 같이 약화되고, 사람이 다칠 수 있는 원인이 된다.

따라서, 알루미늄 합금의 경도를 기존의 열처리 및 시효처리 기술로 변화시킬 수 있으나 하나 이상의 프레임 부재가 국소 열처리를 통해 연화된 예비 연화 부위를 포함하는 것과 또한 이 프레임 부재를 특정한 프레임 구성에 따라 예정 방향으로 굽힘 가공하여 반경 크기를 변화시킬 수 있다는 사실도 공지 기술에서 밝혀진 바가 없는 내용이다. 또한, 구조물의 특별한 부분만 열처리해야 할 경우 프레임 부재의 구조 강도를 경도 특성과 함께 그대로 유지하는 특징도 공지된 바가 없다.

그러므로 본 발명의 목적은 열처리를 국소화하여 예비 연화된 예정 부위가 많아 특정한 프레임 구성에 따라 예정 방향으로 쉽게 굽힘 가공하여 예정된 반경 크기로 바꿀 수 있고 또한 굽힌 부분을 균열없이 원하는 경도로 다시 경화시킬 수 있는 하나 이상의 프레임 부재로 구성된 프레임 장치를 제공하는 것이다.

또 다른 목적은 국소 가열이 프레임 부재의 예비 연화되지 않은 부분의 구조적 성질을 사실상 그대로 유지하는 제어 메카니즘 역할을 하는 특징의 프레임 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 프레임 장치 재질이 장치에 적합한 천연 경도를 나타내고 반면에 연성은 작아 아주 꽉 끼는 반경의 굴곡부를 제작할 수 있으며 또한 이 재질이 최소한 일시적으로 응용력이 더 큰 연성도를 갖도록 선택적으로 구조 변화할 수 있어, 재질의 다른 부분은 본래의 구조적 성질에 큰 변화를 겪지 않고 균열없이 굴곡부를 구성하는 특징의 프레임 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적과 그 밖의 다른 목적은 본 명세서와 청구 범위, 그리고 도면에서 자세히 설명한다.

본 발명은 프레임 장치와 프레임 제작 공정에 관한 것이다.

도 1 은 외부 프레임 부재, 프레임 부재를 직립 방향(erected orientation)으로 유지하는데 사용할 교차 부재, 대응 슬롯의 외부 외곽면에 고정할 각 교차 부재의 말단중 하나의 플랜지 부분을 보여주는 프레임 장치의 사시도.

도 2 는 도 1 의 프레임 부재중 하나를 형성하는데 이용하기 위한 것으로, 예정 위치에 형성된 슬롯과 손쉽게 굽힘 가공할 수 있게 만든 예비 연화 부위를 보여주는 선형 샤프트의 사시도.

도 3 은 프레임 부재의 대응 슬롯과 함께 도 1 의 교차 부재중 하나로서, 특히 슬롯의 내부와 외부 외곽면 각각을 압축시켜 프레임 부재에 대한 로크식 압축 피트(compression fit)를 구성하는 칼라부(collar portion)와 플랜지 부분, 또한 교차 부재 말단의 채널 부위속에 삽입될 선택형 페룰(ferrule)을 보여주는 확대 단면도.

도 4 는 특히 차량 시트백 프레임의 구성을 보여주는 현 프레임 장치의 또 다른 바람직한 실시예의 정면도.

도 5 는 특히 차량 범퍼 프레임의 구성을 보여주는 현 프레임 장치의 또 다른 바람직한 실시예의 정면도.

도 6 은 두곳의 예정 연화 부위가 있는 선형 압출물의 사시도.

도 7 은 두곳의 예정 연화 부위가 있는 선형 압출물의 사시도.

도 8 은 도 4 의 선(8-8)을 절단한 단면도.

* 부호 설명

30 ... 프레임 장치 31,32 ... 외부 프레임 부재

34,48 ... 교차 부재 52 ... 슬롯

73 ... 채널부위 80 ... 끝단

81 ... 근접단 82 ... 칼라부

83 ... 플랜지 90 ... 내부 외곽면

91 ... 외부 외곽면 95 ... 강화수단

96 ... 외부면 97 ... 내부에지

98 ... 외부에지

본 발명은 자동차와 항공기 등 차량에 사용하는 프레임 장치에 관한 것이다. 프레임 장치는 각각 하나 이상의 사전 선택된 부위를 표시한 하나 이상의 프레임 부재를 포함한다. 본 발명은 또한 하나 이상의 교차 부재를 포함하며, 이때 각 교차 부재는 하나 이상의 사전 선택된 부착 부위중 해당 부위에서 하나 이상의 프레임 부재에 부착 고정될 최소한 하나의 첫째 단을 포함한다.

슬롯은 하나 이상의 사전 선택된 부착 부위중 최소한 일부를 관통하여 하나 이상의 교차 부재의 첫째 단중 이곳에 대응하는 말단이 일부를 수용한다. 또한, 고정 수단은 하나 이상의 교차 부재의 첫째 단을 이것에 대응한 프레임 부재의 슬롯 속에 고정시키기 위해 교차 부재의 첫째 단 각각의 일부와 또한 이것에 대응한 슬롯에 결합한다. 또한 고정 수단은 첫째 단을 이에 대응한 슬롯 수단 속에 계속 고정하기 위해 국소 가열로 연화 처리한 후 다시 변형시킬 교차 부재의 첫째 단의 일부를 포함한다.

본 발명의 한 가지 바람직한 실시예에서, 교차 부재와 하나 이상의 연속 외부 프레임 사이의 조인트 때문에 교차 부재의 첫째 단의 일부가 이에 대응한 슬롯 수단 속에 수용된다. 프레임 장치는 또한 구조 강도를 증가시킬 조인트와 결합 조작되어 조인트에 부여된 응력에 대응하여 강도를 증가시키는 강도 강화수단을 포함한다.

또 다른 바람직한 실시예에서, 프레임 부재는 국소 가열을 통해 연화된 최소한 하나의 예비 연화 부위와 최소한 하나의 예비 연화되지 않은 부위를 포함한다. 최소한 하나의 예비 연화 부위는 하나 이상의 프레임 부분을 쉽게 굽힘 가공하여 원하는 반경 크기로 변화시킬 수 있다.

하나 이상의 프레임 부재중 최소한 하나는 가변 경도의 4000 내지 6000 시리즈 합금군에서 선택한 알루미늄으로 제작하는 것이 바람직하다. 한편, 본 발명은 다른 재질, 예컨대 특히 알루미늄과 강으로 제작한 프레임 부재를 함께 연결할 때도 응용할 수 있다는 사실을 알게 될 것이다.

본 발명은 또한 프레임 구조장치의 제작 공정도 포함한다. 바람직한 공정은 (a) 사전 선택된 부착 부위에 있는 하나 이상의 굴곡성 프레임 부재에 내부 외곽면과 외부 외곽면으로 된 슬롯을 형성하고, (b) 국소 가열로 하나 이상의 프레임 부재의 예정 부위를 연화하고, (c) 굴곡성 프레임 부재를 특정한 프레임 구성에 따라 각 예정 부위에서 예정 방향으로 굽힘 가공하여 예정된 반경 크기로 변화시키고, (d) 굴곡성 프레임 부재를 굽힘 가공 후 예정 연화 부위를 최소한 부분 경화하여 예정 부위에 대한 구조 강도를 증가시키고, (e) 끝 단(distal end), 근접 단(proximal end), 단면 구성이 있는 최소한 하나의 첫째 단을 갖춘 최소한 하나의 교차 부재를 구성하고, (f) 국소 가열로 최소한 하나의 교차 부재의 근접 단을 연화하고, (g) 최소한 하나의 교차 부재의 첫째 단을 굽은 프레임 부재의 슬롯중 교차 부재 말단에 대응할 슬롯 속에 삽입하여 이들 사이에 조인트를 구성하고, (h) 첫째 단중 연화된 근접 단의 최소한 일부를 변형하여 예비 변형된 단면 구성을 변화시키고, 따라서 첫째 단을 이것에 대응한 프레임 부재의 슬롯에 삽입할 수 없도록 하기 위해 대응 슬롯의 내부 외곽면에 근접한 고정 부분을 구성하고; (i) 국소 연화된 근접 단을 경화하여 예비 연화되지 않은 경도로 복귀시키는 단계로 구성된다.

바람직한 실시예에 따르면 이 공정은 또한 (j) 하나 이상의 교차 부재의 첫째 단중 끝단을 국소 가열로 연화하고; (k) 이 연화된 말단의 최소한 일부를 변형하여 대응 슬롯의 외부 외곽면에 근접할 플랜지 부분을 형성하고; (l) 또한 교차 부재의 근접 단에 대한 국소 가열 단계 후, 국소 가열된 끝단을 예비 연화되지 않은 경도로 경화시키는 단계를 포함한다. 플랜지 부분과 고정 부분을 슬롯의 외부와 내부 외곽면에 각각 압축시켜 대응 슬롯 속에 첫째 단을 로크한다.

이 실시예에 따르면 특정 프레임 구성에 따라 예정 반경 크기를 변화시키기 위해 각 예정 부위에서 하나 이상의 굴곡성 프레임 부재를 굽힘 가공하는 단계는 프레임 부재로 구성된 프레임 장치를 제작하기 위해 굴곡성 외부 프레임 부재의 굽은 부분을 원하는 치수로 고정하는 단계도 포함한다.

또 다른 실시예에서 하나 이상의 프레임 부재를 포함한 자동차와 항공기 같은 차량에 사용할 프레임 장치를 소개한다. 각 프레임 부재는 국소 가열할 하나 이상의 예비 연화 부위와 하나 이상의 예비 연화되지 않은 부위를 포함한다. 예비 연화 부위는 예비 연화되지 않은 부위의 재료나 구조적 성질의 변화없이 프레임 부재를 손쉽게 굽힘 가공하여 반경 크기를 변화시킬 수 있게 해준다.

본 발명의 또 다른 실시예에서 하나 이상의 굽은 프레임 부재는 차 범퍼, 시트 프레임, 또는 자동차 스페이스 프레임을 구성한다.

본 발명은 그밖에 프레임 구조장치를 하나 이상의 굴곡성 프레임 부재로 구성하는 차량용 프레임 장치의 제작 공정도 포함한다. 이 공정은 (a) 하나 이상의 프레임 부재에 대한 예정 부위를 국소 가열로 연화하면서 한편으로 다른 예정 부위를 예비 연화되지 않은 상태로 유지하고; (b) 특정한 프레임 구성에 따라 굴곡성 프레임 부재를 각 예정 연화 부위에서 굽힘 가공하여 반경 크기를 변화시키고; (c) 연화되지 않은 부위의 구조적 성질의 변화없이 예정 연화 부위를 굽힘 가공 후 원하는 경도로 경화시켜 예정 연화 부위의 구조 강도를 얻는다.

본 발명의 공정에 관한 바람직한 실시예는 굴곡성 프레임 부재로 사용할 하나 이상의 선형 압출물을 제조하기 위해 알루미늄 빌릿을 압출하는 단계도 포함한다.

본 발명은 또한 앞서 설명한 공정에 따라 제작한 것으로 차량 범퍼, 차량 시트 프레임과 스페이스 프레임을 포함한 제품에도 관계있다. 물론 이 공정으로 제조한 다른 차량 관련 부품이나 프레임 구조물도 이 대상에 속한다.

본 발명은 다양한 형태로 구현할 수 있으며, 몇가지 특정 실시예를 도면에 나타내고 자세하게 설명한다. 이는 본 발명의 원리를 보여주기 위한 예시이며 본 발명은 이 실시예에 국한되지 않는다.

도 1 에서 나타낸 본 발명의 프레임 장치(30)는 두 개의 외부 프레임 부재(31)와 (32) 또한 교차 부재(34) 내지 (48)로 구성된 자동차 스페이스 프레임이다. 외부 프레임 부재(31)와 (32) 양쪽에는 선형 샤프트(31')상에 더 확실하게 표시된(도 2) 슬롯(50) 내지 (58)과 같이 외부 프레임 부재(31)를 형성할 다수의 예정 부착 부위(슬롯)와, 또한 굴곡부(61) 내지 (66)과 같은 다수의 굽은 부위가 있다. 다음에서 상세히 설명하는 굴곡부는 선형 샤프트(31')상의 예정 위치(61') 내지 (66')(도 2)를 국소 가열로 연화처리하여 굽힌 것이며, 다시 도 1 의 자동차 스페이스 프레임 차량 구성처럼 특정한 프레임 구성에 따라 예정 연화 위치마다 샤프트를 예정 방향으로 굽힘 가공하여 반경 크기를 변화시킨 결과이다.

또한 설명한 바대로, 본 발명의 모든 실시예에 적용할 수 있는 국소 가열은 가열 처리하지 않은 부분의 구조적 성질에 큰 영향을 미치지 않는다. 따라서, 특정 구조물에 필요한 굴곡부/반경을 구성하기 위해 특정한 연성값의 합금을 사용해야만 하고, 한편 이 구조물의 다른 부분은 합금의 천연 경도보다 균일 경도가 커야 하므로, 결국 국소 열처리를 하는 것이 매우 바람직하다. 실제로 본 발명 공정과 그 구조물은 필요한 경우 장치의 나머지 부분의 구조적 성질은 변화시키지 않고 굽힐 부분의 구조적 성질만 크게 변한(즉, 연화되는) 프레임 장치를 구성하게 된다. 따라서, 특정 프레임 장치를 위한 선택 재질이, 예컨대 -T6 템퍼(경도 때문에)의 6000 시리즈 알루미늄 합금이고 특정한 프레임 장치에 필요한 필요 굴곡부/반경은 비교적 무른 -T4 나 -T2 템퍼의 6000시리즈 합금만 사용해서 제작해야 할 경우(굴곡부의 균열을 막기 위해)에도 -T6 템퍼를 사용할 수 있다. 실제로, 열처리하지 않을 부위(굽힘 가공이 크게 필요없는)의 -T6 경도는 변화없이 균일하게 유지되고 반면에, 굽힐 부위는 예정 시간동안 본 발명의 공정대로 열처리하여 굴곡부의 연성을 담금질 처리된 -T4 템퍼의 연성값으로 최소한 일시적으로 변화시킬 것이다. 그리고, 굴곡부는 필요하면 300∼400℉로 시효처리(ageing)하여 -T6 템퍼의 경도 수준으로 복귀시킬 수 있다. 물론, 시효처리 시간은 굴곡부의 필요 경도에 영향을 미칠 것이다.

프레임 장치(30)에서 슬롯(52)(2도)과 같은 슬롯은 이에 대응하는 한 교차 부재, 즉 여기서는 (36)를 수용하며 각 슬롯은 내부 외곽면(90), 외부 외곽면(91) 그리고 내부 치수(92)를 포함한다.

교차 부재(36)와 같은 교차 부재는 도 3 에서 보는 바와 같이 첫째 단 즉, 여기서는 (70), 둘째 단(도면에 없음), 내측면 즉 여기서는 (72), 또한 채널 부위를 한정하는 내부 치수(73)를 포함한다. 첫째 단과 둘째 단은 각각 플랜지(83)가 있는 끝단(80), 그리고 디텐트(detent) 혹은 칼라부(82)가 있는 근접 단(81)을 포함한다. 이 실시예에서, 칼라부(82)는 첫째 단(70)을 스웨이징(swaging)하여 만든다. 핀칭이나 크림핑과 같은 다른 공정으로 칼라부를 형성하는 것도 고려할 수 있다.

교차 부재의 첫째 단과 둘째 단은 각각에 대응하는 슬롯, 예를 들면, 슬롯(52)(도 2)속에 삽입되며 도 1 에서 보는 바와 같이 프레임 장치(30)를 직립 방향으로 유지할 수 있도록 삽입 후 고정된다. 이 고정 작용은 교차 부재 말단과 이에 대응하는 슬롯간의 로크 조인트 때문이다. 이밖에도, 로크 조인트는 교차 부재(36)의 칼라부(82)가 슬롯(52)의 내부 외곽면(90)에 대해 압축하여 플랜지(83)를 형성 및 고정시킨 결과로 얻은 것이며, 따라서 조인트는 슬롯(52)의 외부 외곽면(91) 쪽으로 압축력을 받아 이 사이에서 압축 고정된다. 플랜지와 칼라부는 끝 단과 근접 단을 국소 가열로 연화시키고 다시 칼라부와 플랜지가 형성될 때까지 변형시키면 얻을 수 있다.

도 3 에서 보여준 다른 형태의 강도 강화 수단(95)은 외부면(96)과 내부 에지(97), 또한 외부 에지(98)를 가진 슬리브 부재 또는 페룰(ferrule)이다. 슬리브 부재는 교차 부재(36)의 첫째 단(70)에 있는 채널 부위(73)속에 삽입되며 이 결과, 교차 부재의 각 말단이 슬롯(52)속에 들어가 형성한 조인트의 강도를 증가시킨다. 슬리브 부재의 외부면(96)과 채널 영역(73) 일부 사이의 억지끼워맞춤(interference fit)을 이용해 슬리브 부재(95)를 교차 부재에 고정시킬 수 있다(도 3). 교차 부재에 슬리브 부재를 용접하거나 접착 결합하는 등 기존의 고정기술을 이용하는 것도 고려할 수 있다.

도 4 와 도 8 에서 나타낸 차량 시트 장치(100)는 측벽(110), (111)과 (113), (114), 꽉 끼는 굴곡부(107)와 (108) 모두 처음부터 국소 가열로 예비 연화된 부분으로, 말단(115)과 (116), 그리고 열처리되지 않은 부분(120)-(123)으로 구성된다. 차량 범퍼장치(140)는 도 5 에서 보는 바와 같으며 꽉 끼는 굴곡부(147)와 (148), 처음부터 국소 가열로 예비 연화된 부분 및 말단(150), (151)으로 구성된다.

도 1 의 프레임 구조물을 제작하는 공정은 현재 출원중인 U.S.S. No. 08/105,368 에서 설명하였으므로, 차량 시트 장치(100)(도 4) 또는 차량 범퍼장치(140)(도 5)와 같은 다른 프레임 구조물에 관한 것만 추가로 설명하겠다. 물론, 당해 분야에 대한 지식을 가진 사람이라면 기타 다른 종류의 자동차와 항공기 부속품, 부품 또는 프레임에 대해서도 본 발명의 공정을 적용할 수 있음을 알 것이다.

차량 범퍼장치(100)와 차량 시트 프레임 장치(140) 제작은 (각각 도 4 와 도 5)은 제일 먼저 선형 부위(105)(도 6)와 (145)(도 7)을 압출한 후 압출물을 압착 상태에서 담금질하면 완료된다. 각종 재료를 압출물에 사용할 수 있으나, 특히 경도가 다른 6000 시리즈 알루미늄 합금이 바람직하다.

압출물을 담금 처리한 후 직선으로 펴서 열처리하고 특정한 프레임 구성에 적합한 길이로 절단한다. 따라서 절단시, 예정 부위(107)와 (108)(도 4) 또한 (147)과 (148)(도 5) 같이 예정 부위를 필요한 수만큼 국소 가열로 연화하여 최소한 일시적으로 예정 연화부위에서 선형 압출물에 대한 연성을 증가시킨다.

구소 가열에 따른 적절한 예정 부위 연화 공정중 하나는 Joseph C. Benedyk가 취득한 미국특허 제 4,766,664 호 "고강도 알루미늄 래더 구조물 제작 공정"에서 설명하고 있다. 이 공정은 연화 부위에 인접한 부분의 전도성을 최소화하면서 유도 코일을 가열할 위치에 접촉시켜 연화하는 것이다. 실제로, 차량 시트장치(100)(도 4)에 있어서 말단(115)과 (116)에서 예정 부위(107), (108)로 각각 연장하는 측벽(110), (111)과 (113), (114)는 적당한 굴곡을 만들기 위해 예정 부위(107), (108)와 마찬가지로 국소 가열해야 한다. 따라서, 측벽은 (120)과 (121)(도 8)와 같은 예비 연화되지 않은 부위가 본래의 구조적 성질(즉, -T6 템퍼의 성질)을 유지할 것이다. 유도코일을 사용할 수도 있으나 (미국 특허 제 4,766,664 호), 국소부위의 연성을 일시적으로 증가시키기 위해 다른 공지된 가열 공정도 고려한다.

본 발명에서는 또한 종방향 압출물을 국소적으로 연화 처리한 후 특정한 프레임 구성에 따른 예정 방향으로 각 예정 부위를 굽힘 가공하여 반경 크기를 변화시킨다(즉, 도 4 의 차량시트 프레임(100)이나 도 5 의 차량 범퍼(140)). 이러한 굽힘 가공은 수동으로 실행하거나 또는 특정한 프레임 구성에 따른 굽힌 요구와 위치에 맞게 프로그램된 자동 굽힘 가공 장비를 이용하기도 한다.

필요한 프레임 부분의 굽힘 가공/제작이 끝나면, 국소 연화된 부위는 원할 경우 각각 예비연화 경도까지 경화시킨다. 다시 회복할 경도 크기는 프레임 부재 제작에 이용할 합금의 종류, 가열 전 합금의 침전물 양, 열의 강도, 열을 예정 부위에 가할 시간 등에 따라 달라질 것이다. 또한, 사전 선택한 부위만 열처리하므로 이 부분만 구조 변형된다. 다른 부분은 구조적 성질이 변하지 않고 균질한 상태를 유지한다.

앞에서 설명한 바와 같이, -T6 템퍼가 있는 6000 시리즈 알루미늄 합금은 여러 응용 분야에 필요한 프레임 구조물에 적합한 경도를 갖는다. 그러나 공지의 장치에서, 꽉 끼는 굴곡부/반경이 필요한 경우 반드시 이 재료를 써야 할 필요는 없을 것 같다. 그 이유는 -T6 템퍼가 꽉 끼는 굴곡부에서 균열을 일으키지 않을 만큼 충분히 큰 연성을 갖지 않을 수도 있기 때문이다(즉, 연성이 작아 꽉 끼는 굴곡부가 균열을 일으킬 수도 있기 때문이다). 더 연성이 큰 알루미늄 합금 즉, -T4 템퍼가 있는 6000 시리즈 알루미늄 합금은 균열없이 원하는 반경으로 굽힐 수 있으나, 반면 -T6 템퍼의 합금과는 천연 강도가 다르다. -T4 템퍼를 열처리하여 -T6 템퍼와 유사한 경도로 변화시킬 수 있으나, 공지 열처리법은 (1) 구조물 전체를 열처리해야 하고; (2) 시효처리 기간이 너무 길며; (3) 구조물 전체의 경도가 균일하지 못한 경우가 많기 때문에 적합하지 못한 것으로 증명되었다.

상술한 내용과 도면을 기초로 본 발명을 간단히 설명하였으나 본 발명은 이에 국한하지 않고 당해 분야의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도에서 작성된 특허청구의 범위 안에서 다양한 변형과 수정을 가할 수 있다.

Claims (17)

1. 자동차와 항공기 같은 차량에 사용하고;

   - 하나 이상의 프레임 부재,

   - 이 부재 각각에 포함된 사전 선택한 부착 부위;

   - 이 부착 부위중 하나에서 프레임 부재에 부착된 최소한 하나의 첫째 단을 각각 구비한 하나 이상의 교차 부재,

   - 이 교차 부재의 첫째 단 각각의 대응 부분을 수용할 부착 부위의 최소한 일부를 관통하는 슬롯, 또한

   - 프레임 부재의 대응 슬롯 속에 교차 수단의 첫째 단을 고정하기 위해 교차 부재의 첫째 단 각각의 최소한 일부와 또한 대응 슬롯에 결합되는 고정 수단으로 구성되고; 여기서

   - 이 고정 수단은 첫째 단을 대응 슬롯 속에 계속 고정시키기 위해 국소 가열로 연화되고 그후 변형된 교차 부재의 첫째 단의 최소한 일부를 포함하며;

   - 국소 가열은 연화될 교차 부재의 일부에서 벗어난 열의 이동과 전도를 방해하는 것을 특징으로 하는 프레임 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 교차 부재와 하나 이상의 프레임 부재 사이의 조인트가 교차 부재의 첫째 단의 최소한 일부를 대응 슬롯에서 수용하고;

   또한 구조 강도를 강화하는 조인트와 결합하고 조인트의 응력에 대한 강도를 증가시킬 강도 강화수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임.
3. 제 1 항에 있어서, 각 프레임 부재가 국소 가열로 연화될 예비 연화 부위와 예비 연화되지 않은 부위를 포함하고 국소 가열은 예비 연화 부위를 벗어날 열의 이동과 전도를 방해하고;

   - 최소한 하나의 예비 연화 부위는 하나 이상의 프레임 부분을 수월하게 굽힘 가공하여 반경을 원하는 크기로 변화시킬 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 프레임 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 각 프레임 부재는 가변 경도의 4000 내지 6000 시리즈 합금군에 속하는 알루미늄 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 프레임 장치.
5. 자동차와 항공기 같은 차량에 결합하고 사전 선택된 부착 부위가 있는 하나 이상의 굴곡성 프레임 부재로 구성된 프레임 장치를 제작하는 공정으로서;

   - 부착 부위에서 하나 이상의 굴곡성 프레임 부재속에 내부 외곽면과 외부 외곽면을 포함한 슬롯을 구성하고;

   - 예비 연화 부위를 벗어난 열의 이동과 전도를 방해할 국소 가열을 통해 프레임 부재의 예정 부위를 연화하고;

   - 특정 프레임 구성에 따라 각 예정 부위에서 하나 이상의 굴곡성 프레임 부재를 예정 방향으로 굽힘 가공하여 반경을 예정크기로 변화시키고;

   - 프레임 부재를 굽힘 가공한 후 예정된 연화 부위를 부분 경화하여 연화 부위에 대한 구조강도를 증가시키고;

   - 끝 단, 근접 단 또한 교차 구성이 있는 첫째 단을 포함한 하나 이상의 교차 부재를 형성하고;

   - 국소 가열로 하나 이상의 교차 부재의 근접 단을 연화하고;

   - 교차 부재의 첫째 단을 굽은 프레임 부재에 있는 슬롯중 대응 슬롯에 삽입하여 각각의 조인트를 구성하고;

   - 각 첫째 단의 연화된 근접 단 일부를 변형하여 예비 변형된 단면 구성을 변화시키고 또한 대응 슬롯의 내부 외곽면에 가깝게 고정시킨 고정 부분을 형성하여 첫째 단 프레임 부재의 대응 슬롯에 대한 첫째 단의 삽입을 방해하고; 또한

   - 국소 연화된 근접 단을 예비 연화 경도로 다시 경화시키는 것을 특징으로 하는 프레임 장치 제작 공정.
6. 제 5 항에 있어서, 또한

   - 교차 부재의 첫째 단의 끝 단을 국소 가열로 연화시키고;

   - 연화된 끝 단의 최소한 일부를 변형하여 대응 슬롯의 외부 외곽면에 고정된 플랜지를 구성하고; 또한

   - 국소 가열로 교차 부재의 근접 단을 연화한 후, 국소 연화된 끝 단을 예비 연화 경도로 다시 경화시키고;

   - 플랜지 부분과 고정 부분은 슬롯의 외부와 내부 외곽면에 대해 압축하여 첫째 단을 대응 슬롯 속에 로크시키는 단계를 포함하는 프레임 장치 제작 공정.
7. 제 5 항에 있어서, 특정 프레임 구성에 따라 각 예정 부위에서 하나 이상의 굴곡성 프레임 부재를 예정 방향으로 굽힘 가공하여 반경을 예정된 크기로 변화시키는 단계는 또한 굴곡성 외부 프레임 부재의 굽은 부분을 예정 치수로 고정시켜 하나 이상의 프레임 부재로 구성된 프레임 장치를 구성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 장치 제작 공정.
8. 자동차와 항공기 같은 차량에 사용하고;

   - 하나 이상의 프레임 부재를 포함하고;

   - 프레임 부재중 최소한 하나는 예정 연화 부위를 벗어난 열의 이동과 전도를 방해하는 국소 가열로 최소한 하나의 예정 연화 부위와 예정 연화되지 않는 부위를 포함하고;

   - 예정 연화 부위는 이 부위의 재료나 구조적 성질을 크게 변화시키지 않고 프레임 부재를 원하는 크기로 쉽게 굽힘 가공하여 반경을 변화시키는 것을 특징으로 하는 프레임 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 프레임 부재중 최소한 하나는 가변 경도의 4000 내지 6000 시리즈 합금군 중에서 선택한 알루미늄 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 프레임 장치.
10. 제 8 항에 있어서, 굽은 프레임 부재중 최소한 하나는 차량 범퍼인 것을 특징으로 하는 프레임 장치.
11. 제 8 항에 있어서, 굽은 프레임 부재중 최소한 하나는 차량 시트 프레임인 것을 특징으로 하는 프레임 장치.
12. 제 8 항에 있어서, 굽은 프레임 부재중 최소한 하나는 자동차 스페이스 프레임의 최소한 일부를 구성하는 것을 특징으로 하는 프레임 장치.
13. 각종 차량에 결합하고 하나 이상의 굴곡성 프레임 부재로 구성된 프레임 장치를 제작하는 공정으로서;

    - 예비 연화 부위를 벗어난 열의 이동과 전도를 방해할 국소 가열을 통해 하나 이상의 프레임 부재의 예정 부위를 연화하고, 한편 이 부재의 최소한 하나의 예정 부위는 예비 연화되지 않은 상태를 유지하고;

    - 특정 프레임 구성에 따라 각 예정 부위에서 하나 이상의 굴곡성 프레임 부재를 예정 방향으로 굽힘 가공하여 반경을 예정 크기로 변화시키고; 또한

    - 굴곡성 외부 프레임 부재를 굽힘 가공한 후 원하는 경도로 예정 연화 부위를 경화시키고, 그 결과 이 부위를 연화되지 않은 부위의 구조적 성질에 대한 큰 변화없이 원하는 구조 강도를 얻을 수 있는 것을 특징으로 하는 프레임 장치 제작 공정.
14. 제 13 항에 있어서, 또한 알루미늄 빌릿을 압출하여 굴곡성 프레임 부재로 사용할 하나 이상의 선형 압출물을 구성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 장치 제작 공정.
15. 제 13 항의 공정으로 제작한 차량 범퍼를 포함한 제품.
16. 제 13 항의 공정으로 제작한 차량 시트 프레임을 포함한 제품.
17. 제 13 항의 공정으로 제작한 차량 스페이스 프레임을 포함한 제품.