KR100340617B1 - 차량유리고정테 금형 - Google Patents

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KR100340617B1
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Abstract

본 발명은 가동측과, 고정측으로 조립 되어 구성되어 있으며,
가동측은 볼록형상의 홈이 형성된 가동측금형유리삽입틀(A), 가동측금형중간틀(B) 및 가동측금형 외부틀(C)과, 가동측지지대(D), 가동측곡면고정대(E) 및 가동측직선부고정대(F)로 구성되어 있고, 고정측은 고정측금형 사출기노즐삽입틀(G), 고정측금형제1중간틀(H), 고정측금형제2중간틀(I) 및 오목형상의 홈이 형성된 고정측유리삽입틀(J)로 조립되어 있음 특징으로 하는 차량유리고정테 금형에 관한 것이다.

Description

차량유리고정테 금형 {Mold for glass frame of car}
본 발명은 차량유리고정테 금형에 관한 것으로서, 상세히 설명하면,
자동차, 중장비등에 사용되는 곡면 또는 평면 유리를 장착하는데 있어서, 종래에는 별도의 몰딩(고무, 합성수지등)을 제조하여 유리의 외곽테두리에 조립하여 또다시 자동차나 중장비등의 차체에 부착하여 왔으나, 종래의 몰딩(고무, 합성수지등)을 제조하는 공정과, 상기 몰딩을 유리에 조립하는 공정을 제거하므로서 제조시간과, 공정 및 원가를 절감할 수 있는 차량유리고정테의 제조에 사용되는 Insert Molding용 금형에 관한 것이다.
차량유리 고정테는 Glass와 차체 사이에 장착되어 wind noise, 빗물 등의 sealing 기능을 수행하는 부속품인 것이다.
Insert Molding란 몰딩하고자 하는 제품을 금형내에 함께 주입시켜, 성형기에서 사출되는 몰딩제를 제품과 함께 내장된 금형내에 사출시켜 원하는 부분에만 몰딩시켜 공정 및 시간단축을 단축시켜 제품에 몰딩시키는 기술로서, 고도의 기술을 요하는 몰딩의 한방법인 것이다.
국내에서 제조되는 차량용 유리는 제조공정중 냉각공정에서 미세한 온도차이와 유리조성물의 차이에 의해 유리가 급속히 수축되거나, 유리표면곡면의 굴절율이 일정하지 않아 (약 0.1~ 0.3°의 굴절율 오차) 종래의 insert molding 성형법에 의하면 70 %이상 상기와 같이 생성된 불균일한 곡면으로 인하여 다음과 같은 이유로 유리가 파손되기 때문에 insert molding 성형을 기피하여 왔다.
첫째, 유리의 곡면도의 차이로 금형에 유리가 접촉되어 압력을 가할 시 유리가 파손되는 사례가 빈번하였고,
둘째, 유리가 금형내에 일정한 위치에 고정되어 있어야만 유리테두리에 일정하게 몰딩될 수 있으나 유리를 금형내에서 일정한 위치에 고정시키는 수단이 개발되지 않아 유리테에 몰딩제가 불균일하게 몰딩되어 불량률이 높아 왔다.
최근에는 상기와 같은 문제점을 해결하고자 많은 노력이 있어 왔으나, 그 제조장치와 제조공정이 복잡한 하고, 유리 곡면 오차를 파손 없이 성형 가능한 금형 구조 설계를 위한 특수 부속품이 필요하고, 특수 부속품을 외국에서 수입해야 하는 문제점이 있어 왔다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 자동차, 중장비등에 사용되는 곡면 또는 평면 유리를 장착함에 있어서, 금형내에 흡착판을 부착하여 금형내에서 유리를 상기 흡착판으로 고정하여 한번에 차량유리를 몰딩(고무, 합성수지등)을 제조하므로서, 제조시간과, 공정 및 원가를 절감할 수 있는 Insert 사출성형에 사용되는 차량유리고정테 금형을 제공하는 것을 그 목적으로 하는 것이다.
도1 본 발명의 차량유리 고정테 금형 사진
도2 본 발명의 차량유리 고정테 금형 측면도
도3 본 발명의 차량유리 고정테 금형 가동측 측면도(A,B,C)
도4 본 발명의 차량유리 고정태 금형 가동측 내부 상세도
도5 본 발명의 차량유리 고정태 금형 가동측 지지대(D)
도6 본 발명의 차량유리 고정태 금형 가동측 곡면 고정대(E)
도7 본 발명의 차량유리 고정태 금형 가동측 직선부 고정대(F)
도8 본 발명의 차량유리 고정태 금형 고정측 측면도(G,H,I,J)
도9 본 발명의 차량유리 고정태 금형 가동측 내부상세도
도10 본 발명에 의해 조제된 차량유리 완성품
도11 본 발명의 차량유리 불량품
도12 본 발명의 차량유리의 사용상태
<도면부호의 설명>
슬라이드고정나사(1), 흡착판(2), 진공통로(3), 유리고정나사(4), 유리고정틀(5), 고정나사(6), 사출기노즐삽입통공(7), 몰딩재 통로(8), 고정측유리고정틀 (9), 가동측금형유리삽입틀(A), 가동측금형중간틀(B), 가동측금형 외부틀(C), 가동측지지대(D), 가동측곡면고정대(E), 가동측직선부고정대(F), 고정측금형 사출기노즐삽입틀(G), 고정측금형제1중간틀(H), 고정측금형제2중간틀(I), 고정측유리삽입틀 (J)
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 가동측과 고정측으로 조립 되어 구성되어 있으며, 가동측은 볼록형상의 홈이 형성된 가동측금형유리삽입틀 (A), 가동측금형중간틀(B) 및 가동측금형 외부틀(C)과, 가동측지지대(D), 가동측곡면고정대(E) 및 가동측직선부고정대(F)로 구성되어 있고, 고정측은 고정측금형 사출기노즐삽입틀(G), 고정측금형제1중간틀(H), 고정측금형제2중간틀(I) 및 오목형상의 홈이 형성된 고정측유리삽입틀(J)로 조립되어 구성된 차량유리고정테 금형에 관한 것이다.
본 발명은 몰딩제인 펠렛을 사출기에 투입시켜, 노즐 및 히터로 가열하고, 압력을 주어 차량유리가 주입된 금형에 주입시켜 제조하는 Insert 사출 성형에 사용되는 차량유리 고정테의 제조용 금형에 관한 것이다.
본 발명은 유리의 곡면도의 차이로 금형에 유리가 접촉되어 압력을 가할 시 유리가 파손되는 것을 방지하고자 국내에 제조되는 모든 차량유리의 곡면 굴절도를 조사하여 모든 차량유리의 곡면에 사용될 수 있는 허용치를 갖는 크기의 금형을 설계하였고,
유리가 금형내에 일정한 위치에 고정시키며, 성형시 압력에 금형내에 있는 유리가 파손되지 않게 완충역할을 하는 고무판의 구조인 흡착판을 설치하였고, 상기 흡착판은 진공펌프에 연결되어 진공펌프에서 흡입되는 진공압력으로 유리를 일정위치에 고정시켜 성형시 유리가 파손되는 불량률을 상승시켰다.
또한 본 발명에서 사용되는 금형은 상기와 같은 이유로 통상의 사출기 뿐만 아니라, 특수사출기(저압사출기)에도 사용할 수 있는 것이다.
본 발명에서 사용되는 유리주입성형(Glass Insert Molding) 사출기는 합성수지 molding 부분과 유리를 사출기 금형 내부에서 일체 성형(encapsulation)을 할 수 있는 사출기의 모형으로 특수하게 제작된 moving mold에 유리를 장착하고, 사출 압력, 금형 온도, 사출 속도 등을 조절하여 금형 내부에서 유리의 파손을 방지할 뿐만 아니라 기존의 수작업으로부터 벗어나 공정의 효율화를 창출할 수 있을 것으로 기대한다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하기로 한다
실시예
펠렛화한 성형재료(테두리조성물)를 100℃ 온도 하에 4시간 동안 건조시킨 후, 유리를 금형내부에 삽입한 후 흡착판으로 고정시켜, 사출기 (Wonil press co., Ltd.)의 노즐로 상기 몰딩성형재로를 주입시켜, 노즐 및 히터 1,2 zone의 온도를 각각 210 ℃, 200 ℃, 190 ℃로 하고, 압력은 144 bar, 사출 시간은 20초 정도의 조건으로 사출 성형을 실시하여 고정테가 균일하게 성형된 차량유리고정테를 제조하였다.
실시예2
유리를 금형내부에 삽입시켜 금형내부에 설치된 흡착판에 끼워 유리를 고정시킨 다음, 사출기(해영기계('94), 형체력 : 350 ton)를 사용하여, 사출압력 60 kg/cm2, 사출 시간은 25초 노즐 및 히터 1,2 zone의 온도를 각각 200 ℃, 195 ℃, 190 ℃로 하고 사출 성형을 실시하여 고정테가 균일하게 성형된 차량유리고정테를 제조하였다.
상기 실시예는 특수 냉각 과정이 필요치 않고, 기존의 수작업에 의한 제조공정에 비해 작업의 효율성이 높아 대량생산에 이점이 있을 것으로 예상된다.
실험예
펠렛화된 압출체는 사출기 (Wonil press co., Ltd.)를 사용하여, 노즐 및 히터 1,2 zone의 온도를 각각 200 ℃, 195 ℃, 190 ℃로 하고, 압력은 144 bar로 하였다. 시편제작 방법은 ASTM D 1708 규격으로 제작된 금형으로 시편을 사출로 제작하여 48시간 동안 항온 항습실에서 방치한 후 사용하였다.
성형 조건 확립과 시작품을 제조하기 위한 금형을 사출기(해영기계('94), 형체력 : 350 ton)에 부착하여 시험하였다.
사출 속도는 한 공정에서 여러 단계의 속도로 조절이 가능하므로 이를 이용하여 첫 단계부터 빠른 사출 속도보다는 느린 속도로 사출을 시작하여 중간 영역에서 사출 속도를 빠르게 함으로써 금형 내부에서 용융 재료의 충진율 향상 및 성형 후 weather-strip의 표면 상태가 우수해지는 것으로 나타났다. 다음은 glass insert molding을 실시한 결과를 표1에 비교하여 나타내었다.
표1 Glass Insert Molding Test : Santoprene (grade 명 : 121-50M100)
순번 실린더 온도(℃) 압력(kg/cm2) 사출 시간(sec.) 결과
cylinder 1 cylinder 2 cylinder 3
1 160 160 160 55 16 유리 파손(미성형)
2 190 200 210 55 16 파손 없음(burr 발생)
3 190 200 210 50 16 파손 없음(burr 발생)
4 190 200 210 44 16 파손 없음(미성형)
5 190 200 210 40 16 파손 없음(미성형)
실험 결과 사출 압력을 높이면 유리가 파손되고, 반대로 압력을 낮게 하면 흐름성이 나빠져 충진이 덜된 상태로 불량이 발생하여 유리가 파손되지 않고 성형성을 좋게 하려면 사출 온도, 압력 및 온도와의 관계를 고려하여 적정가공조건을 도출하여야 한다.
사출 조건의 재현성을 검토하기 위하여 사출기를 바꾸어 15개 시작품의 제조 성형을 시험한 결과 가공 조건을 구하기 전에 2장의 유리가 파손되었고, 13장은 성공적이었다. 이때의 사출 조건은 표2와 같다. 따라서 시험 결과 재현성을 확인할 수 있었다.
표2. Glass Insert Molding Test (Ⅱ) : Santoprene (grade 명 : 121-50M100)
순번 실린더 온도(℃) 압력(kg/cm2) 사출 시간(sec.) 결과
cylinder 1 cylinder 2 cylinder 3
1 170 175 185 60 25 유리 파손
2 180 180 180 60 25 파손 없음
3 190 200 210 60 25 파손 없음
4 190 200 210 55 25 파손 없음
5 190 200 220 50 16 파손 없음
본 발명에서 사용되는 고정테의 금형 설계는 유리 정도를 측정한 결과 국내에서 제조한 자동차용 유리의 곡면의 오차가 심하여 기존 insert molding성형으로 하면 유리가 파손될 확률이 70% 이상이다. 따라서 유리 파손을 방지할 수 있는 금형 system을 설계 (고무 쿠션을 사용)한 것이다.
사출 압력이 55 kg/cm2이상이 되면 유리가 파손되었다. 사출 속도, 사출 압력 및 온도 등의 조절에 의해 금형 내부에서 성형 도중 생기는 유리의 파손율을 줄일 수 있다.
이하 본 발명을 도면을 참고하여 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명의 차량유리 고정테 금형 사진, 도2는 본 발명의 차량유리 고정테 금형 측면도, 도3은 본 발명의 차량유리 고정테 금형 가동측 측면도(A,B,C), 도4는 본 발명의 차량유리 고정태 금형 가동측 내부 상세도, 도5는 본 발명의 차량유리 고정태 금형 가동측 지지대(D), 도6은 본 발명의 차량유리 고정태 금형 가동측 곡면 고정대(E), 도7은 본 발명의 차량유리 고정태 금형 가동측 직선부 고정대(F), 도8은 본 발명의 차량유리 고정태 금형 고정측 측면도(G,H,I,J), 도9는 본 발명의 차량유리 고정태 금형 가동측 내부상세도, 도10은 본 발명에 의해 조제된 차량유리 완성품 사진, 도11은 본 발명의 차량유리 불량품사진 및 도12는 본 발명의 차량유리의 사용상태 사진임을 알 수 있으며, 슬라이드고정나사(1), 흡착판(2), 진공통로(3), 유리고정나사(4), 유리고정틀(5), 고정나사(6), 사출기노즐삽입통공(7), 몰딩재통로(8), 고정측유리고정틀(9), 가동측금형유리삽입틀(A), 가동측금형중간틀(B), 가동측금형 외부틀(C), 가동측지지대(D), 가동측곡면고정대 (E), 가동측직선부고정대(F), 고정측금형 사출기노즐삽입틀(G), 고정측금형제1중간틀(H), 고정측금형제2중간틀(I), 고정측유리삽입틀(J)을 나타낸 것임을 알 수 있다.
구조를 살펴보면 본 발명의 금형은 도3 및 도4의 가동측과, 도8 및 도9의 고정측으로 조립 되어 구성되어 있으며,
가동측은 도3과 같이 볼록형상의 홈이 형성된 가동측금형유리삽입틀(A), 가동측금형중간틀(B) 및 가동측금형 외부틀(C)과, 도4와 같이 가동측지지대(D), 가동측곡면고정대(E) 및 가동측직선부고정대(F)로 조립된 상태로 구성되어 있고,
고정측은 도8과 같이 고정측금형 사출기노즐삽입틀(G), 고정측금형 제1중간틀(H), 고정측금형제2중간틀(I) 및 오목형상의 홈이 형성된 고정측유리삽입틀(J)로 조립되어 있음을 알 수 있다.
보다 상세히 설명하면,
가동측은 도4와 같이 유리의 아래 부분을 고정시키는 유리고정틀(5)와, 유리를 고정시키며, 몰딩시 몰딩재가 유리에 몰딩하는데 방해되지 않도록 유리고정후 금형내로 후퇴하는 다수의 고정나사(4)와, 몰딩을 균일하게 할 수 있도록 유리를 금형내에 고정시키는 흡착판(2)과,상기 흡착판(2)에 연결되어 진공펌프에 연결된 진공통로(3)로 구성된 가동측지지대(D)와,
상기 가동측지지대(D)의 상부에 대각선방향으로 비스듬형성되어 있으며, 유리의 곡면분을 고정시킬수 있도록 대각선으로 이동가능한 가동측 곡면고정대(E)와,
상기 가동측 지지대(D)의 상부우측에 형성되어 있으며, 유리의 직선부를 고정시키는 가동측직선부고정대(F)와,
상기 가동측 곡면고정대(E) 및 가동측직선부고정대(F)에 다수 형성되어 있이며, 상기 가동측 곡면고정대(E) 및 가동측직선부고정대(F)를 이동가능하도록 도와주는 전후진하는 슬라이드고정나사(1)로 구성되어 있으며,
고정측은 도9와 같이 차량유리가 삽입될 수 있는 차량유리형상이며, 내부에 오목홈이 형성된 고정측유리고정틀(9)과, 몰딩재통로(8)로 구성되어 있으며, 도8과 같이 상기 외부에 사출기노즐이 삽입될 수 있는 사출기노즐삽입통공(7)과, 상기 사출기노즐삽입통공(7)으로 사출된 몰딩재가 통과할 수 있는 몰딩재통로(8)로 구성된 구조인 것이다.
본 발명의 작동방법은 사출기에 상기 금형을 장착시킨 다음 사출기노즐을 금형의 가동측부분이 장착된 사출기의 일부가 이동되면서 금형을 동시에 가동시키는 것으로서,
도4의 내부에 차량유리를 다수의 고정나사(4)에 맞게 삽입시킨 후에 금형내부에 형성된 흡착판(2)은 에어를 이용하여 상기 삽입된 유리를 고정시킨 다음에, 상기 고정나사(4)를 금형내로 후퇴시킨 후, 이와동시에, 상기 가동측지지대(D)의 상부에 대각선방향으로 비스듬형성되어 있는 가동측 곡면고정대(E)와, 상기 가동측 지지대(D)의 상부우측에 형성되어 있는 가동측직선부고정대(F)를 가동측곡면고정대(E) 및 가동측직선부고정대(F)에 형성된 슬라이드고정나사(1)를 이용하여, 장착된 유리에 정확한 위치로 가이드 한 다음에 상기, 금형내부에 내장된 유리를 고정시킨 다음, 상기 가동측의 가동측금형유리삽입틀(A), 가동측금형중간틀(B) 및 가동측금형 외부틀(C)를 도3과 같이 조립한 후에,
한편 고정측은 사출기노즐삽입틀(G), 고정측금형제1중간틀(H), 고정측금형 제2중간틀(I) 및 오목형상의 홈이 형성된 고정측유리삽입틀(J)로 조립한 다음에, 상기 가동측을 가동시켜 고정측에 도2와 같이 조립을 완료한 다음,
상기 고정측의 외부에 형성된 사출기노즐삽입통공(7)에 사출기의 노즐을 삽입한 후에 사출기에서 몰딩재를 사출시키면, 상기 몰딩재는 사출기노즐삽입통공(7)을 통해 몰딩재통로(8)를 통과하여 도2의 금형중앙부에 내장된 차량유리의 테두리에 몰딩재로 테두리를 성형한 다음 상기 방법의 역순으로 하여 금형을 해체하여 테두리가 성형된 차량유리를 제조하였다.
상기와 같은 본 발명은 성형 시 생기는 불량 scrap의 재사용과 충진제의 투입 없이 간편하게 성형기에서 성형 작업을 할 수 있다는 점인데, 비중이 낮기 때문에 응용 부품의 경량화하였으며, 유리 파손을 줄일 수 있게 충격을 방지할 수 있는 흡착판을 부착 및 설계하여 유리 파손을 50%이하로 감소하였으며, molding 부분과 유리를 사출기 금형 내부에서 일체성형을 수행함으로써 공정상의 cycle time이 줄어 공정의 효율성을 창출하는 효과가 있는 것이다.

Claims (5)

  1. 차량유리고정테 금형에 있어서, 가동측과, 고정측으로 조립 되어 구성되어 있으며,
    가동측은 볼록형상의 홈이 형성된 가동측금형유리삽입틀(A), 가동측금형중간틀 (B) 및 가동측금형 외부틀(C)과, 가동측지지대(D), 가동측곡면고정대(E) 및 가동측직선부고정대(F)로 구성되어 있고,
    고정측은 고정측금형 사출기노즐삽입틀(G), 고정측금형제1중간틀(H), 고정측금형제2중간틀(I) 및 오목형상의 홈이 형성된 고정측유리삽입틀(J)로 조립되어 있음 특징으로 하는 차량유리고정테 금형.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가동측은 차량유리의 아래 부분을 고정시키는 유리고정틀(5)와, 유리를 고정시키며, 몰딩시 몰딩재가 유리에 몰딩하는데 방해되지 않도록 유리고정후 금형내로 후퇴하는 다수의 고정나사(4)와, 몰딩을 균일하게 할 수 있도록 유리를 금형내에 고정시키는 흡착판(2)과,상기 흡착판(2)에 연결되어 진공펌프에 연결된 진공통로(3)로 구성된 가동측지지대(D)와,
    상기 가동측지지대(D)의 상부에 대각선방향으로 비스듬형성되어 있으며, 유리의 곡면분을 고정시킬수 있도록 대각선으로 이동가능한 가동측 곡면고정대(E)와,
    상기 가동측 지지대(D)의 상부우측에 형성되어 있으며, 유리의 직선부를 고정시키는 가동측직선부고정대(F)와,
    상기 가동측 곡면고정대(E) 및 가동측직선부고정대(F)에 다수 형성되어 있이며, 상기 가동측 곡면고정대(E) 및 가동측직선부고정대(F)를 이동가능하도록 도와주는 전, 후진하는 슬라이드고정나사(1)로 구성되어 있음을 특징으로 하는 차량유리고정테 금형.
  3. 제1항에 있어서, 상기 고정측은 차량유리가 삽입될 수 있는 차량유리형상이며, 내부에 오목홈이 형성된 고정측유리고정틀(9)과, 몰딩재통로(8)로 구성되어 있음을 특징으로 하는 차량유리고정테 금형.
  4. 제1항에 있어서, 상기 흡착판(2)는 금형의 가동측내에 설치되어 있고, 유리를 금형내에 고정시켜 유리의 파손을 방지하며 합성수지로 구성된 통상의 흡착판형상이며, 흡착판의 일단은 진공펌프에 연결된 진공통로(3)에 연결됨을 특징으로 하는 차량 유리고정테 금형.
  5. 차량유리고정테 금형의 사용방법에 있어서, 금형내부에 차량유리를 다수의 고정나사(4)에 맞게 삽입시킨 후에 금형내부에 형성된 흡착판(2)은 에어를 이용하여 상기 삽입된 유리를 고정시킨 다음에, 상기 고정나사(4)를 금형내로 후퇴시킨 후, 동시에, 상기 가동측지지대(D)의 상부에 대각선방향으로 비스듬형성되어 있는 가동측 곡면고정대(E)와, 상기 가동측 지지대(D)의 상부우측에 형성되어 있는 가동측직선부고정대(F)를 가동측곡면고정대(E) 및 가동측직선부고정대(F)에 형성된 슬라이드고정나사(1)를 이용하여, 장착된 유리에 정확한 위치로 가이드 한 다음에 상기, 금형내부에 내장된 유리를 고정시킨 다음, 상기 가동측의 가동측금형유리삽입틀(A), 가동측금형중간틀(B) 및 가동측금형 외부틀(C)를 도3과 같이 조립한 후에,
    한편 고정측은 사출기노즐삽입틀(G), 고정측금형제1중간틀(H), 고정측금형 제2중간틀(I) 및 오목형상의 홈이 형성된 고정측유리삽입틀(J)로 조립한 다음에, 상기 가동측을 가동시켜 고정측에 조립을 완료한 다음,
    상기 고정측의 외부에 형성된 사출기노즐삽입통공(7)에 사출기의 노즐을 삽입한 후에 사출기에서 몰딩재를 사출시키면, 상기 몰딩재는 사출기노즐삽입통공(7)을 통해 몰딩재통로(8)를 통과하여 금형중앙부에 내장된 차량유리의 테두리에 몰딩재로 테두리를 성형한 다음, 테두리가 성형된 차량유리를 제거하기 위하여, 상기 방법의 역순으로 하여 금형을 해체함을 특징으로 하는 차량유리고정테 금형의 사용방법.
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