KR100801606B1 - 차량용 스포일러의 금형구조 및 스포일러 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 스포일러의 블로몰딩 금형에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 보조브레이크등을 결합시키기 위한 삽입홈을 구비하는 차량용 스포일러 제조를 위한 금형에 있어서, 일측 금형에 설치되어 가압면이 캐비티를 향한 방향이 되도록 전진하여 패리슨을 캐비티 내측으로 가압변형시켜 소정의 삽입홈을 성형하는 가동코어와, 상기 가동코어를 전후 수평방향으로 동작시키는 전후 수평운동 부재와, 상기 가동코어와 수평운동 부재를 지지하고 안내하는 가이드부재와, 상기 가이드부재를 수용하기 위하여 일측 금형 상단부에 대략 가이드부재 높이 만큼의 깊이로 홈이 형성된 탑재부재와, 상기 가동코어를 상하 수직방향으로 동작시키는 상하 수직운동 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 스포일러의 금형에 관한 것이다. 상기 구성과 같은 본 발명에 의할 경우 스포일러 블로몰딩 작업중, 보조브레이크등 결합을 위한 성형홈 형성에 있어서 패리슨이 코어의 하단부 모서리벽과 일측금형 캐비티 하부면 바닥 사이와 같은 낮은 높이를 가지는 성형구조의 성형시 좁은 공간으로 패리슨이 원활하게 공급되지 못하여 원하는 모양대로 성형되지 못하는 것을 방지할 수 있게 된다.

스포일러, 패리슨, 가동코어, 보조제동등, 금형

Description

차량용 스포일러의 금형구조 및 스포일러 제조방법{Molding structure of spoiler for vehicle and method thereof}

도 1은 보조브레이크등 결합을 위한 삽입홈이 구비된 스포일러의 사시도와 부분확대도,

도 2는 본 발명에 따른 가동코어와 가이드부재를 도시한 도면,

도 3은 하부금형 일측 상면부에 형성되어 가동코어와 가이드부재를 탑재하기 위한 탑재부재를 도시한 도면,

도 4는 가이드부재와 하부 금형이 결합된 상태를 도시한 결합도,

도 5a는 가동코어와 안내부가 탑재부에 안치되고 금형이 닫히기 전 준비상태를 도시한 단면도, 도 5b는 금형이 닫히면서 가동코어가 작동되어 패리슨 일측면을 가압변형하는 상태를 도시한 단면도, 도 5c는 금형이 완전하게 닫힌 상태에서의 상태를 도시한 단면도,

도 6은 보조제동등 결합을 위한 성형홈을 구비하는 스포일러 제조방법을 순서적으로 도시한 공정도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

20, 21 : 금형 22 : 캐비티

23 : 패리슨 30 : 가동코어

44 : 슬라이딩부재 47 : 안내면부

48 : 날개면부 60 : 압축스프링

70 : 유압실린더 71 : 로드부재

본 발명은 보조브레이크등 결합을 위한 성형홈이 구비된 스포일러 제작을 위한 금형에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금형 개폐시 슬라이딩 이동되는 가동코어와 이를 이용한 금형에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 일반적으로 차량의 후방(트렁크 리드)에는 고속 주행시 부유 현상을 방지하여 주행 안정성을 양호하게 하면서 제동 성능이 개선되도록 하기 위하여 다양한 형태의 스포일러가 장착되는 추세이다.

또한, 스포일러에 대해서는 해당하는 차량의 제동 상태를 후방 차량의 운전자에게 인지시켜주기 위한 브레이크등이 보조적으로 설치될 수 있다. 즉, 차량의 후방 양측에는 제동시 후방 차량에게 제동상태를 식별시켜 충돌을 방지할 수 있도록 하는 복합램프(컴비네이션 램프)가 설치되어 있으나 이러한 복합램프에 설치된 정지등만으로는 차량의 제동 상태를 확실하게 인식시킬 수 없으므로 스포일러 장착 차량의 경우 스포일러 중앙 부위로 별도로 보조브레이크등을 설치하는 것이 보통이다.

이렇게 보조브레이크등을 탑재하기 위한 스포일러는 기계적으로 높은 정도의 강도는 요구되지 않고 전체 성형성이 중시되는 관계로 소재의 절감과 경량화를 가능하게 하도록 다양한 성형방법으로 제조되고 있다.

이러한 제조방법 중에는 열가소성 재료를 압출 또는 사출에 의해 튜브상으로 예비성형하여 패리슨(Parison)을 형성하고, 상기 패리슨을 금형에 넣고 상기 패리슨 내부에 공기를 불어 넣음으로써 부풀려 냉각 고화시켜 제품의 내부는 비어 있는 중공 상태의 구조를 만드는 블로몰딩(Blow molding, 중공성형)이 널리 사용되고 있다. 상기 블로몰딩은 생산비용이 저렴하고 성형된 제품내의 스트레스가 낮기 때문에 스포일러의 성형에 널리 사용되고 있다.

이하 도면을 참고하여 종래 차량용 스포일러에 있어서 보조브레이크등 결합을 위한 성형홈을 형성하기 위한 금형에 대하여 설명한다. 도 1은 보조브레이크등 결합을 위한 삽입홈이 구비된 스포일러의 사시도와 부분확대도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 차량용 스포일러(100)는 유선형의 단면 모양을 가지는 날개 형상으로 내측은 중공 상태이며, 차량의 후측 트렁크 리드에 장착하며 레저용 차량의 경우에는 뒷유리 상측면 모서리 부분에 설치한다.

보조브레이크등 결합을 위한 성형홈(111) 형성을 위한 기존의 금형에서는 성형하고자 하는 폭 만큼의 형상을 만들기 위하여 가동코어(130)를 일측 금형에 탑재하여 전후 수평방향으로 가동코어를 구동시켜 패리슨(123)을 가압하는 방법을 사용하였다.

그러나, 이 경우 패리슨(123)에 에어 주입시 상기 가동코어 하단부 모서리벽과 일측 금형의 캐비티 바닥면 사이로 생기는 홈의 높이(d)가 낮아, 패리슨이 일측 금형 끝단까지 원활하게 공급되지 못하는 문제가 생기게 된다. 따라서 원하고자 하는 형상대로 성형물을 성형하는데 문제가 생기게 된다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 종래처럼 보조브레이크등 결합을 위한 소정 모양의 삽입홈 형성을 위한 공정에서, 소정 크기의 가동코어를 전후 수평방향만이 아니라, 금형이 닫히는 과정에서 일측 금형이 하강하며 안내부재를 아랫 방향으로 가압하고 압축스프링이 상하 탄성력을 매개하여 가동코어를 상하 수직방향으로 작동시키면서 성형 작업을 함으로써, 패리슨 내부로 에어 주입시 가동코어의 하부면 모서리벽과 일측금형 캐비티 바닥면 사이와 같은 낮은 높이를 가지는 좁은 공간으로 패리슨 공급을 수월하게 하여 성형이 원활하게 이루어지게 할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 금형은, 상부 금형과 하부 금형으로 이루어지고, 상기 상,하부 금형에 형성된 캐비티 내측의 패리슨을 가압하여 보조브레이크등이 결합될 수 있는 삽입홈을 차량용 스포일러에 형성하기 위한 금형에 있어서, 상기 하부 금형에 설치되며 가압면이 캐비티를 향한 방향이 되도록 전진하여 패리슨을 캐비티 내측으로 가압변형시켜 소정의 삽입홈을 성형하는 가동코어와; 상기 가동코어를 전후 수평방향으로 동작시키는 전후 수평운동 부재와; 상기 가동코어와 상기 전후 수평운동 부재를 지지하고 안내하는 가이드부재와; 상기 가동코어를 상하 수직방향으로 동작시키는 상하 수직운동 부재를 구비한다.

상기 전후 수평운동 부재는, 가이드부재 내부로 안치되며, 수평 방향으로의 동력을 생성하는 유압실린더와, 전진하는 방향 선단으로 상기 가동코어를 연결하여 전후 수평방향으로 상기 가동코어를 안내하는 슬라이딩부재와, 상기 슬라이딩부재와 상기 유압실린더를 연결하는 로드부재로 구성된다.

상기 가이드부재는 상기 슬라이딩부재를 수용하기 위하여 홈이 형성된 중앙 안내면부와, 상기 슬라이딩부재가 전후 수평방향으로 동작 가능하도록 좌우 내측면 중앙으로 레일가이드가 형성된 슬라이딩홈을 구비하는 대략 사각 형상의 날개면부로 구성된다.

그리고, 상기 상하 수직운동 부재는 상기 가이드부재 날개면부 좌우측 외각면에 형성된 수용홈과; 상기 수용홈에 맞물리도록 상기 하부 금형의 내부 벽면에 수직 구조로 돌출된 돌기부와; 상기 하부 금형에 다수개 설치되는 압축스프링을 포함하여 구성된다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 스포일러의 금형에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 가동코어와 가이드부재를 도시한 도면, 도 3은 하부금형 일측 상면부에 형성되어 가동코어와 가이드부재를 탑재하기 위한 하부금형을 도시한 도면, 도 4는 가이드부재와 하부 금형이 결합된 상태를 도시한 결합도, 도 5a는 가동코어와 안내부가 탑재부에 안치되고 금형이 닫히기 전 준비상태를 도시한 단면도, 도 5b는 금형이 닫히면서 가동코어가 작동되어 패리슨 일측면을 가압변형하는 상태를 도시한 단면도, 도 5c는 금형이 완전하게 닫힌 상태에서의 상태를 도시한 단면도이다.

먼저, 도 5a를 참조하여 전체적인 구성을 설명하고, 도 2와 도 3을 참조하여각 부재별로 세부 구성을 설명하기로 한다.

일측금형과 또 다른 일측금형이 열려져 있는 상태에서 금형(20,21) 사이의 캐비티(22)에 원통형 패리슨(23)을 위치시키고, 하부 금형(20) 상단으로는 캐비티(22) 내측으로 삽입홈에 대응하는 형상의 가동코어(30)가 구비되며, 가동코어(30)를 지지하고 안내하는 가이드부재가 수평 방향으로 구비된다. 상기 가이드부재 지지부 내부로는 슬라이딩부재(44)가 가동코어(30)와 연결되어 있으며, 슬라이딩부재(44)는 전후 수평 방향으로 동력을 생성하는 실린더(70)와 로드부재(71)로 연결되어 연동된다. 그리고, 상기 가이드부재 저면에 압축스프링(60)이 형성되어 상부 금형(21) 하강시 가동코어(30)의 수직 하강 동작을 안내한다.

도 2에서와 같이, 상기 가이드부재는 상기 가동코어의 전후 수평방향 운동을 안내하도록 홈이 형성된 중앙 안내면부(47)와, 내측면 중앙 수평 방향으로 레일가이드(43)가 형성된 슬라이딩홈(41)을 구비하는 대략 사각 형상의 날개면부(48)로 구성된다. 상기 가동코어(30)는 캐비티(22)를 향하여 전진하는 방향으로 상기 중앙 안내면부(47) 선단에 설치되며, 슬라이딩부재(44)는 전면으로 가동코어(30)가 설치되고 후면으로는 로드부재(71)에 연결된다. 상기 로드부재(71)는 다수개의 에어실린더(70)가 생성하는 전후 수평방향의 동력원과 연동하여 슬라이딩부재(44)의 수평운동을 안내한다. 상기 슬라이딩부재(44) 좌우측면 중앙 부위로는 돌기부가 형 성되어 있고, 상기 날개면부(48) 좌우 측면부 중앙으로 수직 방향의 수용홈(42)을 구비한다.

그리고, 도 3에서와 같이 하부 금형(20)의 내부는 함몰된 홈(55)을 구비하고 있으며, 캐비티(22)를 향한 방향으로 하부 금형(20)의 선단에는 상기 가동코어(30)가 안내되도록 소정 높이와 가동코어(30) 크기 만큼의 가로홈을 구비하는 단턱부(51)가 구비되고, 상기 단턱부(51)에서 내향 함몰된 함몰홈부(54)가 형성된다. 상기 가이드부재에 형성된 수직 방향의 수용홈(42)에 맞물리도록 좌우측 내부 벽면 중앙에서 내부 방향으로 돌출된 수직 방향의 돌기부(52)가 형성되어 있다.

이에 따라서 도 4에 도시된 바와 같이, 슬라이딩부재(44)가 가이드부재로 삽입되고 가동코어(30)가 상기 슬라이딩부재(44) 선단에 장착되면, 소정 두께와 크기를 갖는 가이드부재 구조가 하부 금형(20) 상단의 사각 형상의 홈(55)으로 탑재된다.

그리고, 상기 하부 금형(20)의 바닥면으로는 다수개의 홈(61)이 형성되어 있으며 상기 홈(61) 내부로 다수개의 압축스프링(60)이 채워진다. 이 경우 성형홈 크기와 깊이에 따라서 상기 스프링 삽입홈(61)의 깊이 또는 압축스프링(60)의 탄성 강도 조절이 가능할 것이다.

이하 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 본 발명에 따른 가동코어(30)가 구동하는 동작과 그 메카니즘에 대하여 설명한다.

상술한 바와 같이, 하부 금형(20)에 탑재된 가동코어(30)는 금형(20, 21)이 열린 상태에서 구동 준비 상태가 완료되면 상부 금형(21)이 닫혀지는 과정에서 에어 주입에 따른 패리슨(23) 팽창과 시기를 같이 하여 상기 가동코어(30)는 캐비티(22) 방향으로 전진 작동한다. 먼저, 다수개의 유압실린더(70)가 작동하면 이와 연결된 다수개의 로드(71)가 캐비티(22) 방향으로 수평 방향의 전진 동력을 연동시킨다. 상기 로드(71)와 연결된 슬라이딩부재(44)는 가이드부재의 슬라이딩홈(41)을 따라서 안내되고 상기 슬라이딩홈(41)에 설치된 레일가이드(53)를 따라 슬라이딩부재(44) 좌우측 돌기부(46) 저면에 설치된 레일이 수평 방향의 움직임을 매개한다.

그리고, 도 5b와 같이 전후 수평방향의 움직임을 갖는 슬라이딩부재(44)에 연결된 가동코어(30)는 캐비티(22)를 향하여 전진하면서 팽창하는 패리슨(23)을 가압변형시키게 된다. 가압력에 따른 반발력과 에어 주입에 의한 팽창력에 의하여 가동코어(30) 크기 만큼의 성형홈을 형성하고 가동코어(30) 주위벽 하부(31)와 하부 금형(20) 캐비티(22) 바닥면(24) 사이 구조로 패리슨(23)이 공급이 되는데, 도시된 바와 같이 성형하고자 하는 부위는 높이가 낮은 좁은 공간으로 충분하게 패리슨이 공급되지 못하게 된다.

이를 극복하기 위하여 본 발명에서는 상기 가동코어(30)의 상하 수직방향으로의 동작을 가능하게 하는 다수개의 압축스프링(60)을 개시하고 있다. 도 5c에 도시된 바와 같이 가동코어(30)를 수평방향으로 전진시켜 패리슨(23)을 수평방향으로 가압변형한 상태에서 금형(20, 21)이 닫혀지게 되면, 상부 금형(21) 하단부가 상기 가이드부재 상부면과 맞물려 가이드부재를 가압하기 시작하게 된다.

이 경우 상기 탑재부 바닥면에 설치된 다수개의 압축스프링(60)에 의하여 소 정 높이를 가지던 가동코어(30)와 그 가이드부재는 아랫 방향으로의 가압력에 따라서 수직 하강 방향으로 동작하게 되고 상기 가이드부재에 수용된 슬라이딩부재(44)도 이에 연동하게 되며, 결국 상기 슬라이딩부재(44)와 연결되어 있는 가동코어(30)도 패리슨(23)을 가압한 상태에서 상기 가이드부재 움직임과 연동하여 수직 하강 방향으로 움직이게 된다.

따라서, 가동코어 주위벽 하부(61)와 일측 금형 캐비티(22) 바닥면 사이(d)에 패리슨(23)을 충분히 공급할 수 있게 되어 본 발명에서의 성형 위치와 같은 상대적으로 좁은 공간에서의 성형 작업이 원활하게 된다.

금형(20, 21)이 완전히 닫히게 되면 수직 방향으로의 패리슨(23) 가압변형도 완료되며, 완료 후 가이드부재를 따라서 로드부재(71)를 수평방향으로 후진시켜 상기 가동코어(30)를 패리슨으로부터 분리시키게 되면 상기 압축스프링(60)의 복원력에 의하여 상기 가이드부재는 원래의 높이만큼 복원되고, 가압하던 상부 금형(21)을 열어주면 자연스럽게 캐비티(22) 내에서 경화된 성형물을 분리할 수 있게 된다. 분리된 스포일러는 가공 과정을 거쳐 완성하게 된다.

도 6은 본 발명에 따른 차량용 스포일러의 제조방법을 시계열적으로 도시한 성형물 제작 공정도이다.

먼저 하부 금형(20)으로 가동코어(30)가 안착된 가이드부재를 탑재하고 캐비티(22)가 형성된 금형(20,21) 사이에 원통형 패리슨(23)을 위치시킨다. 그리고, 상기 가동코어(30)를 유압실린더(70)에 의하여 수평방향으로 전진시켜 가동코어(30)를 수평 전진이동 시킨다.

그 다음, 금형(20,21)을 결합하여 또 다른 일측(21) 하단부가 상기 가이드부재를 가압하면서 상기 하부 금형(20)의 바닥면에 설치된 다수개의 압축스프링(60)의 탄성력을 이용하여 상기 가동코어(30)를 수직방향으로 하강시키는 금형(20,21)결합 및 가동코어(30) 수직이동 단계가 진행된다. 상기 공정에서는 패리슨(23) 내부로 에어를 주입하는 1차 에어 블로잉 단계가 진행된다.

그리고, 금형(20,21)이 닫힌 상태에서 스포일러(10) 성형물을 냉각시킨 후 슬라이딩부재(44)를 후진시켜 가동코어(30)를 수평방향으로 후진시킨다. 냉각 과정에서는 필요에 따라 블로우핀에 연결된 공기주입관 상에 설치된 스프레이 노즐과, 상기 스프레이 노즐에 냉각액분사관을 연결하여 성형물의 냉각에 필요한 냉각액을 공급하는 냉각액공급장치를 포함하여 냉각 효율을 높이게 할 수 있을 것이다.

상기 슬라이딩부재(44)의 후진에 의해 가동코어(30)가 후진 됨에 따라 압축스프링(60)의 복원력에 의하여 가동코어(30)를 상기 준비단계 높이만큼 상승시키고 상부 금형(21)을 분리하는 금형 분리단계를 거치고, 성형 완료 후 성형물을 금형(20)으로부터 빼내면 성형 공정이 마쳐지게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 실시예로 한정되지는 않고 발명의 기술적 사상을 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형 실시가 가능함은 물론이다. 즉, 상술한 실시예에서는 스포일러에 보조제동등 삽설을 위한 성형 구조를 상정하였지만, 본 발명은 차량 전방과 후방의 범퍼를 결합하기 위한 구조등 응용할 수 있는 블로몰딩 성형 구조로의 다양한 변형 실시가 가능할 것이다. 또한 성형물의 삽입홈 형성 위치와 그 크기에 따라서 상기 가동코어와 가이드부재, 금형 및 압축스프링의 구비 위치를 다양하게 조절한 다양한 실시예가 가능할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의할 경우, 종래처럼 보조브레이크등 결합을 위한 소정 모양의 삽입홈 형성을 위하여, 소정 크기의 가동코어를 전후 수평 방향만이 아닌 상하 수직 방향으로 동작시키면서 성형 작업을 함으로써, 패리슨 내부로 에어 주입시 코어의 하부면 모서리벽과 일측금형 캐비티 바닥면 사이와 같은 낮은 높이를 가지는 좁은 공간으로 패리슨 공급을 수월하게 하여 성형이 원활하게 이루어지게 할 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 상부 금형과 하부 금형으로 이루어지고, 상기 상,하부 금형에 형성된 캐비티 내측의 패리슨을 가압하여 보조브레이크등이 결합될 수 있는 삽입홈을 차량용 스포일러에 형성하기 위한 금형에 있어서,

   상기 하부 금형에 설치되며 가압면이 캐비티를 향한 방향이 되도록 전진하여 패리슨을 캐비티 내측으로 가압변형시켜 소정의 삽입홈을 성형하는 가동코어와;

   상기 가동코어를 전후 수평방향으로 동작시키는 전후 수평운동 부재와;

   상기 가동코어와 상기 전후 수평운동 부재를 지지하고 안내하는 가이드부재와;

   상기 가동코어를 상하 수직방향으로 동작시키는 상하 수직운동 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 스포일러의 금형구조
2. 제1항에 있어서, 상기 전후 수평운동 부재는,

   상기 가이드부재 내부로 안치되며 수평 방향으로의 동력을 생성하는 유압실린더와;

   전진하는 방향 선단으로 상기 가동코어를 연결하여 전후 수평방향으로 가동코어를 안내하는 슬라이딩부재와;

   상기 슬라이딩부재와 상기 유압실린더를 연결하는 로드부재로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 스포일러의 금형구조.
3. 제2항에 있어서, 상기 가이드부재는,

   상기 슬라이딩부재를 수용하기 위한 홈이 형성된 중앙 안내면부와;

   상기 슬라이딩부재가 전후 수평방향으로 동작 가능하도록 좌우 내측면 중앙으로 레일가이드가 형성된 슬라이딩홈을 구비하는 대략 사각 형상의 날개면부로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 스포일러의 금형구조.
4. 제3항에 있어서, 상기 상하 수직운동 부재는,

   상기 가이드부재 날개면부 좌우측 외각면에 형성된 수용홈과;

   상기 수용홈에 맞물리도록 상기 하부 금형의 내부 벽면에 수직 구조로 돌출된 돌기부와;

   상기 하부 금형에 다수개 설치되는 압축스프링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 스포일러의 금형구조.
5. 보조브레이크등을 결합시키기 위한 삽입홈을 구비하는 스포일러의 제조 방법에 있어서,

   하부 금형의 상단에 가동코어가 안착된 가이드부재를 탑재하고 캐비티가 형성된 상,하부 금형 사이에 패리슨을 위치시키는 성형 준비단계와;

   상기 가동코어를 유압실린더에 의하여 수평방향으로 전진시키는 가동코어 수평 전진 단계와;

   상부 금형이 하부 금형과 결합 됨에 따라 상기 상부 금형의 하단부가 상기 가이드부재를 가압하면서 상기 하부 금형에 설치된 다수개의 압축스프링의 탄성력을 이용하여 상기 가동코어를 수직방향으로 하강시키는 금형결합 및 가동코어 수직 하강 단계와;

   상,하부 금형이 닫힌 상태에서 스포일러 성형물을 냉각시킨 후 슬라이딩부재를 후진시켜 가동코어를 수평방향으로 후진시키는 가동코어 수평 후진 단계와;

   가동코어의 후진에 따라 압축스프링의 복원력에 의하여 상기 가동코어를 상기 성형 준비단계 높이만큼 상승시키고 상부 금형을 분리하는 가동코어 수직 상승 단계 및 금형 분리단계와;

   성형 완료 후 성형물을 하부 금형으로부터 빼내는 성형물 취출 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 스포일러의 제조방법.

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