KR101396856B1

KR101396856B1 - 발포수지 스티어링 휠의 성형장치 및 성형방법

Info

Publication number: KR101396856B1
Application number: KR1020120035583A
Authority: KR
Inventors: 이경철; 김영택
Original assignee: 지피에스코리아(주)
Priority date: 2012-04-05
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2014-05-27
Also published as: KR20130113196A

Abstract

발포수지 스티어링 휠의 성형장치 및 성형방법이 개시된다. 본 발명에 따른 발포수지 스티어링 휠의 성형장치는, 스티어링 휠의 골격을 이루는 코어에 발포수지층 성형을 위한 하부 성형면을 갖는 하부 금형, 하부 성형면과 대응되는 상부 성형면을 갖는 상부 금형, 두 금형 합형 시 상기 상부 성형면과 하부 성형면에 의해 구획되는 캐비티에 성형원료인 발포수지를 충전시키는 원료충전부재, 캐비티에 충전된 성형원료에 열을 가하고 이를 냉각시키기 위해 하부 금형과 상부 금형 내에 설치되는 스팀파이프와 냉각수파이프 및, 두 금형 합형에 따른 캐비티 내에 성형원료 도입 시 상기 코어에 진동을 가하는 상부 금형 또는 하부 금형 내의 가진(加振)수단을 포함하여 구성되는 것을 요지로 한다.

Description

발포수지 스티어링 휠의 성형장치 및 성형방법{Forming apparatus and forming method of steering wheel using the Particle foam resin}

본 발명은 차량 스티어링 휠을 제조하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 상세하게는 스티어링 휠을 제조함에 있어 그 스티어링 휠의 골조를 이루는 코어 외측의 링형 아마추어에 쿠션감 및 그립감을 부여하기 위해 발포수지를 입힌 발포수지 스티어링 휠의 성형장치 및 제조방법에 관한 것이다.

차량부품 중 스티어링 휠은 그립감이 좋고 슬립이 발생하지 않으면서 충격에 대응하는 쿠션감의 확보가 매우 중요하다. 이를 위해 스티어링 휠을 제조함에 있어서 종래에는 폴리우레탄을 성형소재로, 공지된 반응사출 성형법을 사용하여 스티어링 휠을 제작하고 있다. 하지만 폴리우레탄을 이용한 반응사출법을 통해 스티어링 휠을 제조하는 종래의 경우, 우레탄 분진의 비산 및 유독가스 발생 등 작업환경이 좋지 못한 문제가 있었다.

이를 개선하기 위해 EPP(Expended polypropylen)와 같은 발포수지를 사용하여 스티어링 휠을 제조하는 방법이 안출되었다. 이는 발포수지성형장치를 이용해 스티어링 휠의 골조를 이루는 금속프레임의 링(ring)부에 발포수지를 입힘으로써 쿠션과 그립감을 갖는 링형 손잡이를 형성시키는 것으로, 두 금형 합형에 의한 캐비티 내에 성형원료가 되는 발포수지를 주입하고 이에 열을 가하는 방식으로 제품을 성형한다.

도 1은 위와 같이 EPP(Expended polypropylen)와 같은 발포수지를 성형원료로 하여 스티어링 휠을 제조함에 있어 이용되는 성형장치의 주요부를 확대 도시한 도면으로서, 손잡이를 형성하게 될 스티어링 휠의 아마추어 표면에 작은구슬 형상(비드 모양)의 발포수지로서 발포수지층을 형성시키는 주요과정을 개략적으로 나타내고 있다.

도 1을 참조하면, 금형 상에 스티어링 휠을 로딩하여 (a)와 같이 두 금형 합형에 의한 캐비티(400)의 대략 중앙에 스티어링 휠의 골조를 이루는 아마추어(100)가 위치하도록 한다. 그 상태에서 (b)와 같이 캐비티(400) 내에 발포수지를 일정 압의 에어를 이용해 주입시킨다. 이때 역류하는 에어로 인해 원료주입에 장애가 발생할 수 있으므로, 두 금형을 소정간격(약 2 ~ 3mm 정도, L1)으로 크래킹시킨 상태로 발포수지를 주입시키고 있다.

발포수지의 주입이 완료되면, 두 금형 사이가 좁혀지도록 상부 금형을 하부 금형 측으로 하향 이동시켜 두 금형이 밀착되도록 하고, 그 상태에서 (c)와 같이 스팀 등의 작동매체를 이용해 캐비티 내에 충전된 발포수지에 열을 가하게 된다. 그러면 캐비티 내에 채워진 발포수지 입자표면이 녹는 동시에 각각의 입자(P)가 팽창함으로써 입자 사이의 간극이 없어 지고 발포수지 입자 상호 간에는 단단한 결합을 이루게 된다.

위와 같은 열을 이용한 발포성형이 완료되면, 도시하진 않았으나 냉각수 분사 또는 진공흡입을 통해 금형의 온도를 급격히 낮춤으로써 발포 성형된 부분에 잔류하는 발포제에 의해 부분적 변형이 발생하지 않도록 한다. 그리고 나서 최종적으로 금형을 분리시키고 이형(demoulding) 단계를 통해 금형으로부터 아마추어에 발포수지를 입혀 손잡이를 형성한 최종 제품 즉, 스티어링 휠을 분리시킴으로써 제작이 완료되는 것이다.

그러나 종래 발포수지성형장치를 이용해 위와 같은 방법으로 발포수지 스티어링 휠을 제작할 경우, 원료의 원활하게 주입성 확보를 위한 상기 크래킹으로 인하여 제품 성형 후 발포수지 손잡이부 양측 가장자리를 따라 버(burr)가 발생하며, 이로 인해 버 제거를 위한 별도의 사상작업이 요구된다. 이에 따라 제작 공수가 늘게 되고 제품의 양산성이 떨어지게 된다.

또한, 스티어링 휠의 손잡이를 형성하게 될 아마추어(100)가 위로 블록하게 만곡진 '∩'형 단면을 이루고 있기 때문에, 전체적으로 빈틈 없이 오목한 부분 안쪽까지 고른 발포수지 성형이 이루어질 수 있도록 하기 위해서는 캐비티 내에 원료를 적정 양보다 많은 양을 충진시켜야 한다. 그러나 원료가 과충진되면 스팀을 이용한 발포성형 과정에서 입자의 형상변형이 발생하고 입자 간극이 극히 줄게 되어 스팀투과율이 현저히 떨어지게 된다.

이처럼 원료 과충진으로 인하여 스팀을 통한 발포 성형과정에서 입자의 팽창으로 인한 형상변형에 의해 입자 간 간극이 극히 줄어 스팀투과율이 떨어지게 되면, 아마추어와 근접한 부분의 안쪽에 위치한 발포수지 입자까지 열이 도달하지 못해 발포수지 입자 간 열 융착이 충분히 이루어지지 못하게 되고, 결국 전체적으로 고르지 못한 성형강도로 제품이 성형되는 것과 같이 품질이 떨어지는 문제가 있다.

더욱이, 성형원료가 되는 발포수지를 위와 같이 과충진하는 방식으로 고른 주입을 유도하더라도, 제한된 캐비티 공간 내에서의 입자 간 마찰 및 아마추어 단부(110)와 금형 성형면(200) 사이의 좁은 공간을 통과하지 못하고 정체됨으로 인해 위로 블록하게 만곡진 아마추어 아래의 오목한 부분 안쪽까지 발포수지 입자가 고르게 진입하지 못하는 단점이 있으며, 이로 인하여 제품의 불량율이 높아지는 문제가 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 크래킹은 최소화하면서 에어 배출은 원활하게 이루어질 수 있으며, 따라서 제품성형 후 버(burr) 발생의 최소화를 도모할 수 있는 발포수지 스티어링 휠의 성형장치 및 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 성형원료인 발포수지를 과충진 방식으로 주입시키지 않고도 캐비티 내에 전체적으로 고른 분포로 발포수지를 주입시킬 수 있도록 하고자 하는 것이다.

과제 해결을 위한 수단으로서 본 발명의 일측면에 따르면, 발포수지를 성형원료로 스티어링 휠을 제조하는 장치로서, 스티어링 휠의 골격을 이루는 코어에 발포수지층 성형을 위한 하부 성형면을 갖는 하부 금형; 상기 하부 성형면과 대응되는 상부 성형면을 갖는 상부 금형; 두 금형 합형 시 상기 상부 성형면과 하부 성형면에 의해 구획되는 캐비티에 성형원료인 발포수지를 충전시키는 원료충전부재; 캐비티에 충전된 성형원료에 열을 가하고 이를 냉각시키기 위해 하부 금형과 상부 금형 내에 설치되는 스팀파이프와 냉각수파이프; 및 두 금형 합형에 따른 상기 캐비티 내에 성형원료 주입 시 상기 코어에 진동을 가하는 상부 금형 또는 하부 금형 내의 가진(加振)수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발포수지 스티어링 휠의 성형장치를 제공한다.

본 실시예에서 상기 상부 금형의 상부 성형면 주변을 따라 테가 돌출 형성되고, 상기 하부 금형의 하부 성형면에는 상기 테와 일정 갭을 두고 맞물림 가능한 형상의 확장 단차면이 형성될 수 있다.

이때 합형 시 한 쪽의 테와 확장 단차면이 맞물린 틈새를 통해 원료가 캐비티로 주입되며, 반대 쪽 확장 단차면에는 원료주입 시 에어 배출을 위한 복수의 에어벤트가 형성될 수 있다.

본 실시예에서 상기 가진수단은 하부 금형 중앙 내부에 장치되어 스티어링 휠의 골조를 형성하는 상기 코어의 중앙 보스를 통해 진동을 가하는 것일 수 있다.

바람직한 예로서 상기 가진수단은, 편심 캠을 회전축에 갖는 전동모터를 내설하는 진동체일 수 있다.

이 경우 상기 진동체는 스티어링 휠의 골조를 이루는 코어의 중앙 보스에 형성된 샤프트 장착구멍에 끼임 가능한 장착부를 구비하는 구성일 수 있다.

과제 해결을 위한 수단으로서 본 발명의 다른 측면에 따르면, 발포수지를 성형원료로 스티어링 휠을 제조하는 방법으로서, 하부 금형의 하부 성형면 상에 스티어링 휠의 골조를 이루를 코어의 아마추어가 위치하도록 로딩시키는 코어 로딩단계; 코어가 로딩된 하부 금형 측으로 상부 금형을 이동시켜 두 금형 합형에 의한 캐비티 중앙에 상기 아마추어 위치하도록 하는 금형 합형단계; 상기 코어에 진동을 가하면서 합형에 의한 상기 캐비티 내부로 성형원료인 발포수지를 주입시키는 원료주입단계; 및 원료주입 후 금형에 열을 가하여 상기 캐비티에 주입된 원료를 발포성형시켜 상기 아마추어에 발포수지층을 형성시키는 성형단계;를 포함하는 발포수지 스티어링 휠의 성형방법을 제공한다.

이때 상기 원료주입단계에서는 코어의 중앙 보스에 진동을 가해 캐비티 내에 위치하는 아마추어가 진동하도록 함으로써 발포수지가 정체되지 않고 고르게 주입될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 상부 금형의 상부 성형면 주변을 따라 테가 돌출 형성되고, 하부 금형의 하부 성형면에는 상기 테와 맞물림 가능한 형상의 확장 단차면이 형성된 구조로 인하여, 원료 주입 시 두 금형의 크래킹은 최소화하면서도 에어배출의 원활성은 확보할 수 있다. 결과적으로 캐비티 내 원료 주입은 원활하게 이루어질 수 있으면서 제품성형 후 버(burr)가 발생하지 않아 별도의 사상작업이 요구되지 않는다.

더욱이 본 발명은, 캐비티 내에 성형원료인 발포수지를 주입하는 과정에서 가진수단에 의해 스티어링 휠의 골조를 이루는 코어에 진동을 가한다. 원료 주입과정에서 코어에 진동이 가해지면, 제한된 캐비티 공간 내에서의 입자 간 마찰 및 아마추어 단부와 금형 성형면 사이의 좁은 공간에서의 입자 끼임에 의한 정체가 해소되므로, 블록하게 만곡진 아마추어 아래의 오목한 부분 안쪽까지 발포수지 입자가 고르게 진입할 수 있다.

즉, 피성형물인 코어 진동에 의하여 협소한 캐비티 공간 내에서 성형원료가 되는 발포수지 입자가 아마추어와 성형면 사이에 끼이지 않고 계속해서 안쪽으로 유동할 수 있는 틈새가 확보됨으로써, 원료인 발포수지를 과충진 방식으로 주입시키지 않고도 캐비티 내에 전체적으로 고른 분포로 원료를 주입시킬 수 있다. 결과적으로 우수한 쿠션감와 균일한 성형강도를 갖는 고품질의 제품 양산이 가능하다.

도 1은 종래 발포수지 스티어링 휠 제작과정을 개략적으로 나타낸 공정 개략도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발포수지 스티어링 휠 성형장치를 통해 제작되는 스티어링 휠의 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발포수지 스티어링 휠 성형장치를 구성하는 하부 금형의 사시도.
도 4는 도 3에 나타난 하부 금형의 절개 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 발포수지 스티어링 휠 성형장치를 구성하는 상부 금형의 저면 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 발포수지 스티어링 휠 성형장치를 구성하는 두 금형이 합형된 상태의 단면도.
도 7은 도 6의 금형 합형 상태에서 주요부를 확대 도시한 확대 단면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 스티어링 휠 성형장치에 의한 스티어링 휠의 제작과정을 개략적으로 나타낸 공정 개략도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성에 대해서는 그 상세한 설명은 생략하며, 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한 이하 사용되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발포수지 스티어링 휠 성형장치를 통해 제작되는 발포수지 스티어링 휠의 사시도이다. 먼저 도 2를 참조하여 발포수지 스티어링 휠의 구성부터 개략적으로 살펴보기로 한다.

도 2를 참조하면, 스티어링 휠(5)의 골조를 이루는 코어(50)는, 링형의 아마추어(52)와, 샤프트 장착구멍(57)을 형성한 중앙의 보스(56)와, 아마추어(52)를 상기 중앙 보스(56)와 연결하는 복 수개의 스포크(54)로 구성된다. 그리고 상기 아마추어(52)가 축심부에 위치하도록 그 아마추어(52) 표면에 발포수지를 성형처리 하여 입힘으로써 그립감 및 쿠션감을 갖는 스티어링 휠의 손잡이가 형성된다.

이때 골조를 이루는 상기 코어(50)는 제품 경량화의 도모를 위해 비중이 가벼운 철 또는 비철 금속이 소재로 이용될 수 있으며, 코어(50)를 구성하는 상기 아마추어(52)는 스티어링 휠(5)이 충분한 강성을 확보하면서도 그 외면에 발포수지를 성형 처리했을 때 그 발포수지가 유동 없이 단단한 결합을 이룰 수 있도록, 도면과 같이 위로 볼록하게 만곡진 말굽형 즉, '∩'형 단면을 가진다.

도 3 내지 도 7을 참조하여 위와 같은 발포수지 스티어링 휠을 성형하기 위한 본 발명에 따른 성형장치에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발포수지 스티어링 휠 성형장치를 구성하는 하부 금형의 사시도이며, 도 4는 도 3에 나타난 하부 금형의 절개 사시도이다. 그리고 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 발포수지 스티어링 휠 성형장치를 구성하는 상부 금형의 저면 사시도이며, 도 6과 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 발포수지 스티어링 휠 성형장치를 구성하는 두 금형이 합형된 상태의 단면도 및 합형 상태에서 주요부를 확대 도시한 확대 단면도이다.

도시된 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 성형장치는 상기 스티어링 휠의 골조를 이루는 코어(50)의 아마추어(52)에 발포수지층 성형을 위한 하부 성형면(20)을 갖는 하부 금형(2)과, 상기 하부 성형면(20)과 대응되는 상부 성형면(10)을 갖는 상부 금형(1)을 포함한다. 두 금형 합형 시 상기 상부 성형면(10)과 하부 성형면(20)이 마주함으로써 발포수지 성형을 위한 캐비티(C)가 형성되고, 원료충전부재(4)를 통해 상기 캐비티(C)로 성형원료인 발포수지가 충전된다.

코어(50)를 구성하는 상기 아마추어(52)에 발포수지 성형을 위한 상기 캐비티(C)는 제품 성형을 위해 두 금형이 합형된 경우 상기 상부 성형면(10)과 하부 성형면(20)에 의해 대략 원형단면으로 구획된다. 두 금형 합형 시 이처럼 원형상의 단면을 갖는 캐비티(C)가 구획될 수 있도록, 상기 상부 성형면(10)과 하부 성형면(20) 각각은 반원형의 함몰된 단면구조를 갖고 전체적으로는 상기 아마추어(52)에 대응하는 링 형상으로 형성된다.

상부 금형(1)과 하부 금형(2)은 중공(中空) 구조로 이루어져, 그 내부에는 상기 캐비티(C)에 충전된 성형원료에 열을 가하고 이를 냉각시키기 위한 열원을 제공하는 스팀파이프(도시 생략)와 냉각수파이프(도시 생략)가 설치된다. 스팀파이프에서 토출되는 스팀에 의해 성형과정에서 각 금형은 약 120℃의 고온까지 가열되고, 각 금형의 성형면에 일정한 패턴으로 설치된 스팀구멍(16)(26)을 통해 두 금형의 합형에 의한 상기 캐비티(C)로 일부 스팀이 흘러 들어 간다.

도면과 같이, 상기 상부 금형(1)의 오목한 상부 성형면(10) 주변을 따라서는 테(12)가 돌출 형성된다. 그리고 상기 하부 금형(2)의 하부 성형면(20)에는 상기 테(12)와 소정의 갭을 두고 맞물림 가능한 형상의 확장 단차면(22)이 형성된다. 이때 한 쪽의 테(12)와 확장 단차면(22)이 틈을 두고 맞물린 틈새를 통해 원료가 캐비티(C)로 주입되고, 반대 쪽 확장 단차면(22)에는 원료주입 시 에어 배출을 위한 복수의 에어벤트(25)가 형성된다.

위와 같이 상부 금형(1)의 상부 성형면(10) 주변을 따라 테(12)가 돌출 형성되고, 하부 금형(2)의 하부 성형면(20)에 상기 테(12)와 갭을 두고 맞물림 가능한 형상의 확장 단차면(22)이 형성되면, 원료 주입 시 두 금형의 크래킹은 최소화하면서도 에어배출의 원활성이 확보될 수 있다. 즉, 캐비티(C) 내 원료 주입은 원활하게 이루어질 수 있으면서 제품성형 후 버(burr)가 발생하지 않아 별도의 사상작업이 생략될 수 있다.

도면부호 3은 금형 합형에 따른 캐비티(C) 내에 성형원료를 주입시킴에 있어 스티어링 휠(5)의 골조를 이루는 코어(50)를 진동시키기 위한 가진(加振)수단이다. 가진수단(3)에 의해 원료 주입과정에서 코어(50)에 진동이 가해지면, 제한된 캐비티(C) 공간 내에서의 입자 간 마찰 및 아마추어(52) 단부와 성형면 사이의 좁은 공간에서의 입자 끼임에 의한 정체가 해소될 수 있고, 따라서 아마추어(52) 아래의 오목한 부분 안쪽까지 원료가 고르게 진입할 수 있다.

가진수단(3)은 바람직하게 하부 금형(2) 중앙 내부에 장치되어 스티어링 휠(5)의 골조를 형성하는 상기 코어(50)의 중앙 보스(56)를 통해 진동을 가하는 구성일 수 있다. 구체적인 예로서 편심 캠을 회전축에 갖는 전동모터를 내설한 진동체(30)일 수 있다. 이 경우 상기 진동체(30)는 스티어링 휠(5)의 골조를 이루는 코어(50)의 중앙 보스(56)에 형성된 샤프트 장착구멍(57)에 끼임 가능한 장착부(32)를 구비함이 바람직하다.

그러나 상기 가진수단(3)은 전술한 예에 국한되는 것은 아니다. 두 금형 합형 시 코어(50)에 진동을 가할 수 있는 구성이라면 특별한 구조나 형태로 제한됨이 없이 공지된 구성을 모두 포함할 수 있다. 또한 그 설치 위치에 있어서도 도면을 통해 도시한 하부 금형(2) 뿐만 아니라, 도시하지는 않았으나 상기 상부 금형(1) 내에 장치되어 코어(50)에 진동을 가하는 구성일 수도 있다.

도 8은 전술한 스티어링 휠 성형장치에 의한 스티어링 휠(5)의 제작과정을 개략적으로 나타낸 공정 개략도이다. 도 8을 참조하여 본 발명의 다른 측면에 따른 스티어링 휠의 제작과정에 대해 간단하게 살펴보기로 한다.

도 8을 참조하면, 전술한 발포수지 스티어링 휠(5) 성형장치를 통해 발포수지 스티어링 휠(5)을 제조함에 있어서는 먼저, 하부 금형(2)의 하부 성형면(20) 상에 스티어링 휠(5)의 골조를 이루를 코어(50)의 아마추어(52)가 위치하도록 로딩시킨다(도 8의 (a)).

그리고 나서 코어(50)가 로딩된 하부 금형(2) 측으로 상부 금형(1)을 이동시켜 두 금형 합형에 의한 캐비티(C) 중앙에 상기 아마추어 위치하도록 두 금형을 합형 시킨다(도 8의 (b)). 이때 두 금형 사이에 미소하게 크래킹이 형성되도록 간격을 두고 합형 시킨다.

다음, 가진수단(3)을 통해 상기 코어(50)에 진동을 가하면서 합형에 의한 상기 캐비티(C) 내부로 성형원료인 발포수지를 일정 압의 에어를 이용해 주입시킨다(도 8의 (c)).

이때 원료가 주입되는 반대 측에는 갭을 두고 맞물린 테(12)와 확장 단차면(22)에 의해 에어배출 경로(부호 생략)가 굴절되게 형성되고 그 확장 단차면(22)에 복수의 에어벤트(25)가 마련됨으로써, 원료와 함께 강한 압으로 도입되는 에어는 상기 에어배출 경로와 에어벤트(25)를 거쳐 캐비티(C) 밖으로 빠져나가게 된다.

원료인 발포수지의 주입이 완료되면, 두 금형이 완전히 합형되도록 상부 금형(1)을 하향 이동시키고, 그 상태에서 스팀과 같은 작동매체를 이용해 금형에 열을 가한다(도 8의 (d)). 그러면 캐비티(C) 내에 채워진 발포수지 입자에 열이 가해지면서 입자표면이 녹는 동시에 각각의 입자가 팽창하여, 입자 사이의 간극은 없어 지고 입자 상호 간에는 단단한 결합을 이룸으로써 코어(50)의 아마추어(52)를 중심으로 그 외측에 발포수지층을 형성하게 된다.

한편, 위와 같은 열을 이용한 발포성형이 완료되면, 냉각수 분사 또는 진공흡입을 통해 금형의 온도를 급격히 낮춤으로써 발포 성형된 부분에 잔류하는 발포제에 의해 부분적 변형이 발생하지 않도록 한다. 그리고 나서 최종적으로 금형을 분리시키고 이형(demoulding)과정를 통해 금형으로부터 아마추어(52)에 발포수지를 입혀 손잡이를 형성한 최종 제품 즉, 스티어링 휠(5)을 분리시킨다(도 8의 (e)).

이상의 살펴본 본 발명에 따르면, 상부 금형의 상부 성형면 주변을 따라 테가 돌출 형성되고, 하부 금형의 하부 성형면에는 상기 테와 맞물림 가능한 형상의 확장 단차면이 형성된 구조로 인하여, 원료 주입 시 두 금형의 크래킹은 최소화하면서도 에어배출의 원활성은 확보할 수 있다. 결과적으로 캐비티 내 원료 주입은 원활하게 이루어질 수 있으면서 제품성형 후 버(burr)가 발생하지 않아 별도의 사상작업이 요구되지 않는다.

즉, 피성형물인 코어 진동에 의하여 협소한 캐비티 공간 내에서 성형원료가 되는 발포수지 입자가 아마추어와 성형면 사이에 끼이지 않고 계속해서 안쪽으로 유동할 수 있는 틈새가 확보될 수 있으며, 이에 따라 원료인 발포수지를 과충진 방식으로 주입시키지 않고도 캐비티 내에 전체적으로 고른 분포로 주입시키는 것이 가능해는 것이다. 결과적으로 우수한 쿠션감와 균일한 성형강도를 갖는 고품질의 제품을 양산할 수 있다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 상부 금형 2 : 하부 금형
3 : 가진수단 4 : 원료충전부재
5 : 스티어링 휠
10 : 상부 성형면 12 : 테
20 : 하부 성형면 22 : 확장 단차면
25 : 에어벤트 16, 26 : 스팀구멍
30 : 진동체 32 : 장착부
50 : 코어 52 : 아마추어
54 : 스포크 56 : 보스
57 : 장착구멍

Claims

발포수지를 성형원료로 스티어링 휠을 제조하는 장치로서,
스티어링 휠의 골격을 이루는 코어에 발포수지층 성형을 위한 하부 성형면을 갖는 하부 금형;
상기 하부 성형면과 대응되는 상부 성형면을 갖는 상부 금형;
두 금형 합형 시 상기 상부 성형면과 하부 성형면에 의해 구획되는 캐비티에 성형원료인 발포수지를 충전시키는 원료충전부재; 및
두 금형 합형에 따른 상기 캐비티 내에 성형원료 주입 시 상기 코어에 진동을 가하는 상부 금형 또는 하부 금형 내의 가진(加振)수단;을 포함하며,
상기 가진수단은 하부 금형 중앙 내부에 장치되어 상기 코어의 중앙 보스를 통해 진동을 가하는 것을 특징으로 하는 발포수지 스티어링 휠의 성형장치.
제 1 항에 있어서,
상기 상부 금형의 상부 성형면 주변을 따라 테가 돌출 형성되고, 상기 하부 금형의 하부 성형면에는 상기 테와 일정 갭을 두고 맞물림 가능한 형상의 확장 단차면이 형성되는 것을 특징으로 하는 발포수지 스티어링 휠의 성형장치.
제 2 항에 있어서,
합형 시 한 쪽의 테와 확장 단차면이 맞물린 틈새를 통해 원료가 캐비티로 주입되고, 반대 쪽 확장 단차면에는 원료주입 시 에어 배출을 위한 복수의 에어벤트가 형성되는 것을 특징으로 하는 발포수지 스티어링 휠의 성형장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 가진수단은 편심 캠을 회전축에 갖는 전동모터를 내설하는 진동체인 것을 특징으로 하는 발포수지 스티어링 휠의 성형장치.
제 5 항에 있어서,
상기 진동체는 코어의 중앙 보스에 형성된 샤프트 장착구멍에 끼임 가능한 장착부를 구비하는 것을 특징으로 하는 발포수지 스티어링 휠의 성형장치.
발포수지를 성형원료로 스티어링 휠을 제조하는 방법으로서,
하부 금형의 하부 성형면 상에 스티어링 휠의 골조를 이루를 코어의 아마추어가 위치하도록 로딩시키는 코어 로딩단계;
코어가 로딩된 하부 금형 측으로 상부 금형을 이동시켜 두 금형 합형에 의한 캐비티 중앙에 상기 아마추어 위치하도록 하는 금형 합형단계;
상기 코어에 진동을 가하면서 합형에 의한 상기 캐비티 내부로 성형원료인 발포수지를 주입시키는 원료주입단계; 및
원료주입 후 금형에 열을 가하여 상기 캐비티에 주입된 원료를 발포성형시켜 상기 아마추어에 발포수지층을 형성시키는 성형단계;를 포함하는 발포수지 스티어링 휠의 성형방법.
제 7 항에 있어서,
상기 원료주입단계에서는 코어의 중앙 보스에 진동을 가해 캐비티 내에 위치하는 아마추어가 진동하도록 하는 것을 특징으로 하는 발포수지 스티어링 휠의 성형방법.