KR101788138B1 - 앵커를 epp에 인서트시키는 슬라이드 코어를 구비한 범퍼빔 성형용 금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 앵커를 EPP에 인서트시키는 슬라이드 코어를 구비한 범퍼빔 성형용 금형에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량용 범퍼빔에서 에너지업소버를 EPP로 구현할 때 에너지업소버를 백패널에 고정하는 후크고정부를 EPP 소재인 에너지업소버 속에 용이하게 인서트 성형할 수 있도록 개발된 앵커를 EPP에 인서트시키는 슬라이드 코어를 구비한 범퍼빔 성형용 금형에 관한 것이다.

Description

앵커를 EPP에 인서트시키는 슬라이드 코어를 구비한 범퍼빔 성형용 금형{A mold for molding a bumper beam having a slide core for inserting an anchor into an EPP}

본 발명은 앵커를 EPP에 인서트시키는 슬라이드 코어를 구비한 범퍼빔 성형용 금형에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량용 범퍼빔에서 에너지업소버를 EPP로 구현할 때 에너지업소버를 백패널에 고정하는 후크고정부를 EPP 소재인 에너지업소버 속에 용이하게 인서트 성형할 수 있도록 개발된 앵커를 EPP에 인서트시키는 슬라이드 코어를 구비한 범퍼빔 성형용 금형에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 범퍼는 차량의 저속 충돌시 탄성적으로 변형하여 차량의 물리적인 손상을 최초화하기 위한 것으로서, 다른 자동차나 고정체와의 충돌시 그 충격을 흡수하여 탑승자의 안전을 도모하게 되며, 동시에 차체의 변형을 최소화 할 수 있도록 자동차 전,후방에 배치되는 완충수단이다.

이러한 차량용 범퍼 중 특히 리어 범퍼의 경우, 충격 흡수력을 높이기 위해 에너지업소버(Energy absorber)를 채용하고 있다.

즉, 도 1의 예시와 같이, 종래 차량용 리어 범퍼는 임팩트 빔(14)과 패시아(12) 사이에 에너지업소버(10)가 위치하는 구조를 가지고 있다.

그리하여, 차량 충돌시 충격에너지는 패시아(12)를 통해 에너지업소버(10)로 전해지면서 흡수되어 차체를 보호하게 된다.

그런데, 이와 같은 종래 리어 범퍼는 차량에 장착될 때 패시아, 에너지업소버, 임팩트 빔 등 3중 구조를 가져야 되므로 중량 증가, 부품 단가 상승, 구성 부품의 복잡성 등의 단점이 있다.

여기에서, 임팩트 빔(14)은 에너지업소버(10)를 차량의 백 판넬에 장착시키기 위한 것으로서, 그 자체로는 에너지를 흡수하지 못한다.

그럼에도 불구하고, 에너지업소버(10)의 설치를 위해 필요불가결하게 임팩트 빔(14)을 구비해야만 하므로 비효율적이다.

이러한 문제를 인식하고 최근에는 EPP(Expanded Polypropylene)을 이용하여 에너지업소버(10)를 백 판넬에 직접 고정할 수 있도록 구성함으로써 임팩트 빔(14)을 구비하지 않고도 범퍼를 구성한 예들이 개시되고 있다.

이에, 본 출원인도 도 2의 예시와 같이, 범퍼커버와 백 판넬 사이에 EPP를 충전시켜 에너지업소버를 구현함으로써 임팩트 빔을 사용하지 않고도 리어 범퍼를 구성할 수 있도록 개발한 바 있다.

이 경우, 에너지업소버를 백 판넬에 고정하기 위해 후크고정부를 구비해야 하는데, 후크고정부는 대략 '⊃' 형상을 갖고, 일부(앵커)를 EPP에 매립성형하는 인서트 가공해야 한다.

그런데, 앵커를 EPP에 인서트 성형하는 방식은 언더컷이 존재하기 때문에 필수적으로 슬라이드 코어 형태를 가져야 하며, 종래 알려진 방식으로는 도 2의 예시와 같이 에어실린더(20)를 사용하는 방법이다.

즉, 슬라이드코어(22)에 후크고정부(30)를 장착한 상태에서 슬라이드코어(22)의 상하 양측을 에어실린더(20)로 잡은 상태에서 EPP를 발포성형하고, 성형 완료된 후 에어실린더(20)를 복귀시킨 다음 슬라이드코어(22)를 빼내는 방식으로 인서트 성형하는 것이 일반적인 방법이다.

하지만, 발포성형기에는 설치공간이 여유롭지 못하기 때문에 에어실린더(20)를 설치하기가 매우 어려우며, 어떻게 하여 에어실린더(20)를 설치한다고 하더라도 에어실린더(20) 설치 공간만큼 캐비티가 축소되어 버리기 때문에 사실상 정확한 성형에 한계를 갖게 된다.

뿐만 아니라, 에어실린더(20)를 동작시켜야 하므로 그 만큼 싸이클 타임이 상승되고, 생산량이 감소하게 되며, 발포성형기는 스팀과 냉각수를 수시로 분사하는 공정을 수행하므로 수시로 수축과 팽창을 반복하지만 에어실린더(20)는 별체로서 그렇지 못하기 때문에 에어실린더(20)의 수명이 단축되고, 내구성이 떨어져 수시로 점검하고 교체해야 하므로 그 만큼 공정손실이 커져 생산성 저하를 초래한다.

이에 더하여, 에어실린더(20)를 별도로 설치해야 하므로 금형 원가가 상승된다.

대한민국 특허 등록번호 제10-0448861호(2004.09.06.) '자동차의 2중구조 리어 범퍼 시스템' 대한민국 특허 등록번호 제10-0440096호(2004.07.02.) '자동차 리어범퍼의 에너지 업소버' 대한민국 특허 등록번호 제10-0386479호(2003.05.23.) '자동차 리어범퍼'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 차량용 범퍼빔에서 에너지업소버를 EPP로 구현할 때 에너지업소버를 백패널에 고정하는 후크고정부를 EPP 소재인 에너지업소버 속에 용이하게 인서트 성형할 수 있도록 개발된 앵커를 EPP에 인서트시키는 슬라이드 코어를 구비한 범퍼빔 성형용 금형을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, EPP(Expanded Polypropylene)로 발포 성형되는 빔 리스(Beamless) 에너지업소버를 가공하는 금형으로서, 상기 에너지업소버의 일측면 형상을 갖고, EPP가 채워지는 하부금형(100); 상기 하부금형(100)의 상부를 밀폐하여 내부에 캐비티(C)를 형성하는 상부금형(200); 상기 상부금형(200)의 양단부에서 폭방향 양측에 일체로 설치되어 후크고정부(400)를 탈부착 가능하게 안내하며, 상기 EPP 속에 후크고정부(400) 일부가 매립되게 하여 인서트 성형시키는 슬라이드 코어(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 앵커를 EPP에 인서트시키는 슬라이드 코어를 구비한 범퍼빔 성형용 금형을 제공한다.

이때, 상기 슬라이드 코어는, 수평부(310)와, 상기 수평부(310)의 중앙에서 수직하게 하향 연장된 하부돌출부(320)를 갖는 'ㅜ' 형상의 코어 몰드(330)를 포함하며; 상기 수평부(310)의 하방에는 서로 간격을 두고 한 쌍의 슬라이드가이드(340)가 배치되어 상기 수평부(310) 상에 볼트 고정되고; 한 쌍의 상기 슬라이드가이드(340)에 끼워져 움직일 수 있고, 선단에는 후크고정부(400)가 걸릴 수 있는 유동자(350)가 구비되며; 상기 유동자(350)의 상면 바깥쪽 일측에는 일정높이로 가이드블럭(352)이 돌출되고; 상기 가이드블럭(352)에는 타원형상의 장홈(354)이 형성되며; 상기 장홈(354)에는 상기 수평부(310)를 상하로 관통하여 체결되는 유동자 가이드핀(360)의 하단이 끼워지고; 상기 가이드블럭(352)과 상기 코어 몰드(330)의 하부돌출부(320) 사이에는 압축력이 작용하는 스프링(SP)이 개재된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 슬라이드 가이드(340)의 서로 마주보는 면에는 슬라이드홈(342)이 요입 형성되고, 상기 슬라이드홈(342)에는 상기 유동자(350)의 상단 양측이 각각 끼워지는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 유동자(350)가 움직일 수 있는 거리는 10mm 이하인 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 차량용 범퍼빔에서 에너지업소버를 EPP로 구현할 때 슬라이드 코어 기능이 금형 자체에 설계되어 있기 때문에 별도로 에어실린더를 설치하지 않아도 되므로 비용과 시간을 줄이고, 정확하고 신속한 성형이 가능하여 생산성을 향상시키며, 점검 및 관리 주기를 연장하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 일반적인 리어 범퍼의 구성예를 보인 예시적인 부분 분해도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 슬라이드 코어의 구현예를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 EPP 에너지업소버가 적용된 빔 리스(Beamless) 리어 범퍼의 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 앵커를 EPP에 인서트시키는 슬라이드 코어를 구비한 범퍼빔 성형용 금형의 예시도이다.
도 5는 도 4의 평면도이다.
도 6은도 4의 B-B선 및 C-C선 단면도이다.
도 7은 도 4의 A-A선 단면도 및 요부 확대도이다.
도 8은 본 발명에 따른 슬라이드 코어를 설명하기 위해 요부를 발췌하여 보인 예시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 슬라이드 코어의 사용예를 보인 실제 사진이다.
도 10은 본 발명에 따른 앵커를 EPP에 인서트시키는 슬라이드 코어를 구비한 범퍼빔 성형용 금형을 이용하여 성형된 성형품의 예시적인 사진이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 앵커를 EPP에 인서트시키는 슬라이드 코어를 구비한 범퍼빔 성형용 금형은 리어 범퍼의 형상에 맞는 하부금형(100)과 상부금형(200)으로 이루어지며, 상기 상부금형(200)의 양단부 폭방향 양측에는 상부금형(200)의 하부면에 상기 하부금형(100)을 향해 후크고정부(400, 도 6 참조)가 끼워지는 슬라이드 코어(300)가 구비된다.

그리고, 상기 하부금형(100)과 상부금형(200)이 조립되면 도 6와 같이 내부에 EPP를 발포시켜 채울 수 있는 공간인 캐비티(C)가 형성되며, 상기 후크고정부(400)의 앵커(410)는 일정길이 상기 캐비티(C) 상에 노출되게 되므로 최종적으로 EPP가 발포되어 캐비티(C)에 채워졌을 때 상기 앵커(410)는 도 2에서 설명한 형태로 매립되어 앵커 기능을 수행하며, 외부로 노출된 후크부(420, 도 8 참조)는 백 판넬에 체결될 때 고정구로 사용되게 된다.

아울러, 도면 상에는 명확하게 표시되어 있지 않지만, 도 9의 예시와 같이 상기 금형에는 다수의 미세한 스팀구멍(ST)이 형성되어 있어 EPP를 발포성형할 때 고온 고압의 스팀을 쪄낼 수 있도록 구성된다.

한편, 상기 슬라이드 코어(300)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 수평부(310)와, 상기 수평부(310)의 중앙에서 수직하게 하향 연장된 하부돌출부(320)를 갖는 'ㅜ' 형상의 코어 몰드(330)를 포함한다.

그리고, 상기 수평부(310)의 하방에는 서로 간격을 두고 한 쌍의 슬라이드 가이드(340)가 배치되며, 상기 수평부(310) 상에 볼트 고정된다.

이때, 상기 슬라이드 가이드(340)의 서로 마주보는 면에는 슬라이드홈(342)이 요입 형성된다.

아울러, 한 쌍의 상기 슬라이드 가이드(340) 사이에는 대략 'ㄱ' 형상을 갖는 유동자(350)가 끼워지는데, 상기 유동자(350)의 상단 폭방향 양측은 각각 상기 슬라이드홈(342)에 끼워져 슬라이드홈(342)을 타고 움직일 수 있도록 구성된다.

이 경우, 상기 유동자(350)가 움직일 수 있는 거리는 매우 짧은데, 바람직하기로는 10mm 이하이다.

때문에, 상기 유동자(350)는 상기 슬라이드 가이드(340)가 수평부(310)에 고정되어 있는 상태이므로 빠지지 않고 좌우방향으로 슬라이딩 가능하게 구성된다.

특히, 상기 유동자(350)의 선단은 상기 후크고정부(400)를 구성하는 상단부인 후크부(420)와 맞물릴 수 있도록 형상 가공되어 후크부(420)가 하방향으로 빠지지 않고 걸려 있을 수 있도록 구성된다.

즉, 상기 후크고정부(400)의 내부 공간으로는 코어 몰드(330)의 하부돌출부(320)가 삽입되므로 상기 유동자(350)의 선단이 상기 하부돌출부(320)를 향해 밀착되게 되면 상기 후크고정부(400)의 후크부(420)가 상기 유동자(350)의 선단에 걸려 빠지지 않고 위치 고정된 상태를 유지하게 된다.

그리고, 상기 유동자(350)의 상면 일측, 바람직하게는 양측 유동자(350)의 바깥쪽, 더 정확하게는 상기 후크고정부(400)와 반대되는 쪽 상면에는 일정높이로 가이드블럭(352)이 돌출되고, 상기 가이드블럭(352)에는 타원형상의 장홈(354)이 형성된다.

아울러, 상기 장홈(354)에는 상기 수평부(310)를 상하로 관통하여 체결되는 유동자 가이드핀(360)의 하단이 끼워진다.

때문에, 상기 유동자(350)는 바깥쪽으로 분리 이탈되지 않으면서 상기 장홈(354)의 범위 내에서 좌우방향으로 유동되게 되는데, 이때 유동가능한 범위는 앞서 설명하였듯이 10mm 이하이다.

또한, 상기 가이드블럭(352)과 상기 코어 몰드(330)의 하부돌출부(320) 사이에는 스프링(SP)이 개재된다.

상기 스프링(SP)은 압축스프링으로서, 상기 유동자(350)를 항상 상기 코어 몰드(330)의 하부돌출부(320) 측으로 당기는 힘이 작용하도록 설계된다.

덧붙여, 상기 유동자(350)가 최대한 하부돌출부(320) 쪽에 밀착되더라도 상기 후크고정부(400)의 상단을 끼우기 편하도록 도 9의 인서트 설치전과 같이 약간의 끼움 틈새를 유지한다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 다음과 같은 작동관계를 갖는다.

후크고정부(400)를 인서트 성형하기 위해 슬라이드 코어(300)에 조립하는 과정을 거친다.

이를 위해, 후크고정부(400)의 상단에 형성된 후크부(420)를 도 9의 끼움 틈새에 끼운다.

그러면, 상기 유동자(350)가 좌우 양측으로 밀려 나면서 상기 후크부(420)가 삽입된다.

그리고, 후크부(420)를 넘어서게 되면 유동자(350)의 선단에 대응 형상으로 형성된 모양 때문에 유동자(350)는 다시 스프링(SP)의 당김력에 의해 당겨지면서 후크부(420)를 걸어 고정하게 된다.

이 상태에서, 하부금형(100) 내부에 EPP(EPP 비드)를 채우고 상부금형(200)을 닫은 후 스팀을 가해 발포 성형하게 되면 상기 후크고정부(400)는 EPP 속에 앵커(410)가 견고히 매립 고정된 상태로 인서트 성형되게 된다.

이렇게 성형된 성형품은 도 10와 같은 형태가 된다.

이와 같이, 본 발명을 통하게 되면 기존처럼 에어실린더를 사용하지 않아도 되므로 사용상 편리성이 증대되고, 생산성이 향상됨은 물론 에어실린더 설치를 위한 공간을 확보하지 않아도 되므로 매우 유용할 것으로 기대된다.

100: 하부금형 200: 상부금형
300: 슬라이드 코어 400: 후크고정부

Claims (4)

1. EPP(Expanded Polypropylene)로 발포 성형되는 빔 리스(Beamless) 에너지업소버를 가공하는 금형으로서,
   상기 에너지업소버의 일측면 형상을 갖고, EPP가 채워지는 하부금형(100);
   상기 하부금형(100)의 상부를 밀폐하여 내부에 캐비티(C)를 형성하는 상부금형(200);
   상기 상부금형(200)의 양단부에서 폭방향 양측에 일체로 설치되어 후크고정부(400)를 탈부착 가능하게 안내하며, 상기 EPP 속에 후크고정부(400) 일부가 매립되게 하여 인서트 성형시키는 슬라이드 코어(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 앵커를 EPP에 인서트시키는 슬라이드 코어를 구비한 범퍼빔 성형용 금형.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 슬라이드 코어는, 수평부(310)와, 상기 수평부(310)의 중앙에서 수직하게 하향 연장된 하부돌출부(320)를 갖는 'ㅜ' 형상의 코어 몰드(330)를 포함하며; 상기 수평부(310)의 하방에는 서로 간격을 두고 한 쌍의 슬라이드가이드(340)가 배치되어 상기 수평부(310) 상에 볼트 고정되고; 한 쌍의 상기 슬라이드가이드(340)에 끼워져 움직일 수 있고, 선단에는 후크고정부(400)가 걸릴 수 있는 유동자(350)가 구비되며; 상기 유동자(350)의 상면 바깥쪽 일측에는 일정높이로 가이드블럭(352)이 돌출되고; 상기 가이드블럭(352)에는 타원형상의 장홈(354)이 형성되며; 상기 장홈(354)에는 상기 수평부(310)를 상하로 관통하여 체결되는 유동자 가이드핀(360)의 하단이 끼워지고; 상기 가이드블럭(352)과 상기 코어 몰드(330)의 하부돌출부(320) 사이에는 압축력이 작용하는 스프링(SP)이 개재된 것을 특징으로 하는 앵커를 EPP에 인서트시키는 슬라이드 코어를 구비한 범퍼빔 성형용 금형.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 슬라이드 가이드(340)의 서로 마주보는 면에는 슬라이드홈(342)이 요입 형성되고, 상기 슬라이드홈(342)에는 상기 유동자(350)의 상단 양측이 각각 끼워지는 것을 특징으로 하는 앵커를 EPP에 인서트시키는 슬라이드 코어를 구비한 범퍼빔 성형용 금형.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 유동자(350)가 움직일 수 있는 거리는 10mm 이하인 것을 특징으로 하는 앵커를 EPP에 인서트시키는 슬라이드 코어를 구비한 범퍼빔 성형용 금형.

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