KR102033647B1

KR102033647B1 - 진동장치를 구비한 금형장치와 이를 이용한 내장재 제조방법

Info

Publication number: KR102033647B1
Application number: KR1020190067807A
Authority: KR
Inventors: 김승호
Original assignee: 덕양산업 주식회사
Priority date: 2019-06-10
Filing date: 2019-06-10
Publication date: 2019-10-18

Abstract

개시되는 진동장치를 구비한 금형장치는 성형을 위한 내장재의 코어가 배치되는 코어성형면의 둘레를 따라 형성되는 제1코어성형영역, 코어성형면의 내부에서 제1코어성형영역과 단차를 가지도록 돌출되어 형성되는 제2코어성형영역 및 제1코어성형영역과 제2코어성형영역을 연결하는 제3코어성형영역이 형성되는 제1금형; 코어성형면과 마주보며 내장재의 스킨이 배치되는 스킨성형면의 둘레를 따라 형성되는 제1스킨성형영역, 스킨성형면의 내부에서 제1스킨성형영역과 단차를 가지도록 함입되어 형성되는 제2스킨성형영역 및 제1스킨성형영역과 제2스킨성형영역을 연결하는 제3스킨성형영역이 형성되는 제2금형; 제2금형에 결합되는 구동장치에 의해 작동되고 제1스킨성형영역과 접하면서 제2금형의 내측으로 이동하여 스킨을 코어 방향으로 접을 수 있는 슬라이드금형; 및 제1금형과 제2금형을 이용해 코어와 스킨을 압착할 때 코어를 진동시킬 수 있도록 제1금형에 결합되는 진동장치를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 코어와 스킨을 압착할 때 스킨과 코어가 서로 잘 맞물리며 안착될 수 있고, 리얼스티치 봉제작업된 스킨과 코어의 가접착 과정이 필요 없으며, 내장재 제조공정에 필요한 인력, 시간 및 비용을 절감할 수 있다.

Description

진동장치를 구비한 금형장치와 이를 이용한 내장재 제조방법{Mold having vibration device and method of manufacturing interior material using the same}

본 발명은 진동장치를 구비한 금형장치와 이를 이용한 내장재 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차 내장재의 IMG 성형 공정 중 리얼스티치(real stitch)가 들어간 스킨과 코어의 압착에 이용되는 진동장치를 구비한 금형장치와 이를 이용해서 내장재를 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.

근래 들어 차량 내장재의 고급화가 이뤄지면서 내장재 성형방법으로 인 몰드 그레이닝(In Mold Graining, IMG)이 도입되고 있다. IMG 성형은 전기 주조(elctro forming)를 통해 정교한 패턴이나 질감이 구현된 금형(전주 금형)을 사용함으로써, 보다 고급스러운 내장재의 표면 처리를 가능하게 한다.

일반적으로 리얼스티치는 자동차 내장재의 고급스러움을 표현하기 위해서 사용되고 있고, 최근에는 리얼스티치가 아닌 스티치 모양이 표현된 내장재도 등장하고 있다.

종래 리얼스티치가 구현된 내장재를 위한 제조공정은 ① IMG 금형으로 스킨을 프리포밍, ② 프리포밍된 스킨에 리얼스티치 봉제작업, ③ 리얼스티치 봉제작업된 스킨과 코어의 가접착, ④ 압착 금형으로 가접착된 스킨과 코어를 압착 순서로 이루어진다.

종래의 리얼스티치가 구현된 내장재의 제조공정은 리얼스티치 봉제작업된 스킨과 코어의 가접착 공정이 사람의 수작업으로 이루어지고 있어서 많은 인건비와 시간이 소모되는 문제점이 있다.

한국 등록특허 제10-1773138호는 스킨패드에 직접 재봉(STITCH)하여 스티치를 형성하므로, 품질을 향상시킴은 물론 서브스트레이트 코어와 리얼스킨패드의 접합력을 향상시킬 수 있는 차량용 내장재 제조방법을 개시하고 있다.

그러나 등록특허 제10-1773138호는 서브스트레이트 코어의 외부로 노출되는 폴딩부를 서브스트레이트 코어측으로 접어서 접합하는 과정이 수작업으로 이루어지므로 종래의 제조공정과 마찬가지로 많은 인건비와 시간이 소모되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 코어에 스킨을 압착할 때 스킨과 코어가 서로 잘 맞물리며 안착될 수 있는 진동장치를 구비한 금형장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 코어에 스킨을 감싸는 공정이 자동으로 이루어질 수 있는 진동장치를 구비한 금형장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 리얼스티치 봉제작업된 스킨과 코어의 가접착 과정이 필요 없는 진동장치를 구비한 금형장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 상기 진동장치를 구비한 금형장치를 이용하여 자동차 내장재를 제조할 수 있는 내장재 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 성형을 위한 내장재의 코어가 배치되는 코어성형면의 둘레를 따라 형성되는 제1코어성형영역, 코어성형면의 내부에서 제1코어성형영역과 단차를 가지도록 돌출되어 형성되는 제2코어성형영역 및 제1코어성형영역과 제2코어성형영역을 연결하는 제3코어성형영역이 형성되는 제1금형; 코어성형면과 마주보며 내장재의 스킨이 배치되는 스킨성형면의 둘레를 따라 형성되는 제1스킨성형영역, 스킨성형면의 내부에서 제1스킨성형영역과 단차를 가지도록 함입되어 형성되는 제2스킨성형영역 및 제1스킨성형영역과 제2스킨성형영역을 연결하는 제3스킨성형영역이 형성되는 제2금형; 제2금형에 결합되는 구동장치에 의해 작동되고 제1스킨성형영역과 접하면서 제2금형의 내측으로 이동하여 스킨을 코어 방향으로 접을 수 있는 슬라이드금형; 및 제1금형과 제2금형을 이용해 코어와 스킨을 압착할 때 코어를 진동시킬 수 있도록 제1금형에 결합되는 진동장치를 포함하는 진동장치를 구비한 금형장치에 의해 달성될 수 있다.

또한, 상기 목적은, 코어 방향으로 접힌 스킨을 접어 코어의 말단을 감쌀 수 있도록 슬라이드금형에 결합되고 유체가 공급되면 부피가 커지는 감싸기튜브를 포함하는 진동장치를 구비한 금형장치에 의해 달성될 수 있다.

또한, 상기 목적은, 제1금형은 슬라이드금형이 이동한 후 감싸기튜브가 스킨을 접어 코어의 말단을 감쌀 수 있도록 제3코어성형영역에 감싸기홈이 형성되는 진동장치를 구비한 금형장치에 의해 달성될 수 있다.

또한, 상기 목적은, 제1금형은 코어가 배치된 상태를 유지할 수 있도록 코어에 형성된 고정돌기가 삽입되는 고정홈이 형성되고, 제1금형은 코어가 제1금형에 안정적으로 흡착될 수 있도록 고정홈을 기준으로 이격된 한쪽 또는 양쪽에 복수의 코어진공통로가 형성되는 진동장치를 구비한 금형장치에 의해 달성될 수 있다.

또한, 상기 목적은, 제2금형은 스킨에 봉제작업된 스티치 라인의 원형을 유지할 수 있도록 봉제작업을 위해 스킨에 형성된 유도홈에 삽입되는 가이드돌기가 제2스킨성형영역에 형성되고, 제2금형은 스킨이 제2금형에 안정적으로 흡착될 수 있도록 가이드돌기를 기준으로 이격된 한쪽 또는 양쪽에 복수의 스킨진공통로가 형성되는 진동장치를 구비한 금형장치에 의해 달성될 수 있다.

또한, 상기 목적은, 제1금형은 코어를 가열하여 코어에 도포된 접착제를 활성화시키기 위한 코어히터가 결합되고, 제2금형은 스킨을 가열하여 접착제가 스킨에 용이하게 접착될 수 있도록 온수가 공급될 수 있는 온수통로가 형성되는 진동장치를 구비한 금형장치에 의해 달성될 수 있다.

또한, 상기 목적은, 슬라이드금형은 제2금형과 마주보는 면에 감싸기튜브가 설치되는 장착홈이 형성되어 감싸기튜브가 제1스킨성형영역과 접하지 않는 진동장치를 구비한 금형장치에 의해 달성될 수 있다.

또한, 상기 목적은, 슬라이드금형은 감싸기튜브에 공기를 공급할 수 있도록 외부의 공기공급장치와 연결된 공기공급라인과 장착홈을 연결하는 공기통로가 형성되는 진동장치를 구비한 금형장치에 의해 달성될 수 있다.

또한, 상기 목적은, 공기공급장치는 감싸기튜브에 고온의 공기를 공급할 수 있도록 공기히터가 결합되는 진동장치를 구비한 금형장치에 의해 달성될 수 있다.

또한, 상기 목적은, 슬라이드금형에 결합되는 승강장치에 결합되어 승강할 수 있고 제1스킨성형영역에 배치된 스킨을 눌러 고정할 수 있는 클램핑장치를 포함하는 진동장치를 구비한 금형장치에 의해 달성될 수 있다.

또한, 상기 목적은, 클램핑장치는 제1금형과 제2금형을 이용해 코어와 스킨을 압착할 때 스킨을 진동시킬 수 있는 진동장치를 포함하는 진동장치를 구비한 금형장치에 의해 달성될 수 있다.

또한, 상기 목적은, 진동장치를 구비한 금형장치를 이용하여 내장재를 성형하는 방법에 관한 것으로서, IMG 금형장치를 이용해 스킨의 표면을 성형하는 제1단계; 봉제작업을 통해 스킨에 스티치 라인을 형성하는 제2단계; 제1금형에 접착제가 도포된 코어를 배치하는 제3단계; 제2금형에 스킨을 배치하는 제4단계; 진동장치로 코어를 진동시키면서 제1금형과 제2금형을 이용해 코어와 스킨을 압착하는 제5단계; 슬라이드금형을 제2금형의 내측으로 이동시켜 스킨을 코어 방향으로 접는 제6단계; 감싸기튜브에 공기를 공급하여 스킨을 접어 코어의 말단을 감싸는 제7단계; 감싸기튜브에 주입된 공기를 배출시키는 제8단계; 슬라이드금형을 제2금형의 외측으로 이동시키는 제9단계; 제1금형과 제2금형을 이격시켜 코어와 스킨이 결합된 내장재를 취출하는 제10단계를 포함하는 내장재 제조방법에 의해 달성될 수 있다.

또한, 상기 목적은, 제5단계는 제1금형에 결합된 코어히터를 이용해서 코어에 도포된 접착제를 활성화시키고, 제2금형에 형성된 온수통로를 이용해서 스킨을 가열하여 접착제가 스킨에 용이하게 접착되도록 하고, 제7단계는 슬라이드금형에 결합된 공기히터를 이용해서 감싸기튜브에 고온의 공기를 공급하는 내장재 제조방법에 의해 달성될 수 있다.

또한, 상기 목적은, 진동장치를 구비한 금형장치를 이용하여 내장재를 성형하는 방법에 관한 것으로서, IMG 금형장치를 이용해 스킨의 표면을 성형하는 제1단계; 봉제작업을 통해 스킨에 스티치 라인을 형성하는 제2단계; 제1금형에 접착제가 도포된 코어를 배치하는 제3단계; 제2금형에 스킨을 배치하는 제4단계; 클램핑장치를 이용해 스킨을 고정하는 제5단계; 진동장치로 코어를 진동시키고 클램핑장치로 스킨을 진동시키면서 제1금형과 제2금형을 이용해 코어와 스킨을 압착하는 제6단계; 스킨을 고정한 클램핑장치를 해제하고 슬라이드금형을 제2금형의 내측으로 이동시켜 스킨을 코어 방향으로 접는 제7단계; 감싸기튜브에 공기를 공급하여 스킨을 접어 코어의 말단을 감싸는 제8단계; 감싸기튜브에 주입된 공기를 배출시키는 제9단계; 슬라이드금형을 제2금형의 외측으로 이동시키는 제10단계; 제1금형과 제2금형을 이격시켜 코어와 스킨이 결합된 내장재를 취출하는 제11단계를 포함하는 내장재 제조방법에 의해 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 진동장치를 구비한 금형장치에 의하면, 성형을 위한 내장재의 코어가 배치되는 코어성형면의 둘레를 따라 형성되는 제1코어성형영역, 코어성형면의 내부에서 제1코어성형영역과 단차를 가지도록 돌출되어 형성되는 제2코어성형영역 및 제1코어성형영역과 제2코어성형영역을 연결하는 제3코어성형영역이 형성되는 제1금형; 코어성형면과 마주보며 내장재의 스킨이 배치되는 스킨성형면의 둘레를 따라 형성되는 제1스킨성형영역, 스킨성형면의 내부에서 제1스킨성형영역과 단차를 가지도록 함입되어 형성되는 제2스킨성형영역 및 제1스킨성형영역과 제2스킨성형영역을 연결하는 제3스킨성형영역이 형성되는 제2금형; 제2금형에 결합되는 구동장치에 의해 작동되고 제1스킨성형영역과 접하면서 제2금형의 내측으로 이동하여 스킨을 코어 방향으로 접을 수 있는 슬라이드금형; 및 제1금형과 제2금형을 이용해 코어와 스킨을 압착할 때 코어를 진동시킬 수 있도록 제1금형에 결합되는 진동장치를 포함할 수 있으므로, 코어와 스킨을 압착할 때 스킨과 코어가 서로 잘 맞물리며 안착될 수 있고, 리얼스티치 봉제작업된 스킨과 코어의 가접착 과정이 필요 없으며, 내장재 제조공정에 필요한 인력, 시간 및 비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 진동장치를 구비한 금형장치에 의하면, 슬라이드금형에 결합되고 코어 방향으로 접힌 스킨을 접어 코어의 말단을 감쌀 수 있도록 유체가 공급되면 부피가 커지는 감싸기튜브를 포함할 수 있으므로, 감싸기 공정을 자동화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 진동장치를 구비한 금형장치에 의하면, 제1금형은 슬라이드금형이 이동한 후 감싸기튜브가 스킨을 접어 코어의 말단을 감쌀 수 있도록 제3코어성형영역에 감싸기홈이 형성될 수 있으므로, 감싸기 공정을 자동화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 진동장치를 구비한 금형장치에 의하면, 제1금형은 코어가 배치된 상태를 유지할 수 있도록 코어에 형성된 고정돌기가 삽입되는 고정홈이 형성되고, 제1금형은 코어가 제1금형에 안정적으로 흡착될 수 있도록 고정홈을 기준으로 이격된 한쪽 또는 양쪽에 복수의 코어진공통로가 형성될 수 있으므로, 코어을 안정적으로 거치한 상태로 작업을 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 진동장치를 구비한 금형장치에 의하면, 제2금형은 스킨에 봉제작업된 스티치 라인의 원형을 유지할 수 있도록 봉제작업을 위해 스킨에 형성된 유도홈에 삽입되는 가이드돌기가 제2스킨성형영역에 형성되고, 제2금형은 스킨이 제2금형에 안정적으로 흡착될 수 있도록 가이드돌기를 기준으로 이격된 한쪽 또는 양쪽에 복수의 스킨진공통로가 형성될 수 있으므로, 스킨을 안정적으로 거치한 상태로 작업을 할 수 있는 동시에 스킨에 봉제작업된 스티치 라인이 삐뚤어지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 진동장치를 구비한 금형장치에 의하면, 제1금형은 코어를 가열하여 코어에 도포된 접착제를 활성화시키기 위한 코어히터가 결합되고, 제2금형은 스킨을 가열하여 접착제가 스킨에 용이하게 접착될 수 있도록 온수가 공급될 수 있는 온수통로가 형성될 수 있으므로, 별도의 열처리과정을 거치기 않고 코어와 스킨을 용이하게 접착할 수 있는 동시에 냉각 후에 코어와 스킨의 온도 차이에 의한 틀어짐을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 진동장치를 구비한 금형장치에 의하면, 슬라이드금형은 제2금형과 마주보는 면에 감싸기튜브가 설치되는 장착홈이 형성되어 감싸기튜브가 제1스킨성형영역과 접하지 않을 수 있으므로, 슬라이드금형이 이동할 때 감싸기튜브의 파손을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 진동장치를 구비한 금형장치에 의하면, 슬라이드금형은 감싸기튜브에 공기를 공급할 수 있도록 외부의 공기공급장치와 연결된 공기공급라인과 장착홈을 연결하는 공기통로가 형성될 수 있으므로, 외부의 공기공급장치와 감싸기튜브를 연결하는 공기공급라인이 슬라이드금형 외부로 노출되어 슬라이드금형이 이동할 때 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 진동장치를 구비한 금형장치에 의하면, 공기공급장치는 감싸기튜브에 고온의 공기를 공급할 수 있도록 공기히터가 결합될 수 있으므로, 코어의 말단을 감싸는 스킨을 가열할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 진동장치를 구비한 금형장치에 의하면, 슬라이드금형에 결합되는 승강장치에 결합되어 승강할 수 있고 제1스킨성형영역에 배치된 스킨을 눌러 고정할 수 있는 클램핑장치를 포함하는 진동장치를 구비한 금형장치를 포함할 수 있으므로, 스킨을 안정적으로 거치한 상태로 작업을 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 진동장치를 구비한 금형장치에 의하면, 클램핑장치는 제1금형과 제2금형을 이용해 코어와 스킨을 압착할 때 스킨을 진동시킬 수 있는 진동장치를 포함할 수 있으므로, 코어와 스킨을 압착할 때 스킨과 코어가 서로 잘 맞물리며 안착될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 내장재 제조방법에 의하면, 진동장치를 구비한 금형장치를 이용하여 내장재를 성형하는 방법에 관한 것으로서, IMG 금형장치를 이용해 스킨의 표면을 성형하는 제1단계; 봉제작업을 통해 스킨에 스티치 라인을 형성하는 제2단계; 제1금형에 접착제가 도포된 코어를 배치하는 제3단계; 제2금형에 스킨을 배치하는 제4단계; 진동장치로 코어를 진동시키면서 제1금형과 제2금형을 이용해 코어와 스킨을 압착하는 제5단계; 슬라이드금형을 제2금형의 내측으로 이동시켜 스킨을 코어 방향으로 접는 제6단계; 감싸기튜브에 공기를 공급하여 스킨을 접어 코어의 말단을 감싸는 제7단계; 감싸기튜브에 주입된 공기를 배출시키는 제8단계; 슬라이드금형을 제2금형의 외측으로 이동시키는 제9단계; 제1금형과 제2금형을 이격시켜 코어와 스킨이 결합된 내장재를 취출하는 제10단계를 포함할 수 있으므로, 코어와 스킨을 압착할 때 스킨과 코어가 서로 잘 맞물리며 안착될 수 있고, 리얼스티치 봉제작업된 스킨과 코어의 가접착 과정이 필요 없으며, 내장재 제조공정에 필요한 인력, 시간 및 비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 내장재 제조방법에 의하면, 제5단계는 제1금형에 결합된 코어히터를 이용해서 코어에 도포된 접착제를 활성화시키고, 제2금형에 형성된 온수통로를 이용해서 스킨을 가열하여 접착제가 스킨에 용이하게 접착되도록 하고, 제7단계는 슬라이드금형에 결합된 공기히터를 이용해서 감싸기튜브에 고온의 공기를 공급할 수 있으므로, 코어의 말단을 감싸는 스킨을 가열하여 코어와 스킨을 용이하게 접착할 수 있는 동시에 냉각 후에 코어와 스킨의 온도 차이에 의한 틀어짐을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 내장재 제조방법에 의하면, 진동장치를 구비한 금형장치를 이용하여 내장재를 성형하는 방법에 관한 것으로서, IMG 금형장치를 이용해 스킨의 표면을 성형하는 제1단계; 봉제작업을 통해 스킨에 스티치 라인을 형성하는 제2단계; 제1금형에 접착제가 도포된 코어를 배치하는 제3단계; 제2금형에 스킨을 배치하는 제4단계; 클램핑장치를 이용해 스킨을 고정하는 제5단계; 진동장치로 코어를 진동시키고 클램핑장치로 스킨을 진동시키면서 제1금형과 제2금형을 이용해 코어와 스킨을 압착하는 제6단계; 스킨을 고정한 클램핑장치를 해제하고 슬라이드금형을 제2금형의 내측으로 이동시켜 스킨을 코어 방향으로 접는 제7단계; 감싸기튜브에 공기를 공급하여 스킨을 접어 코어의 말단을 감싸는 제8단계; 감싸기튜브에 주입된 공기를 배출시키는 제9단계; 슬라이드금형을 제2금형의 외측으로 이동시키는 제10단계; 제1금형과 제2금형을 이격시켜 코어와 스킨이 결합된 내장재를 취출하는 제11단계를 포함할 수 있으므로, 코어와 스킨을 압착할 때 스킨과 코어가 서로 잘 맞물리며 안착될 수 있고, 리얼스티치 봉제작업된 스킨과 코어의 가접착 과정이 필요 없으며, 내장재 제조공정에 필요한 인력, 시간 및 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 진동장치를 구비한 금형장치와 이를 이용한 내장재 제조방법에 의해 생산할 수 있는 내장재 중 하나인 자동차 센터 콘솔의 사시도이다.
도 2는 도 1의 자동차 센터 콘솔의 단면도이다.
도 3은 도 2의 자동차 센터 콘솔의 분해단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 진동장치를 구비한 금형장치의 개략적인 단면도이다.
도 5a 내지 5e는 본 발명에 따른 진동장치를 구비한 금형장치를 이용해 내장재를 제조하는 과정을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 클램핑장치를 포함하는 진동장치를 구비한 금형장치의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시에 1에 따른 진동장치를 구비한 금형장치를 이용한 내장재 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 실시에 2에 따른 진동장치를 구비한 금형장치를 이용한 내장재 제조방법을 나타낸 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도면에 나타난 X, Y, Z 축은 권리의 한정의 용도가 아닌 설명의 편의를 위해서 임의로 정한 것으로, X축이 전(화살표 쪽), 후(화살표 반대쪽) 방향을 지시하고, Y축은 좌, 우방향을 지시하며, Z축은 상, 하방향을 지시하는 것으로 정의한다.

이하에서 설명되는 각 방향은 이와 다르게 특별히 한정하는 경우를 제외하고, 이에 기초한 것이다.

발명의 설명 및 청구범위 등에서 방향을 지칭하는 상(위쪽), 하(아래쪽), 좌우(옆쪽 또는 측방), 전(정, 앞쪽), 후(배, 뒤쪽) 등은 권리의 한정의 용도가 아닌 설명의 편의를 위해서 도면 및 구성 간의 상대적 위치를 기준으로 정한 것이고, 이하에서 설명되는 각 방향은 이와 다르게 특별히 한정하는 경우를 제외하고, 이에 기초한 것이다.

본 발명에 따른 진동장치를 구비한 금형장치(10)는 글러브 박스, 대시보드, 도어패널 등 스티치 라인(42)이 들어갈 수 있는 자동차 내장재(20)의 생산에 적용할 수 있지만, 여기서는 자동차의 좌우 시트 사이에 설치된 상자인 센터 콘솔(center console)을 예로 들어 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 진동장치를 구비한 금형장치(10)와 이를 이용한 내장재(20) 제조방법에 의해 생산할 수 있는 내장재(20) 중 하나인 자동차 센터 콘솔이 도시되어 있다.

도 2와 도 3을 참조하여 센터 콘솔의 단면을 살펴보면, 내부에 형태를 잡아주는 골격에 해당하는 코어(30)가 위치하고 상기 코어(30)의 외부를 스킨(40)이 덮고 있다.

상기 코어(30)는 윗면에 상기 스킨(40)이 결합되고, 아랫면에 고정돌기(34)가 형성된다.

상기 스킨(40)은 상기 코어(30)의 측면 말단을 감싸는 형태이고, 상기 코어(30)의 윗면과 상기 스킨(40)의 이면(48)은 접착제(32)를 통해서 결합된다.

상기 스킨(40)은 표면(42)의 가장자리를 따라 전후 방향으로 스티치 라인(42)이 형성되고, 각 스티치 라인(42)에는 유도홈(44)이 형성된다.

상기 스킨(40)의 표면(42)은 IMG 금형장치를 이용해서 미리 성형된다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 진동장치를 구비한 금형장치(10)는, 성형을 위한 내장재(20)의 코어(30)가 배치되는 코어성형면의 둘레를 따라 형성되는 제1코어성형영역(120), 상기 코어성형면의 내부에서 상기 제1코어성형영역(120)과 단차를 가지도록 돌출되어 형성되는 제2코어성형영역(140) 및 상기 제1코어성형영역(120)과 제2코어성형영역(140)을 연결하는 제3코어성형영역(160)이 형성되는 제1금형(100); 상기 코어성형면과 마주보며 상기 내장재(20)의 스킨(40)이 배치되는 스킨성형면의 둘레를 따라 형성되는 제1스킨성형영역(220), 상기 스킨성형면의 내부에서 상기 제1스킨성형영역(220)과 단차를 가지도록 함입되어 형성되는 제2스킨성형영역(240) 및 상기 제1스킨성형영역(220)과 제2스킨성형영역(240)을 연결하는 제3스킨성형영역(260)이 형성되는 제2금형(200); 상기 제2금형(200)에 결합되는 구동장치(330)에 의해 작동되고 상기 제1스킨성형영역(220)과 접하면서 상기 제2금형(200)의 내측으로 이동하여 상기 스킨(40)을 상기 코어(30) 방향으로 접을 수 있는 슬라이드금형(300); 및 상기 제1금형(100)과 제2금형(200)을 이용해 상기 코어(30)와 스킨(40)을 압착할 때 상기 코어(30)를 진동시킬 수 있도록 상기 제1금형(100)에 결합되는 진동장치(110)를 포함한다.

도 5a를 참조하면, 상기 제1금형(100)은 아랫면에 성형을 위한 내장재(20)의 코어(30)를 배치하여 압착하기 위한 구성으로서, 상기 아랫면은 코어성형면에 해당한다.

상기 코어성형면은 외측에서 내측 방향으로 제1코어성형영역(120), 제3코어성형영역(160), 제2코어성형영역(140)이 연속으로 이루어진다.

상기 제1코어성형영역(120)은 상기 코어성형면의 둘레에 해당하는 부분으로서 상기 제3코어성형영역(160)과 연결된다.

상기 제2코어성형영역(140)은 상기 제1코어성형영역(120)보다 아래로 돌출되어 코어(30)의 아랫면이 거꾸로 배치되는 부분으로서, 상기 코어(30)를 흡착할 수 있는 코어진공통로(170)와 연결될 수 있고, 상기 코어진공통로(170)는 상기 코어(30)의 아랫면을 흡착하여 상기 코어(30)가 거꾸로 매달린 상태를 유지할 수 있다.

상기 제2코어성형영역(140)은 코어(30)에 아랫면에 형성된 고정돌기(34)가 삽입될 수 있는 고정홈(144)가 형성된다.

상기 고정홈(144)에 상기 고정돌기(34)가 삽입되면 상기 코어(30)는 처음 제1금형(100)에 배치된 상태를 유지할 수 있으며, 상기 진동장치(110)에 의해 상기 코어(30)가 진동할 때에도 상기 코어(30)는 처음 제1금형(100)에 배치된 상태를 그대로 유지할 수 있다.

상기 코어진공통로(170)는 상기 코어(30)가 제1금형(100)에 안정적으로 흡착될 수 있도록 상기 고정홈(144)을 기준으로 이격된 한쪽 또는 양쪽에 형성될 수 있으므로, 상기 코어(30)는 상기 고정홈(144)과 코어진공통로(170)에 의해 더욱 안정적으로 처음 제1금형(100)에 배치된 상태를 그대로 유지할 수 있다.

상기 코어진공통로(170)는 외부의 진공발생장치와 진공공급라인을 통해 연결될 수 있다.

상기 제1금형(100)은 상기 코어(30)가 거꾸로 매달린 상태를 유지할 수 있도록 상기 코어진공통로(170) 대신 핀, 집게, 고리 등 다양한 구속장치를 구비할 수 있고, 상기 코어진공통로(170)에 더하여 추가로 상기 구속장치를 구비할 수도 있다.

상기 제3코어성형영역(160)은 코어(30)의 내측면이 배치되는 부분으로서, 상기 제1코어성형영역(120)과 제2코어성형영역(140)을 이어준다.

상기 제3코어성형영역(160)은 상기 슬라이드금형(300)이 이동하여 상기 감싸기튜브(400)가 상기 스킨(40)을 접어 상기 코어(30)의 말단을 감쌀 수 있는 감싸기홈(162)이 형성될 수 있다.

상기 감싸기홈(162)은 제3코어성형영역(160)의 상부에서 내측으로 들어간 공간으로서, 상기 슬라이드금형(300)이 이동할 수 있는 공간과 상기 감싸기튜브(400)가 팽창할 수 있는 공간을 제공한다.

상기 제2금형(200)의 제2스킨성형영역(240)과 제3스킨성형영역(260)의 사잇각은 상기 제1금형(100)의 제1코어성형영역(120)과 제2코어성형영역(140)의 사잇각보다 크게 형성하면, 상기 제3코어성형영역(160)과 제3스킨성형영역(260) 사이에서 상기 감싸기튜브(400)가 상기 스킨(40)을 접을 수 있는 공간을 형성하여 상기 감싸기홈(162)을 대신할 수 있다.

상기 제1금형(100)은 코어(30)를 가열하여 코어(30)에 도포된 접착제(32)를 활성화시키기 위한 코어히터(180)가 결합될 수 있다.

상기 코어히터(180)는 코어(30)가 접하는 제1금형(100)을 가열하여 상기 코어(30)의 온도를 높이기 위한 구성으로서, 코어(30)의 온도를 높이면 상기 코어(30)에 도포된 접착제(32)가 활성화되어 상기 코어(30)와 스킨(40)을 용이하게 접착할 수 있다.

상기 코어히터(180)는 IR 히터(Infrared Heater)를 이용할 수 있고, 필요에 따라서 온수나 다른 열원을 이용할 수도 있다.

상기 코어(30)에 도포된 접착제(32)를 활성화하기 위해서 상기 코어히터(180)는 제1금형(100)을 약 140 ~ 160℃로 가열할 수 있지만, 약 150℃로 가열하는 것이 바람직하다.

도 5a를 참조하면, 본 발명에 따른 진동장치를 구비한 금형장치(10)는, 상기 제1금형(100)과 제2금형(200)을 이용해 상기 코어(30)와 스킨(40)을 압착할 때 상기 코어(30)를 진동시킬 수 있도록 상기 제1금형(100)에 결합되는 진동장치(110)를 포함할 수 있다.

상기 진동장치(110)는 상기 제1금형(100)과 제2금형(200)을 이용해 상기 코어(30)와 스킨(40)을 압착할 때 상기 스킨(40)과 코어(30)가 서로 잘 맞물리며 안착될 수 있도록 하기 위한 구성이다.

상기 진동장치(110)는 편심을 가진 중량체를 회전시켜서 진동을 발생시키는 회전모터 또는 정형파 가진(加振)을 통해 공진모드를 만들어 진동을 발생시키는 리니어모터 등 일반적으로 이용되는 진동모터를 이용할 수 있다.

도 5b에 도시된 것처럼, 상기 제1금형(100)과 제2금형(200)을 이용해 코어(30)와 스킨(40)을 압착할 때 상기 진동장치(110)가 상기 코어(30)를 진동시키게 된다.

상기 진동장치(110)가 상기 코어(30)를 진동시키면 상기 스킨(40)과 코어(30)가 서로 맞물릴 때 발생할 수 있는 저항을 감소시킬 수 있으므로, 상기 스킨(40)과 코어(30)를 정확하게 안착된 상태로 압착시킬 수 있다.

도 5a를 참조하면, 상기 제2금형(200)은 윗면에 성형을 위한 내장재(20)의 스킨(40)을 배치하여 압착하기 위한 구성으로서, 상기 윗면은 스킨성형면에 해당한다.

상기 스킨성형면은 외측에서 내측 방향으로 제1스킨성형영역(220), 제3스킨성형영역(260), 제2스킨성형영역(240)이 연속으로 이루어진다.

상기 제1스킨성형영역(220)은 상기 스킨성형면의 둘레에 해당하는 부분으로서 상기 제3스킨성형영역(260)과 연결된다.

상기 제1스킨성형영역(220)은 상기 슬라이드금형(300)과 이를 작동하기 위한 구동장치(330)가 설치된다.

상기 제2스킨성형영역(240)은 상기 제1스킨성형영역(220)보다 아래로 함입되어 스킨(40)의 윗면인 표면(42)이 거꾸로 배치되는 부분으로서, 상기 스킨(40)을 흡착할 수 있는 스킨진공통로(270)와 연결될 수 있고, 상기 스킨진공통로(270)는 상기 스킨(40)의 표면(42)을 흡착하여 스킨(40)이 제2금형(200)에 배치된 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.

상기 스킨진공통로(270)는 상기 외부의 진공발생장치와 진공공급라인을 통해 연결될 수 있다.

상기 제2금형(200)은 상기 스킨(40)이 배치된 상태를 유지할 수 있도록 상기 스킨진공통로(270) 대신 핀, 집게, 고리 등 다양한 구속장치를 구비할 수 있고, 상기 스킨진공통로(270)에 더하여 추가로 상기 구속장치를 구비할 수도 있다.

상기 제2금형(200)은 상기 스킨(40)과 코어(30)를 압착할 때 스킨(40)에 봉제작업된 스티치 라인(42)이 원형을 유지하며 삐뚤어지는 것을 방지할 수 있는 가이드돌기(242)가 형성될 수 있다.

상기 가이드돌기(242)는 상기 스티치 라인(42)의 봉제작업을 위해 스킨(40)에 형성된 유도홈(44)에 삽입되는 구성으로서, 스킨(40)을 안정적으로 거치한 상태로 작업을 할 수 있는 동시에 스킨(40)에 봉제작업된 스티치 라인(42)이 삐뚤어지는 것을 방지할 수 있다.

상기 제2금형(200)은 상기 스킨(40)이 제2금형(200)에 안정적으로 흡착될 수 있도록 상기 가이드돌기(242)를 기준으로 이격된 한쪽 또는 양쪽에 복수의 스킨진공통로(270)가 형성될 수 있다.

상기 스킨진공통로(270)가 상기 가이드돌기(242) 한쪽 또는 양쪽에 형성되면 상기 가이드돌기(242)가 상기 유도홈(44)에 삽입된 상태가 해제되는 것을 방지할 수 있으므로, 상기 스킨(40)을 더욱 안정적으로 거치할 수 있는 동시에 성형이 완성된 내장재(20)의 일정한 품질을 유지할 수 있다.

상기 제3스킨성형영역(260)은 스킨(40)의 측면이 배치되는 부분으로서, 상기 제1스킨성형영역(220)과 제2스킨성형영역(240)을 이어준다.

상기 제2금형(200)은 스킨(40)을 가열하여 접착제(32)가 상기 스킨(40)에 용이하게 접착될 수 있도록 온수가 공급될 수 있는 온수통로(280)가 형성될 수 있다.

상기 온수통로(280)는 외부의 온수공급장치와 온수공급라인으로 연결될 수도 있지만, 상기 제2금형(200)에 결합되는 온수히터를 이용하여 온수통로(280)에 수용된 물을 직접 가열하는 것도 가능하다.

상기 온수통로(280)는 스킨(40)이 접하는 제2금형(200)을 가열하여 상기 스킨(40)의 온도를 높이기 위한 구성으로서, 스킨(40)의 온도를 높이면 스킨(40)을 접어 코어(30)의 말단을 감싸는 과정을 쉽게 진행할 수 있다.

상기 온수통로(280)를 이용해 스킨(40)의 온도를 높이면 코어(30)와 스킨(40)을 용이하게 접착할 수 있는 동시에 냉각 후에 코어(30)와 스킨(40)의 온도 차이에 의한 틀어짐을 방지할 수 있다.

코어(30)만 가열하고 스킨(40)은 가열하지 않은 상태에서 성형을 진행하면, 상기 코어(30)와 스킨(40)은 접착 후 냉각되는 과정에서 큰 온도 차이로 인한 수축 때문에 완성된 내장재(20)의 변형이 일어날 수 있으므로, 상기 온수통로(280)는 상기 변형을 방지할 수 있다.

상기 스킨(40)을 가열하기 위해서 상기 온수통로(280)는 상기 제2금형(200)을 약 60 ~ 80℃로 가열할 수 있지만, 약 70℃로 가열하는 것이 바람직하다.

도 4를 참조하면, 상기 슬라이드금형(300)은 스킨(40)을 구부려서 코어(30)를 감싸기 위한 구성으로서, 제2금형(200)에 결합되는 구동장치(330)에 의해 작동되고, 상기 제2금형(200)의 외측에서 내측 방향으로 직선왕복운동을 할 수 있다.

상기 구동장치(330)는 상기 슬라이드금형(300)을 작동시키기 위한 구성으로서, 유압 또는 공압을 이용한 실린더를 이용할 수 있다.

상기 구동장치(330)는 기어, 캠, 링크장치 등의 동력전달수단과 모터를 이용하는 것도 가능하다.

상기 구동장치(330)는 제2금형(200)에 결합될 수도 있으며, 상기 코어(30)와 스킨(40)을 압착할 때 상기 제1코어성형영역(120)과 제1스킨성형영역(220)에 접하면서 상기 제1금형(100)과 제2금형(200)이 소정의 간격을 유지할 수 있도록 할 수 있다.

상기 구동장치(330)는 상기 코어(30)와 스킨(40)을 압착할 때 상기 제1코어성형영역(120)과 제1스킨성형영역(220)에 접하면 작동하는 스위치를 구비하여 상기 슬라이드금형(300)을 구동할 수도 있다.

상기 슬라이드금형(300)은 상기 제2금형(200)과 마주보는 면에 상기 감싸기튜브(400)가 설치되는 장착홈(340)이 형성될 수 있다.

상기 장착홈(340)은 상기 감싸기튜브(400)가 설치되는 공간으로서, 상기 슬라이드금형(300)은 상기 감싸기튜브(400)를 상기 장착홈(340)에 수납된 상태로 이동한다.

상기 슬라이드금형(300)은 상기 제2금형(200)과 마주보는 면에 이동방향으로 제1가이드가 형성되고, 상기 제2금형(200)은 상기 슬라이드금형(300)과 마주보는 면에 상기 제1가이드에 대응되는 제2가이드가 형성될 수 있다.

상기 제1가이드와 제2가이드는 어느 하나가 다른 하나에 삽입되어 상기 슬라이드금형(300)이 일정한 경로를 이동할 수 있게 하는 구성으로서, 코어(30)의 말단을 감싸는 스킨(40)의 품질을 일정하게 유지할 수 있다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 진동장치를 구비한 금형장치는 슬라이드금형에 결합되는 승강장치에 결합되어 승강할 수 있고 상기 제1스킨성형영역에 배치된 스킨을 눌러 고정할 수 있는 클램핑장치를 포함할 수 있다.

상기 클램핑장치(600)는 상기 제1금형(100)과 제2금형(200)을 이용해 상기 코어(30)와 스킨(40)을 압착하는 과정에서 상기 스킨(40)의 위치가 변동되는 것을 방지하기 위한 구성으로서, 상기 클램핑장치(600)는 슬라이드금형(300)의 전진방향 전면에 결합되는 승강장치(610)에 결합된다.

상기 승강장치(610)는 상기 클램핑장치(600)와 상기 슬라이드금형(300) 사이를 연결하는 구성으로서, 상기 클램핑장치(600)는 상기 승강장치(610)를 기준으로 상하방향으로 이동할 수 있다.

상기 승강장치(610)는 상기 클램핑장치(600)를 상하방향으로 이동시키기 위해서 모터와 기어를 포함할 수 있고, 캠, 링크장치 등의 동력전달수단과 모터를 이용하는 것도 가능하다.

상기 승강장치(610)는 상기 클램핑장치(600)를 상하방향으로 이동시키기 위해서 유압 또는 공압을 이용한 실린더를 이용할 수도 있고, 리니어모터(Linear Motor)를 이용할 수도 있다.

제1금형(100)에 스킨(40)을 배치할 때 상기 클램핑장치(600)는 상기 스킨(40)과 이격되어 있는 상태이다.

제1금형(100)과 제2금형(200)을 이용해 코어(30)와 스킨(40)을 압착할 때 상기 승강장치(610)는 상기 클램핑장치(600)를 아래로 이동시키고, 상기 클램핑장치(600)가 상기 스킨(40)을 누름으로써 상기 스킨(40)은 상기 제1금형(100)에 처음 배치된 상태를 유지하게 된다.

상기 슬라이드금형(300)을 이동시켜 상기 스킨(40)으로 상기 코어(30)을 감싸기 위해서 상기 승강장치(610)는 상기 클램핑장치(600)를 위로 이동되고, 상기 클램핑장치(600)가 상기 스킨(40)을 누르던 접촉이 해제된다.

슬라이드금형(300)의 전진방향 전면은 후면 방향으로 소정의 각도로 기울어지게 빗면으로 형성할 수 있고, 상기 클램핑장치(600)는 상기 빗면에 결합된 승강장치(610)에 의해 상기 빗면을 따라 승강할 수 있으므로, 슬라이드금형(300)이 전진했을 때 상기 클램핑장치(600)가 차지하는 공간을 절약할 수 있다.

상기 클램핑장치(600)는 상기 제1금형(100)과 제2금형(200)을 이용해 상기 코어(30)와 스킨(40)을 압착할 때 상기 스킨(40)을 진동시킬 수 있는 진동장치(620)를 포함할 수 있다.

상기 진동장치(620)는 상기 제1금형(100)과 제2금형(200)을 이용해 상기 코어(30)와 스킨(40)을 압착할 때 상기 스킨(40)과 코어(30)가 서로 잘 맞물리며 안착될 수 있도록 하기 위한 구성으로서, 상기 클램핑장치(600)에 결합된다.

상기 진동장치(620)는 편심을 가진 중량체를 회전시켜서 진동을 발생시키는 회전모터 또는 정형파 가진(加振)을 통해 공진모드를 만들어 진동을 발생시키는 리니어모터 등 일반적으로 이용되는 진동모터를 이용할 수 있다.

상기 제1금형(100)과 제2금형(200)을 이용해 코어(30)와 스킨(40)을 압착할 때 상기 클램핑장치(600)가 아래로 이동해서 상기 스킨(40)을 누른 후에 상기 진동장치(620)가 상기 스킨(40)을 진동시키게 된다.

상기 진동장치(620)가 상기 스킨(40)을 진동시키면 상기 스킨(40)과 코어(30)가 서로 맞물릴 때 발생할 수 있는 저항을 감소시킬 수 있으므로, 상기 스킨(40)과 코어(30)를 정확하게 안착된 상태로 압착시킬 수 있다.

상기 감싸기튜브(400)는 탄성력을 가지는 유연한 소재(고무, 실리콘, 엘라스토머 등)로 이루어지며, 공기가 공급되면 팽창하고 공급된 공기가 배출되면 초기 상태로 돌아온다.

상기 감싸기튜브(400)는 공기가 공급되기 전에는 제1스킨성형영역(220)과 접하지 않으므로, 슬라이드금형(300)이 이동할 때 상기 감싸기튜브(400)의 파손을 방지할 수 있다.

상기 슬라이드금형(300)은 감싸기튜브(400)에 공기를 공급할 수 있도록 외부의 공기공급장치(500)와 연결된 공기공급라인(510)과 상기 장착홈(340)을 연결하는 공기통로(360)가 형성될 수 있다.

상기 공기통로(360)는 상기 공기공급장치(500)에서 공급되는 공기가 상기 장착홈(340)에 설치된 감싸기튜브(400)로 이동하는 통로로서, 상기 공기통로(360)는 상기 공기공급장치(500)와 공기공급라인(510)으로 연결된다.

상기 공기통로(360)는 외부의 공기공급장치(500)와 감싸기튜브(400)를 연결하는 공기공급라인(510)이 슬라이드금형(300) 외부로 노출되어 슬라이드금형(300)이 이동할 때 파손되는 것을 방지할 수 있다.

상기 공기공급장치(500)는 상기 감싸기튜브(400)에 고온의 공기를 공급할 수 있도록 공기히터(520)가 결합될 수 있다.

상기 공기히터(520)는 상기 감싸기튜브(400)와 접하는 스킨(40)을 가열하기 위한 구성으로서, 상기 슬라이드금형(300)의 이동에 의해 제3코어성형영역(160) 방향으로 접혀서 상기 감싸기홈(162)에 위치하는 스킨(40)을 가열할 수 있다.

상기 스킨(40)의 온도를 높이면 상기 감싸기홈(162)에 위치하는 스킨(40)을 접어 코어(30)의 말단을 감싸는 과정을 쉽게 진행할 수 있다.

상기 공기히터(520)를 이용해 상기 스킨(40)의 온도를 높이면 코어(30)와 스킨(40)을 용이하게 접착할 수 있는 동시에 냉각 후에 코어(30)와 스킨(40)의 온도 차이에 의한 틀어짐을 방지할 수 있다.

상기 스킨(40)을 가열하기 위해서 상기 공기히터(520)는 상기 감싸기튜브(400)를 약 60 ~ 80℃로 가열할 수 있지만, 약 70℃로 가열하는 것이 바람직하다.

상기 공기히터(520)는 공기공급장치(500)가 아닌 장착홈(340)이나 감싸기튜브(400)에 설치하는 것도 가능하고, 상기 공기히터(520)를 상기 장착홈(340)이나 감싸기튜브(400)에 설치하면 공기통로(360)나 공기공급라인(510)에서 손실되는 에너지를 절감할 수 있다.

본 발명에 따른 내장재 제조방법은 상술한 진동장치를 구비한 금형장치(10)를 이용하여 자동차 내장재(20)를 성형하는 방법에 관한 것이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 내장재 제조방법은, IMG 금형장치를 이용해 스킨(40)의 표면(42)을 성형하는 제1단계; 봉제작업을 통해 상기 스킨(40)에 스티치 라인(42)을 형성하는 제2단계; 상기 제1금형(100)에 접착제(32)가 코어(30)를 배치하는 제3단계; 상기 제2금형(200)에 상기 스킨(40)을 배치하는 제4단계; 상기 제1금형(100)과 제2금형(200)을 이용해 상기 코어(30)와 스킨(40)을 압착하는 제5단계; 상기 슬라이드금형(300)을 상기 제2금형(200)의 내측으로 이동시켜 상기 스킨(40)을 상기 코어(30) 방향으로 접는 제6단계; 상기 감싸기튜브(400)에 공기를 공급하여 상기 스킨(40)을 접어 상기 코어(30)의 말단을 감싸는 제7단계; 상기 감싸기튜브(400)에 주입된 공기를 배출시키는 제8단계; 상기 슬라이드금형(300)을 상기 제2금형(200)의 외측으로 이동시키는 제9단계; 상기 제1금형(100)과 제2금형(200)을 이격시켜 상기 코어(30)와 스킨(40)이 결합된 내장재(20)를 취출하는 제10단계를 포함한다.

상기 제1단계는 스킨(40)의 표면(42)에 무늬 등을 형성하는 IMG 금형장치를 이용해서 스킨(40)의 표면(42)을 성형하는 과정으로서, 스킨(40)에 리얼스티치 봉제작업을 하기 전에 미리 스킨(40)의 표면(42)에 무늬를 성형하는 것이다.

IMG(In Mold Graining, IMG) 성형은 전기 주조(elctro forming)를 통해 정교한 패턴이나 질감이 구현된 금형(전주 금형)을 사용해서 보다 고급스러운 내장재(20)의 표면(42) 처리를 가능하게 하는 방법으로서, 자동차 내장재(20) 스킨(40)의 표면(42)을 성형하는 일반적인 방법이다.

상기 제2단계는 IMG 금형장치를 이용해서 표면(42)이 성형된 스킨(40)에 봉제작업을 통해서 스티치 라인(42)을 형성하는 과정으로서, 무늬가 아닌 리얼스티치를 자동차 내장재(20)의 스킨(40)에 형성함으로써 고급스러움을 표현할 수 있다.

도 1을 참조하면, 상기 센터 콘솔의 스킨(40)은 표면(42) 가장자리를 따라 전후 방향으로 스티치 라인(42) 및 상기 스티치 라인(42)과 평행한 유도홈(44)이 형성될 수 있다.

상기 유도홈(44)은 상기 봉제작업을 할 때 재봉틀의 노루발을 유도하여 스티치 라인(42)이 삐뚤어지지 않도록 하며, 상기 제2금형(200)에 형성된 가이드돌기(242)가 삽입될 수 있다.

도 5a를 참조하면, 상기 제3단계는 미리 성형된 코어(30)에 접착제(32)를 도포한 후 제1금형(100)에 배치하는 과정으로서, 상기 코어(30)의 윗면은 제1금형(100)의 제2코어성형영역(140)에 접하고, 상기 코어(30)의 내측면은 상기 제1금형(100)의 제3코어성형영역(160)에 접하게 된다.

상기 코어(30)는 상기 제1금형(100)에 형성된 코어진공통로(170)에 형성되는 진공압력에 의해 처음 배치된 상태를 유지할 수 있다.

상기 접착제(32)는 상기 코어(30)가 상기 제1금형(100)과 접하지 않은 부분에 도포된다.

도 5a를 참조하면, 상기 제4단계는 상기 IMG 금형장치를 이용해서 표면(42)이 성형된 후 봉제작업을 통해 스티치 라인(42)이 형성된 스킨(40)을 제2금형(200)에 배치하는 과정으로서, 상기 스킨(40)의 표면(42)이 상기 제2금형(200)의 제1스킨성형영역(220), 제2스킨성형영역(240) 및 제3스킨성형영역(260)에 접하게 된다.

상기 스킨(40)에 형성된 유도홈(44)은 상기 제2금형(200)의 제2스킨성형영역(240)에 형성된 가이드돌기(242)와 맞물린다.

상기 스킨(40)은 상기 제2금형(200)에 형성된 스킨진공통로(270)에 형성되는 진공압력에 의해 처음 배치된 상태를 유지할 수 있다.

도 5b를 참조하면, 상기 제5단계는 상기 진동장치(110)로 상기 코어(30)를 진동시키면서 상기 코어(30)가 배치된 제1금형(100)과 상기 스킨(40)이 배치된 제2금형(200)의 간격을 좁혀서 상기 코어(30)와 스킨(40)을 압착하는 과정으로서, 상기 코어(30)에 도포된 접착제(32)가 상기 스킨(40)의 표면(42)과 접하면서 상기 코어(30)와 스킨(40)이 결합된다.

상기 제1금형(100)은 상기 진동장치(110)에 의해 진동하게 되므로, 상기 제1금형(110)에 배치된 상기 코어(30)도 함께 진동하게 된다.

상기 진동장치(110)에 의해 진동하는 상기 제1금형(100)이 상기 스킨(40)을 진동시키면 상기 스킨(40)과 코어(30)가 서로 맞물릴 때 발생할 수 있는 저항을 감소시킬 수 있으므로, 상기 스킨(40)과 코어(30)는 정확하게 맞물려 안착된 상태로 압착될 수 있다.

상기 제5단계는 제1금형(100)에 결합된 코어히터(180)를 이용해서 상기 코어(30)에 도포된 접착제(32)를 활성화시키고, 제2금형(200)에 형성된 온수통로(280)를 이용해서 상기 스킨(40)을 가열하여 상기 접착제(32)가 상기 스킨(40)에 용이하게 접착되도록 할 수 있다.

상기 코어히터(180)와 온수통로(280)를 이용해 상기 코어(30)와 스킨(40)의 온도를 높이면 코어(30)와 스킨(40)을 용이하게 접착할 수 있는 동시에 냉각 후에 상기 코어(30)와 스킨(40)의 온도 차이에 의한 틀어짐을 방지할 수 있다.

도 5c 내지 5d를 참조하면, 상기 제6단계는 슬라이드금형(300)을 이동시켜 스킨(40)으로 코어(30)의 말단을 감싸기 위한 과정으로서, 상기 슬라이드금형(300)을 제1금형(100)의 제3코어성형영역(160) 방향으로 이동시키면 제2금형(200)의 제1스킨성형영역(220)에 접하고 있던 상기 스킨(40)이 상기 코어(30)를 감싸는 방향으로 접히게 된다.

상기 슬라이드금형(300)이 상기 제1금형(100)에 형성된 감싸기홈(162)으로 이동해서 감싸기튜브(400)가 팽창할 수 있는 공간이 확보되면 상기 슬라이드금형(300)은 이동을 멈추게 된다.

도 5e를 참조하면, 상기 제7단계는 상기 슬라이드금형(300)에 결합된 감싸기튜브(400)에 공기를 공급하여 상기 스킨(40)으로 코어(30)의 말단을 감싸기 위한 과정으로서, 상기 감싸기튜브(400)를 팽창시키면 상기 스킨(40)이 상기 코어(30)의 말단을 감싸는 방향으로 접히게 된다.

상기 감싸기튜브(400)에 공기를 공급하면 상기 감싸기튜브(400)는 슬라이드금형(300)의 장착홈(340) 내부에서 외부로 부피가 커지면서 상기 스킨(40)의 말단을 상기 코어(30) 방향으로 접게 된다.

상기 감싸기튜브(400)가 완전히 팽창하면 상기 감싸기홈(162)을 가득 채우게 되므로, 상기 스킨(40)의 말단은 상기 코어(30)의 말단 방향으로 압력을 받게 된다.

제7단계는 상기 슬라이드금형(300)에 결합된 공기히터(520)를 이용해서 상기 감싸기튜브(400)에 고온의 공기를 공급할 수 있으므로, 상기 감싸기튜브(400)와 접하는 스킨(40)을 가열할 수 있다.

상기 제8단계는 감싸기튜브(400)에 주입된 공기를 배출시키는 과정으로서, 스킨(40)으로 코어(30)의 말단을 감싸는 작업이 끝난 후에 슬라이드금형(300)을 초기 위치로 이동시키기 위해서 상기 감싸기튜브(400)에 공급된 공기를 배출하는 것이다.

상기 감싸기튜브(400)에 주입된 공기를 배출하면 상기 감싸기튜브(400)는 자체의 탄성력으로 인해서 초기 상태로 복귀하게 되므로, 상기 감싸기튜브(400)는 상기 슬라이드금형(300)에 형성된 장착홈(340) 내부로 수용된다.

상기 제9단계는 슬라이드금형(300)을 제2금형(200)의 외측으로 이동시키는 과정으로서, 구동장치(330)를 이용해 상기 슬라이드금형(300)을 초기 위치로 복귀시킨다.

상기 감싸기튜브(400)는 상기 슬라이드금형(300)에 형성된 장착홈(340) 내부로 수용된 상태이므로, 상기 슬라이드금형(300)이 이동하는 과정에서 파손을 방지할 수 있다.

상기 제10단계는 성형이 완성된 내장재(20)를 취출하기 위한 과정으로서, 제1금형(100)과 제2금형(200)을 이격시킨 후 상기 내장재(20)를 꺼내는 것이다.

본 발명에 따른 내장재 제조방법은 상기 제1단계부터 제10단계로 진행되는 과정을 통해 내장재(20) 제조공정에 필요한 인력, 시간 및 비용을 절감할 수 있다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예 2에 따른 내장재 제조방법은, 상기 클램핑장치 및 이에 결합되는 진동장치를 포함하는 진동장치를 구비한 금형장치를 이용하여 내장재를 성형하는 방법에 관한 것으로서, IMG 금형장치를 이용해 스킨의 표면을 성형하는 제1단계; 봉제작업을 통해 상기 스킨에 스티치 라인을 형성하는 제2단계; 상기 제1금형에 접착제가 도포된 코어를 배치하는 제3단계; 상기 제2금형에 상기 스킨을 배치하는 제4단계; 상기 클램핑장치를 이용해 상기 스킨을 고정하는 제5단계; 상기 진동장치로 상기 코어를 진동시키고 상기 클램핑장치로 상기 스킨을 진동시키면서 상기 제1금형과 제2금형을 이용해 상기 코어와 스킨을 압착하는 제6단계; 상기 스킨을 고정한 상기 클램핑장치를 해제하고 상기 슬라이드금형을 상기 제2금형의 내측으로 이동시켜 상기 스킨을 상기 코어 방향으로 접는 제7단계; 상기 감싸기튜브에 공기를 공급하여 상기 스킨을 접어 상기 코어의 말단을 감싸는 제8단계; 상기 감싸기튜브에 주입된 공기를 배출시키는 제9단계; 상기 슬라이드금형을 상기 제2금형의 외측으로 이동시키는 제10단계; 상기 제1금형과 제2금형을 이격시켜 상기 코어와 스킨이 결합된 내장재를 취출하는 제11단계를 포함한다.

본 발명의 실시예 2에 따른 내장재 제조방법은 실시예 1과 제1단계부터 제4단계까지 동일하다.

상기 제5단계는 상기 클램핑장치(600)를 아래로 이동시켜 상기 스킨(40)을 고정하는 과정으로서, 상기 제1금형(100)과 제2금형(200)을 이용해 상기 코어(30)와 스킨(40)을 압착하기 전에 상기 스킨(40)에 상기 코어(30)가 정확하게 안착될 수 있도록 상기 스킨(40)이 움직이지 못하도록 고정한다.

상기 클램핑장치(600)로 상기 스킨(40)을 고정한 상태로 상기 코어(30)를 안착시키면 상기 스킨(40)이 처음 배치된 위치를 유지할 수 있으므로, 상기 코어(30)가 상기 스킨(40)에 안착될 때 상기 스킨(40)이 움직이는 것을 방지할 수 있다.

상기 제6단계는 상기 진동장치(110)로 상기 코어(30)를 진동시키고 상기 클램핑장치(600)로 상기 스킨(40)을 진동시키면서 상기 코어(30)가 배치된 제1금형(100)과 상기 스킨(40)이 배치된 제2금형(200)의 간격을 좁혀서 상기 코어(30)와 스킨(40)을 압착하는 과정으로서, 상기 코어(30)에 도포된 접착제(32)가 상기 스킨(40)의 표면(42)과 접하면서 상기 코어(30)와 스킨(40)이 결합된다.

상기 클램핑장치(600)는 진동장치(620)에 의해 진동하게 되므로, 상기 클램핑장치(600)에 의해 고정된 스킨(40)도 함께 진동하게 된다.

상기 코어(30)와 스킨(40)은 동시에 진동하면서 상기 제1금형(100)과 제2금형(200)에 의한 압착이 진행된다.

상기 진동장치(620)에 의해 진동하는 상기 클램핑장치(600)가 상기 스킨(40)을 진동시키면 상기 스킨(40)과 코어(30)가 서로 맞물릴 때 발생할 수 있는 저항을 감소시킬 수 있으므로, 상기 스킨(40)과 코어(30)는 정확하게 맞물려 안착된 상태로 압착될 수 있다.

상기 제6단계는 제1금형(100)에 결합된 코어히터(180)를 이용해서 상기 코어(30)에 도포된 접착제(32)를 활성화시키고, 제2금형(200)에 형성된 온수통로(280)를 이용해서 상기 스킨(40)을 가열하여 상기 접착제(32)가 상기 스킨(40)에 용이하게 접착되도록 할 수 있다.

상기 제7단계는 상기 스킨(40)을 고정한 상기 클램핑장치(600)를 해제하고 슬라이드금형(300)을 이동시켜 스킨(40)으로 코어(30)의 말단을 감싸기 위한 과정으로서, 상기 슬라이드금형(300)을 제1금형(100)의 제3코어성형영역(160) 방향으로 이동시키면 제2금형(200)의 제1스킨성형영역(220)에 접하고 있던 상기 스킨(40)이 상기 코어(30)를 감싸는 방향으로 접히게 된다.

상기 슬라이드금형(300)을 이동시키기 전에 상기 클램핑장치(600)로 고정된 스킨의 구속상태를 먼저 해제하여야 한다.

상기 실시예 2의 제8단계는 상기 실시예 1의 7단계와 동일하고, 상기 실시예 2의 제9단계는 상기 실시예 1의 8단계와 동일하고, 상기 실시예 2의 제10단계는 상기 실시예 1의 9단계와 동일하고, 상기 실시예 2의 제11단계는 상기 실시예 1의 10단계와 동일하다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 청구범위에 속한다고 하여야 할 것이다.

10: 진동장치를 구비한 금형장치 20: 내장재
30: 코어 32: 접착제
34: 고정돌기 40: 스킨
42: 표면 44: 유도홈
46: 스티치 라인 48: 이면
100: 제1금형 110: 진동장치
120: 제1코어성형영역 140: 제2코어성형영역
160: 제3코어성형영역 162: 감싸기홈
170: 코어진공통로 180: 코어히터
200: 제2금형 220: 제1스킨성형영역
240: 제2스킨성형영역 242: 가이드돌기
260: 제3스킨성형영역 270: 스킨진공통로
280: 온수통로 300: 슬라이드금형
330: 구동장치 340: 장착홈
360: 공기통로 400: 감싸기튜브
500: 공기공급장치 510: 공기공급라인
520: 공기히터 600: 클램핑장치
610: 승강장치 620: 진동장치

Claims

성형을 위한 내장재의 코어가 배치되는 코어성형면의 둘레를 따라 형성되는 제1코어성형영역, 상기 코어성형면의 내부에서 상기 제1코어성형영역과 단차를 가지도록 돌출되어 형성되는 제2코어성형영역 및 상기 제1코어성형영역과 제2코어성형영역을 연결하는 제3코어성형영역이 형성되는 제1금형;
상기 코어성형면과 마주보며 상기 내장재의 스킨이 배치되는 스킨성형면의 둘레를 따라 형성되는 제1스킨성형영역, 상기 스킨성형면의 내부에서 상기 제1스킨성형영역과 단차를 가지도록 함입되어 형성되는 제2스킨성형영역 및 상기 제1스킨성형영역과 제2스킨성형영역을 연결하는 제3스킨성형영역이 형성되는 제2금형;
상기 제2금형에 결합되는 구동장치에 의해 작동되고 상기 제1스킨성형영역과 접하면서 상기 제2금형의 내측으로 이동하여 상기 스킨을 상기 코어 방향으로 접을 수 있는 슬라이드금형; 및
상기 제1금형과 제2금형을 이용해 상기 코어와 스킨을 압착할 때 상기 코어를 진동시킬 수 있도록 상기 제1금형에 결합되는 진동장치를 포함하되,
상기 슬라이드금형에 결합되고 상기 코어 방향으로 접힌 스킨을 접어 상기 코어의 말단을 감쌀 수 있도록 유체가 공급되면 부피가 커지는 감싸기튜브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동장치를 구비한 금형장치.
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제1항에 있어서,
상기 제1금형은 상기 슬라이드금형이 이동한 후 상기 감싸기튜브가 상기 스킨을 접어 상기 코어의 말단을 감쌀 수 있도록 상기 제3코어성형영역에 감싸기홈이 형성되고,
상기 제1금형은 상기 코어가 배치된 상태를 유지할 수 있도록 상기 코어에 형성된 고정돌기가 삽입되는 고정홈이 형성되고,
상기 제1금형은 상기 코어가 제1금형에 안정적으로 흡착될 수 있도록 상기 고정홈을 기준으로 이격된 한쪽 또는 양쪽에 복수의 코어진공통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 진동장치를 구비한 금형장치.
제1항에 있어서,
상기 제2금형은 스킨에 봉제작업된 스티치 라인의 원형을 유지할 수 있도록 상기 봉제작업을 위해 스킨에 형성된 유도홈에 삽입되는 가이드돌기가 제2스킨성형영역에 형성되고,
상기 제2금형은 상기 스킨이 제2금형에 안정적으로 흡착될 수 있도록 상기 가이드돌기를 기준으로 이격된 한쪽 또는 양쪽에 복수의 스킨진공통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 진동장치를 구비한 금형장치.
제1항에 있어서,
상기 제1금형은 상기 코어를 가열하여 상기 코어에 도포된 접착제를 활성화시키기 위한 코어히터가 결합되고,
상기 제2금형은 상기 스킨을 가열하여 상기 접착제가 상기 스킨에 용이하게 접착될 수 있도록 온수가 공급될 수 있는 온수통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 진동장치를 구비한 금형장치.
제1항에 있어서,
상기 슬라이드금형은 상기 제2금형과 마주보는 면에 상기 감싸기튜브가 설치되는 장착홈이 형성되어 상기 감싸기튜브가 상기 제1스킨성형영역과 접하지 않고,
상기 슬라이드금형은 상기 감싸기튜브에 공기를 공급할 수 있도록 외부의 공기공급장치와 연결된 공기공급라인과 상기 장착홈을 연결하는 공기통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 진동장치를 구비한 금형장치.
제6항에 있어서,
상기 공기공급장치는 상기 감싸기튜브에 고온의 공기를 공급할 수 있도록 공기히터가 결합되는 것을 특징으로 하는 진동장치를 구비한 금형장치.
제1항에 있어서,
상기 슬라이드금형에 결합되는 승강장치에 결합되어 승강할 수 있고 상기 제1스킨성형영역에 배치된 스킨을 눌러 고정할 수 있는 클램핑장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동장치를 구비한 금형장치.
제8항에 있어서,
상기 클램핑장치는 상기 제1금형과 제2금형을 이용해 상기 코어와 스킨을 압착할 때 상기 스킨을 진동시킬 수 있는 진동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동장치를 구비한 금형장치.
제1항 또는 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항의 진동장치를 구비한 금형장치를 이용하여 내장재를 성형하는 방법에 관한 것으로서,
IMG 금형장치를 이용해 스킨의 표면을 성형하는 제1단계;
봉제작업을 통해 상기 스킨에 스티치 라인을 형성하는 제2단계;
상기 제1금형에 접착제가 도포된 코어를 배치하는 제3단계;
상기 제2금형에 상기 스킨을 배치하는 제4단계;
상기 진동장치로 코어를 진동시키면서 상기 제1금형과 제2금형을 이용해 상기 코어와 스킨을 압착하는 제5단계;
상기 슬라이드금형을 상기 제2금형의 내측으로 이동시켜 상기 스킨을 상기 코어 방향으로 접는 제6단계;
상기 감싸기튜브에 공기를 공급하여 상기 스킨을 접어 상기 코어의 말단을 감싸는 제7단계;
상기 감싸기튜브에 주입된 공기를 배출시키는 제8단계;
상기 슬라이드금형을 상기 제2금형의 외측으로 이동시키는 제9단계;
상기 제1금형과 제2금형을 이격시켜 상기 코어와 스킨이 결합된 내장재를 취출하는 제10단계를 포함하는 내장재 제조방법.
제10항에 있어서,
상기 제5단계는 제1금형에 결합된 코어히터를 이용해서 상기 코어에 도포된 접착제를 활성화시키고, 제2금형에 형성된 온수통로를 이용해서 상기 스킨을 가열하여 상기 접착제가 상기 스킨에 용이하게 접착되도록 하고,
상기 제7단계는 상기 슬라이드금형에 결합된 공기히터를 이용해서 상기 감싸기튜브에 고온의 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 내장재 제조방법.
제8항 또는 제9항의 진동장치를 구비한 금형장치를 이용하여 내장재를 성형하는 방법에 관한 것으로서,
IMG 금형장치를 이용해 스킨의 표면을 성형하는 제1단계;
봉제작업을 통해 상기 스킨에 스티치 라인을 형성하는 제2단계;
상기 제1금형에 접착제가 도포된 코어를 배치하는 제3단계;
상기 제2금형에 상기 스킨을 배치하는 제4단계;
상기 클램핑장치를 이용해 상기 스킨을 고정하는 제5단계;
상기 진동장치로 상기 코어를 진동시키고 상기 클램핑장치로 상기 스킨을 진동시키면서 상기 제1금형과 제2금형을 이용해 상기 코어와 스킨을 압착하는 제6단계;
상기 스킨을 고정한 상기 클램핑장치를 해제하고 상기 슬라이드금형을 상기 제2금형의 내측으로 이동시켜 상기 스킨을 상기 코어 방향으로 접는 제7단계;
상기 감싸기튜브에 공기를 공급하여 상기 스킨을 접어 상기 코어의 말단을 감싸는 제8단계;
상기 감싸기튜브에 주입된 공기를 배출시키는 제9단계;
상기 슬라이드금형을 상기 제2금형의 외측으로 이동시키는 제10단계;
상기 제1금형과 제2금형을 이격시켜 상기 코어와 스킨이 결합된 내장재를 취출하는 제11단계를 포함하는 내장재 제조방법.