KR102038915B1

KR102038915B1 - 자동차 내장재 성형장치 및 방법

Info

Publication number: KR102038915B1
Application number: KR1020170147973A
Authority: KR
Inventors: 조지현; 김동석; 김종규
Original assignee: 주식회사 서연이화
Priority date: 2017-11-08
Filing date: 2017-11-08
Publication date: 2019-10-31
Also published as: KR20190052348A

Abstract

본 발명의 실시예는, 폼스킨이 내측에 인서트되는 상부금형; 상기 상부금형과 결합되는 하부금형; 상기 하부금형에 상기 폼스킨의 일부 외곽부에 대응되도록 위치되어 상하로 슬라이딩가능하도록 설치되는 슬라이딩 코어; 및 상기 하부금형에 상기 폼스킨의 나머지 외곽부에 대응되도록 위치되어 고정 설치되는 고정 코어를 포함하는, 자동차 내장재 성형장치를 제공한다.

Description

자동차 내장재 성형장치 및 방법{Apparatus and method for manufacturing car interior}

본 발명은 자동차 내장재 성형장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 소프트폼과 하드패널을 일체로 성형할 수 있도록 하는 자동차 내장재 성형장치 및 방법에 관한 것이다.

자동차의 내장재는 도어트림, 범퍼, 콘솔, 시트 등 다양한 제품들로 구성된다.

자동차의 내장재 중 도어 트림은, 자동차 실내 미관 향상은 물론 승객의 안락하고 쾌적한 운전공간을 마련해주고 주행중 발생할 수 있는 외부충격으로부터 운전자와 승객을 보호하며 각종 수납공간, 안전장구, 전자장비 등을 설치하는 공간이며, 사용자가 팔이나 다리가 인접할 수 있는 공간이므로 소프트감을 향상시켜 사용자의 만족감을 보다 향상시킬 수 있게 된다.

자동차의 내장재 중 콘솔은, 무릎 부위가 접할 수 있는 니레스트(Knee Rest)가 측면에 형성되는 데, 이 경우에도 사용자에게 소프트한 감촉을 제공할 필요가 있다.

또한, 크래쉬패드의 경우에도, 소프트폼과 하드패널의 투톤으로 사출되어 부드러운 쿠션감을 제공하도록 제조되고 있다.

이와 같이, 종래에는 자동차 내장재에서, 소프트폼과 하드패널이 투톤 사출되어야 하는 경우가 발생되는데, 도 1 내지 도 3를 참조하여 종래의 자동차 내장재 성형방법에 대해 살펴본다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 프리포밍된 폼스킨(10)이 상부금형(20)과 하부금형(30) 사이에 인서트되고, 슬라이딩 코어(40)가 상승한다.

다음으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 폼층(11)과 스킨층(13)을 포함하는 폼스킨(10)의 하측으로 하부금형(30)에 구비된 주입게이트(31)를 통해 제1수지(3)가 형개 사출되어 1차 성형된다.

이후, 도 3에 도시된 바와 같이, 슬라이딩 코어(40)가 하강하고 제2수지(1)가 고압으로 사출된다.

그러나, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2수지(1)는 슬라이딩 코어(40)가 하강후 고압 사출로 주입되기 때문에 제1수지(3) 및 제2수지(1)가 만나는 경계부에서 스킨층(13) 상단으로 제2수지(1)가 역류되어 제품 불량이 발생되는 문제점이 있었다.

한국 등록특허공보 제10-1543118호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 소프트폼과 하드패널이 투톤 사출될 때 경계부에서 사출수지가 역류되는 것을 방지할 수 있는 자동차 내장재 성형장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명의 일관점에 따른 자동차 내장재 성형장치는, 폼스킨이 내측에 인서트되는 상부금형; 상기 상부금형과 결합되는 하부금형; 상기 하부금형에 상기 폼스킨의 일부 외곽부에 대응되도록 위치되어 상하로 슬라이딩가능하도록 설치되는 슬라이딩 코어; 및 상기 하부금형에 상기 폼스킨의 나머지 외곽부에 대응되도록 위치되어 고정 설치되는 고정 코어를 포함한다.

본 실시예에 따른 자동차 내장재 성형장치는, 슬라이딩 코어가 상승시, 제1수지가 제1압력으로 상기 폼스킨의 하측에 주입되고, 상기 슬라이딩 코어가 하강시, 제2수지가 제2압력으로 상기 폼스킨의 외측에 주입되도록 구성된다.

여기서, 상기 제1압력은 상기 제2압력보다 낮은 사출압력일 수 있다.

본 실시예에서 상기 고정 코어는, 상기 슬라이딩 코어가 하강시에도 위치가 고정되도록 구성된다.

또한, 고정 코어의 상단부는, 상기 사출공간의 일부를 구성하는 성형부와, 상기 폼스킨을 가압하는 가압부를 구비하고, 상기 슬라이딩 코어가 하강시에도 위치가 고정되어 상기 가압부가 상기 폼스킨을 가압하는 상태를 유지하도록 구성된다.

또한, 상기 고정 코어는, 상기 제1수지를 주입하도록 상기 하부금형에 구비된 주입게이트의 위치와 상기 제1수지의 사출압력에 따라 설치 개수가 결정된다.

또한, 상기 고정 코어는, 설치 간격이 상기 폼스킨의 외곽부 형상에 따라 결정될 수 있다. 일례로, 상기 고정 코어는, 상기 폼스킨의 외곽부 곡률에 따라 설치 간격이 결정될 수도 있다.

한편, 본 발명의 다른 관점에 따른 자동차 내장재 성형방법은, 폼스킨을 상부금형 내측에 인서트하는 단계; 하부금형에 구비된 슬라이딩 코어를 상승시켜 상기 폼스킨의 하측에 제1수지를 제1압력으로 사출하는 단계; 및 상기 슬라이딩 코어를 하강시키고, 상기 하부금형에 구비된 고정 코어는 위치를 유지한 상태로 상기 폼스킨의 외측에 제2수지를 제2압력으로 사출하는 단계;를 포함한다.

본 발명에 의하면 금형에서 슬라이딩 코어 및 고정 코어가 구비됨으로써, 2차 고압사출단계에서 사출수지가 역류되는 것을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 종래 자동차 내장재 성형방법에서 폼스킨의 인서트단계를 도시한 것이고,
도 2는 종래 자동차 내장재 성형방법에서 1차 형개사출단계를 도시한 것이고,
도 3은 종래 자동차 내장재 성형방법에서 2차 고압사출단계를 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 내장재 성형방치에 포함된 하부금형을 도시한 것이고,
도 5는 도 4의 A-A방향 단면도이고,
도 6은 도 4의 B-B방향 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 내장재 성형방치에 포함된 하부금형을 도시한 것이고, 도 5는 도 4의 A-A방향 단면도이고, 도 6은 도 4의 B-B방향 단면도이다.

이하에서는, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 자동차 내장재 성형장치의 각 구성 및 성형방법을 단계별로 설명한다.

본 실시예에 따른 자동차 내장재 성형방법은, 슬라이딩 코어(140)가 상승한 상태에서 제1수지(113)가 제1압력으로 폼스킨(111)의 하측에 주입되는 제1사출단계와, 슬라이딩 코어(140)가 하강한 상태에서 폼스킨(111)의 외측으로 제2수지(101)가 주입되는 제2사출단계를 포함한다.

도 4를 참조하면, 자동차 내장재 성형방치에 포함된 하부금형(130)은, 상부금형(미도시)와 결합되어 사출공간을 형성하며, 폼스킨(미도시)이 금형내에 인서트된 상태에서 사출성형이 진행된다.

여기서, 폼스킨(미도시)는, 진공흡입되어 상부금형(미도시)에 안착될 수 있다.

본 실시예에서 하부금형(130)은, 폼스킨(미도시)의 일부 외곽부에 대응되도록 위치되어 상하로 슬라이딩가능하도록 설치되는 슬라이딩 코어(140)와, 폼스킨(미도시)의 나머지 외곽부에 대응되도록 위치되어 고정 설치되는 고정 코어(150)를 포함한다.

이와 같이 본 발명의 하부금형(130)은 슬라이딩 코어(140)와 고정 코어(150)가 폼스킨(미도시)의 외곽부 라인을 따라 다수개가 교차되면서 설치되어 있는데, 슬라이딩 코어(140) 및 고정 코어(150)의 구체적 구성 및 동작을 이하에서 설명한다.

먼저, 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 자동차 내장재 성형장치는, 하부금형(130)에 슬라이딩 코어(140)가 상하로 이동가능하도록 설치된다.

슬라이딩 코어(140)가 상승한 상태(a)에서는, 제1수지(113)가 제1압력으로 폼스킨(111)의 하측에 주입되고, 폼스킨(111)의 외측에는 사출공간이 형성되게 된다.

슬라이딩 코어(140)이 하강한 상태(b)에서는, 폼스킨(111) 외측에 형성된 사출공간으로 제2수지(101)가 제2압력으로 주입되어 상기 폼스킨(111)의 외측에 하드패널이 형성된다.

여기서, 제1압력은 제2압력보다 낮은 사출압력일 수 있다.

일례로, 제1수지(113)는 제1사출단계에서 형개 사출압력(제1압력)으로 주입되고, 제2수지(101)는 제2사출단계에서 형개 사출압력보다 높은 고압(제2압력)으로 사출될 수 있다.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 자동차 내장재 성형장치는, 하부금형(130)에 고정 코어(150)가 고정 설치된다.

본 실시예에서 고정 코어(150)는, 도 5의 슬라이딩 코어(140)가 상승한 상태인 제1사출단계에서 도 6의 (a)와 같이, 폼스킨(111)을 가압하도록 위치된다.

또한, 고정 코어(150)는, 도 5의 슬라이딩 코어(140)가 하강한 상태인 제2사출단계에서 도 6의 (b)와 같이, 이동하지 않고 위치를 유지하여 폼스킨(111)을 가압한 상태를 유지하고, 폼스킨(111)의 외측에 제2수지(101)가 고압사출 가능하도록 구성된다.

여기서, 고정 코어(150)의 상단부는, 폼스킨(111)의 외측에 위치한 사출공간의 일부를 구성하는 성형부(151)와, 폼스킨(111)을 가압하는 가압부(152)를 포함한다.

고정 코어(150)의 성형부(151)는, 하부금형(130)의 상측면을 따라 연속적인 성형면을 형성하는 제1성형부(151a)와, 제1성형부(151a)에서 하측으로 절곡되어 연장되는 제2성형부(151b)와, 제2성형부(151b)에서 수평방향으로 절곡되어 연장되는 제3성형부(151c)로 구성된다.

여기서, 제1성형부(151a), 제2성형부(151b), 제3성형부(151c)의 형상은 사출되는 제품의 형상에 따른 일실시예로서, 필요에 따라서는 다른 형상으로 형성될 수 있다.

한편, 고정 코어(150)의 가압부(152)는, 슬라이딩 코어(140)가 하강시에도 위치가 고정되어 가압부(152)가 폼스킨(111)을 가압하는 상태를 유지하도록 구성된다.

여기서, 가압부(152)는, 제3성형부(151c)가 연장되어 형성되는 제1가압부(152a)와, 제1가압부(152a)에서 하향 연장되는 제2가압부(152b)와, 제2가압부(152b)에서 절곡되어 수평방향으로 연장되는 제3가압부(152c)로 구성된다.

본 발명의 실시예에서는 고정 코어(150)의 가압부(152) 형상을 슬라이딩 코어(140)과 다른 형상으로 구성할 수 있다.

즉, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 슬라이딩 코어(140)에서는 t₁의 두께만큼 단차가 형성되었지만, 고정 코어(150)에서는 t₂(>t₁)의 두께만큼 단차를 형성함으로써 보다 넓은 면적으로 제1수지(113)을 가압하여 고정상태를 보다 안정적으로 유지할 수 있도록 구성할 수 있다.

본 실시예에서 고정 코어(150)의 제3성형부(151c)와 제1가압부(152a)가 동일면상에 형성되었지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다. 일례로, 폼스킨(111)에 대한 가압력을 보다 더 상승시키기 위해서 제1가압부(152a)가 제3성형부(151c)보다 더 돌출된 형태로 형성할 수도 있다.

도 6의 (b) 실시예는, 고정 코어(150)가 폼스킨(111)을 가압하는 상태에서 고정 코어(150)의 좌측에 형성된 사출공간으로 제2수지(101)가 고압 사출되는 단계를 도시한 것이다.

이때에는, 도 5의 (b)와 같이 슬라이딩 코어(140)가 하강한 상태이지만, 고정 코어(150)는 도 6의 (b)와 같이 이전의 위치를 유지하며 폼스킨(111)의 외곽부를 가압하게 된다.

이와 같이, 2차 고압사출단계에서 폼스킨(111) 외곽부분이 고정 코어(150)에 의해 압축된 상태를 유지함으로써 고압 사출된 제2수지(101)가 폼스킨(111)의 상측으로 침투되는 것을 방지하게 된다.

한편, 본 실시예에서 고정 코어(150)는, 제1수지(113)를 주입하도록 하부금형(130)에 구비된 주입게이트(미도시)의 위치 및 제1수지(113)의 사출압력에 따라 설치 개수가 결정될 수 있다.

또한, 고정 코어(150)는, 설치 간격이 폼스킨(111)의 외곽부 형상에 따라 결정될 수 있다. 일례로, 도 4에 도시된 바와 같이, 고정 코어(150)는, 폼스킨(미도시)의 외곽부 곡률이 클 경우에는 상대적으로 설치 간격을 더 좁게 하여 고정 코어(150)에 의한 가압력을 향상시키도록 구성할 수 있다.

제1수지(113)는, 폼스킨(111)의 하측부분에서 폼스킨(111)을 지지하여 소프트폼(110)을 구성하는 것으로, 강성이 높은 폴리프로필렌(PP) 수지로 형성할 수 있다.

제2수지(101)는, 소프트폼(110)을 구성하는 폼스킨(111)의 외곽부분에 하드패널을 형성하는 것으로, 콘솔이나 크래쉬 패드 등 자동차 내장재의 몸체를 형성하는 것이므로 강성이 높은 폴리프로필렌(PP) 수지로 형성하는 것이 바람직하다.

전술된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 내장재 성형장치는, 제1사출 및 제2사출단계에서 슬라이딩 코어(140)는 상승 및 하강하지만, 고정 코어(150)는 그 위치를 유지함으로써 고압사출되는 제2수지(101)가 폼스킨(111) 상단으로 역류되는 것을 방지할 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 자동차 내장재 성형장치 및 방법은, 소프트폼 원단을 인서트하고 슬라이딩 코어가 상승/하강하며, 고정 코어는 폼스킨을 가압한 상태를 유지하며 형개사출 및 고압사출을 수행함으로써 수지 역류를 방지하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있게 되었다.

전술된 본 발명의 자동차 내장재 성형장치 및 방법은 소프트폼과 하드패널이 결합되는 다양한 차량 내장재 부품에 적용될 수 있다. 또한, 차량 내장재 부품뿐만 아니라 소프트폼과 하드패널이 동시에 사출되는 투톤(2-ton) 성형방식의 타 산업분야에도 적용될 수 있음은 물론이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

111: 폼스킨
113: 제1수지
120: 상부금형
130: 하부금형
140: 슬라이딩 코어
150: 고정 코어

Claims

폼스킨이 내측에 인서트되는 상부금형;
상기 상부금형과 결합되는 하부금형;
상기 하부금형에 상기 폼스킨의 일부 외곽부에 대응되도록 위치되어 상하로 슬라이딩가능하도록 설치되는 슬라이딩 코어; 및
상기 하부금형에 상기 폼스킨의 나머지 외곽부에 대응되도록 위치되어 고정 설치되는 고정 코어를 포함하는, 자동차 내장재 성형장치.
청구항 1에 있어서,
상기 자동차 내장재 성형장치는,
상기 슬라이딩 코어가 상승시, 제1수지가 제1압력으로 상기 폼스킨의 하측에 주입되고,
상기 슬라이딩 코어가 하강시, 제2수지가 제2압력으로 상기 폼스킨의 외측에 주입되도록 구성되는, 자동차 내장재 성형장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제1압력은 상기 제2압력보다 낮은 사출압력인, 자동차 내장재 성형장치.
청구항 1에 있어서,
상기 고정 코어는,
상기 슬라이딩 코어가 하강시에도 위치가 고정되는, 자동차 내장재 성형장치.
청구항 4에 있어서,
상기 고정 코어의 상단부는,
상기 폼스킨의 외측에 위치한 사출공간의 일부를 구성하는 성형부와,
상기 폼스킨을 가압하는 가압부를 구비하고,
상기 슬라이딩 코어가 하강시에도 위치가 고정되어 상기 가압부가 상기 폼스킨을 가압하는 상태를 유지하도록 구성되는, 자동차 내장재 성형장치.
청구항 2에 있어서,
상기 고정 코어는,
상기 제1수지를 주입하도록 상기 하부금형에 구비된 주입게이트의 위치와 상기 제1수지의 사출압력에 따라 설치 개수가 결정되는, 자동차 내장재 성형장치.
청구항 6에 있어서,
상기 고정 코어는,
설치 간격이 상기 폼스킨의 외곽부 형상에 따라 결정되는, 자동차 내장재 성형장치.
청구항 7에 있어서,
상기 고정 코어는,
상기 폼스킨의 외곽부 곡률에 따라 설치 간격이 결정되는, 자동차 내장재 성형장치.
폼스킨을 상부금형 내측에 인서트하는 단계;
하부금형에 구비된 슬라이딩 코어를 상승시켜 상기 폼스킨의 하측에 제1수지를 제1압력으로 사출하는 단계; 및
상기 슬라이딩 코어를 하강시키고, 상기 하부금형에 구비된 고정 코어는 위치를 유지한 상태로 상기 폼스킨의 외측에 제2수지를 제2압력으로 사출하는 단계;를 포함하는, 자동차 내장재 성형방법.
청구항 9에 있어서,
상기 제1압력은 상기 제2압력보다 낮은 사출압력인, 자동차 내장재 성형방법.