KR102150726B1 - 스티어링 휠 성형장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

스티어링 휠 성형장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 휠을 발포 성형하기 위한 성형장치는, 상기 스티어링 휠을 발포 성형하기 위한 환형의 금형이 내부에 마련된 발포 금형 본체부; 상기 발포 금형 본체부에 마련되어, 상기 발포 금형에 원료를 주입하기 위한 게이트부; 상기 발포 금형 본체부에 마련되어, 상기 금형 내에서 발생하는 가스를 흡입하여 외부로 배출하기 위한 석션 밸브를 포함하는 밸브 작동부; 상기 발포 금형과 상기 밸브 작동부 사이에 마련되어, 상기 발포 금형으로부터 배출되는 원료를 검출하기 위한 온도센서; 및 상기 온도센서로부터 검지된 온도정보와, 상기 스티어링 휠의 성형시간정보를 기초로 하여 상기 밸브 작동부를 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

스티어링 휠 성형장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR FORMING STEERING WHEEL}

본 발명은 스티어링 휠 성형장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 스티어링 휠의 발포 성형 중에 발생되는 가스를 오버플로우(Overflow)의 형상을 이용하여 배출하되, 오버플로우가 발생하는 위치에 온도센서를 배치하여 오버플로우의 양을 최소화하고, 가스에 의한 미성형 부분의 발생을 억제할 수 있는 스티어링 휠 성형장치 및 방법에 관한 것이다.

스티어링 휠은 차량의 바퀴를 좌우로 움직여 차량의 진행 방향을 바꾸는 데 쓰는 원형 조향장치로, 운전자의 신체와 접촉이 가장 많은 구조 중 하나이다.

종래의 스티어링 휠은 림이 아마추어 코어에서 폴리우레탄 폼으로 마감되는 PU(Poly Urethane)사양인 경우가 많은데, 상기 코어에서 폴리우레탄 폼을 성형하고, 외관에 가죽으로 마감하고 있다. 폴리우레탄 폼은 성형 장치 내에서 발포시 발열반응으로, 폼 내부의 높은 온도에 의해 발포제가 휘발되면서, 발포압으로 인해 금형의 내부 표면에 기공이 발생하게 된다. 상기 기공으로 인해 상기 스티어링 휠 제품이 성형 되더라도 부분적으로 미성형 부분이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은, 종래의 문제점을 해결하고 개선하기 위해 안출된 것으로, 발포 성형 방법에 의해 스티어링 휠을 제조하는 과정에서 발생되는 가스를 효과적으로 외부로 배출하여 가스에 의한 미성형 부분의 발생을 억제할 수 있는 스티어링 휠 성형장치 및 성형방법을 제공하고자 한다.

또한, 오버플로우를 형성하여 제거하되, 제조비용 절감을 위해 오버플로우의 양을 최소화할 수 있는 구성을 가지는 스티어링 휠 성형장치 및 성형방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 휠을 발포 성형하기 위한 성형장치는, 상기 스티어링 휠을 발포 성형하기 위한 환형의 금형이 내부에 마련된 발포 금형 본체부; 상기 발포 금형 본체부에 마련되어, 상기 발포 금형에 원료를 주입하기 위한 게이트부; 상기 발포 금형 본체부에 마련되어, 상기 금형 내에서 발생하는 가스를 흡입하여 외부로 배출하기 위한 석션 밸브를 포함하는 밸브 작동부; 상기 발포 금형과 상기 밸브 작동부 사이에 마련되어, 상기 발포 금형으로부터 배출되는 원료를 검출하기 위한 온도센서; 및 상기 온도센서로부터 검지된 온도정보와, 상기 스티어링 휠의 성형시간정보를 기초로 하여 상기 밸브 작동부를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 밸브 작동부는 복수개가 마련되되, 그 중 하나는 상기 게이트부와 반대의 위치에 마련될 수 있다.

또한, 상기 게이트부는 상기 금형의 6시 부근에 마련되고, 상기 밸브 작동부는 3개가 마련되되, 각각 3시, 9시 및 12시 부근에 마련될 수 있다.

또한, 상기 밸브 작동부는 복수개가 마련되되, 그 중 한 쌍은 각각 상기 스티어링 휠의 썸레스트(Thumb Rest) 구간에 대응하는 위치에 마련될 수 있다.

또한, 상기 밸브 작동부는 복수개가 마련되고, 각각의 상기 밸브 작동부와 상기 발포 금형 사이에는, 상기 밸브 작동부 및 상기 발포 금형과 상호 연통되어 상기 발포 금형을 채운 상기 원료가 유입될 수 있는 오버플로우부가 마련되고, 상기 온도센서는 상기 오버플로우부에 마련될 수 있다.

또한, 상기 오버플로우부는, 상기 금형과 연통되어 상기 금형으로부터 배출되는 상기 원료가 유입되는 제1 부분과, 상기 밸브 작동부와 연통되는 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분은 유로의 방향이 전환될 수 있다.

또한, 상기 석션 밸브는 상기 오버플로우부에서 상기 원료의 유로에 대해 경사지게 설치될 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 발포 금형 내에서 발포 성형을 시작할 때, 상기 석션 밸브를 개방하여 상기 가스의 배출을 시작하도록 상기 석션 밸브를 제어하고, 상기 온도센서에서 검출된 온도가 미리 결정된 값 이상으로 승온하는 경우, 상기 석션 밸브를 폐쇄하여 상기 원료가 외부로 배출되는 것을 방지하도록, 상기 석션 밸브를 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 온도센서의 온도가 미리 결정된 값 이상으로 승온하는 경우, 소정의 지연시간 이후에 상기 석션 밸브를 폐쇄할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 온도센서의 온도가 미리 결정된 값 이상으로 승온하는 경우, 상기 석션 밸브를 폐쇄하고, 상기 원료의 크림 타임(Cream Time) 중에 형성되는 추가적인 가스를 배출하도록 미리 결정된 패턴에 따라 상기 석션 밸브를 개방 또는 폐쇄할 수 있다.

또한, 상기 스티어링 휠의 가죽이 결합되는 봉목부에 대응하는 상기 발포 금형에는 복수개의 봉목부 벤트부가 마련되고, 상기 봉목부 벤트부는, 상기 봉목부에서의 미성형을 방지하도록, 상기 발포 금형과 연통되고, 깔대기 형상을 갖는 원료 유입부; 및 상기 원료 유입부의 상단과 연통되어, 상기 원료 유입부에서 형성되는 가스를 외부로 배출하기 위한 에어 벤트부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 휠을 발포 성형하기 위한 성형 방법은, 상기 스티어링 휠을 성형하기 위한 환형의 발포 금형의 내부로 원료를 주입하는 원료 주입 단계; 상기 원료를 발포하는 발포 단계; 및 상기 발포 단계에서 발생하는 가스를 외부로 배출하도록 석션 밸브의 개폐를 제어하고 진공 발생기의 작동을 제어하는 석션 단계;를 포함하고, 상기 석션 단계는, 상기 원료의 발포 신호를 검출하고, 상기 석션 밸브를 개방하고 상기 진공 발생기의 작동을 개시하여, 상기 가스를 석션하는 제1 단계; 상기 발포 금형과 상기 석션 밸브 사이에 마련된 온도센서 신호를 기초로 하여 상기 발포 금형으로부터 오버플로우되는 상기 원료를 검출하는 제2 단계; 및 상기 석션 밸브를 폐쇄하고 상기 진공 발생기를 정지시키는 제3 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 휠 성형장치 및 성형방법에 따르면, 발포 성형에 의해 발생하는 가스를 외부로 배출하여, 가스에 의한 미성형 부분의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 오버플로우를 형성하여 제거하는 방식으로 미성형 부분을 억제하되, 오버플로우되는 재료의 양을 최소화함으로써 제조비용을 절감하고, 환경 폐기물의 발생을 감소시킬수 있다.

또한, 오버플로우 양의 감소로 인해, 이형제의 사용량을 절감함으로써, 원가 절감 및 환경문제를 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 휠 성형장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ부분을 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 Ш 부분을 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 선A-A을 따라 취한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 성형된 스티어링 휠의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 휠 성형장치에서 스티어링 휠의 봉목부를 성형하기 위한 봉목부 벤트부의 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 휠 성형방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 도 7에서 가스 배출 단계를 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 석션 밸브의 제어 패턴을 나타내는 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예가 상세하게 설명된다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 도면에서 본 발명의 실시예를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략되었다.

본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

본 명세서에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과가 특정 실시예에 전부 포함되어야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위가 특정 실시예에 의하여 제한되는 것으로 이해되지 않아야 한다. 한편, 본 발명에서 기재되는 기술구성 및 그 기술구성에 의해 발휘되는 기능 중에서 널리 공지되어 적용되는 기술구성 및 기능은 그 자세한 설명을 생략하기로 한다.

또한, 이하의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 명확하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 휠 성형장치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ부분을 상세히 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 도 1의 Ш 부분을 상세히 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 1의 선A-A을 따라 취한 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 휠 성형장치(100)는, 차량의 스티어링 휠을 발포 성형하기 위해 마련된 제조장치이다. 본 실시예에 따른 스티어링 휠 성형장치(100)은 폴리우레탄(PU; Poly Urethane) 폼과 같은 수지와 발포제가 혼합된 원료가 금형 본체부(120) 내로 주입되면, 발포 성형 과정을 거쳐서 스티어링 휠(10)이 제조된다.

스티어링 휠 성형장치(100)는, 금형 본체부(120), 게이트부(126), 밸브 작동부(140, 180), 온도센서(172, 183), 제어부(130)를 포함한다.

금형 본체부(120)는 내부에 스티어링 휠(10)을 제조하기 위한 원료가 유입되어 발포 성형되는 곳으로서, 스티어링 휠(10)의 형상에 대응하는 대략적으로 환형인 발포 금형(124)이 마련된다. 금형 본체부(120)의 발포 금형(124) 내에 스티어링 휠(10)을 제조하기 위한 아마추어(20)를 위치시키고, 상부 및 하부로 구성되는 금형 본체부(120)가 상하로 결합이 되면, 게이트부(126)를 통해서 방향(I)로 수지와 발포제가 혼합된 원료가 주입될 수 있다. 상기 원료의 주입이 완료되어 성형이 시작되면, 상기 원료는 발열반응을 하면서 성형되면서 상기 원료의 온도가 증가하게 된다.

밸브 작동부(140, 180)는 복수개가 마련될 수 있으며, 본 실시예에서는 스티어링 휠(10)의 형상을 기준으로 3시, 9시, 12시 방향 부근에 마련될 수 있다. 밸브 작동부(140, 180)는 상기 원료의 발포시 생성되는 가스를 진공 발생기(미도시)등에 의한 진공을 이용하여 흡입하여 외부로 배출하기 위한 석션 밸브(176, 186)를 포함할 수 있다. 석션 밸브(176, 186)는 일례로 솔레노이드 밸브 타입일 수 있으며, 개폐가 자동으로 수행될 수 있다. 밸브 작동부(140)는 스티어링 휠(10)의 3시와, 9시 부근에 서로 대칭되는 위치에 각각 마련될 수 있다.

일 실시예에서, 밸브 작동부(140)는 발포 금형(124)에 있어서, 스티어링 휠(10)의 썸레스트(Thumb Rest) 부근에 대응하는 위치에서 발포 금형(124)과 연통되도록 좌우에 각각 마련될 수 있다. 상기 썸레스트는 사용자가 스티어링 휠(10)을 파지시 엄지 손가락이 닿는 부근으로, 스티어링 휠(10)의 그립바디에 존재하는 병목 구간의 스킨 형상을 의미하는 것으로, 도 2에 도시된 상기 원료의 유동 방향(I)에서 볼 수 있듯이, 상기 병목 구간의 특성상 발포시 상기 원료의 흐름이 집중되게 된다. 이에 따라, 발포시 발생하는 가스의 체류로 인해 동공 및 기포가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 동공을 억제하고 기포를 제거하기 위하여, 발생된 상기 가스를 효과적으로 유입할 수 있도록 밸브 작동부(140)를 상기 썸레스트 부근에 배치할 수 있다.

한편, 밸브 작동부(180)는 스티어링 휠(10)의 12시 부근, 즉 게이트부(126)의 정반대에 위치할 수 있다. 즉, 상기 원료가 게이트부(126)로 유입되어 가장 멀리 이동한 곳에 밸브 작동부(180)가 위치할 수 있다. 스티어링 휠(10)의 12시부는 웰드(Weld)부로도 불리는 곳으로서, 스티어링 휠(10)의 그립바디의 형상이 좌우 대칭으로 이루어져 있고, 원형 스킨 특성 상 상기 원료의 주입부와 정반대에 가장 멀리 위치한다. 이에 따라, 상기 금형 내에서 발생된 가스가 체류하게 되어 미성형 부분이 발생할 수 있는 곳이다. 따라서, 12시 부근에 밸브 작동부(180)를 마련하여, 발생하는 상기 가스를 효과적으로 유입하고 외부로 배출할 수 있다.

온도센서(172, 183)는 각각 발포 금형(124)과 밸브 작동부(140, 180) 사이에 마련되어, 발포 금형(124)을 먼저 채우고 오버플로우되는 원료를 검출하기 위해 마련된 것이다. 최초에 상기 원료가 발포 금형(124) 내에 유입되기 전에는, 온도센서(172, 183)는 상기 원료와 접촉되기 전이므로, 상온과 같은 상대적으로 낮은 온도를 유지할 수 있다. 이후, 상기 원료가 발포 금형(124) 내로 유입되면, 먼저 발포 금형(124)을 채우고, 발포 금형(124)을 채우고 나면 자연스럽게 밸브 작동부 및 발포 금형(124)과 상호 연통되는 오버플로우부(142, 182)로 유입될 수 있다. 온도센서(172, 183)는 오버플로우부(142, 182)에 마련되어, 발포 금형(124)을 가득 채우고 오버플로우되는 상기 원료를 검출할 수 있다. 즉, 본 실시예에서, 제어부(130)는 금형 본체부(120)의 커넥터(122)에 연결될 수 있고, 온도센서(172, 183)를 이용하여 상기 원료가 오버플로우되는 상황을 파악할 수 있다. 따라서, 온도센서(172, 183)의 설치 위치에 따라 상기 원료가 오버플로우되는 양을 조절할 수 있다.

제어부(130)는, 온도센서(172, 183)로부터 감지된 온도정보와 스티어링 휠의 성형시간정보를 기초로 하여, 밸브 작동부(140, 180)를 제어하여 석션 밸브(176, 186)의 개폐를 제어할 수 있다.

도 2를 참조하면, 스티어링 휠(10)의 3시부근에 위치하는 썸레스트(14)에 마련된 밸브 작동부(140)가 도시된다. 밸브 작동부(140)는 솔레노이드 방식으로 작동할 수 있는 석션 밸브(176)를 포함한다. 석션 밸브(176)가 개방된 경우 진공에 의해 상기 원료가 석션 밸브(176)를 향하여 유입될 수 있다. 발포 금형(124) 내로 유입되는 상기 원료가 발포 금형(124)을 가득 채우고 나면, 오버플로우부(142)로 유입될 수 있다. 오버플로우부(142)는 제1 부분(142a)과 제2 부분(142b)의 2부분으로 구성될 수 있다. 제1 부분(142a)은 발포 금형(124)과 연통되어 발포 금형(124)으로부터 넘치는 상기 원료가 유입될 수 있다. 제2 부분(142b)은 제1 부분(142a)에 대하여 상기 원료가 흐르는 유로의 방향이 전환되어 다를 수 있고, 밸브 작동부(140)의 석션 밸브(176)와 연통될 수 있다. 일 실시예에서, 온도센서(172)는 제1 부분(142a), 즉 오버플로우부(142)의 상류측에 위치할 수 있다. 이에 따라, 상기 원료가 온도센서(172)에 다다르게 되면, 발열반응에 의해 온도가 올라가 상기 원료와의 접촉 때문에, 온도센서(172)가 측정한 온도는 상승할 수 있다. 온도센서(172)가 측정한 온도는 제어부(130)로 전송된다. 제어부(130)는 발포 금형(124) 내에서 발포 성형이 시작할 때, 석션 밸브(176)를 개방하여 가스의 배출을 시작할 수 있고, 온도센서(172)가 검출한 온도의 값이 소정의 값 이상 증가한 것으로 판단되면, 석션 밸브(176)를 닫도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 오버플로우된 상기 원료가 개방된 석션 밸브(176)를 통하여 외부로 배출되는 것을 방지하고, 발포에 의해 생성된 가스만 먼저 배출되도록 할 수 있다. 한편, 제어부(130)는 온도센서(172)가 측정한 온도가 미리 결정된 값 이상으로 승온하는 경우, 바로 석션 밸브(176)를 닫지 않고 소정의 지연시간 이후에 석션 밸브(176)를 폐쇄할 수도 있다. 오버플로우되는 상기 원료의 양을 조절함으로써, 스티어링 휠(10)의 미성형 부분이 생성되는 것을 방지하면서도, 오버플로우가 되는 상기 원료의 양이 커지는 것을 방지할 수 있다.

도 3은 도 1의 Ш 부분을 상세히 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 1의 선 A-A을 따라 취한 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 스티어링 휠(10)의 12시 부근에 마련된 밸브 작동부(180)가 도시된다. 밸브 작동부(180)는 솔레노이드 방식으로 작동할 수 있는 석션 밸브(186)를 포함하고 있으며, 석션 밸브(186)가 석션홀(H)에서 개방된 경우 진공에 의해 상기 원료가 석션 밸브(186)를 향하여 유입될 수 있다. 발포 금형(124)으로 유입되는 상기 원료가 발포 금형(124)을 가득 채우고 나면, 오버플로우부(182)로 유입될 수 있다. 오버플로우부(182)는 제1 부분(182a)과 제2 부분(182b)의 2부분으로 구성될 수 있다. 12시 부근에 마련된 오버플로우부(182)는 3시부와 6시부에 마련된 오버플로우부(142)와 비교할 때, 그 형상이 다르게 전체적으로 기다란 환형의 형상이다. 제1 부분(182a)은 발포 금형(124)과 연통되어 발포 금형(124)으로부터 넘치는 상기 원료가 유입될 수 있다. 제2 부분(182b)은 제1 부분(182a)에 대하여 반대측에 마련되는 것으로 상기 원료가 흐르는 유로의 방향이 전환되어 다를 수 있고, 밸브 작동부(180)의 밸브(186)와 연통될 수 있다. 일 실시예에서, 온도센서(183)는 제1 부분(182a), 즉 오버플로우부(182)의 상류측에 위치할 수 있다. 이에 따라, 상기 원료가 온도센서(183)에 다다르게 되면, 발열반응에 의해 온도가 올라가 상기 원료와의 접촉 때문에, 온도센서(183)가 측정한 온도는 상승할 수 있다. 온도센서(183)가 측정한 온도는 제어부(130)로 전송되고, 제어부(130)는 온도센서(183)가 검출한 온도의 값이 소정의 값 이상 증가한 것으로 판단되면, 석션 밸브(186)를 닫도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 오버플로우된 상기 원료가 개방된 석션 밸브(186)를 통하여 외부로 배출되는 것을 방지하고, 발포에 의해 생성된 가스만 먼저 배출되도록 할 수 있다.

한편, 제어부(130)는 온도센서(183)가 측정한 온도가 미리 결정된 값 이상으로 승온하는 경우, 바로 석션 밸브(186)를 닫지 않고 소정의 지연시간 이후에 석션 밸브(186)를 폐쇄할 수도 있다. 오버플로우되는 상기 원료의 양을 조절함으로써, 스티어링 휠(10)의 미성형 부분이 생성되는 것을 방지하면서도, 오버플로우가 되는 상기 원료의 양이 커지는 것을 방지할 수 있다.

도 4를 참조하면, 석션 밸브(186)는 솔레노이드 타입으로서, 제어부(130)로부터의 제어 신호에 의해 이동되어 석션홀(H)을 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 석션 밸브(186)는 오버플로우부(182) 에 대해 경사지게 설치될 수 있다. 석션 밸브(186)가 오버플로우부(182)에 대해서 아래로 경사지게 설치됨으로써, 상기 원료가 석션 밸브(186)를 막는 것을 방지하고, 진공에 의한 가스 흡입량이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 본 실시예에서, 석션 밸브(186)는 대략 30도 정도 경사지게 마련되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 석션 밸브(186)의 하부에는 진공펌프와 같은 진공발생기(미도시)에 의해 진공이 형성되는 진공부(125)가 형성되어, 석션 밸브(186)의 개방시 상기 원료의 발포에 의해 발생된 가스가 유입될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 성형된 스티어링 휠의 평면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 휠 성형장치에서 스티어링 휠의 봉목부를 성형하기 위한 봉목부 벤트부의 형상을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 스티어링 휠(10)은 도 1에 도시된 스티어링 휠 성형장치(100)에 의해 제조된 것으로, 스티어링 휠(10)은 게이트부(126)와 오버플로우부(142, 182) 각각에서 함께 성형된 오버플로우 형상(17, 15, 16)을 포함할 수 있다. 스티어링 휠(10)의 성형이 완료되면, 오버플로우 형상(17, 15, 16)은 커팅라인(C)을 따라 커팅 공정을 통해서 제거될 수 있다.

한편, 스티어링 휠(10)에는 제조시, 가죽이 결합되는 봉목부(12)가 복수 개 마련될 수 있다. 그런데, 봉목부(12)가 성형되는 부분에서는 상기 원료의 재료 특성상 크림 타임(Cream Time)에서 겔 타임(Gel Time)으로 진행되는 과정에서 생성되는 가스를 완벽하게 제거할 수 없는 문제가 발생한다. 이에 따라, 봉목부(12)에서 스티어링 휠의 미성형의 문제가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 본 실시예에서는 스티어링 휠(10)의 봉목부(12)에 대응하는 위치마다 봉목부(12)의 성형을 향상시키도록 봉목부 벤트부(127, 128)가 마련될 수 있다. 상기 봉목부 벤트부(127, 128)는 봉목부(12)에서의 미성형을 방지하도록, 발포 금형(124)과 연통되고 깔대기 형상을 갖는 원료 유입부(127)와, 원료 유입부(127)의 상단과 연통되어 원료 유입부(127)에서 형성되는 가스를 외부로 배출하여 기포 형성을 방지하기 위한 에어 벤트부(128)를 포함할 수 있다. 에어 벤트부(128)의 직경은 원료 유입부(127)의 평균 직경보다 작으며, 금형 본체부(120)의 외부와 연통되어 상기 가스를 외부로 배출할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 휠 성형방법을 나타내는 순서도이고, 도 8은 도 7에서 가스 배출 단계를 상세히 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 휠 성형방법(S100)은, 먼저 단계(S110)에서, 스티어링 휠 성형장치(100)의 환형의 발포 금형(124) 내로 원료를 주입한다. 단계(S120)에서, 발포 금형(124) 내로 주입된 상기 원료가 발포된다. 다음으로, 단계(S130)에서 제어부(130)가 석션 밸브(176, 186)를 제어하여 발포되는 상기 원료에 의해 형성된 가스를 외부로 배출한다. 여기서, 단계(S120)과 단계(S130)은 순차적으로 수행되는 것이 아니라, 동시에 수행될 수 있다.

도 8을 참조하면, 도 7의 가스 배출 단계(S130)를 보다 구체적으로 나타낸다. 먼저, 단계(S131)에서 제어부(130)는 발포 신호를 검출하여 석션 밸브(176, 186)를 개방한다. 상기 발포 신호는 상기 원료의 주입과 동시에 발생되는 신호일 수도 있다. 단계(S132)에서, 제어부(130)는 석션 밸브(176, 186)의 개방과 함께 진공 발생기를 작동하여, 발포 금형(124) 내에서 생성된 가스를 진공을 이용하여 외부로의 배출을 시작할 수 있다. 단계(S133)에서, 제어부(130)는 온도센서(172, 183)를 이용하여 오버플로우부(142, 182)로 상기 원료가 유입되는 것을 감지할 수 있다. 이후 단계(S134)에서, 제어부(130)는 석션 밸브(176, 186)를 폐쇄하고, 상기 진공 발생기를 정지할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 석션 밸브의 제어 패턴을 나타내는 도면이다.

도 9를 참조하면, 제어부(130)는 온도센서(172, 183)에서의 온도가 미리 결정된 값 이상으로 승온하는 경우, 석션 밸브(176, 186)를 폐쇄한다. 그러나 이후에도, 상기 원료의 크림 타임(Cream Time) 중에는 추가적인 가스가 생성될 수 있다. 추가로 생성된 상기 가스를 배출하도록 제어부(130)는 미리 결정된 패턴에 따라 석션 밸브(176, 186)를 추가적으로 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 이 경우, 제어부(130)는 석션 밸브(176, 186)의 위치에 따라, 사이클 횟수(단계)에 따라서 개방과 폐쇄 시간을 각각 달리 설정할 수 있다.

상술한 실시예에 따른 스티어링 휠 성형장치 및 성형방법에 따르면, 발포 성형에 의해 발생하는 가스를 외부로 배출하여, 가스에 의한 미성형 부분의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 오버플로우를 형성하여 제거하는 방식으로 미성형 부분을 억제하되, 오버플로우되는 재료의 양을 최소화함으로써 제조비용을 절감하고, 환경 폐기물의 발생을 감소시킬수 있다. 또한, 오버플로우 양의 감소로 인해, 이형제의 사용량을 절감함으로써, 원가 절감 및 환경문제를 개선할 수 있다. 일례로, 현재 양산중인 다양한 차종의 스티어링 휠의 양산에 적용해 본 결과, 적용전 원료의 토출량(약 400 내지 430g) 대비하여 90g 내지 130g의 토출량 감소로, 약 30%의 원료절감 효과를 얻을 수 있었다.

이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.

그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 스티어링 휠 12: 봉목부
15, 16, 17: 오버플로우 형상 20: 아마추어
14: 썸레스트(Thumb Rest) 100: 스티어링 휠 성형장치
120: 금형 본체부 124: 발포 금형
140, 180: 밸브 작동부 142, 182: 오버플로우부
172, 183: 온도센서 176, 186: 석션 밸브

Claims (12)

1. 스티어링 휠을 발포 성형하기 위한 성형장치로서,
   상기 스티어링 휠을 발포 성형하기 위한 환형의 금형이 내부에 마련된 발포 금형 본체부;
   상기 발포 금형 본체부에 마련되어, 상기 발포 금형에 원료를 주입하기 위한 게이트부;
   상기 발포 금형 본체부에 마련되어, 상기 금형 내에서 발생하는 가스를 흡입하여 외부로 배출하기 위한 석션 밸브를 포함하는 밸브 작동부;
   상기 발포 금형과 상기 밸브 작동부 사이에 마련되어, 상기 발포 금형으로부터 배출되는 원료를 검출하기 위한 온도센서; 및
   상기 온도센서로부터 검지된 온도정보와, 상기 스티어링 휠의 성형시간정보를 기초로 하여 상기 밸브 작동부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
   상기 밸브 작동부는 복수개가 마련되고, 각각의 상기 밸브 작동부와 상기 발포 금형 사이에는, 상기 밸브 작동부 및 상기 발포 금형과 상호 연통되어 상기 발포 금형을 채운 상기 원료가 유입될 수 있는 오버플로우부가 마련되고, 상기 온도센서는 상기 오버플로우부에 마련되며,
   상기 오버플로우부는, 상기 금형과 연통되어 상기 금형으로부터 배출되는 상기 원료가 유입되는 제1 부분과, 상기 밸브 작동부와 연통되는 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분은 유로의 방향이 전환되는 것을 특징으로 하는 것인 스티어링 휠 성형장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 밸브 작동부는 복수개가 마련되되, 그 중 하나는 상기 게이트부와 반대의 위치에 마련되는 것인 스티어링 휠 성형장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 게이트부는 상기 금형의 6시 부근에 마련되고
   상기 밸브 작동부는 3개가 마련되되, 각각 3시, 9시 및 12시 부근에 마련되는 것인 스티어링 휠 성형장치.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 밸브 작동부는 복수개가 마련되되, 그 중 한 쌍은 각각 상기 스티어링 휠의 썸레스트(Thumb Rest) 구간에 대응하는 위치에 마련되는 것인 스티어링 휠 성형장치.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 석션 밸브는 상기 오버플로우부에서 상기 원료의 유로에 대해 경사지게 설치되는 것인 스티어링 휠 성형장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 발포 금형 내에서 발포 성형을 시작할 때, 상기 석션 밸브를 개방하여 상기 가스의 배출을 시작하도록 상기 석션 밸브를 제어하고,
   상기 온도센서에서 검출된 온도가 미리 결정된 값 이상으로 승온하는 경우, 상기 석션 밸브를 폐쇄하여 상기 원료가 외부로 배출되는 것을 방지하도록, 상기 석션 밸브를 제어하는 것인 스티어링 휠 성형장치.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 온도센서의 온도가 미리 결정된 값 이상으로 승온하는 경우, 소정의 지연시간 이후에 상기 석션 밸브를 폐쇄하는 것인 스티어링 휠 성형장치.
   
10. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 온도센서의 온도가 미리 결정된 값 이상으로 승온하는 경우, 상기 석션 밸브를 폐쇄하고,
    상기 원료의 크림 타임(Cream Time) 중에 형성되는 추가적인 가스를 배출하도록 미리 결정된 패턴에 따라 상기 석션 밸브를 개방 또는 폐쇄하는 것인 스티어링 휠 성형장치.
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 스티어링 휠의 가죽이 결합되는 봉목부에 대응하는 상기 발포 금형에는 복수개의 봉목부 벤트부가 마련되고,
    상기 봉목부 벤트부는,
    상기 봉목부에서의 미성형을 방지하도록, 상기 발포 금형과 연통되고, 깔대기 형상을 갖는 원료 유입부; 및
    상기 원료 유입부의 상단과 연통되어, 상기 원료 유입부에서 형성되는 가스를 외부로 배출하기 위한 에어 벤트부;를 포함하는 것인 스티어링 휠 성형장치.
    
12. 삭제

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