KR102200682B1 - 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠 및 이의 제조방법 - Google Patents

수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠 및 이의 제조방법 Download PDF

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김효진
이형진
권민석
박철균
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Abstract

본 발명은 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 제1바디부재와, 제1바디부재와 마주보게 배치되는 제2바디부재와, 제1바디부재와 제2바디부재의 사이로 주입되어 제1바디부재와 제2바디부재를 상호 고정시키는 제3바디부재와, 제1바디부재와 제2바디부재의 사이에 구비되고, 제3바디부재와 이격되어 배치되는 중량저감부와, 제3바디부재와 중량저감부의 사이에 구비되고,제3바디부재가 상기 중량저감부로 유입되는 것을 차단하는 유입차단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠 및 이의 제조방법{STEERING WHEEL FOR VEHICLE WITH RESIN BLOCKING STRUCTURE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내부에 중공이 형성되는 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 조향시스템은 운전자가 자동차 방향을 제어할 수 있게 하는 조향 휠(steering wheel)과 조향 축(steering column)으로 구성되어 있으며 자동차의 주행을 좌우하는 기능과 함께 충돌 상황에서 적절히 변형하며 승객의 상해를 경감시키는 기능을 수행한다. 따라서 조향시스템은 정상 운전 상태에서 조향력을 견딜 수 있는 정적 강도와 충격 에너지를 충분히 흡수할 수 있는 충격 강도 특성이 갖추어져야 하며 소비자의 선호도를 충족하기 위해 인체공학적 측면과 심미적인 설계의 적용 용이한 구조를 갖추어야 한다.
조향 휠은 에너지를 흡수하기 위하여 접촉면적을 크게 하고 림과 스포크가 변형을 일으키도록 설계되고 있다. 조향 휠은 자체의 변형에 의한 에너지흡수와 동시에 조향 축을 통한 조향시스템의 에너지 흡수에도 영향을 끼치며 자동차의 종류에 따라 다양하며 휠의 지름과 스포크의 개수 및 각도는 운전 중에 필요한 조작력, 계기판, 시트의 높이에 따라 달라진다.
기존의 조향 휠은 다이캐스팅 마그네슘과 알루미늄을 이용해 프레임을 제작하고, 이러한 프레임위에 PUR 폼을 덮어씌워 마감하는 방식으로 제작된다. 그러나 이러한 기존의 조향 휠은 아마추어 프레임이 주로 중실형태로 제조되므로 전자기부품을 탑재할 공간을 충분히 확보하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 그립 바디에 적용되는 연질의 열경화성 폴리우레탄은 재활용이 어려워 환경 오염문제를 유발하며, 금속 다이캐스트공정은 높은 에너지 소모로 인해 제조공정상 탄소배출이 높은 문제점이 있다. 또한, 금속 다이캐스트는 결합 부위의 제약 등 형상에 제약이 있으므로 인체공학적 측면 심미적 측면을 고려한 다양한 디자인의 채택을 어렵게 하는 문제점이 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-1337471호(2013.11.29 등록, 발명의 명칭: 차량용 스티어링휠의 림)에 개시되어 있다.
본 발명은 내부에 형성되는 중공으로의 수지 유입을 차단할 수 있는 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠은: 제1바디부재; 상기 제1바디부재와 마주보게 배치되는 제2바디부재; 상기 제1바디부재와 상기 제2바디부재의 사이로 주입되어 상기 제1바디부재와 상기 제2바디부재를 상호 고정시키는 제3바디부재; 상기 제1바디부재와 상기 제2바디부재의 사이에 구비되고, 상기 제3바디부재와 이격되어 배치되는 중량저감부; 및 상기 제3바디부재와 상기 중량저감부의 사이에 구비되고, 상기 제3바디부재가 상기 중량저감부로 유입되는 것을 차단하는 유입차단부;를 포함한다.
또한, 상기 중량저감부는, 상기 제1바디부재의 내부로 오목하게 함몰 형성되는 제1중량저감부; 및 상기 제2바디부재의 내부로 오목하게 함몰 형성되고, 상기 제1중량저감부와 연통되는 제2중량저감부;를 포함한다.
또한, 상기 유입차단부는, 상기 제1바디부재로부터 연장되고, 상기 제3바디부재가 상기 제1중량저감부로 유입되는 것을 차단하는 제1유입차단부재; 및 상기 제2바디부재로부터 연장되어 상기 제1유입차단부재와 밀착되고, 상기 제2중량저감부로 유입되는 것을 차단하는 제2유입차단부재;를 포함한다.
또한, 상기 제1유입차단부재는 한 쌍으로 구비되어 상기 제1중량저감부의 양측에 각각 배치되고, 상기 제2유입차단부재는 한 쌍으로 구비되어 상기 제2중량저감부의 양측에 각각 배치된다.
또한, 상기 제1유입차단부재와 상기 제2유입차단부재 중 적어도 하나는 상기 제1바디부재와 상기 제2바디부재의 경계면상으로 돌출된다.
또한, 상기 제1유입차단부재와 상기 제2유입차단부재는 제1방향을 향해 경사지게 연장된다.
또한, 상기 유입차단부는, 상기 제1유입차단부재와 상기 제2유입차단부재 사이에 구비되고, 상기 제1유입차단부재와 상기 제2유입차단부재의 밀착을 강화시키는 밀착강화부;를 더 포함한다.
또한, 상기 밀착강화부는, 상기 제1유입차단부재와 상기 제2유입차단부재 중 적어도 하나로부터 돌출되는 제1밀착강화부재; 및 상기 제1유입차단부재와 상기 제2유입차단부재 중 나머지 하나의 내부로 함몰형성되고, 상기 제1밀착강화부재와 마주보게 배치되어 상기 제1밀착강화부재가 삽입되는 제2밀착강화부재;를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠의 제조방법은: 제1바디부재와 제2바디부재를 성형하는 제1성형단계; 상기 제1바디부재와 상기 제2바디부재를 마주보게 배치시키는 정렬단계; 상기 제1바디부재와 상기 제2바디부재를 가압하여 중량저감부를 밀폐시키는 유입방지단계; 및 제3바디부재를 성형하여 상기 제1바디부재와 상기 제2바디부재를 상호 고정시키는 제2성형단계;를 포함한다.
또한, 상기 유입방지단계는, 상기 제1바디부재와 상기 제2바디부재를 서로 다른 방향으로 이동시키는 이동단계; 및 상기 제1바디부재와 상기 제2바디부재를 가압하여 제1유입차단부재와 제2유입차단부재를 밀착시키는 밀착단계;를 포함한다.
또한, 상기 밀착단계는, 제1밀착강화부재가 제2밀착강화부재의 내부로 삽입되는 삽입단계; 및 상기 제1유입차단부재와 상기 제2유입차단부재가 제1방향을 향해 경사지게 변형되는 변형단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠은 중량저감부가 형성됨에 따라 경량화가 가능함과 동시에 설계 자유도가 향상되며, 각종 편의 장치의 탑재가 용이하다.
또한, 본 발명에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠은 유입차단부에 의해 중량저감부로의 수지 유입을 차단할 수 있어 안정적이고 신뢰성이 높은 성형이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠은 제1유입차단부재와 제2유입차단부재가 제1바디부재와 제2바디부재의 경계면상으로 돌출됨에 따라, 보다 강한 밀착력을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠은 제1유입차단부재와 제2유입차단부재가 제1방향으로 경사지게 형성됨에 따라 제3바디부재의 주입에 의해 가해지는 가압력을 제1유입차단부재와 제2유입차단부재가 상호 밀착되는 방향으로 유도할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠은 제1이탈방지부와 제2이탈방지부에 의해 제3바디부재의 이탈을 방지함으로써 외관 형상의 불량 또는 미 성형을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠의 제조방법은 하나의 금형 내에서 모든 성형작업이 이루어질 수 있어 효율적이고 신속한 성형 작업이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠의 제조방법은 제1바디부재, 제2바디부재, 제3바디부재를 일체형으로 사출 성형할 수 있어 친환경적이며, 성형에 필요한 에너지 소모를 저감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠의 구성을 개략적으로 나타내는 단면사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠의 구성을 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주입부와 유입차단부의 구성을 개략적으로 나타내는 확대단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠의 제조과정을 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠의 제조방법의 순서를 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유입방지단계의 순서를 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀착단계의 순서를 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2성형단계의 과정을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠의 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(또는 접속)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결(또는 접속)"되어 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결(또는 접속)"되어 있는 경우도 포함한다. 본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(또는 구비)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 "포함(또는 구비)"할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭할 수 있다. 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 특정 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 그 부호들은 다른 도면을 토대로 설명될 수 있다. 또한, 특정 도면에 참조 부호가 표시되지 않은 부분이 있더라도, 그 부분은 다른 도면들을 토대로 설명될 수 있다. 또한, 본 출원의 도면들에 포함된 세부 구성요소들의 개수, 형상, 크기 및 크기의 상대적인 차이 등은 이해의 편의를 위해 설정된 것으로서, 실시예들을 제한하지 않으며 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠의 구성을 개략적으로 나타내는 단면사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠의 구성을 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠(1)은 제1바디부재(100), 제2바디부재(200), 제3바디부재(300), 중량저감부(400), 주입부(500), 유입차단부(600)를 포함한다.
제1바디부재(100)는 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠(1)의 일측 외관을 형성한다. 제1바디부재(100)는 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리아미드(Polyamide), 폴리아세탈(Polyacetal), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리페닐렌 옥사이드(Polyphenylene oxide), 폴리브티렌 테레프탈레이트(Polybutyrene terephthalate)등의 섬유강화 열가소성 수지의 재질로 제작될 수 있다. 제1바디부재(100)는 사출 공정에 의해 제작됨에 따라 제작에 필요한 소모에너지가 저감될 수 있으며, 성형성이 향상될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1바디부재(100)는 반원의 단면 형상을 갖는 링의 형태로 형성될 수 있다.
제2바디부재(200)는 제1바디부재(100)와 마주보게 배치되어 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠(1)의 타측 외관을 형성한다. 제2바디부재(200)는 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리아미드(Polyamide), 폴리아세탈(Polyacetal), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리페닐렌 옥사이드(Polyphenylene oxide), 그리고 폴리브티렌 테레프탈레이트(Polybutyrene terephthalate)등을 포함하는 섬유강화 열가소성 수지의 재질로 제작될 수 있다. 이에 따라 제2바디부재(100)는 사출 공정에 의해 제작됨에 따라 제작에 필요한 소모에너지가 저감될 수 있으며, 성형성이 향상될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2바디부재(200)는 반원의 단면 형상을 갖는 링의 형태로 형성될 수 있다. 제2바디부재(200)는 밑면이 제1바디부재(100)의 밑면과 마주보게 배치되고, 후술하는 제3바디부재(300)에 의해 위치 고정된다.
제2바디부재(200)에는 제2바디부재(200)의 중앙에 배치되고, 조향축과 연결되는 허브(210)와, 제2바디부재(200)와 허브(210)를 연결시켜 운전자의 조작에 따라 허브(210)를 회전시키는 다수개의 스포크(220)가 설치될 수 있다.
제3바디부재(300)는 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)의 사이, 보다 구체적으로 후술하는 주입부(500)로 주입되어 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)를 상호 고정시킨다. 제3바디부재(300)는 제1바디부재(100), 제2바디부재(200)와 마찬가지로 사출 성형이 가능하도록 섬유강화 열가소성 수지의 재질을 포함할 수 있다. 제3바디부재(300)는 복수개로 구비되어 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)를 복수 지점에서 고정 시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제3바디부재(300)는 주입부(500)의 내부로 주입되어 굳어진 링 형태를 갖도록 형성된다. 제3바디부재(300)는 양단이 각각 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)에 접합되어 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)를 상호 고정시킨다. 제3바디부재(300)는 한 쌍으로 구비되어 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)의 양측에 각각 배치된다. 제3바디부재(300)의 형상은 도 2에 도시된 형상에 한정되는 것은 아니고, 후술하는 주입부(500)의 형상 등에 따라 다양하게 설계변경이 가능하다.
중량저감부(400)는 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)의 사이에 구비되어 본 발명에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠(1)의 중량을 저감시킨다. 보다 구체적으로 중량저감부(400)는 본 발명에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠(1) 내부에 비어있는 공간 즉, 중공을 형성하도록 구비되어 중량을 저감시킴과 동시에 조향을 위한 각종 편의장치들이 설치될 수 있는 공간을 마련한다. 중량저감부(400)는 후술하는 유입차단부(600)에 의해 제3바디부재(300)와 이격되어 배치됨에 따라 제3바디부재(300)가 내부로 유입되는 것이 방지된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 중량저감부(400)는 제1중량저감부(410), 제2중량저감부(420)를 포함할 수 있다.
제1중량저감부(410)는 제1바디부재(100)의 내부로 오목하게 함몰 형성되는 홈의 형상으로 형성된다. 제1중량저감부(410)는 제1바디부재(100)의 대략 중앙부에 배치되어 후술하는 주입부(500)와의 간격을 확보할 수 있다.
제2중량저감부(420)는 제2바디부재(200)의 내부로 오목하게 함몰 형성되는 홈의 형상으로 형성된다. 제2중량저감부(420)는 제2바디부재(200)의 대략 중앙부에 배치되어 후술하는 주입부(500)와의 간격을 확보할 수 있다. 제2중량저감부(420)는 제1중량저감부(410)와 마주보게 배치됨에 따라 제1중량저감부(410)와 연속적으로 이어지는 폐곡선을 형성한다.
제1중량저감부(410)와 제2중량저감부(420)의 구체적인 단면형상은 도 2에 도시된 형상에 한정되는 것은 아니고, 본 발명에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠(1)의 형상, 내부에 설치되는 장치의 종류 등에 따라 다양한 설계변경이 가능하다.
주입부(500)는 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)의 사이에 구비되고, 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)를 상호 고정시키는 제3바디부재(300)가 주입되는 공간을 마련한다. 주입부(500)는 후술하는 유입차단부(600)에 의해 중량저감부(400)와 이격되어 배치됨에 따라 제3바디부재(300)가 중량저감부(400)로 흘러들어가는 것을 방지할 수 있다. 주입부(500)는 내부로 주입된 제3바디부재(300)가 주입부(500)로부터 이탈되지 않도록 형성된다. 이에 따라 주입부(500)는 제3바디부재(300)의 성형 시 외관 형상의 불량 또는 미성형을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주입부와 유입차단부의 구성을 개략적으로 나타내는 확대단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 주입부(500)는 제1주입부(510), 제2주입부(520)를 포함한다.
제1주입부(510)는 제1바디부재(100)의 내부로 함몰 형성되는 홈의 형태로 구비되어 제3바디부재(300)가 주입되는 공간을 마련한다. 제1주입부(510)는 한 쌍으로 구비되어 제1바디부재(100)의 양측단에 각각 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1주입부(510)는 제1유입부(511), 제1이탈방지부(512)를 포함할 수 있다.
제1유입부(511)는 외부와 연통되어 제1바디부재(100)의 내부로 제3바디부재(300)를 유입시킨다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1유입부(511)는 일측이 제1바디부재(100)의 측단부를 관통하고, 타측이 제1바디부재(100)의 중심부를 향해 연장되는 홈의 형상으로 형성된다. 제1유입부(511)는 한 쌍으로 구비되어 각각 제1바디부재(100)의 양측단에 이격되어 배치된다.
제1이탈방지부(512)는 제1유입부(511)와 연통되고, 제3바디부재(300)가 제1바디부재(100)의 외부로 이탈되는 것을 방지한다. 보다 구체적으로, 제1이탈방지부(512)는 제1유입부(511)보다 넓은 폭을 갖도록 구비되어 제1유입부(511)와의 경계면에 단턱을 형성함에 따라 제3바디부재(300)가 제1바디부재(100)의 외부로 이탈되는 것을 방지한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1이탈방지부(512)는 일측이 제1유입부(511)의 단부와 연통되고, 타측이 제1바디부재(100)의 내측으로 수직하게 연장되는 홈의 형상으로 형성된다.
제2주입부(520)는 제2바디부재(200)의 내부로 함몰 형성되어 제3바디부재(300)가 주입되는 공간을 마련하고, 제1주입부(510)와 마주보게 배치되어 제1주입부(510)와 연통된다. 제2주입부(520)는 한 쌍으로 구비되어 제2바디부재(200)의 양측단에 각각 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2주입부(520)는 제2유입부(521), 제2이탈방지부(522)를 포함한다.
제2유입부(521)는 외부와 연통되어 제2바디부재(200)의 내부로 제3바디부재(300)를 유입시킨다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2유입부(521)는 일측이 제1바디부재(200)의 측단부를 관통하고, 타측이 제1바디부재(100)의 중심부를 향해 연장되는 홈의 형상으로 형성된다. 제2유입부(521)는 한 쌍으로 구비되어 각각 제2바디부재(200)의 양측단에 이격되어 배치된다. 제2유입부(521)는 상면이 제1유입부(511)의 하면과 연통되어 폐곡선을 형성함에 따라 제3바디부재(300)가 주입되는 입구의 기능을 수행한다.
제2이탈방지부(522)는 제2유입부(521)와 연통되고, 제3바디부재(300)가 제2바디부재(200)의 외부로 이탈되는 것을 방지한다. 보다 구체적으로, 제2이탈방지부(522)는 제2유입부(521)보다 넓은 폭을 갖도록 구비되어 제2유입부(521)와의 경계면에 단턱을 형성함에 따라 제3바디부재(300)가 제2바디부재(200)의 외부로 이탈되는 것을 방지한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2이탈방지부(522)는 일측이 제2유입부(521)의 단부와 연통되고, 타측이 제2바디부재(200)의 내측으로 수직하게 연장되는 홈의 형상으로 형성된다. 제2이탈방지부(522)는 일측이 제1이탈방지부(512)와 연통되어 폐곡선을 형성함에 따라 제3바디부재(300)가 수용될 수 있는 공간을 마련한다.
유입차단부(600)는 제3바디부재(300)와 중량저감부(400)의 사이에 구비되어 제3바디부재(300)가 중량저감부(400)로 유입되는 것을 차단한다. 보다 구체적으로 유입차단부(600)는 주입부(500)와 중량저감부(400)의 사이를 가로막는 격벽 형태로 마련되어 주입부(500)로 주입되는 제3바디부재(300)가 중량저감부(400)로 유입되는 경로를 차단한다. 유입차단부(600)는 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)의 사출 시 함께 성형됨에 따라 제1바디부재(100), 제2바디부재(200)와 동일한 재질을 포함할 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유입차단부(600)는 제1유입차단부재(610), 제2유입차단부재(620), 밀착강화부(630)를 포함한다.
제1유입차단부재(610)는 제1바디부재(100)로부터 연장되고, 제3바디부재(300)가 제1중량저감부(410)로 유입되는 것을 차단한다. 제1유입차단부재(610)는 제1바디부재(100)의 사출 과정에서 제1바디부재(100)와 함께 성형됨에 따라 제1바디부재(100)와 일체로 연결될 수 있다.
제2유입차단부재(520)는 제2바디부재(200)로부터 연장되어 제1유입차단부재(610)와 밀착되고, 제3바디부재(300)가 제2중량저감부(420)로 유입되는 것을 차단한다. 제2유입차단부재(620)는 제2바디부재(200)의 사출 과정에서 제2바디부재(200)와 함께 성형됨에 따라 제2바디부재(200)와 일체로 연결될 수 있다.
제1유입차단부재(610)와 제2유입차단부재(620) 중 적어도 하나는 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)의 경계면 상으로 돌출될 수 있다. 보다 구체적으로 제1유입차단부재(610)와 제2유입차단부재(620)의 길이의 합은 제1유입차단부재(610)가 연장되는 제1바디부재(100)의 지점으로부터 제2유입차단부재(620)가 연장되는 제2바디부재(200)의 지점까지의 직선 길이보다 긴 값을 갖도록 형성된다. 이 경우, 제1유입차단부재(610)와 제2유입차단부재(620)는 탄성복원력을 갖도록 구비될 수 있다. 이에 따라 제1유입차단부재(610)와 제2유입차단부재(620)는 중첩되는 길이 만큼 단부가 서로 간섭되어 길이방향으로 압축됨에 따라 보다 강하게 밀착될 수 있다.
제1유입차단부재(610)와 제2유입차단부재(620)는 제1방향을 향해 경사지게 연장될 수 있다. 여기서 제1방향은 주입부(500)를 향하는 방향으로 예시될 수 있다. 이에 따라 제1유입차단부재(610)와 제2유입차단부재(620)는 제3바디부재(300)의 주입시 제3바디부재(300)에 의해 가해지는 가압력을 서로 밀착되는 방향으로 전환시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1유입차단부재(610)는 제1바디부재(100)의 내측 바닥으로부터 하방으로 연장되는 링 형상을 갖도록 형성된다. 제1유입차단부재(610)는 양측이 각각 제1중량저감부(410)와 제1이탈방지부(512)와 마주보게 배치되어 제1중량저감부(410)와 제1이탈방지부(512)의 연통을 차단한다. 제1유입차단부재(610)는 제1중량저감부(410)가 제1바디부재(100)의 중앙부에 배치됨에 따라 한 쌍으로 구비되어 제1중량저감부(410)의 양측에 각각 배치된다. 제1유입차단부재(610)는 단부가 주입부(500)를 향해 소정 각도 경사지게 연장된다. 제1유입차단부재(610)가 연장되는 길이는 제1바디부재(100)의 내측 바닥으로부터 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)의 경계면까지의 길이보다 긴 값을 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제2유입차단부재(620)는 제2바디부재(200)의 내측 바닥으로부터 상방으로 연장되는 링 형상을 갖도록 형성된다. 제2유입차단부재(620)는 양측이 각각 제2중량저감부(420)와 제2이탈방지부(522)와 마주보게 배치되어 제2중량저감부(420)와 제2이탈방지부(522)의 연통을 차단한다. 제2유입차단부재(620)는 제2중량저감부(420)가 2바디부재(200)의 중앙부에 배치됨에 따라 한 쌍으로 구비되어 제2중량저감부(420)의 양측에 각각 배치된다. 제2유입차단부재(620)는 단부가 주입부(500)를 향해 소정 각도 경사지게 연장된다. 제2유입차단부재(620)가 연장되는 길이는 제2바디부재(200)의 내측 바닥으로부터 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)의 경계면까지의 길이보다 긴 값을 갖는다.
밀착강화부(630)는 제1유입차단부재(610)와 제2유입차단부재(620) 사이에 구비되어 제1유입차단부재(610)와 제2유입차단부재(620)의 밀착을 강화시킨다. 보다 구체적으로, 밀착강화부(630)는 제1유입차단부재(610)와 제2유입차단부재(620)의 단부간의 접촉 상태를 유지시킬 수 있도록 구비되어 제1유입차단부재(610)와 제2유입차단부재(620)의 밀착을 강화시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따른 밀착강화부(530)는 제1밀착강화부재(531), 제2밀착강화부재(532)를 포함한다.
제1밀착강화부재(531)는 제1유입차단부재(610)와 제2유입차단부재(620) 중 적어도 하나로부터 돌출된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1밀착강화부재(630)는 제1유입차단부재(610)의 단부로부터 수직하게 돌출되는 돌기의 형상으로 형성된다.
제2밀착강화부재(532)는 제1유입차단부재(610)와 제2유입차단부재(620) 중 나머지 하나의 내부로 함몰 형성된다. 제2밀착강화부재(532)는 제1밀착강화부재(531)와 마주보게 배치되어 제1밀착강화부재(531)가 삽입된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2밀착강화부재(530)는 제2유입차단부재(620) 내부로 수직하게 함몰 형성되는 홈의 형상으로 형성된다. 제2유입차단부재(620)의 형상은 제1유입차단부재(610)가 삽입될 수 있도록 제1유입차단부재(610)의 형상에 대응되는 형상으로 형성된다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠(1)의 제조방법을 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠의 제조과정을 개략적으로 나타내는 측면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠의 제조방법의 순서를 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 5, 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠(1)의 제조방법은 제1성형단계(S100), 정렬단계(S200), 유입방지단계(S300), 제2성형단계(S400), 제거단계(S500)를 포함한다.
제1성형단계(S100)는 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)를 성형하는 단계이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1성형단계(S100)의 과정을 구체적으로 살펴보면, 우선 서로 마주보게 배치되는 제1금형(10)과 제2금형(20)을 형폐시킨다.
이후 사출모듈(30)에 의해 제1금형(10)과 제2금형(20)의 내부로 용융된 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)를 사출시킨다.
이후 제1바디부재(100)는 제1금형(10)의 내부에서 굳어지면서 성형이 진행되며, 제2바디부재(200)는 제2금형(20)의 내부에서 굳어지면서 성형이 진행된다. 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)는 서로 다른 축 상에 배치되어 성형됨에 따라 사출모듈(30)의 한 번의 작동만으로 동시 성형될 수 있다.
이 경우, 제1금형(10)과 제2금형(20)의 몰드 형상에 의해 중량저감부(400), 주입부(500), 유입차단부(600)는 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)의 성형 시 함께 성형될 수 있다.
정렬단계(S200)는 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)를 마주보게 배치시키는 단계이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정렬단계(S200)의 과정을 구체적으로 살펴보면, 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)의 성형이 완료된 후, 제1금형(10)과 제2금형(20)은 후퇴 동작되어 상호 이격 배치된다.
이후 제1금형(10) 또는 제2금형(20)은 후퇴 방향과 수직한 방향으로 슬라이드 이동되어 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)를 동일 축선상에 배치시킨다.
유입방지단계(S300)는 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)를 서로 다른 방향으로 가압하여 중량저감부(400)를 밀폐시키는 단계이다. 보다 구체적으로, 유입방지단계(S300)는 유입차단부(600)에 의해 중량저감부(400)와 주입부(500) 사이를 가로막음으로써 중량저감부(400)를 밀폐시킨다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유입방지단계의 순서를 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 5, 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유입방지단계(S300)는 이동단계(S310), 밀착단계(S320)를 포함한다.
이동단계(S310)는 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)를 서로 다른 방향으로 이동시키는 단계이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이동단계(S310)의 과정을 구체적으로 살펴보면, 정렬단계(S200)에 의해 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)가 마주보게 배치된 이후, 제1금형(10)과 제2금형(20)은 서로 반대방향으로 전진되어 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)를 상호 접근시킨다.
밀착단계(S320)는 근접 배치된 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)를 가압하여 제1유입차단부재(610)와 제2유입차단부재(620)의 단부를 상호 밀착시키는 단계이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀착단계의 순서를 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 5, 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 밀착단계(S320)는 삽입단계(S321), 변형단계(S322)를 포함한다.
삽입단계(S321)는 제1밀착강화부재(631)가 제2밀착강화부재(632)의 내부로 삽입되는 단계이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 삽입단계(S321)의 과정을 보다 구체적으로 살펴보면, 이동단계(S310)에 의해 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)가 상호 접근됨에 따라 제1유입차단부재(610)의 단부로부터 돌출되는 제1밀착강화부재(631)는 제2유입차단부재(620)의 내부로 함몰된 제2밀착강화부재(632)의 내부로 삽입되어 안착됨에 따라 제1유입차단부재(610)와 제2유입차단부재(620)의 단부간의 상대이동을 방지한다.
변형단계(S322)는 제1유입차단부재(610)와 제2유입차단부재(620)가 제1방향을 향해 경사지게 변형되는 단계이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 변형단계(S322)의 과정을 보다 구체적으로 살펴보면, 제1밀착강화부재(631)가 제2밀착강화부재(632)의 내부로 삽입된 상태에서 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)가 가압됨에 따라 제1유입차단부재(610)와 제2유입차단부재(620)는 길이 방향으로 가압력을 전달받는다.
이후 제1유입차단부재(610)와 제2유입차단부재(620)는 탄성변형되어 상호 밀착된다.
이러한 가압력에 의해 제1방향으로 경사지게 구비되는 제1유입차단부재(610)와 제2유입차단부재(620)는 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)의 경계면이 일치되는 지점까지 제1방향으로 소정 각도 경사지게 변형되어 중량저감부(400)를 밀폐시킨다.
제2성형단계(S400)는 제3바디부재(300)를 성형하여 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)를 상호 고정시키는 단계이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2성형단계의 과정을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 9 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 제2성형단계(S400)의 과정을 보다 구체적으로 살펴보면, 제1유입차단부재(610)와 제2유입차단부재(620)가 중량저감부(400)를 밀폐시킨 상태에서 사출모듈(30)은 용융된 제3바디부재(300)를 주입부(500)로 주입시킨다.
주입된 제3바디부재(300)는 제1유입부(511) 및 제2유입부(521)를 통해 제1이탈방지부(512) 및 제2이탈방지부(522)로 전달된다.
이후 제1이탈방지부(512) 및 제2이탈방지부(522)로 유입된 제3바디부재(300)는 제1유입차단부재(610)와 제2유입차단부재(620)를 중량저감부(400)로 향하는 방향으로 가압한다.
이러한 가압력에 의해 제1방향으로 경사지게 형성된 제1유입차단부재(610)와 제2유입차단부재(620)는 제1방향과 반대방향으로 이동된다.
제1유입차단부재(610)와 제2유입차단부재(620) 중 적어도 하나가 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)의 경계면 상으로 돌출되도록 형성됨에 따라 제1유입차단부재(610)와 제2유입차단부재(620)는 길이방향으로 더욱 강하게 밀착되어 제3바디부재(300)가 중량저감부(400)로 유입되는 것을 차단한다.
최종적으로, 제3바디부재(300)는 주입부(500) 내부에서 경화되어 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)를 상호 고정시킨다.
제거단계(S500)는 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)의 외측으로 돌출된 제3바디부재(300)를 제거하는 단계이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제거단계(S500)의 과정을 보다 구체적으로 살펴보면, 제2성형단계(S400)에 따른 제3바디부재(300)의 성형이 완료된 이후, 본 발명에 따른 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠(1)을 제1금형(10)과 제2금형(20)으로부터 분리시킨다.
이후 제1금형(10)과 제2금형(20)의 수지 유입 경로에 의해 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠(1)의 외측으로 돌출된 제3바디부재(300)에 외력을 가해주어 제거해 줌으로써 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠(1)의 외측 형상을 가공한다.
이러한 과정에서, 제1이탈방지부(512), 제2이탈방지부(522)의 내부에 배치된 제3바디부재(300)는 제1이탈방지부(512), 제2이탈방지부(522)와 제1유입부(511), 제2유입부(521) 사이에 형성되는 단턱에 걸려 제1바디부재(100)와 제2바디부재(200)로부터 이탈되는 것이 방지된다.
본 발명은 도면에 도시되는 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1 : 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠 10 : 제1금형
20 : 제2금형 30 : 사출모듈
100 : 제1바디부재 200 : 제3바디부재
300 : 제3바디부재 400 : 중량저감부
410 : 제1중량저감부 420 : 제2중량저감부
500 : 주입부 510 : 제1주입부
511 : 제1유입부 512 : 제1이탈방지부
520 : 제2주입부 521 : 제2유입부
522 : 제2이탈방지부 600 : 유입차단부
610 : 제1유입차단부재 620 : 제2유입차단부재
630 : 밀착강화부 631 : 제1밀착강화부재
632 : 제2밀착강화부재 S100 : 제1성형단계
S200 : 정렬단계 S300 : 유입방지단계
S310 : 이동단계 S320 : 밀착단계
S321 : 삽입단계 S322 : 변형단계
S400 : 제2성형단계 S500 : 제거단계

Claims (11)

  1. 제1바디부재;
    상기 제1바디부재와 마주보게 배치되는 제2바디부재;
    상기 제1바디부재와 상기 제2바디부재의 사이로 주입되어 상기 제1바디부재와 상기 제2바디부재를 상호 고정시키는 제3바디부재;
    상기 제1바디부재와 상기 제2바디부재의 사이에 구비되고, 상기 제3바디부재와 이격되어 배치되는 중량저감부; 및
    상기 제3바디부재와 상기 중량저감부의 사이에 구비되고, 상기 제3바디부재가 상기 중량저감부로 유입되는 것을 차단하는 유입차단부;를 포함하고,
    상기 중량저감부는,
    상기 제1바디부재의 내부로 오목하게 함몰 형성되는 제1중량저감부; 및
    상기 제2바디부재의 내부로 오목하게 함몰 형성되고, 상기 제1중량저감부와 연통되는 제2중량저감부;를 포함하고,
    상기 유입차단부는,
    상기 제1바디부재로부터 연장되고, 상기 제3바디부재가 상기 제1중량저감부로 유입되는 것을 차단하는 제1유입차단부재; 및
    상기 제2바디부재로부터 연장되어 상기 제1유입차단부재와 밀착되고, 상기 제2중량저감부로 유입되는 것을 차단하는 제2유입차단부재;를 포함하고,
    상기 제1유입차단부재와 상기 제2유입차단부재 중 적어도 하나는 상기 제1바디부재와 상기 제2바디부재의 경계면상으로 돌출되고,
    상기 제1유입차단부재와 상기 제2유입차단부재는 중첩되는 길이만큼 단부가 서로 간섭되어 길이방향으로 압축되고,
    상기 제1유입차단부재와 상기 제2유입차단부재는 길이방향으로 압축됨에 따라 제1방향을 향해 경사지게 변형되고,
    상기 유입차단부는,
    상기 제1유입차단부재와 상기 제2유입차단부재 사이에 구비되고, 상기 제1유입차단부재와 상기 제2유입차단부재의 밀착을 강화시키는 밀착강화부;를 더 포함하고,
    상기 밀착강화부는,
    상기 제1유입차단부재와 상기 제2유입차단부재 중 적어도 하나로부터 돌출되는 제1밀착강화부재; 및
    상기 제1유입차단부재와 상기 제2유입차단부재 중 나머지 하나의 내부로 함몰형성되고, 상기 제1밀착강화부재와 마주보게 배치되어 상기 제1밀착강화부재가 삽입되는 제2밀착강화부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠.
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  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1유입차단부재는 한 쌍으로 구비되어 상기 제1중량저감부의 양측에 각각 배치되고,
    상기 제2유입차단부재는 한 쌍으로 구비되어 상기 제2중량저감부의 양측에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠.
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  9. 제1바디부재와 제2바디부재를 성형하는 제1성형단계;
    상기 제1바디부재와 상기 제2바디부재를 마주보게 배치시키는 정렬단계;
    상기 제1바디부재와 상기 제2바디부재를 가압하여 중량저감부를 밀폐시키는 유입방지단계; 및
    제3바디부재를 성형하여 상기 제1바디부재와 상기 제2바디부재를 상호 고정시키는 제2성형단계;를 포함하고,
    상기 유입방지단계는,
    상기 제1바디부재와 상기 제2바디부재를 서로 다른 방향으로 이동시키는 이동단계; 및
    상기 제1바디부재와 상기 제2바디부재를 가압하여 제1유입차단부재와 제2유입차단부재를 밀착시키는 밀착단계;를 포함하고,
    상기 밀착단계는,
    제1밀착강화부재가 제2밀착강화부재의 내부로 삽입되는 삽입단계; 및
    상기 제1유입차단부재와 상기 제2유입차단부재가 제1방향을 향해 경사지게 변형되는 변형단계;를 포함하고,
    상기 제1유입차단부재와 상기 제2유입차단부재 중 적어도 하나는 상기 제1바디부재와 상기 제2바디부재의 경계면상으로 돌출되고,
    상기 제1유입차단부재와 상기 제2유입차단부재는 중첩되는 길이만큼 단부가 서로 간섭되어 길이방향으로 압축되고,
    상기 제1유입차단부재와 상기 제2유입차단부재는 길이방향으로 압축됨에 따라 제1방향을 향해 경사지게 변형되는 것을 특징으로 하는 수지 유입 차단 구조를 갖는 차량용 스티어링 휠의 제조방법.



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