KR102266115B1 - 루프 랙의 진동 융착 장치 및 이를 이용한 루프 랙의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 루프랙의 진동융착장치 및 이를 이용한 루프랙의 제조방법으로서, 본 발명의 일 측면에 따르면, 패드가 장착되기 위한 복수 개의 고정홀을 갖고, 차량의 루프 패널(roof panel)에 고정되기 위한 마운팅 볼트가 장착되는 스텐션(stanchoin), 스텐션에 접합되며, 복수 개의 캡홀을 갖는 레일 및 캡홀에 장착되는 복수 개의 캡을 포함하는 루프 랙의 융착 장치로서, 스텐션의 위치를 고정하기 위하여, 스텐션의 고정홀에 삽입되는 복수 개의 위치 제어용 핀을 갖는 제1 금형 및 레일의 위치를 고정하기 위하여, 레일의 캡홀에 삽입되는 복수 개의 고정 핀을 갖는 제2 금형을 포함하는 루프 랙의 진동 융착장치가 제공된다.

Description

루프 랙의 진동 융착 장치 및 이를 이용한 루프 랙의 제조방법{Vibration welder for roof-rack and method for manufacturing roof-rack using the same}

본 발명은 루프 랙의 진동 융착 장치 및 이를 이용한 루프 랙의 제조방법에 관한 것이다.

루프랙(roof rack)은 차량의 지붕 상면인 루프 패널(roof panel)에 고정 되고, 캠핑장비나 스키와 같은 레저장비 등 비교적 부피가 큰 화물은 루프랙에 적재된다. 요즘에는 레저용 차량(SUV: Sport Utility Vehicle, RV: Recreational Vehicle)의 대중화 및 캠핑 등의 레저여행의 붐과 함께 루프랙이 널리 사용되고 있는 실정이다.

플라스틱 재질로 형성된 루프랙은 차량의 루프 패널 측에 장착되기 위한 마운팅 볼트가 장착되는 스텐션(stanchion), 상기 스텐션에 고정되며, 외관을 형성하는 레일, 스텐션과 루프 패널 사이에 배치되는 고무 재질의 패드(pad) 및 레일에 형성된 홀에 장착되는 캡을 포함한다.

이때, 스텐션과 레일은 진동 융착(용착)을 통해 접합될 수 있다. 이때, 스텐션과 레일이 융착 공법으로 접합되기 위해서는, 각각 진동 융착기의 고정부와 진동부에 나뉘어 고정되며, 이때, 위치 구속력이 부족한 상태에서 융착 진행 시 불량이 발생하게 된다.

본 발명은 진동 융착 시, 위치 구속력을 확보할 수 있는 루프 랙의 진동 융착 장치 및 이를 이용한 루프 랙의 제조방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 패드가 장착되기 위한 복수 개의 고정홀을 갖고, 차량의 루프 패널(roof panel)에 고정되기 위한 마운팅 볼트가 장착되는 스텐션(stanchoin), 스텐션에 접합되며, 복수 개의 캡홀을 갖는 레일 및 캡홀에 장착되는 복수 개의 캡을 포함하는 루프 랙의 융착 장치로서, 스텐션의 위치를 고정하기 위하여, 스텐션의 고정홀에 삽입되는 복수 개의 위치 제어용 핀을 갖는 제1 금형 및 레일의 위치를 고정하기 위하여, 레일의 캡홀에 삽입되는 복수 개의 고정 핀을 갖는 제2 금형을 포함하는 루프 랙의 진동 융착장치가 제공된다.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 루프 팩의 진동 융착 장치를 이용한 루프 랙의 제조방법에 있어서, 제1 금형의 위치 제어용 핀에 고정홀을 삽입시켜 스텐션을 제1 금형에 고정시키는 제1 단계, 제2 금형의 고정 핀에 캡홀을 삽입시켜 레일을 제2 금형에 고정시키는 제2 단계 및 스텐션과 레일의 접합될 부위가 접촉하도록 제1 금형을 이동시킨 상태에서, 제1 금형에 진동을 가하는 제3 단계를 포함하는 루프 랙의 제조방법이 제공된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 적어도 일 실시예와 관련된 루프 랙의 진동 융착 장치 및 이를 이용한 루프 랙의 제조방법에 따르면, 진동 융착 시, 위치 구속력을 확보할 수 있다.

특히, 레일을 진동 융착 장치의 고정부로 지지시키고, 스텐션을 진동 융착 장치의 진동부에 지지시키며, 스텐션의 패드 장착 홀 및 레일의 캡홀 형상을 이용하여 진동 융착 시, 위치 구속력을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명과 관련된 루프 랙을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 루프 랙의 분리 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예와 관련된 루프 랙의 진동융착장치의 개략도이다.
도 4는 레일의 위치 구속 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 제1 금형의 요부를 나타내는 사진이다.
도 6은 도 4에 도시된 위치 구속 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 제2 금형의 요부를 나타내는 사진이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 루프 랙의 진동 융착 장치 및 이를 이용한 루프 랙의 제조방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.

도 1은 본 발명과 관련된 루프 랙(100)을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 루프 랙의 분리 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명과 관련된 루프랙(10)은, 레일(100), 스텐션(200)을 포함한다. 특히, 차체와 연결되기 위한 마운팅(mounting) 볼트(300) 및 레일(100)과 스텐션(200)이 루프 패널(차량의 지붕 상면)과 맞닿는 것을 방지하기 위한 패드(400)를 포함한다.

레일(100)은 내부가 중공 영역을 갖고, 하방(스텐션(200)과 겹합되는 측)이 개방된 형상을 가질 수 있으며, 스텐션(200)은 레일(100)의 중공 영역에 삽입되고, 레일(100)에 접합되어 고정될 수 있다. 또한, 레일(100)은 길이방향 양 종단부에 곡면부(140)를 각각 가질 수 있다.

루프 랙(100)은 패드(400)가 장착되기 위한 복수 개의 고정홀(430)을 갖고, 차량의 루프 패널(roof panel)에 고정되기 위한 마운팅 볼트(300)가 장착되는 스텐션(200), 스텐션(200)에 접합되며, 복수 개의 캡홀(131 내지 135)을 갖는 레일(100) 및 캡홀(131 내지 135)에 장착되는 복수 개의 캡(500)을 포함한다. 복수 개의 캡홀(131 내지 135)은 레일(100)의 길이방향(x축 방향)을 따라 소정 간격 떨어져 배열된다. 또한, 도 2에서는, 5개의 캡홀(131 내지 135)을 갖는 경우를 예시적으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

상기 레일(100) 및 스텐션(200)은 각각 수지 재질로 형성된다. 레일(100) 및 스텐션(200)은 예를 들어, 폴리프로필렌 수지, 폴리아미드 수지, ABS 수지, 및 폴리카보네이트 수지를 포함하는 군으로부터 선택된 1종 이상으로 형성될 수 있다. 또한, 레일(100) 및 스텐션(200)은 경량화 및 내구성을 고려하여 섬유 강화플라스틱으로 이루어 질 수 있다.

상기 스텐션(200)은 레일(100)의 소정 영역과 접합되고, 차제와 연결되기 위한 마운팅 볼트(300)가 결속되도록 마련될 수 있다.

상기 스텐션(200)은 레일(100)과 진동 융착을 위한 복수 개의 접합부를 갖는다. 예를 들어, 상기 스텐션(200)은, 레일(100) 측으로 돌출 형성되며, 레일과 접합되고, 마운팅 볼트(300)와 결속되도록 마련된 제1 부재(240)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 스텐션(200)은, 길이방향을 따라 제1 부재(240)와 소정 간격 떨어져 위치하고, 레일(100)과 소정 영역 접합되도록, 레일(100) 측으로 돌출 형성된 제2 부재(250)를 포함할 수 있다. 또한, 스텐션(200)은 레일(100)과 소정 영역 접합되고, 레일(100) 측으로 돌출 형성된 제3 부재(260)를 포함한다. 상기 제3 부재(260)는, 전술한 제2 부재(250)와 배치되는 위치만 다를 뿐, 제2 부재(250)와 구조와 기능이 동일하게 마련될 수 있다.

이때, 제1 부재(240)는 제1 간격(d1)으로 스텐션(200)의 길이방향을 따라 배치되고, 제2 부재는(250)는 제1 부재(240)의 양측에 각각 제1 간격(d1)보다 작은 제2 간격(d2) 떨어져 제1 부재(240)와 인접하게 배치되며, 제3 부재(260)는, 서로 인접하는 2개의 제1 부재(240) 사이 중앙에 배치될 수 있다. 상기와 같이, 마운팅 볼트(300)와 결속되는 제1 부재(240)의 양측에 제2 부재(250)를 배치함으로써, 제1 부재의 강성을 보강할 수 있으며, 이에 더하여 제3 부재(260)를 소정 간격으로 떨어져 배치함으로써, 루프랙(100)의 강성을 보강할 수 있게 된다.

또한, 전술한 스텐션(200)의 고정홀(270)은 제2 부재(250) 및 제3 부재(260) 사이 위치에 형성될 수 있다.

또한, 루프랙(10)은 레일(100)과 스텐션(200) 이 차체의 루프 패널과 접촉되지 않도록 길이방향을 따라 연장 형성된 패드(400)를 추가로 포함한다. 상기 패드(400)는, 마운팅 볼팅(300)가 통과하도록 복수 개의 관통홀(410)을 갖는다. 또한, 스텐션(200)은 패드(400)가 고정되기 위한 복수 개의 고정홀(430)을 갖는다.

진동 용착이란, 열 가소성 수지 2개를 제품간에 가압을 하면서 일방향(단방향) 진폭으로 진동을 주어(예를 들어, 상부 지그에 진동을 줌) 접촉 부위에서 발생되는 마찰열로 수지를 용융시키고, 충분한 용융을 얻은 후 진동을 멈추면 제품이 정렬되고, 계속 가압하면서 냉각하여 굳힘으로써, 융착이 이루어지는 방법을 의미한다.

또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예와 관련된 루프 랙의 진동융착장치(1)의 개략도이고, 도 4는 레일의 위치 구속 상태를 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 제1 금형의 요부를 나타내는 사진이고, 도 6은 도 4에 도시된 위치 구속 방식을 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 제2 금형의 요부를 나타내는 사진이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예와 관련된 루프 랙(100)의 진동 융착 장치(10)는 제1 금형(2) 및 제2 금형(3)을 포함한다.

구체적으로, 진동 융착 장치(10)는 스텐션(200)의 위치를 고정하기 위하여, 스텐션(200)의 고정홀(270)에 삽입되는 복수 개의 위치 제어용 핀(4)을 갖는 제1 금형(2) 및 레일(100)의 위치를 고정하기 위하여, 레일(100)의 캡홀(132)에 삽입되는 복수 개의 고정 핀(5)을 갖는 제2 금형(3)을 포함한다. 이때, 제1 금형(2)은 상부에 위치하며, 진동 융착 시, 진동부이고, 제2 금형(3)은 하부에 위치하며, 진동 융착 시, 고정부인 것이 바람직하다.

도 2 내지 도 7을 참조하면, 제1 금형(2)의 위치 제어용 핀(4)에 스텐션(200)의 고정홀(270)이 삽입되어, 제1 금형(2)에 스텐션(200)의 위치가 구속될 수 있다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 제2 금형(3)의 적어도 4개의 고정 핀(5)은 그 중심이 해당 고정핀(5)이 삽입되는 캡홀(131 내지 135)의 중심과 일치하지 않도록 배열될 수 있다.

도 6을 참조하여 제1 캡홀을 예로 들어 설명하면, 도 6은 제1 캡홀(131)의 중심(131a)과 고정 핀(5)의 중심(5a)이 일치된 상태를 나타낸다. 본 발명에서는, 위치 구속력을 확보하기 위하여, 적어도 하나 이상의 캡홀(131)의 중심(131a)과 고정핀(5)의 중심(5a)이 일치하지 않도록 복수 개의 고정 핀(5)이 배열될 수 있다. 본 문서에서, 캡홀(131)의 중심(131a) 및 고정 핀(5)의 중심(5a)이라 함은 길이방향(x축 방향) 중심 및 폭 방향(y축 방향) 중심을 포함하는 것을 의미하며, 캡홀(131)의 중심(131a) 및 고정 핀(5)의 중심(5a)이 일치하지 않는다고 함은, 길이방향(x축 방향) 중심 및 폭 방향(y축 방향) 중심 중 적어도 한 중심이 일치하지 않는 것을 의미한다.

적어도 2개의 고정 핀은 그 중심이 레일의 폭방향(y축 방향)을 따라 각각 삽입되는 캡홀의 폭 방향 중심과 일치하도록 배열되고, 그 중심이 레일의 길이방향(x축 방향)을 따라 각각 삽입되는 캡홀의 길이방향 중심과 일치하지 않도록 배열될 수 있다.

또한, 적어도 2개의 고정 핀은, 길이방향 중심이 레일의 길이방향을 기준으로 서로 다른 방향으로 각각 캡홀의 길이방향 중심과 일치하지 않도록 배열될 수 있다.

예를 들어, 레일의 길이방향을 따라 일 측에서 타 측으로 배열된 복수 개의 캡홀(131 내지 135)을 각각 제1 내지 제 5 캡홀(131 내지 135)이라 지칭할 수 있다.

제1 캡홀 및 제5 캡홀(131, 135)에 삽입되는 고정 핀은 그 중심이 레일의 폭방향(y축 방향)을 따라 각각 삽입되는 캡홀(131, 135)의 폭 방향 중심과 일치하도록 배열되고, 그 중심이 레일의 길이방향을 따라 각각 삽입되는 캡홀(131, 135)의 길이방향 중심과 일치하지 않도록 배열될 수 있다.

이때, 제1 캡홀 및 제5 캡홀(131, 135)에 삽입되는 2개의 고정 핀은 길이방향 중심이 레일의 길이방향을 기준으로 서로 다른 방향으로 각각 캡홀(131, 135)의 길이방향 중심과 일치하지 않도록 배열될 수 있다. 이러한 구조를 통해, 레일(100)의 길이방향 위치 구속력을 확보할 수 있다.

한편, 적어도 2개의 고정 핀은 그 중심이 레일의 길이방향(x축 방향)을 따라 각각 삽입되는 캡홀의 길이 방향 중심과 일치하도록 배열되고, 그 중심이 레일의 폭 방향(y축 방향)을 따라, 각각 삽입되는 캡홀의 폭방향 중심과 일치하지 않도록 배열될 수 있다.

또한, 적어도 2개의 고정 핀은, 폭 방향 중심이 레일의 폭 방향을 기준으로 서로 다른 방향으로 각각 캡홀의 폭방향 중심과 일치하지 않도록 배열될 수 있다.

예를 들어, 제2 및 제4 캡홀(132, 134)에 각각 삽입되는 2개의 고정핀은 그 중심이 레일(100)의 길이방향을 따라 각각 삽입되는 캡홀(132, 134)의 길이 방향 중심과 일치하도록 배열되고, 그 중심이 레일(100)의 폭 방향을 따라, 각각 삽입되는 캡홀(132, 134)의 폭방향 중심과 일치하지 않도록 배열될 수 있다.

제2 및 제4 캡홀(132, 134)에 각각 삽입되는 고정핀은 폭 방향 중심이 레일의 폭 방향을 기준으로 서로 다른 방향으로 각각 캡홀의 폭방향 중심과 일치하지 않도록 배열될 수 있다. 이러한 구조를 통해, 레일(100)의 폭 방향 위치 구속력을 확보할 수 있다.

또한, 제2 금형(3)에서 고정핀(5)은 위치 이동 가능하게 마련될 수 있다. 예를 들어, 고정핀(5)은 제2 금형(3)에 스크류 등을 통해 체결될 수 있으며, 제2 금형(3) 상에 스크류의 체결위치를 자유롭게 조절할 수 있도록 마련될 수 있다.

또한, 제2 금형(3)은 길이방향 양 측 각각에, 레일(100)의 곡면부(140)가 안착될 수 있는 곡면부(6)를 포함할 수 있다.

또한, 제2 금형(3)은 레일(100)의 곡면부(140)의 가장자리를 고정시키기 위한 고정 클램프를 추가로 포함할 수 있다. 고정 클램프는 레일(100)과 접촉하는 영역이 레일(100)의 곡면부(140)의 가장자리 형상과 동일한 형상을 가질 수 있다.

상기 루프 팩의 진동 융착 장치(1)를 이용한 루프 랙의 제조방법을 설명한다.

루프 랙의 제조방법은 제1 금형(2)의 위치 제어용 핀(4)에 고정홀(270)을 삽입시켜 스텐션(200)을 제1 금형(2)에 고정시키는 제1 단계, 제2 금형(3)의 고정 핀(5)에 캡홀(131, 132, 133, 134, 135)을 삽입시켜 레일(100)을 제2 금형(3)에 고정시키는 제2 단계, 및 스텐션(200)과 레일(100)의 접합될 부위가 접촉하도록 제1 금형(2)을 이동시킨 상태에서, 제1 금형(2)에 진동을 가하는 제3 단계를 포함한다.

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

10: 루프 랙
20: 제1 금형
30: 제2 금형
100: 레일
200: 스텐션
400: 패드
500: 캡

Claims (12)

1. 패드가 장착되기 위한 복수 개의 고정홀을 갖고, 차량의 루프 패널(roof panel)에 고정되기 위한 마운팅 볼트가 장착되는 스텐션(stanchoin), 스텐션에 접합되며, 복수 개의 캡홀을 갖는 레일 및 캡홀에 장착되는 복수 개의 캡을 포함하는 루프 랙의 진동 융착 장치로서,
   스텐션의 위치를 고정하기 위하여, 스텐션의 고정홀에 삽입되는 복수 개의 위치 제어용 핀을 갖는 제1 금형; 및
   레일의 위치를 고정하기 위하여, 레일의 캡홀에 삽입되는 복수 개의 고정 핀을 갖는 제2 금형을 포함하는 루프 랙의 진동 융착장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   제1 금형은 상부에 위치하며, 진동 융착 시, 진동부이고,
   제2 금형은 하부에 위치하며, 진동 융착 시, 고정부인 루프 랙의 진동 융착장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   제2 금형의 적어도 4개의 고정 핀은 그 중심이 해당 고정핀이 삽입되는 캡홀의 중심과 일치하지 않도록 배열된 루프 랙의 진동 융착장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   적어도 2개의 고정 핀은 그 중심이 레일의 폭방향을 따라 각각 삽입되는 캡홀의 폭 방향 중심과 일치하도록 배열되고, 그 중심이 레일의 길이방향을 따라 각각 삽입되는 캡홀의 길이방향 중심과 일치하지 않도록 배열된 루프 랙의 진동 융착장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   적어도 2개의 고정 핀은, 길이방향 중심이 레일의 길이방향을 기준으로 서로 다른 방향으로 각각 캡홀의 길이방향 중심과 일치하지 않도록 배열된 루프 랙의 진동 융착장치.
6. 제 3 항에 있어서,
   적어도 2개의 고정 핀은 그 중심이 레일의 길이방향을 따라 각각 삽입되는 캡홀의 길이 방향 중심과 일치하도록 배열되고, 그 중심이 레일의 폭 방향을 따라, 각각 삽입되는 캡홀의 폭방향 중심과 일치하지 않도록 배열된 루프 랙의 진동 융착장치.
7. 제 4 항에 있어서,
   적어도 2개의 고정 핀은, 폭 방향 중심이 레일의 폭 방향을 기준으로 서로 다른 방향으로 각각 캡홀의 폭방향 중심과 일치하지 않도록 배열된 루프 랙의 진동 융착장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   제2 금형에서 고정핀은 위치 이동 가능하게 마련된 루프 랙의 진동 융착 장치.
9. 제 1 항에 있어서,
   제2 금형은 길이방향 양 측 각각에, 레일의 곡면부가 안착될 수 있는 곡면부를 포함하는 루프 랙의 진동 융착 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    제2 금형은 레일의 곡면부의 가장자리를 고정시키기 위한 고정 클램프를 추가로 포함하며,
    고정 클램프는 레일과 접촉하는 영역이 레일의 곡면부의 가장자리 형상과 동일한 형상을 갖는 루프 랙의 진동 융착 장치.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 루프 팩의 진동 융착 장치를 이용한 루프 랙의 제조방법에 있어서,
    제1 금형의 위치 제어용 핀에 고정홀을 삽입시켜 스텐션을 제1 금형에 고정시키는 제1 단계;
    제2 금형의 고정 핀에 캡홀을 삽입시켜 레일을 제2 금형에 고정시키는 제2 단계; 및
    스텐션과 레일의 접합될 부위가 접촉하도록 제1 금형을 이동시킨 상태에서, 제1 금형에 진동을 가하는 제3 단계를 포함하는 루프 랙의 제조방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    스텐션 및 레일은 각각 수지 재질로 형성된 루프 랙의 제조방법.

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