KR20040096027A - Ｗｉｔ공법을 이용하여 만든 차량용 플라스틱 가속페달 및그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수지의 인젝션 후 그 내부에 물의 경로를 이용하여 중공부를 조성하는 WIT공법으로 중공부를 포함하는 성형품을 제조함으로써, 일정한 두께를 가지면서 얇고 균일하게 성형품을 제조할 수 있어 원재료 감소에 따른 원가절감 및 경량화의 효과가 있고, 열전도도가 우수한 물을 사용하여 성형품을 직접 냉각시키는 방식이므로 냉각공정의 단축에 따른 공정의 전체적인 사이클 타임을 단축할 수 있으며, 무엇보다도 성형품의 내부에 중공부를 조성하여 우수한 강성을 갖출 수 있도록 한 WIT공법을 이용하여 만든 차량용 플라스틱 가속페달 및 그 제조방법에 관한 것이다.

이를 위하여, 본 발명은 금형의 캐비티 한쪽으로 물 주입을 위한 인젝터 수단과 반대쪽으로 오버플로를 위한 슬라이드 수단을 구비하고 각 인젝터 수단과 슬라이드 수단을 닫은 상태에서 게이트를 통해 캐비티 내에 용융수지를 주입하는 제1단계와, 용융수지 주입 후 인젝터 수단을 이용하여 용융수지 내부로 물을 주입하는 제2단계와, 물 주입과 동시에 슬라이드 수단을 열어 오버플로되는 수지와 물을 배출시키는 제3단계와, 수지와 물 배출 후 내부에 중공부를 갖는 제품을 금형으로부터 취출하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

ＷＩＴ공법을 이용하여 만든 차량용 플라스틱 가속페달 및 그 제조방법{Manufacturing method of plastic accelerator pedal for vehicle using WIT and plastic accelerator pedal of that}

본 발명은 WIT(Water Injection Technology)공법을 이용하여 만든 차량용 플라스틱 가속페달 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수지를 금형에 인젝션시킨 후, 용융상태의 수지 내부로 물을 통과시켜 그 경로에 따른 성형품 내부에 중공을 성형하는 WIT공법을 이용하여 차량용 플라스틱 가속페달을 만드는 방법과 이때의 제품을 제공함으로써, 기존의 일반적인 사출 성형품에 비해 얇고 일정한 두께를 갖는 성형품을 제조할 수 있기 때문에 원재료 감소에 따른 원가절감 및 경량화의 효과를 기대할 수 있고, 성형품의 내부를 물을 이용하여 직접 냉각하기 때문에 전체적인 사이클 타임을 줄일 수 있으며, 특히 내부에 중공부를 구비함에 따라 우수한 강성을 발휘할 수 있는 WIT공법을 이용하여 만든 차량용 플라스틱 가속페달 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 가속페달은 클러치페달이나 브레이크페달과 함께 차량 주행 중 운전자에 의해 적절히 조작되는 부분으로서, 차량의 주행상태를 운전자의 의지대로 가속 또는 감속시키기 위한 조작수단이다.

기존의 가속페달은 주로 스틸재로 제조되어 중량이 무거울 뿐만 아니라 원재료인 강판을 재단하는 공정과 프레스 성형하는 공정 및 완성된 부품을 용접 등으로 결합하는 공정 등 제조에 소요되는 공정이 과다하므로, 이에 따른 제조원가의 상승을 초래하게 되는 단점이 있다.

최근의 가속페달들은 경량화 및 구조 단순화를 위해 플라스틱을 사용한 일반사출공법을 통해 제조한 것으로 많이 대체되고 있는 추세이다.

첨부한 도 1은 일반사출공법으로 제조한 차량용 가속페달을 보여주는 사시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 상기 가속페달은 차체측으로 연결되는 암(10)과 운전자의 발이 안착되는 페달(20)로 이루어져 있으며, 상기 암(10)은 강성을 위한 격자형 리브구조를 갖게 된다.

그러나, 위와 같이 제조되는 기존 가속페달의 경우 적당한 강성을 위해 소정의 부피를 갖는 격자형 리브구조를 갖추어야 하기 때문에 원재료가 많이 소요되고, 이로 인해 원가상승을 초래하는 단점이 있다.

또한, 기존의 가속페달은 금형 내에 수지 주입 후, 성형품이 응고될 때까지 적지 않은 냉각시간을 필요로 하기 때문에 공정의 전체적인 사이클 타임이 길어지게 되고, 이로 인해 생산성 측면에서 불리한 점이 있다.

또한, 기존의 가속페달 제품은 격자형 리브구조를 구성하는 각각의 리브만으로 운전자의 페달 조작에 따른 하중을 받아내야 하므로, 각 리브의 두께가 적정하지 못하면 부분적으로 취약부위가 형성되면서 충분한 강성을 발휘하지 못하는 취약점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 수지의 인젝션 후 그 내부에 물의 경로를 이용하여 중공부를 조성하는 WIT공법으로 중공부를 포함하는 성형품을 제조함으로써, 일정한 두께를 가지면서 얇고 균일하게 성형품을 제조할 수 있어 원재료 감소에 따른 원가절감 및 경량화의 효과가 있고, 열전도도가 우수한 물을 사용하여 성형품을 직접 냉각시키는 방식이므로 냉각공정의 단축에 따른 공정의 전체적인 사이클 타임을 단축할 수 있으며, 무엇보다도 성형품의 내부에 중공부를 조성하여 우수한 강성을 갖출 수 있도록 한 WIT공법을 이용하여 만든 차량용 플라스틱 가속페달 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 플라스틱 가속페달 제조방법은 금형의 캐비티 한쪽으로 물 주입을 위한 인젝터 수단과 반대쪽으로 오버플로를 위한 슬라이드 수단을 구비하고 각 인젝터 수단과 슬라이드 수단을 닫은 상태에서 게이트를 통해 캐비티 내에 용융수지를 주입하는 제1단계와, 용융수지 주입 후 인젝터 수단을 이용하여 용융수지 내부로 물을 주입하는 제2단계와, 물 주입과 동시에 슬라이드 수단을 열어 오버플로되는 수지와 물을 배출시키는 제3단계와, 수지와 물 배출 후 내부에 중공부를 갖는 제품을 금형으로부터 취출하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 용융수지의 주입을 위한 제1단계와 물의 주입을 위한 제2단계는 일정한 시간차를 두고 연이어서 동시에 수행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1단계의 용융수지 주입시와 제2단계의 물 주입시에는 캐비티 내에 일정한 보압을 유지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제품을 취출하는 제4단계는 수지와 물을 배출시키는 제3단계의 종료 직후 곧바로 수행되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 플라스틱 가속페달은 차체측으로 연결되는 암과 운전자의 발이 안착되는 페달을 포함하는 차량용 플라스틱 가속페달에 있어서, 상기 암의 내부에는 길이방향을 따라 연속되는 중공부가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중공부는 암의 단면형상과 동일한 단면형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중공부는 WIT공법에 의해 사출성형되는 중공부인 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 사출공법을 이용하여 만든 차량용 플라스틱 가속페달을 보여주는 사시도

도 2는 본 발명에 따른 WIT공법을 이용하여 만든 차량용 플라스틱 가속페달을 보여주는 사시도

도 3은 도 2의 일부 단면 사시도

도 4는 본 발명에 따른 WIT공법을 이용한 차량용 플라스틱 가속페달의 제조방법에서 수지와 물의 유동상태에 대한 일 구현예를 보여주는 개략도

도 5는 본 발명에 따른 WIT공법을 이용한 차량용 플라스틱 가속페달의 제조방법에서 수지와 물의 유동상태에 대한 다른 구현예를 보여주는 개략도

도 6은 본 발명에 따른 WIT공법을 이용한 차량용 플라스틱 가속페달의 제조방법에서 금형을 포함하는 사출설비에 대한 일 구현예를 보여주는 개략도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 암 20 : 페달

30 : 중공부 40 : 금형

50 : 캐비티 60 : 인젝터

70 : 슬라이드 80 : 게이트

90 : 성형품 100 : 보조 캐비티

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 제공하는 차량용 플라스틱 가속페달은 WIT공법을 이용하여 제조한다.

상기 WIT공법은 플라스틱 사출성형공법의 일종으로 수지를 금형에 인젝션한후에 용융상태의 수지 내부로 물을 통과시키고, 이때의 물의 경로에 따른 성형품 내부에 중공부를 성형하는 공법이다.

이러한 WIT공법은 일반 사출성형공법에서 적용 중인 재료를 물성의 개선이나 추가적인 전용설비의 개발없이 그대로 적용할 수 있다.

상기 WIT공법을 이용한 플라스틱 가속페달의 제조방법은 크게 4단계로 구성된다.

제1단계는 용융수지를 주입하는 단계로서, 금형의 캐비티 내에 게이트를 통한 용용수지의 주입이 이루어진다.

제2단계는 물을 주입하는 단계로서, 용융수지의 내부에 인젝터를 이용한 물의 주입이 이루어진다.

제3단계는 수지와 물을 배출시키는 단계로서, 물의 주입과 동시에 오버플로되는 수지와 물을 슬라이드를 열어 배출시키는 과정이 이루어진다.

제4단계는 제품을 취출하는 단계로서, 수지와 물 배출 후 금형을 오픈하면 내부에 중공부를 갖는 제품을 얻을 수 있다.

여기서, 용융수지와 물의 주입은 순차적인 진행과정 또는 시간차를 둔 연속 진행과정을 통해 수행할 수 있다.

예를 들면, 도 4에 도시한 바와 같이, 금형(40)의 캐비티(50) 내에 용융수지의 주입이 완료되면, 계속해서 물의 주입이 이루어지고, 이와 동시에 오버플로되는 수지와 물이 배출된다.

한편, 도 5에 도시한 바와 같이, 금형(40)의 캐비티(50) 내에 용융수지가 주입된 후 시간차를 두고 연이어서 물이 주입되고, 용융수지가 캐비티(50) 내에 완전히 충전되는 시점에서 오버플로되는 수지와 물이 배출된다.

이때, 용융수지나 물이 주입되는 과정에서는 캐비티(50) 내에 일정한 보압이 유지되며, 오버플로되는 수지와 물의 배출이 완료되는 시점부터 일정시간 동안까지도 보압상태가 유지된다.

보압의 유지는 최대한 일정한(동일한) 두께의 벽 두께를 형성하기 위한 것이며, 이렇게 벽 두께가 일정해야만 제품의 성능(강도)이 유지될 수 있다.

보압은 슬라이드가 닫힌 상태에서 고압의 물에 의해 유지될 수 있으며, 이때의 물은 계속적인 공급상태를 유지하게 된다.

여기서, 보압을 유지하는 시간이나 압력은 성형에 사용되는 재료의 특성(비중, 점도, 첨가물의 종류 및 함량 등)과 제품설계상 요구되는 벽 두께에 따라 사출기의 성능과 성형 트라이아웃, 즉 시제품을 계속해서 찍어보면서 얻는 경험에 의해 결정된다.

이에 따라, 캐비티 내의 성형품은 정확한 형상 및 균일한 두께를 유지할 수 있게 되고, 적절한 냉각효과를 받을 수 있게 된다.

또한, 성형품은 제3단계의 완료 후, 즉 오버플로되는 수지와 물이 완전히 배출된 시점부터 어느 정도의 보압 유지시간을 거친 후 곧바로 취출될 수 있다.

이것은 용융수지의 내부로 열전도도가 뛰어난 물을 흘려보내 직접 냉각시킬 수 있기 때문에 가능하게 되는 것이며, 이에 따라 기존의 일반 사출성형시보다 냉각기간을 줄일 수 있기 때문에 성형 사이클 타임을 대폭 단축할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 WIT공법을 이용한 차량용 플라스틱 가속페달의 제조방법에서 금형을 포함하는 사출설비에 대한 일 구현예를 보여주는 개략도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 금형(40)의 캐비티(50) 일측에는 물의 주입을 위한 인젝터(60)가 배치되고, 다른 일측에는 오버플로를 단속하기 위한 슬라이드(70)가 배치된다.

또한, 상기 슬라이드(70)의 뒷쪽으로는 배출되는 수지와 물을 수용하기 위한 보조 캐비티(100)가 배치되고, 금형(40)에는 캐비티(50)측으로 용융수지를 제공하기 위한 게이트(80)가 마련된다.

준비단계로서, 게이트(80)를 통해 용융수지가 주입되기 전에 오버플로를 위한 슬라이드(70)와 물 공급을 위한 인젝터(60)는 닫혀있는 상태를 유지한다.

게이트(80)를 통해 용융수지가 캐비티(50) 내에 주입되고, 이때의 보압이 유지된다.

계속해서, 물을 주입하기 위해 인젝터(60)가 열리고, 이와 동시에 물은 용융수지의 내부로 주입되며, 이때에도 보압이 유지된다.

물의 주입에 따른 체적변화를 보상하기 위하여 물 주입과 동시에 슬라이드(70)가 열리고, 제품 내부에는 물의 경로에 의한 중공부가 형성되며, 이때 오버플로되는 수지와 물은 보조 캐비티(100) 내로 배출된다.

오버플로되는 수지와 물이 완전히 배출된 후, 슬라이드를 닫거나 또는 열린상태 그대로 일정시간 보압이 유지되면서 제품 형상을 위한 조건이 조성된다.

금형(40)을 오픈한 후 성형품(90)을 취출하면, 내부에 중공부를 갖는 성형품을 얻을 수 있게 된다.

도 2와 도 3에서는 본 발명에 따른 WIT공법을 이용하여 만든 차량용 플라스틱 가속페달을 보여준다.

도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 플라스틱 가속페달의 몸체를 구성하는 암(10)은 내부에는 길이방향을 따라 연속되는 중공부(30)가 형성되어 있으며, 이때의 중공부(30)는 암(10)의 단면형상과 동일한 단면형상, 예를 들면 사각단면의 암인 경우 사각단면형상을 갖게 된다.

이렇게 내부에 중공부(30)를 가지면서 일정한 두께의 셸(Shell)구조로 이루어진 본발명의 암(10)은 운전자의 페달 조작에 따른 하중이 가해지는 경우 폐단면을 구성하는 셸 전체가 하중을 받아내게 되므로, 보다 견고한 강성을 발휘할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에서 제공하는 WIT공법을 이용한 차량용 플라스틱 가속페달 제조방법을 일반 사출성형설비에 적용하여 중공부를 포함하는 플라스틱 가속페달을 제조할 수 있다.

이를 위하여, 수압발생 및 압력조절, 물 주입시간 조절 등 핵심기능을 담당할 수 있는 고압펌프, 압력조절센서, 사출기의 스크류 포지셔닝 센서 등을 포함하는 WIT 설비를 구비하고, 이것을 일반 사출성형기의 일측에 조합하면, 위의 WIT 설비와 일반 사출성형기를 사용하여 WIT공법으로 중공부를 갖는 플라스틱 가속페달을 제조할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 WIT공법을 이용하여 만든 차량용 플라스틱 가속페달과 이때의 제조방법을 제공함으로써, 소재절감 및 제품성형시간 단축에 따른 원가절감의 효과 및 중공부를 갖는 등 형상변경에 따른 소재절감으로 경량화의 효과가 있으며, 중공형상에 따른 가속페달의 강성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (7)

1. 금형의 캐비티 한쪽으로 물 주입을 위한 인젝터 수단과 반대쪽으로 오버플로를 위한 슬라이드 수단을 구비하고 각 인젝터 수단과 슬라이드 수단을 닫은 상태에서 게이트를 통해 캐비티 내에 용융수지를 주입하는 제1단계;

   용융수지 주입 후 인젝터 수단을 이용하여 용융수지 내부로 물을 주입하는 제2단계;

   물 주입과 동시에 슬라이드 수단을 열어 오버플로되는 수지와 물을 배출시키는 제3단계;

   수지와 물 배출 후 내부에 중공부를 갖는 제품을 금형으로부터 취출하는 제4단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 WIT공법을 이용하여 만든 차량용 플라스틱 가속페달 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 용융수지의 주입을 위한 제1단계와 물의 주입을 위한 제2단계는 일정한 시간차를 두고 연이어서 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 WIT공법을 이용하여 만든 차량용 플라스틱 가속페달 제조방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제1단계의 용융수지 주입시와 제2단계의 물 주입시에는 캐비티 내에 일정한 보압을 유지하는 것을 특징으로 하는 WIT공법을 이용하여 만든 차량용 플라스틱 가속페달 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제품을 취출하는 제4단계는 수지와 물을 배출시키는 제3단계의 종료 직후 곧바로 수행되는 것을 특징으로 하는 WIT공법을 이용하여 만든 차량용 플라스틱 가속페달 제조방법.
5. 차체측으로 연결되는 암(10)과 운전자의 발이 안착되는 페달(20)을 포함하는 차량용 플라스틱 가속페달에 있어서,

   상기 암(10)의 내부에는 길이방향을 따라 연속되는 중공부(30)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 WIT공법을 이용하여 만든 차량용 플라스틱 가속페달.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 중공부(30)는 암(10)의 단면형상과 동일한 단면형상을 갖는 것을 특징으로 WIT공법을 이용하여 만든 차량용 플라스틱 가속페달.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 중공부(30)는 WIT공법에 의해 사출성형되는 중공부인 것을 특징으로 하는 WIT공법을 이용하여 만든 차량용 플라스틱 가속페달.