KR20100078646A - 진동융착장치 및 이에 의한 자동차 플라스틱 부품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피융착부재를 지지하는 하부지그; 상기 피융착부재에 진동융착되는 융착부재가 위치되는 상부지그; 그리고 상기 피융착부재와 상기 융착부재의 진동융착시 상기 피융착부재가 열에 의해 변형되는 것을 방지하기 위하여 상기 피융착부재를 냉각시키는 냉각유닛을 포함하는 진동융착장치 및 이에 의해 제조된 자동차 플라스틱 부품을 개시한다. 본 발명에 따르면, 외부로 노출되는 피용착부재의 표면이 열변형되는 것이 방지되므로 제품불량율이 감소되고 생산능률 및 수율이 증대되어 제품불량에 따른 비용의 발생이 현저히 절감된다.

진동융착장치, 하부지그, 상부지그, 냉각유닛, 융착부재, 피융착부재

Description

진동융착장치 및 이에 의한 자동차 플라스틱 부품{Vibration Fusion Attaching Apparatus and Plastic Part for vehicle using the same}

본 발명은 진동융착장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 융착부재과 피융착부재의 진동융착을 원활하게 수행하면서 피융착부재의 표면 불량을 방지하여 피융착부재의 품질을 향상할 수 있는 진동융착장치 및 이에 제조된 자동차 플라스틱 부품에 관한 것이다.

일반적으로, 진동융착장치는 상호 접합하고자 하는 작업 대상물 즉 융착부재과 피융착부재을 맞대고 진동시켜 이때 발생된 열로 융착부재과 피융착부재의 접촉부위를 녹여 융착에 의해 양 부재를 상호 부착시키는 장치이다.

도 1은 종래 기술에 따른 진동융착장치를 개략적으로 나타낸 구성도로서, 종래 진동융착장치는, 크게 피융착부재(12)을 지지하는 하부지그(11)와, 상기 피융착부재(12)에 진동융착되는 융착부재(22)이 설치되는 상부지그(21)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 진동융착장치를 통해 상호 진동융착되는 작업 대상물은 주로 플라스틱 재질의 제품이 적용된다. 그리고, 상기 융착부재(22)의 융착면(22a)에는 통상 상기 피융착부재(12)의 융착면(12a)에 진동융착되는 융착리브(22b)가 형성된다.

상기와 같이 구성된 종래 진동융착장치에 의한 융착공정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 하부지그(11)와 상기 상부지그(21)에 각각 피융착부재(12)과 융착부재(22)을 안착시킨다.

그리고, 상기 상부지그(21)를 하강시켜 상기 피융착부재(12)의 융착면(12a), 즉 상측면에 상기 융착부재(22)의 융착리브(22b)를 맞닿게 하고 진동을 가하면, 진동에 의한 마찰열로 상기 피융착부재(12)의 융착면(12a)에 상기 융착부재(22)의 융착리브(22b)가 융착되어 양 부재가 일체화된다.

그러나, 종래 진동융착장치를 통해 상기 융착부재(22)과 피융착부재(12)을 진동융착하게 되면 상기 피융착부재(12)의 비융착면(12b)에 굴곡이 발생하거나 상기 피융착부재(12)의 비융착면(12b)에 백화 현상이 발생되는 문제점이 있었다.

즉, 종래에는 상기 융착부재(22)과 피융착부재(12)의 진동융착시, 상기 융착부재(22)의 융착리브(22b)와 상기 피융착부재(12)의 융착면(12a)에서 진동에 의해 발생되는 마찰열이 상기 피융착부재(12)의 비융착면(12b)으로 열전달되어 상기 피융착부재(12)의 비융착면(12b)이 굴곡지게 변형되거나 상기 피융착부재(12)의 비융착면(12b) 색상이 부분적으로 하얗게 변하는 백화현상을 발생하였다.

따라서, 종래 진동융착장치에 의해 융착부재(22)과 피융착부재(12)을 진동융착하면, 상기 피융착부재(12)의 비융착면(12b) 즉, 외관을 형성하는 표면에 굴곡이 나 백화현상과 같은 표면불량을 발생시켜 제품 불량율이 증가되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 피융착부재(12)의 표면에 백화현상이 발생하여 별도의 도장처리가 수행되거나 굴곡현상이 생긴 표면을 별도로 후처리하여야 하므로 제조비용의 상승 및 생산성 저감 등의 문제점이 발생하였다.

따라서, 본 발명은 종래 진동융착장치에서 제기되고 있는 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 융착부재과 피융착부재의 진동융착시 피융착부재이 열변형되는 것을 방지하여 피융착부재의 품질을 향상할 수 있는 진동융착장치 및 이에 제조된 자동차 플라스틱 부품을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 피융착부재를 지지하는 하부지그; 상기 피융착부재에 진동융착되는 융착부재가 위치되는 상부지그; 그리고 상기 피융착부재와 상기 융착부재의 진동융착시 상기 피융착부재가 열에 의해 변형되는 것을 방지하기 위하여 상기 피융착부재를 냉각시키는 냉각유닛을 포함하는 진동융착장치 및 이에 의해 제조된 자동차 플라스틱 부품을 제공한다.

상기 냉각유닛은 상기 피융착부재와 상기 융착부재가 접촉되는 융착면의 반대측 표면인 비융착면을 표면 냉각시키는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 냉각유닛은, 상기 하부 지그에 구비되며 냉각수가 유동되는 냉각 파이프(Cooling Pipe)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 자동차 플라스틱 부품의 일 예로는, 인스트루먼트(Instrument Panel)에 형성된 에어백 심라인 상에 진동융착되는 PAB(Passenger Air Bag) 유닛이 있다.

상술한 본 발명에 따른 진동융착장치 및 이에 의한 자동차 플라스틱 부품에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명에 따르면, 피융착부재에 발생되는 열을 냉각유닛을 통해 냉각하여 피융착부재의 표면 불량을 방지할 수 있으며, 이에 따라 융착부재과 피융착부재의 진동융착을 원활하게 수행할 수 있는 이점이 있다.

둘째, 본 발명에 따르면, 피융착부재의 융착면에서 그 반대쪽 표면(비융착면)으로 열이 전달되어 피융착부재의 비융착면에 굴곡변형 및/또는 백화 현상이 발생하는 것을 방지하여 품질향상 및 생산능률이 향상될 수 있고 수율증대로 제조비용이 절감될 수 있다.

셋째, 본 발명에 따르면, 피융착부재의 표면에 대한 후처리 공정을 생략할 수 있으므로 공정수가 감소될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 진동융착장치 및 이에 의한 진동융착 부위를 갖는 자동차 플라스틱 부품에 대한 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다.

도 3은 본 발명에 따른 진동융착장치를 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 진동융착장치에 의해 상호 진동융착된 융착부재와 피융착부재를 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 5a는 본 발명에 따른 진동융착장치에 의해 상호 진동융착이 가능한 자동차 플라스틱 부품의 일 예 중 인스트루먼트 패널과 에어백 모듈을 나타낸 분해사시도이고, 도 5b는 도 5a의 인스트루먼트 패널과 에어백 모듈 을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 진동융착장치는, 피융착부재(120)를 지지하는 하부지그(110)와, 상기 피융착부재(120)에 진동융착되는 융착부재(220)가 위치되는 상부지그(210)와, 그리고 상기 피융착부재(120)과 상기 융착부재(220)의 진동융착시 상기 피융착부재(120)에 발생되는 열을 냉각하기 위한 냉각유닛(150)을 포함하여 구성된다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 하부지그(110)에는 상기 피융착부재(120)의 융착면(121)이 상부로 향하도록 피융착부재(120)가 안착되어 지지된다. 그리고, 상기 상부지그(210)에는 상기 융착부재(220)의 융착면(221)이 하부로 향하되도록 상기 융착부재(220)가 위치된다.

여기서, 상기 융착부재(220)의 융착면(221)에는 상기 피융착부재(120)의 융착면(121)에 진동융착되는 융착리브(222)가 다수 돌출 형성된다.

한편, 상기 냉각유닛(150)은 상기 피융착부재(120)의 비융착면(122), 즉 상기 융착부재(220)와 접촉되는 융착면(221)의 반대쪽 표면, 즉 표층부를 냉각시키도록 구비되는 것이 바람직하다.

다시 말해서, 상기 융착부재(220)과 상기 피융착부재(120)의 진동융착시, 상기 융착부재(220)의 융착리브(222)와 상기 피융착부재(120)의 융착면(121)이 접촉된 상태에서 진동이 가해지면 양 부재들(120, 220)의 접촉부위에서 발생하는 마찰열이 상기 피융착부재(120)의 비융착면(122)으로 열전달되어 상기 피융착부재(120)의 비융착면(122)에 표면불량(열에 의한 굴곡변형이나 백화현상 등)을 일으킬 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 진동융착장치는 상기 융착부재(220)과 상기 피융착부재(120)의 진동융착시, 상기 냉각유닛(150)을 통해 상기 피융착부재(120)의 비융착면(122)을 냉각함으로써 상기 피융착부재(120)의 비융착면(122)이 굴곡되거나 상기 피융착부재(120)의 비융착면(122) 색상이 하얗게 변하는 백화현상을 방지할 수 있다.

보다 상세하게 설명하면, 본 실시예에서의 상기 냉각유닛(150)은 상기 피융착부재(120)의 융착면에서 상기 피융착부재(120)의 비융착면(122)으로 전도되는 열을 냉각시키는 표면냉각되는 방식이나, 이에 한정되는 것은 아니다.

여기서, 상기 냉각유닛(150)은, 상기 하부지그(110)에 구비되며 내부에 냉각수가 유동되는 냉각 파이프(Cooling Pipe)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 냉각유닛(150)은 상기 냉각 파이프를 통해 냉각수를 유동시키기 위하여 상기 냉각 파이프는 냉각수 구동부(미도시)에 연결되며, 상기 냉각수 구동부에 의해 냉각수가 순환방식으로 폐루프(Closed Loop)를 형성하거나, 비순환방식방식으로 개방루프를 형성할 수도 있으며, 두가지 방식이 병행될 수도 있다.

물론, 도시하진 않았지만, 상기 냉각유닛(150)은, 상기 피융착부재(120)의 비융착면(122)에 냉풍을 공급하는 공냉식으로 구성될 수도 있으며, 이 외에 다양한 방식으로 상기 피융착부재(120)의 비융착면(122)에 발생된 열을 냉각시키도록 구성될 수도 있다.

본 발명에 따른 진동융착장치를 설명함에 있어서, 상기 진동융착장치에 의해 상호 융착 결합되는 두 개의 부재 중에 융착면의 반대측 표면이 외부로 노출되어 플라스틱 부품의 외부 표면을 이루는 경우의 플라스틱 부재를 일반적으로 피융착부재라 칭하고, 본 발명은 전술한 바와 진동융착된 플라스틱 부품의 외부 표면이 진동융착과정에서 열변형에 의해 방지하여 미관이 저하되는 것을 방지하기 위하여 냉각유닛을 적용하였다.

한편, 도 5a와 도 5b는 본 발명에 따른 진동융착장치에 의해 상호 진동융착방식으로 조립이 가능한 자동차 플라스틱 부품의 일 예를 나타낸 도면으로서, 진동융착에 의해 상호 결합되어 일체화되는 자동차 플라스틱 부품의 예로서 인스트루먼트 패널(Instrument Panel)과 에어백 모듈(Air Bag Module)을 나타낸 것이나, 진동융착에 의해 상호 결합되는 자동차 플라스틱 부품이 이에 한정되는 것은 아니다.

즉, 본 발명에 따른 진동융착장치의 하부지그에 의해 지지되는 피융착부재으로 자동차 플라스틱 부품 중 인스트루먼트 패널이 적용될 수 있으며, 상부지그에 설치되는 융착부재으로 자동차 플라스틱 부품 중 에어백 모듈이 적용될 수 있다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 인스트루먼트 패널(300)에는 자동차의 계기판이나 각종 버튼이나 스위치 및 전장부품이 설치되며, 에어백이 인스트루먼트 패널(300) 전면으로 펼쳐지도록 전개부(310)가 형성된다. 상기 전개부의 형성을 위하여 상기 인스트루먼트 패널(300)에는 대략 사각 형상의 에어백 심라인로 된 절개홈(311)이 형성된다.

상기 에어백 모듈(400)은 자동차의 사고 발생시 탑승자를 보호하기 위해 상기 인스트루먼트 패널(300) 내측에 진동융착으로 조립되는 일종의 PAB(Passenger Air Bag) 유닛으로, 상기 인스트루먼트 패널(300)의 전개부(310)와 대응되도록 절개부(411)에 의해 전개 가능하게 형성된 PAB 도어(410)가 전면에 형성된다. 이때, 상기 PAB 도어(410)를 포함하는 상기 에어백 모듈(400)의 전면에는 진동융착을 위한 융착리브(412)가 다수 돌출 형성된다.

따라서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 에어백 모듈(400)은 상기 인스트루먼트 패널(300)의 내측면에 상기 전개부(310)와 상기 PAB 도어(410)가 중첩되도록 정렬된 상태에서 본 발명에 따른 진동융착장치에 의해 진동융착 방식으로 상호 고정될 수 있으며, 자동차의 사고 발생시 상기 에어백 모듈(400)이 작동하면서 에어백(미도시) 전개 압력에 의해 상기 PAB 도어(410) 및 상기 전개부(310)가 전개되고 이에 따라 상기 에어백이 인스트루먼트 패널(300)의 전면으로 펼쳐져 탑승자를 보호할 수 있는 것이다.

여기서, 본 발명에 따른 진동융착장치는, 융착부재인 에어백 모듈(400)과 피융착부재인 인스트루먼트 패널(300)의 진동융착시, 전술한 냉각유닛(150:도 3 참조)을 통해 상기 인스트루먼트 패널(300)의 비융착면 즉, 탑승자에게 노출되어 차량 실내의 외관을 형성하는 외부 표면을 냉각함으로써 상기 인스트루먼트 패널(300)의 표면이 굴곡되거나 색상이 하얗게 변하는 백화현상을 방지할 수 있다.

본 실시예에서 본 발명에 따른 진동융착장치가 적용되는 자동차 플라스틱 부품으로 인스트루먼트 패널과 에어백 모듈을 그 예로 설명하였으나, 다른 종류의 자동차 플라스틱 부품에도 본 발명에 따른 진동융착장치가 적용될 수도 있음은 자명하다.

상기와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.

그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 진동융착장치를 개략적으로 나타낸 구성도.

도 2는 종래 기술에 따른 진동융착장치에 의해 상호 진동융착된 융착부재과 피융착부재을 개략적으로 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 진동융착장치를 개략적으로 나타낸 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 진동융착장치에 의해 상호 진동융착된 융착부재과 피융착부재을 개략적으로 나타낸 단면도.

도 5a는 본 발명에 따른 진동융착장치에 의해 상호 진동융착이 가능한 자동차 플라스틱 부품의 일 예 중 인스트루먼트 패널과 에어백 모듈을 나타낸 분해사시도.

도 5b는 도 5a의 인스트루먼트 패널과 에어백 모듈을 개략적으로 나타낸 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110: 하부지그 120: 피융착부재

121: 피융착부재의 융착면 122: 피융착부재의 비융착면

210: 상부지그 220: 융착부재

221: 융착부재의 융착면 222: 융착리브

300: 인스트루먼트 패널 400: 에어백 모듈

Claims (4)

1. 피융착부재를 지지하는 하부지그;

   상기 피융착부재에 진동융착되는 융착부재가 위치되는 상부지그; 그리고

   상기 피융착부재와 상기 융착부재의 진동융착시 상기 피융착부재가 열에 의해 변형되는 것을 방지하기 위하여, 상기 피융착부재를 냉각시키는 냉각유닛을 포함하는 진동융착장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 냉각유닛은 상기 피융착부재와 상기 융착부재가 접촉되는 융착면의 반대측 표면인 비융착면을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 진동융착장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 냉각유닛은, 상기 하부 지그에 구비되며 냉각수가 유동되는 냉각 파이프(Cooling Pipe)를 포함하여 구성되는 진동융착장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 진동융착장치에 의해 진동 융착된 자동차 플라스틱 부품.

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