KR20160121681A

KR20160121681A - 융착의 강도 향상을 위한 융착구조

Info

Publication number: KR20160121681A
Application number: KR1020150050551A
Authority: KR
Inventors: 박시영
Original assignee: 존슨콘트롤즈 오토모티브 인테리어 코리아 주식회사
Priority date: 2015-04-10
Filing date: 2015-04-10
Publication date: 2016-10-20
Also published as: KR101680812B1

Abstract

본 발명은 융착의 강도 향상을 위한 융착구조에 관한 것으로, 피융착물에 돌출된 보강리브에 슬릿을 형성하고 모재에 형성된 보스의 원형관부 주위에 보강날개를 형성함으로써, 열풍 또는 열로 인해 원형관부 및 보강날개가 용융되었을 때 용융면적 및 높이를 증가시켜 융착되었을 때 융착강도를 향상하도록 한다.

Description

융착의 강도 향상을 위한 융착구조{Fusion welding structure for improving strength of bond}

본 발명은 융착의 강도 향상을 위한 융착구조에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 플라스틱 부품들이 융착될 때 융착강도를 증가시켜 플라스틱 부품들 사이에 견고하지 못한 융착으로 인해 유동이나 분리현상이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하는 융착의 강도 향상을 위한 융착구조에 관한 것이다.

차량에는 크래시패드, 필라트림, 도어트림, 플로어콘솔 등 다양한 플라스틱 부품들이 존재한다. 이러한 플라스틱 부품들은 보스를 이용한 열풍융착 또는 열융착을 적용하여 결합하는 방식이 널리 사용되고 있다.

하지만 종래의 융착구조는 이러한 플라스틱 부품들이 융착되었을 때 그 융착강도가 강하지 않아 융착되고 나서 부품들 사이에 유동이 발생하거나 분리되는 현상이 발행하는 문제점이 있었다.

한편, 열풍 융착 구조에 관한 종래기술은 대한민국등록특허 제10-1488479호 등이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 피융착물에 돌출된 보강리브에 슬릿을 형성하고 모재에 형성된 보스의 원형관부 주위에 경사진 형태의 보강날개를 형성함으로써 플라스틱 부품들이 융착되었을 때 융착강도를 향상시키는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 융착구조는 플라스틱의 재질로 차량 부품 재료로 사용되는 모재에 형성된 보스; 상기 보스에 결합되어 열풍 또는 열로 상기 보스와 융착되는 플라스틱 재질의 피융착물; 및 상기 보스의 원형관부에 형성되어 융착과정 시 원형관부와 같이 용융되어 상기 모재와 상기 피융착물 사이의 융착강도를 증가시키는 보강날개;를 포함한다.

여기서, 상기 피융착물의 관통공 주위의 보강리브에 용융물이 더 침투할 수 있도록 슬릿이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 융착의 강도 향상을 위한 융착구조에 의하면, 피융착물에 돌출된 보강리브에 슬릿을 형성하고, 또한 모재에 형성된 보스의 원형관부 주위에 보강날개를 경사진 형태로 형성함으로써 피융착물과 모재 사이의 융착강도를 높일 수 있다. 본 발명에 따르면, 피융착물이 모재에 결합될 때 원형관부 주위에 보강날개가 경사진 형태로 형성되어 있기 때문에 피융착물과 모재의 결합은 견고해진다. 이러한 상태에서 열풍 또는 열로 인해 모재에 형성된 보스의 원형관부 주위의 보강날개가 원형관부와 함께 용융되어 혼합된 후, 피융착물의 관통공과 모재의 보스가 결합된 사이의 틈새로 용융물이 상당량이 침투하여 융착되고, 이에 따라 피융착물과 모재 사이의 융착면적 및 높이가 증가하여 융착강도가 증가된다.

또한, 피융착물에 형성된 보강리브에 슬릿이 형성되어 있기 때문에 원형관부 및 보강날개의 용융물이 슬릿을 채우고 완전히 용융이 이루어지거나 또는 일부 용융이 이루어진 보강리브를 덮으면서 융착되면 융착면적과 융착높이는 증가된다.

따라서 보강리브에 형성된 슬릿과 보스에 형성된 원형관부의 보강날개로 인해 결국 피융착물과 모재의 융착강도는 증가된다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 피융착물과 모재의 결합사시도.
도2는 도1에 도시된 피융착물과 모재의 분해사시도.
도3은 도1에 도시된 사시도를 위에서 본 모습을 나타낸 평면도.
도4는 도1에 도시된 피융착물과 모재가 융착팁에 의해 융착되는 과정을 A-A'면의 단면으로 나타낸 단면도.
도5는 도1에 도시된 피융착물과 모재가 융착팁에 의해 융착되는 과정을 B-B'면의 단면으로 나타낸 단면도.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 다만 발명의 요지와 무관한 일부 구성은 생략 또는 압축할 것이나, 생략된 구성이라고 하여 반드시 본 발명에서 필요가 없는 구성은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 결합되어 사용될 수 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 피융착물과 모재의 결합사시도이고, 도2는 도1에 도시된 피융착물과 모재의 분해사시도이며, 도3은 도1에 도시된 사시도를 위에서 본 모습을 나타낸 평면도이고, 도4는 도1에 도시된 피융착물과 모재가 융착팁에 의해 융착되는 과정을 A-A'면의 단면으로 나타낸 단면도이며, 도5는 도1에 도시된 피융착물과 모재가 융착팁에 의해 융착되는 과정을 B-B'면의 단면으로 나타낸 단면도이다.

도1 내지 도5에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 융착의 강도 향상을 위한 융착구조(이하 '융착구조'라 함)는 플라스틱의 재질로 구성된 피융착물(100)과 모재(200)가 열풍 또는 열에 의해 용융되어 혼합된 후 경화됨으로써 융착된 구조이다.

피융착물(100) 중앙에는 모재(200)에 형성된 보스(210)가 결합될 수 있도록 관통공(110)이 형성되어 있다. 따라서 피융착물(100)은 이 관통공(110)에 보스(210)가 끼워져서 열풍 또는 열이 가해졌을 때 용융되어 혼합된 후 경화됨으로써 융착된다.

관통공(110)의 둘레에는 관통공(110)의 둘레를 따라 2단으로 보강리브(120)가 형성되어 있다. 이 보강리브(120)는 모재(200)에 형성된 보스(210) 상단의 원형관부(220)와 함께 열풍 또는 열이 가해졌을 때 용융되어 혼합되고, 이에 따라 용융물이 경화되었을 때 보강리브(120)가 형성되지 않았을 때와 비교하여 융착되는 용융물의 양을 증가시켜 피융착물(100)과 모재(200)가 서로 일체가 되어 견고하게 융착될 수 있도록 한다.

보강리브(120) 사이에 형성된 슬릿(130)은 보스(210)에 형성된 보강날개(230)가 위치하는 영역으로, 열풍 또는 열로 원형관부(220), 보강리브(120) 및 보강날개(230)가 용융되었을 때 용융물이 더 많이 보스(210)와 관통공(110) 사이를 채울 수 있도록 한다. 또, 보스(210) 상단의 원형관부(220)가 용융되면 원형관부(220)의 용융물이 보강리브(120) 및 보강날개(230)가 용융된 용융물과 슬릿(130)을 통해 혼합되어 원형관부(220), 보강리브(120) 및 보강날개(230)가 일체화되기 때문에 혼합된 용융물이 경화되었을 때 융착되는 높이의 증가로 인해 결과적으로 피융착물(100)과 모재(200) 사이의 융착강도를 증가시키는 역할을 한다. 따라서 슬릿(130)은 공정과정에서 발생한 오류로 인해 보강리브(120)가 완전히 용융되지 않더라도 융착높이 및 융착면적을 증가시켜 충분한 수준의 융착높이와 융착면적을 확보할 수 있다.

한편, 모재(200)의 중앙에는 피융착물(100)의 관통공(110)과 결합될 수 있도록 보스(210)가 형성되어있다. 보스(210)는 원형관부(220), 보강날개(230) 및 십자형날개(240)를 포함한다.

원형관부(220)는 내부가 비어있는 원기둥의 형상으로, 열풍 또는 열이 가해졌을 때 상단이 피융착물(100)의 보강리브(120)와 용융되어 혼합된다. 이후 용융물은 피융착물(100) 상단면 및 보스(210)와 관통공(110) 사이에 채워지고, 이 용융물이 경화되면 피융착물(100)과 모재(200)는 융착된다.

보강날개(230)는 피융착물(100)의 관통공(110)과 모재(200)에 형성된 보스(210)가 물리적으로 끼워질 때, 보강리브(120)에 형성된 슬릿(130)에 맞추어 끼워진다. 보강날개(230)는 경사진 형태로 형성되어 보강날개(230)의 하단에서는 피융착물(100)이 견고하게 끼워진다. 보강날개(230)는 열풍 또는 열이 가해졌을 때 용융되어 원형관부(220) 및 보강리브(120)와 함께 혼합되어 피융착물(100)과 모재(200)가 견고하게 융착될 수 있게 한다.

십자형날개(240)는 원형관부(220) 하단에 형성되어 피융착물(100)의 관통공(110)과 모재(200)에 형성된 보스(210)가 융착되기 전 물리적으로 끼워질 때 피융착물(100)이 안착되는 날개로써, 평면상에서 보았을 때 4개의 날개가 십자형(十)으로 형성되어 있다.

이하에서는 도3 내지 도4를 참고하여 피융착물(100)과 모재(200)가 융착되는 과정을 설명하도록 한다.

피융착물(100)과 모재(200)는 융착되기 전에 피융착물(100)의 관통공(110)과 모재(200)에 형성된 보스(210)의 원형관부(220)가 물리적으로 끼워진 상태에 있다. 이 끼워지는 과정을 살펴보면, 피융착물(100)은 끼워질 때 보스(210)의 십자형날개(240)의 상단면에 안착하게 되는데, 각각 십자형날개(240) 상단에는 보강날개(230)가 경사진 상태로 형성되어 있어 보강날개(230)는 보강리브(120)의 슬릿(130)을 통과하게 된다. 피융착물(100)은 보강날개(230) 상단에서는 쉽게 삽입되지만, 십자형날개(240)에 안착될 위치까지 하강한다면 보강리브(120)의 슬릿(130)과 보강날개(230)가 빈틈없이 끼게 되어 피융착물(100)과 모재(200)가 단단히 고정된다.

이후에는 원형관부(220) 상단에 위치한 융착팁(300)이 하강하여 융착팁(300)의 팁내측부(310)와 원형관부(220)가 접촉하게 된다. 이 때 팁내측부(310)에는 열풍 또는 열이 발산되어 원형관부(220), 보강리브(120) 및 보강날개(230)가 열기에 의해 용융되기 시작한다. 이렇게 용융되어 혼합된 용융물은 슬릿(130)으로 인한 영역 및 관통공(110)과 원형관부(220) 사이의 틈새를 채우고, 또한 피융착물(100)의 상면으로 고르게 퍼져나간다. 이와 같은 용융과정을 마치고 나면, 혼합된 용융물을 경화시켜 피융착물(100)과 모재(200)의 융착과정을 완료한다.

좀 더 자세히 도4와 도5를 비교하여 슬릿(130)이 형성된 부분의 효과를 설명해보도록 한다. 도4는 도3에서 슬릿(130)이 형성된 부분(A-A')을 도시한 단면도이고, 도5는 도3에서 슬릿(130)이 형성되지 않는 부분(B-B')을 도시한 단면이다. 도4 및 도5에서 보는 바와 같이, 슬릿(130)이 형성된 부분(A-A')과 슬릿(130)이 형성되지 않은 부분(B-B')은 융착높이가 다를 수 있다. 다시 말하면, 도4에 도시된 바와 같이 슬릿(130)이 형성된 부분(A-A')은 슬릿(130)으로 용융물이 침투하여 융착되기 때문에 피융착물(100)의 상면부터 융착높이(h)까지 용융물이 융착되어 융착높이(h)가 상대적으로 높다.

반면에, 도5에 도시된 바와 같이 슬릿(130)이 형성되지 않은 부분(B-B')은 공정과정의 오류 때문에 완전히 용융되지 못한 보강리브(120)로 인해 용융물이 보강리브(120) 2단의 위치나, 이보다 높은 보강리브(120) 상단의 위치에서 융착될 수도 있다. 이에 따라 융착높이(h')가 슬릿(130)이 형성되었을 때와 비교하여 높지 않게 된다. 따라서 보강리브(120)가 형성된 부분은 융착되는 용융물의 높이가 낮아 융착강도가 상대적으로 약할 수 있다.

본 발명에서는 보강리브(120) 사이사이의 슬릿(130)으로 인해 관통공(110) 및 원형관부(220)의 사이로 용융물이 더욱 원활히 흘러들어가서 융착높이를 증가시켜줌으로써, 피융착물(100)의 보강리브(120)가 완전히 용융되지 않는 상황이 발생하더라도 피융착물(100)과 모재(200) 사이의 부족한 융착강도를 보충해줄 수 있는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 융착구조는 피융착물(100)에 돌출된 보강리브(120)에 슬릿(130)을 형성하고, 또한 모재(200)에 형성된 보스(210)의 원형관부(220) 주위에 보강날개(230)를 경사진 형태로 형성함으로써 피융착물(100)과 모재(200) 사이의 융착강도를 높일 수 있다. 본 발명에 따르면, 피융착물(100)이 모재(200)에 결합될 때 원형관부(220) 주위에 보강날개(230)가 경사진 형태로 형성되어 있기 때문에 피융착물(100)과 모재(200)의 결합은 견고해진다. 이러한 상태에서 열풍 또는 열로 인해 모재(200)에 형성된 보스(210)의 원형관부(220) 주위의 보강날개(230)가 원형관부(220)와 함께 용융되어 혼합된 후 피융착물(100)의 관통공(110)과 모재(200)의 보스(210)가 결합된 사이의 틈새로 용융물이 상당량이 침투하여 융착되고, 이에 따라 피융착물(100)과 모재(200) 사이의 융착면적 및 융착높이가 증가하여 융착강도가 증가된다.

또한, 피융착물(100)에 형성된 보강리브(120)에 슬릿(130)이 형성되어 있기 때문에 원형관부(220) 및 보강날개(230)의 용융물이 슬릿(130)을 채우고 완전히 용융이 이루어지거나 또는 일부 용융이 이루어진 보강리브(120)를 덮으면서 융착되면 융착면적과 융착높이는 증가된다.

따라서 보강리브(120)에 형성된 슬릿(130)과 보스(210)에 형성된 원형관부(220)의 보강날개(230)로 인해 결국 피융착물(100)과 모재(200)의 융착강도는 증가된다.

한편, 모재는 피융착물이 융착되는 부품을 포괄적으로 지칭한 것으로서 특정 부품에 한정되지 않으며, 피융착물도 모재에 융착되는 부품들을 포괄적으로 지칭한 것으로서 역시 특정 부품에 한정되지 않는다.

또한, 본 발명에 따른 슬릿과 보강날개의 개수는 실시예의 한 가지일 뿐, 융착구조의 강도를 저하시키지 않는 선에서 증감이 가능하다.

또, 본 발명에 따른 융착구조는 차량에서 사용되는 플라스틱 부품에 한정되지 않고 플라스틱 부품들이 사용되는 형태라면 그 사용이 가능하다.

마지막으로, 본 발명에서는 열에 의한 융착구조를 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 다른 방식의 융착이 적용될 수 있다. 따라서 한 가지 특정한 융착으로 제한되지 않는다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 발명의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

100 : 피융착물
110 : 관통공
120 : 보강리브
130 : 슬릿
200 : 모재
210 : 보스
220 : 원형관부
230 : 보강날개
240 : 십자형날개
300 : 융착팁
310 : 팁내측부
h : 슬릿이 형성된 부분에서 피융착물의 상면부터 융착되는 융착높이
h' : 슬릿이 형성되지 않은 부분에서 보강리브의 상단부터 융착되는 융착높이

Claims

플라스틱의 재질로 차량 부품 재료로 사용되는 모재에 형성된 보스;
상기 보스에 결합되어 열풍 또는 열로 상기 보스와 융착되는 플라스틱 재질의 피융착물; 및
상기 보스의 원형관부에 형성되어 융착과정 시 원형관부와 같이 용융되어 상기 모재와 상기 피융착물 사이의 융착강도를 증가시키는 보강날개;를 포함하는 것을 특징으로 하는 융착의 강도 향상을 위한 융착구조.
제1항에 있어서,
상기 피융착물의 관통공 주위의 보강리브에 용융물이 더 침투할 수 있도록 슬릿이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 융착의 강도 향상을 위한 융착구조.