KR20180058778A - 차량을 위한 피복된 스티어링 휠을 제조하기 위한 방법, 및 상기 방법에 의해서 제조될 수 있는 스티어링 휠 - Google Patents

차량을 위한 피복된 스티어링 휠을 제조하기 위한 방법, 및 상기 방법에 의해서 제조될 수 있는 스티어링 휠 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 차량을 위한 피복된 스티어링 휠(100)을 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 이 방법은 다음과 같은 단계들, 즉 - 매트릭스 재료(18)로 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대(10, 13)를 제공하는 단계, - 비-가시면(16)에서 활성화 가능 재료(17)로 피복 재료(14)를 코팅하는 단계, - 코팅된 피복 재료(14)를 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대(10, 13) 상에 중첩함으로써, 피복 재료의 비-가시면(16)이, 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대(10, 13) 쪽을 향하게 되는 단계, - 피복 재료(14)의 종방향 에지들(22)을 서로 연결하는 단계, 및 - 피복 재료(14)와 매트릭스 재료(18) 사이의 재료 결합식 연결의 형성 하에 활성화 가능 재료(17)를 활성화하는 단계를 포함한다.

Description

차량을 위한 피복된 스티어링 휠을 제조하기 위한 방법, 및 상기 방법에 의해서 제조될 수 있는 스티어링 휠
본 발명은 차량, 특히 자동차를 위한 피복된 스티어링 휠을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
공지된 스티어링 휠은, 종종 금속성의 또는 경질 플라스틱으로 이루어진 스티어링 휠 뼈대를 포함하고, 이 스티어링 휠 뼈대는 공간을 완전히 채우는 매트릭스에 의해서, 대부분은 플라스틱 폼에 의해서 채워져 있다. 일반적으로, 매트릭스 재료는 스티어링 휠의 기능적인 기하학적 형상을 규정한다. 단부를 형성하는 가시적인 층으로서는, 대부분 예를 들어 가죽 또는 인조 가죽 또는 직물로 이루어진 피복이 매트릭스를 둘러싼다.
제조를 위해, 통상적으로는 피복 재료가 상응하는 최종 치수로 재단되고, 기계에 의해 서로 기워져 하나의 링을 형성하며, 이 경우 종방향 슬롯은 여전히 개방된 상태로 유지된다. 그 다음에, 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 상에 또는 피복 재료의 비-가시면 상에 접착제가 수작업으로 중첩되고, 스티어링 휠이 커버되며, 종방향 이음매가 재봉 연결에 의해서 수작업으로 체결된다.
DE 6943597 U호 및 DE 1922356 U호는, 분리 가능한 스티어링 휠 외피의 종방향 이음매를 하나 또는 복수의 지퍼에 의해서 체결하는 것을 서술한다.
DE 10 2010 029 188 A1호는, 자동차용 스티어링 휠을 제조하기 위한 방법을 서술하며, 이 경우에는 스티어링 휠 뼈대가 피복 재료로 피복되고, 그 다음에 피복 재료와 스티어링 휠 뼈대 사이의 공간이, 공간을 채우는 재킷 재료로 완전히 발포된다.
차량을 위한 피복된 스티어링 휠을 제조하기 위한 다른 방법들은 공보 DE 10 2007 031 014 A1호, DE 10 2010 027 157 A1호, DE 10 2010 063 440 A1호 및 EP 1 964 751 A2호에 공지되어 있다.
본 발명의 과제는, 재생 가능한 결과물을 유도하며, 신속하고도 경제적으로 그리고 바람직하게 최소한의 수작업 단계로 실행될 수 있는, 차량을 위한 피복된 스티어링 휠을 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는, 독립 청구항들의 특징들을 갖는 방법 및 스티어링 휠에 의해서 완전히 또는 부분적으로 해결된다.
차량, 특히 자동차를 위한 피복된 스티어링 휠을 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법은 다음과 같은 단계들, 즉
- 매트릭스 재료로 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대를 제공하는 단계,
- 비-가시면에서 활성화 가능 재료로 피복 재료를 코팅(적층)하는 단계,
- 코팅된 피복 재료를 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대 상에 중첩함으로써, 피복 재료의 비-가시면이, 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대 쪽을 향하게 되는 단계,
- 피복 재료의 종방향 에지들을 서로 연결하는 단계, 및
- 피복 재료와 매트릭스 재료 사이의 재료 결합식 연결의 형성 하에 활성화 가능 재료를 활성화하는 단계를 포함한다.
스티어링 휠 뼈대를 둘러싸는 매트릭스 재료와 피복 재료 사이에 재료 결합식 연결을 형성함으로써, 경우에 따라 심지어 피복 재료의 종방향 이음매의 별도의 체결을 불필요하게 만드는 신뢰할만한 접착 상태에 도달하게 된다. 피복 재료를 코팅하는 활성화 가능 재료를 이용한 재료 결합식 연결이 이루어짐으로써, 강도 및 층 두께 측면에서 탁월하게 재생 가능한 연결이 얻어진다.
본 발명의 범주에서, "활성화 가능 재료"란, 후속하는 적합한 처리 단계(활성화 단계)에서, 예를 들어 열 작용에 의해 매트릭스 재료와의 재료 결합식 연결을 형성할 수 있는 모든 재료로서 이해된다. 다른 말로 표현하자면, 활성화 가능 재료는 자신의 코팅 시점에 그리고 코팅된 피복 재료를 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대 상에 중첩하는 시점에는 아직까지 점착 특성, 예를 들어 접착 특성을 전혀 갖지 않거나 약간의 점착 특성, 예를 들어 접착 특성만을 갖는다. 이와 같은 특성은 후속하는 활성화 단계에서 비로소 완전히 명백하게 드러난다. 이는, 코팅된 피복 재료를 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대 상에 중첩하는 과정 및 이와 더불어 점착성 연결을 제조하는 과정을 용이하게 하고 가속시킨다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 활성화 가능 재료는 활성화 가능 접착제이고, 재료 결합식 연결은 접착 연결이다. 활성화 가능 접착제로서는, 예를 들어 열적으로 활성화 가능한 용융 접착제가 고려된다. 활성화 가능 접착제의 장점은, 이를 위해 복수의 적합한 제품이 이용될 수 있고, 가공을 위해 자동화 가능한 기법이 제공될 수 있다는 것이다.
활성화 가능 재료로서는, 발포 불가능하거나 발포 가능한 재료가 사용될 수 있다. 방법의 바람직한 실시예에서, 활성화 가능 재료는, 자신의 활성화 시에 발포하는, 더 상세하게 말하자면 플라스틱 폼을 형성하는 발포 가능 재료이다. 발포 가능 재료의 장점은, 이와 같은 재료가 발포 동안 팽창되어 중간 공간을 완전히 채우고, 기반부의 제조 공차를 보상한다는 것이다. 또한, 스티어링 휠의 촉각 특성도 개선된다. 예를 들어 발포 가능한 활성화 가능 접착제가 사용됨으로써, 발포 가능 재료도 재료 결합식 연결을 형성한다는 것은 자명하다. 적합한 발포 가능 재료는 예를 들어 경화 가능한 폴리우레탄 조성물(PU-조성물)을 포함한다.
활성화 가능 재료는 다양한 형태로 피복 재료 상에 중첩될 수 있는데, 예를 들면 분말, 박막, 부직포[특히 스펀 본디드(spunbonded) 부직포], 망, 반죽 및/또는 액체로서 중첩될 수 있다. 그에 따라, 상이한 코팅 기법, 특히 적층 기법 및/또는 라미네이팅 기법이 고려된다. 활성화 가능 재료를 피복 재료 상에 중첩하는 것은, 중첩 비용을 낮추고 품질을 보장하기 위하여, 바람직하게 기계식으로, 특히 기계식 및 자동화된 방식으로 이루어진다.
활성화 가능 재료의 활성화는, 가급적 사용된 활성화 가능 재료에 따라 결정되는 임의의 방식으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 활성화는 열 처리, 화학 처리, 조사(irradiation) 및/또는 압력 작용을 포함할 수 있다. 바람직하게, 활성화는 열 처리 및/또는 조사에 의해서, 특히 IR-조사에 의해서 이루어지는데, 그 이유는 이들 공정이 간단하고도 신속하게 실행될 수 있고, 자동화된 방법에 우수하게 통합될 수 있기 때문이다.
피복 재료는, 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대 상에 중첩되는 시점에 필요한 최종 치수로 재단되어야만 한다. 이 경우, 재단은 활성화 가능 재료로 코팅하기 전에 또는 코팅한 후에 이루어질 수 있다. 바람직하게, 재단은 활성화 가능 재료로 코팅한 후에 이루어지는데, 그 이유는 이와 같은 방식에 의해서 코팅 공정이 예를 들어 롤링 공정 등의 범주에서 더욱 간단하게 자동화될 수 있기 때문이다.
몇몇 경우에는, 피복 재료가 복수의 종방향 세그먼트로 구성되는 것이 유용하다. 이와 같은 경우들에서는, 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대 상에 중첩하기 전에 개별 세그먼트가 하나의 체결된 링으로 연결되고 - 하지만, 이 링의 종방향 연결부는 아직까지 체결되지 않은 상태로 연결됨 - 특히 서로 재봉 연결된다(함께 기워진다).
스티어링 휠 뼈대는 코팅된 피복 재료를 중첩하기 전에 매트릭스 재료로 적어도 부분적으로 압출 성형 코팅되고 그리고/또는 발포 코팅된다. 특히, 이 단계에서는, 스티어링 휠 뼈대를 적어도 섹션별로 매립하고, 특히 스티어링 휠의 기능성 및 인체 공학적 특성 측면에서도 스티어링 휠의 원하는 기하 구조를 규정하는 성형 매트릭스의 형성이 이루어진다. 이때, 스티어링 휠 뼈대의 압출 성형 코팅은 대부분의 경우 국부적으로 상이한 매트릭스 두께로 이루어지고 그리고/또는 완전히 이루어지지 않는데, 예를 들어 일반적으로는 스티어링 휠 허브가 그리고 몇몇 경우에는 스티어링 휠 스포크(steering wheel spoke)도 다만 얇게만 압출 성형 코팅되거나 전혀 압출 성형 코팅되지 않음으로써, 스티어링 휠 림(steering wheel rim)만 매트릭스 재료로 더 두꺼운 재료 층으로 압출 성형 코팅된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 매트릭스 재료로 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대를 제공하는 것은, 매트릭스 재료로 스티어링 휠 뼈대를 발포 코팅하는 것을 포함한다. 발포 코팅하는 것은 압출 성형 코팅의 한 가지 특수한 형태이다. 발포 가능한 매트릭스 재료를 위해서도, 예를 들어 PU-폼 또는 물리적으로 발포 가능한 재료들이 고려된다.
피복 재료에 추가로, 매트릭스 재료의 외부면도 피복 재료를 중첩하기 전에 활성화 가능 재료로 코팅될 수 있다. 피복 재료 상에 중첩된 활성화 가능 재료와 동일한 활성화 가능 재료가 사용될 수 있다. 그러나 재료 조합에 따라서는, 피복 재료의 활성화 가능 재료와 상이하지만 이와 같은 재료와 화학적으로 양립 가능하고 예를 들어 피복 재료의 활성화 가능 재료의 접착 효과를 보조하는 활성화 가능 재료를 매트릭스 재료의 코팅을 위해 사용하는 것도 유용할 수 있다. 매트릭스 재료의 활성화 가능 재료는 매트릭스 재료 상에 전체 표면에 걸쳐 중첩될 수 있지만, 활성화 가능 재료를 매트릭스 재료 상에 다만 국부적으로만 중첩하는 것으로도 충분하거나 바람직할 수 있다. 예를 들어, 피복 재료의 활성화 가능 재료의 접착 효과는 기하학적으로 불리한 지점에서는 - 예컨대 스티어링 휠 스포크가 스티어링 휠 림으로 천이되는 지점에서는 - 상황에 따라 불충분할 수 있으며, 이와 같은 지점들에서는 접착 효과를 보조하기 위해 추가로, 화학적으로 양립 가능한 활성화 가능 재료가 매트릭스 재료의 외부면 상에 중첩될 수 있다.
원칙적으로는, 오로지 활성화 가능 재료를 매트릭스 재료 상에 중첩하는 것, 그리고 매트릭스 재료로 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대를 둘러싸기 전에는 활성화 가능 재료를 피복 재료 상에 중첩하는 것을 생략하는 것도 가능하다. 이 경우에, 스티어링 휠 뼈대의 외부면을 적어도 섹션별로 압출 성형 코팅한 후에, 피복 재료 대신에 매트릭스 재료가 활성화 가능 재료로 코팅되고, 상기 코팅된 매트릭스 재료로 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대 상에 피복 재료가 중첩됨으로써, 매트릭스 재료의 코팅된 외부면은 피복 재료 쪽을 향하게 된다. 본 발명에 따른 방법의 나머지 방법 단계들은 변경 없이 그대로 유지된다. 하지만, 처리 기법상으로 볼 때는, 스티어링 휠 뼈대를 적어도 섹션별로 압출 성형 코팅한 후에 3차원적으로 형성된 매트릭스 재료를 활성화 가능 재료로 코팅하는 것보다, 실질적으로 2차원적으로 형성된 평탄한 피복 재료를 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대 상에 중첩되기 전에 활성화 가능 재료로 코팅하는 것이 더 간단하다.
중첩된 피복 재료의 종방향 에지들을 연결하는 공정 단계는 예를 들어 종방향 에지들을 서로 재봉하는 것, 접착하는 것, 용접하는 것 및/또는 기타의 과정을 포함할 수 있다.
방법의 바람직한 일 실시예에 따라, 코팅된 피복 재료를 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대 상에 중첩한 후에 체결되는 지퍼 절반부들(지퍼-톱니 열)은 중첩 전에 피복 재료의 종방향 에지들에 함께 부착된다. 지퍼의 사용은, 피복 재료의 종방향 에지들의 연결이 매우 간단하고도 신속하게 이루어진다는 장점을 갖는다. 또한, 지퍼에 의해서는, 바람직한 시각적인 디자인 효과도 달성할 수 있다.
지퍼 절반부들은 일체형으로 형성될 수 있거나 복수의 세그먼트를 포함할 수 있다. 나선형 지퍼, 특히 플라스틱으로 이루어진 나선형 지퍼가 특별히 우수하게 적합한 것으로 입증되었다. 지퍼 절반부들을 종방향 에지들에 부착하는 과정은 재봉, 접착 및/또는 용접에 의해서 이루어질 수 있다. 이 경우, 지퍼 절반부들은, 체결된 상태에서 지퍼가 가시적인 상태를 유지하거나 바람직하게는 피복 재료에 의해서 은폐되도록, 다시 말해 지퍼의 체결 후에는 종방향 에지들이 서로 접하거나 중첩된 상태에 놓이도록 부착될 수 있다.
지퍼는 스티어링 휠 림의 내부 둘레에 부착될 수 있다. 이 경우, 지퍼는 시각적으로 덜 눈에 띄도록 배열되어 있고, 그 위치는 종래 방식으로 제조되고 재봉 연결된 지퍼들에서의 이음매의 위치에 실질적으로 상응한다. 하지만, 이 경우에는, 일반적으로 마찬가지로 스티어링 휠 림의 내부 둘레에 있는 스티어링 휠 스포크와 스티어링 휠 림 사이에 있는 천이부가 스티어링 휠 림의 전체 원호를 순환하는 지퍼의 사용을 방해한다. 그와 달리, 지퍼가 스티어링 휠 림의 외부 둘레에 또는 - 차량 핸들 바 시각에서 볼 때 - 차량 핸들 바로부터 떨어져서 마주한 스티어링 휠 림의 후면에 부착되면, 일반적으로는 스티어링 휠 림의 전체 원호를 순환하는 지퍼의 사용이 가능하다. 이와 같은 경우들에도, 지퍼는 스티어링 휠에 시각적으로 덜 눈에 띄도록 배열되어 있다.
방법의 바람직한 일 개선예에서는, 코팅된 피복 재료를 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대 상에 중첩한 후에, 피복 재료의 종방향 에지들이 지퍼 절반부들의 체결에 의해서 서로 연결된다. 그에 이어서 또는 추후의 방법 단계에서, 지퍼에 의해 이미 서로 연결된 종방향 에지들이 추가로 재봉 연결에 의해서 서로 연결되고, 이때 지퍼 위로 덧대어 재봉된다. 재봉 연결 시점에는 종방향 에지들이 이미 지퍼에 의해서 서로 연결되어 있기 때문에, 종방향 에지들의 재봉 연결은 종래보다 훨씬 더 간단하고 신속하다. 지퍼 위로 덧대어 재봉함으로써 종방향 에지들을 재봉 연결하는 경우에는, 종방향 에지들이 말하자면 더 이상 위치 고정될 필요가 없는데, 그 이유는 이들 종방향 에지들이 이미 지퍼에 의해서 올바른 위치에 서로 연결되어 있기 때문이다. 사용된 지퍼 위로 연속해서 덧대어 재봉하는 것이 가능하지만, 스티어링 휠에서의 기하학적인 상황에 따라서는 복수의 별도의 이음매에 의해, 사용된 지퍼 위로 덧대어 재봉하는 것 및/또는 다만 국부적으로만, 사용된 지퍼 위로 덧대어 재봉하는 것도 바람직할 수 있다.
방법의 추가의 일 실시예에서는, 스티어링 휠 뼈대를 둘러싸는 매트릭스 재료가, 피복 재료의 서로 연결된 종방향 에지들의 영역에 리세스를 구비하며, 이 리세스는 연결부 이음매를 따라서 연장된다. 이와 같은 방식에 의해서는, 연결에 의해 생성되는 피복의 두께 증가가 리세스에 의해서 수용되어, 연결 지점에는 원치 않는 팽창부가 존재하지 않게 된다. 이와 같은 상황은 특히 종방향 에지들의 연결을 위해 지퍼를 사용하는 경우에 바람직하다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예들은, 종속 청구항들 또는 상세한 설명부에 언급된 나머지 특징들로부터 나타난다.
본 발명의 추가의 일 양상은, 본 발명에 따른 방법에 의해서 제조될 수 있는 피복된 스티어링 휠과 관련이 있다.
본 출원서에서 언급된 본 발명의 다양한 실시예들은, 세부적으로 달리 언급되지 않는 한, 바람직하게 서로 조합될 수 있다.
본 발명은 관련 도면들을 참조하는 이하의 실시예들에서 설명된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따라 스티어링 휠을 제조하기 위한 방법의 공정 순서를 도시한다: (A) 스티어링 휠 뼈대를 사시도로 그리고 단면도로서; (B) 코팅 전 및 코팅 후의 피복 재료의 재단부를 평면도로 그리고 단면도로서; (C) 압출 성형 코팅되었거나 발포 코팅된 매트릭스를 갖는 스티어링 휠 뼈대(횡단면); (D) 피복 재료를 중첩 및 연결한 후의 스티어링 휠; (E) 제1 변형 실시예에서 활성화 가능 재료를 활성화한 후의 최종 스티어링 휠; (F) 제2 변형 실시예에서 활성화 가능 재료를 활성화한 후의 최종 스티어링 휠;
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따라 스티어링 휠을 제조하기 위한 방법의 공정 순서를 도시한다: (A) 스티어링 휠 뼈대를 단면도로; (B) 압출 성형 코팅되었거나 발포 코팅된 매트릭스를 갖는 스티어링 휠 뼈대; (C) 코팅된 피복 재료를 지퍼와 함께 평면도로; (D) 피복 재료의 중첩; (E) 지퍼가 부분적으로 체결된 스티어링 휠; (F) 제1 변형 실시예에서 지퍼를 체결한 후의 스티어링 휠의 단면도; (G) 제2 변형 실시예에서 지퍼를 체결한 후의 스티어링 휠.
이하에서는, 스티어링 휠을 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법의 제1 실시예의 공정 순서가 도 1을 참조하여 그리고 반제품을 참조하여 다양한 공정 단계에서 설명된다.
먼저, 방법의 제1 단계에서는, 도 1a에서 전체적으로 참조 부호 (10)으로 표시된 스티어링 휠 뼈대가 제공된다. 스티어링 휠 뼈대(10)는 스티어링 휠 허브(11)를 포함하고, 이 스티어링 휠 허브로부터 임의의 개수의 (본 경우에는 2개의) 스티어링 휠 스포크(12)가 방사 방향으로 뻗어 나오고, 주변을 둘러싸는 스티어링 휠 림(13)으로 이어진다. 도 1a의 우측에는, 스티어링 휠 림(13)이 단면도로 도시되어 있다. 본 예에서는 스티어링 휠 림(13)이 실질적으로 U자형의 프로파일로서 형성되어 있다는 것을 알 수 있다. 통상적으로, 스티어링 휠 뼈대는 금속 재료, 예를 들어 마그네슘 또는 마그네슘 합금으로 제조되며, 예를 들어 다이캐스팅 방법으로 얻어질 수 있다. 그 다음에는, 스티어링 휠 뼈대(10), 특히 스티어링 휠 림(13)이 매트릭스 재료로 압출 성형 코팅되고, 피복 재료로 피복된다.
추가의 일 단계에서는, 피복 재료의 재단 및 피복 재료를 활성화 가능 재료로 코팅(적층)하는 공정이 이루어진다. 도 1b는, 좌측에서 피복 재료(14)의 펼쳐진 재단부에 대한 평면도를 보여준다. 피복 재료로서는, 예를 들어 가죽, 인조 가죽, 직물 재료 또는 임의의 형태의 플라스틱 재료가 이용될 수 있다. 도 1b의 우측에는, 코팅 전 및 코팅 후의 피복 재료(14)의 단면도가 도시되어 있다. 피복 재료는 가시면(15) 및 비-가시면(16)을 구비한다. 활성화 가능 재료(17)는 비-가시면(16) 상에 중첩된다. X에 의해서는 높이, 즉 코팅의 높이(코팅 두께)가 지시된다. 코팅의 높이는 임의의 두께, 예를 들어 20 내지 2000 ㎛를 가질 수 있고, 다양한 요구 조건 및 사용된 재료 등에 좌우된다.
활성화 가능 재료(17)로서는, 적합한 활성화(이하 참조) 후에, 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대(10)의 매트릭스 재료와 피복 재료(14) 사이에 재료 결합식 연결을 만들 수 있는 재료가 사용된다. 바람직하게, 활성화 가능 재료는 접착 특성을 발휘하는데, 다시 말해 활성화 가능 재료(17)로서는 활성화 가능 접착제, 예를 들어 용융 접착제가 사용된다. 적합한 용융 접착제는 예를 들어 에틸렌-비닐-아세테이트(EVA), 에틸렌-비닐-아세테이트-공중합체 변형된 폴리올레핀, 폴리에스테르 등을 포함한다. 또 다른 적합한 접착제는 폴리우레탄, 아크릴 또는 아크릴산 단량체를 기본으로 하는 폴리머, 폴리비닐알코올, 실리콘, 합성 탄성 중합체 또는 천연 고무 조성물을 포함한다. 특히 바람직하게는, 특히 분말로서 사용될 수 있는 열가소성 폴리우레탄 조성물(폴리올과 이소시아네이트의 혼합물)이 사용된다.
코팅 기법은 원칙적으로 임의의 방식으로 구성될 수 있으며, 활성화 가능 재료(17)의 유형에 좌우되며, 특히 이 활성화 가능 재료가 분말의 형태로 사용되는지, 용융물의 형태로 사용되는지, 용액 또는 분산액의 형태로 사용되는지, 박막 또는 망 형태로 사전에 이미 형성된 층으로서 사용되는지, 부직포, 예를 들어 스펀 본디드 부직포의 형태로 사용되는지의 여부에 좌우된다. 그에 상응하게, 습식 및 건식 코팅, 용매가 있거나 없는 상태에서의 코팅, 열적인 코팅 및 다른 코팅 방법들이 사용된다. 활성화 가능 재료(17)가 분말, 용액, 분산액 또는 용융물로서 존재하면, 닥터 블레이드 기법 또는 스프레이 기법이 사용될 수 있다. 활성화 가능 재료(17)가 이미 박막 또는 망 등의 형태의 층으로서 형성되어 있다면, 라미네이팅 기법 또는 적층 기법도 사용되며, 이 경우에 재료(17)는 또한, 활성화 가능 재료(17)가 조기에 접착되는 상황을 방지하기 위하여 캐리어 박막 상에도 제공될 수 있다. 상기 캐리어 박막은 코팅 전에 또는 후에 제거된다.
바람직하게, 피복 재료(14)의 비-가시면(16)의 코팅은, 피복 재료가 도 1b에 예시된 형태로 재단되기 전에, 활성화 가능 재료(17)로써 이루어지는데, 다시 말하자면 먼저 코팅이 이루어지고 그 후에 코팅된 피복 재료(14)가 재단된다. 재단 공정은 컷팅 또는 펀칭에 의해서 이루어질 수 있다.
그 결과물이 도 1c에 도시되어 있는 추가의 일 방법 단계에서는, 스티어링 휠 뼈대(10) 또는 그 일부, 특히 스티어링 휠 림(13)을 매트릭스 재료(18)로 압출 성형 코팅하는 공정, 바람직하게는 발포 코팅하는 공정이 이루어진다. 이 공정 단계를 위해서는, 사출 성형 공구를 사용하는 공지된 사출 성형 방법이 이용된다. 따라서, 이 공정 단계의 제품은, 스티어링 휠 뼈대가 매립된 상태로 존재하는 매트릭스(18)이다. 매트릭스(18)는, 스티어링 휠의 원하는 형태를 규정하고, 본 실시예에서는 특히 인체 공학적인 요구 조건, 안전 요건 및 시각적 디자인 측면을 고려한다. 발포된 스티어링 휠 뼈대는 전문 용어로 스티어링 휠 발포체로서 지칭된다. 매트릭스 재료(18)로서는, 예컨대 활성화 가능 재료로 언급되는 물질들 중 하나사 사용될 수 있다. 특히, 열가소성 폴리머, 예를 들어 폴리우레탄이 사용된다. 폴리머 화합물이 예를 들어 초임계적인 CO2로써 포화되고, 상기 물질이 급격한 압력 강하 및/또는 급격한 온도 상승에 노출됨으로써, 전술된 물질들 모두 물리적인 발포 방법에 의해서 발포될 수 있다. 전술된 물질들 중 몇몇은, 폴리머 조성물이 예를 들어 가열 하에 가스 형태의 성분을 방출함으로써, 화학적으로도 발포될 수 있다. 화학적이고 물리적인 발포 방법 또는 발포 코팅 방법이 당업자에게 공지되어 있다.
후속하는 일 방법 단계에서는, 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대(10)(스티어링 휠 발포체), 특히 스티어링 휠 림(13) 상에 코팅된 재료(14)를 중첩하는 공정이 이루어진다. 이 경우, 피복 재료(14)는, 이 피복 재료의 비-가시면, 다시 말해 그 피복 재료의 코팅된 면이 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대(10, 13) 쪽을 향하도록 배열되어 있다. 바람직하게는, 코팅된 피복 재료(14)를 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대(10) 상에 중첩하기 전에, 코팅 재료(14)의 재단부의 짧은 단부들이 서로 연결되는데, 예를 들면 재봉되거나, 접착되거나 용접된다. 이 과정은 기계에 의해 이루어질 수 있다. 코팅된 피복 재료(14)를 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대(10) 상에 중첩한 후에는, 연결 지점 또는 이음매(23)를 형성하기 위하여, 피복 재료(14)의 종방향 에지들(22)이 서로 연결된다. 이 경우를 위해서도, 재봉(바람직함), 접착 또는 용접에 의한 연결이 이루어질 수 있다. 피복 재료(14)를 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 림(13) 상에 중첩하는 공정의 결과물은 도 1d에 도시되어 있다. 본 도면에서, 참조 부호 (17)은 아직까지 활성화되지 않은 활성화 가능 재료를 지칭하고, 참조 부호 (23)은 피복 재료(14)의 종방향 측면(22)의 연결 지점을 지칭한다.
후속하는 일 공정 단계에서는, 스티어링 휠 뼈대(10)를 둘러싸는 매트릭스 재료(18)와 피복 재료(14) 사이에 재료 결합식 연결을 형성하기 위하여, 활성화 가능 재료(17)의 활성화가 이루어진다. 활성화의 유형은 활성화 가능 재료의 유형에 따르고, 열적인 작용, 조사, 특히 적외선 조사, 압력 작용, 프레스, 화학적인 활성화 등을 포함할 수 있다. 예를 들어 활성화 가능 재료(17)가 용융 접착제인 경우에는, 예를 들어 오븐 내에서 이루어지는 외부 열 공급에 의하여 또는 IR-조사에 의하여 접착 연결의 활성화가 이루어진다. 특별한 일 실시예에서는, 스티어링 휠에 스티어링 휠 가열 장치가 설치되어 있다. 이 경우에는, 활성화 가능 재료(17)의 열적인 활성화가 스티어링 휠 가열 장치의 사용 하에 이루어질 수 있다. 적용된 활성화 온도는 피복 재료의 온도 안정성에 맞춰져야 한다.
활성화 단계의 결과물은 도 1e에 도시되어 있다. 본 도면에서, 참조 부호 (17')은 활성화된 재료 그리고 본 예에서는 발포된 재료를 지칭하며, 이 재료는 도시된 예에서 활성화로 인해 다만 약간의 팽창만이 생겼다. 도 1f는 대안적인 일 예를 보여주며, 본 도면에서는 활성화된 재료(17')가 훨씬 더 심하게 팽창(발포)되었다. 발포 및 팽창의 정도는 특히, 활성화 가능 재료(17)가 피복 재료(14) 상에 코팅되었을 때의 층 두께(x)(도 1b 참조)에 의해서 설정될 수 있다. 또한, 제품 내에서 상이한 팽창도를 얻기 위하여, 피복 재료(14)의 코팅될 면에 걸쳐 상이한 층 두께(x)를 제공하는 것도 가능하다. 이와 같은 방식에 의해서는, 예를 들어 스티어링 휠 림(13)의 둘레를 따라서 상이한 촉각적 특성이 발생할 수 있다.
활성화 후에는, 스티어링 휠(100)이 최종 제품으로서 제공되고, 경우에 따라서는 추가 개조에 의해서 특히 자동차 내에 장착될 수 있다.
스티어링 휠(100)을 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법의 제2 실시예는 다양한 공정 단계 및 반제품을 참조하여 도 2에 도시되어 있다. 본 도면에서, 일치하는 요소들은 도 1에서와 동일한 참조 부호로써 표시되고, 다시 한 번 상세하게 설명되지 않는다. 이하에서는 다만 상이한 부분만 서술된다. 도 2에 따른 방법은, 피복 재료의 종방향 에지들을 연결하기 위해 지퍼가 사용된다는 점에서 도 1에 따른 방법과 구별된다.
도 2a는, 재차 스티너링 휠 뼈대(10)의 스티어링 휠 림(13)의 단면도를 보여준다. 스티어링 휠 뼈대는 도 1에서 기술된 바와 같이 매트릭스(18)로 압출 성형 코팅되거나 발포 코팅된다(도 2b 참조). 선택적인 본 실시예에서는, 매트릭스(18)가 리세스 또는 홈(19)을 구비하여 형성되었으며, 이 경우 리세스 또는 홈은 특히 스티어링 휠 림(13)의 후방 측을 따라서 진행한다. 리세스(19)의 과제는, 지퍼를 수용하고 상기 지퍼에 의한 융기를 피하는 것이다.
본 도면에 도시된 본 발명의 실시예에 따라, 피복 재료(14)는 활성화 가능 재료(17)로 사전에 이미 코팅된 자신의 비-가시면(16) 상에 지퍼 절반부들(20)을 구비한다(도 2c 참조). 예를 들어 지퍼 절반부들(20)은 피복 재료(14)의 종방향 에지들(22)을 따라서 배열되고, 피복 재료와 연결되고, 예를 들어 재봉 연결된다. 이 경우, 지퍼 절반부들(20)은, 지퍼 톱니(21)가 피복 재료(14)의 개방된 종방향 에지(22)의 방향으로 향하도록 배열되어 있다. 지퍼 톱니(21)는 피복 재료(14)의 종방향 에지(22)에 의해서 은폐될 수 있거나(바람직함) 노출될 수 있다. 도 2c에 도시되어 있는 것과 달리, 피복 재료(14)를 활성화 가능 재료(17)로 코팅하는 공정은 또한 지퍼 절반부(20)의 중첩 후에도 이루어질 수 있다. 하지만, 이와 같은 중첩 후 코팅 공정은 더 높은 공정 복잡성과 연관되어 있다.
도 2d는, 코팅되어 있고 지퍼 절반부(20)가 제공된 피복 재료(14)를, 매트릭스 재료(18)로 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대(10) 상에 중첩하는 공정 단계를 보여준다. 이 중첩 공정은, 지퍼 절반부들(20)이 매트릭스 재료(18)의 리세스(19) 위에 배열되도록 이루어진다. 그 다음에 이어서, 도면에 도시되지 않은 지퍼 슬라이더가 지퍼 절반부들(20)의 톱니 열을 통해 안내되어, 결과적으로 톱니(21)가 공지된 방식으로 서로 상호 맞물림에 도달함으로써, 지퍼 절반부들(22)의 체결이 이루어진다. 도 2e는, 지퍼가 부분적으로 체결된 상태를 보여준다. 도 2f는, 중첩된 피복 재료(14) 및 이미 체결된 지퍼(20)를 갖는 스티어링 휠 림(13)의 단면도를 보여준다. 도면을 통해 알 수 있는 바와 같이, 지퍼 절반부들(20)은, 제품 내의 지퍼가 외부로 부풀어 오르지 않도록 매트릭스(18)의 리세스(19) 내에 수용된다. 또한, 피복 재료(14)의 종방향 에지들(22)이 인접 에지로서 서로 접하여 지퍼 절반부들(20)을 덮는다는 것도 알 수 있다. 이로써, 완성된 스티어링 휠에서는, 지퍼(20)가 보이지도 않고 감촉으로 느껴지지도 않는다.
도 2g는, 도 2f에 도시된 실시예에 대한 일 변형예를 보여준다. 본 변형예에서는, 리세스(19)가 매트릭스(18) 내에 더 깊은 깊이로 형성되어 있다. 이와 같은 형성은, 지퍼가 체결 후에 리세스(19) 내부로 함입됨으로써 리세스(19)에 의해 완전히 수용되는 것을 가능하게 한다. 본 변형 실시예에서는, 지퍼 절반부들(20)이 처음에는 피복 재료(14)의 종방향 에지(22)에 의해서 은폐되지 않는다. 오히려, 지퍼 절반부들은, 이들 지퍼 절반부들이 체결되어 리세스(19) 내부로 함입된 후에야 비로소 피복 재료(14)의 종방향 에지(22)에 의해서 은폐된다. 매트릭스(18) 내의 더 깊은 리세스(19)를 사용하는 것은, 또한 나선형 지퍼에 비해 더 두꺼운 프로파일 지퍼 타입의 사용도 가능하게 한다. 본 실시예에서도, 지퍼(20)는 완성된 스티어링 휠에서 보이지도 않고 감촉으로 느껴지지도 않는다.
하지만, 도 2e 또는 도 2f에 따른 실시예들에서와 달리, 지퍼는 노출되어 보이게 될 수도 있다. 이와 같은 상황은, 예를 들어 대비 색의 지퍼 또는 형광색의 지퍼의 사용에 의한 컬러 디자인 측면에서 특별히 창조적인 효과의 발생을 가능하게 한다.
마지막으로, 도 2에 도시된 방법 실시예에서도, 피복 재료(14)와 매트릭스(18) 사이에 재료 결합식 연결, 특히 접착 연결을 형성하기 위해 그리고 완성된 스티어링 휠(100)을 얻기 위해, 활성화 가능 재료(17)의 활성화가 이루어진다. 지퍼의 사용에 의해서는, 피복 재료의 중첩 후에 이루어지는 종방향 에지(22)의 연결이 예를 들어 수작업에 의한 재봉 공정에 비하여 훨씬 간소화된다. 또한, 지퍼를 이용한 체결은 더 적은 공차와 관련하여 더 우수하게 재생될 수 있고, 균일한 체결력을 보장해준다.
최종 스티어링 휠(100)은 다음과 같은 층 순서, 즉 스티어링 휠 뼈대(10) / 매트릭스 (18) / 활성화된 재료(17')(재료 결합식 연결부) / 피복 재료(14)의 층 순서를 갖는다. 선택적으로, 활성화 가능하거나 활성화된 재료(17)와 피복 재료(14) 사이에는 밑칠(undercoating)이 제공될 수도 있는데, 이 밑칠은 예를 들어 활성화 가능 재료(17)가 가시면(15) 위로 피복 재료(14)를 관통하거나 통과하는 것을 방지해준다. 이하에서는, 본 발명이 구체적인 실시예들에서 설명된다.
예 1
가축 표피(피복 재료)의 후면에, 열가소성 폴리우레탄 분말을 활성화 가능 재료로서 롤러 도포 또는 살포하였고, IR-조사를 이용하여 적층부로서 가죽과 단단히 연결하였다. 그 다음에, 이와 같이 코팅된 가죽을 펀칭 공정에 의해서 재단하였다. 가죽의 종방향 에지들에 지퍼 절반부들을 재봉하였다. 이와 같이 형성된 가죽 재단부를, 폴리우레탄 매트릭스로 발포 코팅된 스티어링 휠 뼈대의 스티어링 휠 림 상에 중첩하였고, 지퍼 절반부들을 체결하였다. 100 내지 120℃에서 5분 동안 실행되는 적외선 조사를 이용하여 폴리우레탄 분말의 활성화를 수행하였다. 냉각 후에는, 가죽과 폴리우레탄 매트릭스 사이의 균일한 접착과 더불어 고강도의 접착을 얻게 되었다.
예 2
폴리이미드공중합체 분말을 캐리어 망 상에서 롤러 도포하였고, 130℃에서 용융시켰다. 그 다음에, 이와 같이 얻어진 라미네이트를, 약간의 압력 및 열을 가한 상태에서 가죽의 비-가시면 상에 중첩하였다. 그 다음에, 가죽을 재단하였고, 가죽 재단부의 종방향 에지들에 지퍼 절반부들을 재봉하였다. 일 변형예에서는, 지퍼 절반부들을 사용하지 않았다. PU-매트릭스로 발포 코팅된 스티어링 휠 상에 가죽을 중첩한 후에 지퍼를 체결하였고, 상기 변형예에서는 지퍼 없이 종방향 에지들을 재봉하였다. 폴리이미드공중합체 분말을 활성화하기 위하여, 구조물을 115℃의 오븐에서 10분 동안 가열하였다. 냉각 후에는, 폴리우레탄 매트릭스와 가죽의 균일하고도 견고한 연결을 얻게 되었다.
100: 스티어링 휠
10: 스티어링 휠 뼈대
11: 스티어링 휠 허브
12: 스티어링 휠 스포크
13: 스티어링 휠 림
14: 피복 재료
15: 가시면
16: 비-가시면
17: 활성화 가능 재료
17': 활성화된 재료(활성화 후의 활성화 가능 재료)
18: 매트릭스 / 매트릭스 재료
19: 리세스, 홈
20: 지퍼 절반부
21: 지퍼 톱니
22: 종방향 에지
23: 연결 지점 / 이음매

Claims (14)

  1. 차량을 위한 피복된 스티어링 휠(100)을 제조하기 위한 방법으로서,
    - 매트릭스 재료(18)로 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대(10, 13)를 제공하는 단계,
    - 비-가시면(16)에서 활성화 가능 재료(17)로 피복 재료(14)를 코팅하는 단계,
    - 코팅된 피복 재료(14)를 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대(10, 13) 상에 중첩함으로써, 피복 재료의 비-가시면(16)이, 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대(10, 13) 쪽을 향하게 되는 단계,
    - 피복 재료(14)의 종방향 에지들(22)을 서로 연결하는 단계, 및
    - 피복 재료(14)와 매트릭스 재료(18) 사이의 재료 결합식 연결의 형성 하에 활성화 가능 재료(17)를 활성화하는 단계를 포함하는, 차량을 위한 피복된 스티어링 휠의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 활성화 가능 재료(17)는 활성화 가능 접착제이며, 상기 재료 결합식 연결은 접착 연결인 것을 특징으로 하는, 차량을 위한 피복된 스티어링 휠의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 활성화 가능 재료(17)는 활성화 시에 발포되는 발포 가능 재료인 것을 특징으로 하는, 차량을 위한 피복된 스티어링 휠의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 활성화는 열 처리 및/또는 조사(irradiation)에 의해서 이루어지는 것을 특징으로 하는, 차량을 위한 피복된 스티어링 휠의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 피복 재료(14)의 종방향 에지들(22)의 연결은 재봉 연결을 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량을 위한 피복된 스티어링 휠의 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 피복 재료(14)의 종방향 에지들(22)의 연결은 지퍼 절반부들(20)의 체결을 포함하며, 상기 지퍼 절반부들은 피복 재료(14)의 중첩 전에 피복 재료(14)의 종방향 에지들(22)에 부착되는 것을 특징으로 하는, 차량을 위한 피복된 스티어링 휠의 제조 방법.
  7. 제6항과 연계된 제5항에 있어서, 피복 재료(14)의 종방향 에지들(22)의 연결은 지퍼 절반부들의 체결을 포함하고, 추후의 방법 단계에서 지퍼 위로 덧대어 재봉함으로써 종방향 에지들(22)을 재봉 연결하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량을 위한 피복된 스티어링 휠의 제조 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 나선형 지퍼, 특히 플라스틱 나선형 지퍼가 사용되는 것을 특징으로 하는, 차량을 위한 피복된 스티어링 휠의 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 매트릭스 재료(18)로 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대(10, 13)를 제공하는 단계는 매트릭스 재료(18)로 스티어링 휠 뼈대(10, 13)를 발포 코팅하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량을 위한 피복된 스티어링 휠의 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 스티어링 휠 뼈대(10, 13)를 둘러싸는 매트릭스 재료(18)는 피복 재료(14)의 서로 연결된 종방향 에지들(22)의 영역에 리세스(19)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 차량을 위한 피복된 스티어링 휠의 제조 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 피복 재료(14)는 코팅 전에 또는 코팅 후에, 스티어링 휠 뼈대(10, 13) 상에 중첩하기 전에 재단되는 것을 특징으로 하는, 차량을 위한 피복된 스티어링 휠의 제조 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 매트릭스 재료(18)로 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대(10, 13) 상에, 코팅된 피복 재료(14)를 중첩하기 전에, 매트릭스 재료(18)도 활성화 가능 재료로 적어도 국부적으로 코팅되는 것을 특징으로 하는, 차량을 위한 피복된 스티어링 휠의 제조 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 스티어링 휠 뼈대의 외부면을 적어도 섹션별로 압출 성형 코팅한 후에, 피복 재료 대신에 매트릭스 재료가 활성화 가능 재료로 코팅되고, 피복 재료는 상기 코팅된 매트릭스 재료로 압출 성형 코팅된 스티어링 휠 뼈대 상에 중첩됨으로써, 매트릭스 재료의 코팅된 외부면은 피복 재료 쪽을 향하게 되는 것을 특징으로 하는, 차량을 위한 피복된 스티어링 휠의 제조 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해서 제조될 수 있는, 피복된 스티어링 휠(100).
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