KR20190033787A - 도어가니쉬의 스트립 취부를 위한 방법 및 그 취부구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도어가니쉬의 스트립 취부를 위한 방법 및 그 취부구조에 관한 것으로, 상기의 방법은 제1, 2 주물을 이용하여 이중으로 압출시켜 웨더 스트립을 성형하는 이중 압출단계와 상기의 웨더 스트립을 도어가니쉬의 내측에 초음파로 융착시키는 초음파 융착단계를 통하여 이루짐으로써 공정의 축소와 더불어, 상기 취부구조는 상기의 방법을 통하여 별도의 브라켓 부품 없이 도어가니쉬에 웨더 스트립이 단독으로 융착 결합됨으로써 취부구조 전체의 중량 절감 효과를 가져올 수 있는 도어가니쉬의 스트립 취부를 위한 방법 및 그 취부구조를 제공하고자 함이다.

Description

도어가니쉬의 스트립 취부를 위한 방법 및 그 취부구조{Method for Strip Mounting of Door Garnish and Structure}

본 발명은 도어가니쉬의 스트립 취부를 위한 방법 및 그 취부구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도어 가니쉬 내측면에 스트립의 장착 즉 취부에 이르기까지 공정 축소를 이룬 방법을 제공하며, 이러한 방법을 통하여 취부 부품수까지 축소된 취부구조를 제공하는 도어가니쉬의 스트립 취부를 위한 방법 및 그 취부구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 도어는 도 1에 도시된 바와 같이 도어 주변의 틀에 해당되는 도어 가니쉬(DG)에 도 2와 같은 웨더 스트립(12)과 별물의 브라켓(11)이 장착되는 구조로 이루어진다.

도어 가니쉬(DG)의 내측에 장착되는 웨더 스트립(12)은 도어 틈새로 외부의 먼지나 빗물 혹은 바람이 유입되는 것을 방지하는 목적의 용도로 활용되고 있다.

특히, 도어 가니쉬(DG)의 내측 부위에 장착 설치되는 웨더 스트립(12)은 압출 공정을 통하여 생성되는바, 이러한 압출 공정은 제1 주물, 제2 주물, 및 제3 주물을 주입시켜 토출해야 하는 삼중의 압출 공정을 이용하거나, 웨더 스트립(12)에 부가적으로 별물의 브라켓(11)이 구비되어야 하며, 이러한 별물의 브라켓(11) 생산을 위하여 별도의 부가적인 공정이 필수적으로 더 반영되어야만 한다.

이처럼, 기존의 도어 가니쉬(DG)에 웨더 스트립(12) 및 별물의 브라켓(11)이 장착 설치되기까지 상기와 같은 여러 가지의 공정들이 수행되는 관계로 장착 시점까지의 공정 소요 시간이 길어지며, 도어 가니쉬(DG)의 웨더 스트립(12) 및 브라켓(11)의 취부 구조에 대한 전체의 중량이 무거워질 수밖에 없고, 이는 결국 원가 상승을 초래하게 된다.

즉, 웨더 스트립(12) 및 브라켓(11)은, 도 3 내지 도 5에 이르는 도면을 통하여 알 수 있듯이, 웨더 스트립(12)의 경우 씰부재(12b)와 끼움부재(12a)로 구성되며, 상기 끼움부재(12a)에 억지 끼움 가능한 별물의 상기 브라켓(11)이 구비되는 관계로, 도어 가니쉬(DG)의 내측에 취부되는 구조에 있어 취부 부품으로서 씰부재(12b) 및 끼움부재(12a) 및 별물의 브라켓(11)과 같이 취추 부품수가 많이 요구되어 도어 가니쉬(DG)의 내측에 취부 부품의 취부까지 상당한 시간이 소요되고 있는 실정이며, 더군다나 이러한 취부 부품들의 생산을 위한 공정도 여러 단계를 거쳐야하는 실정에 있다.

이러한 이유로 도어 가니쉬(DG)의 내측에 취부된 취부 부품들을 합친 취부구조물의 전체 중량이 무거워질수밖에 없는 구조이고, 이는 결국 도어 가니쉬(DG)의 취부 구조에 대한 원가를 상승시키는 요인으로 작용되고 있다.

한편, 하기 선행기술문헌에 개시된 특허문헌들은 도어 가니쉬의 취부 구조와 관련된 기술들임을 밝혀둔다.

특허문헌 001 : 공개특허 제10-1997-0038916호 특허문헌 002 : 공개실용신안 제20-1998-0038807호 특허문헌 003 : 등록실용신안 제20-0262983호 특허문헌 004 : 공개실용신안 제20-1999-0021285호 특허문헌 005 : 공개실용신안 제20-1998-0058530호

전술된 문제점들을 해소하기 위한 본 발명은 도어 가니쉬의 내측으로 취부부품들의 취부에 이르기까지 수행되어야 할 공정의 축소와 함께, 도어 가니쉬의 내측에 취부되는 취부부품들의 일부 부품을 삭제할 수 있는 취부구조를 제공함에 그 목적을 두고 있다.

전술된 목적들을 달성하기 위한 본 발명은, 제1 주물과 제2 주물이 압출기의 두 노즐을 통하여 주입되어 토출되면서 제1 주물과 제2 주물이 일체화되어 단품의 성형물인 웨더 스트립을 제조하게 되는 이중 압출단계, 및 상기 웨더 스트립이 초음파를 이용하여 도어 가니쉬의 내측면에 융착 결합되게 하는 초음파 융착단계를 포함하는 도어가니쉬의 스트립 취부를 위한 방법에 일례의 특징이 있다.

상기 방법에 의해 웨더 스트립이 도어 가니쉬에 취부된 취부구조에 다른 일례의 특징이 있다.

상기 취부구조에 있어서, 웨더스트립은 내부에 중공 형상을 갖도록 곡면으로 형성된 씰부재 및 상기 씰부재에 일체된 지지부재를 포함하고, 상기 지지부재가 초음파 융착을 통해 도어 가니쉬의 내측면에 융착 결합되는 취부구조에 다른 일례의 특징이 있다.

본 발명에 의하면, 도어 가니쉬의 내측으로 취부 부품들의 취부에 이르기까지 거쳐야 하는 공정들의 축소와 함께, 취부 부품들 중 일부의 부품들이 삭제되는 취부구조를 제공함에 따라, 공정에 소요되는 시간 및 취부 작업의 소요 시간을 단축시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 도어 가니쉬의 취부 부품 장착에 이르기까지 수반되는 공정의 축소와 함께 취부 부품들의 일부 부품이 생략 가능함에 따라, 도어 가니쉬(DG)의 전체 취부 구조물에 대한 중량이 가볍게 되고, 도어 가니쉬의 취부 구조에 대한 원가를 절감시킬 수 있다.

더욱이, 도어 가니쉬의 취부에 구비되는 취부 부품 수의 감소로 취부에 필요한 작업자의 취부 작업성이 편리해질 수 있다.

아울러, 본 발명에 의하면, 도어 가니쉬의 전체 취부 구조물의 중량이 경량화됨에 따라, 자동차의 연비 효율에 일조할 수 있다.

도 1은 자동차의 도어 가니쉬를 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 도어 가니쉬의 내측 부위에 종래의 장착 부품으로서 별물 브라켓 및 웨더스트립을 함께 도시한 도면.
도 3은 도 2에 도시된 도어 가니쉬의 내측 부위에 종래의 장착 부품으로 웨더스트립 및 별물 브라켓이 장착되어 있는 상태를 도시한 도면.
도 4는 도 3에 도시된 화살표 방향으로 절삭된 도어 가니쉬의 내측에 웨더스트립 및 별물 브라켓의 장착 상태를 보인 단면 도면.
도 5는 도 4에서 도어 가니쉬의 내측에 장착된 웨더스트립으로부터 별물 브라켓이 분리된 상태를 보인 분리 도면.
도 6은 도 1에 도시된 도어 가니쉬의 내측 부위에 본 발명의 장착 부품으로서 웨더 스트립의 취부를 위한 방법을 블록으로 도시한 도면.
도 7은 도 6에 도시된 방법을 통하여 도어 가니쉬의 내측에 웨더 스트립이 장착 즉 취부된 상태를 단면 처리하여 도시한 단면 도면.
도 8은 도 6에 도시된 방법을 통하여 도어 가니쉬의 내측에 장착 즉 취부되는 웨더 스트립의 실물을 나타낸 실물사진.

본 발명에 있어 첨부된 도면은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되어 도시됨을 밝히고, 후술되는 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적 사항에 불과하며, 다른 여러 형태로 변형 실시되는 점까지 감안한 명세서 전반에 걸친 기술적 사상을 토대로 해석되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하면서, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 도어가니쉬의 스트립 취부를 위한 방법 및 그 취부구조를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 도어가니쉬의 스트립 취부를 위한 방법은, 도 6에 도시된 바와 같이, 이중 압출단계 및 초음파 융착단계로 구성될 수 있다.

상기 이중 압출단계에서는 제1 주물과 제2 주물이 압출기에 구성된 두 개의 노즐을 통하여 주입되어 토출되면서 제1 주물에 해당되는 지지부재(110)와 제2 주물에 해당되는 씰부재(120)가 서로 통합되어 일체형을 이룬 웨더 스트립의 성형물로 제조될 수 있다.

물론, 여기서 제1 주물은 경화되어 지지부재(110)가 될 수 있으며, 제2 주물은 경화되어 씰부재(120)가 될 수 있고, 상기 제2 주물에는 실리콘 오일이 함께 혼합되어 있는 관계로, 기존 공정에서 성형물로 생성된 씰부재의 표면에 실리콘이 도포되어 코팅되는 코팅 공정이 생략될 수 있다. 즉, 씰부재(120)는 실리콘 오일이 제2 주물에 미리 혼합되어 있는 관계로, 압출된 씰부재에 별도의 실리콘 오일을 코팅해야 하는 공정을 축소할 수 있는 것이다.

여기서, 제1 주물은 폴리프로필렌(polypropylene, 일명 pp)의 재질로 구성될 수 있으나, 취부 구조의 변형 방지 및 강성 확보와 함께, 기존 별물 브라켓의 대체품이면서 더욱 경량화될 수 있게, 탄소섬유 및 니켈합금 소재가 더 부가될 수 있다. 제2 주물은 EDPM 스폰지의 재질로 구성될 수 있으며, 상술된 실리콘 오일이 함께 혼합될 수 있다.

상기 제1 주물은 일례로서 폴리프로필렌이 70~75중량%, 탄소섬유 20~25중량%, 및 니켈합금 3~5중량%로 구성될 수 있으며, 여기서 니켈합금은 53~55중량%의 니켈을 주체로 하여 35~37중량%의 크로뮴, 6~7중량%의 철, 2.5~3.5중량%의 티타늄, 0.7~ 1중량%의 알루미늄, 망가니즈, 및 규소를 첨가한 함량으로 이루어질 수 있다.

폴리프로필렌이 상기의 중량% 범위에 미치지 못하면 제1 주물의 초음파 융착이 잘되지 않고 초과될 경우에는 제1 주물의 강성이 취약해질 수 있다. 상기 탄소섬유가 상기의 중량% 범위에 미치지 못하면 제1 주물의 중량의 경량 달성화가 어렵고 초과시에는 제1 주물의 비용 상승이 초래된다. 상기 니켈합금은 상기의 중량% 범위에 미치지 못하면 제1 주물의 강성 확보가 어렵고 초과시에는 제1 주물의 초음파 융착이 잘되지 않을 수 있다.

특히, 상기 니켈합금은 상기의 3~5중량% 범위일 경우 상기의 니켈 53~55중량%, 크로뮴 35~37중량%, 철 6~7중량%, 티타늄 2.5~3.5중량%, 알루미늄, 망가니즈, 및 규소로 이루어진 0.7~ 1중량%의 함량을 준수하는 것이 바람직하다.

따라서, 이러한 제1 주물과 제2 주물은 압출기를 통하여 이중으로 토출되어 상호 간에 일체화된 상태로 경화됨으로써, 제1 주물은 지지부재(110)가 되고, 제2 주물은 씰부재(120)가 되는 성형물인 웨더 스트립이 제조된다.

이처럼, 상기 웨더 스트립은 지지부재(110)와 씰부재(120)가 서로 통합되어 일체화된 성형물로서 단품으로 구성될 수 있다.

한편, 상기 초음파 융착단계에서는 상기의 웨더 스트립이 도어 가니쉬(DG)에 초음파 융착 방식에 의해 융착 결합된다. 즉, 여기서 상기 웨더 스트립의 지지부재(110)가 초음파 융착 방식에 의해 도어 가니쉬(DG)의 내측면에 융착 결합될 수 있다.

여기서, 상기 지지부재(110)는 pp 재질이 이용되는 관계로, 초음파 융착 시, TPO 재질로 이루어진 도어 가니쉬(DG)에 pp 재질로 이루어진 지지부재(110)의 이종 재질 간의 융착이 효과적이다.

초음파 융착은 융착을 가하는 조작부에 틈이 없게 접합하는 방식을 의미하여 초음파 진동을 통한 융착으로 방수성능에 탁월하고, 이물질이나 냄새 유입을 차단하며, 세균 번식의 염려가 없다.

이러한 초음파 융착에 있어서 초음파기를 이용하는 것은 당연하며, 초음파기의 초음파봉(sonotrode)에서 초음파 에너지가 나오면서 지지부재(110)의 융착 표피를 도어 가니쉬(DG)의 융착선으로 밀어내게 되고 이 과정에서 발생 되는 표피의 용해를 통하여 지지부재(110)와 도어 가니쉬(DG) 상호가 기밀하게 융착될 수 있다.

즉, 초음파에 의한 기계적인 물리적 힘에 의한 진동이 공동(cavitation)을 만들고 열(heat)을 발생시킴에 따라, 지지부재(110)의 융착 표피 부위가 용융됨으로써, 표피의 용해물이 도어 가니쉬(DG)의 융착선 부위로 침투되며 융착되기 때문에, 융착 부위는 견고하며 기밀해질수밖에 없다.

초음파 융착의 경우, 20~40 kHz의 작은 수직 진동이 일어나(25~40 μm) 정점에 있는 구성 요소를 통해 융착선에 도달하여 그 곳에서 인터페이스가 용해된다. 구성 요소는 이 수직 방향 운동에서 절대적으로 자유로워야 한다.

융착 가능한 최대 예상 재질은 초음파 융착의 원리에 의해 제한되는바, 그 이유는 강철의 초음파봉(sonotrode)이 융착 공정 중에 팽창 또는 수축하기 때문이다. 비결정성 재료의 최대 크기가 ±200 mm이며 부분 결정성 재료의 최대 크기는 ±70 mm이다.

접촉면의 진폭 분포가 균등해야 하는데, 크거나 불규칙적인 초음파봉(sonotrode)이라는 이런 점에서 중요하다. 변형이 최대치가 되는 곳에 수직 진동의 집중이 감쇠 됨. 원하는 변형과 그 후의 감쇠와 가열을 달성하려면, 융착 설계는 항상 유연한 선접점을 포함한다. 이 선접점(line contact)은 초음파 진동의 결과로 구부러져 가열된다. 설계는 재료의 형태와 융착 된 최종 제품의 기능에 따라 다른데, 비결정성 재료와 비교적 강도가 낮은 융착을 요하는 부분 결정성 용도에는 보통 에너지 디렉터(energy director)를 사용할 수도 있다.

밀폐 봉합에는 에너지 디렉터 융착보다 융착 깊이가 큰 전단 이음을 사용한다. 부분 결정성 수지는 비결정성 수지보다 융착이 어려우며, 용융 거동과 강성도가 상당히 감소될 때 필요한 에너지 입력과 관계가 있다. 용융 점도가 높으면 용융된 재료가 융착 영역에서 흘러나간다. 따라서 융착 설계에서 전단 이음을 사용하여 이를 방지해야 한다. 초음파봉(sonotrode)에서 융착선까지의 거리가 감소되기 때문에 보다 높은 진폭이 필요하다.

한편, 도어가니쉬의 스트립 취부를 위한 방법을 통하여 달성된 취부구조는 씰부재(120)에 지지부재(110)가 일체화된 상태로 상기 지지부재(110)가 도어 가니쉬(DG)에 직접 융착되어 결합되는 특징이 있다.

이처럼, 상기 지지부재(110)는 기존의 별물 브라켓을 대체하여 취부 구조 부분에 대한 변형 방지와 함께 강성을 확보할 수 있음에 따라, 취부구조물의 부품수가 축소되어 도어나니쉬를 포함한 취부구조물의 전체 중량이 경량화되고, 이로 인하여 자동차의 주행 연비 효율에도 기여하는 효과가 있다.

따라서, 본 발명에서는 도어 가니쉬(DG)에 웨더 스트립의 장착 즉 취부에 이르기까지 기존 방식처럼 별물의 브라켓을 생산해야 하는 공정도 수반되지 않을뿐더러, 취부 부품으로서 웨더 스트립을 구성하는 부품수도 축소될 수 있으며, 도어 가니쉬(DG)의 웨더 스트립 취부 구조물의 중량도 절감되며, 이로 인하여 원가마저 절감되는 효과까지 기대할 수 있다.

도어가니쉬(DG)
지지부재(110) 씰부재(120)

Claims (3)

1. 제1 주물과 제2 주물이 압출기의 두 노즐을 통하여 주입되어 토출되면서 제1 주물과 제2 주물이 일체화되어 단품의 성형물인 웨더 스트립을 제조하게 되는 이중 압출단계; 및
   상기 웨더 스트립이 초음파기를 이용한 초음파의 융착 방식에 의해 도어 가니쉬의 내측면에 융착 결합되게 하는 초음파 융착단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 도어가니쉬의 스트립 취부를 위한 방법.
2. 제1항의 방법에 의해 웨더 스트립이 도어 가니쉬에 취부된 것을 특징으로 하는 취부구조.
3. 제2항의 취부구조에 있어서,
   웨더스트립은,
   내부에 중공 형상을 갖도록 곡면으로 형성된 씰부재; 및
   상기 씰부재에 일체된 지지부재;
   를 포함하고,
   상기 지지부재가 초음파 융착을 통해 도어 가니쉬의 내측면에 융착 결합되는 것을 특징으로 하는 취부구조.

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