KR20210090361A - 스크림 일체형 에어백 도어 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도어를 분리형이 아니라 크래시패드에 스크림을 일체형으로 형성하여 에어백(예를 들어, PAB)의 전개성능 향상 및 원가절감 효과를 갖는 개선된 구조의 에어백 도어 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 크래시패드(C/PAD, crash pad)에 형성된 파단부와 유사한 파단선 형상을 갖는 스크림(scrim)을 C/PAD에 일체형으로 성형(예를 들어, 인서트 사출)하여, 별도의 C/PAD 스킨 약화 가공 없이도 에어백의 전개성이 우수한 도어부 구현이 가능하도록 한다. C/PAD 파단부의 형상은 H 타입 대비 에어백 전개 안정성이 높은 X 타입 파단부를 적용한다.

Description

스크림 일체형 에어백 도어 및 그 제조방법 {Air bag door with integrated scrim and manufacturing method thereof}

본 발명은 에어백 도어에 관한 것으로, 구체적으로, PAB 도어 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다.

차량 내에 다양한 에어백이 사용된다. 그 중에서 PAB(passenger air bag)는 조수석 에어백을 의미하고, PAB 도어는 조수석 측 크래시패드(crash pad; C/PAD) 등에서 조수석 에어백이 전개될 때에 개방되는 부분을 의미한다. 종래에 적용되고 있는 PAB 도어에는 도어 분리형(주로 TPO/TPE가 사용됨)과 도어 일체형(주로 러버제 메시가 인서트 사출됨)이 있다. 또한 다른 분류방식으로, 에어백이 전개될 때 크래시패드가 파단되는 부분(파단부)이 X자 형상인 X 타입과 H자 형상인 H 타입이 있다.

도 1a는 TPO/TPE가 사용되는 도어 분리형의 X 타입 PAB 도어 구조를 나타내고, 도 1b는 메시가 인서트 사출로 형성된 일체형의 H 타입 PAB 도어 구조를 나타낸다.

도 1a에 나타낸 분리형 X 타입은 고가의 소재, 예를 들어, TPO(olefin계 thermoplastic elastomer)나 TPE(thermoplastic elastomer)로 제작된 X자 형상의 파단부(25)가 포함된 PAB 도어(20)를 C/PAD(10)에 분리형으로 조립하는 방식이다. 이 방식은 X 타입의 파단부(25)에 의해 PAB의 전개 안정성이 높으며, 4방향으로의 동시 스킨 연신이 일어나 파단부의 절개가 쉽게 되고, C/PAD 스킨과 발포층의 박리가 발생하지 않는다. 그러나 이러한 장점을 얻기 위하여 스킨에 스코링 처리를 해야 한다. 반면에, 고가의 소재를 사용하고 별도의 분리된 도어(20)를 제작하여 조립해야 하므로 원가가 상승하고 도어(20)의 원활한 전개를 위해 후가공(스킨 전개라인 약화, 도어 전개라인 약화 등)이 필요하다. 그리고 도어가 분리형이므로 강성이 부족하여 외관 변형 문제가 일어난다.

도 1b에 나타낸 일체형은 C/PAD(10)에 H자 형상의 파단부(27)를 형성할 때에 러버제(예를 들어 TPE 소재) 메시(30)를 C/PAD(10)에 직접 인서트 사출하여 별도의 도어부 없이 일체형으로 구현하는 방식이다. 이는 일체형이므로 원가 절감의 이득을 얻을 수 있으나, 파단되는 부위가 전후방향의 2개소에 집중되어 스킨 박리가 발생하고 전개가 지연되거나 에어백이 파손될 수 있어 X 타입에 비해 전개 안정성이 약하다. 전개 안정성을 확보하기 위하여 그리고 구조상의 한계 때문에 여전히 스킨 전개라인의 약화 가공이 필요하다.

이에, 본 발명의 목적은 도어를 분리형이 아니라 크래시패드에 스크림을 일체형으로 형성하여 에어백(예를 들어, PAB)의 전개성능 향상 및 원가절감 효과를 갖는 개선된 구조의 에어백 도어 구조 및 그 제조방법을 제안하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 크래시패드(C/PAD, crash pad)에 형성된 파단부와 유사한 파단선 형상을 갖는 스크림(scrim)을 C/PAD에 일체형으로 성형(예를 들어, 인서트 사출)하여, 별도의 C/PAD 스킨 약화 가공 없이도 에어백의 전개성이 우수한 도어부 구현이 가능하도록 한다. C/PAD 파단부의 형상은 H 타입 대비 에어백 전개 안정성이 높은 X 타입 파단부를 적용하는 것이 바람직하다.

보다 구체적으로, 본 발명의 한 측면에 따르면, 크래시패드에 관통 형성된 파단선이 포함되어 에어백의 팽창에 의해 파단되는 파단부; 및 상기 크래시패드의 소재에 일부분이 매립되고 매립되지 않은 타부분이 크래시패드 내측에서 상기 파단부를 덮도록 크래시패드에 설치되는 스크림을 포함하는 스크림 일체형 에어백 도어 및 그 제조방법이 제공된다.

여기서 상기 스크림의 설치는, 상기 크래시패드 사출시에 인서트 사출로 구현될 수 있다. 그리고 상기 파단부의 파단선 형상은 X자 형상으로 구현될 수 있다.

이상에서 소개한 본 발명의 구성 및 작용은 이후에 도면과 함께 설명하는 구체적인 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.

본 발명의 스크림 일체형 도어 적용으로 분리형 도어의 문제점(강성 부족에 따른 외관 변형 문제)이 개선된다. 또한 에어백 도어 제작을 위해 고가 소재(TPO, TPE 등)가 사용되지 않으므로 원가 절감의 효과를 얻는다. 그리고 스킨라인 약화 또는 전개라인 약화 공정 등 후가공 공정이 최소화되어 공정 축소 및 생산비 절감의 효과를 얻을 수 있다.

도 1a는 종래의 도어 분리형의 X 타입 PAB 도어 구조이다.
도 1b는 종래의 도어 일체형의 H 타입 PAB 도어 구조이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 PAB 도어구조가 적용된 크래시패드(101)의 외관도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 PAB 도어구조가 적용된 크래시패드(101)의 내측을 나타낸다.
도 4a는 도 3에서 언급한 스크림(107)을 나타낸다.
도 4b는 도 4a에 나타낸 스크림(107)이 크래시패드(101)의 사출 성형시에 인서트 사출된 모습을 나타낸다.
도 5b는 본 발명의 작동 원리를 설명하기 위한 것이고, 도 5a는 본 발명과의 비교를 위하여 종래의 도어부 분리형의 작동 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 추가 실시예를 나타낸다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 기술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용된 '포함한다(comprise)' 또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가급적 동일한 부호를 부여하고 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 PAB 도어구조가 적용된 크래시패드(101)의 외관도이다. 도 2에서 X자 파단부(103)가 크래시패드(101)의 외측에 노출되어 있다. 이와 같이 이하의 설명에서는 에어백 중 조수석에어백(PAB)의 파단선 형상이 X자인 실시예를 상정하여 본 발명을 설명할 것이지만, 본 발명의 사상이 PAB와 X자 파단선에 한정되는 것이 아님은 명백하다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 PAB 도어 구조가 적용된 크래시패드(101)의 내측을 나타낸다. X자 파단부(103)는 내측에서도 보이고 있으며, 파단부(103)의 주위에 다른 배경부보다 내측으로 도드라지게 벽이 세워져 경계 역할을 하는 도어부(105)가 있다. 이 도어부(105) 내에 스크림(107)이 크래시패드 사출시에 함께 일체형으로 형성(예를 들어, 인서트 사출)되어 있다. 도 3은 스크림(107)이 크래시패드 사출 직후의 모습을 나타낸다.

스크림(107)은 X자 파단부(103)와 동일한 형태의 X자를 이루도록 4개의 분리편이 다수의 연결부(113)를 통해 연결되어 있다. 스크림(107)의 인서트 사출 후에 이들 연결부(113)를 제거하면(트리밍) 스크림(107)은 X자 파단부(103)와 동일한 형상의 파단선을 갖게 된다.

도 4a는 도 3에서 언급한 스크림(107)을 나타낸다. 그리고 도 4b는 도 4a에 나타낸 스크림(107)이 크래시패드(101)의 사출 성형시에 인서트 사출된 모습을 나타낸다. 네 개의 분리편(109a, 109b, 109c, 109d)이 크래시패드에 묻혀 있다.

스크림(107)은 예를 들어 PET 계열의 합성수지 소재로 제작되며, X자 파단부(103)의 X자 파단선과 실질적으로 동일한 형태의 파단선 간극(111)을 사이에 두고 좁은 연결부(113)를 통해 연결된 스크림 분리편(109a, 109b, 109c, 109d)으로 구성된다. 각스크림 분리편에는 사출성형시의 코어가 삽입되는 홀(115)이 형성되어 있다. 각스크림 분리편을 연결하고 있는 연결부(113)는 인서트 사출 전에 스크림(107)이 분리되지 않도록 하는 역할을 하는 것으로, 인서트 사출을 한 후에는 연결부(113)를 트리밍(절단 제거)하여 C/PAD(101)에 형성된 X자 파단부(103)와 스크림(107)의 간극(111)이 관통되도록 한다.

C/PAD는 일반적인 발포 소재를 사용하고 이러한 C/PAD 코어 구조에 스크림(107)을 인서트 사출성형하여 PAB 도어를 일체형으로 구현한다. 이와 같이 파단부(103)와 동일한 형상의 간극(111)에 의해 분리된 스크림(107)은 에어백(특히, PAB)의 전개시에 힌지 역할을 하고 동시에 도어부 이탈방지의 역할을 한다. 즉, 에어백의 팽창에 의해 도어부의 파단부(103)가 파열되어 날아가는 것을, 스크림(107)의 각 분리편(109a, 109b, 109c, 109d)이 크래시패드(101)의 소재 내에 매립되어 있는 부분에 의한 힌지 역할에 의해 X자 파단부(103)의 파단선을 따라 파단된 도어부의 크래시패드(101) 소재가 열리게 된다. 이러한 스크림(107)의 인서트 사출 구조상, 종래의 TPO/TPE 재질이 아닌 PET 계열의 합성수지로 스크림(107)을 제작할 수 있어 원가를 절감할 수 있다.

도 5b는 본 발명의 작동 원리를 설명하기 위한 것이고, 도 5a는 본 발명과의 비교를 위하여 종래의 도어부 분리형의 작동 원리를 설명하기 위한 것이다.

먼저, 도 5a에 나타낸 종래의 분리형 도어구조를 보면, PU폼으로 제작된 파열면(50)(크래시패드(101)의 일부면임)의 내측에 분리 도어부(20)가 부착되어 있다. 파열면(50)은 약 7.0mm의 두께이다. 이 파열면(50)의 외측 표면, 즉, 스킨(60)은 약 1mm로, 에어백(40)의 전개성 증대를 위하여 스코링처리하였다(스코링: 스킨 표피재에 흠집을 내는 공정). 그리고 파열면(50)의 발포 후에는 에어백(40)이 팽창할 때 파열이 쉽게 되도록 중앙부 일부분의 강성이 약해지도록 가공하는 약화가공부(25)를 형성하였다.

그러나 도 5b에 나타낸 본 발명의 경우에는, PU폼으로 제작된 파열면(119)의 내측에 스크림(107)이 일체로 인서트사출되며, 분리된 도어부가 없다. 스크림(107)이 C/PAD 소재에 매립되어 고정된 부분이 힌지작용을 하여서 에어백(40)의 팽창시에 파열면(50)이 종래처럼 일정하지 않게 파손되어 부스러지거나 날아가지 않고 X자 파단부(103)의 파단선 형상대로 파단되어 열리게 된다. 이에 따라 본 발명에서의 파열면(119)의 두께는 약 5mm이면 충분하다. 그리고 파열면(119)의 스킨(117)은 약 0.65mm면 된다. 그리고 자체 구조상 에어백(40)의 전개성이 증대되므로 스킨(117)에 스코링처리를 할 필요가 없다. 또한, 파열면(119)에 도 5a에서와 같은 약화가공부(25)를 형성하지 않고 사출금형의 코어에 의하여 사출시에 에어백 전개홈(103)이 형성가능하므로 파열면(119)의 약화 공정이 생략된다(이를 위해 도 4a에서와 같이 스크림(107)에 코어삽입홀(115)이 형성된다).

도 6은 이상에서 설명한 실시예의 추가 실시예를 나타낸다.

PAB의 전개 안정성 확보를 위하여 도어부 내측, 즉, 스크림 위에 다수의 간격 조절용 구조물 역할을 하는 내측 리브(121)를 형성하였다. 이들 다수의 내측 리브(121)에 의해서 도어부와 PAB 간의 간격이 유지 및 조절된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 명세서에 개시된 내용과는 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술한 특허청구범위에 의하여 정해지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태는 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

1. 크래시패드의 에어백 도어에 있어서,
   크래시패드에 관통 형성된 파단선이 포함되어 에어백의 팽창에 의해 파단되는 파단부; 및
   상기 크래시패드의 소재에 일부분이 매립되고 매립되지 않은 타부분이 크래시패드 내측에서 상기 파단부를 덮도록 크래시패드에 설치되는 스크림을 포함하는 스크림 일체형 에어백 도어.
2. 제1항에 있어서, 상기 스크림은 상기 크래시패드 사출시에 인서트 사출되는 것을 특징으로 하는 스크림 일체형 에어백 도어.
3. 제1항에 있어서, 상기 파단부의 파단선 형상은 X자 형상인 것을 특징으로 하는 스크림 일체형 에어백 도어.
4. 제1항에 있어서, 상기 스크림은
   상기 파단부의 파단선과 실질적으로 일치되는 간극을 이루는 다수의 분리편과, 이 분리편들을 연결하는 연결부를 포함하되,
   상기 연결부는 상기 스크림이 크래시패드에 설치된 후에 제거되는 것을 특징으로 하는 스크림 일체형 에어백 도어.
5. 제1항에 있어서, 상기 스크림은
   상기 스크림의 설치시에 크래시패드의 성형 금형의 코어가 삽입되는 홀을 포함하는 스크림 일체형 에어백 도어.
6. 제1항에 있어서, 상기 크래시패드의 내측의 상기 스크림 위에 에어백과의 간격을 유지 및 조절하기 위한 내측 리브를 추가로 포함하는 스크림 일체형 에어백 도어.
7. 크래시패드의 에어백 도어에 있어서,
   크래시패드에 관통 형성된 X자 형상의 파단선이 포함되어 에어백의 팽창에 의해 파단되는 파단부; 및
   상기 크래시패드의 소재에 일부분이 매립되고 매립되지 않은 타부분이 크래시패드 내측에서 상기 파단부를 덮도록 상기 크래시패드 사출시에 인서트 사출되는 스크림을 포함하는 스크림 일체형 에어백 도어.
8. 제7항에 있어서, 상기 스크림은
   상기 파단부의 X자 형상의 파단선과 실질적으로 일치되는 간극을 이루는 다수의 분리편을 포함하는 스크림 일체형 에어백 도어.
9. 제7항에 있어서, 상기 스크림은
   상기 스크림의 인서트 사출시에 크래시패드의 성형 금형의 코어가 삽입되는 홀을 포함하는 스크림 일체형 에어백 도어.
10. 제7항에 있어서, 상기 크래시패드의 내측의 상기 스크림 위에 에어백과의 간격을 유지 및 조절하기 위한 내측 리브를 추가로 포함하는 스크림 일체형 에어백 도어.
11. 크래시패드의 에어백 도어를 제조하는 방법에 있어서,
    에어백의 팽창에 의해 파단되는 파단선이 관통 형성된 파단부가 형성되도록 크래시패드를 성형하는 공정;
    상기 크래시패드 성형 공정 중에, 상기 크래시패드의 소재에 일부분이 매립되고 매립되지 않은 타부분이 크래시패드 내측에서 상기 파단부를 덮도록 스크림을 설치하는 공정을 포함하는 스크림 일체형 에어백 도어 제조방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 스크림 설치 공정은
    상기 크래시패드 사출시에 상기 스크림을 인서트 사출하는 것을 포함하는 스크림 일체형 에어백 도어 제조방법.
13. 제11항에 있어서, 상기 크래시패드 성형 공정에서 형성되는 파단부의 파단선 형상은 X자 형상인 것을 특징으로 하는 스크림 일체형 에어백 도어 제조방법.
14. 제11항에 있어서, 상기 스크림은 상기 파단부의 파단선과 실질적으로 일치되는 간극을 이루는 다수의 분리편과, 이 분리편들을 연결하는 연결부를 포함하고,
    상기 스크림 설치 공정 후에 상기 스크림의 연결부를 제거하는 공정을 추가로 포함하는 스크림 일체형 에어백 도어 제조방법.
15. 제11항에 있어서, 상기 크래시패드에 설치된 상기 스크림 위에 에어백과의 간격을 유지 및 조절하기 위한 내측 리브를 형성하는 공정을 추가로 포함하는 스크림 일체형 에어백 도어 제조방법.

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