KR20220121285A - 자동차 내장재용 스킨 제조방법 - Google Patents

자동차 내장재용 스킨 제조방법 Download PDF

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KR20220121285A
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박진완
김승호
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덕양산업 주식회사
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Abstract

자동차 내장재용 스킨 제조방법이 개시된다. 본 발명의 자동차 내장재용 스킨 제조방법은, 자동차의 내장재 전면에 부착되는 스킨(skin)으로서, 내장재에는 에어백의 팽창압력에 의해 파열되는 오목홈이 형성되고, 스킨의 후면에 에어백의 팽창압력에 의해 파열되는 파열홈이 오목홈의 전방에 형성되며, 스킨의 전면을 테이블 상면에 밀착시키는 고정단계; 및 스킨의 후면에 나이프로 칼집을 내 파열홈을 형성하는 절개단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 생산라인에 방진시설이나 액추에이터 등 기계장치를 추가 설치할 필요가 없고, 제조과정에서 열변형이 발생하지 않으며, 에어백의 팽창압에 의해 목표 부위가 정확하게 파열되도록 이루어지는 자동차 내장재용 스킨 제조방법을 제공할 수 있게 된다.

Description

자동차 내장재용 스킨 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF SKIN OF INTERIOR MATERIAL FOR VEHICLE}
본 발명은 자동차 내장재용 스킨 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 자동차의 내장재 전면에 부착되는 스킨을 제조하도록 이루어지는 자동차 내장재용 스킨 제조방법에 관한 것이다.
인스트루먼트 패널(instrument panel)은 대시보드 중에서 운전석 정면에 각종 기계장치가 달려 있는 부분으로 인스트루먼트 보드(instrument board)라고도 부른다.
인스트루먼트(instrument)는 계기, 패널(panel)은 이를 제어하는 제어판을 뜻한다. 대시보드 가운데서 운전에 필요한 각종 정보를 표시하는 계기판, 자동차의 방향을 조작하는 스티어링휠, 오디오나 에어컨의 조절판이 장착된 센터페시아 따위를 통틀어 인스트루먼트 패널이라고 부른다.
조수석 에어백(passenger air bag)은 조수석 탑승자를 보호하기 위해 설치된 에어백으로서, 인스트루먼트 패널의 글로브 박스 상부에 설치되며, 차량이 전방으로부터 충돌했을 때 설정 값 이상의 충격이 차량 전체에 가해지면 작동되어 조수석 탑승자의 상반신을 보호한다.
에어백도어는 인스트루먼트 패널 후면에 결합된다. 조수석 에어백이 작동되면, 에어백의 팽창 압력에 의해 에어백도어의 전면이 회전하며 개방된다. 인스트루먼트 패널의 후면에 에어백도어의 개방형태에 대응되는 홈이 형성된다. 따라서 인스트루먼트 패널도 에어백의 팽창 압력에 의해 홈 부분이 파괴되며 회전 개방된다. 이때, 인스트루먼트 패널 전면을 감싸고 있는 스킨(skin) 또한 파괴된다.
이와 관련하여 대한민국 등록특허공보 제2039033호(이하 '선행문헌')에는 연마 장치 및 차량용 내장재가 게시되어 있다. 선행문헌의 연마 장치는 기재부에 랩핑되는 스킨부를 연마해서 다른 부위보다 얇은 스킨 취약부를 형성하는 연마부, 연마부에 대해 스킨부를 상대 이동시키는 이동부, 에어백 개방시 절개되는 에어백 절개선을 따라 스킨 취약부가 형성되게 연마부와 이동부 중 적어도 하나를 제어하는 제어부를 포함한다.
선행문헌의 연마 장치는 연마부와 이동부를 이용해서 에어백 개방시 절개되는 얇은 두께의 스킨 취약부를 스킨부에 형성할 수 있다.
그러나 스킨부에 대해 연마부를 회전시키거나 움직이는 가동 수단이 마련되어야 하고, 이동부는 베이스에 고정된 스킨부에 대해 연마부를 이동시키거나 연마부에 대해 스킨부를 이동시킬 수 있어야 한다. 따라서 선행문헌의 연마 장치를 생산라인에 적용하려면, 생산라인에 다수의 액추에이터 등 기계장치를 추가 설치해야 하는 문제가 있다.
스킨을 구성하는 피혁(천연 피혁, 합성 피혁)은 열에 취약하다. 즉, 피혁은 열변형이 쉽게 발생하는 재료이다. 그리고 스킨 취약부는 매우 얇은 두께를 형성한다. 따라서 스킨 취약부는 열변형이 매우 쉽게 발생할 수 있는 부분이다.
그러나 선행문헌의 연마 장치는 연마부의 회전운동에 의한 스킨의 마찰(마모)에 의해 스킨 취약부를 형성한다. 그리고 물질의 마찰(마모)에는 반드시 마찰열 생성이 동반된다. 따라서 연마 장치 및 차량용 내장재는 스킨 취약부를 형성하는 과정에서 스킨 취약부에 집중 생성된 마찰열에 의해 스킨 취약부의 열변형 발생 문제가 있었다.
또한, 선행문헌의 연마 장치는 연마부의 회전운동에 의한 스킨의 마찰시 연마된 가죽의 비산물이 발생한다. 비산물은 공기 중에 장시간 부유하다가 가라앉아 바닥면에 적층되거나, 작업자의 호흡기로 유입되는 경우에는 진폐증을 유발할 수도 있다. 따라서 선행문헌의 연마 장치는 비산물의 발생을 억제하기 위한 방진시설(집진기)의 설치가 요구되는 문제가 있었다.
대한민국 등록특허공보 제2039033호 (등록일: 2019.10.25)
본 발명의 목적은, 생산라인에 방진시설이나 액추에이터 등 기계장치를 추가 설치할 필요가 없고, 제조과정에서 열변형이 발생하지 않으며, 에어백의 팽창압에 의해 목표 부위가 정확하게 파열되도록 이루어지는 자동차 내장재용 스킨 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 자동차의 내장재 전면에 부착되는 스킨(skin)으로서, 상기 내장재에는 에어백의 팽창압력에 의해 파열되는 오목홈이 형성되고, 상기 스킨의 후면에 상기 에어백의 팽창압력에 의해 파열되는 파열홈이 상기 오목홈의 전방에 형성되며, 상기 스킨의 전면을 테이블 상면에 밀착시키는 고정단계; 및 상기 스킨의 후면에 나이프로 칼집을 내 상기 파열홈을 형성하는 절개단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재용 스킨 제조방법에 의하여 달성된다.
상기 나이프는 핫 나이프(hot knife) 또는 콜드 나이프(cold knife)로 구비되고, 상기 파열홈의 길이방향을 따라 상기 파열홈의 깊이가 연속적으로 증감하도록, 상기 나이프의 칼날은 톱날(teeth of saw) 형태를 형성하도록 이루어질 수 있다.
상기 나이프는 핫 나이프(hot knife) 또는 콜드 나이프(cold knife)로 구비되고, 상기 스킨의 후면 상에서 상기 파열홈이 상기 홈의 길이방향을 따라 물결(wave) 형태를 형성하도록, 상기 나이프의 칼날은 물결(wave) 형태를 형성하도록 이루어질 수 있다.
상기 나이프는 핫 나이프(hot knife) 또는 콜드 나이프(cold knife)로 구비되고, 상기 절개단계는, 저면이 평편한 가이드블록이 상기 스킨의 후면을 아래로 누르는 평탄화단계; 및 상기 나이프를 상기 가이드블록에 관통 형성된 가이드홀로 삽입하여 상기 스킨의 후면에 상기 파열홈을 형성하는 투입단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 절개단계는, 저면이 평편한 가이드블록이 상기 스킨의 후면을 아래로 누르는 평탄화단계; 및 상기 나이프를 상기 가이드블록에 관통 형성된 가이드홀로 삽입하고 상기 가이드홀을 따라 이동시켜 상기 스킨의 후면에 상기 파열홈을 형성하는 투입단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 파열홈은 상기 오목홈의 길이방향을 따라 연속되는 패턴 형태를 형성하도록 이루어질 수 있다.
상기 나이프는 핫 나이프(hot knife)로 구비되고, 상기 나이프의 칼날의 외면은 상기 파열홈의 내면에 대응되고, 상기 나이프의 칼날은, 상기 오목홈의 길이방향을 따라 긴 주날; 및 상기 주날의 양쪽 측면에서 서로 반대쪽으로 연장되는 복수의 보조날을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 나이프는 핫 나이프(hot knife)로 구비되고, 상기 파열홈은 서로 나란한 제1 파열홈과 제2 파열홈을 포함하며, 상기 나이프의 칼날은, 상기 오목홈의 길이방향을 따라 길고, 상기 제1 파열홈을 형성하는 제1 날; 및 상기 제2 파열홈을 형성하고, 상기 제1 날과 이격된 제2 날을 포함하고, 상기 에어백의 팽창압력에 의해 파괴되도록, 상기 스킨의 상기 제1 파열홈과 제2 파열홈 사이 부분은 상기 나이프의 열에너지가 인가된 후 공랭(air cooling)되어 경화되도록 이루어질 수 있다.
본 발명에 의하면, 고정단계에서 스킨의 전면을 테이블 상면에 밀착시키고 나서, 절개단계에서 스킨의 후면에 나이프로 칼집을 내 파열홈을 형성함으로써, 제조과정에서 열변형이 발생하지 않도록 이루어지는 자동차 내장재용 스킨 제조방법을 제공할 수 있게 된다.
또한, 스킨의 후면 상에서 파열홈이 홈의 길이방향을 따라 물결(wave) 형태를 형성함으로써, 에어백의 팽창압에 의해 목표 부위가 정확하게 파열되도록 이루어지는 자동차 내장재용 스킨 제조방법을 제공할 수 있게 된다.
또한, 주날이 오목홈의 길이방향을 따라 길게 형성되고, 복수의 보조날이 주날의 양쪽 측면에서 서로 반대쪽으로 연장됨으로써, 에어백의 팽창압에 의해 목표 부위가 정확하게 파열되도록 이루어지는 자동차 내장재용 스킨 제조방법을 제공할 수 있게 된다.
아울러, 스킨의 제1 파열홈과 제2 파열홈 사이 부분은 핫나이프의 열에너지가 인가된 후 공랭(air cooling)되어 경화됨으로써, 에어백의 팽창압에 의해 파열 및 파괴되는 목표 부위의 면적이 증가되도록 이루어지는 자동차 내장재용 스킨 제조방법을 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 내장재용 스킨 제조방법의 순서도이다.
도 2는 자동차 내장재용 스킨이 부착된 자동차 내장재를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 자동차 내장재와 에어백도어의 결합상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 2의 자동차 내장재와 자동차 내장재용 스킨의 분해사시도이다.
도 5는 도 1의 자동차 내장재용 스킨 제조방법을 나타내는 도면으로서, 핫 나이프 또는 콜드 나이프와 가이드블록을 나타내는 사시도이다.
도 6 및 도 7은 자동차 내장재용 스킨 제조방법을 나타내는 도면으로서, 고정단계와 절개단계를 순서대로 나타내는 단면도이다.
도 8 및 도 9는 도 1의 자동차 내장재용 스킨 제조방법을 나타내는 도면으로서, 핫 나이프 또는 콜드 나이프와 가이드블록을 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 1의 자동차 내장재용 스킨 제조방법을 나타내는 도면으로서, 핫나이프와 가이드블록의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 1의 자동차 내장재용 스킨 제조방법을 나타내는 도면으로서, 절개단계의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
본 발명의 자동차 내장재용 스킨 제조방법은, 생산라인에 방진시설이나 액추에이터 등 기계장치를 추가 설치할 필요가 없고, 제조과정에서 열변형이 발생하지 않으며, 에어백의 팽창압에 의해 목표 부위가 정확하게 파열되도록 이루어진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 내장재용 스킨 제조방법의 순서도이다.
도 2는 자동차 내장재용 스킨이 부착된 자동차 내장재를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 자동차 내장재와 에어백도어의 결합상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 2의 자동차 내장재와 자동차 내장재용 스킨의 분해사시도이다.
도 5는 도 1의 자동차 내장재용 스킨 제조방법을 나타내는 도면으로서, 핫 나이프 또는 콜드 나이프와 가이드블록을 나타내는 사시도이다.
도 6 및 도 7은 자동차 내장재용 스킨 제조방법을 나타내는 도면으로서, 고정단계와 절개단계를 순서대로 나타내는 단면도이다.
도 8 및 도 9는 도 1의 자동차 내장재용 스킨 제조방법을 나타내는 도면으로서, 핫 나이프 또는 콜드 나이프와 가이드블록을 나타내는 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 내장재용 스킨 제조방법(S100)은 자동차의 내장재(1) 전면에 부착되는 스킨(10)을 제조하는 방법에 관한 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 스킨(10)은 자동차의 내장재(1)의 전면에 부착된다.
여기서 자동차 내장재(1)란 인스트루먼트 패널, 도어 트림, 가니쉬, 콘솔 등을 의미할 수 있다. 도 1 내지 도 3은 자동차 내장재(1)의 일 예로서 인스트루먼트 패널을 나타내고 있다.
인스트루먼트 패널은 대시보드 중에서 운전석 정면에 각종 기계장치가 달려 있는 부분으로 인스트루먼트 보드(instrument board)라고도 불리며, 대시보드 가운데서 운전에 필요한 각종 정보를 표시하는 계기판, 자동차의 방향을 조작하는 스티어링휠, 오디오나 에어컨의 조절판이 장착된 센터페시아 따위를 통틀어 인스트루먼트 패널이라고 부른다.
이하에서 전면 및 후면은 차량 실내를 기준으로 한다. 차량 실내를 향하는 면을 전면으로 지칭하고자 한다. 그리고 차량 실내를 향하는 면의 반대 면을 후면으로 지칭하고자 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 스킨(10) 후면이 접착제에 의해 내장재(1)의 전면에 부착된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 내장재(1)의 후면에 에어백도어(2)가 부착될 수 있다. 에어백도어(2)의 전면과 내장재(1)의 후면은 서로 맞대어지는 면을 형성한다. 도 2의 S는 에어백도어(2)의 전면 가장자리에 대응되는 가상선을 의미한다.
에어백도어(2)에 에어백 모듈(미도시)이 결합된다. 에어백(미도시)은 차량 충돌시 팽창한다. 에어백은 차량 실내로 팽창되어 탑승자의 신체를 보호하게 된다. 에어백(air bag) 관련 기술은 자동차 산업 분야에서 널리 공지된 기술로서 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 내장재(1)의 일면에 에어백의 팽창압력에 의해 파열되는 오목홈(1A)이 형성된다. 에어백은 팽창되면서 오목홈(1A)의 파열된 틈을 통해 차량 실내로 돌출되어 탑승자의 신체를 보호하게 된다.
오목홈(1A)은 내장재(1)의 후면에 H 등의 형태로 깊게 파인 형태를 형성할 수 있다. 따라서 내장재(1)는 오목홈(1A)을 따라 매우 얇은 두께를 형성할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 내장재용 스킨 제조방법(S100)은, 스킨(10)의 후면에 에어백의 팽창압력에 의해 파열되는 파열홈(11)을 형성하는 방법에 관한 것이다.
에어백이 팽창되면, 내장재(1)는 오목홈(1A)을 따라 파괴된다. 이후 에어백의 팽창압력은 오목홈(1A) 전방에서 스킨(10)에 전달된다. 파열홈(11)은 오목홈(1A) 전방에 형성된다. 따라서 스킨(10)은 에어백의 팽창압력에 의해 파열홈(11)을 따라 신속하게 파괴된다. 파열홈(11)은 오목홈(1A)에 대응되는 형태를 형성할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 내장재용 스킨 제조방법(S100)은 고정단계(S110) 및 절개단계(S120)를 포함한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 고정단계(S110)는 스킨(10) 원단의 전면을 테이블 상면(31)에 밀착시키는 단계이다.
스킨(10) 원단이 테이블 상면(31)에 놓이면, 스킨(10) 원단의 후면이 노출된다. 테이블(3)은 고정단계(S110) 및 절개단계(S120)에서 스킨(10) 원단이 안착되는 평편한 상면(31)을 형성한다.
스킨(10) 원단은 고정단계(S110) 이전에 내장재(1) 전면에 대응되는 형태로 재단될 수 있다. 도 5의 스킨(10) 원단은 내장재(1) 전면을 덮을 수 있는 형태로 재단된 것으로 이해되어야 한다. 스킨(10) 원단은 천연가죽, 인조가죽, 합성수지 또는 섬유 재질로 이루어질 수 있다.
자세하게 도시되지는 않았으나, 스킨(10) 원단은 작업자 또는 이송장치(미도시)에 의해 이송되어 테이블 상면(31)에 안착된다. 테이블(3)의 일측에는 스킨(10) 원단의 가장자리를 테이블 상면(31)에 고정하는 고정수단(미도시)이 구비된다.
도시되지는 않았으나, 고정수단은 다수의 클램프 또는 다수의 로봇핸드로 구비될 수 있다. 다수의 클램프 또는 다수의 로봇핸드는 스킨(10) 원단의 가장자리를 따라 배치될 수 있다.
고정단계(S110) 및 절개단계(S120)가 진행되는 동안, 다수의 클램프 또는 다수의 로봇핸드는 스킨(10) 원단의 가장자리를 잡고 있는 상태를 유지한다.
또는, 고정수단은 단순한 블록 형태의 중량체로 구비될 수 있다. 중량체는 다수로 구비될 수 있다. 다수의 중량체는 스킨(10) 원단의 가장자리를 따라 배치될 수 있다. 고정수단은 자체 하중에 의해 스킨(10) 원단의 가장자리를 테이블 상면(31)에 고정할 수 있다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 절개단계(S120)는 스킨(10)의 후면에 나이프(4)로 칼집을 내 파열홈(11)을 형성하는 단계이다. 절개단계(S120)는 평탄화단계(S121) 및 투입단계(S122)를 포함한다.
도 6(A)는 고정단계(S110)에서 테이블 상면(31)에 밀착된 스킨(10) 원단을 나타내고 있다. 고정단계(S110)에서 스킨(10) 원단은 전면이 테이블 상면(31)에 밀착된다. 따라서 도 6 및 도 7에서 스킨(10) 원단의 위쪽면은 내장재(1)의 전면에 부착되는 스킨(10) 원단의 후면을 의미한다.
도 5 및 도 6(B)에 도시된 바와 같이, 평탄화단계(S121)는 가이드블록(5)이 스킨(10)의 후면을 아래로 누르는 단계이다.
가이드블록(5)은 상하이동장치에 결합될 수 있다. 도 5 및 도 6(B)는 상하이동장치를 한 쌍의 로드(road) 형태로 도시하고 있다. 상하이동장치는 리니어 액추에이터(미도시)에 의해 상하방향으로 이동할 수 있다. 도 6(B)의 화살표는 상하이동장치의 하강을 나타내고 있다.
도 6(B)에 도시된 바와 같이, 가이드블록(5)의 저면은 평편한 면을 형성한다. 따라서 가이드블록(5)이 스킨(10)의 후면을 아래로 누르면, 스킨(10)의 전면은 테이블 상면(31)에 밀착되고, 스킨(10)의 후면은 가이드블록(5)의 저면에 밀착되어 평탄한 면을 형성하게 된다.
가이드블록(5)에 가이드홀(51)이 형성된다. 가이드홀(51)은 나이프(4)가 이동하는 경로를 형성한다. 가이드홀(51)은 가이드블록(5)을 상하방향으로 관통한다. 가이드홀(51)은 파열홈(11)에 대응되는 형태로 형성될 수 있다.
도 5 및 도 7(C)에 도시된 바와 같이, 투입단계(S122)는 나이프(4)에 의해 파열홈(11)을 형성하는 단계이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 나이프(4)는 핫 나이프(hot knife) 또는 콜드 나이프(cold knife)로 구비될 수 있다. 핫 나이프는 열에너지에 의해 가열된 나이프(knife)를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
도시되지는 않았으나, 나이프(4)는 열선, 고주파, 유도전류에 의해 가열될 수 있다. 열선, 고주파, 유도전류에 의한 도체의 가열은 널리 공지된 기술이므로 이의 자세한 설명은 생략하고자 한다. 한편, 콜드 나이프는 상온 상태에서 커트하는 나이프(knife)를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
나이프(4)는 지그에 장착될 수 있다. 지그는 액추에이터(미도시)에 의해 상하이동, 수평이동 및 회전할 수 있다. 도 5의 화살표는 지그의 상하이동, 수평이동, 수직한 축을 중심으로 하는 회전을 나타내고 있다.
도 7(C)에 도시된 바와 같이, 투입단계(S122)가 개시되면, 먼저 나이프(4)가 가이드블록(5)에 관통 형성된 가이드홀(51)로 삽입된다. 즉, 나이프(4)가 장착된 지그가 하강하고, 지그의 하강에 의해 나이프(4)는 가이드블록(5)에 관통 형성된 가이드홀(51)로 삽입된다. 도 7(C)의 화살표는 나이프(4)의 하강을 의미한다.
가이드홀(51)로 삽입된 나이프(4)는 칼날의 전단력에 의해 스킨(10)을 두께방향으로 부분 절개하며 스킨(10)에 일정 깊이 삽입된다. 나이프(4)가 스킨(10)에 삽입되는 깊은 스킨(10)의 재질, 두께 및 에어백의 팽창압력에 따라 조절될 수 있다.
그 다음 나이프(4)가 장착된 지그가 가이드홀(51)의 형성방향을 따라 수평방향으로 이동한다. 지그의 이동에 의해 나이프(4)는 가이드홀(51)을 따라 이동하는 과정에서 가이드홀(51)의 형성방향을 따라 스킨(10)의 후면에 일정 깊이의 파열홈(11)을 형성하게 된다. 도 7(D)는 파열홈(11) 형성이 완료되고, 지그가 상승한 상태를 나타내고 있다.
이후 스킨(10) 원단은 IMG(In Mold Grain) 공정이나 IMX(In Mold X) 공정에 의해 내장재(1) 전면에 부착될 수 있다. IMG(In Mold Grain) 공정 및 IMX(In Mold X) 공정은 널리 공지된 기술이므로 이의 자세한 설명은 생략하고자 한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 나이프(4)는 지그에 장착될 수 있다. 지그는 액추에이터(미도시)에 의해 상하이동을 할 수 있다. 도 8의 화살표는 지그의 상하이동을 나타내고 있다.
도 7(C)에 도시된 바와 같이, 투입단계(S122)가 개시되면, 먼저 나이프(4)가 가이드블록(5)에 관통 형성된 가이드홀(51)로 삽입된다. 즉, 나이프(4)가 장착된 지그가 하강하고, 지그의 하강에 의해 나이프(4)는 가이드블록(5)에 관통 형성된 가이드홀(51)로 삽입된다. 도 7(C)의 화살표는 나이프(4)의 하강을 의미한다.
가이드홀(51)로 삽입된 나이프(4; 핫 나이프)는 칼날의 전단력과 열에너지에 의해 스킨(10)을 두께방향으로 부분 절개하며 스킨(10)에 일정 깊이 삽입된다. 나이프(4)가 스킨(10)에 삽입되는 깊은 스킨(10)의 재질, 두께 및 에어백의 팽창압력에 따라 조절될 수 있다.
나이프(4)가 핫 나이프 또는 콜드 나이프로 구비되는 경우, 나이프(4)는 가이드홀(51)에 대응되는 형태로 형성된다. 즉, 나이프(4)의 칼날은 가이드홀(51)의 형성방향을 따라 긴 형태로 형성된다.
따라서 나이프(4)의 하강에 의해 스킨(10)의 후면에 일정 깊이의 파열홈(11)을 형성하게 된다. 도 7(D)는 파열홈(11) 형성이 완료되고, 지그가 상승한 상태를 나타내고 있다.
이후 스킨(10) 원단은 IMG(In Mold Grain) 공정이나 IMX(In Mold X) 공정에 의해 내장재(1) 전면에 부착될 수 있다. IMG(In Mold Grain) 공정 및 IMX(In Mold X) 공정은 널리 공지된 기술이므로 이의 자세한 설명은 생략하고자 한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 나이프(4)가 핫 나이프 또는 콜드 나이프로 구비되는 경우, 나이프(4)의 칼날은 톱날(teeth of saw) 형태를 형성할 수 있다. 나이프(4)의 칼날이 톱날 형태를 형성하면, 나이프(4)의 하강에 의해 파열홈(11)의 길이방향을 따라 파열홈(11)의 깊이가 연속적으로 증감하는 형태를 형성할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 나이프(4)가 핫 나이프 또는 콜드 나이프로 구비되는 경우, 나이프(4)의 칼날의 일부 또는 전부는 물결(wave) 형태를 형성할 수 있다. 또한, 가이드블록(5)에 관통 형성된 가이드홀(51)도 칼날의 형태에 대응하는 물결 형태를 형성할 수 있다.
스킨(10) 원단이 내장재(1) 전면에 부착되는 과정에서, 작업자 실수, 기계설비의 오차 등에 의해 스킨(10) 원단과 내장재(1)의 상대적 위치가 수 mm 범위 내에서 변동할 수 있다. 스킨(10) 원단과 내장재(1)의 상대적 위치가 변동하면, 파열홈(11)이 오목홈(1A) 전방에서 이격될 수 있다.
나이프(4)의 칼날이 물결 형태를 형성하면, 나이프(4)의 하강에 의해 스킨(10)의 후면 상에서 파열홈(11)이 홈의 길이방향을 따라 물결 형태를 형성할 수 있다. 물결 형태의 폭은 상술한 수 mm보다 크게 설계될 수 있다.
따라서, 나이프(4)의 칼날이 물결 형태를 형성하면, 스킨(10) 원단이 내장재(1) 전면에 부착되는 과정에서, 작업자 실수, 기계설비의 오차 등에 의해 스킨(10) 원단과 내장재(1)의 상대적 위치가 수 mm 범위 내에서 변동하더라도, 파열홈(11)이 오목홈(1A) 전방에 위치할 수 있는 이점이 있다.
도 10은 도 1의 자동차 내장재용 스킨 제조방법을 나타내는 도면으로서, 핫나이프와 가이드블록의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 1의 자동차 내장재용 스킨 제조방법을 나타내는 도면으로서, 절개단계의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 6, 도 7 및 도 10에 도시된 바와 같이, 절개단계(S120)는 스킨(10)의 후면에 나이프(4)로 칼집을 내 파열홈(11)을 형성하는 단계이다. 나이프(4)는 핫 나이프(4;hot knife)로 구비될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 나이프(4)는 열선, 고주파, 유도전류에 의해 가열될 수 있다. 열선, 고주파, 유도전류에 의한 도체의 가열은 널리 공지된 기술이므로 이의 자세한 설명은 생략하고자 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 절개단계(S120)는 평탄화단계(S121) 및 투입단계(S122)를 포함한다.
도 6(A)는 고정단계(S110)에서 테이블 상면(31)에 밀착된 스킨(10) 원단을 나타내고 있다. 고정단계(S110)에서 스킨(10) 원단은 전면이 테이블 상면(31)에 밀착된다. 따라서 도 6 및 도 7에서 스킨(10) 원단의 위쪽면은 내장재(1)의 전면에 부착되는 스킨(10) 원단의 후면을 의미한다.
도 6(B) 및 도 10에 도시된 바와 같이, 평탄화단계(S121)는 가이드블록(5)이 스킨(10)의 후면을 아래로 누르는 단계이다.
가이드블록(5)은 상하이동장치에 결합될 수 있다. 도 6(B) 및 도 10는 상하이동장치를 한 쌍의 로드(road) 형태로 도시하고 있다. 상하이동장치는 리니어 액추에이터(미도시)에 의해 상하방향으로 이동할 수 있다. 도 6(B)의 화살표는 상하이동장치의 하강을 나타내고 있다.
도 6(B)에 도시된 바와 같이, 가이드블록(5)의 저면은 평편한 면을 형성한다. 따라서 가이드블록(5)이 스킨(10)의 후면을 아래로 누르면, 스킨(10)의 전면은 테이블 상면(31)에 밀착되고, 스킨(10)의 후면은 가이드블록(5)의 저면에 밀착되어 평탄한 면을 형성하게 된다.
가이드블록(5)에 가이드홀(51)이 형성된다. 가이드홀(51)의 내면은 핫나이프(4)의 상하이동을 가이드한다. 가이드홀(51)은 가이드블록(5)을 상하방향으로 관통한다. 가이드홀(51)은 파열홈(11)에 대응되는 형태로 형성될 수 있다.
도 7(C) 및 도 10에 도시된 바와 같이, 투입단계(S122)는 핫나이프(4)에 의해 파열홈(11)을 형성하는 단계이다. 핫나이프(4)는 열에너지에 의해 가열된 나이프(knife)를 의미한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 핫나이프(4)는 지그에 장착될 수 있다. 지그는 액추에이터(미도시)에 의해 상하이동을 할 수 있다. 도 5의 화살표는 지그의 상하이동을 나타내고 있다.
도 7(C)에 도시된 바와 같이, 투입단계(S122)가 개시되면, 먼저 핫나이프(4)가 가이드블록(5)에 관통 형성된 가이드홀(51)로 삽입된다. 즉, 핫나이프(4)가 장착된 지그가 하강하고, 지그의 하강에 의해 핫나이프(4)는 가이드블록(5)에 관통 형성된 가이드홀(51)로 삽입된다. 도 7(C)의 화살표는 핫나이프(4)의 하강을 의미한다.
핫나이프(4)는 가이드홀(51)에 대응되는 형태로 형성된다. 즉, 핫나이프(4)의 칼날은 가이드홀(51)의 형성방향을 따라 긴 형태로 형성된다. 핫나이프(4)의 하강에 의해 스킨(10)의 후면에 일정 깊이의 파열홈(11)을 형성하게 된다.
가이드홀(51)로 삽입된 핫나이프(4)는 칼날의 전단력과 열에너지에 의해 스킨(10)을 두께방향으로 부분 절개하며 스킨(10)에 일정 깊이 삽입된다. 따라서 핫나이프의 칼날의 외면은 파열홈의 내면에 대응된다.
도 7(D)는 파열홈(11) 형성이 완료되고, 지그가 상승한 상태를 나타내고 있다. 핫나이프(4)가 스킨(10)에 삽입되는 깊은 스킨(10)의 재질, 두께 및 에어백의 팽창압력에 따라 조절될 수 있다.
이후 스킨(10) 원단은 IMG(In Mold Grain) 공정이나 IMX(In Mold X) 공정에 의해 내장재(1) 전면에 부착될 수 있다. IMG(In Mold Grain) 공정 및 IMX(In Mold X) 공정은 널리 공지된 기술이므로 이의 자세한 설명은 생략하고자 한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 핫나이프(4)의 칼날은 톱날(teeth of saw) 형태를 형성할 수 있다. 핫나이프(4)의 칼날이 톱날 형태를 형성하면, 핫나이프(4)의 하강에 의해 파열홈(11)의 길이방향을 따라 파열홈(11)의 깊이가 연속적으로 증감하는 형태를 형성할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 핫나이프(4)의 칼날은 주날(4A) 및 복수의 보조날(4B)을 포함할 수 있다.
주날(4A)은 오목홈의 길이방향을 따라 긴 형태를 형성할 수 있다. 복수의 보조날(4B)은 주날(4A)의 양쪽 측면에서 서로 반대쪽으로 연장되는 형태를 형성할 수 있다. 따라서 파열홈(11)은 오목홈(1A)의 길이방향을 따라 연속되는 패턴 형태를 형성하게 된다.
이때 가이드홀은 제1 가이드홀(51A) 및 복수의 제2 가이드홀(51B)을 포함할 수 있다.
제1 가이드홀(51A)은 오목홈(1A)의 길이방향을 따라 긴 형태를 형성할 수 있다. 복수의 제2 가이드홀(51B)은 제1 가이드홀(51A)의 양쪽 측면에서 서로 반대쪽으로 연장되는 형태를 형성할 수 있다. 따라서 가이드홀(51)의 내면은 핫나이프(4)의 상하이동을 가이드한다.
스킨(10) 원단이 내장재(1) 전면에 부착되는 과정에서, 작업자 실수, 기계설비의 오차 등에 의해 스킨(10) 원단과 내장재(1)의 상대적 위치가 수 mm 범위 내에서 변동할 수 있다. 스킨(10) 원단과 내장재(1)의 상대적 위치가 변동하면, 파열홈(11)이 오목홈(1A) 전방에서 이격될 수 있다.
핫나이프(4)의 칼날이 연속되는 패턴 형태를 형성하면, 핫나이프(4)의 하강에 의해 스킨(10)의 후면 상에서 파열홈(11)이 오목홈의 길이방향을 따라 연속되는 패턴 형태를 형성할 수 있다. 연속되는 패턴 형태의 폭은 상술한 수 mm보다 크게 설계될 수 있다.
따라서, 핫나이프(4)의 칼날이 연속되는 패턴 형태를 형성하면, 스킨(10) 원단이 내장재(1) 전면에 부착되는 과정에서, 작업자 실수, 기계설비의 오차 등에 의해 스킨(10) 원단과 내장재(1)의 상대적 위치가 수 mm 범위 내에서 변동하더라도, 파열홈(11)이 오목홈(1A) 전방에 위치할 수 있는 이점이 있다.
도 11(A)에 도시된 바와 같이, 핫나이프(4)의 칼날은 제1 날(4C) 및 제1 날(4D)을 포함할 수도 있다.
제1 날(4C)은 오목홈의 길이방향을 따라 긴 형태를 형성할 수 있다. 제2 날(4D)도 오목홈(1A)의 길이방향을 따라 긴 형태를 형성할 수 있다. 제1 날(4C) 및 제1 날(4D)은 서로 나란한 형태로 이격될 수 있다.
도 11(B)에 도시된 바와 같이, 파열홈(11)은 서로 나란한 제1 파열홈(11C)과 제2 파열홈(11D)을 포함할 수 있다. 제1 날(4C)은 제1 파열홈(11C)을 형성할 수 있다. 제2 날(4D)은 제2 파열홈(11D)을 형성할 수 있다. 따라서 제1 파열홈(11C)과 제2 파열홈(11D)은 서로 나란한 형태로 이격될 수 있다.
가이드홀(51)로 삽입된 핫나이프(4)는 칼날의 전단력과 열에너지에 의해 스킨(10)을 두께방향으로 부분 절개하며 스킨(10)에 일정 깊이 삽입된다.
따라서 핫나이프(4)가 스킨(10)의 후면에 일정 깊이의 파열홈(11)을 형성하는 과정에서, 핫나이프(4)의 열에너지는 파열홈(11)의 내면 주위에서 스킨(10)에 전달된다.
상술한 바와 같이, 스킨(10) 원단은 천연가죽, 인조가죽, 합성수지 또는 섬유 재질로 이루어질 수 있다. 따라서 스킨(10)의 제1 파열홈(11C)과 제2 파열홈(11D) 사이 부분은 핫나이프(4)의 열에너지가 인가된 후 공랭(air cooling)되어 경화된다. 따라서 스킨(10)의 제1 파열홈(11C)과 제2 파열홈(11D) 사이 부분은 외력에 의해 쉽게 파괴되는 성질(brittle)을 갖게 된다.
스킨(10)에 에어백의 팽창압력이 가해지면, 스킨은 제1 파열홈(11C)과 제2 파열홈(11D)에서 연성 파괴(ductile fracture)에 가까운 형태로 파열된다. 그리고 스킨(10)의 제1 파열홈(11C)과 제2 파열홈(11D) 사이 부분은 에어백의 팽창압력에 의해 소성 파괴(plastic failure)에 가까운 형태로 파괴된다.
따라서 핫나이프(4)의 칼날이 제1 날(4C) 및 제1 날(4D)을 포함하는 경우, 스킨(10)은 제1 파열홈(11C)과 제2 파열홈(11D) 부위에서 연성 파괴와 소성 파괴가 복합된 형태로 쉽게 파열될 수 있다.
본 발명에 의하면, 고정단계에서 스킨의 전면을 테이블 상면에 밀착시키고 나서, 절개단계에서 스킨의 후면에 나이프로 칼집을 내 파열홈을 형성함으로써, 제조과정에서 열변형이 발생하지 않도록 이루어지는 자동차 내장재용 스킨 제조방법을 제공할 수 있게 된다.
또한, 스킨의 후면 상에서 파열홈이 홈의 길이방향을 따라 물결(wave) 형태를 형성함으로써, 에어백의 팽창압에 의해 목표 부위가 정확하게 파열되도록 이루어지는 자동차 내장재용 스킨 제조방법을 제공할 수 있게 된다.
또한, 주날이 오목홈의 길이방향을 따라 길게 형성되고, 복수의 보조날이 주날의 양쪽 측면에서 서로 반대쪽으로 연장됨으로써, 에어백의 팽창압에 의해 목표 부위가 정확하게 파열되도록 이루어지는 자동차 내장재용 스킨 제조방법을 제공할 수 있게 된다.
아울러, 스킨의 제1 파열홈과 제2 파열홈 사이 부분은 핫나이프의 열에너지가 인가된 후 공랭(air cooling)되어 경화됨으로써, 에어백의 팽창압에 의해 파열 및 파괴되는 목표 부위의 면적이 증가되도록 이루어지는 자동차 내장재용 스킨 제조방법을 제공할 수 있게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
S100 : 제조방법
S110 : 고정단계
S120 : 절개단계
S121 : 평탄화단계
S122 : 투입단계
10 : 스킨 4 : 나이프,핫나이프
11 : 파열홈 4A : 주날
11C : 제1 파열홈 4B : 보조날
11D : 제2 파열홈 4C : 제1 날
1 : 내장재 4D : 제2 날
1A : 오목홈 5 : 가이드블록
2 : 에어백도어 51 : 가이드홀
3 : 테이블 51A : 제1 가이드홀
31 : 상면 51B : 제2 가이드홀

Claims (9)

  1. 자동차의 내장재 전면에 부착되는 스킨(skin)으로서,
    상기 내장재에는 에어백의 팽창압력에 의해 파열되는 오목홈이 형성되고,
    상기 스킨의 후면에 상기 에어백의 팽창압력에 의해 파열되는 파열홈이 상기 오목홈의 전방에 형성되며,
    상기 스킨의 전면을 테이블 상면에 밀착시키는 고정단계; 및
    상기 스킨의 후면에 나이프로 칼집을 내 상기 파열홈을 형성하는 절개단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재용 스킨 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스킨은 인조가죽 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재용 스킨 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 나이프는 핫 나이프(hot knife) 또는 콜드 나이프(cold knife)로 구비되고,
    상기 파열홈의 길이방향을 따라 상기 파열홈의 깊이가 연속적으로 증감하도록, 상기 나이프의 칼날은 톱날(teeth of saw) 형태를 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재용 스킨 제조방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 나이프는 핫 나이프(hot knife) 또는 콜드 나이프(cold knife)로 구비되고,
    상기 스킨의 후면 상에서 상기 파열홈이 상기 홈의 길이방향을 따라 물결(wave) 형태를 형성하도록, 상기 나이프의 칼날은 물결(wave) 형태를 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재용 스킨 제조방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 나이프는 핫 나이프(hot knife) 또는 콜드 나이프(cold knife)로 구비되고,
    상기 절개단계는,
    저면이 평편한 가이드블록이 상기 스킨의 후면을 아래로 누르는 평탄화단계; 및
    상기 나이프를 상기 가이드블록에 관통 형성된 가이드홀로 삽입하여 상기 스킨의 후면에 상기 파열홈을 형성하는 투입단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재용 스킨 제조방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 절개단계는,
    저면이 평편한 가이드블록이 상기 스킨의 후면을 아래로 누르는 평탄화단계; 및
    상기 나이프를 상기 가이드블록에 관통 형성된 가이드홀로 삽입하고 상기 가이드홀을 따라 이동시켜 상기 스킨의 후면에 상기 파열홈을 형성하는 투입단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재용 스킨 제조방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 파열홈은 상기 오목홈의 길이방향을 따라 연속되는 패턴 형태를 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재용 스킨 제조방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 나이프는 핫 나이프(hot knife)로 구비되고,
    상기 나이프의 칼날의 외면은 상기 파열홈의 내면에 대응되고,
    상기 나이프의 칼날은,
    상기 오목홈의 길이방향을 따라 긴 주날; 및
    상기 주날의 양쪽 측면에서 서로 반대쪽으로 연장되는 복수의 보조날을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재용 스킨 제조방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 나이프는 핫 나이프(hot knife)로 구비되고,
    상기 파열홈은 서로 나란한 제1 파열홈과 제2 파열홈을 포함하며,
    상기 나이프의 칼날은,
    상기 오목홈의 길이방향을 따라 길고, 상기 제1 파열홈을 형성하는 제1 날; 및
    상기 제2 파열홈을 형성하고, 상기 제1 날과 이격된 제2 날을 포함하고,
    상기 에어백의 팽창압력에 의해 파괴되도록, 상기 스킨의 상기 제1 파열홈과 제2 파열홈 사이 부분은 상기 나이프의 열에너지가 인가된 후 공랭(air cooling)되어 경화되는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재용 스킨 제조방법.
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