WO2011078539A2 - 발포수지재 스티어링 휠의 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발포수지재 스티어링 휠을 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 제조장치는, 코어의 하부가 삽입되는 하부캐비티가 형성된 하부금형; 하부캐비티와 대응되고 코어의 상부가 삽입되도록 형성된 상부캐비티를 갖는 상부금형; 하부캐비티와 상부캐비티가 접촉되어 형성된 코어삽입공간에 발포수지 원료를 주입할 수 있는 원료주입수단; 및 주입된 발포수지 원료를 발포시키기 위한 열원공급수단;을 포함하여 구성되어 있되, 상기 상부금형은 상부캐비티의 상면을 이루면서 상, 하 이동이 가능한 상면형성이동체를 가지며, 상면형성이동체에 대응되어 이동체삽입홀이 형성된 베이스몸체를 갖고, 상기 상면형성이동체는 삽입되는 코어의 움직임과는 별도로 상, 하 이동하도록 되어 있다. 본 발명의 장치를 사용하면, 코어의 외측에 발포수지가 고른 두께로 위치되지 못하는 조건이나 스티어링 휠 전체로 볼때 발포수지가 많이 씌워지는 부분과 적게 씌워지는 부분이 있는 조건 등에서도 경도가 균일한 스티어링 휠을 얻을 수 있고, 불량률이 낮은 특징이 있다.

Description

발포수지재 스티어링 휠의 제조장치 및 제조방법

본 발명은 코어의 외측에 발포수지가 씌워진 발포수지재 스티어링 휠을 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 스티어링 휠은, 자동차의 주행시 방향을 제어하는 조향장치의 역할과 사고 발생시 승객을 보호하는 안전장치로서의 역할을 동시에 수행한다.

이러한 스티어링 휠은, 내장재 부품으로서 운전자가 손으로 잡을 때 터치감과 미감이 양호해야 하는 등 감성 품질 문제도 중요하게 생각해야 하는 부품이다.

스티어링 휠을 제조함에 있어서 기존에는 반응사출성형법을 사용하고 있었으며, 그 재질로는 폴리우레탄 재질이 사용되고 있었다.

그러나 폴리우레탄을 사용한 스티어링 휠의 제조에 있어서는 작업장소의 환경 문제뿐 아니라 작업자의 안전사고 발생 문제도 지적되고 있었다.

상기와 같은 문제로 인해 폴리우레탄을 사용하지 않고 발포폴리프로필렌을 사용하여 스티어링 휠을 제조하는 방법도 안출되었으나 일체로 성형된 발포폴리프로필렌 스티어링 휠을 제조하기 어려워 통상 상부와 하부로 나누어 제작한 후 이를 별도의 접착제 등을 사용하여 일체화시키고 있었다.

이러한 경우 별도의 접착공정이 요구되기 때문에 제조시간 및 비용상승의 문제가 발생하는 문제점이 지적되고 있었다.

또, 발포폴리프로필렌 스티어링 휠을 제조함에 있어서는 통상 코어의 외주면을 발포폴리프로필렌이 둘러싸게 되는데 코어 중 림은 통상 오목한 부분과 볼록한 부분으로 이루어진 것이어서 발포폴리프로필렌 고형물들을 림의 오목한 부분과 볼록한 부분에 고루 위치시키기가 어렵다는 문제점이 있었다.

이로 인하여, 완성품인 발포폴리프로필렌 스티어링 휠은 불균일하게 제작되어진다는 문제점이 발생되고 있었다.

기존의 발포 스티어링 휠 제조방법이 갖는 또 다른 문제점은, 성형 후 금형에서 성형품을 이형할 때 이형을 원활하게 하기 위한 별도의 장치나 공정이 추가로 요구됨에 따라 제조원가가 높아지는 문제점이 발생된다는 것이었다.

이러한 문제점을 해소하기 위한 기술로서 본 출원인의 또 다른 특허출원 기술인 한국 특허등록 제10-0899682호(출원 제10-2008-0133601호)가 있다.

그런데 상기와 같은 종래기술은 코어의 외측에 발포수지가 고른 두께로 위치되지 못하는 조건 즉, 코어를 중심으로 한쪽(하부)에는 발포수지가 두껍게 씌워지고 반대쪽(상부)에는 발포수지가 얇게 씌워지는 조건, 발포스티어링 휠 전체로 볼때 발포수지가 많이 씌워지는 부분과 적게 씌워지는 부분이 있는 조건 등에서 불량률이 높다는 문제점이 있었다.

특히, 완제품인 스티어링 휠의 표면 경도에 차이가 크게 발생되는 문제점이 있었다.

종래기술의 또 다른 문제점은, 원료를 코어의 여러 지점으로 분산 공급하기 위해 여러 개의 원료공급라인이 구비되고 있어 금형의 구조가 복잡할 뿐만 아니라 제품의 불량률도 높다는 것이었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하려는 것으로서, 더욱 상세하게는 코어의 외측에 발포수지가 고른 두께로 위치되지 못하는 조건이나 스티어링 휠 전체로 볼때 발포수지가 많이 씌워지는 부분과 적게 씌워지는 부분이 있는 조건 등에서도 경도가 균일한 스티어링 휠을 얻을 수 있고 불량률이 낮은 발포수지재 스티어링 휠 제조방법 및 이를 위한 제조장치를 제공하려는데 목적이 있다.

본 발명의 발포수지재 스티어링 휠 제조방법은, 하부금형의 하부캐비티에 스티어링 휠의 골격을 이루는 코어의 하부를 삽입하는 코어삽입단계를 갖는다.

또, 하부캐비티와 대응되고 코어의 상부가 삽입되도록 형성된 상부캐비티를 갖는 상부금형을 상기 하부금형의 상부에 결합하되 상부캐비티에 코어의 상부가 삽입되도록 결합하는 금형결합단계를 갖는다.

또, 금형결합단계에 의해 상기 하부캐비티와 상부캐비티가 접촉됨으로써 형성된 코어삽입공간에 발포수지 원료를 주입하는 원료주입단계를 갖는다.

또, 원료주입단계를 통해 주입된 발포수지 원료에 열을 가하여 발포시키는 발포단계를 갖는다.

또, 상기 상부금형은 상부캐비티의 상면을 이루면서 상, 하 이동이 가능한 상면형성이동체를 가지며, 상면형성이동체가 상, 하로 이동되도록 상면형성이동체에 대응되어 이동체삽입홀이 형성된 베이스몸체를 갖는 것이어서 금형결합단계와 열원공급단계의 사이에서 상기 상면형성이동체를 코어의 움직임과는 별도로 상부로 이동시켜 놓고, 발포단계 후 상면형성이동체를 하부로 이동시켜 발포된 발포수지를 가압하여 코어의 외측에 발포수지가 감싸진 스티어링 휠을 제조한다.

상기와 같은 구성을 통해 코어의 외측에 발포수지가 고른 두께로 위치되지 못하는 조건이나 스티어링 휠 전체로 볼때 발포수지가 많이 씌워지는 부분과 적게 씌워지는 부분이 있는 조건 등에서도 경도가 균일한 스티어링 휠을 얻을 수 있도록 하고, 불량률도 낮도록 한다.

상기와 같은 제조방법을 위한 스티어링 휠 제조장치는, 스티어링 휠의 골격을 이루는 코어의 하부가 삽입되는 하부캐비티가 형성된 하부금형을 갖는다.

또, 하부캐비티와 대응되고 코어의 상부가 삽입되도록 형성된 상부캐비티를 갖는 상부금형을 갖는다.

또, 하부캐비티와 상부캐비티가 접촉되어 형성된 코어삽입공간에 발포수지 원료를 주입할 수 있는 원료주입수단을 갖는다.

또, 원료주입수단을 통해 주입된 발포수지 원료를 발포시키기 위한 열원을 공급할 수 있는 열원공급수단을 갖는다.

또, 상기 상부금형은 상부캐비티의 상면을 이루면서 상, 하 이동이 가능한 상면형성이동체를 가지며, 상기 상면형성이동체가 상, 하 이동되도록 상면형성이동체에 대응되어 이동체삽입홀이 형성된 베이스몸체를 갖는다.

또, 상기 상면형성이동체는 삽입되는 코어의 움직임과는 별도로 상, 하 이동하도록 되어 있다.

본 발명의 발포수지재 스티어링 휠 제조방법은, 금형결합단계와 열원공급단계의 사이에서 상면형성이동체를 코어의 움직임과는 별도로 상부로 이동시켜 놓고, 발포단계 후 상면형성이동체를 하부로 이동시켜 발포된 발포수지를 가압하여 코어의 외측에 발포수지가 감싸진 스티어링 휠을 제조하는 것이므로 코어의 외측에 발포수지가 고른 두께로 위치되지 못하는 조건이나 스티어링 휠 전체로 볼때 발포수지가 많이 씌워지는 부분과 적게 씌워지는 부분이 있는 조건 등에서도 경도가 균일한 스티어링 휠을 얻을 수 있고, 불량률이 낮은 특징이 있다.

또, 본 발명의 발포수지재 스티어링 휠 제조장치는, 경도가 균일한 스티어링 휠을 생산할 수 있고, 불량률을 낮출 수 있으며, 고품질의 발포수지재 스티어링휠을 생산할 수 있는 특징이 있다.

도 1은 하부금형과 상부금형의 사이에 삽입되는 코어의 사시도

도 2는 본 발명의 구성요소인 하부금형의 사시도

도 3은 도 2에 도시된 하부금형의 부분절단 사시도

도 4는 본 발명의 구성요소인 상부금형의 사시도

도 5는 도 4에 도시된 상부금형의 부분절단 사시도

도 6은 상부금형과 하부금형이 결합되고, 상면형성이동체가 상부로 이동된 상태를 설명하기 위한 개략도

도 7은 도 6의 상태에서 상면형성이동체가 하강되는 상태를 도시한 개략도

도 8은 본 발명의 제조장치 및 제조방법에 의해 생산된 발포수지재 스티어링 휠의 사시도

도 9는 베이스몸체의 이동체삽입홀과 상면형성이동체와의 사이에 틈새가 발생되지 않아 주입된 발포수지 원료가 이동체삽입홀과 상면형성이동체의 사이로 유입되지 못하는 것을 설명하기 위한 개략도

도 10은 베이스몸체의 이동체삽입홀은 하부금형을 향해 직경이 점차 좁아지는 경사부를 갖고, 상면형성이동체의 하부는 이동체삽입홀의 경사부에 대응되어 형성된 경사부를 갖는 구조를 설명하기 위한 개략도

A : 상면형성이동체가 상부로 이동된 상태

B : 상면형성이동체가 하부로 이동된 상태

도 11은 한 개의 경로를 통해 하부캐비티의 중앙부로 발포수지 원료가 주입된 후 코어삽입공간에 위치된 코어의 림과 스포크의 각 연결지점으로 분산되어 주입되도록 하는 원료공급라인을 갖는 구조 설명하기 위한 개략도

도 12는 공기배출구를 갖는 하부캐비티의 구조를 설명하기 위한 개략도

도 13은 공기배출구를 갖는 하부캐비티와 또 다른 상부금형의 구조를 설명하기 위한 개략도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

3. 코어 3a. 림

3b. 허브 3c. 스포크

10. 하부금형 11. 하부캐비티

12. 하부플러그 13. 하부스토퍼

14. 중공 15. 공기배출구

20. 상부금형 21. 상부캐비티

22. 상면형성이동체 22b. 경사부

23. 베이스몸체 23a. 이동체삽입홀

23b. 경사부 24. 상부스토퍼

30. 코어삽입공간 40. 원료주입수단

41. 관통공 42. 주입부마개

43. 원료공급라인 50. 열원공급수단

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 발포수지재 스티어링 휠 제조장치는 종래기술(본 출원인의 선등록 기술인 한국 특허등록 제10-0899682호(출원 제10-2008-0133601호))에서와 같이 스티어링 휠의 골격을 이루는 코어(3)의 하부가 삽입되는 하부캐비티(11)가 형성된 하부금형(10)을 갖는다.

또, 하부캐비티(11)와 대응되고 코어(3)의 상부가 삽입되도록 형성된 상부캐비티(21)를 갖는 상부금형(20)을 갖는다.

또, 하부캐비티(11)와 상부캐비티(21)가 접촉되어 형성된 코어삽입공간(30)에 발포수지 원료를 주입할 수 있는 원료주입수단(40)을 갖는다.

또, 원료주입수단(40)을 통해 주입된 발포수지 원료를 발포시키기 위한 열원을 공급할 수 있는 열원공급수단(50)을 갖는다.

그런데 본 발명은 종래기술과 달리 코어(3)의 외측에 발포수지가 고른 두께로 위치되지 못하는 조건이나 스티어링 휠 전체로 볼때 발포수지가 많이 씌워지는 부분과 적게 씌워지는 부분이 있는 조건 등에서도 경도가 균일한 스티어링 휠을 얻을 수 있도록 하고, 불량률을 낮추려는 목적을 갖는다.

이를 위하여 본 발명의 스티어링 휠 제조장치는, 상부금형(20)은 상부캐비티(21)의 상면을 이루면서 상, 하 이동이 가능한 상면형성이동체(22)를 가지며, 상기 상면형성이동체(22)가 상, 하 이동되도록 상면형성이동체(22)에 대응되어 이동체삽입홀(23a)이 형성된 베이스몸체(23)를 갖는다.

또, 상기 상면형성이동체(22)는 삽입되는 코어의 움직임과는 별도로 상, 하 이동하도록 구현된다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명함에 있어 종래기술과 동일하거나 중요하지 않은 기술적 사상에 대하여는 설명을 생략한다.

다만, 본 발명의 구성을 이해함에 있어 설명이 필요하다고 판단되는 부분은 종래기술과 같더라도 다시 설명한다.

물론, 본 발명의 특징적 구성요소에 대하여는 구체적으로 설명한다.

도 1은 하부금형과 상부금형의 사이에 삽입되는 코어의 사시도이다.

도 1에서와 같이 코어(3)는 원형의 림(3a)과, 중앙 허브(3b)와, 상기 림(3a)을 중앙 허브(3b)에 연결하는 복수 개의 스포크(3c)로 이루어져 있다.

상기 림(3a)의 경우 대부분 그 단면 형상이 "∩"형으로 이루어져 있는데 이것은 림(3a) 외부에 발포수지가 오버몰딩되는 경우 림(3a)과 분리되어 유동하지 않고 일체화시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.

코어(3)는 제품의 경량화를 위해 경량 금속 또는 플라스틱 재질로 형성되는

것이 바람직하다.

도 2는 본 발명에 사용되는 하부금형의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 하부금형의 부분절단 사시도이며, 도 4는 상부금형의 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 상부금형의 부분절단 사시도이다.

도 2 내지 5를 참조하면, 하부캐비티(11)와 상부캐비티(21)가 상호 결합하여 코어(3)를 수용할 수 있는 코어삽입공간(30)을 형성함을 알 수 있다.

하부금형(10)은 코어삽입공간(30)에 수용된 코어(3)를 상, 하로 이동시킬 수 있는 하부플러그(12)를 포함하는 형태로 구현할 수도 있다.

이러한 하부플러그(12)는 코어삽입공간(30)에 수용된 코어(3)를 상, 하 이동시킬수 있도록 하는 것으로, 상기 코어(3)의 하부에 맞닿아 상기 코어(3)를 밀어 올리거나 내리는 구조로 구현할 수 있다.

바람직하게는 코어(3)의 중앙 허브(3b)의 하부에 맞닿아 상기 코어(3)를 밀어 올리거나 내리는 작용을 수행할 수도록 구현한다.

이를 위해 하부플러그(12)는 하부금형(10)에서 상기 코어(3)가 안착되는 하면, 바람직하게는 상기 중앙 허브(3b)의 하면에 상응하는 위치에서 상기 하부금형(10)과 별도로 이동가능한 구조로 구현할 수 있다.

일 예로 하부금형(10) 중앙부에 중공(14)이 형성되고 상기 중공(14) 내에 원통형 내지는 사각기둥 형상의 하부플러그(12)가 삽입되어 유압실린더나 공압실리더 등에 의해 하부금형(10)과 별도로 상, 하이동할 수 있는 구조로 구현할 수 있다.

이러한 경우 코어(3)의 하부에 맞닿아 있는 하부플러그(12)가 상,하 이동하게 되고, 그에 따라 코어(3) 역시 상, 하 이동하게 되는 것이다.

본 발명에서의 하부캐비티(11)는 하부금형(10)의 상면에 상기 코어(3)의 하부를 수용할 수 있도록 코어(3)의 하단부에 대응하는 형상으로 함몰된 부분으로, 상부금형(20)의 상부캐비티(21)와 결합하여 코어(3)를 수용할 수 있는 코어삽입공간(30)를 형성한다.

상기 코어삽입공간(30)은 코어(3)가 삽입된 상태에서도 코어삽입공간(30)의 내벽과 코어(3)와의 사이에 공간이 형성되는 형태이며, 이 공간에 발포수지가 채워지는 것이다.

본 발명의 구성요소인 상부금형(20)은 코어(3)의 상단부를 수용할 수 있도록 상부캐비티(21)가 형성된 형태이다.

상부금형(20)과 하부금형(10)이 접촉되었을 때 코어삽입공간(30) 주변에 틈새가 발생되지 않아야 성형된 발포수지재 스티어링 휠의 표면이 깨끗하다.

본 발명의 구성요소인 원료주입수단(40)는 하부캐비티(11)와 상부캐비티(21)가 상호 결합하여 형성한 코어삽입공간(30)에 발포수지(발포폴리프로필렌, 발포폴리스틸렌, 발포폴리에틸렌, 발포폴리우레탄 등)의 원료를 주입할 수 있도록 하는 부분이다.

하부캐비티(11)나 상부캐비티(21)의 일면을 통해 원료탱크(미도시)에 들어있는 발포수지 원료를 주입할 수 있도록 하는 구조로 구현한다.

바람직하게는 하부금형(10)의 하부캐비티(11)의 하면, 특히 상기 코어(3)의 림(3a)과 스포크(3c)가 만나는 부분의 하면에 복수 개의 관통공(41, 도 6에 도시됨)이 형성되고 도 6에 도시된 바와 같이 상기 관통공(41)과 원료탱크(미도시)가 서로연결된 형태로 구현할 수 있다.

또, 관통공(41) 내에 원통형 내지 사각기둥 형상의 주입부마개(42)가 관통공(41)을 따라 상, 하 이동할 수 있게 형성되어, 주입부마개(42)가 하부로 이동하면 관통공(41)이 열려 원료탱크(미도시) 내의 발포수지 원료가 상기 관통공(41)을 통해 코어삽입공간(30) 내부로 주입될 수 있고, 주입부마개(42)가 상부로 이동하여 상기 하부캐비티(11)의 하면과 일체를 이루게 되면 상기 관통공(111)이 닫히게 됨은 물론 주입부마개(42)의 상면은 하부캐비티(11)의 하면의 일부를 이루게 되는 구조로 형성할 수 있다.

이때 상기 원료주입수단(40)를 통해 주입되는 발포수지 원료로는 작은 알갱이로 형성된 발포수지 고형물 등이 사용될 수 있다.

상기와 같은 구조만으로는 종래기술의 문제점 즉, 금형의 구조가 복잡할 뿐만 아니라 제품의 불량률이 높아지는 문제점을 해소할 수 없다.

본 출원의 발명자는 상기와 같은 문제점의 해소를 위한 방법으로서, 원료주입수단(40)은 한 개의 경로를 통해 하부캐비티(11)의 중앙부로 발포수지 원료가 주입된 후 코어삽입공간(30)에 위치된 코어(3)의 림(3a)과 스포크(3c)의 각 연결지점으로 분산되어 주입되도록 하는 원료공급라인(43)을 갖는 구조를 제시한다.(도 11 참조)

즉, 한개의 공급라인을 통해 공급되던 발포수지 원료가 하부금형에서 복수 개의 라인으로 분산되어 공급되도록 하는 것이다.

이러한 구성에 의하면, 코어삽입공간에 코어가 균일한 속도로 공급되기 때문에 성형된 제품의 불량률이 낮으며, 금형의 구조도 비교적 간단한 특징이 있다.

본 발명의 구성요소인 열원공급수단(50)은, 원료주입수단(40)를 통해 상기 코어삽입공간(30) 내에 주입된 발포수지 원료를 발포시키기 위해 코어삽입공간(30)에 열원을 공급하는 수단이다.

이러한 열원공급수단(50)은, 하부캐비티(11)나 상부캐비티(21)의 일면을 통해 코어삽입공간(30) 내에 주입된 발포수지 원료를 발포시키기에 충분한 열원을 공급하는 구조로 구현할 수 있다.

바람직하게는 하부캐비티(11)나 상부캐비티(21)의 측면에 복수 개의 작은 구멍이 형성되고, 이 구멍을 통해 고온의 스팀 등이 분출될 수 있는 형태로 구현할 수 있다.

상기 열원공급수단(50)을 통해 고온의 스팀 이외에 냉각수 및 에어를 주입할 수 있도록 형성될 수 있는데, 이러한 경우 코어삽입공간(30) 내에서 발포된 발포수지의 변형을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 성형품의 이형을 원활하게 수행할 수 있는 특징이 있다.

본 발명의 제조장치는, 하부캐비티(11)의 일단에서 코어(3)의 상, 하 이동에 연동하여 이동가능한 하부스토퍼(13)를 갖는 형태로 구현할 수 있다.

또, 상부금형(20)이 상부캐비티(21)의 일단에서 상기 코어(3)의 상, 하 이동에 연동하여 이동가능한 상부스토퍼(24)를 갖는 형태로 구현할 수 있다.

하부스토퍼(13)와 상부스토퍼(24)는 하부캐비티(11)나 상부캐비티(21)의 일단에서 코어(3)에 오버몰딩되는 발포발포수지을 목적하는 소정의 위치까지만 오버몰딩시킬 수 있도록 발포수지 원료를 차단하는 차단막 역할을 하는 부분이다.

일반적으로 코어(3)의 림(3a)과 스포크(3c)의 일부까지만 발포수지가 오버몰딩되도록 스포크(3c)의 중간 부분에서 발포수지 원료를 차단할 수 있도록 형성될 수 있다.

이러한 구조에 코어삽입공간(30) 내에 삽입된 코어(3)를 하부플러그(12)를 이용해 상, 하 이동시킬 수 있는 구조가 적용되었다면 상기 하부스토퍼(13) 역시 상기 코어(3)의 상, 하 이동에 연동하여 상, 하 이동할 수 있도록 형성되어야 한다.

구체적인 예로, 하부스토퍼(13)의 하부에 스프링 등의 탄성체(미도시)가 위치하여 상기 하부스토퍼(13)를 상, 하 이동시킬 수 있는 구조 등이 있다.

그런데 상기와 같은 구성만으로는 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.

이러한 이유로 본 발명에서는, 상부금형(20)을 구현함에 있어 상부캐비티(21)의 상면을 이루면서 상, 하 이동이 가능한 상면형성이동체(22)를 갖고, 상면형성이동체(22)가 상, 하 이동되도록 상면형성이동체(22)에 대응되어 이동체삽입홀(23a)이 형성된 베이스몸체(23)를 갖는 형태로 구현한다.

또, 상면형성이동체(22)가 삽입되는 코어의 움직임과는 별도로 상, 하 이동하도록 되어 있어 상면형성이동체(22)를 상부로 이동시켜 놓고, 상면형성이동체(22)를 하부로 이동시켜 발포된 상태의 발포수지를 가압할 수 있도록 한다.

즉, 상면형성이동체(22)에 의해 발포된 발포수지가 가압됨으로써 발포수지가 고른 밀도를 갖는 상태가 되고, 이러한 상태로 성형이 완료됨으로써 고른 경도를 갖는 발포수지재 스티어링 휠을 얻을 수 있도록 하는 것이다.

또, 코어삽입공간(30)이 빈공간 없이 발포수지로 채워지도록 함으로써 불량이 발생되지 않도록 하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 장치에 있어서, 베이스몸체(23)의 이동체삽입홀(23a)과 상면형성이동체(22)와의 사이에 틈새가 발생되지 않아 주입된 발포수지 원료가 이동체삽입홀(23a)과 상면형성이동체(22)의 사이로 유입되지 못하는 하는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 의하면, 표면이 깨끗한 발포수지재 스티어링 휠을 얻을 수 있다.

다만, 상면형성이동체(22)가 최대로 하강하였을 때는 이동체삽입홀(23a)과 상면형성이동체(22)와의 사이에 틈새가 발생되지 않아 주입된 발포수지 원료가 이동체삽입홀(23a)과 상면형성이동체(22)의 사이로 유입되지 못하지만 상면형성이동체(22)가 상승할때는 이동체삽입홀(23a)과 상면형성이동체(22)와의 사이에 틈새가 발생되도록 할 수 있다.

즉, 베이스몸체(23)의 이동체삽입홀(23a)은 하부금형을 향해 직경이 점차 좁아지는 경사부(23b)를 갖고, 상기 상면형성이동체(22)의 하부는 상기 이동체삽입홀(23a)의 경사부(23b)에 대응되어 형성된 경사부(22b)를 가짐으로써 이동체삽입홀(23a)과 상면형성이동체(22) 사이에 틈새가 없도록 밀착될 수 있도록 구현하는 것이다.

상기와 같은 장치를 사용한 본 발명의 발포수지재 스티어링 휠 제조방법은, 하부금형의 하부캐비티에 스티어링 휠의 골격을 이루는 코어의 하부를 삽입하는 코어삽입단계를 갖는다.

또, 하부캐비티와 대응되고 하부캐비티와의 접촉시 접촉면에 틈새가 발생되지 않으며 코어의 상부가 삽입되도록 형성된 상부캐비티를 갖는 상부금형을 상기 하부금형의 상부에 결합하되 상부캐비티에 코어의 상부가 삽입되도록 결합하는 금형결합단계를 갖는다.

또, 금형결합단계에 의해 상기 하부캐비티와 상부캐비티가 접촉됨으로써 형성된 코어삽입공간(30)에 발포수지 원료를 주입하는 원료주입단계를 갖는다.

또, 원료주입단계를 통해 주입된 발포수지 원료에 열을 가하여 발포시키는 발포단계를 갖는다.

또, 금형결합단계와 열원공급단계의 사이에서 상면형성이동체(22)를 코어의 움직임과는 별도로 상부로 이동시켜 놓고, 발포단계 후 상면형성이동체(22)를 하부로 이동시켜 발포된 발포수지를 가압한다.

이를 통해 도 8과 같이 코어(3)의 외측에 발포수지가 감싸진 스티어링 휠을 제조할 수 있다.

본 발명에 있어서, 도 12와 같이 하부캐비티(11)는 코어삽입공간(30)의 형성을 위한 부분과 그 외측으로 확장된 부분을 갖고, 상기 하부캐비티(11) 중 코어삽입공간(30)의 외측으로 확장된 부분에 공기배출구(15)가 형성되어 있도록 구현할 수도 있다.

이러한 구조에서 하부캐비티(11)에 발포수지 원료가 채워진 후 상면형성이동체(22)가 하강될 때 코어(3)도 하강하도록 구현하는 것이 바람직하다.

코어(3)가 하강되도록 하는 것은 종래기술에서도 적용되고 있는 것이므로 이 부분에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

이러한 구성에 의하면, 복잡한 형상의 디자인을 갖는 발포수지재 스티어링 휠의 제조가 가능하다.

본 발명에 있어서, 상면형성이동체(22)의 상, 하 이동이 수동에 의해 이루어지는 수동방식으로 구현할 수도 있고, 유압실린더나 공압실린더 등에 의해 움직이는 동력사용 방식으로 구현할 수도 있다.

물론, 바람직한 것은 동력사용 방식이다.

본 발명은 자동차용 스티어링 휠의 제조분야에 적용 가능하다.

Claims (9)

1. 발포수지 재질의 스티어링 휠을 제조하는 장치에 있어서,

   스티어링 휠의 골격을 이루는 코어(3)의 하부가 삽입되는 하부캐비티(11)가 형성된 하부금형(10);

   상기 하부캐비티(11)와 대응되고 코어(3)의 상부가 삽입되도록 형성된 상부캐비티(21)를 갖는 상부금형(20);

   상기 하부캐비티(11)와 상부캐비티(21)가 접촉되어 형성된 코어삽입공간(30)에 발포수지 원료를 주입할 수 있는 원료주입수단(40); 및

   상기 원료주입수단(40)을 통해 주입된 발포수지 원료를 발포시키기 위한 열원을 공급할 수 있는 열원공급수단(50);을 포함하여 구성되어 있되, 상기 상부금형(20)은 상부캐비티(21)의 상면을 이루면서 상, 하 이동이 가능한 상면형성이동체(22)를 가지며, 상기 상면형성이동체(22)가 상, 하 이동되도록 상면형성이동체(22)에 대응되어 이동체삽입홀(23a)이 형성된 베이스몸체(23)를 갖고, 상기 상면형성이동체(22)는 삽입되는 코어(3)의 움직임과는 별도로 상, 하 이동하도록 되어 있는, 발포수지재 스티어링 휠의 제조장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 베이스몸체(23)의 이동체삽입홀(23a)과 상면형성이동체(22)와의 사이에 틈새가 발생되지 않아 주입된 발포수지 원료가 이동체삽입홀(23a)과 상면형성이동체(22)의 사이로 유입되지 못하는 것을 특징으로 하는, 발포수지재 스티어링 휠의 제조장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 베이스몸체(23)의 이동체삽입홀(23a)은 하부금형(10)을 향해 직경이 점차 좁아지는 경사부(23b)를 갖고,

   상기 상면형성이동체(22)의 하부는 상기 이동체삽입홀(23a)의 경사부(23b)에 대응되어 형성된 경사부(22b)를 가짐으로써 이동체삽입홀(23a)과 상면형성이동체(22) 사이에 틈새가 없도록 밀착될 수 있는 것을 특징으로 하는, 발포수지재 스티어링 휠의 제조장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 원료주입수단(40)은 한 개의 경로를 통해 하부캐비티(10)의 중앙부로 발포수지 원료가 주입된 후 코어삽입공간(30)에 위치된 코어(3)의 림(3a)과 스포크(3c)의 각 연결지점으로 분산되어 주입되도록 하는 원료공급라인(43)을 갖는 것을 특징으로 하는, 발포수지재 스티어링 휠의 제조장치.
5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 하부캐비티(11)는 코어삽입공간(30)의 형성을 위한 부분과 그 외측으로 확장된 부분을 갖고,

   상기 하부캐비티(11) 중 코어삽입공간(30)의 외측으로 확장된 부분에 공기배출구(15)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 발포수지재 스티어링 휠의 제조장치.
6. 발포수지 재질의 스티어링 휠을 제조하는 방법에 있어서,

   하부금형(10)의 하부캐비티(11)에 스티어링 휠의 골격을 이루는 코어(3)의 하부를 삽입하는 코어삽입단계;

   상기 하부캐비티(11)와 대응되고 코어의 상부가 삽입되도록 형성된 상부캐비티(21)를 갖는 상부금형(20)을 상기 하부금형(10)의 상부에 결합하되 상부캐비티(21)에 코어(3)의 상부가 삽입되도록 결합하는 금형결합단계;

   상기 금형결합단계에 의해 상기 하부캐비티(11)와 상부캐비티(21)가 접촉됨으로써 형성된 코어삽입공간(30)에 발포수지 원료를 주입하는 원료주입단계; 및

   상기 원료주입단계를 통해 주입된 발포수지 원료에 열을 가하여 발포시키는 발포단계;를 포함하여 구성되어 있되

   상기 상부금형(20)은 상부캐비티(21)의 상면을 이루면서 상, 하 이동이 가능한 상면형성이동체(22)와 상면형성이동체(22)가 상, 하로 이동되도록 상면형성이동체(22)에 대응되어 이동체삽입홀(23a)이 형성된 베이스몸체(23)를 갖는 것이어서 금형결합단계와 열원공급단계의 사이에서 상기 상면형성이동체(22)를 코어(3)의 움직임과는 별도로 상부로 이동시켜 놓고, 발포단계 후 상면형성이동체(22)를 하부로 이동시켜 발포된 발포수지를 가압하여 코어(3)의 외측에 발포수지가 감싸진 스티어링 휠을 제조하는 것을 특징으로 하는, 발포수지재 스티어링 휠의 제조방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 원료주입단계는 한 개의 경로를 통해 하부캐비티(11)의 중앙부로 발포수지 원료가 주입되도록 하고, 이와 같이 주입된 발포수지 원료가 코어삽입공간(30)에 위치된 코어(3)의 림(3a)과 스포크(3c)의 각 연결지점으로 분산되어 주입되도록 하는 것을 특징으로 하는, 발포수지재 스티어링 휠의 제조방법.
8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,

   상기 발포수지 원료는 발포폴리프로필렌, 발포폴리스틸렌, 발포폴리에틸렌, 발포폴리우레탄 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 발포수지재 스티어링 휠의 제조방법.
9. 제 6항 또는 제 7항의 제조방법에 의해 제조된, 발포수지재 스티어링 휠.

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