KR102588207B1

KR102588207B1 - 자동차 내장재의 스킨 열 압착 금형장치

Info

Publication number: KR102588207B1
Application number: KR1020210178772A
Authority: KR
Inventors: 김종무
Original assignee: 비케이시스템 주식회사
Priority date: 2021-12-14
Filing date: 2021-12-14
Publication date: 2023-10-11
Also published as: KR20230090421A

Abstract

본 발명은 하부다이, 상기 하부다이의 외곽을 따라 수직으로 세워지는 가이드포스트, 상기 가이드포스트에 설치되며 실린더의 동력으로 상, 하 이동하는 상부프레스, 상기 하부다이에 고정 설치되며 상면에는 스킨이 올려진 상태로 고정되는 하부금형, 상기 상부프레스에 고정되며 하면에는 내장재가 설치된 상태에서 상기 상부프레스의 구동으로 상기 하부금형과 합형하여 상기 스킨을 내장재에 열 압착시키는 상부금형, 상기 하부금형의 후방에 설치되며 상기 상, 하부금형의 합형에 따라 내장재에 열 압착된 상기 스킨의 단부를 가압하여 상기 스킨의 단부를 상기 내장재의 외곽면에 자동 접착시키는 사이드 밴딩 가압수단, 상기 하부다이의 후방에 배치되는 지지프레임, 상기 지지프레임의 상면 양쪽에 고정되는 수평 지지레일, 상기 수평 지지레일의 상면에 전, 후방으로 이동 가능하게 설치되는 왕복대, 상기 왕복대의 상, 하면에 설치되며 상기 왕복대의 구동으로 상기 상, 하부 금형의 사이로 진입한 상태에서 외부에서 인가된 전원으로 발열하며 상기 상, 하부금형에 설치되어 있는 내장재와 스킨을 예열시키는 상, 하부히터로 구성한 히팅수단을 포함하여 구성한 자동차 내장재의 스킨 열 압착 금형장치를 제공한다.

Description

자동차 내장재의 스킨 열 압착 금형장치{Skin Thermocompression Mold Device of Interior Materials of Automobile}

본 발명은 자동차 내장재의 스킨 열 압착 금향장치에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 상, 하부금형으로 스킨을 내장재에 열압착하기 전, 히팅박스를 상, 하부금형 사이로 진입시켜 스킨을 일정온도로 예열시킨 다음, 스킨을 내장재에 열 압착하도록 한 자동차 내장재의 스킨 열 압착 금형장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 내장재로는 인스트루먼트패널, 도어트림, 필러, 트렁크매트, 패키지트림, 헤드라이너 등이 있으며, 이러한 내장재는 차종에 따라 그 재질과 구성을 달리하고 있다.

또한 일부 차종은 경질의 기재만으로 사출 성형된 내장재를 사용하고, 다른일부 차종은 사출 성형된 경질 기재의 표면 일부 또는 전체에 연질의 표피재를 부착한 내장재를 사용하기도 한다.

그리고, 사출 성형되는 경질 기재의 재질로는 피피(PP), PP휄트(POLY-PROPYLENE FELT), PP보드(POLY-PROPYLENE BOARD), 에이비에스(ABS), 우드스탁(WOOD STOCK), 레진휄트(RESIN FELT) 등을 주로 사용하고, 그 기재 표면에 접합되는 연질의 표피재로는 부직포나 직물 또는 피브이시(PVC)로 된 스킨지 이면에 피이폼(PE FOAM), 피피폼(PP FOAM), 피유폼(PU FOAM) 등이 부착된 것을 주로 사용하고 있다.

또한, 상기 자동차 내장재용 기재의 사출 성형과 표피재의 부착을 위해 종래에는 저압 사출성형방식과 고압 사출성형방식을 주로 사용하고 있으며, 상기 저압 사출성형방식은 기재의 사출액을 주입하기 전에 표피재를 양쪽금형 사이에 선 투입한 상태에서 사출액을 저압으로 투입하여 기재 성형과 표피재 접착이 동시에 이루어지게 하는 방식으로서, 기재 성형과 표피재 접착이 함께 되므로 작업성과 생산성이 좋다고 할 수 있지만, 이러한 저압사출용 설비는 비용이 20~30억에 달하는 고가이어서 원가상승의 요인이 많고 표피재의 손상도가 심하여 품질이 떨어지는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 선행기술로는 대한민국 특허청 공개특허공보 공개번호 제 10-2004-0061085 호(명칭: 자동차용 내장재의 성형방법 및 성형장치)를 예로 들 수 있다.

상기 선행기술은 1차 프레스압이 가해지는 상/하형의 성형면으로 사출액을 고압으로 주입하여 기재를 성형한 다음 냉각숙성시키는 단계와, 1차 프레스압을 해제하는 단계에 의하여 기재를 성형함에 있어서, 상/하형이 분리되는 상기 단계 후 히팅장치를 투입하여 기재 표면을 가열 용융시키는 단계와, 저면부가 상형 성형면과 동일한 형상인 보조금형과 표피재를 투입한 후 보조금형을 상형의 성형면에 일체로 세팅하는 단계와, 상기 보조금형이 일체로 세팅된 상형을 2차 프레싱하여 표피재를 기재 표면에 접착하는 단계와, 상기 접착된 기재와 표피재를 냉각시켜 그 접착상태를 유지시키는 2차 냉각단계와, 상/하형의 2차 프레스압 해제 후 상형에서 분리된 보조금형의 원위치와 하형에서 표피재가 부착된 기재를 탈거하는 단계를 포함하는 것을 요지로 한다.

그러나 위 선행기술은 표피재를 기재의 표면에 접착시키는 공정은 자동화할 수 있을지 모르나, 표피재를 기재의 표면에 접착시키는 것으로 작업이 종료되는 것이 아니라, 표피재의 단부를 기재의 외곽을 따라 감싼 다음, 상기 감싼 부위를 다시 접착시키는 공정이 반드시 진행되어야만 완제품의 내장재가 제조되는 것이나, 선행기술에는 언급한 표피재의 단부를 기재의 외곽에 자동으로 감싼 상태로 접착시키는 공정 및 이를 구현하기 위한 장치가 구비되지 못함으로써 완제품의 내장재를 성형할 수 없다는 단점이 있다.

또한 내장재에 도포된 접착제는 소정의 온도로 가열되어야만 접착 성능이 활성되고, 또한 내장재에 압착되는 스킨 역시 소정 온도로 가열되어야만 스킨이 부드러워져 압착시 접착 성능을 높일 수 있는데, 선행기술에는 스킨이나 내장재를 예열시키는 수단 및 압착시 소정의 온도로 열을 가하는 수단이 없어 스킨의 접착성을 떨어뜨려 제품의 불량을 야기시키는 경우가 빈번히 발생한다.

문헌 1: 대한민국 특허청 등록특허공보 등록번호 제 10-0823652 호 문헌 2: 대한민국 특허청 등록특허공보 등록번호 제 10-1459846 호 문헌 3: 대한민국 특허청 등록특허공보 등록번호 제 10-1933915 호 문헌 4: 대한민국 특허청 등록특허공보 등록번호 제 10-1428275 호

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 상, 하부금형으로 스킨을 내장재에 열압착하기 전, 히팅수단을 상, 하부금형 사이로 진입시켜 스킨을 일정온도로 예열시킨 다음, 스킨을 내장재에 열 압착하도록 한 자동차 내장재의 스킨 열 압착 금형장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 내장재의 표면에 접착되어 있는 스킨의 단부를 내장재의 외곽면에 감싼 상태로 자동 접착하도록 하여 완제품의 내장재를 자동 성형할 수 있는 자동차 내장재의 스킨 압착 금형장치를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 자동차 내장재 스킨 열 압착 금형장치에 있어서, 하부다이, 상기 하부다이의 외곽을 따라 수직으로 세워지는 가이드포스트, 상기 가이드포스트에 설치되며 실린더의 동력으로 상, 하 이동하는 상부프레스, 상기 하부다이에 고정 설치되며 상면에는 스킨이 올려진 상태로 고정되는 하부금형, 상기 상부프레스에 고정되며 하면에는 내장재가 설치된 상태에서 상기 상부프레스의 구동으로 상기 하부금형과 합형하여 상기 스킨을 내장재에 열 압착시키는 상부금형, 상기 하부금형의 후방에 설치되며 상기 상, 하부금형의 합형에 따라 내장재에 열 압착된 상기 스킨의 단부를 가압하여 상기 스킨의 단부를 상기 내장재의 외곽면에 자동 접착시키는 사이드 밴딩 가압수단, 상기 하부다이의 후방에 배치되는 지지프레임, 상기 지지프레임의 상면 양쪽에 고정되는 수평 지지레일, 상기 수평 지지레일의 상면에 전, 후방으로 이동 가능하게 설치되는 왕복대, 상기 왕복대의 상, 하면에 설치되며 상기 왕복대의 구동으로 상기 상, 하부 금형의 사이로 진입한 상태에서 외부에서 인가된 전원으로 발열하며 상기 상, 하부금형에 설치되어 있는 내장재와 스킨을 예열시키는 상, 하부히터로 구성한 히팅수단을 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

상기 왕복대에는 모터, 상기 모터와 동력전달수단으로 연결되어 회전 동작하는 피니언, 상기 피니언에 치합되며 상기 수평 지지레일에 고정되는 랙기어로 구성하여 상기 왕복대를 전, 후 왕복 이동시키도록 구성함이 바람직하다.

상기 상부금형(30)에는 상기 내장재(2)를 상기 상부금형(30)에 고정하기 위한 내장재 고정수단(300)이 설치되도록 구성함이 바람직하다.

상기 하부금형(40)에는 상기 스킨(1)을 상기 하부금형(40)에 고정하기 위한 스킨 고정수단(400)이 설치되도록 함이 바람직하다.

상기 하부다이(20)에 지지된 상태에서 상기 상 ,하부금형(30, 40)의 전방에 위치하는 캠실린더(210), 상기 캠실린더(210)의 로드에 설치되며 상기 내장재(2)의 전면부위의 언더컷에 대응하는 형상을 가지며 상기 내장재(2)의 언더컷(2a)에 스킨(1)을 압착시키는 언더컷 패드(212)로 구성한 언더컷 가압수단(200)이 더 포함되어 설치되도록 함이 바람직하다여 상기 왕복대를 전, 후 왕복 이동시키도록 구성함이 바람직하다.

상기 하부다이(20)에 지지된 상태에서 상기 상 ,하부금형(30, 40)의 전방에 위치하는 캠실린더(210), 상기 캠실린더(210)의 로드에 설치되며 상기 내장재(2)의 전면부위의 언더컷에 대응하는 형상을 가지며 상기 내장재(2)의 언더컷(2a)에 스킨(1)을 압착시키는 언더컷 패드(212)로 구성한 언더컷 가압수단(200)이 더 포함되어 설치되도록 함이 바람직하다.

본 발명은 상, 하부금형으로 스킨을 내장재에 열압착하기 전, 히팅수단을 상, 하부금형 사이로 진입시켜 스킨을 일정온도로 예열시킴과 동시에 내장재에 도포되어 있는 접착제를 예열시킨 상태에서 상, 하부금형을 합형하여 스킨을 내장재에 열 압착하도록 함으로서 스킨을 내장재에 기밀하게 압착시킬 수 있는 효과를 가진다.

또한 스킨의 단부를 내장재의 외곽면에 감싼 상태로 자동 접착하도록 하여 완제품의 내장재를 자동 성형할 수 있는 상승적인 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차 내장재의 스킨 열 압착 금형장치의 전체 구성을 도시한 도면.
도 2는 도 1의 측면도.
도 3은 도 2에서 도시하고 있는 사이드 밴딩 가압수단을 발췌하여 도시한 도면.
도 4 내지 도 6은 도 3의 사이드 밴딩 가압수단의 동작으로 스킨의 외곽면이 내장재의 단부에 감싸진 상태로 접합되어 지는 과정을 도시한 도면들.
도 7은 도 1에서 언더커 가압수단을 발췌하여 도시한 도면.
도 8은 도 2에서 상부금형에 설치되는 내장재 고정수단을 도시한 도면.
도 9는 도 2에서 상부금형에 설치되는 내장재 고정수단의 다른 실시 예를 도시한 도면.
도 10은 도 2에서 하부금형에 설치되는 스킨 고정수단을 도시한 도면.
도 11은 도 2에서 하부금형에 설치되는 스킨 고정수단의 다른 실시 예를 도시한 도면.
도 12는 하부금형에 에어홀이 형성된 것을 도시한 도면.
도 13은 도 1에서 도시하고 있는 히팅수단을 발췌하여 도시한 도면.
도 14는 도 13의 측면도.
도 15는 도 13의 평면도.
도 16은 도 13의 히팅수단의 동작상태도.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

본 발명인 자동차 내장재의 스킨 열 압착 금형장치는 스킨(1)을 하부금형에 올려놓고, 상부금형에는 접착제가 도포되어 있는 내장재(2)를 클램핑시킨 상태에서 상기 상, 하부금형을 합형하기 전, 상기 상, 하부금형의 사이로 히팅수단을 진입시켜 상기 내장재 및 스킨을 예열하도록 하여 내장제의 접착제를 활성화시킨 상태로 스킨이 내장재에 열 압착되도록 하여 스킨을 내장재에 기밀하게 압착시킬 수 있는 자동차 내장재의 스킨 열 압착 금형장치를 제공하고자 한다.

첨부된 도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차 내장재의 스킨 열 압착 금형장치의 전체 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 측면도이다.

도 1, 2에서와 같이 자동차 내장재의 스킨 열 압착 금형장치는 하부다이(20), 상기 하부다이(20)의 외곽을 따라 수직으로 세워지는 가이드포스트(14), 상기 가이드포스트(14)에 설치되는 LM가이드레일(16), 상기 LM가이드레일(16)을 타고 이동하는 LM블럭(18)을 구비하며 실린더(12)의 동력으로 상, 하 이동하는 상부프레스(10)로 외형을 구성한다.

한편, 상기 상부프레스(10) 및 하부다이(20)에는 상부프레스(10)의 프레싱 동작으로 스킨(1)을 내장재(2)에 가압하여 열 압착시키는 금형 그리고 스킨(1)의 단부를 내장재(2)의 외곽면에 접착시키는 사이드 밴딩 가압 수단(60), 상기 내장재의 언더컷 가압수단 및 스킨(1)과 내장재(2)의 접착제를 예열시키는 히팅수단(100)이 더 포함되어 설치된다.

상기 금형은 크게 상, 하부금형(30, 40)으로 이루어진다.

상기 하부금형(40)은 상기 하부다이(20)의 상면에 고정되는 금형으로서 상면에는 스킨(1)이 올려진다. 이때 상기 하부금형(40)의 상면은 내장재(2)의 표면 형상에 대응하도록 굴곡지게 형성되어 스킨(1)을 내장재(2)의 표면 전체에 걸쳐 견밀히 밀착시키도록 한다.

상기 하부금형(40)의 내부에는 온수순환유로(42)가 형성된다. 상기 온수순환유로(42)는 소정의 온도를 가지는 온수가 순환하게 되는 데, 이때 온수순환유로(42)를 순환하는 온수의 열원으로 하부금형(40)에 올려져 있는 스킨(1)을 데워주게 되며, 이를 통해 상, 하부금형(30, 40)의 합형 과정에서 내장재(2)와 스킨(1)은 열 압착되며 견고한 접착 효과를 구현할 수 있다.

상기 상부금형(30)은 상기 상부프레스(10)의 하면에 고정되며 상기 상부프레스(10)의 프레싱 동작에 따라 하강 동작을 수행한다. 상기 상부금형(30)에는 스킨(1) 열압착을 위한 내장재(2)가 고정되며, 상기 내장재(2)는 상기 상부금형(30)의 하강 동작에 따라 상기 하부금형(40)에 올려져 있는 스킨(1)을 내장재(2)에 가압 접착시킨다.

상기 상부금형(30)의 내부에는 온수순환유로(32)가 형성된다. 상기 온수순환유로(32)는 소정의 온도를 가지는 온수가 순환하게 되는 데, 이때 온수순환유로(32)를 순환하는 온수의 열원으로 상부금형(30)을 가열시켜 내장재(2)의 스킨(1)을 가압하는 과정에서 열 압착시켜 견고한 접착 효과를 구현할 수 있다.

상기 사이드 밴딩 가압수단(60)은 하부다이(20)의 후방에 배치되며 하부다이(20)에 올려져 있는 스킨(1)의 단부가 내장재(2)의 외곽면에 자동으로 감싸지도록 하여 스킨(1)의 단부를 내장재(2)의 외곽면에 접착시키는 수단이다.

상기 사이드 밴딩 가압수단(60)은 도 3에서와 같이 실린더(62), 상기 실린더(62)의 로드(64)에 결합되며 상기 실린더(62)의 동력으로 레일(70)을 타고 전, 후 왕복 이동하는 슬라이드관(66), 상기 슬라이드관(66)의 구멍(68)에 상, 하 이동 가능하게 끼워지는 가이드봉(72)을 가지며 상기 슬라이더관(66)의 이동으로 전, 후 왕복 이동하는 브라켓(74), 상기 브라켓(74)에 끝단이 결합되고 그 선단은 전술한 스킨(1)의 단부 표면에 접촉된 상태에서 상기 슬라이더관(660의 동작으로 전, 후 이동하며 스킨(1)의 단부를 밀어주는 핑거부(80), 상기 슬라이드관(66)의 양측에 위치하는 가이드측벽(86), 상기 가이드측벽(86)의 상단에 함몰 형성되는 단턱부(88), 상기 브라켓(74)의 양측에 축 결합되며 상기 가이드측벽(86)의 상단에 올려진 상태에서 상기 브라켓(74)의 이동에 따라 상기 가이드측벽(86)을 상단을 지나 상기 가이드측벽(86)의 단턱부(88)에 떨어지며 상기 핑거부(80)가 전방으로 이동하는 과정에서 하강 동작을 수행하도록 유도하는 롤러(90)를 포함한다.

상기 사이드 밴딩 가압수단(60)의 동작은 도 4 내지 도 6에서와 같이 상기 롤러(90)가 단턱부(88)에 떨어지면 상기 브라켓(74)도 함께 하강하여야 하는 데, 이때에는 상기 브라켓(74)에 설치되어 있는 가이드봉(72)이 슬라이더관(66)의 구멍(68)을 타고 하강 동작을 수행함으로서 브라켓(74)의 하강 동작이 가능해지며, 상기 브라켓(74)의 하강 동작을 통해 핑거부(80)는 내장재(2)의 외곽면(202)에 감겨져 있는 스킨(1)의 단부를 눌러 접착시키게 된다.

상기 언더컷 가압수단(200)은 상, 하부금형(30, 40)의 합형으로 스킨(1)이 내장재(2)에 열 압착되는 과정에서 상부금형(30)의 수직적 가압력이 전해지지 않는 내장재(2)의 전면부위 등에 스킨(1)이 압착되지 못하고 남는 부위인 경사진 곳(언더컷(2a))을 따로 가압하여 내장재(2)의 전체면에 걸쳐 스킨(1)이 완벽히 압착될 수 있도록 하는 수단이다.

첨부된 도 7에서 도시하고 있는 바와 같이, 상기 언더컷 가압수단(200)은 하부금형(40)의 전방에 위치하며 상기 하부금형(40)이 올려져 있는 하부다이(20)에 지지되는 캠실린더(210)를 포함하며, 상기 캠실린더(210)의 로드에는 상기 내장재(2)의 전면부위에 형성되어 있는 언더컷(경사면)(2a)에 대응하는 형상을 가진 언더컷 패드가 부착된다.

상기 언더컷 패드(212)는 상부프레스(30)의 프레싱 동작으로 상부금형(30)이 내장재(20)의 상면을 수직으로 가압하는 동안 캠 실린더(210)의 구동에 따라 내장재(2)의 전면부위에 형성되어 있는 언더컷(2a)쪽에 위치하고 있는 스킨(1)을 별도로 가압하여 상부금형(30)의 수직압력이 전해지지 않는 부위인 내장재(2)의 언더컷(2a)에 스킨(1)이 접착될 수 있도록 가압한다.

상기 언더컷 패드(212)의 내부에도 전술한 상, 하부금형(30, 40)과 같이 온수순환유로(214)를 형성하여, 스킨(1)을 내장재(2)에 열 압착하도록 함이 바람직하다.

상기 상부금형(30)에는 내장재(2)를 고정하기 위한 내장재 고정수단(300)이 구비되고, 상기 하부금형(40)에는 스킨(1)을 고정하기 위한 스킨 고정수단(400)이 구비된다.

상기 내장재 고정수단(300) 및 스킨 고정수단(400)은 내장재(2)에 스킨(1)을 열 압착하기 전, 상기 내장재(2)를 상부금형(30)에 고정하고, 또한 상기 스킨(1)을 하부금형(40)에 고정시킬 목적으로 제공된다.

상기 내장재 고정수단(300)은 도 8에서와 같이 진공으로 내장재를 상부금형의 표면에 흡착시키는 진공파이프(310)일 수 있다. 상기 진공파이프(310)는 상부금형(30)을 관통하며 그 입구에는 충격완화를 위한 주름관 형태의 플랙시블관(312)이 설치된다.

상기 진공파이프(310)는 적어도 하나 이상, 본 발명에서는 4개의 진공파이프(310)를 상부금형(30)에 설치하여 외부의 진공펌프(미 도시 함)의 구동으로 공기를 흡입하는 과정에서 상부금형(30)에 접촉하고 있는 내장재(2)를 흡착시켜 흔들림을 방지시킨다.

상기 내장재 고정수단(300)은 도 9에서와 같이 실린더(320), 상기 실린더(320)의 구동으로 왕복 이동하는 클램프(322), 상기 클램프(322)가 걸려지기 위한 후크(324)로 구성할 수 있다. 상기 실린더(320)는 상부금형(30)에 공간을 확보한 후, 상기 공간에 설치하도록 하고, 상기 후크(324)는 내장재(2)를 성형할 때, 그 내면에 성형되도록 하여, 내장재(2)가 상부금형(30)에 접촉하고 나면 상기 실린더(320)가 구동하여 클램프(322)를 전진시켜 상기 클램프(322)를 후크(324)에 걸어주는 방식으로 내장재(2)를 상부금형(30)에 고정시키게 된다.

상기 스킨 고정수단(400)은 도 10에서와 같이 적어도 하나 이상의 승강핀410), 상기 승강핀(410)이 통과할 수 있도록 스킨(1)에 형성되는 구멍(412)일 수 있다.

상기 승강핀(410)은 상기 하부금형(40)의 상단 외곽면을 따라 적어도 하나 이상, 본 발명에서는 4개 이상 설치하도록 하고, 상기 스킨(1)에 형성되는 구멍(412) 역시 상기 승강 핀(410)의 위치 및 개수에 맞게 형성하여 스킨(1)을 하부금형(40)에 올려놓고 나면 상기 승강핀(410)은 실린더(414)의 동력로 승강하며 상기 스킨(1)의 구멍(2)을 관통하며 스킨(1)을 흔들림없이 고정시킨다. 이때 승강핀(410)은 상부금형(30)과의 간섭을 방지하기 위해 상, 하부금형(30, 40)의 합형시에는 실린더(414)의 구동으로 하강하며 스킨(1)의 구멍(2)에서 빠져나와 초기상태로 복귀하게 된다.

상기 스킨 고정수단(400)은 도 11에서와 같이 적어도 하나 이상의 고정핀(420), 상기 고정핀(420)이 삽입되기 위해 스킨(1)에 형성된 홈(422)일 수 있다.

상기 고정핀(420)은 상기 하부금형(40)의 외곽면을 따라 적어도 하나 이상, 본 발명에서는 4개 이상 설치하도록 하고, 상기 스킨(1)에 형성되는 홈(422) 역시 상기 고정핀(420)의 위치 및 개수에 맞게 4개를 형성하여 스킨(1)이 하부금형(40)에 올려지고 나면 상기 고정핀(420)이 상기 스킨(1)의 홈(422)에 각각 삽입되며 스킨(1)을 흔들림없이 고정시키게 된다.

상기 하부금형(40)의 표면에는 도 12에서와 같이 적어도 하나 이상의 에어홀(430)이 더 관통 형성된다. 상기 에어홀(430)은 외부의 진공펌프와 연결 구성되어, 상기 하부금형(40)에 스킨(1)이 올려지고 나면 진공펌프의 구동으로 에어를 흡입하여 스킨(1)을 하부금형(40)의 표면에 일차적으로 흡착시켜 스킨(1)의 전체면이 겹치지 않고 하부금형(40) 전체면에 밀착될 수 있도록 유도한다.

상기 히팅수단(100)은 상기 상, 하부 금형(30, 40) 사이로 히터를 진입시켜 상, 하부 금형(30, 40)에 조립되어 있는 내장재(2) 및 스킨(1)을 예열시켜 내장재(2)에 도포되어 있는 접착제를 활성화시키고, 또한 스킨(1)을 부드럽고 유연하게 만들어 스킨(1)이 내장재(2)에 견밀히 압착될 수 있도록 한다.

상기 히팅수단(100)은 상기 상, 하부금형(30, 40)의 후방에 배치된 상태에서 작동시 앞쪽으로 인출 동작하며 상, 하부금형(30, 40)의 사이 공간으로 진입하게 된다.

첨부된 도 13은 도 1에서 도시하고 있는 히팅수단을 발췌하여 도시한 도면이고, 도 14는 도 13의 측면도이며, 도 15는 도 13의 평면도이고, 도 16은 도 13의 히팅수단의 동작상태도이다.

도 13 내지 도 16에서와 같이 상기 히팅수단(100)은 지지프레임(110), 상기 지지프레임(110)의 상면에 올려지며 상기 지지프레임(110)에 고정되어 있는 지지레일(112), 상기 지지레일(112)에 설치되는 LM가이드레일(114), 상기 LM가이드레일(14)을 타고 이동하는 LM가이드(116)와 연결프레임(118)으로 연결되며 구동부(130)의 동력으로 상기 LM가이드레일(116)을 타고 전, 후 왕복 이동하는 왕복대(120), 상기 왕복대(120)의 상면 및 하면에 각각 일정간격 떨어진 상태로 지지되며 상기 왕복대(120)의 이동 동작으로 전, 후 이동하며 상기 상, 하부 금형(30, 40)의 사이로 진입하여 내장재(2) 및 스킨(1)을 가열하는 상, 하부히터(122, 124)를 포함하여 구성한다.

상기 구동부(130)는 상기 왕복대(120)를 전, 후 방향으로 왕복 이동시키는 수단이다. 상기 구동부(130)는 상기 왕복대(120)에 지지되어 지는 모터(132), 상기 모터(132)와 동력전달수단으로 연결되는 피니언(138), 상기 피니언(138)에 치합되며 상기 지지레일(112)에 고정되어 지는 랙기어(140)로 구성한다. 상기 동력전달수단은 모터(132)의 축에 결합되는 구동풀리(133), 상기 구동풀리(133)와 벨트(135)로 연결되는 피동풀리(134), 상기 피동풀리(134)에 축 결합 되며 상기 피니언(138)을 지지하는 샤프트(136)로 구성하여, 모터(132)의 동력이 피니언(138)으로 전해지도록 한다.

상기 구동부(130)는 모터(132)의 구동으로 피니언(138)이 회전하면 상기 피니언(138)은 상기 랙기어(140)를 타고 회전 이동하게 되는 데, 이때 상기 모터(132)가 지지되어 있는 왕복대(120)는 LM가이드레일(114) 및 LM가이드(116)를 통해 전, 후방으로 이동 동작을 수행하게 된다.

상기한 히팅수단(100)은 상, 하부금형(30, 40)이 합형하여 내장재(2) 및 스킨(1)을 열 압착하기 전, 상기 상, 하부금형(30, 40)으로 상, 하부히터(122, 124)를 진입시켜 내장재(2) 및 스킨(1)을 일정온도로 예열시키게 된다.

이하, 본 발명에 따른 자동차 내장재의 스킨 열 압착 금형장치의 동작을 기술하기로 한다.

자동차 내장재의 스킨(10)을 접착 성형하는 과정은 스킨 및 내장재 고정단계, 예열단계, 열 압착단계, 언더컷 압착 단계 및 사이드 압착 단계로 이루어진다.

스킨 및 내장재 고정단계(S1)는 자동차 내장재의 스킨 열 압착 금형장치의 상부금형(30)에 내장재(2)를 고정하고, 하부금형(40)에는 스킨(1)를 올려 고정하도록 한다. 이때 상부금형(30)에 고정되어 지는 내장재(2)의 표면에는 접착제가 도포되어 진다.

이때 하부금형(40)에 올려지는 스킨(1)은 하부금형(40)에 설치되어 있는 스킨 고정수단(400)에 의해 흔들림없이 정위치에서 고정되고, 또한 상부금형(30)에 고정되어 지는 내장재(2) 역시 상부금형(30)에 설치되어 있는 내장재 고정수단(300)에 의해 흔들림없이 정위치에서 고정된다.

상기 예열단계(S2)는 상기 내장재(2) 및 스킨(1)이 접착되어 있는 상, 하부금형(30, 40)의 사이로 히팅수단(100)을 진입시켜 상기 내장재(2) 및 스킨(1)을 예열시키는 단계이다.

즉, 구동부(130)인 모터(132)로 전원이 인가되면 피니언(138)이 회전하며 랙기어(140)를 타고 회전 이동하게 되고, 이에 따라 상기 모터(132)가 지지되어 있는 왕복대(120)는 LM가이드레일(116) 및 LM가이드(118)를 통해 지지레일(114)을 타고 전방으로 이동하며 왕복대(120)의 상, 하면에 장착되어 있는 상, 하부히터(122, 124)를 상, 하부금형(30, 40) 사이로 진입시켜 상부금형(30)의 내장재 아래에는 상부히터(122)를 위치시키고, 하부금형(40)의 시트(1) 위쪽에는 하부히터(124)를 위치시킨다. 이어서 상기 상, 하부히터(122, 124)로 전원을 인가하여 발열시켜 내장재(2) 및 스킨(1)을 예열하게 된다.

상기 열 압착단계(S3)는 예열단계(S2)를 거쳐 내장재(2)의 접착제 그리고 스킨(1)이 일정온도로 데워지고 나면 상부프레스(10)의 구동으로 상, 하부금형(30, 40)을 합형시켜 내장재(2)에 스킨(1)을 열압착시키게 된다.

이때 상, 하부금형(30, 40)의 합형이 진행되는 동안 상기 상, 하부금형(30, 40)의 내부에 형성되어 있는 온순순환유로(32, 42)로 온수를 순환시켜 스킨(1)과 내장재(2)를 일정온도로 가열시킨 상태에서 압착이 이루어지도록 하는 데, 이러한 열압착 공정을 통해 스킨(1)을 내장재(2)에 견밀히 압착시킬 수 있다.

상기 언더컷 압착 단계는 전 단계인 열 압착단계에서 상, 하부금형(30, 40)의 합형으로 상부금형(30)의 수직적 압력이 전해지지 않는 내장재(2)의 전면부위인 언더컷에 스킨(1)을 압착시키는 단계이다. 즉, 상, 하부금형(30, 40)의 합형됨과 동시에 언더컷 가압수단(200)인 캠실린더(210)가 구동하며 언더컷 패드(212)를 내장재(2)의 전면부위인 언더컷으로 진입시키게 되고, 이 과정에서 내장재(2)의 언더컷쪽에 위치하고 있는 스킨(1)을 가압하여 상부금형(30)의 수직압력이 전해지지 않는 부위인 내장재(2)의 언더컷에 스킨이 가압 접착시키게 된다.

상기 사이드 밴드 압착 단계는 스킨(1)이 내장재(2)의 표면에 열 압착되고 나면 상기 스킨(1)의 단부를 상기 내장재(2)의 외곽면으로 감싸지도록 하여 완제품의 내장재(2)를 제작하는 단계이다.

즉, 실린더(62)가 구동하며 슬라이드관(66)을 전진 이동시키면 슬라이더관(66)의 상단에 가이드봉(62)으로 연결되어 있는 브라켓(74)은 전진하며 핑거부(80)를 전진 이동시키게 되며, 이 과정에서 상기 핑거부(80)는 스킨(1)의 단부를 전방으로 밀어 상기 스킨(1)의 단부가 내장재(2)의 외곽면을 일차적으로 감싸주도록 유도하며, 이어서 상기 브라켓(74)에 축 결합되어 있는 롤러(90)는 슬라이드관(66)의 양측에 마련되어 있는 가이드측벽(86)의 상단을 타고 이동하는 과정에서 상기 가이드측벽(86)의 상단에 함몰 형성되어 있는 단턱부(88)로 떨어지게 되고, 이 과정에서 상기 롤러(90)와 축결합되어 있는 브라켓(74)은 상기 롤러(90)와 함께 단턱부(88)의 함몰 깊이만큼 하강 동작을 수행하게 되고, 이를 통해 브라켓(74)에 결합되어 있는 핑거부(80)는 스킨(1)의 단부를 밀어 상기 스킨(1)이 내장재(2)의 외곽면을 감싸도록 한 상태로 눌러줘 스킨(1)의 단부를 내장재(2)의 외곽면에 자동 접착시켜 완제품의 내장재(200)를 제작하게 된다.

10: 상부프레스 20: 하부다이
30: 상부금형 40: 하부금형
60: 사이드 밴딩 가압수단 62: 실린더
66: 슬라이더관 80: 핑거부
90: 롤러 100: 히팅수단
110: 지지프레임 112: 지지레일
114: LM가이드레일 116: LM가이드
120: 왕복대 122: 상부히터
124: 하부히터 130: 구동부
132: 모터 138: 피니언
140: 랙기어 200: 언더컷 가압수단
210: 캠실린더 212: 언더컷 패드

Claims

자동차 내장재 스킨 열 압착 금형장치에 있어서,
하부다이(20);
상기 하부다이(20)의 외곽을 따라 수직으로 세워지는 가이드포스트(14);
상기 가이드포스트(14)에 설치되며 실린더(12)의 동력으로 상, 하 이동하는 상부프레스(10);
상기 하부다이(20)에 고정 설치되며 상면에는 스킨이 올려진 상태로 고정되는 하부금형(40);
상기 하부금형(40)에 설치되며 상기 스킨(1)을 상기 하부금형(40)에 고정시키는 스킨 고정수단(400);
상기 상부프레스(10)에 고정되며 하면에는 내장재(2)가 설치된 상태에서 상기 상부프레스(10)의 구동으로 상기 하부금형(40)과 합형하여 상기 스킨(1)을 내장재에 열 압착시키는 상부금형(30);
상기 상부금형에 설치되며 상기 내장재(2)를 상기 상부금형(30)에 고정시키는 내장재 고정수단(300);
상기 하부금형(40)의 후방에 설치되며 상기 상, 하부금형(30, 40)의 합형에 따라 내장재(2)에 열 압착된 상기 스킨(1)의 단부를 가압하여 상기 스킨(1)의 단부를 상기 내장재(2)의 외곽면에 자동 접착시키는 사이드 밴딩 가압수단(60);
상기 하부다이(20)에 지지된 상태에서 상기 상 ,하부금형(30, 40)의 전방에 위치하는 캠실린더(210);
상기 캠실린더(210)의 로드에 설치되며 상기 내장재(2)의 전면부위의 언더컷에 대응하는 형상을 가지며 상기 내장재(2)의 언더컷(2a)에 스킨(1)을 압착시키는 언더컷 패드(212)로 구성한 언더컷 가압수단(200);
상기 하부다이(20)의 후방에 배치되는 지지프레임(110);
상기 지지프레임(110)의 상면에 올려지며 상기 지지프레임(110)에 고정되어 있는 지지레일(112);
상기 지지레일(112)에 설치되는 LM가이드레일(114);
상기 LM가이드레일(114)을 타고 이동하는 LM가이드(116)와 연결프레임(118)으로 연결되며 구동부(130)의 동력으로 상기 LM가이드레일(114)을 타고 전, 후 왕복 이동하는 왕복대(120);
상기 왕복대(120)에 지지되어 지는 모터(132);
상기 모터(132)와 동력전달수단으로 연결되는 피니언(138);
상기 피니언(138)에 치합되며 상기 지지레일(112)에 고정되어 지는 랙기어(140)로 구성하여 상기 왕복대를 상기 LM가이드레일(114) 및 LM가이드(116)를 통해 전, 후방으로 이동 동작시키는 구동부(130);
상기 왕복대(120)의 상면 및 하면에 각각 일정간격 떨어진 상태로 지지되며 상기 왕복대(120)의 이동 동작으로 전, 후 이동하며 상기 상부 금형 및 상기 하부 금형(30, 40)의 사이로 진입한 상태에서 상기 상부금형(30)에 고정되어 있는 내장재(2)와, 상기 하부금형(40)에 고정되어 있는 스킨을 각각 가열하는 상, 하부히터(122, 124)로 구성한 히팅수단(100)을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 자동차 내장재 스킨 열압착 금형장치.
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