KR100210953B1 - 계기지침 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 계기지침 및 그 제조방법에 관한 것으로서 지침을 수지재에 의해 형성하는 동시에 지침의 추부로서 금속분말을 혼입하여 중량화한 수지재를 이용하고, 이 추부를 지침본체와 일체로 형성하는 것으로, 지침을 금형성형할 때에 금속분말을 혼입한 수지재를 지침성형공정의 중으로 일체성형함에 따라 추부로의 금속분말의 혼입량에 의해 지침의 양호한 밸런스를 얻는 것이 가능하고, 지침의 설계를 용이하게 하고, 지침의 추부를 구비한 조립품의 제조를 간단하게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

계기지침 및 그 제조방법

제1도는 본 발명이 되는 계기지침구조의 한 실시예를 표시한 단면도.

제2도는 제1도의 실시예에 있어서 계기지침의 상평면도.

제3도는 제1도의 실시예에 있어서 계기지침의 하평면도.

제4도는 본 발명이 되는 계기지침 구조의 제2의 실시예를 도시한 단면도.

제5도는 본 발명이 되는 계기지침 구조의 제3의 실시예를 도시한 단면도.

제6도는 본 발명이 되는 계기지침의 제조방법을 실시한 회전테이블식 성형장치의 주요부 평면도.

제7도는 본 발명이 되는 계기지침의 제조공정의 한 실시예를 도시한 제1공정 금형의 주요부 단면도.

제8도는 본 발명이 되는 계기지침의 제조공정의 한 실시예를 도시한 제2공정의 금형의 주요부 단면도.

제9도는 본 발명이 되는 계기지침의 제조공정의 한 실시예를 도시한 제3공정의 금형의 주요부 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,9,14 : 지침 2,17 : 지침본체

3 : 지시선부재 4,12,18 : 축베어링

5,10,15 : 지시부 6,16 : 기본부

7,13,19 : 추부 8 : 가이드

11 : 지침캡

본 발명은 계기 가동부에 따라서 움직이는 회전축에 장착되고, 지표를 설치한 문자판 눈금과 대응하여 측정량을 회동지시하는 밸런스추를 갖는 계기지침구조, 특히 밸런스 추를 일체성형에 의해 구비한 계기지침구조 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 측정량을 지시계기에 지시한 것으로는, 교차코일형계기와 가동코일형계기와 같은 전압, 전류계구조의 전기자기식 계기가 이용되고, 그 계기 가동부에서 돌출하는 회전축과 기어를 개재하여 연결 회전축 선단에 거의 직교하여 지침을 고착하고, 문자판 눈금과의 대비판독으로 측정량을 확인하는 회동지침 구조가 채용되고 있다. 그런데 이러한 지시계기에 있어서는, 관찰자가 보기 쉽게 계기를 소정각도로 기울여 배치하고, 또는 그 표시면을 직각으로 배치하여 정시할 수 있도록 배치되는 것이 통상이고, 그 배치각도로 회동하는 지침은, 그 회동지시 위치에 중력의 영향을 받게 된다. 이와같은 계기는 항상 입력량에 따른 회동토크와 되돌림 용수철에 의한 균형위치로 지시하는 구성 또는, 자계의 합성벡터 방향의 마그네트 회동에 의한 정합 위치로 지시하는 구성이 채택되기 때문에, 지침이 그 회동 중심에 대하여 언밸런스이고, 그 중심이 어긋나면 중력에 의한 영향으로 그 균형 위치 또는 정합위치가 어긋나게 되고 측정량에 따른 요구하는 정확한 회동지시가 얻어지지 않는 문제가 발생한다.

따라서 종래에는 지침의 밸런스를 갖고, 지침의 회동중심에 그 중심을 위치시켜야 하고, 또는 계기하중부와 지침의 종합적 중심위치가 그 회동중심이 되야하고, 밸런스 추가 장착된 구조가 채용되어 왔다. 예를들면 일본실공평 2-49, 592호와 같은 지침캡내에 금속제의 추를 장착고정하고, 지침지시부의 신장부분의 무게와의 언밸런스를 조정한 것과 일본특개평 2-272, 321호와 같이 나사와 금속판등의 질량 조정부재를 지침에 설치한 것, 또는 일본실개소 10-143, 366호와 같이, 지시계기의 가동부의 밸런스를 조정하기 위한 미동조정추로서 열가소성 합성수지내에 비자성 금속 분말을 혼입한 것이 제안되고 있다.

그렇지만 상기 종래방법에는 지침본체와는 별개의 독립된 추부재를 지침 완성후 조립공정에서 장착하지 않으면 안되고, 조립공정수가 증가하는 동시에, 추부재의 지침으로의 장착고정에는 용착과 압입등이 이용되기 때문에 장착 위치의 어긋남이 발생하기 쉽고 완성후의 지침밸런스도 정확해지지 않는 문제가 있다. 또 추의 장착후에 나사등으로 그 질량조정을 하는 경우에도 역시 지침의 지도를 관찰하면서 증감조정이라는 번거로운 작업을 보강해야 하고, 계기의 완성작업에 수고를 요구하고 있다. 또 지침계기의 가동부의 밸런스 조정추로서 합성수지내에 비금속 분말을 혼입하는 구성으로 하는 것은, 그 추자체 무게의 미세한 조정은 가능하지만, 역시 가동부로의 장착작업이 번거롭게 된다.

본 발명은 지침본체의 제조공정에 있어서, 금속분말을 혼입한 수지재를 지침의 추부로서 일체성형함에 따라 지침본체와는 별개로 사용되는 추를 조립공정으로 장착 고정한 작업을 폐지하고, 부품조립 오차에 의한 지침밸런스의 어긋남을 최소한으로 할 수 있는 계기지침구조와 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명의 계기지침구조는 지침을 수지재에 의해 구성하고, 지침의 추부에 금속분말을 혼입하여, 중량화한 수지재로 하고, 이 추부를 지침본체와 일체로 성형 구성하는 것을 특징으로 하고, 그 제조방법으로서 지침을 금형성형할 때에 금속분말을 혼입한 수지재를 지침성형공정중에 일체 성형하는 것을 특징으로 한다.

또 지침을 지시부 및 이 지시부의 기본부를 덮는지침캡에 의해 구성하는 동시에, 이 지침캡에 수지재에 금속분말을 혼입한 추부를 일체성형에 의해 형성하고, 이 추부를 갖는 지침캡과 지시부에 의해 지침을 구성한것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 의한 계기지침구조 및 그 제조방법에 의하면, 지침의 성형공정중에 지침의 밸런스와 추부를 지침과 일체로 내장할 수 있고, 추부에 상당하는 수지재로의 금속분말의 혼입량 즉 함유율에 따라 그 지침형상과 최종적으로 조립된 계기 가동부의 일체적인 밸런스에 따라 조정할 수 있고, 또는 지침전체를 금속분말 혼입수지재로 성형하는 경우는, 지침밸런스가 잡히도록 추부로서의 기능을 갖는 부분으로서 그 크기용적을 조정하여 설계할 수 있다. 제1도 내지 제3도는 본 발명이 되는 계기지침구조의 한실시예를 표시한 것으로, 지침(1)은 합성수지재 예를들면 폴리카보네이트를 이용한 흑색계의 지침본체(2)의 상면에 백색계의 지시선부재(3)를 갖고, 도시하지 않은 계기본체에서 돌출한 회전축에 압입한 압입구멍을 갖는 축베어링자리(4)를 하나로 형성하고, 계기의 문자판 눈금을 지시한 지시부(5)와 지침(1)의 캡에 상당하는 기본부(6)를 갖고 구성되어 있다. 지침(1)의 기본부(6)에는 그 내측에, 지침(1)의 회전 중심이 되는 축베어링부(4)에 대해서, 지시부(5)와의 밸런스를 갖기 때문에 그 반대측에 추부(7)를 일체(다색) 성형에 의해 형성하고 있고, 이 추부(7)는 수지재 예를들면 폴리프로필렌에 금속 예를들면 아연의 분말을 혼입하여 중량화한 것을 가이드(8)에 의해 탈락하지 않도록 일체화하고 있다.

상기 추부(7)는 폴리프로필렌을 가열용융하여, 파레트형으로 한 중앙에 아연의 미세분말을 혼입하여 성형함에 따라 얻을 수 있지만, 아연분말의 혼입량(함유율)은 지침(1)의 전체로서의 중심이 회전중심에 위치하도록 조정한다. 또 아연분말의 혼입량 조정은 지침(1)의 밸런스를 갖기 위한 중심의 조정에 있기 때문에, 지침(1)에 대한 추부(7)의 장착위치와 그 크기, 형상에 따라 자유롭게 설정할 수 있다.

제4도는 본 발명이 되는 계기지침의 제2의 실시예를 표시한 단면도이다. 상기 제1의 실시예에는 지침캡에 상당하는 기본부(6)를 포함하여 지시부(5)와 함께 일체의 동일수지로 성형한 것이지만, 본실시예의 경우 발광지침을 얻기 위한 구조를 표시하고 있다. 지침(9)은 아크릴등의 투광성 투명수지재로 이루어진 지시부(10)를 갖고, 이 지시부(10)는 도시하지 않은 계기 본체측에서의 조명광을 그 기단부분에서 입광하고, 그 빛을 반사면에 의해 선단측으로 도광하여 발광하도록 되어 있다. 또 이 지시부(10)는 그 기단부분을 불투광성의 지침캡(11)으로 덮는 구성을 갖고, 이 지침캡(11)에는 계기본체에서의 회전축에 압입하는 축베어링(12)를 아래쪽으로 늘어뜨려 형성하고, 지시부(10)는 이 축베어링자리(12)를 관통하여 위치 결정되도록 되어 있다. 지침캡(11)에는 그 뒤쪽내부에 추부(13)를 일체(다색) 성형에 의해 형성하고 있고, 추부(13)는 상기 제1실시예와 같이 그 중앙에 금속분말을 혼입한 수지재로 이루어지고, 지시부(10)와의 중량밸런스를 갖도록 그 크기와 혼입량을 조정하고 있다.

본 실시예에 있어서 지시부(10)는 추부(13)를 일체성형에 의해 형성한 지침캡(11)과는 별도로 독립한 부품으로서 형성하고, 각각을 조립장착하는 구성으로서도 좋고, 또는 제1의 실시예와 같이 지시부(10)도 지침캡(11)과 같은 금형성형공정에 의해 일체(다색) 성형하도록 해도 좋고, 이경우 지시부(10)의 형상은 그 도광효율의 관계에서 어느정도 그 형상이 결정되기 때문에, 지침캡(11)측에서 지시부(10)의 형상에 맞는 일체(다색) 성형구조로 하면 좋다.

제5도는 본 발명이 되는 계기지침구조의 제3의 실시예를 도시한 것으로, 상기 제1 및 제2의 실시예에는 금속분말을 혼입한 수지재에서의 성형부를 추부(7)(13)만으로 하고, 이것을 특정의 형상크기로서 지침본체측과의 일체(다색)성형으로 형성한 것이지만, 본 실시예에서는 지침전체를 금속분말을 혼입한 수지재로 형성하고, 그 추부상당개소에 지시부와의 중량밸런스가 이루어지는 중량부분을 형성한 것이다. 즉 지침(14)은 그 전체가 동일재료로 형성된 것으로, 그 수지재중에 금속분말을 혼입하여 성형한 것이다. 지침(14)은 지시부(15) 및 기본부(16)를 갖고 지침본체(17)를 구성하고 있지만, 지시부(15)측의 중량모멘트에 대해서, 축베어링부(18) 부분 즉, 회전중심에서 뒤쪽의 중량모멘트가 균형이 되도록 추부(19)의 크기를 조정하여 형성한 것이다. 이에 따라 추부(19)를 별도형상으로 성형할 필요없이 1회의 성형으로 일체형성할 수 있고, 특히 지침(14) 전체의 중량이 커지는 것으로 밸런스의 미세한 조정이 간편해진다. 또 지침본체의 중량을 적게 하기 위해서는 금속분말의 혼입량을 지침(14)의 선단측과 후방측으로 달리하고 회전중심에 대해 추부(19) 부분의 혼입량을 크게하는 구성으로 하면 좋고, 특히 지시부(15)가 긴 경우에도 추부(19)를 부자연스럽게 크게 하는 일없이 균형을 맞출 수 있다. 이것은 금형내의 게이트를 지침선단측과 후방측으로 2개소 설치하고, 금속분말 혼입량이 다른 수지 페이스트를 사출하여 일체화하는 것으로 가능해 진다.

다음에 본 발명의 계기지침의 제조방법에 대해서 설명한다. 제6도는 본발명의 대표적 제조방법을 실시하는 제조장치의 주요부이고, 제1도 내지 제3도에 표시한 계기지침을 형성하는 경우의 실시예이다. 제6도에 있어서 회전테이블(20)은 a에서 d의 회전사이클로 간헐적으로 회전하고, 각 a에서 d의 공정으로 계기지침이 형성된다.

회전테이블(20)의 사방에는 하측금형으로서의 코아(21)가 설치되고, 각 a,b,c의 공정으로 순서가 다른 상측금형으로서의 캐비티로 사출성형이 행해지고, d의 공정으로 지침(1)이 완성되어 반출된다. a,b,c의 각 공정에는 도시하지 않은 호퍼로 용융된 수지재가 탕도를 통해서 금형내에 사출되고, 각공정에서 성형되고 냉각되어 다음공정에 회전테이블(20)의 회전으로 이행한다. 제7도 내지 제9도에는 a에서 c의 각 공정에 있어서 성형상태를 금형단면으로 설명하고 있다. 우선 a공정에 있어서는 코어(21)와 캐비티(22)로 형성되는 사출공간(25)은 제1도에 표시한 계기지침의 추부(7)를 성형하는 형상으로 구성된다. 즉 회전테이블(20) 위의 코아(21)와 합쳐지도록 캐비티(22)의 형상은 제7도에 표시한 바와같이 되고 성형공간(25)에는 도시하지 않은 게이트에서, 아연의 금속분말을 혼입한 폴리프로필렌의 용융수지재가 사출되고, 추부(7)가 형성된다. 추부(7)의 성형냉각에 의해 회전테이블(20)이 회전하고, b공정으로 이동하면 b공정에서의 코어(21)에는 제8도에 도시한 바와같이 추부(7)가 성형고화 상태에서 잔류하고, b공정에서는 지침본체(2)를 형성하는 형상의 캐비티(23)가 맞추어진다. 제8도와 같이 코아(21)와 캐비티(23)와의 사출공간(26)은 추부(7)를 일체적으로 성형한 지침본체(2)의 형상을 이루고, 도시하지 않은 게이트에서 흑색계의 폴리카보네이트의 용융수지재가 사출된다.

이에 따라 지침(1)에 있어서 추부(7)를 일체(다색) 성형한 지침본체(2)가 b공정으로 형성되고, 냉각고화한 상태로 다음공정 c에 회전이송된다. 또 b공정에 지침본체(2)가 형성된 과정에는 a공정에 있어서 상기와 같은 추부(7)의 성형작업이 실행되고 있고, 회전테이블(20) 위의 4개의 코어(21)가 순차적으로 a공정에서 d공정의 사이클로 이송되는 다음공정으로 같은 성형이 행해진다.

다음에 c공정에서 제1도에 표시한 지침(1)의 지시선 부재(3)를 형성하는 것이 되지만, c공정에 있어서 코어(21)에는 제9도에 표시한 바와같이 추부(7)와 지침본체(2)가 일체성형으로 형성된 상태로 이송되고 있고, 캐비티(24)와의 사출공간(27)은 지침본체(2)의 상면에 배치된 지시선부재(3)의 형상을 이루도록 구성된다. 이 사출공간(27)내에 도시하지 않은 게이트에서 백색계의 용융수지재가 사출되고, 지침본체(2)와의 일체성형이 행해진다. 이 경우 그 결합을 보다 강고히 하기 위해서는 지침본체(2)에 관통구멍을 설치하고, 이 구멍에 지시선부재(3)의 수지재를 흘려 넣어 성형하는 것으로 가능해진다.

이렇게 성형된 지침(1)은 회전테이블(20)의 회전에 의해 d공정으로 이송되고, 코어(21)에서 빼내는 것으로 제조공정이 완료된다. 이에따라 제1도의 지침(1)이 완성되지만, 금속분말을 혼입한 수지재의 추부(7)가 지침(1)의 성형공정으로 일체로 성형되기 때문에, 미리 각부재의 재료와 형상이 설계되면, 그 중량모멘트를 산출할 수 있기 때문에 그에 맞는 지침(1)의 밸런스를 얻기 위한 추부(7)의 중량 즉 혼입한 금속분말의 함유량을 적절히 산출설정함에 따라, 지침(1)의 중심을 그 회전중심에 위치시킨 밸런스를 맞출 수 있고, 종래와 같이 수지제 지침과는 별도의 금속추를 조립하는 번거로운 작업이 불필요해지고, 생산성을 향상시킬 수 있다.

이상의 제조공정은 제1도에서 제3도에 표시한 지침(1)에 대해서 서술한 것이지만, 제4도 또는 제5도에 표시한 지침(9)(14)에 대해서도 기본적으로 같은 성형공정으로 작성할 수 있고, 지침의 형상과 사용재료를 초기설계할 때에, 그 중량 모멘트를 산출하여 그 지침에 합치한 형상의 추부를 설치하는 경우에 그 추부의 중량과 그에 따른 회전중심 뒤쪽의 모멘트를 계산함에 따라 그 결정한 금속분말 혼입량을 갖는 추부를 일체성형으로 생산할 수 있기 때문에, 안정된 대량생산이 가능해 진다.

이상과 같이 본 발명이 되는 계기지침구조에 의하면 지침의 초기 설계시에 결정한 중량밸런스에서의 지침본체와 추부의 회전중심에 대한 모멘트를 조정하도록 추부를 형성하는 금속분말 혼입수지재로의 분말함유량을 조정하는 것으로, 지침 본체 성형공정으로 추부를 일체로 형성할 수 있고, 종래와 같이 금속제 추를 별도로 작성하여 지침의 조립공정으로 장착했던 번거로운 작업을 폐지할 수 있다.

또 지침의 성형공정으로 추부를 일체형성할 수 있기 때문에 종래의 별도의 추를 지침에 조립하는 구조의 조립오차에 의한 지침밸런스의 어긋남도 없어지고, 지침의 밸런스 설계까지 결정하면, 성형정밀도만으로 안정된 지침의 생산이 가능해진다.

또 지침만의 밸런스의 조정뿐만 아니라, 계기가동부에 일정한 경향의 언밸런스 요인이 있는 경우에도, 이 가동부에 고착된 지침을 포함한 결합밸런스를 갖는 것으로, 지시특성을 안정화시킬 수 있기 때문에, 이러한 일정한 경향의 언밸런스를 상기 조건으로서 지침의 추부로의 금속분말혼입량을 조정하는 설계도 가능해지고, 지시계기 전체로서의 지시 특성을 정확한 것으로 하기 위해 매우 우수한 계기지침구조와 그 제조방법을 제공할 수 있다.

Claims (7)

1. 계기가동부에 따라서 움직이는 회전축에 장착되고, 지표를 설치한 문자판 눈금과 대응하여 측정량을 회동지시하는 계기지침에 있어서, 수지제 지침본체를 구성하는 지시부에 대해서 지침의 회동중심의 반대부분에 상당하는 기본부에, 이 기본부와의 일체성형에 의해 수지재에 금속분말을 혼입한 추부를 설치한 것을 특징으로 하는 계기지침.
2. 계기가동부에 따라서 움직이는 회전축에 장착되고, 지표를 설치한 문자판 눈금과 대응하여 측정량을 회동지시하는 계기지침에 있어서, 지침전체를 금속분말을 혼입한 수지재에 의해 형성하는 동시에, 지침의 중심이 지침회동 중심에 위치하도록 상기 혼입하는 금속분말의 함유율을 지침의 전후 또는 좌우에 다르게 한 것을 특징으로 하는 계기지침.
3. 계기가동부에 따라서 움직이는 회전축에 장착되고, 지표를 설치한 문자판 눈금과 대응하여 측정량을 회동지시하는 계기지침에 있어서, 지침을 지시부 및 이 지시부의 기본부를 덮는 수지재 지침캡에 의해 구성하는 동시에 상기 지침캡에 수지재에 금속분말을 혼입한 추부를 일체성형에 의해 형성한 것을 특징으로 하는 계기지침.
4. 계기가동부에 따라서 움직이는 회전축에 장착되고, 지표를 설치한 문자판 눈금과 대응하여 측정량을 회동지시하는 계기지침에 있어서, 지침을 지시부 및 이 지시부의 기본부를 덮는 지침캡에 의해 구성하는 동시에, 상기 지침캡을 금속분말을 혼입한 수지재에 의해 형성하고, 지침의 중심이 지침회동 중심에 위치하도록 상기 혼입한 금속분말의 함유율을 지침캡의 전후 또는 좌우에 다르게 한 것을 특징으로 하는 계기지침.
5. 상하형의 캐비티와 코어로 이루어진 성형금형에 의해 계기지침을 수지성형하는 제조방법에 있어서, 코어와 제1의 캐비티에 의해 수지의 추부에 상당하는 성형공간을 형성하고, 여기에 금속분말을 혼입한 수지재를 사출하는 공정과, 코어에 잔류하는 상기 추부를 포함하여 지침의 지시부에 상당하는 성형 공간을 형성하는 제2의 캐비티에 의해, 상기 추부를 일체로 성형해야 하는 수지재를 사출하는 공정으로 이루어진 계기지침의 제조방법.
6. 상하형 캐비티와 코어로 이루어진 성형금속에 의해 계기지침을 수지성형하는 제조방법에 있어서, 지침을 지시부 및 이 지시부의 기본부를 덮는 지침캡에 의해 구성하는 동시에, 코어와 제1의 캐비티에 의해 지침의 추부에 상당하는 성형공간을 형성하고, 여기에 금속분말을 혼입한 수지재를 사출하는 공정과, 코어에 잔류하는 상기 추부를 포함하여 상기 지침캡에 상당하는 성형공간을 형성하는 제2의 캡에 의해 상기 추부를 일체로 성형해야하는 수지재를 사출하는 공정과 상기 성형공정에 의해 얻어진 지침캡에 지시부를 고착하는 공정으로 이루어진 계기지침의 제조방법.
7. 제1의 상하 금형에 의해 지침의 본체부 또는 추부의 어느쪽에 상당하는 제1의 성형공간을 형성하고, 본체부에는 수지재를, 추부에는 금속분말을 혼입한 수지재를 사출하여 냉각하는 제1의 공정과 제2의 상하금형에 의해 상기 제1의 공정에 의해 성형한 본체부 또는 추부를 포함하여 다른 한쪽에 상당하는 성형공간을 형성하고, 다른 한쪽에 대응하는 수지재 또는 금속분말을 혼입한 수지재를 사출하여 냉각하는 제2의 공정에 의해, 금속분말을 혼입한 수지재로 이루어진 추부 및 수지재로 이루어진 본체부를 일체성형한 것을 특징으로 하는 계기지침의 제조방법.