KR101273350B1 - 부트 씰의 제조방법 및 위 제조방법에 의해 제조되는 부트 씰과 부트 씰의 제조를 위한 성형 코어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 구동축(drive shaft)에 사용되는 등속 조인트(Constant Velocity Universal Joint)를 외부 이물질로부터 보호하기 위한 용도로 사용되는 부트 씰의 제조방법 및 제조금형과 위 제조방법에 의해 제조되는 부트 씰에 관한 것이다.
본 발명은 동속 조인트와 접하는 개구부 및 기밀부재와 축부가 관통하는 연결 주름관 및 관통부를 일괄성형할 수 있도록 한 부트 씰 제조방법과 위 제조방법에 의해 제조되는 부트 씰을 제공하고자 한다.
본 발명은 부트 씰의 제조에 이용되는 성형 코어의 제조공정, 성형 코어가 개재된 인젝션 금형에 용융수지를 주입하기 위한 인젝션 공정, 연결 주름관을 형성하기 위한 1차 블로우 공정, 부트 씰을 성형 코어로부터 이탈시켜 주기 위한 2차 블로우 공정, 성형이 완료된 부트 씰의 취출 공정 등으로 구성되는 것이다.
본 발명은 개구부 및 기밀부재와 연결 주름관 및 관통부가 일괄성형되는 부트 씰의 제조가 가능하도록 한 것으로, 부트 씰의 생산성을 향상하고 생산원가를 절감할 수 있으며, 본 발명에 의해 제조된 부트 씰은 기밀유지가 매우 우수하다.

Description

부트 씰의 제조방법 및 위 제조방법에 의해 제조되는 부트 씰과 부트 씰의 제조를 위한 성형 코어{boot seal manufacture method and boot seal}

부트 씰의 제조방법 및 제조방법에 의해 제조되는 부트 씰과 부트 씰의 제조를 위한 성형 코어에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 자동차의 구동축(drive shaft)에 사용되는 등속 조인트(Constant Velocity Universal Joint)를 외부 이물질로부터 보호하기 위한 용도로 사용되는 부트 씰과 부트 씰의 성형을 위한 성형 코어를 제공하기 위한 것이다.

자동차의 구동축(drive shaft)이나 추진축(propeller shaft) 등에 사용되는 등속 조인트는 기어 하우징 내부에 윤활제인 그리스를 주입하고, 기어 하우징의 전측 개방부에 부트 씰을 장착하여 외부의 이물질이나 물이 하우징 내부로 침입하는 것을 방지하고 있다.

도 1 내지 도 2에 부트 씰(5)의 실시예 및 사용상태도가 도시되는데, 도시된 바와 같이 등속 조인트용 부트 씰은 그 일측에 등속 조인트(1)의 하우징(2)이 삽입되는 대구경의 개구부(6)와 구동축(3)이 통과하는 소구경의 관통부(8)로 구성하며, 개구부(6)와 관통부(8)를 탄성 주름관(7)으로 연결함으로써 등속 조인트(1)의 기어 하우징(2)과 구동축(4) 간에 발생하는 각도변화가 주름관(7)에 의해 수용되도록 한 것이다.

근래에는 기어 하우징(2)의 표면에 등간격을 이루는 오목홈을 형성함으로써 경량화를 구현하고 부트 씰의 결합성을 증대시킨 트라이포드 조인트(Tripod Joint)가 널리 사용되고 있으며, 그에 따라서 부트 씰(5) 또한 개구부(6)에 기어 하우징(2)의 오목홈에 대응하는 돌출부(6a)를 형성하여 생산하고 있다.(도 3 참조)

종래의 등속 조인트(트라이포드 조인트)용 부트 씰을 제조하기 위해서 블로우(blow) 사출을 이용하여 개구부와 연결 주름관 및 관통부를 일체로 성형하여 벨로우즈 형태의 몸체를 제조하고, 등속 조인트의 오목홈에 대응하는 돌출부가 형성되는 기밀부재를 별도로 성형한 다음 기밀부재를 몸체의 개구부에 접착하였다.

상기와 같은 부트 씰의 제조방법은 몸체와 기밀부재를 별도의 공정으로 제조하여 이들을 결합(접착)하므로 시설과 생산에 투자되는 비용이 비쌀 뿐만 아니라 몸체와 기밀 부재의 기밀한 접착이 이루어지지 않을 경우에는 사용과정에서 기어 하우징 내의 윤활제가 외부로 유출되거나 외부의 물기나 이물질이 기어 하우징 내로 유입된다는 등의 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래 방법에 의한 부트 씰의 제조에 따른 제반 문제점을 일소하기 위해 창출한 것으로서, 기왕에 이루어지는 블로우 사출에 의한 제조공정의 대부분을 그대로 인용하면서 기밀부재와 몸체를 일괄성형할 수 있도록 한 부트 씰 제조방법을 제안함으로써 부트 씰 제조에 따른 생산비용을 절감할 수 있도록 함과 아울러 제조되는 부트 씰의 제품성능(기밀성)을 향상시킬 수 있도록 함에 기술적 과제의 주안점을 두고 완성한 부트 씰 제조방법을 제공한다.

본 발명의 다른 목적은 기밀부재와 몸체를 일체로 성형하기 위한 성형 코어를 제공하고자 함에 있으며, 본 발명의 또 다른 목적은 위와 같은 제조방법에 의해 제조된 일괄성형 타입의 부트 씰을 제공하고자 함에 있다.

상기한 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명은 관통부 및 연결 주름관을 성형하기 위한 제1 코어부와 개구부 및 기밀부재를 성형하기 위한 제2 코어부를 단일체로 구성하는 성형 코어의 제조공정, 성형 코어가 개재된 인젝션 금형에 용융수지를 주입하는 인젝션 공정, 제1 코어부와 제2 코어부의 경계지점에서 공기를 분사하여 제2 코어부 외연의 용융수지가 확장되면서 성형 금형에 밀착되어 연결 주름관이 성형되도록 함과 아울러 용융수지를 냉각시키는 1차 블로우 공정, 제2 코어부에 공기를 분사하여 냉각된 용융수지를 부풀려 성형된 기밀부재가 제2 코어부에서 이탈되도록 하는 2차 블로우 공정, 성형된 부트 씰을 취출하여 관통부의 선단을 절단하는 커팅 공정 등으로 구성되어짐을 기술적 특징으로 하는 것이다.

본 발명에서 제시하는 부트 씰 제조방법 및 제조금형은 단일의 장비를 이용하여 기밀부재와 몸체가 일괄성형되는 트라이포드 등속 조인트용 부트 씰을 제조할 수 있도록 한 것으로, 전처리 가공이나 별도의 후가공 없이 기밀부재와 개구부가 일체로 구성되는 부트 씰의 제조가 가능하여 부트 씰의 생산성을 향상할 수 있으며, 부트 씰의 제조에 따른 생산설비를 최소화하고 제조작업에 소요되는 인력을 최소화함으로써 부트 씰의 생산비용을 절감할 수 있는 등의 효과가 있다.

또한, 본 발명의 제조방법 및 제조금형에 의해 구현된 부트 씰은 일괄성형에 의해 기밀부재와 몸체가 일체를 이룸으로써 등속 조인트에 적용하였을 시에 기밀유지가 우수하여 윤활제의 유출이나 외부 이물질의 유입되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 부트 씰의 실시예를 도시한 사시도.
도 2는 부트 씰과 등속 조인트의 결합상태를 도시한 참고도.
도 3은 트라이포드 등속 조인트에 적용되는 종래 부트 씰을 도시한 참고도.
도 4는 본 발명에서 제시하는 부트 씰 제조방법의 공정도.
도 5 [A],[B],[C],[D],[E]는 본 발명에 따른 각 공정을 설명하기 위한 참고도.
도 6 [A],[B]는 본 발명에 의해 제조된 부트 씰의 일실시예를 도시한 참고 단면도.
도 7은 본 발명의 부트 씰 제조방법에 사용되는 성형 코어의 사시도.
도 8은 본 발명에서 제시하는 성형 코어의 내부 구조를 도시한 단면도.
도 9 [A],[B]는 본 발명에 따른 성형 코어의 공기 공급구조를 설명하기 위한 참고 단면도.

도 1에 본 발명에서 제시하는 부트 씰 제조방법의 공정도가 도시되는데, 도시된 바와 같이 본 발명은 부트 씰의 제조에 이용되는 성형 코어의 제조공정, 용융수지를 공급하기 위한 인젝션 공정, 연결 주름관을 형성하기 위한 1차 블로우 공정, 부트 씰을 성형 코어로부터 이탈시켜 주기 위한 2차 블로우 공정, 성형이 완료된 부트 씰의 취출 및 커팅 공정 등으로 구성되어짐을 알 수 있다.

도 2에 본 발명에 따른 각 공정을 설명하기 위한 참고도가 도시되는바, 예시되는 도면과 함께 각 공정의 바람직한 실시를 설명하기로 한다.

제1 공정 - 본 공정은 부트 씰의 제조에 사용되는 성형 코어(20)를 구하기 위한 공정으로서, 관통부와 연결 주름관을 성형하기 위한 제1 코어부(21)와 개구부와 기밀부재를 성형하기 위한 제2 코어부(22)를 결합하여 단일체의 성형 코어(20)를 구성하고, 제1 코어부(21)와 제2 코어부(22)의 경계지점에 외주연을 일주하는 제1 분사공(23)을 형성하여 제1 코어부(21) 방향으로 공기를 분사시켜 줄 수 있도록 하며, 제2 코어부(22)에 제2 분사공(24)을 형성하여 제2 코어부(22)에 공기를 분사시켜 줄 수 있도록 성형 코어(20)를 제조한다.

제2 공정 - 본 공정은 용융수지를 공급하기 위한 공정으로서, 1단계 공정으로 제조한 성형 코어(20)를 상,하부 주입틀(31,32)로 구성되는 인젝션 금형(30) 사이에 개재하고, 제1 코어부(21) 및 제2 코어부(22)와 인젝션 금형(30)의 상,하부 주입틀(31,32)의 주입홈(33,34) 사이에 마련되는 공간부에 용융수지를 주입하고, 용융수지를 공간부에 충진시킨 상태에서 인젝션 금형(30)의 적의의 위치에 설치되는 냉각수단(미도시됨)을 이용해 용융수지를 냉각하여 가경화시킨 다음 성형 코어(20)를 배출한다. 이때, 용융수지에 대한 가경화의 정도는 성형 코어(20)에 도포된 용융수지의 흘러내림이 발생하지 않을 정도(용융수지의 도포 형태가 변화하지 않을 정도)의 범위에서 이루어지도록 한다.

한편, 연결 주름관을 성형하기 위한 제1 코어부(21)의 영역과 인젝션 금형(30) 사이에는 쐐기 형상이 복수로 반복되는 다소 넓은 공간부를 확보하여 연결 주름관의 성형을 위한 충분한 양의 수지가 요철 형태로 도포될 수 있도록 하며, 용융수지의 충진량과 도포 형태 등은 등속 조인트의 형태와 부트 씰의 설계사양에 따라서 임의로 결정된다.

제3 공정 - 본 공정은 연결 주름관을 성형함과 아울러 성형 코어(20)에 도포된 용융수지를 냉각하기 위한 1차 블로우 공정으로서, 외연에 용융수지가 소정 형상으로 도포된 성형 코어(20)를 상,하부 성형틀(41,42)로 구성되는 성형 금형(40) 사이에 개재하고, 성형 코어(20)의 제1 코어부(21)와 제2 코어부(22)의 경계지점에 마련된 제1 분사공(23)을 통해 제1 코어부(21) 방향으로 공기를 분사하여 제1 코어부(21) 외연에 도포된 용융수지가 확장되면서 성형 금형(40)의 상,하부 성형틀(41,42)에 마련된 확장 성형홈(43,44)에 밀착되어 연결 주름관이 형성되도록 하며, 성형이 완료되면 성형 금형(40)의 적의위치에 구비되는 냉각수단(미도시됨)을 이용해 용융수지를 냉각시킨 다음 성형 코어(20)를 배출한다. 이때, 제2 코어부(22)에 충진된 용융수지와 제1 코어부(21)의 선단부에 충진된 용융수지는 그 표면이 상,하부 성형틀(41,42)의 폐쇄 성형홈(45,46)에 밀착되도록 한다.

상기 1차 블로우 공정에서 제1 분사공(23)은 제1 코어부(21) 방향으로 공기를 분사하고 제2 코어부(22)에 충진된 용융수지는 폐쇄 성형홈(45)에 의해 폐쇄되므로 제2 코어부(22)에 의해 성형되는 개구부(11)와 기밀부재(11a)를 성형하는 용융수지는 그 형상을 유지하면서 제1 코어부(21) 표면에 도포된 용융수지가 공기압에 의해 확장되어 연결 주름관(12)이 성형되는 것이다.

제4 공정 - 본 공정은 성형이 완료된 부트 씰(10)을 성형 코어로부터 취출하기 위한 공정으로서, 성형 금형(40)을 분리한 상태에서 제2 코어부(22) 후단부에 마련되는 제2 분사공(24)을 통해 강한 압력의 공기를 분사하여 냉각된 개구부(11)가 부풀어 성형된 기밀부재(11a)가 제2 코어부(22)에서 이탈되도록 한 다음 실린더 장치 또는 기구적으로 동작하는 로더 등과 같은 취출수단을 이용하여 부트 씰(10)을 성형 코어로부터 취출하고, 별도의 절단수단을 이용하여 부트 씰의 관통부 선단을 절단하여 부트 씰(10)의 성형을 마무리한다.

이상과 같은 각각의 공정을 통해 몸체에 개구부(11)와 기밀부재(11a)가 일괄성형되는 부트 씰(10)을 제조할 수 있었던 바, 위 제조되는 부트 씰(10)은 기밀부재(11a)가 개구부(11)에 일체로 성형되므로 기밀성을 우수하게 유지할 수 있으며, 별도의 장비에 의한 전처리나 후처리 가공없이 단일의 장비에 의한 제조가 가능하여 저렴한 비용에 의한 양산이 가능하다.

도 7에 본 발명의 제조방법에 사용되는 성형 코어(20)의 바람직한 실시예가 도시되는데, 도시된 바와 같이 부트 씰(10)의 관통부(13) 및 연결 주름관(12)을 성형하기 위한 제1 코어부(21)와 부트 씰(10)의 개구부(11)와 기밀부재(12a)를 성형하기 위한 제2 코어부(22)를 결합하여 성형 코어(20)를 구성한 것임을 알 수 있다.

상기 제1 코어부(21)와 제2 코어부(22)의 경계지점에 외주연을 일주하는 제1 분사공(23)을 형성하여 성형 공기 공급관(25)과 연결되는 복수의 연결통로(26)를 통해 블로우 성형용 공기를 공급받도록 하고,(도 9 [A] 참조) 제2 코어부(22)의 후방에 제2 분사공(24)을 형성하여 취출 공기 공급관(27)과 연결되는 복수의 연결통로(28)를 통해 취출용 공기를 공급받도록 구성한다.(도 9 [B] 참조)

상기 제1 코어부(22)에는 복수의 오목홈(22a)을 형성하여 오목홈(22a)에 충진되는 용융수지로서 부트 씰(10)의 개구부(11) 내측에 기밀부재(11a)를 성형할 수 있도록 하는데, 상기 오목홈(22a)은 부트 씰이 적용되는 등속 조인트의 기어 하우징의 형태에 따라 달리지는 것으로 그 수량이나 형태를 특정할 수는 없다.

10: 부트 씰 11: 개구부
11a: 기밀부재 12: 연결 주름관
13: 관통부 20: 성형 코어
21: 제1 코어부 22: 제2 코어부
30: 인젝션 금형 40: 성형 금형

Claims (3)

1. 관통부와 주름관을 성형하기 위한 제1 코어부와 개구부와 기밀부재를 성형하기 위한 제2 코어부를 결합하여 단일체의 성형 코어를 구성하고, 제1 코어부와 제2 코어부의 경계지점에 외주연을 일주하는 제1 분사공을 형성하여 제1 코어부 방향으로 공기를 분사시켜 줄 수 있도록 하며, 제2 코어부에 제2 분사공을 형성하여 제2 코어부에 공기를 분사시켜 줄 수 있도록 성형 코어를 제조하는 성형 코어의 제조공정;
   제1,2 코어부로 구성된 성형토어를 상,하부 주입틀로 구성되는 인젝션 금형 사이에 개재하고, 제1 코어부 및 제2 코어부와 인젝션 금형 사이에 마련되는 공간부에 용융수지를 주입하는 인젝션 공정;
   외연에 용융수지가 도포된 성형 코어를 상,하부 성형틀로 구성되는 성형 금형 사이에 개재하고, 제1 코어부와 제2 코어부의 경계지점에서 제1 코어부 방향으로 공기를 분사하여 제1 코어부 외연의 용융수지가 확장되면서 성형 금형에 형성된 성형홈에 밀착되어 연결 주름관이 형성되도록 함과 아울러 전체 용융수지를 냉각시키는 1차 블로우 공정;
   제2 코어부에 공기를 분사하여 냉각된 용융수지를 부풀려 성형된 기밀부재가 제2 코어부에서 이탈되도록 하는 2차 블로우 공정;
   성형된 부트 씰을 취출하여 관통부의 선단을 절단하는 커팅 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 등속 조인트용 부트 씰의 제조방법.
2. 제1항의 제조방법에 의해 제조된 것으로;
   일체로 성형된 개구부(11)와 기밀부재(11a)의 선단에 블로우 성형에 의한 연결 주름관(12)과 관통부(13)가 일괄성형된 것을 특징으로 하는 등속 조인트용 부트 씰.
3. 관통부와 연결 주름관의 성형을 위한 제1 코어부(21), 개구부와 기밀부재를 성형하기 위한 제2 코어부(22)를 결합하여 단일체의 성형 코어(20)를 구성하고;
   상기 제1 코어부(21)와 제2 코어부(22)의 경계지점에 외주연을 일주하는 제1 분사공(23)을 형성하여 성형 공기 공급관(25)과 연결되는 복수의 연결통로(26)를 통해 블로우 성형용 공기를 공급받도록 하고, 제2 코어부(22)의 후방에 제2 분사공(24)을 형성하여 취출 공기 공급관(27)과 연결되는 복수의 연결통로(28)를 통해 취출용 공기를 공급받도록 구성한 것을 특징으로 하는 부트 씰 제조용 성형 코어.
   

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