KR101453461B1 - 커넥터를 갖춘 다분기 파이프 일체 사출 방법 및 이를 이용한 플라스틱 파워트레인 커넥터 배관라인 - Google Patents

Abstract

본 발명의 커넥터를 갖춘 플라스틱 파워트레인 배관라인(100)은 직선구간(2)과 곡선구간(3), 분기 구간(4), 연결 부품 구간(5), 적어도 1개 이상의 연결부(5-1,5-2) 및 커넥터 형성부(5-3)가 일체로 형성된 중공 파이프타입의 플라스틱 메인 튜브(200)와, 커넥터 형성부(5-3)를 이용해 플라스틱 메인 튜브(200)와 서로 연결되는 메일 커넥터를 갖춘 플라스틱 서브 튜브(300)로 구성되고, 플라스틱 메인 튜브(200)와 플라스틱 서브 튜브(300)가 용융상태의 플라스틱 수지를 워터 인젝션(Water Injection Technology)으로 성형하여 제조됨으로써, 스틸 재질 파워트레인 배관 라인에서 발생되던 작업의 어려움과 비능률적인 생산성이 모두 해소될 수 있고, 스틸 재질 파워트레인 배관 라인 대비 30%이상의 경량화로 차량 연비 향상도 이루어질 수 있으며, 특히 서로 끼워지는 피메일 커넥터(100-1)와 메일 커넥터(300-1)를 이용하여 플라스틱 메인 튜브(200)와 플라스틱 서브 튜브(300)가 간단히 조립되는 특징을 갖는다.

Description

커넥터를 갖춘 다분기 파이프 일체 사출 방법 및 이를 이용한 플라스틱 파워트레인 커넥터 배관라인{Multi Branches and Connector Pipe One Body Injection Method and Plastic Powertrain Mult Branches Connector Pipe Line thereof}

본 발명은 차량의 파워트레인에 적용되는 커넥터를 갖춘 파이프에 관한 것으로, 특히 다수 주변 부품을 갖추고 상대 부품이 연결될 수 있는 커넥터를 갖춘 중공의 다분기 파이프가 플라스틱 재질로 이루어지고, 플라스틱 수지가 워터 인젝션(Water Injection Technology)으로 일체로 사출될 수 있는 플라스틱 파워트레인 커넥터 배관라인에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 냉각계통이나 제동계통 및 파워트레인 계통에는 유체 (냉각수, 엔진오일, 변속기오일)흐름을 위한 다수 배관 라인이 설계된다.

특히, 배관라인은 자동차 전장과 전폭을 따라 길게 이어짐으로써 하나의 배관라인이더라도 다수의 구간으로 분할될 수밖에 없다. 그러므로, 일정한 길이의 배관라인은 소정 길이를 갖는 다수의 구간으로 분할 제조한 후 별도의 연결부재로 분할된 부위를 서로 연결해줌으로써 하나의 배관라인으로 완성된다.

이와 같이 연결부재로 분할된 다수 구간을 서로 연결해 하나의 배관 라인을 이루는 예로서, 파워트레인 배관라인이 있다.

통상, 파워트레인 배관 라인은 스틸재질 중공 파이프로 제조되지만 플라스틱 재질로 제조될 수 있으면, 이 경우 전술된 스틸 재질의 여러 단점들이 모두 해소될 수 있고, 이에 더해 차량 중량 저감에 의한 차량 연비도 개선될 수 있다.

그러나, 코어나 슬라이드를 사용하는 블로우 성형이 플라스틱 재질 파워트레인 배관 라인의 성형에 적용될 경우, 파워트레인 배관 라인이 요구하는 중공 파이프타입이면서 다수 분기와 다수 연결부위를 갖는 특수한 요구들을 충족할 수 없다.

이는, 플라스틱 수지는 열전달계수가 낮으므로 열전도에 불리하여 냉각 및 고화시키는 데에 오랜 시간이 걸리고, 특히 플라스틱 수지의 냉각과정에서 수반되는 부피수축은 사출금형의 캐비티와 정확히 동일한 성형품을 얻는 것이 어려움에 기인된다.

반면, 블로우 성형에 비해 유체 인젝션(Fluid Injection Technology)은 플라스틱 수지를 이용하면서도 블로우 성형이 갖는 단점을 모두 해소할 수 있다. 상기와 같은 유체 인젝션(Fluid Injection Technology)의 예로, 가스 인젝션(Gas Injection Technology)과 워터 인젝션(Water Injection Technology)이 있다.

특히, 워터 인젝션(Water Injection Technology)은 물이 비압축성 유체라는 점에서 가스 인젝션(Gas Injection Technology)보다 제어가 용이하며, 보다 정밀한 형태의 사출성형품을 제조할 수 있다.

국내특허공개 10-2009-0040638(2009년04월27일)

상기 특허문헌은 워터 인젝션(Water Injection Technology)을 이용해 자동차 부품을 제조하는 기술의 예를 나타낸다.

그러므로, 상기 특허문헌과 같은 워터 인젝션(Water Injection Technology)을 이용해 플라스틱 파워트레인 배관 라인이 제조될 경우, 스틸 재질 중공 파이프를 이용한 파워트레인 배관 라인의 제조 방식과 달라질 수밖에 없다.

일례로, 파워트레인 배관 라인의 제조가 스틸 파이프 방식으로 제조되면, 중공 파이프 길이가 다수 구간으로 구분된 후 각각의 구간에 맞춰 일정 길이의 스틸 파이프를 제조한 다음, 각각의 스틸 파이프를 관단 성형하여 모양을 만들어 준 후 용접과 함께 배관의 분기와 녹발생 방지용 도금을 거침으로써 완성된다.

이에 더해, 스틸 파워트레인 배관 라인은 또 다른 배관 라인이 연결되려면, 다수의 연결부와 상대부품을 고무호스와 클램프로 연결해주는 작업도 필요하게 된다. 이로 인해 파워트레인 배관 라인에는 고무호스와 클램프의 수량도 많이 요구될 뿐만 아니라 체결 작업도 용이하지 않은 불편이 있을 수밖에 없다.

또한, 파워트레인 배관 라인이 스틸 파이프로 제조됨으로써 연결부에 수행된 용접 공정은 높은 누유 또는 누수 위험성으로 인해 치명적인 결함으로 발전될 수 있고, 상대적으로 많은 수량의 부품으로 인해 제품의 제조 및 생산에도 많은 불편이 발생되면서 제조 단가가 상승될 수밖에 없다.

반면, 플라스틱 수지로 워터 인젝션(Water Injection Technology)을 이용한 파워트레인 배관 라인 제조 방식은 스틸 파워트레인 배관 라인의 제조 방식에 의한 단점과 불편이 모두 해소될 수 있다.

하지만, 워터 인젝션(Water Injection Technology)은 제품 성형 시 매우 짧은 시간 동안 용융수지와 물이 내부로 유입됨으로써 금형 캐비티의 설계가 중요할 수밖에 없고, 특히 중공 파이프타입이면서 다수 분기와 다수 연결부위로 인해 특수한 요구 충족이 필요한 플라스틱 파워트레인 배관 라인에서는 무엇보다 중요할 수밖에 없다.

특히, 또 다른 배관 라인이 연결되는 파워트레인 배관 라인의 구조상 커넥터가 워터 인젝션(Water Injection Technology)으로 용이하게 성형될 수 있어야 함도 중요할 수밖에 없다.

이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 플라스틱 수지가 워터 인젝션(Water Injection Technology)에 의해 일체로 사출됨으로써 다수 주변 부품을 갖추고 상대 부품 연결을 위한 커넥터도 함께 갖춘 중공의 다분기 파이프가 플라스틱 재질로 이루어지고, 특히 플라스틱 재질로 파워트레인 배관 라인이 제조되는 거넥터를 갖춘 다분기 파이프 일체 사출 방법 및 이를 이용한 파워트레인 배관라인을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다분기 커넥터 파이프 일체 사출 방법은 직선구간, 곡선구간, 분기 구간, 연결 부품 구간이 연속적으로 이어진 일체형상의 캐비티(Cavity)가 가공된 워터 인젝션 금형과, 플라스틱 용융 수지를 주입하는 러너 게이트(Runner Gate)와, 상기 용융수지에 수압을 갖는 물을 분사하는 물 분사 인젝터(Water Injector)와, 상기 용융수지 주입을 제어하는 플럭스 컨트롤러(Flux Controller)가 함께 세팅되는 다분기 파이프 커넥터 성형 장비 세팅 단계;

상기 직선구간과 상기 곡선구간, 상기 분기 구간 및 상기 연결 부품 구간에 대한 상기 용융수지 주입 조건과 상기 물 분사 조건을 설정하고, 적어도 1곳의 위치에 커넥터 형성을 위한 피메일 커넥터 형성부에 대한 상기 용융수지 주입 조건과 상기 물 분사 조건을 설정하는 다분기 커넥터 파이프 성형 조건 설정 단계;

상기 직선구간과 상기 곡선구간, 상기 분기 구간 및 상기 연결 부품 구간에 대한 상기 수압의 크기와 상기 용융수지의 주입용량을 달리하는 워터 인젝션(Water Injection Technology)이 적용되고, 상기 직선구간과 상기 곡선구간, 상기 분기 구간 및 상기 연결 부품 구간의 성형이 연속적으로 이루어질 때, 상기 연결 부품 구간에 적어도 1개 이상의 연결부가 함께 성형되는 워터 인젝션 성형 단계;

상기 직선구간과 상기 곡선구간, 상기 분기 구간, 상기 연결 부품 구간, 상기 연결부가 및 상기 피메일 커넥터 형성부가 일체로 형성된 중공 파이프가 상기 워터 인젝션 금형에서 취출되는 다분기 커넥터 파이프 제조 완료단계;

상기 취출 후, 상기 피메일 커넥터 형성부에 스페이서와 오링 및 핀 스프링을 결합해 피메일 커넥터가 완성되는 다분기 커넥터 파이프 후처리단계; 로 수행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플라스틱 파워트레인 커넥터 배관라인은 직선구간과 곡선구간, 분기 구간, 연결 부품 구간, 적어도 1개 이상의 연결부 및 피메일 커넥터가 일체로 형성된 중공 파이프타입이고, 플라스틱 재질로 이루어진 플라스틱 메인 튜브와;

플라스틱 재질로 이루어진 중공 파이프타입이고, 상기 피메일 커넥터에 끼워지는 메일 커넥터를 형성해 상기 플라스틱 메인 튜브와 연결되는 플라스틱 서브 튜브; 가 포함된 것을 특징으로 한다.

상기 연결부는 중공파이프 형상이거나 한방향으로 개구된 부위를 갖는 형상이고, 상기 플라스틱 서브 튜브는 상기 플라스틱 메인 튜브의 상기 연결부에 삽입되거나 끼워져 연결이 이루어진다.

상기 피메일 커넥터는 상기 메일 커넥터가 끼워진 상태에서 상기 메일 커넥터의 외주면과 접촉에 의한 마찰 고정력을 형성하고, 상기 메일 커넥터의 구속에 의한 위치 구속력을 함께 형성해준다.

상기 마찰 고정력은 상기 피메일 커넥터의 내주면에 끼워진 적어도 1개 이상의 스페이서와 오링이 상기 메일 커넥터의 외주면 둘레를 감싸 형성되고, 상기 위치 구속력은 상기 피메일 커넥터의 내주면을 관통하도록 끼워진 집게 스프링이 상기 메일 커넥터의 외주면과 접촉되어 형성된다.

상기 메일 커넥터의 외주면에는 둘레를 따라 돌출된 고정 리브가 더 형성되고, 상기 고정 리브는 상기 집게 스프링과 접촉되어 상기 위치 구속력을 형성한다.

상기 플라스틱 메인 튜브와 상기 플라스틱 서브 튜브는 용융상태의 플라스틱 수지를 워터 인젝션(Water Injection Technology)으로 성형하여 제조된다.

이러한 본 발명은 워터 인젝션(Water Injection Technology)을 이용한 플라스틱 수지의 일체 사출 성형 방식이 적용됨으로써, 다수 주변 부품과 함께 상대 부품 연결을 위한 커넥터도 갖춘 중공의 파워트레인 배관 라인이 플라스틱 재질로 제조되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 플라스틱 재질로 파워트레인 배관 라인이 제조됨으로써 스틸 재질 파워트레인 배관 라인에서 발생되던 스틸 파이프 절단 및 관단 성형 어려움과, 부품간 용접에 의한 높은 누유 또는 누수 위험성과, 상대부품 연결을 위한 다수의 고무호스와 클램프 사용 및 이로 인한 연결 작업 어려움이 모두 해소되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 플라스틱 재질로 파워트레인 배관 라인이 제조됨으로써 서로 연결되는 구간 구조가 단순화될 수 있고, 특히 녹 방지를 위한 도금 공정이 전혀 요구되지 않는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 플라스틱 재질로 파워트레인 배관 라인이 커넥터도 함께 갖춘 구조로 제조되고, 오링과 스페이서 및 스프링을 커넥터에 끼워주는 간단한 추가 작업만으로 상대 부품과 연결되는 피메일 커넥터로 완성됨으로써, 파워트레인 배관 라인의 조립 작업이 단순히 튜브를 서로 끼워주는 간단한 끼움 작업만으로 완료되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 플라스틱 재질로 파워트레인 배관 라인이 제조됨으로써 스틸 재질 파워트레인 배관 라인 대비 30%이상의 경량화를 달성하고, 이로부터 연비 향상도 이루어지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 커넥터를 갖춘 다분기 파이프 일체 사출 방법의 동작 흐름도이고, 도 2는 본 발명에 따른 다분기 파이프 일체 사출을 위한 금형의 예이며, 도 3은 본 발명에 따른 다분기 파이프 일체 사출 방법이 적용된 워터 인젝션(Water Injection Technology) 사출기의 구성예이고, 도 4는 본 발명에 따른 워터 인젝션(Water Injection Technology)으로 제조된 커넥터를 갖춘 플라스틱 다분기 파이프의 예이며, 도 5는 도 4의 플라스틱 다분기 파이프를 플라스틱 파워트레인 메인 튜브로 제조하기 위한 커넥터의 후처리 상태이고, 도 6은 플라스틱 파워트레인 메인 튜브와 플라스틱 파워트레인 서브 튜브가 커넥터로 조립되어 완성된 본 발명에 따른 자동차의 플라스틱 파워트레인 커넥터 배관라인의 예이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 실시예에 따른 커넥터를 갖춘 다분기 파이프 일체 사출 방법의 동작 흐름을 나타낸다.

S10은 워터 인젝션(Water Injection Technology)용 사출기의 장비를 세팅하는 단계이고, 이는 S21의 커낵터가 구비된 다분기 파이프형상의 캐비티(Cavity)를 가공한 워터 인젝션 금형과 S22의 물 분사 인젝터(Water Injector), S23의 러너 게이트(Runner Gate) 및 S24의 플럭스 컨트롤러(Flux Controller)에 대한 세팅 작업이 이루어진다.

도 2는 워터 인젝션 금형의 예로서, 워터 인젝션 금형(10)에는 사출 성형하고자 하는 형상을 갖춘 중공 파이프 캐비티(1)와 함께 오버플로우 캐비티(7)가 가공되며, 중공 파이프 캐비티(1)로는 다수의 수지라인(11)이 가공되어 중공 파이프 캐비티(1)에 연통된다.

상기 중공 파이프 캐비티(1)는 파워트레인 배관 라인의 예로서, 이로 인해 중공 파이프 캐비티(1)에는 직선구간(2)과, 곡선구간(3), 분기 구간(4) 및 연결 부품 구간(5)이 형성된 다분기 중공 파이프 구조로 이루어지고, 특히 연결 부품 구간(5)으로는 커넥터가 더 형성될 수 있다.

본 실시예에서 워터 인젝션(Water Injection Technology)이 이루어지면, 용융 수지(플라스틱 수지)는 상기 중공 파이프 캐비티(1)로 채워진 후 수압과 흐름 및 수지용량 제어를 통해 중공 파이프 캐비티(1)와 동일한 형상을 갖는 중공 타입 제품으로 제조된다.

이러한 사출 제조 과정에서, 상기 오버플로우 캐비티(7)는 주입된 용융수지 중 오버플로우된 용융수지와 물의 배출을 위한 것으로서, 통상 용융수지와 물을 수거하는 오버플로우 하우징으로 연결된다.

도 3에는 워터 인젝션 사출기의 예로서, 워터 인젝션 사출기에는 중공 파이프 캐비티(1)와 오버플로우 캐비티(7) 및 다수의 수지라인(11)이 가공된 워터 인젝션 금형(10)과, 플라스틱 수지를 용융상태로 중공 파이프 캐비티(1)쪽에 공급하기 위한 원료공급라인(20-1,20-2)과, 중공 파이프 제조를 위한 특정한 수압을 중공 파이프 캐비티(1)로 분사해주는 물 분사 인젝터(30, Water Injector)와, 물 분사에 의한 사출 성형시 닫혀짐으로써 워터 인젝션 금형(10)의 내부 조건을 만들어주는 러너 게이트(40, Runner Gate)와, 물 분사에 의한 사출 성형과정에서 플라스틱 수지를 공급 유량을 조절해주는 플럭스 컨트롤러(50, Flux Controller)가 포함된다.

통상, 워터 인젝션 사출기를 구성하는 워터 인젝션 금형(10)과, 원료공급라인(20-1,20-2), 물 분사 인젝터(30, Water Injector), 러너 게이트(40, Runner Gate) 및 플럭스 컨트롤러(50, Flux Controller)는 통상적인 구성요소이며, 이와 함께 사출 성형된 중공 파이프 제품을 꺼내기 위한 제품 취출 이젝터(도시되어 있지 않음)가 포함된다.

한편, S30은 워터 인젝션(WIT)의 사출 조건이 세팅되는 단계이고, 이는 S41의 사출 원료 용량 및 주입속도 조건과, S42의 물의 분사 수압 조건, S43의 러너 게이트 폐쇄 시기 조건 및 S44의 수압조절을 이용한 물 흐름 조절에 대한 설정 작업이 포함될 수 있다.

이로부터, 제품 성형시 매우 짧은 시간 동안 용융수지와 물이 내부로 유입되더라도 사출시간, 금형온도, 사출압력등의 정밀 제어로 벽두께 조절이 정확하게 이루어질 수 있다. 통상, 이러한 사출 조건은 사출되는 중공 파이프의 형상에 따라 최적으로 설정되므로, 본 실시예에서 특정한 값으로 한정되지 않는다.

이어, S50의 용융상태로 사출 원료 주입과, S60의 물 고압분사와, S70의 러너 게이트 폐쇄가 수행된 후, 다분기 파이프형상의 캐비티(Cavity)를 이용해 다분기 파이프형상이 중공 파이프로 제조된다.

이러한 공정을 도 3을 참조하면, 용융수지 분사 전 오버 플로우(Over Flow)를 막아준 상태에서 원료공급라인(20-1,20-2)과 러너 게이트(40)를 통해 용융수지가 분사되고, 이어 물 분사 인젝터(30)가 열려 특정 압력으로 물을 용융수지 내부로 분사된다. 이를 통해 다분기 파이프형상의 캐비티(Cavity)에서는 중공부가 형성된 다분기 파이프가 성형되며, 다분기 파이프 성형시 오버플로우된 용융수지와 물은 오버플로우 캐비티(7)를 통해 배출되어 오버플로우 하우징으로 유동된다.

특히, 본 실시예에서 다분기 파이프형상의 캐비티(Cavity)에서 중공 다분기 파이프가 성형될 때, S100내지 S500과 같이 커넥터를 갖춘 다분기 파이프의 형상에 따른 각각의 구간부위에 대한 제어가 정밀하게 수행되어진다.

S100은 직선 구간 수압 및 흐름 제어과정으로서, 이를 통해 비압축성 유체인 물의 특성을 이용해 캐비티(Cavity)에 충진된 용융수지로 압력을 전달하면서 다분기 파이프의 형상에서 직선 구간에 대한 두께 제어가 이루어지고, 이러한 과정은 S110과 같이 제어 이상이 발생되는지 여부가 체크됨으로써 이상 시 S800으로 즉시 전환되어 대응조치가 수행된다.

S200은 곡선 구간 수압 및 흐름 제어과정으로서, 이를 통해 비압축성 유체인 물의 특성을 이용해 캐비티(Cavity)에 충진된 용융수지로 압력을 전달하면서 다분기 파이프의 형상에서 곡선 구간에 대한 두께 제어가 이루어지고, 이러한 과정은 S210과 같이 제어 이상이 발생되는지 여부가 체크됨으로써 이상 시 S800으로 즉시 전환되어 대응조치가 수행된다.

S300은 분기 구간 수압 및 흐름 제어과정으로서, 이를 통해 비압축성 유체인 물의 특성을 이용해 캐비티(Cavity)에 충진된 용융수지로 압력을 전달하면서 다분기 파이프의 형상에서 분기 구간에 대한 두께 제어가 이루어지고, 이러한 과정은 S310과 같이 제어 이상이 발생되는지 여부가 체크됨으로써 이상 시 S800으로 즉시 전환되어 대응조치가 수행된다.

S400은 연결부품 구간 수압 및 흐름 제어과정으로서, 이를 통해 비압축성 유체인 물의 특성을 이용해 캐비티(Cavity)에 충진된 용융수지로 압력을 전달하면서 다분기 파이프의 형상에서 연결부품 구간에 대한 두께 제어가 이루어지고, 이러한 과정은 S410과 같이 제어 이상이 발생되는지 여부가 체크됨으로써 이상 시 S800으로 즉시 전환되어 대응조치가 수행된다.

S500은 커넥터 구간 수압 및 흐름 제어과정으로서, 이를 통해 비압축성 유체인 물의 특성을 이용해 캐비티(Cavity)에 충진된 용융수지로 압력을 전달하면서 다분기 파이프의 형상에서 연결부품 구간에 대한 두께 제어가 이루어지고, 이러한 과정은 S510과 같이 제어 이상이 발생되는지 여부가 체크됨으로써 이상 시 S800으로 즉시 전환되어 대응조치가 수행된다.

특히, 상기 커넥터 구간은 커넥터로 기능하기 위해 요구되는 스페이서(Spacer)와 오링(O-Ring) 및 스프링이 단단히 끼워져 안착될 수 있는 단면 구조를 형성한다.

일례로, 커넥터 구간을 이루는 중공의 내주면에 단차를 형성해 줌으로써 스페이서(Spacer)와 오링(O-Ring)이 각각 위치될 수 있고, 커넥터 구간에 중공의 내주면과 연통되는 절개홈을 형성해 줌으로써 집게 스프링이 절개홈으로 끼워져 위치될 수 있다.

본 실시예에서, 상기와 같은 S100내지 S500의 각 구간 성형과정은 도 3에서 플럭스 컨트롤러(50)로 용융수지 흐름을 제어하고 동시에 물 분사 인젝터(30)로 물 분사 수압을 제어하여 이루어지며, 특정한 제어 설정 값은 직선 구간의 두께에 따라 달라질 수 있다.

한편, S600은 S100내지 S500의 과정이 정상적으로 진행되어 사출 공정이 완료된 상태로서, 이를 통해 다분기 파이프형상의 캐비티(Cavity)에서는 특정한 두께와 커넥터를 구비한 중공 다분기 파이프가 성형 완료된 후 워터 인젝션 금형에서 취출된다.

도 4는 본 실시예에 따른 워터 인젝션(Water Injection Technology)으로 제조된 커넥터를 갖춘 플라스틱 다분기 커넥터 파이프의 예를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 다분기 커넥터 파이프는 플라스틱 재질의 플라스틱 다분기 커넥터 파이프(1-1)이고, 플라스틱 다분기 커넥터 파이프(1-1)는 직선구간(2)과 곡선구간(3), 분기 구간(4) 및 연결 부품 구간(5)이 함께 구비된 일체 형상으로 이루어지며, 특히 연결 부품 구간(5)에는 상대 부품을 연결해 이어줄 수 있는 제1 연결부(5-1)나 제2 연결부(5-2)가 직접 형성되고, 커넥터 형성부(5-3)가 직접 형성 될 수 있다.

상기 제1 연결부(5-1)나 상기 제2 연결부(5-2)는 플라스틱 다분기 파이프(1-1)의 성형 시 함께 제조되며, 이를 위해 도 1의 중공 파이프 캐비티(1)는 플라스틱 다분기 파이프(1-1)의 형상 가공과 함께 제1 연결부(5-1)와 제2 연결부(5-2)의 형상 가공되고, 워터 인젝션(Water Injection Technology)시 제1 연결부(5-1)와 제2 연결부(5-2)의 성형을 위한 수압 및 흐름 제어 조건이 설정된다.

본 실시예에서, 상기 제1 연결부(5-1)나 제2 연결부(5-2)는 중공파이프 형상이거나 한방향으로 개구된 부위를 갖는 형상으로 이루어 질 수 있다. 또한, 커넥터 형성부(5-3)는 커넥터로 기능하기 위해 요구되는 스페이서(Spacer)와 오링(O-Ring) 및 집게 스프링이 단단히 끼워져 안착될 수 있는 단면 구조를 구비한다.

한편, S700은 플라스틱 다분기 커넥터 파이프가 후처리됨으로써 커넥터가 상대 부품을 연결할 수 있는 완성된 상태로 제조되는 단계이다. 이를 위해, S710의 이너 스페이서와 S720의 아우터 스페이서, S730의 오링 및 S740의 집게 스프링이 커넥터 형성부에 조립된다.

S750은 커넥터 형성부에 이너 스페이서와 아우터 스페이서 및 오링과 핀 스프링이 모두 조립됨으로써 플라스틱 다분기 커넥터 파이프가 피메일 커넥터를 갖춘 플라스틱 파워트레인 메인 튜브로 완성됨을 나타낸다.

도 5는 본 실시예에 따른 플라스틱 파워트레인 메인 튜브에 구비된 피메일 커넥터(100-1)의 구성을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 피메일 커넥터(100-1)는 커넥터 형성부(5-3)와, 이너 스페이서(100-1a), 아우터 스페이서(100-1b), 오링((100-1c) 및 집게 스프링(100-1d)으로 구성된다.

이를 위해, 이너 스페이서(100-1a)와 아우터 스페이서(100-1b)는 커넥터 형성부(5-3)의 중공 내주면으로 형성된 단차 부위로 각각 끼워지고, 오링((100-1c)은 커넥터 형성부(5-3)의 중공 내주면에서 이너 스페이서(100-1a)와 아우터 스페이서(100-1b)의 사이로 끼워지며, 집게 스프링(100-1d)은 커넥터 형성부(5-3)의 절개홈에 끼워진다.

한편, S760은 플라스틱 파워트레인 배관라인으로 조립되는 단계로서, 이는 플라스틱 파워트레인 메인 튜브에 구비된 피메일 커넥터로 상대 부품을 끼워주는 극히 간단한 작업만으로 이루어진다.

도 6은 본 실시예에 따른 워터 인젝션(Water Injection Technology)으로 제조되어 자동차의 파워트레인에 적용되는 플라스틱 커넥터 배관라인의 구성을 나타낸다.

도 6(가)와 같이, 플라스틱 파워트레인 배관라인(100)은 피메일 커넥터(100-1)가 구비된 플라스틱 메인 튜브(200)와, 이에 연결되도록 메일 커넥터(300-1)를 구비한 플라스틱 서브 튜브(300)로 구성된다.

상기 플라스틱 메인 튜브(200)는 직선구간과 곡선구간 및 분기 구간을 이룬 일체 형상의 1개의 중공 파이프로 이루어지고, 특히 피메일 커넥터(100-1)는 일체로 구비되며, 연결 부품 구간에는 제1 연결부(5-1)나 제2 연결부(5-2)가 함께 구비된다.

상기 플라스틱 서브 튜브(300)는 직선구간과 곡선구간 및 분기 구간을 이룬 일체 형상의 1개의 중공 파이프로 이루어지고, 특히 메일 커넥터(300-1)는 그 외주면으로 환형 형상의 고정 리브(300-1a)를 구비함으로써 고정 리브(300-1a)의 전후위치에서 이중 고정상태가 형성될 수 있다.

도 6(나)와 같이, 플라스틱 메인 튜브(200)와 플라스틱 서브 튜브(300)의 연결 작업은 플라스틱 메인 튜브(200)의 피메일 커넥터(100-1)로 플라스틱 서브 튜브(300)의 메일 커넥터(300-1)를 끼워줌으로써 연결된다.

본 실시예에서 피메일 커넥터(100-1)와 메일 커넥터(300-1)가 서로 조립이 이루어지면, 메일 커넥터(300-1)는 고정 리브(300-1a)를 기준으로 할 때 피메일 커넥터(100-1)의 내부 공간에서 마찰 고정력(Ka)과 위치 구속력(Kb)을 이용한 이중 고정상태가 형성된다.

일례로, 마찰 고정력(Ka)은 고정 리브(300-1a)의 선단부위가 이너 스페이서(100-1a)와 오링((100-1c) 및 아우터 스페이서(100-1b)에 밀착되어 형성되고, 위치 구속력(Kb)은 절개홈에 끼워진 집게 스프링(100-1d)으로 고정 리브(300-1a)가 구속되어 형성된다.

도 6(다)와 같이, 피메일 커넥터(100-1)와 메일 커넥터(300-1)를 이용해 플라스틱 메인 튜브(200)와 플라스틱 서브 튜브(300)가 서로 연결되면, 플라스틱 서브 튜브(300)는 플라스틱 메인 튜브(200)에 구비된 제1 연결부(5-1)나 제2 연결부(5-2)를 이용해 플라스틱 메인 튜브(200)와 함께 일체로 조립되어진다.

그러므로, 서로 조립된 플라스틱 메인 튜브(200)와 플라스틱 서브 튜브(300)로 이루어진 플라스틱 파워트레인 배관라인(100)이 차량의 파워트레인에 설치되어 배관계를 이루게 되면, 파워트레인의 배관계 중량이 스틸 재질에 비해 매우 가벼운 플라스틱 재질로 인해 크게 낮춰짐으로써 결국 차량의 연비 향상도 이루어질 수 있다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 커넥터를 갖춘 플라스틱 파워트레인 배관라인(100)은 직선구간(2)과 곡선구간(3), 분기 구간(4), 연결 부품 구간(5), 적어도 1개 이상의 연결부(5-1,5-2) 및 커넥터 형성부(5-3)가 일체로 형성된 중공 파이프타입의 플라스틱 메인 튜브(200)와, 커넥터 형성부(5-3)를 이용해 플라스틱 메인 튜브(200)와 서로 연결되는 메일 커넥터를 갖춘 플라스틱 서브 튜브(300)로 구성되고, 플라스틱 메인 튜브(200)와 플라스틱 서브 튜브(300)가 용융상태의 플라스틱 수지를 워터 인젝션(Water Injection Technology)으로 성형하여 제조됨으로써, 스틸 재질 파워트레인 배관 라인에서 발생되던 작업의 어려움과 비능률적인 생산성이 모두 해소될 수 있고, 스틸 재질 파워트레인 배관 라인 대비 30%이상의 경량화로 차량 연비 향상도 이루어질 수 있으며, 특히 서로 끼워지는 피메일 커넥터(100-1)와 메일 커넥터(300-1)를 이용하여 플라스틱 메인 튜브(200)와 플라스틱 서브 튜브(300)가 간단히 조립될 수 있다.

1 : 중공 파이프 캐비티 1-1 : 플라스틱 다분기 커넥터 파이프
2 : 직선구간
3 : 곡선구간 4 : 분기 구간
5 : 연결 부품 구간 5-1 : 제1 연결부
5-2 : 제2 연결부 5-3 : 커넥터 형성부
7 : 오버플로우 캐비티
10 : 워터 인젝션 금형 11 : 수지라인
20-1,20-2 : 원료공급라인 30 : 물 분사 인젝터(Water Injector)
40 : 러너 게이트(Runner Gate)
50 : 플럭스 컨트롤러(Flux Controller)
100 : 플라스틱 파워트레인 배관 라인
100-1 : 피메일 커넥터 100-1a : 이너 스페이서
100-1b : 아우터 스페이서 100-1c : 오링
100-1d : 집게 스프링
200 : 플라스틱 메인 튜브 300 : 플라스틱 서브 튜브
300-1 : 메일 커넥터 300-1a : 고정 리브

Claims (9)

1. 직선구간, 곡선구간, 분기 구간, 연결 부품 구간이 연속적으로 이어진 일체형상의 캐비티(Cavity)가 가공된 워터 인젝션 금형과, 플라스틱 용융 수지를 주입하는 러너 게이트(Runner Gate)와, 상기 용융수지에 수압을 갖는 물을 분사하는 물 분사 인젝터(Water Injector)와, 상기 용융수지 주입을 제어하는 플럭스 컨트롤러(Flux Controller)가 함께 세팅되는 다분기 파이프 커넥터 성형 장비 세팅 단계;
   상기 직선구간과 상기 곡선구간, 상기 분기 구간 및 상기 연결 부품 구간에 대한 상기 용융수지 주입 조건과 상기 물 분사 조건을 설정하고, 적어도 1곳의 위치에 커넥터 형성을 위한 피메일 커넥터 형성부에 대한 상기 용융수지 주입 조건과 상기 물 분사 조건을 설정하는 다분기 커넥터 파이프 성형 조건 설정 단계;
   상기 직선구간과 상기 곡선구간, 상기 분기 구간 및 상기 연결 부품 구간에 대한 상기 수압의 크기와 상기 용융수지의 주입용량을 달리하는 워터 인젝션(Water Injection Technology)이 적용되고, 상기 직선구간과 상기 곡선구간, 상기 분기 구간 및 상기 연결 부품 구간의 성형이 연속적으로 이루어질 때, 상기 연결 부품 구간에 적어도 1개 이상의 연결부가 함께 성형되는 워터 인젝션 성형 단계;
   상기 직선구간과 상기 곡선구간, 상기 분기 구간, 상기 연결 부품 구간, 상기 연결부가 및 상기 피메일 커넥터 형성부가 일체로 형성된 중공 파이프가 상기 워터 인젝션 금형에서 취출되는 다분기 커넥터 파이프 제조 완료단계;
   상기 취출 후, 상기 피메일 커넥터 형성부에 스페이서와 오링 및 핀 스프링을 결합해 피메일 커넥터가 완성되는 다분기 커넥터 파이프 후처리단계;
   로 수행되는 것을 특징으로 하는 다분기 커넥터 파이프 일체 사출 방법.
   
2. 직선구간과 곡선구간, 분기 구간, 연결 부품 구간, 적어도 1개 이상의 연결부, 피메일 커넥터가 일체로 형성된 중공 파이프타입이고, 플라스틱 재질로 이루어진 플라스틱 메인 튜브와;
   플라스틱 재질로 이루어진 중공 파이프타입이고, 상기 피메일 커넥터에 끼워지는 메일 커넥터를 형성해 상기 플라스틱 메인 튜브와 연결되는 플라스틱 서브 튜브;가 포함되고,
   상기 메일 커넥터의 외주면에는 둘레를 따라 돌출된 고정 리브가 더 형성되고, 상기 고정 리브는 상기 피메일 커넥터의 내주면을 관통하도록 끼워진 집게 스프링과 접촉되어 위치 구속력을 형성하는
   것을 특징으로 하는 플라스틱 파워트레인 커넥터 배관라인.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 연결부는 중공파이프 형상이거나 한방향으로 개구된 부위를 갖는 형상인 것을 특징으로 하는 플라스틱 파워트레인 커넥터 배관라인.
   
4. 청구항 2에 있어서, 상기 플라스틱 서브 튜브는 상기 플라스틱 메인 튜브의 상기 연결부에 삽입되거나 끼워져 연결이 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 파워트레인 커넥터 배관라인.
5. 청구항 2에 있어서, 상기 피메일 커넥터는 상기 메일 커넥터가 끼워진 상태에서 상기 메일 커넥터의 외주면과 접촉에 의한 마찰 고정력을 형성하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 파워트레인 커넥터 배관라인.
   
6. 청구항 5에 있어서, 상기 마찰 고정력은 상기 피메일 커넥터의 내주면에 끼워진 적어도 1개 이상의 스페이서와 오링이 상기 메일 커넥터의 외주면 둘레를 감싸 형성되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 파워트레인 커넥터 배관라인.
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