KR102184948B1 - 등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법 - Google Patents

등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법 Download PDF

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신명철
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Abstract

본 발명은 등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 1차 성형된 부트의 대구경 관체에 결합부를 2차 성형하는 방법에 있어서, 용융물 사출이 결합부의 내주면측으로부터 대구경 관체의 내주면을 향하도록 함으로써, 양질의 결합부 2차 성형이 이루어질 수 있도록 한 등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법에 관한 것이다.
이를 위해, 일측과 타측에 각각 소구경 관체 및 대구경 관체가 형성되도록 1차 성형된 부트의 대구경 관체에 하우징의 결합을 위한 결합부를 2차 성형하는 등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법에 있어서, 상기 결합부는, 대구경 관체의 내주면에 성형되며 하우징의 외주면에 밀착되는 볼록부와, 상기 볼록부에 비해 두께가 얇게 형성되며 상기 하우징의 삽입 위치를 제한하기 위해 상기 하우징의 단부를 막아 간섭하는 스토퍼가 형성된 오목부를 포함하며, 상기 결합부의 2차 성형은, 2차 금형(결합부 금형)의 게이트가 결합부의 오목부 내주면측에 위치되도록 하여, 열가소성 수지 용융물이 오목부의 내주면측으로부터 사출이 시작되어 상기 대구경 관체의 내주면을 향하도록 한 것을 특징으로 하는 등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법을 제공한다.

Description

등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법{A molding method for a boot connecting piece double injection of universal joint}
본 발명은 등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대구경 관체에서의 결합부 접착불량을 방지하여 양질의 결합부 2차 성형이 이루어질 수 있도록 한 등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 구동륜은 엔진으로부터의 구동력을 전달받는 구동축에 연결되어 있으며, 구동륜의 각도변화에 상관없이 엔진으로부터의 구동력을 일정하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 차량의 구동축과 구동륜 사이에는 등속조인트가 설치된다.
상기 등속 조인트는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 하우징(1)에 부트(10)의 대구경 관체(11)를 결합한 상태에서, 대구경 관체(11)의 외주면을 클램핑 밴드(B1)로 가압하여 부트(10)의 대구경 관체(11)와 하우징(1)간 결합상태가 긴밀하게 유지되도록 하고, 대구경 관체(2)로부터 주름관(12)으로 연결되는 소구경 관체(13)에 드라이브 샤프트(20)를 결합한 상태에서 소구경 관체(13)의 외주면을 클램핑 밴드(B2)로 가압하여 부트(10)의 소구경 관체(13)와 하우징(1)간 결합상태가 긴밀하게 유지되도록 제공된다. 이때, 등속 조인트의 부트(10) 내부에는 윤활작용을 하는 윤활제가 봉입되어 하우징(1)내의 구동부 성능을 향상시켜 주며, 상기 부트(10)는 외부의 먼지나 물 등과 같은 이물질이 구동 하우징(10) 내부로 침입하는 것을 방지하고 있다.
부트(10)는 상기한 바와 같이, 하우징(1)에 결합되는 대구경 관체(11)와, 드라이브 샤프트(20)의 외경을 수용할 수 있는 소구경 관체(13), 그리고 대구경 관체(11)와 소구경 관체(13)를 연결하는 주름관(12)을 일체로 성형하여 구성하고 있으며, 대구경 관체(11)의 내측에는 도 2에 도시된 바와 같이 결합부(30)가 마련된다. 결합부(30)는 하우징(1)과 부트(10)의 결합을 더욱 견고히 하고 기밀력을 높이기 위한 매개수단으로써, 볼록부(31)와 오목부(32)의 조합으로 이루어진다. 이때, 오목부(32)에는 도 2에 도시된 바와 같이 하우징(1) 결합시 대구경 관체(11)로의 삽입을 제한하여 하우징(1)의 위치를 가이드하는 스토퍼(33)가 형성된다. 스토퍼(33)는 오목부(32)의 내주면으로부터 단차진 형태로 이루어진다. 또한, 대구경 관체(11)의 외주면에는 클램핑 밴드(B1)의 클램핑을 위한 밴드홈(11a)이 형성된다.
상기한 구성의 등속조인트 부트(10)는 특허문헌1 『대한민국 등록특허 제10-1778470호』을 통해 개시된 바와 같이 이중 사출성형을 통해 제작된다. 즉, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 1차 성형된 부트(10)의 대구경 관체(11) 내측에 2차 사출금형(결합부 금형;40)을 통해 용융물을 사출하여 목적하는 형태로 결합부(30)를 성형시킴으로써 등속 조인트의 부트 제작이 완료된다. 상기한 특허문헌1은 사출장치의 게이트(41)를 대구경 관체(11)의 두께가 두꺼운 볼록부 성형공간(S)에 구비하고, 볼록부 성형공간(S)에 열가소성 수지 용융물을 사출하여 결합부(30)에 대한 2차 성형이 이루어지도록 한 특징이 있다. 하지만 특허문헌1은 볼록부 성형공간(S)에서부터 사출 성형이 이루어짐에 따라 기포발생이 발생하고 이에 따른 웰드불량이 발생하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해소하기 위하여, 결합부(30)의 오목부(32)부터 열가소성 수지가 사출되도록 한 기술이 특허문헌2 『대한민국 등록특허 제10-0994200호』을 통해 개시되었다. 상기 특허문헌2는 결합부(30)의 이중 사출 성형을 위해 도 4에 도시된 바와 같이, 오목부(32)에 열가소성 수지 사출(주입)포인트를 형성하면, 사출 게이트(41)로부터 오목부(32) 성형공간을 거쳐 볼록부(31) 성형공간(S)까지의 고온상태를 유지하면서 용융물이 고속/고온으로 순간적으로 보내지므로, 공기발생 및 웰드불량이 발생하지 않는다.
하지만, 상기 특허문헌2 역시 다음과 같은 문제가 있다.
특허문헌2는 도 4를 통해서 알 수 있듯이, 사출 성형을 위한 게이트(41)가 오목부(32)의 성형공간 선단부에 위치함으로써, 2차 성형시 결합부(30) 접착이 기밀하게 이루어지기 어려운 문제가 있다. 즉, 게이트(41)를 통해 결합부 금형(40)의 오목부(32) 성형공간으로 용융물이 직선으로 사출되는 과정에서, 사출 경로를 벗어난 단차홈(P)에 용융물이 닿지 못하거나, 용융물이 단차홈(P)을 충분히 메우지 못할 수가 있기 때문에, 최종적으로는 대구경 관체(11)의 내주면에서 결합부(30)의 접착 불량이 발생할 수 있는 문제가 있는 것이다.
대한민국 등록특허 제10-1778470호 대한민국 등록특허 제10-0994200호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 1차 성형된 부트의 대구경 관체 내주면에 결합부 2차 성형시, 용융물의 최초 주입 위치가 결합부의 스토퍼측이 되도록 함으로써 용융물이 2차 금형에 고르게 분포되도록 하여 양질의 결합부 성형이 이루어질 수 있도록 한 등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법을 제공하고자 한 것이다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 일측과 타측에 각각 소구경 관체 및 대구경 관체가 형성되도록 1차 성형된 부트의 대구경 관체에 하우징의 결합을 위한 결합부를 2차 성형하는 등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법에 있어서, 상기 결합부는, 대구경 관체의 내주면에 성형되며 하우징의 외주면에 밀착되는 볼록부와, 상기 볼록부에 비해 두께가 얇게 형성되며 상기 하우징의 삽입 위치를 제한하기 위해 상기 하우징의 단부를 막아 간섭하는 스토퍼가 형성된 오목부를 포함하며, 상기 결합부의 2차 성형은, 2차 금형(결합부 금형)의 게이트가 결합부의 오목부 내주면측에 위치되도록 하여, 열가소성 수지 용융물이 오목부의 내주면측으로부터 사출이 시작되어 상기 대구경 관체의 내주면을 향하도록 한 것을 특징으로 하는 등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법을 제공한다.
이때, 상기 2차 금형의 게이트가 위치되는 오목부의 내주면측 위치는 결합부의 스토퍼측인 것이 바람직하다.
이때, 상기 스토퍼는, 상기 하우징의 단부가 막혀 간섭되는 간섭면과, 상기 간섭면의 하단으로부터 절곡되며 대구경 관체에 삽입된 하우징과 수평하게 형성된 수평면으로 구성되며, 상기 게이트의 사출 위치는 상기 수평면측인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법은 1차 성형된 부트의 대구경 관체에 결합부 2차 성형을 위한 열가소성 수지 용융물 사출시, 2차 금형의 게이트로부터 결합부의 스토퍼측 공간을 향해 용융물이 최초 사출되도록 함으로써, 용융물은 2차 금형에서 스토퍼로부터 대구경 관체의 내주면을 향해 사출이 된다. 이에 따라, 용융물은 대구경 관체의 내주면 구석구석에 주입되어 성형될 수 있으므로, 등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법은 결합부 성형(접착)의 품질을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 차량 등속조인트의 부트 조립체를 나타낸 사시도이다.
도 2는 차량 등속조인트의 부트 조립체 요부를 나타낸 단면도이다.
도 3a는 차량 등속조인트의 부트 결합부 2차 성형을 위한 종래 기술의 사출 성형장치 요부를 나타낸 단면도이다.
도 3b는 도 3a의 사출 성형장치를 이용해 열가소성 수지 용융물이 게이트를 통해 결합부의 볼록부로 사출되는 상태를 나타낸 단면도이다.
도 4는 차량 등속조인트의 부트 결합부 2차 성형을 위한 종래 기술의 사출 성형장치를 이용해 열가소성 수지 용융물이 게이트를 통해 결합부의 오목부의 단부를 통해 사출되는 상태를 나타낸 단면도이다.
도 5a는 1차 성형된 등속조인트의 부트를 나타낸 도면이다.
도 5b는 1차 성형된 등속조인트의 부트 대구경 관체에 결합부가 2차 성형된 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법을 위해 사출 성형장치의 게이트 사출 위치를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6의 "A"부를 확대하여 게이트 위치를 나타낸 도면이다.
도 8a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법을 통해 용융물이 결합부의 스토퍼측을 통해 사출되는 방향을 나타낸 요부 도면이다.
도 8b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법을 통해 용융물이 결합부의 스토퍼측을 통해 대구경 관체의 내주면을 향해 사출된 후, 대구경 관체의 원주 방향으로 사출되는 것을 나타낸 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 첨부된 도 5a 내지 도 8b를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법에 대하여 설명하도록 한다. 설명하기에 앞서 종래 기술과 동일한 구성에 대해서는 부호를 병기하도록 한다.
등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법은 도 5a에 도시된 바와 같이 1차 성형된 부트(10)의 대구경 관체(11)에 도 5b에 도시된 바와 같이 결합부(30)를 2차 성형하는 것에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이 2차 금형(40)의 게이트(41)를 결합부(30)의 오목부(32)측에 위치시켜 열가소성 수지 용융물(이하, '용융물')이 게이트(41)로부터 오목부(32)의 내주면측을 향해 사출이 먼저 이루어질 수 있도록 하였다. 이에 따라, 등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법은 기포발생이나 웰드불량을 방지할 수 있음은 물론, 대구경 관체(11)의 내주면 구석구석에 용융물이 닿을 수 있어 결합부 2차 성형의 품질을 높일 수 있다.
이하, 등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법에 대하여 더욱 상세하게 살펴보도록 한다.
등속조인트의 부트는 1차 성형된 부트(10)의 대구경 관체(11)에 결합부(30)가 2차 성형됨으로써 완성되며, 결합부(30)는 도 5b에 도시된 바와 같이 두께가 두꺼운 볼록부(31)와, 오목부(32)로 구성된다. 이때, 오목부(32)에는 하우징(1)의 위치를 가이드하는 스토퍼(33)가 형성된다. 스토퍼(33)는 하우징(1)의 삽입 위치를 제한하는 구성으로써, 하우징(1)의 삽입 방향에 대하여 하우징(1)의 단부를 막아 간섭하는 간섭면(33a)과, 간섭면(33a)의 하단부로부터 하우징(1)에 수평한 방향으로 절곡된 수평면(33b)으로 형성된다. 이러한 등속조인트 부트(10)의 대구경 관체(11)의 내측면에 결합부(30) 성형을 위한 2차 금형(40:결합부 금형)이 도 6에 도시된 바와 같이 제공된다. 이때, 2차 금형(40)에는 용융물 사출을 위한 게이트(41)가 마련되며, 게이트(41)의 사출 단부는 도 7에 도시된 바와 같이 결합부(30)의 오목부(32) 내주면측에 위치되도록 하여, 용융물이 오목부(320)의 내주면측으로부터 사출이 시작되어 상기 대구경 관체(11)의 내주면을 향하도록 한다. 즉, 본 발명에 따른 2차 성형을 위한 사출 성형방법은 용융물의 최초 사출이 오목부(32)의 단부가 아닌 오목부(32)의 내주면측으로 시작될 수 있도록 한 것이다.
정확하게는, 게이트(41)의 사출 단부는 오목부(32)의 스토퍼(33)측에 위치되도록 하여, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 용융물은 대구경 관체(11)의 내주면을 향해 먼저 사출되도록 함으로써, 대구경 관체(11)의 내주면이 형성하는 굴곡을 따라 주입될 수 있다. 이러한 용융물의 사출 방향으로 인해, 용융물은 대구경 관체의 내주면 구석구석에 닿을 수 있으므로 성형(접착)불량을 방지할 수 있다. 특히, 스토퍼(33)측으로부터 사출된 용융물의 사출 방향은 도 8a에 도시된 바와 같이 스토퍼(33)와 밴드홈(11a)의 단차 형성으로 인해 발생한 단차홈(P)을 향하고 있으므로 용융물은 단차홈(P)에 원활하게 닿을 수 있어 결합부(30)의 2차 성형 취약부분을 보완할 수 있다. 또한, 게이트(41)로부터 사출된 용융물은 도 8b에 도시된 바와 같이, 대구경 관체(11)의 내주면에 먼저 닿은 후, 대구경 관체(11)의 내주면을 따라 사출되어 볼록부(31)를 성형함으로써 대구경 관체(11)의 내주면이 형성하는 굴곡에 대한 접착이 더욱 효과적으로 이루어질 수 있다.
한편, 용융물은 스토퍼(33)를 구성하는 수평면(33b)측으로 최초 사출될 수 있도록 한 것이 바람직하다. 즉, 게이트(41)의 사출 단부가 스토퍼(33)의 수평면(33b)측에 대응되도록 한 것이다. 수평면(33b)은 대구경 관체(11)의 내주면과 대향하는 부위이므로, 용융물은 게이트(41)로부터 대구경 관체(11)의 내주면을 향해 더욱 효과적으로 사출될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 게이트(41)를 통한 용융물의 사출 방향은 수평면(33b)으로부터 단차홈(P)을 향해 직선거리가 되도록 함이 바람직하다. 단차홈(P)의 위치가 대구경 관체(11)의 내주면으로부터 제일 먼 거리임을 고려할 때, 용융물의 사출 방향이 단차홈(P)을 향하도록 함으로써, 용융물은 단차홈(P)에 무조건 닿을 수 있어, 결합부(30) 2차 성형 품질이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 것이다.
지금까지 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법은 1차 성형된 부트의 대구경 관체에 결합부를 2차 성형하는 방법에 있어서, 열가소성 수지 용융물을 결합부의 오목부(32)측을 통해 먼저 사출이 이루어질 수 있도록 하여 기포발생을 방지함은 물론, 스토퍼(33)를 통해 대구경 관체(11)의 내주면을 향해 용융물 사출이 먼저 이루어질 수 있도록 하여 대구경 관체(11)의 내주면 굴곡에 용융물이 먼저 닿도록 함으로써 용융물이 대구경 관체(11)의 내주면 곡률을 따라 빠짐없이 사출될 수 있으므로 결합부(30) 2차 성형 품질을 높일 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정은 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.
1 : 하우징 10 : 부트
11 : 대구경 관체 12 : 주름관
13 : 소구경 관체 30 : 결합부
31 : 볼록부 32 : 오목부
33 : 스토퍼 33a : 간섭면
33b : 수평면 P : 단차홈

Claims (3)

  1. 일측과 타측에 각각 소구경 관체 및 대구경 관체가 형성되도록 1차 성형된 부트의 대구경 관체에 하우징의 결합을 위한 결합부를 2차 성형하는 등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법에 있어서,
    상기 결합부는,
    대구경 관체의 내주면에 성형되며 하우징의 외주면에 밀착되는 볼록부와, 상기 볼록부에 비해 두께가 얇게 형성되며 상기 하우징의 삽입 위치를 제한하기 위해 상기 하우징의 단부를 막아 간섭하는 스토퍼가 형성된 오목부를 포함하며,
    상기 결합부의 2차 성형은,
    2차 금형(결합부 금형)의 게이트가 결합부의 오목부 내주면측에 위치되도록 하여, 열가소성 수지 용융물이 오목부의 내주면측으로부터 사출이 시작되어 상기 대구경 관체의 내주면을 향하도록 한 것을 특징으로 하는 등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 2차 금형의 게이트가 위치되는 오목부의 내주면측 위치는 결합부의 스토퍼측인 것을 특징으로 하는 등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스토퍼는,
    상기 하우징의 단부가 막혀 간섭되는 간섭면과, 상기 간섭면의 하단으로부터 절곡되며 대구경 관체에 삽입된 하우징과 수평하게 형성된 수평면으로 구성되며,
    상기 게이트의 사출 위치는 상기 수평면측인 것을 특징으로 하는 등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법.








KR1020200066802A 2020-06-03 2020-06-03 등속조인트의 부트 결합부 이중 사출 성형방법 KR102184948B1 (ko)

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