KR102234591B1 - 자동차용 강성 압입-맞춤 캡 - Google Patents

자동차용 강성 압입-맞춤 캡 Download PDF

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Abstract

강성 압입-맞춤 캡은 자동차, 특히 자동차의 엔진에 제공된다. 본 발명에 의하면, 상기 캡은 금속 재료로 제조된 제 1 층, 및 폴리아미드를 포함하는 하나 이상의 제 2 층을 포함한다. 바람직하게는, 상기 제 2 층은 전체적으로 폴리아미드로 제조되며, 더욱 바람직하게는, 제 1 층을 완전히 덮고 있다.

Description

자동차용 강성 압입-맞춤 캡{RIGID PRESS-FIT CAP FOR MOTOR VEHICLES}
본 발명은 자동차, 특히 자동차의 엔진을 위한 강성 압입-맞춤 캡(press-fit cap)에 관한 것이다.
자동차에, 특히 엔진 크랭크케이스를 밀봉하기 위하여 강성 압입-맞춤 캡을 이용하는 것은 공지된 사실이다. 이들 캡은 비상시, 또는 드라이브 샤프트 상에서 동작시에만 제거되어야 한다.
강성 압입-맞춤 캡은 엔진 크랭크케이스의 용접 밀폐(hermetic sealing)를 보장하기 위해 통상 금속 재료로 제조된다. 최근, 시판용 캡은 특히 고온의 엔진 내부에 존재하는 엔진 오일 및 공기/오일 혼합물에 대한 유체 밀봉(fluid-tight seal)을 보장할 수 있어야 한다. 최근 사용된 엔진 캡은 또한 최대 2 바(bar) 이상의 고압에 저항하고, 열충격을 지탱하며, 심지어 145-155℃에서 피크를 이루는 -25℃ 미만 내지 125℃ 초과의 온도 범위에서 저항할 수도 있어야 한다.
따라서, 상기 목적을 위해서는 단지 금속 캡만이 사용된다. 유체-밀봉을 보장하기 위해, 캡을 접착제(glue)로 덮는 것도 알려져 있다.
그러나, 최근 존재하는 캡들은, 심지어 금속이 접착제로 덮여진 캡들조차도 다수의 결점을 갖는다. 특히, 금속 재료는 화학제(chemical agent)에 대해 필요한 저항성이 없다. 이러한 이유로, 접착제나 페인트로 커버하는 것이 사용되며, 이는 캡이 장착되는 경우 적용된다. 그러나, 조립 라인 접착 공정은 다수의 결점을 수반하는데, 특히 캡이 부분적으로만 덮일 수 있어, 대체로 접착량은 공기 밀폐 시험을 통해 체크된다. 결과적으로, 전체 공정은 느리고, 비용이 많이 든다. 추가로, 불완전 접착에 기인하여 시간의 경과에 따라 캡 누출이 일어날 수도 있다. 심지어 가장 적합한 접착 물질을 적절하게 사용해도 이 상황을 개선시킬 수 없어서, 더욱 신속한 조립 및 최적의 밀봉을 가능하게 하는 대안을 찾고 있다.
따라서, 상기의 결점이 없는 캡을 찾고 있다.
따라서, 본 발명의 제 1 목적은 상기의 문제들을 해결할 수 있고, 동시에 제조하기에 저렴하며, 저온 및 고온에서 최적의 저항성을 가지며, 압력 및 화학제, 특히 엔진 오일에 저항하는 자동차용 강성 압입-맞춤 캡을 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 이 목적은 제 1 항에 의한 자동차용 강성 압입-맞춤 캡에 의해 달성된다.
이하에서는 본 발명을 더욱 잘 이해하기 위하여 첨부 도면을 참고하여 설명할 것이다:
- 도 1은 본 발명에 의한, 두 개의 캡이 사용된 엔진의 부분 개략도이고,
- 도 2는 본 발명에 의한 캡의 사시도이고,
- 도 3은 본 발명에 의한 도 2의 캡의 일부에 대한 단면도이다.
자동차 내부에 사용되는 본 발명에 의한 강성 압입-맞춤 캡(1)은, 도 2 및 좀 더 상세하게는 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 금속층(2) 및 상기 제 1 층(2)과 접촉하는 하나 이상의 제 2 층(3)을 포함한다.
유리하게는, 제 2 층(3)은 폴리아미드 11를 포함한다.
폴리아미드 11는 피마자유로부터 유래한 식물 기원의 바이오-폴리아미드 11이며, 바람직하게는 재생가능한 공급원으로부터 얻는다.
바람직하게는, 폴리아미드 11는 릴산 브랜드(Rilsan brand) 하에 시판되는 패밀리로부터 얻는다.
더욱 유리하게는, 제 2 층(3)은 폴리아미드 11를 50% 이상 포함하도록 제조된다.
더욱 유리하게는, 제 2 층(3)은 폴리아미드 11를 80% 이상 포함하도록 제조된다.
바람직한 실시예에서, 제 2 층(3)은 전체적으로 폴리아미드 11로 제조된다.
유리하게는, 제 1 층의 두께는 0.5mm 내지 2mm이다. 더욱 바람직하게는, 제 1 층의 두께는 0.75mm 내지 1.5　mm이다.
유리하게는, 제 2 층의 두께는 0.15mm 내지 0.3mm이다. 더욱 바람직하게는, 제 2 층의 두께는 0.2mm 내지 0.30mm이다.
더욱 유리하게는, 제 1 층(2)은 엔진(4)의 크랭크케이스 또는 케이싱이 제조된 금속과 유사한 금속으로 제조된다.
더욱 유리하게는, 금속은 강(steel) 또는 시트 금속인데, 알루미늄을 사용하는 것도 가능하다.
유리하게는, 본 발명에 의한 캡(1)은 도 1에서 개략적으로 나타낸 바와 같이 엔진(4)의 크랭크케이스, 케이싱 또는 커버를 폐쇄하는데 사용되며, 본 발명에서는 또한 엔진 캡이라고도 한다. 대안적으로, 본 발명의 캡은 또한 물 펌프, 오일 펌프 또는 기어박스의 하우징을 밀봉하는데 사용될 수 있다.
본 발명에 의한 캡을 제조하는 공정은 금속 재료의 제 1 층으로 이루어지는 예비성형된 캡(preformed cap)을 250℃ 초과의 온도로 가열한 후, 상기 예비성형된 캡을 폴리아미드 11로 채워진 진동 드럼 내에 침지하는 단계를 포함한다.
이러한 방식으로, 폴리아미드 11가 용융되고, 예비성형된 캡의 제 1 금속층의 벽에 균일하게 점착되어, 균일한 두께의 제 2 층을 형성한다.
캡은 이후 냉각된다.
선택적으로, 캡을 더 낮은 온도로 재가열하여 광택 효과를 얻는 것이 가능하다.
이러한 공정에서, 제 2 층(3)은 제 1 층(2)을 완전히 덮는데, 대안적으로 캡(1)의 단지 하나의 면만을 덮는 것도 가능하다.
유리하게는, 캡(1)은 지금까지 사용된 캡의 경우와 마찬가지로, 조립 라인을 방해하지 않고, 추가의 중간 처리의 필요가 없이, 조립 국면에서 압입-맞춤된다.
또한, 본 발명의 캡을 나사(screw-on cap) 캡으로 사용하는 것이 유리하다는 사실도 발견되었는데, 이때 유일한 변형은 캡이 나사 적용에 적합한 나사부 (threaded portion)를 포함한다는 것이다.
본 발명에 의한 캡의 안정성 및 오일 저항성은 참고 오일인 루프리졸(Lupizol) OS206304 내에서, 150℃에서의 100 시간 및 500 시간 침지 시험에 의해 증명되었다.
접착제로 덮인 캡은 시험을 통과하지 못했고 누출 위험성을 보였으나, 두 개의 층을 포함하며 그 제 2 층이 폴리아미드 11를 포함하는 본 발명에 의한 캡은, 결코 누출되지 않았고, 심지어 재료의 부분 용용도 나타나지 않았다.
본 발명에 의하여 제조된 캡의 특성을 조사해보면, 상기 캡이 제공할 수 있는 장점은 명백하다.
유리하게는, 본 발명에 의한 캡은 고온과 저온, 및 열충격에 대한 우수한 저항력을 보인다.
또한, 폴리아미드 11 층은 더 나은 밀봉을 보장하며, 동시에 금속층은 필요한 강성(rigidity)을 보장한다.
본 발명의 캡은 심지어 2 바(barr)를 초과하는 고압에도 저항할 수 있고, 상당한 열충격을 지탱하며, 누출의 위험성이 없이 -40℃ 미만 내지 145-155℃까지 범위의 온도에 저항한다.
또한, 사용된 폴리아미드 11는 피마자유, 따라서 재생 원료에서 유래된 자연 유래 물질인데, 최근 자동차 부품 제조를 위해 더욱 환경-친화적인 재료를 사용해달라는 계속적인 요청이 있다.
본 발명을 설명하기 위한 목적으로 일부 실시예가 기재되었으나, 당업계의 통상의 기술자들에게는 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 상기 캡의 제 1 층 및 제 2 층의 재료에 변화를 주거나, 또는 층들을 부가할 수 있다는 것은 명백하다.

Claims (9)

  1. 금속으로 제조된 제 1 층(2)을 포함하고, 상기 제 1 층(2)과 직접 접촉하는 폴리아미드 11로 제조된 제 2 층(3)을 포함하고-상기 제 1 층(2)의 두께는 0.75mm 내지 1.5이고, 상기 제 2 층(3)의 두께는 0.2mm 내지 0.30mm임-
    상기 제 2 층(3)은 상기 제 1 층(2)을 완전히 덮고,
    상기 폴리아미드 11은 식물 기원의 바이오-폴리아미드 11인 것을 특징으로 하는 자동차용 강성 압입-맞춤 캡(1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 층(2)은 강 또는 알루미늄으로 제조되는 것을 특징으로 하는 자동차용 강성 압입-맞춤 캡(1).
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 층(3)은 폴리아미드 11로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 강성 압입-맞춤 캡(1).
  4. - 금속 재료로 된 제 1 층(2)에 의해 형성되는 예비성형된 캡을 가열하는 단계; 및
    -　상기 예비성형된 캡을 폴리아미드 11로 채워진 용기 내에 침지시키는 단계를 포함하는, 자동차용 강성 압입-맞춤 캡의 제조 방법.
  5. 엔진 캡으로서 또는 물 펌프, 오일 펌프 또는 기어박스의 하우징을 위한, 제 1 항 내지 3항 중 어느 하나의 항에 기재된 자동차용 강성 압입-맞춤 캡의 사용.
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