KR20140133871A - 밀봉 방식으로 오버몰딩된 부품 및 상기 부품의 제조 방법 - Google Patents

밀봉 방식으로 오버몰딩된 부품 및 상기 부품의 제조 방법 Download PDF

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KR20140133871A
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Abstract

본 발명은 베이스 부분(2), 밀봉 부재(3), 및 적어도 부분적으로 상기 베이스 부분(2) 둘레로 그리고 적어도 부분적으로 상기 밀봉 부재(3) 둘레로 연장되는 오버몰딩(5)을 포함하는 부품에 관한 것이며, 상기 오버몰딩(5)은 상기 밀봉 부재(3)를 탄성 변형된 상태로 유지한다.

Description

밀봉 방식으로 오버몰딩된 부품 및 상기 부품의 제조 방법{TIGHTLY OVERMOULDED COMPONENT AND METHOD FOR PRODUCING SUCH A COMPONENT}
본 발명은 추가 재료로 오버몰딩된 부품에 관한 것이다. 본 발명은 또한 오버몰딩된 부품의 제조 방법 및 본 발명에 따른 오버몰딩된 부품을 포함하는 내연기관용 연료 분사 시스템에 관한 것이다.
선행 기술에는 플라스틱으로 오버몰딩된, 특히 금속 베이스 부분이 공지되어 있다. 그러나, 베이스 부분과 오버몰딩의 상이한 팽창 계수에 의해, 종종 베이스 부분에 대한 오버몰딩의 불충분한 고정이 나타난다. 따라서, 마이크로 갭이 생기며, 상기 마이크로 갭 내로, 모세관 효과에 의해 촉진되어, 액체 또는 기체가 침투할 수 있다. 이러한 누설은 바람직하지 않은 부식 현상을 야기할 수 있다. 또한, 선행 기술에서는 베이스 부분과 오버몰딩 사이의 밀봉성을 개선하고자 하는 노력이 있었다. 이를 위해, 예를 들면 래비린스 시일이 사용되고, 상기 래비린스 시일에서 베이스 부분 내에 하나 또는 다수의 리세스가 형성되며, 상기 리세스는 오버몰딩 동안 오버몰딩된 플라스틱에 의해 채워진다. 그러나, 이 기술도 충분한 밀봉을 제공하지 않는 것으로 나타났다.
종종 큰 온도 변동에 노출되는 부품에서는 오버몰딩이 베이스 부분에 밀봉 방식으로 접촉하는 것이 바람직하다.
본 발명의 과제는 온도 변동시 또는 베이스 부분과 밀봉 부재 사이의 상대 운동시에도 밀봉성이 보장되는 부품 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1 항에 따른 부품 및 청구항 제 8 항에 따른 제조 방법에 의해 달성된다.
청구항 제 1 항의 특징들을 포함하는 본 발명에 따른 부품은 베이스 부분 및 밀봉 부재를 포함한다. 이 경우, 밀봉 부재는 베이스 부분의 상부면 상에 장착된다. 또한, 부품은 적어도 부분적으로 상기 베이스 부분 둘레로 그리고 적어도 부분적으로 상기 밀봉 부재 둘레로 연장되는 오버몰딩을 포함한다. 베이스 부분과 오버몰딩 사이의 밀봉성은 오버몰딩이 밀봉 부재를 탄성 변형된 상태로 유지함으로써 보장된다. 따라서, 베이스 부분과 오버몰딩 사이의 밀봉 부재가 변형되고 고정됨으로써, 오버몰딩과 베이스 부분 사이의 높은 밀봉성이 달성된다. 또한, 본 발명에 따른 부품에 의해 온도 변동시 또는 베이스 부분과 밀봉 부재 사이의 상대 운동시에도 밀봉성이 보장된다.
종속 청구항들은 본 발명의 바람직한 개선예를 제시한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 밀봉 부재는 베이스 부분과 함께 폐쇄된 챔버를 형성한다. 상기 챔버 내부에 가스가 있으며, 특히 압축되어 있다. 압축된 가스의 압력은 추가로 밀봉 부재에 작용하고, 이는 밀봉성에 긍정적으로 작용한다. 따라서, 온도 변동 또는 그 밖의 환경 영향의 변화에 대한 시일의 강성이 더욱 커진다. 이를 위해, 상기 챔버는, 온도 변동시 또는 환경 영향의 변화시 밀봉성을 보장하기 위해 밀봉 부재가 상응하게 탄성 변형될 수 있도록 형성된다. 특히, 상기 챔버는 오버몰딩이 상기 챔버 내로 침투하지 않도록 형성된다.
특히 바람직하게 베이스 부분은 밀봉 부재에 의해 커버되는 리세스를 포함 한다. 이로 인해, 밀봉 부재와 베이스 부분 사이에 폐쇄된 챔버가 생긴다. 이 실시예에 대한 제조 비용은 매우 적은데, 그 이유는 리세스가 간단히 제조될 수 있기 때문이다. 밀봉 부재는 리세스를 커버하기에 충분한 크기이면 된다.
대안으로서 밀봉 부재가 개구를 가진 포트 형상 또는 셸 형상을 갖는 것이 바람직하다. 상기 개구는 베이스 부분에 의해 커버된다. 챔버가 베이스 부분 내부에 놓이고 밀봉 부재에 의해 커버된, 이전 실시예와는 달리, 챔버가 밀봉 부재 내부에 놓이며 베이스 부분에 의해 커버된다. 따라서, 베이스 부분의 형상에 대한 요구 조건이 줄어들 수 있다. 베이스 부분은 포트 형상 또는 셸 형상의 개구를 커버하기에 충분한 크기인 표면을 포함하기만 하면 된다.
제 3의 특히 바람직한 대안에서, 베이스 부분은 2개의 서로 각진 표면을 포함한다. 밀봉 부재는 각진 표면들 사이로 연장되므로, 베이스 부분과 밀봉 부재 사이에 챔버가 생긴다. 상기 변형예는 특히 각진 표면들을 가진 기존 지점들이 베이스 부분에 존재하는 경우에 바람직하다. 이 경우, 밀봉 부재는 간단하게 상기 지점에 장착될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 베이스 부분 및/또는 밀봉 부재는 오버몰딩에 의해 완전히 둘러싸인다. 밀봉 부재의 완전한 오버몰딩은 최대 탄성 변형을 가능하게 하므로, 오버몰딩과 베이스 부분 사이에 매우 높은 밀봉성이 달성된다. 베이스 부분의 완전한 오버몰딩은 예컨대 베이스 부분의 내식성을 높인다.
본 발명의 대안적으로 바람직한 실시예에서, 밀봉 부재는 베이스 부분의 2개의 서로 각진 표면에 설치된다. 상기 설치는 계속 이어져 이루어짐으로써, 밀봉 부재와 베이스 부재 사이에 챔버가 생기지 않는다. 이 경우, 밀봉 효과는 오버몰딩 및 베이스 부분에 작용하는, 밀봉 부재의 탄성 변형의 복원력에만 의존한다. 이렇게 달성된, 베이스 부분과 오버몰딩 사이의 밀봉성은 실질적으로 전술한 실시예에서의 밀봉성과 동일한 크기이다.
밀봉 부재는 바람직하게 링형이며, 특히 변형되지 않은 상태에서 직사각형 횡단면을 갖는다. 바람직하게 베이스 부분은 금속 재료로 이루어지는 한편, 오버몰딩은 바람직하게 플라스틱으로 이루어진다.
본 발명은 또한 하기 단계를 포함하는 오버몰딩된 부품의 제조 방법에 관한 것이다: 먼저 베이스 부분과 밀봉 부재가 제공되는 단계, 후속해서 베이스 부분에 밀봉 부재가 장착되는 단계, 및 베이스 부분과 밀봉 부재에 적어도 부분적으로 추가 재료가 오버몰딩되는 단계. 추가로, 상기 오버몰딩에 의해 밀봉 부재가 탄성 변형되고 상기 오버몰딩에 의해 상기 변형 상태로 유지된다. 이로 인해, 오버몰딩된 부품이 형성되고, 상기 부품은 베이스 부분과 오버몰딩 사이의 높은 밀봉성을 갖는다. 상기 밀봉성은 탄성적으로 변형되어 고정됨으로써 압력을 오버몰딩과 베이스 부분에 가하는 밀봉 부재에 의해 보장된다.
상기 방법은 베이스 부분과 밀봉 부재 사이에 폐쇄된 챔버가 생기도록 밀봉 부재가 베이스 부분 상에 장착됨으로써 바람직하게 실시된다. 상기 챔버 내에는 오버몰딩 동안 밀봉 부재의 탄성 변형에 의해 압축된 가스가 포함되어 있다. 따라서, 압축된 가스는 추가의 힘을 밀봉 부재에 가하며, 이는 베이스 부분과 오버몰딩 사이의 밀봉성을 더욱 증가시킨다. 상기 챔버는 오버몰딩 동안 유동성 재료가 폐쇄된 챔버 내로 이를 수 없도록 형성된다. 또한, 상기 챔버는 온도 변동시 또는 환경 영향의 변화시 밀봉 부재가 더욱 탄성 변형될 수 있도록 형성된다. 이로 인해, 온도 변동시 또는 환경 영향의 변화시에도 베이스 부분과 오버몰딩 사이의 밀봉성이 보장된다.
대안으로서, 본 발명에 따른 방법은 밀봉 부재가 베이스 부분의 2개의 서로 각진 표면에 설치됨으로써 바람직하게 실시된다. 상기 설치는 계속 이어져 이루어짐으로써, 베이스 부분과 밀봉 부재 사이에 챔버가 형성되지 않는다. 오버몰딩 동안 밀봉 부재가 가압되는 공동부를 포함하는 몰딩 공구가 오버몰딩 동안 사용된다. 상기 탄성 변형 동안 밀봉 부재는 오버몰딩에 의해 유지된다. 이 방법에서는, 압축된 가스로 채워진 챔버의 형성이 생략됨으로써, 베이스 부분과 오버몰딩 사이의 밀봉성이 탄성 변형으로부터 초래되는 밀봉 부재의 복원력에 의해서만 형성된다. 이 방법의 실시는 매우 간단하다.
또한, 본 발명은 내연기관용 연료 분사 시스템에 관한 것이다. 상기 연료 분사 시스템은 앞선 문단에서 설명되었던 바와 같은 본 발명에 따른 부품을 포함한다.
이하, 본 발명의 실시예들이 첨부한 도면을 참고로 상세히 설명되며, 여기서 동일한 또는 기능상 동일한 부분들은 동일한 도면 부호로 표시된다.
도 1은 오버몰딩 전 본 발명의 제 1 실시예에 따른 부품의 단면도.
도 2는 오버몰딩 후 본 발명의 제 2 실시예에 따른 부품의 단면도.
도 3은 오버몰딩 전 본 발명의 제 2 실시예에 따른 부품의 단면도.
도 4는 오버몰딩 후 본 발명의 제 2 실시예에 따른 부품의 단면도.
도 5는 오버몰딩 전 본 발명의 제 3 실시예에 따른 부품의 단면도.
도 6은 오버몰딩 후 본 발명의 제 3 실시예에 따른 부품의 단면도.
도 7은 오버몰딩 과정 동안 본 발명의 제 4 실시예에 따른 부품 및 오버 몰딩 과정을 위해 사용된 공구의 단면도.
도 8은 오버몰딩 후 본 발명의 제 4 실시예에 따른 부품의 단면도.
도 9는 바람직한 실시예들 중 하나의 실시예에 따른 본 발명의 부품을 포함하는 분사 밸브의 개략도.
도 1 및 도 2는 제 1 실시예에 따른 본 발명의 부품(1)의 단면도를 도시한다. 도 1은 오버몰딩(5)의 장착 전 부품(1)을 도시하고, 도 2는 오버몰딩(5)의 장착 후 부품(1)을 도시한다. 도 1에 나타나는 바와 같이, 폐쇄된 링형 챔버(4)는 제 1 부분(21)과 제 2 부분(22)을 포함하는 2 부분의 베이스 부분(2) 내부의 리세스(23)로 형성된다. 리세스(23) 위에 밀봉 부재(3)가 놓이고, 상기 밀봉 부재(3)는 챔버(4)를 주변으로부터 캡슐화한다. 따라서, 밀봉 부재(3)는 오버몰딩 동안 용융물이 챔버(4) 내로 들어오지 않는 것을 보장한다. 도 2는 오버몰딩(5)이 제공된 후 부품(1)을 도시한다. 밀봉 부재(3)가 오버몰딩(5)에 의해 탄성적으로 변형되었다는 것을 알 수 있다. 밀봉 부재(3)가 챔버(4) 내로 삽입되기 때문에, 그 안에 있는 가스가 압축된다. 이로 인해, 밀봉 부재(3)가 더욱 고정됨으로써 베이스 부분(2)과 오버몰딩(5) 사이에 강한 밀봉을 형성한다. 그러나, 밀봉 부재(3)는 챔버(4) 내로 완전히 삽입되지 않기 때문에, 예를 들면 온도 변동시, 남은 챔버 내로 밀봉 부재(3)의 탄성 변형이 가능하다.
도 3 및 도 4는 제 2 실시예에 따른 본 발명의 부품(1)의 단면도를 도시한다. 도 3은 오버몰딩 전 부품(1)을 도시한다. 도 4는 오버몰딩(5)의 장착 후 부품(1)을 도시한다. 도 3은 부품(1)이 2개의 서로 각진 표면을 갖는 것을 도시한다. 제 1 표면(11)은 제 2 표면(12) 상에 수직으로 놓인다. 밀봉 부재(3)는 제 1 표면(11)으로부터 제 2 표면(12)으로 연장된다. 이 경우, 밀봉 부재(3)와 베이스 부분(2) 사이에 폐쇄된 링형 챔버(4)가 형성된다. 여기서도 밀봉 부재(3)는 챔버(4)를 밀폐하므로, 상기 챔버는 주변에 대해 캡슐화된다. 특히, 오버몰딩 과정 동안 용융물이 상기 챔버 내로 침투할 수 없다. 또한, 가스가 챔버(4)로부터 배출될 수 없다. 도 4는 오버몰딩(5)의 장착 후 부품(1)을 도시한다. 제 1 실시예와 유사하게, 오버몰딩(5)에 의해 부품(3)이 탄성 변형되므로, 챔버(4) 내에 있는 가스가 압축된다. 따라서, 여기서도 밀봉 부재가 탄성 변형 및 챔버(4) 내부에 압축된 가스의 압력에 의해 고정되기 때문에, 베이스 부분(2)과 오버몰딩(5) 사이의 밀봉성이 보장된다. 이 실시예에서, 베이스 부분(2)은 더 가공될 필요가 없고, 특히 리세스를 포함할 필요가 없는데, 그 이유는 각진 표면(11 및 12)이 존재하기 때문이다.
도 5 및 도 6은 제 3 실시예에 따른 본 발명의 부품(1)의 단면도를 도시한다. 도 5는 오버몰딩 전 부품(1)을 도시하고, 도 6은 오버몰딩(5)의 장착 후 부품(1)을 도시한다. 도 5에는, 이 실시예에서 링형 밀봉 부재(3)가 단면도로 볼 때 포트 형상을 가지며, 그 개구가 베이스 부분(2)에 의해 커버되는 것이 도시된다. 개구는 밀봉 부재(3)의 내주에 제공된다. 따라서, 챔버(4)는 밀봉 부재(3)의 내부에 형성되고, 이는 베이스 부분(2)에 대한 구조적 요구 조건을 더 낮춘다. 여기서도, 밀봉 부재(3)에 의해, 오버몰딩 동안 용융물이 챔버(4) 내로 침투하지 않고 가스가 챔버(4)로부터 배출되지 않는 것이 보장된다. 도 6은 오버몰딩(5)의 장착 후 부품(1)을 도시한다. 여기서도, 밀봉 부재(3)는 탄성 변형되므로, 챔버(4) 내에 있는 가스가 압축된다. 처음 2개의 실시예에서와 동일한 기능이 주어지지만, 오버몰딩(5)이 더 컴팩트하게 제공될 수 있는 것이 나타난다. 또한, 이 실시예에서 베이스 부분에 대한 단일 조건은 베이스 부분이 밀봉 부재(3)의 개구를 커버하기에 충분한 크기의 표면을 갖는 것이다.
도 7 및 도 8은 제 4 실시예에 따른 본 발명의 부품(1)의 단면도를 도시한다. 도 7은 오버몰딩 과정 동안 부품(1)을 도시한다. 도 8은 오버몰딩 과정 후 부품(1)을 도시한다. 도 7에 나타나는 바와 같이, 오버몰딩(5)에 의한 베이스 부분(2)의 오버몰딩 동안, 몰딩 공구(7)가 사용된다. 몰딩 공구(7)는 밀봉 부재(3)에 접촉하므로, 상기 밀봉 부재가 부분적으로만 오버몰딩된다. 밀봉 부재(3)는 베이스 부분(2)의 제 1 표면(11) 및 제 2 표면(12)에 접촉하지만, 밀봉 부재와 베이스 부분 사이에 챔버가 형성되지 않는다. 밀봉 부재(3)가 오버몰딩 과정 동안 탄성 변형될 수 있기 위해, 공구(7)는 공동부(6)를 포함하고, 오버몰딩(5)의 장착 동안 밀봉 부재(3)가 상기 공동부(6) 내로 가압된다. 결과는 도 8에 나타난다. 밀봉 부재(3)가 오버몰딩 동안 제공되는 힘 F에 의해 오버몰딩(5)과 베이스 부분(2) 사이에 축 방향 X-X으로 고정되는 것이 나타난다. 따라서, 밀봉 부재(3)의 탄성 변형으로부터 나타나는 복원력은 베이스 부분(2) 및 오버몰딩(5)에 대한 압력을 형성한다. 따라서, 베이스 부분(2)에 대한 오버몰딩(5)의 확실한 밀봉이 구현된다.
이 실시예에서 밀봉 부재(3)가 축 방향 X-X로 부분적으로만 오버몰딩되기 때문에, 오버몰딩(5)의 장착 후에도 밀봉 부재(3)가 탄성적으로 변형되는 것이 가능하다. 따라서, 이 실시예도 온도 영향의 변화시 높은 밀봉성을 제공한다. 그러나, 다른 실시예에서와 같이 챔버가 제공되지 않기 때문에, 오버몰딩 동안 용융물이 상기 챔버 내로 침투하지 않도록 주의하지 않아도 된다. 따라서, 오버몰딩 과정의 복잡성이 줄어든다.
도 9는 분사 밸브(100)를 도시한다. 상기 분사 밸브(100)는 전술한 실시예들 중 하나의 실시예에 따른 부품(1)을 포함한다.
1 부품
2 베이스 부분
3 밀봉 부재
4 챔버
5 오버몰딩
11, 12 표면
23 리세스

Claims (11)

  1. 부품으로서,
    - 베이스 부분(2),
    - 밀봉 부재(3), 및
    - 적어도 부분적으로 상기 베이스 부분(2) 둘레로 그리고 적어도 부분적으로 상기 밀봉 부재(3) 둘레로 연장되는 오버몰딩(5)을 포함하고, 상기 오버몰딩(5)은 상기 밀봉 부재(3)를 탄성 변형된 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 부품.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉 부재(3) 및 상기 베이스 부분(2)은 이들 사이에 폐쇄된 챔버(4)를 한정하고, 상기 챔버(4) 내에는 가스, 특히 압축된 가스가 있는 것을 특징으로 하는 부품.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 베이스 부분(2)은 상기 밀봉 부재(3)에 의해 커버되는 리세스(23)를 포함하고, 이로 인해 상기 베이스 부분(2)과 상기 밀봉 부재(3) 사이에 상기 챔버(4)가 형성되는 것을 특징으로 하는 부품.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 밀봉 부재(3)는 개구를 가진 포트 형상 또는 셸 형상을 갖고, 상기 개구는 상기 베이스 부분(2)에 의해 커버됨으로써, 상기 베이스 부분(2)과 상기 밀봉 부재(3) 사이에 상기 챔버(4)가 형성되는 것을 특징으로 하는 부품.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 베이스 부분(2)은 2개의 서로 각진 표면들(11, 12)을 포함하고, 상기 밀봉 부재(3)는 상기 각진 표면들(11, 12) 사이로 연장됨으로써, 상기 베이스 부분(2)과 상기 밀봉 부재(3) 사이에 상기 챔버(4)가 형성되는 것을 특징으로 하는 부품.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 부분(2) 및/또는 상기 밀봉 부재(3)는 상기 오버몰딩(5)에 의해 완전히 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 부품.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉 부재(3)는 상기 베이스 부분(2)의 2개의 서로 각진 표면(11, 12)에 계속 이어지게 접촉하는 것을 특징으로 하는 부품.
  8. 오버몰딩된 부품(1)의 제조 방법에 있어서,
    - 베이스 부분(2)과 밀봉 부재(3)를 제공하는 단계,
    - 상기 베이스 부분(2) 상에 상기 밀봉 부재(3)를 장착하는 단계, 및
    - 추가의 재료로 상기 베이스 부분(2)과 상기 밀봉 부재(3)를 적어도 부분적으로 오버몰딩하는 단계를 포함하고, 상기 밀봉 부재(3)는 탄성 변형되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 베이스 부분(2)에 상기 밀봉 부재(3)를 장착함으로써, 상기 베이스 부분(2)과 상기 밀봉 부재(3) 사이에 폐쇄된 챔버(4)가 형성되고, 상기 챔버(4) 내에 포함된 가스는 오버몰딩 동안 상기 밀봉 부재(3)의 탄성 변형에 의해 압축되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 밀봉 부재(3)는 상기 베이스 부분(2)의 2개의 서로 각진 표면에 계속 이어지게 설치되고, 상기 밀봉 부재(3)가 오버몰딩 동안 탄성 변형에 의해 몰딩 공구(7)의 공동부(6) 내로 가압되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 부품을 포함하는 내연기관용 연료 분사 시스템.
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