KR20180032891A - 볼조인트 사출 금형장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 볼조인트 사출 금형에 관한 것으로 더욱 상세하게는 볼조인트의 스터드부가 탈거되지 않도록 체결링 체결작업과 금형작업을 동시에 할 수 있는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 금형에서 사출용융물을 주입하기 전에 금형을 통해 체결링을 먼저 체결하여, 사출용융물 주입불량이 발생되어도 볼스터드가 소켓에서 탈거되지 않도록 하는 효과가 있다.
또한, 금형에서 체결링 설치와 볼조인트 사출을 모두 할 수 있어 공정효율성을 높이는 효과가 있다.

Description

볼조인트 사출 금형장치{Ball Joint Injection Mold Device}
본 발명은 볼조인트 사출 금형에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 볼조인트의 스터드부가 탈거되지 않도록 체결링 체결작업과 금형작업을 동시에 할 수 있는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 볼조인트는 볼과 로드를 포함하는 볼스터드와 볼스터드의 볼을 감싸는 볼시트와 볼시트의 외부를 감싸는 소켓으로 이루어져 있다. 볼조인트는 볼 스터드가 소켓에 삽입된 채 금형에 인서트 된 상태에서 사출용융물을 주입하여 볼과 소켓 사이에 볼시트를 형성시킴으로써 만든다.
하지만 볼시트는 액상형태로 주입되는 과정에서 종종 불량이 발생하며, 또한, 용융 사출물의 주입 공정이 누락되어 볼시트 자체가 형성되지 못하는 경우가 있다. 이 경우 볼스터드가 소켓에서 탈거되는 등의 문제가 발생되어 이를 해결하기 위한 방법이 필요한 실정이다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 새로운 방식의 볼조인트를 제조하는 사출 금형장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 볼조인트 사출 금형장치는 하부금형, 가이드코어, 이너코어, 상부금형을 포함한다.
여기서, 하부금형은 가이드코어 설치부를 가진다.
가이드코어는 하부금형에 형성된 가이드코어 설치부에 설치되되 제1 높이 위치에서 지지된 상태에서 하방으로 눌림에 따라 제2 높이 위치로 이동 가능하도록 설치된다.
또한, 가이드코어는 볼스터드 및 소켓을 포함하는 볼조인트 조립체가 위로부터 삽입된 후 소켓의 단부가 바닥면에 지지되며 소켓의 적어도 일부가 수용되는 제1 소켓수용부를 포함한다.
그리고, 가이드코어는 제1 소켓수용부의 바닥면으로부터 하방으로 관통 형성된 관통홀이 형성된다.
가이드코어는 상하로 탄성력을 발휘하는 스프링에 의해 하부금형에 설치된다.
이너코어는 하부금형에 설치되며 상부가 가이드코어의 관통홀 내로 삽입되어 노출되되, 볼조인트 조립체 중 볼스터드의 로드 부분이 삽입되는 로드삽입홀과, 체결링이 안착되며 지지되는 링안착면을 가지는 팁부를 포함한다.
이너코어의 링안착면은 가이드코어가 제1 높이 위치에 있을 때 가이드코어 제1 소켓수용부의 바닥면보다 낮게 위치할 수 있다.
이너코어의 팁부의 외경은 그 하부의 외경보다 더 작게 형성될 수 있다.
이너코어의 팁부는 링안착면으로부터 반경방향 내측으로 경사지며 상향 돌출된다.
그리고, 팁부는 경사면과 경사면의 끝에서 볼스터드의 볼의 곡면에 대응하는 곡률의 곡면을 추가로 포함한다.
이너코어의 링안착면은 반경방향 내측으로 갈수록 높이가 낮게 형성될 수 있다.
상부금형은 소켓의 나머지 일부가 수용될 수 있는 제2 소켓수용부와 제2 소켓수용부로 노출되는 소켓에 사출 용융물을 주입하기 위한 사출 주입부를 포함한다.
그리고, 상부금형은 볼조인트 조립체가 가이드코어 내에 설치된 상태에서 가이드코어를 덮으며 하방으로 눌러 가이드코어를 제2 높이 위치로 이동시킨다.
상부금형은 가이드코어가 하방 이동됨에 따라 체결링이 소켓 내부로 밀려 들어가 소켓 내면에 형성된 링홈에 삽입되도록 한다.
본 발명은 볼조인트 사출성형방법에 관한 것으로써, 하부 금형에 설치된 이너코어의 팁부 중 링안착면에 체결링을 설치하는 단계, 볼스터드의 로드를 로드삽입홀에 삽입하는 단계, 소켓을 제1소켓수용부에 삽입하는 단계, 상기 이너코어의 링안착면을 통해 상기 체결링을 밀어 상기 소켓의 내면에 형성된 링홈에 삽입시키면서, 상기 이너코어의 팁부로 상기 볼스터드의 볼 외주면과 상기 소켓의 내주면 사이에 대해 그 하부를 밀폐시키는 단계 및 사출 용융물을 상기 볼스터드 볼의 외주면과 상기 소켓 내주면 사이로 주입하고 고형시키는 단계를 포함하는 볼조인트 사출성형방법을 제시한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 볼조인트 사출장치에 따르면, 금형에서 사출용율물을 주입하기 전에 금형을 통해 체결링을 먼저 체결하여, 사출용융물 주입불량이 발생되어도 볼스터드가 소켓에서 탈거되지 않도록 하는 효과가 있다.
또한, 금형에서 체결링 설치와 볼조인트 사출을 모두 할 수 있어 공정효율성을 높이는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 볼조인트 사출장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 볼조인트 사출장치에 볼조인트 조립체가 설치된 모습을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 A부분을 확대한 확대도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 볼조인트 사출장치의 상부금형과 가이드 코아가 하강된 모습을 도시한 도면이다.
도 5는 도4의 B부분을 확대한 확대도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 볼조인트 사출장지의 상부금형에서 주입된 사출용융물이 주입된 모습을 도시한 도면이다.
도 7은 도 3의 팁부를 확대한 확대도이다.
도 8은 볼조인트가 사출되는 과정을 도시한 흐름도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼조인트 사출장치에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 볼조인트 사출장치를 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 볼조인트 사출장치에 볼조인트 조립체가 설치된 모습을 도시한 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 볼조인트 사출장치는 하부금형(100), 가이드코어(120), 이너코어(160), 상부금형(240)을 포함한다.
하부금형(100)은 상부에 가이드코어(120)가 설치되도록 가이드코어(120) 설치부(100)를 가지며, 적어도 하나이상의 열선(340)이 포함될 수 있다.
가이드코어(120)는 하부금형(100)에 형성된 가이드코어(120) 설치부(100)에 설치되되 제1 높이(h1) 위치에서 지지된 상태에서 하방으로 눌림에 따라 제2 높이(h2) 위치로 이동 가능하도록 설치된다.
가이드코어(120)는 볼스터드(300, 310) 및 소켓(280)을 포함하는 볼조인트 조립체가 위로부터 삽입된 후 소켓(280)의 단부가 바닥면(140)에 지지되며 소켓(280)의 적어도 일부가 수용되는 제1 소켓수용부(130)를 포함한다.
볼조인트 조립체는 소켓(280), 볼스터드(300, 310), 캡(350)을 포함한다.
그리고, 가이드코어(120)는 제1 소켓수용부(130)의 바닥면(140)으로부터 하방으로 관통 형성된 관통홀(150)이 형성된다. 관통홀(150)에는 후술할 이너코어(160)의 일부가 삽입 설치될 수 있다.
가이드코어(120)에 형성된 제1 소켓수용부(130)의 바닥면(140)과 가이드 코어(120)의 측면부(200)는 서로직각일 수 있다.
가이드코어(120) 측면부(200)는 후술할 링안착면(180)과 함께 체결링(330)을 지지하는 역할을 할 수 있다.
가이드코어(120)는 하부금형(100)에 설치되며, 하부 금형과 가이드코어(120) 사이에 상하로 탄성력을 발휘하는 스프링(230)에 의해 지지된다.
즉, 스프링(230)에 의해 가이드코어(120)는 하부 금형과 일정간격으로 이격된 상태로 설치되어 있고, 상부금형(240)이 하방 이동하면서 스프링(230)이 압축되고, 도 4에 도시된 바와 같이 가이드코어(120)와 하부금형(100)이 밀착된 상태가 될 수 있다.
이너코어(160)는 하부금형(100)에 설치되며 상부가 가이드코어(120)의 관통홀(150) 내로 삽입되어 노출된다. 그리고 이너코어(160)는 볼조인트 조립체 중 볼스터드(300)의 로드(310) 부분이 삽입되는 로드삽입홀(170)과, 체결링(330)이 안착되며 지지되는 링안착면(180)을 가지는 팁부(190)를 포함한다.
도 3, 도 5 및 도 7을 참조하면 이너코어(160)의 팁부(190)의 외경(D1)은 그 하부의 외경(D2)보다 더 작게 형성될 수 있다. 가이드코어(120)에 의해 하방 이동하는 소켓(280)의 내주면이 팁부(190)의 외주면과 맞닿으면서 체결링(330)이 수축하면서 소켓(280)의 링홈(290)에 안착되도록 한다.
이너코어(160)의 팁부(190)는 링안착면(180)으로부터 반경방향 내측으로 경사지며 상향 돌출된다. 그리고, 팁부(190)는 경사면(210)과 경사면(210)의 끝에서 볼스터드 볼(300)의 곡면(220)에 대응하는 곡률의 곡면(220)을 추가로 포함한다. 상기 곡면(220)은 볼스터드의 볼(300)의 곡률과 동일하게 형성됨으로써 도 5에 도시된 바와 같이 사출용융물(320)이 로드삽입홀(170) 쪽으로 새지 않도록 할 수 있다.
또한, 사출용융물(320)이 체결링(330)이 설치된 부분까지만 주입될 수 있도록 하여 체결링(330)의 설치 불량여부를 검사할 수 있도록 하는 효과가 있다. 즉, 체결링(330)은 사출용융물(320)에 의해 완전히 매립되지는 않기 때문에 외부로부터 체결링(330)이 확인될 수 있으며, 이를 통해 불량 여부를 검사할 수 있다.
이너코어(160)의 링안착면(180)은 도 7에 도시된 바와 같이 가이드코어(120)가 제1 높이(h1) 위치에 있을 때 가이드코어(120) 제1 소켓수용부(130)의 바닥면(140)보다 낮게 위치(L)할 수 있다. 즉, 체결링의 하부는 링안착면(180)에 의해 지지되고 일측면은 측면부(200)와 소켓(280)의 내주면과 접촉을 해야 하기 때문에 링안착면(180)은 바닥면(140)과의 높이(L)차이가 체결링의 직경(d)의 절반 정도인 것이 바람직 할 수 있다.
팁부(190)에 설치된 체결링(330)은 가이드코어(120)에 설치된 소켓(280)의 단부에 안착되어 체결링(330)이 링홈(290)으로 삽입고정될 수 있는 준비상태가 된다. 이 때문에 체결링(330)은 소켓(280) 내주면에 형성된 링홈(290)에 정확히 삽입될 수 있다.
이너코어(160)의 링안착면(180)은 도 7에 도시된 바와 같이 반경방향 내측으로 갈수록 높이가 낮게 형성될 수 있다.
이 경우 체결링(330)은 가이드코어(120)를 통해 소켓(280)이 하방 이동할 때 반경방향 내측으로 수축하게 되는데 이때 이너코어(160)의 높이가 낮게 형성된 링안착면(180)에 체결링(330)이 안착되면서 체결링(330)이 수축할 때 탄성력으로 인해 링안착면(180)에서 탈거되는 등의 문제를 해결할 수 있다.
상부금형(240)은 소켓(280)의 나머지 일부가 수용될 수 있는 제2 소켓수용부(250)와 제2 소켓수용부(250)로 노출되는 소켓(280)에 사출 용융물을 주입하기 위한 사출 주입부를 포함한다. 사출 주입부는 사출용융물(320)을 수용하고 있는 핫트러너(265)를 포함하며, 상부금형(240)은 복수개의 열선(340)이 포함될 수 있다. 여기서, 실시예에 따라 핫트러너 대신에 콜드러너가 이용될 수도 있다.
제2 소켓수용부(250)는 상부금형(240)의 하부에 형성되며, 일측에 사출용융물(320)을 주입하는 사출주입부(260)가 연결되어 있다. 사출주입부(260)는 소켓(280)에 형성된 유입부에 밀착되도록 밸브게이트(270)가 형성되어 있다. 밸브게이트(270)는 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 소켓(280)의 유입부와 밀착되어 사출용융물(320)이 외부로 새지 않도록 한다.
그리고, 상부금형(240)은 볼조인트 조립체가 가이드코어(120) 내에 설치된 상태에서 가이드코어(120)를 덮고, 가이드코어(120)를 누르면서 하방 이동시켜 가이드코어(120)를 제2 높이(h2)로 이동시킨다. 즉, 스프링(230)에 의해 제1 높이(h1)에 있던 가이드코어(120)는 상부금형(240)이 하방 이동하면서 제2 높이(h2)로 이동하게 된다. 아울러 가이드코어(120)에 설치된 소켓(280)도 같이 하방 이동하게 된다.
상부금형(240)은 가이드코어(120)가 하방 이동됨에 따라 체결링(330)이 소켓(280) 내부로 밀려 들어가 소켓(280) 내면에 형성된 링홈(290)에 삽입되도록 한다. 체결링(330)은 이너코어(160)의 팁부(190)에 설치된다.
그리고, 채결링이 설치된 이너코어(160)의 팁부(190)는 고정된 하부금형(100)에 고정된 상태에서 가이드코어(120)가 하방 이동함에 따라 가이드코어(120)에 설치된 소켓(280)의 내부로 이동하고, 소켓(280)의 내주면에 형성된 링홈(290)에 설치되게 된다.
체결링(330)은 탄성이 있는 소재로 제작될 수 있다. 탄성이 있는 체결링(330)은 소켓(280)의 내주면에서는 수축했다가 반경방향으로 깊게 형성된 링홈(290)에서 팽창하면서 안착되게 된다.
다음으로 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 볼조인트 사출성형방법에 대해 설명한다. 먼저 하부금형(100)에 설치된 이너코어(160)의 팁부(190) 중 링안착면(180)에 체결링(330)을 설치한다.(S110) 그리고 볼스터드의 로드(310)를 로드삽입홀(170)에 삽입한다.(S120) 그리고, 소켓(280)을 제1소켓수용부(130)에 도 2에 도시된 상태가 되도록 삽입하여 설치한다.(S130)
제1 소켓수용부(130)에 설치된 소켓(280)이 상부금형(240)에 의해 하방 이동하면 이너코어(160)의 팁부(190)에 형성된 링안착면(180)을 통해 체결링(330)이 소켓(280)의 내면에 형성된 링홈(290)에 삽입된다.(S140) 이너코어(160)의 팁부(190)가 볼스터드의 볼(300) 외주면과 소켓(280)의 내주면 사이에 대해 그 하부를 밀폐시켜 이후에 주입될 사출 용융물이 체결링(330)이 체결된 부분 까지만 주입되어 고형될 수 있도록 한다.(S150) 사출용융물(320)이 주입된 상태는 도 6을 참조한다.
본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100: 하부금형
110: 가이드코어 설치부
120: 가이드코어
130: 제1 소켓수용부
140: 바닥면
150: 관통홀
160: 이너코어
170: 로드삽입홀
180: 링안착면
190: 팁부
200: 측면부
210: 경사면
220: 곡면
230: 스프링
240: 상부금형
250: 제2 소켓수용부
260: 사출주입부
265: 핫트러너
270: 벨브게이트
280: 소켓
290: 링홈
300: 볼스터드 볼
310: 로드
320: 사출용융물
330: 체결링
340: 열선
350: 캡

Claims (6)

  1. 가이드코어 설치부를 가지는 하부금형
    상기 가이드코어 설치부에 설치되되 제1 높이 위치에서 지지된 상태에서 하방으로 눌림에 따라 제2 높이 위치로 이동 가능하도록 설치되고, 볼스터드 및 소켓을 포함하는 볼조인트 조립체가 위로부터 삽입된 후 상기 소켓의 단부가 바닥면에 지지되며 상기 소켓의 적어도 일부가 수용되는 제1 소켓수용부를 포함하고, 상기 제1 소켓수용부의 상기 바닥면으로부터 하방으로 관통 형성된 관통홀이 형성된 가이드코어;
    상기 하부금형에 설치되며 상부가 상기 가이드코어의 상기 관통홀 내로 삽입되어 노출되되, 상기 볼조인트 조립체 중 상기 볼스터드의 로드 부분이 삽입되는 로드삽입홀과, 체결링이 안착되며 지지되는 링안착면을 가지는 팁부를 포함하는 이너코어; 및
    상기 소켓의 나머지 일부가 수용될 수 있는 제2 소켓수용부와 상기 제2 소켓수용부로 노출되는 상기 소켓에 사출 용융물을 주입하기 위한 사출 주입부를 포함하고, 상기 볼조인트 조립체가 상기 가이드코어 내에 설치된 상태에서 상기 가이드코어를 덮으며 하방으로 눌러 상기 가이드코어를 상기 제2 높이 위치로 이동시키며, 상기 가이드코어가 하방 이동됨에 따라 상기 체결링이 상기 소켓 내부로 밀려 들어가 상기 소켓 내면에 형성된 링홈에 삽입되도록 하는 상부금형
    을 포함하는 볼조인트 사출 금형장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이너코어의 상기 팁부는 상기 링안착면으로부터 반경방향 내측으로 경사지며 상향 돌출되는 경사면과 상기 경사면의 끝에서 상기 볼스터드의 볼의 곡면에 대응하는 곡률의 곡면을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 볼조인트 사출 금형장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 링안착면은 반경방향 내측으로 갈수록 높이가 낮게 형성된 것을 특징으로 하는 볼조인트 사출 금형장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가이드코어는 상하로 탄성력을 발휘하는 스프링에 의해 상기 하부금형에 설치된 것을 특징으로 하는 볼조인트 사출 금형장치.
  5. 볼스터드 및 소켓을 포함하는 볼조인트 조립체가 위로부터 삽입된 후 상기 소켓의 단부가 바닥면에 지지되며 상기 소켓의 적어도 일부가 수용되는 제1 소켓수용부를 포함하고, 상기 제1 소켓수용부의 상기 바닥면으로부터 하방으로 관통 형성된 관통홀이 형성된 제1 금형; 및
    상부가 상기 가이드코어의 상기 관통홀 내로 삽입되어 노출되되, 상기 볼조인트 조립체 중 상기 볼스터드의 로드 부분이 삽입되는 로드삽입홀과, 체결링이 안착되며 지지되는 링안착면을 가지는 팁부를 포함하는 제2 금형
    을 포함하고,
    상기 제1 금형과 제2 금형이 상하 방향으로 상대운동 함에 따라 상기 체결링이 밀려 상기 소켓의 내면에 형성된 링홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는 볼조인트 사출 금형장치.
  6. 하부 금형에 설치된 이너코어의 팁부 중 링안착면에 체결링을 설치하는 단계;
    볼스터드의 로드를 로드삽입홀에 삽입하는 단계;
    소켓을 제1소켓수용부에 삽입하는 단계;
    상기 이너코어의 링안착면을 통해 상기 체결링을 밀어 상기 소켓의 내면에 형성된 링홈에 삽입시키면서, 상기 이너코어의 팁부로 상기 볼스터드의 볼 외주면과 상기 소켓의 내주면 사이에 대해 그 하부를 밀폐시키는 단계; 및
    사출 용융물을 상기 볼스터드 볼의 외주면과 상기 소켓 내주면 사이로 주입하고 고형시키는 단계
    를 포함하는 볼조인트 사출 성형 방법.
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