KR950000182B1 - 합성수지로 만든 벨로우즈 제품의 블로우 성형방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

합성수지로 만든 벨로우즈 제품의 블로우 성형방법

제 1a 도는 본 발명에 따른 합성수지 벨로우즈(bellows)를 성형하기 위한 사출 블로우 성형의 절반금형 및 파리손(pasrion)을 나타내는 금형의 일례를 도시하는 종단면도.

제 1b 도는 상기 제 1a 도에 도시한 파리손의 요부인 벨로우즈 부분을 도시하는 확대종단면도.

제 2a 도는 본 발명의 방법에 의해 성형된 벨로우즈의 일례를 도시하는 중심선을 따라 취한 벨로우즈의 종단면도.

제 2b 도는 제 2a 도의 벨로우즈 부분의 확대 종단면도.

제 3 도는 본 발명의 사출 블로우 성형방법을 수행하기 위해 사용되는 금형의 일례를 도시하는 개략단면도.

제 4a 도 내지 제 4e 도는 사출 블로우 성형방법의 성형 단계들을 도시하는 개략도.

제 5a 도 내지 제 5d 도는 각각 파리손의 산부의 형상예를 도시하는 단면도.

제 5e 도 내지 제 5i 도는 각각 파리손의 산부형상의 다른예를 도시하는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 11 : 뿌리부 2, 12 : 산부

3, 13 : 경사부 7 : 최종제품(또는 부츠)

10 : 파리손 16 : 장착부

21 : 코어금형 22, 23 : 외부금형

24 : 축 25 : 캐비티

26 : 사출구멍 27 : 블로우 구멍

28 : 이젝터로드 29 : 공기취출구

30 : 공기통로

본 발명은 합성수지 벨로우즈를 성형하는 사출 블로우 성형방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 등속 조인트용 부츠(boots), 스티어링 부츠(steering boots)등과 같은 플라스틱 벨로우즈를 성형하는 사출 블로우 성형방법에 관한 것이다.

명세서 및 청구방법에 기재한 파리손 비(ratio)란 식{(D-A)/(D-d)}×100으로 정의되는 것으로, 여기에서 D는 제품의 산부직경이고, d는 상기 제품의 뿌리직경이며, A는 파리손의 외경이다. 본 발명에서 파리손의 외경(경사부 포함)은 오직 블로우 성형만 되기 때문에 파리손의 외경은 파리손 산부의 외경을 말하는 것이다.

종래에는 블로우 성형방법이 합성수지로 벨로우즈를 성형하기 위해 번번히 이용되어 왔다. 그러나 벨로우즈 형상의 성형에서 기본재료를 블로우하는 과정에서 성형될 벨로우즈의 산부는 그 뿌리부보다 높은 비율로 블로우되어 결과적으로 벨로우즈 성형품의 전체의 두께에 비하여 산부의 두께가 극히 얇게 되는 것을 알게 되었다. 예를 들어, 이와 같이 성형된 벨로우즈 성형품이 액츄에이터인 경우에 그것이 실제로 액츄에이터로 동작할 때에는 전술한 바와 같이 산부의 두께가 얇기 때문에 그것에 작용하는 부압(negative pressure)이 그 산부를 좌굴(buckle)시켜 액츄에이터의 확장/수축 동작 행정(stroke)이 감소되거나 또는 최악의 경우에는 상기 성형품이 액츄에이터로서의 기능을 할 수 없게 된다. 또한 공기조화 장치등의 닥트로서 사용하는 경우에는 이와 같은 얇은 산부는 그 단열효과를 나쁘게 한다.

이와 같은 문제의 해결책은 벨로우즈 성형품의 얇은 산두께를 보상하기 위하여 파리손의 두께를 증가시키는 것을 생각할 수 있으나 이외의 부분들도 불필요하게 두꺼워진다. 이와 같이 재료가 사실상 낭비되어 경제적으로 사용될 수 없다. 또한 성형품 본래의 유연성을 잃게 된다.

다른 해결책은 벨로우즈를 성형하기 위하여 사출 블로우 성형방법을 사용하는 것도 고려된다. 사출 블로우 성형방법에서는 용융된 수지가 금형내로 사출되어 바닥의 튜브형인 파리손을 성형하고 이 파리손을 블로우 금형으로 둘러싸 팽창시켜 최종형상을 가진 성형품을 형성한다. 이 때문에 사용되는 재료는 사출 공정에서는 점도가 낮아 유동성이 큰 재료가 바람직하나 반면에 블로우 공정에서는 점도가 높은 재료가 바람직하다고 하는 이율배반의 관계가 있다. 여기에서 보통 사용되는 재료는 블로우 공정에 맞추어 선정되어 사출공정중에는 쉽게 흐르지 않는다. 이와 같이 균일한 두께 및 낮은 흐름저항을 가진 튜브형으로 파리손을 성형하는 것이 일반적이다. 파리손은 블로우 성형의 외형에 형성된 블로우형 캐비티를 따라 전체적으로 팽창되어 벨로우즈형 통부를 형성한다.

그러나, 벨로우즈 성형품이 균일한 두께를 가진 튜브형 파리손과 같은 것을 사용하여 성형되면, 산부에서의 블로우업 비(blow-up ratio)는 뿌리부의 블로우업 비와 국부적으로 다르며, 두께가 크게 다른 제품이 최종적으로 얻어진다.

특히, 점차로 지름이 커지는 원통형의 벨로우즈 성형품, 예를 들면 자동차등에 사용되는 등속도 조인트용 부츠의 경우, 최종제품의 두께의 균일화를 도모하기 위해서 그 말단으로 갈수록 지름이 넓어지는 테이퍼형상으로 파리손을 형성할 수 있지만, 개방압력 성형에 가깝게 되기 때문에 사용되는 수지내에 가스성분이 기포를 형성하거나 파리손의 흐름을 복잡하게 만들어 내부저항이 파리손내에 남기 쉽게 된다. 이 때문에 사출 블로우 성형방법은 두께가 균일한 벨로우즈 성형품을 형성할 수 없게 하고, 특히 지름이 제품의 말단으로 갈수록 커지는 원추형 벨로우즈 성형품을 형성할 수 없게 하였다.

여기에서, 두께가 일정하지 않은 문제를 해결하기 위해 일본국 실용실안 공개 공보 번호 제 2-34211호에서는 파리손 그 자체의 두께를 불균일하게 만드는 기술이 제안되어 있다. 그러나 이와 같이 단순한 파리손의 두께를 제어하는 것은 소정의 형상을 가진 제품을 얻기 위하여 그 두께를 감소시키면서 파리손을 팽창하는 단계를 포함하는 블로우 성형공정의 견지에서 균일한 두께를 가진 제품을 성형하기 어려우며, 블로우 작업의 압력분포를 불균일하게 하거나 또는 사용되는 수지의 온도등을 바꾸어 두께가 균일하지 않은 최종제품을 형성하도록 한다. 또한 복잡한 형상의 벨로우즈 성형품에 대하여는 그 어려움은 더욱 커지며 특히 원추형으로 벨로우즈가 성형되는 등속 조인트용 부츠의 경우에는 경사면의 각도가 비대칭이기 때문에 균일하게 팽창되기 어려워 두께가 균일하지 않은 경우가 쉽게 발생한다. 더욱이, 이 두께의 불균일은 전체적으로 발생하며, 특히 뿌리부에 발생하는 경우에는 자동차의 등속 조인트용 부츠등에 적용하기에 적합하지 않다.

또한 파리손의 두께를 일정 비율로 불균일하게 하는 경우에도 파리손비는 아직 상당히 높아 그 체적계산이 어려우며, 제품에 대한 체적오차가 크게 되는 경우에는 코아의 수정이 필요하게 된다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 사출 블로우 성형방법은 단면 원호상의 뿌리부와 산부 및 이들 사이에 형성된 사면부로 구성되는 벨로우즈형 통부를 가진 합성수지 벨로우즈 성형품의 상기 뿌리부 또는 산부와 그 주변을 미리 파리손 성형시의 사출성형에 의해 거의 최종제품의 형상으로 완성하고, 그후의 블로우 성형에서 상기 산부와 상기 사면부만을 성형하여 최종 제품의 형상을 얻도록 되어 있다.

또한 본 발명의 사출 블로우 성형방법에 있어서, 각각 파리손의 산부의 외주면측이 평면 또는 구면 형상으로 형성되고 그 내주면측도 평면 또는 구면 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명은 실질적으로 원추형을 가진 벨로우즈 성형품에 적용하는 것이 바람직하며 그 통부에서 산부 및 뿌리부는 제품의 일단으로 내려갈수록 그 지름이 점차로 증가된다.

사출 성형단계에서는 파리손의 뿌리부만이 최종제품의 형상과 일치하도록 형성된다. 뿌리부 또는 산부 및 그 주변을 제외하고, 산부 및 경사부는 다음의 블로우 성형단계에 의해 최종제품의 치수로 성형된다. 사출 성형중에 블로우용 공기는 뿌리부의 치수 정확도에 영향을 주지 않을 정도로 팽창에 의해 각 산부로 유입되어 블로우 압력이 작용한다. 이때 블로우용 공기는 파리손 뿌리부의 탄성층을 관통하여 흐르기 때문에 약간 팽창하고 이와 같이 파리손 뿌리부는 블로우 압력에 의해 극히 짧은 시간동안만 팽창된다. 따라서 산부는 실질적으로 블로우 성형되지 않는다.

본 발명은 뿌리부를 제외하고 파리손의 산부 및 경사부만을 블로우 성형하는 특별한 단계를 구비하는 다른 목적을 가지고 있다. 본 발명에 따라 상기 목적을 달성하기 위해 사출성형금형 및 블로우 성형금형 모두에 대해 일반적인 코어금형을 사용하는 방법이 구비되며, 여기에서, 사출성형은 코어금형의 캐비티면과 사출성형 금형의 캐비티면에 의해 형성되는 캐비티를 통하여 작용하며, 상기 캐비티는 각각 최종 벨로우즈 성형품의 뿌리부 또는 뿌리부와 그 주변에 상당하는 캐비티 점을 포함하여, 파리손의 뿌리부 또는 파리손의 뿌리부와, 그 주변은 사출 성형되어 최종 벨로우즈 성형품의 형상과 거의 동일한 형상이 되며, 또한 여기에서 블로우 성형은 코어금형의 캐비티면과 블로우 성형금형의 캐비티면에 의해 형성되는 캐비티를 통하여 작용하며, 상기 캐비티는 각각 최종 벨로우즈 성형품의 뿌리부 또는 뿌리부와 그 주변에 상당하는 캐비티점을 포함하여, 이와 같이 각각이 캐비티점에서, 블로우 성형구멍이 코어 및 블로우 성형금형들 사이에 형성되고, 이 블로우 성형구멍에서 파리손 상부 및 경사부는 오직 블로우 성형되어 최종 벨로우즈 성형품의 형상과 동일한 형상이 된다. 반면에, 블로우 성형중에는 각각 최종제품의 뿌리부에 상당하는 다른 캐비티점에서 파리손 파리손 뿌리부는 블로우 성형됨이 없이 이들이 사출성형 되었을 때 실질적으로 동일한 형상을 유지한다. 바람직하게는 각각 파리손 산부에 상당하는 코어 및 블로우 성형금형들 사이의 다른 캐비티점들이 사출성형에서 형성된 상당 캐비티점들과의 관계에서 약간의 간극을 형성하여, 블루우용 공기가 그곳에서 블로우성형을 수행함이 없이 각각의 다른 캐비티점들에서 파리손의 탄성층을 관통할 수 있도록 되어 있다. 따라서 파리손의 뿌리부만이 파리손의 성형중에 사출성형에 의해 최종의 형상으로 정확하게 성형되며, 산부 및 경사부는 그 다음에 최종 제품의 형상으로 성형되며 벨로우즈 성형품 형성시 발견되는 바와 같이 산부의 치수적인 변화를 방지할 수 있다. 또한 뿌리부 산부 및 경사부 사이의 파리손비는 변화할 수 있다. 특히, 산부 및 경사부에서의 파리손비는 20% 내지 80% 바람직하게는 약 50%에 세트될 수 있다. 이것은 성형에 대한 파리손의 체적계산을 더욱 쉽게 하며, 제품형상에 관한 그와 같은 파리손 체적의 실수를 감소시켜 산부 및 경사부에서의 치수변화를 피할 수 있다. 전체 벨로우즈 부분은 이와 같이 균일한 두께로 성형될 수 있으며 코어금형을 수정할 필요가 없게 된다.

또한, 각각의 산부가 평면으로 형성되는 경우에는 사출성형에 사용되는 금형을 쉽게 전진시킬 수 있게 하고 재료의 분배를 계산하기 쉽게 하며, 산부는 블로우 성형중 균일한 팽창을 통해 균일한 두께로 성형될 수 있다. 또한 만일 각각의 산부가 원통형으로 형성되면 파리손의 응력을 블로우 성형중에 균일하게 분배될 수 있으며, 이것은 두께를 균일하게 한다.

이하 본 발명의 구성을 도면에 도시한 실시예에 따라 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시예는 자동차에서 사용되는 등속조인트용 부츠에 적용하는 것이다.

우선, 본 실시예가 대상으로 하고 있는 합성수지로 만든 등속도 조인트용 부츠에 대하여 간단하게 설명한다. 제 2 도에 도시한 바와 같이 부호 7은 이러한 종류의 조인트 부츠를 나타내는 것으로 기본적으로 각각 단면원호를 가진 것으로 표현된 뿌리부(1), 산부(2)와 이들 사이에 형성된 산부(3)로 구성되어 있다. 뿌리부(1)와 산부(2)는 부츠(7)의 벨로우즈형 통부(4)에 형성되어 있고, 통부(4)의 양단부에는 각각 원통형 장착부(5)(6)가 갖추어져 있다. 도시되지는 않았지만 상기 장착부(5)(6)는 조인트의 적절한 부품에 끼워져 장착된다.

후술하는 바와 같이, 이와 같은 특별한 부츠(7)의 형성은 본 발명에 의한 사출 블로우 성형방법에 의한 것으로 그 단계는 간단히 말하면 합성수지로 만든 벨로우즈 성형품의 뿌리부 또는 뿌리부와 그 주변을 미리 파리손 성형시의 사출성형에 의해 거의 최종 제품형상으로 완성한 파리손을 얻고, 이것을 블로우 성형에서 뿌리부(1)을 제외한 부분을 팽창시킴으로써 소정의 형상 및 두께의 완성품으로 블로우 성형시킨다.

제 1a 도 및 제 1b 도에는 본 발명의 사출 블로우 성형방법에서 사용되는 파리손의 단면형상의 일례를 도시한다. 10으로 표시된 파리손(10)은 열가소성수지에 의해 제품(7)의 형상에 근사한 바닥부착의 원추 통체형상으로 형성되고 동시에 파리손(10)의 원추형 부분(14)에 벨로우즈형상의 서로 다른 다수의 직경들이 형성된다. 이와같이 지름이 다양한 부분에서, 파리손(10)은 뿌리부(11)와 산부(12) 및 그 사이의 경사부(13)와 함께 형성된다. 파리손(10)은 성형되어 최종제품(7)이 되기 때문에 이들 부분(11)(12)(13)들 사이의 피치는 각각 제품(7)에 상당 피치와 같거나 근사하여야 함은 두께(t₁), 각 뿌리(11)의 형상 및 치수(또는 필요하면 뿌리(11)와 그 주변부의 형상 및 치수)는 실질적으로 제품(7)의 뿌리부(1)의 형상 및 치수와 동일하여야 한다는 것은 특히 중요한 것이다.

이와 같은 연결에서, 산부(12) 및 경사부(13)를 형성함에 있어서, 그들 각각의 두께(t₂) 형상 및 치수를 수치적으로 표현하는데 주의를 하여야 하며 이것은 순차적인 블로우 성형을 하는 이들 두 부분의 체적변화를 허용하는 방법으로 하여야 하며, 그에 의해 소정의 최종산부 및 경사부를 얻는다.

이를 위해, 산부 및 경사부사이의 파리손비는 20% 내지 80%, 바람직하게는 약 50%로 세트되며, 뿌리부(11)는 제외한다.

도시된 산부(12)의 단면 형상은 한정적인 것은 아니다. 예를 들면 제 5a 도에 도시한 바와 같이, 산부(12)의 내주 및 외주면 모두는 평평하게 형성될 수 있으며, 또는 제 5b 도에 도시한 바와 같이 각각 상기 면들이 평평하고 구면상으로 형성될 수 있다. 이들 변경들은 바람직하다. 왜냐하면 그들은 사출성형에서 사용되는 외부금형 및 /또는 코어금형의 상당 산부들의 형성을 쉽게 하고 뿌리부(11), 산부(12) 및 경사부(13)의 각각에 대하여 무게의 관점에서 파리손의 적절한 분배를 계산하기 쉽게 하기 때문이다.

발명자에 의한 실험에 의하면 이와 같은 외주면을 평평하게 형성하는 것은 블로우 성형중에 관련된 산부(12)의 균일한 팽창을 하게 되고, 일정한 두께로 파리손을 윤곽지게 하는데 효과가 있음을 알게 되었다.

제 5c 도에 도시한 바와 같이, 산부(12)의 내외주면을 각각 구형상면 및 평평한 면으로 또는 제 5d 도에 도시한 바와 같이 내외주면을 모두 구형상면으로 형성하는 것이 바람직하다.

이들 실시예들은 블로우 성형중에 파리손(10)의 응력이 균일하게 분포되도록 하는데 효과가 있으며, 그에 의해 그 두께를 균일하게 만드는데 도움을 준다.

또한, 제 5e 도 내지 제 5i 도에 도시한 바와 같이, 산부(12)의 구형상면은 제 5a 도 및 제 5b 도의 구형상면의 반경보다 적은 굴곡반경을 가질 수 있거나 또는 조합적으로 적고 큰 굴곡 반경을 가지거나, 산부의 전체 형상이 삼각형으로 형성되어도 된다.

제 3 도는 후술될 사출 블로우 성형방법을 수행하기 위한 사출 블로우 성형방법의 일례를 도시한다. 도시된 금형은 코어금형(21), 코어 및 외부금형(21)(22)들 사이의 공간에 파리손(10)을 사출 성형하기 위한 사출 성형 외부금형(22) 및 이와 같이 형성된 파리손(10)을 블로우 성형하기 위한 블로우 성형 외부금형(23)으로 구성되어 있으며, 상기 파리손(10)은 도시된 바와 같이 코어금형(21)위에 고정되어 있다. 제2금형(23)에서, 파리손(10)은 소정의 형상을 가진 제품(7)으로 형성된다. 도시된 바와 같이, 사출성형 외부금형(22) 및 블로우 성형 외부금형(23)은 중심회전축(24)에 대하여 대칭적으로 배치되어 있고, 코어금형(21)은 이들 두 개의 외부금형(22)(23)에 대하여 회전될 수 있도록 축(24)상에 회전될 수 있도록 장착되어 있다. 금형 그 자체는 공지된 것이므로, 그에 대한 특별한 설명은 간결성을 위해 생략한다.

제 3 도에서 알 수 있는 바와 같이, 사출 성형 외부금형(22)은 캐비티부(22a), 소켓부(22b) 및 홀더부(22c)로 구성된 분리형 금형이다. 캐비티부(22a)는 파리손이 사출성형되는 캐비티(25)를 형성하고 코어금형(21)을 수용할 수 있는 치수가 정해져 있다.

소켓부(22b)는 외부금형(22)에 대하여 코어금형(21)을 정확하게 위치시킬 수 있도록 코어금형(21)의 다른 소켓부(21b)와 결합된다. 캐비티부(22a)와 소켓부(22b)는 홀더부(22c)에 의해 결합된다. 부호 35는 이와 같이 형성된 외부금형(22)이 서로 분리될 수 있는 파팅라인(Parting line)을 나타내는 것으로 캐비티부(22a)와 소켓부(22b)는 코어부(21)에서 떨어질 수 있다. 도시되지는 않았지만, 분할 외부금형(22)의 분리는 코어금형(21)이 사출성형 외부금형(22) 및 블로우 성형 외부금형(23)중의 어느 하나를 향해 회전하는 궤적 또는 경로로부터 그 두 개의 반쪽들이 퇴각되도록 하는 방법으로 닫힌 원통을 사용하여 수행된다.

외부금형(22)과 코어금형(21) 사이에 형성된 캐비티(25)는 최종제품(7)의 상당 뿌리부(1)의 두께, 치수 및 형상과 같도록 파리손(10)의 사출금형에 대하여 윤곽이 정해져야 한다. 그러나, 만일 필요하다면 캐비티(25)의 형상은 일반적으로 최종제품의 상당 뿌리부(1) 및 경사부(3)의 두께, 치수 및 형상과 같도록 함으로써 뿌리부(11)와 경사부(13)의 인접부를 사출 성형할 수 있도록 할 수 있다. 비교로서, 이들 뿌리부 및 인접부 이외의 다른 부분들은 주어진 최종제품으로 순차적인 블로우 성형을 하는 적절한 두께, 치수 및 형상으로 형성된다.

사출성형 상태에서, 금형(21)(22)에서 파리손(10)을 성형하는 것은 파리손 뿌리부(11) 및 산부(12) (제 1b 도 참조) 사이에서 변경이 차이가 더 커지도록 할 수 있으며, 두 부분(11)(12) 사이에 균일한 두께를 얻기 위하여 산부의 블로우업 비를 가능한 최소 수준으로 감소시키는 것을 고려한다. 그러나, 이와 같은 성형방법은 금형(21)(22)내로 사출되는 수지재료의 흐름을 느리게 하거나 방해한다. 제 1a 도 또는 제 3 도에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 파리손이 성형 캐비티(25)내로 사출되어서 산부(12)내에 상당하는 캐비티(25)부분에서 파리손이 반경차이(h)를 감소하는 방법 또는 값으로 분포되어 최종제품(7)과 비교하는 좀 더 부드러운 만곡부(즉, 벨로우즈 만곡부)를 갖게 된다. 이와 같은 배열은 캐비티(25)내로 사출된 파리손의 흐름을 부드럽게 한다.

부호 26은 금형(22)내에 갖춰진 사출구멍을 표시한다. 그와 같은 장치내로, 사출성형 장치(도지되지 않음)의 노즐이 억지로 끼워져서 용융된 플라스틱 또는 수지재료가 사출구멍으로부터 캐비티(25)내로 사출된다.

블로우 성형 외부금형(23)은, 파리손으로 공기를 집어 넣는 기능을 하고, 블로우 업하며 제품(7)의 최종형상으로 팽창시키고, 동시에 그 외부윤곽을 한정시키기 위하여 파리손(10)을 냉각하고 경화시킨다. 금형(23)은 또한 분할형이며, 제품(7)의 외부윤곽을 형성하는 캐비티면을 가진 캐비티부(23a), 소켓부(23b) 및 홀더부(23c)로 구성되어 있다. 전술된 사출 성형금형(22)과 유사하게, 소켓부(23b)는 외부금형(23)과의 관계에서 코어금형(21)을 정확하게 위치시키기 위하여 코어금형(21)의 소켓부(21b)와 결합되며, 홀더부(23c)에 의해서, 캐비티부(23a)와 소켓부(23b)는 서로 결합된다.

캐비티(23a)의 캐비티면은 산부(12)에 상당하는 각 점들에서 캐비티면 그 자체가 코어금형(21)의 외부면과 결합하여 작용하여 블로우 구멍(27)을 형성하도록 형성되어 있다. 블로우 구멍(27)은 블로우 성형 단계중에 파리손(10)의 산부(12) 및 경사부(13)을 블로우 업 하는데만 사용된다. 파리손 뿌리부(11)에 상당하는 다른 점들에서는 이와 같은 블로우 구멍(27)은 없지만 캐비티부(23a)의 캐비티면 사이에 간극이 있으며 코어금형(21)은 뿌리부에 두께와 동일 정도로 구비되고 파리손(10)내에 공기통로를 만들 수 있도록 간극을 가지고 있어서 작동중에 블로우 압력을 가진 공기가 뿌리부(11)에 있는 파리손(10)의 탄력층을 강제로 관통할 수 있음을 주목해야 한다. 따라서, 뿌리부(11)는 실질적으로 외부금형(23)에 있는 캐비티면과 코어금형(21)사이에 실질적으로 끼인다.

코어금형(21)은 회전축(24)에 연결된 전술된 소켓부(21b), 파리손(10)의 형상과 유사한 형상을 가진 캐비티부(21a) 및 회전축(24)에서 중심으로부터 바깥 방향에 있는 캐비티부(21a)로부터 압출될 수 있는 이젝터 로드(ejector rod)(28)로 구성되며, 여기에서는 최종 제품(7)도 이젝터 로드에 의해 제거되어야 한다. 소켓부(21b)는 사출성형 외부금형(22)과 블로우 성형 외부금형(23) 모두와의 관계에서 코어금형(21)을 적절히 위치시키는 기능을 한다. 이젝터 로드(28)는 코어금형(21)의 외부말단부를 형성하며 사출성형 외부금형(22)의 전술한 사출구멍(26)에 접하는 끝이 잘린 원추형의 밸브시트부(28a)와 상기 밸브시트부(28a)를 가진 막대부(28b)로 구성된다. 이젝터 로드(28)는 캐비티부(21a)의 중심축선을 통하여 팽창하는 공기통로(30)에 가동적으로 수납되어서, 상기 로드(28)가 캐비티(21)의 기초 단부로부터 바깥 방향으로 자유로이 압출되도록 한다. 밸브시트부(23a)와 캐비티(21a) 사이에 이음매가 형성되고 밸브시트부(23a)가 캐비티부(21)로부터 멀어지거나 캐비티(21)로 접근함에 따라 블로우 성형장치로부터 들어온 블로우 공기의 흐름을 허용하거나 또는 막기 위하여 공기 취출구(29)로서 작용한다. 밸브 시트부(28a)내에 냉각제 흐름 통로(31)가 형성되며, 블로우 성형과정에서 냉각유 또는 냉각공기가 흐르게 되고 흐름통로(31)는 막대부(28b)와 캐비티부(21a) 사이에 형성된 공기 저장소(32)와 연결되어 그에 의해 블로우 공기가 이와 같은 통로(31)로 향하게 한다. 여기에서 냉각유 또는 냉각제는 블로우 성형에 대한 블로우공기에 한정되지 않지만, 금형들로부터 최종제품의 제거를 유용하게 하기 위하여 밸브부분(28a)을 냉각하는데 냉각공기 또는 냉각액이 독점적으로 사용될 수 있다. 부호 34는 공기통로(30)와 연결된 블로우공기 유입구멍을 나타내는 것이다. 도시되지는 않았지만, 전술된 블로우 성형장치의 노즐이 상기 구멍(34)으로 연결되어 블로우 공기를 코어금형(21)의 캐비티부(21a)로 공급한다. 또한 구멍(34)내에서 복귀 코일스프링(33)의 이젝터 로드 막대부분(28b)의 플랜지와 구멍(34)의 단벽사이에 끼여지는 방법으로 배치된다. 상기 스프링(33)은 회전축(34)방향으로 이젝터 로드(28)를 퇴각시키기 위하여 이젝터 로드(28)에 힘을 가하여, 밸브 시트부(28a)를 코어금형 캐비티부(21a)의 단부와 강제로 접촉하도록 하며, 이에 따라 그 곳을 관통하는 블로우 공기의 흐름을 막기 위하여 전술한 공기를 불어내는 구멍(29)을 닫는다. 도시되지는 않았지만 공기를 불어내는 구멍(29)과 마찬가지로 파리손의 장착부(15)가 고정되는 코어금형 캐비티부(21a)의 기초 단부에서 제2공기 취출구가 형성되고 블로우 공기의 흐름을 허용하기 위한 슬리트를 형성하기 위하여 캐비티부(21a)내로 블로우 공기의 공급에 반응하여 기계적으로 열린다. 이와 같은 배열에서, 블로우 공기는 코어금형(21)의 양 대향 측면에서 동시에 파리손(10)으로 공급될 수 있으며, 파리손(10)의 전체에 걸쳐 블로우 압력을 완전히 퍼지도록 하기 위하여 블로우 성형에 대한 전시간을 짧게 하는 것이 바람직하다. 제1공기 취출구(29)를 둘러싼 구역 뿐만아니라 밸브시트부(28a)의 공기통로(31)내로 흘러 들어가는 냉각 블로우 공기에 의해 코어금형(21)의 상당 구역은 냉각되어서 파리손(10)의 단부, 특히 더 작은 지름을 가지게 된 장착부(16)는 구워지거나 색이 없어지는 것이 방지된다. 그러므로, 이와 같은 냉각은 블로우 성형하지 않는 부분(즉, 사출부(26) 근처에 생긴 부분이 구워지는 것을 방지하고 최종 제품이 금형들로부터 제거될 때 생기기 쉬운 변색을 방지하는데 효과가 있다. 제 3 도에 도시한 금형을 사용하는 전형적인 예로서 사출 블로우 성형 방법의 특정한 단계 및 그에 의해 형성된 파리손(10) 및 최종 제품(7)을 설명한다.

우선, 제 4a 도에 도시한 바와 같이 분리형 사출 성형 외부금형(22)의 그 반쪽내로 코어금형(21)이 배치되고, 그 다음 금형(22)의 나머지 반쪽이 결합되어 상기 반쪽과 완전히 고정되며 이에 의해 닫혀진 외부금형(22)을 구비한다.

합성수지의 용융재료는 사출구멍(26)에서 코어금형(21)과 외부금형(22)사이의 캐비티(25)내로 사출된다. 파리손(10)은 사출성형하에서 캐비티(25)내에서 만들어져 성형된다. 이때 파리손(10)은 사출성형되고 산부(12) 및 경사부(13)를 제외하고 최종제품(7)의 형상과 거의 동일한 형상으로 형성된 뿌리부(11) 및 그 인접부를 갖춘다. 사출성형 공정의 진행중에 그 나머지 부분(12)(13)이 순차적인 블로우 성형공정을 거치는 상태에서 형성되어 제품(7)의 최종 형상으로 블로우 성형된다. 즉, 제 1a 도 및 제 1b 도는 이와 같은 사출성형 상태에 있는 파리손(10)을 도시하는 것이다. 그 다음, 외부금형(22)은 분리되고 두쪽으로 개방되고 파리손(10)을 가진 코어금형(21)은 제 4b 도에 도시된 바와 같이 금형(22)에서 제거된다. 그 다음 파리손(10)이 가진 코어금형(22)은 분할형 블로우 성형 외부금형(23)의 반쪽을 향해 축(24) 주위를 회전하고, 더욱이 사출성형 금형(22)내로 들어가 제 4c 도에 도시한 바와 같이 위치된다. 금형(23)의 나머지 반쪽은 상기 반쪽과 결합 고정되어 닫힌 금형(23)을 형성하며, 그 다음 제 4d 도에서 명백하듯이 블로우 공기가 블로우 성형장치(도시되지 않음)에서 코어금형(21)내로 공급되며, 상기 공기는 공기통로(30)를 관통하여 흐르며 바깥 방향으로 작용하는 스프링 힘에 대항하여 이젝터 로드를 누른다. 이젝터 로드의 이와 같은 운동은 밸브시트부를 코어금형 캐비티부의 선단부에서 밖으로 움직이도록 하며 이에 따라 공기 취출구(29)는 열려서 파리손을 블로우 업하기 위하여 코어금형(21) 및 외부금형(23) 사이의 캐비티내로 방출한다. 이와 같은 관점에서, 만일 필요하다면, 도시되지 않은 코어금형(21)의 기초부에 있는 취출구가 개방될 수 있다. 파리손(10)으로 불어 들어가는 공기에 의해 그 산부(12) 및 경사부(13)는 그 뿌리부(11)와 비교하여 쉽게 부풀어 오른다. 그 이유는 뿌리부(11)는 이미 캐비티의 좁은 상당점 사이에서 최종 형상으로 형성되어 있기 때문이며, 산부(12) 및 경사부(13)는 뿌리부(11)보다 두꺼우며, 또한 아직까지 고온을 유지한다. 즉 냉각하기 어려우며, 높은 유동성을 유지한다. 전술한 바와 같이 블로우 공기가 그 블로우 압력에 의해 뿌리부(11)를 관통하기 때문에, 코어금형(21) 및 외부금형(23) 사이의 상당 캐비티점들내에 주어진 간극으로 인해 블로우 성형은 뿌리부(11)에 전혀 영향을 주지 않는다. 대조적으로, 산부(12) 및 인접 경사부(13)는 코어금형(21)과 외부금형(23) 사이에서 각각 캐비티의 큰 구멍(27)(제 3 도 참조)에서 블로우 성형된다. 이와 같이 이들 두 파리손 부분(12)(13)은 코어금형(21) 및 외부금형(23) 사이의 전 캐비티를 통해 흐르는 공기의 블로우 압력하에서 팽창되거나 부풀어 오르며 외부금형(23)의 캐비티면을 따라 성형되고, 동시에 냉각 및 경화된다. 이와 같은 블로우 성형을 적절히 수행하기 위하여 산부(12)와 경사부(13)사이의 파리손비를 20% 내지 80%, 바람직하게 50%로 세트하는 것이 거의 필수적이다. 파리손(10)의 이와 같은 비에 의해 최적의 블로우 성형이 두께의 적은 변화 또는 대체적으로 균일한 두께를 가진 최종 제품(7)을 얻을 수 있도록 한다. 특히, 제품(7)의 뿌리부의 두께 변화를 피하고 동일하게 형상의 불규칙성을 감소시킬 수 있다.

파리손(10)이 냉각되어 경화되었을 때에는 블로우 성형 외부금형(23)은 제 4e 도에 도시한 바와 같이 그곳으로부터 제품(7)의 제거를 위해 두 개의 반쪽으로 분리된다. 이 단계에서, 제품(7)의 제거는 근본적으로 코어부재(21)에서 그 팽창을 위해 그곳으로 블로우 공기를 공급하고, 제품을 재빨리 빼내는데 달려 있다. 전술한 파리손비(20% 내지 80% 또는 바람직하게는 50%)는 코어금형(21)으로 부터의 제거를 위해 제품(7)의 탄성적 팽창을 가능하게 하고, 제품(7)의 회수를 그 본래의 형상으로 보장하며, 이와 같이 그것의 어떠한 변형도 일으키지 않는다.

상기 실시예가 본 발명의 유일한 바람직한 실시예이라 하여도, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 다양한 변화가 본 발명의 요지의 범위내에서 만들어질 수 있다. 예를 들어 실시예가 벨로우즈 성형품으로서 전체 형상의 원추형을 가진 일정속도 조인트 부츠에 관한 것이라도 본 발명은 전체 형상이 원통형인 스티어링 부츠의 제품 및 기타 벨로우즈 성형품에 적용할 수 있다.

Claims (10)

1. 각각 원호상의 단면을 가진 뿌리부와 산부 및 그들 사이의 경사부를 가진 합성수지로 만든 벨로우즈 제품을 성형하는 사출 블로우 성형방법에 있어서, 용융된 합성수지 재료의 파리손(10)을 상기 최종 벨로우즈 제품(7)과 거의 동일한 뿌리부(1,11) 또는 뿌리부(1,11)와 그 인접부를 가진 형상으로 성형하기 위하여 사출성형 금형을 사용하여 사출 성형하는 단계, 그 후 상기 파리손(10)의 산부(2,12) 및 경사부(3,13)을 상기 최종 벨로우즈 제품(7)이 형상과 동일한 형상으로 성형하여 블로우 성형금형을 사용하여 상기 제품의 소정의 형상을 얻는 블로우 성형단계로 구성된 것을 특징으로 하는 합성수지로 만든 벨로우즈 제품의 사출 블로우 성형방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은 상기 사출 성형금형 및 블로우 성형금형의 양자에 대하여 코어금형(21)을 사용하며, 상기 사출성형은 상기 코어금형(21)의 캐비티면과 상기 사출성형 금형의 캐비티면에 의해 형성된 캐비티(25)에 작용하며, 상기 캐비티(25)는 각각 상기 최종 벨로우즈 제품의 상기 뿌리부(1,11) 또는 뿌리부(1,11)와 그 인접부에 상당하는 캐비티점들을 포함하여, 상기 파리손(10)의 상기 뿌리부(1,11) 또는 파리손(10)의 뿌리부(1,11)와 그 인접부가 최종 벨로우즈 제품(7)의 형상과 거의 동일한 형상으로 사출성형되며, 상기 블로우 성형은 코어금형(21)의 캐비티면과 블로우 성형금형의 캐비티면에 의해 형성된 캐비티(25)에 작용하며, 상기 캐비티(25)는 각각 상기 최종제품(7)의 산부(2,12) 와 경사부(3,13)에 상당하는 캐비티점들을 포함하여, 상기 캐비티점들의 각각에서 파리손(10)의 산부(2,12) 및 경사부(3,13)는 상기 최종 벨로우즈 제품(7)의 형상과 동일한 형상으로 블로우 성형되며, 반면에 상기 블로우 성형중에, 각각 최종제품(7)의 뿌리부(1,11)에 상당하는 다른 캐비티점들에 대해서는 상기 파리손 뿌리부(1,11)가 상기 블로우 성형을 받지 않고 사출성형된 형상과 동일한 형상을 유지하는 것을 특징으로 하는 합성수지로 만든 벨로우즈 제품의 사출 블로우 성형방법.
3. 제 2 항에 있어서, 각각 파리손 뿌리부(1,11)에 상당하는 코어금형(21)과 블로우 성형금형 사이의 다른 캐비티점들은 상기 사출성형에서 형성된 상당 캐비티점들에 관해 작은 간극을 형성하며, 그에 의해 블로우 공기는 상기 블로우 성형을 수행하지 않고 상기 다른 캐비티점들의 각각에서 상기 파리손(10)의 탄성층을 관통하는 것을 특징으로 하는 합성수지로 만든 벨로우즈 제품의 사출 블로우 성형방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 블로우 성형중에, 파리손(10)의 산부(2,12) 및 경사부(3,13)는 파리손비가 20% 내지 80%로 세트되어 블로우 성형되는 것을 특징으로 하는 합성수지로 만든 벨로우즈 제품의 사출 블로우 성형방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 벨로우즈 제품(7)은 산부(2,12) 및 뿌리부(1,11)가 상기 제품(7)의 일단으로 진행함에 따라 지름이 점차적으로 증가하는 거의 원추형의 통을 가진 것을 특징으로 하는 합성수지로 만든 벨로우즈 제품의 사출 블로우 성형방법.
6. 제 1 항에 있어서, 파리손(10)의 산부(2,12)의 외주면이 평면형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 벨로우즈 제품의 사출 블로우 성형방법.
7. 제 1 항에 있어서, 파리손(10)의 산부(2,12)의 외주면이 구면형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 벨로우즈 제품의 사출 블로우 성형방법.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 파리손(10)의 산부(2,12)의 내주면이 평면형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 벨로우즈 제품의 사출 블로우 성형방법.
9. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 파리손(10)의 산부(2,12)의 내주면이 구면형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 벨로우즈 제품의 사출 블로우 성형방법.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 블로우 성형중에, 파리손(10)의 산부(2,12) 및 경사부(3,13)는 파리손비가 50%로 세트되어 블로우 성형되는 것을 특징으로 하는 합성수지로 만든 벨로우즈 제품의 사출 블로우 성형방법.