KR0179026B1 - 합성수지의 구조부재주형 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

통상의 합성수지의 강도보다 적어도 훨씬 더 나은 기능특성을 갖는 공업플라스틱으로 성형된 삽입부와 노출된 삽입부와 본체 사이의 구조부재내에 완전히 매립된 금속강화링, 합성수지로 성형된 본체로 이루어지고, 다른 부재의 맨압종단부는 삽입부내에 압입조립되거나 삽입의 내면 둘레의 복수의 암나사로 맞물려 연결되도록 이루어진 구조부재와, 삽입부를 형성하기 위해 제일성형 다이내에 금속강화링을 플레싱한다음 제일성형 다이내에 공업 플라스틱을 사출하는 제일단계와, 구조부재의 본체를 형성하기 위해 제이성형다이내에 금속강화링과 삽입부의 조합을 플레이싱한 다음 제이다이내에 합성수지를 사출하는 제이단계에 의한 사출성형공정을 채용하여 실행되는 구조부재의 제조방법에 관한 것이다.

Description

합성수지의 구조부재주형 및 그 제조방법

제1a도는 본 발명의 실시예에 따라 상부 케이싱이 성형된 수중펌프용 상부 케이싱의 평면도.

제1b도는 제1a도내의 A-A선에 따른 상부 케이싱의 단면도.

제2a도는 나사조립부의 외주면 주위에 전체적으로 조립된 금속강화링을 갖는 나사조립부의 평면도.

제2b도는 제2a도내의 B-B선에 따른 나사조립부의 단면도.

제3도는 수중펌프용 상부 케이싱의 투시도.

본 발명은 구조부재가 나사접촉이나 압입조립에 의해 다른 부재에 연결된 합성수지로부터 주형된 구조부재에 관한 것이다. 또한 본 발명은 사출성형공정을 채용하여 전형의 구조부재를 제조하는 방법에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 합성수지로 성형된 여러 가지 제품은 가볍고 우수한 부식저항특성의 장점이 있고, 쉽게 채식장식할 수가 있으며, 효율적인 다량생산으로 저가로 할 수가 있다. 그러므로 합성수지로 성형된 제품이 광범위하게 사용되어지고 있다.

부가하여 일반합성수지 뿐 아니라 공업플라스틱 또한 모터카, 테레비젼, 냉장고 등의 생산재료로 사용된다.

최근들어, 우수한 특성을 갖는 플라스틱 재료와 새로운 중합재료 등의 최신 혼합기술을 이용하는 연구와 개발이 행해지고 있다.

그러나 관련 생산기계에서 이들 플라스틱 재료는 그들이 생산재료로서 채용될 때 다양한 특성과 고강도가 요구되어지기 때문에 실제적응에 제약을 받고 있다.

예를 들면 플라스틱 재료의 종류가 펌프에 적용되는 경우에 있어서, 플라스틱 재료로 성형된 제품은 사출성형공정에 의해 동일 플라스틱 재료를 이용하여 제조된다. 그러나 이 플라스틱 재료는 한자리 숫자에 의해 혼입된 금속재료의 인장강도보다 훨씬 더 낮은 인장강도를 갖는다. 부수적으로 이 플라스틱 재료는 두자리 숫자에 의해 금속재료의 탄성계수보다 훨씬 더 낮은 탄성계수를 갖는다. 더구나 플라스틱 재료의 강도는 성형동작 동안의 충전재의 불규칙한 분포와 용접의 영향에 의해 실제적으로 감소하게 된다.

파이프라인에 펌프를 연결하기 위하여, 이 펌프는 펌프의 본체에 플러그나 조인트를 연결하기 위한 부분을 가져야 한다. 그러나 상기 기술한 바와 같이 플라스틱 재료의 낮은 강도의 관점에서, 이 연결부분은 테이퍼 숫나사가 이 부분에 조립될때나 또는 튜브가 이 부분내로 압입조립될 때 높은 응력이 나타나는 구조로 되어있지 않다. 대신에 이 연결부분은 끝면에 오링(O-ring)이나 시트페킹을 이용하는 액상접착수단으로 밀봉되어 있는 구조로 되어 있다. 선택적으로 이 연결부분은 금속삽입이 이 부분에 이용되는 구조로 할수 있다. 표준나사의 피치가 금속삽입에 채용된 M8보다 훨씬 적을 경우를 제외하고는 전용구조로 설계될때나 파이프용 테이퍼 나사 삽입부시의 경우에서와 같이 큰 치수로 설계될 때 이 금속삽입의 제조는 가격이 비싸진다.

따라서 이 금속삽입은 부식저항을 필요로 함으로서 추가적인 비용이 소용되는 또다른 문제점을 갖는다.

결과적으로 상기 기술한 방법으로 플라스틱 재료를 이용하는 종래의 성형제품 및 설계방법을 생산기계에 채용하는 한, 플라스틱 재료로 성형된 제품의 적용은 플라스틱 재료의 부적당한 특성에서 얻게 되는 많은 제약으로 인해 광범위하지 못하게 된다.

본 발명은 전술한 배경에 착안하여 고안되었다.

본 발명의 목적은 삽입되고 조립되는 구조부재에 안전하게 연결되는 다른 부재를 위한 삽입부이나 나사조립부를 포함하는 합성수지의 구조부재주형을 제공하는데 있고, 여기에서 상기 삽입부나 나사조립부의 강도는 삽입부나 나사조립부의 구조를 개선함으로서 현저하게 증가하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 목적은 구조부재가 경량에서 제품의 상품효율을 갖고 제조될 수 있는 상기 기술한 구조부재의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 제일목적을 달성하기 위하여 본 발명은 나사조립부와 나사로 맞물린 구조부재에 안전하게 연결되는 다른 부재의 맨압 종단부에 복수의 테이퍼 숫나사를 허용하기 위한 나사조립부나 삽입부내에 압입조립되는 구조부재에 안전하게 연결된 다른 부재의 맨압 종단부를 허용하기 위한 삽입부를 포함하고, 내주면 둘레에 구성된 복수의 암나사를 갖거나 갖지 않는 나사조립부가 원통구조의 공업플라스틱으로 성형되고, 이 플라스틱은 통상의 합성수지의 강도보다 훨씬 더 큰 강도와 우수한 기능특성을 가지며; 금속강화링이 삽입부나 나사조립부의 외주면 둘레에 조립되고; 구조부재의 주요부는 구조부재의 요구되는 외부구조를 형성하기 위하여 통상의 합성수지를 이용하는 삽입부나 나사조립부와 함께 완전하게 성형되고, 금속강화링은 주위로부터 완전 격리되어 삽입부나 나사조립부와 본체 사이의 구조부재에 완전히 매립되는 구조로 된 것을 특징으로 하는 합성수지의 구조부재주형을 제공한다.

금속강화링이 본체와 나사조립부 사이에 고정조립되게 하기 위하여, 방사방향에서 확장되는 최소한의 금속강화링의 배타영역내의 삽입부나 나사조립부의 외주면 둘레에 음각과 양각이 교번적으로 구성되도록 선택한다.

또한 상기 제이목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 사출성형공정을 채용한 구조부재의 제조방법을 제공하고, 상기 방법은 삽입부의 내주면내에 압입조립되는 다른 부재의 맨압 종단부를 허용하기 위한 삽입부나 나사조립부의 내주면둘레에 복수의 암나사와 함께 나사로 맞물린 다른 부재의 맨앞 종단부를 허용하기 위한 나사조립부를 성형하기 위해 제일성형 다이내의 소정위치에 금속강화링을 플레이싱한 다음 통상의 합성수지보다 더 나은 기능특성을 갖는 공업플라스틱을 사출하는 제일단계와, 구조부재의 주요부를 성형하기 위해 제이성형 다이내의 소정의 위치에 금속강화링과 삽입부나 나사조립부의 조합을 플레이싱 한 다음 구조부재의 요구되는 외부구조를 형성하기 위하여 제이 성형다이내에 통상의 합성수지를 사출하는 제이단계에 의하여 실행되고, 금속강화링은 삽입부나 나사조립부와 본체사이의 구조부재에 완전히 매립된다.

본 발명에 따라 구조부재의 삽입부나 나사조립부가 강도에 관해 특히 우수한 기능 특성을 갖는 플라스틱으로 성형되고 특히 금소강화링이 삽입부나 나사조립부의 외주면 둘레에 완전하게 조립되었기 때문에 삽입부나 나사조립부의 강도는 충분하게 강화된다. 삽입부나 나사조립부의 구조부재 배타의 잔여부분이 통상의 합성수지로 성형되기 때문에 구조부재의 제조가격이 저감된다.

부가하여 완성된 구조부재가 사출성형공정에 의해 성형되기 때문에 구조부재의 제조가 매우 효율적이다.

금속강화링은 주위로부터 완전히 격리되어 구조부재의 주요부와 나사조립부 사이에 고정배치된다. 그러므로 금속강화링이 부식할 가능성은 없다.

또다른 목적의 본 발명의 특징과 장점은 첨부된 도면을 참조하여 다음의 기술에서 나타나게 된다.

본 발명은 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하는 첨부된 도면을 참조하여 하기에 상세히 기술한다.

제3도는 본 발명의 실시예에 따라 합성수지의 구조부재주형을 예로서 설명하는 투시도이고, 거기에서 구조부재는 암나사부(각각 큰 내부 직경을 갖는 복수의 암나사를 갖음)를 포함하는 수중펌프용 상부케이싱(1)의 형태로 성형되었다.

도면에서 보여주는 바와 같이 상부케이싱(1)은 토출포트(11)의 내주면 둘레의 나사조립부(13)와 함께 제공되고, 나사조립부(13)는 내주면 둘레에 구성된 복수의 병렬암나사를 갖으며 거기에서 이들 암나사는 각각 4 또는 5인치의 내부직경을 가지고 파이프라인에 채용되도록 선택된다.

도면에서 일점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 복수의 테이퍼 숫나사를 갖는 조립플렌지나 소켓트는 나사조립부(13)내에 나사로 조립되고 따라서, 상부케이싱(1)은 파이프라인(도시생략)이나 호스를 통해 물배수나 펌핑에 사용된다.

제1a도는 상부케이싱(1) (상부케이싱(1)의 반만 도시)의 평면도이고, 제1b도는 제1a도내의 A-A라인에 따른 상부케이싱(1)의 단면도이다.

도면에서 보여주는 바와 같이 상부케이싱(1)의 토출포트(11)는 원통구조이고 내주면 둘레에 형성된 복수의 암나사를 갖는 나사조립부(13)로 이루어진 삼층구조이며, 금속강화링(15)은 나사조립부(13)의 외주면 둘레에 조립되고, 상부케이싱(1)의 본체(17)는 금속강화링(15)과 함께 성형된다.

다음에 상부케이싱(1)을 구성하는 각 구성요소를 하기에 기술한다.

나사조립부(13)는 강도, 활주력, 마모저항 및 정밀치수에 대해 본체(17)에 채용된 통상의 합성수지의 이들보다 훨씬 더 나은 기능특성을 갖는 플라스틱으로 성형된다. 이 실시예에서 66뉴톤은 상부케이싱(1)에 사용되는 것을 고려하여 공업플라스틱으로서 채용하였고, 강화목적으로 혼입된 하나의 숏컷 유리 섬유를 갖는 66뉴톤은 사출성형공정으로 성형된다. 강화를 위해 혼입되는 하나의 숏컷 유리섬유를 갖는 66뉴톤을 사용하여 제조된 각 사출성형 제품은 활주력과 같은 소켓트의 반복적인 장/탈착에 대한 마모저항, 기계적특성, 정밀치수 및 활주력에 관해 우수한 기능특성을 갖는다는 것을 알 수가 있다.

본 발명은 66뉴톤을 상부케이싱(1)에 채용하였으나 플라스틱이나 66뉴톤에 국한되지만은 않는다.

나사조립부(13)는 원통구조로 구성되고, 복수의 암나사(14)는 나사조립부(13)의 내주면 둘레에 형성된다. 암나사(14)는 나사조립부(14)가 사출성형공정에 의해 성형될 때 동시에 성형된다. 따라서 암나사(14)를 위한 성형동작 이후의 가공동작은 필요치가 않다.

금속강화링(15)은 원형으로된 밴드형 경강철판을 사용하여 구성된다.

제2b도에서 잘 보여주는 바와 같이 금속강화링(15)은 나사조립부(13)의 외주면 둘레에 조립된다. 금속강화링(15)은 밴드형 강철판을 위한 용접 동작이나 압축동작을 실행함으로써 쉽게 만들 수가 있다.

금속강화링(15)은 소켓트나 조립플렌지가 조립될 때 나사조립부(13)가 파괴되거나 변형되는 것을 방지하고 나사조립부(13)를 강화하기 위하여 나사조립부(13)의 둘레에 조립된다.

본체(17)는 상부케이싱(1)을 위해 동일합성수지를 사용하여 상부케이싱(1)와 함께 완전히 성형된다. 본 발명의 실시예에 따라 반동사출성형공정을 실행하기 위해 채용되는 폴리올레핀계 합성수지는 성형력과 충격저항에 관해 우수한 특성을 갖기 때문에 사용된다.

제2a도는 제1b도(나사조립부(13)의 반만 도시)내의 하부에서 보여주는 바와 같이 그 둘레에 조립된 금속강화링(15)을 갖는 나사조립부(13)의 단면도이고, 제2b도는 제2a도내의 B-B라인에 따른 나사조립부(13)의 단면도이다.

제2a 및 제2b도에서 보여주는 바와 같이, 복수의 양각(13a)과 복수의 음각(13b)이 방사방향으로 확장되는 동안에 나사조립부(13)(제2b도에서 보여주는 바와 같이 금속강화링(15)의 상부 영역)의 외주면 둘레에 조립된 금속강화링(15)의 하부 영역에서 교번적으로 배열된다. 양각(13a)과 음각의 배열은 양각이 음각과 함께 성형될 때 나사조립부(13)가 본체(17)와 완전하게 맞물려 연결되도록 하기 위한 것이다. 그러므로 이러한 배열에 의해 소켓트나 조립플렌지가 나사조립부(13)내에 조립될떼 본체(17)로부터 이탈하거나 축방향으로 나타나는 미끄럼 등의 장애가 일어나지 않고, 나사조립부(13)는 소켓트나 조립플렌지와 함께 회전한다.

다음에 상부케이싱(1)을 제조하는 방법에 대해 아래에 기술한다.

첫째, 금속강화링(15)은 사출성형공정을 채용하는 제2도에서 보여주는 원통나사조립부(13)를 성형하기 위한 제일성형 다이내의 소정위치에 놓여진다.

그런 뒤 전술한 종류의 공업플라스틱이 제일성형 다이내로 사출된다.

사출성형동작이 완료되면, 나사조립부(13)는 복수의 암나사(14)와 함께 형성되고, 금속강화링(15)은 나사조립부(13)의 외주면 둘레에 완전히 조립된다.

다음에 나사조립부(13)와 금속강화링(15)은 사출성형공정을 채용하는 제1도에서 보여주는 본체(17)를 성형하기 위하여 제이성형 다이내의 소정위치에 놓여진다.

사출성형공정이 완료되면 전체 상부케이싱(1)은 나사조립부(13)와 함께 완전하게 형성된다.

금속강화링(15)이 본체(17)와 나사조립부(13)의 외부측으로부터 완전히 격리되는 동안에 상부케이싱이 성형되기 때문에 금속강화링(15)이 주위환경에 의해 부식되지 않는다는 것을 제1b도에 보여주는 바와 같이 할 수가 있다.

본체(17)의 형상이 복잡하거나 큰 치수인 경우에는 상기 기술한 바와 같이 반동사출성형공정은 저강도의 사출압으로 실행되도록 채용할 수가 있다.

그러나 본 발명은 단지 이것에 국한되지만은 않는다. 선택적으로 반동사출성형공정과 동일한 효력을 갖고 채용되는 다른 성형공정을 채용해도 된다.

전체 상부케이싱(1)을 위한 성형동작이 완료된후 복수의 숫나사를 포함하는 소켓트(20)(제1b도에서 점선으로 도시)는 나사조립부(13)에 조립된다.

나사조립부(13)가 우수한 기능특성을 갖는 플라스틱으로 성형되고 특히 금속강화링(15)이 나사조립부(13)의 외주면 둘레에 조립되기 때문에 나사조립부(13)의 파괴나 바람직하지 않은 변형이 생기지 않는다.

상기 기술한 본 발명은 여기에서 나사조립부(13)를 포함하는 펌프의 상부케이싱(1)에 적용되었으나 선택적으로 상부케이싱(1)의 효과와 동일한 효과를 갖는 다른 종류의 구조부재에 적응할 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따라 나사조립부(13)는 그의 내주면 둘레에 복수의 암나사와 함께 형성된다. 선택적으로, 나사조립부(13)의 내주면은 암나사없이 상부케이싱(1)에 완전히 연결되는 다른 부재용 압입조립부로 해도 된다.

본 발명은 구조부재에 완전하게 연결되기 위하여 부재의 맨앞 종단부가 삽입부로 삽입된다는 점에서 소켓트, 조립플렌지 등의 구조부재에 완전히 연결되는 다른 부재를 위한 삽입부를 포함하는 합성수지의 어떠한 구조부재 주형에도 적용할 수가 있다. 상기 기술에서 나타난 바와같이, 본 발명에 따른 합성수지의 구조부재주형은 다음의 장점을 갖는다.

(1) 삽입되는 다른 부재를 위한 구조부재의 삽입부(실시예에서 보여준 나사조립부(13)에 상응)가 통상의 합성수지의 강도보다 강한 우수한 기능특성을 갖는 공업플라스틱으로 성형되고 삽입부의 외부가 금속강화링으로 강화되기 때문에, 삽입부의 강도는 더욱 증가된다. 따라서 삽입부의 파괴나 변형이 발생하지 않게 된다.

(2) 삽입부외의 구조부재의 잔여부분이 통상의 합성수지로 성형되기 때문에, 구조부래를 저가로 제조할 수가 있다.

(3) 삽입부를 포함하는 구조부재가 사출성형공정에 의해 성형되기 때문에, 경량으로 제조할 수가 있다. 부가하여, 사출성형동작의 완료후에 실행되는 가공동작이 최소화되기 때문에, 구조부재는 분리도포 동작없이 도색할 수가 있어 짧은 주기내로 자동으로 제조할 수가 있다.

(4) 금속강화링이 구조부재의 주요부(상부케이싱(1)의 주요부)와 삽입부(나사조립부(13))의 외부로부터 완전히 격리되는 동안에 구조부재에 충분히 매립되기 때문에, 금속강화링의 부식이 발생하지 않는다.

본 발명이 하나의 바람직한 실시예로 상기 기술되었지만, 첨부된 청구범위에서 정의하는 바와 같이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 여러 가지 변화나 변형이 제한되어서는 안될 것으로 이해되어야 할 것이다.

Claims (3)

1. 복수의 테이퍼진 숫나사를 다른 부재의 맨앞종단부에 나사식으로 맞물리게 하는 나사조립부 또는 상기 다른 부재의 상기 맨앞종단부를 압입고정되게 하는 압입삽입부와 같은 삽입부를 포함하는 합성수지로 성형되는 구조부재에 있어서: 상기 삽입부는 적어도 통상의 합성수지의 강도에 비해 우수한 기능 특성을 갖는 공업플라스틱으로 성형되어 원통형구조를 형성하고, 상기 삽입부의 내주면은 복수의 암나사부 또는 상기 압입삽입부를 갖도록 형성되며; 금속강화링이 상기 삽입부의 외주면 둘레에 고정되고; 상기 구조부재의 요부는 합성수지를 사용하여 상기 삽입부와 일체성형되어 상기 구조부재에 요구되는 외부구조를 형성함으로써, 상기 금속강화링이 상기 구조부재에 충분히 매립되게 하는 것을 특징으로 하는 합성 수지로 성형되는 구조부재.
2. 제1항에 있어서, 상기 금속강화링이 덮혀 있지 않은 영역의 적어도 일부에서 상기 삽입부의 상기 외주면 둘레에 복수의 양각부 및 복수의 음각부가 교호적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 합성 수지로 성형되는 구조부재.
3. 사출성형처리를 사용하여 제1항에서 정의된 구조부재를 제조하는 방법에 있어서: 다른 부재의 상기 맨앞종단부가 삽입되게 하는 삽입부를 성형하는 제1몰딩다이의 소정의 위치에 금속강화링을 배치한 후, 적어도 통상의 합성수지의 강도에 비해 우수한 기능특성을 갖는 공업플라스틱을 상기 제1몰딩다이에 사출하여 상기 삽입부를 상기 금속강화링과 일체로 성형하는 제1단계; 및 상기 구조부재의 요부를 성형하는 제2몰딩다이의 소정의 위치에 상기 금속강화링과 일체성형된 상기 삽입부를 배치한 후, 합성수지를 상기 제2몰딩다이내로 사출하여 상기 구조부재에 요구되는 외부구조를 형성함으로써, 상기 금속강화링이 상기 본체 및 상기 삽입부의 사이에서 상기 구조부재에 충분히 매립되게 하는 제2단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성 수지로 성형되는 구조부재의 제조방법.