KR100253861B1 - 플라스틱으로 형성된 성형물 - Google Patents

Abstract

공지된 플라스틱의 스로틀 밸브 하우징은 비싸고 정교한 스로틀 밸브의 영역에서 치수적인 안정성을 성취하기 위하여 금속 파이프 삽입부를 가진다. 신규의 스로틀 밸브 하우징은 간단히 제조되고, 플라스틱 재료로 제조됨에 불구하고 높은 치수적인 안정성을 가진다.

프라스틱으로 형성된 스로틀 밸브 하우징(1)은 내부벽 표면(3)에 의하여 둘러싸인 캐비티(2)를 가진다. 상기 벽(15)에는 플라스틱 재료에 의하여 모든 측부상에서 피복되고 플라스틱 재료의 안정성을 주는 삽입부(6)가 정렬되므로, 변형, 수축등은 방지되고, 내부벽 표면(3)의 치수적인 정확성이 보장된다.

상기 스로틀 밸브 하우징은 자동차의 내연기관에 특히 적합하다.

Description

플라스틱으로 형성된 성형물

본 발명은 플라스틱으로 형성된 성형물에 관한 것으로서, 특히 캐비티를 둘러싸는 내부벽 표면을 구비한 벽을 가진 스로틀 밸브 하우징과 같은 것을 사출 성형 방법으로 생산하는 것이다.

대부분의 성형물에서, 캐비티의 내부벽 표면은 치수적으로 안정이 되어야만 한다. 즉, 이것의 형성과 치수는 변하지 않아야만 한다. 예를 들면, 이러한 점은 캐비티의 단면을 효과적으로 통과하여 흐르는 것이 그 곳내에 위치된 스로틀링 부재에 의하여 변화될 때마다 필요하다. 예를들면, 이것은 자동차에서 내연기관의 공기 흡입 파이프에 사용되는 것과 같은 스로틀 밸브의 경우이다. 이러한 밸브에서, 공기 흡입 파이프 부분을 형성하는 캐비티 단면과, 스로틀 밸브 스핀들에 대하여 회전될 수 있게 장착된 디스크형 스로틀링 부재가 있고, 상기 스로틀링 부재의 회전에 의하여, 공기 흡입 파이프의 흐름 통과 단면적은 차단을 완성하기 위하여 최대로부터 변화될 수 있다.

알루미늄 성형으로부터 공기 흡입 파이프 부분을 형성하고 스로틀 밸브를 수용하는 스로틀 밸브 하우징을 형성하는 것은 이미 공지되어 있다. 그러나, 비교적 값비싼 생산재료와 특히, 가공작업이 요구되기 때문에, 상기 스로틀-밸브 하우징은 값이 비싸다. 상기 브랭크(blank)를 생산한 후에, 상기 내부벽 표면은 소정의 직경으로 만들기 위하여 밀링 또는 드릴링에 의하여 가공되어야만 하고, 결합면을 만들기 위하여 연마되어야만 한다. 또한, 회전 디스크형 스로틀링 부재의 스로틀 밸브 스핀들용 베어링 보어는 대응되게 가공되어야만 하고, 예를들면 공전 속도 조속기 또는 전위차계(potentiometer)와 같은 부가의 부품을 부착하기 위하여, 공기 흡입 파이프와 나사 보어의 연결부는 절단되어야만 한다.

최근에, 스로틀 밸브 하우징의 상류부에 위치된 공기 흡입 스터브(stub)는 종종 플라스틱으로 제조된다. 만약 상기 경우에, 스로틀 밸브 하우징이 플라스틱과 비교하여 비교적 무거운 알루미늄으로 형성된다면, 스로틀 밸브 하우징의 바람직하지 못한 진동이 발생된다.

그러므로, 플라스틱으로부터 사출 성형 방법에 의하여 스로틀 밸브 하우징을 정교하게 제조하는 것은 이미 제안되었다. 플라스틱으로 형성된 이러한 스로틀 밸브 하우징은 알루미늄 하우징보다 더 가볍고, 생산재료가 더 싸며, 예를들면 스로틀링 부재의 장착용으로 롤링 접촉하는 베어링으로 설계된 나사 보어 또는 삽입되는 삽입부가 사출 성형시 형성되는 개구내로 가압될 수 있으므로, 가공은 최소한으로 감소될 수 있다. 플라스틱으로 형성된 상기 스로틀 밸브 하우징과 같은 것의 단점은, 이들이 사출성형 동안과 그후에 수축되고, 디몰딩(demoulding) 후에 변형되며, 또한 온도와 힘의 영향에 약한 치수적인 안정성을 갖는다는 것이다. 여기에서, 자동차를 겨울에 외부에 주차시킬 때 매우 낮은 온도가 발생되고, 다른 한편으로는 자동차 엔진을 끊은 후에 특히 아주 더운 여름날 자동차의 작동시 120℃가 넘은 온도가 발생하기 때문에, 자동차의 엔진실과 스로틀 밸브 하우징은 매우 큰 온도 변화에 노출된다. 상기와 같은 이유로 해서, 플라스틱으로 형성된 스로틀 밸브 하우징의 내부면의 치수적인 안정성은 보장되지 않는다. 그러나, 회전 스로틀링 부재의 모든 위치가 정밀하게 형성된 관통 흐름 단면에 대응하고, 특히 스로틀링 부재의 단부 위치에서 완전한 차단 또는 정교하게 형성된 잔유 갭이 가능하도록 하기 위해서는 치수적인 안정성이 필요하다. 환경 보호 측면과 연료 소비 감소를 위하여, 최근 엔진의 매우 낮은 공전 속도가 요구되고, 상기 스로틀링 부재는 단지 매우 작은 양의 공기만이 스로틀링 부재에 흐를 수 있는 공기 위치를 보장한다. 그러므로, 스로틀 밸브 하우징의 내부벽 표면은 특히, 스로틀 부재 주위의 소정의 낮은 갭의 폭을 세트할 수 있도록 스로틀 부재의 소위 공전 위치의 영역에서 몇년에 걸쳐 장시간 작동할때도 이것의 치수적인 안정성을 유지하는 것은 특히 중요하다. 또한, 예를 들면 스로틀 부재의 잼밍(jamming)을 발생시킬 수 있는 온도 변화 때문에, 스로틀 부재용 베어링의 축방향 정렬과 위치가 변하는 단점이 있다. 만약 자동차에 사용된다면, 엔진 속도와 운행 속도에 영향을 줄 수 있는 잼밍은 더 이상 운전자에 의하여 영향을 받지 않는다.

이러한 단점을 피하기 위하여, 금속의 결합부로서 치수적으로 안정된 결합면을 형성하는 스로틀링 부재에 대향된 표면을 가진 회전 위치에 대응할 때, 스로틀 부재의 원주가 상기 내부벽의 근접하게 있는 적어도 상기 영역에서, 스로틀 밸브 하우징의 내부벽을 형성하는 것이 이미 제안되었다. 상기 장치의 단점중 하나는, 상기 결합부가 플라스틱으로 형성된 밸브 하우징에 연결되기 전이나 상기 동작 이후에, 상기 결합면이 정밀하게 가공되어야만 하기 때문에, 상기 결합 부분의 제조는 비싸다는 것이다. 또한, 상기 결합부는 큰 부피를 갖는다.

본 발명의 목적은, 상기 공지의 디자인의 단점을 피하고, 소정의 치수적인 안정성을 갖는 내부벽 표면과 간단하면서 싸게 제조될 수 있는 형태, 예를들면 스로틀 밸브 하우징의 플라스틱으로 형성된 성형물을 제공하는 것이다.

상기 목적을 성취하기 위하여, 본 발명은 상기 캐비티에 대면한 적어도 내부벽 표면위에서 플라스틱으로 피복되고 삽입부가 정렬된 벽을 제안한다. 상기 삽입부가 내부벽 표면에 대면한 측부위에서 플라스틱 재료로 피복되고, 상기 삽입부는 결합부를 형성하지 않으므로, 상기 삽입부는 치수적으로 정확하게 가공을 할 필요가 없다. 또한, 결합면으로서 작용하고 스로틀링 부재와 상호 작용하는 내부벽 표면은 플라스틱으로 제조되고, 만약 적절한 재료가 사용된다면, 사출 성형으로 디몰딩 된후에 이미 얻어질 수 있으므로, 상기 결합면을 형성하는 내부벽 표면은 어떠한 부가의 가공도 필요치 않다.

만약 금속으로 형성된 본 발명의 양호한 실시예에 따른다면, 상기 삽입부는 디몰딩 후에 플라스틱 재료의 수축 및 변형을 방지할 뿐만 아니라 상기 플라스틱 재료의 높은 온도 저항을 보장하는 플라스틱 강화 형태를 형성한다.

상기 캐비티에 대면하는 적어도 하나의 측부, 양호하게는 모든 측부위에서 상기 삽입부가 플라스틱 재료로 피복되기 때문에, 상기 삽입부의 정확한 가공은 상기 제품의 제조시 요구되지 않는다. 상기 삽입부는 예를 들면, 다이 공정에서 펀칭을 함으로써 정밀하게 되는 금속 시트로 형성되는 것이 양호함으로써, 상기 삽입부의 어떠한 바람직한 형상도 성취될 수 있다.

본 발명의 부가 장점에 따라서, 본 발명에 따른 디자인은 삽입부의 섹션이 상부 또는 저부 시트 평면으로부터 굽혀지는 시트 금속으로 구성되도록 하고, 사용될 상기 굴곡 섹션이 예를들면 다른 부분의 연결부가 설치되는 것에 의하여 스로틀링 부재 또는 다른 부착물용 베어링 점을 강화시킨다. 상기 섹션은 개구영역 특히, 베어링 개구에서 플라스틱 재료로 매입된 환형부에 의하여 형성될 수 있으므로, 그들은 상기 베어링 개구 영역에서 플라스틱 재료를 강화하거나 견고하게 한다.

상기 삽입부는 사출 성형 방법에 의하여 성형시 강화되는 플라스틱 개구를 통하여 그들을 관통하는 개구를 가진 변형부를 가짐으로써, 상기 플라스틱 재료의 보다 양호한 삽입부 고정이 성취된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 상기 삽입부는 양호하게는 플라스틱 재료로 피복된 부착물을 가진다. 이들 부착물은 스크류에 의하여 설치될 수 있는 부가의 부품에 대한 연결을 거쳐서, 예를들면 나사 개구용으로 형성된 개구를 가질 수 있다.

본 발명의 전형적인 실시예는 도면에서 간단하게 도시되고, 아래에 보다 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따라 설계된 스로틀 밸브 하우징을 개략적으로 도시한 도면이고, 제2도는 제1도의 II-II선을 따라 취한 스로틀 밸브 하우징을 통한 섹션을 도시하며, 제3도는 삽입부의 개략적인 도면이다.

제1도 및 제2도는 본 발명의 전형적인 실시예로서 공지된 형태의 스로틀 밸브 하우징(1)을 도시하고, 이것은 플라스틱으로 구성되고 사출성형 방법에 의하여 제조된다. 상기 스로틀 밸브 하우징(1)은 내연기관의 공기흡입 파이프 부분이고, 원형의 단면적이며 종축(16)과 캐비티의 벽(15)을 따라 연장되고 완전히 플라스틱 재료로 형성되는 캐비티(2)를 가지며, 상기 벽은 내부에서 스로틀링 부재용 결합면을 형성하는 내부벽(3)을 가지며, 상기 스로틀링 부재는 예를들면 디스크형 스로틀 밸브(18)로서 설계되며 엔진 동력을 제어한다. 상기 스로틀 밸브(18)는 스로틀 밸브 스핀들(19)에 부착되고, 상기 스로틀 밸브 스핀들은 스로틀 밸브(1)의 베어링 하우징(4)내로 가압되는 롤링 접촉 베어링 또는 슬라이딩 베어링(도시않음)에 장착된다. 스로틀 밸브 하우징(1)의 나사 개구(5)는 스로틀 밸브 하우징에서 부가의 구성품을 체결한다.

화살표(25)로 도시된 공기 흐름 방향에서 볼때에, 상기 캐비티(2)는 원형 단면의 원통형 흡입 섹션(30)과, 제2도의 오른쪽으로 아치형으로 배치된 종축을 따라 놓이는 원형 단면과 같은 인접된 제1전이섹션(31)과, 오른쪽으로 아치형으로 배치된 종축을 따라 놓인 원형 단면과 같은 제2 전이섹션(33)과 합체되는 원형 단면의 인접한 원통형 중간 섹션(32) 및, 원형 단면의 원통형 출구 섹션(34)으로 형성된다. 상기 스로틀 밸브 스핀들(19)은 중간 섹션(32)을 통하여 횡방향으로 연장됨으로써, 상기 스로틀 밸브(18)는 상기 엔진이 구동되지 않고 소위 공전 위치에 있을때 스로틀 밸브의 차단 위치에서 중간 섹션(32)내의 종축(16)에 대한 수직면(17)에 대하여 항상 경사져 있고, 상기 엔진은 공전 속도에서 구동되고, 스로틀 밸브(18)의 원주와 내부벽면(3) 사이에서 흡입 공기용의 단지 매우 작은 갭만이 있다. 상기 수직면(17)에 대한 스로틀 밸브(18)의 경사각도는 공전 속도 세트와 사용되는 엔진에 의존하면서, 공전위치에서 약 4°와 8°사이에 있다.

제2도에 도시된 바와 같이, 상기 벽(15)이 중간 섹션(32)을 감싸고 스로틀 밸브(18)가 차단 위치와 공전 위치에 위치되는 근접된 벽(15) 영역에는, 플라스틱 재료로 매설된 환형 삽입부(6)가 있다. 상기 삽입부(6)는 적어도 내부벽 표면(3)을 향하여 플라스틱 재료에 의하여 모든 측부위에 피복된다. 상기 삽입부(6)는 캐비티(2)의 종축(16)에 대한 수직면(17)에서 특히 4°내지 8°사이에 형성된다. 특히 양호한 내부벽 표면(3)의 치수적인 정확성과 치수적인 안정성은 수직면(17)에 대하여 어떤 각도로 경사진 삽입부분(6)으로서 얻어질 수 있으므로, 이것은 공전위치 즉, 상기 각도와 동일하게 스로틀 밸브(18)와 정렬된다. 삽입부용 재료로서 적합한 것은 금속 뿐만 아니라, 플라스틱, 세라믹, 합성물 또는 다른 물질이 될 수 있다. 상기 경우에, 개구 또는 나사보어를 가진 베어링 또는 부스(bush)는 이미 상기 삽입부(6)에 연결될 수 있다.

제3도에 각각 도시된 삽입부(6)는 금속 시트를 포함하고, 점진적인 다이 공정에 의하여 제조되고, 어떤 경우에는 삽입부(6)는 플라스틱 재료에 의하여 완전히 둘러 싸이기 때문에, 특별한 치수적인 정확성과 표면 가공이 중요하지 않다. 상기 환형 삽입부(6)의 중앙 개구(23)의 내부 직경(Di)은 상기 내부벽 표면(3)에 의하여 둘러싸인 원통형 캐비티(2)의 내부 직경(di)보다 더 크다. 상기 삽입부(6)를 관통하는 개구(12)는 플라스틱 재료에서 동일한 것을 보다 양호하게 앵커링 할 수 있다.

제3도는 상부 시트면(20)과 하부 시트면(21)으로 부터 굽혀지고 사출성형 등에서 앵커링용 위치 개구(9)를 갖는 통로(8)를 가지는 섹션(7)을 갖는다. 상기 시트 평면(20, 21)을 따라 연장되는 부착물은 나사 개구(9')를 가진 슬리브(8')를 가진다. 환형 부분(11)은 상기 시트 평면(20, 21)으로 부터 굽혀지고, 이것은 베어링 개구(4)의 영역에서 부분적인 접시형으로 플라스틱 재료로 매입되므로, 가압될 베어링 주위에서 치수적으로 안정된 케이지(cage)를 형성한다.

삽입부 섹션(7)과 부착물(10)과 이것의 환형부(11)를 가진 삽입부(6)는 플라스틱 재료의 강화 형태를 형성하므로, 상기 플라스틱 재료의 치수적인 안정성에서 플라스틱으로 형성된 벽부분의 강화는 특히 중요하다. 즉, 특히 온도 변화가 있을 때라도 수축, 변형등이 방지된다. 결과적으로, 상기 삽입부(6)는 플라스틱 재료의 안정성을 높이고, 이것이 플라스틱 재료로 구성될지라도, 스로틀링 부재의 신뢰성과 정확한 작동을 보장하는 내부벽 표면(3) 결합의 정확성을 보장한다. 또한 상기 베어링 개구(4)는 삽입부(6)의 형성부와 같은 환형부(11)에 의하여 강화되고, 스로틀링 부재의 베어링 점이 예를들면, 온도 영향을 변화시킴으로써 변화지 않을 수 있도록 하므로, 상기 베어링 위치가 보유되고, 예를들면 스로틀링 부재의 잼밍을 발생시키는 변형이 방지된다. 상기 삽입부(6)는 스로틀 밸브 하우징의 생산에 앞서 사출성형물내에 안착되어 적절한 방법으로 그곳에 고정된다. 디몰딩 후에, 상기 스로틀 밸브의 어떠한 가공도 필요치 않다.

Claims (10)

1. 캐비티(2)를 둘러싸는 내부벽 표면(3)을 가진 벽(15)을 구비하는 스로틀 밸브 하우징(1)을 특히, 사출 성형 방법으로 제조하는 플라스틱으로 형성된 성형물에 있어서, 상기 벽(15)에는 캐비티(2)에 대면하는 적어도 내부벽 표면(3) 상에 플라스틱 재료로 피복되고 금속 시트로 형성되는 금속 삽입부(6)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 플라스틱으로 형성된 성형물.
2. 제1항에 있어서, 상기 캐비티(2)는 종축(16)을 가지고, 상기 삽입부(6)는 종축(16)에 대하여 수직되게 방향지워진 수직면(17)에 대하여 경사지는 것을 특징으로 하는 플라스틱으로 형성된 성형물.
3. 제2항에 있어서, 상기 삽입부(6)가 캐비티(2)내에 배치되고 스로틀 밸브의 공전 위치에서 내연기관의 동력을 제어하는 회전 스로틀 밸브(18)와 정렬될 수 있도록, 상기 삽입부(6)는 수직면(17)에 대하여 경사지는 것을 특징으로 하는 플라스틱으로 형성된 성형물.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 삽입부(6)의 경사각은 수직면(17)에 대하여 4°내지 8°사이에 있는 것을 특징으로 하는 플라스틱으로 형성된 성형물.
5. 제1항에 있어서, 상기 삽입부(6)는 상부 시트 평면(20)과 하부 시트 평면(21)을 가지며, 적어도 하나의 섹션(7, 11)은 시트 평면(20, 21)으로부터 굽혀지는 것을 특징으로 하는 플라스틱으로 형성된 성형물.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 삽입부(6)는 변형부 특히, 이들을 관통하는 개구(12)를 갖는 것을 특징으로 하는 플라스틱으로 형성된 성형물.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 삽입부(6)는 부착부(10)를 갖는 것을 특징으로 하는 플라스틱으로 형성된 성형물.
8. 제5항에 있어서, 상기 삽입부(6)의 섹션은 개구 영역에서 특히, 상기 개구에 대하여 동심으로 있는 베어링 개구(4)에서 플라스틱으로 매입되는 환형부(11)에 의하여 형성된 것을 특징으로 하는 플라스틱으로 형성된 성형물.
9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 삽입부(6)는 섹션(7, 11)과 부착부(10)를 가지며, 상기 섹션(7, 11) 및 부착부(10)는 개구(9, 9')를 갖는 것을 특징으로 하는 플라스틱으로 형성된 성형물.
10. 제9항에 있어서, 상기 개구(9')는 나사가 형성된 개구로서 설계되는 것을 특징으로 하는 플라스틱으로 형성된 성형물.