KR102203714B1 - Insert type intergrated roller for enhancing strength in injection molding process - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사출강도 개선을 위한 인서트 일체형 롤러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속재질의 내통(insert)과 플라스틱 재질의 외통을 일체로 사출 성형하는데 있어서 외통의 재질을 내마모성, 내충격성 및 경도가 우수한 폴리케톤 재질로 함과 동시에 내통과 외통 사이의 접합면을 톱니 형상으로 형성하여 외통과 내통 사이의 접합력을 향상시키고, 사출 성형시 발생하는 응력에 의한 강도 저하를 개선할 수 있도록 하는 사출강도 개선을 위한 인서트 일체형 롤러에 관한 것이다.
본 발명은 금속 재질의 내통과, 사출에 의해 상기 내통의 외측에 일체로 결합되는 외통을 포함하여 구성되는 인서트 일체형 롤러에 있어서, 상기 외통은 폴리케톤(polyketon) 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an insert-integrated roller for improving injection strength, and more particularly, in the case of integrally injection molding an inner cylinder made of metal and an outer cylinder made of plastic, the material of the outer cylinder is excellent in wear resistance, impact resistance, and hardness. In addition to being made of polyketone, the joint surface between the inner cylinder and the outer cylinder is formed in a serrated shape to improve the bonding strength between the outer cylinder and the inner cylinder, and to improve the injection strength to improve the strength reduction caused by the stress generated during injection molding. It relates to an insert-integrated roller for.
The present invention is an insert-integrated roller comprising an inner cylinder made of a metal material and an outer cylinder integrally coupled to the outer side of the inner cylinder by injection, wherein the outer cylinder is made of a polyketon material.

Description

사출강도 개선을 위한 인서트 일체형 롤러{Insert type intergrated roller for enhancing strength in injection molding process}Insert type integrated roller for enhancing strength in injection molding process

본 발명은 사출강도 개선을 위한 인서트 일체형 롤러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속재질의 내통(insert)과 플라스틱 재질의 외통을 일체로 사출 성형하는데 있어서 외통의 재질을 내마모성, 내충격성 및 경도가 우수한 폴리케톤 재질로 함과 동시에 내통과 외통 사이의 접합면을 톱니 형상으로 형성하여 외통과 내통 사이의 접합력을 향상시키고, 사출 성형시 발생하는 응력에 의한 강도 저하를 개선할 수 있도록 하는 사출강도 개선을 위한 인서트 일체형 롤러에 관한 것이다.The present invention relates to an insert-integrated roller for improving injection strength, and more particularly, in the case of integrally injection molding an inner cylinder made of metal and an outer cylinder made of plastic, the material of the outer cylinder is excellent in wear resistance, impact resistance, and hardness. In addition to being made of polyketone, the joint surface between the inner cylinder and the outer cylinder is formed in a serrated shape to improve the bonding strength between the outer cylinder and the inner cylinder, and to improve the injection strength to improve the strength reduction caused by the stress generated during injection molding. It relates to an insert-integrated roller for.

일반적으로, 케이블카 등 로프웨이(ropeway)의 그립(grip), 철도 등 차량의 슬라이드 도어 등 큰 하중을 받는 기계장치의 부품으로 사용되는 롤러는 사용상의 특성으로 인해 고강도, 높은 내마모성 등의 기계적 특성이 요구된다.In general, rollers used as parts of mechanical devices that receive large loads, such as grips of ropeways such as cable cars and slide doors of vehicles such as railways, require mechanical properties such as high strength and high wear resistance due to the characteristics of use. do.

이러한 기계적 특성을 만족하기 위해 종래부터 나일론(Nylon) 계열의 고강도 플라스틱 소재로 외통을 형성하고, 상기 외통의 내측에 결합되는 인서트(insert) 즉, 내통은 금속 재질로 이루어지는 인서트형 롤러가 사용되고 있다.In order to satisfy these mechanical properties, conventionally, an outer cylinder is formed of a nylon-based high-strength plastic material, and an insert coupled to the inner side of the outer cylinder, that is, an insert-type roller made of a metal material has been used.

상기 인서트형 롤러를 제조하는 방법으로 플라스틱 소재로 외통을 가공하고, 그 내측으로 금속 재질의 인서트를 열박음하는 방법이 사용되어 왔으나, 이러한 방법에 의해 제조된 인서트형 롤러는 외통과 인서트 사이의 밀착력이 떨어져 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.As a method of manufacturing the insert-type roller, a method of processing an outer cylinder with a plastic material and shrinking an insert made of a metal material has been used, but the insert-type roller manufactured by this method has the adhesion between the outer cylinder and the insert. There was a problem in that the durability was deteriorated.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 플라스틱 소재의 외통을 사출 성형하는 경우 금속재질의 인서트를 금형 내에 안치시킨 상태에서 일체로 성형하는 인서트 일체형 롤러를 제조하는 방법이 사용되고 있는데, 이러한 방법은 금속 재질의 인서트를 열박음하는 종래의 방법에 비해 롤러의 강도와 밀착성을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.In order to solve this problem, in the case of injection molding an outer cylinder made of plastic material, a method of manufacturing an insert-integrated roller integrally molded with a metal insert placed in the mold is used. It has the advantage of improving the strength and adhesion of the roller compared to the conventional method of lockstitching.

상기 인서트 일체형 롤러를 사출 성형하는 경우 제품의 최종 강도는 성형 중에 발생되는 주응력과 웰드 라인(weld line)에 의해 큰 영향을 받는다.When the insert-integrated roller is injection-molded, the final strength of the product is greatly influenced by the main stress and weld lines generated during molding.

이 중 웰드 라인에 의한 영향도는 웰드 라인의 접촉각도와, 접촉시의 온도, 압력 등을 통해 0 ~ 1의 범위 내로 수치화될 수 있는데, 값이 1에 가까울수록 해당 부분에서 웰드 라인에 의한 강도 저하가 발생될 수 있음을 의미한다.Among them, the degree of influence caused by the weld line can be numerically quantified within the range of 0 to 1 through the contact angle of the weld line, the temperature at the time of contact, and the pressure. The closer the value is to 1, the lower the strength due to the weld line at the corresponding part. Means that can occur.

그런데, 사출성형 해석 결과 PA6, PA12와 같은 나일론 계열의 고강도 플라스틱 소재를 이용하여 인서트 일체형 롤러를 사출하는 경우 웰드 라인에 의한 영향도가 0.865로 1에 근접하게 나타날 뿐만 아니라, 사출 성형 공정 중 발생된 응력 또한 최대 53.226MPa로 높게 나타나므로 웰드 라인 또는 응력에 의한 강도 저하가 발생될 위험이 높다는 문제점이 발견되었다.However, as a result of the injection molding analysis, when the insert-integrated roller is injected using a nylon-based high-strength plastic material such as PA6 and PA12, the effect of the weld line is 0.865, which is close to 1, and occurs during the injection molding process. Since the stress is also high at a maximum of 53.226 MPa, it has been found that there is a high risk of strength degradation due to weld lines or stress.

또한, 종래의 인서트 일체형 롤러는 내통과 외통 사이의 접합면이 평평한 상태로 접촉되므로 밀착성이 떨어지게 되는 문제점도 있다.In addition, the conventional insert-integrated roller has a problem in that the adhesion between the inner cylinder and the outer cylinder is in contact with a flat state, so that adhesion is deteriorated.

1. 미국공개특허공보 US2002/0007757호(2002. 01. 24. 공개)1. US Patent Publication No. US2002/0007757 (published on January 24, 2002) 2. 대한민국 등록특허공보 제10-1739468호(2017. 05. 24. 공고)2. Republic of Korea Patent Publication No. 10-1739468 (2017. 05. 24. Announcement)

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 인서트 일체형 롤러의 외통을 내마모성, 내충격성 및 경도가 우수한 폴리케톤(polyketon) 재질로 형성함으로써 내구성을 향상시킬 수 있도록 함과 동시에 사출성형 과정에서 발생되는 강도 저하를 최소화할 수 있도록 하는 사출강도 개선을 위한 인서트 일체형 롤러를 제공함에 있다.The present invention was conceived to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to improve durability by forming the outer cylinder of an insert-integrated roller made of a polyketon material having excellent abrasion resistance, impact resistance and hardness. It is to provide an insert-integrated roller for improving the injection strength, which enables it to be used and minimizes the decrease in strength that occurs during the injection molding process.

또한, 본 발명은 내통과 외통 사이의 접합면을 톱니 형상으로 형성하고, 톱니 형상의 종횡비를 조절함으로써 내통과 외통 사이의 접합력을 향상시킬 수 있도록 하고, 사출 성형시 웰드 라인에 의한 강도 저하 문제를 개선할 수 있도록 하는 사출강도 개선을 위한 인서트 일체형 롤러를 제공함에 다른 목적이 있다.In addition, the present invention makes it possible to improve the bonding strength between the inner cylinder and the outer cylinder by forming the joint surface between the inner cylinder and the outer cylinder in a serrated shape and adjusting the aspect ratio of the serration shape, and reducing the problem of strength reduction due to the weld line during injection molding. Another object is to provide an insert-integrated roller for improving injection strength that can be improved.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above objects,

금속 재질의 내통과, 사출에 의해 상기 내통의 외측에 일체로 결합되는 외통을 포함하여 구성되는 인서트 일체형 롤러에 있어서, 상기 외통은 폴리케톤(polyketon) 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.In the insert-integrated roller comprising an inner cylinder made of a metal material and an outer cylinder integrally coupled to the outside of the inner cylinder by injection, the outer cylinder is made of a polyketon material.

이때, 상기 외통과 내통 사이의 접합면은 요철 구조가 반복되는 톱니 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.At this time, the bonding surface between the outer cylinder and the inner cylinder is characterized in that it is made of a serrated shape in which the uneven structure is repeated.

여기서, 상기 내통의 외주면과 접합되는 외통의 내측면에는 다수 개의 돌출부가 돌출 형성되고, 상기 내통의 외주면에는 돌출부와 동일한 형상을 갖는 요입홈이 형성된 것을 특징으로 한다.Here, a plurality of protrusions are formed on the inner surface of the outer cylinder joined to the outer peripheral surface of the inner cylinder, and a concave groove having the same shape as the protrusion is formed on the outer peripheral surface of the inner cylinder.

그리고, 상기 돌출부는 사다리꼴 형상으로 이루어지고, 상기 돌출부의 종횡비는 0.4 ~ 1.6 인 것을 특징으로 한다.In addition, the protrusion is formed in a trapezoidal shape, and the aspect ratio of the protrusion is 0.4 to 1.6.

본 발명에 따르면, 인서트 일체형 롤러의 외통을 내마모성, 내충격성 및 경도가 우수한 폴리케톤(polyketon) 재질로 형성하여 내구성을 향상시킬 수 있도록 할 뿐만 아니라 사출성형 과정에서 발생되는 응력을 줄이고 웰드 라인에 의한 강도 저하 발생 가능성을 낮출 수 있는 뛰어난 효과를 갖는다.According to the present invention, the outer cylinder of an insert-integrated roller is formed of a polyketon material having excellent abrasion resistance, impact resistance, and hardness to improve durability, as well as reducing stress generated in the injection molding process and reducing the stress caused by the weld line. It has an excellent effect of lowering the possibility of occurrence of a decrease in strength.

또한, 본 발명에 따르면 내통과 외통 사이의 접합면을 톱니 형상으로 형성하여 내통과 외통 사이의 접합력을 향상시킬 수 있도록 함과 동시에 톱니 형상의 종횡비를 조절함으로써 사출 성형시 웰드 라인에 의한 강도 저하 문제를 개선할 수 있도록 하는 효과를 추가로 갖는다.In addition, according to the present invention, the bonding surface between the inner cylinder and the outer cylinder is formed in a serrated shape to improve the bonding strength between the inner cylinder and the outer cylinder, and at the same time, by adjusting the aspect ratio of the serrated shape, the strength reduction problem due to weld lines during injection molding It has an additional effect to improve the.

도 1은 본 발명에 따른 사출강도 개선을 위한 인서트 일체형 롤러를 나타낸 사시도.
도 2의 (a) ~ (c)는 도 1에 나타낸 본 발명의 내통과 외통 사이의 접합면을 확대하여 나타낸 부분 확대 단면도.
도 3의 (a) ~ (c)는 도 2에 나타낸 본 발명의 사출성형해석을 통한 웰드 라인의 길이 및 웰드 라인의 강도에 대한 영향력을 나타낸 도면.
도 4의 (a),(b)는 나일론 계열 PA12를 재질로 한 외통의 사출성형 직후 주응열 분포도 및 웰드 라인 영향도를 나타낸 도면.
도 5는 폴리케톤 재질로 형성된 외통의 웰드 라인 영향도를 나타낸 도면.
도 6은 폴리케톤 재질로 형성된 외통의 사출성형 직후 주응력 분포도를 나타낸 도면.1 is a perspective view showing an insert-integrated roller for improving injection strength according to the present invention.
2A to 2C are partially enlarged cross-sectional views showing an enlarged joint surface between the inner and outer cylinders of the present invention shown in FIG. 1.
3A to 3C are views showing the influence on the length of the weld line and the strength of the weld line through the injection molding analysis of the present invention shown in FIG. 2.
Figure 4 (a), (b) is a view showing the main heat distribution and weld line influence immediately after injection molding of the outer cylinder made of nylon-based PA12.
5 is a view showing the influence of the weld line of the outer cylinder formed of a polyketone material.
6 is a view showing a main stress distribution diagram immediately after injection molding of an outer cylinder formed of a polyketone material.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 사출강도 개선을 위한 인서트 일체형 롤러의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of an insert-integrated roller for improving injection strength according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 사출강도 개선을 위한 인서트 일체형 롤러를 나타낸 사시도이고, 도 2의 (a) ~ (c)는 도 1에 나타낸 본 발명의 내통과 외통 사이의 접합면을 확대하여 나타낸 부분 확대 단면도이며, 도 3의 (a) ~ (c)는 도 2에 나타낸 본 발명의 사출성형해석을 통한 웰드 라인의 길이 및 웰드 라인의 강도에 대한 영향력을 나타낸 도면이고, 도 4의 (a),(b)는 나일론 계열 PA12를 재질로 한 외통의 사출성형 직후 주응열 분포도 및 웰드 라인 영향도를 나타낸 도면이며, 도 5는 폴리케톤 재질로 형성된 외통의 웰드 라인 영향도를 나타낸 도면이고, 도 6은 폴리케톤 재질로 형성된 외통의 사출성형 직후 주응력 분포도를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a perspective view showing an insert-integrated roller for improving injection strength according to the present invention, and FIGS. 2A to 2C are enlarged portions showing the bonding surface between the inner and outer cylinders of the present invention shown in FIG. 3A to 3C are diagrams showing the influence on the length of the weld line and the strength of the weld line through the injection molding analysis of the present invention shown in FIG. 2, and FIG. 4(a) ,(b) is a diagram showing the main heat distribution and weld line influence immediately after injection molding of an outer cylinder made of nylon-based PA12, and FIG. 5 is a view showing the effect of weld line of an outer cylinder made of a polyketone material. 6 is a diagram showing the main stress distribution diagram immediately after injection molding of an outer cylinder made of a polyketone material.

본 발명은 금속재질의 내통(insert)과 플라스틱 재질의 외통을 일체로 사출 성형하는데 있어서 외통의 재질을 내마모성, 내충격성 및 경도가 우수한 폴리케톤 재질로 함과 동시에 내통과 외통 사이의 접합면을 톱니 형상으로 형성하여 외통과 내통 사이의 접합력을 향상시키고, 사출 성형시 발생하는 응력에 의한 강도 저하를 개선할 수 있도록 하는 사출강도 개선을 위한 인서트 일체형 롤러(100)(이하, '롤러(100)'라 한다)에 관한 것으로, 그 구성은 도 1에 나타낸 바와 같이, 크게 금속 재질의 내통(110)과, 상기 내통(110)의 외측에 사출에 의해 일체로 형성되는 외통(120)을 포함하여 이루어진다.In the present invention, in the injection molding of an inner cylinder made of metal and an outer cylinder made of plastic, the material of the outer cylinder is made of a polyketone material having excellent abrasion resistance, impact resistance, and hardness, and at the same time, the joint surface between the inner cylinder and the outer cylinder is serrated. Insert-integrated roller 100 (hereinafter referred to as'roller 100') for improving injection strength, which is formed in a shape to improve the bonding strength between the outer and inner cylinders, and to improve the strength decrease due to stress generated during injection molding. As shown in Fig. 1, the configuration includes an inner cylinder 110 made of a metal material and an outer cylinder 120 integrally formed on the outside of the inner cylinder 110 by injection. .

보다 상세히 설명하면, 금속 재질을 이용하여 내통(110)을 제조한 후, 상기 내통(110)을 사출금형에 안치시킨 상태에서 성형하여 금속 재질의 내통(110)의 외측에 외통(120)이 일체로 형성된 인서트 일체형 롤러(100)가 제조되는 것이다.In more detail, after manufacturing the inner cylinder 110 using a metal material, the outer cylinder 120 is integrally formed on the outside of the inner cylinder 110 made of metal by molding the inner cylinder 110 in a state placed in an injection mold. Insert-integrated roller 100 formed of is to be manufactured.

이때, 상기 외통(120)의 재질로는 폴리케톤(polyketon)이 사용되는데, 상기 폴리케톤은 일산화탄소와 올레핀의 교대 공중합 고분자, 즉 엔지니어링 플라스틱으로 기존의 폴리아미드계 수지(Nylon)나 , PBT 수지(Polybutylen Terephthalate)에 비해 2 ~ 3 배 이상 우수한 충격강도를 가질 뿐만 아니라 내마모성, 경도 및 내화학성이 우수한 장점을 갖는다.At this time, as the material of the outer cylinder 120, polyketone is used, and the polyketone is an alternating copolymer of carbon monoxide and olefin, that is, engineering plastic, which is a conventional polyamide resin (Nylon) or a PBT resin ( Polybutylen Terephthalate) has two to three times more excellent impact strength than Polybutylen Terephthalate) and has excellent abrasion resistance, hardness and chemical resistance.

즉, 상기 폴리케톤을 재질로 하여 외통(120)을 형성할 경우 마모 또는 파손 등의 문제가 발생될 우려가 적으므로 롤러(100)의 수명을 반영구적으로 증가시킬 수 있게 되는 장점이 있다.That is, when the outer cylinder 120 is formed using the polyketone as a material, there is an advantage of being able to semi-permanently increase the life of the roller 100 because there is little fear of causing a problem such as abrasion or damage.

또한, 전술한 바와 같이, 인서트 일체형 롤러(100)를 사출 성형하는 경우 제품의 최종 강도는 성형 중에 발생되는 주응력과 웰드 라인(weld line)에 의해 큰 영향을 받게 되는데, 상기 외통(120)을 폴리케톤 재질로 형성할 경우 사출 성형시 발생하는 주응력을 감소시키고 웰드 라인의 강도에 대한 영향도 또한 감소시킬 수 있어 사출 성형시 발생하는 강도 저하의 가능성을 낮출 수 있게 된다.In addition, as described above, when the insert-integrated roller 100 is injection-molded, the final strength of the product is greatly influenced by the main stress generated during molding and the weld line. When formed of a ketone material, the main stress generated during injection molding can be reduced, and the influence on the strength of the weld line can also be reduced, thereby reducing the possibility of strength reduction occurring during injection molding.

보다 상세히 설명하면, 도 4의 (a),(b)는 기존 롤러의 외통(120) 재질로 사용되고 있는 Nylon 계열 PA12를 이용하여 외통(120)을 사출 성형한 직후의 주응력 분포도와 웰드 라인에 의한 강도의 영향도를 각각 나타낸 것으로, PA12 재질의 경우 사출 성형 공정 중 발생된 응력이 최대 53.226MPa에 달하는 것으로 나타났고, 사출 성형 공정시 웰드 라인에 의한 강도의 영향도는 최대 0.865에 이르는 것으로 나타나 사출 성형 과정에서 강도저하가 발생될 위험이 높은 것으로 확인되었다.In more detail, Figure 4 (a), (b) shows the main stress distribution and weld line immediately after injection molding the outer cylinder 120 using Nylon PA12, which is used as the material of the outer cylinder 120 of the existing roller. It shows the effect of the strength, respectively.In the case of the PA12 material, the stress generated during the injection molding process was found to reach a maximum of 53.226 MPa, and the effect of the strength by the weld line during the injection molding process was found to be a maximum of 0.865. It was confirmed that there is a high risk of strength deterioration during the molding process.

이에 반해, 도 5 및 도 6은 각각 폴리케톤 재질을 이용하여 외통(120)을 사출 성형하는 과정에서 발생되는 웰드 라인에 의한 강도의 영향도와 주응력 분포도를 각각 나타낸 것으로, 폴리케톤 재질을 사용할 경우 사출 성형 공정시 웰드 라인에 의한 강도의 영향도는 최대 0.669에 이르는 것으로 나타났고, 사출 성형 공정 중 발생된 최대 응력은 41.956MPa로 나타나 사출 성형시 발생되는 웰드 라인에 의한 강도의 영향도와 최대 응력 모두 Nylon 계열의 PA12에 비해 저하된 것을 확인할 수 있다.On the other hand, FIGS. 5 and 6 respectively show the effect of the strength and the main stress distribution by the weld line generated in the process of injection molding the outer cylinder 120 using a polyketone material. When using a polyketone material, injection During the molding process, the effect of the strength by the weld line was found to reach a maximum of 0.669, and the maximum stress generated during the injection molding process was 41.956 MPa. Both the effect of the strength by the weld line and the maximum stress generated during injection molding were nylon It can be seen that it is lowered compared to the PA12 series.

따라서, 본 발명에서와 같이 롤러(100)의 외통(120) 재질로 폴리케톤을 사용하여 사출 성형을 진행할 경우 종래의 Nylon 계열을 사용한 사출성형에 비해 사출에 의한 강도 저하 문제를 개선할 수 있는 장점이 있다.Therefore, when injection molding is performed using polyketone as the material of the outer cylinder 120 of the roller 100 as in the present invention, the strength reduction problem due to injection can be improved compared to the conventional injection molding using nylon series. There is this.

한편, 본 발명에 따른 롤러(100)의 외통(120)과 내통(110) 사이의 접합면은 요부와 철부가 반복되는 톱니 형상으로 이루어지는데, 상기와 같이 요철 구조가 반복되는 톱니 형상으로 접합면을 형성할 경우 접합 면적의 증가로 인해 외통(120)과 내통(110) 사이의 접합력을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.On the other hand, the bonding surface between the outer cylinder 120 and the inner cylinder 110 of the roller 100 according to the present invention is made of a serrated shape in which concave portions and convex portions are repeated, as described above, in a serrated shape in which the uneven structure is repeated. In the case of forming, due to an increase in the bonding area, the bonding force between the outer cylinder 120 and the inner cylinder 110 can be improved.

보다 상세히 설명하면, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 내통(110)의 외주면에 접합되는 외통(120)의 내주면에는 다수 개의 돌출부(122)가 돌출 형성되고, 상기 돌출부(122)와 대응되는 위치의 내통(110) 외주면에는 돌출부(122)와 동일한 형상을 갖는 요입홈(112)이 형성되어, 사출 성형이 완료되면 외통(120)과 내통(110) 사이의 접합면이 톱니 형상을 이루도록 구성된 것이다.In more detail, as shown in FIG. 2, a plurality of protrusions 122 are formed on the inner circumferential surface of the outer cylinder 120 bonded to the outer circumferential surface of the inner cylinder 110, and a position corresponding to the protrusion 122 is formed. A concave groove 112 having the same shape as the protrusion 122 is formed on the outer circumferential surface of the inner cylinder 110, and when injection molding is completed, the bonding surface between the outer cylinder 120 and the inner cylinder 110 is configured to form a serrated shape.

이때, 상기 돌출부(122)는 그 단면이 사다리꼴 형상을 이루도록 형성되는데, 사다리꼴 형상의 톱니는 가공이 용이하고, 운동 전달력이 뛰어나다는 장점을 갖는다.At this time, the protrusion 122 is formed to have a trapezoidal shape in cross section, and the trapezoidal tooth has the advantage of easy processing and excellent motion transmission power.

즉, 상기 외통(120)과 내통(110) 사이의 접합면을 톱니 형상으로 형성하기 위해서는 외통(120)을 사출하기 이전에 금속재질로 이루어지는 내통(110)의 외주면을 톱니 형상으로 먼저 가공하여야 하는데, 직각 형상은 가공이 어려우므로 가공이 용이하면서도 접합력이 우수한 사다리꼴 형상으로 가공하는 것이다.That is, in order to form the joint surface between the outer cylinder 120 and the inner cylinder 110 in a serrated shape, the outer circumferential surface of the inner cylinder 110 made of a metal material must first be processed into a serrated shape before the outer cylinder 120 is ejected. , The right-angled shape is difficult to process, so it is easy to process and processed into a trapezoidal shape with excellent bonding strength.

또한, 상기 돌출부(122)가 사다리꼴 형상으로 이루어질 경우 롤러(100)의 구동 과정에서 외통(120)으로부터 내통(110)으로 전달되는 하중이 분산될 수 있는 장점도 갖게 된다.In addition, when the protrusion 122 is formed in a trapezoidal shape, the load transmitted from the outer cylinder 120 to the inner cylinder 110 in the driving process of the roller 100 can be distributed.

한편, 상기 외통(120)에 형성되는 돌출부(122)는 사출 성형 과정에서의 강도 저하를 개선하는 역할도 하게 되는데, 이를 위해 상기 돌출부(122)의 종횡비는 0.4 ~ 1.6이 되도록 하는 것이 바람직하다.On the other hand, the protrusion 122 formed on the outer cylinder 120 also serves to improve strength reduction in the injection molding process. For this purpose, the aspect ratio of the protrusion 122 is preferably set to be 0.4 to 1.6.

보다 상세히 설명하면, 도 2의 (a) ~ (c)에 나타낸 바와 같이, 상기 돌출부(122)의 종횡비는 외통(120)의 내주면으로부터 돌출되는 돌출부(122)의 높이와 사다리꼴 형상의 상면에 해당하는 돌출부(122)의 폭 사이의 비로 표시될 수 있는데, 상기 돌출부(122)의 종횡비는 외통(120)과 내통(110) 사이의 접합력과 사출 성형 과정에서 발생되는 강도 저하를 고려하여 설정된 것이다.In more detail, as shown in (a) to (c) of FIG. 2, the aspect ratio of the protrusion 122 corresponds to the height of the protrusion 122 protruding from the inner circumferential surface of the outer cylinder 120 and the upper surface of the trapezoidal shape. It may be expressed as a ratio between the widths of the protrusions 122, and the aspect ratio of the protrusions 122 is set in consideration of a bonding force between the outer cylinder 120 and the inner cylinder 110 and a decrease in strength generated during the injection molding process.

즉, 상기 돌출부(122)의 종횡비가 0.4 미만일 경우 돌출부(122)의 높이가 너무 낮아지게 되거나 돌출부(122)의 폭이 너무 넓어지게 되어 돌출부(122)의 개수가 줄어들게 되므로 외통(120)과 내통(110) 사이의 접합력이 증가되는 효과가 미비하게 될 우려가 있다.That is, when the aspect ratio of the protrusion 122 is less than 0.4, the height of the protrusion 122 becomes too low or the width of the protrusion 122 becomes too wide, so that the number of protrusions 122 decreases, so that the outer cylinder 120 and the inner cylinder There is a fear that the effect of increasing the bonding force between (110) will be insufficient.

또한, 상기 돌출부(122)의 종횡비가 1.6을 초과하게 되면, 돌출부(122)의 높이가 너무 높아지게 되거나 돌출부(122)의 폭이 너무 좁아지게 되어 외통(120)과 내통(110) 사이의 접합력 및 접합강도가 저하될 우려가 있을 뿐만 아니라 사출 성형시 발생되는 웰드 라인에 의한 강도의 영향도가 1에 근접하게 되어 강도 저하의 개선 효과가 잘 나타나지 않게 되는 단점이 있다.In addition, when the aspect ratio of the protrusion 122 exceeds 1.6, the height of the protrusion 122 becomes too high or the width of the protrusion 122 becomes too narrow, so that the bonding force between the outer cylinder 120 and the inner cylinder 110 and There is a disadvantage in that the bonding strength may be deteriorated, and the effect of the strength due to the weld line generated during injection molding is close to 1, so that the effect of improving the strength reduction is not well displayed.

도 3의 (a) ~ (c)는 사출성형 과정에서 발생되는 웰드 라인의 길이 및 웰드 라인의 강도에 대한 영향력을 돌출부(122)의 종횡비에 따라 비교하여 나타낸 것으로, 상기 돌출부(122)의 종횡비가 각각 0.4, 0.8, 1.6인 경우 웰드 라인의 강도에 대한 영향력이 각각 최대 0.675, 0.669, 0.671로 비교적 양호하게 나타나 돌출부(122)의 종횡비가 0.4 ~ 1.6이 되는 범위에서 사출 과정에서 발생되는 강도 저하의 개선 효과를 보일 수 있음을 확인할 수 있었다.3A to 3C show the influence on the length of the weld line and the strength of the weld line generated in the injection molding process by comparing the aspect ratio of the protrusion 122, and the aspect ratio of the protrusion 122 When is 0.4, 0.8, and 1.6, respectively, the influence on the strength of the weld line is relatively good at a maximum of 0.675, 0.669, and 0.671, respectively, and the strength decreases that occur during the injection process in the range where the aspect ratio of the protrusion 122 is 0.4 to 1.6. It was confirmed that the improvement effect of

또한, 상기 돌출부(122)의 종횡비가 각각 0.4, 0.8, 1.6인 경우 웰드 라인의 길이는 각각 15.00mm, 11.25mm, 7.50mm로 나타나 종횡비가 증가할수록 웰드 라인의 길이가 감소하는 경향을 보였다.In addition, when the aspect ratios of the protrusions 122 were 0.4, 0.8, and 1.6, respectively, the lengths of the weld lines were 15.00 mm, 11.25 mm, and 7.50 mm, respectively, and as the aspect ratio increased, the length of the weld line tended to decrease.

따라서, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 사출강도 개선을 위한 인서트 일체형 롤러(100)에 의하면, 인서트 일체형 롤러(100)의 외통(120)을 내마모성, 내충격성 및 경도가 우수한 폴리케톤(polyketon) 재질로 형성하여 내구성을 향상시킬 수 있도록 할 뿐만 아니라 사출성형 과정에서 발생되는 응력을 줄이고 웰드 라인에 의한 강도 저하 발생 가능성을 낮출 수 있으며, 내통(110)과 외통(120) 사이의 접합면을 톱니 형상으로 형성하여 내통(110)과 외통(120) 사이의 접합력을 향상시킬 수 있도록 함과 동시에 톱니 형상의 종횡비를 조절함으로써 사출 성형시 웰드 라인에 의한 강도 저하 문제를 개선할 수 있는 등의 다양한 장점을 갖는 것이다.Therefore, according to the insert-integrated roller 100 for improving the injection strength according to the present invention as described above, the outer cylinder 120 of the insert-integrated roller 100 is made of a polyketon material having excellent abrasion resistance, impact resistance, and hardness. In addition to improving the durability by forming it as an injection molding process, it is possible to reduce the stress generated during the injection molding process and reduce the possibility of occurrence of strength reduction due to the weld line, and the joint surface between the inner cylinder 110 and the outer cylinder 120 has a sawtooth shape. It has various advantages, such as improving the bonding strength between the inner cylinder 110 and the outer cylinder 120, and at the same time adjusting the aspect ratio of the sawtooth shape to improve the strength reduction problem caused by weld lines during injection molding. To have.

전술한 실시예들은 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 따른 롤러(100)를 로프웨이용 그립의 가이드 롤러나 철도차량용 도어의 롤러에 적용할 수 있는 등 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.The above-described embodiments have been described with respect to the most preferred example of the present invention, but are not limited to the above embodiments, and the roller 100 according to the present invention can be applied to a guide roller of a grip for a ropeway or a roller of a door for a railroad vehicle. It is obvious to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention.

본 발명은 사출강도 개선을 위한 인서트 일체형 롤러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속재질의 내통(insert)과 플라스틱 재질의 외통을 일체로 사출 성형하는데 있어서 외통의 재질을 내마모성, 내충격성 및 경도가 우수한 폴리케톤 재질로 함과 동시에 내통과 외통 사이의 접합면을 톱니 형상으로 형성하여 외통과 내통 사이의 접합력을 향상시키고, 사출 성형시 발생하는 응력에 의한 강도 저하를 개선할 수 있도록 하는 사출강도 개선을 위한 인서트 일체형 롤러에 관한 것이다.The present invention relates to an insert-integrated roller for improving injection strength, and more particularly, in the case of integrally injection molding an inner cylinder made of metal and an outer cylinder made of plastic, the material of the outer cylinder is excellent in wear resistance, impact resistance, and hardness. In addition to being made of polyketone, the joint surface between the inner cylinder and the outer cylinder is formed in a serrated shape to improve the bonding strength between the outer cylinder and the inner cylinder, and to improve the injection strength to improve the strength reduction caused by the stress generated during injection molding. It relates to an insert-integrated roller for.

100 : 롤러 110 : 내통
112 : 요입홈 120 : 외통
122 : 돌출부100: roller 110: inner cylinder
112: concave groove 120: external cylinder
122: protrusion

Claims (4)

금속 재질의 내통과, 사출에 의해 상기 내통의 외측에 일체로 결합되는 외통을 포함하여 구성되는 인서트 일체형 롤러에 있어서,
상기 외통은 폴리케톤(polyketon) 재질로 이루어지고,
상기 내통의 외주면과 접합되는 외통의 내측면에는 다수 개의 돌출부가 돌출 형성되고, 상기 내통의 외주면에는 돌출부와 동일한 형상을 갖는 요입홈이 형성되어, 상기 외통과 내통 사이의 접합면은 요철 구조가 반복되는 톱니 형상으로 이루어지며,
상기 돌출부는 사다리꼴 형상으로 이루어지고,
상기 돌출부의 높이와 사다리꼴 형상의 상면에 해당하는 돌출부의 폭 사이의 비로 표시되는 돌출부의 종횡비는 0.4 ~ 1.6가 되도록 형성하여 사출 성형 과정에서 발생되는 웰드 라인에 의한 강도 저하를 개선시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 사출강도 개선을 위한 인서트 일체형 롤러.
In the insert-integrated roller comprising an inner cylinder made of a metal material and an outer cylinder integrally coupled to the outside of the inner cylinder by injection,
The outer cylinder is made of a polyketon material,
A plurality of protrusions are protruded on the inner surface of the outer cylinder that is joined to the outer circumferential surface of the inner cylinder, and a concave groove having the same shape as the protrusion is formed on the outer circumferential surface of the inner cylinder, so that the joint surface between the outer cylinder and the inner cylinder has an uneven structure. It consists of a serrated shape,
The protrusion is made in a trapezoidal shape,
The aspect ratio of the protrusion, expressed as a ratio between the height of the protrusion and the width of the protrusion corresponding to the upper surface of the trapezoidal shape, is formed to be 0.4 to 1.6, and is configured to improve the strength reduction due to the weld line generated in the injection molding process. Insert-integrated roller for improving injection strength characterized by.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012255513A (en) * 2011-06-10 2012-12-27 Fts:Kk Structure for joining metal member to synthetic resin

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1015176B1 (en) * 1997-04-04 2003-03-12 Rodel Holdings, Inc. Improved polishing pads and methods relating thereto
JPH11240634A (en) * 1998-02-26 1999-09-07 Hokushin Ind Inc Roller formed of different materials and manufacture thereof
EP1159541B1 (en) * 1999-03-03 2003-08-20 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Roller with self-lubricated bearing
AT409254B (en) 2000-07-18 2002-07-25 Innova Patent Gmbh ROLLER ROLL FOR THE CHASSIS OF THE DRIVING EQUIPMENT OF A ROPEWAY SYSTEM
JP5848104B2 (en) * 2011-11-21 2016-01-27 株式会社ダイセル Method for producing composite molded body
KR20130075913A (en) * 2011-12-28 2013-07-08 노틸러스효성 주식회사 Roller and two paper detecting device having the same
JP6422706B2 (en) 2014-08-29 2018-11-14 サトーホールディングス株式会社 Elastic roller
KR20160124547A (en) * 2015-04-20 2016-10-28 정병수 Roller manufacturing method, roller for transfering paper and bill counter and atm machine having the same
KR20170079258A (en) * 2015-12-30 2017-07-10 노틸러스효성 주식회사 Transfer roller assembly

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012255513A (en) * 2011-06-10 2012-12-27 Fts:Kk Structure for joining metal member to synthetic resin

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