KR100809384B1 - 사출 금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사출 금형을 개시한다.

개시된 사출 금형은, 그 내부에 캐비티가 형성되고, 상기 캐비티에 수지를 공급하기 위한 스프루, 러너, 및 게이트가 형성된 캐비티 코어; 및 상기 캐비티 코어의 일측에 설치되어 상기 러너를 통하여 캐비티에 공급되는 수지의 공급량을 조절하는 공급 밸런스 조절장치;를 구비하여, 사출 성형시 성형 밸런스의 조절이 가능해진다.

Description

사출 금형{Injection mold}

도 1은 종래의 사출 금형을 도시한 평면도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 사출 금형을 도시한 평면도.

도 3은 도 2에 있어서, 공급 밸런스 조절장치를 발췌하여 도시한 부분사시도.

도 4는 도 3에 있어서, Ⅳ-Ⅳ선을 따라 절단하여 도시한 단면도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출 금형에 있어서, 공급 밸런스 조절장치를 발췌하여 도시한 부분사시도.

도 6은 도 5에 있어서, Ⅵ-Ⅵ선을 따라 절단하여 도시한 단면도.

〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉

21..캐비티 코어 22..캐비티

23..스프루 24..러너

25..게이트 31..제1회전축

32..돌기부 33..제1기어

34..제2회전축 35..제2기어

36..관통공 37,51..수나사

52..암나사

본 발명은 사출 금형에 관한 것으로서, 더 상세하게는 공급 밸런스 조절장치가 구비된 사출 금형에 관한 것이다.

사출 성형은 수지를 용융시켜 금형에 형성된 캐비티 안으로 사출하고, 용융 수지를 고화시킴으로써, 원하는 형태의 성형품으로 만드는 제조기술이다.

사출 성형에 사용되는 금형의 종류로는 여러 가지가 있는데, 그 중 1회의 공정으로 얻을 수 있는 성형품의 수에 따라, 1개 빼기 금형과 다수개 빼기 금형으로 나눌 수 있다. 다수개 빼기 금형은 1회의 공정으로 여러 종류의 성형품을 사출 성형을 할 수 있어, 대량 생산에 보다 효율적이다.

도 1에 도시된 사출 금형(100)은 라디에이터 탱크를 성형하기 위한 것으로써, 다수개 빼기 금형이다. 즉, 1회의 공정으로, 인렛 탱크(inlet tank)와 아웃렛 탱크(outlet tank)를 사출 성형하게 된다.

상기 사출 금형(100)은, 캐비티 코어(cavity core,11)를 구비한다. 상기 캐비티 코어(11)의 내부에는 인렛 탱크와 아웃렛 탱크를 성형하기 위한 인렛 탱크용 캐비티(12a)와 아웃렛 탱크용 캐비티(12b)가 형성되어 있다. 캐비티 코어(11)에는 스프루(sprue,13)가 형성되며, 이 스프루(13)는 미도시된 노즐로부터 공급된 수지를 각 캐비티(12)로 보내는 최초의 유로의 역할을 한다.

스프루(13)로부터 두 개의 러너(runner,14)가 분기되어 캐비티 코어(11)에 형성된다. 이 러너(14)는 인렛 탱크용 러너(14a)와 아웃렛 탱크용 러너(14b)로서, 스프루(13)와 인렛 탱크용 캐비티(12a) 및 아웃렛 탱크용 캐비티(12b)를 각각 잇는 유로의 역할을 한다.

각 러너(14)의 종점이자 캐비티(12)의 입구에는 게이트(gate,15)가 각각 형성되는데, 상기 게이트(15)는 수지의 흐름 방향과 유량을 제어함과 동시에, 성형품을 밀어내는데 충분한 고화 상태가 될 때까지 캐비티(12) 내에 수지를 봉입하고, 러너(14) 측으로의 역류를 방지하는 역할을 한다.

용융 수지가 각 캐비티(12)로 충전되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저 노즐로부터 스프루(13)를 통하여 수지가 주입된다. 주입된 수지는 인렛 탱크용 러너(14a)와 아웃렛 탱크용 러너(14b)로 분기되어 유동되며, 수지가 각 러너(14)의 종점에 도달하게 되면, 각 게이트(15)를 통하여, 인렛 탱크용 캐비티(12a)와 아웃렛 탱크용 캐비티(12b)로 수지의 충전이 이루어지게 된다.

한편, 사출 금형(100)에 있어서, 인렛 탱크와 아웃렛 탱크의 형상과 무게가 다르므로, 인렛 탱크용 캐비티(12a) 및 아웃렛 탱크용 캐비티(12b)로 공급되는 공급 밸런스를 조절하기 위한 러너(14)와 게이트(15)의 설계가 요구된다. 공급 밸런스가 맞지 않게 되면 인렛 탱크 및 아웃렛 탱크의 성형 밸런스가 맞지 않게 된다. 통상적으로 공급 밸런스를 맞추기 위하여 러너(14)와 게이트(15)의 길이와 폭을 시뮬레이션 등을 통하여 설계하고, 이와 같이 설계된 러너(14)와 게이트(15)를 사용하여, 수지를 각 캐비티(12)에 충전하게 된다.

그런데, 상기와 같이 러너와 게이트를 설계한다고 하나, 실제 성형과정과는 차이가 있으므로, 공급 밸런스를 정확하게 조절하기는 어렵다. 따라서, 일단 설계된 러너와 게이트를 사용하여 성형품을 시제작한 후, 러너 또는 게이트를 재가공함으로써, 공급 밸런스를 정확하게 조절하는 방식이 사용될 수 있다. 그러나, 재가공으로 정확하게 공급 밸런스를 조절하였다 하여도, 금형의 내마모, 사출 조건, 사출기의 사양 등의 요인에 의하여 공급 밸런스가 추후에 달라질 수 있어, 공급 밸런스를 조절하는 것이 용이하지가 않다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 관련기술로서, 대한민국 공개실용신안 제96-20679호에 개시된 "사출 금형의 러너 개폐구조"가 있다.

그러나, 개시된 사출 금형의 러너 개폐구조는 단순히 러너의 유로를 개방과 차단을 선택적으로 하는 것으로서, 러너의 유로 단면적을 가변시킬 수가 없어, 캐비티로 공급되는 수지 공급량을 조절할 수 없는 단점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 러너의 일측에 공급 밸런스 조절장치를 설치함으로써, 사출 성형시 성형 밸런스를 조절할 수 있는 사출 금형을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사출 금형은, 그 내부에 캐비티가 형성되고, 상기 캐비티에 수지를 공급하기 위한 스프루, 러너, 및 게이트가 형성된 캐비티 코어; 및 상기 캐비티 코어의 일측에 설치되어 상기 러너를 통하여 캐비티에 공급되는 수지의 공급량을 조절하는 공급 밸런스 조절장치;를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

상기 공급 밸런스 조절장치는, 상기 러너의 일측에 회전가능하게 설치되어, 러너의 유로 단면적을 가변시키는 돌기부가 단부에 형성된 제1회전축과, 상기 제1회전축을 정역회전시키고, 러너로 유동되는 수지의 압력으로 인하여 제1회전축이 회전하는 것을 방지하는 구동수단을 구비하여 된 것이 바람직하다.

여기서, 상기 구동수단은, 상기 제1회전축에 설치되는 제1기어와, 상기 캐비티 코어의 일측에 회전가능하게 설치되는 제2회전축과, 상기 제2회전축에 설치되어 상기 제1기어와 치합되는 제2기어와, 상기 제2회전축을 관통하여 캐비티 코어에 나사 결합되어 제2회전축의 회전을 방지하기 위하여 고정하는 고정부재를 구비하여 된 것이 바람직하다. 한편, 상기 제1회전축과 상기 제2회전축은 원통형상이며, 상기 제2회전축은 관통공을 구비하고, 상기 관통공은 6각형 관통공과 원형 관통공을 포함하며, 상기 고정부재는 상기 원형 관통공을 나사결합 없이 통과하여 상기 캐비티 코어 측에 형성된 암나사에 대해서만 나사결합하게 된다.

또한, 상기 공급 밸런스 조절장치는, 상기 캐비티 코어에 러너와 연통되는 관통공이 형성되고, 상기 관통공에 나사 결합되어 상기 러너에 대해 인입 및 인출되어 러너의 유로 단면적을 조절하는 조절부재를 구비하여 된 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 사출 금형을 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 사출 금형(200)은, 기본적으로 캐비티 코어(21)를 구비한다. 상기 캐비티 코어(21)의 내부에는 인렛 탱크와 아웃렛 탱크를 성형하기 위한 캐비티(22)가 형성된다. 그리고, 상기 캐비티 코어(21)의 소정의 위치에는 스프루(23)가 형성되어 수지가 금형(200)내로 주입되는 유로의 역할을 한다. 상기 스프루(23)로부터는 두 개의 러너(24)가 분기되어 캐비티 코어(21)에 형성되어 있으며, 상기 각 러너(24)는 스프루(23)와 인렛 탱크용 캐비티(22a) 및 아웃렛 탱크용 캐비티(22b)를 잇는 유로의 역할을 하게 된다. 각 러너(24)의 종점이자 캐비티(22)의 입구에는 게이트(25)가 각각 형성되어 있으며, 상기 게이트(25)는 수지의 흐름 방향과 유량을 제어함과 동시에, 성형품을 밀어내는데 충분한 고화 상태가 될 때까지 캐비티(22) 내에 수지를 봉입하고, 러너(24) 측으로의 역류를 방지하게 된다.

한편, 상기 각 러너(24)의 일측에는 적어도 하나의 공급 밸런스 조절장치(30)가 설치된다.

상기 공급 밸런스 조절장치(30)는 도 3 내지 도 6을 참조하여 상술하기로 한다.

도 3은 도 2에 있어서, 공급 밸런스 조절장치를 확대 도시한 것이고, 도 4는 도 3에 있어서, Ⅳ-Ⅳ선을 따라 절단한 단면을 도시한 것이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 공급 밸런스 조절장치(30)는 러너(24)의 우측에 설치되어 있으며, 제1회전축(31)을 구비한다. 상기 공급 밸런스 조절장치(30)의 설치위치는 도면에 한정되지 않는다.

상기 제1회전축(31)은, 원통형의 형상을 가지며, 일단부에는 소정 길이를 가지는 돌기부(32)가 형성되어 있다. 상기 돌기부(32)는 제1회전축(31)의 단부면으로부터 축 방향으로 절개되어 형성될 수 있다. 즉, 상기 돌기부(32)를 제1회전축(31)의 축방향에 수직으로 절단한 단면은 반원형상을 가지게 되며, 상기 돌기부(32)의 그 일측면은 평탄면(32a)으로, 타측면은 곡면(32b)을 이룬다. 상기 평탄면(32a)은 상기 러너(24)의 유로 단면적(38)의 형상에 맞도록 형성되고, 상기 돌기부(32)의 상하 길이는 러너(24)의 깊이 정도인 것이 바람직하다. 또한, 상기와 같이 반원 형상의 단면을 가지는 돌기부(32)에 있어서, 반원의 반경 크기는 러너(32)의 폭 크기와 동일한 것이 바람직하다.

상기 제1회전축(31)의 회전으로 인하여 상기 돌기부(32)가 회전하게 되면, 회전각도에 따라 상기 돌기부(32)가 위치된 지점의 러너(24)에 있어서 유로 단면적(38)이 가변되어, 캐비티(22)로 공급되는 수지의 공급량을 조절할 수 있게 된다.

즉, 상기 돌기부(32)의 평탄면(32a)이 러너(24)의 우측면(24c)과 대향되면, 캐비티(22)로 공급되는 수지의 공급량이 최대가 되고, 돌기부(32)가 회전하여 러너(24)로 삽입이 이루어지게 되면, 돌기부(32)가 삽입된 지점에서, 돌기부(32)와 러너(24)의 좌측면(24d) 사이의 유로 단면적(38)이 작아지게 되어 캐비티(22)로 공급되는 수지의 공급량이 줄어들게 된다. 이와 같이 수지의 공급량은 돌기부(32)의 회전각도에 의하여 결정된다.

또한, 상기 제1회전축(31)에는 상기 제1회전축(31)을 정역회전시키고, 제1회전축(31)의 회전 각도가 결정된 후 고정시키기 위하여 고정수단이 설치된다.

상기 고정수단은 제1회전축(31)에 있어, 돌기부(32)가 형성되지 않은 단부에 설치된 제1기어(33)와, 원통형의 제2회전축(34)과, 상기 제2회전축(34)의 일단부에 설치된 제2기어(35)를 구비한다. 상기 제2기어(35)는 상기 제1기어(33)와 치합되 어, 상기 제1회전축(31)을 정역회전시키게 된다. 상기 제2회전축(34)에는 축 방향으로 관통공(36)이 형성되어 있으며, 상기 관통공(36)은 두 부분으로 나뉘어져 있다. 제2회전축(34)의 상단부로부터 소정 깊이까지의 부분은 6각형 관통공(36a)으로 이루어져 있으며, 나머지 부분은 원형 관통공(36b)으로 이루어져 있다. 상기 원형 관통공(36b)의 내경은 6각형 관통공(36a)의 내접원 직경보다 작은 것이 바람직하다.

그리고, 상기 관통공(36)에는 러너(24)로 유동되는 수지의 압력으로 인하여 제2회전축(34)의 회전되는 것을 방지하기 위하여 고정하는 고정부재로서 수나사(37)가 삽입된다. 한편, 고정부재로서 볼트가 사용될 수도 있다.

즉, 상기 수나사(37)는 단부의 일부만이 나사부(37a)가 형성되어 있어, 상기 제2회전축(34)과 결합되지는 않고, 캐비티 코어(21)측에 형성된 암나사(21a)와 나사 결합이 된다. 상기 수나사(37)의 머리 직경은 상기 6각형 관통공(36a)의 내접원 직경보다 작으므로, 수나사(37)의 머리의 하부면(37b)은 나사 결합시 상기 원형 관통공(36b)이 시작되는 지점에서의 경계면(34a)과 밀착이 되게 되어, 상기 제2회전축(34)이 고정된다.

상기 공급 밸런스 조절장치(30)는 다음과 같이 작동한다.

시제작된 인렛 탱크와 아웃렛 탱크의 성형시, 성형 밸런스가 맞지 않게 되면, 제2회전축(34)에 삽입된 수나사(37)를 풀고, 제2회전축(34)의 상단에 형성된 6각형 관통공(36a)에 6각 렌치를 끼워 제2회전축(34)을 소정 각도로 회전시키게 된다. 그러면, 상기 제1기어(33)와 제2기어(35)가 치합되어 있으므로, 제1회전축(31) 이 함께 회전하게 된다. 따라서, 상기 제1회전축(31)의 돌기부(32)는 회전 각도에 따라 돌기부(32)가 위치된 지점에서의 러너(24)에 있어서 유로 단면적(38)이 가변된다. 상기 돌기부(32)의 회전각도가 결정이 되면, 상기 제2회전축(34)의 관통공(36)에 삽입된 수나사(37)를 조여 제2회전축(34)을 캐비티 코어(21)에 고정시킨다. 상기와 같이 공급 밸런스가 조절된 상태에서, 각 캐비티(22)로 수지를 공급하게 되면, 성형 밸런스가 이루어지게 된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출 금형에 있어서, 공급 밸런스 조절장치를 발췌하여 도시한 것이고, 도 6은 도 5에 있어서의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 절단한 단면을 도시한 것이다.

본 실시예에 있어서, 공급 밸런스 조절장치를 제외하고는 다른 구성은 전술한 도 2의 실시예에 있어서와 서로 일치하므로, 공급 밸런스 조절장치와 관련하여 전술한 실시예와 다른 점들을 중심으로 설명한다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 공급 밸런스 조절장치(50)는 러너(24)의 유로 단면적(53)을 조절하는 조절부재로서 수나사(51)와, 러너(24)의 우측면(24c)에 설치된 암나사(52)를 구비한다.

상기 암나사(52)는, 상기 러너(24)의 우측면(24c)에 상기 수나사(51)가 인입 및 인출이 가능하도록 관통공이 형성되고, 상기 관통공에 나사부가 가공되어 형성된다. 그러나, 별개의 부재가 마련되고, 상기 부재에 나사부가 가공됨으로써 암나사가 형성될 수도 있다. 또한, 상기 암나사(52)의 설치위치는 러너(24)의 우측면(24c)에 한정되지 않는다.

상기 수나사(51)는 암나사(52)와 체결되어, 상기 러너(24)의 우측면(24c)으로부터 러너(24) 내로 인입 및 인출이 가능하게 된다.

상기 수나사(51)의 회전량 및 회전방향에 따라 러너(24)의 우측면(24c)으로부터 길이가 가변된다. 상기 수나사(51)의 러너(24)에 수직으로 삽입되는 길이에 따라, 상기 수나사(51)의 단부면(51a)과 러너(24)의 좌측면(24d) 사이의 유로 단면적(53)이 가변됨으로써, 각 캐비티(22)로 공급되는 수지의 공급량을 조절할 수 있게 되어 공급 밸런스를 조절할 수 있게 된다. 이와 같이 공급 밸런스를 조절하게 되면, 성형 밸런스가 이루어지게 된다.

상술한 바와 같이, 사출 금형 중 러너를 구비하는 다수개 빼기 금형에 있어서, 러너의 일측에 공급 밸런스 조절장치를 설치함으로써, 공급 밸런스를 용이하게 조절할 수 있어 성형 밸런스를 이룰 수 있다. 게다가, 러너의 재가공 과정이 생략될 수 있어, 공정이 단순해질 수 있다.

또한, 각 러너에 공급 밸런스 조절장치를 설치하면, 각 러너와 연통된 캐비티로 공급되는 수지 공급량을 개별적으로 제어할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 그 내부에 캐비티가 형성되고, 상기 캐비티에 수지를 공급하기 위한 스프루, 러너, 및 게이트가 형성된 캐비티 코어; 및

   상기 캐비티 코어의 일측에 설치되어 상기 러너를 통하여 캐비티에 공급되는 수지의 공급량을 조절하는 공급 밸런스 조절장치;를 구비하며,

   상기 공급 밸런스 조절장치는, 상기 러너의 일측에 회전가능하게 설치되어, 러너의 유로 단면적을 가변시키는 돌기부가 단부에 형성된 제1회전축과, 상기 제1회전축을 정역회전시키고, 러너로 유동되는 수지의 압력으로 인하여 제1회전축이 회전하는 것을 방지하는 구동수단을 구비하며,

   상기 구동수단은, 상기 제1회전축에 설치되는 제1기어와, 상기 캐비티 코어의 일측에 회전가능하게 설치되는 제2회전축과, 상기 제2회전축에 설치되어 상기 제1기어와 치합되는 제2기어와, 상기 제2회전축을 관통하여 캐비티 코어에 나사 결합되어 제2회전축의 회전을 방지하기 위하여 고정하는 고정부재를 구비하며,

   상기 제1회전축과 상기 제2회전축은 원통형상이며, 상기 제2회전축은 관통공을 구비하고, 상기 관통공은 6각형 관통공과 원형 관통공을 포함하며, 상기 고정부재는 상기 원형 관통공을 나사결합 없이 통과하여 상기 캐비티 코어 측에 형성된 암나사에 대해서만 나사결합하게 되는 것을 특징으로 하는 사출 금형.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 돌기부는 반원형상의 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 사출 금형.
5. 삭제

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