KR101598129B1 - 런너 표준취출식 3단 사출금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 런너 표준취출식 3단 사출금형에 관한 것으로서, 고정측설치판과 고정측형판 사이에 용융수지의 공급통로인 런너가 스프루에서 분기되어 형성되며, 사출성형 후 상기 고정측설치판과 고정측형판 사이가 전개되면 상기 스프루와 런너에 생성된 런너사출물은 로봇척에 의해 자동 취출되는 3단 사출금형에 있어서, 상기 런너에는 스프루에서 분기되는 위치에 스프루와 반대방향으로 스트립홈이 더 연통되게 형성되고, 상기 로봇척은 상기 스트립홈에서 생성된 스트립바를 파지하여 런너사출물을 취출하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에 따르면, 런너사출물에 대한 로봇척의 취출위치가 항상 동일하도록 표준화시킴으로써 로봇척의 재설정으로 인한 시간손실을 완전하게 해소하여 사출성형의 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

런너 표준취출식 3단 사출금형 {Standard runner take-out type 3-step injection mold}

본 발명은 런너 표준취출식 3단 사출금형에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 사출성형품에 따라 런너의 형태가 상이하게 설계되더라도 런너사출물에 대한 로봇척의 취출위치만큼은 항상 동일하도록 표준화시킴으로써 로봇척의 재설정으로 인한 시간손실을 완전하게 해소하여 사출성형의 생산성을 향상시키는 런너 표준취출식 3단 사출금형에 관한 것이다.

일반적으로 사출성형이라 함은 실린더 속에서 가열하여 용융시킨 수지를 닫혀진 금형의 캐비티(cavity)에 고압으로 사출하고, 냉각고화(열가소성 수지) 또는 경화(열경화성 수지)시킴으로써 캐비티에 형성되어 있는 형상에 상당하는 사출성형품을 만드는 방법이다.

이러한 사출성형을 위한 사출금형은 보통 2단 사출금형과 3단 사출금형으로 이루어지는데, 특히 3단 사출금형은 대량의 생산을 요하는 작은 부품이나 정밀성을 요하는 제품 및 외부로 게이트가 노출되지 않아야 하는 제품 또는 수지의 흐름이 용이하지 못한 대형의 제품 등을 생산하는데 적합한 형태의 금형이다.

이러한 3단 사출금형의 일 예가 도 1과 도 2에 개략적으로 예시되어 있는 바, 3단 사출금형은 고정측설치판(1)과 고정측형판(2) 사이가 먼저 전개되면서 열린 후 계속해서 상기 고정측형판(2)과 가동측형판(3) 사이가 전개되면서 열리는 구조로 구성된다.

또한, 용융수지를 성형부인 캐비티(4)로 공급하기 위하여, 상기 고정측설치판(1)에는 실린더노즐(도면 미도시)로부터 용융수지가 주입되는 스프루(5)가 형성되고, 고정측설치판(1)과 고정측형판(2) 사이에는 스프루(5)에서 분기되어 캐비티(4)의 입구인 게이트까지 연장되게 형성됨으로써 주입된 용융수지를 캐비티(4)로 공급하는 런너(6)가 형성된다.

이러한 3단 사출금형에서는 용융수지가 공급통로인 스프루(5), 런너(6)를 통하여 성형부인 캐비티(4) 내부로 주입되므로 도 2에 예시된 것처럼, 사출성형 후에는 캐비티(4)에서 생성되는 사출성형품(P)과 별도로 공급통로인 스프루(5), 런너(6) 부분에는 불필요한 잉여성형물(이하, “런너사출물(R)”이라 통칭함.)이 생성되게 된다.

이러한 런너사출물(R)의 일 예가 도 3에 예시되어 있는 바, 런너사출물(R)은 스프루(5) 부분에서 생성되는 스프루바(r1)와, 게이트를 향하는 런너부분에 수평하게 생성되는 다수의 게이트바(r2)로 이루어지게 되며, 이러한 형태의 런너사출물(R)은 불필요한 성형물로서 사출성형후에는 자동화된 로봇척(8)에 의해 취출이 이루어지게 된다.

여기서, 이러한 런너사출물(R)을 취출하는 종래의 구성을 살펴보면, 도 2에 예시된 것과 같이, 고정측설치판(1)과 고정측형판(2)이 전개되어 런너사출물(R)이 노출되면, 상측에 위치된 로봇척(8)이 설정된 위치에서 하강하여 런너사출물(R)의 다수 게이트바(r2) 중에서 어느 하나를 파지하게 되며, 이렇게 특정한 게이트바(r2)를 파지한 상태에서 전방으로 일정거리 이동하여 런너사출물(R)을 고정측설치판(1)으로부터 이탈시켜 취출하게 된다.

그런데, 이러한 구성으로 런너사출물을 취출하는 종래 3단 사출금형의 경우, 제품인 사출성형품에 따라 금형이 변경되면 그 때마다 로봇척의 취출위치 또한 그에 맞추어 새롭게 설정을 해야만 하므로 로봇척의 세팅시간으로 인한 시간손실(loss time)이 크게 발생하여 작업효율성을 저하시키는 문제점이 있었다.

즉, 사출성형품의 형상이나 크기, 수지의 특성 등에 따라 스프루(5)에서 분기되는 런너(6)의 형태가 상이해질 수 밖에 없고, 그에 따라 런너(6)에서 생성되는 런너사출물(R) 또한 형태가 각각 달라지게 되는 바, 도 4의 (a)와 (b)에 예시된 것처럼 런너사출물(R)의 형태가 달라지게 되면 로봇척(8)이 런너사출물(R)을 취출할 때 파지하는 위치 또한 변경되므로, 당연히 로봇척(R)의 취출위치에 대해서도 설정작업이 새롭게 이루어져야만 하는 것이며, 이러한 로봇척의 위치설정작업으로 인한 시간손실이 발생하게 되는 것이다.

또한, 상기한 구성의 종래 3단 사출금형은, 수지의 용융시 발생한 가스가 그대로 런너(6)에 잔류하면서 탄화되거나, 용융수지의 주입과정에서 생성되는 콜드슬러그(cold slug)가 그대로 런너(6)를 따라 게이트로 이동하여 게이트를 막아버림으로써 캐비티(4)로 용융수지가 원활하게 주입되는 것을 차단하는 현상 등이 발생하여 사출성형품의 성형결함을 야기하는 문제점도 있었다.

대한민국 등록특허 제10-0712601호 : 상원판 자동 전개구조를 갖는3단 사출금형 (공고일자: 2007년 05월 02일) 대한민국 등록실용신안 제20-0404156호 : 쌍주식 런너 자동 취출장치 (공고일자: 2005년 12월 19일)

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안되는 것으로서, 본 발명의 일 목적은 사출성형품에 따라 런너의 형태가 상이해지더라도 런너사출물에 대한 로봇척의 취출위치는 변하지 않고 동일하도록 표준화시킴으로써 로봇척의 재설정으로 인한 시간손실을 해소하여 사출성형의 생산성을 향상시킬 수 있는 런너 표준취출식 3단 사출금형을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 수지의 용융과정에서 발생된 가스가 런너에 잔류하지 않고 배기될 수 있도록 함과 함께 수지의 주입과정에서 발생된 콜드슬러그가 게이트로 진행되는 것을 최소화시켜 사출성형품의 품질을 향상시킬 수 있는 런너 표준취출식 3단 사출금형을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 과제해결수단으로서,

고정측설치판과 고정측형판 사이에 용융수지의 공급통로인 런너가 스프루에서 분기되어 형성되며, 사출성형 후 상기 고정측설치판과 고정측형판 사이가 전개되면 상기 스프루와 런너에 생성된 런너사출물은 로봇척에 의해 자동 취출되는 3단 사출금형에 있어서, 상기 런너에는 스프루에서 분기되는 위치에 스프루와 반대방향으로 스트립홈이 더 연통되게 형성되고, 상기 로봇척은 상기 스트립홈에서 생성된 스트립바를 파지하여 런너사출물을 취출하는 런너 표준취출식 3단 사출금형이 개시된다.

여기서, 상기 스트립홈은 상기 런너에서부터 고정측형판을 관통하여 고정측형판에 설치된 고정코어의 외면까지 연장되게 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 런너 표준취출식 3단 사출금형에 의하면,

사출성형품이 상이해지더라도 취출을 위한 로봇척의 파지위치에 변동이 없으므로 로봇척을 재설정할 필요가 없으며, 그에 따라 로봇척의 재설정으로 인한 시간손실을 해소하여 작업효율성을 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 콜드슬러그에 의한 게이트의 막힘현상을 최소화할 수 있고, 발생된 가스를 효율적으로 배기할 수 있으므로 사출성형품의 불량을 방지하여 사출품질을 향상시킬 수 있는 효과도 있다.

아울러, 상기한 바와 같이 구체적으로 명시한 효과 이외에 본 발명의 특징적인 구성으로부터 용이하게 도출되고 기대될 수 있는 특유한 효과 또한 본 발명의 효과에 포함될 수 있음을 첨언한다.

도 1은 종래 3단 사출금형의 개략적인 구성을 예시한 도면이고,
도 2는 종래 3단 사출금형의 형개 및 로봇척에 의한 런너사물물의 취출을 예시한 도면이며,
도 3은 종래 생성되는 런너사출물을 예시한 도면이고,
도 4는 종래 상이한 런너형태에 따라 로봇척에 의해 런너사출물이 취출되는 상태를 예시한 도면이며,
도 5는 본 발명에 따른 런너 표준취출식 3단 사출금형의 개략적인 구성을 예시한 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 3단 사출금형의 형개 및 로봇척에 의한 런너사출물의 취출을 예시한 도면이며,
도 7은 본 발명의 3단 사출금형에서 생성되는 런너사출물을 예시한 도면이고,
도 8은 상이한 런너형태에 대해 본 발명에 따른 로봇척이 동일위치에서 런너사출물을 취출하는 상태를 예시한 도면이다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 런너 표준취출식 3단 사출금형에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로서, 첨부된 도면에서의 요소의 형상, 크기, 요소간의 간격 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 축소되거나 과장되어 표현될 수 있음을 유의하여야 한다.

또한, 실시예를 설명하는데 있어서, 만일 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “설치되어”, “형성되어” 있다고 기재된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 설치되거나 형성되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

아울러, 실시예를 설명하는데 있어서 원칙적으로 관련된 공지의 기능이나 공지의 구성과 같이 이미 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 기술적 특징을 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 5 내지 도 8에는 본 발명에 따른 런너 표준취출식 3단 사출금형의 구성 및 작동이 일 예시되어 있는 바, 상기한 도면들을 참조하면, 본 발명에 따른 런너 표준취출식 3단 사출금형(이하, “사출금형”이라 약칭함.)은 종래의 사출금형과 동일하게 고정측설치판(10)과, 고정측형판(20) 및 가동측형판(30)을 포함한다.

또한, 상기 고정측형판(20)과 가동측형판(30)에는 각각 고정코어(21)와 가동코어(31)가 설치되며, 고정측형판(20)과 가동측형판(30)이 닫혀 상기 고정코어(21)와 가동코어(31)가 서로 밀착됨으로써 그 내부에 제품의 성형부인 캐비티(40)가 생성된다.

이러한 고정측설치판(10)과 고정측형판(20) 및 가동측형판(30)은 서로 닫혀 밀착된 상태에서 사출성형공정이 이루어지고, 사출성형이 완료되면 도 6에 예시된 것처럼, 고정측설치판(10)과 고정측형판(20) 사이가 먼저 전개되어 열린 후, 계속적으로 고정측형판(20)과 가동측형판(30) 사이가 전개되어 열리게 된다.

따라서, 상기 고정측설치판(10)과 고정측형판(20) 및 가동측형판(30)에는 각각을 서로 열어주고 닫아주기 위한, 즉 형개폐를 위한 다양한 수단들이 설치되어 있게 되는데, 다만 이러한 형개폐수단들은 본 발명의 특징과는 무관하며 주지된 종래기술들이므로, 이에 대한 구체적인 설명과 도면의 도시는 생략하기로 한다.

또한, 상기 고정측설치판(10)과 고정측형판(20)에는 용융수지를 성형부인 캐비티(40)로 공급하는 공급통로가 형성된다.

이러한 공급통로는 고정측설치판(10)에 형성되어 실린더노즐(도면 미도시)로부터 용융수지가 주입되는 스프루(50)와, 고정측설치판(10)과 고정측형판(20) 사이에 형성되며, 상기 스프루(50)에서 여러갈래로 분기되어 스프루(50)에 주입된 용융수지를 캐비티(40)의 입구인 게이트(61)까지 안내하는 런너(60)를 포함한다.

여기서, 상기한 통상의 공급통로구조에 더하여 본 발명의 사출금형은 도 5에 예시된 것처럼, 상기 런너(60)에 연통하여 스트립홈(70)이 더 형성되는 특징을 갖는다.

이러한 스트립홈(70)은 상기 런너(60)와 연통되어 상기 고정측형판(20)에 형성되는데, 도 5에 예시된 것처럼, 스프루(50)에서 분기되는 위치의 런너(60)부분에서, 즉 스프루(50)와 런너(60)가 만나는 위치에서 스프루(50)와 반대방향으로 형성된다.

따라서 상기 스트립홈(70)은 런너(60)를 기준으로 하여 스프루(50)와 동일한 위치에서 스프루(50)와 일직선을 이루게 된다.

그리고 이러한 스트립홈(70)은 상기 런너(60)에서부터 고정측형판(20)을 관통하여 상기 고정코어(21)의 외면까지 연장되도록 형성될 수 있다.

이러한 구성에 따라, 용융수지가 공급통로를 통해 캐비티(40)로 주입되어 사출성형이 완료되면 상기 공급통로 상에는 도 6에 예시된 것과 같이 불필요한 성형물인 런너사출물(R)이 생성되는데, 이 때 런너사출물(R)에는 도 7에 예시된 것처럼, 기존과 같이 스프루(50) 부분에서 생성되는 스프루바(r1)와, 게이트(61)를 향하는 런너부분에 수평하게 생성되는 다수의 게이트바(r2)에 더하여, 스트립홈(70) 부분에서 생성되는 스트립바(r3)가 상기 스프루바(r1)의 반대방향으로 더 형성되게 된다.

또한, 본 발명에 따른 사출금형은 로봇척(80)을 포함하는 바, 이러한 로봇척(80)은 불필요한 런너사출물(R)을 파지하여 취출하기 위한 것이다.

여기서, 본 발명에서의 로봇척(80)은 런너사출물(R)을 취출할 때 특히 런너사출물(R)의 상기 스트립바(r3)를 파지하여 취출하도록 설정된다.

즉, 로봇척(80)은 직선이동부, 승강부, 제어부 등을 포함하는 로봇척 작동수단에 의해 왕복운동과 승강운동 등 작동이 자동으로 이루어지게 되는 바, 상기 스트립바(r3)의 위치로 직선 및 승강운동을 하여 취출을 하도록 설정이 이루어지게 되는 것이다.

다만, 이러한 로봇척 작동수단 그 자체의 구성은 본 발명의 특징과 무관한 한 것이면서 당해기술분야에서 이미 주지된 종래기술이므로 로봇척 작동수단 자체의 구성에 대한 상세한 설명 및 도면의 도시는 생략하기로 한다.

상술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동을 간단하게 설명하면 다음과 같다.

도 5에 예시된 것처럼 고정측설치판(10)과 고정측형판(20) 및 가동측형판(30)이 모두 닫힌 상태에서, 실린더노즐로부터 용용된 수지가 스프루(50)로 주입된다.

그러면, 스프루(50)로 주입된 용융수지는 연통된 런너(60)를 따라 게이트(61)까지 이동하여 캐비티(40)로 공급이 되며, 동시에 스트립홈(70)에도 용융수지가 채워지게 된다.

여기서, 이러한 용융수지의 공급과정에서는, 주입된 용융수지의 일부가 차가운 스프루(50)의 벽면과 접촉되면서 냉각되어 콜드슬러그(cold slug)가 생성되는데, 본 발명에서는 스프루(50)와 직선을 이루어 스트립홈(70)이 형성되어 있으므로 생성된 콜드슬러그가 직진성에 의해 대부분 스트립홈(70) 쪽으로 이동이 되며, 그에 따라 콜드슬러드가 런너(60)을 따라 이동하여 게이트(61)를 막는 현상을 최소화시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 스트립홈(70)은 고정측형판(20)을 관통하여 고정코어(21)의 외면까지 연장되어 있고, 서로 밀착되게 설치된다 하더라도 고정측형판(20)과 고정코어(21)는 모두 금속재질이기 때문에 도 5에 확대 예시된 것과 같이, 그 사이에는 틈새가 존재할 수 밖에 없으며, 따라서 수지의 용융과정에서 발생된 가스는 상기 스트립홈(70)으로 유입되어 상기 틈새를 통해 배기될 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 용융수지가 공급되고 나면 냉각과정을 거침으로써 사출성형이 완료되고, 사출성형이 완료되면 형개과정을 거치게 되는 바, 도 6에 예시된 것과 같이, 먼저 고정측설치판(10)과 고정측형판(20) 사이가 전개되면서 열리고 이어서 고정측형판(20)과 가동측형판(30) 사이가 전개되면서 열리게 된다.

이렇게 형개가 이루어지면 고정측설치판(10)으로부터 런너사출물(R)을 취출하는 과정이 진행된다.(물론, 이 때 가동측금형(30)으로부터 사출성형물(P)의 취출과정도 함께 이루어지는데, 이는 본 발명과는 무관하므로 설명은 생략함.)

이 때, 종래에는 런너사출물(R)의 다수 게이트바(r2) 중에서 특정한 게이트바(r2)의 위치로 로봇척(80)이 하강하여 취출하였으나, 본 발명에서는 로봇척(80)이 도 6과 도 8에 예시된 것처럼 런너사출물(R)의 스트립바(r3) 위치로 하강하여 스트립바(r3)를 파지함으로써 런너사출물(R)의 취출이 이루어지게 된다.

이렇게 로봇척(80)이 종래와 같이 다수의 게이트바(r2) 중 어느 하나를 파지하는 것이 아니라 위치가 변하지 않는 스트립바(r3) 파지하여 런너사출물(R)를 취출하게 됨으로써, 로봇척(80)이 스트립바(r3)의 위치에서 승강하도록 위치를 한번 세팅해 놓으면, 도 8의 (a)와 (b)에 예시된 것처럼, 사출성형품이 바뀌어 런너사출물(R)의 형태가 상이해진다 하더라도, 스트립홈(70)에서 생성된 스트립바(r3)의 위치는 그대로 동일하므로 더 이상 로봇척(80)을 재세팅할 필요없이 동일한 취출위치에서 지속적으로 사용이 가능하며, 그에 따라 금형이 변경될 때마다 런너사출물(R)의 취출을 위해 로봇척(80)을 재세팅함으로써 발생하는 시간소실을 해소할 수 있게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명은 사출성형품의 형상이나 크기, 수지의 특성 등에 따라 런너(60)의 형태는 상이해지지만 스프루(50)와 연결된 런너(60)의 분기부분(또는 집합부분)의 위치는 항상 동일하다는 점에 착안하여, 그부분에 용융수지의 공급기능과는 별도로 취출위치의 표준화를 위한 기능을 갖는 스트립홈(70)을 더 형성시키고, 상기 스트립홈(70)에서 생성되는, 항상 동일한 위치의 스트립바(r3)를 로봇척(80)이 파지하여 취출하도록, 즉 취출위치가 표준화되도록 구성한 것이다.

한편, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 종래의 런너구조나 취출구조를 크게 변경하게 되면 비록 시간손실의 해소라는 기술적 목적은 달성한다 하더라도, 구조변경에 따른 제조비용의 증가로 인해 또 다른 측면의 문제점을 야기함으로써 그러한 기술개발의 전체적인 효율성이 떨어질 수 밖에 없게 되는데, 본 발명에 따른 사출금형의 경우, 로봇척이나 로봇척 작동수단의 구성 또는 금형의 구성을 전혀 변경함이 없이 오로지 고정측금형에 런너와 연통되는 스트립홈만을 추가 형성하고 로봇척이 스트립홈의 위치에서 작동되도록 설정만 하면 되는 비교적 간단한 구조의 개선이므로, 시간손실의 해소라는 기술적 효과를 달성함과 동시에 구조개선에 따른 제조비용의 인상 등은 최소화할 수 있어 전체적인 기술개발의 효율성이 매우 높음을 알 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였는데, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예 및 도면들에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것이라 할 것이다.

첨부된 도면들의 주요부위에 대한 부호를 설명하면 다음과 같다.
10: 고정측설치판 20: 고정측형판
30: 가동측형판 40: 캐피티
50: 스프루 60: 런너
70: 스트립홈 80: 로봇척
R: 런너사출물 r3: 스트립바

Claims (2)

1. 고정측설치판(10)과 고정측형판(20) 사이에 용융수지의 공급통로인 런너(60)가 스프루(50)에서 분기되어 형성되며, 사출성형 후 상기 고정측설치판(10)과 고정측형판(20) 사이가 전개되면 상기 런너(60)에 생성된 런너사출물(R)은 로봇척(80)에 의해 자동 취출되는 3단 사출금형에 있어서,
   상기 런너(60)에는 스프루(50)에서 분기되는 위치에 스프루(50)와 반대방향으로 스트립홈(70)이 더 연통되게 형성되고,
   상기 로봇척(80)은 상기 스트립홈(70)에서 생성된 스트립바(r3)를 파지하여 런너사출물(R)을 취출하는 것을 특징으로 하는 런너 표준취출식 3단 사출금형.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 스트립홈(70)은 상기 런너(60)에서부터 고정측형판(20)을 관통하여 고정측형판(20)에 설치된 고정코어(21)의 외면까지 연장되게 형성되는 것을 특징으로 하는 런너 표준취출식 3단 사출금형.

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