KR20150051701A - 언더컷을 갖는 제품 형성용 사출 성형 금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 제품의 전(全) 영역에 언더컷(undercut)이 분포되는 제품을 사출 성형하기 위한 사출 성형 금형이 개시된다. 개시된 사출 성형 금형은, 용융 수지를 주입하여 형성되는 사출품의 상측면 형상을 한정하는 상부 코어부(upper core)와, 상부 코어부를 지지하는 상부 원판을 구비하는 상부 금형, 및 사출품의 하측면 형상을 한정하는 하부 코어부(lower core)를 구비하는 하부 금형을 구비하고, 상부 코어부는, 사출품에 언더컷(undercut)이 형성되도록 하부 금형에 접촉되어 수평 이동 가능한 복수의 수평 이동 코어 조각을 구비하고, 복수의 수평 이동 코어 조각은, 상부 코어부와 하부 코어부가 위아래로 정렬되는 사출 위치의 중심에 대해 방사상으로 배치되며, 상부 금형과 하부 금형이 밀착된 때 복수의 수평 이동 코어 조각이 사출 위치의 중심을 향해 오므려져 사출품의 상측면 형상을 한정하도록 구성된다.

Description

언더컷을 갖는 제품 형성용 사출 성형 금형{Injection mold for forming product having undercut}

본 발명은 사출 성형 금형에 관한 것으로, 보다 상세하게는 언더컷을 갖는 제품을 형성하기 위한 사출 성형 금형에 관한 것이다.

사출 성형(injection molding)은 용융 상태의 수지를 금형의 내부에 주입 후 냉각하여 제품을 형성하는 공법으로, 압축성형(compression molding), 압출성형(extrusion molding) 등의 다른 성형 공법에 비해 제품의 형태 및 사이즈에 제한이 적으며 생산성 및 작업 능률이 우수하여 플라스틱 제품의 성형에 폭넓게 사용되고 있다.

사출 성형 분야에서 언더컷(undercut)은 제품의 외측면이나 내측면에서 단차지게 돌출된 부분이나 단차지게 파여진 부분을 의미하는 용어로 사용된다. 전형적인 사출 성형 제품은 용융 수지의 사출 및 경화 후에 서로 밀착되어 있던 상부 및 하부 코어부(core)를 이격시켜 분리함으로써 사출 성형 제품을 취출할 수 있다. 그러나, 언더컷을 갖는 제품은 서로 밀착된 상부 및 하부 코어부를 단순히 이격시키는 것만으로는 취출할 수 없으며, 보다 복잡한 메커니즘의 코어를 필요로 한다.

특히, 언더컷이 사출 성형 제품의 전(全) 영역에 분포된 경우에는 언더컷 형상에 대응되는 복수의 코어 조각들이 금형의 개폐에 연동하여 수평 이동하여 서로 맞물리도록 설계되어야 하므로 작동의 신뢰성이 높고 콤팩트(compact)한 사출 성형 금형을 구성하는데 어려움이 있다.

대한민국 등록특허공보 10-0817689호

본 발명은, 제품의 전(全) 영역에 언더컷(undercut)이 분포되는 제품을 사출 성형하기 위한 사출 성형 금형을 제공한다.

또한 본 발명은, 언더컷의 형상을 형성하기 위한 금형 코어(core) 구조가 상부 금형에 마련되고, 콤팩트(compact)하게 구성할 수 있는 사출 성형 금형을 제공한다.

본 발명은, 용융 수지를 주입하여 형성되는 사출품의 상측면 형상을 한정하는 상부 코어부(upper core)와, 상기 상부 코어부를 지지하는 상부 원판을 구비하는 상부 금형, 및 상기 사출품의 하측면 형상을 한정하는 하부 코어부(lower core)를 구비하는 하부 금형을 구비하고, 상기 상부 코어부는, 상기 사출품에 언더컷(undercut)이 형성되도록 상기 하부 금형에 접촉되어 수평 이동 가능한 복수의 수평 이동 코어 조각을 구비하고, 상기 복수의 수평 이동 코어 조각은, 상기 상부 코어부와 상기 하부 코어부가 위아래로 정렬되는 사출 위치의 중심에 대해 방사상으로 배치되며, 상기 상부 금형과 상기 하부 금형이 밀착된 때 상기 복수의 수평 이동 코어 조각이 상기 사출 위치의 중심을 향해 오므려져 상기 사출품의 상측면 형상을 한정하도록 구성된 사출 성형 금형을 제공한다.

상기 수평 이동 코어 조각은 상기 하부 코어부와 마주보는 측면에, 상기 복수의 수평 이동 코어 조각이 상기 사출 위치의 중심을 향해 오므려진 때 상기 하부 코어부의 표면에 접촉되는 언더컷 돌기를 구비할 수 있다.

상기 상부 코어부는, 상기 복수의 수평 이동 코어 조각의 위에 위치하는 상측 지지 코어 조각, 상기 상측 지지 코어 조각과 상기 복수의 수평 이동 코어 조각을 연결하는 복수의 연결 로드(rod), 및, 상기 각 연결 로드에 끼워지고, 상기 상측 지지 코어 조각과 상기 복수의 수평 이동 코어 조각 사이에 개재된 복수의 압축 스프링(spring)을 구비하고, 상기 복수의 수평 이동 코어 조각이 상기 하부 코어부에 접촉된 때, 상기 상측 지지 코어 조각이 상기 하부 코어부에 가까워질수록 상기 상측 지지 코어 조각과 상기 복수의 수평 이동 코어 조각이 가까워지고 상기 복수의 수평 이동 코어 조각이 상기 사출 위치의 중심을 향해 오므려지고, 반대로 상기 상측 지지 코어 조각이 상기 하부 코어부에서 멀어질수록 상기 상측 지지 코어 조각과 상기 복수의 수평 이동 코어 조각이 멀어지고 상기 복수의 수평 이동 코어 조각이 상기 사출 위치의 중심에 대해 방사상으로 벌어지도록 구성될 수 있다.

상기 상부 코어부는, 상기 각 수평 이동 코어 조각의 외주변에 고정되고, 아래로 경사지게 연장된 복수의 가이드 레일(guide rail), 및 상기 각 가이드 레일에 슬라이딩(slide) 가능하게 체결되고 상기 상부 원판에 고정 지지되는 복수의 외측 지지 코어 조각을 더 구비할 수 있다.

상기 상부 코어부는 상기 수평 이동 코어 조각의 하측면에 고정되어 상기 수평 이동 코어 조각과 함께 수평 방향으로 이동하는 이동 후크(hook)를 구비하고, 상기 하부 코어부는 상기 복수의 수평 이동 코어 조각이 오므려진 때 상기 이동 후크에 체결되어 상기 상부 코어부와 상기 하부 코어부의 밀착 상태를 유지시키는 고정 후크(hook)를 구비할 수 있다.

상기 상부 코어부는, 인접한 한 쌍의 수평 이동 코어 조각을 연결하여 인접한 한 쌍의 수평 이동 코어 조각이 정렬된 상태로 밀착되거나 이격되도록 안내하는 슬라이드 링크(slide link)를 구비할 수 있다.

상기 용융 수지는 1차 용융 수지이고, 상기 상부 코어부는 1차 상부 코어부고, 상기 사출 위치는 1차 사출 위치이고, 상기 사출품은 중간 사출품이며, 상기 상부 금형은, 상기 상부 원판에 지지되고, 상기 1차 사출 위치와 다른 2차 사출 위치에서 상기 1차 용융 수지와 다른 2차 용융 수지를 주입하여 성형되는 최종 사출품의 상측면 형상을 한정하는 2차 상부 코어부를 더 구비하고, 상기 하부 금형은, 상기 하부 코어부를 지지하고, 상기 하부 코어부가 상기 사출 위치와 상기 2차 사출 위치 사이에서 교번하여 위치 이동하도록 회전하는 회전 금형판, 및 상기 회전 금형판을 회전 가능하게 지지하는 하부 원판을 더 구비할 수 있다.

상기 1차 상부 코어부 및 상기 2차 상부 코어부는 같은 개수로 복수 개씩 구비되고, 상기 하부 코어부는 상기 1차 상부 코어부 및, 상기 2차 상부 코어부의 합과 같은 개수일 수 있다.

본 발명의 사출 성형 금형은, 상기 상부 금형과 상기 하부 금형이 이격된 때 상기 2차 상부 코어부에 상기 최종 사출품이 들러붙도록 구성되며, 상기 최종 사출품을 상기 2차 상부 코어부에서 분리하도록 아래로 돌출되는 이젝트 핀(eject pin)을 상기 상부 금형에 구비할 수 있다.

본 발명의 사출 성형 금형은, 제품의 전(全) 영역에 분포되는 언더컷(undercut)을 형성하기 위한 금형 코어 구조를 상부 금형에 구비하여, 이러한 언더컷을 구비한 제품을 사출 성형할 수 있고, 금형을 콤팩트(compact)하게, 즉 작은 사이즈(size)로 구성할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형 금형은, 언더컷이 형성되고, 이종(異種) 또는 이색(異色)의 수지로 일체로 결합 형성된 제품을 이중 사출을 통하여 빠르게 성형할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형 금형을 이용하여 성형된 제품을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형 금형을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 상부 금형과 하부 금형이 정렬된 상태를 도시한 분해 사시도로서, 상부 금형의 하측면이 보이도록 도시한 도면이다.
도 4는 도 2의 1차 상부 코어부를 분리 도시한 사시도이다.
도 5 및 도 6은 도 2의 사출 성형 금형을 이용하여 이중 사출 작업을 진행할 때 1차 사출 위치에서의 금형 개폐를 순차적으로 도시한 단면도이다.
도 7 및 도 8은 도 2의 사출 성형 금형을 이용하여 이중 사출 작업을 진행할 때 2차 사출 위치에서의 금형 개폐를 순차적으로 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형 금형을 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형 금형을 이용하여 성형된 제품을 도시한 단면도로서, 이를 참조하면, 본 발명의 사출 성형 금형(10)(도 2 참조)를 이용하여 성형된 최종 사출품(1)은 소위 이중 사출품으로서, 중간 사출품(2)과 추가 사출품(3)이 일체로 형성된 전등갓(lampshade) 형태의 부재이다. 중간 사출품(2)과 추가 사출품(3)은 이종(異種)의 수지 소재, 또는 이색(異色)의 수지 소재로 이루어진다. 구체적인 예로서, 중간 사출품(2)은 불투명한 색상의 수지로, 추가 사출품(3)은 반투명한 색상의 수지로 형성된다.

중간 사출품(2)에는 전(全) 면적에 걸쳐 중간 사출품(2)을 수평 방향으로 관통하는 다수의 통공(7)이 형성되고, 이 통공(7)이 1차 사출 성형 과정에서 수평 이동하는 코어(core)를 필요로 하는 언더컷(undercut)이 된다. 추가 사출품(3)은 2차 사출 과정에서 이 통공(7)들을 폐쇄하며 중간 사출품(2)의 외측면에 사출 경화되어 결합된다.

1차 사출로 인해 중간 사출품(2)의 상단부에는 게이트 웨이스트(gate waste)(4)가 형성되고, 2차 사출로 인해 추가 사출품(3)의 하단부에는 러너 웨이스트(runner waste)(6)가 형성된다. 상기 게이트 웨이스트(4)와 러너 웨이스트(6)는 최종 사출품(1)이 사출 성형 금형(10)(도 2 참조)에서 취출된 후 제거된다. 추가 사출품(3)의 하단부에는 게이트 웨이스트(4) 외에 볼트 체결부(5)도 형성된다. 볼트 체결부(5)는 이젝트 핀(56, 57)(도 8 참조)에 의해 밀려 최종 사출품(1)이 사출 성형 금형(10)에서 취출될 때 이젝트 핀(57)의 단부에 직접 접하여 아래로 밀리게 된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형 금형을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 상부 금형과 하부 금형이 정렬된 상태를 도시한 분해 사시도로서, 상부 금형의 하측면이 보이도록 도시한 도면이며, 도 4는 도 2의 1차 상부 코어부를 분리 도시한 사시도이다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형 금형(10)은 상부 금형(40)과 하부 금형(11)을 구비한다.

하부 금형(11)은 회전 중심선(RL)을 중심으로 180° 씩 회전하는 회전 금형판(20)과, 회전 금형판(20)을 회전 가능하게 지지하는 하부 원판(12), 및 회전 금형판(20)의 상측에 고정된 4개의 하부 코어부(lower core)(30)를 구비한다. 4개의 하부 코어부(30)는 회전 중심선(RL)을 중심으로 정사각형 또는 직사각형의 코너 부분에 각각 하나씩 배치되며, 중간 사출품(2)(도 1 참조)의 하측면 형상을 한정하는 돌출면(32)을 구비한다. 돌출면(32)의 꼭대기에는 1차 사출 캐비티(C1)(도 6 참조)에 1차 용융 수지를 균일하고 빠르게 주입하기 위한 게이트(34)가 형성된다.

돌출면(32)의 주변부에는, 상부 금형(40)이 하부 금형(11)과 가깝게 내려왔을 때 1차 상부 코어부(60)가 하부 코어부(30)에 밀착 고정되고, 용융 수지의 사출 충격에도 1차 상부 코어부(60)와 하부 코어부(30)가 분리되지 않고 밀착된 상태를 유지하도록 1차 상부 코어부(60)의 이동 후크(76)에 체결되는 고정 후크(35)가 구비된다. 고정 후크(35)의 주변에는 상기 이동 후크(76)가 수평 방향으로 미끄러져 이동할 수 있도록 이동 후크 가이드 홈(36)이 형성된다. 고정 후크(35) 및 이동 후크 가이드 홈(36)은 4개의 하부 코어부 돌출면(32)의 중심에 대해 방사상으로 각각 8개씩 배치된다. 이동 후크(76)는 한 쌍의 1차 상부 코어부(60)에만 배치되며, 1차 사출 위치(IC1)의 중심에 대해 방사상으로 8개씩 배치된다.

도시되진 않았으나, 회전 금형판(20)의 하측면에는 회전 샤프트가 회전 중심선(RL)을 따라 아래로 돌출 연장되고, 하부 원판(12)의 중앙에는 상기 회전 샤프트가 관통하도록 샤프트 연결 통공이 형성된다. 하부 원판(12)을 관통하여 아래로 돌출된 상기 회전 샤프트의 하측 단부가 모터(motor)의 회전 동력을 전달받을 수 있도록 연결되어 회전 금형판(20)이 180° 간격으로 반복 회전할 수 있다.

상부 금형(40)은 상부 금형 베이스(41), 상부 원판(46), 2개의 1차 상부 코어부(60), 및 2개의 2차 상부 코어부(90)를 구비한다. 상부 금형 베이스(41)는 상부 원판(46)을 지지하며, 그 상측면에 1차 사출시 1차 용융 수지가 사출 성형 금형(10)의 외부에서 내부로 사출 주입되는 입구인 1차 사출 스프루 부시(sprue bush)(42), 및 2차 사출시 2차 용융 수지가 사출 성형 금형(10)의 외부에서 내부로 사출 주입되는 입구인 2차 사출 스프루 부시(44)가 구비된다.

상부 원판(46)은 1차 상부 코어부(60) 및 2차 상부 코어부(90)를 지지한다. 1차 상부 코어부(60)는 1차 사출 위치(IC1)에 마련되고, 1차 사출 위치(IC1)에서 1차 용융 수지를 주입하여 성형되는 중간 사출품(2)(도 1 참조)의 형상을 한정한다. 1차 상부 코어부(60)는 중간 사출품(2)(도 1 참조)에 언더컷(undercut)(7)(도 1 참조)이 형성되도록 수평 이동 가능한 8개의 수평 이동 코어 조각(65)과, 상기 8개의 수평 이동 코어 조각(65)을 지지하며 상부 원판(46)에 고정된 상측 지지 코어 조각(61)(도 5 참조)을 구비한다.

8개의 수평 이동 코어 조각(65)은 1차 사출 위치(IC1)의 중심에 대해 방사상으로 배치된다. 상부 금형(40)이 하부 금형(11) 측으로 하강하여 밀착된 때 8개의 수평 이동 코어 조각(65)이 1차 사출 위치(IC1)의 중심을 향해 오므려져 중간 사출품(2)(도 1 참조)의 상측면 형상을 한정하게 된다. 통공 형태인 언더컷(7)(도 1 참조)을 형성할 수 있도록, 수평 이동 코어 조각(65)의 상기 중간 사출품(2) 상측면 형상을 한정하는 표면에는 수평 방향으로 돌출된 원기둥 형상의 언더컷 돌기(67)가 형성된다. 상기 언더컷 돌기(67)는 상부 금형(40)과 하부 금형(11)이 밀착되고 8개의 수평 이동 코어 조각(65)이 1차 사출 위치(IC1)의 중심을 향해 오므려진 때 상기 하부 코어부(30)의 돌출면(32)에 밀착 접촉된다. 1차 상부 코어부(60)에 대한 추가적인 설명은 도 5 및 도 6을 참조하여 후술한다.

2차 상부 코어부(90)는 2차 사출 위치(IC2)에서 하부 코어부 돌출면(32)에 들러붙어 있는 중간 사출품(2)(도 1 참조)에 2차 용융 수지를 주입하여 성형되는 최종 사출품(1)의 상측면 형상을 한정한다. 2차 상부 코어부(90)의 상기 최종 사출품(1)의 상측면 형상을 한정하는 표면은 하부 코어부 돌출면(32)에 대응되는 오목면(92)이다. 2차 상부 코어부(90)에 대한 추가적인 설명은 도 7 및 도 8을 참조하여 후술한다.

상부 금형(40)이 상승하여 하부 금형(11)으로부터 이격된 때 사출 성형된 최종 사출품(1)(도 1 참조)은 2차 상부 코어부(90)의 오목면(92)에 들러붙게 되는데 상부 금형(40)은 최종 사출품(1)을 2차 상부 코어부(90)의 오목면(92)에서 분리하도록 아래로 돌출되는 이젝트 핀(eject pin)(56, 57)(도 7 및 도 8 참조)을 더 구비한다. 구체적으로, 상부 금형(40)의 측면에 상단부(51)가 승강 가능한 이젝트 핀 액추에이터(50)가 설치되며, 상기 상단부(51)는 상부 금형(40) 내부로 연장된 수평 연장 블록(52)의 일 측 단부와 체결된다. 상기 수평 연장 블록(52)의 타 측 단부는 2차 상부 코어부(90) 상측의 공간에 배치된 이젝트 핀 지지판(54)(도 7 및 도 8 참조)에 체결된다. 이젝트 핀(56, 57)은 이젝트 핀 지지판(54)에 지지되고 2차 하부 코어부(90)를 관통하여 아래로 연장된다. 따라서, 이젝트 핀 액추에이터(51)가 상단부(51)를 아래로 하강시켜 이젝트 핀(56, 57)의 단부를 2차 상부 코어부(90)의 오목면(92) 아래로 돌출시킴으로써 최종 사출품(1)을 2차 상부 코어부(90)의 오목면(92)에서 분리할 수 있다.

사출 성형 금형(10)은 상부 금형(40)이 하부 금형(11)에 대해 정확하게 밀착되도록 정렬하는 상부 금형 정렬 수단으로, 정렬 돌기(48), 보조 정렬 돌기(49), 및 정렬 돌기 수용부를 구비한다. 정렬 돌기(48)는 상부 금형(40)의 4 측면 중 한 쌍의 측면에 하나씩 한 쌍이 구비되고, 하부 금형(11)을 향해 돌출되게 설치된다. 보조 정렬 돌기(49)는 상부 금형(40)의 4 측면 중 나머지 한 쌍의 측면에 하나씩 한 쌍이 구비되고, 하부 금형(11)을 향해 돌출되게 설치된다.

정렬 돌기 수용부는 하부 금형(11)에 한 쌍의 정렬 돌기(48)가 수용될 수 있게 형성된다. 구체적으로, 정렬 돌기 수용부는, 정렬 돌기(48)와 일직선 상에 정렬되도록 하부 원판(12)에 형성된 하부 원판 정렬 홈(13)과, 하부 코어부(30)가 1차 사출 위치(IC1) 또는 2차 사출 위치(IC2)에 정렬된 때에만 정렬 돌기(48) 및 하부 원판 정렬 홈(13)과 일직선 상에 정렬되도록 회전 금형판(20)에 형성된 회전 금형판 정렬 홈(25)을 구비하여 형성된다. 한편, 회전 금형판(20)에는 하부 코어부(30)가 1차 사출 위치(IC1) 또는 2차 사출 위치(IC2)에 정렬된 때에만 상기 한 쌍의 보조 정렬 돌기(49)와 일직선 상에 정렬되는 한 쌍의 회전 금형판 정렬 홈(25)이 더 구비된다.

상부 금형(40)이 하강하여 하부 금형(11)에 가까워질 때, 한 쌍의 정렬 돌기(48)가 일렬로 정렬된 회전 금형판 정렬 홈(25)과 하부 원판 정렬 홈(13)에 끼워져 안착되고, 한 쌍의 보조 정렬 돌기(49)가 나머지 회전 금형판 정렬 홈(25)에 끼워져 안착되면, 상부 금형(40)이 하부 금형(11)에 대해 정확히 정렬된 상태로 밀착된다. 만약 상부 금형(40)이 하부 금형(11)에 대해 정확히 정렬되지 않았다면 정렬 돌기(48)와 보조 정렬 돌기(49)가 하부 금형(11)에 안착되지 못하므로 상부 금형(40)이 하부 금형(11)에 밀착되지 않고 다시 상승한다. 따라서, 정렬되지 않은 채 상부 금형(40)과 하부 금형(11)이 밀착됨으로 인해 야기되는 사출 성형 금형(10)의 손상 또는 불량품 발생과 같은 문제가 미연에 방지된다.

도 5 및 도 6은 도 2의 사출 성형 금형을 이용하여 이중 사출 작업을 진행할 때 1차 사출 위치에서의 금형 개폐를 순차적으로 도시한 단면도이고, 도 7 및 도 8은 도 2의 사출 성형 금형을 이용하여 이중 사출 작업을 진행할 때 2차 사출 위치에서의 금형 개폐를 순차적으로 도시한 단면도이다. 이하에서, 도 5 내지 도 8을 참조하여 사출 성형 금형(10)(도 2 및 도 4 참조)을 이용한 최종 사출물(1)(도 1 참조) 형성 과정을 순차적으로 설명한다.

도 5를 참조하면, 8개의 수평 이동 코어 조각(65)은 각각 1차 사출 위치(IC1)의 중심선으로부터 멀어지도록 하향 경사지게 연장된 연결 로드(70)에 의해 상측 지지 코어 조각(61)에 연결되며, 압축 스프링(72)이 연결 로드(70)에 끼워져 상측 지지 코어 조각(61)과 수평 이동 코어 조각(65) 사이에 각각 개재된다. 상부 금형(40)이 하부 금형(11)과 이격된 때에는 압축 스프링(72)이 팽창되어 있어 8개의 수평 이동 코어 조각(65)이 상측 지지 코어 조각(61)과 이격되며, 인접한 수평 이동 코어 조각(65)과도 서로 이격된다.

사출 성형 금형(10)은 8개의 수평 이동 코어 조각(65)이 하부 코어부(30)에 접촉된 때, 상측 지지 코어 조각(61)이 하부 코어부(30)에 가까워질수록 상측 지지 코어 조각(61)과 8개의 수평 이동 코어 조각(65)이 가까워지고 8개의 수평 이동 코어 조각(65)이 1차 사출 위치(IC1)의 중심을 향해 오므려지고, 반대로 상측 지지 코어 조각(61)이 하부 코어부(30)에서 멀어질수록 상측 지지 코어 조각(61)과 8개의 수평 이동 코어 조각(65)이 멀어지고 8개의 수평 이동 코어 조각(65)이 1차 사출 위치(IC1)의 중심에 대해 방사상으로 벌어지도록 구성된다.

8개의 수평 이동 코어 조각(65)의 외주변에는 연결 로드(70)와 같은 방향으로 경사지게 하향 연장된 가이드 레일(74)이 고정 장착된다. 각 가이드 레일(74)은 상부 원판(46)에 고정되는 외측 지지 코어 조각(63)에 대해 가이드 레일(74)의 연장 방향과 같은 방향으로 슬라이딩(sliding) 가능하게 체결된다. 가이드 레일(74)은 상부 금형(40)이 하강 또는 상승할 때 외측 지지 코어 조각(63) 및 상부 원판(46)이 수평 이동 코어 조각(65)에 대해 걸리지 않고 미끄러져 내려가거나 올라갈 수 있게 안내한다.

인접한 한 쌍의 수평 이동 코어 조각(65)은 슬라이드 링크(slide link)(78)(도 4 참조)에 의해 서로 연결된다. 구체적으로, 하나의 수평 이동 코어 조각(65)에는 인접한 다른 하나의 수평 이동 코어 조각(65)을 향해 연장된 슬라이드 링크(78)가 고정 체결되고, 상기 다른 하나의 수평 이동 코어 조각(65)에는 상기 슬라이드 링크(78)의 경로를 안내하는 슬라이드 링크 가이드 홈(79)이 형성된다. 슬라이드 링크(78)는 상부 금형(40)이 하강 또는 상승할 때 슬라이드 링크 가이드 홈(79)을 따라 미끄러져 이동함으로써 인접한 수평 이동 코어 조각(65)이 정렬된 상태로 밀착되거나 이격될 수 있게 안내한다.

1차 상부 코어부(60)는 8개의 수평 이동 코어 조각(65)의 하측면에 고정되어 각 수평 이동 코어 조각(65)과 함게 수평 방향으로 이동하는 8개의 이동 후크(76)를 구비한다. 상부 금형(40)이 하부 금형(11) 측으로 하강하면, 먼저 8개의 수평 이동 코어 조각(65)의 하단부가 하부 코어부(30)에 접촉되고, 이동 후크(76)가 이동 후크 가이드 홈(36)(도 3 참조)에 삽입된다. 상부 금형(40)이 계속 하강하면 압축 스프링(72)이 압축되면서 상측 지지 코어 조각(61)이 8개의 수평 이동 코어 조각(65)에 가까워지며, 연결 로드(70)는 상측 지지 코어 조각(61)에 밀려 하강한다. 이에 따라 하부 코어부(30)에 접촉된 8개의 수평 이동 코어 조각(65)은 1차 사출 위치(IC1)의 중심선을 향해 수평 이동하여 오므려진다.

도 6을 참조하면, 상부 금형(40)이 계속 하강하여 상측 지지 코어 조각(61)이 8개의 수평 이동 코어 조각(65)과 밀착되면 8개의 수평 이동 코어 조각(65)도 서로 밀착되게 완전히 오므려져 1차 사출 캐비티(C1)가 한정된다. 이때 언더컷 돌기(67)는 하부 코어부 돌출면(32)에 밀착된다. 한편, 8개의 수평 이동 코어 조각(65)이 오므려지며 1차 사출 위치(IC1)의 중심선을 향해 수평 이동함에 따라 이동 후크(76)가 이동 후크 가이드 홈(36)을 따라 이동하여 고정 후크(35)와 체결된다.

이 상태로 1차 사출 스프루 부시(42)(도 2 참조)를 통해 금형(10) 내부로 1차 사출 용융 수지를 주입하면, 상측 지지 코어 조각(61)를 관통하는 1차 사출 러너(runner)(80)를 통해 1차 사출 용융 수지가 게이트(34)로 유입되고 1차 사출 캐비티(C1)로 확산된다. 이동 후크(76)와 고정 후크(35)가 서로 체결되어 있으므로, 용융 수지가 사출될 때의 충격에 불구하고 1차 사출 캐비티(C1)가 벌어지지 않고, 1차 상부 코어부(60)와 하부 코어부(30)는 밀착된 상태를 유지한다.

1차 사출 캐비티(C1)에 채워진 1차 사출 용융 수지가 경화되면 중간 사출품(2)(도 1 참조)이 형성되고, 상부 금형(40)이 상승하면 하부 코어부 돌출면(32)에 중간 사출품(2)이 들러붙어 남게 된다. 상부 금형(40)이 상승하면 압축 스프링(72)이 탄성 복원되어 8개의 수평 이동 코어 조각(65)은 벌어져 서로 이격되고, 상측 지지 코어 조각(61)과도 이격된다. 또한, 이동 후크(76)도 고정 후크(35)와 분리되어 상부 금형(40)이 상승이 방해되지 않는다.

상부 금형(40)과 하부 금형(11)이 서로 이격된 채 회전 금형판(20)(도 2 참조)이 180°만큼 회전하여, 1차 사출 위치(IC1)에서 중간 사출품(2)(도 1 참조)이 들러붙게 된 2개의 하부 코어부(30)가 2차 사출 위치(IC2)로 이동하고, 2차 사출 위치(IC2)에서 최종 사출품(1)(도 1 참조)이 취출되어 비게 된 2개의 하부 코어부(30)가 1차 사출 위치(IC1)로 이동한다.

도 7을 참조하면, 상부 금형(40)이 하부 금형(11) 측으로 다시 하강하면, 2차 사출 위치(IC2)에서 2차 상부 코어부(90)가 하부 코어부(30)에 밀착되어 2차 사출 캐비티(C2)가 한정된다. 2차 사출 캐비티(C2) 내에는 하부 코어부 돌출면(32)에 들러붙어 있는 중간 사출품(2)이 배치된다. 이 상태로 2차 사출 스프루 부시(44)(도 2 참조)를 통해 금형(10) 내부로 2차 사출 용융 수지를 주입하면, 2차 상부 코어부(90)를 관통하는 2차 사출 러너(runner)(95)를 통해 2차 사출 용융 수지가 2차 사출 캐비티(C2)로 주입되어 확산된다. 2차 사출 캐비티(C2)로 주입된 용융 수지는 중간 사출품(2)의 통공 형태의 언더컷(7)으로도 유입되어 상기 통공을 폐쇄한다.

2차 사출 캐비티(C2)에 채워진 2차 사출 용융 수지가 경화되면 추가 사출품(3)과 중간 사출품(2)이 일체로 결합된 최종 사출품(1)(도 1 참조)이 형성된다. 러너(95)에 남겨진 용융 수지가 경화되어 형성된 러너 웨이스트(runner waste)(6), 상향 돌출된 볼트 체결부(5) 등으로 인해 하부 코어부 돌출면(32)의 표면적보다 2차 상부 코어부(90)의 오목면(92)의 표면적이 더 크므로, 상부 금형(40)이 다시 상승하면 최종 사출물(1)은 상기 오목면(92)에 들러붙는다.

도 8을 참조하면, 상부 금형(40)이 상승된 상태에서 이젝트 핀 액추에이터(50)의 상단부(51)가 아래로 하강하면, 연결된 수평 연장 블록(52), 이젝트 핀 지지판(54), 및 이젝트 핀(56, 57)이 하강하여 이젝트 핀(56, 57)의 하단부가 상기 오목면(92) 아래로 돌출됨으로써 최종 사출품(1)이 2차 상부 코어부(90)의 오목면(92)에서 분리된다. 이젝트 핀(56, 57) 중 하나(57)는 볼트 체결부(5)의 상단부를 아래로 밀고, 다른 하나(6)는 볼트 체결부(5) 옆의 최종 사출품(1) 표면을 아래로 민다. 작업자는 상기 오목면(92)에서 분리된 최종 사출품(1)을 취출할 수 있고, 회전 금형판(20)(도 2 참조)은 다시 180°만큼 회전하여 원위치로 복귀할 수 있다.

한편, 도 2 및 도 3에 도시된 사출 성형 금형(10)은 언더컷을 형성하기 위한 구성이 1차 상부 코어부(60)에 구비되어 중간 사출품(2)(도 1 참조)에 언더컷(7)(도 1 참조)이 형성되나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 최종 사출품의 외측면에 언더컷을 형성할 수 있도록, 언더컷을 형성하기 위한 구성이 2차 상부 코어부에 구비될 수도 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

1: 최종 사출품 2: 중간 사출품
10: 사출 성형 금형 11: 하부 금형
12: 하부 원판 13: 하부 원판 정렬 홈
20: 회전 금형판 30: 하부 코어부
35: 고정 후크 40: 상부 금형
60: 1차 상부 코어부 65: 수평 이동 코어 조각
67: 언더컷 돌기 74: 가이드 레일
76: 이동 후크 90: 2차 상부 코어부

Claims (9)

1. 용융 수지를 주입하여 형성되는 사출품의 상측면 형상을 한정하는 상부 코어부(upper core)와, 상기 상부 코어부를 지지하는 상부 원판을 구비하는 상부 금형; 및, 상기 사출품의 하측면 형상을 한정하는 하부 코어부(lower core)를 구비하는 하부 금형;을 구비하고,
   상기 상부 코어부는, 상기 사출품에 언더컷(undercut)이 형성되도록 상기 하부 금형에 접촉되어 수평 이동 가능한 복수의 수평 이동 코어 조각을 구비하고,
   상기 복수의 수평 이동 코어 조각은, 상기 상부 코어부와 상기 하부 코어부가 위아래로 정렬되는 사출 위치의 중심에 대해 방사상으로 배치되며,
   상기 상부 금형과 상기 하부 금형이 밀착된 때 상기 복수의 수평 이동 코어 조각이 상기 사출 위치의 중심을 향해 오므려져 상기 사출품의 상측면 형상을 한정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 수평 이동 코어 조각은 상기 하부 코어부와 마주보는 측면에, 상기 복수의 수평 이동 코어 조각이 상기 사출 위치의 중심을 향해 오므려진 때 상기 하부 코어부의 표면에 접촉되는 언더컷 돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 상부 코어부는, 상기 복수의 수평 이동 코어 조각의 위에 위치하는 상측 지지 코어 조각; 상기 상측 지지 코어 조각과 상기 복수의 수평 이동 코어 조각을 연결하는 복수의 연결 로드(rod); 및, 상기 각 연결 로드에 끼워지고, 상기 상측 지지 코어 조각과 상기 복수의 수평 이동 코어 조각 사이에 개재된 복수의 압축 스프링(spring);을 구비하고,
   상기 복수의 수평 이동 코어 조각이 상기 하부 코어부에 접촉된 때, 상기 상측 지지 코어 조각이 상기 하부 코어부에 가까워질수록 상기 상측 지지 코어 조각과 상기 복수의 수평 이동 코어 조각이 가까워지고 상기 복수의 수평 이동 코어 조각이 상기 사출 위치의 중심을 향해 오므려지고, 반대로 상기 상측 지지 코어 조각이 상기 하부 코어부에서 멀어질수록 상기 상측 지지 코어 조각과 상기 복수의 수평 이동 코어 조각이 멀어지고 상기 복수의 수평 이동 코어 조각이 상기 사출 위치의 중심에 대해 방사상으로 벌어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 상부 코어부는, 상기 각 수평 이동 코어 조각의 외주변에 고정되고, 아래로 경사지게 연장된 복수의 가이드 레일(guide rail); 및,
   상기 각 가이드 레일에 슬라이딩(slide) 가능하게 체결되고 상기 상부 원판에 고정 지지되는 복수의 외측 지지 코어 조각;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 상부 코어부는 상기 수평 이동 코어 조각의 하측면에 고정되어 상기 수평 이동 코어 조각과 함께 수평 방향으로 이동하는 이동 후크(hook)를 구비하고,
   상기 하부 코어부는 상기 복수의 수평 이동 코어 조각이 오므려진 때 상기 이동 후크에 체결되어 상기 상부 코어부와 상기 하부 코어부의 밀착 상태를 유지시키는 고정 후크(hook)를 구비하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 상부 코어부는, 인접한 한 쌍의 수평 이동 코어 조각을 연결하여 인접한 한 쌍의 수평 이동 코어 조각이 정렬된 상태로 밀착되거나 이격되도록 안내하는 슬라이드 링크(slide link)를 구비하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 용융 수지는 1차 용융 수지이고, 상기 상부 코어부는 1차 상부 코어부고, 상기 사출 위치는 1차 사출 위치이고, 상기 사출품은 중간 사출품이며,
   상기 상부 금형은, 상기 상부 원판에 지지되고, 상기 1차 사출 위치와 다른 2차 사출 위치에서 상기 1차 용융 수지와 다른 2차 용융 수지를 주입하여 성형되는 최종 사출품의 상측면 형상을 한정하는 2차 상부 코어부를 더 구비하고,
   상기 하부 금형은, 상기 하부 코어부를 지지하고, 상기 하부 코어부가 상기 사출 위치와 상기 2차 사출 위치 사이에서 교번하여 위치 이동하도록 회전하는 회전 금형판; 및,
   상기 회전 금형판을 회전 가능하게 지지하는 하부 원판;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 1차 상부 코어부 및 상기 2차 상부 코어부는 같은 개수로 복수 개씩 구비되고,
   상기 하부 코어부는 상기 1차 상부 코어부 및, 상기 2차 상부 코어부의 합과 같은 개수인 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.
9. 제7 항에 있어서,
   상기 상부 금형과 상기 하부 금형이 이격된 때 상기 2차 상부 코어부에 상기 최종 사출품이 들러붙도록 구성되며,
   상기 최종 사출품을 상기 2차 상부 코어부에서 분리하도록 아래로 돌출되는 이젝트 핀(eject pin)을 상기 상부 금형에 구비한 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.
   

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