KR20150125465A - 언더컷 처리장치를 구비한 사출금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상부금형과 하부금형의 형합 또는 형개 동작으로부터 캐비티 내에 언더컷 형성 부위가 성형 부위에 있도록 허거나 벗어난 위치에 있도록 하는 언더컷 처리장치를 구비한 사출금형에 관한 것으로서, 그 특징적인 구성은, 하부금형의 상부에 밀판의 작동에 따라 승하강 가능하게 설치되는 판 형상으로, 상기 하부금형에 형성된 코어(core)가 상부로 돌출하게 하는 조립홀과, 상기 조립홀 외측 주연이 성형품의 밑면에 대응하는 성형 영역을 이루며 상기 코어의 중심으로부터 언더컷 형성 방향의 성형 영역 외측에 관통홀이 형성된 스트리퍼 플레이트와; 상기 하부금형 내에서 언더컷 형성 영역과 상기 관통홀 사이를 지나는 방향으로 설치되는 캠축과; 상기 캠축에 설치되며, 연장된 일측이 상기 코어의 내측에서 언더컷 형성을 위한 성형 부위를 이루며 상기 캠축을 중심으로 선회하고, 상기 관통홀에 대응하는 부위는 받침부를 이루는 캠; 및 상기 관통홀에 대응하는 상부금형에 구비되고, 상기 상부금형의 형합 과정에서 상기 관통홀을 통해 끼워져 노출되는 상기 캠의 받침부를 누르도록 돌출 형성된 푸시블록;을 포함한 구성으로 이루어진다.

Description

언더컷 처리장치를 구비한 사출금형{INJECTION MOLD HAVING THE APPARATUS FOR SUPPORTING UNDERCUT}

본 발명은 언더컷 처리장치를 구비한 사출금형에 관한 것으로서, 구체적으로는 상부금형과 하부금형의 형합 또는 형개 동작으로부터 캐비티 내에 언더컷 형성 부위가 성형 위치에 있도록 허거나 추출 방향에 대하여 간섭됨이 없도록 벗어난 위치에 있도록 하는 언더컷 처리장치를 구비한 사출금형에 관한 것이다.

통상의 사출성형용 금형은 상부금형과 하부금형이 상호 결합하는 닫힘(형합) 과정에서 내부에 성형품 형상의 캐비티를 이루고, 사출기로부터 공급되는 용융수지로 하여금 스프루, 런너, 게이트를 거쳐 캐비티 내에 충전되게 하며, 이후 캐비티 내에 충전된 용융수지를 냉각시켜 고형의 성형품을 제조하는 일련의 과정을 수행한다.

위의 과정으로 성형된 성형품을 추출함에 있어서, 그 일반적인 과정은, 상부금형과 하부 금형을 상호 벌어지게 하는 열림 과정(형개)을 통해 캐비티를 개방하고, 밀판을 통해 밀핀(eject-pin) 또는 스트리퍼 플레이트를 작동시켜 성형품을 하부금형으로부터 밀어내도록 함으로써 이루어진다.

한편, 성형품은, 성형 부위 중 상술한 상부금형과 하부금형이 밀착되는 면(PL: parting line)이 아닌 이외의 부위에서 상부금형과 하부금형의 형개 방향에 대하여 수직인 방향으로 오목하거나 돌출 부위를 갖는 것이 있다.

이와 같이, 금형의 형개 방향에 대하여 수직인 방향으로 오목하거나 돌출한 부위는, 성형품의 추출이 금형의 형개 방향으로 이루어지는 일반적인 추출과정에서 손상될 우려가 있다.

여기서는, 성형품의 성형 부위 중 금형의 형개 방향으로 추출이 어렵게 하는 성형 부위를 가리켜 '언더컷(U: undercut)'이라 하여 설명하기로 한다.

따라서, 언더컷을 갖는 성형품을 사출하기 위한 금형은, 언더컷 성형 부위를 담당하는 구성을 별도로 구비하고, 이 구성으로 하여금 성형품 추출과정 이전에 성형 위치에서 벗어난 위치에 있도록 하는 조치를 취하고 있다.

도 1a 내지 도 1c는, 언더컷을 갖는 성형품 제조를 위한 사출금형 중 언더컷 성형 부위를 형성하기 위한 종래 기술 구성 및 그 작동관계의 일 예를 시계열적으로 나타낸 것이다.

이를 참조하여 언더컷을 성형하기 위한 구성 및 이들 구성의 작동관계를 살펴보기로 한다.

도 1a는 상부금형(10a)과 하부금형(10b)이 상호 형합된 상태에서 캐비티(12) 내에 용융수지가 충전(채워진)되지 않은 상태이다.

여기서, 성형품(G)의 언더컷(U) 부위는, 밀판(14)의 작동 방향에 대하여 경사를 이루는 변형밀핀(16)이 그 성형을 담당하게 된다.

도 1b는 상부금형(10a)과 하부금형(10b)이 이루는 캐비티(12) 내에 용융수지가 충전되고, 이렇게 충전된 용융수지가 냉각수 라인(18a, 18b)의 영향을 받아 고형의 성형품(G)으로 형성된 후에 상부금형(10a)이 하부금형(10b)으로부터 벌어진 형개(열림) 상태를 나타낸 것이다.

도 1c는 이후 밀판(14)이 승강함에 따라 밀판(14)에 대하여 슬라이딩 가능하게 설치된 변형밀핀(16)이 하부금형(10b)에 형성된 가이드 홀(20)과 밀판(14)에 형성된 가이드 레일(22)의 안내를 받아 경사를 따라 슬라이딩 이동하며 승강하면서 성형품(G))을 추출하는 과정을 나타낸 것이다.

이때, 변형밀핀(16)의 기울기(경사)는, 밀판(14)의 작동 범위(stroke)와 언더컷의 오목 또는 돌출 정도를 감안하여 결정된다.

또한, 변형밀핀(16)의 작동은, 밀판(14)의 승강 작동으로부터 상술한 기울기에 의해 밀판(14)과 성형품(G)에 대하여 언더컷(U) 형성 방향 즉, 상하부금형(10b)의 수평 방향으로 밀림으로써 성형품(G)의 언더컷(U) 부위가 성형품(G)의 추출 방향에 대하여 간섭되지 않도록 함과 동시에 하부금형(10b)으로부터 성형품(G)을 추출하게 된다.

그러나, 상술한 변형밀핀(16)과 그 작동관계는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 변형밀핀(16)은 성형품(G)의 언더컷(U) 성형과 성형품(G) 추출을 담당하는 과정에서 상하 방향으로의 이동과 수평 방향으로의 밀림이 동시에 이루어지므로, 도 2에 도시한 바와 같이, 아직 미완의 고형 상태인 성형품(G)의 표면에 접촉한 상태로 밀림에 따라 자국(M) 또는 그 밀림이 심한 경우 버(B: burr)를 형성한다.

이러한 자국(M) 또는 버(B)는 성형품(G)이 투명한 소재일 경우 외관 품질을 저하시킨다.

또한, 통상적으로 언더컷(U)의 형성은 다른 부품과의 조립을 위해 형성되는것이 일반적인데, 상술한 버(B)의 정도가 심한 경우에는 성형품(G)에 대한 다른 부품의 조립을 저해하는 요인으로 작용하게 된다.

둘째, 변형밀핀(16)의 기울기는 밀판(14)의 상하 작동범위에 대하여 언더컷(U)의 오목한 깊이 또는 돌출 길이에 대응하는 수평 슬라이딩 이동의 제약이 있을 뿐 아니라 가이드 홀(20)과의 미세한 공차관계를 필요로 함에 따라 내구성 확보를 위해 충분한 굵기로 형성될 것이 필요하지만, 성형품(G)의 언더컷(U) 형성을 위한 공간이 좁은 경우 그 적용이 어려운 관계에 있다.

셋째, 성형품(G)에 대한 변형밀핀(16)의 접촉 부위는, 언더컷(U) 주연에 한정되지 않고, 성형품(G)을 추출을 위한 면적을 필요로 하고, 변형밀핀(16)의 굵기 관계를 포함하여 하부금형(10b) 내에서 성형품(G)에 대하여 냉각수 라인(18a, 18b)의 형성 위치를 과도하게 이격시켜 성형품(G)의 고형 과정을 위한 냉각시간의 지연으로 생산성을 저하시키는 문제가 있다.

넷째, 변형밀핀(16)은 가이드 홀(20)에 대하여 미세한 공차관계에 있으나, 계속적인 마찰로 인한 마모가 발생하고, 이에 따른 변형밀핀(16) 또는 가이드 홀(20) 내부의 마모는 용융수지가 침투하는 틈새를 이룰 뿐 아니라 정밀 치수관리가 요구되는 언더컷(U) 성형의 불량을 초래하는 문제가 있다.

그밖에 언더컷 성형 부위를 갖는 사출금형의 종래 기술 중에는, 도면에 도시하지 않았으나, 언더컷에 대응하는 코어핀을 실린더로 작동시키는 것이 있겠으나, 이 경우에는 상술한 문제점과 더불어 작동 단계가 추가되고, 실린더의 부가 설치에 따른 비용 증가 및 실린더 설치를 위한 공간 확보의 어려움이 더 부가되는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은, 언더컷 성형을 위해 가동하는 부위가 성형품에 대하여 언더컷 부위에 한정시켜 자국 및 밀림에 따른 버 등의 품질 저하 요인을 저감 내지 방지토록 하여 조립관계의 안정성을 포함한 성형품의 품질을 향상시키도록 하는 언더컷 처리장치를 구비한 사출금형을 제공함에 있다.

또한, 성형품의 언더컷을 형성하기 위한 공간이 협소한 경우에도 성형품에 근접하는 냉각수 라인의 형성 공간까지 확보할 수 있도록 하는 언더컷 처리장치를 구비한 사출금형을 제공함에 있다.

그리고, 상하부금형의 형합과 형개 과정이 반복적이고도 계속적으로 이루어짐에 대응하여 성형품의 치수 안정성을 확보토록 하는 언더컷 처리장치를 구비한 사출금형을 제공함에 있다.

더불어, 상하부금형의 형개와 동시에 성형품을 추출 가능하도록 하는 언더컷 처리장치를 구비한 사출금형을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적 구성은, 하부금형의 상부에 승하강하도록 설치되는 판 형상으로, 하강시에 상기 하부금형에 형성된 코어가 그 상부로 돌출되게 하는 조립홀이 형성되고, 상기 조립홀 외측 주연에 성형품의 밑면에 대응하는 성형 영역을 이루며, 상기 코어의 중심으로부터 언더컷 형성 방향의 성형 영역 외측에 관통홀이 형성된 스트리퍼 플레이트와; 상기 하부금형 내에서 언더컷 형성 영역과 상기 관통홀 사이를 지나는 방향으로 설치되는 캠축과; 상기 캠축에 설치되며, 언더컷 형성 영역에 대응하는 부위는 언더컷 형상에 대응하는 성형부를 이루고, 상기 성형부가 상기 캠축을 중심으로 언더컷 형성 영역에 있도록 하거나 평면상에서 상기 코어의 내측으로 삽입된 위치(언더컷 형성 영역에서 벗어난 위치)에 있도록 상기 캠축을 중심으로 선회하며, 상기 관통홀에 대응하는 부위는 받침부를 이루는 캠; 및 상부금형의 하부로부터 돌출한 형상으로 형합 과정에서 상기 관통홀에 대응하여 끼워지며 대응하는 상기 받침부를 눌러 상기 성형부가 언더컷 형성 영역에 위치되게 하는 푸시블록을 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 받침부는 상기 코어를 중심으로 한 외측 끝단 부위가 그 방향의 상기 관통홀의 중간 부위에 위치하고, 상기 푸시블록은 상기 관통홀 중 상기 받침부에 대응하는 누름부와, 상기 관통홀 중 나머지 부위로 끼워지게 상기 누름부의 밑면보다 더 돌출한 형상의 걸침부로 구성하며, 상기 걸침부에는 측벽에 상기 받침부의 끝단에 근접한 상기 캠의 측벽에 대응하는 제 1 걸림돌기/걸림홈을 형성하며, 상기 제 1 걸림돌기/걸림홈에 대응하는 상기 캠의 측벽에는 상기 캠의 선회 위치에 따라 상기 제 1 걸림돌기/걸림홈과 맞물림 또는 해제가 이루어지는 상기 제 2 걸림홈/걸림돌기를 형성하여 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 캠의 측벽과 이에 대응하는 상기 하부금형 또는 상기 코어의 측벽 사이에는 상기 상하부금형의 형개시에 상기 성형부가 상기 코어의 내측에 삽입되는 방향으로 이미 설정된 힘의 탄성력을 제공하는 리턴부재를 더 구비토록 함이 바람직하다.

한편, 상기 캠의 측벽과 이에 대응하는 상기 하부금형 또는 상기 코어의 측벽에는 상기 상하부금형의 형합과 형개시에 상기 캠의 선회 위치를 이미 설정된 위치에 있도록 그 정렬위치를 안내하는 스토핑유닛을 더 설치토록 함이 바람직하다.

또한, 상기 스토핑유닛은, 상기 캠과 간격을 두고 대응하는 상기 하부금형 또는 상기 코어의 측벽 중 이미 설정된 설계 위치에 상기 캠축에 대하여 수직 방향으로 깊이를 갖는 가이드 홈과; 상기 가이드 홈 내벽의 안내를 받아 슬라이딩 이동하는 제 1 스토퍼와; 상기 가이드 홈 내에 설치되어 상기 제 1 스토퍼가 상기 캠의 측벽에 접촉하도록 탄성력을 제공하는 탄성부재;를 포함한 구성으로 이루어지고, 상기 스토핑유닛에 대응하는 상기 캠은 상기 캠축을 중심으로 하는 원주면을 이루고, 상기 원주면에는 상기 성형부가 언더컷 형성 영역을 벗어난 위치에 놓인 것을 기준으로 상기 제 1 스토퍼가 탄력적으로 삽입되는 제 1 정렬홈 또는 상기 제 1 정렬홈과 함께 상기 성형부가 언더컷 형성 영역 내의 이미 설정된 정렬 위치에 놓인 것을 기준으로 상기 제 1 스토퍼가 탄력적으로 삽입되는 제 2 정렬홈을 형성한 것으로 이루어지며, 상기 제 1 스토퍼는 상기 제 1, 2 정렬홈과 그 사이의 원주면을 따라 탄력적으로 접촉하는 부위가 상기 캠의 선회 가능하도록 볼 형상으로 형성함이 바람직하다.

또는, 상기 스토핑유닛은, 상기 캠과 간격을 두고 대응하는 상기 하부금형 또는 상기 코어의 측벽 중 이미 설정된 설계 위치로부터 돌출한 형상의 제 2 스토퍼로 이루어지고, 상기 캠은 그 선회에 따라 상기 제 2 스토퍼에 대응하는 부위가 상기 캠축 방향으로 깊이를 이루어 상기 제 2 스토퍼의 단부가 그 내부로 삽입된 상태에 있도록 하는 회전각 조절홈을 형성한 것으로 이루어지며, 상기 제 2 스토퍼와 상기 회전각 조절홈은 상기 성형부가 언더컷 형성 영역을 벗어난 위치에 놓인 이미 설정된 위치에서 상기 캠축을 중심으로 한 상기 회전각 조절홈의 원주방향 일측벽에 상기 스토퍼의 일면이 맞닿고, 상기 성형부가 언더컷 형성 영역 내의 이미 설정된 정렬 위치에 놓인 위치에서 상기 캠축을 중심으로 한 상기 회전각 조절홈의 원주방향 타측벽에 상기 스토퍼의 타측면이 맞닿도록 하여 이루어질 수 있다.

한편, 상기 코어의 내부 중심에는 상기 하부금형에 형성된 냉각수 라인과 연결되는 냉각홈이 형성되고, 상기 냉각홈에는 냉각홈의 내경과 같은 폭과 냉각홈의 깊이에 이르는 격벽이 설치되고, 상기 격벽은 상기 냉각수 라인의 일측으로부터 유입된 냉각수가 상기 격벽의 일면을 통해 안내되어 상기 냉각홈의 상측으로 이동한 후 상기 격벽의 타측면을 통해 안내되어 상기 냉각수라인의 타측으로 배출되게 하는 것으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 격벽은 상기 냉각홈의 깊이 방향에 대하여 폭을 일정하게 유지하는 상태에서 나선형으로 꼬인 형상인 것을 적용함이 바람직하다.

본 발명의 구성에 따르면, 캠의 언더컷 성형을 위한 연장부가 캠축을 중심으로 언더컷 형성 방향으로 회전하여 추출 방향에 간섭되지 않도록 이격됨에 따라 연장부 중 언더컷 성형 부위만이 성형품 표면에 접촉하게 됨에 따라 성형품 표면 형성 가능한 자국이 언더컷 형성 부위에 한정됨으로써 최소화할 수 있고, 고형으로 이루어지지 않은 용융수지에 대한 밀림이 방지됨에 따라 버 등의 발생을 방지하여 성형품의 품질을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 성형품의 언더컷을 형성하기 위한 공간이 협소한 경우에도 캠축으로부터 연장부의 길이를 길게 형성할 경우 이격되는 정도를 증가시킬 수 있을 뿐 아니라 냉각홈의 형성 공간까지 확보할 수 있어 성형품에 대한 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.

그리고, 상하부금형의 형합과 형개 과정에서 마찰이 이루어지는 부위를 극소화 함으로써 금형의 수명을 연장할 뿐 아니라 성형품의 치수 안정성이 장구히 연장되는 효과가 있다.

더불어, 상하부금형의 형개와 동시에 성형품의 추출이 이루짐에 따라 성형품의 생산속도를 높이는 등의 효과가 있다.

도 1a 내지 도 1c는 종래 기술의 일 예에 따른 언더컷 성형구조를 형성하기 위한 구성 및 그 작동관계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1a 내지 도 1b의 구성을 통해 추출한 일 예의 성형품 형상 및 그 문제점을 설명하기 위한 사시도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 언더컷 처리장치를 구비한 사출금형의 구성 및 이들 구성의 작동관계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 3b의 스트리퍼 플레이트의 상부에서 바라본 평면도이다.
도 5는 본 발명의 변형 실시 예 중 캠의 위치복원을 위한 구성 및 그에 따른 작동관계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 변형 실시 예 중 캠의 정렬 위치를 결정하기 위한 스토핑유닛의 다른 실시 구성 및 그에 따른 작동관계를 설명하기 위한 단면도이다.

본 명세서 및 청구범위에서 사용하는 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석될 것이 아니라, '발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다'는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

또한, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시한 구성은, 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과한 것일 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해해야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 언더컷 처리장치를 구비한 사출금형은, 도 3a 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 하부금형(30b)의 상부에 밀판(32)의 작동에 따라 승하강 가능하게 설치되는 판 형상의 스트리퍼 플레이트(34)를 구비한다.

하부금형(30b)에는 상부금형(30a)에 형성된 캐비티 부위와 짝을 이루어 성형품(G)의 성형을 위한 캐비티(36)를 완성하는 코어(38)가 돌출 형성되며, 이 코어(38)에 대응하는 스트리퍼 플레이트(34)에는 형합 과정에서 하부금형(30b)에 형성된 코어(38)가 스트리퍼 플레이트(34)의 상부로 돌출되게 하는 조립홀(40)이 형성되고, 이 조립홀(40)의 외측 주연은 성형품(G)의 밑면에 대응하는 성형 영역(A)을 이루며, 성형 영역(A)의 외측 중 코어(38)의 중심으로부터 언더컷(U) 형성 방향에 있는 부위에는 상하로 관통하는 관통홀(42)이 형성된다.

또한, 스트리퍼 플레이트(34) 하부의 하부금형(30b) 내에는, 언더컷(U) 형성 영역과 관통홀(42) 사이를 지나는 방향으로 설치되는 캠축(44)이 설치되며, 이 캠축(44)에는 이미 설정된 설계에 따른 캠(46)이 캠축(44)을 중심으로 하여 선회 가능하도록 설치된다.

상술한 캠(46)은, 도 3a 내지 도 3c에 도시한 바와 같이, 코어(38)의 형성 방향(하부금형(30b)의 상측)으로 연장된 부위에 언더컷(U) 형상에 대응하는 성형부(50)를 형성하고 있다.

이때, 성형부(50)가 형성된 캠(46)의 연장된 부위 끝단 부위는 코어(38)의 돌출 높이 중 측벽에 위치하며, 그 끝단에서 코어(38)의 내측으로 이어지는 캠(46)의 측벽 형상과 이에 근접 대응하는 코어(38)의 내벽 형상은 상술한 캠축(44)을 중심축으로 하는 제 1 원주면(C1, C1')을 이룬다.

또한, 성형부(48)는 캠(46)의 선회에 따라 함께 캠축(44)을 중심으로 선회하고, 그에 따른 위치는, 도 3b에 도시한 바와 같이, 언더컷 형성 영역(A')에 놓이거나 또는 도 3d에 도시한 바와 같이, 언더컷 형성 영역(A')에서 벗어난 위치에 놓이게 된다.

그리고, 캠(46)은 관통홀(42)에 대응하는 부위에 관통홀(42)을 통해 상부로 노출되는 받침부(50)를 이루며, 이때 받침부(50)의 표면은 상술한 성형부(48)가 이미 설정된 언더컷 형성 영역(A')에 정렬될 때 수평의 평면 상태에 있도록 함이 바람직하다.

더불어 받침부(50) 중 코어(38)의 중심을 기준으로 할 때에, 외측 가장자리 부위는 그 방향 관통홀(42)의 중간 정도의 위치에 있도록 하고, 받침부(50)의 외측 가장자리에서 그 하측을 따라 상술한 성형부(48)로 이어지는 적어도 일부 구간의 측벽 형상은 상술한 캠축(44)을 중심축으로 하는 제 2 원주면(C2)을 이룬다.

여기서, 상술한 제 1 원주면(C1)과 제 2 원주면(C2)은, 동일 반경으로 형성될 수 있고, 또는 캠축(44)을 중심축으로 하여 서로 다른 반경(동심원)으로 형성될 수 있다.

또한, 제 1 원주면(C1)과 제 2 원주면(C2)이 캠축(44)을 중심으로 하는 동심원 상에 있는 경우에는, 제 1 원주면(C1)의 반경이 제 2 원주면(C2)의 반경보다 더 길게 형성함이 바람직하다.

제 1 원주면(C1)의 반경이 제 2 원주면(C2)의 반경보다 더 길게 형성하면, 성형품(G)의 언더컷 형성을 위한 공간이 부족한 경우에 캠(46)의 작은 선회 각도에 대하여 성형부(48)의 원주 상의 이동 변위를 더욱 크게 할 수 있다.

이와 더불어 제 1 원주면(C1)과 제 2 원주면(C2) 사이의 캠(46)의 측벽은, 도 3a 내지 도 3d에서 표현한 바와 같이, 절단한 형상 또는 이를 포함한 다양한 형상의 지지면(R)을 갖도록 형성할 수 있다.

이러한 지지면(R)은, 상술한 캠축(44)으로부터 제 1 원주면(C1)의 반경을 충분히 길게 형성할 경우, 제 1 원주면(C1)의 코어(38) 내측으로 연장된 부위가 코어(38) 내부의 냉각홈(54) 형성 영역까지 침범하지 않도록 하기 위하여 필요하다.

또한, 지지면(R)은, 도면을 통해 도시하지 않았으나, 캠(46)의 선회 위치에 따라 대응하는 코어(38)의 내측 측벽과 맞닿게 형성할 수 있으며, 이때 지지면(R)과 이에 대응하는 코어(38)의 내측 측벽이 맞닿는 위치는 상술한 성형부(48)가 언더컷 형성 영역(A')을 완전히 벗어난 위치에 있도록 함이 바람직하다.

반대로, 지지면(R)은, 도 3a 또는 도 3d에 도시한 바와 같이, 코어(38)의 내측 측벽 사이에 공간이 유지되게 형성함이 바람직하며, 이는 제 1 원주면(C1)과 이에 대응하는 원주면(C1') 사이 등을 통해 지지면(R)과 코어(38)의 내측 측벽 사이에 고압의 용융수지가 침투하여 고착될 경우, 캠(46)의 작동은 물론 캠(46)과 코어(38) 및 하부금형(30b)의 손상 내지 파손을 방지하기 위한 것이다.

그리고, 캠(46)의 제 1, 2 원주면(C1, C2)에는, 캠축(44)을 중심으로 하여 상술한 성형부(48)가 언더컷 형성 영역(A')을 벗어난 이미 설정된 위치에 놓인 것을 기준으로 하는 제 1 정렬홈(52a)을 형성하고, 캠축(44)을 중심으로 하여 성형부(48)가 언더컷 형성 영역(A') 내의 그 성형을 위한 이미 설정된 정렬 위치에 놓인 것을 기준으로 하는 제 2 정렬홈(52b)을 형성한다.

즉, 제 1, 2 정렬홈(52a, 52b)의 배치는 캠축(44)을 중심축으로 하여 상호 캠(46)의 이미 설정된 선회 각도로 형성되며, 캠(46)의 선회 각도가 충분히 작은 경우에는 제 1, 2 정렬홈(52a, 52b)은 상호 캠축(44)의 길이 방향으로 어긋난 위치에 있도록 할 수 있다.

이렇게 제 1, 2 정렬홈(52a, 52b)이 캠축(44)의 길이 방향으로 간격을 두고 형성될 경우에 후술하는 스토핑유닛의 제 1 스토퍼(60)는 캠축(44)의 길이 방향으로 나란하도록 함과 동시에 선택적으로 회전 위치되는 제 1, 2 정렬홈(52a, 52b)에 대응하도록 두 곳에 배치할 수 있다.

여기서, 제 2 정렬홈(52b)은, 그 작동관계에서 다시 살펴보겠으나, 반듯이 필요한 것은 아니기에 생략될 수 있으며, 제 1, 2 정렬홈(52a, 52b)은 제 1, 2 원주면(C1, C2) 중 제 2 원주면(C2)에 형성함이 바람직하다.

한편, 상술한 바와 같이, 성형부(48)가 언더컷 형성 영역(A')을 벗어난 이미 설정된 위치에 정렬되어 놓일 때에, 제 1 정렬홈(52a)에 대응하는 하부금형(30b) 또는 코어(38)에는, 제 1 정렬홈(52a)이 이미 설정된 위치에 정렬된 상태로 유지되게 하는 스토핑유닛이 설치된다.

이러한 스토핑유닛은, 캠(46)과 간격을 두고 대응하는 하부금형(30b) 또는 코어(38)의 측벽 중 성형부(48)가 언더컷 형성 영역(A')을 벗어난 이미 설정된 위치에 정렬되어 놓일 때의 제 1 정렬홈(52a)에 대응하는 부위에 캠축(44)에 수직 방향인 이미 설계된 깊이의 가이드 홈(58)을 형성한다.

또한, 스토핑유닛은, 가이드 홈(58) 내벽에서 그 안내를 받아 슬라이딩 이동가능하도록 하는 제 1 스토퍼(60)를 구비하고, 또 가이드 홈(58) 내에는 제 1 스토퍼(60)를 캠(46)의 측벽에 탄력적으로 접촉하게 탄성력을 제공하는 탄성부재(62)를 구비한 구성으로 이루어진다.

이러한 구성의 스토핑유닛의 구성에 따르면, 상술한 캠(46)의 성형부(48)가 언더컷 형성 영역(A')을 벗어난 이미 설정된 위치에 놓일 때에, 탄성부재(62)의 탄성력에 의해 캠(46)의 원주면(C1 or C2)에 탄력적으로 접촉하는 제 1 스토퍼(60)의 일부 부위가 정렬되어 놓이는 제 1 정렬홈(52a)에 끼워짐으로써 캠(46)의 위치된 상태를 탄력적으로 고정하여, 성형부(48)가 자유 선회에 의해 언더컷 형성 영역(A')으로 침범하는 것을 방지한다.

그리고, 성형부(48)가 언더컷 형성 영역(A') 내의 이미 설정된 위치로 선회하도록 힘이 부가될 경우, 제 1 스토퍼(60)는 그 힘의 영향을 받아 가이드 홈(58) 내측으로 밀림으로써 캠(46)의 선회가 이루어지게 한다.

더불어 상술한 스토핑유닛은, 성형부(48)가 언더컷 형성 영역(A') 내의 이미 설정된 정렬 위치에 놓인 것을 기준으로 하는 제 2 정렬홈(52b)에 대하여 제 1 스토퍼(60)가 탄력적으로 삽입되게 할 수 있다.

이때 캠(46)의 선회 각도가 충분히 작은 경우에는 제 2 정렬홈(52b)을 제 1 정렬홈(52a)의 위치에서 이미 설정한 선회 각도와 더불어 캠축(44) 방향으로 이격된 위치에 형성하고, 상술한 스토핑유닛은 제 1 정렬홈(52a)에 대응하는 위치에서 제 2 정렬홈(52b)이 정렬 위치에 대응하여 더 설치하여 이루어질 수 있다.

상술한 스토핑유닛의 기능한 다양한 형상으로 적용될 수 있으며, 그 일 예는 도 6에 도시한 바와 같이, 캠(46)의 제 2 원주면(C2) 상에 이미 설계에 따른 깊이의 회전각 조절홈(64)을 형성하고, 이에 대응하는 제 2 스토퍼는 캠(46)과 간격을 두고 대응하는 하부금형(30b) 또는 코어(38)의 측벽 중 이미 설정된 설계 위치로부터 돌출한 형상으로 회전각 조절홈(64) 내에 일부가 삽입된 상태에 있도록 하는 제 2 스토퍼(66)를 구비하는 것으로 이루어질 수 있다.

이때, 제 2 스토퍼(66)와 회전각 조절홈(64) 사이의 관계를 살펴보면, 성형부(48)가 언더컷 형성 영역(A')을 벗어나는 이미 설정된 위치로 선회할 때, 제 2 스토퍼(66)에 근접하는 회전각 조절홈(64)의 원주 방향 일측벽은 제 2 스토퍼(66)의 일면과 맞닿음으로써 성형부(48)의 그 정렬 위치를 결정하게 된다.

또한, 성형부(48)가 언더컷 형성 영역(A') 내의 이미 설정된 정렬 위치로 선회할 때, 제 2 스토퍼(66)에 근접하는 회전각 조절홈(64)의 원주 방향 타측벽은 제 2 스토퍼(66)의 상대면과 맞닿음으로써 성형부(48)의 그 정렬 위치를 결정하게 된다.

이와 같이, 성형부(48)의 정렬 위치를 결정함에 있어서, 성형부(48)가 언더컷 형성 영역(A')을 벗어나는 이미 설정된 위치로 선회해 있도록 하는 것은, 성형품(G)의 성형 이후에 추출 과정에서 성형부(48)가 성형품(G)의 추출을 방해하지 않도록 하기 위한 것이다.

이러한 이유에서 상술한 캠(46)이 제한된 각도 범위로 선회할 경우, 도 5ㅇ에 도시한 바와 같이, (46)의 측벽과 이에 대응하는 하부금형(30b) 또는 코어(38)의 내벽 사이에 성형부(48)가 언더컷 형성 영역(A')을 벗어나도록 탄성력을 제공하는 스프링 등을 포함한 통상의 리턴부재(56)를 더 설치하는 것으로 이루어질 수 있다.

한편, 상부금형(30a)에는, 그 하부에 상술한 스트리퍼 플레이트(34)의 관통홀(42)에 끼워지게 돌출한 형상의 푸시블록(68)을 구비한다.

또한, 푸시블록(68) 중 하측 일부는, 상하부금형(30a, 30b)의 형합 과정에서 캠(46)의 받침부(50)를 눌러 성형부(48)로 하여금 언더컷 형성 영역(A') 내의 정열 위치로 선회하게 하는 누름부(70)를 이룬다.

그리고, 관통홀(42) 중 코어(38)를 중심으로 한 받침부(50)의 외측 끝단 부위에서 받침부(50)에 의해 가려지지 않은 관통홀(42)의 나머지 사이 구간에 대응하는 푸시블록(68)의 하측 나머지 부위는, 그 사이를 통해 더 끼워지도록 누름부(70)의 밑면보다 더 하측으로 돌출한 형상의 걸침부(72)를 이룬다.

또한, 걸침부(72)의 측벽 중 받침부(50) 방향에 있는 측벽에는, 도 3b와 도 3c의 확대 도시한 바와 같이, 근접하게 되는 캠(46)의 측벽에 대응하는 제 1 걸림돌기/걸림홈(74, 74')이 형성되고, 제 1 걸림돌기/걸림홈(74, 74')에 대응하는 캠(46)의 측벽에는 캠(46)의 선회 위치에 따라 제 1 걸림돌기/걸림홈(74, 74')과 맞물림이 이루어지거나 또는 그 해제가 이루어지는 제 2 걸림홈/걸림돌기(76, 76')이 형성된다.

이들 제 1 걸림돌기/걸림홈(74, 74')과 제 2 걸림홈/걸림돌기(76, 76')의 맞물림 관계는, 받침부(50)의 외측 선단 부위에 있는 제 2 걸림홈/걸림돌기(76, 76')가 선회함에 따라 수평 방향으로 그 위치 변위 즉, 코어(38)를 중심으로 한 돌출 정도의 차이를 형성하고, 이러한 위치 변위에 대응하여 푸시블록(68)에 형성된 제 1 걸림돌기/걸림홈(74, 74')가 형합 또는 형개 과정에서 걸쳐지거나 걸림이 해제되는 관계를 이룬다.

이에 대하여 더욱 구체적으로 살펴보면, 상하부금형(30a, 30b)의 형합이 이루어지기 전에 성형부(48)는, 도 3a에 도시한 바와 같이, 언더컷 형성 영역(A')으로부터 벗어난 위치에 있고, 이때 캠(46)에 형성된 제 2 걸림홈/걸림돌기(76, 76')는, 캠축(44)을 중심으로 선회하여 걸침부(72)에 형성된 제 1 걸림돌기/걸림홈(74, 74')에 수직 대응하는 위치에 놓인다.

이후, 상하부금형(30a, 30b)의 형합이 진행되는 과정에서 푸시블록(68)이 하강하면, 누름부(70)가 받침부(50)에 닿게 됨과 동시에 제 1 걸림돌기(74)가 제 2 걸림홈(76) 표면에 닿게 된다.

계속하여 푸시블록(68)이 하강하면, 누름부(70)가 받침부(50)를 누르고, 이때 캠(46)은 그 힘에 의해 캠축(44)을 중심으로 선회하게 되면서, 상술한 제 2 걸림돌기(76')가 제 1 걸림돌기(74)의 상부에 형성된 제 1 걸림홈(74')에 삽입되면서 제 1, 2 걸림돌기/걸림홈(74, 74', 76, 76')들은 상호 치합이 이루어진다.

이로부터 캐비티(36) 내에 용융수지의 충전과 냉각과정을 거쳐 성형이 이루어지면, 상부금형(30a)이 하부금형(30b)의 상측으로 이동하는 형개가 이루어지고, 이때 치합 관계에 있는 제 1 걸림돌기(74)는 그 상부에 있는 제 2 걸림돌기(76')를 들어올리는 작용을 하게 되면서 캠(46)의 성형부(48)가 언더컷 형성 영역(A')으로부터 강제로 벗어나게 한다.

상술한 과정에 의해 상하부금형(30a, 30b)의 형개가 이루어지면, 도 3d에 도시한 바와 같이, 캠(46)은 스토핑유닛과 제 1 정렬홈(52a)의 탄력적인 결합관계 또는 리턴부재(56)에 의해 성형부(48)가 언더컷 형성 영역(A')으로부터 벗어난 이미 설정된 위치에 정렬되어 놓이고, 상술한 스트리퍼 플레이트(34) 승강에 의해 성형품(G)의 추출이 이루어진다.

한편, 본 발명에 따른 언더컷 처리장치를 구비한 사출금형에는, 상술한 지지면(R)이 코어(38) 중심 부위에 대하여 절개된 형상을 이룸에 따라 코어(38) 내부 중심에 하부금형(30b)에 형성된 냉각수 라인(18b)과 연결되는 냉각홈(54)의 형성 공간이 마련된다.

이렇게 형성되는 냉각홈(54)의 내부에는 그 하측으로부터 냉각홈(54)의 내경과 같은 폭의 격벽(78)이 냉각홈(54)의 깊이에 못미치는 즉, 상부에 닿지않은 정도로 삽입된다.

상술한 격벽(78)은, 일측의 냉각수 라인(18b)으로부터 냉각수가 격벽(78)의 일면을 통해 안내되어 냉각홈(54)의 상측으로 이동한 후 격벽(78)의 타측면을 통해 안내되어 냉각수 라인(18b)의 타측으로 배출되게 한다.

이때 상술한 격벽(78)은, 냉각홈(54)의 깊이 방향에 대하여 폭은 일정하게 유지하면서 나선형으로 꼬인 형상인 것을 채택함으로써 냉각홈(54)에 대한 접촉비도를 높이도록 하여 열교환의 효율을 높여 냉각 효율을 증대시키도록 한다.

U: 언더컷 G: 성형품
M: 자국 B: 버
PL: 파팅라인 A: 성형영역
A': 언더컷 형성영역 C1: 제 1 원주면
C2: 제 2 원주면 R: 지지면
10a, 30a: 상부금형 10b, 30b: 하부금형
12, 36: 캐비티 14: 밀판
16: 변형밀핀 18a, 18b: 냉각수 라인
20: 가이드 홀 22: 가이드 레일
34: 스트리퍼 플레이트 38: 코어
40: 조립홀 42: 관통홀
44: 캠축 46: 캠
48: 성형부 50: 받침부
52a, 52b: 정렬홈 54: 냉각홈
56: 리턴부재 58: 가이드 홈
60: 제 1 스토퍼 62: 탄성부재
64: 회전각 조절홈 66: 제 2 스토퍼
68: 푸시블록 70: 누름부
72: 걸침부 74, 74': 제 1 걸림돌기/걸림홈
76, 76': 제 2 걸림돌기/걸림홈 78: 격벽

Claims (10)

1. 하부금형의 상부에 승하강하도록 설치되는 판 형상으로, 하강시에 상기 하부금형에 형성된 코어가 그 상부로 돌출되게 하는 조립홀이 형성되고, 상기 조립홀 외측 주연에 성형품의 밑면에 대응하는 성형 영역을 이루며, 상기 코어의 중심으로부터 언더컷 형성 방향의 성형 영역 외측에 관통홀이 형성된 스트리퍼 플레이트와;
   상기 하부금형 내에서 언더컷 형성 영역과 상기 관통홀 사이를 지나는 방향으로 설치되는 캠축과;
   상기 캠축에 설치되며, 언더컷 형성 영역에 대응하는 부위는 언더컷 형상에 대응하는 성형부를 이루고, 상기 성형부가 상기 캠축을 중심으로 언더컷 형성 영역에 있도록 하거나 언더컷 형성 영역에서 벗어난 위치에 있도록 상기 캠축을 중심으로 선회하며, 상기 관통홀에 대응하는 부위는 받침부를 이루는 캠; 및
   상부금형의 하부로부터 돌출한 형상으로 형합 과정에서 상기 관통홀에 대응하여 끼워지며 대응하는 상기 받침부를 눌러 상기 성형부가 언더컷 형성 영역에 위치되게 하는 푸시블록을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 언더컷 처리장치를 구비한 사출금형.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 받침부는 상기 코어를 중심으로 한 외측 끝단 부위가 그 방향의 상기 관통홀의 중간 부위에 위치하고,
   상기 푸시블록은 상기 관통홀 중 상기 받침부에 대응하는 누름부와, 상기 관통홀 중 나머지 부위로 끼워지게 상기 누름부의 밑면보다 더 돌출한 형상의 걸침부로 구성되고,
   상기 걸침부에는 측벽에 상기 받침부의 끝단에 근접한 상기 캠의 측벽에 대응하는 제 1 걸림돌기/걸림홈이 형성되며,
   상기 제 1 걸림돌기/걸림홈에 대응하는 상기 캠의 측벽에는 상기 캠의 선회 위치에 따라 상기 제 1 걸림돌기/걸림홈과 맞물림 또는 해제가 이루어지는 상기 제 2 걸림홈/걸림돌기가 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 언더컷 처리장치를 구비한 사출금형.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 캠의 측벽과 이에 대응하는 상기 하부금형 또는 상기 코어의 측벽 사이에는 상기 상하부금형의 형개시에 상기 성형부가 상기 코어의 내측에 삽입되는 방향으로 이미 설정된 힘의 탄성력을 제공하는 리턴부재를 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 언더컷 처리장치를 구비한 사출금형.
   
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 캠의 측벽과 이에 대응하는 상기 하부금형 또는 상기 코어의 측벽에는 상기 상하부금형의 형합과 형개시에 상기 캠의 선회 위치를 이미 설정된 위치에 있도록 그 정렬위치를 안내하는 스토핑유닛을 더 설치하여 이루어진 것을 특징으로 하는 언더컷 처리장치를 구비한 사출금형.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 스토핑유닛은, 상기 캠과 간격을 두고 대응하는 상기 하부금형 또는 상기 코어의 측벽 중 이미 설정된 설계 위치에 상기 캠축에 대하여 수직 방향으로 깊이를 갖는 가이드 홈과; 상기 가이드 홈 내벽의 안내를 받아 슬라이딩 이동하는 제 1 스토퍼와; 상기 가이드 홈 내에 설치되어 상기 제 1 스토퍼가 상기 캠의 측벽에 접촉하도록 탄성력을 제공하는 탄성부재;를 포함한 구성으로 이루어지고,
   상기 스토핑유닛에 대응하는 상기 캠은 상기 캠축을 중심으로 하는 원주면을 이루고, 상기 원주면에는 상기 성형부가 언더컷 형성 영역을 벗어난 위치에 놓인 것을 기준으로 상기 제 1 스토퍼가 탄력적으로 삽입되는 제 1 정렬홈 또는 상기 제 1 정렬홈과 함께 상기 성형부가 언더컷 형성 영역 내의 이미 설정된 정렬 위치에 놓인 것을 기준으로 상기 제 1 스토퍼가 탄력적으로 삽입되는 제 2 정렬홈을 형성한 것으로 이루어지며,
   상기 제 1 스토퍼는 상기 제 1, 2 정렬홈과 그 사이의 원주면을 따라 탄력적으로 접촉하는 부위가 상기 캠의 선회 가능하도록 볼 형상으로 형성됨을 특징으로 하는 언더컷 처리장치를 구비한 사출금형.
   
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 스토핑유닛은, 상기 캠과 간격을 두고 대응하는 상기 하부금형 또는 상기 코어의 측벽 중 이미 설정된 설계 위치로부터 돌출한 형상의 제 2 스토퍼로 이루어지고,
   상기 캠은 그 선회에 따라 상기 제 2 스토퍼에 대응하는 부위가 상기 캠축 방향으로 깊이를 이루어 상기 제 2 스토퍼의 단부가 그 내부로 삽입된 상태에 있도록 하는 회전각 조절홈을 형성한 것으로 이루어지며,
   상기 제 2 스토퍼와 상기 회전각 조절홈은 상기 성형부가 언더컷 형성 영역을 벗어난 위치에 놓인 이미 설정된 위치에서 상기 캠축을 중심으로 한 상기 회전각 조절홈의 원주방향 일측벽에 상기 스토퍼의 일면이 맞닿고, 상기 성형부가 언더컷 형성 영역 내의 이미 설정된 정렬 위치에 놓인 위치에서 상기 캠축을 중심으로 한 상기 회전각 조절홈의 원주방향 타측벽에 상기 스토퍼의 타측면이 맞닿도록 한 것을 특징으로 하는 언더컷 처리장치를 구비한 사출금형.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 성형부의 선단 부위는 상기 코어의 측벽에 닿아 있고, 상기 성형부의 선단 부위에서 상기 코어의 측벽에 맞닿아 있는 부위는 상호 상기 캠축을 중심으로하는 제 1 원주면을 이루고, 상기 받침부에서 상기 하부금형에 대면하는 부위는 제 2 원주면을 이루며, 상기 제 1 원주면과 제 2 원주면 사이의 상기 캠의 측벽은 절단한 형상의 지지면(R)을 이루는 것을 특징으로 하는 언더컷 처리장치를 구비한 사출금형.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제 1 원주면과 제 2 원주면은 상기 캠축을 중심으로 하는 동심원 상에 있고, 상기 제 1 원주면은 상기 제 2 원주면의 반경보다 큰 것을 특징으로 하는 언더컷 처리장치를 구비한 사출금형.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 코어의 내부 중심에는 상기 하부금형에 형성된 냉각수 라인과 연결되는 냉각홈이 형성되고, 상기 냉각홈에는 냉각홈의 내경과 같은 폭과 냉각홈의 깊이에 이르는 격벽이 설치되고,
   상기 격벽은 상기 냉각수 라인의 일측으로부터 유입된 냉각수가 상기 격벽의 일면을 통해 안내되어 상기 냉각홈의 상측으로 이동한 후 상기 격벽의 타측면을 통해 안내되어 상기 냉각수라인의 타측으로 배출되게 하는 것을 특징으로 하는 언더컷 처리장치를 구비한 사출금형.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 냉각홈의 깊이 방향에 대하여 폭을 일정하게 유지하는 상태에서 나선형으로 꼬인 형상인 것을 특징으로 하는 언더컷 처리장치를 구비한 사출금형.

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