KR20230084853A - 곡관 사출성형용 인서트 코어와 이를 이용한 곡관 성형방법 - Google Patents

곡관 사출성형용 인서트 코어와 이를 이용한 곡관 성형방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 곡관 사출성형용 인서트 코어와 이를 이용한 곡관 성형방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 곡관을 사출성형하기 위해 사출금형에 장착되는 인서트 코어의 구조를 개선하여 사출금형 구조를 간단하게 할 수 있으며 제품의 생산성을 높일 수 있고 제조비용을 낮출 수 있는 곡관 사출성형용 인서트 코어와 이를 이용한 곡관 성형방법에 관한 것이다.
본 발명의 곡관 사출성형용 인서트 코어는 사출용 금형에 장착되어 곡관을 성형하기 위한 인서트 코어에 있어서, 상기 곡관의 직선부위를 성형할 수 있도록 곧게 형성된 직선부와, 직선부의 단부에 결합되어 상기 곡관의 굽은 부위를 성형할 수 있도록 굽어지게 형성되며 형상이 변형가능한 벤딩부를 구비한다.

Description

곡관 사출성형용 인서트 코어와 이를 이용한 곡관 성형방법{insert core for forming bending pipe and of manufacturing method bending pipe}
본 발명은 곡관 사출성형용 인서트 코어와 이를 이용한 곡관 성형방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 곡관을 사출성형하기 위해 사출금형에 장착되는 인서트 코어의 구조를 개선하여 사출금형 구조를 간단하게 할 수 있으며 제품의 생산성을 높일 수 있고 제조비용을 낮출 수 있는 곡관 사출성형용 인서트 코어와 이를 이용한 곡관 성형방법에 관한 것이다.
사출 성형(injection molding)은 용융 상태의 수지를 금형의 내부에 주입 후 냉각하여 제품을 제조하는 방법으로, 압축 성형(compression molding), 압출 성형(extrusion molding) 등의 다른 방법에 비해 제품의 형태 및 사이즈에 제한이 적으며 생산성 및 작업 능률이 우수하여 플라스틱 제품의 성형에 폭넓게 사용되고 있다.
파이프와 같이 내부가 비어있는 중공 구조의 제품은 인서트 코어를 사출금형에 장착하여 성형하고 있다. 파이프의 형상이 직선관일 경우 문제가 없으나 엘보우 파이프 등과 같이 곡선 형태로 굽어지게 형성된 곡관은 사출성형 방법으로 제작할 경우 언더컷이 발생되는 문제점이 있다.
따라서 곡관의 사출성형시 언더컷 발생을 방지하기 위해 인서트 코어를 2개의 부분으로 분할하여 사용하고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1476060호에는 엘보 파이프 제조용 금형장치가 개시되어 있고, 대한민국 등록특허 제10-1699939호에는 곡선튜브 사출 성형 금형이 개시되어 있다.
상기 개시된 금형에서는 곡선 형상으로 굽어진 곡관을 성형하기 위해서 슬라이딩 이동하는 2개의 인서트 코어를 사용한다. 2개의 인서트 코어를 서로 다른 방향에서 이동시키기 위해 금형의 구조가 매우 복잡해지는 문제점이 있다. 이에 따라 생산성이 저하되고 제조비용이 상승한다.
1. 대한민국 등록특허 제10-1476060호: 엘보 파이프 제조용 금형장치 2. 대한민국 등록특허 제10-1699939호: 곡선튜브 사출 성형 금형
본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 인서트 코어의 구조를 개선하여 사출금형 구조를 간단하게 할 수 있으며 제품의 생산성을 높일 수 있고 제조비용을 낮출 수 있는 곡관 사출성형용 인서트 코어와 이를 이용한 곡관 성형방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 곡관 사출성형용 인서트 코어는 사출용 금형에 장착되어 곡관을 성형하기 위한 인서트 코어에 있어서, 상기 곡관의 직선부위를 성형할 수 있도록 곧게 형성된 직선부와; 상기 직선부의 단부에 결합되어 상기 곡관의 굽은 부위를 성형할 수 있도록 굽어지게 형성되며, 형상이 변형가능한 벤딩부;를 구비한다.
상기 벤딩부는 굽히거나 펴질 수 있도록 다수의 단위관절들이 결합되어 형성된다.
상기 단위관절들 각각은 몸체와, 상기 몸체의 일측에 돌출되어 형성된 결합돌기와, 상기 몸체의 타측에 인입되어 형성된 결합홈을 구비한다.
상기 곡관이 상기 금형에서 성형된 후 상기 벤딩부를 상기 곡관에서 인출시 상기 단위관절들이 분리되지 않도록 상기 단위관절들을 결속시키는 결속수단을 더 구비한다.
그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 곡관 성형방법은 상기 인서트 코어가 장착된 사출형 금형에 용융수지를 주입하여 곡관을 성형한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 인서트 코어의 굽어진 부위를 형상의 변형이 가능한 다관절 구조로 개선함으로써 사출제품의 생산성을 높일 수 있으며, 사출제품의 제조비용을 낮출 수 있다.
또한, 종래와 같이 인서트 코어를 2개의 부분으로 나누지 않아도 되므로 금형구조를 간단하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 곡관 사출성형용 인서트 코어를 나타낸 사시도이고,
도 2는 도 1의 요부를 발췌하여 나타낸 분리 사시도이고,
도 3은 도 2의 단면도이고,
도 4는 도 1의 인서트 코어를 장착한 금형에서 곡관을 성형하는 모습을 나타낸 단면도이고,
도 5은 도 4의 작동을 나타낸 단면도이고,
도 6은 본 발명의 다른 예에 따른 곡관 사출성형용 인서트 코어의 요부를 나타낸 단면도이고,
도 7은 본 발명의 또 다른 예에 따른 곡관 사출성형용 인서트 코어의 요부를 발췌한 분리 사시도이고,
도 8은 도 7의 단면도이고,
도 9는 도 8의 작동을 나타낸 단면도이고,
도 10은 본 발명의 또 다른 예에 따른 곡관 사출성형용 인서트 코어의 사시도이고,
도 11은 도 10의 요부를 발췌하여 나타낸 분리 사시도이고,
도 12는 본 발명의 또 다른 예에 따른 곡관 사출성형용 인서트 코어의 요부를 나타낸 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 곡관 사출성형용 인서트 코어와 이를 이용한 곡관 성형방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
본 발명의 인서트 코어는 사출용 금형에 장착되어 곡관을 성형하기 위해 사용된다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 곡관 사출성형용 인서트 코어는 곡관(1)의 직선부위를 성형할 수 있도록 곧게 형성된 직선부(10)와, 직선부(10)의 단부에 결합되어 곡관(1)의 굽은 부위를 성형할 수 있도록 굽어지게 형성된 벤딩부(30)를 구비한다.
직선부(10)는 원기둥 형상으로 이루어진다. 직선부(10)는 곧게 형성되어 곡관(1)의 직선부위와 대응되는 부위로서, 곡관(1)의 직선부위를 성형한다. 직선부(10)는 곡관(1)의 형상에 따라 길이가 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.
벤딩부(30)는 직선부(10)의 단부에 결합된다. 벤딩부(30)는 굽어지게 형성되어 곡관(1)의 굽은 부위와 대응되는 부위로서, 곡관(1)의 굽은 부위를 성형한다.
벤딩부(30)는 형상의 변형이 가능하다. 가령, 벤딩부(30)는 굽어지거나 곧게 펴질 수 있다. 이에 따라 곡관(1)의 성형 후 곡관(1)의 내부에서 본 발명의 인서트 코어를 인출시 벤딩부(30)는 곧게 펴진다. 따라서 인서트 코어의 인출이 가능하다.
도시된 벤딩부(30)는 굽어지거나 펴질 수 있도록 다관절 구조를 갖는다. 즉, 벤딩부(30)는 다수의 단위관절들(31)이 결합되어 형성된다. 도시된 예에서 6개의 단위관절들(31)이 연속으로 결합되어 있다. 단위관절(31)의 수는 벤딩부(30)의 길이와 곡률반경에 따라 적절히 변경될 수 있다.
각 단위관절(31)은 몸체(32)와, 몸체(32)의 일측에 돌출되어 형성된 결합돌기(34)와, 몸체(32)의 타측에 인입되어 형성된 결합홈(36)을 구비한다.
몸체(32)는 곡관(1)의 곡선부위와 대응되는 곡률로 굽어지게 형성된다. 몸체(32)의 일측에는 결합돌기(34)가 형성된다. 결합돌기(34)는 몸체(32)에서 돌출되게 형성된다. 결합돌기(34)는 단부로 진행할수록 점차 좁아지게 형성된다.
몸체(32)의 타측에는 결합홈(36)이 형성된다. 결합홈(36)은 몸체(32)의 내측으로 인입되어 형성된다. 결합홈(36)은 결합돌기(34)와 대응되는 형상으로 이루어진다. 어느 하나의 몸체에 형성된 결합돌기(34)는 다른 몸체의 결합홈(36)에 삽입되어 결합된다.
벤딩부(30)가 직선부(10)에 결합될 수 있도록 직선부(10)에는 결합돌기(11)가 형성된다. 직선부(10)의 결합돌기(11)는 각 몸체(32)에 형성된 결합돌기(34)와 구조가 동일하다.
상술한 본 발명의 인서트 코어를 이용하여 곡관을 성형하여 제조하는 모습을 도 4 및 도 5에 나타내고 있다.
곡관(1)을 성형하기 위한 금형(3)의 캐비티에 인서트 코어를 장착한 다음, 캐비티에 용융수지를 주입하면 곡관(1)이 성형된다. 곡관(1)이 경화된 후 인서트 코어를 곡관(1)의 내부에서 화살표 방향으로 인출하면 벤딩부(30)가 펴지면서 인서트 코어가 곡관(1)에서 분리된다.
이와 같이 본 발명은 인서트코어의 벤딩부를 다관절 구조로 구현함으로써 하나의 인서트 코어만으로 중공형태의 곡관을 사출성형하여 제조할 수 있다. 따라서 사출금형 구조를 간단하게 할 수 있으며 제품의 생산성을 높일 수 있고 제조비용을 낮출 수 있다.
본 발명의 다른 예에 따른 인서트 코어를 도 6에 도시하고 있다. 도 6을 참조하면, 본 발명은 벤딩부의 단위관절들(31)을 결속시키는 결속수단을 더 구비한다.
결속수단으로 줄(40)을 이용할 수 있다. 가늘고 긴 형태의 줄(40)은 벤딩부(30)의 변형에 따라 자유롭게 변형이 가능하다. 줄(40)의 소재로 금속을 이용할 수 있다. 금속 소재의 줄(40)로 와이어를 들 수 있다. 그리고 줄(40)의 소재로 강도가 우수한 섬유 소재를 이용할 수 있음은 물론이다. 이 경우 섬유소재는 탄성적으로 신축이 가능한 것이 바람직하다.
줄(40)은 벤딩부(30)를 관통한다. 이를 위해 각 단위관절(31)에는 줄이 통과할 수 있도록 관통홀(39)이 형성된다. 관통홀(39)은 각 단위관절(31)의 중심을 통과한다.
줄(40)의 일단부는 벤딩부(30)의 단부에 고정된다. 가령, 직선부(10)와 가장 멀리 떨어진 마지막 단위관절에 고정된다. 이를 위해 마지막 단위관절의 결합돌기에 인입홈(35)이 형성된다. 인입홈(35)에는 줄(40)의 단부가 연결된 고정구(41)가 삽입된다. 고정구(41)는 관통홀(39)의 직경보다 더 크게 형성된다.
줄(40)의 타단부는 직선부(10)에 고정된다. 이를 위해 직선부(10)에도 길이방향을 따라 관통홀(15)이 길게 형성된다. 직선부(10)의 관통홀(15)은 벤딩부(30)의 관통홀(39)과 이어진다.
직선부(10)의 단부에는 인입홈(17)이 형성된다. 인입홈(17)에는 줄(40)의 타단부와 연결된 이동구(43)가 삽입된다. 이동구(43)는 인입홈(17)의 길이 방향을 따라 이동이 가능하다. 벤딩부(30)가 굽어진 상태에서 펴지면 이동구(430는 줄(40)과 함께 벤딩부(30) 방향으로 이동하여 벤딩부(30)의 단위관절들(31)이 펴질 수 있는 여유길이를 제공한다.
상술한 결속수단에 의해 인서트 코어를 곡관에서 인출시 단위관절들이 서로 분리될 가능성을 미연에 효과적으로 차단할 수 있다.
도 7 및 도 8에 본 발명의 또 다른 예에 따른 인서트 코어의 벤딩부(50)를 도시하고 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 벤딩부(50)를 구성하는 각 단위관절(51)은 몸체(52)와, 몸체(52)의 일측에 돌출되어 형성된 결합돌기(53)와, 몸체(52)의 타측에 인입되어 형성된 결합홈을 구비한다.
몸체(52)는 곡관의 곡선부위와 대응되는 곡률로 굽어지게 형성된다.
몸체(52)의 일측에는 결합돌기(53)가 형성된다. 결합돌기(53)는 몸체(52)에서 돌출되게 형성된다. 도시된 결합돌기(53)는 돌출바(54)와, 돌출바(54)의 단부에 구형으로 형성된 조인트볼(55)을 구비한다.
몸체(52)의 타측에는 결합홈이 형성된다. 결합홈은 몸체(52)의 내측으로 인입되어 형성된다.
도시된 결합홈은 결합돌기(53)가 진입하는 입구(57)가 마련된 제1삽입홈(56)과, 제 1삽입홈(56)에서 몸체(52)의 내측으로 연장되어 형성된 제 2삽입홈(58)과, 제 1삽입홈(56)과 제 2삽입홈(58)의 사이에 형성되어 직경이 좁아지는 축소경부(59)로 이루어진다.
제 1삽입홈(56)의 직경(C)은 조인트볼(55)의 직경과 동일하거나 다소 크게 형성된다. 제 1삽입홈(56)의 일측에는 입구(57)가 마련된다. 입구(57)의 직경(A)은 제 1삽입홈(56)의 직경(E)보다 작게 형성된다. 조인트볼(55)은 입구(57)를 통해 제 1삽입홈(56)으로 진입할 수 있다. 조인트볼(55)은 강한 외력에 의해 제 1삽입홈(56)에 강제로 삽입된다.
제 2삽입홈(58)의 직경(D)은 제 1삽입홈(56)과 동일한 직경(C)으로 이루어진다. 제 1삽입홈(56)과 제 2삽입홈(58) 사이에는 축소경부(59)가 형성된다. 축소경부(59)의 직경(B)은 제 1 및 제 2삽입홈(56)(58)의 직경보다는 작고, 입구(57)의 직경(A)보다는 크게 형성된다.
제 1삽입홈(56)으로 진입한 조인트볼(55)은 외력에 의해 제 2삽입홈(58)에 강제로 삽입된다. 입구(57)의 직경(A)보다 축소경부(59)의 직경(B)이 더 크므로 조인트볼(55)을 제 1삽입홈(56)에 진입시키는 외력보다 더 작은 외력으로 조인트볼(55)을 제 2삽입홈(58)으로 진입시킬 수 있다.
곡관 성형 후 인서트 코어를 곡관의 내부에서 인출하면 제 2삽입홈(58)에 위치하던 조인트볼(55)이 제 1삽입홈(56)으로 빠져나오면서 각 단위관절들(51)이 펴지면서 인서트 코어가 곡관에서 분리될 수 있다.
본 발명의 또 다른 예의 인서트 코어를 도 9 및 도 10에 도시하고 있다. 도 10 및 도 11에 도시된 인서트 코어는 제 2직선부가 더 구비되는 것 외에는 도 1과 동일하다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 직선부(10)(20)는 벤딩부(30)의 일측에 결합된 제 1직선부(10), 벤딩부(30)의 타측에 결합된 제 2직선부(20)로 이루어진다. 제 1 및 제 2직선부(10)(20)는 길이가 서로 다르거나 동일하게 형성될 수 있다.
벤딩부(30)가 제 1직선부(10) 및 제 2직선부(20)에 결합될 수 있도록 제 1직선부(10)에는 결합돌기(11)가 형성되고, 제 2직선부(20)에는 결합홈(21)이 형성된다. 제 1직선부(10)의 결합돌기(11)는 각 몸체(32)에 형성된 결합돌기(34)와 구조가 동일하고, 제 2직선부(20)의 결합홈(21)은 각 몸체(32)에 형성된 결합홈(36)과 구조가 동일하다.
한편, 도 9 및 도 10의 인서트 코어의 벤딩부(30) 역시 단위관절들(31)을 결속시키는 결속수단을 더 구비할 수 있다. 결속수단을 갖는 인서트 코어의 모습을 도 11에 나타내고 있다. 도 11은 결속수단으로 도 6에 도시된 줄을 이용한다.
도 11을 참조하면, 벤딩부(30)에 관통홀(39)이 형성되고, 관통홀(39)에 줄(40)이 삽입된다. 줄(40)의 일단부는 벤딩부(30)의 단부에 고정되고, 줄(40)의 타단부는 제 1직선부(10)에 고정된다.
곡관의 성형 후 제 2직선부(20)를 곡관의 외부로 인출시킨다. 이때 제 2직선부(20)는 벤딩부(30)와 분리되어 제 2직선부(20)만 인출된다. 그리고제 1직선부(10)를 인출시키면 제 1직선부(10)를 따라서 벤딩부(30)가 이동하면서 펴진다. 반듯하게 펴진 벤딩부(30)는 제 1직선부(10)와 함께 곡관의 외부로 인출된다.
이상, 본 발명은 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10: 직선부 30: 벤딩부
31: 단위관절 32: 몸체
34: 결합돌기 36: 결합홈

Claims (5)

  1. 사출용 금형에 장착되어 곡관을 성형하기 위한 인서트 코어에 있어서,
    상기 곡관의 직선부위를 성형할 수 있도록 곧게 형성된 직선부와;
    상기 직선부의 단부에 결합되어 상기 곡관의 굽은 부위를 성형할 수 있도록 굽어지게 형성되며, 형상이 변형가능한 벤딩부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 곡관 사출성형용 인서트 코어.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 벤딩부는 굽히거나 펴질 수 있도록 다수의 단위관절들이 결합되어 형성된 것을 특징으로 하는 곡관 사출성형용 인서트 코어.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 단위관절들 각각은 몸체와, 상기 몸체의 일측에 돌출되어 형성된 결합돌기와, 상기 몸체의 타측에 인입되어 형성된 결합홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 곡관 사출성형용 인서트 코어.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 곡관이 상기 금형에서 성형된 후 상기 벤딩부를 상기 곡관에서 인출시 상기 단위관절들이 분리되지 않도록 상기 단위관절들을 결속시키는 결속수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 곡관 사출성형용 인서트 코어.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 인서트 코어가 장착된 사출형 금형에 용융수지를 주입하여 곡관을 성형하는 것을 특징으로 하는 곡관 성형방법.
KR1020210172954A 2021-12-06 2021-12-06 곡관 사출성형용 인서트 코어와 이를 이용한 곡관 성형방법 KR102602256B1 (ko)

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Citations (6)

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US4721280A (en) * 1984-04-14 1988-01-26 Agru Alois Gruber & Sohn Offene Handelsgesellschaft Injection moulding core for pipe bends
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