KR100302986B1 - 사출성형용 금형 - Google Patents

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KR100302986B1
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이종석
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Abstract

본 발명은 사출성형법에 의하여 합성수지재로 된 롤러타입의 베어링용 케이지를 성형할 때 사용하는 사출성형용 금형에 관한 것이다.
본 발명은 하측경사코어(C1)의 경사면(C2)을 원주방향을 따라 여러단으로 형성하여 중앙하코어(20)를 중심으로 방사상으로 배치된 일련의 슬라이드코어(40)가 시차를 두고 후퇴동작을 하게됨으로 슬라이드코어(40)의 선단이 사출되는 케이지(1)의 리브(4)에 스트레스를 주지 않고 케이지(1)의 포켓(5) 내부로부터 원활하게 빠져나가게 하고, 풀러볼트(110)를 장착하여 금형의 형개시에 가동측 베이스플레이트(90)를 균형있게 지지하도록 함으로서 슬라이드코어(40)의 후진동작이 원활하게 이루어질 수 있도록 한 것이다.

Description

사출성형용 금형{Metal mold for a injection molding}
본 발명은 사출성형법에 의하여 합성수지재로 된 롤러타입의 베어링용 케이지를 성형할 때 사용하는 사출성형용 금형에 관한 것으로, 더 상세하게는 케이지의 외측면을 성형하기 위한 슬라이드코어가 금형본체의 하코어측에 장착되는 사출성형용 금형에 관한 것이다.
일반적으로 사출성형용 금형은 분할가능한 상코어와 하코어를 한쌍으로 구비하는 금형본체를 포함하고 있으며, 이 금형본체의 내부에는 성형품의 형상에 상응하는 모양으로 형성되어 용융수지가 충전되는 캐비티와, 이 캐비티를 향하여 용융수지를 유동시키는 런너와, 이 런너를 통과한 용융수지를 캐비티 내부로 사출시키는 게이트가 형성된다.
그리고 상기한 하코어는 상코어에 맞닿아 있다가 분할면의 직각방향으로 변위됨에 따라 금형본체를 개폐시킬 수 있도록 하고 있다.
도 1은 합성수지재로 된 일반적인 롤러타입의 베어링용 케이지의 사시도 이고, 도 2는 도 1의 케이지를 수평으로 절단한 상태의 일부 확대 단면도이다. 그리고 도 3은 도 1에 도시한 케이지를 사출성형하기 위한 종래의 사출성형용 금형의 단면도이다. 도 4는 도 3의 A-A선 단면도이다.
도 1에 도시한 바와같이, 롤러타입의 베어링용 케이지(1)는 상측환형부(2)와 하측환형부(3)를 복수개의 리브(4)로 연결된 구조로 되어 있으며, 도 2에 도시한 바와같이 일련의 리브(4)들에 의하여 포켓(5)이 형성된다.
이러한 케이지(1)를 사출성형하기 위한 금형의 금형본체는, 도 3에 도시한 바와같이, 분할면(PL)을 기준으로 상측에는 성형품의 상면을 성형하기 위한 상코어(10)가 장착되며, 분할면(PL)을 기준으로 하측에는 성형품의 내측면을 형성하기 위한 중앙하코어(20)와 성형품의 저면을 형성하기 위한 저부하코어(30)와 성형품의 외측면을 형성하기 위한 복수개의 슬라이드코어(40)를 포함하는 하코어가 장착된다.
그리고, 대략 크랭크형상으로 된 복수개의 슬라이드코어(40)는 금형의 고정측에 장착된 상측경사코어(11)와 금형의 가동측에 장착된 하측제1사이드코어(50)와 하측제2사이드코어(60)에 의하여 방사상으로 배치되어 성형작업시 도면에서 좌우방향으로 동작하면서 성형품을 성형하게 된다.
한편, 종래에는 슬라이드코어(40)의 후단부에 경사상의 홀(40d)을 형성하고, 이 홀(40d)에는 상측경사코어(11)에 고정된 앵귤러핀(40a)을 끼우고, 슬라이드용 스프링(40c)을 구비하여 저부하코어(30)의 둘레에 슬라이드코어(40)를 탄지시키며, 도 4에 도시한 바와같이 하측제2사이드코어(60)의 상면에 가이드레일(40b)을 장착함으로써 슬라이드코어(40)가 슬라이딩되도록 하고 있다.
이와같은 구성으로 된 종래의 금형으로 케이지(1)를 사출성형할 때에는, 금형의 고정측과 가동측이 형합된 상태에서 금형본체 내의 캐비티(c)에 용융수지를 충진시킨후, 캐비티(c) 내의 용융수지가 경화된 다음, 도면상에서 분할면(PL)을 기준으로 가동측이 하방으로 이동하면, 압축되어 있던 슬라이드용 스프링(40c)이 이완되면서 일련의 슬라이드코어(40)가 가이드레일(40b)에 가이드되어 외측방향으로 슬라이딩된다.
이에따라 캐비티(c)에서 경화된 성형품과 런너 내에서 경화된 수지성형체가 상코어(10)측에서 이탈되고, 금형의 가동측이 고정측과 완전히 형개되면 이젝트핀(e)에 의하여 캐비티(c)내의 성형품 및 런너 내의 수지성형체를 상호 분리시키면서 중앙하코어(20)로 부터 이탈시키게 된다.
그런데, 이러한 종래의 금형은 형개시중에 중앙하코어(20)를 중심으로 방사상으로 배치된 일련의 슬라이드코어(40)가 동시에 금형의 외측방향으로 후퇴하게 되는데, 이때 성형품으로 사출되는 케이지(1)의 포켓(5)에 위치한 슬라이드코어(40)의 선단이 포켓(5)의 좁은 개구부를 억지로 빠져나오면서 케이지(1)의 리브(4)에 스트레스를 주게 된다. 따라서 사출성형된 케이지(1)의 치수가 불안정하고 케이지(1)의 리브(4)에 내부응력이 발생되어 케이지(1)의 수명을 단축시키는 폐단이 있었다.
그리고, 종래에는 슬라이드코어(40)를 동작시키기 위하여 상술한 바와같이슬라이드코어(40)의 후단부에 경사상의 홀(40d)을 형성하고, 이 홀(40d)에는 상측경사코어(11)에 고정된 앵귤러핀(40a)을 끼워야 하며, 슬라이드용 스프링(40c)을 구비하여 하측경사코어(C1)에 대하여 슬라이드코어(40)를 탄지시킨 구조로서 부품수가 많아서 금형구조가 복잡할 뿐만 아니라 홀(40d)가공 및 스프링홈을 형성하여야 하므로 금형의 가공공수가 많은 단점이 있었다.
또한, 종래의 금형은 가동측 고정판(80) 둘레에 복수개의 코일스프링(100)을 장착하여 금형의 형개시 가동측 베이스플레이트(90)를 탄지시켜 슬라이드코어(40)를 후진시켜주는 역할을 하고 있으나, 코일스프링(100)이 가동측베이스플레이트 (90)를 균형있게 지지하여주지 못함으로 슬라이드코어(40)가 원활하게 후진되지 못하는 폐단이 있었다.
이러한 종래의 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 다음과 같다.
첫째, 형개시중에 중앙하코어를 중심으로 방사상으로 배치된 일련의 슬라이드코어가 시차를 두고 후퇴동작을 하도록 함으로서 사출되는 케이지의리브에 스트레스를 주지 않고 슬라이드코어의 선단이 케이지의 포켓으로 부터 원활하게 빠져나갈 수 있도록 하는데 있다.
둘째, 슬라이드코어를 동작시키기 위한 코어구조를 개선하여 부품수를 줄여서 콤팩트(COMPACT)한 구조로 조립할 수 있도록 함과 동시에 금형의 가공공수를 대폭 줄일 수 있도록 하는데 있다.
세째, 가동측 고정판 둘레에 복수개의 코일스프링을 장착함과 동시에 코일스프링에 의한 불안정한 작동을 기구적으로 보완하여 슬라이드코어의 후진동작이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는데 있다.
도 1은 합성수지재로 된 일반적인 롤러타입의 베어링용 케이지의 사시도.
도 2는 도 1의 케이지를 수평으로 절단한 상태의 일부 확대 단면도.
도 3은 도 1에 도시한 케이지를 사출성형하기 위한 종래의 사출성형용 금형의 단면도.
도 4는 도 3의 A-A선 단면도.
도 5는 도 1에 도시한 케이지를 사출성형하기 위한 본 발명에 따른 사출성형용 금형의 단면도.
도 6은 도 5의 B-B선 단면도.
도 7은 도 5에 도시한 하측경사코어의 사시도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1; 케이지 2; 상측환형부 3; 하측환형부 4; 리브
5; 포켓 10; 상코어 11; 상측경사코어 20; 중앙하코어
30; 저부하코어 40; 슬라이드코어 41; 가이드홈 42; 경사면
50; 하측제1사이드코어 60; 하측제2사이드코어 61; 가이드돌기
70; 고정판 71; 가이드축 80; 고정판 90; 베이스플레이트
100; 코일스프링 110; 풀러볼트 111; 헤드 C1; 하측경사코어
C2(C2a, C2b, C2c); 경사면 PL; 분할면
본 발명은, 분할면(PL)을 기준으로 상측에는 성형품의 상면을 성형하기 위한 상코어(10)가 장착되며, 분할면(PL)을 기준으로 하측에는 성형품의 내측면을 형성하기 위한 중앙하코어(20)와 성형품의 저면을 형성하기 위한 저부하코어(30)와 성형품의 외측면을 형성하기 위한 복수개의 슬라이드코어(40)가 장착되는 금형본체를 구비하며, 상기 복수개의 슬라이드코어(40)는 크랭크형으로서 금형의 고정측에 장착된 상측경사코어(11)와 금형의 가동측에 장착된 하측제1사이드코어(50)와 하측제2사이드코어(60)에 의하여 방사상으로 배치시킴으로서 롤러타입의 베어링용 케이지(1)를 성형할 때 사용하는 사출성형용 금형에 있어서,
상기 복수개의 슬라이드코어(40)의 후단부 저면에는 각각 길이방향으로 가이드홈(41)을 형성하고 상기 하측제2사이드코어(60)의 상면에는 상기 가이드홈(41)에 끼워지는 복수개의 가이드돌기(61)를 방사상으로 형성하여 상기 슬라이드코어(40)가 가이드돌기(61)를 따라 슬라이딩될 수 있도록 하며, 상단 외주면에 있는 경사면(C2)이 상기 복수개의 슬라이드코어(40)의 하측 경사면(42)과 접촉되도록 상기 저부하코어(30)의 외주면에 삽입되는 하측경사코어(C1)를 구비하여 상기 슬라이드코어(40)를 후퇴시키는 작용을 할 수 있도록 하되, 상기 하측경사코어(C1)의 경사면(C2)을 상기 슬라이드코어(40)의 갯수만큼 등분하고 등분된 경사면(C2)은 인접된 경사면(C2)과 깊이를 달리하여 형성함으로서 금형의 형개시에 상기 일련의 슬라이드코어(40)가 시차를 두고 후퇴동작을 하도록 한 것에 그 특징이 있다.
본 발명의 또다른 특징은, 상기 가동측 고정판(80) 둘레에 복수개의 코일스프링(100)을 장착하여 상기 하측경사코어(C1)의 저면을 탄지시킬 수 있도록 함과 동시에, 상단이 상기 가동측 고정판(80)을 통하여 상기 고정측 고정판(70)에 고정되며 하단에 헤드(111)를 갖는 풀러볼트(110)를 구비하여, 금형의 형개시 상기 풀러볼트(110)에 의하여 가동측 베이스플레이트(90)가 전후진 하는 동안에 가동측 베이스플레이트(90)를 균형있게 지지하여 줄 수 있도록 한 것에 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 5는 도 1에 도시한 케이지를 사출성형하기 위한 본 발명에 따른 사출성형용 금형의 단면도이고, 도 6은 도 5의 B-B선 단면도이며, 도 7은 도 5에 도시한 하측경사코어의 사시도이다. 그리고 도면에서 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하기로 한다.
도 5에서, 분할면(PL)을 기준으로 상측에는 성형품의 상면을 성형하기 위한 상코어(10)가 장착되며, 분할면(PL)을 기준으로 하측에는 성형품의 내측면을 형성하기 위한 중앙하코어(20)와 성형품의 저면을 형성하기 위한 저부하코어(30)와 성형품의 외측면을 형성하기 위한 복수개의 슬라이드코어(40)가 장착되는 금형본체를 구비하고 있다.
상기한 슬라이드코어(40)는 케이지(1)에 형성되는 포켓(5)의 갯수와 일치하도록 마련되는 것으로, 크랭크형으로서 금형의 고정측에 장착된 상측경사코어(11)와 금형의 가동측에 장착된 하측제1사이드코어(50)와 하측제2사이드코어(60)에 의하여 방사상으로 배치된다.
본 발명에 따르면, 도 6에 도시한 바와같이, 각각의 슬라이드코어(40)의 후단부 저면에는 각각 길이방향으로 가이드홈(41)을 형성하고 하측제2사이드코어(60)의 상면에는 상기한 가이드홈(41)에 끼워지는 복수개의 가이드돌기(61)를 방사상으로 형성하여 슬라이드코어(40)가 가이드돌기(61)를 따라 슬라이딩될 수 있도록 하고 있다.
그리고, 본 발명에 구비되는 하측경사코어(C1)는 그 상단 외주면에 경사면(C2)을 형성하여 복수개의 슬라이드코어(40)의 하측 경사면(42)과 접촉되도록 저부하코어(30)의 외주면에 삽입됨으로 금형의 형개시에 하측경사코어(C1)의 상승력으로 슬라이드코어(40)가 후퇴하게 된다.
한편, 도 5에서 예시한 경사코어와 슬라이드코어(40)는 성형작업시 가열되는 금형의 열팽창에 의하여 눌러붙음현상을 방지할 수 있도록 최소공차를 0.5~1.0mm로 제작하는 것이 바람직하다.
도 7에서, 하측경사코어(C1)의 경사면(C2)은 슬라이드코어(40)의 갯수만큼 등분하고 각각의 경사면(C2a,C2b,C2c)은 인접된 면과 깊이를 달리하여 형성한 것으로, 금형의 형개시에 하측경사코어(C1)과 상호작용하여 일련의 슬라이드코어(40)가 시차를 두고 슬라이드된다. 예시된 하측경사코어(C1)의 최외곽 경사면(C2a)과 슬라이드코어(40)와의 공차는 0.5mm이고, 이 최외곽의 경사면(C2a)을 기준으로 차례로 0.5, 1.0mm 깊이의 단차를 주었다. 따라서, 하측경사코어(C1)의 경사면(C2)과 슬라이드코어(40)와의 공차는 0.5mm, 1.0mm, 또는 1.5mm의 공차를 갖는다.
본 발명에 따르면, 가동측 고정판(80) 둘레에 복수개의 코일스프링(100)을 장착하여 하측경사코어(C1)의 저면을 탄지시킬 수 있도록 하고 있다.
그리고, 본 발명에 따른 풀러볼트(110)는 가동측 고정판(80) 및 가동측 베이스플레이트(90)에 수직방향으로 관통공(81)을 형성하고, 이 관통공(81)을 통하여 고정측 고정판(80)(70)의 가이드축(71) 하단에 체결되어 있다. 상기한 풀러볼트(110)는 하단에 직경이 큰 헤드(111)를 형성하고 있으므로 금형의 형개시 슬라이드코어(40)가 거의 후퇴되었을 때 베이스플레이트(90)의 균형을 잡아서 슬라이드코어(40)의 후진동작을 확실하게 하는 역할을 하는 것으로, 이하 본 발명의 작동설명을 통하여 상세히 설명하고자 한다.
도 1에 도시한 바와같은 케이지(1)를 사출성형할 때에는, 도 5에 도시한 바와같이, 금형의 고정측과 가동측이 형합된 상태에서 금형본체 내의 캐비티(c)에 용융수지를 충진시킨후, 캐비티(c) 내의 용융수지가 경화된 다음, 도면상에서 분할면(PL)을 기준으로 가동측이 하방으로 이동하면, 압축되어 있던 코일스프링(100)이 이완되면서 가동측 베이스플레이트(90)가 상승된다. 이와동시에 하측경사코어(C1)가 저부하코어(30)의 외경을 따라 상승되므로 일련의 슬라이드코어(40)가 하측제2가이드코어(60)상에 방사상으로 배치된 가이드돌기(61)에 가이드되어 외측방향으로 슬라이딩된다. 이때, 본 발명에 따른 슬라이드코어(40)는 다단으로 형성된 하측경사코어(C1)의 경사면(C2)에 의하여 인접된 슬라이드코어(40)와 시차를 두고 후퇴하게 된다. 따라서, 성형품으로 사출되는 케이지(1)의 포켓(5)에 위치한 슬라이드코어(40)의 선단이 포켓(5)의 좁은 개구부를 순차적으로 빠져 나오게 됨으로 리브(4)가 스트레스를 받지 않는다.
한편, 분할면(PL)을 기준으로 가동측이 하방으로 이격됨에 따라 상대적으로 풀러볼트(110)의 헤드(111)는 가동측 고정판(80)의 관통공(81)에 집입되며, 코일스프링(100)이 어느정도 이완되어 슬라이드코어(40)가 거의 후진되었을 때 풀러볼트(110)의 헤드(111)가 가동측 베이스플레이트(90)의 저면에 걸리게 된다. 이때부터 베이스플레이트(90)가 풀러볼트(110)에 수평으로 정확하게 지지되므로 코일스프링(100)이 이완되는 동안에 슬라이드코어(40)의 후진동작을 확실하게 하게 끝마치게 된다.
이후, 금형의 형개동작이 완료되면 캐비티(c)에서 경화된 성형품과 런너 내에서 경화된 수지성형체가 상코어(10)측에서 이탈되고, 금형의 가동측이 고정측과 완전히 형개되면 이젝트핀(e)에 의하여 성형품 및 수지성형체를 상호 분리시키면서 중앙하코어(20)로 부터 이탈시키게 되므로 소망하는 케이지(1)가 압출성형된다.
상술한 바와같이, 본 발명은 하측경사코어(C1)의 경사면(C2)을 원주방향을 따라 여러단으로 형성하여 중앙하코어(20)를 중심으로 방사상으로 배치된 일련의 슬라이드코어(40)가 시차를 두고 후퇴동작을 하게됨으로 슬라이드코어(40)의 선단이 사출되는 케이지(1)의 리브(4)에 스트레스를 주지 않고 케이지(1)의 포켓(5) 내부로부터 원활하게 빠져나가게 된다. 따라서, 종래의 금형과 대비하여 볼때 사출성형된 케이지(1)의 치수가 안정되고 케이지(1)의 리브(4)에 내부응력으로 인한 케이지(1)의 수명단축을 방지할 수 있다.
그리고, 종래와 같이 슬라이드코어(40)를 동작시키기 위한 앵귤러핀(40a) 및 가이드레일(40b)을 구비할 필요가 없으며 스프링홈 및 홀가공 등을 할 필요가 없으므로 본 발명에 따른 금형은 가공공수를 대폭 줄일 수 있으며 콤팩트한 구조로 조립되는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 구비되는 풀러볼트(110)가 금형의 형개시에 가동측 베이스플레이트(90)를 균형있게 지지할 수 있도록 하고 있으므로 금형의 작동이 안정적이고 슬라이드코어(40)가 후진동작이 원활하게 이루어지는 장점이 있다.

Claims (2)

  1. 분할면(PL)을 기준으로 상측에는 성형품의 상면을 성형하기 위한 상코어(10)가 장착되며, 분할면(PL)을 기준으로 하측에는 성형품의 내측면을 형성하기 위한 중앙하코어(20)와 성형품의 저면을 형성하기 위한 저부하코어(30)와 성형품의 외측면을 형성하기 위한 복수개의 슬라이드코어(40)가 장착되는 금형본체를 구비하며, 상기 복수개의 슬라이드코어(40)는 크랭크형으로서 금형의 고정측에 장착된 상측경사코어(11)와 금형의 가동측에 장착된 하측제1사이드코어(50)와 하측 제2사이드코어(60)에 의하여 방사상으로 배치시킴으로서 롤러타입의 베어링용 케이지(1)를 성형할 때 사용하는 사출성형용 금형에 있어서,
    상기 복수개의 슬라이드코어(40)의 후단부 저면에는 각각 길이방향으로 가이드홈(41)을 형성하고 상기 하측제2사이드코어(60)의 상면에는 상기 가이드홈(41)에 끼워지는 복수개의 가이드돌기(61)를 방사상으로 형성하여 상기 슬라이드코어(40)가 가이드돌기(61)를 따라 슬라이딩될 수 있도록 하며, 상단 외주면에 있는 경사면(C2)이 상기 복수개의 슬라이드코어(40)의 하측 경사면(42)과 접촉되도록 상기 저부하코어(30)의 외주면에 삽입되는 하측경사코어(C1)를 구비하여 상기 슬라이드코어(40)를 후퇴시키는 작용을 할 수 있도록 하되, 상기 하측경사코어(C1)의 경사면(C2)을 상기 슬라이드코어(40)의 갯수만큼 등분하고 등분된 경사면(C2)은 인접된 경사면(C2)과 깊이를 달리하여 형성함으로서 금형의 형개시에 상기 일련의 슬라이드코어(40)가 시차를 두고 후퇴동작하는 것을 특징으로 하는 사출성형용 금형.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가동측 고정판(80) 둘레에 복수개의 코일스프링(100)을 장착하여 상기 하측경사코어(C1)의 저면을 탄지시킬 수 있도록 함과 동시에, 상단이 상기 가동측 고정판(80)을 통하여 상기 고정측 고정판(70)에 고정되며 하단에 헤드(111)를 갖는 풀러볼트(110)를 구비하여, 금형의 형개시 상기 풀러볼트(110)가 가동측 베이스플레이트(90)를 균형있게 지지하여 줄 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 사출성형용 금형.
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