KR100302987B1 - 사출성형용 금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사출성형법에 의하여 플라스틱 등의 합성수지재 볼베어링용 케이지를 성형할 때 사용하는 사출성형용 금형에 관한 것이다.

본 발명은 제품의 후변형을 감안하여 케이지(1)의 내측면과 외측면을 형성하는 사출성형용 금형본체의 사이드코어(30) 및 하코어(40)의 캐비티형성면(31,41)에 구배(θ)를 두어 소망하는 형태의 케이지(1)를 얻을 수 있도록 한 것이다. 따라서 본 발명에 의한 금형에 의하여 후변형에 의한 성형불량 없이 정밀한 볼베어링용 플라스틱 케이지(1)를 생산할 수 있다.

Description

사출성형용 금형{Metal mold for a injection molding}

본 발명은 사출성형법에 의하여 플라스틱 등의 합성수지재 볼베어링용 케이지를 성형할 때 사용하는 사출성형용 금형에 관한 것이다.

일반적으로 사출성형기에 사용되는 금형은 분할가능한 한개 또는 복수개의 상코어와 하코어를 한쌍으로 구비하는 금형본체를 보유하고 있다.

이 금형본체의 내부에는 성형품의 형상에 상응하는 모양으로 형성되어 용융수지가 충전되는 캐비티와, 이 캐비티를 향하여 용융수지를 흐르게 하는 런너와, 이 런너를 통과한 용융수지를 캐비티 내부로 사출시키는 게이트가 형성된다.

도 1은 일반적인 플라스틱 케이지를 사출성형하기 위한 금형의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 금형에 의하여 사출성형된 직후의 볼베어링용 플라스틱 케이지의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시한 볼베어링용 플라스틱 케이지가 사출성형된 후 경화되면서 변형되는 상태를 나타낸 단면도이다.

도 1에서, 플라스틱 케이지(1)를 성형하기 위한 금형본체는 상코어(10)와 사이드코어(30)와 하코어(40)로 대별되며, 케이지(1)에 살빼기홈(5)을 형성하기 위한 살빼기코어(20)가 더 구비될 수 있다.

도 1에 도시한 바와같이, 분할면(PL)을 기준으로 상측에는 상코어(10)의 외주면에 살빼기코어(20)와 사이드코어(30)가 차례로 조립되고, 분할면(PL)의 하측에는 하코어(40)가 조립된다.

도면에서 캐비티(C)는 금형본체의 내부에 형성되어 있으며, 런너(R)는 분할면(PL)을 따라 형성되어 있으며, 게이트(G)는 상코어(10)의 측면에 형성되어 있다.

이와같이, 용융수지가 캐비티(C)의 측면으로 충진되도록 하는 게이트(G)를 서브마린게이트 또는 터널게이트로 호징된다.

이러한 금형본체는 형틀체결기구에 의하여 체결되어 사출성형되며, 복수개의 성형품, 즉 케이지(1)를 동시에 얻고자할 경우에는 복수개의 금형본체를 구비하고 이들 금형본체에 있는 캐비티(C)는 런너(R)를 통하여 금형의 상단 중앙에 있는 스푸루(S)와 연통된다.

미설명 부호 B는 케이지(1)의 볼포켓(4)을 형성하기 위하여 하코어(40)에 조립되는 '볼코어'이다.

이와같은 금형을 이용하여 성형을 행하는 경우에는 금형본체의 런너(R)와 게이트(G)를 통하여 용융수지를 캐비티(C) 내로 충진시킴으로서 성형품이 형성되며, 캐비티(C) 내의 성형품은 게이트(G), 런너(R)와 연결된 상태로 동시에 경화된다.

이후, 금형의 가동측이 하방으로 변위됨에 따라 성형품은 런너(R)와 스푸루(S)에 있는 수지와 함께 금형의 하코어(40)측에 구속된 상태로 동시에 이동된다.

금형이 완전히 형개된 후에는 이젝트핀(E)에 의하여 성형품과 수지체를 분리시킴과 동시에 하코어(40)에서 이탈시키게 된다.

그런데, 종래의 금형은 케이지(1)의 외측면과 내측면을 형성하기 위한 사이드코어(30)의 캐비티성면(31)과 하코어(40)의 캐비티형성면(41)이 수직으로 되어 있기 때문에 케이지(1)의 사출성형직후에는, 도 2에 도시한 바와같이 정상적인 형태의 케이지(1)를 얻을 수 있다.

그러나, 케이지(1)가 상온(常溫)에서 완전히 냉각되면 도 3에 도시한 바와같이 변형되어 성형불량을 초래하였다.

즉, 도 3에서와 같이, 케이지(1)의 상단부인 환형부(2)는 연속적인 고리형태를 취하고 있으나 환형부(2)의 하측에 형성되는 여러개의 돌출부(3)는 자유로운 상태로 있기 때문에 제품성형후 케이지(1)의 돌출부(3)가 수축되면서 케이지(1)의 중심방향(P방향)으로 휨변형되어 소망하는 형태의 케이지(1)를 얻을 수 없었다.

이러한 점을 감안한 본 발명의 목적은, 제품의 후변형을 감안하여 이를 보정할 수 있도록 케이지의 내측면과 외측면을 형성하는 금형본체의 사이드코어와 하코어의 캐비티형성면을 적당한 각도로 구배를 주어 소망하는 형태의 케이지를 얻을수 있도록 하는데 있다.

도 1은 일반적인 플라스틱 케이지를 사출성형하기 위한 금형의 단면도.

도 2는 도 1에 도시한 금형에 의하여 사출성형된 직후의 볼베어링용 플라스틱 케이지의 사시도.

도 3은 도 2에 도시한 볼베어링용 플라스틱 케이지가 사출성형된 후 경화되면서 변형되는 상태를 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 플라스틱 케이지를 사출성형하기 위한 금형의 단면도.

도 5는 도 4에 도시한 금형에 의하여 사출성형된 직후의 볼베어링용 플라스틱 케이지의 사시도.

도 6은 도 5에 도시한 볼베어링용 플라스틱 케이지가 사출성형된 후 경화되면서 소망하는 형태로 변형되는 상태를 나타낸 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1; 케이지 2; 환형부 3: 돌출부 4; 포켓

5; 살빼기홈 10; 상코어 20; 살빼기코어 30; 사이드코어

31; 캐비티형성면 40; 하코어 41; 캐비티형성면 PL; 분할면

B; 볼코어 C; 캐비티 R; 런너 G; 게이트

S; 스푸루 E; 이젝트핀 θ; 구배

본 발명의 구성상 특징은, 볼베어링용 플라스틱 케이지(1)를 성형하기 위하여, 분할면(PL)을 기준으로 상측에는 상코어(10)와 이 상코어(10)의 외주면에 살빼기코어(20)와 사이드코어(30)가 차례로 조립되고 분할면(PL)의 하측에는 하코어(40)가 조립되어 캐비티(C)를 형성하는 금형본체를 구성하며, 상기 사이드코어(30)는 케이지(1)의 외측면을 형성하기 위한 캐비티형성면(31)이 형성되고, 상기 하코어(40)는 케이지(1)의 내측면을 형성하기 위한 캐비티형성면(41)이 형성된 사출성형용 금형에 있어서, 상기 사이드코어(30)와 하코어(40)의 캐비티형성면(31,41)이 상측에서 하방으로 갈수록 금형본체의 분할면(PL)과 직각으로 교차되는 가상의 중심선을 기준으로 외향으로 구배(θ)지게 형성한 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 플라스틱 케이지를 사출성형하기 위한 금형의 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시한 금형에 의하여 사출성형된 직후의 볼베어링용 플라스틱 케이지의 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시한 볼베어링용 플라스틱 케이지가 사출성형된 후 경화되면서 소망하는 형태로 변형되는 상태를 나타낸 단면도이다. 그리고 도면에서 종래와 동일한 부분에 대하여는 종래와 동일한 부호를부여하기로 한다.

도 4에 도시한 바와같이, 분할면(PL)을 기준으로 상측에는 상코어(10)의 외주면에 살빼기코어(20)와 사이드코어(30)가 차례로 조립되고, 분할면(PL)의 하측에는 하코어(40)가 조립된다.

도면에서 캐비티(C)는 금형본체의 내부에 형성되어 있으며, 런너(R)는 분할면(PL)을 따라 형성되어 있으며, 게이트(G)는 상코어(10)의 측면에 형성되어 있다.

그리고, 금형본체는 도시하지 않은 형틀체결기구에 의하여 체결되어 사출성형되며, 금형본체에 있는 캐비티(C)는 런너(R)를 통하여 금형의 상단 중앙에 있는 스푸루(S)과 연통된다.

본 발명에 따르면, 사이드코어(30)와 하코어(40)의 캐비티형성면(31,41)이 상측에서 하방으로 갈수록 금형본체의 분할면(PL)과 직각으로 교차되는 가상의 중심선을 기준으로 외향으로 구배(θ)지게 함으로 금형에서 사출되는 성형품, 즉 케이지(1)는 캐비티(C)의 형태와 대응되는 형태로 사출된다.

예시한 바와같이 외경이 56mm, 살두께 3.5mm, 높이 4mm 인 베어링용 케이지(1)를 사출할 경우에 종래와 동일한 사출조건에서 상기한 캐비티형성면(31,41)의 구배(θ)는 3°정도로 하는 것이 바람직하며, 그중에서도 3°15′가 가장 바람직하였다.

한편, 상기한 캐비티형성면(31,41)의 구배(θ) 정도는 성형품의 크기와 살두께, 성형온도 등에 따라 차이가 있으므로 다양한 성형조건에 따라 적절히 설정하여야 할 것이다.

이와같은 금형을 이용하여 성형을 행하는 경우에는 종래와 동일한 방법으로 성형품을 사출성형하게 된다.

즉, 도 4에 도시한 바와같이, 본 발명에 따른 금형본체의 런너(R)와 게이트(G)를 통하여 용융수지를 캐비티(C) 내로 충진시킴으로서 캐비티(C) 내의 성형품은 게이트(G), 런너(R) 및 스푸루(S) 내에서 경화된 수지와 연결된 상태로 경화되도록 냉각된다.

이후, 금형의 가동측이 하방으로 변위됨에 따라 성형품은 런너(R)와 스푸루(S)에 있는 수지와 함께 금형의 고정측에 있는 하코어(40) 등에서 분리되어 하코어(40)측에 구속된 상태로 이동된 후, 이젝트핀(E)에 의하여 성형품과 수지체를 분리시킴과 동시에 하코어(40)의 캐비티(C)로 부터 이탈시키게 된다.

이와같이 사출된 케이지(1)는 금형본체 내의 캐비티(C) 형태와 일치됨으로 사출직후의 케이지(1)는, 도 5에 도시한 바와같이, 케이지(1)의 돌출부(3)가 외향으로 벌어지고 상대적으로 케이지(1)의 환형부(2)는 내향으로 기울어진 형태로서 사출성형 초기에는 비정상적인 형태를 갖추게 된다.

그러나, 케이지(1)가 상온(常溫)에서 시간이 경과하면서 완전히 냉각되면, 도 6에 도시한 바와같이, 환형부(2)의 하측에 있는 여러개의 돌출부(3)가 수축되면서 케이지(1)이 중심방향(P방향)으로 휨변형되어 소망하는 형태를 갖추게 된다. 즉, 케이지(1)가 완전히 냉각된 후에는 케이지(1)의 상면과 내외측면이 직각을 이루게 된다.

상술한 바와같이, 본 발명은 제품의 후변형을 감안하여 케이지(1)의 내측면과 외측면을 형성하는 사출성형용 금형본체의 사이드코어(30) 및 하코어(40)의 캐비티형성면(31,41)에 구배(θ)를 두어 소망하는 형태의 케이지(1)를 얻을 수 있도록 한 것으로, 본 발명에 의한 금형에 의하여 후변형에 의한 성형불량 없이 정밀한 볼베어링용 플라스틱 케이지(1)를 생산할 수 있는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 볼베어링용 플라스틱 케이지(1)를 성형하기 위하여, 분할면(PL)을 기준으로 상측에는 상코어(10)와 이 상코어(10)의 외주면에 살빼기코어(20)와 사이드코어(30)가 차례로 조립되고 분할면(PL)의 하측에는 하코어(40)가 조립되어 캐비티(C)를 형성하는 금형본체를 구성하며, 상기 사이드코어(30)는 케이지(1)의 외측면을 형성하기 위한 캐비티형성면(31)이 형성되고, 상기 하코어(40)는 케이지(1)의 내측면을 형성하기 위한 캐비티형성면(41)이 형성된 사출성형용 금형에 있어서,

   상기 사이드코어(30)와 하코어(40)의 캐비티형성면(31,41)이 상측에서 하방으로 갈수록 금형본체의 분할면(PL)과 직각으로 교차되는 가상의 중심선을 기준으로 외향으로 구배(θ)지게 형성한 것을 특징으로 하는 사출성형용 금형.
2. 제1항에 있어서,

   외경이 56mm, 살두께 3.5mm, 높이 4mm 인 베어링용 케이지(1)를 사출할 경우에 상기 캐비티형성면(31,41)의 구배(θ)가 3°인 것을 특징으로 하는 사출성형용 금형.