KR100324574B1 - 사출성형용 금형 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사출성형법에 의하여 합성수지재로 된 베어링용 케이지를 성형할 때 사용하는 사출성형용 금형에 관한 것으로, 특히 허브류 케이지를 성형할 때 사용되는 사출성형용 금형에 관한 것이다.
본 발명은 캐비티(11)를 회피하여 상코어(10)의 형합면 중앙에 오목부(14)를 형성함으로서 하코어(20)에 대하여 상코어(10)가 접촉되는 면적을 축소하여 상코어(10)와 하코어(20)의 형합시에 면접상태를 양호하게 하면서 캐비티(11) 내에 충진된 용융수지에서 발생된 가스가 상코어(10)에 형성된 오목부(14)로 도피될 수 있으므로 성형품(1)에 기공이 생김으로 인한 성형불량을 방지하게 된다. 그리고, 하코어(20)측 캐비티형성부(21)의 양쪽면 하단부에 형성된 언더컷형성부(23)에 의하여 성형품(1)의 유지부(1a)에 형성되는 에지(1b)에 의하여 볼을 확실히 잡아주게 된다. 또한, 상코어(10)측 캐비티(11)의 개구부와 대응하는 하코어(20)측 캐비티형성부(21)의 외측 기저부(22)를 따라 캐비티(11)쪽으로 연장되게 형성된 돌출부(24)가 캐비티(11)에 충진된 용융수지가 분할면을 따라 유출되는 것을 차단시켜줌으로 결과적으로 성형품(1)에 버(burr)가 생기는 형상을 방지하게 된다.

Description

사출성형용 금형{Metal mold for a injection molding}
본 발명은 사출성형법에 의하여 합성수지재로 된 베어링용 케이지를 성형할 때 사용하는 사출성형용 금형에 관한 것으로, 특히 허브류 케이지를 성형할 때 사용되는 사출성형용 금형에 관한 것이다.
일반적으로 사출성형기에 사용되는 금형은 분할가능한 상코어와 하코어를 한쌍으로 구비하는 금형본체를 보유하고 있다.
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 종래의 일반적인 플라스틱 베어링용 허브류 케이지를 사출성형한 사출성형용 금형에 구비되는 금형본체의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 금형본체의 캐비티를 따라 원주방향으로 절단한 상태의 측단면도이고, 도 3은 도 1에 도시한 종래의 금형으로 성형된 성형품인 허브류 케이지의 측면도이다.
도 1에서, 상코어(10)와 하코어(20)가 분할면(PL3)의 위치에서 변위될 수 있도록 면접되어 있다. 도면에서 캐비티(11)가 상코어(10)의 내부에 형성되어 있고, 런너(12)와 게이트(13)는 분할면(PL1)에 대하여 직각방향으로 형성되어 있어 용융수지를 캐비티(11)의 상부로 유동시킬 수 있도록 하고 있다. 이와같이 분할면(PL3)에 대하여 직각인 방향으로 캐비티(11) 내로 수지를 사출하도록 설치되는 게이트(13)는 핀포이트게이트(13)로 호징되며, 도면에 나타내지는 않았지만 분할면(PL3)의 용융수지를 캐비티(11)의 측면으로 사출하도록 설치되는 게이트는 서브마린게이트 또는 터널게이트로 호칭된다.
이러한 금형본체는 형틀체결기구에 의하여 체결되어 사출성형되며, 복수개의 성형품(1)을 동시에 얻고자할 경우에는 복수개의 캐비티(11)를 형성하고 이들 캐비티(11)는 런너(12)를 통하여 금형의 상단 중앙에 있는 스풀에 접속된다.
이와같은 금형을 이용하여 성형을 행하는 경우에는, 금형본체 내로 용융수지를 사출하여 런너(12)와 게이트(13)를 통하여 캐비티(11) 내로 주입하고, 주입된 용융수지는 런너(12) 및 게이트(13)를 통하여 캐비티(11) 내로 충진됨으로서 수지성형체를 형성한다. 이 수지성형체는 캐비티(11) 내에서 경화된 성형품(1)과 함께 게이트(13), 런너(12), 및 도시하지 않은 스프루에서 경화된 수지가 연결된 상태로 경화된다.
이후, 런너(12) 내의 수지(2)를 금형본체의 상측 지지판(60)에 구속시킨 상태에서 제1분할면(PL1)을 기준으로 상코어(10)와 하코어(20)를 도면상에서 하방으로 변위시킴에 따라 게이트(13) 내의 수지성형체가 성형품(1)과 분리됨과 동시에 런너(12) 내의 수지(2)가 상코어(10)의 런너(12)로 부터 이탈된다.
다음에, 상측지지판(60)을 제2분할면(PL2)을 기준으로 하방으로 이동시켜 상측고정판(50)으로 부터 이격시킴으로서 상측지지판(60)에 구속된 런너(12) 및 게이트(13) 내의 수지(2)가 이형되고, 이형되는 수지(2)는 도시하지 않은 로보트 등에 의하여 금형으로 부터 끄집어 내게 된다.
그후, 상코어(10)를 정지시킨 상태에서 제3분할면(PL3)을 기준으로 하코어(20)를 하방으로 이동시켜서 성형품(1)을 상코어(10)의 캐비티(11)로부터 이탈시킨 다음, 이젝트핀(30)에 의하여 성형품(1)을 하코어(20)의 캐비티형성부(21)로 부터 이탈시키게 된다.
그러나, 종래의 상코어(10)와 하코어(20)를 구성하고 있는 사출성형용 금형본체는 다음과 같은 단점이 있었다.
첫째, 도 1에서와 같이, 종래의 사출성형용 금형의 상코어(10)와 하코어(20)는 캐비티(11)를 제외하고 전체적으로 면접되는 구조로 되어 있어서 상코어(10)와 하코어(20)의 면접상태가 불량하고, 이로 인하여 성형품(1)의 성형불량이 많이 발생하였다. 또한, 정밀가공에 의한 금형본체의 제작시 상코어(10)과 하코어(20)가 면접되는 부분에 요구되는 평탄도를 확보하기도 어려웠다.
둘째, 도 1에서, 종래에 금형본체를 구성하는 상코어(10)와 하코어(20)가 서로 형합된 상태에서 캐비티(11) 내에 충진된 용융수지에서 발생된 가스가 도피할 공간이 없어 성형품(1)에 기공(氣孔)이 생기는 등의 치명적인 성형불량을 초래하였다.
세째, 도 2 및 도 3에서, 종래의 하코어(20)에 있는 캐비티형성부(21)의 양쪽면이 수직으로 제작되고, 이 캐비티형성부(21)가 진입되는 상코어(10)의 캐비티(11)에서 형성되는 성형품(1)의 유지부(1a)가 U자 형으로 형성되므로 볼을 확실히 잡아주지 못하였다.
네째, 도 1에서, 종래의 하코어(20)에 형성된 캐비티형성부(21)의 외측 기저부(22)가 금형본체의 분할면(PL)과 동일한 위치에 있으므로 캐비티(11)에 충진된 용융수지가 분할면(PL)을 따라 유출되어 성형품(1)에 버(BURR)가 생기는 폐단이 있었다.
이러한 종래의 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 다음과 같다.
첫째, 종래의 상코어와 하코어가 형합시 접촉하는 면적을 축소하여 상코어와 하코어의 밀착성을 양호하게 하는데 있다.
둘째, 종래에 금형본체를 구성하는 상코어와 하코어가 서로 형합된 상태에서캐비티 내에 충진된 용융수지에서 발생된 가스가 도피할 공간을 마련하여 성형품에 기공(氣孔)이 생기는 것을 방지하는데 있다.
세째, 하코어에 있는 캐비티형성부의 양쪽면 하단부를 내향으로 언더컷가공을 함으로서 캐비티에서 형성되는 성형품의 유지부가 볼을 확실히 잡아줄 수 있는 형상으로 성형품의 유지부를 형성하는데 있다.
네째, 종래의 상코어측 캐비티의 개구부와 대응하는 하코어측 캐비티형성부의 외측 기저부를 캐비티쪽으로 연장시켜 캐비티에 충진된 용융수지가 분할면을 따라 유출되는 것을 방지하는데 있다.
도 1은 종래의 일반적인 플라스틱 베어링용 허브류 케이지를 사출성형한 사출성형용 금형에 구비되는 금형본체의 단면도.
도 2는 도 1에 도시한 금형본체의 캐비티를 따라 원주방향으로 절단한 상태의 측단면도.
도 3은 도 1에 도시한 종래의 금형으로 성형된 성형품인 허브류 케이지의 측면도.
도 4는 플라스틱 베어링용 허브류 케이지를 사출성형하기 위하여 본 발명의 사출성형용 금형에 구비되는 금형본체의 단면도.
도 5는 도 4에 도시한 금형본체의 케이지를 따라 원주방향으로 절단한 상태의 측단면도.
도 6은 본 발명에 따른 금형으로 성형된 성형품인 허브류 케이지의 측면도.
도 7은 본 발명에 따른 금형본체가 사출성형용 금형에 설치된 상태의 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1; 성형품 1a; 유지부 1b; 에지 10; 상코어
10a; 외측벽면 11; 캐비티 12; 런너 13; 게이트
14; 오목부 20; 하코어 21; 캐비티형성부
22; 외측 기저부 23; 언더컷형성부 24; 돌출부 30; 이젝트핀
40; 스프루부시 41; 스프루 50; 상측 고정판
51; 고정핀 60; 상측지지판 PL; 분할면 PL1; 제1분할면
PL2; 제2분할면 PL3; 제3분할면
분할가능하게 설치된 상코어(10)와 하코어(20)를 보유하는 금형본체를 구비하며, 상기 상코어(10)에는 성형품(1)의 형태에 상응하는 형태로 상기 하코어(20)의 형합면과 접하도록 형성된 캐비티(11)와 이 캐비티(11)로 사출되는 용융수지를 흐르게 하기 위하여 수직방향으로 형성된 런너(12)와 이 런너(12)의 하단과 상기 캐비티(11)를 연통되게 연결하는 핀포인트형 게이트(13)가 형성되어 베어링용 허브류 케이지를 성형하기 위한 통상의 사출성형용 금형에 있어서,
본 발명의 첫번째 특징은 캐비티(11)를 회피하여 상코어(10)의 형합면 중앙에 오목부(14)를 형성하여 하코어(20)에 대하여 상코어(10)가 접촉되는 면적을 축소함과 동시에 캐비티(11) 내에 충진된 용융수지에서 발생된 가스가 도피할 수 있도록 한 것이다.
본 발명의 두번째 특징은 하코어(20)측 캐비티형성부(21)의 양쪽면 하단부에 언더컷형성부(23)를 형성함으로서 성형품(1)의 유지부(1a)가 볼을 확실히 잡아줄 수 있도록 한 것에 있다.
본 발명의 세번째 특징은 상코어(10)측 캐비티(11)의 개구부와 대응하는 하코어(20)측 캐비티형성부(21)의 외측 기저부(22)를 따라 캐비티(11)쪽으로 연장되는 돌출부(24)를 형성하여 캐비티(11)에 충진된 용융수지가 분할면(PL)을 따라 유출되는 것을 방지한 것에 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 4는 플라스틱 베어링용 허브류 케이지를 사출성형하기 위하여 본 발명의 사출성형용 금형에 구비되는 금형본체의 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시한 금형본체의 케이지를 따라 원주방향으로 절단한 상태의 측단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 금형으로 성형된 성형품인 허브류 케이지의 측면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 금형본체가 사출성형용 금형에 설치된 상태의 단면도이다.
도 4에 도시한 바와같이, 본 발명에 따른 사출성형용 금형은 분할가능하게 설치된 상코어(10)와 하코어(20)를 보유하는 금형본체를 구비하고있다.
상기 상코어(10)에는 성형품(1)의 형태에 상응하는 형태로 상기 하코어(20)의 형합면과 접하도록 형성된 캐비티(11)와 이 캐비티(11)로 사출되는 용융수지를 흐르게 하기 위하여 수직방향으로 형성된 런너(12)와 이 런너(12)의 하단과 상기 캐비티(11)를 연통되게 연결하는 핀포인트형 게이트(13)가 형성되어 있다.
본 발명에 따른 오목부(14)는 캐비티(11)를 회피하여 상코어(10)의 형합면 중앙에 원형상으로 형성하고 있다. 예시한 오목부(14)의 깊이는 0.2mm이고 오목부(14)의 내경과 상코어(10)의 외경이 이루는 두께는 4mm이다. 물론 예시된 오목부(14)의 크기는 성형물의 규격과 성형조건에 따라 다양하게 설계변경할 수 있으며, 이 오목부(14)는 상코어(10)가 하코어(20)와 접촉하는 면적을 축소하여 밀착성을 향상시킴과 동시에 캐비티(11) 내의 용융수지에서 발생된 가스가 도피할 수 있는 공간으로 작용하게 된다.
도 5 및 도 6에서, 본 발명에 따른 언더컷형성부(23)는 하코어(20)에 원주방향을 따라 상향으로 돌출되게 형성된 캐비티형성부(21)의 양쪽면 하단부를 내향으로 형성한 것으로서, 이 언더컷형성부(23)에 의하여 성형된 성형품(1)의 유지부(1a)에는 에지(1b)가 형성된다. 즉, 에지(1b)부는 성형품(1)의 지름방향로 관통된 유지부(1a)를 대략 C자형으로 형성되게 함으로서 볼이 이탈되는 것을 저지하게 된다. 한편, 상기한 언더컷형성부(23)는 방전가공으로 정밀하게 가공하는 것이 바람직하며, 아울러 성형품(1)의 에지(1b)가 예리하게 형성되어 성형품(1)을 취급하는 작업자가 다치는 것을 방지할 수 있도록 언더컷형성부(23)의 단부를 라운딩처리하는 것이 바람직하다.
도 4에서, 본 발명에 따른 돌출부(24)는 상코어(10)측 캐비티(11)의 개구부와 대응하는 하코어(20)측 캐비티형성부(21)의 외측 기저부(22)를 따라 캐비티(11)쪽으로 연장되게 형성한 것으로, 이 돌출부(24)는 상코어(10)와 하코어(20)를 형합시켰을 때 상코어(10)측 캐비티(11)의 외측벽면(10d)과 일부 중첩되며, 캐비티형성부(21)의 기저부(22)는 분할면(PL)과 일치하지 않고 불연속적인 구조를 갖게 된다. 한편, 상기한 돌출부(24)의 형성에 의하여 캐비티형성부(21)가 상코어(10)의 캐비티(11)측으로 연장된 상태를 유지하게 됨으로 캐비티(11)의 높이는 실제 성형품(1)의 높이보다 돌출부(24)의 높이만큼 깊게 형성되어진다. 예시한 돌출부(24)의 높이는 기저부(22)로부터 1.85mm 이나 성형품(1)의 크기 등 사출조건에 따라 적절히 설계변경될 수 있다.
이러한 구조로 된 본 발명의 금형본체는 도 7에 도시한 바와같은 일반적인 사출성형용 금형의 내부에 설치되어 성형을 실시하게 된다.
성형을 실시할 때에는, 도면에 표시하지 않은 사출기의 사출노즐을 전진시켜서 스프루부시(40)의 스프루(41)를 통하여 용융수지를 사출한다. 이에따라 사출된 용융수지는 런너(12) 및 게이트(13)를 통하여 캐비티(11) 내로 충진된다. 수지를 사출한 후에는 게이트(13) 내의 수지(2)가 경화될 때까지 압력을 유지한 후, 우선 상코어(10)와 하코어(20)를 동시에 상측지지판(60)으로 부터 하방으로 이동시킨다. 즉, 도면상에서 금형본체는 제1분할면(PL1)을 기준으로 이동되며, 런너(12) 및 게이트(13) 내에서 경화된 수지(2)는 고정핀(51)의 하단부에서 구속된 상태로 있으므로 캐비티(11) 내에서 경화된 성형품(1)이 게이트(13)를 분할점으로 하여 상호 분리된다.
이후, 제2분할면(PL2)을 기준으로 상측지지판(60)을 하방으로 이동시켜 상측고정판(50)으로 부터 이격시킴으로서 상측지지판(60)에 구속된 런너(12) 및 게이트(13) 내의 수지(2)가 이형되고, 이형되는 수지(2)는 도시하지 않은 로보트 등에 의하여 금형으로 부터 끄집어 내게 된다.
그후, 금형본체 내에 있는 성형품(1)은 하코어(20)를 제3분할면(PL3)을 기준으로 하방으로 이동시켜 상코어(10)로 부터 이격시키면 성형품(1)은 캐비티(11) 내에서 분리되어 캐비티(11)성형부에 부착된 상태를 유지하게 된다. 캐비티형성부(21)에 부착된 성형품(1)은 이젝트핀(30)에 의하여 이형시키게 된다.
상술한 바와같이, 본 발명은 캐비티(11)를 회피하여 상코어(10)의 형합면 중앙에 오목부(14)를 형성하고 있으므로 하코어(20)에 대하여 상코어(10)가 접촉되는 면적을 축소되는 구조를 갖게 된다. 따라서 상코어(10)와 하코어(20)의 면접상태가 양호해져 성형품(1)의 성형불량을 방지할 수 있으며 상코어(10)와 하코어(20)의 제작시 금형본체가 요구되는 평탄도를 용이하게 확보할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 금형본체의 캐비티(11) 내에 충진된 용융수지에서 발생된 가스가 상코어(10)에 형성된 오목부(14)로 도피될 수 있으므로 성형품(1)에 기공이 생기는 등의 성형불량을 방지하게 된다.
그리고, 하코어(20)측 캐비티형성부(21)의 양쪽면 하단부에 형성된 언더컷형성부(23)에 의하여 형성된 성형품(1)의 유지부(1a)측 에지(1b)가 볼을 확실히 잡아주게 된다.
또한, 상코어(10)측 캐비티(11)의 개구부와 대응하는 하코어(20)측 캐비티형성부(21)의 외측 기저부(22)를 따라 캐비티(11)쪽으로 연장되게 형성된 돌출부(24)가 캐비티(11)에 충진된 용융수지가 분할면(PL)을 따라 유출되는 것을 차단시켜줌으로 성형품(1)에 버가 생기는 형상을 방지하게 된다.

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 분할가능하게 설치된 상코어(10)와 하코어(20)를 보유하는 금형본체를 구비하며, 상기 상코어(10)에는 성형품(1)의 형태에 상응하는 형태로 상기 하코어(20)의 형합면과 접하도록 형성된 캐비티(11)와 이 캐비티(11)로 사출되는 용융수지를 흐르게 하기 위하여 수직방향으로 형성된 런너(12)와 이 런너(12)의 하단과 상기 캐비티(11)를 연통되게 연결하는 핀포인트형 게이트(13)가 형성되어 베어링용 허브류 케이지를 성형하기 위한 통상의 사출성형용 금형에 있어서,
    상기 하코어(20)측 캐비티형성부(21)의 양쪽면 하단부에 언더컷형성부(23)를 형성함으로서 성형품(1)의 유지부(1a)가 볼을 확실히 잡아줄 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 사출성형용 금형.
  3. 분할가능하게 설치된 상코어(10)와 하코어(20)를 보유하는 금형본체를 구비하며, 상기 상코어(10)에는 성형품(1)의 형태에 상응하는 형태로 상기 하코어(20)의 형합면과 접하도록 형성된 캐비티(11)와 이 캐비티(11)로 사출되는 용융수지를 흐르게 하기 위하여 수직방향으로 형성된 런너(12)와 이 런너(12)의 하단과 상기 캐비티(11)를 연통되게 연결하는 핀포인트형 게이트(13)가 형성되어 베어링용 허브류 케이지를 성형하기 위한 통상의 사출성형용 금형에 있어서,
    상기 상코어(10)측 캐비티(11)의 개구부와 대응하는 하코어(20)측 캐비티형성부(21)의 외측 기저부(22)를 따라 캐비티(11)쪽으로 연장되는 돌출부(24)를 형성하여 캐비티(11)에 충진된 용융수지가 분할면을 따라 유출되는 것을 방지한 것을 특징으로 하는 사출성형용 금형.
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