KR100344901B1 - 재활용 가능한 사출금형의 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 재활용 가능한 사출금형의 구조에 관한 것이다. 복수의 결합구멍을 주변에 가지고 탑 플레이트의 하면에 고정되며 중앙에 코어구멍이 관통 형성된 상부 홀더블록과, 상부 홀더블록의 코어구멍에 삽입되어 탑 플레이트에 고정되며 하면에 캐비티를 형성할 홈이 형성된 상부 코어와, 보텀 플레이트상에 스페이스 블록를 개재하여 고정되는 지지블록과, 상부 홀더블록의 결합구멍들에 끼워지는 가이드핀들을 가지고 지지블록상에 고정되며 중앙에 코어구멍이 관통 형성된 하부 홀더블록과, 하부 홀더블록의 코어구멍에 삽입되어 지지블록에 고정되며 상면에 캐비티를 형성할 홈이 형성된 하부 코어와, 탑 플레이트와 상부코어를 관통하도록 설치되어 캐비티에 대한 용융수지의 주입을 안내하는 스프루 부시 및 하방으로 탄성바이어스 되도록 설치되며 성형된 제품을 캐비티로부터 취출시키는 이젝터로 구성되며, 탑 플레이트와 상부 홀더블록 및 지지블록과 하부 홀더블록간에는 코터가 각각 구비된다. 본 발명은 코어들을 지지하는 상부 및 하부 홀더블록들에 볼트 구멍이나 냉각수 구멍 및 이젝트핀 구멍이 없어 코어를 제외한 나머지 몰드베이스 부분을 유사한 형태와 크기를 갖는 다른 제품의 생산금형에 간단히 재이용할 수 있게 된다.

Description

재활용 가능한 사출금형의 구조{a structure of injection mold for recycling}

본 발명은 사출금형(injection mold)에 관한 것으로서, 특히 코어(core)를 제외한 몰드베이스(mold base) 부분을 재사용할 수 있도록 된 재활용 가능한 사출금형의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 사출성형은 주로 열가소성(熱可塑性) 수지 원료를 사출실린더에 투입하여 용융시킨 뒤, 용융된 수지를 유압 플런저나 압출기의 스크류에 의해 금속제 형틀의 캐비티(cavity)로 밀어 넣어 냉각 경화시킴으로써 각종 플라스틱 제품을 제조하는 것을 말하는데, 이와 같은 사출성형에 사용되는 금속제 형틀을 특히 사출금형이라 칭한다.

이러한 사출금형은 예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 사출실린더(C)에 연결되는 상형(1)과, 복수의 가이드 핀(8b)에 의해서 상형(1)에 대해 상대이동 가능하게 조합되어 양자간에 제품성형용 캐비티(3)를 형성하는 하형(2)으로 이루어진다. 상형(1)은 탑 플레이트(4)의 하면에 상부코어(5a)를 삽입 지지하는 상부 홀더블록(5)이 고정되고, 캐비티(3)에 용융수지를 주입하기 위한 스프루 부시(sprue bush:6)가 탑 플레이트(4)와 상부 홀더블록(5) 및 상부코어(5a)를 관통하도록 설치되어 구성된다. 하형(2)은 하부코어(8a)를 삽입 지지하는 하부 홀더블록(8)이 스페이스 블록(7a)을 개재하여 보텀 플레이트(7)상에 고정되고, 스페이스 블록(7a)에 의해 형성된 공간에 제품 취출용 이젝트 핀(9a)을 지지하는 이젝트 플레이트(9)가 리턴스프링(return spring:9b)에 의해서 하방향으로 탄성바이어스(elastic bias) 되도록 설치되어 구성된다.

그런데, 이러한 종래의 사출금형은 상·하형(1)(2)의 코어(5a)(8a)와 홀더블록(5)(8)들이 각각 1:1로 대응되는 구조를 가지기 때문에 각 구성부품들의 재이용이 거의 불가능하며, 이로 인해 특정 제품의 생산이 지속되지 않을 경우 그 수명에 관계없이 창고에 보관되거나 고철로서 폐기처분될 수밖에 없었다. 즉, 사출금형은 상·하부 코어(5a)(8a)가 형성하는 캐비티(3)에 의해 제품의 형상이 결정되는데, 종래의 사출금형은 상부 및 하부 홀더블록(5)(8)들이 대략 포켓형태의 결합홈(3a)(3b)을 구비하여 그 결합홈(3a)(3b)내에 상·하부 코어(5a)(8a)를 각각 수용하고 있으므로 상·하부 홀더블록(5)(8)들에 그 코어(5a)(8a)를 고정하기 위한 볼트구멍과 냉각수구멍 및 이젝트핀 구멍 등이 존재할 수밖에 없어 금형의 재이용이 거의 불가능하게 되는 것이다.

본 발명은 상술한 종래 사출금형의 문제점을 감안하여 완성된 것으로서, 제품의 형상을 결정하는 코어를 제외한 나머지 몰드베이스 부분을 유사한 형태와 크기 등을 갖는 다른 제품의 생산용 금형에 간단하게 재이용할 수 있는 재활용 가능한 사출금형의 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 사출금형의 일례를 나타낸 단면도,

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 평면도,

도 3은 본 발명에 따른 재활용 가능한 사출금형의 구조를 나타낸 분리 단면도,

도 4는 도 3의 결합상태 단면도,

도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 취한 평면도,

도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 취한 발췌 단면도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

12: 상부 홀더블록 12b: (상부홀더블록의) 코어구멍

13: 상부코어 15: 스프루 부시

23: 지지블록 24: 하부 홀더블록

24a: (하부홀더블록의) 코어구멍 25: 하부코어

26: 가이드핀 27: 이젝터

30: 캐비티 40: 코터

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 재활용 가능한 사출금형의 구조는, 복수의 결합구멍을 주변에 가지고 탑 플레이트의 하면에 고정되며, 중앙부에 코어구멍이 관통 형성된 상부 홀더블록; 이 상부 홀더블록의 코어구멍에 삽입되어 탑 플레이트에 고정되며, 하면에 캐비티를 형성할 홈이 형성된 상부 코어; 보텀 플레이트상에 스페이스 블록를 개재하여 고정되는 지지블록; 상부 홀더블록의 결합구멍들에 각각 끼워지는 가이드 핀들을 가지고 지지블록상에 고정되며, 중앙부에 코어구멍이 관통 형성된 하부 홀더블록; 이 하부 홀더블록의 코어구멍에 삽입되어 지지블록에 고정되며, 상면에 캐비티를 형성할 홈이 형성된 하부 코어; 탑 플레이트와 상부코어를 관통하도록 설치되어 캐비티에 대한 용융수지의 주입을 안내하는 스프루 부시; 및 스페이스 블록이 형성한 공간부에 설치되어 하방으로 탄성바이어스 되며, 성형된 제품을 캐비티로부터 취출시키는 이젝터;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 한 바람직한 특징에 의하면, 탑 플레이트와 상부 홀더블록 및 지지블록과 하부 홀더블록간에 상부 및 하부 홀더블록들의 구조적강도를 보강하기 위한 코터(cotter)가 각각 구비된다.

이에 따라 본 발명은, 코어들을 지지하는 상부 및 하부 홀더블록들에 볼트 구멍이나 냉각수 구멍 및 이젝트핀 구멍이 없어 제품의 형상을 결정하는 코어를 제외한 나머지 몰드베이스 부분을 유사한 형태와 크기를 갖는 다른 제품의 생산용 금형에 간단히 재이용할 수 있게 되므로 사출금형의 원가절감과 재활용성 향상은 물론 사출품의 원가절감에도 큰 효과를 발휘하게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 한 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3 내지 도 5에서, 본 발명에 의한 재활용 가능한 사출금형의 구조는 기본적으로 사출실린더(C)에 연결되는 상형(10)과, 이 상형(10)에 대해 상대이동 가능하게 조합되어 양자간에 제품성형용 캐비티(30)를 형성하는 하형(20)으로 구성된다.

상형(10)은 성형할 제품의 형상 일부를 결정하는 상부코어(13)와, 이 상부코어(13)를 지지하기 위한 상부 홀더블록(12) 및 캐비티(30)에 용융수지를 주입하기 위한 스프루 부시(15)로 이루어진다. 상부 홀더블록(12)의 네 코너부에는 결합구멍(12a)이 각각 형성되어 가이드부시(14)가 끼워지고, 그 중앙부에는 사각형태의 코어구멍(12b)이 관통 형성된다. 이러한 상부 홀더블록(12)은 탑 플레이트(11)의 하면에 볼트(16)로 고정된다. 상부코어(13)는 상부 홀더블록(12)의 코어구멍(12b)에 삽입되어 탑 플레이트(11)에 볼트(17)로 고정되고, 그 하면에는 용융수지가 충진되는 복수의 캐비티 홈(31)이 적절히 배열 형성된다. 따라서, 상부 홀더블록(12)과 상부코어(13)는 동일한 두께로 형성된다. 스프루 부시(15)는 탑 플레이트(11)와 상부코어(13)를 관통하도록 결합되고, 이 스프루 부시(15)의 상단 주위에는 사출실린더(C)와의 연결을 안내하기 위한 로케이트 링(locate ring:18)이 탑 플레이트(11)에 볼트(19)로 고정된다.

하형(20)은 지지블록(23)과, 성형할 제품의 일부를 결정하는 하부코어(25)와, 이 하부코어(25)를 지지하기 위한 하부 홀더블록(24) 및 성형된 제품을 캐비티(30)로부터 취출시키는 이젝터(27)로 이루어진다. 지지블록(23)은 스페이스 블록(22)을 개재하여 보텀 플레이트(21)상에 볼트(28)로 고정되어, 지지블록(23)과 보텀 플레이트(21)간에 일정한 공간부를 형성한다. 하부 홀더블록(24)은지지블록(23)상에 볼트(28)로 고정된다. 하부 홀더블록(24)의 네 코너부에는 상부 홀더블록(12)의 가이드부시(14)들에 각각 이동 가능하게 끼워지는 가이드핀(26)이 장착되고, 그 중앙부에는 코어구멍(24a)이 관통 형성된다. 하부코어(25)는 하부 홀더블록(24)과 동일한 두께로 형성되고, 그 코어구멍(24a)에 삽입되어 지지블록(23)에 볼트(29)로 고정된다. 하부코어(25)의 상면에는 상부코어(13)의 캐비티 홈(31)들과 각각 대향하는 복수의 캐비티 홈(32)이 배열 형성되고, 각 캐비티 홈(32)들은 용융수지를 안내하는 유로(25)에 의해 상호 연결된다.

이젝터(27)는 스페이스 블록(22)에 의해 형성된 공간부에 승강 가능하게 설치되는 이젝트 플레이트(27a)와, 이 이젝트 플레이트(27a)에 하단부가 고정되어 그 상단이 각 캐비티(30)에 노출되도록 지지블록(23)과 하부코어(25)를 관통하는 복수의 이젝트 핀(27b)으로 구성된다. 이젝트 플레이트(27a)의 한쪽에는 그 승강을 안내하는 가이드 포스트(27c)가 장착되어 지지블록(23)에 관통 결합되고, 가이드 포스트(27c)에는 이젝트 플레이트(27a)를 하방향으로 탄성바이어스 시키는 리턴스프링(27d)이 결합된다.

한편, 본 발명에 의한 재활용 가능한 사출금형의 구조는 상·하 코어구멍(12b)(24a)들이 상부 및 하부 홀더블록(12)(24)에 관통 형성되기 때문에 통상의 포켓타입에 비해 구조적강도가 다소 떨어져 상·하부 홀더블록(12)(24)들에 비틀림 현상이 발생될 우려도 없지 않다. 이에 따라 탑 플레이트(11)와 상부 홀더블록(12) 사이 및 지지블록(23)과 하부 홀더블록(24) 사이에는 도시된 바와 같이 상·하부 홀더블록(12)(24)들의 기계적강도를 보강하기 위한 복수의 코터(40)가 설치되는 것이 바람직하다. 이러한 코터(40)는 예를 들어, 평면에서 보아 네 변에 대응하여 각각 설치되며, 도 6에 도시된 바와 같이 탑 플레이트(11)와 상부 홀더블록(12) 및 지지블록(23)과 하부 홀더블록(24)의 대향면들에 그 수용홈(11a)(12c)(23a)(24b)을 상호 대응하도록 구비하여 설치된다.

그리고, 코터(40)의 외면 일부, 즉 탑 플레이트(11)와 상부 홀더블록(12)간의 경계면 및 지지블록(23)과 하부 홀더블록(24)간의 경계면을 기점으로 그 하측 또는 상측 부위는 안쪽으로 적정각도, 예를 들어 약 5~10°정도의 기울기를 갖는 구배면(41)으로 형성된다. 이는 상·하부 홀더블록(12)(24)들의 기계적강도를 확실히 달성할 수 있도록 탑 플레이트(11)와 상부 홀더블록(12)의 사이 및 지지블록(23)과 하부 홀더블록(24)의 사이에 틈새를 없앰과 함께, 몰드 베이스의 재활용시 대응 부품들의 분해와 조립이 용이해지도록 하기 위함이다.

이와 같은 구조적 특징을 가지는 본 발명에 의한 재활용 가능한 사출금형의 구조는, 상부코어(13)와 하부코어(25)가 각각 조립되는 상부 및 하부 홀더블록(12)(24)의 코어구멍(12b)(24a)들이 관통 형성되어, 종래와 달리 상·하부 홀더블록(12)(24)들에 코어(13)(25)의 고정을 위한 볼트구멍이나 냉각수 구멍 및 이젝트핀 구멍이 없으므로 코어(13)(25)를 제외한 나머지 부분들을 다른 사출금형에 재이용할 수 있게 된다. 즉, 사출금형은 크게 제품의 형상을 결정하는 코어부와 이 코어부를 구조적으로 지지하기 위한 기타의 몰드베이스부로 구분할 수 있는데, 본 발명의 구조는 성형할 제품과 1:1로 매칭되어야 하는 코어(13)(25)가 각각의 홀더블록(12)(24)을 관통하도록 조립되어 제품성형에 필요한 냉각수 구멍 등이코어(13)(25)에만 형성되고 홀더블록(12)(24)에는 전혀 형성되지 않으므로 유사한 크기와 형태를 갖는 다른 제품의 생산금형에 코어(13)(25)를 제외한 몰드베이스 부분을 그대로 재이용할 수 있는 것이다.

예를 들면, 모델 체인지에 의한 유사형상 제품의 생산이라든가, 외곽치수가 비슷한 제품의 생산 또는 몰드베이스의 형태 자체가 동일한 2단 내지 3단 사출금형 등에 간단히 적용할 수 있게 된다.

이 경우, 금형의 재활용성은 금형부품 대비 약 50% 이상, 몰드베이스 활용도 약 75% 이상의 금형 재활용도를 기대할 수 있음은 물론 비용측면에서도 신작대비 약 20~50% 정도의 비용절감 및 수익률을 기대할 수 있을 것으로 예상된다.

또한, 탑 플레이트(11)와 상부 홀더블록(12) 및 지지블록(23)과 하부 홀더블록(24)들 간에 상·하부 홀더블록(12)(24)들의 강도 보강을 위한 복수의 구배형 코터(40)가 구비되어 있으므로, 금형의 보전성 측면에서도 기존의 포켓타입 코어삽입구조와 비교하여 금형의 수명과 제품의 품질을 충분히 확보 유지할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 코어들을 지지하는 상부 및 하부 홀더블록들에 볼트 구멍이나 냉각수 구멍 및 이젝트핀 구멍이 전혀 없으므로, 제품의 형상을 결정하는 코어를 제외한 나머지 몰드베이스 부분을 유사한 형태와 크기를 갖는 다른 제품의 생산용 금형에 간단히 재이용할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명은 사출금형의 원가절감과 재활용성을 향상시킬 수 있음은 물론 나아가 사출품의 원가도 절감할 수 있는 매우 우수한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 복수의 결합구멍을 주변에 가지고 탑 플레이트의 하면에 고정되며, 중앙부에 코어구멍이 관통 형성된 상부 홀더블록;

   상기 상부 홀더블록의 코어구멍에 삽입되어 상기 탑 플레이트에 고정되며, 하면에 캐비티를 형성할 홈이 형성된 상부 코어;

   보텀 플레이트상에 스페이스 블록를 개재하여 고정되는 지지블록;

   상기 상부 홀더블록의 결합구멍들에 각각 끼워지는 가이드 핀들을 가지고 상기 지지블록상에 고정되며, 중앙부에 코어구멍이 관통 형성된 하부 홀더블록;

   상기 하부 홀더블록의 코어구멍에 삽입되어 상기 지지블록에 고정되며, 상면에 캐비티를 형성할 홈이 형성된 하부 코어;

   상기 탑 플레이트와 상부코어를 관통하도록 설치되어 캐비티에 대한 용융수지의 주입을 안내하는 스프루 부시; 및

   상기 스페이스 블록이 형성한 공간부에 설치되어 하방으로 탄성바이어스 되며, 성형된 제품을 상기 캐비티로부터 취출시키는 이젝터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 재활용 가능한 사출금형의 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 탑 플레이트와 상부 홀더블록 및 지지블록과 하부 홀더블록간에 상부 및 하부 홀더블록들의 구조적강도를 보완하기 위한 코터가 각각 구비된 것을 특징으로 하는 재활용 가능한 사출금형의 구조.