KR100512955B1

KR100512955B1 - 금형의 온도조절 장치

Info

Publication number: KR100512955B1
Application number: KR1020040051939A
Authority: KR
Inventors: 김동학
Original assignee: 부여템프콘(주)
Priority date: 2004-07-05
Filing date: 2004-07-05
Publication date: 2005-09-07

Abstract

본 발명은 금형의 온도조절 장치에 관한 것으로, 금형의 온도를 조절하는 장치에 있어서, 온도조절기(A)의 출구라인(10)이 연결되는 공급 분배기(100)와; 상기 공급 분배기(100)와 금형(11) 사이에 각기 다른 유로를 갖도록 분기되어 연결된 다수의 공급 냉매라인(110)과; 상기 금형(11)에 각기 다른 유로를 갖도록 분기되어서 연결되어 각 공급 냉매라인(110)과 연통되는 다수의 배출 냉매라인(210)과; 상기 배출 냉매라인(210)이 각기 다른 유로를 갖도록 분기되어 연결되고, 온도조절기(A)의 복귀라인(12)이 연결되는 배출 분배기(200)와; 상기 다수의 공급 냉매라인(110)상에 각각 설치되어 냉매를 각기 다른 온도로 조절하는 가열수단;으로 구성되어, 사출성형하고자 하는 제품의 특성에 따라 다양한 형상으로 설치되는 금형의 온도를 각 부위별로 각기 다르게 제어하여, 사출되는 제품의 품질과 생산성을 향상시킨다.

Description

금형의 온도조절 장치{Thermal Control System of Mold}

본 발명은 금형의 온도조절 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사출성형하고자 하는 제품의 특성에 따라 금형의 온도를 각기 다르게 조절하여 주므로써, 사출성형된 제품의 품질을 향상시키도록 한 금형의 온도조절 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 합성수지 사출성형용 금형에서는 성형하고자 하는 제품의 품질향상을 위해 금형의 온도를 정확하게 조절해 주도록 되어 있는 바, 이는 금형의 온도를 조절하지 않고서도 사출성형이 가능하지만, 금형의 정확한 온도조절이 제품의 외관미, 전기적 특성, 수축율 내지는 치수 등에 상당한 영향을 끼치게 되므로써 사출성형 작업시 금형의 온도를 성형하는 사출 성형품의 특성에 맞추어 적절하게 조절해주도록 되어 있다.

이에 따라, 본 출원인에 의해 출원되어 특허결정된 등록번호 10-0424091(출원번호 : 10-2001-0019533)호에는 사출성형시 금형의 온도를 조절해 주는 장치가 개시되어 있는 바, 이를 첨부도면 도 1을 참조하여 간략하게 설명한다.

첨부도면 도 1은 종래의 금형 온도조절 장치를 도시한 구성도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 온도조절 장치를 구성하는 온도조절기(A)는, 입수 솔레노이드밸브(1)를 갖춘 냉매 입수라인(2)에 압축공기 솔레노이드밸브(3)를 갖춘 압축공기라인(4)이 연결되어 수위센서(5)를 갖춘 보조탱크(6)에 연결된다.

그리고, 상기 보조탱크(6)의 공급라인(7a)은 히터탱크(8)의 다른 공급라인(7b)과 병렬 연결되어 펌프(9)에 연결되고, 상기 펌프(9)의 출구라인(10)은 금형(11)으로 연결되는 한편, 이 금형(11)의 복귀라인(12)은 히터탱크(8)에 연결되면서 배수 솔레노이드 밸브(13)를 갖춘 배수라인(14)이 연결된다.

그리고 상기 금형(11)의 복귀라인(12)에는 온도감지센서(15)와 체크밸브(16)가 설치되어 있으며, 히터탱크(8)에는 솔레노이드밸브(17)를 갖춘 드레인라인(18)이 연결되어 있고, 상기 입수라인(2)의 입수 솔레노이드밸브(1)의 앞쪽에는 온도감지센서(15)가 배치되어 있다.

이와 같은 종래의 온도조절 장치의 작동시는 즉, 금형(11)의 온도가 상승되어 일정한 설정온도로 낮추기 위해서는, 냉매 입수라인(2)의 입수 솔레노이드밸브(1)를 개방시켜 펌프(9)를 통해 금형(11)으로 냉매(일반적인 '냉각수'를 사용한다)가 공급되는데, 이때 냉매의 흐름은 보조탱크(6)→공급라인(7a)→펌프(9)→금형(11)→복귀라인(12)→냉매 배수라인(14)으로 흘러 금형(11)의 온도를 설정온도로 낮추게 된다.

이때, 입수 솔레노이드밸브(1)와 배수 솔레노이드밸브(13)는 개방되고, 나머지 드레인 솔레노이드밸브(17)와 체크밸브(16) 및 압축공기 솔레노이드밸브(3)는 폐쇄된다.

그리고, 금형(11)의 온도가 하강되어 설정온도로 올리기 위해 히터탱크(8)의 온수를 금형(11)으로 공급하기 위해서는, 히터탱크(8)→연결 공급라인(7b)→펌프(9)→금형(11)→복귀라인(12)→체크밸브(16)를 따라 온수가 공급된다.

이때, 체크밸브(16)만 개방되고, 나머지 입수 솔레노이드밸브(1), 드레인 솔레노이드밸브(17), 배수 솔레노이드밸브(13) 및 압축공기 솔레노이드밸브(3)는 모두 폐쇄된다.

그리고, 동절기의 동파방지 또는 금형장치의 정비 및 점검을 위해 냉수 및 온수를 제거하기 위한 잔수 제거는, 압축공기라인(4)→보조탱크(6)→연결 공급라인(7b)→히터탱크(8)→드레인라인(18)과; 압축공기라인(4)→보조탱크(6)→공급라인(7a)→펌프(9)→금형(11)→복귀라인(12)→배수라인(14)을 따라 잔수를 배출시키게 된다.

여기서, 동절기 운전중 금형(11)의 냉각시는, 저온의 냉매가 보조탱크(6)에 입수되어 바로 금형(11)으로 유입될 경우, 급격한 냉각작용이 발생되어 제어 불능상태가 된다.

그러므로, 금형(11)의 온도가 설정치 이상 상승시는, 입수 솔레노이드밸브(1)와 배수 솔레노이드밸브(13)가 개방되어 냉수가 보조탱크(6)로 입수되고, 입수된 냉매는 펌프(9)의 흡입력으로 공급라인(7a,7b)들을 통하여 냉수와 온수를 동시에 흡입,토출하여 상기 금형(11)을 냉각시키게 된다. 즉 이는 냉수와 온수를 동시에 흡입,혼합하여 토출함으로써, 동절기 냉매수온이 저온일지라도 금형(11)의 온도가 급격히 하강하는 것을 방지할 수 있게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 온도조절 장치는, 온도조절기와 금형 사이에 각각 하나의 출구라인과 복귀라인만이 연결되어서 금형의 온도를 단순히 일정하게 유지되도록 제어하는데, 이와 같이 온도 제어되는 금형으로는 다양하고 복잡한 구조 및 형상을 갖는 사출물을 성형하기에는 많은 어려움이 있다는 문제가 있었다.

즉, 다양하고 복잡한 구조 및 형상을 갖는 제품은 그 부위마다의 특성을 고려하여 금형의 온도를 달리 조절하여야 하는데, 전술한 종래의 온도조절기는 금형의 온도를 설정된 온도만으로 유지시키기 때문에 어렵고, 전술한 온도조절기를 여러개 연결하는 경우에는 그에 따른 제반설비가 커지고, 고가의 설치비용이 발생되는 단점이 있었다.

이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 사출성형하고자 하는 제품의 특성에 따라 다양한 형상으로 설치되는 금형의 온도를 각기 다르게 조절함으로써, 제품의 품질 및 생산성을 향상시키도록 한 금형의 온도조절 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 금형의 온도를 조절하는 장치에 있어서, 온도조절기의 출구라인이 연결되는 공급 분배기와; 상기 공급 분배기와 금형 사이에 각기 다른 유로를 갖도록 분기되어 연결된 다수의 공급 냉매라인과; 상기 금형에 각기 다른 유로를 갖도록 분기되어서 연결되어 각 공급 냉매라인과 연통되는 다수의 배출 냉매라인과; 상기 배출 냉매라인이 각기 다른 유로를 갖도록 분기되어 연결되고, 온도조절기의 복귀라인이 연결되는 배출 분배기와; 상기 다수의 공급 냉매라인상에 각각 설치되어 냉매를 각기 다른 온도로 조절하는 가열수단;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 가열수단은, 히터, 레이저, 고주파 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 한다.

보다 바람직하게는, 상기 공급 분배기와 가열수단 사이의 공급 냉매라인과 배출 냉매라인상에는 냉매의 흐름을 제어하는 밸브수단이 각각 설치되되, 바람직하게는 상기 공급 냉매라인상의 밸브수단은, 체크밸브로 구성되거나 또는 전자밸브로 구성되고, 상기 배출 냉매라인상의 밸브수단은, 전자밸브로 구성된 것을 특징으로 한다.

보다 바람직하게는, 상기 공급 및 배출 분배기에 각각 연결된 출구라인과 복귀라인 사이에는 출구라인과 복귀라인을 연통시키는 바이패스라인이 설치되고, 상기 바이패스라인상에는 바이패스되는 냉매의 흐름을 제어하는 바이패스밸브가 설치되며, 상기 공급 분배기와 바이패스밸브 사이의 바이패스라인상에는 압력센서가 설치된 것을 특징으로 한다.

보다 바람직하게는, 상기 가열수단과 금형 사이의 공급 냉매라인상에는 온도센서가 설치된 것을 특징으로 한다.

보다 바람직하게는, 상기 밸브수단과 금형 사이의 배출 냉매라인상에는 온도센서가 설치된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명을 설명하기에 앞서, 종래기술과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.

첨부도면 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 금형의 온도조절 장치를 도시한 구성도이다.

본 실시예에 따른 온도조절 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 온도조절기(A)와 금형(11) 사이에 각각의 분배기(100)(200)가 설치되어 구성된다.

상기 분배기(100)(200)는, 온도조절기(A)의 출구라인(10)이 연결되는 공급 분배기(100)와, 온도조절기(A)의 복귀라인(12)이 연결되는 배출 분배기(200)로 대별된다.

그리고, 상기 공급 분배기(100)는, 출구라인(10)과 연결된 하나의 유로가 여러개로 분기되고, 이 분기된 유로에는 각각의 공급 냉매라인(110)이 설치되어 금형(11)에 연결된다.

또한, 상기 배출 분배기(200)는, 복귀라인(12)과 연결된 하나의 유로가 여러개로 분기되고, 분기된 유로에는 각각의 배출 냉매라인(210)이 설치되어 금형(11)에 연결된다.

따라서, 상기 냉매라인(110)(210)은 서로 대향되는 동일선상의 공급 냉매라인(110)과 배출 냉매라인(210)끼리만 연통되고, 상하의 냉매라인(110)(210)은 서로 연통되지 않는 각기 다른 유로를 형성하여, 금형(11)의 각 부분을 각각 유동하게 된다.

한편, 상기 분배기(100)(200)의 분기된 유로에 대응한 냉매라인(110)(210)은, 사출성형하고자 하는 제품의 특성에 따라 분배기(100)(200)의 유로가 여러개로 분기됨으로 인해 여러개가 설치될 수도 있지만, 본 실시예에서는 바람직한 일례로서 3개의 냉매라인만을 도시하였다.

그리고, 상기 각각의 공급 냉매라인(110)상에는 밸브수단과, 가열수단, 온도센서(140)가 공급 분배기(100)측으로부터 금형(11)측으로 순차적으로 설치되고, 각각 별도로 제어된다.

여기서, 상기 밸브수단은 체크밸브(120)로 이루어지고, 상기 가열수단은 히터, 레이저, 고주파 중 어느 하나로 이루어지되, 본 실시예에서는 히터(130)를 그 일례로 들어 설명한다.

따라서, 상기 히터(130)는 각 공급 냉매라인(110)상을 흐르는 냉매의 온도를 각기 달리 설정된 온도로 조절하고, 상기 온도센서(140)는 각 공급 냉매라인(110)상의 냉매의 온도를 각각 감지하여 이에 대응한 신호를 콘트롤부(미도시)로 출력한다.

또한, 상기 각각의 배출 냉매라인(210)상에는 밸브수단인 전자밸브(220)가 설치되고, 각각 별도로 제어된다.

한편, 상기 공급 및 배출 분배기(100)(200)에 각각 연결된 출구라인(10)과 복귀라인(12) 사이에는 출구라인(10)과 복귀라인(12)을 연통시키는 바이패스라인(300)이 설치되고, 상기 바이패스라인(300)상에는 바이패스되는 냉매의 흐름을 제어하는 바이패스밸브(310)가 설치된다.

그리고, 상기 공급 분배기(100)와 바이패스밸브(310) 사이의 바이패스라인(300)상에는 압력센서(320)가 설치되어, 바이패스되는 냉매를 보다 더 정확하게 제어한다.

여기서, 미설명부호 "10a","12a"는 출구라인(10)과 복귀라인(12)상에 각각 설치되어 유로를 개폐시키는 밸브를 도시한 것이다.

이하, 본 발명의 실시에에 따른 금형의 온도조절 장치의 작동을 설명한다.

먼저, 온도조절기(A)가 전술한 바와 같이 작동하여 출구라인(10)으로 배출된 냉매는 금형(11)의 예설정된 최저온도보다 낮은 온도로서 공급 분배기(100)로 공급되고, 공급된 냉매는 다시 공급 분배기(100)의 분기된 유로를 통해 각 공급 냉매라인(110)상으로 공급된다.

이때, 각 공급 냉매라인(110)상의 가열수단인 히터(130)는 콘트롤부에 의해서 예열되어 공급 냉매라인(110)을 통해 금형(11)으로 유입되는 냉매를 가열하게 된다.

그리고, 이때 배출 냉매라인(210)상의 전자밸브(220)는 콘트롤부에 의해 폐쇄된 상태로서, 공급 냉매라인(110)을 통해 유입된 냉매는 금형(11)과 각 공급 및 배출 냉매라인(110)(210)상에 잔류하게 된다.

이후, 체크밸브(120) 전,후의 압력이 동일해지면, 체크밸브(120)가 닫혀 공급 냉매라인(110)상으로 냉매의 공급이 차단되고, 체크밸브(120)와 전자밸브(220) 사이의 냉매라인(110)(210)과 금형(11)상에 잔류된 냉매는 히터(130)의 지속적인 가열작동으로 인해 각각의 설정온도에 도달하게 된다.

이때, 공급 냉매라인(110)상의 체크밸브(120)가 닫혀 공급 냉매라인(110)상의 유로가 차단되면, 냉매는 공급 냉매라인(110)상으로 더 이상 공급되지 못하고 바이패스라인(300)상으로 유입된다. 그러면, 바이패스라인(300)상에 설치된 압력센서(320)가 바이패스라인(300)상에 작용하는 압력을 감지하여 일정압력 이상이 되면, 콘트롤부가 바이패스밸브(310)를 개방시켜 냉매를 복귀라인(12)으로 배출시켜 온도조절기(A)로 바이패스시킨다.

한편, 가열된 냉매에 의해서 지속적으로 열전도를 받은 금형(11) 역시도 각 냉매라인(110)(210)과 연결된 각 부위가 각기 다른 각각의 설정온도로 가열됨으로써, 원하는 사출물을 사출성형할 수 있게 된다.

이후, 공급 냉매라인(110)상에 설치된 온도센서(140)에 의해서 측정된 냉매의 온도가 설정온도 이상이 되면, 콘트롤부에 의해서 배출 냉매라인(210)상의 전자밸브(220)가 개방되어 냉매를 배출 분배기(200)로 배출시키고, 배출된 냉매는 복귀라인(12)을 통해 온도조절기(A)로 유입된다.

그리고, 상기와 같이 배출 냉매라인(210)상의 전자밸브(220)가 개방되어 공급 냉매라인(110)상의 체크밸브(120) 전,후에 압력차가 발생되면, 공급 분배기(100)로 공급된 냉매가 체크밸브(120)를 지나 공급 냉매라인(110)상으로 재차 공급되어 가열되면서, 전술한 바와 같이 순환하게 된다.

첨부도면 도 3은, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 금형 온도조절 장치를 도시한 구성도로서, 본 실시예를 설명하기에 앞서 전술한 실시예와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.

도시된 바와 같이, 공급 냉매라인(110)의 밸브수단이 전술한 체크밸브(120) 대신, 콘트롤부에 의해서 제어되는 전자밸브(400)로 구성된다.

또한, 배출 냉매라인(210)상에 설치된 전자밸브(220)와 금형(11) 사이의 배출 냉매라인(210)상에는 온도센서(500)가 설치된다.

따라서, 공급 냉매라인(110)과 배출 냉매라인(210)상에 각각 설치된 온도센서(140)(500)에 의해서 냉매라인(110)(210)상의 온도편차를 정밀하게 감지할 수 있고, 그에 따라 양편의 전자밸브(400)(220)를 신속하게 개폐작동시켜 신속한 대처를 할 수 있게 된다.

그리고, 본 실시예에서도 공급 냉매라인(110)상의 전자밸브(400)가 폐쇄되면, 냉매가 바이패스라인(300)상으로 유입되어 압력이 상승하게 되고, 이를 압력센서(320)가 감지하여 일정압력 이상이 되면, 콘트롤부가 바이패스밸브(310)를 개방시켜 냉매를 온도조절기(A)로 바이패스시키게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 금형의 온도조절 장치에 의하면, 사출성형하고자 하는 제품의 특성에 따라 다양한 형상으로 설치되는 금형의 온도를 각 부위별로 각기 다르게 제어하여, 사출되는 제품의 품질과 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은, 종래의 금형 온도조절 장치를 도시한 구성도이다.

도 2는, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 금형 온도조절 장치를 도시한 구성도이다.

도 3은, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 금형 온도조절 장치를 도시한 구성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

A : 온도조절기 10 : 출구라인

10a : 밸브 11 : 금형

12 : 복귀라인 12a : 밸브

100,200 : 분배기 110,210 : 냉매라인

120 : 체크밸브 130 : 히터

140 : 온도센서 220 : 전자밸브

300 : 바이패스라인 310 : 바이패스밸브

320 : 압력센서 400 : 전자밸브

500 : 온도센서

Claims

금형의 온도를 조절하는 장치에 있어서,

온도조절기(A)의 출구라인(10)이 연결되는 공급 분배기(100)와;

상기 공급 분배기(100)와 금형(11) 사이에 각기 다른 유로를 갖도록 분기되어 연결된 다수의 공급 냉매라인(110)과;

상기 금형(11)에 각기 다른 유로를 갖도록 분기되어서 연결되어 각 공급 냉매라인(110)과 연통되는 다수의 배출 냉매라인(210)과;

상기 배출 냉매라인(210)이 각기 다른 유로를 갖도록 분기되어 연결되고, 온도조절기(A)의 복귀라인(12)이 연결되는 배출 분배기(200)와;

상기 다수의 공급 냉매라인(110)상에 각각 설치되어 냉매를 각기 다른 온도로 조절하는 가열수단;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 금형의 온도조절 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 가열수단은, 히터, 레이저, 고주파 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 금형의 온도조절 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 공급 분배기(100)와 가열수단 사이의 공급 냉매라인(110)과 배출 냉매라인(210)상에는 냉매의 흐름을 제어하는 밸브수단이 각각 설치된 것을 특징으로 하는 금형의 온도조절 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 공급 냉매라인(110)상의 밸브수단은, 체크밸브(120)로 구성된 것을 특징으로 하는 금형의 온도조절 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 공급 냉매라인(110)상의 밸브수단은, 전자밸브(400)로 구성된 것을 특징으로 하는 금형의 온도조절 장치.
제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 배출 냉매라인(210)상의 밸브수단은, 전자밸브(220)로 구성된 것을 특징으로 하는 금형의 온도조절 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 공급 및 배출 분배기(100)(200)에 각각 연결된 출구라인(10)과 복귀라인(12) 사이에는 출구라인(10)과 복귀라인(12)을 연통시키는 바이패스라인(300)이 설치된 것을 특징으로 하는 금형의 온도조절 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 바이패스라인(300)상에는 바이패스되는 냉매의 흐름을 제어하는 바이패스밸브(310)가 설치된 것을 특징으로 하는 금형의 온도조절 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 공급 분배기(100)와 바이패스밸브(310) 사이의 바이패스라인(300)상에는 압력센서(320)가 설치된 것을 특징으로 하는 금형의 온도조절 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 가열수단과 금형(11) 사이의 공급 냉매라인(110)상에는 온도센서(140)가 설치된 것을 특징으로 하는 금형의 온도조절 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 밸브수단과 금형(11) 사이의 배출 냉매라인(210)상에는 온도센서(500)가 설치된 것을 특징으로 하는 금형의 온도조절 장치.