KR100968275B1

KR100968275B1 - 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형 및 그의 구동방법

Info

Publication number: KR100968275B1
Application number: KR1020090096033A
Authority: KR
Inventors: 박정길
Original assignee: 범진아이엔디(주)
Priority date: 2009-10-09
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2010-07-06

Abstract

본 발명은 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형 및 그의 구동방법에 관한 것으로, 상세하게는 상 캐비티내에 잠재되어 있는 가스와 상기 상캐비티의 일측에 형성된 게이트를 통해 주입되는 용융수지에 포함된 가스를 상기 상캐비티의 다른 일측에 형성된 가스흡입부와 개폐부를 통해 금형 바깥으로 급속하게 배출할 수 있도록 하는 금형으로서, 상기 게이트를 통해 유입되는 용융수지의 흐름을 원활하게 하고 수지와 수지가 결합되는 곳에 발생할 수 있는 웰드라인의 생성을 방지하며 가스흡입부 및 개폐부를 이용하여 캐비티의 내측에 발생되는 모든 공기를 흡입하여 금형 밖으로 배출하므로 금형내에 잔류된 공기로 인한 수지의 기포발생을 방지할 수 있는 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형 및 그의 구동방법에 관한 것이다.

자동 가스 배출, 금형

Description

자동 가스 배출 구조를 갖는 금형 및 그의 구동방법{The Mold Having Structure For Auto Exhausting Gas}

종래 사출성형금형은 캐비티내에 용융수지가 주입될 경우 용융수지의 냉각으로 인한 금형이 냉각된 상태로 되어 있어, 캐비티내에 접촉된 용융수지가 조기에 응고되므로 인해 동저항이 증대되고, 미성형된 즉, 용융수지가 주입되기 전의 캐비티내에 잔류하고 있는 공기가 압축되어 캐비티내의 압력이 증대되게 된다. 이때, 완전한 성형 즉, 완전한 용융수지의 주입을 위해 사출압을 증가시키게 되면 캐비티내의 압력은 점차 더 증대되고, 그 압력으로 인해 금형하측부가 벌어져 후방으로 밀리는 힘이 작용하게 되므로 이 금형하측부의 유지를 위한 형체력이 높아져야 했다.

즉, 상기 형체력의 상승에 의해 사출기의 용량과 금형이 커지게 되므로 설비비가 상승하며, 캐비티내에 작용하는 높은 압력으로 인해 캐비티내의 핀등 성형부상 돌기부분이 변형되므로 금형이 파손되는 문제점이 있었다.

또한, 캐비티내에 용융수지가 완전히 주입되지 않아 미성형부가 발생하거나, 압축공기가 폭발하여 제품형상 및 품질의 불량을 초래하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점으로 인해 용융수지의 흐름을 원활하도록 개선하기 위해 용융수지가 주입되어 제품이 성형되는 캐비티의 두께를 넓히게 되는데, 이런 경우에는 제품의 기밀두께가 두껍게 되므로 제품의 중량이 커지고, 수지의 소모량이 증대되는 문제점이 있었다.

또한, 캐비티 내에 잔재하고 있는 가스나 런너를 통해 주입되는 용융수지에 포함된 가스가 배출되지 않은 상태에서 제품을 성형하게 되면, 제품의 내측에 기포가 발생하여 불량품을 형성하게 된다. 사출되는 제품이 불투명하게 형성되면 성형품의 내측에 형성된 기포가 육안으로 표시되지 않아 문제가 되지 않으나, 투명하게 형성될 경우에는 성형품의 내측에 형성된 기포가 육안으로 쉽게 확인될 수 있어 미관상에 문제점이 되었다.

따라서, 본 발명은 캐비티내에 잠재되어 있는 가스와 상기 상캐비티의 일측 에 형성된 게이트를 통해 주입되는 용융수지에 포함된 가스를 상기 상캐비티의 다른 일측에 형성된 가스흡입부와 개폐부를 통해 금형 바깥으로 급속하게 배출할 수 있도록 하여, 상기 게이트를 통해 유입되는 용융수지의 흐름을 원활하게 하고 수지와 수지가 결합되는 곳에 발생할 수 있는 웰드라인의 생성을 방지하며 금형내에 잔류된 공기로 인한 수지의 기포발생을 방지할 수 있는 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형에 관한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

본 발명의 목적은 가스흡입부와 개폐부를 조합하여 캐비티 외부에 형성하므로 이물질이 유입되었을 때 이를 제거하기 위한 작업이 신속하고 용이하게 이루어질 수 있는 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 가스흡입부와 개폐부의 사이즈가 작은 것을 택하여 금형의 일측에 설치하기 쉽고 캐비티의 수에 대응할 수 있는 가스흡입부 및 개폐부를 포함할 수 있어 금형내에 포함하는 모든 캐비티에 주입되는 가스를 모두 제거할 수 있도록 하는 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 가스를 유입할 수 있는 다공성통기부내에 금속 등을 압축하여 형성된 소결체를 포함하므로 용융수지는 도관내측으로 유입되지 않고 가스만 유입될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 용융물의 주입과 동시에 가스가 자동으로 배출할 수 있도록 함으로서, 제품의 성형 이전 또는 이후에 가스를 배출하고자 하는 별도의 작업시간이 필요치 않으므로 사출성형하는 작업시간을 단축할 수 있도록 하는 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 캐비티 내에 잔재하고 있는 가스와 캐비티 일측에 형성된 게이트를 통해 유입되는 용융수지내에 포함된 가스를 용융물의 주입과 동시에 강제로 배출할 수 있도록 하여 수지의 흐름을 원활하게 함으로서 웰드라인의 생성을 억제하고 그로 인한 불량품이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하는 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 금형내의 내부공기를 액상 수지가 충진되는 속도보다 더 빠른 시간 내에 외부로 배출시켜 제조되는 금형내에 기포가 발생되지 않게 하는자동 가스 배출 구조를 갖는 금형를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 금형의 일측에 가스을 배출할 수 있는 수단을 부설하여 캐비티 내의 가스와 주입되는 용융수지에 포함된 가스를 금형밖으로 강제 배출할 수 있도록 하여 종래 금형 제작 후 웰드라인이나 기포 발생 여부 등을 확인하기 위해 실시하던 시험운전이나, 금형의 수정 또는 운전방법 등에 소요되는 제품개발 시간을 단축할 수 있으므로 그로 인한 소요비용도 감소할 수 있는 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형은 상부원판과 하부원판으로 구분하여 상기 양 원판의 대향면에 캐비티를 구비하되, 상기 고정금형의 캐비티의 일측에는 용융수지가 상기 캐비티내에 유입될 수 있도록 하는 게이트와, 상기 게이트의 반대측에 위치하며 상기 캐비티 내의 가스를 배출할 수 있도록 하는 다공성통기부를 포함하며,

상기 상부원판의 일측에 형성되며 상기 캐비티의 내부를 진공화하는 가스흡입부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 다공성통기부는 다공질의 소결체를 포함함으로서, 가스는 배출하고 상기 캐비티내에 주입되는 용융수지는 배출될 수 없도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 다공성통기부는 일측에 도관을 포함하며, 상기 도관의 길이는 다공성통기부로부터 상기 상부원판의 일측까지 형성됨으로서 상기 캐비티내의 가스가 상기 상부원판 밖으로 배출될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 가스흡입부는 소형으로 형성되어 협소한 공간에도 설치가 가능하며 금형 내부에 형성되는 캐비티의 수에 따라 다수개 형성함으로서, 상기 캐비티 내에 형성되는 가스를 모두 배출할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 가스흡입부는 액체 또는 기체를 고속으로 자유공간에 분출시키기 위해 유로(流路) 끝에 다는 노즐과, 상기 노즐와 대향하도록 형성되며 상기 노즐로부터 유입된 압축공기를 배출하는 디퓨져와, 상기 노즐과 디퓨져의 사이에 형성되며 외부의 공기를 흡수하는 진공홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 가스흡입부는 일측에 소음기를 더 포함하며, 상기 소음기는 상기 가스흡입부에서 배출되는 고압의 공기로 인해 발생되는 소음을 저감시킬 수 있도록 다공질의 소결체로 구성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 가스흡입부의 일측에는 유입되는 압축공기를 제어하기 위한 개폐부를 추가로 포함하며, 상기 개폐부는 전류에 의해 밸브를 개폐함으로서 상기 가스흡입부에 유입되는 압축공기를 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 금형의 시작을 알리는 금형사출구동신 호 발생단계; 상기 금형사출구동신호 발생단계에서 금형이 구동되면 센서에 의해 개폐부에 압축공기가 유입될 수 있도록 하는 개폐부구동단계; 상기 개폐부구동단계에서 유입된 압축공기가 가스흡입부로 유입되는 압축공기 유입단계; 상기 압축공기 유입단계와 동시에 캐비티내에 용융수지가 주입될 수 있도록 하는 용융수지주입단계; 상기 용융수지주입단계로 인해 캐비티내에 용융수지가 주입되면 상기 압축공기 유입단계에서 발생되는 압력차에 의해 금형의 가스가 자동배출되는 금형 자동 가스 배출단계를 포함하며,

상기 캐비티의 일측에는 다공질의 소결체로 형성된 다공성통기부를 포함함으로서 상기 용융수지주입단계에서 주입되는 용융수지가 상기 다공성통기부로 인해 용융수지의 배출은 방지하고 가스만 배출될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 다공성 소결체는 상기 다공성통기부에 형성되어 상기 캐비티내에 존재하는 가스만 배출할 수 있도록 형성될 뿐만 아니라, 상기 가스흡입부의 일측에 형성된 소음기에도 다공성 소결체로 형성되어 가스 배출시 발생하는 소음을 줄일 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형의 구동방법

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 개폐부는 전자석에 전류가 흐름에 따라 밸브가 닫힘구조에서 열림구조로 바뀔 수 있도록 함으로서, 상기 개폐부가 열림구조로 되어 있을 때 상기 개폐부의 일측에 형성된 압축공기발생장치로부터 발생 된 압축공기가 상기 개폐부를 통해 상기 가스흡입부로 유입될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 가스흡입부는 노즐과 디퓨져를 포함하며, 상기 개폐부를 통해 유입되는 압축공기가 상기 노즐로 인해 상기 가스흡입부의 내부 압력을 낮춤으로서 상기 가스흡입부의 내부과 외부의 압력차로 인해 상기 캐비티내에 잔재하는 가스와 상기 캐비티내에 주입되는 융용수지에 포함된 가스 모두 상기 가스흡입부의 내측으로 유입되어 상기 디퓨져를 통해 배출될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 구성에 의해 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

본 발명에 따른 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형는 가스흡입부와 개폐부를 조합하여 캐비티내에 형성하므로 이물질이 유입되었을 때 이를 제거하기 위한 작업이 신속하고 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형는 가스흡입부와 개폐부를 조합하여 캐비티 외부에 형성하므로 이물질이 유입되었을 때 이를 제거하기 위한 작업이 신속하고 용이하게 이루어질 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형는 상기 가스흡입부와 개폐부의 사이즈가 작은 것을 택하여 금형의 일측에 설치하기 쉽고 캐비티의 수에 대응할 수 있는 가스흡입부 및 개폐부를 포함할 수 있어 금형내에 포함하는 모든 캐비 티에 주입되는 가스를 모두 제거할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.

본 발명에 따른 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형는 가스를 유입할 수 있는 다공성통기부내에 금속을 압축하여 형성된 소결체를 포함하므로 용융수지는 도관내측으로 유입되지 않고 가스만 유입될 수 있도록 하는 효과를 지닌다.

본 발명에 따른 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형는 용융물의 주입과 동시에 가스가 자동으로 배출할 수 있도록 함으로서, 제품의 성형 이전 또는 이후에 가스를 배출하고자 하는 별도의 작업시간이 필요치 않으므로 사출성형하는 작업시간을 단축할 수 있도록 하는 효과를 도모할 수 있다.

본 발명에 따른 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형는 캐비티 내에 잔재하고 있는 가스와 캐비티 일측에 형성된 게이트를 통해 유입되는 용융수지내에 포함된 가스를 용융물의 주입과 동시에 강제로 배출할 수 있도록 하여 수지의 흐름을 원활하게 함으로서 웰드라인의 생성을 억제하고 그로인한 불량품이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.

본 발명에 따른 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형는 금형내의 내부공기를 액상 수지가 충진되는 속도보다 더 빠른 시간 내에 외부로 배출시켜 제조되는 금형내에 기포가 발생되지 않게 하는 효과를 지닌다.

본 발명에 따른 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형는 금형의 일측에 가스을 배출할 수 있는 수단을 부설하여 캐비티 내의 가스와 주입되는 용융수지에 포함된 가스를 금형밖으로 강제 배출할 수 있도록 하여 종래 금형 제작 후 웰드라인이나 기포 발생 여부 등을 확인하기 위해 실시하던 시험운전이나, 금형의 수정 또는 운 전방법 등에 소요되는 제품개발 시간을 단축할 수 있으므로 그로 인한 소요비용도 감소할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형의 단면도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형의 부분확대도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형의 단면도이다.

참고로, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 핵심을 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우에는 그 상세한 설명을 생략하였다.

도 1 및 3을 참조하면, 금형은 상부원판(1)과 하부원판(2)으로 구성되고, 상기 상부원판(1)의 외면 일측에는 가스흡입부(3)를 포함함으로서, 상기 상부원판(1)과 하부원판(2)의 사이에 제품을 사출성형할 수 있도록 형성된 캐비티내에 잔재하는 가스를 배출할 수 있도록 하고, 상기 가스흡입부(3)의 일측에는 상기 가스흡입부(3)에 압축공기를 유입 또는 차단할 수 있도록 하는 개폐부(4)와, 상기 상부원 판(1)과 가스흡입부(3), 가스흡입부(3)와 개폐부(4)를 연결하는 연결관(5)을 포함한다.

상기 상부원판(1)과 하부원판(2)은 제품을 성형하는 상캐비티(11)와 하부캐비티(21)를 형성함과 아울러 상기 상캐비티(11)의 중앙 또는 사이드 측에 러너(13)를 포함하는 게이트(12)를 설치하여 상기 게이트(12)를 통해 상기 상, 하캐비티(11,21)로 용융수지를 주입할 수 있도록 하고, 상기 게이트(12)의 반대측에는 상기 캐비티(11)의 내측에 발생하는 가스를 배출할 수 있는 다공성통기부(15)를 포함하며, 상기 다공성통기부(15)의 일측에는 상기 상, 하캐비티(11,21)로부터 유입된 가스가 금형외부로 이동될 수 있도록 하는 도관(16)을 포함한다.

또한, 상기 상부 및 하부원판(1,2)은 상부금형 또는 하부금형의 일측에 형성된 직방형상의 금속 형판으로 사출 성형품이 주조될 수 있도록 하는 금형으로서, 상기 상부 및 하부원판(1,2)은 전면에 성형품을 형성하기 위한 상, 하캐비티(11,21)가 형성되어 있고 사출하고자 하는 성형품 생산을 위해 일측에서 용융수지가 주입된다.

상기 상, 하캐비티(11,21, Cavity)는 상기 상부 원판(1)과 상기 하부원판(2) 사이에 규정된 일정공간을 포함하는 것으로 용융수지가 유입될 수 있도록 함몰된 공간을 형성한다. 상기 상, 하캐비티(11,21)는 상기 상부금형과 하부금형이 결합하여 성형품이 성형될 수 있도록 융용수지를 채워넣는데 상기 캐비티의 외주면의 형상은 성형되는 성형품의 외관에 부합될 수 있도록 한다.

상기 게이트(12, Gate)는 후술되는 상기 런너(13)에서 캐비티로 흘러가면서 거치는 통로로서, 그러나, 게이트의 지름이 작으면 주입저항이 커지고 또 성형시간을 짧게 하기 위해 사출압을 무리하게 높이면 게이트부 마찰열에 의해 수지가 타는 불량이 나타난다. 또한, 런너의 지름이 비교적 크고 게이트의 단면지름은 작으며 캐비티는 넓은 일정공간을 형성하므로 지름이 큰 런너에서 유입되는 용융수지가 갑자기 좁은 게이트를 통해 넓은 캐비티로 흐름으로써 상기 캐비티에서 갑작스런 압력증가로 플로우 마크가 형성될 수 있으며, 성형품의 중심부가 고화되기 전에 조기에 고화되어 성형품에 싱크마크(Sink Mark) 또는 내부공동(Void) 등의 불량을 유발할 수 있게 된다.

상기 런너(13, Runner)는 용융수지가 흐르는 통로로써 유동저항이 적고 급격히 냉각하지 않도록 고려되어야 한다. 상기 런너(13)의 조기 고화는 수지가 캐비티 내로 완전히 충전되지 않고 사출압력이 금형 내로 전달되지 않아 수축 등의 성형불량을 발생시킨다. 따라서, 상기 런너(13)의 조기 고화를 방지하기 위해서는 단면형상을 원에 가깝게 할수록 좋고 굵게 하는 것이 좋다. 그러나, 런너를 굵게 하는 경우 런너 수지량의 증가와 고화시간의 길어져 수명이 길어지는 단점이 있으므로, 적절한 굵기로 조절해야 할 것이다. 이에 따라 런너(13)의 레이아웃은 캐비티의 수, 성형품의 형상, 게이트의 형식 등에 따라 좌우되고, 압력손실과 유동수지온도의 저하를 막기 위해 런너(13)의 길이와 수는 가장 적어지는 유동선으로 한다. 이때, 상기 캐비티에서 성형되는 제품에 홀을 형성하는 경우에는 통상적으로 상부원판(1)에 코어를 형성하여 상기 코어 형성 부위는 용융물의 주입을 방지할 수 있도로 한다.

상기 다공성통기부(15)는 재료가 유동하는 런너의 공기 및 용융수지내에서 나오는 가스를 밀폐된 캐비티로부터 배출할 수 있도록 하는 것으로서, 도2에 도시된 바와 같이 내측에 다공질의 소결체로 형성되어 공기는 통과하고, 용융수지는 통과되지 않도록 한다. 또한 상기 다공성통기부(15)는 상기 상캐비티(11)의 용융수지 충진완료 지점에 필요 수만큼 설치되며, 상기 다공성통기부는 간극치수를 지나치게 크게 설정하면 오버플루가 발생하고, 한편, 간극치수를 지나치게 작게 설정하면 충전불량을 초래하는 문제를 발생한다

상기 도관(16)은 상기 다공성통기부(15)에서부터 상부원판(1)의 외주면까지 이어질 수 있도록 형성하는 것으로, 이는 상기 도관(16)을 통해 상기 다공성통기부(15)로 유입된 가스가 금형 외부로 배출될 수 있도록 하기 위함이다. 상기 도관(16)의 길이는 다공성통기부(15)의 위치에 따라 그 길이를 달리할 수 있으며, 상기 도관(16)은 금형 내부에 홈을 형성한 뒤 별도의 금속관을 삽입하거나, 금형 내부에 파인 홈 자체를 도관으로 사용할 수 있도록 한다.

상기 가스흡입부(3)는 상기 상하캐비티(11,21)에서 배출되는 가스를 진공흡입하여 강제 배출할 수 있도록 한다. 상기 가스흡입부(3)는 모터로 펌프를 회전시키는 형태의 기계적 운동이 아닌 압축공기에서 직접 진공을 만드는 것으로서, 상기 가스흡입부(3)는 도4에 도시된 바와 같이, 액체 또는 기체를 고속으로 자유공간에 분출시키기 위해 유로(流路) 끝에 다는 노즐(31)과, 상기 노즐와 대향하도록 형성되며 상기 노즐(31)로부터 유입된 압축공기를 배출하는 디퓨져(32)와, 상기 노 즐(31)의 일측에 형성되며 상기 도관(16)에 연결된 진공홈(33)을 포함한다.

상기 노즐(31)는 상기 가스흡입부(3)의 일측에 형성되며 양쪽 끝단의 지름이 다른 관형상으로 형성된 것으로서, 유체를 유입하는 일단의 직경은 넓게 형성하고 유입된 유체를 배출하는 타단의 직경은 좁게 형성하여 베르누이 정리(principle of Bernoulli : 유체의 유동속도는 단면적이 큰 A부분에서보다는 단면적이 작은 B부분에서 더 빠르며, 압력은 유속이 빠른 B부분에서 더 낮다. 즉, 유체의 유동속도와 압력은 정상류(定常流)에서는 일정한 관계가 성립한다.)에 의해 직경이 좁게 형성되는 곳의 공기 속력은 증가시키고 내부의 압력은 낮아질 수 있도록 한다.

상기 디퓨져(32)는 상기 노즐(31)과 대향되는 방향에 형성되어 상기 노즐(31)을 통해 유입된 가스를 외부로 배출할 수 있도록 한다. 상기 디퓨져(32)는 상기 노즐(31)과 반대되는 형상으로 유체를 받아들이는 통로는 좁고 배출되는 통로는 넓은데 이는 앞서 설명된 베르누이 정리에 적용하여 상기 노즐(31)에서 고속으로 배출되는 가스를 상기 가스흡입부(3)의 외부에 형성된 대기압보다 높은 압력을 으로 인해 배출이 용이하게 하기 위한 것이다.

상기 진공홈(33)은 상기 노즐(31)의 직경이 작은 곳에 외부와 관통되어 금형의 도관(16)과 연결될 수 있도록 함으로서, 금형내에 형성된 캐비티에 주입되는 용융수지의 압력에 의해 상기 캐비티내의 압력이 급격히 높아지게 되면 상기 노즐(31)의 직경에 작은 곳에 형성되는 부압에 의해 상기 캐비티내의 가스가 상기 진공홈(33)을 통해 상기 가스흡입부(3)의 내부로 유입되어 고속의 압축공기와 함께 외부로 배출될 수 있도록 한다.

따라서, 상기 금형 내부에 형성된 캐비티내에 잔재하고 있는 가스는 상기 상기 진공홈(33)에 연결되어 상기 가스흡입부(3)의 내부로 유입되므로 상기 상하캐비티(11,21)의 내부가 진공상태로 되고, 진공상태가 된 캐비티는 주입되는 용융수지로 빈틈없이 채워지므로 기포발생이나 웰드라인이 생성되는 것을 방지할 수 있도록 한다.

또한, 상기 가스흡입부(3)는 경량으로 진공펌프와 대비하여 단가가 저렴하며, 진공펌프와 진공저장탱크가 필요없고 진동과 소음이 없으며 적은 공간에도 설치가 가능하다. 또한, 먼지가 적게나고, 쉽게 조립되며, 특별한 기술을 필요치 않고, 장기간 사용하여도 고장이 없다.

또한, 상기 가스흡입부(3)의 일측에는 소음기(34)를 더 포함하며, 상기 소음기(34)는 상기 가스흡입부(3)에서 배출되는 고압의 공기로 인해 발생되는 소음을 저감시킬 수 있도록 다공질의 소결체로 구성한다.

상기 개폐부(4)는 일측에는 상기 가스흡입부(3)와 후술되는 상기 연결관(5)에 의해 연결되고, 다른 일측은 압축공기를 발생하는 장치(미도시)에 연결되어 상기 압축공기발생장치(미도시)로부터 유입되는 압축공기를 선택적으로 유입시키거나 차단할 수 있도록 한다. 상기 개폐부(4)를 솔레노이드밸브로 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않고 유입되는 압축공기를 조절할 수 있는 수단이면 대체사용이 가능하다. 상기 개폐부(4)는 자기(磁氣) 코어가 있는 전자석과 한 개 또는 그 이상의 오리피스(Orifice)를 포함한 밸브를 구성하고 있는 두개의 기본 부품 조합으로서 오리피스를 통한 유체의 흐름은 전자석에 전류를 통할 때 또는, 전류가 통하지 않을 때 코어의 움직임에 의해 닫히거나 열리면서 제어된다.

상기 연결관(5)은 상기 도관(16)과 가스흡입부(3)를 연결하거나 상기 가스흡입부(3)과 개폐부(4)를 연결하고, 상기 개폐부(4)와 압축공기발생장치(미도시)와 연결할 수 있도록 한다. 상기 연결관(5)은 상기 금형 외부에 형성되는 것으로 플렉시블(flexible)한 재질을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 연결관(5)의 직경의 크기는 상기 연결관(5)으로 연결되는 각각의 장치에 따라 그 크기를 달리한다.

본 발명은 캐비티에 주입되는 용융수지에 포함된 가스와 캐비티내에 체류 되어 있는 가스를 금형 외부로 강제 배출하여 상기 캐비티내를 진공상태로 형성하여 사출성형시 발생되는 기포나 웰드라인의 형성을 방지할 수 있도록 한다.

이하에서는 본 발명에 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형에 대한 바람직한 실시예 및 작동관계를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형의 작동관계를 도 5 를 참조하여 설명하면,

금형의 제어수단(미도시)에 의해 금형을 구동시키는 신호가 발생되면, 상부 금형의 상부원판(1)과 하부금형의 하부원판(2)이 결합되고, 결합된 상부원판(1)과 하부원판(2)의 사이에 형성된 상하캐비티(11,21)내에 런너(13)를 통해 용융수지가 주입됨과 동시에 상기 금형의 일측에 형성된 개폐부(4)가 구동된다. 상기 개폐부(4)는 평시에는 닫힌상태를 유지하고 있어 상기 개폐부(4)의 일측에 형성된 압축공기발생장치(미도시)로부터 공급되는 압축공기가 유입되지 않도록 하고, 상기와 같이 금형을 구동시는 신호를 감지하게 되면, 상기 전자석에 전기가 흘러 밸브를 열림상태로 바꾸고 압축공기가 상기 개폐부(4)의 내측으로 흐를 수 있도록 한다.

상기 개폐부(4)가 열려 압축공기가 흐르게 되면, 상기 압축공기는 상기 개폐부(4)의 다른 일측에 연결된 가스흡입부(3)로 유입되므로 상기 가스흡입부(3)의 내부는 상기 압축공기로 인해 부압을 형성한다.

이때 상기 개폐부(4)의 일측에 형성된 가스흡입부(3)는 상기 상부원판(1)의 일측에 형성된 도관(16)과 상기 연결관(5)로 연결되어 있으므로, 상기 가스흡입부(3)의 내부에 형성된 압력과 상기 도관(16)과 연결된 진공홈(31)에 형성되는 압력 사이에 발생되는 압력차로 인해 상기 도관(16)에 형성되는 공기가 상기 진공홈(31)을 통해 상기 가스흡입부(3)으로 유입되어 배출된다. 상기 도관(16)은 다공성통기부(15)와 연결되어 있고 상기 다공성통기부(15)는 상기 상캐비티(11)와 연결되어 있으므로 결과적으로는 상기 상하캐비티(11,21)내에 형성되는 가스를 강제배출하여 진공상태로 형성하는 것이다.

한편, 상기 다공성통기부(15)는 다공질의 소결체로 형성되어 있어 가스는 배출하되 상기 캐비티내로 유입되는 용융수지는 배출될 수 없도록 한다.

따라서, 진공상태로 형성된 상태로 변화된 상기 상하캐비티(11,21)는 주입되는 용융수지의 흐름을 원활하게 하여 기포나 웰드라인이 형성되지 않는 성형품이 성형될 수 있도록 한다. 기포나 웰드라인이 형성되지 않음으로서 색을 가진 성형품은 물론 투명한 성형품도 성형할 수 있도록 한다.

또한, 상기 개폐부는 일정한 시간을 셋팅하거나 별도의 센서를 이용하여 상기 캐비티내에 용융수지가 다 주입되고 나면 자동으로 전자적에 흐르는 전류를 차단하여 밸브가 닫힐 수 있도록 하고, 상기 개폐부가 닫힘으로서 가스흡입부 또한 구동을 멈추어 더이상 캐비티내의 가스가 배출되지 않도록 한다.

본 발명은 진공성형을 함에 따라 캐비티내에 주입되는 수지의 흐름을 원활하게 하고, 기포나 웰드라인 형성을 방지하며, 사출성형시 금형내의 사출압력을 저하시킴으로서, 금형크기의 축소와 수지 소모량이 감소되도록 하므로서 결과적으로 금형의 설비 및 수지소비의 절감으로 제조원가가 절감되도록 함과 사출성형품의 외관품질을 향상시키도록 한다.

또한, 상기 가스흡입부와 개폐부의 사이즈가 작은 것을 택하여 금형의 일측에 설치하기 쉽고 캐비티의 수에 대응할 수 있는 가스흡입부 및 개폐부를 포함할 수 있어 금형내에 포함하는 모든 캐비티에 주입되는 가스를 모두 제거할 수 있도록 하

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형에 따 른 구동방법의 순서를 나타내는 블럭도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형에 따른 구동방법은 금형의 시작을 알리는 금형사출구동신호 발생단계(S1)와, 상기 금형사출구동신호 발생단계(S1)에서 금형이 구동되면 센서에 의해 개폐부에 압축공기가 유입될 수 있도록 하는 개폐부구동단계(S2)와, 상기 개폐부구동단계(S2)에서 유입된 압축공기가 가스흡입부로 유입되는 압축공기 유입단계(S3)와, 상기 압축공기 유입단계(S3)와 동시에 캐비티내에 용융수지가 주입될 수 있도록 하는 용융수지주입단계(S4)와, 상기 용융수지주입단계(S4)로 인해 캐비티내에 용융수지가 주입되면 상기 압축공기 유입단계(S3)에서 발생되는 압력차에 금형의 가스가 자동배출되는 금형 자동 가스 배출단계(S4)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 금형사출구동신호 발생단계(S1)는 금형의 일측에 형성되는 제어수단(미도시)에 의해 상부원판(1)과 하부원판(2)이 결합되어 상기 상부원판(1)에 포함되는 상캐비티(11)와 하부원판(2)에 포함되는 하캐비티(21)도 결합될 수 있도록 한다.

상기 개폐부구동단계(S2)는 상기 금형사출구동신호 발생단계(S1)에 따라 상부원판(1)과 하부원판(2)이 결합되는 것과 동시에 개폐부(4)가 구동되어 전자석에 전류가 흐름에 따라 밸브가 닫힘구조에서 열림구조로 바뀔 수 있도록 함으로서 열린밸브를 통해 상기 개폐부(4)의 일측에 형성된 압축공기발생장치(미도시)로 부터 발생된 압축공기가 상기 개폐부(4)의 내부를 통과할 수 있도록 한다.

상기 압축공기 유입단계(S3)는 상기 개폐부구동단계(S2)에 의해 형성된 압축공기가 상기 개폐부(4)를 통과하여 상기 개폐부(4)의 다른 일측에 형성된 가스흡입부(3)으로 유입되어 상기 가스흡입부(3)의 내부의 압력이 낮아질 수 있도록 한다.

상기 용융수지주입단계(S4)는 상기 압축공기 유입단계(S3)와 동시에 상기 상캐비티(11)의 일측에 형성된 런너(13)를 통해 상기 결합된 상캐비티(11)와 하캐비티(21)의 사이에 용융수지를 주입할 수 있도록 한다.

상기 금형 자동 가스 배출단계(S4)는 상기 압축공기 유입단계(S3)에 의해 상기 가스흡입부(3)에 형성된 부압으로 인해 상기 가스흡입부(4)에 포함된 진공홈(31)의 외측에 형성되는 공기가 유입됨으로서 상기 진공홈(31)의 외측은 진공상태로 변하게 된다. 이때 상기 진공홈(31)은 상기 금형의 도관(16)과 연결되어 있고, 상기 도관(16)은 상기 캐비티내의 공기를 배출시킬 수 있도록 형성된 다공성통기부(15)와 연결되어 있으므로 자동적으로 금형내의 가스를 배출시킬 수 있도록 한다.

통상의 지식을 가진자(이하 '당업자'라 한다)가 본 발명에 따른 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형를 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시예일 뿐, 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 2변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포 함됨은 자명하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형의 단면도

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형의 부분확대도

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형의 단면도

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형의 가스흡입부를 나타내는 단면도

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형의 사용상태를 나타낸는 단면도

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형의 구동방법을 나타낸는 블럭도

<도면의 주요부분에 대한 주요 설명>

1 : 상부원판 2: 하부원판

3 : 가스흡입부 4 : 개폐부

5 : 연결관 11: 상캐비티

12 : 게이트 13 : 런너

15 : 다공성통기부 16 : 도관

21 : 하부캐비티 31: 노즐

32 : 디퓨져 33 : 진공홈

34 : 소음기

Claims

상부원판과 하부원판; 상기 상,하부원판의 대향면에 각각 형성되는 상캐비티와 하캐비티; 상기 상캐비티의 일측에 용융수지가 주입될 수 있게 형성되는 게이트와 상기 게이트의 반대측인 상캐비티의 타측에 캐비티 내의 가스가 배출될 수 있게 형성되는 다공성통기부; 상기 다공성통기부와 연결되어 캐비티 내의 가스를 진공흡입하여 강제 배출할 수 있는 가스흡입부; 상기 가스흡입부의 일측에 결합하여 가스흡입부로 유입되는 압축공기를 제어하는 개폐부; 상기 게이트를 통한 용융수지의 주입시점과 주입완료시점을 감지하는 센서와 연결되며 상기 개폐부의 개폐를 포함한 금형작동을 제어하는 제어수단;을 포함하며,

상기 제어수단은

상기 센서를 통해 용융수지가 주입됨을 감지함과 동시에 상기 개폐부를 개방하여 상기 가스흡입부가 캐비티 내 가스를 진공흡입할 수 있도록 하여, 상기 다공성통기부를 통해 배출되는 가스흐름이 주입되는 용융수지의 흐름을 원활하게 하여 기포나 웰드라인이 형성되지 않도록 할 수 있음은 물론 주입되는 용융수지 내에 포함된 가스 역시 캐비티 내 가스배출과 함께 배출할 수 있어 가스배출공정시간을 단축할 수 있도록 하며,

상기 센서를 통해 용융수지 주입이 완료됨을 감지함과 동시에 상기 개폐부를 폐쇄하여, 주입되는 용융수지가 상기 다공성통기부 외부로 배출되는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형
제 1항에 있어서,

상기 다공성통기부는 다공질의 소결체를 포함함으로서, 가스는 배출하고 상기 캐비티내에 주입되는 용융수지는 배출될 수 없도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형
제 2항에 있어서,

상기 다공성통기부는 일측에 도관을 포함하며, 상기 도관의 길이는 다공성통기부로부터 상기 상부원판의 일측까지 형성됨으로서 상기 캐비티내의 가스가 상기 상부원판 밖으로 배출될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형
제 1항에 있어서,

상기 가스흡입부는 소형으로 형성되어 협소한 공간에도 설치가 가능하며 금형 내부에 형성되는 캐비티의 수에 따라 다수개 형성함으로서, 상기 캐비티 내에 형성되는 가스를 모두 배출할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형
제 4항에 있어서,

상기 가스흡입부는 액체 또는 기체를 고속으로 자유공간에 분출시키기 위해 유로(流路) 끝에 다는 노즐과, 상기 노즐와 대향하도록 형성되며 상기 노즐로부터 유입된 압축공기를 배출하는 디퓨져와, 상기 노즐과 디퓨져의 사이에 형성되며 외부의 공기를 흡수하는 진공홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형
제 5항에 있어서,

상기 가스흡입부는 일측에 소음기를 더 포함하며,

상기 소음기는 상기 가스흡입부에서 배출되는 고압의 공기로 인해 발생되는 소음을 저감시킬 수 있도록 다공질의 소결체로 구성하는 것을 특징으로 하는 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형
삭제
금형의 제어수단에 의해 금형의 상부원판과 하부원판이 결합되어 상캐비티와 하캐비티가 결합되는 금형사출구동신호 발생단계;

상기 금형사출구동신호 발생단계에서 상캐비티와 하캐비티가 결합되면 센서에 의해 개폐부가 열려 압축공기가 유입될 수 있도록 하는 개폐부 구동단계;

상기 개폐부구동단계에서 유입된 압축공기가 가스흡입부로 유입되는 압축공기 유입단계;

상기 압축공기 유입단계와 동시에 게이트를 통해 상캐비티와 하캐비티 사이에 용융수지가 주입될 수 있도록 하는 용융수지 주입단계;

상기 압축공기 유입단계와 용융수지 주입단계가 동시에 이루어짐으로 인해 상기 압축공기 유입단계에서 발생되는 압력차에 의해 상기 게이트의 반대측에 위치하는 다공성통기부를 통해 배출되는 가스흐름이 주입되는 용융수지의 흐름을 원활하게 하여 기포나 웰드라인이 형성되지 않도록 할 수 있음은 물론 용융수지의 주입과 동시에 주입되는 용융수지 내에 포함된 가스 역시 금형 내 가스배출과 함께 배출할 수 있어 가스배출공정시간을 단축할 수 있는 금형 자동 가스 배출단계;를 포함하며,

상캐비티와 하캐비티 사이에 용융수지가 다 주입되면 센서에 의해 개폐부가 닫히도록 하여 주입되는 용융수지가 상기 다공성통기부 외부로 배출되는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형의 구동방법
제8항에 있어서,

상기 다공성 소결체는 상기 다공성통기부에 형성되어 상기 캐비티내에 존재하는 가스만 배출할 수 있도록 형성될 뿐만 아니라, 상기 가스흡입부의 일측에 형성된 소음기에도 다공성 소결체로 형성되어 가스 배출시 발생하는 소음을 줄일 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형의 구동방법
제8항에 있어서

상기 개폐부는 전자석에 전류가 흐름에 따라 밸브가 닫힘구조에서 열림구조로 바뀔 수 있도록 함으로서, 상기 개폐부가 열림구조로 되어 있을 때 상기 개폐부의 일측에 형성된 압축공기발생장치로부터 발생된 압축공기가 상기 개폐부를 통해 상기 가스흡입부로 유입될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형의 구동방법
제8항에 있어서

상기 가스흡입부는 노즐과 디퓨져를 포함하며, 상기 개폐부를 통해 유입되는 압축공기가 상기 노즐로 인해 상기 가스흡입부의 내부 압력을 낮춤으로서 상기 가스흡입부의 내부과 외부의 압력차로 인해 상기 캐비티내에 잔재하는 가스와 상기 캐비티내에 주입되는 융용수지에 포함된 가스 모두 상기 가스흡입부의 내측으로 유입되어 상기 디퓨져를 통해 배출될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 가스 배출 구조를 갖는 금형의 구동방법