KR101167592B1 - 보빈용 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 노즐이 제품 외형을 형성하는 코어에 접촉하여 재료를 분사하며, 재료의 누설 방지 및 재료의 고화가 방지되는 기능을 가지는 보빈용 제조장치에 관한 것이다.

본 발명에 의한 보빈용 제조장치는, 제품의 하부 외관을 형성하는 이동코어(100)와, 제품의 측방 외관을 형성하는 슬라이드코어(110)와, 상기 슬라이드코어(110)의 상하 및 좌우 이동을 동시에 가이드하는 장착핀(120)과, 상기 슬라이드코어(110)의 상측에 구비되어 제품의 상부 외관을 형성하는 고정코어(130)와, 상기 고정코어(130)에 일단이 삽입되어 제품의 재료를 분사하는 노즐조립체(140)를 포함하는 구성을 가지며; 상기 노즐조립체(140)의 주위에는, 분사된 수지의 누설을 차단하는 실링부재(170)가 더 구비된다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 재료비가 절감되고, 작업능률이 향상되는 이점이 있다.

보빈, 코어, 수지, 노즐, 실링

Description

보빈용 제조장치{Manufacturing Apparatus For Bobbin}

본 발명은 보빈용 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노즐이 제품 외형을 형성하는 코어에 접촉하여 재료를 분사하며, 재료의 누설 방지 및 재료의 고화가 방지되는 기능을 가지는 보빈용 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로 보빈(bobbin)은, 재봉틀의 부수품으로서 밑실을 감은 실패를 넣어 두는 북을 의미하였으나, 근래에는 전선을 감아, 코일이나 저항기용으로 사용하는 자기제(磁器製)나 베이클라이트제의 원형 또는 다각형으로 된 통 등도 보빈이라고 한다.

즉, 코일이 권선되도록 하는 원통형상의 부재를 보빈(bobbin)이라고 부르기도 하며, 이러한 보빈(bobbin)은, 차량용 자동변속기와 같이 자기력을 형성하기 위한 제품에 많이 사용된다.

이러한 보빈(bobbin)은, 성능과 중량 등을 고려하여 초박형으로 설계되어야 함과 동시에 열가소성 수지인 폴리아미드 수지(PA)에 강화재로서 유리섬유를 사용하고, 사출에 의한 성형공법으로 생산한다.

그리고, 보빈(bobbin)을 사출성형하기 위해서는 먼저 노즐에서 수지를 분사 하고, 본사된 수지는 금형에 형성된 긴 관을 통과한 다음 제품 틀에 유입된다. 따라서, 제품이 완성된 다음에는 금형의 긴 관에 남아있는 수지가 고화되어 제품과 일체가 된다.

따라서, 보빈(bobbin)이 사출성형에 의해 완성된 다음에는, 불필요한 스프루(sprue)를 제거하여야 한다. 그러므로, 작업 능률이 저하됨은 물론 재료가 낭비되는 문제점이 있다.

또한, 종래의 기술에서는 노즐로부터 분사된 재료(수지)가 금형의 틀로 이동하는 과정에서 고화되거나, 노즐 선단부에서 고화되어 분사되지 않는 등의 많은 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 노즐의 선단부가 제품의 외관을 형성하는 코어(Core)에 직접 접하도록 하여, 불필요한 스프루(sprue)가 생성되지 않는 보빈용 제조장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 노즐의 주위에 다수의 실링부재를 장착하여, 노즐로부터 분사되는 재료(수지)가 금형과 노즐 사이의 틈새로 누설되지 않도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 노즐이 수용되는 금형에 히터를 설치하여, 노즐로부터 분사되는 재료(수지)의 고화가 방지되도로 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 보빈용 제조장치는, 제품의 하부 외관을 형성하는 이동코어와, 제품의 측방 외관을 형성하는 슬라이드코어와, 상기 슬라이드코어의 상하 및 좌우 이동을 동시에 가이드하는 장착핀과, 상기 슬라이드코어의 상측에 구비되어 제품의 상부 외관을 형성하는 고정코어와, 상기 고정코어에 일단이 삽입되어 제품의 재료를 분사하는 노즐조립체를 포함하는 구성을 가지며; 상기 노즐조립체에는, 외관을 이루는 노즐케이스와, 상기 노즐케이스의 내측에 구비되어 열을 발생하는 노즐히터와, 상기 노즐케이스를 상하로 관통하도록 형성되어 재료를 안내하는 공급관과, 상기 고정코어에 형성되는 유입구를 선택적으로 차폐하여 재료의 분사를 선택적으로 차단하는 밸브핀과, 선단이 상기 고정코어에 수용되는 메인노즐이 구비되고; 상기 메인노즐과 상기 고정코어 사이에는, 상기 공급관을 통해 분사된 수지의 누설을 차단하는 실링부재가 더 구비됨을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 보빈용 제조장치에 따르면, 메인노즐의 선단이 금형 사이의 틈새에 근접된다. 즉, 수지가 분사되는 부분이 제품이 형성되는 금형틀 내부에 직접 접촉되도록 구성된다. 따라서, 종래와 같이, 불필요한 스프루(sprue)가 형성되는 것이 방지되므로, 재료비가 절감되고 작업공수가 줄어드는 장점이 있다.

또한, 본 발명에서는, 노즐조립체의 내부에는 물론, 고정코어에도 히터가 구비된다. 그리고, 노즐과 고정코어 등의 부품들이 열전도도가 높은 재질로 이루어진다. 따라서, 작업중에는 항상 수지가 공급되는 통로 주위가 높은 온도를 유지하게 되므로, 수지의 고화가 방지되는 효과가 있다.

뿐만 아니라, 본 발명에서는, 메인노즐과 고정코어 사이에 다수의 실링부재가 구비된다. 따라서, 메인노즐과 고정코어 사이의 틈새를 통해 수지가 누설되는 것이 방지되므로, 재료비의 절감은 물론, 금형의 고장이 방지되어 제품의 품질이 향상되는 이점도 있다.

이하 본 발명에 의한 보빈용 제조장치의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1에는 본 발명에 의한 보빈용 제조장치의 바람직한 구성이 단면도로 도시되어 있으며, 도 2에는 도 1에 도시된 보빈용 제조장치의 메인노즐부위가 확대 단면도로 세부적으로 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 보빈용 제조장치는, 제품의 하부 외관을 형성하는 이동코어(100)와, 제품의 측방 외관을 형성하는 슬라이드코어(110)와, 상기 슬라이드코어(110)의 상하 및 좌우 이동을 동시에 가이드하는 장착핀(120)과, 상기 슬라이드코어(110)의 상측에 구비되어 제품의 상부 외관을 형성하는 고정코어(130)와, 상기 고정코어(130)에 일단이 삽입되어 제품의 재료를 분사하는 노즐조립체(140) 등으로 이루어진다.

보다 구체적으로 살펴보면, 하측에는 하부다이(10)가 구비되고, 이러한 하부다이(10)의 상측에는 다수의 부품이 더 구비된다.

상기 하부다이(10)의 중앙부분 상측에는 이동코어(100)가 구비된다. 상기 이동코어(100)는, 원형으로 이루어져, 성형되는 제품(G), 즉, 보빈(bobbin)의 하부 외관을 형성함과 동시에 하측을 지지한다.

상기 하부다이(10)의 상측에는 슬라이드코어(110)가 더 구비된다. 상기 슬라이드코어(110)는, 도시된 바와 같이 좌우로 서로 대칭되게 쌍으로 이루어진다. 그리고, 이러한 좌우의 슬라이드코어(110)는 장착핀(120)에 의해 고정됨과 동시에 슬라이딩하게 된다. 즉, 상기 장착핀(120)은, 도시된 바와 같이, 상기 하부다이(10)의 좌우에 경사지게 설치된다.

상기 좌우의 장착핀(120)은 상측으로 갈수록 서로 근접되도록 경사지게 설치 되고, 이러한 장착핀(120)을 따라 상기 슬라이드코어(110)가 이동한다.

따라서, 상기 한 쌍의 좌우 슬라이드코어(110)는, 상기 장착핀(120)을 따라 상측으로 이송되는 경우에는 동시에 중앙부로 이동하여 서로 근접하게 된다.

그리고, 반대로 상기 한 쌍의 좌우 슬라이드코어(110)가, 상기 장착핀(120)을 따라 하측으로 이송되는 경우에는 동시에 외측으로도 이동하게 되므로, 서로 멀어진다.

상기 이동코어(100)의 중앙부에는 속코어(102)가 상하로 관통 설치된다. 상기 속코어(102)는, 제품(G)의 내부 형상을 구성하는 것으로, 전체적으로는 원기둥 형상으로 이루어져 상하로 길게 설치된다.

상기 슬라이드코어(110)의 상측에는, 고정코어(130)가 구비된다. 상기 고정코어(130)는, 상기 하부다이(10)의 상측에 이격 설치되는 상부다이(20)에 고정되는 것으로, 제품(G)의 상부 외관을 형성하게 된다.

상기 고정코어(130)의 중앙 상면에는, 소정 크기의 삽입홈(132)이 하측으로 함몰되게 형성된다. 상기 삽입홈(132)은, 아래에서 설명할 메인노즐(200)의 하반부가 삽입되는 부분이다.

상기 삽입홈(132)은, 아래에서 설명할 메인노즐(200)이 하반부 형상과 대응되도록 원형으로 이루어지며, 이러한 삽입홈(132)은 단차지게 형성되어 다수의 턱을 형성한다.

구체적으로 살펴보면, 상기 삽입홈(132)의 중간부분에는, 아래에서 설명할 실링부재(170)가 안착되는 링안착턱(134)이 형성되고, 하측에는 다시 아래에서 설 명할 메인노즐(200)의 선단부가 접하는 선단턱(136)이 더 형성된다.

그리고, 상기 삽입홈(132)의 하단은 상하로 관통되어 유입구(138)를 형성한다. 상기 유입구(138)는, 상기 노즐조립체(140)를 통해 공급되는 수지가 상기 고정코어(130)를 통과하여 분사되도록 하는 부분이다.

상기 유입구(138)는 원형으로 이루어지며, 내경은 하측으로 갈수록 점차 작아지도록 형성된다. 즉, 도시된 바와 같이, 하측으로 갈수록 좌우 폭이 줄어드는 테이퍼진 형상의 단면을 가진다.

상기 고정코어(130)에는, 열 발생을 위한 코어히터(150)가 더 구비된다. 즉, 도시된 바와 같이, 상기 고정코어(130)의 내측에는 삽입홈(132)을 감싸도록 원형으로 코어히터(150)가 구비되며, 이러한 코어히터(150)는 상기 고정코어(130)가 고온을 유지하여 상기 유입구(138)를 통해 공급되는 수지가 응고되지 않도록 한다.

한편, 상기 고정코어(130)는, 열전도도가 높은 재질로 이루어진다. 따라서, 상기 노즐조립체(140)로부터 전해지는 열이 쉽게 전달되며, 상기 코어히터(150)에 의해서도 쉽게 가열되어, 아래에서 설명할 메인노즐(200)을 통해 분사되는 수지가 응고되지 않도록 한다.

보다 바람직하게는, 상기 고정코어(130)는, SKD 61(JIS 규격) 재질로 이루어짐이 바람직하다. 'SKD 61'에 대한 내용은 JIS 규격에 상세히 설명되어 있으므로, 여기서는 상세한 설명은 생략한다.

상기 고정코어(130)의 상측에는 노즐조립체(140)가 구비되고, 상기 노즐조립체(140)의 상측에는 메인폴드(160)와 안내노즐(162) 등이 차례로 더 구비된다.

상기 노즐조립체(140)는, 수지를 분사하여 제품(G)이 사출성형되도록 하는 것이다. 즉, 상기 이동코어(100)와 고정코어(130) 그리고, 슬라이드코어(110)와 속코어(102) 등이 서로 결합되어 이루는 내부 틈새에, 제품(G)의 재료가 되는 수지를 분사하여 제품(G)이 성형되도록 하는 것이다.

상기 노즐조립체(140)는, 외관을 이루는 노즐케이스(142)와, 상기 노즐케이스(142)의 내측에 구비되어 열을 발생하는 노즐히터(144)와, 상기 노즐케이스(142)를 상하로 관통하도록 형성되어 재료를 안내하는 공급관(146)과, 상기 고정코어(130)에 형성되는 유입구(138)를 선택적으로 차폐하여 재료의 분사를 선택적으로 차단하는 밸브핀(148)과, 선단이 상기 고정코어(130)에 수용되는 메인노즐(200) 등이 구비된다.

상기 노즐케이스(142)는, 도시된 바와 같이 원통 형상으로 이루어지며, 이러한 하측 내부에는 상기 메인노즐(200)이 장착된다.

상기 노즐히터(144)는, 상기 노즐케이스(142) 내부에 구비되며, 상기 공급관(146)을 감싸도록 설치됨이 바람직하다. 따라서, 이러한 노즐히터(144)는, 외부로부터 공급되는 전기에 의해 열을 발생하여, 상기 공급관(146)을 통과하는 수지가 응고되지 않도록 한다.

상기 노즐케이스(142)의 하측에는, 단차지게 형성되는 선단케이스(142a)가 더 구비된다. 그리고, 상기 노즐케이스(142)와 선단케이스(142a) 사이에는, 상기 노즐히터(144)의 고정을 위한 히터고정링(142b)이 더 구비된다.

상기 공급관(146)은, 상기 노즐조립체(140)의 중앙부를 상하로 관통하도록 형성되며, 이러한 공급관(146)을 통해 수지가 상측으로부터 하측으로 공급된다.

상기 공급관(146)은 원형의 단면을 가지며, 이러한 공급관(146)의 중앙부에는 밸브핀(148)이 상하로 길게 설치된다. 상기 밸브핀(148)은, 상기 공급관(146)을 선택적으로 차폐하는 역할을 한다.

구체적으로 살펴보면, 상기 밸브핀(148)은, 가는 환봉으로 이루어지며, 이러한 밸브핀(148)의 외경은 상기 공급관(146)의 내경보다 훨씬 작은 크기를 가진다. 따라서, 상기 밸브핀(148)과 공급관(146)의 틈새를 통해 수지가 하측으로 이동한다.

한편, 상기 밸브핀(148)의 하단은 도시된 바와 같이, 상기 유입구(138)의 형상과 같이 하측으로 갈수록 점차 외경이 줄어드는 형상을 가진다. 따라서, 도 2와 같이, 상기 밸브핀(148)이 상기 유입구(138)에 삽입되면, 상기 공급관(146)의 출구가 막히게 되어 수지의 공급이 차단된다.

상기 메인노즐(200)은, 상기 노즐조립체(140)의 하단부에 구비되는 것으로, 하반부는 상기 고정코어(130)의 삽입홈(132)에 삽입된다.

그리고, 상기 메인노즐(200)과 상기 고정코어(130) 사이에는, 상기 공급관(146)을 통해 분사된 수지의 유동을 차단하는 실링부재(170)가 더 구비된다. 즉, 상기 고정코어(130)의 링안착턱(134)에는 환형의 실링부재(170)가 구비되어, 상기 고정코어(130)와 메인노즐(200) 사이의 틈새를 통해 수지가 누설되지 않도록 차단한다.

상기 실링부재(170)는, 강도가 낮은 재질로 이루어짐이 바람직하다. 이는 메 인노즐(200)과 상기 고정코어(130) 사이의 틈새에 끼어, 수지의 누설을 방지하기 위해서는 플렉시블한 성질을 가지는 것이 보다 효과적이기 때문이다.

예로, 상기 실링부재(170)는, 티타늄 재질로 이루어진다. 티타늄은 타이타늄(titanium)이라고도 불리는 주기율표 4족에 속한 금속원소로, 경량, 인성, 내부식성, 내열성, 불연성 등의 특수성질을 보유한 재질이다.

상기 메인노즐(200)은, 상기 고정코어(130)와 같이 열전도도가 높은 재질로 이루어진다. 보다 구체적으로는, 상기 메인노즐(200)은, 열전도도가 0.261 cal/cm.sec.℃ 이상인 Be-Cu재질로 이루어진다.

상기 메인노즐(200)을 상기와 같이 열전도도가 높은 재질로 구성하는 것은, 내측의 공급관(146)을 통해 유동하는 수지의 고화를 방지하기 위한 것이다.

상기 메인노즐(200)의 선단에는, 상기 공급관(146)을 통해 분사되는 재료가, 상기 메인노즐(200)과 고정코어(130) 사이의 틈새를 통해 누설되지 않도록 차단하는 보조실링부재(172)가 더 구비된다.

구체적으로 살펴보면, 도시된 바와 같이, 상기 선단턱(136)에는 보조실링부재(172)가 더 구비되어, 상기 메인노즐(200)의 선단과 고정코어(130) 사이의 틈새를 통해 수지가 누설되지 않도록 차단한다. 즉, 상기 공급관(146)을 통해 하측으로 공급되는 수지가 상기 메인노즐(200)과 고정코어(130) 틈새를 통해 누설되지 않도록 차단한다.

상기 보조실링부재(172)는, 상기 실링부재(170)와 같은 역할을 한다. 따라서, 이러한 보조실링부재(172)도 실링부재(170)와 같이 강도가 낮은 재질로 이루어 짐이 바람직하다. 따라서, 티타늄 재질로 이루어진다.

이하 상기와 같은 보빈용 제조장치의 작용을 살펴본다.

도 1과 같이 금형이 설치된 상태에서 상기 노즐히터(144)는 외부로부터 공급되는 전원에 의해 가열된다. 그리고, 상기 공급관(146)을 통해서는 제품(G)의 재료인 수지가 상측으로부터 공급된다.

이때, 상기 밸브핀(148)은, 상측으로 들어올려져 있으므로, 상기 고정코어(130)의 유입구(138)는 개방된다. 따라서, 상기 공급관(146)을 통해 하측으로 공급되는 수지는, 상기 유입구(138)를 통해 하측으로 분사되어, 상기 이동코어(100)와 고정코어(130) 그리고, 슬라이드코어(110)와 속코어(102) 사이의 틈새로 분사된다.

한편, 상기 메인노즐(200)과 고정코어(130)는 열전도도가 높은 재질로 이루어져 있으므로, 상기 노즐히터(144)로부터 발생되는 열이 상기 메인노즐(200) 및 고정코어(130)로 전달되어 상기 공급관(146)을 통해 공급되는 수지의 고화를 방지한다.

그리고, 상기 고정코어(130)에 구비되는 코어히터(150)도 외부로부터 공급되는 전기에 의해 열을 발생하므로, 상기 고정코어(130)의 유입구(138)를 통해 공급되는 수지의 고화가 방지된다.

또한, 상기 메인노즐(200)과 고정코어(130) 사이에는, 상기 실링부재(170)와 보조실링부재(172)가 구비되어 있으므로, 상기 공급관(146)을 통해 메인노즐(200)의 선단(하단)으로 분사되는 수지가, 상기 메인노즐(200)과 고정코어(130) 사이의 틈새를 통해 상측으로 누설되는 것이 방지된다. 즉, 1차적으로는 상기 보조실링부재(172)에 의해 수지의 누설이 방지되며, 2차적으로는 상기 실링부재(170)에 의해 누설이 차단된다.

상기와 같은 과정에 의해 제품(G)의 성형이 완성되면, 상기 밸브핀(148)이 하측으로 내려와 상기 유입구(138)를 차단한다.

그런 다음, 상기 하부다이(10)가 하측으로 내려오면, 상기 이동코어(100)도 하측으로 내려오고, 상기 슬라이드코어(110)도 하측으로 내려온다. 상기 슬라이드코어(110)는 상기 장착핀(120)을 따라 유동하므로, 상기 슬라이드코어(110)의 하측 이동시 외측(도 1에서는 좌우측)으로도 유동하므로, 제품(G)의 측방으로 멀어지게 된다. 그리고, 상기 속코어(102)도 하측으로 내려온다.

이렇게 되면, 상기 제품(G)이 금형으로부터 분리된다.

상기와 같은 과정에 의해 제품의 성형이 완료된다.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당 업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 보빈용 제조장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도.

도 2는 본 발명 실시예를 구성하는 메인노즐의 설치상태를 구체적으로 보인 확대단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100. 이동코어 110. 슬라이드코어

120. 장착핀 130. 고정코어

140. 노즐조립체 150. 코어히터

170. 실링부재 172. 보조실링부재

200. 메인노즐

Claims (5)

1. 제품의 하부 외관을 형성하는 이동코어(100)와, 제품의 측방 외관을 형성하는 슬라이드코어(110)와, 상기 슬라이드코어(110)의 상하 및 좌우 이동을 동시에 가이드하는 장착핀(120)과, 상기 슬라이드코어(110)의 상측에 구비되어 제품의 상부 외관을 형성하는 고정코어(130)와, 상기 고정코어(130)에 일단이 삽입되어 제품의 재료를 분사하는 노즐조립체(140)를 포함하는 구성을 가지며;

   상기 노즐조립체(140)에는,

   외관을 이루는 노즐케이스(142)와, 상기 노즐케이스(142)의 내측에 구비되어 열을 발생하는 노즐히터(144)와, 상기 노즐케이스(142)를 상하로 관통하도록 형성되어 재료를 안내하는 공급관(146)과, 상기 고정코어(130)에 형성되는 유입구(138)를 선택적으로 차폐하여 재료의 분사를 선택적으로 차단하는 밸브핀(148)과, 선단이 상기 고정코어(130)에 수용되는 메인노즐(200)이 구비되고;

   상기 고정코어(130)는,

   중앙 상면에는 상기 메인노즐(200)의 하반부가 삽입되는 삽입홈(132)이 하측으로 함몰되게 형성되고, 내측에는 고정코어(130)가 고온을 유지하도록 삽입홈(132)을 감싸는 원형의 코어히터(150)가 더 구비되며;

   상기 삽입홈(132)은,

   중간부분에는 단차지게 형성된 링안착턱(134)이 형성되고, 하측에는 상기 메인노즐(200)의 선단부가 접하는 선단턱(136)이 단차지게 형성되고;

   상기 고정코어(130)의 링안착턱(134) 및 선단턱(136)에는,

   상기 고정코어(130)와 메인노즐(200) 사이의 틈새를 통해 재료가 누설되지 않도록 차단하는 환형의 실링부재(170)와 보조실링부재(172)가 각각 구비됨을 특징으로 하는 보빈용 제조장치.
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