KR101172164B1 - 사출금형용 온도조절기 및 사출금형용 온도조절기의 유체 순환 방법 - Google Patents

사출금형용 온도조절기 및 사출금형용 온도조절기의 유체 순환 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사출금형용 온도조절기 등에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 유체탱크를 구비시켜 유체를 유체탱크에 저장하고, 유체를 히터에서 분배기를 거쳐 금형으로 직접 이동시킴으로써 사출금형의 온도를 조절하기 위한 유체의 양을 항상 적정하게 유지시킬 뿐만 아니라 사출금형의 온도조절을 정교하기 이룰 수 있는 기술이 개시된다.

Description

사출금형용 온도조절기 및 사출금형용 온도조절기의 유체 순환 방법{TEMPERATURE CONTROLLER FOR INJECTION MOLD AND METHOD OF CIRCULATING FLUID THE SAME}
본 발명은 사출금형용 온도조절기 등에 관한 것으로, 특히, 온도조절용 유체를 순환시키는 기술에 관한 것이다.
대개의 경우 수지제의 제품은 사출금형을 통해 생산된다.
사출금형을 통해 생산되는 제품에 따라서 다양한 수지재가 사용되는 데, 수지재의 종류에 따라서 고체화 시간이 빨라도 요구되는 질이 담보되거나 그렇지 않은 경우(즉, 불량이 발생하는 경우)도 있다.
또한, 질보다는 빠른 시간 내에 대량 생산해야 될 필요성이 있는 제품과 반드시 질이 담보되어야 할 제품이 있다.
따라서 근래에는 수지 종류나 제품이 담보하여야 질 또는 제품의 생산량에 따라 사출금형의 온도를 조절할 수 있도록 하기 위한 온도조절기가 개발되어 사용되고 있다.
즉, 온도조절기는, 제품의 질보다는 빠른 시간 내에 다량의 제품을 생산하여야 할 경우(PP수지나 PE수지 등이 사용되는 경우)에는 사출금형의 온도를 낮추어 사출성형 시간을 줄여 주고, 빠른 고체화에 따른 제품의 불량 발생이 많은 수지제(엔지니어링 플라스틱 수지 등)가 사용되거나 고온에서 고체화시켜야 질이 담보될 경우에는 사출금형의 온도를 일정 온도 이상으로 유지시켜 제품의 불량 발생을 억제할 수 있도록 한다.
이러한 사출금형용 온도조절기와 관련하여서는 국내 실용신안등록 출원 제 25871호 및 국내 공개특허 특2002-0041165호 등을 통해 개시되어 있다.
종래의 온도조절기(100)는, 도1에서 참조되는 바와 같이, 히터(111), 냉각기(112), 분배기(120) 및 펌프(130) 등을 포함하여 구성된다.
히터(111)는 사출금형(M)을 일정 온도 이상으로 유지시키기 위해 온도조절용 물을 요구되는 온도로 가열하기 위해 마련되고, 냉각기(112)는 사출금형(M)의 온도를 낮추는 데 사용되는 온도조절용 물을 요구되는 온도로 낮추기 위해 마련되며, 실시하기에 따라서는 히터(111)와 냉각기(112) 중 어느 하나만 구비될 수도 있다.
분배기(120)는, 펌프(130)로부터 이동되어 오는 온도조절용 물을 사출금형(M) 측으로 나누어 공급시키기 위해 마련되는 것으로서, 일반적으로 물이 유입되는 하나의 유입구와 물이 유출되는 다수의 유출구를 가진다.
펌프(130)는, 히터(111) 또는 냉각기(112)와 분배기(120) 사이에 구비되며, 히터(111) 또는 냉각기(112)를 거쳐 오는 온도조절용 물을 분배기(120)로 강제 펌핑(Pumping)하여 사출금형(M) 측으로 이동시킴으로써, 궁극적으로 히터(111) 또는 냉각기(112) -> 펌프(130) -> 분배기(120) -> 금형(M) -> 히터(111) 또는 냉각기(112)로 이어지는 순환경로 상에서 유체가 강제로 순환되도록 하는 역할을 수행한다.
그런데, 위와 같은 종래의 온도조절기(100)는 순환하는 온도조절용 물의 지속된 사용에 따라 보충 시점 이전에 그 양이 순간적으로 부족해져서 의도하는 만큼 사출금형(M) 측으로 온도조절용 물을 공급하지 못해 제품의 불량을 초래하거나 제품의 생산시간이 의도하는 만큼 단축되지 않는 경우가 발생할 수 있다.
또한, 종래의 온도조절기(100)는 히터(111)나 냉각기(112)에서 온도가 조절된 온도조절용 물의 온도가 펌프(130) 및 분배기(120)와 그들을 잇는 파이프라인 상을 이동하면서 요구되는 온도 범위를 벗어나 궁극적으로 사용자의 의도에 미치지 못하게 될 수 있다.
본 발명의 목적은 온도조절용 유체의 양이 일정 수준으로 유지될 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 온도조절용 유체가 조절된 온도 상태로 가급적 유지된 상태에서 사출금형 측으로 갈 수 있도록 하는 기술을 제공하는 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사출금형용 온도조절기는, 공급되는 온도조절용 유체(이하 '유체'라 함)를 저장하기 위한 유체탱크; 상기 유체탱크에 저장된 유체를 일정한 순환 경로로 순환시키기 위해 펌핑하는 펌프; 상기 펌프에 의해 펌핑되는 유체의 순환 경로 상에 위치하며, 유체를 요구되는 온도로 조절하기 위한 온도조절부분; 상기 온도조절부분으로부터 요구되는 온도로 조절된 유체를 사출금형 측으로 나누어 분배하기 위한 분배기; 및 상기 온도조절부분을 제어하기 위한 콘트롤러; 를 포함한다.
상기 온도조절부분은, 유체를 요구되는 온도로 냉각시키기 위한 냉각기; 및 유체를 요구되는 온도로 가열시키기 위한 히터; 를 포함하며, 상기 콘트롤러에 의해 상기 냉각기 및 히터 중 어느 하나를 선택적으로 가동시킬 수 있다.
상기 유체탱크에 저장된 유체의 양을 감지하기 위한 감지기; 및 상기 유체탱크에 공급되는 유체의 공급라인을 개폐하기 위한 개폐밸브; 를 더 포함하고, 상기 콘트롤러는 상기 감지기로부터 감지된 유체의 양에 따라 상기 개폐밸브를 제어한다.
상기 유체탱크는 유체를 요구되는 온도로 냉각시키기 위한 냉각부를 가지며, 상기 온도조절부분은 유체를 요구되는 온도로 가열시키기 위한 히터를 포함한다.
또한, 위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 태양에 따른 사출금형용 온도조절기의 유체 순환 방법은, 사출금형의 온도를 조절하기 위한 유체(이하 '유체'라 함)를 유체탱크로부터 펌프로 이동시키는 A단계; 유체를 상기 펌프로부터 요구되는 온도로 조절하기 위한 온도조절부분으로 이동시키는 B단계; 유체를 상기 온도조절부분으로부터 분배기로 이동시키는 C단계; 유체를 상기 분배기로부터 사출금형 측으로 이동시키는 D단계; 및 유체를 상기 사출금형 측에서 상기 유체탱크로 이동시키는 E단계; 를 포함한다.
상기 온도조절부분은 유체를 냉각시키기 위한 냉각기와 유체를 가열하기 위한 히터를 포함하고, 유체는 상기 냉각기를 거쳐 상기 히터로 이동시킨다.
또한, 위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 태양에 따른 사출금형용 온도조절기의 유체 순환 방법은, 사출금형의 온도를 조절하기 위한 유체(이하 '유체'라 함)를 펌프로부터 요구되는 온도로 조절하기 위한 온도조절부분으로 이동시키는 A단계; 유체를 상기 온도조절부분으로부터 분배기로 이동시키는 B단계; 유체를 상기 분배기로부터 사출금형 측으로 이동시키는 C단계; 및 유체를 상기 사출금형 측으로부터 상기 펌프로 이동시키는 D단계; 를 포함한다.
상기 온도조절부분은 유체를 냉각시키기 위한 냉각기와 유체를 가열하기 위한 히터를 포함하고, 유체는 상기 냉각기를 거쳐 상기 히터로 이동시킨다.
본 발명에 따르면 유체탱크 내에 사출금형 측으로 제공될 유체의 양이 충분히 유지됨으로써, 언제든지 충분한 양의 유체가 사출금형 측으로 제공되기 때문에, 사용자가 의도하는 바대로 사출금형의 온도를 조절하는 것이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 유체가 온도조절부분으로부터 분배기만을 거친 후 사출금형 측으로 제공되기 때문에 유체가 요구되는 온도 범위를 벗어난 상태로 사출금형 측으로 제공될 가능성이 매우 적어지는 효과가 있다.
도1은 종래기술에 따른 사출금형용 온도조절기에 대한 구성도이다.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 사출금형용 온도조절기에 대한 구성도이다.
도3은 도2의 사출금형용 온도조절기에서 유체의 이동 경로를 표시한 참조도이다.
도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 사출금형용 온도조절기에 대한 구성도이다.
도5는 도4의 사출금형용 온도조절기에서 유체의 이동 경로를 표시한 참조도이다.
이하 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하되, 설명의 간결함을 위해 중복되는 설명은 가급적 생략하거나 압축한다.
<제1 실시예>
1. 온도조절기의 구성에 대한 설명
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 사출금형용 온도조절기(200, 이하 '온도조절기'라 약칭 함)에 대한 구성도이다.
본 실시예에 따른 온도조절기(200)는, 도2에서 참조되는 바와 같이, 유체탱크(210), 감지기(220), 개폐밸브(230), 펌프(240), 온도조절부분(250), 분배기(260), 콘트롤러(270) 등을 포함하여 구성된다.
유체탱크(210)는 공급라인(PL)을 통해 공급되는 온도조절용 유체(이하 '유체'로 약칭 함)를 일정량 이상 저장하기 위해 마련된다. 여기서 유체로서 물을 사용하는 것이 일반적이나, 사출금형(M) 측으로 제공되어 사출금형(M)의 온도를 조절할 수 있는 매체라면 어느 것이든지 바람직하게 적용될 수 있다.
감지기(220)는 유체탱크(210)에 저장된 유체의 양을 감지하기 위해 마련되는 것으로, 통상의 수위감지센서 등이면 바람직하게 적용될 수 있다.
개폐밸브(230)는 유체탱크(210)로 유체를 공급하기 위한 공급라인(PL)을 개폐하기 위해 마련된다.
펌프(240)는, 유체탱크(210) -> 펌프(240) -> 온도조절부분(250) -> 분배기(260) -> 사출금형(M)을 순차적으로 거친 후 다시 유체탱크(210)로 이어지는 유체의 순환 경로 상에서 유체를 강제로 순환시키기 위해서 마련된다.
온도조절부분(250)은, 유체를 요구되는 온도로 조절하기 위해 마련되는 것으로, 냉각기(251) 및 히터(252)를 포함한다.
냉각기(251)는 사출금형(M)의 온도를 낮추기 위해 유체를 요구되는 온도로 낮추기 위해 마련된다.
히터(252)는 사출금형(M)을 일정 온도 이상으로 유지시키기 위해 유체를 요구되는 온도로 가열하기 위해 마련된다.
분배기(260)는 온도조절부분(250)에서 온도가 조절된 유체를 사출금형(M) 측으로 나누어 분배하기 위해 마련된다. 이러한 분배기(260)는 실시하기에 따라서는 히터(252)와 일체로 구성될 수도 있다.
콘트롤러(270)는 사용모드에 따라 상기한 냉각기(251)와 히터(252) 중 어느 하나만을 선택적으로 작동시키기 위해 마련된다.
또한, 콘트롤러(270)는 감지기(220)로부터 감지된 유체의 양이 일정 수준 이하이면 개폐밸브(230)를 제어하여 공급라인(PL)을 개방시켜 유체가 유체탱크(210)로 공급되게 하고, 감지기(220)로부터 감지된 유체의 양이 일정 수준 이상이면 개폐밸브(230)를 제어하여 공급라인(PL)을 폐쇄시킴으로써 유체의 공급을 차단한다. 그리고 더 나아가 실시하기에 따라서는 콘트롤러(270)를 통해 사용자가 의도하는 온도로 유체의 온도가 조절될 수 있도록, 사용자로부터 입력된 명령에 따라 콘트롤러(270)에 의해 히터(252)의 가열 정도나 냉각기(251)의 냉각 정도를 제어하도록 하는 것도 얼마든지 가능하다.
2. 동작에 대한 설명
사용자가 온도조절기(200)의 전원을 켜면, 콘트롤러(270)는 감지기(220)로부터 감지된 유체탱크(210)에 저장된 유체의 양을 파악한 후, 유체탱크(210)에 유체가 없거나 부족하다면 개폐밸브(230)를 개방시켜 유체를 공급한 후 유체가 일정 수준 이상이 되었을 때 개폐밸브(230)를 폐쇄한 다음 펌프(240)를 작동시키고, 유체탱크(210)에 일정 수준 이상으로 유체가 존재한다면 개폐밸브(230)를 폐쇄시킨 상태에서 바로 펌프(240)를 작동시킨다.
여기서 초기에는 펌프(240)의 작동으로 지속적으로 순환하는 유체가 냉각기(251)나 히터(252)로부터 요구되는 온도만큼 도달된 상태로 이르기가 곤란할 수 있으므로, 히터(252)로부터 유체탱크(210)로 이어지는 바이패스로(BL)를 구성하여 초기 운전시에는 바이패스로(BL)를 따른 순환 경로 상으로 유체를 순환시키는 것이 바람직하다.
바이패스로(BL)를 경유하여 순환하는 유체가 펌프(240)의 작동에 따른 속도로 냉각기(251)나 히터(252)를 거치는 시간 내에 요구되는 온도로 충분히 도달될 수 있을 만큼 초기 운전이 이루어지면, 바이패스로(BL)를 차단하고 사출금형(M)을 경유하는 정상적인 순환 경로를 통해 유체를 순환시키게 된다.
물론, 지속적인 온도조절기(200)의 작동에 의해 유체탱크(210)에 저장된 유체의 양이 일정한 하한 이하로 줄어들게 되면, 감지기(200)는 이를 감지한 후 감지한 정보를 콘트롤러(270)로 보내고, 콘트롤러(270)는 해당 정보에 따라 개폐밸브(230)를 제어하여 공급라인(PL)을 통해 유체가 유체탱크(210)로 공급되게 한다. 그리고 유체의 지속적인 공급에 의해 유체탱크(210)에 일정한 상한 이상의 유체가 채워지면 감지기(200)가 이를 감지한 후 콘트롤러(270)로 감지된 정보를 보내고, 이에 따라 콘트롤러(270)가 개폐밸브(230)를 제어하여 공급라인(PL)을 차단시키는 작동이 이루어진다.
3. 유체의 순환 방법에 대한 설명
유체는 펌프(240)의 펌핑 작동에 의해 유체탱크(210) -> 펌프(240) -> 온도조절부분(250) -> 분배기(260) -> 사출금형(M)을 순차적으로 거친 후 다시 유체탱크(210)로 이어지는 순환 경로 상에서 순환한다.
즉, 도3에서 참조되는 바와 같이, 공급라인(PL)을 통해 유체탱크(210)로 공급된 유체는 펌프(240)로 이동(①)되고, 펌프(240)에서 온도조절부분(250)의 냉각기(251)와 히터(252)를 순차적으로 거쳐(②, ③) 분배기(260)로 이동(④)된 후, 분배기(260)를 통해 사출금형(M) 측으로 이동(⑤)된 다음 사출금형(M)의 온도 조절에 사용됨으로써 사출금형(M) 측의 영향으로 온도가 요구되는 범위를 벗어난 상태로 유체탱크(210)로 이동(⑥)된다.
이와 같은 순환 경로에 따르면 온도조절부분(250)으로부터 온도가 조절된 유체가 분배기(260)만을 거쳐 바로 사출금형(M) 측으로 이동되어지게 된다.
<제2 실시예>
1. 온도조절기의 구성에 대한 설명
도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 온도조절기(400)에 대한 구성도이다.
본 실시예에 따른 온도조절기(400)는, 도4에서 참조되는 바와 같이, 유체탱크(410), 감지기(420), 개폐밸브(430), 펌프(440), 히터(452), 분배기(460), 콘트롤러(470) 등을 포함하여 구성된다.
유체탱크(410)는 공급라인(PL)을 통해 공급되는 온도조절용 유체(이하 '유체'로 약칭 함)를 일정량 이상 저장하기 위해 마련되며, 그 내부에는 유체를 냉각시키기 위한 냉각부(411)를 가지고 있다.
감지기(420)는 유체탱크(410)에 저장된 유체의 양을 감지하기 위해 마련되는 것으로, 통상의 수위감지센서 등이면 바람직하게 적용될 수 있다.
개폐밸브(430)는 유체탱크(410)로 유체를 공급하기 위한 공급라인(PL)을 개폐하기 위해 마련된다.
펌프(440)는, 유체탱크(410) -> 펌프(440) -> 히터(452) -> 분배기(460) -> 사출금형(M)을 순차적으로 거친 후 다시 유체탱크(410)로 이어지는 유체의 순환 경로 상에서 유체를 강제로 순환시키기 위해서 마련된다.
히터(452)는 사출금형(M)을 일정 온도 이상으로 유지시키기 위해 유체를 요구되는 온도로 가열하기 위해 마련된다.
분배기(460)는 유체탱크(410)의 냉각부(411) 또는 히터(450)에서 온도가 조절된 유체를 사출금형(M) 측으로 나누어 분배하기 위해 마련된다.
콘트롤러(470)는 사용모드에 따라 상기한 냉각부(411)와 히터(452) 중 어느 하나만을 선택적으로 기능하도록 하거나 유체의 보충 작동을 제어하기 위해 마련된다.
2. 유체의 순환 방법에 대한 설명
유체는 펌프(240)의 펌핑 작동에 의해 유체탱크(410) -> 펌프(440) -> 히터(452) -> 분배기(460) -> 사출금형(M)을 순차적으로 거친 후 다시 유체탱크(410)로 이어지는 순환 경로 상에서 순환한다.
즉, 도5에서 참조되는 바와 같이, 공급라인(PL)을 통해 유체탱크(410)로 공급된 유체는 펌프(440)로 이동(ⓐ)되고, 펌프(440)에서 히터(452)를 거쳐(ⓑ) 분배기(460)로 이동(ⓒ)된 후, 분배기(460)를 통해 사출금형(M) 측으로 이동(ⓓ)된 다음 사출금형(M)의 온도 조절에 사용됨으로써 사출금형(M) 측의 영향으로 온도가 요구되는 범위를 벗어난 상태로 유체탱크(410)로 피드백(ⓔ)됨으로써 냉각부(411)를 거치게 된다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
200 : 온도조절기
210 : 유체탱크
220 : 감지기
230 : 개폐밸브
240 : 펌프
250 : 온도조절부분
251 : 냉각기 252 : 히터
260 : 분배기
270 : 콘트롤러

Claims (7)

  1. 공급되는 온도조절용 유체(이하 '유체'라 함)를 저장하기 위한 유체탱크;
    상기 유체탱크에 저장된 유체를 일정한 순환 경로로 순환시키기 위해 펌핑하는 펌프;
    상기 펌프에 의해 펌핑되는 유체의 순환 경로 상에 위치하며, 유체를 요구되는 온도로 조절하기 위한 온도조절부분;
    상기 온도조절부분으로부터 요구되는 온도로 조절된 유체를 사출금형 측으로 나누어 분배하기 위한 분배기; 및
    상기 온도조절부분을 제어하기 위한 콘트롤러; 를 포함하는 사출금형용 온도조절기로서,
    상기 온도조절부분은,
    유체를 요구되는 온도로 냉각시키기 위한 냉각기; 및
    유체를 요구되는 온도로 가열시키기 위한 히터; 를 포함하며,
    상기 콘트롤러에 의해 상기 냉각기 및 히터 중 어느 하나를 선택적으로 가동시키도록 마련되며,
    상기 히터로부터 상기 유체탱크로 이어지는 바이패스로를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는
    사출금형용 온도조절기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유체탱크에 저장된 유체의 양을 감지하기 위한 감지기; 및
    상기 유체탱크에 공급되는 유체의 공급라인을 개폐하기 위한 개폐밸브; 를 더 포함하고,
    상기 콘트롤러는 상기 감지기로부터 감지된 유체의 양에 따라 상기 개폐밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는
    사출금형용 온도조절기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유체탱크는 유체를 요구되는 온도로 냉각시키기 위한 냉각부를 가지며,
    상기 온도조절부분은 유체를 요구되는 온도로 가열시키기 위한 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는
    사출금형용 온도조절기.
  5. 사출금형의 온도를 조절하기 위한 유체(이하 '유체'라 함)를 유체탱크로부터 펌프로 이동시키는 A단계;
    유체를 상기 펌프로부터 요구되는 온도로 조절하기 위한 온도조절부분으로 이동시키는 B단계;
    유체를 상기 온도조절부분으로부터 분배기로 이동시키는 C단계;
    유체를 상기 분배기로부터 사출금형 측으로 이동시키는 D단계; 및
    유체를 상기 사출금형 측에서 상기 유체탱크로 이동시키는 E단계; 를 포함하며,
    상기 D단계 이전에는 상기 유체가 요구되는 온도로 도달되도록 상기 온도조절부분으로부터 유체탱크로 이어지는 바이패스로를 통해 상기 유체를 순환시키는 바이패스순환단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는
    사출금형용 온도조절기의 유체 순환 방법.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 온도조절부분은 유체를 냉각시키기 위한 냉각기와 유체를 가열하기 위한 히터를 포함하고,
    유체는 상기 냉각기를 거쳐 상기 히터로 이동시키는 것을 특징으로 하는
    사출금형용 온도조절기의 유체 순환 방법.
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