KR101181562B1

KR101181562B1 - 사출금형용 온도조절기의 온도조절장치 및 사출금형용 온도조절기

Info

Publication number: KR101181562B1
Application number: KR1020100062298A
Authority: KR
Inventors: 김동헌
Original assignee: 김동헌
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2012-09-10
Also published as: KR20120001487A

Abstract

본 발명은 사출금형용 온도조절기 등에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 온도조절용 유체를 사출금형 측으로 나누어 공급하기 위한 분배부분을 히터에 일체형으로 구성시킴으로써, 제품의 생산성을 향상시키면서도 요구되는 온도로 조절된 온도조절용 유체를 온도조절장치에서 사출금형 측으로 직접 공급하여 사출금형의 온도조절에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 기술이 개시된다.

Description

사출금형용 온도조절기의 온도조절장치 및 사출금형용 온도조절기{APPARATUS TO CONTROL TEMPERATURE OF TEMPERATURE CONTROLLER FOR INJECTION MOLD AND TEMPERATURE CONTROLLER FOR INJECTION MOLD}

본 발명은 사출금형용 온도조절기에 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)에서 히터(111) 또는 냉각기(112)와 같은 온도조절장치와 분배기(120)는 펌프(130)를 사이에 두고 서로 떨어져 있다.

따라서 히터(111) 또는 냉각기(112)에서 요구되는 온도로 조절된 온도조절용 물이 펌프(130)를 지나 분배기(120)로 입력되기 때문에 그 만큼의 유체라인을 지나야 하고, 그에 따라 열손실 또는 냉기의 손실을 가져오기 때문에 그 부분만큼 사출금형의 온도를 조절하는 것에 곤란함이 있었다.

본 발명의 목적은 온도조절장치에서 사출금형 측으로 직접 온도조절용 유체를 공급하는 데 적합한 온도조절장치를 제공하는 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사출금형용 온도조절기의 온도조절장치는, 온도조절용 유체(이하 '유체'라 함)가 유입되는 유입구와 유체가 유출되는 유출구를 가지는 제1 하우징; 상기 제1 하우징 내부에 수용된 유체의 온도를 조절하기 위해 상기 제1 하우징 내부에 위치하는 온도조절요소; 및 전면이 개방된 일 측이 상기 유출구가 있는 측으로 상기 하우징에 결합되며, 타 측에는 상기 온도조절요소에 의해 온도가 조절된 후 상기 유출구를 통해 온 유체를 다수의 경로를 통해 사출금형 측으로 공급되도록 하는 다수의 토출구를 가지는 제2 하우징; 을 포함한다.

상기 온도조절요소는 상기 하우징 내부에 수용된 유체를 가열하기 위한 가열체인 것이 바람직하다.

또한, 위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사출금형용 온도조절기는, 온도조절용 유체(이하 '유체'라 함)를 일정한 순환 경로로 순환시키기 위해 펌핑하는 펌프; 및 상기 펌프에 의해 펌핑되는 유체의 순환 경로 상에 위치하며, 유체를 요구되는 온도로 조절하기 위한 상기한 온도조절장치; 를 포함하며, 상기한 일정한 순환 경로는 펌프, 온도조절장치 및 사출금형을 순차적으로 거쳐 상기 펌프로 이어지는 경로이다.

본 발명에 따르면 온도조절용 유체를 사출금형 측으로 나누어 공급하기 위한 분배부분을 온도조절장치에 일체로 구성하기 때문에 제품의 조립성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 유체가 온도조절장치로부터 직접 사출금형 측으로 공급되기 때문에 열의 손실이나 냉기의 손실을 최소화하여 사출금형의 온도조절에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도1은 종래기술에 따른 사출금형용 온도조절기에 대한 구성도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 히터가 적용된 사출금형용 온도조절기에 대한 구성도이다.
도3은 도2의 사출금형용 온도조절기에 적용된 히터에 대한 개략적인 단면도이다.
도4는 도2의 사출금형용 온도조절기의 변형예에 대한 구성도이다.

이하 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하되, 설명의 간결함을 위해 중복되는 설명은 가급적 생략하거나 압축한다.

도2는 본 발명의 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) 및 콘트롤러(260) 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) -> 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 위한 온도조절장치로서 마련된다. 물론, 실시하기에 따라서는 도4에서 참조되는 바와 같이, 온도조절부분(450)에는 히터(452)만을 구성시키고, 그 대신 유체탱크(410)에 냉각부(411)를 일체로 구성시키는 것도 가능하다.

히터(252)는 사출금형(M)을 일정 온도 이상으로 유지시키기 위해 유체를 요구되는 온도로 가열하기 위한 온도조절장치로서 마련된다. 이러한 히터(252)는, 도3에서 참조되는 바와 같이, 제1 하우징(252a), 가열체(252b), 제2 하우징(252c) 등을 포함하여 구성된다.

제1 하우징(252a)은 하측에 유체가 유입되는 유입구(I)를 가지며, 상측에 유체가 유출되는 유출구(O)를 가진다.

가열체(252b)는, 제1 하우징(252a)의 내부 공간(S₁)에 수용된 유체를 가열하기 위한 온도조절요소로서 구비되는 것으로, 히터선 등으로 구비되면 족하다.

제2 하우징(252c)은 전면이 개방된 일 측이 제1 하우징(252a)의 유출구(O)를 감싸게 제1 하우징(252a)에 결합되며, 타 측에는 가열체(252b)에 의해 가열된 후 유출구(O)를 통해 제2 하우징(252c)의 내부 공간(S₂)으로 이동되어 온 유체를 4개의 경로로 나누어 사출금형(M) 측으로 공급되게 하는 4개의 토출구(252c-1, 252c-2, 252c-3, 252c-4)를 가진다.

콘트롤러(260)는 사용모드에 따라 상기한 냉각기(251)와 히터(252) 중 어느 하나만을 수동 또는 자동으로 작동시키기 위해 마련된다.

또한, 콘트롤러(260)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(260)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.

계속하여 상기한 구성을 가지는 온도조절기(200)의 작동에 대하여 설명한다.

사용자가 온도조절기(200)의 전원을 켜면, 콘트롤러(260)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 사출금형을 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(260)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(260)로 감지된 정보를 보내고, 이에 따라 콘트롤러(260)가 개폐밸브(230)를 제어하여 공급라인(PL)을 차단시키는 작동이 이루어진다.

본 실시예에 따르면, 유체가 냉각기(251)에서 히터(252)를 거쳐 사출금형(M) 측으로 이동하도록 되어 있으며, 이에 따라 히터(252)에 분배부분이 결합되고 있음을 알 수 있다. 즉, 분배부분을 유체의 순환경로 상에서 사출금형(M)의 앞에 있는 히터(252)에 일체로 결합하여 구성하는 것이 가능한 이유는 유체를 히터(252)에서 직접 사출금형(M) 측으로 이동시키도록 구현하였기 때문임을 알 수 있다.

한편, 상기한 예는 유체를 사출금형(M) 측으로 나누어 공급하기 위한 분배부분이 히터(252)에 일체로 결합된 예만을 들어 설명하고 있으나, 온도조절기의 사용 목적에 따라서는 냉각기만을 구비할 수도 있고, 유체가 히터를 거쳐 냉각기로 이동한 후 사출금형 측으로 공급되도록 구성할 수도 있다. 이러한 경우 분배부분은 냉각기에 일체로 구성되어질 수 있을 것이다. 물론, 냉각기와 히터가 모두 구비되는 경우에는 상술한 실시예에서처럼 유체가 냉각기를 거쳐 히터로 이동되도록 하는 것이 히터를 거쳐 냉각기로 이동되게 하는 것보다는 타 구성요소들과의 관계를 고려할 때 장치의 구성면에서 더 바람직하다.

따라서 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
240 : 펌프
250 : 온도조절부분
251 : 냉각기
252 : 히터
252a : 제1 하우징
I : 유입구 O : 유출구
252b : 가열체
252c : 제2 하우징
252c-1, 252c-2, 252c-3, 252c-4 : 토출구

Claims

온도조절용 유체(이하 '유체'라 함)가 유입되는 유입구와 유체가 유출되는 유출구를 가지는 제1 하우징;
상기 제1 하우징 내부에 수용된 유체의 온도를 조절하기 위해 상기 제1 하우징 내부에 위치하는 온도조절요소; 및
전면이 개방된 일 측이 상기 유출구가 있는 측으로 상기 제1 하우징에 결합되며, 타 측에는 상기 온도조절요소에 의해 온도가 조절된 후 상기 유출구를 통해 온 유체를 다수의 경로를 통해 사출금형 측으로 공급되도록 하는 다수의 토출구를 가지는 제2 하우징; 을 포함하는 사출성형기용 온도조절기의 온도조절장치로서,
상기 제2 하우징에 형성된 다수의 토출구는 사출금형에 직접 연결되며,
상기 온도조절용 유체가 상기 온도조절요소에 의해 요구되는 온도만큼 도달되기까지 온도조절용 유체를 온도조절기 내부에서 순환시키는 바이패스로(BL)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는
사출성형기용 온도조절기의 온도조절장치.
제1항에 있어서,
상기 온도조절요소는 상기 제1 하우징 내부에 수용된 유체를 가열하기 위한 가열체인 것을 특징으로 하는
사출성형기용 온도조절기의 온도조절장치.
온도조절용 유체(이하 '유체'라 함)를 일정한 순환 경로로 순환시키기 위해 펌핑하는 펌프; 및
상기 펌프에 의해 펌핑되는 유체의 순환 경로 상에 위치하며, 유체를 요구되는 온도로 조절하기 위한 제1항 또는 제2항에 따른 온도조절장치; 를 포함하며,
상기한 일정한 순환 경로는 펌프, 온도조절장치 및 사출금형을 순차적으로 거쳐 상기 펌프로 이어지는 경로인 것을 특징으로 하는
사출성형기용 온도조절기.