KR101317658B1

KR101317658B1 - 엘보우 사출금형의 언더컷 해소를 위한 코어유닛

Info

Publication number: KR101317658B1
Application number: KR1020130054368A
Authority: KR
Inventors: 신찬수
Original assignee: 에스디(주)
Priority date: 2013-05-14
Filing date: 2013-05-14
Publication date: 2013-10-15

Abstract

본 발명은 엘보우를 사출성형할 때 발생하는 언더컷을 해소하여 상기 엘보우를 원활하게 취출하면서 생산성을 향상하는 엘보우 사출금형의 언더컷 해소를 위한 코어유닛에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 사출성형되는 엘보우의 양측에 삽입된 가동 코어를 외부로 인출하면 자동으로 한 쌍의 이동 코어가 중앙으로 이동하면서 상기 이동 코어와 엘보우 내면과의 접촉에 의한 1차적인 언더컷을 해소하도록 하고, 상기 가동 코어를 외부로 완전하게 인출하면 상기 이동 코어와 결합된 회전 코어가 회전하면서 상기 회전 코어와 엘보우 인 코너와의 접촉에 의한 2차적인 언더컷을 해소하도록 하여 상기 회전 코어를 외부로 완전하게 인출한 후 엘보우를 원활하게 취출할 수 있도록 함을 발명의 특징으로 한다.

Description

엘보우 사출금형의 언더컷 해소를 위한 코어유닛{Core unit for under-cut relieving of elbow injection mold}

본 발명은 엘보우를 사출성형할 때 발생하는 언더컷을 해소하여 상기 엘보우를 원활하게 취출하면서 생산성을 향상하는 기술에 관한 것이다.

일반적으로 튜브 형상의 구조물에서 이음매로 사용되는 엘보우(Elbow) 부품의 경우, 내부에 완만한 곡률을 주어 유체의 흐름을 원활히 하는 것이 필요하다. 그러나 이러한 부품의 제조시 기계적 가공을 통해서는 직각이나 특정 각도를 갖게 하는 것만이 가능하고, 만나는 부위의 곡률을 완만하게 하는 것은 불가능함으로써 유체의 흐름이 급격히 변하게 되어 흐름에 저항을 받거나 난류가 발생하는 문제점이 야기된다.

상기 문제점을 해소하기 위한 방안으로 굽힘 가공 방법이 제시되고 있으나, 굽힘 가공에 의해서는 소성가공에 의해 단면두께가 얇아지고 고강도 소재의 경우에는 성형성의 저하로 튜브가 굽힘 가공 중 터지는 등의 문제점이 야기된다.

따라서, 정밀 주조 등의 주조 방법을 통해 소실 주형 등의 방법이 일부 적용되기는 하지만 이는 공정의 단계가 복잡하여 생산성에 문제가 있다.

이에 비하여, 비교적 최근에 상용화된 분말사출성형 공법에서는 유기 바인더를 담체로 이용하고 금속이나 세라믹 분말을 혼합함으로써 사출 성형이 가능한 유동성을 갖는 피드스탁(feedstock)을 제조하여 사출성형의 원료로 사용한다.

따라서, 유기바인더에 의해 충분한 유동성이 부여되므로 사출성형을 적용하여 복잡한 형상의 제품 제조가 가능하고, 사출성형 단계에서 이후 제거가 가능한 폴리머 재질의 삽입 중자(Insert Core)를 금형 내에 설치한 후 피드스탁으로 외부 표면을 사출성형하고 이후 탈지(Debinding) 공정에서 이를 제거함으로써 중공형 제품을 제조할 수 있다.

이와 같은 엘보우를 사출성형으로 제조하기 위한 선행기술로는 「특허등록 제1223750호, 명칭/ 중공형 부품 및 그 제조방법」이 제안되고 있다.

그러나 상기한 선행기술은 공급원료인 피드스탁이 원료분말 및 바인더의 혼합으로 구성됨으로써 매우 고가이므로 제조원가가 높아 경제성이 저하되고, 성형체를 산과 접촉시켜 중자를 제거함에 따른 공정이 복잡하고 시간과 인력이 많이 소요되어 생산성이 저하되는 문제점이 야기된다.

상기한 선행기술의 문제점을 해소하기 위해서는 일반적인 원료를 사용하는 사출금형을 이용하여 엘보우를 대량 생산하는 방법이 최선이나, 이 경우 성형품(엘보우)을 취출하는 과정에서 도 10과 같이 엘보우(1)의 내부에 위치한 코어(2)를 외부로 꺼낼 때 인 코너(3)에서 언더컷이 발생하여 취출이 불가능함으로써 현재까지는 이를 해결할 수 있는 기술이 전무한 실정이다.

본 발명은 엘보우를 사출성형으로 대량생산할 수 없었던 종래의 문제점을 적극적으로 해소하기 위한 것으로, 사출성형되는 엘보우의 양측에 삽입된 가동 코어를 외부로 인출하면 자동으로 한 쌍의 이동 코어가 중앙으로 이동하면서 상기 이동 코어와 엘보우 내면과의 접촉에 의한 1차적인 언더컷을 해소하도록 하고, 상기 가동 코어를 외부로 완전하게 인출하면 상기 이동 코어와 결합된 회전 코어가 회전하면서 상기 회전 코어와 엘보우 인 코너와의 접촉에 의한 2차적인 언더컷을 해소하도록 하여 상기 회전 코어를 외부로 완전하게 인출한 후 엘보우를 원활하게 취출할 수 있도록 함을 발명의 해결과제로 한다.

본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위한 수단으로 엘보우의 양측에 각각 삽입되는 가동 코어의 하부에 형성된 고정대를 제1 슬라이더에 일체로 고정하고, 상기 가동 코어의 내면에는 하부 외향으로 가면서 벌어지는 한 쌍의 테이퍼 홈을 함몰 형성하며, 상기 가동 코어의 내면에는 한 쌍의 이동 코어를 밀착 설치하되 상기 한 쌍의 이동 코어는 일 측면에 상기 테이퍼 홈에 끼워지는 테이퍼 돌기를 형성하는 한편, 상기 이동 코어의 타 측면에 형성된 이동 가이드홈에는 회전 코어의 내면에 형성된 이동 가이드돌기를 끼움 결합하고, 상기 회전 코어는 하단에 형성된 고정대의 일측을 제2 슬라이더에 회전가능하게 설치하며, 상기 제2 슬라이더와 고정대의 사이에는 탄성부재를 개재하는 기술을 강구한다.

본 발명에 따르면, 엘보우의 내부에 삽입된 가동 코어가 외부로 인출될 때 한 쌍의 이동 코어가 중앙으로 이동하면서 1차적인 언더컷 현상을 해소함은 물론 상기 가동 코어가 외부로 완전하게 인출되면 상기 회전 코어가 회전하면서 2차적인 언더컷 현상을 해소함으로써 상기 엘보우를 원활하게 취출함은 물론 이로 인해 엘보우를 사출성형으로 대량 양산할 수 있어 작업능률 및 생산성의 향상, 제조원가의 절감, 경제성을 획기적으로 향상하는 효과를 제공한다.

또한, 일반적인 사출성형에 사용하는 대량생산이 가능한 공급원료(PP, PE, PBT 등)를 사용함으로써 제조원가를 더욱 절감하고, 작업공정이 단순할 뿐만 아니라 제작에 소요되는 시간과 인력을 대폭 감축하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명이 적용된 코어유닛에 의한 엘보우의 사출성형상태 종단면도 및 코어 유닛의 좌측면도
도 2는 본 발명의 가동 코어와, 일체로 결합된 이동 코어 및 회전 코어의 분리 사시도
도 3은 본 발명의 가동 코어와, 일체로 결합된 이동 코어 및 회전 코어를 다른 방향에서 바라본 분리 사시도
도 4는 본 발명의 이동 코어 및 회전 코어의 분리 사시도
도 5는 본 발명의 가동 코어가 외부로 인출되는 상태의 정면도 및 좌측면도
도 6은 본 발명의 가동 코어가 외부로 완전하게 인출된 후 회전 코어가 회전된 상태의 정면도
도 7은 본 발명의 회전 코어가 외부로 인출된 상태의 정면도
도 8은 본 발명의 이동 코어가 중앙으로 이동되는 상태도 및 이동 완료된 상태도 측면도
도 9는 본 발명의 이동 코어에 볼 플랜저가 설치된 상태의 종단면도
도 10은 종래의 사출성형에 따른 엘보우의 취출상태를 나타낸 종단면도

본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결수단을 보다 구체적으로 구현하기 위한 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전체적인 구성을 첨부된 도면에 의거 개략적으로 살펴보면, 가동 코어(10), 이동 코어(20)(20a), 회전 코어(30), 탄성부재(40)의 구성요소로 대분 됨을 확인할 수 있다.

이하, 상기 개략적인 구성으로 이루어진 본 발명을 실시 용이하도록 좀더 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 가동 코어(10)는 사출성형되는 엘보우(1)의 양측에 각각 삽입되는 것으로, 상기 엘보우(1)를 사출성형하기 위한 코어의 근본적인 역할을 수행함은 물론 상기 엘보우(1)의 외부로 인출되거나 내부로 인입될 때 상기 이동 코어(20)(20a)를 가동시키면서 상호 간의 거리를 좁히거나 벌리는 역할을 수행한다.

이와 같은 가동 코어(10)는 하부에 형성된 고정대(11)가 유압실린더의 작동에 따라 선택적으로 슬라이딩 이동하는 제1 슬라이더(50)에 일체로 고정되고, 내면(12)에는 상단부에서 하부 외향으로 가면서 벌어지는 한 쌍의 테이퍼 홈(13)이 함몰 형성된다.

그리고 상기 가동 코어(10)의 외면 상부에는 엘보우(1)의 내면에 아웃 코너(4)를 형성하는 역할을 수행하는 아웃 코너부(14)가 상향으로 만곡지게 형성되고, 상단에는 경사 접촉면(15)이 형성됨으로써 상기 엘보우(1)의 타측에 삽입되는 다른 가동 코어(10)의 상단에 형성된 경사 접촉면(15)과 상호 원활하게 밀착될 수 있게 된다.

상기 가동 코어(10)의 내면(12)에 선택적으로 밀착 설치되는 한 쌍의 이동 코어(20)(20a)는 일 측면에 상기 한 쌍의 테이퍼 홈(13)에 각각 선택적으로 끼워지는 테이퍼 돌기(21)(21a)가 형성되고, 상기 테이퍼 돌기(21)(21a)는 하부 외향으로 가면서 벌어지게 형성되며, 타 측면에는 수평상으로 양측이 개방된 이동 가이드홈(22)(22a)이 함몰 형성되며, 상단에는 상기 가동 코어(10)의 경사 접촉면(15)과 동일한 경사도를 갖는 경사 접촉면(25)(25a)이 형성된다.

그리고 상기 이동 코어(20)(20a)와 조립되는 회전 코어(30)는 이동 코어(20)(20a) 상호 간의 거리가 좁혀지거나 벌어지도록 수평 이동을 안내하는 역할을 수행하는 것으로, 상기 이동 가이드홈(22)(22a)에 끼움 결합되는 이동 가이드돌기(31)가 내면(32)에 일체로 돌출 형성되고, 하부에 형성된 고정대(33)의 일측은 회전축(34)으로 관통하여 제2 슬라이더(60)에 일체로 회전가능하게 결합 설치됨으로써 상기 회전 코어(30)는 회전축(34)을 중심으로 선택적으로 회전하면서 엘보우(1)의 내면에 밀착된 상태에서 떨어지면서 엘보우(1)의 인 코너(3)에서 발생하는 언더컷을 해소할 수 있게 된다.

여기에서 상기 이동 코어(20)(20a)는 이동 가이드돌기(31)에 안내된 상태로 도 8과 같이 수평으로 이동하는 과정에서 적당한 저항력을 유지함으로써 급격한 이동을 방지하는 기술이 추가로 접목된다.

이를 위한 기술구성으로 도 9와 같이 이동 가이드홈(22)(22a)의 상하에는 각각 볼 플랜저(70)가 삽입 설치되고, 상기 볼 플랜저(70)의 선단에 노출된 볼(71)은 회전 코어(30)의 내면에 탄력 지지됨으로써 상기 이동 코어(20)(20a)의 급격한 이동을 방지하는 특별한 효과를 제공한다.

또한, 상기 회전 코어(30)의 외면 상부에는 엘보우(1)의 내면에 인 코너(3)를 형성하는 역할을 수행하는 인 코너부(36)가 형성되고, 상단에는 경사 접촉면(35)이 형성됨으로써 엘보우(1)의 타측에 삽입되는 다른 회전 코어(30)의 상단에 형성된 경사 접촉면(35)과 상호 원활하게 밀착될 수 있게 된다.

한편, 상기 제2 슬라이더(60)와 고정대(33)의 사이에는 상기 회전 코어(30)를 상부로 밀어주면서 회전할 수 있도록 하는 탄성부재(40)가 개재된다.

이를 위해 상기 제2 슬라이더(60)의 상부면에는 탄성부재 홈(41)이 함몰 형성되고, 상기 탄성부재 홈(41)에 탄성부재(40)가 외부로 노출되게 삽입되며, 상기 탄성부재(40)의 상단부는 회전 코어(30)의 고정대(33) 저면에 탄력 지지된 상태를 유지한다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명을 이용한 엘보우(1)의 사출성형은 통상적인 사출성형방법에 의한 것으로, 상기 엘보우(1)의 외부 형상을 성형하는 금형의 내부에 도 1과 같이 가동 코어(10), 이동 코어(20)(20a), 회전 코어(30)가 1세트를 이루는 한 쌍의 코어유닛(C)(C1)이 상호 직교된 상태로 설치된다.

그리고 상기 금형의 내부에 대량생산이 가능한 공급원료(PP, PE, PBT 등)를 주입하면 도 1과 같이 상기 가동 코어(10), 이동 코어(20)(20a), 회전 코어(30)의 외측에 성형품인 엘보우(1)가 사출성형됨으로써 상기 엘보우(1)의 내부에 본 발명의 가동 코어(10), 이동 코어(20)(20a), 회전 코어(30)가 삽입된 상태를 유지한다.

한편, 이와 같은 엘보우(1)의 취출과정은 우선적으로 도 5와 같이 제1 슬라이더(50)의 작동에 따라 가동 코어(10)가 외부로 인출되고, 이때 상기 이동 코어(20)(20a)는 테이퍼 홈(13)에 의해 테이퍼 돌기(21)(21a)가 도 8과 같이 중앙으로 밀림과 동시에 상호 간의 거리가 좁혀지도록 이동함으로써 상기 이동 코어(20)(20a)와 엘보우(1)의 내면과의 접촉에 의한 1차적인 언더컷을 해소할 수 있게 된다.

다음으로 상기 가동 코어(10)가 외부로 더 인출되면서 도 6과 같이 이동 코어(20)(20a)와 이격되는 지점까지 인출되면, 상기 탄성부재(40)의 탄력에 의해 회전축(34)을 중심으로 회전 코어(30)가 회전함으로써 상기 회전 코어(30)와 엘보우(1)의 인 코너(3)와 접촉에 의한 2차적인 언더컷 현상을 해소할 수 있게 된다.

따라서, 상기 제2 슬라이더(60)의 작동에 따라 상기 회전 코어(30)를 도 7과 같이 외부로 완전하게 인출하면 아무런 저항 없이 상기 엘보우(1)를 외부로 원활하게 취출함으로써 상기 엘보우(1)를 사출성형을 통해 대량으로 양산하고, 작업능율 및 생산성을 획기적으로 향상하며, 제조원가를 대폭 절감할 수 있는 특별한 효과를 제공한다.

C, C1: 코어유닛 1: 엘보우
3: 인 코너 10: 가동 코어
11, 33: 고정대 13: 테이퍼 홈
14: 아웃 코너부 15, 25, 25a, 35: 경사 접촉면
20, 20a: 이동 코어 21, 21a: 테이퍼 돌기
22, 22a: 이동 가이드홈 30: 회전 코어
31: 이동 가이드돌기 36: 인 코너부
40: 탄성부재 50: 제1 슬라이더
60: 제2 슬라이더 70: 볼 플랜저

Claims

엘보우(1)의 양측에 각각 삽입되고, 하부에 형성된 고정대(11)가 제1 슬라이더(50)에 일체로 고정되며, 내면(12)에는 상단부에서 하부 외향으로 가면서 벌어지는 한 쌍의 테이퍼 홈(13)이 함몰 형성된 가동 코어(10)와;
상기 가동 코어(10)의 내면(12)에 밀착 설치되되, 일 측면에는 상기 테이퍼 홈(13)에 각각 선택적으로 끼워지는 테이퍼 돌기(21)(21a)가 돌출 형성되고, 타 측면에는 이동 가이드홈(22)(22a)이 함몰 형성된 한 쌍의 이동 코어(20)(20a)와;
상기 이동 가이드홈(22)(22a)에 끼움 결합되는 이동 가이드돌기(31)가 내면(32)에 돌출 형성되고, 하부에 형성된 고정대(33)의 일측은 제2 슬라이더(60)에 회전가능하게 결합된 회전 코어(30)와;
상기 제2 슬라이더(60)와 고정대(33)의 사이에 개재된 탄성부재(40)로 이루어진 것을 특징으로 하는 엘보우 사출금형의 언더컷 해소를 위한 코어유닛.
제 1항에 있어서,
가동 코어(10), 이동 코어(20)(20a) 및 회전 코어(30)의 상단에는 경사 접촉면(15)(25)(25a)(35)이 형성된 것을 특징으로 하는 엘보우 사출금형의 언더컷 해소를 위한 코어유닛.
제 1항에 있어서,
가동 코어(10)의 외면 상부에는 상향으로 만곡진 아웃 코너부(14)가 형성되고, 상기 회전 코어(30)의 외면 상부에는 인 코너부(36)가 형성된 것을 특징으로 하는 엘보우 사출금형의 언더컷 해소를 위한 코어유닛.
제 1항에 있어서,
이동 코어(20)(20a)는 엘보우(1)에 삽입된 가동 코어(10)의 외부 인출시 상기 테이퍼 홈(13)에 의해 테이퍼 돌기(21)(21a)가 중앙으로 밀림과 동시에 상호 간의 거리가 좁혀지게 이동하면서 상기 이동 코어(20)(20a)와 엘보우(1) 내면과의 접촉에 의한 1차적인 언더컷을 해소하는 것을 특징으로 하는 엘보우 사출금형의 언더컷 해소를 위한 코어유닛.
제 1항에 있어서,
회전 코어(30)는 엘보우(1)에 삽입된 가동 코어(10)가 상기 이동 코어(20)(20a)와 이격되는 지점까지 인출되면, 상기 탄성부재(40)의 탄력에 의해 회전축(34)을 중심으로 회전하면서 상기 회전 코어(30)와 엘보우(1) 인 코너(3)와의 접촉에 의한 2차적인 언더컷을 해소하는 것을 특징으로 하는 엘보우 사출금형의 언더컷 해소를 위한 코어유닛.
제 1항에 있어서,
탄성부재(40)는 제2 슬라이더(60)의 상부면에 함몰 형성된 탄성부재 홈(41)에 삽입 설치되고, 상기 탄성부재(40)의 상단부는 회전 코어(30)의 고정대(33) 저면에 탄력 지지된 것을 특징으로 하는 엘보우 사출금형의 언더컷 해소를 위한 코어유닛.
제 1항에 있어서,
이동 코어(20)(20a)는 이동 가이드홈(22)(22a)의 상하에 각각 볼 플랜저(70)가 삽입 설치되고, 상기 볼 플랜저(70)의 선단에 노출된 볼(71)은 회전 코어(30)의 내면에 탄력 지지된 것을 특징으로 하는 엘보우 사출금형의 언더컷 해소를 위한 코어유닛.