KR101540859B1

KR101540859B1 - 측면 다연사 사출 성형장치

Info

Publication number: KR101540859B1
Application number: KR1020130155854A
Authority: KR
Inventors: 이동훈; 고승우
Original assignee: 나라엠앤디(주)
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2015-07-30
Also published as: KR20150069444A

Abstract

본 발명은 금형설계 및 가공의 편의성을 확보할 수 있고, 수지를 분배하는 종래의 매니폴드블럭을 제거하여 수지성형기로부터 복수의 게이트밸브로 수지가 직접 분배되어 사출압을 저감시킬 수 있으며, 가동측 금형의 고정측 금형에 대한 형폐력을 최소화시킬 수 있는 측면 다연사 사출 성형장치에 관한 것이다.

Description

측면 다연사 사출 성형장치{INJECTON MOLDING APPARATUS HAVING MULTIPLE SIDE GATE VALVES}

본 발명은 고정측 금형과 가동측 금형 사이에 형성된 캐비티 내부로 성형재료를 사출한 후 냉각고화 또는 경화시켜 사출 성형품을 제작하는 사출 성형장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 게이트밸브 시스템을 구비한 사출 성형장치의 문제점을 개선한 새로운 구조를 가지는 측면 다연사 사출 성형장치에 관한 것이다.

일반적으로 사출성형이라 함은 실린더 속에서 가열하여 용융시킨 성형재료를 고압으로 닫혀진 금형의 캐비티에 사출하고, 냉각고화 또는 경화시킴으로써 캐비티에 형성되어 있는 형상에 상당하는 사출 성형품을 만드는 성형방법이다.

상기 사출금형은 통상 고정측 금형과 가동측 금형의 2개로 분리된다. 이러한 금형에는 상기 실린더로부터 성형재료를 받아 금형에 주입하는 스프루, 상기 스프루와 연통되어 성형재료가 이동하는 런너, 성형물의 형상이 각인되어 실질적으로 사출 성형품의 성형공간을 이루는 캐비티, 상기 캐비티와 런너 사이에 위치되어 성형재료의 주입 길목 역할을 하는 게이트가 구비된다.

즉, 가소화 및 용융된 성형재료인 수지가 상기 금형의 스프루, 런너 및 게이트를 통하여 캐비티로 사출된 후 냉각고화 또는 경화되어서 원하는 형상의 사출 성형품이 제작되는 것이다.

다만, 상기와 같은 일반적인 사출성형에 의하면, 상기 캐비티 내에 성형재료인 수지를 충진시키기 위한 게이트 및 런너 등에도 수지가 충진되어 완제품에 불필요한 형상부가 그대로 형성되는 문제가 있고, 이는 곧 성형재료의 과도한 소모를 불러온다. 특히, 복잡한 형상을 가진 성형품을 사출성형하기 위해서는 단일 방향으로만 수지가 이동하는 게이트 및 런너를 사용하면 캐비티 내에 수지가 충진되는 시간이 오래 걸리고, 캐비티 내에 수지가 충진되기 전에 경화되어 성형품이 완전한 형상을 가지지 못하게 된다. 따라서, 복수의 게이트 및 런너를 사용하기도 하지만 그에 따른 불필요한 형상부가 과다해지고, 복수의 게이트 및 런너로부터 주입되는 수지의 양이나 시간을 조절해야 하는 문제가 발생할 수밖에 없다.

이러한 문제를 해결하고자 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 게이트밸브를 이용한 사출 성형장치를 적용하고 있다. 즉, 고정측 금형(1)과 가동측 금형(3) 사이에 캐비티(5)가 형성되고, 상기 캐비티(5)에 대응하여 고정측 금형(1)에는 복수의 게이트밸브(G)가 매립 설치된다. 외부의 수지성형기(7)로부터 고정측 금형(1)의 내부에 설치된 매니폴드블럭(9)을 통해 성형재료인 수지가 공급되면, 매니폴드블럭(9)과 연결된 각각의 게이트밸브(G)로 주입된 수지를 분배하는 것이다. 각각의 게이트밸브(G)는 제어부(미도시)의 제어신호에 따라 제어되어 상기 캐비티(5) 내부로 수지를 사출하여 사출 성형품을 제작하게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 종래의 게이트밸브를 이용한 사출 성형장치의 경우 각각의 게이트밸브(G)로부터 사출되는 수지의 양이나 시간을 조절하기 용이하고, 완제품에 불필요한 형상부의 발생이 최소화되어 성형재료의 과도한 소모를 줄일 수 있는 이점이 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 게이트밸브를 이용한 사출 성형장치는, 첫째 고정측 금형(1)의 내부에 복수의 게이트밸브(G)나 매니폴드블럭(9)을 설치해야 하므로 고가의 금형설계 및 가공이 필요하다는 문제점과, 둘째 매니폴드블럭(9)을 통해 복수의 게이트밸브(G)로 수지가 분배되어 사출되므로 수지성형기(7)로부터 매니폴드블럭(9)을 향해 사출되는 사출압이 매우 높아 고압의 플런저를 사용해야 하는 문제점과, 셋째 고정측 금형(1)에 설치된 복수의 게이트밸브(G)로부터 가동측 금형(3) 방향으로 수지를 사출하므로 가동측 금형(3)이 고정측 금형(1)을 향한 형폐력을 높이기 위해 유압식인 경우 고압의 유압이 필요하고, 나아가 전동식인 경우 전동모터의 출력이 과대해지는 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 첫째 금형설계 및 가공의 편의성을 확보할 수 있고, 둘째 수지를 분배하는 종래의 매니폴드블럭을 제거하여 수지성형기로부터 복수의 게이트밸브로 수지가 직접 분배되어 사출압을 저감시킬 수 있으며, 셋째 가동측 금형의 고정측 금형에 대한 형폐력을 최소화시킬 수 있는 측면 다연사 사출 성형장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 측면 다연사 사출 성형장치는, 상호 대칭되게 마주보도록 설치되고, 서로 마주보는 형개면에 캐비티가 형성된 한 쌍의 가동측 금형 및 고정측 금형과, 수지성형기로부터 가열된 수지를 공급받고, 상기 고정측 금형의 형개면 상에 둘레를 따라 각각 고정 설치되며, 상기 수지를 상기 캐비티 내로 사출하는 복수의 게이트밸브를 포함하고, 상기 고정측 금형은, 상기 형개면 상에 상기 캐비티의 둘레를 따라 함몰된 복수의 함몰홈이 형성되고, 상기 함몰홈 각각에 형합되도록 삽입되어 고정 결합되고, 상기 캐비티와 연통되는 게이트가 관통 형성된 복수의 게이트블럭을 포함하고, 상기 게이트밸브 각각은, 수지를 분사하는 분사구가 상기 게이트블럭의 게이트를 향하도록 상기 게이트블럭에 삽입되어 고정 결합되는 노즐과, 상기 노즐을 상기 고정측 금형에 고정 결합시키는 노즐고정블럭과, 일단이 상기 노즐고정블럭에 고정 결합되고, 타단에 외주방향으로 플랜지가 돌출 형성된 이탈방지블럭과, 일단에 구비된 클램퍼가 회전 작동하여 상기 이탈방지블럭의 플랜지에 걸림되면서 상기 이탈방지블럭의 타단에 탈착 가능하게 결합되고, 상기 수지성형기로부터 상기 노즐로 수지를 공급하는 수지공급블럭을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 측면 다연사 사출 성형장치는, 종래 복수의 게이트밸브 및 매니폴드블럭이 고정측 금형의 내부에 매립 설치되는 것과 달리 매니폴더블럭을 제거하면서 게이트밸브를 고정측 금형의 형개면 둘레를 따라 설치함으로써 금형설계 및 가공의 편의성을 확보할 수 있고, 수지성형기로부터 복수의 게이트밸브로 수지가 직접 분배되어 사출압을 저감시킬 수 있으며, 가동측 금형의 고정측 금형에 대한 형폐력을 최소화시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 게이트밸브를 이용한 사출 성형장치를 도시한 단면도이고,
도 2는 도 1의 실시예의 사출 성형장치의 작동과정을 도시한 측면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 측면 다연사 사출 성형장치를 도시한 측면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 측면 다연사 사출 성형장치의 요부 사시도이며,
도 5는 도 4의 실시예의 측단면도이고,
도 6은 도 5의 실시예 중 고정측 금형과 게이트밸브를 분해한 측단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 측면 다연사 사출 성형장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 측면 다연사 사출 성형장치는, 도 3 내지 6에 도시된 바와 같이 상호 대칭되게 마주보도록 설치되고, 서로 마주보는 형개면(110)에 캐비티(120)가 형성된 한 쌍의 고정측 금형(100) 및 가동측 금형(200)과, 수지성형기(300)로부터 가열된 수지를 공급받고, 상기 고정측 금형(100)의 형개면(110) 상에 둘레를 따라 각각 고정 설치되며, 상기 수지를 상기 캐비티(120) 내로 사출하는 복수의 게이트밸브(400)를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 명칭 중 다연사 사출이라 함은, 종래 널리 알려진 다중 사출과는 다른 개념으로 다중 사출은 하나의 금형으로 여러 개의 성형품을 순차로 사출하는 개념이라면, 다연사 사출은 하나의 수지성형기(300)로부터 복수의 게이트밸브(400)를 통해 분기되어 연속으로 한번에 사출되는 것이 특징이다. 특히, 측면 다연사 사출이라는 개념은, 도 1에 도시된 종래 고정측 금형(1)에 매립 설치된 매니폴드블럭(9)을 통해 고정측 금형(100)의 형개면을 수직으로 관통하여 설치된 복수의 게이트밸브(G)에 의해 캐비티(5) 내로 사출되는 것과 달리, 도 3에 도시된 바와 같이 고정측 금형(100)의 형개면(110) 상에 둘레를 따라 복수의 게이트밸브(400)가 각각 고정 설치되며, 상기 캐비티(120) 내로 수지를 사출하는 개념이다.

상술한 개념에 따른 본 발명의 측면 다연사 사출 성형장치에 있어서, 고정측 금형(100)의 형개면(110) 상에 둘레를 따라 복수의 게이트밸브(400)를 어떻게 고정 설치할 것인지를 하기의 구체적인 구성을 통해 살펴본다.

먼저, 고정측 금형(100)에 복수의 게이트밸브(400)를 고정 설치할 때, 고정측 금형(100) 자체에 복수의 게이트밸브(400)로부터 수지가 토출되는 복수의 게이트(145)를 각각 형성할 경우 가동측 금형(200)과의 형개 및 형폐시 발생하는 가압력에 의해 어느 일 게이트(145)가 손상되어도 고정측 금형(100) 전체를 교체해야 하는 첫번째 문제점과, 고정측 금형(100)에 복수의 게이트(145)를 각각 형성해야 하는 설계 및 가공상의 두번째 문제점이 발생한다. 따라서, 고정측 금형(100)에 각각의 게이트(145)가 형성된 게이트블럭(140)을 별도로 제작하여 고정측 금형(100)에 설치하고, 필요시 게이트블럭(140)만을 고정측 금형(100)으로부터 분리 및 교체할 수 있는 것이 좋을 것이다. 이를 위하여, 도 4 내지 6에 도시된 바와 같이 고정측 금형(100)은 상기 형개면(110) 상에 상기 캐비티(120)의 둘레를 따라 함몰된 복수의 함몰홈(130)이 형성되고, 상기 함몰홈(130) 각각에 형합되도록 삽입되어 고정 결합되고, 상기 캐비티(120)와 연통되는 게이트(145)가 관통 형성된 복수의 게이트블럭(140)을 포함한다. 따라서, 고정측 금형(100)의 설계 및 가공시 캐비티(120)의 형상 가공에 집중하고, 캐비티(120)의 둘레를 따라 상기 게이트블럭(140)이 형합되어 삽입될 수 있도록 함몰홈(130)을 각각 형성하면 족하다. 상기 게이트블럭(140) 각각은 동일한 크기와 형상일 수 있고, 고정측 블럭(100)의 상하좌우측 방향에 따라 다른 크기 및 형상을 가질 수도 있다. 바꿔 말해서, 고정측 금형(100)에 형성된 함몰홈(130) 각각의 형상에 맞게 게이트블럭(140)을 제작할 수 있는 것이다. 또한, 게이트블럭(140)이 고정측 블럭(100)과 분리되어 제작되므로 게이트블럭(140)에 삽입 결합될 후술하는 게이트밸브(400)의 노즐(410)의 종류나 형상에 맞게 게이트블럭(140)만을 별도로 제작하여 고정측 금형(100)에 용이하게 설치할 수 있다.

게이트블럭(140)과 고정측 블럭(100)을 별도로 제작하여 결합한 경우 상기 게이트블럭(140)에 게이트밸브(400)를 고정 설치해야 한다. 이를 위하여, 게이트밸브(400) 각각은 도 4 내지 6에 도시된 바와 같이 노즐(410), 노즐고정블럭(420), 이탈방지블럭(430) 및 수지공급블럭(440)을 포함한다.

노즐(410)은 크게 오픈게이트 노즐과 밸브게이트 노즐로 구분할 수 있는데, 어떠한 종류의 노즐을 사용하더라도 무방하다. 다만, 노즐(410)은 도 5에 도시된 바와 같이 수지를 분사하는 분사구(411)가 상기 게이트블럭(140)의 게이트(145)를 향하도록 상기 게이트블럭(140)에 삽입되어 고정 결합된다. 노즐(410)의 분사구(411)를 통해 상기 게이트블럭(140)의 게이트(145)를 통해 수지가 분사되고, 게이트블럭(140)의 게이트(145)는 고정측 금형(100) 및 가동측 금형(200)의 형폐시 캐비티(120)와 연통되어 있으므로 캐비티(120)의 내부로 수지가 사출되는 것이다.

상기 노즐(410)이 게이트블럭(140)에 삽입된 상태에서 게이트블럭(140)으로부터 이탈되지 않도록 고정시키기 위해 노즐고정블럭(420)이 설치된다. 노즐고정블럭(420)은 도 4 내지 6에 도시된 바와 같이 상기 노즐(410)을 상기 고정측 금형(100)에 고정 결합시킨다. 이렇게 노즐고정블럭(420)을 통해 노즐(410)이 고정측 금형(100)에 고정 결합되면, 노즐(410)로부터 분사되는 수지의 사출압에 의해 사출방향의 역방향으로 노즐(410)이 분리되지 않도록 잡아준다.

수지성형기(300)로부터 가열된 수지를 상기 노즐(410)로 공급하기 위하여 후술하는 수지공급블럭(440)이 구비되는데, 수지공급블럭(440)으로부터 노즐(410)을 향해 수지가 공급될 때 발생하는 수지의 토출압과 역방향으로 수지공급블럭(440)이 이탈되지 않도록 고정하는 이탈방지블럭(430)이 필요하다.

도 4 내지 6에 도시된 바와 같이 이탈방지블럭(430)은 일단이 상기 노즐고정블럭(420)에 고정 결합되고, 타단에 외주방향으로 플랜지(431)가 돌출 형성된다. 또한, 수지공급블럭(440)은 일단에 구비된 클램퍼(441)가 회전 작동하여 상기 이탈방지블럭(430)의 플랜지(431)에 걸림되면서 상기 이탈방지블럭(430)의 타단에 탈착 가능하게 결합되고, 상기 수지성형기(300)로부터 상기 노즐(410)로 수지를 공급한다. 수지공급블럭(440)은 수지성형기(300)와 튜브나 관을 통해 연결되어 있으므로 노즐(410)로부터 회수하기 위하여 쉽게 탈착 가능하게 결합되어야 한다. 이를 위하여 별도의 이탈방지블럭(430)이 개재된 이유이며, 수지공급블럭(440)으로부터 노즐(410)을 향해 수지가 공급될 때 공급되는 역방향으로의 이탈을 방지하기 위하여 이탈방지블럭(430)의 플랜지(431)와 수지공급블럭(440)의 클램퍼(441)가 걸림되어 고정되는 것이다. 클램퍼(441)는 회전 작동에 따라 이탈방지블럭(430)의 플랜지(431)이 걸림 또는 걸림해제됨으로써 쉽게 탈착이 가능한 구조이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 측면 다연사 사출 성형장치는, 종래 복수의 게이트밸브 및 매니폴드블럭이 고정측 금형의 내부에 매립 설치되는 것과 달리 매니폴더블럭을 제거하면서 복수의 게이트밸브(400)를 고정측 금형(100)의 형개면(110) 둘레를 따라 설치함으로써 금형설계 및 가공의 편의성을 확보할 수 있고, 수지성형기(300)로부터 복수의 게이트밸브(400)로 수지가 직접 분배되어 사출압을 저감시킬 수 있으며, 가동측 금형(200)의 고정측 금형(100)에 대한 형폐력을 최소화시킬 수 있다.

그에 따라, 종래 수지성형기(300)로부터 수지를 공급하기 위한 플런저의 용량을 줄일 수 있으며, 가동측 금형(200)의 형폐력을 최소화시키므로 가동측 금형(200)을 작동시키는 유압력이나 전기모터의 용량 역시 낮출 수 있는 효과가 있다. 특히, 종래 과대한 형폐력에 기한 고정측 금형(100) 및 가동측 금형(200) 사이의 형개면에 큰 압력에 기한 손상을 최소화시켜 금형의 수명을 연장하고, 소비에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

100 : 고정측 금형 110 : 형개면
120 : 캐비티 130 : 함몰홈
140 : 게이트블럭 145 : 게이트
200 : 가동측 금형
300 : 수지성형기
400 : 게이트밸브
410 : 노즐 411 : 분사구
420 : 노즐고정블럭
430 : 이탈방지블럭 431 : 플랜지
440 : 수지공급블럭 441 : 클램퍼

Claims

상호 대칭되게 마주보도록 설치되고, 서로 마주보는 형개면에 캐비티가 형성된 한 쌍의 가동측 금형 및 고정측 금형과,
수지성형기로부터 가열된 수지를 공급받고, 상기 고정측 금형의 형개면 상에 둘레를 따라 각각 고정 설치되며, 상기 수지를 상기 캐비티 내로 사출하는 복수의 게이트밸브를 포함하고,
상기 고정측 금형은,
상기 형개면 상에 상기 캐비티의 둘레를 따라 함몰된 복수의 함몰홈이 형성되고,
상기 함몰홈 각각에 형합되도록 삽입되어 고정 결합되고, 상기 캐비티와 연통되는 게이트가 관통 형성된 복수의 게이트블럭을 포함하고,
상기 게이트밸브 각각은,
수지를 분사하는 분사구가 상기 게이트블럭의 게이트를 향하도록 상기 게이트블럭에 삽입되어 고정 결합되는 노즐과,
상기 노즐이 게이트블럭에 삽입된 상태에서 상기 노즐로부터 분사되는 수지의 사출압에 의해 상기 게이트블럭으로부터 이탈되지 않도록 상기 노즐을 상기 고정측 금형에 고정 결합시키는 노즐고정블럭과,
일단이 상기 노즐고정블럭에 고정 결합되고, 타단에 외주방향으로 플랜지가 돌출 형성된 이탈방지블럭과,
일단에 구비된 클램퍼가 회전 작동하여 상기 이탈방지블럭의 플랜지에 걸림되면서 상기 이탈방지블럭의 타단에 탈착 가능하게 결합되고, 상기 수지성형기로부터 상기 노즐로 수지를 공급하는 수지공급블럭을 포함하는 것을 특징으로 하는 측면 다연사 사출 성형장치.