KR101554491B1 - 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형 및 그 제조 방법 - Google Patents

라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

수증기나 냉각수가 흐르는 유체 유로가 곡선형으로 연장되는 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형과, 이 금형의 제조 방법을 제공한다. 개시된 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형의 상부 코어 및 하부 코어 중 적어도 하나의 코어는, 캐비티를 한정하는 캐비티면(cavity face)과, 캐비티면의 반대측 면에 삽입 홈이 형성된 외부 블록, 및 삽입 홈에 삽입되는 내부 블록을 구비하고, 삽입 홈의 막다른 면(dead-end face) 및 막다른 면과 마주보는 내부 블록의 측면은, 내부 블록이 삽입 홈에 삽입된 때 밀착되도록 서로 대응되는 형상의 곡면(curved face)이며, 내부 블록의 측면에는 음각(陰刻)으로 파여지고 곡면을 따라 연장된 복수의 곡선 채널(channel)이 형성되고, 내부 블록의 복수의 곡선 채널과 삽입 홈의 막다른 면에 의해 수증기 및 냉각수 중 적어도 하나의 유체가 흐르는 복수의 곡선 유체 유로가 한정되며, 외부 블록의 내부에는 복수의 곡선 유체 유로의 양 측 말단과 유체 유동 가능하게 연결되는 외부 블록 유체 유로가 형성된다.

Description

라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형 및 그 제조 방법{Injection mold for forming radiator grille and method for fabricating the same}
본 발명은 사출 성형 금형에 관한 것으로, 보다 상세하게는 곡면 형상의 라디에이터 그릴을 사출 성형하는 금형, 및 이 금형을 제조하는 방법에 관한 것이다.
사출 성형(injection molding)은 용융 상태의 수지를 금형의 내부에 주입 후 냉각하여 제품을 형성하는 공법으로, 압축 성형(compression molding), 압출 성형(extrusion molding) 등의 다른 성형 공법에 비해 제품의 형태 및 사이즈에 제한이 적으며 생산성 및 작업 능률이 우수하여 플라스틱 제품의 성형에 폭넓게 사용되고 있다.
사출 성형 금형은 서로 이격되거나 밀착되는 상부 금형과 하부 금형을 구비하며, 상부 금형 및 하부 금형 중 하나에는 수지 사출기가 연결된다. 수지 사출기는 상부 금형 및 하부 금형이 형폐(型閉)된 때, 즉 서로 밀착된 상태인 때 상기 수지 사출기에 연결된 금형으로 용융된 수지를 사출한다. 금형 내부로 주입된 용융 수지는 스프루(sprue), 러너(runner), 및 게이트(gate)를 거쳐 사출 성형 제품의 형상에 대응되는 캐비티(cavity)에 주입되고 경화되며, 상부 금형 및 하부 금형이 형개(型開)된 때, 즉 서로 이격된 상태인 때 수지가 경화되어 형성된 사출 성형 제품이 취출된다.
금형 내부로 용융 수지가 주입되기 전에 캐비티 주변이 용융 수지의 점성을 최소화할 수 있는 온도로 빠르게 상승되지 않거나, 금형 내부로 용융 수지가 주입된 후에 캐비티 주변이 용융 수지가 굳어질 수 있는 온도로 빠르게 하강하지 않으면 사출 성형 제품에 웰드 라인(weld line)이 발생할 수 있고, 사출 성형 제품 생산 속도도 저하된다. 웰드 라인이 형성된 제품은 사출후 가공을 통해 웰드 라인을 제거해 주어야 하므로 사출 성형 제품 생산성이 저하되고 생산비가 상승된다. 따라서, 금형 내부 캐비티 주변의 코어(core)에는 금형 온도를 상승시키기 위한 수증기(steam), 및 금형 온도를 하강시키기 위한 냉각수가 흐르는 유체 유로(流路)가 마련된다.
통상적으로, 유체 유로는 드릴(drill)과 같은 공구로 금형의 코어에 홀(hole)을 뚫어 형성하게 되므로, 직선형으로 연장되는 유체 유로가 형성된다. 그런데, 자동차의 라디에이터 그릴(radiator grille)은 통상적으로 곡면 형태로서, 라디에이터 그릴 사출 성형 금형의 캐비티도 라디에이터 그릴에 대응되게 곡면으로 굽어져 있어 직선형의 유체 유로와 곡면형의 캐비티 사이의 간격이 캐비티의 지점에 따라 균일하지 않다. 이로 인해, 유체 유로가 있음에도 불구하고, 캐비티 내의 여러 지점에서 온도가 균일하지 않아서 제품 불량율과 생산비가 상승되고, 생산성이 저하될 수 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1448037호
본 발명은 캐비티가 곡면형의 라디에이터 그릴에 대응되게 곡면으로 굽어져 있고, 수증기나 냉각수가 흐르는 유체 유로가 상기 곡면형 캐비티에 대응되게 곡선형으로 연장되는 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형과, 이 금형의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은, 서로 밀착되면 라디에이터 그릴의 형상에 대응되는 캐비티(cavity)가 형성되는 상부 코어(upper core) 및 하부 코어(lower core)를 구비하는 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형에 있어서, 상기 상부 코어 및 하부 코어 중 적어도 하나의 코어는, 상기 캐비티를 한정하는 캐비티면(cavity face)과, 상기 캐비티면의 반대측 면에 삽입 홈이 형성된 외부 블록, 및 상기 삽입 홈에 삽입되는 내부 블록을 구비하고, 상기 삽입 홈의 막다른 면(dead-end face) 및 상기 막다른 면과 마주보는 상기 내부 블록의 측면은, 상기 내부 블록이 상기 삽입 홈에 삽입된 때 밀착되도록 서로 대응되는 형상의 곡면(curved face)이며, 상기 내부 블록의 측면에는 음각(陰刻)으로 파여지고 상기 곡면을 따라 연장된 복수의 곡선 채널(channel)이 형성되고, 상기 내부 블록의 복수의 곡선 채널과 상기 삽입 홈의 막다른 면에 의해 수증기 및 냉각수 중 적어도 하나의 유체가 흐르는 복수의 곡선 유체 유로가 한정되며, 상기 외부 블록의 내부에는 상기 복수의 곡선 유체 유로의 양 측 말단과 유체 유동 가능하게 연결되는 외부 블록 유체 유로가 형성된, 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형을 제공한다.
상기 외부 블록 및 상기 내부 블록을 구비한 코어는 상부 코어이고, 상기 캐비티면의 반대측 면은 상기 외부 블록의 상측면이고, 상기 삽입 홈의 막다른 면은 상기 삽입 홈의 바닥면이고, 상기 막다른 면과 마주보는 상기 내부 블록의 측면은 상기 내부 블록의 하측면일 수 있다.
상기 복수의 곡선 유체 유로는 서로 교차하지 않을 수 있다.
상기 외부 블록 유체 유로는, 상기 복수의 곡선 유체 유로의 양 측 말단과 일대일로 이어져 상기 외부 블록의 내부로 연장되는 복수의 소직경 관부와, 상기 상기 외부 블록의 일 측면에서 상기 외부 블록의 내부로 연장되는 대직경 관부와, 상기 외부 블록의 내부에서 상기 복수의 소직경 관부와 상기 대직경 관부가 합쳐지는 합류부를 구비할 수 있다.
본 발명의 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형은, 상기 상부 코어를 고정 지지하는 상부 원판, 및 상기 하부 코어를 고정 지지하는 하부 원판을 더 구비하고, 상기 상부 원판 및 상기 하부 원판 중에서 상기 외부 블록 유체 유로가 형성된 코어를 고정 지지하는 원판에는, 상기 대직경 관부와 유체 유동 가능하게 연결되는 원판 유체 유로가 형성될 수 있다.
상기 외부 블록 및 상기 내부 블록을 구비한 코어는, 상기 내부 블록이 삽입된 삽입 홈을 폐쇄하며 상기 외부 블록에 체결되어 상기 내부 블록을 상기 삽입 홈의 내부에서 고정시키는 커버(cover)를 더 구비하고, 상기 커버에는 상기 대직경 관부의 말단과 상기 원판 유체 유로를 유체 유동 가능하게 이어주는 통공이 형성될 수 있다.
상기 캐비티에 용융된 수지가 주입되기 전에는 상기 복수의 곡선 유체 유로 및 상기 외부 블록 유체 유로를 통해 수증기가 유동(流動)하고, 상기 캐비티에 용융된 수지가 주입된 후에는 상기 복수의 곡선 유체 유로 및 상기 외부 블록 유체 유로를 통해 냉각수가 유동(流動)할 수 있다.
상기 외부 블록 및 상기 내부 블록을 구비한 코어는, 상기 삽입 홈의 내주면과 상기 내부 블록의 외주면 사이로 유체가 유출되지 않도록, 상기 삽입 홈의 입구 모서리에 장착되는 밀봉 링(sealing ring)을 더 구비할 수 있다.
상기 밀봉 링의 재질은 실리콘 수지(silicone resin) 또는 불소고무(fluorinated rubber)일 수 있다.
상기 곡선 유로와 상기 캐비티면 사이의 최단 거리는 6 내지 10mm 일 수 있다.
또한 본 발명은, 서로 밀착되면 라디에이터 그릴의 형상에 대응되는 캐비티(cavity)가 형성되는 상부 코어(upper core) 및 하부 코어(lower core)를 구비하는 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형의 제조 방법에 있어서, 상기 상부 코어 및 하부 코어 중 적어도 하나의 코어의 제조 방법은, 상기 캐비티를 한정하는 캐비티면을 구비하고, 상기 캐비티면의 반대측 면에 삽입 홈이 형성되며, 상기 삽입 홈의 막다른 면이 곡면으로 형성된 외부 블록을 제조하는 외부 블록 제조 단계, 상기 곡면인 막다른 면에 밀착되도록 대응되는 곡면으로 형성된 측면을 구비하고, 상기 측면에 음각으로 파여지고 상기 곡면을 따라 연장된 복수의 곡선 채널이 형성된 내부 블록을 제조하는 내부 블록 제조 단계, 및 상기 내부 블록을 상기 삽입 홈에 삽입하여 상기 삽입 홈의 막다른 면과 상기 내부 블록의 측면을 밀착시켜 상기 복수의 곡선 채널과 상기 삽입 홈의 막다른 면에 의해 수증기 및 냉각수 중 적어도 하나의 유체가 흐르는 복수의 곡선 유체 유로를 한정하는 내부 블록 삽입 단계를 구비하고, 상기 외부 블록 제조 단계는, 상기 외부 블록 내부에 외부 블록 유체 유로를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 내부 블록을 상기 삽입 홈에 삽입하면 상기 외부 블록 유체 유로가 상기 복수의 곡선 유체 유로의 양 측 말단과 유체 유동 가능하게 연결될 수 있다.
상기 내부 블록 제조 단계는, 금속의 다이캐스팅(die-casting)에 의해 상기 복수의 곡선 채널이 형성된 내부 블록을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 내부 블록 제조 단계는, 금속의 다이캐스팅에 의해 상기 복수의 곡선 채널이 없는 내부 블록을 형성하는 단계, 및 상기 내부 블록의 측면에 절삭 가공에 의해 상기 복수의 곡선 채널을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 사출 성형 금형은 곡면형의 캐비티에 대응되는 곡면을 따라 연장되는 곡선 유체 유로가 형성되어, 상기 곡선 유체 유로로부터 캐비티까지의 최단 거리가 균일하게 형성된다. 이로 인해, 상기 곡선 유체 유로를 통해 수증기나 냉각수를 흐르게 하면 캐비티 내부의 모든 지점에서 온도가 편차 없이 균일하게 상승하고 균일하게 하강한다. 따라서, 곡면 형상의 라디에이터 그릴의 불량율이 저하되고, 생산비가 감소되며, 생산성이 향상된다.
또한 본 발명의 사출 성형 금형은, 외부 블록과 이에 삽입되는 내부 블록의 경계면에 곡선 유체 유로가 형성되고, 내부 블록은 외부 블록에 탈착 가능하므로, 사출 성형 금형을 이용한 작업 중에 곡선 유체 유로에 이상이 발생하는 경우 내부 블록을 외부 블록에서 분리하여 용이하게 대처할 수 있다.
또한 본 발명의 사출 성형 금형은, 곡선 유체 유로와 외부 블록 유체 유로를 통해 수증기와 냉각수가 교번하여 유동(流動)하게 된다. 이에 따라, 용융된 수지의 사출 성형 전후로 사출 성형 금형의 온도가 빠르게 가열되고 빠르게 냉각되어 사출 성형된 라디에이터 그릴 표면에 웰드 라인(weld line)이나 플로우 라인(flow line)과 같은 흠결이 형성되지 않으며, 표면 연마와 같은 후처리 가공을 하지 않아도 되므로 생산성이 향상되고 원가가 절감된다.
도 1은 라디에이터 그릴의 일 예를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형 금형을 도시한 단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 2의 상부 코어의 분해 사시도로서, 도 3은 위에서 본 도면이고, 도 4은 아래서 본 도면이다.
도 5는 도 3의 외부 블록 내부의 유체 유로를 도시한 평면도이다.
도 6은 도 5의 외부 블록을 VI-VI에 따라 절개 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른, 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형 및 이의 제조 방법을 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 라디에이터 그릴의 일 예를 도시한 사시도로서, 이를 참조하면, 라디에이터 그릴(radiator grille)(1)은 차량 전면의 한 쌍의 헤드 라이트(head light) 사이에 장착되는 외장재로서, 곡면 형상으로 굽어져 있으며, 메시(mesh) 형태의 다수의 통기공이 형성되어 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형 금형을 도시한 단면도이고, 도 3 및 도 4는 도 2의 상부 코어의 분해 사시도로서, 도 3은 위에서 본 도면이고, 도 4은 아래서 본 도면이다. 도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른, 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형(10)은 서로 이격되거나 밀착되는 하부 금형(11)과 상부 금형(25)을 구비한다. 도시된 실시예에서는 상부 금형(25)이 왕복 이동하지 않고 고정된 고정측 금형이고, 하부 금형(11)이 상부 금형(25)에 대해 승강하여 밀착되거나 이격되는 가동측 금형이 된다. 다만, 이와 반대로 상부 금형(25)이 가동측 금형이 되고 하부 금형(11)이 고정측 금형이 될 수도 잇다.
상부 금형(25)은, 상부 코어(30)와, 상부 원판(28)과, 상부 금형 베이스(26)를 구비한다. 하부 금형(11)은 하부 코어(20)와, 하부 원판(17)과, 이젝트 판(eject plate)(14) 및 이젝트 핀(eject pin)(15)과, 스페이서(spacer)(13)와, 하부 금형 베이스(12)를 구비한다. 상부 금형(25)과 하부 금형(11)이 서로 밀착되었을 때, 즉 형폐(型閉)시에 상부 코어(30)와 하부 코어(20)의 사이에는 사출 성형 제품인 라디에이터 그릴(1)의 형상에 대응되는 캐비티(CA)가 형성된다.
부연하면, 상부 코어(30)에는 라디에이터 그릴(1)의 상부 형상 표면(2)에 대응되는, 캐비티(CA)의 상부를 한정하는 상부 캐비티면(upper cavity face)(32)이 형성된다. 하부 코어(20)에는 라디에이터 그릴(1)의 하부 형상 표면(3)에 대응되는, 캐비티(CA)의 하부를 한정하는 하부 캐비티면(lower cavity face)(미도시)이 형성된다.
상부 원판(28)은 상부 코어(30)를 고정 지지하고, 상부 금형 베이스(26)는 상부 원판(28)을 지지한다. 하부 원판(17)은 하부 코어(20)를 고정 지지한다. 이젝트 판(eject plate)(14) 및 이젝트 핀(15)은 하부 금형(11)이 상부 금형(25)에 대해 이격된 후, 즉 형개(型開) 후에 라디에이터 그릴(1)을 하부 캐비티면(미도시)에서 분리 취출하는 수단이다. 스페이서(13)는 이젝트 판(14)이 승강 가능하도록 공간을 제공한다. 하부 금형 베이스(12)는 상기 스페이서(13)를 고정 지지한다.
도 2 내지 도 4를 함께 참조하면, 상부 코어(30)는 외부 블록(outer block)(31), 내부 블록(inner block)(57), 및 커버(cover)(65)를 구비한다. 외부 블록(31)의 하측면에는 상부 캐비티면(32)이 형성되며, 상기 상부 캐비티면(32)의 반대측 면인 외부 블록(31)의 상측면에는 삽입 홈(33)이 형성된다. 내부 블록(57)은 삽입 홈(33)에 삽입된다. 내부 블록(57)이 삽입 홈(33)에 삽입되면 삽입 홈(33)의 막다른 면(dead-end face), 즉 삽입 홈(33)의 바닥면(34)과 내부 블록(57)의 하측면(58)은 서로 마주보고 밀착된다.
곡면 형상으로 굽어진 라디에이터 그릴(1)(도 1 참조)을 사출 성형하도록 캐비티(CA)도 곡면으로 굽어지게 형성된다. 상기 삽입 홈(33)의 바닥면(34)과 내부 블록(57)의 하측면(58)은 서로 밀착되도록 대응되는 형상의 곡면(curved face)으로서, 이 곡면들도 상기 캐비티(CA)의 곡면에 대응되는 형상의 곡면이다.
커버(65)는 내부 블록(57)이 삽입된 삽입 홈(33)을 폐쇄하며 외부 블록(31)에 체결되어 내부 블록(57)의 하측면(58)을 삽입 홈(33)의 바닥면(34)에 밀착 고정시킨다. 커버(65)는 외부 블록(31) 상측면의 삽입 홈(33)의 입구 주변에 단차지게 형성된 커버 안착면(37)에 안착 고정된다.
내부 블록(57)의 하측면에는 음각(陰刻)으로 파여져 하측면(58)의 곡면 형상을 따라 연장된 복수의 곡선 채널(channel)(59)이 형성된다. 복수의 곡선 채널(59)은 서로 교차하지 않게 대략 서로 평행하게 연장된다. 복수의 곡선 채널(59)과 삽입 홈(33)의 바닥면(34)에 의해 수증기(steam), 냉각수와 같은 유체가 흐르는 복수의 곡선 유체 유로(60)가 한정된다. 도면에 개시된 실시예에서 곡선 유체 유로(60)는 7개가 구비되나 이는 예시에 불과하다.
상기 7개의 곡선 유체 유로(60)는 곡면형의 캐비티(CA)에 대응되는 곡면을 따라 연장되기 때문에 7개의 곡선 유체 유로(60)의 임의의 지점에서 상부 캐비티면(32)까지의 최단 거리가 6 내지 10mm 범위 내에서 균일하게 설정된다. 상기 최단 거리가 6mm 보다 작으면 삽입 홈(33)의 바닥면(34)과 상부 캐비티면(32) 사이의 두께가 너무 얇아 외부 블록(31)의 강성 유지가 어렵고, 상기 최단 거리가 10mm 보다 크면 캐비티(CA) 내부의 모든 지점에서 온도를 균일하게 유지하기 어렵다. 부연하면, 7개의 곡선 유체 유로(60)를 통해 수증기가 흐르면 캐비티(CA) 내부의 모든 지점에서 편차 없이 균일하며 빠르게 온도가 상승하고, 7개의 곡선 유체 유로(60)를 통해 냉각수가 흐르면 캐비티(CA) 내부의 모든 지점에서 편차 없이 균일하며 빠르게 온도가 하강한다.
도 5는 도 3의 외부 블록 내부의 유체 유로를 도시한 평면도이고, 도 6은 도 5의 외부 블록을 VI-VI에 따라 절개 도시한 단면도이다. 도 3 내지 도 6을 함께 참조하면, 외부 블록(31)에는 복수의 곡선 유체 유로(60)(도 2 참조)의 양 측 말단과 유체 유동 가능하게 연결되는 한 쌍의 외부 블록 유체 유로(40)가 형성된다. 상기 복수의 곡선 유체 유로(60)의 양 측 말단은, 복수의 곡선 채널(59)의 양 측 말단(59a)(도 4 참조)과 상기 삽입 홈 바닥면(34)에 의해 한정된다.
한 쌍의 외부 블록 유체 유로(40)는 외부 블록(31)의 길이 방향 양 측 단부 내부에 형성된다. 한 쌍의 외부 블록 유체 유로(40) 중 하나는 외부 블록(31)으로 유입된 유체를 복수의 곡선 유체 유로(60)(도 2 참조)로 안내하는 유입용 유로이고, 다른 하나는 복수의 곡선 유체 유로(60)를 통과하여 외부 블록(31)으로 유입된 유체를 외부 블록(31)의 바깥으로 안내하는 유출용 유로이다.
한 쌍의 외부 블록 유체 유로(40)는 각각, 복수의 곡선 유체 유로(60)(도 2 참조)의 양 측 말단과 일대일로 이어져 외부 블록(31)의 내부로 연장되는 복수의 소직경 관부(41)와, 외부 블록(31)의 상측면 에서 외부 블록(31)의 내부로 연장되는 대직경 관부(45)와, 외부 블록(31)의 내부에서 복수의 소직경 관부(41)와 대직경 관부(45)가 합쳐지는 합류부(49)를 구비한다.
복수의 소직경 관부(41)는 외부 블록(31)의 측면에서 삽입 홈(33)의 바닥면(34)까지 연장된 복수의 제1 소직경 관부 홀(hole)(42)과, 외부 블록(31)의 상측면에서 상기 복수의 제1 소직경 관부 홀(42)과 일대일로 교차하도록 아래로 연장된 복수의 제2 소직경 관부 홀(43)을 구비한다. 복수의 제1 소직경 관부 홀(42)의 말단(42a)은 복수의 곡선 유체 유로(60)의 말단과 유체 유동 가능하게 일대일로 연결된다. 외부 블록(31) 측면의 제1 소직경 관부 홀(42)의 입구(48b)와 외부 블록(31) 상측면의 제2 소직경 관부 홀(43)의 입구(43b)는 유체가 새어나오지 않도록 제1 및 제2 소직경 플러그(plug)(51, 52)에 의해 밀봉된다.
대직경 관부(45)는 소직경 관부(41)보다 내경이 큰 관부(管部)로서, 외부 블록(31)의 측면에서 삽입 홈(33) 측으로 연장된 제1 대직경 관부 홀(46)과, 외부 블록(31)의 상측면에서 제1 대직경 관부 홀(46)과 교차하도록 아래로 연장된 제2 대직경 관부 홀(48)을 구비한다. 외부 블록(31) 측면의 제1 대직경 관부 홀(46)의 입구(46b)는 유체가 새어나오지 않도록 소직경 플러그(51, 52)보다 직경이 큰 제1 대직경 플러그(plug)(53)에 의해 밀봉된다. 외부 블록(31) 상측면의 제2 대직경 관부 홀(48)의 입구(48b)는 밀봉되지 않으며, 이후 설명할 상부 원판 유체 유로(미도시)와 연결된다.
합류부(49)는 소직경 관부(41)보다 내경이 큰 관부로서, 외부 블록(31)의 전면(前面)에서 소직경 관부(41) 및 대직경 관부(45)와 각각 교차하도록 후방으로 연장된다. 구체적으로, 합류부(49)는 외부 블록(31)의 내부에서 제2 소직경 관부 홀(43), 및 제1 대직경 관부 홀(46)와 교차한다. 외부 블록(31) 전면의 합류부(49)의 입구(49b)는 유체가 새어나오지 않도록 소직경 플러그(51, 52)보다 직경이 큰 제2 대직경 플러그(54)에 의해 밀봉된다. 제1 및 제2 소직경 관부 홀(42, 43)과, 제1 및 제2 대직경 관부 홀(46, 48)과, 합류부(49)는 각각, 드릴(drill)과 같은 공구를 이용한 절삭 가공에 의해 직선 방향으로 연장 형성된다.
상부 원판(28)(도 2 참조)에는 외부 블록(31)의 대직경 관부(45)와 유체 유동 가능하게 연결되는 상부 원판 유체 유로(미도시)가 형성된다. 구체적으로, 상기 제2 대직경 관부 홀(48)의 입구(48b)는 커버 안착면(37)에 형성되고, 커버(65)의 양 측 단부에는 제2 대직경 관부 홀 입구(48b)와 정렬되는 통공(67)이 형성되며, 상기 상부 원판 유체 유로의 말단 입구(미도시)는 상기 커버(65)의 통공(67)과 정렬된다. 이에 따라, 대직경 관부(45)와 상기 상부 원판 유체 유로가 유체 유동 가능하게 연결된다.
한편, 외부 블록(31)의 삽입 홈(33)의 입구 모서리에는 밀봉 링(sealing ring)이 장착되는 밀봉 링 안착 홈(56)이 형성되고, 여기에 밀봉 링(미도시)이 폐곡선을 이루며 장착된다. 상기 밀봉 링이 장착되고, 커버(65)가 외부 블록(31)에 결합 고정되면 삽입 홈(22)의 내주면과 내부 블록(57)의 외주면 사이로 유체, 특히 수증기조차도 유출되지 않게 되며, 수증기, 냉각수와 같은 유체가 복수의 곡선 유체 유로(60)에서 외부 블록 유체 유로(40)로 유동하거나, 반대로 외부 블록 유체 유로(40)에서 복수의 곡선 유체 유로(60)로 유동할 때 유체의 손실이 없게 된다. 고온의 수증기에도 녹거나 손상되지 않도록 상기 밀봉 링의 재질은 내열성이 우수한 실리콘 수지(silicone resin) 또는 불소고무(fluorinated rubber)일 수 있다. 불소고무는 상품명 바이톤(Viton)으로도 알려져 있다.
도 2를 다시 참조하면, 하부 코어(20)에는 예컨대, 수증기, 냉각수와 같은 유체가 흐르도록 직선 연장된 하부 코어 유체 유로(21)와, 하부 코어 유체 유로(21)와 연결되는 하부 원판 유체 유로(미도시)가 마련된다. 도시된 실시예에서는 가동측 금형인 하부 금형(11)에 이젝트 핀(eject pin)(15)과 같은 복잡한 구성이 구비되어 있어 곡선 유체 유로를 용이하게 배치하기 어려우므로 하부 금형(11)에 곡선 유체 유로가 마련되지 않았으나, 상부 코어(30)의 경우와 마찬가지로 하부 코어(20)에도 곡선 유체 유로가 마련될 수도 있다.
한편, 상부 금형(25)에는 용융된 수지가 상부 금형(25)으로 주입되도록 수지 사출기(미도시)에 연결된 스프루(sprue)(미도시)와, 상부 금형(25) 내부에서 융융된 수지가 흐르도록 형성된 러너(runner)(미도시)가 더 구비될 수 있다. 하부 금형(11)이 상부 금형(25)에 밀착된 형폐시에 수지 사출기에서 토출된 용융 수지는 스프루(미도시) 및 러너(미도시)를 거쳐 캐비티(CA)에 주입되고 경화된다.
용융 수지가 캐비티(CA)에 주입되기 전에 수증기(steam)가 상부 원판 유체 유로(미도시)를 통해 상부 금형(25)(도 2 참조) 내부로 주입되면, 외부 블록 유체 유로(40)를 통해 복수의 곡선 유체 유로(60)로 주입된다. 복수의 곡선 유체 유로(60)를 통과하며 열 교환한 수증기에 의해 캐비티(CA)는 대략 120℃ 정도까지 빠르고 균일하게 온도가 상승한다. 하부 금형(11)과 상부 금형(25)이 형폐되고, 냉각되기 전에 상기 상부 원판 유체 유로를 통해 고압 공기가 주입되어 수증기가 상부 원판 유체 유로(미도시), 외부 블록 유체 유로(40), 및 복수의 곡선 유체 유로(60)에서 외부로 배출된다.
용융 수지가 캐비티(CA)에 주입된 후에 대략 10 내지 50℃의 냉각수가 상기 상부 원판 내부 유체 유로(미도시)를 통해 상부 금형(25)(도 2 참조) 내부로 주입되면, 외부 블록 유체 유로(40)를 통해 곡선 유체 유로(60)로 주입된다. 복수의 곡선 유체 유로(60)를 통과하며 열 교환한 냉각수에 의해 캐비티(CA)는 빠르고 균일하게 냉각된다. 하부 금형(11)과 상부 금형(25)이 형개되고 성형된 라디에이터 그릴(1)이 하부 코어(20)에서 분리될 때에 상기 상부 원판 유체 유로를 통해 고압 공기가 주입되어 냉각수가 상부 원판 유체 유로(미도시), 외부 블록 유체 유로(40), 및 복수의 곡선 유체 유로(60)에서 외부로 배출된다.
부연하면, 본 발명의 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형(10)은, 곡선 유체 유로(60)와 외부 블록 유체 유로(40)를 통해 수증기와 냉각수가 교번하여 유동(流動)하게 된다. 이에 따라, 용융된 수지의 사출 성형 전후로 사출 성형 금형(10)의 온도가 빠르게 가열되고 빠르게 냉각되어 사출 성형된 라디에이터 그릴(1) 표면에 웰드 라인(weld line)이나 플로우 라인(flow line)과 같은 흠결이 형성되지 않으며, 표면 연마와 같은 후처리 가공을 하지 않아도 되므로 생산성이 향상되고 원가가 절감된다.
한편, 도 2 내지 도 6을 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형(10)의 제조 방법은, 외부 블록(31), 내부 블록(57), 및 커버(65)를 구비한 상부 코어(30)의 제조 방법을 포함한다. 상기 상부 코어(30)의 제조 방법은, 하측면에 캐비티(CA)를 한정하는 상부 캐비티면(32)을 구비하고, 상측면에 삽입 홈(33)이 형성되며, 상기 삽입 홈(33)의 바닥면(34)이 곡면으로 형성된 외부 블록(31)을 제조하는 외부 블록 제조 단계와, 상기 곡면인 바닥면(34)에 밀착되도록 대응되는 곡면으로 형성된 하측면(58)을 구비하고, 상기 하측면(58)에 음각으로 파여지고 하측면(58)의 곡면 형상을 따라 연장된 복수의 곡선 채널(59)이 형성된 내부 블록(57)을 제조하는 내부 블록 제조 단계와, 내부 블록(57)을 삽입 홈(33)에 삽입하여 삽입 홈(33)의 바닥면(34)과 내부 블록(57)의 하측면(58)을 밀착시켜 상기 복수의 곡선 채널(59)과 상기 삽입 홈(33)의 바닥면(34)에 의해 수증기 및 냉각수 중 적어도 하나의 유체가 흐르는 복수의 곡선 유체 유로(60)를 한정하는 내부 블록 삽입 단계와, 커버(65)를 커버 안착면(37)에 안착시키고 외부 블록(31)에 고정 결합하는 커버 장착 단계를 구비한다.
상기 외부 블록 제조 단계는, 외부 블록(31) 내부에 외부 블록 유체 유로(40)를 형성하는 단계를 포함한다. 외부 블록 유체 유로(40)는 상술한 바와 같이 드릴(drill)과 같은 공구로 외부 블록(31)에 직선 연장된 홀(hole)(42, 43, 46, 48, 49)을 형성하고, 그 입구(42b, 43b, 46b, 49b)를 플러그(51, 52, 53, 54)로 밀봉하여 형성할 수 있다. 다만, 제2 대직경 관부 홀(48)의 입구(48b)는 상술한 바와 같이 상부 원판(28)의 상부 원판 유체 유로(미도시)와 유동(流動) 가능하게 연결되므로 밀봉되지 않고 개방된다. 외부 블록 유체 유로(40)가 형성된 외부 블록(31)의 삽입 홈(33)에 내부 블록(57)을 삽입하면 상기 외부 블록 유체 유로(40)가 복수의 곡선 유체 유로(60)의 양 측 말단과 유체 유동 가능하게 연결된다.
상기 내부 블록 제조 단계는, 금속의 다이캐스팅(die-casting)에 의해 하측면(58)에 복수의 곡선 채널(59)이 형성된 내부 블록(57)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 또는, 상기 내부 블록 제조 단계는, 금속의 다이캐스팅에 의해 하측면(58)에 복수의 곡선 채널(59)이 없는 내부 블록(57)을 형성하는 단계와, 상기 하측면(58)에 절삭 가공에 의해 복수의 곡선 채널(59)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 부연하면, 복수의 곡선 채널(59)은 다이캐스팅에 의해 내부 블록(57)의 형성과 동시에 형성되고 마무리 연마 작업에 의해 완성될 수도 있고, 내부 블록(57)이 형성된 후에 절삭 가공에 의해 형성되고 마무리 연마 작업에 의해 완성될 수도 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
1: 라디에이터 그릴 10: 사출 성형 금형
17: 하부 원판 20: 하부 코어
28: 상부 원판 30: 상부 코어
31: 외부 블록 33: 삽입 홈
40: 외부 블록 유체 유로 57: 내부 블록
59: 곡선 채널 65: 커버

Claims (13)

  1. 삭제
  2. 서로 밀착되면 라디에이터 그릴의 형상에 대응되는 캐비티(cavity)가 형성되는 상부 코어(upper core) 및 하부 코어(lower core)를 구비하는 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형에 있어서,
    상기 상부 코어 및 하부 코어 중 적어도 하나의 코어는, 상기 캐비티를 한정하는 캐비티면(cavity face)과, 상기 캐비티면의 반대측 면에 삽입 홈이 형성된 외부 블록; 및 상기 삽입 홈에 삽입되는 내부 블록;을 구비하고,
    상기 삽입 홈의 막다른 면(dead-end face) 및 상기 막다른 면과 마주보는 상기 내부 블록의 측면은, 상기 내부 블록이 상기 삽입 홈에 삽입된 때 밀착되도록 서로 대응되는 형상의 곡면(curved face)이며,
    상기 내부 블록의 측면에는 음각(陰刻)으로 파여지고 상기 곡면을 따라 연장된 복수의 곡선 채널(channel)이 형성되고, 상기 내부 블록의 복수의 곡선 채널과 상기 삽입 홈의 막다른 면에 의해 수증기 및 냉각수 중 적어도 하나의 유체가 흐르는 복수의 곡선 유체 유로가 한정되며, 상기 외부 블록의 내부에는 상기 복수의 곡선 유체 유로의 양 측 말단과 유체 유동 가능하게 연결되는 외부 블록 유체 유로가 형성되며,
    상기 캐비티면의 반대측 면은 상기 외부 블록의 상측면이고, 상기 삽입 홈의 막다른 면은 상기 삽입 홈의 바닥면이고, 상기 막다른 면과 마주보는 상기 내부 블록의 측면은 상기 내부 블록의 하측면인 것을 특징으로 하는, 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 복수의 곡선 유체 유로는 서로 교차하지 않는 것을 특징으로 하는, 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형.
  4. 서로 밀착되면 라디에이터 그릴의 형상에 대응되는 캐비티(cavity)가 형성되는 상부 코어(upper core) 및 하부 코어(lower core)를 구비하는 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형에 있어서,
    상기 상부 코어 및 하부 코어 중 적어도 하나의 코어는, 상기 캐비티를 한정하는 캐비티면(cavity face)과, 상기 캐비티면의 반대측 면에 삽입 홈이 형성된 외부 블록; 및 상기 삽입 홈에 삽입되는 내부 블록;을 구비하고,
    상기 삽입 홈의 막다른 면(dead-end face) 및 상기 막다른 면과 마주보는 상기 내부 블록의 측면은, 상기 내부 블록이 상기 삽입 홈에 삽입된 때 밀착되도록 서로 대응되는 형상의 곡면(curved face)이며,
    상기 내부 블록의 측면에는 음각(陰刻)으로 파여지고 상기 곡면을 따라 연장된 복수의 곡선 채널(channel)이 형성되고, 상기 내부 블록의 복수의 곡선 채널과 상기 삽입 홈의 막다른 면에 의해 수증기 및 냉각수 중 적어도 하나의 유체가 흐르는 복수의 곡선 유체 유로가 한정되며, 상기 외부 블록의 내부에는 상기 복수의 곡선 유체 유로의 양 측 말단과 유체 유동 가능하게 연결되는 외부 블록 유체 유로가 형성되며,
    상기 외부 블록 유체 유로는, 상기 복수의 곡선 유체 유로의 양 측 말단과 일대일로 이어져 상기 외부 블록의 내부로 연장되는 복수의 소직경 관부와, 상기 상기 외부 블록의 일 측면에서 상기 외부 블록의 내부로 연장되는 대직경 관부와, 상기 외부 블록의 내부에서 상기 복수의 소직경 관부와 상기 대직경 관부가 합쳐지는 합류부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 상부 코어를 고정 지지하는 상부 원판; 및, 상기 하부 코어를 고정 지지하는 하부 원판;을 더 구비하고,
    상기 상부 원판 및 상기 하부 원판 중에서 상기 외부 블록 유체 유로가 형성된 코어를 고정 지지하는 원판에는, 상기 대직경 관부와 유체 유동 가능하게 연결되는 원판 유체 유로가 형성된 것을 특징으로 하는, 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 외부 블록 및 상기 내부 블록을 구비한 코어는, 상기 내부 블록이 삽입된 삽입 홈을 폐쇄하며 상기 외부 블록에 체결되어 상기 내부 블록을 상기 삽입 홈의 내부에서 고정시키는 커버(cover);를 더 구비하고,
    상기 커버에는 상기 대직경 관부의 말단과 상기 원판 유체 유로를 유체 유동 가능하게 이어주는 통공이 형성된 것을 특징으로 하는, 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형.
  7. 제2 항 또는 제4 항에 있어서,
    상기 캐비티에 용융된 수지가 주입되기 전에는 상기 복수의 곡선 유체 유로 및 상기 외부 블록 유체 유로를 통해 수증기가 유동(流動)하고,
    상기 캐비티에 용융된 수지가 주입된 후에는 상기 복수의 곡선 유체 유로 및 상기 외부 블록 유체 유로를 통해 냉각수가 유동(流動)하는 것을 특징으로 하는, 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형.
  8. 제2 항 또는 제4 항에 있어서,
    상기 외부 블록 및 상기 내부 블록을 구비한 코어는, 상기 삽입 홈의 내주면과 상기 내부 블록의 외주면 사이로 유체가 유출되지 않도록, 상기 삽입 홈의 입구 모서리에 장착되는 밀봉 링(sealing ring);을 더 구비한 것을 특징으로 하는, 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 밀봉 링의 재질은 실리콘 수지(silicone resin) 또는 불소고무(fluorinated rubber)인 것을 특징으로 하는, 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형.
  10. 제2 항 또는 제4 항에 있어서,
    상기 곡선 유로와 상기 캐비티면 사이의 최단 거리는 6 내지 10mm 인 것을 특징으로 하는, 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형.
  11. 서로 밀착되면 라디에이터 그릴의 형상에 대응되는 캐비티(cavity)가 형성되는 상부 코어(upper core) 및 하부 코어(lower core)를 구비하는 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형의 제조 방법에 있어서, 상기 상부 코어 및 하부 코어 중 적어도 하나의 코어의 제조 방법은,
    상기 캐비티를 한정하는 캐비티면을 구비하고, 상기 캐비티면의 반대측 면에 삽입 홈이 형성되며, 상기 삽입 홈의 막다른 면이 곡면으로 형성된 외부 블록을 제조하는 외부 블록 제조 단계; 상기 곡면인 막다른 면에 밀착되도록 대응되는 곡면으로 형성된 측면을 구비하고, 상기 측면에 음각으로 파여지고 상기 곡면을 따라 연장된 복수의 곡선 채널이 형성된 내부 블록을 제조하는 내부 블록 제조 단계; 및, 상기 내부 블록을 상기 삽입 홈에 삽입하여 상기 삽입 홈의 막다른 면과 상기 내부 블록의 측면을 밀착시켜 상기 복수의 곡선 채널과 상기 삽입 홈의 막다른 면에 의해 수증기 및 냉각수 중 적어도 하나의 유체가 흐르는 복수의 곡선 유체 유로를 한정하는 내부 블록 삽입 단계;를 구비하고,
    상기 외부 블록 제조 단계는, 상기 외부 블록 내부에 외부 블록 유체 유로를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 내부 블록을 상기 삽입 홈에 삽입하면 상기 외부 블록 유체 유로가 상기 복수의 곡선 유체 유로의 양 측 말단과 유체 유동 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는, 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형의 제조 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 내부 블록 제조 단계는, 금속의 다이캐스팅(die-casting)에 의해 상기 복수의 곡선 채널이 형성된 내부 블록을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형의 제조 방법.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 내부 블록 제조 단계는, 금속의 다이캐스팅에 의해 상기 복수의 곡선 채널이 없는 내부 블록을 형성하는 단계, 및 상기 내부 블록의 측면에 절삭 가공에 의해 상기 복수의 곡선 채널을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 라디에이터 그릴 성형용 사출 성형 금형의 제조 방법.
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