KR101601028B1 - 금형가열장치 - Google Patents

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전용준
윤길상
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한국생산기술연구원
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/02—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means

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Abstract

본 발명은 금형의 제품성형면을 균일하게 가열하는 금형가열장치로서, 내부에 공간부가 형성되는 금형 및 상기 공간부에 구비되며, 열을 발생시켜 상기 공간부를 통해 금형을 가열하는 가열수단을 포함한다.

Description

금형가열장치{APPARATUS FOR HEATING MOLD}
본 발명은 금형가열장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금형의 제품성형면을 균일하게 가열하여 보다 향상된 품질로 제품을 성형할 수 있는 금형가열장치에 관한 것이다.
일반적으로 금형을 이용하여 제품을 성형하는 공정에 있어서 금형 내부로 채워진 재료를 냉각시켜 성형하게 되는데 이때, 재료의 온도 변화에 따라 체적의 변화가 발생하여 최종 제품의 외관, 치수 정밀도 등에 큰 영향을 미친다.
따라서 제품의 품질 향상을 위해 제품의 성형 과정에서 금형의 온도 관리가 매우 중요한데, 일반적인 방법은 금형 내부에 냉각 채널을 가공하여 일정 온도의 유체를 흘려 넣어주거나, 또는 금형의 내부에 히터를 삽입하여 금형의 온도를 관리하는 방법이 널리 사용되고 있다.
하지만, 냉각 채널을 이용하는 경우에는 금형에 유체가 유입되는 냉각 채널의 입구와 출구의 온도차이가 항상 존재하는 문제가 있다.
또한, 히터를 삽입하는 경우에는 히터 자체의 발열 밀도 및 금형 내부에서 히터의 물리적 위치로 인하여 금형이 균일하게 가열되지 않고, 위치 별로 온도 분포에 차이가 발생한다는 문제가 있다.
이로 인하여 성형되는 제품 자체에서도 부위별로 온도 차이가 발생하여 생산 제품의 품질이 저하되는 문제가 있다.
또한, 이러한 문제점을 피하기 위하여 다수의 가열채널을 사용하게 되면 에너지 소모가 크게 증대되어 생산성의 효율이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명에 의해 해결하고자 하는 기술적 과제는, 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 금형을 이용하여 제품을 성형하는 과정에서 금형을 가열할 때 금형의 제품성형면을 균일하게 가열하여 보다 향상된 품질의 제품을 성형할 수 있는 금형가열장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 금형가열장치는 내부에 공간부가 형성되는 금형 및 상기 공간부에 구비되며 열을 발생시켜 상기 공간부를 통해 금형을 가열하는 가열수단을 포함한다.
또한, 상기 공간부는 상기 공간부를 구획하고, 상기 구획된 내부공간을 연통하는 연통부가 형성된 하나 이상의 공간단절부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 가열수단은 상기 연통부의 근접한 위치에 구비되어, 상기 가열수단의 열이 상기 연통부의 열전달에 의한 대류를 통하여 상기 공간부의 구획된 공간을 이동할 수 있다.
또한, 상기 연통부는 제1 연통부, 제2 연통부 및 제3 연통부를 포함하고, 상기 가열수단은, 상기 제1 연통부의 근접한 위치에 구비되는 제1 가열수단 및 상기 제3 연통부의 근접한 위치에 구비되는 제2 가열수단을 포함할 수 있다.
또한, 상기 연통부는 상기 공간부의 중심에 위치하는 중심연통부 및 상기 중심연통부와 일정 거리 이격되어 배치되는 하나 이상의 주위연통부를 포함하고, 상기 가열수단은 상기 중심연통부 및 주위연통부 중 적어도 하나에 배치될 수도 있다.
또한, 상기 연통부는 상기 공간부의 중심에 위치하는 중심연통부 및 상기 중심연통부와 일정 거리 이격되어 배치되는 하나 이상의 주위연통부를 포함하고, 상기 가열수단은 상기 중심연통부의 형태와 대응되게 배치되어 구비될 수도 있다.
또한, 상기 공간부는 상기 가열수단의 열에 의해 상기 공간부 내부에 충전되어 있는 유체의 상태가 변화하는 것을 방지하기 위하여, 상기 공간부에 상기 유체가 가압 충전될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의해 해결하고자 하는 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 금형가열장치에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 금형 내부에 형성된 공간부 및 공간부에 구비된 가열수단을 통해 금형의 제품성형면을 균일하게 가열하여 보다 향상된 품질의 제품을 성형할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 공간부의 내부에 구비되는 공간단절부 및 공간단절부에 형성되는 연통부를 통해 가열수단에서 발생하는 열이 대류를 통해 보다 고르게 확산되는 효과가 있다.
셋째, 공간단절부, 연통부 및 가열수단의 개수나 배치를 다양하게 조절하여 성형되는 제품의 형태 등과 같은 다양한 상황에서도 범용적으로 적용할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 공간부의 내부에서 유체가 유동하는데 있어서 별도의 장치가 필요하지 않고 자연스럽게 대류를 통해 유동하고, 비교적 적은 개수의 가열수단을 구비하는 것이 가능하다. 따라서 제품을 성형하는데 드는 비용 또는 에너지의 소모가 줄어드는 효과가 있다.
이러한 본 발명에 의한 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 금형가열장치에 다양한 공간단절부가 적용되는 예시를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 금형가열장치의 제1 실시예에 대한 전체적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 금형가열장치의 제2 실시예에 대한 전체적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 금형가열장치의 제3 실시예에 대한 전체적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 금형가열장치의 제3 실시예에서 중심연통부 및 주위연통부가 형성되어 배치된 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 금형가열장치의 제1 실시예에서 공간부의 내부에서 유체가 유동하며 열을 전달하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 금형가열장치의 제2 실시예에서 공간부의 내부에서 유체가 유동하며 열을 전달하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 금형가열장치의 제3 실시예에서 공간부의 내부에서 유체가 유동하며 열을 전달하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 금형가열장치의 제3 실시예에서 열이 공간부의 내부에서 복합적으로 이동되는 상태를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
아울러, 본 발명을 설명하는데 있어서의 전방·후방 또는 상측·하측과 같이 방향을 지시하는 용어들은 당업자가 본 발명을 명확하게 이해할 수 있도록 기재된 것들로서, 상대적인 방향을 지시하는 것이므로, 이로 인해 권리범위가 제한되지는 않는다고 할 것이다.
금형가열장치의 구성
먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 금형가열장치의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
여기서, 도 1은 본 발명에 따른 금형가열장치에 다양한 공간단절부가 적용되는 예시를 나타내는 도면, 도 2는 본 발명에 따른 금형가열장치의 제1 실시예에 대한 전체적인 구성을 나타내는 도면, 도 3은 본 발명에 따른 금형가열장치의 제2 실시예에 대한 전체적인 구성을 나타내는 도면, 도 4는 본 발명에 따른 금형가열장치의 제3 실시예에 대한 전체적인 구성을 나타내는 도면 및 도 5는 본 발명에 따른 금형가열장치의 제3 실시예에서 중심연통부 및 주위연통부가 형성되어 배치된 상태를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 금형가열장치의 실시예는 내부에 공간부(20)가 형성되는 금형(10) 및 공간부(20)에 구비되며 열을 발생시켜 공간부(20)를 통해 금형(10)을 가열하는 가열수단(30)을 포함한다.
금형(10)은 상면에 제품이 성형되는 제품성형면(A)이 형성되고, 별도의 상부금형(미도시)이 구비되어 합형을 통해 제품을 성형한다.
공간부(20)는 금형(10)의 내부에 형성되는 공간으로서, 후술하는 가열수단(30)이 발생시키는 열을 금형(10)의 제품성형면(A)으로 이동하는 통로이다.
공간부(20)는 제품성형면(A)에서 성형되는 제품보다 비교적 크게 형성되는 것이 유리하며, 가열수단(30)의 열을 이동시켜 성형되는 제품을 균일하게 가열할 수 있다면 그 형상에 대하여 제한되지 않고 다양할 수 있다.
가열수단(30)은 공간부(20)에 구비되며, 열을 발생시키는 구성요소로서, 본 실시예에서는 열선의 형태로 적용되어 있으나, 금형(10) 내부로 삽입되어 공간부(20)를 가열할 수 있다면 그 형상 및 구성에 대하여 제한되지 않고 다양할 수 있다.
또한, 공간부(20)의 내부는 가열수단(30)의 열을 보다 효율적으로 전달하기 위하여 열전달매체의 역할을 수행하는 유체(T)가 충전될 수 있다.
유체(T)는 열전도가 가능한 유체(T)로 구비되는 것이 유리하며, 공간부(20)의 내부에서 가열수단(30)의 열을 이동시킬 수 있다면 어떠한 종류도 제한되지 않고 다양할 수 있다.
한편, 유체(T)가 공간부(20)의 내부에서 가열수단(30)에 의해 가열되면서 유체(T)의 상태가 변화하는 것을 방지하기 위하여 끓는점이 높은 유체(T)를 선택하는 것이 유리하다.
또는, 유체(T)의 끓는점을 높이기 위해서 유체(T)를 공간부(20)에 충전할 때 가압 충전할 수도 있다.
공간부(20) 내부의 유체(T)가 높은 압력으로 충전될수록 유체(T)의 끓는점이 높아지므로 유체(T)의 상태변화를 방지하면서 금형(10)이 필요로 하는 온도까지 효율적으로 열을 전달할 수 있다.
또한, 공간부(20)는 공간부(20)의 내부를 구획하는 공간단절부(40)를 포함할 수 있고, 공간단절부(40)에는 공간부(20)의 구획된 내부공간을 연결하는 연통부(41)가 하나 이상 형성될 수 있다.
또는, 공간단절부(40)가 공간부(20)의 내부를 구획함에 있어서 일부만 구획함으로써, 구획되는 공간의 일부가 연통되는 연통부(41)가 형성될 수도 있다.
본 발명에 따른 금형가열장치의 제1 실시예 내지 제3 실시예에서는 공간단절부(40)가 공간부(20)를 상·하로 구획하도록 구비되고 있지만 공간부(20)를 일부 단절하여 구역을 나누고 각 구역을 서로 연결하는 연통부가 형성된다면 공간단절부(40)가 공간부(20)를 구획하는 형상 및 구성에 대하여 제한되지 않고 다양할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 공간부(20)를 좌·우로 구획하거나 또는 공간단절부(40)가 기울어진 형태로 공간부(20)를 구획하는 등 다양한 적용이 가능하다.
도 1의 (a)에 도시된 경우는 공간단절부(40)가 공간부(20)를 상·하로 구획하는 경우로서, 후술하는 실시예에 대한 상세한 설명에서 다양한 효과를 설명하도록 한다.
도1의 (b)에 도시된 경우는 공간단절부(40)가 공간부(20)를 좌·우로 구획하는 경우로서, 예를 들어 가열수단(30)이 공간단절부(40)의 하부에 구비되는 경우 가열수단(30)에서 발생되는 열이 직접적으로 빠르게 금형(10)의 제품성형면(A)으로 전달되는 것을 방지하고 양 측의 공간부(20)로 확산되며 고르게 금형(10)이 가열되는 효과를 얻을 수도 있다.
또한, 도 1의 (c)에 도시된 경우는 공간단절부(40)가 공간부(20)의 내부에서 일측이 하방으로 기울어진 형태로 공간부(20)를 구획하는 경우로서, 예를 들어 가열수단(30)이 공간단절부(40)가 기울어져 하방으로 내려간 부위에 구비되는 경우 가열수단(30)에서 발생되는 열이 공간단절부(40)를 타고 빠르게 퍼지며 상승할 수 있고, 또한 구획된 타측의 공간으로 이동할 때 진입로가 점점 작아지는 형태가 되어 보다 빠르게 유체(T)가 순환할 수 있는 효과를 얻을 수도 있다.
나아가, 도 1의 (d)와 같이 공간단절부(40)는 가열수단(30)의 배치에 따라서 공간의 크기를 다르게 구획할 수도 있다.
예를 들어 공간단절부(40)에 의해 구획된 공간부(20)의 공간 중에 비교적 작은 공간에 가열수단(30)이 구비되는 경우 가열수단(30)에서 발생되는 열에 의해 유체가 압력 등에 영향을 받을 때, 구획된 각 공간의 체적 차에 의하여 보다 빠르게 유체가 이동하여 열을 전달할 수 있는 효과를 얻을 수도 있다.
한편, 전술한 가열수단(30)이 공간부(20)에 구비됨에 있어서, 공간부(20)의 하부에 구비되고, 공간단절부(40)에 형성된 연통부(41)와 근접한 위치에 구비되는 것이 유리하다.
이러한 공간단절부(40)의 적용 예시에 대해서는 제1 실시예 내지 제3 실시예 별로 각각 자세히 설명하도록 한다.
제1 실시예
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 금형가열장치의 제1 실시예에서는 공간부(20)를 상·하로 구획하는 공간단절부(40)가 구비되고, 공간단절부(40)에는 공간부(20)의 상·하 공간을 연결하는 연통부(41)가 형성된다.
보다 구체적으로 공간부(20)의 상·하 중앙부위를 가로지르는 플레이트 형상의 공간단절부(40)가 구비할 때, 공간단절부(40)가 공간부(20)를 완전히 단절시키지 않음으로써, 공간부(20)의 내벽 일측에서 소정의 길이만큼 이격되어 공간단절부(40)와 공간부(20)의 내벽 사이로 제1 연통부(41a)를 형성되고, 공간단절부(40)가 제1 연통부(41a)가 형성된 공간부(20)의 내벽과 마주보는 내벽에서 소정의 길이만큼 이격되어 제2 연통부(41b)를 형성된다.
이때, 가열수단(30)은 제1 연통부(41a) 및 제2 연통부(41b) 중에 어느 한쪽에 구비되는데, 본 실시예에서는 제1 연통부(41a)와 인접하고 공간단절부(40)에 의해 구획된 하부 공간부(20)에 가열수단(30)이 구비된다.
가열수단(30)의 열은 제1 연통부(41a)를 통해 공간부(20)의 구획된 상부 공간으로 이동하게 되며, 이때 공간부(20)의 내부에서 열이 이동하는 방법에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
제2 실시예
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 금형가열장치의 제2 실시예에서는 공간단절부(140)가 공간부(20)의 내부 공간을 구획하고, 공간단절부(140)에는 구획된 공간부(20)의 내부공간을 연결하는 연통부(141)가 복수 개 형성된다.
전술한 바와 같이, 연통부(141)는 공간단절부(140)에 형성될 수도 있고, 공간단절부(140)와 공간부(20) 내벽 사이의 공간을 활용하여 형성될 수도 있다.
보다 구체적으로 본 발명에 따른 금형가열장치의 제2 실시예에서는 공간단절부(140)와 가열수단(30)이 복수 개로 구비되어 있다.
본 실시예에서는 공간부(20)의 공간을 상·하로 구획하는 플레이트 형상의 제1 공간단절부(140a) 및 제2 공간단절부(140b)가 같은 평면상에서 소정의 간격을 가지도록 배치되고, 제1 공간단절부(40a) 및 제2 공간단절부(40b)가 공간부(20)의 내벽에 이격되도록 구비된다.
여기서, 제1 공간단절부(140a) 및 제2 공간단절부(140b)이 공간부(20)의 내벽과 이격되어 형성되는 연통부(141)를 각각 제1 연통부(141a) 및 제3 연통부(141c)라 하고, 제1 공간단절부(140a) 및 제2 공간단절부(140b)가 이격되어 형성되는 공간을 제2 연통부(141b)라 하여 본 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
제1 공간단절부(140a) 및 제2 공간단절부(140b)와 공간부(20)의 내벽 사이에 형성된 제1 연통부(141a) 및 제3 연통부(141c)와 인접하고 공간단절부(140)에 의해 구획된 하부 공간부(20)에 가열수단(30)이 구비된다.
여기서, 제1 연통부(141a)와 인접하게 구비되는 가열수단(30)을 제1 가열수단(30a), 제3 연통부(141c)와 인접하게 구비되는 가열수단(30)을 제2 가열수단(30b)이라 하여 본 실시예를 설명한다.
즉, 제1 공간단절부(140a) 및 제2 공간단절부(140b)가 공간부(20)를 상·하로 구획하고, 구획된 상·하 공간부(20)가 제1 연통부(141a), 제2 연통부(141b) 및 제3 연통부(141c)로 연결되도록 구성되며, 제1 연통부(141a)의 하부에 제1 가열수단(30a)이 구비되고, 제3 연통부(141c)의 하부에 제2 가열수단(30b)이 구비된다.
이러한 구성은 공간부(20) 내부에서 복합적인 열의 대류(C)를 유도하여 보다 효과적이고, 균일하게 금형(10)을 가열하기 위한 구성으로써, 보다 많은 개수의 공간단절부(140), 연통부(141) 및 가열수단(30)의 조합도 가능하며, 그 형상 및 구성은 제한되지 않고 다양하다.
본 실시예에서 공간부(20) 내부에서 열의 이동이 일어나는 상태에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.
제3 실시예
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 금형가열장치의 제3 실시예에서는 공간단절부(240)에 형성되는 하나 이상의 연통부(241)가 배치되는 형태가 전술한 제1 실시예 및 제2 실시예에 비해서 더욱 복합적으로 구성되어 있다.
본 발명에 따른 금형가열장치의 제3 실시예에서 공간단절부(240)에 연통부(241)가 형성될 때, 연통부(241)는 공간부(20)의 중심에 위치하는 중심연통부(241a) 및 중심연통부(241a)를 통과한 유체(T)가 유동하여 중심연통부(241a)와 일정 거리 이격되어 배치되는 하나 이상의 주위연통부(241b)로 형성된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 공간단절부(240)가 공간부(20)를 상·하로 구획하고 공간단절부(240)의 중앙에 십(十)자 형태의 중심연통부(241a)가 형성되어 있으며, 공간단절부(240)와 공간부(20) 내벽 사이의 공간에 형성되는 주위연통부(241b)가 형성된다.
즉, 공간단절부(240) 사이의 공간이 중심연통부(241a)가 되고, 공간부(20)의 내벽을 따라 주위연통부(241b)가 형성되는 형태이다.
이때, 공간단절부(240)가 공간부(20)의 내벽에 연결되지 않기 때문에, 공간단절부(240)의 위치를 고정시킬 수 있는 별도의 고정부재(242)를 더 포함할 수도 있다.
또한, 본 실시예에서 가열수단(30)은 중심연통부(241a)의 위치에 근접하여 구비되며, 전술한 제1 실시예 및 제2 실시예와 마찬가지로 공간단절부(240)에 의해 구획된 하부 공간부(20)에 구비된다.
이때, 가열수단(30)의 형태는 중심연통부(241a)의 형태와 대응되는 것이 유리하다.
예를 들어, 본 실시예에서 중심연통부(241a)가 십(十)자 형태를 가지고 있으므로 가열수단(30) 역시 이에 대응하여 십(十)자 형태로 배치되어 구비된다.
이러한 제3 실시예의 구성은 제2 실시예와 마찬가지로 공간부(20) 내부에서 복합적인 열의 대류(C)를 유도하여 보다 효과적이고, 균일하게 금형(10)을 가열하기 위한 구성으로서, 제2 실시예에 비해서 더욱 복합적으로 열이 이동할 수 있는 구성이다.
금형가열장치의 기능 및 효과
이어서 도 6 내지 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 고압처리장치의 일 실시예를 이용한 고압처리방법 및 기능에 대하여 각 실시예 별로 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 금형가열장치의 제1 실시예에서 공간부의 내부에서 유체가 유동하며 열을 전달하는 상태를 나타내는 도면, 도 7은 본 발명에 따른 금형가열장치의 제2 실시예에서 공간부의 내부에서 유체가 유동하며 열을 전달하는 상태를 나타내는 도면, 도 8은 본 발명에 따른 금형가열장치의 제3 실시예에서 공간부의 내부에서 유체가 유동하며 열을 전달하는 상태를 나타내는 도면 및 도 9는 본 발명에 따른 금형가열장치의 제3 실시예에서 열이 공간부의 내부에서 복합적으로 이동하는 상태를 나타내는 도면이다.
제1 실시예
도 6에 도시된 바와 같이, 금형(10)의 내부에 공간부(20)가 형성되고, 공간부(20)에는 가열수단(30) 및 공간단절부(40)가 구비된다.
공간단절부(40)는 공간부(20) 내부의 공간을 구획하며, 공간단절부(40)와 공간부(20)의 내벽 사이의 공간에 제1 연통부(41a) 및 제2 연통부(41b)가 형성되어 구획된 상·하부 공간부(20)를 연결한다.
또한, 가열수단(30)은 제1 연통부(41a)의 하부에 구비된다.
공간부(20)는 제품성형면(A)의 하부에 형성되어 가열수단(30)의 열을 금형(10)의 제품성형면(A)으로 전달하며, 공간부(20) 내부에 열을 전달하는 목적의 유체(T)가 충전되어 있다.
먼저, 가열수단(30)이 열을 발생시키면 공간부(20)에서 먼저 가열수단(30) 주변의 유체(T)가 가열되어 온도가 상승한다.
온도가 상승한 유체(T)는 유체(T)의 대류(C)현상에 의해 공간부(20) 내부에서 상승하게 되고, 하부 공간부(20)의 유체(T)가 제1 연통부(41a)를 통해 상부 공간부(20)로 올라가게 된다.
이어서 계속적으로 가열된 유체(T)가 상부 공간부(20)로 상승하고, 상부 공간부(20)의 유체(T)는 금형(10)의 제품성형면(A)으로 열을 전달하여 제품성형면(A)의 온도가 상승한다.
제품성형면(A)으로 열을 전달한 유체(T)는 제1 연통부(41a)에서 제2 연통부(41b) 방향으로 유동하여 제2 연통부(41b)를 통해 하부 공간부(20)로 하강하고, 다시 가열수단(30)의 위치로 흐르면서 가열되어 전술한 과정을 반복하게 된다.
즉, 전체적으로 공간부(20)의 내부 구조가 유로처럼 형성되며, 유체(T)가 공간부(20) 내부에서 유동하며 가열수단(30)의 열을 고르게 금형(10)의 제품성형면(A)으로 전달하게 된다.
이러한 과정에서 가열 외에 다른 에너지가 소모되지 않기 때문에, 별도의 펌프 등 유체를 순환시키기 위한 시설을 설치하지 않으므로 유지 및 관리에 있어서 비용의 소모가 발생하지 않는다.
제2 실시예
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 금형가열장치의 제2 실시예는 금형(10)의 내부에 공간부(20)가 형성되며, 공간부(20)의 내부에 제1 공간단절부(140a) 및 제2 공간단절부(140b)이 서로 이격되어 배치된다.
제1 공간단절부(140a) 및 제2 공간단절부(140b)와 공간부(20)의 내벽 사이에 제1 연통부(141a) 및 제3 연통부(141c)가 형성되고, 제1 공간단절부(140a) 및 제2 공간단절부(140b) 사이에 제2 연통부(141b)가 형성되어 상·하부 공간부(20)를 연결한다.
또한, 공간부(20)의 내부에서 제1 연통부(141a) 및 제3 연통부(141c)의 하부에 각각 제1 가열수단(30a) 및 제2 가열수단(30b)이 구비된다.
공간부(20)는 제품성형면(A)의 하부에 형성되어 가열수단(30)의 열을 금형(10)의 제품성형면(A)으로 전달하며, 공간부(20) 내부에 열을 전달하는 목적의 유체(T)가 충전되어 있다.
또한, 제1 실시예와 마찬가지로 가열수단(30)에 의해 가열된 유체(T)가 공간부(20)의 내부에서 상승하면서 연통부(141)를 통해 상부 공간부(20)로 유동하고, 금형(10)의 제품성형면(A)으로 열을 전달한다.
보다 구체적으로 본 실시예에서는, 제1 가열수단(30a) 및 제2 가열수단(30b)에 의해 가열된 유체(T)가 각각 제1 연통부(141a) 및 제3 연통부(141c)를 통하여 상승함으로써, 금형(10)의 제품성형면(A)으로 열을 전달하고, 공간부(20)의 중앙으로 이동하여 제1 공간단절부(140a) 및 제2 공간단절부(140b) 사이의 제2 연통부(141b)를 통해 하강하여 다시 양측의 가열수단(30)으로 유동한다.
이러한 유체(T)의 유동은 전술한 제1 실시예에 비해 보다 복합적으로 이루어지기 때문에 금형(10)의 제품성형면(A)이 비교적 더 균등하게 가열되는 효과를 얻을 수 있고, 따라서 성형되는 제품의 품질도 향상된다.
또한, 더 많은 개수의 공간단절부(140) 및 가열수단(30)을 구비하여 본 실시예와 같은 구성을 반복적으로 배치하면 더욱 효율적으로 금형(10)을 균등하게 가열할 수도 있다.
제3 실시예
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 금형가열장치의 제3 실시예는 금형(10)의 내부에 공간부(20)가 형성되고, 공간부(20)에는 공간단절부(240) 및 가열수단(30)이 구비되며, 공간단절부(240) 상에 복합적인 형태의 연통부(241)가 형성되어 상·하부 공간부(20)를 연결한다.
본 실시예에서는 전술한 제1 실시예 및 제2 실시예와 마찬가지로 공간부(20)가 제품성형면(A)의 하부에 형성되고, 공간부(20)에서 가열수단(30)에 의해 가열된 유체(T)가 공간부(20)의 내부에서 상승하면서 연통부(241)를 통해 상부 공간부(20)로 유동하고, 금형(10)의 제품성형면(A)으로 열을 전달하는 전체적인 기능은 유사하다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 공간부(20)의 내부에서 중앙에 위치한 가열수단(30)에 의해 가열된 유체(T)가 중심연통부(241a)를 통해 상부 공간부(20)로 상승하여 금형(10)에 열을 전달하고, 평면상 공간부(20)의 중심에서 외곽 방향으로 퍼져나가면서 주위연통부(241b)를 통해 하부 공간부(20)로 하강하여 가열수단(30)으로 돌아온다.
일반적으로 금형(10)의 중심에 제품 성형을 위한 공간이 마련되므로 본 실시예와 같은 구성은 금형(10)이 제품을 성형하는 과정에 보다 효과적으로 영향을 미칠 수 있다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 금형가열장치의 제3 실시예는 보다 복합적인 형태로 연통부(241)가 형성되어 유체(T)의 유동이 다양하게 발생하고, 그로 인하여 더욱 효율적으로 금형(10)의 제품성형면(A)를 균등하게 가열하여 금형(10)이 성형하는 제품을 균일하게 높은 품질로 생산할 수 있다.
또한, 이러한 구성은, 공간단절부(240), 연통부(241) 및 가열수단(30)을 복합적으로 배치함으로써, 가열수단(30)의 개수를 늘리지 않고 제품성형면(A) 가열의 효율을 높여 생산성을 증대시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예들 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 수정예들 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10 : 금형
20 : 공간부
30 : 가열수단
30a : 제1 가열수단 30b : 제2 가열수단
40, 140, 240 : 공간단절부
140a : 제1 공간단절부 140b : 제2 공간단절부
41, 141, 241 : 연통부
41a : 제1 연통부 41b : 제2 연통부
141a : 제1 연통부 141b : 제2 연통부
141c : 제3 연통부
241a : 중심연통부 241b : 주위연통부
242 : 고정부재
T : 유체
A : 제품성형면
C : 열의대류

Claims (7)

  1. 내부에 공간부가 형성되는 금형;
    상기 공간부 내부공간의 상하를 구획하고, 상기 구획된 내부공간을 연통하는 연통부가 형성되되, 상기 연통부는 상기 공간부의 중심에 위치하는 중심연통부 및 상기 중심연통부와 일정 거리 이격되어 배치되는 하나 이상의 주위연통부를 포함하는, 공간단절부; 및
    상기 공간단절부에 의해 구획된 상기 공간부의 하부에 상기 중심연통부의 형태와 대응되게 배치되며, 열을 발생시켜 상기 공간부를 통해 상기 금형을 가열하는 가열수단;
    을 포함하되,
    상기 중심연통부는 상기 공간단절부의 중앙에 십자 형태로 형성되고, 상기 주위연통부는 상기 공간단절부와 상기 공간부 내벽 사이의 공간에 형성되며,
    상기 가열수단은 상기 중심연통부의 형태와 대응되는 십자 형태로 구비되어,
    상기 가열수단의 열이 상기 중심연통부를 통하여 상기 공간부의 상부로 이동하며 상기 금형의 제품성형면을 균등하게 가열하는 금형가열장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 공간부는,
    상기 가열수단의 열에 의해 상기 공간부 내부에 충전되어 있는 유체의 상태가 변화하는 것을 방지하기 위하여, 상기 공간부에 상기 유체가 가압 충전되는 금형가열장치.
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