KR101941890B1

KR101941890B1 - 개량된 압출 주입구조를 갖는 고무 사출 금형장치

Info

Publication number: KR101941890B1
Application number: KR1020170004288A
Authority: KR
Inventors: 윤동열
Original assignee: 윤동열
Priority date: 2017-01-11
Filing date: 2017-01-11
Publication date: 2019-01-24
Also published as: KR20180082867A

Abstract

본 발명은 개량된 압출 주입구조를 갖는 고무 사출 금형장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사출 금형에 형성된 각 성형 캐비티에 균일한 압력으로 열간 압축된 용융물을 고속으로 주입하여서, 상기 용융물은 주입과정에 냉각에 의한 유동성의 저하없이 각 성형 캐비티 내에 주입되어서 형태 안정성을 갖는 성형물로 성형되도록 한 개량된 압출 주입구조를 갖는 고무 사출 금형장치에 관한 것이다.

Description

개량된 압출 주입구조를 갖는 고무 사출 금형장치{Rubber injection molding apparatus having improved extrusion injection structure}

주지하는 바와 같이 사출성형(injection molding)이란, 열가소성 수지를 원료로 제품을 성형하는 방법으로, 잘 건조된 원료(수지)를 성형기의 호퍼에 넣고 가열실린더에서 소정의 온도까지 가열하여 수지를 용융시킨 후, 금형에 주입하여 제품을 성형하는 방법이다.

그리고, 사출 금형장치는 분리 가능한 한 쌍의 금형, 즉 상부금형와 하부금형으로 이루어지고, 그 내부에는 스프루(sprue)를 통해 주입된 수지가 이송되는 러너(runner), 제품의 형상과 대응되게 형성되는 캐비티(cavity) 및 러너와 캐비티를 연결하는 게이트가 형성된다.

따라서, 종래 사출성형용 금형장치은, 스프루를 통해 용융된 수지가 주입되면 러너를 거쳐 각 게이트를 통해 분배하여 이송되고, 각 게이트를 통해 각 캐비티에 용융된 수지가 분배하여 주입되어서 캐비티와 동일한 형상으로 제품이 성형된다.

그리고, 이렇게 성형된 제품은 취출시 러너 및 게이트에 주입된 수지와 함께 취출되므로 불필요한 부분, 즉 러너 및 게이트에 주입된 수지로부터 제품을 분리하여 완성한다.

한편, 이러한 사출 금형장치는 유동성이 우수한 수지를 각 캐비티에 주입시켜 성형물을 사출할 경우에는 별다른 문제점이 발생되지 아니하나, 최근 고무 등의 탄성 수지로 제작되는 탄성패드나, 스피커 등에 장착되는 탄성재질의 방열패드 등 탄성 성형품의 제작에 사출 방식을 활용하려는 시도가 이루어지고 있다.

그런데, 상기 탄성 수지 용융물 중 고무수지는 그 특성상 점도가 높아 유동성이 현저히 떨어지는 관계로, 러너와 각 게이트를 통해 해당 성형 캐비티로 주입되는 과정에 경화되어서, 각 성형 캐비티에 고무 수지 용융물의 안정적인 주입이 어려운 한계성을 갖는다.

따라서, 당분야에서는 상기 고무 수지 보다 우수한 유동성을 갖는 실리콘 수지를 용융시켜 러너와 게이트를 통해 해당 성형 캐비티로 주입시켜서, 실리콘 수지로 이루어진 탄성 성형품을 제작하고 있다.

그러나, 상기 실리콘 수지는 고무 수지에 대비하여 원재료가 비싸고, 또 실리콘 수지에서 발산되는 특이한 냄새가 발산되므로, 실리콘 수지로 이루어진 탄성패드를 탑재한 각종 제품에는 특이한 냄새를 유발하게 되므로, 고객들이 이를 꺼리는 문제점이 야기된다.

본 발명에서는, 상기 스프루에서 배출된 탄성 수지 용융물은 러너를 따라 각 게이트로 분배되는 과정에 냉각 및 경화되어서 유동성이 떨어지는 점에서 착안하여, 직렬 주입구조와 예압 및 가압구조를 통한 단계적인 압축 주입구조를 통해 러너를 통한 탄성 수지 용융물의 분배 과정없이 고무 수지 용융물이 성형 캐비티 내로 직접 공급되도록 구성함으로써, 유동성의 저하에 따른 사출 성형의 불가능한 현상이 예방되도록 한다.

KR

10-0925280

B1

KR 10-2007-0085579 A KR 10-2009-0120715 A

상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 직렬 주입구조와 예압 및 가압구조를 포함하는 단계적인 압축 주입구조를 통해 사출 금형장치에 형성된 각 성형 캐비티 내에 열간 압출부가 균일한 압력으로 열간 압축된 고무 수지 용융물을 주입되도록 구성함으로써, 각 캐비티에 주입되는 고무 수지 용융물은 우수한 유동성을 확보하여 각 성형 캐비티 내에 균일하게 주입되어 정형화된 형태를 갖는 고무 수지 성형물로 성형되도록 한 개량된 압출 주입구조를 갖는 사출 금형장치를 제공함에 있다.

상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 개량된 압출 주입구조를 갖는 고무 사출 금형장치는,

상부금형과 하부금형 사이에 복수의 성형 캐비티들이 구획되게 형성된 성형 금형부와;

상기 상부금형의 상부에 적층된 상태로 직립하여 배치되어, 고무 수지 용융물을 열간 압출하여 성형 금형부의 각 성형 캐비티 내로 주입하는 열간 압출부를 포함하여 구성되고,

상기 성형 금형부의 상부금형에는 각 성형 캐비티와 상하 연통하는 직렬 게이트들이 형성되고,

상기 실린더형의 열간 압출부는, 하부에 각 성형 캐비티들의 직렬 게이트와 상하 직렬로 연통하는 직렬 압출공들이 형성된 직렬 압출 베이스가 형성된 열간 압출 실린더와; 상기 열간 압출 실린더 내에 승강구조로 배치되어, 열간 압출 실린더 내 열간 용융된 고무 수지 용융물을 직렬 압출 베이스의 각 직렬 압출공을 통해 압출하는 승강 압축부재를 포함하여 구성되어,

상하 적층된 열간 압출부와 성형 금형부의 각 성형 캐비티 사이에는, 상하 직렬로 정렬된 직렬 압출공과 직렬 게이트로 이루어진 직렬 게이트 구조가 형성되어서, 직렬 게이트 구조를 통해 각 성형 캐비티에는 열간 압출부에서 압출된 고무 수지 용융물이 독립적으로 주입되도록 구성되고,
상기 승강 압축부재는, 피스톤 로드와; 상기 피스톤 로드의 하부에 배치되는 상부 압축판; 및 상기 상부 압축판의 하부에 이격되게 배치되는 하부 압축판;을 포함하여 구성되고,
상기 상부 압착판과 하부 압착판 사이 가장자리부에는, 정역모터와 상기 정역모터의 회전축에 고정된 볼스크루가 배치되고,
상부 압축판의 중앙부와 하부 압축판의 중앙부 사이에는, 지지 스프링이 배치되어서,
상기 피스톤 로드에 의해 고속으로 하강하여 고무 수지 용융물을 1차적으로 가압시켜 균등 예압 상태를 형성한 상태에서, 상기 정역모터에 의해 상기 볼스크루가 정역으로 회전하면서 상기 하부 압축판을 하강시켜 예압된 고무 수지 용융물을 고압으로 압축하는 볼스크루형의 가압구조를 형성하고, 상기 피스톤 로드와 상기 볼스크루형 가압구조를 통한 단계적인 압축에 의해 고무 수지 용융물은 균일한 압력으로 직렬 주입형 게이트 구조를 따라 해당 성형 캐비티 내에 고속으로 주입되도록 구성되고,
상기 하부 압축판의 압축면의 중앙부는, 상향 요입된 역깔대기 형상으로 구성하여서, 중앙부의 압력이 과다하게 높아져 중앙부와 가장자리부 사이에 발생되는 압력편차를 최소화하도록 구성되고,
상기 하부 압축판의 압축면의 가장자리부와 중앙부 사이에는, 열간 압축되는 고무 수지 용융물의 유동경로인 유동 균압관로들을 등각으로 형성하여서, 상기 유동 균압관로들을 통해 상기 하부 압축판에 의해 압축되는 고무 수지 용융물은 압력 편차에 의해 중앙부와 가장자리부 사이를 유동하여 열간 압출 실린더 내에 열간 압축되는 고무 수지 용융물은 압력 편차없이 균일한 압력으로 압축되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 열간 압출 실린더의 직렬 압출공과 성형 금형부의 성형 캐비티 사이를 수직으로 직렬 연결하는 각 직렬 게이트에는, 예압된 고무 수지 용융물이 설정압 미만을 유지하면 직렬 게이트를 차폐하고, 고무 수지 용융물이 설정압 이상으로 압축되면 직렬 게이트를 개방하는 예압 밸브구조가 형성되어,

상기 고무 수지 용융물은 열간 압출 실린더 내에서 설정압 이상으로 예압된 상태에서, 개방된 직렬 게이트를 통해 성형 캐비티 내에 고압으로 주입되도록 구성한다.

보다 바람직하게는, 상기 각 직렬 게이트에 마련되는 예압 밸브 구조는, 각 직렬 게이트 내에 형성되며 역깔대기 형상의 차폐관로와, 상기 차폐관로 내에 승강구조로 배치되는 차압구, 및 상기 차압구를 상향 탄지하는 압축 스프링을 포함하여 구성된다.

전술한 바와 같이 본 발명에서는, 열간 압출부와 성형 금형부의 각 성형 캐비티 사이에 직렬 주입형의 게이트 구조를 독립적으로 형성하여, 각 성형 캐비티 내에 고무 수지 용융물이 주입되는 과정에 발생되는 유동성의 저하, 및 유동성의 저하에 따른 주입 불량 발생을 방지하고 있다.

따라서, 본 발명을 통해서 재질 특성상 유동성이 떨어지는 고무 수지 용융물을 각 성형 캐비티에 안정되게 주입 가능하고, 결과적으로 고무 수지 용융물을 성형 캐비티에 일괄적으로 주입시켜 사출 성형한 고무 수지 성형품의 성형이 가능하다.

그리하여, 본 발명은 종래 재질 특성상 유동성이 떨어져 사출 성형이 어려웠던, 고무 수지를 통해서 탄성 수지 성형물의 성형이 가능하므로, 종래 비용적 부담과 독특한 냄새에도 불구하고 불가피하게 사용되었던 실리콘을 이용한 탄성 수지 성형품을 고무 수지 성형품으로 대체가 가능할 것으로 예상된다.

도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 개량된 압출 주입구조를 갖는 고무 사출 금형장치에 의해 성형되는 고무 수지 성형품의 외형을 보여주는 것이고,
도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 개량된 압출 주입구조를 갖는 고무 사출 금형장치의 전체 구성을 보여주는 것이고,
도 3 내지 도 5는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 개량된 압출 주입구조를 갖는 고무 사출 금형장치를 통한 고무 수지 성형품의 성형과정을 순차적으로 보여주는 작용 상태도이다.
도 6은 본 발명에서 고무 수지 성형품의 연속 성형이 가능하도록 구성한 개량된 압출 주입구조를 갖는 고무 사출 금형장치의 변형 실시형태를 보여주는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 개량된 압출 주입구조를 갖는 고무 수지 성형품 사출 금형장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 개량된 압출 주입구조를 갖는 고무 사출 금형장치에 의해 성형되는 고무 수지 성형품의 외형을 보여주는 것이고, 도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 개량된 압출 주입구조를 갖는 고무 사출 금형장치의 전체 구성을 보여주는 것이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 개량된 압출 주입구조를 갖는 고무 사출 금형장치를 통한 고무 수지 성형품의 성형과정을 순차적으로 보여주는 작용 상태도이며, 도 6은 본 발명에서 고무 수지 성형품의 연속 성형이 가능하도록 구성한 개량된 압출 주입구조를 갖는 고무 사출 금형장치의 변형 실시형태를 보여주는 것이다.

본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 개량된 압출 주입구조를 갖는 고무 사출 금형장치(1)는, 도 2 내지 도 5에서 보는 바와 같이 상부금형(20B)과 하부금형(20A) 사이에 복수의 성형 캐비티(21)들이 구획되게 형성된 성형 금형부(20)와; 상기 고무 수지를 열간 압축시킨 고무 수지 용융물(W)을 성형 금형부(10)의 각 성형 캐비티(21) 내에 압출하여 주입하는 열간 압출부(10)를 포함하여, 고무 수지 용융물(W)을 각 성형 캐비티(21) 내에 주입시켜 도 1과 같이 고무 수지 용융물(W)이 성형 캐비티(21)의 형상으로 사출 성형된 고무 수지 성형품을 성형하는 전용의 장치이다.

본 실시예에서는 상기 열간 압출부(10)와 성형 금형부(20)에 형성된 각 성형 캐비티(21) 사이에 직렬로 상하 연통하는 직렬 주입형의 게이트 구조를 형성하여, 열간 압출부(10)에서 생성된 고무 수지 용융물(W)은 러너를 통해 이송시켜 각 게이트에 분배되는 과정없이 성형 금형부(10)에 형성된 각 성형 캐비티(21)에 직접 주입되도록 구성한다.

여기서, 상기 성형 캐비티(21) 내에는 금속 재질의 인서트물을 삽입하여 인서트 고무 수지 성형물을 성형하는 것도 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리범위로 예정하기로 한다.

이와 같이 구성하면, 상기 각 성형 캐비티(21)에는 균일한 주입 압력을 갖고, 또 유동성이 저하되지 아니한 고무 수지 용융물(W)이 고속으로 주입되므로, 고무 수지 용융물(W)의 주입 불량에 따른 제반적인 문제점이 해소된다.

이를 위해, 본 실시예에서는 도 2 내지 도 3과 같이 상기 복수의 성형 캐비티(21)가 구획되게 형성된 성형 금형부(20)의 상부에, 승강 압축부재(12)의 하강에 의해 열간 용융된 고무 수지 용융물(W)을 하부로 압출시켜 각 성형 캐비티(21) 내로 주입하는 실린더형의 열간 압출부(10)를 적층되게 배치한다.

그리고, 상기 실린더형의 열간 압출부(10)와 성형 금형부(20) 내에 구획되게 형성된 각 성형 캐비티(21) 사이에, 수직으로 독립적으로 연통하는 직렬 주입형 게이트 구조를 형성하여서, 종래 러너를 통해 고무 수지 용융물을 게이트에 분배시켜 각 성형 캐비티(21)에 공급함에 따른 유동성의 저하를 최소화시켜, 열간 압출부(10)에서 압출된 고무 수지 용융물(W)이 직렬 주입형 게이트 구조를 통해 해당 성형 캐비티(21) 내에 균일한 압력으로 고속으로 주입되도록 한다.

상기 실린더형의 열간 압출부(10)는, 하부에 각 성형 캐비티(21)들의 직렬 게이트(22)와 수직으로 직렬로 연통하는 직렬 압출공(11a-a)들이 형성된 직렬 압출 베이스(11a)가 형성되고, 전열히터(11c)가 내장된 열간 압출 실린더(11)와;

상기 열간 압출 실린더(11) 내에 승강구조로 배치되어, 열간 압출 실린더(11) 내 열간 용융된 고무 수지 용융물(W)을 직렬 압출 베이스(11a)의 각 직렬 압출공(11a-a)을 통해 압출하는 승강 압축부재(12)를 포함한다.

*** 도면상의 미설명 부호 24는 냉각수 순환관임.***

본 실시예에서는 상기 열간 압출 실린더(11)의 상부 일측에 투입구(11b)를 마련하여, 도 3과 같이 승강 압축부재(12)가 상승하여 열간 압출 실린더(11)에서 완전히 배출되지 아니한 상태에서, 투입구(11b)를 통해 열간 용융을 요하는 고무수지의 투입이 가능하도록 한다.

즉, 작업자는 승강 압축부재(12)를 투입구(11b) 보다 높이가 높은 설정높이로 상승시킨 상태에서, 투입구(11b)를 통해 고무 수지를 열간 압출 실린더(11) 내에 투입하는 것이 가능하고, 결과적으로 고무 수지의 측면 투입구조에 의해 승강 압축부재(12)의 승강 행정거리가 단축되므로 승강 압축부재(12)의 소형화가 가능하고, 또 승강 압축부재(12)의 승강에 따른 시간이 단축되어서 생산성의 향상이 이룩되는 한편, 작업자가 고무 수지를 열간 압출 실린더(11)의 상부에서 투입함에 따른 작업상의 어려움과 안전상의 문제점이 해소된다.

그리고, 상기 열간 압출부(10)를 적층시킨 성형 금형부(20)의 상부금형(20B)에는, 각 성형 캐비티(21)와 열간 압출부(10)에 마련된 직렬 압출공(11a-a) 사이를 수직으로 상하 연통시키는 직렬 게이트(22)들이 형성되어서, 열간 압출부(10)와 각 성형 캐비티(21) 사이에 직렬로 연통하는 직렬 압출공(11a-a)과 직렬 게이트(22)로 이루어진 직렬 주입형 게이트 구조를 형성하도록 한다.

따라서, 상기 고무 수지가 열간 융착된 고무 수지 용융물(W)은 도 4와 도 5와 같이 승강 압축부재(12)에 의해 열간 압축되어, 직렬 주입형 게이트 구조를 형성하는 직렬 압출공(11a-a)과 직렬 게이트(22)를 통해 성형 금형부(20)의 각 성형 캐비티(21) 내에 직접 주입된다.

그리하여, 본 발명에 따른 고무 수지 성형품 사출 금형장치(1)는 상하 직립된 직렬 압출공(11a-a)과 직렬 게이트(22)를 통해 성형 캐비티(21)에 고무 수지 용융물이 직접 주입되므로, 종래 열간 압출부에서 생성된 고무 수지 용융물은 러너를 통해 이송시켜 각 게이트에 분배함에 따른 지연에 의해 고무 수지 용융물의 유동성이 저하되는 현상이 예방되고, 또 각 성형 캐비티에는 균일한 압력으로 고무 수지 용융물이 고속으로 주입되므로, 요하는 형태를 갖는 고무 수지 성형품의 제작이 가능하다.

그리고, 상기 승강 압축부재(12)는 피스톤 로드(13)와, 상기 피스톤 로드(13)의 하부에 배치되는 상부 압축판(14)과, 상기 상부 압축판(14)의 하부에 이격되게 배치되는 하부 압축판(15)을 포함한다.

본 실시예에서는 상기 피스톤 로드(13)의 단부와 직결된 상부 압축판(14)과, 상부 압축판(14)의 하부에 이격되게 형성된 하부 압축판(15) 사이에, 정역모터(16a) 회전축에 볼스크루(16b)를 고정시켜, 도 5a 및 도 5c와 같이 정역모터(16a)에 의해 볼스크루(16b)가 정역으로 회전하면서 하부 압축판(15)을 하강시켜 예압된 고무 수지 용융물을 고압으로 압축하는 볼스크루형의 가압구조(16)를 형성하여서, 피스톤 로드(13)와 볼스크루형 가압구조(16)를 통한 단계적인 압축에 의해 고무 수지 용융물(W)은 균일한 압력으로 직렬 주입형 게이트 구조(11a-a, 22)를 따라 해당 성형 캐비티(21) 내에 고속으로 주입되도록 한다.

따라서, 상기 승강 압축부재(12)의 상부 압축판(14)과 하부 압축판(15)은 도 4와 같이 피스톤 로드(13)에 의해 고속으로 하강하여 고무 수지 용융물(W)을 1차적으로 가압시켜 균등 예압 상태를 형성하고, 이 상태에서 도 5와 같이 볼스크루형 가압구조(16)를 구성하는 정역모터(16a)는 볼스크루를 일방향으로 회전하여서, 볼스크루(16b)와 나선구조로 체결된 하부 압축판(15)을 하강시켜 예압된 고무 수지 용융물(W)을 고압으로 압축하게 된다.

본 실시예에서는 상기 상부 압축판(14)과 하부 압축판(15)의 가장자리부에 볼스크루형의 가압구조(16)를 형성하여, 하부 압축판(15)은 각 볼스크루형 가압구조(16)에 의해 가압하여 하강되도록 하고, 상부 압축판(14)의 중앙부와 하부 압축판(15)의 중앙부 사이에는 지지 스프링(17)을 배치하고 있다.

또한, 본 실시예에서는 상기 승강 압축부재(12)를 통해 열간 압출 실린더(11) 내에 잔류된 고무 수지 용융물(W)을 열간 압축함에 있어, 상기 승강 압축부재(12)를 구성하는 하부 압축판(15) 형상과 구조를 개량하여 승강 압축부재(12)에 의해 열간 압축되는 고무 수지 용융물(W)은 중심부와 가장자리부에 압력의 편차없이 균일한 압력으로 열간 압축되도록 한다.

즉, 평판의 열간 압축판을 통해 고무 수지 용융물(W)을 열간 압축하면, 중앙부에 압력이 집중되어 중앙부 보다 가장자리부가 상대적으로 낮은 압력을 형성하는 현상이 발생되고, 이러한 압력편차에 의해 각 직렬 게이트 구조를 통해 각 성형 캐비티 내로 주입되는 고무 수지 용융물은 유동 편차가 발생되어서 불량 발생이 불가피하게 야기된다.

이를 고려하여, 본 실시예에서는 상기 고무 수지 용융물(W)을 직접적으로 압축하는 하부 압축판(15)의 압축면(15a)을, 중앙부는 상향 요입된 역깔대기 형상으로 구성하여, 중앙부와 가장자리부 사이의 압력 편차의 발생을 최소화하는 한편, 상기 하부 압축판(15)에는 가장자리부와 중앙부 사이에는 열간 압축되는 고무 수지 용융물(W)의 유동경로인 유동 균압관로(15b)들을 등각으로 형성한다.

따라서, 상기 도 4 및 도 5와 같이 열간 압출 실린더(11) 내에서 열간 용융된 고무 수지 용융물(W)은, 역깔대기 형상의 압축면(15a)을 갖는 하부 압축판(15)의 형상에 의해 중앙부의 압력이 과다하게 높아져 중앙부와 가장자리부 사이에 압력편차가 발생되는 현상이 예방된다.

특히, 상기 유동 균압관로(15b)들을 통해 하부 압축판에 의해 압축되는 고무 수지 용융물(W)은 압력 편차에 의해 중앙부에서 가장자리부로, 가장자리부에서 중앙부로 유동하고, 결과적으로 열간 압출 실린더(11) 내에 열간 압축되는 고무 수지 용융물(W)은 압력 편차없이 균일한 압력으로 압축된다.

그리고, 본 실시예에서는 상하 적층된 열간 압출 실린더(11)의 직렬 압출공(11a-a)과, 성형 금형부(20)의 성형 캐비티(21) 사이를 수직으로 직렬 연결하는 각 직렬 게이트(22)에 예압 밸브구조(23)를 마련하여, 고무 수지 용융물(W)이 승강 압축부재(12)에 의해 설정압 이상으로 예압되면 예압 밸브구조(23)에 의해 비로소 직렬 게이트(22)는 개방되어 예압된 고무 수지 용융물(W)을 각 성형 캐비티(21)에 고속으로 주입시켜서, 고무 수지 용융물(W)의 주입시간의 단축을 통해 유동성의 저하없이 해당 성형 캐비티에 고무 수지 용융물(W)이 고속으로 주입되도록 한다.

본 실시예에 따르면, 상기 각 직렬 게이트(22)에 마련되는 예압 밸브 구조(23)는, 각 직렬 게이트(22) 내에 형성되며 역깔대기 형상의 차폐관로(23a)와, 상기 차폐관로(23a) 내에 승강구조로 배치되는 차압구(23b), 및 상기 차압구(23b)를 상향 탄지하는 압축 스프링(23c)을 포함한다.

따라서, 상기 승강 압축부재(12)에 의한 고무 수지 용융물의 예압과정에서는 도 4와 같이 예압 밸브 구조(23)는 직렬 게이트(22)를 폐쇄시켜 고무 수지 용융물이 설정압 이상으로 충분히 예압되도록 한다.

그리고, 상기 승강 압축부재(12)에 의해 고무 수지 용융물이 설정압으로 예압되면, 도 5와 같이 예압 밸브 구조(23)는 직렬 게이트(22)를 개방시켜 예압된 고무 수지 용융물이 해당 성형 캐비티(21) 내로 고압 주입되도록 한다.

따라서, 상기 고무 수지 용융물(W)은 직렬 게이트(22)들이 차폐된 상태에서, 충분한 압력으로 예압된 다음, 각 직렬 게이트(22)를 따라 단시간 내에 성형 캐비티(21) 내로 주입되고, 결과적으로 성형 캐비티(21) 내로 주입되는 과정 중에 고무 수지 용융물(W)이 냉각되어 유동성이 저하되는 현상이 예방되고, 결과적으로 안정된 형태성을 갖는 고무 수지 성형품의 사출 성형이 가능하다.

또한, 본 실시예에서는 상기 예압 밸브 구조를 형성하는 차압구(23b)에 의해, 고무 수지 용융물의 비주입과정에서는 상부금형(20B)에 형성된 직렬 게이트는 폐쇄된 상태를 유지하며, 본 발명에서는 이를 이용하여 도 6에서 보는 바와 같이 상부금형(20B)의 하부에, 상부가 개방된 복수의 성형 캐비티(21)가 형성되고 진퇴 실린더(30)에 의해 베이스(40)를 따라 좌우 이동하는 한 쌍의 하부금형(20A)를 배치하여서, 상기 한 쌍의 하부금형(20A)은 진퇴 실린더(30)의 신축작용에 의해 상부금형(20B)의 하부에 교번하여 위치되도록 한다.

따라서, 상기 한 쌍의 하부금형(20A) 중 어느 하나의 하부금형(20A)의 성형 캐비티(21) 내에 고무 수지 용융물이 주입되어 고무 수지 성형물의 제작이 완료되면, 상기 하부금형은(20A)은 일측으로 이동하여 고무 수지 성형품의 탈형과정을 수행한다.

이와 동시에 타측에 위치된 하부금형(20A)은 일측으로 이동하여 상부금형(20B)의 하부에 직렬로 정렬되어서 성형 캐비티(21) 내에 고무 수지 용융물이 주입되는 사출 성형공정을 수행한다.

그리하여, 본 발명은 하부금형(20A)의 교번된 좌우 이동작용과, 예압 밸브 구조(23)에 의한 직렬 게이트(22)의 차폐구조에 의해, 고무 수지 성형품의 제작에 따른 연속성이 확보되고, 결과적으로 향상된 생산성의 확보와 함께 고무 수지 용융물의 손실 발생이 예방되어 생산비의 절감이 가능하다.

1. 개량된 압출 주입구조를 갖는 사출 금형장치
10. 열간 압출부 11. 열간 압출 실린더
11a. 직렬 압출 베이스 11a-a. 직렬 압출공
11b. 투입구
12. 승강 압축부재 13. 피스톤 로드
14. 상부 압축판 15. 하부 압축판
15a. 역깔대기형 압축면 15b. 유동 균압관로
16. 볼스크루형 가압구조 16a. 정역모터
16b. 볼스크루 17. 지지 스프링
20. 성형 금형부 20B. 상부금형
20A. 하부금형 21. 성형 캐비티
22. 직렬 게이트 23. 예압 밸브구조
23a. 차폐관로 23b. 차압구
23c. 압축 스프링

Claims

상부금형과 하부금형 사이에 복수의 성형 캐비티들이 구획되게 형성된 성형 금형부와;
상기 상부금형의 상부에 적층된 상태로 직립하여 배치되어, 고무 수지 용융물을 열간 압출하여 성형 금형부의 각 성형 캐비티 내로 주입하는 열간 압출부를 포함하여 구성되고,
상기 성형 금형부의 상부금형에는 각 성형 캐비티와 상하 연통하는 직렬 게이트들이 형성되고,
상기 실린더형의 열간 압출부는, 하부에 각 성형 캐비티들의 직렬 게이트와 상하 직렬로 연통하는 직렬 압출공들이 형성된 직렬 압출 베이스가 형성된 열간 압출 실린더와; 상기 열간 압출 실린더 내에 승강구조로 배치되어, 열간 압출 실린더 내 열간 용융된 고무 수지 용융물을 직렬 압출 베이스의 각 직렬 압출공을 통해 압출하는 승강 압축부재를 포함하여 구성되어,
상하 적층된 열간 압출부와 성형 금형부의 각 성형 캐비티 사이에는, 상하 직렬로 정렬된 직렬 압출공과 직렬 게이트로 이루어진 직렬 게이트 구조가 형성되어서, 직렬 게이트 구조를 통해 각 성형 캐비티에는 열간 압출부에서 압출된 고무 수지 용융물이 독립적으로 주입되도록 구성되고,
상기 승강 압축부재는,
피스톤 로드와;
상기 피스톤 로드의 하부에 배치되는 상부 압축판; 및
상기 상부 압축판의 하부에 이격되게 배치되는 하부 압축판;을 포함하여 구성되고,
상기 상부 압착판과 하부 압착판 사이 가장자리부에는,
정역모터와 상기 정역모터의 회전축에 고정된 볼스크루가 배치되고,
상부 압축판의 중앙부와 하부 압축판의 중앙부 사이에는,
지지 스프링이 배치되어서,
상기 피스톤 로드에 의해 고속으로 하강하여 고무 수지 용융물을 1차적으로 가압시켜 균등 예압 상태를 형성한 상태에서, 상기 정역모터에 의해 상기 볼스크루가 정역으로 회전하면서 상기 하부 압축판을 하강시켜 예압된 고무 수지 용융물을 고압으로 압축하는 볼스크루형의 가압구조를 형성하고, 상기 피스톤 로드와 상기 볼스크루형 가압구조를 통한 단계적인 압축에 의해 고무 수지 용융물은 균일한 압력으로 직렬 주입형 게이트 구조를 따라 해당 성형 캐비티 내에 고속으로 주입되도록 구성되고,
상기 하부 압축판의 압축면의 중앙부는,
상향 요입된 역깔대기 형상으로 구성하여서,
중앙부의 압력이 과다하게 높아져 중앙부와 가장자리부 사이에 발생되는 압력편차를 최소화하도록 구성되고,
상기 하부 압축판의 압축면의 가장자리부와 중앙부 사이에는,
열간 압축되는 고무 수지 용융물의 유동경로인 유동 균압관로들을 등각으로 형성하여서,
상기 유동 균압관로들을 통해 상기 하부 압축판에 의해 압축되는 고무 수지 용융물은 압력 편차에 의해 중앙부와 가장자리부 사이를 유동하여 열간 압출 실린더 내에 열간 압축되는 고무 수지 용융물은 압력 편차없이 균일한 압력으로 압축되도록 구성된 것을 특징으로 하는 개량된 압출 주입구조를 갖는 고무 사출 금형장치.
제 1항에 있어서, 상기 열간 압출 실린더의 직렬 압출공과 성형 금형부의 성형 캐비티 사이를 수직으로 직렬 연결하는 각 직렬 게이트에는, 예압된 고무 수지 용융물이 설정압 미만을 유지하면 직렬 게이트를 차폐하고, 고무 수지 용융물이 설정압 이상으로 압축되면 직렬 게이트를 개방하는 예압 밸브구조가 형성되어,
상기 고무 수지 용융물은 열간 압출 실린더 내에서 설정압 이상으로 예압된 상태에서, 개방된 직렬 게이트를 통해 성형 캐비티 내에 고압으로 주입되도록 구성한 것을 특징으로 하는 개량된 압출 주입구조를 갖는 고무 사출 금형장치.
제 1항에 있어서, 상기 각 직렬 게이트에 마련되는 예압 밸브 구조는, 각 직렬 게이트 내에 형성되며 역깔대기 형상의 차폐관로와, 상기 차폐관로 내에 승강구조로 배치되는 차압구, 및 상기 차압구를 상향 탄지하는 압축 스프링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 개량된 압출 주입구조를 갖는 고무 사출 금형장치.