KR102083827B1 - 사출금형의 가스빼기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사출금형의 가스빼기장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 런너와 접하는 작동금형에 복수개의 가스빼기홀을 형성하고, 상기 가스빼기홀에는 사출성형시 주입되는 용융수지는 차단하고 가스만 통과시키는 가스빼기핀을 끼워 설치하므로서, 사출성형시 발생되는 가스를 효율적으로 배출시켜 사출성형품의 표면 품질이 향상될 수 있도록 하고, 또한 가스만 통과시키는 미세홀을 구비하는 가스빼기핀을 제공함에 따라 가스빼기장치의 구조를 단순화하면서도 높은 가스빼기 효과를 기대할 수 있도록 한 사출금형의 가스빼기장치에 관한 것이다.

Description

사출금형의 가스빼기장치{A device for degassing an injection mold}

본 발명은 사출금형의 가스빼기장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 런너와 접하는 작동금형에 복수개의 가스빼기홀을 형성하고, 상기 가스빼기홀에는 사출성형시 주입되는 용융수지는 차단하고 가스만 통과시키는 가스빼기핀을 끼워 설치하므로서, 사출성형시 발생되는 가스를 효율적으로 배출시켜 사출성형품의 표면 품질이 향상될 수 있도록 하고, 또한 가스만 통과시키는 미세홀을 구비하는 가스빼기핀을 제공함에 따라 가스빼기장치의 구조를 단순화하면서도 높은 가스빼기 효과를 기대할 수 있도록 한 사출금형의 가스빼기장치에 관한 것이다.

일반적으로, 사출성형용 금형은 성형품이 요구하는 형상, 치수, 정도 및 강도 등을 만족하기 위하여 성형능력이 좋고, 내구성을 갖도록 설계 제작한다. 이러한, 금형은 성형품에 웰드라인(Weld line)이나 싱크 마크(Sink mark) 등이 발생되지 않도록 하고, 성형품의 추출시 발생되는 문제점을 충분히 고려하여야 한다.

이러한 종래의 금형은 상단의 고정플레이트가 고정된 고정금형과, 이 고정금형에 대해 분리가능하게 결합되는 가동금형으로 이루어지며, 가동금형에 성형품과 동일한 형상으로 가진 코어가 장착되어 금형의 하단에 고정된 가동플레이트의 작동에 따라 상기 코어로부터 성형품이 취출되는 구조를 가진다.

고정 플레이트와 고정금형에는 성형기의 노즐(nozzle)로부터 캐비티 내부로 수지를 주입시킬 수 있도록하기 위해 탕도(湯道)의 역할을 할 수 있도록 스푸루를 갖는 스푸루 부시(sprue bush)가 결합된다.

여기에서 캐비티는 고정금형과 코어 사이에 만들어져 스푸루를 통하여 주입된 수지가 충진되어 성형품이 형성되는 공간이며, 스푸루 부시는 내압강도 높은 재질을 사용한다.

가동금형 하부에는 지지 플레이트가 고정되어 있고, 지지플레이트의 하측 양측에는 한 쌍의 스페이서 블록이 고정되어 있으며, 이 한 쌍의 스페이서 블록 사이에는 어퍼 및 로워 이젝터 플레이트가 고정되어 있다. 그리고, 스페이서 블록과 어퍼 및 로워 이젝터 플레이트 하측에는 가동 플레이트가 결합되어 있다.

이와같이 구성된 종래의 금형을 사용하여 성형품을 제작하고자 할 경우에는, 금형을 이동하여 성형기의

노즐과 스푸루 부시의 스푸루와 일치시킨 다음 용융 수지를 주입하면, 이 수지는 스푸루를 따라 캐비티 내부로 충전된 후 냉각되어 일정한 형태의 성형품으로 제작된다.

이후에, 캐비티에 충전된 성형품을 추출하기 위하여 가동 플레이트를 동작시켜 고정금형에 대해 가동금형을 하방향으로 이동시키면, 가동금형은 고정금형에 일부분이 관통된 가이드 핀을 따라 코어를 포함하여 이동된다.

이렇게 가동금형이 이동된 후에 추출장치를 작동시켜 로워 및 어퍼 이젝터 플레이트를 스페이서 블록의 길이만큼 상승시키면, 로워 이젝터 플레이트에 고정된 리턴 핀과 스푸루 록킹 핀 그리고, 이젝터 핀이 가동금형을 따라 상방향으로 이동하면서 코어로부터 성형품을 추출한다.

이와같이 성형품이 코어로부터 완전히 추출되면, 다시 추출장치를 동작시켜 가동금형을 승강시키면, 고정금형의 하면에 리터 핀이 접촉됨에 따라서 스푸루 록킹 핀 및 이젝터 핀과 이들이 고정된 어퍼 및 로워 이젝터 플레이트를 밀어 초기위치로 복귀시킨다.

도 1과 도 2는 종래의 사출 금형의 가스빼기 장치의 작동전과 작동후를 도시한 단면도이고, 도 3은 종래 사출 금형의 가스빼기 장치의 요부를 도시한 사시도이다.

도시한 바와 같이 종래 사출 금형은 용융수지(R)가 들어가는 공간을 형성하는 캐비티(11)를 가지는 고정금형(10)에 성형품과 동일한 형상의 코어(20)가 결합된 가동금형(30)이 결합되어 가동금형(30)의 하측에 마련되는 도시하지 않은 가동 플레이트의 작동에 따라 캐비티(11)로부터 성형품이 취출되는 구조를 가진다.

고정금형(10)의 캐비티(11)는 도시하지 않은 스푸루를 통하여 주입된 용융수지(R)가 충진되어 성형품을 형성하기 위한 공간이다.

성형품의 사출시 발생하는 가스 및 성형부내에 존재하는 공기를 금형의 외부로 배출시키기 위한 작동핀(40)이 가동금형(30)을 관통하여 코어(20)에 고정되어 있다.

가동금형(30)에는 작동핀(40)이 관통되는 관통공(31)이 마련되어 있고, 이 관통공(31)의 상단 가장자리에는 사출시 용융수지가 금형의 작동전에 관통공(41)과 핀(40)의 틈새로 들어가는 것을 방지하는 턱(32)이 돌출되어 있다.

상기 코어(20)에는 작동핀(40)이 끼워지는 고정홈(21)이 마련되고, 이 고정홈(21)의 하단에는 작동핀(40)을 탄력 지지하는 스프링(50)이 마련된다. 그리고, 고정홈(21)의 상단에는 작동핀(40)을 일정거리만 작동시키기 위하여 작동핀(40)에 끼워진 로크(60)가 위치하는 요홈(22)이 마련되어 있고, 고정홈(21)의 하단에는 사출시 발생하는 가스 및 성형부내에 존재하는 공기를 금형 외부로 빼출하기 위한 배출공(23)이 관통되어 있다.

가동금형(30)의 관통공(31)에 관통되어, 코어(20)의 고정홈(21)에 끼워지는 작동핀(40)의 중간에는 상기 로크(60)가 고정되는 로크부(41)가 마련되어 있다 그리고, 상기 로크(60)에는 상기 로크부(41)에 끼워질 수 있도록 대략 '⊂' 형상의 홈(61)이 마련되어 있다.

상기와 같은 종래의 사출금형의 가스 빼기 장치에 따르면, 가동금형(30)에 관통되어 코어(20)에 고정된 작동핀(40)이 스프링(50)의 탄성력에 의하여 밀려나 작동핀(40)과 관통공(31)의 사이에 틈새를 만들게 된다. 즉, 상기 작동핀(40)은 그 중앙 하측에 고정된 로크(60)에 의하여 외부로 밀려 나가지 않고 일정거리만 상측으로 작동하게 된다.

이렇게 작동핀(40)이 상측으로 작동하게 되면, 사출시 발생하는 가스 및 성형부 내부의 공기가 작동핀(40)과 가동금형(30)의 관통공(31) 상단에 형성된 틈새를 통해 코어(20)의 하측에 형성된 배출공(23)을 통하여 금형 외부로 배출된다.

가스 및 공기가 배출공(23)으로 금형 외부로 배출되면, 도 2에 도시한 바와 같이, 캐비티(11) 내로 용융수지(R)가 충진된다. 이때, 작동핀(40)은 하측으로 작동하여 작동핀(40)의 상단이 가동금형(30)의 관통공(31)의 상단을 막음으로써 용융 수지(R)가 작동핀(40)과 관통공(31)의 틈새로 들어가는 것을 방지하게 된다.

그러나, 종래의 사출 금형 가스빼기장치는 가스빼기동작을 위한 전체적인 구성이 매우 복잡하여 제품의 내구성이 취약할 뿐만 아니라 제조단가가 상승하게되는 문제점이 있었고, 무엇보다도 작동핀과 가동금형 사이에 형성되는 미세한 틈새를 통해서만 가스가 배출되는 것이기 때문에 사출성형시 발생되는 가스가 충분하게 배출되지 못하게되고, 이에따라 완전히 배출되지 못하는 가스에 의해 사출성형품의 표면이 얼룩지는 현상이 발생하는 문제점이 있었다.
◈ 선행 기술 문헌 ◈
한국등록실용신안 제 20-0324439 호(2003. 08. 25)

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 런너와 접하는 작동금형에 복수개의 가스빼기홀을 형성하고, 상기 가스빼기홀에는 사출성형시 주입되는 용융수지는 차단하고 가스만 통과시키는 가스빼기핀을 끼워 설치하므로서, 사출성형시 발생되는 가스를 효율적으로 배출시켜 사출성형품의 표면 품질이 향상될 수 있도록 하고, 또한 가스만 통과시키는 미세홀을 구비하는 가스빼기핀을 제공함에 따라 가스빼기장치의 구조를 단순화하면서도 높은 가스빼기 효과를 기대할 수 있도록 한 사출금형의 가스빼기장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은,

노즐을 통해 용융수지가 주입되는 스푸루(3) 및 그 스푸루(3)를 통해 주입된 용융수지가 충진되는 캐비티(4)가 구비되는 고정금형(1)과;

고정금형(1)에 대응하여 작동가능하게 설치되는 작동금형(2);으로 구성되고,

고정금형(1)과 작동금형(2) 사이에는 스푸루(3)를 통해 주입된 용융수지가 캐비티(4)로 공급되도록 연결하는 런너(3a)와 게이트(5)가 형성되고,

런너(3a)와 접하는 작동금형(2)에 복수개의 가스빼기홀(2a)을 형성하며,

상기 가스빼기홀(2a)에는 사출성형시 주입되는 용융수지는 차단하고 가스만 통과시키는 가스빼기핀(6)을 끼워 설치한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 사출성형시 발생되는 가스를 효율적으로 배출시켜 사출성형품의 표면 품질이 향상될 수 있도록 하고, 또한 가스만 통과시키는 미세홀을 구비하는 가스빼기핀을 제공함에 따라 가스빼기장치의 구조를 단순화하면서도 높은 가스빼기 효과를 기대할 수 있다.

도 1 과 도 2 는 종래기술의 작동상태를 설명하기 위한 도면.
도 3 은 종래 사출 금형의 가스빼기장치를 구성하는 작동핀을 보인 사시도.
도 4 는 본 발명의 사출금형의 가스빼기장치를 보인 단면도.
도 5 는 본 발명의 사출금형 가스빼기장치에 적용되는 가스빼기핀의 실시예를 보인 도면.
도 6 은 본 발명에 적용된 가스빼기핀을 보인 단면도.
도 7 은 본 발명의 다른 실시예를 보인 도면.
도 8 은 본 발명의 이젝트 핀이 결합 된 사출금형의 가스빼기장치를 보인 단면도.
도 9는 본 발명의 이젝트 핀을 보인 단면도.

이하, 첨부된 도면 도 4 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

상기 도면에 의하면, 본 발명은,

노즐을 통해 용융수지가 주입되는 스푸루(3) 및 그 스푸루(3)를 통해 주입된 용융수지가 충진되는 캐비티(4)가 구비되는 고정금형(1)과;

고정금형(1)에 대응하여 작동가능하게 설치되는 작동금형(2);으로 구성되고,

고정금형(1)과 작동금형(2) 사이에는 스푸루(3)를 통해 주입된 용융수지가 캐비티(4)로 공급되도록 연결하는 런너(3a)와 게이트(5)가 형성되고,

런너(3a)와 접하는 작동금형(2)에 복수개의 가스빼기홀(2a)을 형성하며,

상기 가스빼기홀(2a)에는 사출성형시 주입되는 용융수지는 차단하고 가스만 통과시키는 가스빼기핀(6)을 끼워 설치한 것을 특징으로 한다.

상기 가스빼기핀(6)은

중공형의 관 형태로 형성된 몸체(7)를 구비하고, 상기 몸체(7)의 상단에 가스만 통과시키는 가스통과부재(8)를 형성하여 구성하되,

가스통과부재(8)는 몸체(7)의 상단에 다수의 격벽(9)을 소정간격으로 형성하여 격벽(9) 사이에 가스만 통과시키는 미세홀(9a)이 형성되도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 캐비티(4)와 접하는 작동금형(2)에 가스빼기홀(2b)을 더 형성하고, 이 가스빼기홀(2b)에 가스빼기핀(6)을 결합한 것을 특징으로 한다.

가스빼기핀(6)은 분말야금법에 의해 제조한 것을 특징으로 한다.

도 4 에는 사출금형을 이루는 고정금형(1)과 작동금형(2)이 도시되어 있다.

작동금형(2)은 고정금형(1)에 대해서 도면상의 상하로 움직이면서 성형된 사출물이 배출되도록 한다.

고정금형(1)에는 노즐을 통해 용융수지가 주입되는 스푸루(3)가 형성되어 있고, 스푸루(3)의 하단에는 스푸루(3)를 통해 공급되는 용융수지가 캐비티(4)를 향해 분기되도록 하는 런너(3a)가 형성되며, 런너(3a)를 통과한 용융수지는 게이트(5)를 통해 캐비티(4)로 공급된다.

캐비티(4)는 최종적으로 용융수지가 충진되는 공간이며, 이 캐비티(4)에 충진된 용융수지가 냉각되면서 사출물이 성형된다.

본 발명에서는 사출동작시 발생되는 가스를 효율적으로 배출시키기 위해 런너(3a)와 접하는 작동금형(2)에 도면과 같이 복수개의 가스빼기홀(2a)을 형성하고, 이 가스빼기홀(2a)에 용융수지는 차단하면서 가스는 배출시키는 가스빼기핀(6)을 결합하였다.

가스빼기핀(6)은 도 5 에 도시된 바와같이 중공형의 관 형태로 형성된 몸체(7)를 구비하고, 상기 몸체(7)의 상단에 가스만 통과시키는 가스통과부재(8)를 형성하여 구성하는 것이며, 가스통과부재(8)는 몸체(7)의 상단에 다수의 격벽(9)을 소정간격으로 형성하여 격벽(9) 사이에 가스만 통과시키는 약 0.02mm ~ 0.04mm 크기의 미세홀(9a)이 형성되도록 구성한다.

도 5a에는 몸체(7)를 원기둥 모양으로 형성한 실시예를 도시하였고, 도 5b 에는 몸체(7)를 사각기둥 모양으로 형성한 실시예를 도시하였다.

또한, 도 6 은 몸체(7)의 상단에 형성되는 가스통과부재(8)의 단면을 도시한 것으로서, 도6 과 같이 몸체(7)의 상단에 다수의 격벽(9)을 소정간격으로 형성하여 그 격벽(9)의 사이에 약 0.02mm ~ 0.04mm 크기의 미세홀(9a)이 형성되도록 하므로서, 가스빼기핀(6)을 가스빼기홀(2a)에 끼워 설치하게되면 사출성형시 용융수지가 런너(3a)를 통해 캐비티(4)로 공급될때 발생하는 가스가 가스빼기핀(6)의 미세홀(9a)을 통해 외부로 배출되는 것이다.

또한, 본 발명의 가스빼기핀(6)은 몸체(7)가 관형태로 형성된 것이기 때문에 가스가 배출될 수 있는 미세홀(9a)이 넓은 영역에 구비므로 종래에 비해 많은 양의 가스를 배출시킬 수 있게되어 가스배출효율을 높여줄 수 있게된다.

본 발명의 가스빼기핀(6)은 분말야금법에 의해 정밀 제조하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 실시예로서 도 7에 도시된 바와같이 캐비티(4)와 접하는 작동금형(2)에 가스빼기홀(2b)을 더 형성하고, 이 가스빼기홀(2b)에 가스빼기핀(6)을 결합하여 가스빼기 효율을 더 높여줄 수도 있다.

도 8은 본 발명의 작동 금형(2)에 이젝트 핀(30)이 결합 되는 것을 도시한 것이고, 도 9는 본 발명의 이젝트 핀(30)에 가스 유출홈(32)이 형성된 것을 도시한 단면도 이다.

상기 이젝트 핀(30)은 도 8과 같이 작동금형(2)에 결합한다.

상기 작동금형(2)에는 이젝트 핀(30)이 관통되게 결합 되는 이동홀(11)을 수직으로 형성하고, 상기 이동홀(10)과 연통되는 가이드 홈(11)을 작동금형(2)의 내측 하부에 이동홀(11)과 연통되게 형성하며, 상기 가이드 홈(11)의 내부에 이젝트 핀(30)의 상,하 이동을 안내하는 가이드부(20)를 결합한다.

상기 이동홀(10)의 내부에는 미 도시된 이젝트 구동 장치에 의해 상,하로 작동되면서 성형물을 성형금형으로부터 취출하는 이젝트 핀(30)을 결합한다.

상기 이동홀(10)에 관통되게 결합 되는 이젝트 핀(30)의 외주면에는 사출성형시 주입되는 용융수지를 차단하고, 가스만을 통과시키는 가스 유출홈(31)을 형성한다.

상기 가스 유출홈(31)은 도 9의 (a), (b)와 같이 약 0.02mm 크기로 형성하므로서, 사출성형시 용융수지가 캐비티(4)로 공급될 때 발생 되는 가스만 가스 유출홈(31)을 통해 외부로 유출되도록 한다.

이와 같이 이젝트 핀(30)에 가스 유출홈(31)을 형성하므로, 용융수지가 캐비티(4)로 공급될 때 발생 되는 가스는 가스빼기핀(6)에 구비된 미세홀(9a)과 이젝트 핀(30)에 구비된 가스 유출홈(31)을 통해 동시에 외부로 유출되기 때문에 가스를 효과적으로 배출시킬 수 있다.

1: 고정금형, 2: 작동금형,
3: 스푸루, 4: 캐비티,
3a: 런너, 5: 게이트,
6: 가스빼기핀, 7: 몸체,
8: 가스통과부재, 9: 격벽,
9a: 미세홀, 10: 이동홀,
11: 가이드홈, 20: 가이드부,
30: 이젝트 핀, 31: 가스 유출홈,

Claims (5)

1. 노즐을 통해 용융수지가 주입되는 스푸루(3) 및 그 스푸루(3)를 통해 주입된 용융수지가 충진되는 캐비티(4)가 구비되는 고정금형(1)과;
   고정금형(1)에 대응하여 작동가능하게 설치되는 작동금형(2);으로 구성되고,
   고정금형(1)과 작동금형(2) 사이에는 스푸루(3)를 통해 주입된 용융수지가 캐비티(4)로 공급되도록 연결하는 런너(3a)와 게이트(5)가 형성되고,
   런너(3a)와 접하는 작동금형(2)에 복수개의 가스빼기홀(2a)을 형성하며,
   상기 가스빼기홀(2a)에는 사출성형시 주입되는 용융수지는 차단하고 가스만 통과시키는 가스빼기핀(6)을 끼워 설치하고,
   상기 가스빼기핀(6)은,
   중공형의 관 형태로 형성된 몸체(7)를 구비하고, 상기 몸체(7)의 상단에 가스만 통과시키는 가스통과부재(8)를 형성하여 구성하되,
   가스통과부재(8)는 몸체(7)의 상단에 다수의 격벽(9)을 소정간격으로 형성하여 격벽(9) 사이에 가스만 통과시키는 0.02mm ~ 0.04mm 크기의 미세홀(9a)이 형성되도록 하며,
   캐비티(4)와 접하는 작동금형(2)에 가스빼기홀(2b)을 더 형성하고, 이 가스빼기홀(2b)에 가스빼기핀(6)을 결합하고,
   캐비티(4)와 접하는 작동금형(2)에 이젝트 핀(30)을 설치하고,
   상기 이젝트 핀(30)의 외주면에 가스만을 통과시켜 가스를 외부로 유출하는 다수의 가스 유출홈(31)을 더 형성한 것을 특징으로 하는 사출 금형의 가스빼기장치.
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