KR102146735B1 - 사출금형 가스 배기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상부금형이 하강되는 동안 하부금형에 내장된 실린더의 피스톤이 밀리면서 스프링을 압축시키고 금형 합체 후 사출이 시작됨과 동시에 압축되었던 스프링의 복원력으로 피스톤이 원위치 되면서 가스를 강제 배기시킴으로써, 공압실린더, 솔레노이드밸브, 센서 및 제어수단 등으로 구성된 전자제어 유닛을 통하여 가스를 배기시킬 때 보다 구성이 간단하고 전자회로를 구성할 필요가 없으므로 제작비용이 저렴한 사출금형 가스 배기장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 상부코어를 갖는 상부금형, 상기 상부코어와 결합되는 하북코어를 갖는 하부금형으로 구성되고, 상기 상부코어 및 하부코어에 형성된 가스배기홈의 가스를 사출과정에서 배출시키는 배기구가 상기 하부금형에 형성된 사출금형 가스 배기장치에 있어서, 상기 상부금형 하부에 래크가 구비되고; 상기 하부금형에는 피스톤을 갖는 실린더가 구비되는데, 상기 피스톤은 상기 래크와 치합되는 피니언을 통하여 이동되며; 상기 실린더에는 한쪽이 상기 가스배기홈과 연결되고, 상기 피스톤의 위치에 따라 개폐되는 배기구가 상기 가스배기홈과 떨어져 형성되며, 상기 피스톤에 의해 압축되는 스프링이 내장되고; 상기 상부금형이 하부금형에 결합되는 과정에서 상기 피스톤이 이동되면서 상기 배기구가 막히고 스프링은 압축되며, 상기 상부금형이 하부금형에 완전히 결합되면 상기 래크가 피니언에서 벗어나 피스톤의 구속이 해제되고 압축된 스프링에 의해 상기 피스톤이 원 위치되는 과정에서 상기 가스배기홈의 가스가 실린더로 유입되며, 상기 피스톤이 배기구에서 벗어나면 실린더내부의 가스가 상기 배기구를 통하여 배출되도록 한 특징이 있다.

Description

사출금형 가스 배기장치{Injection Mold Gas Exhaust System}

본 발명은 사출금형 가스 배기장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상부금형이 하강되는 동안 하부금형에 내장된 실린더의 피스톤이 밀리면서 스프링을 압축시키고 금형 합체 후 사출이 시작됨과 동시에 압축되었던 스프링의 복원력으로 피스톤이 원위치 되면서 가스를 강제 배기시킴으로써, 공압실린더를 이용한 가스배기장치보다 구성이 간단한 사출금형 가스 배기장치에 관한 것이다.

일반적으로 사출성형시 레진(Resin)을 용융, 충전시키는 과정에서 금형내에는 가스가 발생하게 되는데 이때 용융된 레진보다 충진 말단부(Een of fill)에 가스가 먼저 도달하게 된다. 보통 금형내 고속으로 충전되는 레진은 금형 말단부에 먼저 도달한 가스가 압축상태로 놓여서 용융된 레진이 충진 말단부까지 성형완료되는 것을 방해하는 반발, 저항요소가 되어 원활한 충전 유동에 방해가 된다.

이렇게 사출시 가스의 원활한 배출의 부족문제를 해결하기 위해서 가스 자동 배출 시스템(AVS; Auto Vent System)을 사용하게 되는데, 이때 가스 배출홀의 크기는 Ø3 ~ Ø10mm 수준으로 일반 가스 배출홀 0.01 ~ 0.03mm 대비 약 150 ~ 1,000배 이상의 크기를 가지고 있다. 따라서 사출충진 시작후 가스배출 코어(Venting Core)가 작동하여 가스 배출홀을 먼저 개방하고 발생가스가 충진 말단부에 도달하더라도 쉽게 가스배출 처리되어 충전레진의 유동, 반발저항 없이 정상적인 성형작업이 이루어지게 된다.

가스 자동배출시스템의 일반적인 구성은 종래 공개특허 제10-2008-0007945호에 개시된 바와같이 고정금형과 가동금형으로 구분하여 상기 양 금형의 대향면에 캐비티를 형성함과 아울러 상기 고정금형의 게이트 반대측에 가스 배출공을 형성하고, 상기 고정금형의 상기 가스 배출공 측에 유압 실린더를 고정하여 상기 유압실린더에 피스톤을 내장함과 아울러 상기 피스톤의 양측에 유압 실린더의 외측으로 노출되는 로드를 설치하며, 상기 유압 실린더의 피스톤 양측에 도관을 연결하여 상기 도관에 공통으로 솔레노이드 밸브를 설치하며, 상기 로드에 진공유닛에 연결되는 배기공을 형성함과 아울러 그 내측에 상기 가스 배출공을 개폐하는 밸브를 형성하며, 상기 밸브의 선단에 센서를 설치하고, 상기 센서에 제어수단을 연결하여 상기 센서의 출력신호에 의하여 상기 솔레노이드 밸브를 제어토록 한 것이다.

그러나 공압실린더, 솔레노이드밸브, 센서 및 제어수단 등으로 구성된 전자제어 유닛을 통하여 가스를 배기시키므로 구성이 복잡하고 제조비용이 증가되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서 본 발명의 목적은 상부금형이 하강되는 동안 하부금형에 내장된 실린더의 피스톤이 밀리면서 스프링을 압축시키고 금형 합체 후 사출이 시작됨과 동시에 압축되었던 스프링의 복원력으로 피스톤이 원위치 되면서 가스를 강제 배기시킴으로써, 공압실린더, 솔레노이드밸브, 센서 및 제어수단 등으로 구성된 전자제어 유닛을 통하여 가스를 배기시킬 때 보다 구성이 간단하고 전자회로를 구성할 필요가 없으므로 제작비용이 저렴한 사출금형 가스 배기장치를 제공함에 있다.

이를 위하여 본 발명은 상부코어를 갖는 상부금형, 상기 상부코어와 결합되는 하북코어를 갖는 하부금형으로 구성되고, 상기 상부코어 및 하부코어에 형성된 가스배기홈의 가스를 사출과정에서 배출시키는 배기구가 상기 하부금형에 형성된 사출금형 가스 배기장치에 있어서, 상기 상부금형 하부에 래크가 구비되고; 상기 하부금형에는 피스톤을 갖는 실린더가 구비되는데, 상기 피스톤은 상기 래크와 치합되는 피니언을 통하여 이동되며; 상기 실린더에는 한쪽이 상기 가스배기홈과 연결되고, 상기 피스톤의 위치에 따라 개폐되는 배기구가 상기 가스배기홈과 떨어져 형성되며, 상기 피스톤에 의해 압축되는 스프링이 내장되고; 상기 상부금형이 하부금형에 결합되는 과정에서 상기 피스톤이 이동되면서 상기 배기구가 막히고 스프링은 압축되며, 상기 상부금형이 하부금형에 완전히 결합되면 상기 래크가 피니언에서 벗어나 피스톤의 구속이 해제되고 압축된 스프링에 의해 상기 피스톤이 원 위치되는 과정에서 상기 가스배기홈의 가스가 실린더로 유입되며, 상기 피스톤이 배기구에서 벗어나면 실린더내부의 가스가 상기 배기구를 통하여 배출되도록 한 특징이 있다.

본 발명에 따르면 상부금형에 래크가 구비되고, 하부금형에는 래크와 치합되는 피니언을 통하여 왕복되는 로드 및 피스톤이 구비된 상태에서 상부금형이 하강되는 동안 피스톤이 실린더 내부에서 한쪽으로 밀리면서 실린더에 내장된 스프링이 압축된다. 또한 상부금형과 하부금형이 합체되면 압축되었던 스프링이 복원되는 과정에서 피스톤이 원위치 되는데, 이때 실린더는 상,하부코어의 배기통로와 연결되므로 사출과정에서 발생되는 가스는 실린더 내부로 강제 흡입되어 배기되기 때문에 별도 공압실린더가 불필요하고 이를 제어하는 각종 센서 및 엑츄에이터 등이 불필요하므로 구성이 간소화되는 등의 이점이 있다.

도 1은 본 발명 한 실시예의 상,하금형의 분리 사시도
도 2는 본 발명 한 실시예의 상,하금형의 결합 사시도
도 3은 본 발명 한 실시예의 상,하금형의 분리 단면도
도 4는 본 발명 한 실시예의 상,하금형의 결합 단면도
도 5는 본 발명 한 실시예의 피스톤의 작동상태도

도 1 내지 도 5에서 본 발명 한 실시예의 가스 배기장치는 상부코어(11)를 갖는 상부금형(10)과 하부코어(21)를 갖는 하부금형(20)으로 구성되고, 상기 상부금형(10)에는 하측으로 래크(30)가 돌출되는 래크축(31)이 구비된다. 그리고 상기 하부금형(20)에는 상기 래크(30)와 동일수직선상에 놓여서 래크(30)와 치합되는 구동피니언(50)이 구비되고, 상기 구동피니언(50)과 떨어져서 상기 래크(30)와 간섭되지 않게 종동피니언(51)이 구비되며, 상기 구동피니언(50)과 종동피니언(51)은 피니언축(52)에 결합되어서 구동피니언(50)이 회전되는 동안 상기 종동피니언(51)도 함께 회전된다.

또한 상기 구동피니언(50)과 종동피니언(51) 및 피니언축(52)은 피니언블록(53)에 내장되어서 상기 하부금형(20)에 결합되며, 상기 피니언축(52)은 양단이 피니언블록(53)의 장공(54)에 끼워진다. 상기 장공(54)은 수직으로 형성되어서 상기 래크(30)가 상승될 때 상기 피니언축(52)이 후술할 제2래크(44)에서 떨어지도록 수직으로 들린다.

또한 상기 하부금형(20)에는 상기 종동피니언(51)에 치합되는 제2래크(44)를 갖는 로드(43)가 상기 래크축(31)과 떨어져서 직교되게 수평으로 구비되고, 상기 로드(43)의 끝단에 피스톤(41)이 구비된다. 그리고 상기 피스톤(41)은 상기 하부금형(20)에 형성된 실린더(40)에 끼워져 왕복되도록 구비되며, 상기 실린더(40)에는 상기 피스톤(41)에 의해 압축되는 스프링(42)이 구비되고, 상기 실린더(40)의 한쪽은 상기 하부코어(21)의 가스배기홈(22)과 연결되며, 반대쪽은 가스를 배출하는 배기구(23)가 형성된다.

상기 배기구(23)는 상기 피스톤(41)이 작동되는 동안 상기 피스톤(41)에 의해 막힌 상태로 놓이며, 상기 피스톤(41)이 원위치로 복귀되어 정지되면 개방되는 위치가 되도록 상기 실린더(40)에 형성되어서 실린더(40)에 채워진 가스를 배출시킨다.

이처럼 구성된 본 발명 한 실시예의 가스 배기장치는 상부금형(10)에 구비된 상부코어(11)에 가스배기홈(12)이 형성되고, 하부금형(20)에 구비된 하부코어(21)에 가스배기홈(22)이 형성된 상태에서 이들 상,하부금형(10)(20)이 결합되면 상기 상부코어(11)의 하단과 하부코어(21)의 상단이 밀착되면서 이들 가스배기홈(12)(22)이 서로 연결된다.

도 3에와 같이 상부금형(10)이 하부금형(20)에서 떨어진 초기상태에서 사출이 시작되면 상부금형(10)이 서서히 하강되어 도 4에서와 같이 상부금형(10)이 하부금형(20)에 포개져 결합된다. 이 과정에서 상부금형(10) 하부로 돌출된 래크(30)가 구동피니언(50)과 치합되어 구동피니언(50)이 회전되고 이때 피니언축(52)으로 연결된 종동피니언(51)이 함께 회전된다.

상기 종동피니언(51)의 회전으로 인하여 이와 치합된 제2래크(44)를 통하여 로드(43)가 우측으로 밀리면서 피스톤(41)이 실린더(40) 내부에서 우측으로 이동된다. 이 과정에서 실린더(40)에 내장된 스프링(42)이 최대한 압축된다.

또한 상부금형(10)과 하부금형(20)이 완전히 결합되면 래크(30)가 정지되고 이때 구동피니언(50)은 래크(30)가 형성되지 않은 래크축(31)의 외주면과 대응되므로 상기 구동피니언(50)은 회전되지 않는다.

상기 래크(30)가 정지된 상태에서 상기 피스톤(41)은 최대한 밀려서 압축된 상태가 된다. 그리고 상기 구동피니언(50)이 래크(30)를 벗어나 래크축(31)의 외주면과 대응되는 순간 상기 피니언축(52)이 자유롭게 회전 가능하게 되므로 상기 제2래크(44)는 종동피니언(51)의 구속을 받지 않으므로 상기 압축되었던 스프링(42)의 복원력에 의해 상기 피스톤(41)이 원위치로 이동된다. 상기 피스톤(41)이 원위치 되는 과정에서 상기 배기구(23)가 막힌 상태이므로 상기 실린더(40) 내부로 상기 하부코어(21) 및 상부코어(11)의 가스배기홈(12)(22)들에 차있는 가스가 유입된다.

상기 상부금형(10)이 하부금형(20)에 결합된 후 바로 사출이 이뤄지므로 사출과 동시에 상기 피스톤(41)이 스프링(42)을 통하여 원위치로 이동되고 이때 각 코어(11)(21)의 가스배기홈(12)(22)들에서 발생되는 가스가 실린더(40)로 빨려들어 온다. 또한 피스톤(41)이 원위치로 복귀되어 배기구(23)를 벗어나 막혀있던 배기구(23)가 개방되면서 실린더(40)에 채워진 가스는 자연스럽게 배출된다.

또한 상기 사출완료 후 상기 상부금형(10)이 상승되는 과정에서 래크(30)가 구동피니언(50)을 역회전시키는데, 이때 피니언축(52)이 장공(54)을 통하여 위쪽으로 들리기 때문에 종동피니언(51)은 제2래크(44)에서 떨어진다. 따라서 상부금형(10)이 상승되는 동안 상기 로드(43) 및 피스톤(41)은 작동되지 않고 정지상태에 놓이므로 스프링(42)이 늘어나지 않는다.

10 : 상부금형 11 : 상부코어
12 : 가스배기홈 20 : 하부금형
21 : 하부코어 22 : 가스배기홈
30 : 래크 40 : 실린더
41 : 피스톤 42 : 스프링
43 : 로드 44 : 제2래크
50 : 구동피니언 51 : 종동피니언
52 : 피니언축 53 : 피니언블록
54 : 장공

Claims (2)

1. 상부코어를 갖는 상부금형, 상기 상부코어와 결합되는 하북코어를 갖는 하부금형으로 구성되고, 상기 상부코어 및 하부코어에 형성된 가스배기홈의 가스를 사출과정에서 배출시키는 배기구가 상기 하부금형에 형성된 사출금형 가스 배기장치에 있어서,
   상기 상부금형 하부에 래크가 구비되고;
   상기 하부금형에는 피스톤을 갖는 실린더가 구비되는데, 상기 피스톤은 상기 래크와 치합되는 피니언을 통하여 이동되며;
   상기 실린더에는 한쪽이 상기 가스배기홈과 연결되고, 상기 피스톤의 위치에 따라 개폐되는 배기구가 상기 가스배기홈과 떨어져 형성되며, 상기 피스톤에 의해 압축되는 스프링이 내장되고;
   상기 상부금형이 하부금형에 결합되는 과정에서 상기 피스톤이 이동되면서 상기 배기구가 막히고 스프링은 압축되며, 상기 상부금형이 하부금형에 완전히 결합되면 상기 래크가 피니언에서 벗어나 피스톤의 구속이 해제되고 압축된 스프링에 의해 상기 피스톤이 원 위치되는 과정에서 상기 가스배기홈의 가스가 실린더로 유입되며, 상기 피스톤이 배기구에서 벗어나면 실린더 내부의 가스가 상기 배기구를 통하여 배출되도록 한 것을 특징으로 하는 사출금형 가스 배기장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하부금형의 피니언은 상기 래크와 치합되는 구동피니언 및 상기 피스톤의 로드에 형성된 제2래크와 치합되는 종동피니언으로 구성되고,
   상기 구동피니언과 종동피니언은 피니언축을 통하여 상기 하부금형에 형성된 수직의 장공에서 회전 지지되며,
   상기 장공은 상기 래크가 상승될 때 상기 종동피니언이 상기 제2래크에서 떨어지도록 형성된 것임을 특징으로 하는 사출금형 가스 배기장치.

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