KR102180375B1 - 실링부재를 구비한 이젝터핀과 이를 이용한 사출금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실링부재를 구비한 이젝터핀과 이를 이용한 사출금형에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 실링부재를 구비한 이젝터핀과 이를 이용한 사출금형은 성형제품의 탈형을 위해 가동금형의 핀홀에 축방향으로 이동 가능한 상태로 삽입되는 금형용 이젝터핀에 있어서, 내부에는 축방향으로 중공홀이 형성되고 외주면에는 수용홈이 함몰 형성되며 선단부에는 제1결합부가 형성된 막대 형태의 제1핀부재;와, 상기 제1결합부와 결합하는 제2결합부가 형성된 막대 형태의 제2핀부재; 및 상기 수용홈에 결합되어 핀홀의 내주면에 밀착되는 실링부재;를 포함하는 금형용 이젝터핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

실링부재를 구비한 이젝터핀과 이를 이용한 사출금형 {EJECTING PIN HAVING SEALING MEMBER AND INJECTION MOLD USING THE SAME}

본 발명은 실링부재를 구비한 이젝터핀과 이를 이용한 사출금형에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이젝터핀과 상기 이젝터핀이 삽입되어 축방향으로 이동하는 핀홀 사이의 공간을 밀폐시켜 핀홀을 통해 외부 공기가 캐비티 내로 유입되는 것을 차단함으로써 캐비티를 고도의 진공상태로 유지시킬 수 있는 실링부재를 구비한 이젝터핀과 이를 이용한 사출금형에 관한 것이다.

금속은 다양한 방법으로 성형되는데, 대표적으로 금형에 의한 주조 및 단조법이 있다. 주조나 단조는 금속을 빠르고 정확하게 성형할 수 있기 때문에 대량생산에 적합한 방식이다.

주조나 단조를 위한 금형장치는 일반적으로 가동금형을 고정금형과 합체하여 제품이 성형 되는 공간인 캐비티(cavity)를 형성하고, 그 캐비티 내로 금속을 가열하여 녹인 금속용탕을 주입하여 채우거나(주조) 또는 가압하여 응고(단조)시킨 후, 가동금형을 고정금형에서 이격시켜 성형된 제품을 탈형하게 된다.

여기서, 상기 성형된 제품의 탈형은 이젝터핀(ejector pin)을 이용하여 성형된 제품을 가동금형에서 떼어내는 방식으로 하게 된다. 고정금형에서 가동금형을 이격시키면 성형된 제품은 가동금형에 붙어 있는 상태가 되는데, 이젝터핀은 가동금형을 관통하여 캐비티에 이르는 길이를 가지게 형성되어 실린더에 의해 캐비티 쪽으로 전진하면서 상기 성형된 제품을 밀어 가동금형으로부터 떼어내는 것이다.

한편, 금속용탕을 성형하는 경우 금속용탕이 대기와 접촉하게 되면 급속히 산화됨과 아울러 금속용탕으로 불순물이 침입하여 드로스(Dross)가 생성된다. 드로스는 대기와 접촉을 방지해주는 약간의 효과가 있으나 금속이 녹는 과정에서 지속적인 교반을 방해하여 양질의 녹은 금속용탕을 연속적으로 공급하기 어렵게 된다. 이러한 문제를 해결하고자 진공환경에서 금속을 성형하는 금형장치가 제안된바 있다. 예를 들면 특허공개 제10-2004-0103251호(2004.12.8) "성형작업중 향상된 진공도를 제공하는 다이캐스팅 장치"가 있다.

또한, 최근 자동차 분야에서는 다이캐스팅 시 기포불량의 원인이 되는 금형내 공기를 완전히 빼내어 기존에 불가능했던 대형 박육 구조부품을 주조하는 방식을 많이 연구하고 있다. 고진공 다이캐스팅을 통해서 내부기포가 제거된 부품은 용접이 가능한 수준까지 조직의 치밀도가 올라가게 된다.

그런데, 상기와 같이 진공환경에서 금속을 성형하는 금형장치에서 이젝터핀을 통해 성형된 제품을 탈형하도록 하는 장치에서는 캐비티를 고도의 진공상태로 형성하기가 어렵다는 단점이 있었다. 왜냐하면 이젝터핀이 가동금형을 관통하게 설치되어 왕복할 수 있도록 하기 위해서는 이젝터핀과 이젝터핀이 관통하는 구멍 사이에 미세한 틈이 형성될 수밖에 없는데, 이 틈을 통해 외부 공기가 캐비티로 유입되기 때문이다.

특허문헌 1. 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0103251호(2004.12.8)

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이젝터핀과 상기 이젝터핀이 삽입되어 축방향으로 이동하는 핀홀 사이의 공간을 밀폐시켜 핀홀을 통해 외부 공기가 캐비티 내로 유입되는 것을 차단함으로써 캐비티를 고도의 진공상태로 유지시킬 수 있는 실링부재를 구비한 이젝터핀을 제공함에 있다.

상기 실링부재가 선택적으로 수축 또는 팽창할 수 있도록 구성함으로써, 금속의 성형시에는 핀홀의 내주면에 밀착하고, 이젝터핀의 축방향 이동시에는 핀홀의 내주면으로부터 이격되도록 할 수 있는 실링부재를 구비한 이젝터핀을 제공함에 있다.

또한, 다수의 이젝터핀에 각각 마련되는 실링부재가 동시에 팽창 및 수축되도록 할 수 있는 이젝터핀을 이용한 사출금형을 제공함에 있다.

또한, 캐비티에 충진되는 금속용탕의 열이 실링부재 측으로 전도되는 것을 방지하여 실링부재가 고온의 열에 의해 손상되는 것을 방지하는 동시에 저가의 실링부재를 사용하면서도 우수한 밀폐효과를 확보할 수 있는 이젝터핀을 이용한 사출금형을 제공함에 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 성형제품의 탈형을 위해 가동금형의 핀홀에 축방향으로 이동 가능한 상태로 삽입되는 금형용 이젝터핀에 있어서, 내부에는 축방향으로 중공홀이 형성되고 외주면에는 수용홈이 함몰 형성되며 선단부에는 제1결합부가 형성된 막대 형태의 제1핀부재;과, 상기 제1결합부와 결합하는 제2결합부가 형성된 막대 형태의 제2핀부재; 및 상기 수용홈에 결합되어 핀홀의 내주면에 밀착되는 실링부재;를 포함하는 실링부재를 구비한 이젝터핀에 의해 달성된다.

여기서, 상기 실링부재는 탄성 재질로 이루어지고, 외주면이 상기 핀홀의 내주면으로부터 이격된 상태로 상기 수용홈에 결합되며, 상기 실링부재를 원주방향으로 팽창시키는 가압부재에 의해 외주면이 상기 핀홀의 내주면에 밀착되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가압부재는 상기 중공홀의 후단에 연결되어 중공홀에 고압유체를 제공하는 압력펌프를 포함하고, 상기 제1핀부재에는 상기 수용홈과 중공홀을 연결하는 통공이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 실링부재는 수용홈과 접하는 양측 측벽에 밀착되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가압부재는 상기 중공홀을 통해 축방향으로 이동 가능하게 삽입되는 가압핀을 포함하고, 상기 제1핀부재에는 상기 수용홈과 중공홀을 연결하는 통공이 형성되고, 상기 실링부재에는 상기 통공을 통해 중공홀 내부로 삽입되는 돌기가 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가압핀과 돌기의 접촉면 중 적어도 어느 하나에는 상기 가압핀의 축방향 이동 위치에 따라 상기 돌기를 실링부재의 원주방향으로 가압할 수 있는 경사면이 마련되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2핀부재는 절연재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 목적은 이젝터핀을 이용한 사출금형에 있어서, 고정금형;과, 상기 고정금형과 맞물려 캐비티를 형성하는 가동금형;과, 상기 가동금형을 관통하여 상기 캐비티와 연통하고, 상기 이젝터핀이 축방향으로 이동 가능하게 설치되는 핀홀; 및 상기 캐비티와 연결되어 캐비티를 진공환경으로 조성하는 진공부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이젝터핀을 이용한 사출금형에 의해서도 달성될 수 있다.

여기서, 상기 가동금형의 상측에서 이젝터핀의 축방향을 따라 이동 가능하게 배치되고, 상기 이젝터핀의 후단부를 고정하는 고정블록;을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 고정블록의 내부에는 상기 이젝터핀의 중공홀과 연통하는 내부공간이 마련되고, 상기 압력펌프는 상기 고정블록의 내부공간과 연결되어 이젝터핀의 중공홀에 고압유체를 제공하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가동금형과 가동베이스 사이에 개재되는 단열부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 이젝터핀의 제1핀부재와 제2핀부재의 결합은 상기 가동금형의 상부영역에서 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 이젝터핀과 상기 이젝터핀이 삽입되어 축방향으로 이동하는 핀홀 사이의 공간을 밀폐시켜 핀홀을 통해 외부 공기가 캐비티 내로 유입되는 것을 차단함으로써 캐비티를 고도의 진공상태로 유지시킬 수 있는 실링부재를 구비한 이젝터핀이 제공된다.

상기 실링부재가 선택적으로 수축 또는 팽창할 수 있도록 구성함으로써, 금속의 성형시에는 핀홀의 내주면에 밀착하고, 이젝터핀의 축방향 이동시에는 핀홀의 내주면으로부터 이격되도록 할 수 있는 실링부재를 구비한 이젝터핀이 제공된다.

또한, 다수의 이젝터핀에 각각 마련되는 실링부재가 동시에 팽창 및 수축되도록 할 수 있는 이젝터핀을 이용한 사출금형이 제공된다.

또한, 캐비티에 충진되는 금속용탕의 열이 실링부재 측으로 전도되는 것을 방지하여 실링부재가 고온의 열에 의해 손상되는 것을 방지하는 동시에 저가의 실링부재를 사용하면서도 우수한 밀폐효과를 확보할 수 있는 이젝터핀을 이용한 사출금형이 제공된다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 실링부재를 구비한 이젝터핀의 사시도,
도 2는 도 1의 분해사시도,
도 3은 도 1의 단면도,
도 4는 도 3의 작용단면도,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 실링부재를 구비한 이젝터핀의 단면도,
도 6은 도 5의 작용단면도,
도 7은 본 발명 이젝터핀을 이용한 사출금형의 단면도,
도 8 내지 도 12는 본 발명 이젝터핀을 이용한 사출금형의 작용단면도이다.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 실링부재를 구비한 이젝터핀에 대하여 상세하게 설명한다.

첨부도면 중, 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 실링부재를 구비한 이젝터핀의 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해사시도이다.

상기 도면에서 도시하는 바와 같은 본 발명의 제1실시예에 따른 실링부재를 구비한 이젝터핀은 성형이 완료된 제품(MP)의 탈형을 위해 가동금형(120)의 핀홀(121)에 축방향으로 이동 가능한 상태로 삽입되는 것으로서, 제1핀부재(10), 제2핀부재(20), 실링부재(30) 및 가압부재(40)를 포함한다.

상기 제1핀부재(10)는 핀홀(121)의 직경에 비해 상대적으로 작은 직경을 갖는 원형 단면의 막대 형태로 이루어지며, 내부에는 축방향으로 중공홀(11)이 형성되고, 외주면에는 실링부재(30)가 삽입될 수 있는 수용홈(12)이 함몰 형성되고, 선단부에는 제1결합부(13)가 형성되고, 상기 수용홈(12)이 형성된 위치에는 수용홈(12)과 중공홀(11)을 연결하는 통공(14)이 형성된다. 상기 제1결합부(13)는 제1핀부재(10)에 비해 작은 직경으로 이루어져 축방향으로 연장되고 외주면에는 제2핀부재(20)와의 결합을 위해 숫나사산이 형성된다.

한편, 도면에서는 상기 제1결합부(13)와 수용홈(12)이 연결되는 것으로 예를 들어 도시하였으나, 상기 제1결합부(13)와 수용홈(12)은 서로 분리되어 이격 배치되는 것도 가능할 것이다.

상기 제2핀부재(20)는 핀홀(121)의 직경에 비해 상대적으로 작은 직경을 갖는 원형 단면의 막대 형태로 이루어지고, 열전도율이 낮은 재질로 이루어지며, 후단부에는 상기 제1결합부(13)와 결합하는 제2결합부(21)가 형성된다. 이러한 제2결합부(21)는 상기 제1결합부(13)가 수용될 수 있는 홈의 형태로 이루어지고, 홈의 내주면에는 상기 제1결합부(13)와의 나사결합을 위한 암나사산이 형성된다.

상기 제1핀부재(10)와 제2핀부재(20)가 결합된 전체 길이는 상기 제1핀부재(10)의 후단부가 핀홀(121)을 통해 외부로 노출되고, 상기 제2핀부재(20)의 선단부가 캐비티(C)와 접하는 핀홀(121)의 개구부에 위치하는 길이로 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 핀홀(121)이 형성된 가동금형(120)의 두께 및 캐비티(C)의 형상에 따라 상기 제2핀부재(20)의 길이를 다르게 하여 제1핀부재(10)에 결합할 수 있다. 즉, 복잡한 형상의 제1핀부재(10)는 일정한 규격으로 제작하고, 상기 제1핀부재(10)에 비해 상대적으로 간단한 형상의 제2핀부재(20)는 필요한 길이로 가공하여 제1핀부재(10)에 결합할 수 있다. 따라서 본 실시예의 이젝터핀(E)을 다양한 규격의 금형장치에 용이하게 설치하여 사용할 수 있다.

상기 실링부재(30)는 링형으로 이루어져 상기 제1핀부재(10)의 수용홈(12)에 결합되며, 수축한 상태에서는 외주면이 상기 핀홀(121)의 내주면으로부터 이격되고, 팽창한 상태에서는 외주면이 상기 핀홀(121)의 내주면에 밀착될 수 있도록 탄성 재질로 이루어진다.

아울러, 실링부재(30)는 수축 및 팽창 과정에서 결합면을 통해 압력이 누출되는 것을 방지할 수 있도록 양단부가 상기 수용홈(12)과 접하는 양측 측벽(제1핀부재(10)의 단부와 제2핀부재(20)의 단부)에 밀착된 상태가 유지되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제2핀부재(20)는 고온의 가동금형(120)의 핀홀(121) 내에 위치하게 될 뿐만 아니라 선단부가 금속용탕이 주입되는 캐비티(C)와 접하게 된다. 이때, 상기 제2핀부재(20)는 열전도율이 낮은 재질로 이루어져 캐비티(C)에 충진되는 금속용탕의 열이 실링부재(30) 측으로 전도되는 것을 방지할 수 있으므로, 고온의 열에 의해 실링부재(30)가 손상되는 것을 방지하는 동시에 저가의 실링부재(30)를 사용하면서도 우수한 밀폐효과를 확보할 수 있다.

상기 가압부재(40)는 상기 실링부재(30)를 원주방향으로 팽창시키기 위한 가압력을 제공하는 것으로서, 상기 중공홀(11)의 후단에 연결되어 중공홀(11)에 고압유체를 제공하는 압력펌프(41)를 포함한다. 이러한 압력펌프(41)는 유체공급라인을 통해 상기 중공홀(11)에 연결될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 상기 가압부재(40)에 의해 제공되는 고압유체가 통공(14)을 통해 수용홈(12)과 실링부재(30)의 사이공간으로 제공되어 실링부재(30)가 원주방향으로 팽창하는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 실링부재(30)의 내부에 고압유체가 수용될 수 있는 공간이 마련되고, 상기 공간이 통공(14)과 연통하도록 구성되어 고압유체의 인가에 의해 실링부재(30)가 팽창하도록 구성하는 것도 가능할 것이다.

지금부터는 상술한 실링부재를 구비한 이젝터핀의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.

첨부도면 중, 도 3은 도 1의 단면도이고, 도 4는 도 3의 작용단면도이다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1핀부재(10)의 수용홈(12)에 링형의 실링부재(30)를 삽입한 다음, 제1핀부재(10)의 선단부에 마련된 제1결합부(13)와 제2핀부재(20)의 후단부에 마련된 제2결합부(21)를 나사결합하여 고정하면, 제1핀부재(10)와 제2핀부재(20)의 결합이 완료된다. 이때, 상기 실링부재(30)의 양단부는 수용홈(12)의 양측 측벽에 밀착된 상태가 되고, 내주면은 통공(14)의 바깥쪽 개구를 덮는 상태가 된다.

아울러, 상기 제1핀부재(10)의 중공홀(11)은 가압부재(40)의 압력펌프(41)와 연결되며, 가압부재(40)의 압력펌프(41)가 압력유체를 공급하지 않는 경우에는 탄성재질로 이루어지는 실링부재(30)가 수축된 상태가 유지된다.

상기와 같이 이젝터핀(E)의 조립이 완료된 이후에, 상기 이젝터핀(E)을 가동금형(120)의 핀홀(121)에 삽입하면, 제1핀부재(10), 제2핀부재(20)의 외주면은 핀홀(121)의 내주면으로부터 이격된 상태가 되며, 상기 실링부재(30)는 수축된 상태가 유지되어 실링부재(30)의 외주면이 핀홀(121)의 내주면으로부터 이격된 상태가 된다. 이에 따라 이젝터핀(E)은 핀홀(121) 내에서 축방향으로 용이하게 이동할 수 있다.

이어, 사출금형의 금속 성형시에는, 캐비티(C)의 진공을 위해 핀홀(121)과 이젝터핀(E)의 사이의 이격 공간을 밀폐시키는 것이 중요하다.

이를 위해 도 4에 도시된 바와 같이, 가압부재(40)의 압력펌프(41)를 구동시켜 제1핀부재(10)의 중공홀(11)에 고압유체를 제공하면, 고압유체가 통공(14)을 통해 수용홈(12) 측으로 이동하여 실링부재(30)를 원주방향으로 팽창시켜 실링부재(30)의 외주면이 핀홀(121)의 내주면에 밀착된다. 따라서, 외부공기가 핀홀(121)을 통해 캐비티(C) 측으로 유입되는 것을 방지할 수 있으므로, 캐비티(C)의 진공상태를 용이하게 유지할 수 있다.

한편, 상기 실링부재(30)의 양단부는 수용홈(12)과 접하는 양측 측벽에 밀착된 상태가 유지되므로, 수용홈(12)으로 공급되는 고압유체가 수용홈(12) 밖으로 누출되는 것을 방지할 수 있다.

다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 실링부재를 구비한 이젝터핀에 대하여 설명한다.

첨부도면 중, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 실링부재를 구비한 이젝터핀의 단면도이고, 도 6은 도 5의 작용단면도이다.

상기 도면에 도시된 바와 같은 본 발명의 제2실시예에 따른 실링부재를 구비한 이젝터핀은 제1핀부재(10), 제2핀부재(20), 실링부재(30) 및 가압부재(40)를 포함하며, 상기 가압부재(40)는 상기 제1핀부재(10)의 중공홀(11)에 축방향으로 이동 가능하도록 삽입되는 가압핀(42)의 형태로 이루어지고, 상기 실링부재(30)는 내주면에 상기 제1핀부재(10)의 통공(14)을 통해 중공홀(11)로 돌출되는 돌기(31)가 마련되고, 상기 가압핀(42)과 돌기(31)의 접촉면 중 적어도 어느 하나에는 상기 가압핀(42)의 축방향 이동 위치에 따라 상기 돌기(31)를 실링부재(30)의 원주방향으로 가압할 수 있는 경사면(42a)이 마련되는 점에서 제1실시예와 차이를 갖는다.

본 실시예에서는 상기 가압핀(42)의 선단과 돌기(31)에 각각 경사면(42a)이 형성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 가압핀(42)과 돌기(31) 중 어느 하나에만 경사면(42a)이 형성되는 것도 가능하다.

아울러, 상기 통공(14)을 통해 중공홀(11) 내로 돌출되는 돌기(31)의 돌출길이는, 실링부재(30)의 탄성을 고려하여 실링부재(30)의 외주면과 핀홀(121)의 내주면 사이의 간격보다 크게 설정되는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같은 실링부재(30)와 가압부재(40)를 제외한 나머지 구성요소는 제1실시예와 동일하므로, 동일 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

지금부터는 상술한 실링부재를 구비한 이젝터핀의 제2실시예의 작동에 대하여 설명한다.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 가압부재(40)의 가압핀(42)이 후진하여 가압핀(42)이 실링부재(30)의 돌기(31)를 가압하지 않는 경우에는, 탄성재질로 이루어지는 실링부재(30)가 수축된 상태가 유지됨에 따라 상기 실링부재(30)의 외주면이 핀홀(121)의 내주면으로부터 이격된다.

즉, 성형이 완료된 제품(MP)을 탈형시키기 위해 이젝터핀(E)을 축방향으로 이동시키는 경우에는, 상기와 같이 가압핀(42)을 후진 이동시켜 실링부재(30)가 핀홀(121)의 내주면으로부터 이격되도록 할 수 있다.

이어, 도 6에 도시된 바와 같이 사출금형의 금속 성형시, 제1핀부재(10)의 중공홀(11) 내에 삽입된 가압핀(42)을 전진 이동시키면, 상기 가압핀(42)의 선단에 마련된 경사면(42a)이 실링부재(30)의 돌기(31)를 원주방향으로 가압함에 따라, 상기 실링부재(30)가 원주방향으로 팽창하면서 실링부재(30)의 외주면이 핀홀(121)의 내주면에 밀착된다.

따라서, 외부공기가 핀홀(121)을 통해 캐비티(C) 측으로 유입되는 것을 방지할 수 있으므로, 캐비티(C)의 진공상태를 용이하게 유지할 수 있다.

다음으로 본 발명의 이젝터핀을 이용한 사출금형에 대하여 설명한다.

첨부도면 중, 도 7은 본 발명의 이젝터핀을 이용한 사출금형의 단면도이다.

상기 도면에 도시된 바와 같은 본 발명의 제3실시예에 따른 이젝터핀을 이용한 사출금형은, 고정금형(110), 가동금형(120), 가동베이스(130), 단열부(140), 이젝터핀(E), 진공부(150) 및 고정블록(160)을 포함하여 구성된다.

상기 고정금형(110)은 위치가 고정되고, 상기 가동금형(120)은 고정금형(110)과의 사이간격이 조절될 수 있도록 전,후진 이동 가능하게 마련되며, 상기 고정금형(110)과 가동금형(120)의 서로 마주하는 면에는 금속용탕이 충진되어 사출성형이 이루어지는 캐비티(C)가 형성된다.

상기 고정금형(110)에는 일단부가 상기 캐비티(C)와 연통하며 내부에는 금속용탕이 수용될 수 있는 용탕부(111)가 마련되고, 상기 용탕부(111)의 타단부에는 용탕부(111)에 수용된 금속용탕을 캐비티(C)를 향해 가압할 수 있는 가압플런저(112)가 마련되며, 상기 가압플런저(112)는 제1실린더(113)의 구동에 의해 전,후진 구동한다. 또한, 상기 고정금형(110)과 가동금형(120)의 서로 밀착하는 면에는 기밀성을 확보하기 위한 패킹(P)이 마련되는 것이 바람직하다.

상기 가동금형(120)은 상기 고정금형(110)과 맞물려 캐비티(C)를 형성하는 것으로서, 전진 이동시 상기 고정금형(110)과 맞닿으면서 캐비티(C)를 밀폐시키고, 후진 이동시 상기 고정금형(110)으로부터 이격되면서 캐비티(C)를 개방시킨다.

상기 가동베이스(130)는 상기 가동금형(120)의 상측에 고정되며, 제2실린더(131)의 구동에 의해 전,후진 이동한다.

상기 단열부(140)는 상기 가동금형(120)과 가동베이스(130) 사이에 개재되는 것으로서, 열전도율이 낮은 재질로 이루어진다. 또한, 상기 단열부(140)와 가동금형(120)의 밀착면에는 기밀성을 확보하기 위한 패킹(P)이 마련되는 것이 바람직하다.

상기 이젝터핀(E)은 상기 가동베이스(130)와 단열부(140) 및 가동금형(120)을 관통하여 상기 캐비티(C)와 연통하는 핀홀(121)에 축방향으로 이동 가능하게 설치되는 것으로, 본 실시예에서는 상술한 제1실시예의 이젝터핀(E)(도 3 참조)이 적용된다. 도 3은 도 7에서 "A"로 표시된 부분을 확대한 것으로서, 이러한 이젝터핀(E)의 구성은 제1실시예에서 구체적으로 설명하였으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

한편, 상기 이젝터핀(E)의 제1핀부재(10)와 제2핀부재(20)의 결합은 상기 가동금형(120)의 상부영역에서 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 실링부재(30)가 단열부(140)의 상부영역에 배치되는 경우, 제2핀부재(20)가 절연재질로 이루어지므로 캐비티(C) 내에 주입되는 금속용탕의 열에너지가 실링부재(30) 측으로 전도되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 가동금형(120)의 상부에 배치되는 단열부(140)에 의해 열에너지가 가동금형(120)으로부터 가동베이스(130) 측으로 전도되는 것을 방지할 수 있다.

상기 진공부(150)는 상기 캐비티(C)와 연결되어 캐비티(C)를 진공환경으로 조성하는 것으로서, 상기 캐비티(C)와 배관라인을 통해 연결되는 진공펌프로 이루어질 수 있으며, 상기 배관라인에는 배관라인을 개폐할 수 있는 밸브가 마련될 수 있다.

상기 고정블록(160)은 상기 고정베이스 상에서 이젝터핀(E)의 축방향을 따라 이동 가능하게 배치되고, 복수 마련되는 이젝터핀(E)의 후단부를 고정하는 것으로서, 상기 고정블록(160)의 내부에는 상기 이젝터핀(E)의 중공홀(11)과 연통하는 내부공간(161)이 마련되고, 상기 이젝터핀(E)의 가압부재(40)를 구성하는 압력펌프(41)는 복수의 이젝터핀(E)의 중공홀(11)에 고압유체를 동시에 제공할 수 있도록 상기 고정블록(160)의 내부공간(161)과 연결된다. 이러한 고정블록(160)은 제3실린더(162)에 의해 전,후진 구동한다.

지금부터는 상술한 이젝터핀을 이용한 사출금형을 통해 제품(MP)을 성형하는 과정에 대하여 설명한다.

첨부도면 중, 도 8 내지 도 12는 본 발명 이젝터핀을 이용한 사출금형의 작용단면도이다.

먼저, 도 8에 도시된 바와 같이, 제2실린더(131)를 후진 구동시켜 가동베이스(130), 단열부(140) 및 가동금형(120)을 상승시킴으로써 캐비티(C)를 개방하고, 용탕부(111) 내에 금속을 공급한다.

이어, 도 9에 도시된 바와 같이 제2실린더(131)를 전진 구동시켜 가동베이스(130), 단열부(140) 및 가동금형(120)을 하강시키면, 가동금형(120)의 저면이 고정금형(110)의 상면에 밀착되면서 캐비티(C)가 밀폐된다.

또한, 이젝터핀(E)의 가압부재(40)를 구성하는 압력펌프(41)를 구동시켜 고압유체를 제공하면, 고압유체가 고정블록(160)의 내부공간(161)과 제1핀부재(10)의 중공홀(11) 및 통공(14)을 경유하여 실링부재(30)에 공급되면서 실링부재(30)가 팽창하여 실링부재(30)의 외주면이 핀홀(121)의 내주면에 밀착된다.(도 4참조)

이러한 상태에서, 진공부(150)를 통해 캐비티(C) 내부의 공기를 빼내 캐비티(C)를 진공환경으로 조성하면, 캐비티(C)와 연통하는 핀홀(121)을 통해 외부공기가 유입되는 것을 방지할 수 있으므로, 캐비티(C)를 고도의 진공환경으로 유지할 수 있다.

한편, 상기 고정금형(110)과 가동금형(120)의 밀착면과 상기 가동금형(120)과 단열부(140)의 밀착면에는 각각 패킹(P)이 마련되므로, 밀착면을 통해 외부공기가 캐비티(C)로 유입되는 것 역시 방지할 수 있다.

이어, 도 10에 도시된 바와 같이 제1실린더(113)를 전진 구동시켜 가압플런저(112)를 통해 용탕부(111) 내에 수용된 금속용탕을 캐비티(C)로 밀어넣으면, 캐비티(C)의 형상에 대응하는 제품(MP)을 성형할 수 있다.

상기와 같이 금속용탕을 캐비티(C)로 주입하여 제품(MP)을 성형하는 과정에서, 상기 가동금형(120)의 온도가 고온으로 상승하게 되는데, 상기 가동금형(120)의 핀홀(121)을 관통하는 이젝터핀(E)의 제2핀부재(20)가 절연재질로 이루어지므로, 제2핀부재(20)를 통해 열에너지가 전도되어 실링부재(30)가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 아울러, 상기 가동금형(120)과 가동베이스(130) 사이에는 절연부가 개재되어 있으므로, 가동금형(120)의 열에너지가 가동베이스(130) 측으로 전도되는 것을 방지할 수 있다.

금속용탕이 캐비티(C) 내에서 냉각되어 제품(MP)이 성형된 이후에는, 도 11에 도시된 바와 같이 제3실린더(162)를 후진 구동시켜 가동베이스(130), 단열부(140) 및 가동금형(120)을 상승시키면, 성형이 완료된 제품(MP)은 가동금형(120) 측에 달라붙은 상태로 가동금형(120)과 함께 상승한다.

이어, 상기 이젝터핀(E)을 이용해 성형이 완료된 제품(MP)을 캐비티(C)로부터 탈형시키기에 앞서, 이젝터핀(E)의 가압부재(40)의 압력펌프(41)의 구동을 멈춰 고압유체의 제공을 중단시키면, 탄성재질로 이루어지는 실링부재(30)가 원래의 형태로 수축하게 되면서, 실링부재(30)의 외주면이 핀홀(121)의 내주면으로부터 이격된다.(도 3 참조)

상기와 같이 실링부재(30)가 핀홀(121)의 내주면으로부터 이격된 상태에서는, 이젝터핀(E)이 핀홀(121) 내에서 축방향으로 이동할 수 있게 되므로, 도 12에 도시된 바와 같이 제3실린더(162)를 전진 구동시켜 고정블록(160)을 하강시키면, 고정블록(160)에 연결된 다수의 이젝터핀(E)들이 동시에 핀홀(121) 내에서 하강하면서 이젝터핀(E)의 선단부가 핀홀(121)로부터 돌출되며, 이로 인해 캐비티(C)에 수용된 제품(MP)이 가동금형(120)으로부터 분리된다.

한편, 성형이 완료된 제품(MP)을 가동금형(120)으로부터 분리한 후에는, 도 8 내지 도 12에 도시된 공정을 반복하면서 제품(MP)을 반복적으로 성형할 수 있다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

E:이젝터핀, 10:제1핀부재, 11:중공홀,
12:수용홈, 13:제1결합부, 14:통공,
20:제2핀부재, 21:제2결합부, 30:실링부재,
31:돌기, 40:가압부재, 41:압력펌프,
42:가압핀, 42a:경사면, 110:고정금형,
111:용탕부, 112:가압플런저, 113:제1실린더,
120:가동금형, 121:핀홀, C:캐비티,
130:가동베이스, 131:제2실린더, 140:단열부,
150:진공부, 160:고정블록, 161:내부공간,
162:제3실린더, P:패킹, MP:제품

Claims (12)

1. 삭제
2. 성형제품의 탈형을 위해 가동금형의 핀홀에 축방향으로 이동 가능한 상태로 삽입되는 금형용 이젝터핀에 있어서,
   내부에는 축방향으로 중공홀이 형성되고 외주면에는 수용홈이 함몰 형성되며 선단부에는 제1결합부가 형성된 막대 형태의 제1핀부재;
   상기 제1결합부와 결합하는 제2결합부가 형성된 막대 형태의 제2핀부재; 및
   상기 수용홈에 결합되어 핀홀의 내주면에 밀착되는 실링부재;를 포함하고,
   상기 실링부재는 탄성 재질로 이루어지고, 외주면이 상기 핀홀의 내주면으로부터 이격된 상태로 상기 수용홈에 결합되며,
   상기 실링부재를 원주방향으로 팽창시키는 가압부재에 의해 외주면이 상기 핀홀의 내주면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 실링부재를 구비한 이젝터핀.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 가압부재는 상기 중공홀의 후단에 연결되어 중공홀에 고압유체를 제공하는 압력펌프를 포함하고,
   상기 제1핀부재에는 상기 수용홈과 중공홀을 연결하는 통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 실링부재를 구비한 이젝터핀.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 실링부재는 수용홈과 접하는 양측 측벽에 밀착되는 것을 특징으로 하는 실링부재를 구비한 이젝터핀.
5. 제 2항에 있어서,
   상기 가압부재는 상기 중공홀을 통해 축방향으로 이동 가능하게 삽입되는 가압핀을 포함하고,
   상기 제1핀부재에는 상기 수용홈과 중공홀을 연결하는 통공이 형성되고, 상기 실링부재에는 상기 통공을 통해 중공홀 내부로 삽입되는 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 실링부재를 구비한 이젝터핀.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 가압핀과 돌기의 접촉면 중 적어도 어느 하나에는 상기 가압핀의 축방향 이동 위치에 따라 상기 돌기를 실링부재의 원주방향으로 가압할 수 있는 경사면이 마련되는 것을 특징으로 하는 실링부재를 구비한 이젝터핀.
7. 제 2항에 있어서,
   상기 제2핀부재는 절연재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실링부재를 구비한 이젝터핀.
8. 제 2항 내지 제 7항 중 어느 한 항의 이젝터핀을 이용한 사출금형에 있어서,
   고정금형;
   상기 고정금형과 맞물려 캐비티를 형성하는 가동금형;
   상기 가동금형을 관통하여 상기 캐비티와 연통하고, 상기 이젝터핀이 축방향으로 이동 가능하게 설치되는 핀홀; 및
   상기 캐비티와 연결되어 캐비티를 진공환경으로 조성하는 진공부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이젝터핀을 이용한 사출금형.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 가동금형의 상측에서 이젝터핀의 축방향을 따라 이동 가능하게 배치되고, 상기 이젝터핀의 후단부를 고정하는 고정블록;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이젝터핀을 이용한 사출금형.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 고정블록의 내부에는 상기 이젝터핀의 중공홀과 연통하는 내부공간이 마련되고, 상기 압력펌프는 상기 고정블록의 내부공간과 연결되어 이젝터핀의 중공홀에 고압유체를 제공하는 것을 특징으로 하는 이젝터핀을 이용한 사출금형.
11. 제 8항에 있어서,
    상기 가동금형과 가동베이스 사이에 개재되는 단열부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이젝터핀을 이용한 사출금형.
12. 제 11항에 있어서,
    상기 이젝터핀의 제1핀부재와 제2핀부재의 결합은 상기 가동금형의 상부영역에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 이젝터핀을 이용한 사출금형.

Images