KR102290627B1 - 합성수지 사출물 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이젝트된 사출물에서 냉각이 어려운 관형상 부분을 냉각시키는 장치를 제안한다. 본 발명의 지그(20)는, 부분사출물의 관형상 부분(P)의 내측면에 접촉하는 다수의 접촉부(21)와, 관형상 부분(P)의 내측면과의 사이에서 공기가 흐를 수 있는 다수의 통기부(22)를 각각 구비하고, 하단부에는 내측에서 상기 통기부(22)로 공기를 안내하는 연통부(26)가 형성되며, 관형상 부분(P)의 내측면에 인접하게 배열된다. 그리고 에어노즐(10)은 다수의 지그(20) 중심으로 밀착된 상태로 삽입되고, 중앙에 길이 방향으로 성형된 안내공(12)을 통하여 냉각용 공기를 상기 연통부(26)로 공급하게 된다. 여기서 에어노즐(10)의 외측면은 하방이 좁아지는 테이퍼를 가지고, 다수의 지그(20)의 내측면도 전체적으로 하방이 좁아지는 테이퍼를 가지도록 성형되어, 에어노즐(10)의 삽입 깊이에 따라서 지그(20)는 관형상 부분(P)의 내측면에 밀착되거나 내측면을 밀어낼 수 있다.

Description

합성수지 사출물 냉각장치{Device for cooling a product of injection molding}

본 발명은 사출 성형에 의하여 만들어지는 제품을 냉각하기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사출물의 깊은 관형상의 부분을 사출 후 직접 냉각할 수 있도록 구성되는 합성수지 사출물의 냉각장치에 관한 것이다.

합성수지를 이용하는 사출 성형은 액상 수지가 금형의 캐비티 내부로 주입된 후, 수지가 절절하게 냉각된 상태에서 사출물을 이젝트하는 것이 바람직하다. 그러나 사출물이 바람직한 온도까지 냉각되기 위해서는 시간이 필요로 한데, 사출 성형에서의 싸이클 타임은 생산성과 직결되기 때문에 이에 대한 적절한 조정이 필요하다고 할 수 있다.

그리고 제품의 형상에 따라서 실제 냉각에 많은 시간이 걸리는 경우를 고려할 수 있다. 예를 들어 도 1에 도시한 바와 같이 좁고 긴 관형상의 부분(P)을 가지고 있는 제품을 사출 성형하는 경우, 전체적인 사출물의 냉각이 우선적으로 고려되어야 하기 때문에, 전체 제품에 대한 냉각이 우선적이고 도시한 바와 같은 부분적인 구조까지 충분히 냉각시킬 수 있는 설계는 쉽지 않다.

사출 성형에서 생산성을 고려하면 싸이클 타임은 아주 중요한 것이기 때문에, 사출물에서 작은 부분까지 완전히 냉각시킬 수 있는 시간을 부여하는 것은 그리 바람직하지 못하다. 그러나 도 1에 도시한 바와 같은 좁고 긴 관 형상의 부분을 가지고 있는 경우, 이러한 부분이 완전히 냉각되기 전에 사출물이 이젝트되면 이러한 부분(P)은 냉각되는 과정에서 수축 변형이 발생하는 단점이 뒤따르는 문제가 있다.

본 발명은 이와 같은 점을 고려한 것으로, 좁고 긴 관상의 부분을 가지고 있는 사출물을 금형에서 이젝트한 후에 효과적으로 냉각시킬 수 있는 냉각장치를 제공하는 것을 기본적인 목적으로 하고 있다.

이와 같은 목적은, 실질적으로 용융수지의 주입 후 이젝트할 수 있는 시간을 최대한 짧게 함으로써 생산성을 확보함과 같이, 이젝트 시 충분히 냉각되지 않은 부분을 신속하게 냉각시킬 수 있는 제품의 신뢰도를 더욱 높인다는 것과 동일한 의미를 가질 것으로 생각된다.

본 발명의 사출물 냉각장치를 구성하는 지그는, 사출물의 관형상 부분의 내측면에 접촉하는 다수의 접촉부와, 관형상 부의 내측면과의 사이에서 공기가 흐를 수 있는 다수의 통기부를 각각 구비하고, 하단부에는 내측에서 상기 통기부로 공기를 안내하는 연통부가 형성되며, 관형상 부분의 내측면에 인접하게 배열된다. 그리고 에오노즐은, 다수의 지그 중심으로 밀착된 상태로 삽입되고, 중앙에 길이 방향으로 성형된 안내공을 통하여 냉각용 공기를 상기 연통부로 공급할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 의하면, 상기 에어노즐의 외측면은 하방이 좁아지는 테이퍼를 가지도록 성형되고, 다수의 지그의 내측면도 전체적으로 하방이 좁아지는 테이퍼를 가지도록 성형되어, 에어노즐의 삽입 깊이에 따라서 다수의 지그는 관형상 부분의 내측면에 밀착되거나 내측면을 밀어낼 수 있다.

이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 에어노즐과 지그의 통기부를 이용하여, 기본적으로 사출물의 적어도 일부를 구성하고 있는 관형상 부분을, 사출물이 이젝트된 후, 신속하게 냉각시킬 수 있는 장점이 있음을 알 수 있다. 그리고 에어노즐의 외측면 테이퍼와 다수 지그의 내측면 테이퍼를 이용하게 되면, 에어노즐의 삽입 깊이에 따라서 지그가 외측으로 확장되기 때문에 관형상 부분(P)의 형상을 정확하게 유지하면서 냉각시킬 수 있다는 장점도 기대된다.

도 1은 본 발명의 냉각장치가 적용될 수 있는 제품의 부분을 보인 설명도.
도 2는 본 발명의 제1실시 예의 냉각장치의 사시도.
도 3은 본 발명의 제1실시 예의 냉각장치의 단면도.
도 4는 본 발명의 제1실시 예의 냉각장치의 평면도.
도 5는 본 발명의 제2실시 예의 냉각장치의 사시도.

다음에는 도면에 도시한 실시 예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다.

도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 사출물의 관형상 부분(P)을 냉각시키기 위한 본 발명의 냉각장치는, 냉각을 위한 공기를 내부로 안내하기 위한 에어노즐(10)과, 상기 에어노즐(10)에 의하여 공급되는 공기를 제품의 관형상 부분(P)의 내측면의 적어도 일부분에 접촉시키면서 외부로 토출시키는 지그(20)를 포함하고 있다.

본 발명의 에어노즐(10)은 길이 방향으로 내부에 공기를 안내하기 위한 안내공(12)이 형성되어 있다. 그리고 에어노즐(10)의 외측면(14)은 하방으로 좁아지는 테이퍼를 가지고 있음을 알 수 있고, 도시한 바와 같이 원통형으로 성형되는 것이 가장 바람직하다.

그리고 본 발명의 지그(20)는 서로 옆으로 배치되는 다수 개로 구성되는데, 도시한 실시 예에서는 4개(20: 20a,20b,20c,20d)로 구성되고 있다. 이와 같은 4개의 지그(20)는 서로 인접한 수평방향으로 배치되면서, 에어노즐(10) 및 관형상 부분(P) 사이에 배치된다. 이러한 지그(20)의 내측면(24)은 하방으로 좁아지는 테이퍼형상을 가지고 있고, 상술한 에어노즐(10)의 테이퍼진 외측면(14)과 서로 접촉하고 있다.

따라서 상기 에어노즐(10)이 다수의 지그(20) 내측면(24) 속으로 삽입된 상태에서 서로 접촉하게 되고, 에어노즐(10)이 더 하방으로 내려가게 되면 도 3에서 큰 화살표로 표시한 바와 같이, 각각의 지그(20a,20b,20c,20d)는 외측으로 벌어지게 된다. 여기서 지그(20)의 외측면은 실질적으로 관형상 부분(P)의 내측면에 접촉하고 있는 상태이기 때문에, 에어노즐(10)의 하강 위치에 따라서 지그(20)가 관형상 부분(P)을 밀어내면서 정확한 제품 형상을 유지할 수 있게 된다.

예를 들면 본 발명의 냉각장치를 이용하여 정해진 시간 동안 관형상 부분(P)을 냉각시키는 경우, 에어노즐(10)을 하방으로 밀어서, 관형상부분이 정해진 형상 보다 근소하게 큰 상태로 유지하면서 냉각시킬 수 있다. 그리고 정해진 시간 이후, 에어노즐(10)을 제거하게 되면 관형상 부분(P)은 근소한 수축을 통하여 정해진 형상에 가장 근접한 상태로 냉각될 수 있을 것이다.

다수의 지그(20)의 내측면은 원통상의 에어노즐(10)의 외측면에 대응하는 형상을 가지고 있고, 다수의 지그(20)의 외측면은 상술한 바와 같이, 관형상 부분(P)의 내측면에 대응하고 있다. 여기서 다수의 지그(20)의 외측면은, 관형상 부분(P)의 내측면에 접촉하는 접촉부(21)와, 공기가 통과하는 통기부(22)가 서로 교대로 형성되어 있다.

그리고 에어노즐(10)의 하단부를 통하여 지그(20) 내측에서 하방으로 나오는 공기는 지그(20)의 하단부에서 내측부분과 외측부분을 서로 연결하는 하단 연통부(26)를 통하여 통기부(22)로 전달된다. 따라서 냉각을 위한 공기는 통기부(22)에서 하부에서 상방으로 공기가 상승하면서 통형상 부분(P)의 내측면에 접촉하면서 상승하게 된다.

다음에는 본 발명의 냉각장치를 이용하여, 제품의 통형상 부분(P)을 냉각하는 과정을 살펴보기로 한다.

사출이 완료되어 이젝트된 제품의 관형상 부분(P)은 완전히 냉각된 상태가 아니다. 따라서 본 발명의 지그(20) 및 에어노즐(1)을 도 2에 도시한 상태로 결합한다. 그리고 에어노즐(10)의 삽입 깊이를 조절함으로서, 다수개의 지그(20)의 외측면에 형성되는 접촉부(21)가 관형상 부분(P)의 내측면에 적당한 압력으로 접촉할 수 있도록 한다.

이때 에어노즐(10)의 삽입 깊이는 상술한 바와 같이, 관형상 부분(P)이 정확한 형상을 가지도록 하거나, 근소한 수축을 고려하여 관형상 부분(P)이 근소하게 확대된 형상을 가지도록 하는 것이 바람직하다. 실질적인 에어노즐(10)의 삽입깊이는, 관형상 부분(P)의 사양 등에 의하여 결정될 것이라고 할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 에어노즐(10) 및 지그(20)의 테이퍼 형상에 의하여 사출 성형된 제품의 수축을 고려하면서 제품을 냉각시키기 위한 장치임을 알 수 있고, 에어노즐(10)의 삽입깊이에 의한 지그(20)의 움직임에 의하여 제품의 치수를 일정 범위 내에서 보정하는 것도 가능하다고 할 수 있다. 그리고 본 발명의 에어노즐(10)의 테이퍼 형상은 실제로 에어노즐(10)을 보다 쉽게 분리할 수 있는 기능도 가질 수 있다고 할 수 있으며, 이러한 에어노즐(10)의 분리 후, 지그(20) 역시 제품에서 쉽게 빠질 수 있을 것임은 당연하다.

이와 같이 결합된 상태에서, 냉각을 위한 공기가 에어노즐(10)의 안내공(12)을 따라 공급된다. 이러한 냉각용 공기는 에어노즐(10)의 하단부를 나와서, 각각의 지그(20)의 하단부에 형성된 연통부(26)를 통하여 외측면이라고 할 수 있는 통기부(22)로 이동하게 된다. 그리고 통기부(22)에서는 하부에서 상부로 이동한 후 외부로 빠져나가게 된다. 이러한 공기의 순환이 일정 시간 지속되면, 관형상 부분(P)은 충분히 냉각될 것이다. 그리고 이 부분이 충분히 냉각되면, 에어노즐(10) 및 지그(20)를 제거하여 제품을 완성할 수 있다.

그리고 도 5에는 본 발명의 다른 실시 예의 사출물 냉각장치가 도시되어 있다. 본 실시 예는 관형상 부분(P)이 원통형으로 성형되는데 적용 가능한 것이다. 그리고 본 실시 예에서는 다수의 지그(20: 20a,20b,20c,20d)가 서로 인접하게 배열된 상태에서 외측면이 전체적으로 원을 이루고 있어서, 관형상 부분(P)의 내측면에 밀착되도록 배치되고 있음을 알 수 있다. 그리고 상기 다수의 지그(20)의 중앙 부분으로 삽입되는 에어노즐(10)의 구성은 위에서 설명한 실시 예와 동일하다. 본 실시 예에서는, 실질적으로 다수의 지그(20)의 외측면 형상이 원으로 배치되는 것 이외에는 상술한 실시 예와 동일하다는 것을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은, 기본적으로 에어노즐을 통하여 내부로 불어넣어진 공기가 연통부(26)를 통하여 지그(20)의 내측에서 외측의 통기부(22)로 나오면서 관형상 부분을 냉각시키는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다. 그리고 에어노즐(10)의 외측면 테이퍼와 지그(20)의 내측면 테이퍼가 결합한 상태에서 에어노즐(10)의 결합높이를 조절함으로써, 실질적으로 지그(20)의 외측면 접촉부(21)가 관형상 부분의 내측면을 외측으로 밀어낼 수 있는 것을 그 하위 개념으로 하고 있다.

10 ..... 에어노즐
12 ..... 안내공
14 ..... 에어노즐의 외측면
20, 20a, 20b, 20c, 20d ..... 지그
21 ..... 접촉부
22 .... 통기부
26 ..... 연통부
P ..... 사출물의 관형상 부분

Claims (2)

1. 사출물의 관형상 부분(P)의 내측면에 접촉하는 다수의 접촉부(21)와, 관형상 부분(P)의 내측면과의 사이에서 공기가 흐를 수 있는 다수의 통기부(22)를 각각 구비하고, 하단부에는 내측에서 상기 통기부(22)로 공기를 안내하는 연통부(26)가 형성되며, 관형상 부분(P)의 내측면에 인접하게 배열되는 다수의 지그(20);
   상기 다수의 지그(20) 중심으로 밀착된 상태로 삽입되고, 중앙에 길이 방향으로 성형된 안내공(12)을 통하여 냉각용 공기를 상기 연통부(26)로 공급할 수 있는 에어노즐(10)로 구성되고;
   상기 에어노즐(10)의 외측면은 하방이 좁아지는 테이퍼를 가지도록 성형되고, 다수의 지그(20)의 내측면도 전체적으로 하방이 좁아지는 테이퍼를 가지도록 성형되어, 에어노즐(10)의 삽입 깊이에 따라서 다수의 지그는 관형상 부분(P)의 내측면에 밀착되어 정확한 제품형상을 유지하거나, 관형상 부분(P)의 내측면을 밀어낼 수 있는 합성수지 사출물 냉각장치.
   
   
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