KR102316836B1 - 일체형 다중사출금형 및 이를 위한 사출방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금형에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 복수의 금형 캐비티가 하나의 금형에 형성된 일체형 다중사출금형 및 이를 위한 사출방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 다중사출금형은, 용융 수지가 투입되는 인렛(10); 인렛(10)으로부터 분기되고, 각각 개폐가능한 게이트(120, 130, 140)가 형성되는 셋 이상의 유로(20, 30, 40); 및 셋 이상의 유로(20, 30, 40)와 각각 연통하고, 서로 다른 형태를 갖는 셋 이상의 캐비티(50, 60, 70);를 포함한다.
Description
본 발명은 금형에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 복수의 금형 캐비티가 하나의 금형에 형성된 일체형 다중사출금형 및 이를 위한 사출방법에 관한 것이다.
사출금형이란 내부에 캐비티를 형성하도록 한 벌의 암, 수 금형을 사출기에 장착한 것으로서, 암, 수 금형이 밀착된 상태에서 내부 캐비티에 용융된 수지를 충진 후 냉각시켜서 수지를 경화시킨 다음, 암, 수 금형을 열어서 내부 캐비티에 성형된 사출물을 취출하도록 한다.
종래 사출금형은 동일형상 및 동일재질의 물체를 다량으로 생산하는데 사용되고 있다. 즉, 하나의 사출금형을 가지고 하나의 형태를 가진 물체를 다량으로 제조하고 있고, 다른 형태를 갖는 성형품의 생산을 위해서는 별도의 금형을 개별적으로 마련해야 한다. 이에 따라서 비용이 증가하게 되고, 사출품별로 금형을 바꾸어야 하므로 효율이 떨어지는 경향이 있다.
따라서, 하나의 사출금형으로 여러 형태의 사출품을 제작할 수 있는 일체형 다중사출금형에 대한 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
서로 다른 형태를 갖는 복수의 사출품을 일회의 사출공정으로 제작할 수 있게 하는 일체형 다중금형을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은, 공정시간 및 공정비용을 절감할 수 있으며, 사출임률을 향상시킬 수 있는 일체형 다중금형을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은, 용융 수지의 흐름량에 따라 밸브의 개폐가 조절되어 사출공정을 자동화하는 일체형 다중금형을 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자(이하 '통상의 기술자')에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징은 다음과 같다.
본 발명에 따른 일체형 다중사출금형은, 용융 수지가 투입되는 인렛; 상기 인렛으로부터 분기되고, 각각 개폐가능한 게이트가 형성되는 셋 이상의 유로; 및 상기 셋 이상의 유로와 각각 연통하고, 서로 다른 형태를 갖는 셋 이상의 캐비티;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유로는 서로 다른 방향으로 분기되는 제1 내지 제3 유로를 포함하고, 상기 제1 유로에는 개폐가능한 제1 게이트가 형성되고, 상기 제2 유로에는 개폐가능한 제2 게이트가 형성되고, 제3 유로에는 개폐가능한 제3 게이트가 형성되고, 상기 캐비티는, 상기 제1 유로와 연통하는 제1 캐비티; 상기 제2 유로와 연통하는 제2 캐비티; 및 상기 제3 유로와 연통하는 제3 캐비티;를 포함한다.
바람직하게, 상기 제1 유로의 길이는 제2 유로의 길이보다 길고, 제2 유로의 길이는 제3 유로의 길이보다 길게 구성되고, 상기 인렛에 용융 수지 주입 시, 상기 제1 게이트는 제1 타임에 개방되고, 상기 제2 게이트는 제2 타임에 개방되고, 상기 제3 게이트는 제3 타임에 개방되도록 구성되고, 상기 제1 타임은 제2 타임보다 선행하고, 제2 타임은 제3 타임보다 선행하도록 구성된다.
바람직하게, 상기 제1 내지 제3 캐비티는 각각 복수의 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제1 캐비티는 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 제1 개수 포함하고, 상기 제2 캐비티는 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 제2 개수 포함하고, 상기 제3 캐비티는 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 제3 개수 포함하고, 상기 제1 개수는 제2 개수보다 큰 양의 정수이고, 제2 개수는 제3 개수보다 큰 양의 정수이며, 상기 인렛에 용융 수지 주입 시, 상기 제1 게이트는 제2 게이트보다 먼저 개방되고, 제2 게이트는 제3 게이트보다 먼저 개방되도록 구성된다.
바람직하게, 상기 제1 내지 제3 캐비티는 각각 복수의 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제1 캐비티는 제1 개수의 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제2 캐비티는 제2 개수의 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제3 캐비티는 제3 개수의 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제1 개수는 제2 개수보다 큰 양의 정수이고, 제2 개수는 제3 개수보다 큰 양의 정수이며, 상기 인렛으로부터 분기하고, 상기 제1 캐비티와 연통하도록 구성되는 제4 유로가 형성된다.
바람직하게, 상기 제1 내지 제3 캐비티는 각각 복수의 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제1 캐비티는 제1 개수의 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제2 캐비티는 제2 개수의 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제3 캐비티는 제3 개수의 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제1 개수는 제2 개수보다 큰 양의 정수이고, 제2 개수는 제3 개수보다 큰 양의 정수이며, 상기 제1 유로에는 상기 제1 유로를 감싸도록 배치되는 히터가 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 용융 수지가 투입되는 인렛; 상기 인렛으로부터 분기되고, 각각 개폐가능한 게이트가 형성되는 셋 이상의 유로; 및 상기 셋 이상의 유로와 각각 연통하고, 서로 다른 형태를 갖는 셋 이상의 캐비티;를 포함하고, 상기 유로는 서로 다른 방향으로 분기되는 제1 내지 제3 유로를 포함하고, 상기 제1 유로에는 개폐가능한 제1 게이트가 형성되고, 상기 제2 유로에는 개폐가능한 제2 게이트가 형성되고, 제3 유로에는 개폐가능한 제3 게이트가 형성되고, 상기 캐비티는, 상기 제1 유로와 연통하는 제1 캐비티; 상기 제2 유로와 연통하는 제2 캐비티; 및 상기 제3 유로와 연통하는 제3 캐비티;를 포함하고, 상기 제1 유로의 길이는 제2 유로의 길이보다 길고, 제2 유로의 길이는 제3 유로의 길이보다 길게 구성되는 일체형 다중금형을 위한 사출방법으로서, 제1 내지 제3 게이트가 폐쇄된 상태에서 상기 인렛에 용융 수지를 주입하는 단계; 상기 제1 게이트를 제1 타임에 개방하는 단계; 상기 제2 게이트를 제1 타임보다 지연된 시점인 제2 타임에 개방하는 단계; 상기 제3 게이트를 제2 타임보다 지연된 시점인 제3 타임에 개방하는 단계;를 포함한다.
바람직하게, 상기 제1 내지 제3 캐비티는 각각 복수의 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제1 캐비티는 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 제1 개수 포함하고, 상기 제2 캐비티는 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 제2 개수로 포함하고, 상기 제3 캐비티는 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 제3 개수로 포함하고, 상기 제1 개수는 제2 개수보다 큰 양의 정수이고, 제2 개수는 제3 개수보다 큰 양의 정수이다.
본 발명에 따르면, 서로 다른 형태를 갖는 복수의 사출품을 일회의 사출공정으로 제작할 수 있게 하는 일체형 다중금형이 제공된다.
또한, 본 발명은, 공정시간 및 공정비용을 절감할 수 있으며, 사출임률을 향상시킬 수 있는 일체형 다중금형을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 용융 수지의 흐름량에 의해 자동으로 개폐되는 밸브를 구비하여 사출공정을 자동화시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 전술한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 인식될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 다중사출금형의 모식도를 도시하고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브를 도시하고,
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브의 조립구조를 도시하고,
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브의 작동원리를 도시하고,
도 4는 본 발명의 일 작동예에 따른 일체형 다중사출금형을 도시하고,
도 5는 본 발명의 다른 작동예에 따른 일체형 다중사출금형을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브를 도시하고,
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브의 조립구조를 도시하고,
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브의 작동원리를 도시하고,
도 4는 본 발명의 일 작동예에 따른 일체형 다중사출금형을 도시하고,
도 5는 본 발명의 다른 작동예에 따른 일체형 다중사출금형을 도시한다.
발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 발명에 따른 일체형 다중사출금형은, 용융 수지가 투입되는 인렛; 상기 인렛으로부터 분기되고, 각각 개폐가능한 게이트가 형성되는 셋 이상의 유로; 상기 셋 이상의 유로와 각각 연통하고, 서로 다른 형태를 갖는 셋 이상의 캐비티;를 포함한다.
본 발명에 따르면, 하나의 금형에 서로 다른 형상을 갖고 서로 독립적인 복수 개의 캐비티를 구비하도록 함으로써, 상이한 형태를 갖는 사출품을 일회의 사출공정으로 제작할 수 있도록 한다. 따라서, 공정시간 및 공정비용을 절감할 수 있으며, 사출임률을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일체형 다중사출금형(1)은 인렛(10), 복수의 유로 및 복수의 캐비티를 포함한다.
인렛(10)에는 호퍼(H) 및 가열되는 배럴(B)을 순차적으로 통과한 용융 수지가 유입된다. 통상적인 사출 금형 장치에서 사용되는 구성요소들은 도면의 간소화를 위하여 생략되었으며, 생략된 구성요소들은 공지기술을 채용할 수 있으므로 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.
인렛(10)을 통해 일체형 다중사출금형(1) 내로 유입된 용융 수지는 복수의 유로를 통과하도록 구성된다. 유로는 복수 개가 형성되며, 각 유로는 인렛(10)으로부터 분기하여 서로 다른 방향으로 진행한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 유로는 셋 이상이 포함될 수 있다. 각 유로는 제1 유로(20), 제2 유로(30) 및 제3 유로(40)로 지칭될 수 있다. 다중사출금형(1)에 형성되는 캐비티의 개수에 따라 더 많은 수의 유로가 포함될 수 있으나 여기에서는 세 개의 유로를 예를 들어 설명하기로 한다.
각 유로(20, 30, 40)는 유로 내를 유동하는 용융 수지의 흐름을 제어하도록 개폐가능하게 구성되는 게이트를 포함한다. 게이트는 본 발명에 따른 일체형 다중사출금형(1)에 형성되는 유로의 개수만큼 형성될 수 있다. 본 명세서에서는 설명을 위하여, 제1 유로(20)에 형성되는 개폐가능한 게이트를 제1 게이트(120), 제2 유로(30)에 형성되는 개폐가능한 게이트를 제2 게이트(130), 제3 유로(40)에 형성되는 개폐가능한 게이트를 제3 게이트(140)로 지칭하기로 한다.
일체형 다중사출금형(1)에는 복수의 캐비티가 형성된다. 복수의 캐비티는, 바람직하게, 서로 다른 형상의 독립적인 사출품을 제작할 수 있도록 서로 다른 형태로 구성된다. 복수의 캐비티 중 각 캐비티는 대응하는 각 유로와 연통하도록 구성된다. 제1 유로(20)와 연통하도록 구성되는 캐비티를 제1 캐비티(50), 제2 유로(30)와 연통하도록 구성되는 캐비티를 제2 캐비티(60), 제3 유로(40)와 연통하도록 구성되는 캐비티를 제3 캐비티(70)로 지칭하기로 한다.
본 발명에 따르면, 하나의 금형에 복수 개의 독립적인 캐비티가 형성되므로 인렛(10)으로부터 각 캐비티까지의 거리에 따라 유로의 길이가 다르게 형성된다. 본 발명에 따르면, 하나의 인렛에서 토출되는 용융 수지로 서로 다른 형상을 갖는 독립적인 사출품이 일회적으로 생산되므로 인렛(10)으로부터 각 캐비티까지의 거리를 고려하여 각 유로에 형성되는 각 게이트의 개방시점을 서로 다른 시점에 개방될 수 있도록 제어할 수 있다. 또는 본 발명에 따르면, 각 캐비티의 형태가 서로 다르므로 각 캐비티에서 사출되는 사출품의 중량 또는 부피가 상이하게 구성될 수 있다.
보다 구체적인 설명을 위하여, 제1 캐비티(50)와 연통하는 제1 유로(20)가 가장 긴 경우(즉, 인렛(10)부터 제1 캐비티(50)까지의 거리)를 상정하여 설명하기로 한다. 즉, 제1 유로(20)의 길이가 제2 유로(30) 및 제3 유로(40)의 길이보다 길다는 것을 의미하는 것이며, 제1 캐비티(50)가 제2 및 제3 캐비티(60, 70)보다 인렛(10)으로부터 멀게 형성되는 것을 의미하기도 한다.
이 경우, 본 발명에 따르면, 일체형 다중사출금형(1) 내로 인렛(10)을 통해 용융 수지가 주입되면 제1 게이트(120)가 가장 먼저 개방되도록 구성된다. 제2 및 제3 게이트(130. 140)는 제1 게이트(120) 개방 후, 지연시간을 두고 순차적으로 개방될 수 있다. 즉, 제1 게이트(120)가 제1 타임에 개방된다면, 제2 또는 제3 게이트(130, 140)는 제1 타임보다 후행하는, 제2 타임 및 제3 타임에 각각 개방되도록 한다. 이와 같이 구성하는 경우, 인렛(10)으로부터 각 캐비티까지의 상이한 거리에도 불구하고 균일하게 사출작업이 이루어질 수 있고, 형태가 상이한 독립적인 사출품을 하나의 금형에서 제작할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 각 캐비티의 형상의 복잡도를 고려하여 각 게이트의 개방시간을 다르게 할 수 있다. 본 발명에서, 하나의 인렛(10)에서 토출되는 용융 수지로 상이한 형상을 갖는 독립적인 사출품이 동시에 생산되도록 해야 하므로 캐비티의 형태의 복잡성, 즉, 사출품의 형태의 복잡도를 고려하여 각 게이트의 개방시점을 서로 다른 시점에 개방되도록 제어할 수 있다. 본 명세서에서는 이와 같은 복잡도를 각 캐비티에 형성되는 돌기부 또는 그루브(즉, 사출품의 표면에서 돌출하는 돌기의 개수, 내측으로 함몰하는 그루브)의 개수에 따라 그 수가 많을수록 캐비티의 형상이 복잡한 것으로 의미되도록 한다. 다만, 형상의 복잡도란 반드시 돌기부 또는 그루브로 한정하려는 것은 아니고, 이는 발명의 설명을 보다 분명하게 전달될 수 있도록 명명한 것으로 해석되어야 한다.
본 실시예에 있어서, 제1 내지 제3 캐비티(50, 60, 70)는 각각 복수의 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 포함한다. 제1 캐비티(50)가 제2 캐비티(60) 및 제3 캐비티(70) 보다 많은 수의 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 포함한다면, 제1 캐비티(50)의 제1 게이트(120)가 제2 게이트(130) 및 제3 게이트(140)보다 먼저 개방되도록 한다.
또한, 본 실시예에 있어서, 제1 캐비티(50)가 제2 캐비티(60) 및 제3 캐비티(60)에 비해 부피가 크거나 형상이 복잡한 경우, 제1 캐비티(50)와 연통하는 제4 유로(미도시)를 더 포함할 수 있다. 즉, 이 경우 제1 캐비티(50)는 제1 캐비티(50)와 연통하여 용융 수지를 공급하는 제1 유로(20)뿐만 아니라, 인렛(10)에서 분기되어 연장하는 제1 유로(20)와 별도의 제4 유로를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제1 내지 제3 유로(20, 30, 40) 중 적어도 하나에는 히터(80)가 배치될 수 있다. 용융 수지는 일반적으로 온도가 상승할수록 점성이 낮아져 유동이 증가하는 경향이 있다. 따라서, 다른 캐비티보다 인렛으로부터의 거리가 먼 캐비티의 경우 또는 형태가 복잡한 캐비티의 경우, 해당 캐비티와 연통하는 유로에 히터가 배치될 수 있고, 따라서, 다른 캐비티와의 사출속도를 일치하도록 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브(150)를 도시한다.
본 발명의 제1 게이트(120) 내지 제3 게이트(140) 중 적어도 어느 하나는 도 2에서 나타나는 밸브(150)로 대체될 수 있다. 이에 따라 밸브(150)는 제1 유로(20) 내지 제3 유로(40) 어디에나 배치될 수 있고, 본 발명의 실시예에서 밸브(150)는 제1 유로(20) 내에 설치된 상태를 가정한다. 밸브(150)는 후술할 탄성부재(157)의 복원력과 용융 수지에 의한 압력 차이에 의해 개폐가 조절된다. 이에 따라 밸브(150)는 용융 수지의 흐름을 조절한다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브(150)의 조립구조를 도시한다.
도 3a에서 알 수 있듯이, 밸브(150)는 제1 유로(20)에 끼워지는 외측하우징(151)을 포함한다. 외측하우징(151)은 내부에 용융 수지가 흐를 수 있는 중공이 구비된다. 외측하우징(151)은 외부로부터 용융 수지가 유입될 수 있도록 일면에 관통홀이 형성된다. 용융 수지는 관통홀을 통과하여 중공을 통해 외부로 배출된다. 외측하우징(151)은 중공으로 유입된 용융 수지가 외부로 배출될 수 있도록 타면이 개구된다.
외측하우징(151)의 개구된 타면은 후술할 내측하우징(154)이 외측하우징(151)의 중공에 머물 수 있도록, 마개(152)가 장착된다. 마개(152)는 탄성부재(157)가 안착되어 복원력이 발생될 수 있도록 지지 역할을 한다. 마개(152)는 외측하우징(151)의 중공으로 유입된 용융 수지가 외부로 배출될 수 있도록 복수 개의 통공(152a)을 포함한다. 복수 개의 통공(152a)은 마개(152)에서 이격되어 방사형으로 배치된다. 이에 따라 용융 수지는 원활하게 외측하우징(151)을 관통할 수 있다.
밸브(150)는 외측하우징(151)의 바깥면을 따라 용융 수지가 조금도 흐르지 않도록 외측실링부재(153)를 포함한다. 외측실링부재(153)는 외측하우징(151)의 외주면에 형성된 홈에 안착된다. 한 쌍의 외측실링부재(153)는 이격되어 외측하우징(151)의 외주면에 안착된다. 외측실링부재(153)는 탄성소재로 제작되어 외측하우징(151)과 제1 유로(20) 사이에서 압축된다. 외측실링부재(153)는 탄성력에 의해 외측하우징(151)과 제1 유로(20) 사이에 생길 수 있는 틈새를 완벽하게 차단한다. 이에 따라 외측하우징(151)의 바깥면과 제1 유로(20) 사이에서 용융 수지의 흐름은 완벽하게 차단된다.
용융 수지는 외측하우징(151)의 중공으로 유입되거나 차단될 수 있도록, 본 발명은 외측하우징(151)의 내부에 배치되는 내측하우징(154)을 포함한다. 내측하우징(154)은 용융 수지 흐름에 의한 압력으로 외측하우징(151)의 관통홀을 개폐한다. 내측하우징(154)은 후술할 탄성부재(157)의 복원력에 의해 외측하우징(151)의 관통홀을 폐쇄하여, 용융 수지는 외측하우징(151)의 중공으로 유입되지 않는다. 제1 유로(20)에서 흐르는 용융 수지의 양이 많아지면, 외측하우징(151)에 대한 용융 수지의 압력이 강해진다. 용융 수지의 압력이 탄성부재(157)의 복원력보다 커지면, 외측하우징(151)의 관통홀을 통해 노출되는 내측하우징(154)은 용융 수지의 압력에 의해 용융 수지의 흐름 방향을 따라 이동된다. 이에 따라 용융 수지는 내측하우징(154)과 외측하우징(151) 간에 발생되는 틈새를 따라 흐른다. 내측하우징(154)과 외측하우징(151) 간의 틈새는 외측하우징(151)의 내면에 방사형으로 배치되는 틈새유지날개(151a)에 의해 유지된다. 복수 개의 틈새유지날개(151a)는 내측하우징(154)이 외측하우징(151)의 중공에 틈새가 유지되도록 배치된다. 틈새유지날개(151a)의 폭은 내측하우징(154)의 외폭과 외측하우징(151)의 내폭 차이만큼 형성된다. 이에 따라 외측하우징(151)과 내측하우징(154) 간에 틈새는 틈새유지날개(151a)의 폭만큼 유지할 수 있다.
본 발명은 용융 수지의 흐름에도 불구하고 내측하우징(154)의 이동이 쉽지 않도록 중량추(156)를 포함한다. 중량추(156)는 일정수준 이상의 무게가 나가, 외부에서 가하는 힘에 의해 쉽게 움직이지 않는다. 중량추(156)는 육중한 특성을 고려하여 철이나 납과 같이 무거운 금속소재로 제작된다. 중량추(156)는 내측하우징(154)의 내부에 배치되므로, 내측하우징(154)의 중공 형태에 맞도록 제작된다. 본 발명의 실시예에서는 중량추(156)는 원기둥 형상의 내측하우징(154)의 중공에 대응하여, 원기둥 형태를 갖는다. 중량추(156)는 내측하우징(154) 내부에서 무게감을 제공하여, 용융 수지의 미약한 흐름에도 내측하우징(154)이 쉽게 이동되지 않도록 한다.
전술한 바와 같이 제1 게이트(120) 내지 제3 게이트(140)는 개방되는 시간이 다르다. 제1 게이트(120) 내지 제3 게이트(140)가 모두 밸브(150)로 교체된다면, 본 발명은 중량추(156)의 무게를 조정하여 제1 유로(20) 내지 제3 유로 내부에 배치되는 밸브(150)의 개방시간을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제1 유로(20) 내부에 배치된 밸브(150)가 가장 먼저 개방되도록, 가장 가벼운 중량추(156)가 제1 유로(20) 내부에 배치되는 밸브(150)에 구성된다. 제3 유로 내부에 배치된 밸브(150)가 가장 마지막에 개방되어야 한다면, 가장 무거운 중량추(15)가 제3 유로(40)에 배치되는 밸브(150)에 구성된다. 중량추(156)가 무거울수록 용융 수지의 흐름을 차단하는 시간이 길어진다. 밸브(150)는 중량추(156)의 무게를 이용하여 각각의 유로 내부에서 용융 수지의 흐름을 조절할 수 있다.
내측하우징(154)의 일면은 외측하우징(151)의 관통홀에 끼워지는 돌출부가 형성된다. 내측하우징(154)의 돌출부는 탄성부재(157)의 복원력에 의해 외측하우징(151)의 관통홀에 끼워진다. 이에 따라 외측하우징(151)의 관통홀이 막혀, 용융 수지는 외측하우징(151)의 관통홀을 통해 흐를 수 없다. 내측하우징(154)의 돌출부는 외측하우징(151)의 관통홀에 삽입되었을 때, 외부에 노출되도록 길게 형성된다. 즉, 내측하우징(154)의 돌출부는 외측하우징(151)의 관통홀보다 길게 형성된다. 내측하우징(154)의 돌출부는 외주면이 경사지게 형성된다. 이에 따라 내측하우징(154)의 돌출부는 경사진 외주면에 의해 용융 수지의 흐름이 원활하도록 한다. 예를 들어, 내측하우징(154)이 이동되어 외측하우징(151)의 관통홀이 개방된다면, 용융 수지는 내측하우징(154)의 돌출부와 외측하우징(151)의 관통홀 간에 발생되는 틈새를 따라 흐른다. 용융 수지는 내측하우징(154)의 돌출부에 경사진 외주면을 따라 부드럽게 흐르게 된다. 즉, 용융 수지는 외측하우징(151)의 중공으로 유입되는 과정에서 와류가 발생되지 않는다. 이에 따라 용융 수지는 와류에 의한 방해없이 흘러, 원활하게 밸브(150)를 관통할 수 있다.
본 발명은 내측하우징(154)의 돌출부와 외측하우징(151)의 관통홀 간에 완벽하게 밀폐되도록 밀폐강화부재(158)를 포함한다. 밀폐강화부재(158)는 외측하우징(151)의 관통홀에 끼워진 내측하우징(154)의 돌출부와 관통홀 간의 틈새를 막는다. 밀폐강화부재(158)는 탄성력에 의한 형태변화로 틈새를 완벽하게 막기 위해, 실리콘 등과 같은 탄성소재로 제작된다. 밀폐강화부재(158)는 내측하우징(154)의 돌출부의 형태에 대응되어 제작된다. 따라서 밀폐강화부재(158)는 외주면이 경사지게 형성되어, 용융 수지가 밸브(150)를 원활하게 관통할 수 있도록 한다.
본 발명은 내측하우징(154)과 외측하우징(151) 간에 밀폐를 추가적으로 보완하는 내측실링부재(159)를 포함한다. 외측하우징(151)은 내측하우징(154)이 탄성부재(157)의 복원력에 의해 밖으로 이탈되지 않도록 단턱을 구비한다. 외측하우징(151)의 단턱은 관통홀에 인접하여 형성된다. 내측하우징(154)은 바깥테두리에서 이격되어 돌출부를 구비한다. 내측하우징(154)에서 돌출부와 바깥테두리의 사이영역은 탄성부재(157)의 복원력에 의해 외측하우징(151)의 단턱에 걸린다. 이에 따라 내측하우징(154)은 외측하우징(151)의 바깥으로 이탈되지 않는다.
밀폐강화부재(158)는 내측하우징(154)의 돌출부 외주면과 외측하우징(151)의 관통홀의 내주면 사이에 발생될 수 있는 틈새를 완벽하게 차단한다. 내측실링부재(159)는 내측하우징(154)과 외측하우징(151)의 단턱 사이에 발생될 수 있는 틈새를 완벽하게 차단한다. 이에 따라 내측하우징(154)이 용융 수지의 흐름에 의해 이동되지 않는 이상, 본 발명은 용융 수지의 흐름을 완벽하게 차단한다. 나아가 내측실링부재(159)는 고리 형태로 밀폐강화부재(158)의 외주면에 끼워져, 밀폐강화부재(158)가 내측하우징(154)의 돌출부에 견고하게 끼워지도록 한다. 따라서 밀폐강화부재(158)는 용융 수지가 거세게 흐르더라도 벗져지지 않는다.
내측하우징(154) 내부에 배치되는 중량추(156)는 바깥으로 빠져나가지 않도록 캡(155)에 의해 저지된다. 내측하우징(154)의 타면은 개구되어 중량추(156)가 삽입된다. 개구된 일면은 캡(155)이 장착된다. 이에 따라 중량추(156)는 안정적으로 내측하우징(154)의 내부에서 위치를 유지할 수 있다.
본 발명은 내측하우징(154)의 돌출부가 외측하우징(151)의 관통홀에 끼워지도록 탄성부재(157)를 포함한다. 탄성부재(157)는 탄성력을 갖는 구성으로, 스프링 등과 같은 탄성소재로 제작된다. 탄성부재(157)는 캡(155)과 마개(152) 사이에 배치되어, 복원력에 의해 내측하우징(154)의 돌출부가 외측하우징(151)의 관통홀에 끼워지도록 한다. 용융 수지 흐름에 의한 압력이 탄성부재(157)의 복원력보다 커지게 되면, 내측하우징(154)은 마개(152)측으로 이동되어 용융 수지가 밸브(150)를 관통하여 흐른다. 또한 제1 유로(20) 내지 제 3 유로(40)에 배치되는 밸브(150)의 탄성부재(157)는 탄성력이 다르도록 조절되어, 개방되는 시간을 다르도록 할 수 있다. 이는 마치 중량추(156)의 무게조절에 의하여 밸브(150)의 개방시간을 다르게 조절되도록 하는 원리와 유사하다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브(150)의 작동원리를 도시한다. 도 3b에서 (a)는 외측하우징(151)의 관통홀이 폐쇄한 상태를 도시하고, (b)는 외측하우징(151)의 관통홀이 개방된 상태를 도시한다.
용융 수지는 일정 수준의 압력이 형성되기 전까지는 내측하우징(154)에 의해 흐름이 차단된다. 용융 수지는 내측하우징(154)의 돌출부 형태에 의해 밀폐강화부재(158)와 제1 유로(20) 사이에 와류가 형성되도록 흐른다. 만약 용융 수지 흐름에 의한 압력이 일정 수준 이상으로 형성되어 탄성부재(157)의 복원력을 초과한다면, 내측하우징(154)은 마개(152)측으로 이동된다. 이에 따라 용융 수지는 내측하우징(154)과 외측하우징(151) 사이의 틈새를 따라 흘러, 마개(152)의 통공(152a)을 관통한다.
아래에서는 본 발명의 작동예에 대하여 설명하기로 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 작동예에 따르면, 일체형 다중사출금형(200)은 접이식 상자를 사출하기 위한 금형이다. 각 캐비티에서 사출되는 사출품이 조립되어 접이식 상자를 구성할 수 있다.
일체형 다중사출금형(200)은 접이식 상자의 베이스 플레이트를 구성하는 제1 캐비티(210), 베이스 플레이트의 우측에 조립되는 우측 프레임을 구성하는 제2 캐비티(220), 베이스 플레이트의 좌측에 조립되는 좌측 프레임을 구성하는 제3 캐비티(230) 및 베이스 플레이트의 후측 면에 결합되는 후측 프레임을 구성하는 제4 캐비티(240)를 포함한다.
앞서 설명한 바와 같이, 제1 캐비티(210)는, 인렛(I)으로부터 용융 수지를 전달하고 제1 게이트(214)가 형성되는 제1 유로(212)가 연통하고, 제2 캐비티(220)는, 인렛(I)으로부터 용융 수지를 전달하며, 제2 게이트(224)가 형성되는 제2 유로(222)가 연통한다. 이와 마찬가지로, 제3 캐비티(230)는, 인렛(I)으로부터 용융 수지를 전달하고, 제3 게이트(234)가 형성되는 제3 유로(232)가 연통하고, 제4 캐비티(240)는 인렛(I)으로부터 용융 수지가 전달되고 제4 게이트(244)가 형성되는 제4 유로(242)가 연통한다.
여기에서 인렛(I)은 일체형 다중사출금형(200)의 중심부에 형성되어 있다.
도면에서 관찰할 수 있는 바와 같이, 제2 캐비티(220)및 제3 캐비티(230)은 인렛(I)으로부터의 거리가 유사하고, 그 형태에 있어서도 유사하다. 제1 캐비티(210)는 인렛(I)으로부터의 거리가 가장 짧으나 부피가 가장 크다. 제4 캐비티(240)는 제2 및 제3 캐비티(220, 230)에 비해서는 인렛(I)으로부터의 거리가 짧으나 다수의 돌기부 내지는 그루브를 포함하여 형상의 복잡도가 높다.
형상의 복잡도가 가장 높은 제4 캐비티(240)에 형성되는 제4 게이트(244)를 가장 처음 개방한다. 제4 게이트(244)를 개방한 이후 일정 시간이 지나면 제2 및 제3 게이트(224, 234)를 개방한다. 제2 및 제3 게이트(224, 234)를 개방한 뒤 특정 시간이 경과하면 제1 게이트(214)를 개방한다.
또한, 이와 같이 지연시간을 두고 각 게이트를 개방하지 않고, 추가의 제5 유로를 제1 또는 제4 캐비티(210, 240) 중 적어도 하나와 연통하도록 구성하여, 제1 내지 제4 게이트(214, 224, 234, 244)를 동시에 개방할 수도 있다. 지연시간은 계산에 의하여 획득될 수 있으며, 금형의 형상마다 상이하게 얻어지므로 특정 시간의 언급은 배제하기로 한다.
앞서, 네 개의 캐비티가 형성되는 것을 설명하였으나 도 5에 도시된 바와 같이 5개 이상의 캐비티를 포함하는 일체형 다중사출금형(300)을 구성할 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 각기 다른 시간에 게이트 개방, 추가적인 유로의 형성 및 유로 상에 히터의 배치를 통해 하나의 금형에서 형상이 서로 다른 사출품을 제조할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
H: 호퍼 B: 배럴
1: 일체형 다중사출금형 10: 인렛
20: 제1 유로 30: 제2 유로
40: 제3 유로 50: 제1 캐비티
60: 제2 캐비티 70: 제3 캐비티
80: 히터 120: 제1 게이트
130: 제2 게이트 140: 제3 게이트
150: 밸브 151: 외측하우징
151a: 틈새유지날개 152: 마개
152a: 통공 153: 외측실링부재
154: 내측하우징 155: 캡
156: 중량추 157: 탄성부재
158: 밀폐강화부재 159: 내측실링부재
200: 일체형 다중사출금형 210: 제1 캐비티
212: 제1 유로 214: 제1 게이트
220: 제2 캐비티 222: 제2 유로
224: 제2 게이트 230: 제3 캐비티
232: 제3 유로 234: 제3 게이트
240: 제4 캐비티 242: 제4 유로
244: 제4 게이트
1: 일체형 다중사출금형 10: 인렛
20: 제1 유로 30: 제2 유로
40: 제3 유로 50: 제1 캐비티
60: 제2 캐비티 70: 제3 캐비티
80: 히터 120: 제1 게이트
130: 제2 게이트 140: 제3 게이트
150: 밸브 151: 외측하우징
151a: 틈새유지날개 152: 마개
152a: 통공 153: 외측실링부재
154: 내측하우징 155: 캡
156: 중량추 157: 탄성부재
158: 밀폐강화부재 159: 내측실링부재
200: 일체형 다중사출금형 210: 제1 캐비티
212: 제1 유로 214: 제1 게이트
220: 제2 캐비티 222: 제2 유로
224: 제2 게이트 230: 제3 캐비티
232: 제3 유로 234: 제3 게이트
240: 제4 캐비티 242: 제4 유로
244: 제4 게이트
Claims (8)
- 용융 수지가 투입되는 인렛;
상기 인렛으로부터 분기되고, 각각 개폐가능한 게이트가 형성되는 셋 이상의 유로;
상기 셋 이상의 유로와 각각 연통하고, 서로 다른 형태를 갖는 셋 이상의 캐비티; 및
상기 유로는 서로 다른 방향으로 분기되는 제1 내지 제3 유로를 포함하고,
상기 제1 유로에는 개폐가능한 제1 게이트가 형성되고, 상기 제2 유로에는 개폐가능한 제2 게이트가 형성되고, 제3 유로에는 개폐가능한 제3 게이트가 형성되고,
상기 캐비티는, 상기 제1 유로와 연통하는 제1 캐비티; 상기 제2 유로와 연통하는 제2 캐비티; 및 상기 제3 유로와 연통하는 제3 캐비티;를 포함하고,
상기 각각의 게이트는,
각각의 유로에 끼워지고, 용융수지가 흐를 수 있는 중공을 구비하는 외측 하우징;
상기 외측 하우징의 내부에 배치되고, 상기 외측 하우징 간의 틈새를 따라 용융수지의 흐름을 안내하는 내측 하우징; 및
상기 내측 하우징의 내부에 배치되어 무게감을 제공함으로써 상기 내측 하우징의 이동을 제어할 수 있도록 금속 소재로 형성되는 중량추를 포함하고,
상기 각각의 게이트에 구비되는 중량추의 무게는 서로 다른 것인 일체형 다중사출금형.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1 유로의 길이는 제2 유로의 길이보다 길고, 제2 유로의 길이는 제3 유로의 길이보다 길게 구성되고,
상기 인렛에 용융 수지 주입 시, 상기 제1 게이트는 제1 타임에 개방되고, 상기 제2 게이트는 제2 타임에 개방되고, 상기 제3 게이트는 제3 타임에 개방되도록 구성되고,
상기 제1 타임은 제2 타임보다 선행하고, 제2 타임은 제3 타임보다 선행하도록 구성되는 것인 일체형 다중사출금형.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1 내지 제3 캐비티는 각각 복수의 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 제1 캐비티는 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 제1 개수 포함하고, 상기 제2 캐비티는 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 제2 개수 포함하고, 상기 제3 캐비티는 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 제3 개수 포함하고,
상기 제1 개수는 제2 개수보다 큰 양의 정수이고, 제2 개수는 제3 개수보다 큰 양의 정수이며,
상기 인렛에 용융 수지 주입 시, 상기 제1 게이트는 제2 게이트보다 먼저 개방되고, 제2 게이트는 제3 게이트보다 먼저 개방되도록 구성되는 것인 일체형 다중사출금형.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제1 내지 제3 캐비티는 각각 복수의 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 제1 캐비티는 제1 개수의 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제2 캐비티는 제2 개수의 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제3 캐비티는 제3 개수의 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 제1 개수는 제2 개수보다 큰 양의 정수이고, 제2 개수는 제3 개수보다 큰 양의 정수이며,
상기 인렛으로부터 분기하고, 상기 제1 캐비티와 연통하도록 구성되는 제4 유로가 형성되는 것인 일체형 다중사출금형.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제1 내지 제3 캐비티는 각각 복수의 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 제1 캐비티는 제1 개수의 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제2 캐비티는 제2 개수의 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제3 캐비티는 제3 개수의 돌기부 및 그루브 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 제1 개수는 제2 개수보다 큰 양의 정수이고, 제2 개수는 제3 개수보다 큰 양의 정수이며,
상기 제1 유로에는 상기 제1 유로를 감싸도록 배치되는 히터가 형성되는 것인 일체형 다중사출금형.
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