KR102349618B1 - 사출성형 금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사출성형 금형에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 사출성형 금형은 제1 금형; 상기 제1 금형과 마주 보며 정렬되게 제공되어, 상기 제1 금형과의 사이에 캐비티를 형성하는 제2 금형; 및 상기 제1 금형 또는 제2 금형에 형성되는 냉각관을 포함하되, 상기 냉각관은 상기 캐비티 방향으로 돌출되게 형성되는 확관부와, 상기 확관부 외의 영역인 비확관부를 포함하고, 상기 확관부에는 설정 면적을 가지고 상기 냉각관의 길이 방향을 따라 상기 비확관부와 마주하는 영역에 위치되는 유로 조절 부재가 제공된다.

Description

사출성형 금형{Injection molding mold}

본 발명은 사출성형 금형에 관한 것으로, 보다 상세히 효과적으로 냉각이 수행되는 사출성형 금형에 관한 것이다.

금형은 플라스틱 제품을 생산하는 사출 금형, 철판을 이용하여 제품을 만들어내는 프레스 금형, 금속을 녹여 플라스틱과 같이 만들어 내는 다이 캐스팅 금형 등 여러 가지로 나눌 수 있으며 이러한 금형은 제품의 원활한 생산을 위하여 통상 가동형과 고정형으로 나뉘어 제작하고 있다.

또한, 사출 금형에서 플라스틱 제품은 고온으로 용융된 재료가 높은 압력에 의해 각각의 금형사이로 충진 되어 금형의 내부 형상을 따라 제품이 생산된다. 상기한 플라스틱 사출 공정은, 크게 원재료 투입공정과, 건조공정, 사출기 원료 투입공정, 사출 성형, 제품 취출 공정, 그리고 후 가공 및 포장 공정으로 이루어지게 된다. 그리고, 상기한 사출 성형의 공정은 금형 내의 용융된 수지(Resin)를 충전시키는 사출공정(Injection) 이후에 수지를 고화 시키기 위한 냉각(Cooling)공정을 포함하게 된다. 상기한 냉각 공정에서 사용되는 냉각 방식 중에서, 금형의 열 전도를 균일하게 하고 제품의 모양을 양호하게 하기 위하여 금형의 내부에 냉각수의 순환을 원활하게 하는 부품인 냉각관이 설치된다.

본 발명은 효과적으로 냉각이 수행되는 사출성형 금형을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 냉각관의 확관부에서 난류 형성을 통해 냉각이 이루어 지는 사출성형 금형을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 유로 조절 부재의 교체가 효과적으로 수행되는 사출성형 금형을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 금형; 상기 제1 금형과 마주 보며 정렬되게 제공되어, 상기 제1 금형과의 사이에 캐비티를 형성하는 제2 금형; 및 상기 제1 금형 또는 제2 금형에 형성되는 냉각관을 포함하되, 상기 냉각관은 상기 캐비티 방향으로 돌출되게 형성되는 확관부와, 상기 확관부 외의 영역인 비확관부를 포함하고, 상기 확관부에는 설정 면적을 가지고 상기 냉각관의 길이 방향을 따라 상기 비확관부와 마주하는 영역에 위치되는 유로 조절 부재가 제공되는 사출성형 금형이 제공될 수 있다.

또한, 상기 유로 조절 부재는 상기 캐비티를 향하는 상단이 상기 냉각관의 길이 방향에 따른 상기 비확관부의 연장선 아래쪽 영역에 위치될 수 있다.

또한, 상기 유로 조절 부재는 상기 냉각관의 길이 방향에 따른 상기 확관부의 중심에 대해 상류측으로 설정 거리 이격되어 위치될 수 있다.

또한, 상기 유로 조절 부재는 탄성 변형 가능한 소재로 제공될 수 있다.

또한, 상기 유로 조절 부재의 상단에는 상하 방향으로 높이가 다른 요철부가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 효과적으로 냉각이 수행되는 사출성형 금형이 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 냉각관의 확관부에서 난류 형성을 통해 냉각이 이루어 지는 사출성형 금형이 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 유로 조절 부재의 교체가 효과적으로 수행되는 사출성형 금형이 제공될 수 있다.

도 1은 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사출성형 금형을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 냉각관 영역을 확대한 도면이다.
도 3은 냉각관의 길이 방향으로 바라본 유로 조절 부재의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 또 다른 실시 예에 따른 유로 조절 부재를 나타내는 도면이다.
도 5는 보조 배관에 형성된 냉매 토출홀을 나타내는 도면이다.
도 6은 확관부 주위에서의 냉매 유동 상태를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사출성형 금형을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 냉각관 영역을 확대한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 사출성형 금형(1)은 제1 금형(2) 및 제2 금형(3)을 포함한다.

제1 금형(2) 및 제2 금형(3)은 서로 마주 보며 정렬되게 제공된다. 제1 금형(2) 및 제2 금형(3) 중 하나는 다른 하나에 대해 이동 가능하게 제공된다. 제1 금형(2)과 제2 금형(3)이 서로 접하게 위치되면, 제1 금형(2)과 제2 금형(3) 사이에는 캐비티(4)가 형성된다. 캐비티(4)는 사출 노즐(미도시)과 연결되어, 사출 노즐을 통해 캐비티(4)에 원재료를 주입하여 사출성형이 수행된다.

제1 금형(2), 제2 금형(3) 또는 제1 금형(2)과 제2 금형(3)에는 냉각관(10)이 형성된다. 냉각관(10)은 냉매가 상류측 단부로 유입되어 내측을 유동한 후, 하류측으로 단부로 배출되도록 구성된다. 도 1에는 도시의 편의를 위해 제2 금형(3)에만 냉각관(10)이 형성된 경우가 예시되었다. 원재료가 캐비티(4)에 주입된 후, 냉각관(10)을 통해 냉각되면 원재료는 경화된다.

냉각관(10)에는 확관부(11)가 형성된다. 확관부(11)는 캐비티(4) 방향으로 돌출되게 형성되어, 인접한 영역보다 냉매가 유동하는 공간의 면적이 증가되게 한다. 캐비티(4)의 형상으로 인해, 캐비티(4)와 냉각관(10) 사이의 두께가 증가된 영역, 캐비티(4)의 두께가 인접한 영역보다 크게 형성되거나 복잡한 형상을 가져 주입되는 원재료의 양이 상대적으로 많은 영역에 캐비티(4)와의 거리 조절, 냉각 량 증가 등을 위해 확관부(11)가 형성된다. 이하, 냉각관(10)에서 확관부(11)가 형성되지 않은 구간은 비확관부라 한다.

도 3은 냉각관의 길이 방향으로 바라본 유로 조절 부재의 구조를 나타내는 도면이고, 도 4는 또 다른 실시 예에 따른 유로 조절 부재를 나타내는 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 확관부(11)에는 유로 조절 부재(15)가 위치된다. 유로 조절 부재(15)는 설정 면적을 가지고, 냉각관(10)의 길이 방향을 따라 비확관부와 마주하는 영역에 위치된다. 유로 조절 부재(15)는 캐비티(4)를 향하는 상단이 냉각관(10)의 길이 방향에 따른 비확관부의 연장선을 아래쪽 영역에 위치되도록 제공된다. 일 예로, 유로 조절 부재(15)는 비확관부에 대응되는 면적을 갖도록 제공되어, 비확관부와 마주하게 위치될 수 있다. 이에 따라, 유로 조절 부재(15)가 냉매의 유동을 지나치게 방해하는 것이 방지된다. 유로 조절 부재(15)는 냉각관(10)의 길이 방향에 따른 확관부(11)의 중심(C)에 대해 상류측으로 설정 거리 이격되어 위치된다. 유로 조절 부재(15)의 상단에는 상하 방향으로 높이가 다른 요철부(16)가 형성된다. 일 예로, 요철부(16)는 삼각형의 톱니 형상으로 제공될 수 있다. 또 다른 예로, 요철부(16)는 라운드진 물결 형상으로 제공될 수 있다. 유로 조절 부재(15)는 탄성 변형 가능한 소재로 제공된다. 일 예로, 유로 조절 부재(15)는 설정 크기의 탄성 계수를 갖는 합성 수지재로 제공될 수 있다. 또한, 유로 조절 부재(15)는 캐비티를 향하는 상단부 보다 보조 배관(20)과 인접한 하부의 탄성 계수가 크게 제공될 수 있다.

냉각관(10)에는 보조 배관(20)이 삽입되게 제공되고, 유로 조절 부재(15)는 보조 배관(20)의 외면에 고정되게 제공될 수 있다. 이에 따라, 보조 배관(20)을 냉각관(10)에서 인출하는 형태로 유로 조절 부재(15)는 냉각관(10)에서 제거되고, 보조 배관(20)을 삽입하는 방식으로 유로 조절 부재(15)는 냉각관(10)에 설치, 교체될 수 있다. 보조 배관(20)의 지름은 냉각관(10)의 비확관부의 지름의 1/2 이하로 제공된다.

도 5는 보조 배관에 형성된 냉매 토출홀을 나타내는 도면이다.

도 2 및 도 5를 참조하면, 보조 배관(20)에는 냉매 토출홀(25)이 형성된다. 냉매 토출홀(25)은 유로 조절 부재(15)와 인접하게 확관부(11) 영역에 위치된다. 냉매 토출홀(25)은 유로 조절 부재(15)를 기준으로 냉각관(10)의 상류측 방향에 위치된다. 또한, 유로 조절 부재(15) 및 냉매 토출홀(25)이 복수 제공될 때, 보조 배관(20)은 냉각관(10)의 하류측에서 삽입되게 위치되고, 냉매 토출홀(25)은 하류측 보다 상류측의 크기가 크게 형성된다. 이에 따라, 보조 배관(20)의 냉매는 하류측에서 보다 큰 압력을 토출되고, 상대적으로 압력이 낮아진 냉각관(10)에 압력을 보충하게 된다. 그리고, 상류측에는 보조 배관(20)의 내측의 압력이 낮아진 상태에서도 냉매가 효과적으로 냉매 토출홀(25)을 통해 토출될 수 있다.

도 6은 확관부 주위에서의 냉매 유동 상태를 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, 냉각관(10)을 유동하는 냉매는 확관부(11)에서 유로 조절 부재(15)에 의해 캐비티(4)를 향하는 위쪽 방향으로 유동 방향의 변경이 발생한다. 이 때, 유로 조절 부재(15)는 냉매가 가하는 힘에 의해 전후 방향으로 진동하게 되고, 유로 조절 부재(15)의 진동은 확관부(11)의 위쪽에 위치된 냉매를 교란시켜, 냉매의 유동이 촉진된다. 또한, 유로 조절 부재(15)가 확관부(11)의 중심(C)에 대해 상류측에 위치됨에 따라, 냉매가 유동하는 상태에서 유로 조절 부재(15)의 상단부는 확관부(11)의 상부의 중심 영역을 향하게 된다. 이에 따라, 유로 조절 부재(15)의 진동은 확관부(11)의 상부로 효과적으로 전달된다.

또한, 유로 조절 부재(15)의 요철부(16)에 의해 확관부(11)의 상부로 유입되는 냉매는 난류 형태가 되어, 냉매가 확관부(11)의 상부에서 정체되는 것이 방지되고, 열전달 효율이 향상된다.

또한, 보조 배관(20)에서 토출되는 냉매에 의해, 유로 조절 부재(15)의 상류 측에서 냉매의 유동 방향이 효과적으로 변경될 수 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

2: 제1 금형 3: 제2 금형
4: 캐비티 10: 냉각관
15: 유로 조절 부재 20: 보조 배관

Claims (5)

1. 제1 금형;
   상기 제1 금형과 마주 보며 정렬되게 제공되어, 상기 제1 금형과의 사이에 캐비티를 형성하는 제2 금형;
   상기 제1 금형 또는 제2 금형에 형성되는 냉각관; 및
   상기 냉각관에 삽입되게 제공되고, 냉매 토출홀이 형성된 보조 배관을 포함하되,
   상기 냉각관은 상기 캐비티 방향으로 돌출되게 형성되는 확관부와, 상기 확관부 외의 영역인 비확관부를 포함하고,
   상기 확관부에는 설정 면적을 가지고 상기 냉각관의 길이 방향을 따라 상기 비확관부와 마주하는 영역에 위치되는 유로 조절 부재가 제공되되,
   상기 유로 조절 부재는 상기 보조 배관의 외면에 고정되고, 탄성 변형 가능한 소재로 제공되어 유동하는 냉매가 가하는 힘에 의해 전후 방향으로 진동하게 제공되고, 상단에는 상하 방향으로 높이가 다른 요철부가 형성되고,
   상기 냉매 토출홀은 상기 확관부 영역에서 상기 유로 조절 부재를 기준으로 상기 냉각관의 상류측 방향에 위치되는 사출성형 금형.
2. 제1항에 있어서,
   상기 유로 조절 부재는 상기 캐비티를 향하는 상단이 상기 냉각관의 길이 방향에 따른 상기 비확관부의 연장선 아래쪽 영역에 위치되는 사출성형 금형.
3. 제2항에 있어서,
   상기 유로 조절 부재는 상기 냉각관의 길이 방향에 따른 상기 확관부의 중심에 대해 상류측으로 설정 거리 이격되어 위치되는 사출성형 금형.
4. 삭제
5. 삭제

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