KR102407814B1 - 인서트 사출 금형 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인서트 사출 금형 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인서트물을 금형에 삽입 후 사출을 하는 인서트 사출에 있어서, 사출 전 인서트물의 고정을 위해 종래와 같이 슬라이딩 코어를 사용하지 않고, 코어 자체에 인서트물을 끼워서 고정시킬 수 있게 하는 인서트 사출 금형 장치에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 인서트 사출 금형 장치는, 오목 형성된 캐비티를 구비한 제1 금형, 상기 제1 금형과 형폐 및 형개 가능하고, 상기 캐비티로 삽입되도록 돌출된 코어를 구비한 제2 금형을 포함하되, 상기 코어는 외측면에서 오목하게 형성되어 인서트물의 돌기부가 끼워지는 제1 끼움홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

인서트 사출 금형 장치{INSERT INJECTION MOLD}

본 발명은 인서트 사출 금형 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인서트물을 금형에 삽입 후 사출을 하는 인서트 사출에 있어서, 사출 전 인서트물의 고정을 위해 종래와 같이 슬라이딩 코어를 사용하지 않고, 코어 자체에 인서트물을 끼워서 고정시킬 수 있게 하는 인서트 사출 금형 장치에 관한 것이다.

사출 성형이란 레진(수지)을 금형으로 사출하여 특정 모양의 굳혀서 성하는 것으로, 다양한 플라스틱 제품 성형법 중 하나이다.

이러한 사출 성형은 대부분 금형 내의 빈 공간인 캐비티에 레진을 충진하는 것으로 완료되나, 제품에 따라 사출물과 별도의 인서트물을 금형에 삽입한 상태에서 사출하는 방식이 있으며 이를 인서트 사출이라 한다.

인서트 사출의 경우 사출물 구조에 따라 사출 전 인서트물의 고정이 이루어지지 않을 수 있고, 이에 인서트물의 고정을 위해 코어 외측에서 슬라이드 작동하는 별도의 슬라이드 코어를 추가 설계하여야 한다.

슬라이드 코어는 금형의 형개 및 형폐에 맞춰 전후진이 이루어져 사출물의 외형을 잡아주면서 사출 중 인서트물이 원래 위치에서 이탈하지 않게 한다.

그런데 슬라이드 코어를 채택할 경우, 금형 설계 비용이 증가됨은 물론, 사출 성형 후 해당 부위에 코어 자국이 남기 쉽기 때문에 후가공이 필요할 수도 있고, 장기간 사용 시 눌림 등에 의해 슬라이드 코어의 경계 부위 상에 버(burr)가 발생할 수가 있어, 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

사출 전 인서트물의 고정을 위해 종래와 같이 슬라이딩 코어를 사용하지 않고, 코어 자체에 인서트물을 끼워서 고정시킬 수 있게 하는 인서트 사출 금형 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 인서트 사출 금형 장치는,

오목 형성된 캐비티를 구비한 제1 금형,

상기 제1 금형과 형폐 및 형개 가능하고, 상기 캐비티로 삽입되도록 돌출된 코어를 구비한 제2 금형을 포함하되,

상기 코어는 외측면에서 오목하게 형성되어 인서트물의 돌기부가 끼워지는 제1 끼움홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 인서트 사출 금형 장치에서,

상기 제1 끼움홈은 상기 코어의 돌출방향으로 상기 코어의 외측면과 상면 일부가 개구되어 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 인서트 사출 금형 장치에서,

상기 제2 금형은 상기 코어에서 상부로 내향 경사지게 출몰하도록 결합된 코어 밀핀을 포함하되,

상기 코어 밀핀은 상기 코어의 외측면에서 오목하게 형성되어 상기 인서트물의 돌출부가 끼워지는 제2 끼움홈을 형성하는 걸림헤드부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러 본 발명에 따른 인서트 사출 금형 장치에서,

상기 걸림헤드부는 후진 상태에서 상기 돌출부의 노출면 일부 또는 전부에 맞물림 구조로 접촉하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 인서트 사출 금형 장치는,

인서트물에 사출물 구조에 영향을 주지 않는 돌기부를 형성하고, 상기 인서트물이 돌기부를 코어의 외측면에 직접 끼워서 인서트물의 고정이 이루어지게 하여, 종래와 같이 슬라이드 코어의 사용이 불필요하게 되므로, 금형의 설계비용 절감이 가능하고, 코어 자국이나 버(burr) 등의 불량을 감소시켜 후가공을 필요로 하지 않기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있고,

돌기부가 사출물 자체의 리브 구조를 갖기 때문에 수축 불량을 감소시키면서, 인서트물의 삽입 및 취출이 용이하며,

사출물 내부로 돌출되는 인서트물의 돌출부를 사선 방향으로 출몰하는 코어 밀핀으로 고정시켜 인서트물의 이탈을 방지하면서,

코어 밀핀이 인서트물의 돌출부에 맞물림 구조로 접촉함에 따라, 사출 전 인서트물의 고정이 보다 안정적으로 유지되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 인서트 사출 금형 장치의 단면도 및 요부 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 제1 금형의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 제2 금형의 사시도.
도 4는 도 3의 설계 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 코어 밀핀의 사시도 및 삼면도.
도 6은 본 발명에 따른 작동핀의 정면도.
도 7은 본 발명에 따른 코어 블록의 정면도.
도 8은 도 6의 변형예를 도시한 단면도.
도 9는 본 발명에 따라 인서트 사출된 사출물의 샘플 사진도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 게시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 인서트 사출 금형 장치를 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 1을 참고하여 특정하면, 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정하고, 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.

이하에서는 본 발명에 따른 인서트 사출 금형 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명은 인서트 사출 금형 장치에 관한 것으로, 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 크게 사출기에 장착되어 형개 및 형폐 작동하는 제1 금형(10, 상금형)과 제2 금형(20, 하금형)을 포함한다.

구체적으로 본 발명은 오목 형성된 캐비티(11)를 구비한 제1 금형(10),

상기 제1 금형(10)과 형폐 및 형개 가능하고, 상기 캐비티(11)로 삽입되도록 돌출된 코어(21)를 구비한 제2 금형(20)을 포함한다.

상기 캐비티(11)와 코어(21)는 형폐 시 암수 삽입 구조로 맞물려지면서 캐비티(11)와 코어(21)의 면 사이에 레진이 충진되는 공간(R)을 형성하며,

제1 금형(10)에는 사출기의 실린더가 연결되는 로케트링과 노즐부가 장착되어 있고, 제2 금형(20)에는 사출물 취출을 위한 이젝트 핀(25)이 밀판에 의해 전후진 가능하게 결합되어 있다.

이러한 제1 금형(10) 및 제2 금형(20)은 사출물의 형상, 크기, 구조 등에 따라 캐비티(11) 및 코어(21)의 설계가 변경될 수 있으며, 각 금형의 온수 배관(또는 냉각 배관) 구조를 갖는 등 일반 사출 금형과 유사한 구조로 이루어지며,

본 명세서의 도면에서는 1*2 캐비티 구조를 가져, 캐비티(11)들 사이에 게이트와 연결되는 레진 주입로(12)(22)가 구비된 실시예를 확인할 수 있다.

아울러 본 발명은 일면이 개구된 커버형 사출물(2)로써 측벽부 상에 인서트물(1)이 일부 내장되는 구조로 인서트 사출이 이루어지는 제품 성형에 적합하며,

특히 윈도우(1a)(1b) 등의 인서트물(1) 일부가 측벽부의 내외로 노출되는 커버 제품의 인서트 사출에 사용되는 것이 적합하고,

일례로 도 9에는 반려동물의 목에 걸어서 진동 등의 자극을 주어 반려동물의 교육에 활용되는 트레이닝 보조기의 하우징을 형성하는 리어 커버가 대표적으로 도시되어 있다.

본 발명의 핵심 중 하나로써, 상기 코어(21)는 외측면에서 오목하게 형성되어 인서트물(1)의 돌기부(1c)가 끼워지는 제1 끼움홈(211)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 돌기부(1c) 및 제1 끼움홈(211)은 그 모양이나 개수, 위치 등에 제한이 없으나, 금형 설계 시 리브 성형을 위한 홈 중 하나를 제1 끼움홈(211)으로 활용하는 것이 바람직하다.

특히 상기 제1 끼움홈(211)은 상기 코어(21)의 돌출방향으로 상기 코어(21)의 외측면과 상면 일부가 개구되어 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 제1 끼움홈(211)은 이젝트 핀(25)에 의해 사출물(2) 취출 시 상기 돌기부(1c)가 코어(21) 상부로 쉽게 빠지게 하면서, 상기 코어(21)의 돌출 방향으로 사출물(2)의 높이에 상응하는 길이로 형성되어, 상기 돌기부(1c) 및 제1 끼움홈(211)에 채워지는 레진이 사출물(2)의 리브로 기능하게 한다.

또한 본 발명의 또 다른 핵심으로써, 상기 제2 금형(20)은 상기 코어(21)에서 상부로 내향 경사지게 출몰하도록 결합된 코어 밀핀(215)을 포함하되,

상기 코어 밀핀(215)은 상기 코어(21)의 외측면에서 오목하게 형성되어 상기 인서트물(1)의 돌출부(1d)가 끼워지는 제2 끼움홈(212)을 형성하는 걸림헤드부(215a)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때 인서트물(1)의 돌출부(1d)는 사출물(2)에 매립되지 않고 사출물(2)의 내부로 돌출되는 구조로 이루어지는 것이 바람직하며,

본 명세서의 도면에서는 윈도우(1a)(1b)들 중 하나(1b)의 내면에서 계단형으로 돌출되어 윈도우에 줄무늬 형상을 구현하는 돌출부(1d)를 확인할 수 있다.

상기 코어 밀핀(215)의 전후진 가이드를 위해, 상기 코어(21)에는 상기 제2 끼움홈(212)의 내측에 사선 방향으로 관통하여 형성된 제1 장착홈(213)이 형성되어 있으며,

상기 코어 밀핀(215)의 후단부에 형성된 가이드홈(215b)에 작동핀(24)의 헤드(241)가 끼워져 결합된다.

상기 가이드홈(215b)은 'T' 자형 걸림 구조로 코어 밀핀(215)과 직교되는 방향으로 관통하여 형성되어, 상기 작동핀(24)의 헤드(241)가 슬라이딩 결합 구조로 끼워진다.

이에 상기 코어 밀핀(215)이 후진하여 코어(21) 내부로 인입된 상태에서 상기 걸림헤드부(215a)에 의해 제2 끼움홈(212)은 외측면만이 개구되어, 상기 인서트물(1)의 돌출부(1d)가 상기 제2 끼움홈(212)으로 끼워져 상기 제1 끼움홈(211)에 끼워진 돌기부(1c)와 함께 인서트물(1)이 코어(21) 외면에 고정, 장착된다.

이때 상기 걸림헤드부(215a)는 후진 상태에서 상기 돌출부(1d)의 노출면 일부 또는 전부에 맞물림 구조로 접촉하는 것을 특징으로 한다.

따라서 상기 걸림헤드부(215a)의 가압으로 돌출부(1d)의 고정이 더욱 안정적으로 유지되며, 사출 전 형폐 시 진동 등에 의해 인서트물(1)이 상기 코어(21)에서 이탈되거나 일부가 빠져서 위치가 틀어지는 것을 방지할 수 있다.

그리고 사출이 완료되면, 형개 후 상기 코어 밀핀(215)이 전진하여 상기 코어(21)의 상부로 상향 인출되는데, 이때 경사진 가이드홈(215b)에 의해 코어 밀핀(215)의 걸림헤드부(215a)가 내측으로 밀려서 작동함에 따라 걸림헤드부(215a)의 맞물림이 풀어지면서 돌출부(1d)와 이격되어, 이젝트 핀(25)을 통한 사출물(2) 취출 시 상기 돌출부(1d)가 상기 걸림헤드부(215a)에 걸리지 않게 된다.

도면 부호 23은 상기 코어(21)가 제2 금형(20)에 끼워져 조립되는 조립부이다.

아울러 사출물(2)의 구조에 따라 상기 코어(21)에는 코어(21)의 돌출 방향으로 관통하여 형성된 제2 장착홈(214)이 구비되어, 코어 블록(216)이 추가로 결합되어 코어(21)의 일부를 형성할 수 있다.

이러한 구성의 본 발명은 인서트물(1)의 돌기부(1c) 및 돌출부(1d)가 코어(21) 자체의 끼움홈들에 끼워져, 인서트물(1)이 코어(21)의 외면에 고정되므로 종래의 슬라이드 코어(21)가 없이도 인서트물(1)의 고정이 안정적으로 유지되어, 인서트 사출을 용이하게 한다.

한편 상기 코어 밀핀(215)의 전후진 작동에 있어, 수평 또는 수직방향으로 전후진하는 작동핀(24)과 달리, 코어 밀핀(215)은 사선 방향으로 전후진 하므로, 작동핀(24)이 전후진할 때 헤드(241)가 가이드홈(215b)의 내외측으로 이동하면서 코어 밀핀(215)을 밀게 된다.

이 경우 코어 밀핀(215)의 정지 위치를 정확하게 맞추어야 코어(21) 표면을 정확하게 형성하여 버(burr) 등이 발생하지 않게 되는데, 코어 밀핀(215)과 작동핀(24)의 전후진 방향이 서로 어긋나기 때문에 가이드홈(215b)과 헤드(241)부의 접촉면에 긁힘(galling; 속칭 가지리)이 발생하여 코어 밀핀(215)이 작동하지 않거나 작동핀(24)이 부러질 수 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 작동핀(24)은 상기 가이드홈(215b)의 단면에 상응하는 육면체 형상이되, 상기 가이드홈(215b)의 각 모서리에 대향하는 모서리부에 반구형 장착홈(242a)이 구비된 헤드(242)를 포함하고,

각 반구형 장착홈(242a)에는 상기 가이드홈(215b)의 각 모서리에 연결된 내면에 모두 접촉하는 볼부재(243)가 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 반구형 장착홈(242a)은 상기 볼부재(243)의 지름 대비 1/2의 깊이(보다 바람직하게는 볼부재(243)의 지름 대비 1/2 보다 미세하게 더 깊은 깊이)를 갖도록 형성되어, 상기 볼부재(243)의 절반(이상)이 압입된 형태로 반구형 장착홈(242a) 상에서 상기 볼부재(243)가 빠지지 않고 자유 회전 가능하게 결합된다.

이러한 볼부재(243)는 가이드홈(215b)의 내면 중 2개의 면에 동시 접촉되어, 상기 헤드(241)가 상기 가이드홈(215b)의 내면에 접촉하지 않도록 구름 지지하는 일종의 베어링 기능을 한다.

이에 작동핀(24)에 의해 코어 밀핀(215)이 전후진 작동할 때, 상기 볼부재(243)만이 가이드홈(215b)의 내면에 접촉하여 회전하므로, 가이드홈(215b)의 내면과 헤드(241) 사이의 마찰면적 및 마찰력을 줄여서 접촉면들에 긁힘이 발생하지 않아 상기한 문제점을 해결할 수 있다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 인서트 사출 금형 장치를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 인서트물 1a, 1b : 윈도우
1c : 돌기부 1d : 돌출부
2 : 사출물
10 : 제1 금형 11 : 캐비티
12 : 레진 주입로
20 : 제2 금형 21 : 코어
22 : 레진 주입로 23 : 조립부
24 : 작동핀 25 : 이젝트 핀
211 : 제1 끼움홈 212 : 제2 끼움홈
213 : 제1 장착홈 214 : 제2 장착홈
215 : 코어 밀핀 215a : 걸림헤드부
215b : 가이드홈 216 : 코어 블록
241 : 헤드

Claims (4)

1. 오목 형성된 캐비티(11)를 구비한 제1 금형(10),
   상기 제1 금형(10)과 형폐 및 형개 가능하고, 상기 캐비티(11)로 삽입되도록 돌출된 코어(21)를 구비한 제2 금형(20)을 포함하되,
   상기 코어(21)는 외측면에서 오목하게 형성되어 인서트물(1)의 돌기부(1c)가 끼워지는 제1 끼움홈(211)을 포함하고,
   상기 제2 금형(20)은 상기 코어(21)에서 상부로 내향 경사지게 출몰하도록 결합된 코어 밀핀(215)을 포함하되, 상기 코어 밀핀(215)의 후단부에 형성된 가이드홈(215b)에 작동핀(24)의 헤드(241)가 끼워져 결합되고,
   상기 가이드홈(215b)은 'T' 자형 걸림 구조로 코어 밀핀(215)과 직교되는 방향으로 관통하여 형성되어, 상기 작동핀(24)의 헤드(241)가 슬라이딩 결합 구조로 끼워지며,
   상기 작동핀(24)은 상기 가이드홈(215b)의 단면에 상응하는 육면체 형상이되, 상기 가이드홈(215b)의 각 모서리에 대향하는 모서리부에 반구형 장착홈(242a)이 구비된 헤드(242)를 포함하고,
   각 반구형 장착홈(242a)에는 상기 가이드홈(215b)의 각 모서리에 연결된 내면에 모두 접촉하는 볼부재(243)가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 인서트 사출 금형 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 끼움홈(211)은 상기 코어(21)의 돌출방향으로 상기 코어(21)의 외측면과 상면 일부가 개구되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인서트 사출 금형 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 코어 밀핀(215)은 상기 코어(21)의 외측면에서 오목하게 형성되어 상기 인서트물(1)의 돌출부(1d)가 끼워지는 제2 끼움홈(212)을 형성하는 걸림헤드부(215a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인서트 사출 금형 장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 걸림헤드부(215a)는 후진 상태에서 상기 돌출부(1d)의 노출면 일부 또는 전부에 맞물림 구조로 접촉하는 것을 특징으로 하는 인서트 사출 금형 장치.
   

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