KR102452842B1 - 사출금형의 성형부 변위를 측정하기 위한 금형변위센서 - Google Patents

사출금형의 성형부 변위를 측정하기 위한 금형변위센서 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사출금형의 성형부 변위를 측정하기 위한 금형변위센서에 관한 것이다. 상기 금형변위센서는, 가동금형에 설치되어 고정금형과 가동금형의 경계면 위로 돌출되는 센서 돌출부; 상기 센서 돌출부의 하부에 일체로 형성되는 스프링부: 상기 스프링부의 하부에 일체로 형성되는 기저부; 을 포함하고, 가동금형 위에 고정금형이 위치되면, 상기 센서 돌출부는 고정금형에 의해 가압되고, 가압력은 상기 스프링에 전달되어 상기 스프링의 변형으로부터 가동금형과 고정금형의 이격정도를 측정할 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 센서 돌출부와 스프링이 결합된 일체형 금형변위센서를 사용함으로써 파팅라인이 열리는 정도를 정밀하게 측정할 수 있고 조립성이 우수한 금형변위센서를 제공할 수 있다.

Description

사출금형의 성형부 변위를 측정하기 위한 금형변위센서 {Mold displacement sensor for measuring displacement of molded part of injection mold }
본 발명은 사출금형의 성형부 변위를 측정하기 위한 금형변위센서에 관한 것이다.
사출성형은 플라스틱 성형법의 하나로, 플라스틱을 가열 용융시킨 후 고압으로 금형 내에 사출하여 압력을 유지한 채로 냉각 고화시켜 성형하는 방법이다.
사출금형은 고정금형과 가동금형로 분리되어 고정금형과 가동금형의 접촉면에 파팅라인이 형성된다. 각 사이클에서 파팅라인이 열리는 정도를 측정하기 위해 가동금형의 내측에는 금형변위센서를 설치하고 있다.
도 1은 종래의 금형변위센서의 구성을 도시하는 단면도이다.
금형변위센서는 센서 돌출부(11), 스프링(12), 가압판(13), 로드셀(14)로 구성된다. 가동금형(2)에는 금형변위센서를 설치하기 위한 설치구가 형성되어 있고, 이러한 설치구에 센서 돌출부(11), 스프링(12), 가압판(13), 로드셀(14)을 차례로 조립하고, 가동금형(2)의 하부에 결합 플레이트(3)를 체결하여 금형변위센서를 고정한다.
가동금형(2) 위에 고정금형(1)이 위치되면, 센서 돌출부(11)가 눌리면서 스프링(12)이 가압되고, 스프링(12)의 탄성력은 가압판(13)을 거쳐 로드셀(14)로 전달되어 로드셀(14)의 출력값으로부터 파팅라인이 열리는 정도를 측정할 수 있다.
종래의 금형변위센서는 센서 돌출부(11), 스프링(12), 가압판(13), 로드셀(14)의 4가지 부품으로 이루어져 있어 조립이 불편한 문제가 있다.
또한, 스프링(12)의 상수값이 스프링마다 상이하여 정밀한 측정이 어렵고 금형이 바뀔 때마다 센서 돌출부(11)와 스프링(12)을 교체해야 하는 불편이 있다.
종래의 금형변위센서에서는 변위를 전달하는 스프링이 부정확하여 파팅라인이 열리는 정도를 정확히 측정할 수 없어 성형품의 불량여부를 미리 파악하기가 어려운 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-1760125호
따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 센서 돌출부와 스프링이 결합된 일체형 금형변위센서를 사용함으로써 파팅라인이 열리는 정도를 정밀하게 측정할 수 있고 조립성이 우수한 금형변위센서를 제공하고자 함에 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 사출금형의 성형부 변위를 측정하기 위한 금형변위센서는, 가동금형에 설치되어 고정금형과 가동금형의 경계면 위로 돌출되는 센서 돌출부; 상기 센서 돌출부의 하부에 일체로 형성되는 스프링부: 상기 스프링부의 하부에 일체로 형성되는 기저부; 을 포함하고, 가동금형 위에 고정금형이 위치되면, 상기 센서 돌출부는 고정금형에 의해 가압되고, 가압력은 상기 스프링에 전달되어 상기 스프링의 변형으로부터 가동금형과 고정금형의 이격정도를 측정할 수 있다.
또한, 상기 스프링의 하부에 설치되는 스트레인 게이지: 상기 스트레인 게이지와 연결되어 상기 기저부를 통해 연장되는 전원선; 을 더 포함하고, 상기 스프링의 변형은 상기 스트레인 게이지에 전달되어 가동금형과 고정금형의 이격정도를 측정할 수 있다.
또한, 상기 금형변위센서가 가동금형의 개구에 삽입된 상태에서 상기 개구의 벽부에 형성된 나사산에 체결되어 상기 금형변위센서를 고정하는 고정 너트; 를 더 포함한다.
또한, 상기 센서 돌출부는 원통형을 갖고, 상기 스프링은 상기 센서 돌출부보다 지름이 더 큰 원통형을 갖고, 상기 스프링의 종방향 단면 형상은 수평으로 연장되는 수평부와, 상기 수평부와 연결되어 수직으로 연장되는 수직부가 지그재그로 연속하여 연결된 형상을 갖는다.
본 발명에 따르면, 센서 돌출부와 스프링이 결합된 일체형 금형변위센서를 사용함으로써 파팅라인이 열리는 정도를 정밀하게 측정할 수 있고 조립성이 우수한 금형변위센서를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 금형변위센서의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 금형변위센서가 가동금형에 설치된 상태를 도시하는 도면이다.
도 3은 가동금형의 개구에 본 발명의 금형변위센서를 삽입하는 상태를 도시하는 도면이다.
도 4는 가동금형에 금형변위센서가 삽입된 상태에서 고정 너트를 끼워 금형변위센서를 고정하는 것을 도시하는 도면이다.
도 5는 가동금형에 결합 플레이트를 체결하는 상태를 도시하는 도면이다.
도 6은 가동금형에 고정금형이 위치된 상태를 도시하는 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 금형변위센서가 가동금형에 설치된 상태를 도시하는 도면이다. 도 3은 가동금형의 개구에 본 발명의 금형변위센서를 삽입하는 상태를 도시하는 도면이다. 도 4는 가동금형에 금형변위센서가 삽입된 상태에서 고정 너트를 끼워 금형변위센서를 고정하는 것을 도시하는 도면이다. 도 5는 가동금형에 결합 플레이트를 체결하는 상태를 도시하는 도면이다. 도 6은 가동금형에 고정금형이 위치된 상태를 도시하는 도면이다.
본 발명의 금형변위센서는 가동금형과 고정금형의 이격 정도를 정밀하게 측정할 수 있으면서 조립성이 우수한 금형변위센서를 제공하기 위한 것이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 금형변위센서는 센서 돌출부(110), 스프링부(120), 기저부(140), 스트레인 게이지(130), 전원선(135), 고정 너트(150), 디스플레이(160) 등을 포함한다.
센서 돌출부(110)는 가동금형(102)에 설치되어 고정금형(101)과 가동금형(102)의 경계면 위로 돌출된다. 센서 돌출부(110)는 원통형을 가질 수 있다.
스프링부(120)는 센서 돌출부(110)의 하부에 일체로 형성된다. 스프링부(120)는 센서 돌출부(110)보다 지름이 더 큰 원통형을 가질 수 있다. 스프링부(120)의 종방향 단면 형상은 수평으로 연장되는 수평부(121)와, 이러한 수평부(121)와 연결되어 수직으로 연장되는 수직부(122)가 지그재그로 연속하여 연결된 형상을 가질 수 있다.
기저부(140)는 스프링부(120)의 하부에 일체로 형성된다.
스트레인 게이지(130)는 스프링부(120)의 하부에 설치된다.
전원선(135)은 스트레인 게이지(130)와 연결되어 기저부(140)를 통해 가동금형(102)의 외부로 연장된다. 전원선(135)은 기저부(140) 하부로 연장되어 디스플레이(160)와 연결된다.
가동금형(102) 위에 고정금형(101)이 위치되면, 센서 돌출부(110)는 고정금형(101)에 의해 가압되고, 가압력은 스프링부(120)에 전달된다. 스프링부(120)의 변형은 스트레인 게이지(130)로 전달되어, 스트레인 게이지(130)의 변형으로부터 가동금형(102)과 고정금형(101)의 이격정도를 측정할 수 있다.
본 발명의 금형변위센서는 센서 돌출부(110), 스프링부(120), 기저부(140), 스트레인 게이지(130), 전원선(135)이 하나로 일체화된 몸체로 형성되어 가동금형(102)에 설치된다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 금형변위센서를 설치하기 위해 가동금형(102)에는 금형변위센서의 형상에 맞도록 센서 돌출부(110)가 삽입되어 돌출될 수 있게 하고 스프링부(120)가 지지되도록 단턱부를 갖는 개구가 형성된다.
이러한 개구에 일체화된 금형변위센서가 삽입된다. 금형변위센서가 가동금형(102)에 설치된 상태에서, 센서 돌출부(110)는 가동금형(102)의 상단부 위로 약간 돌출되어, 고정금형(101)에 의해 센서 돌출부(110)가 눌려질 수 있게 한다.
스프링부(120)는 가동금형(102)의 단턱부에 지지된다.
가동금형(102)에 형성된 개구의 벽부에는 기저부(140)의 하부에 대응되는 부분에 나사산(102a)이 형성된다. 고정 너트(150)는 금형변위센서가 가동금형(102)에 삽입된 상태에서 금형변위센서를 가동금형(102)에 고정하도록 나사산(102a)에 체결된다. 이 상태에서, 고정 너트(150)는 금형변위센서의 하부에 접촉하여 금형변위센서의 이동을 방지한다.
다음에, 가동금형(102)의 하부에 결합 플레이트(103)가 체결된다. 전원선(135)은 고정 너트(150)를 통해 가동금형(102)의 외부로 연장되어 디스플레이(160)와 연결된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 가동금형(102)의 위에 고정금형(101)이 위치되면 센서 돌출부(110)는 고정금형(101)에 의해 눌려지게 되고, 이 때 센서 돌출부(110)는 가동금형(102)과 고정금형(101)의 경계면에 위치하게 된다.
금형변위센서는 센서 돌출부(110)의 이 지점을 영점으로 기록하게 되며, 성형과정에서 가동금형(102)과 고정금형(101)의 간격이 벌어지거나 균열할 때 센서 돌출부(110)를 누르는 힘의 변화로부터 금형의 정확한 결합 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 센서 돌출부(110)가 눌러지면, 센서 돌출부(110)와 일체로 형성된 스프링부(120)를 압축시키고, 스프링부(120)의 압축은 스트레인 게이지(130)의 변형을 초래한다. 스트레인 게이지(130)는 변형을 전기적인 신호로 변환하여 디스플레이(160)로 출력하고, 디스플레이(160)에서는 스트레인 게이지(130)의 전기적인 신호로부터 가동금형(102)과 고정금형(101)의 이격 정도를 수치화하여 보여줄 수 있다. 그에 따라, 금형 열림의 허용범위 내에서 제품이 성형될 수 있도록 금형을 유지할 수 있게 된다.
작업자는 디스플레이(160)에 표시되는 정보로부터 성형시 각 사이클마다 금형의 파팅 라인이 얼마나 열렸는지를 확인할 수 있고, 사전에 미리 성형품의 비틀림을 파악하여 제품의 불량여부를 쉽게 판단할 수 있다.
종래의 금형변위센서는 기계식 스프링에 의존하고 로드셀을 사용하였다고는 하나 변위를 전달하는 스프링의 부정확으로 제품이 금형 내에서 변형되어도 성형품의 형체력에 대한 적절성 문제를 완전히 해결할 수 없고, 금형의 견고성 문제도 해결할 수 없어 제품의 불량여부를 파악하기가 어려웠다.
본 발명의 금형변위센서는 센서 돌출부(110), 스프링부(120), 기저부(140), 스트레인 게이지(130), 전원선(135)이 하나로 일체화되어 가동금형(102)에 한번의 작업으로 설치될 수 있다. 고정 너트(150)는 가동금형(102)의 나사산(102a)에 체결되어 금형변위센서를 견고하게 고정한다.
또한, 스프링부(120)의 변형이 스트레인 게이지(130)의 변형으로 선형화되어 이를 수치화함으로써, 금형의 열림 정도를 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 사출금형의 성형부에서 발생하는 변위를 정확하게 측정함으로써, 성형품의 추후에 실시하는 제품검사를 생략할 수 있으므로, 생산성이 우수하고 작업이 편리하게 된다.
종래의 금형변위센서는 금형이 바뀔 때마다 금형의 두께가 달라져 센서 돌출부와 스프링을 교체해야 하는 불편이 있지만, 본 발명의 금형변위센서는 일체형으로 제작되어 금형의 개구에 고정 너트를 이용해서 고정되므로, 금형에 관계없이 동일한 금형변위센서를 사용할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
101 : 고정금형
102 : 가동금형
102a : 나사산
103 : 결합 플레이트
110 : 센서 돌출부
120 : 스프링부
130 : 스트레인 게이지
135 : 전원선
140 : 베이스판
150 : 고정 너트
160 : 디스플레이

Claims (4)

  1. 가동금형에 형성되는 개구에 삽입되어 사출금형의 열림 정도를 측정하기 위한 금형변위센서에 있어서,
    가동금형에 설치되어 고정금형과 가동금형의 경계면 위로 돌출되고 원통형을 갖는 센서 돌출부;
    상기 센서 돌출부의 하부에 일체로 형성되고, 상기 센서 돌출부보다 지름이 더 큰 원통형을 갖는 스프링부:
    상기 스프링부의 하부에 일체로 형성되는 기저부(140);
    상기 스프링부의 하부에 설치되는 스트레인 게이지(130);
    상기 스트레인 게이지(130)와 연결되어 상기 기저부(140)를 통해 연장되는 전원선(135);
    을 포함하고,
    가동금형 위에 고정금형이 위치되면, 상기 센서 돌출부는 고정금형에 의해 가압되고, 가압력은 상기 스프링부에 전달되어 상기 스프링부가 변형되고, 상기 스프링부의 변형은 상기 스트레인 게이지(130)에 전달되어 가동금형과 고정금형의 이격정도를 측정할 수 있고,
    상기 스프링부의 종방향 단면 형상은 수평으로 연장되는 수평부와, 상기 수평부와 연결되어 수직으로 연장되는 수직부가 지그재그로 연속하여 연결된 형상을 갖는 금형변위센서.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금형변위센서가 가동금형의 개구에 삽입된 상태에서 상기 개구의 벽부에 형성된 나사산에 체결되어 상기 금형변위센서를 고정하는 고정 너트;
    를 더 포함하는 금형변위센서.
  4. 삭제
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