KR200228915Y1 - 사출성형용 금형 - Google Patents

Abstract

본 고안은 사출성형용 금형에 관한 것으로, 특히 다단형 헬리컬기어처럼 외면의 형상이 복잡한 성형물을 용이하게 제조할 수 있고 이를 금형으로부터 쉽게 빼낼 수 있도록 한 사출성형용 금형에 관한 것이다.

본 고안에 따른 사출성형용 금형은 내부에 성형공간이 형성되도록 상호 접하여 배치되는 제1금형과 제2금형, 상기 제1금형에 회전 가능하게 결합되며 내면에 상기 성형공간의 일부를 이루는 제1치형이 형성된 제1회전부재, 상기 제2금형에 회전 가능하게 결합되며 내면에 상기 성형공간의 다른 일부를 이루는 제2치형이 형성된 제2회전부재를 포함하는 것으로, 상기 제1금형에는 상기 제1회전부재의 결합을 위해 외면이 테이퍼형으로 된 제1결합부를 갖는 제1지지부재가 마련되고, 상기 제1회전부재는 일측에 상기 제1결합부와 대응하여 결합되는 제1결합홈이 형성되고 타측에 상기 제2회전부재의 결합을 위해 외면이 테이퍼형으로 된 제2결합부가 마련되며, 상기 제2회전부재에는 상기 제2결합부와 대응하여 결합되는 제2결합홈이 형성된 것이다.

Description

사출성형용 금형{MOLD FOR INJECTION MOLDING}

본 고안은 사출성형용 금형에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다단형 헬리컬기어처럼 외면의 형상이 복잡한 성형물의 제조를 위한 사출성형용 금형에 관한 것이다.

일반적으로 사출성형용 금형은 내부에 제품의 외형과 상응하는 성형공간이 형성된 것으로, 성형공간에서 제조되는 성형물을 외부로 빼낼 수 있도록 상호 분리가 가능한 복수의 금형이 합체되어 이루어진다.

한편, 이러한 금형 중에는 헬리컬기어처럼 외형이 복잡한 성형물의 경우에도 이를 용이하게 빼낼 수 있도록 하기 위해 합체된 금형이 분리되는 과정에서 성형물이 회전되도록 하거나 금형의 일부가 회전하도록 한 것이 있다.

그런데 성형물이 회전되면서 분리되는 형태의 금형은 성형물을 회전시키기 위한 장치들이 금형 내에 장착되어야 하기 때문에 금형의 구성이 복잡해지고 제조원가가 높아지는 문제가 있었다. 그리고 이러한 방식은 성형물이 치형의 구조가 복잡한 다단형 헬리컬기어일 경우 서로 다른 치형의 차이로 인해 성형물을 회전시킬수 없기 때문에 성형물을 빼낼 수 없는 문제가 있었다.

또한 금형의 일부가 회전되면서 분리되는 형태의 종래 금형으로는 일본국 특허공개 2000-167873호에 개시된 사출성형장치가 있다. 그런데, 이러한 금형은 장기간 사용할 경우 내부에 회전 가능하게 설치된 치부성형부재의 마모로 인해 사출과정에서 치부성형부재가 유동하는 현상이 발생되기 때문에 성형물의 중심이 어긋난 상태로 제조되는 문제가 있었다. 그리고 이러한 방식도 성형물의 중심을 맞추는 문제와 성형물을 빼내는 문제 등으로 인해 다단형 헬리컬기어를 제조하는데 적용하기 어려운 문제가 있었다.

본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 중심이 정확히 일치되는 다단형 헬리컬기어 성형물을 용이하게 제조할 수 있고, 또한 이러한 형태의 성형물을 금형으로부터 쉽게 빼낼 수 있도록 하는 사출성형용 금형을 제공하는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 사출성형용 금형을 통해 제조된 성형물의 외형을 보인 사시도이다.

도 2는 본 고안에 따른 사출성형용 금형의 구성을 보인 단면도이다.

도 3은 본 고안에 따른 사출성형용 금형의 단면도로, 제3금형과 제2금형이 분리된 상태를 보인 것이다.

도 4는 본 고안에 따른 사출성형용 금형의 단면도로, 제2금형과 제1금형이 분리된 상태를 보인 것이다.

도 5는 본 고안에 따른 사출성형용 금형의 단면도로, 성형물의 분리동작을 보인 것이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 제1금형, 12: 제1지지부재,

12a: 제1결합부, 13: 제1회전부재,

13a: 제1결합홈, 13c: 제1치형,

13d: 제2결합부, 14: 제1지지링,

20: 제2금형, 21: 단차형 중공부,

22: 제2지지부재, 23: 제2회전부재,

23a: 제2결합홈, 23c: 제2치형,

24: 제2지지링, 30: 제3금형,

40: 코어, 50: 스프루 부시,

60: 이젝터 핀, 70: 지지볼트.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 사출성형용 금형은, 내부에 성형공간이 형성되도록 상호 접하여 배치되는 제1금형과 제2금형, 상기 제1금형에 회전 가능하게 결합되며 내면에 상기 성형공간의 일부를 이루는 제1치형이 형성된 제1회전부재, 상기 제2금형에 회전 가능하게 결합되며 내면에 상기 성형공간의 다른 일부를 이루는 제2치형이 형성된 제2회전부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1금형에는 외면이 테이퍼형으로 된 제1결합부를 갖는 제1지지부재가 마련되고, 상기 제1회전부재에는 일측에 상기 제1결합부와 대응하여 결합되는 제1결합홈이 형성되고 타측에 외면이 테이퍼형으로 된 제2결합부가 마련되며, 상기 제2회전부재에는 상기 제2결합부와 대응하여 결합되는 제2결합홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제2금형에는 상기 제2회전부재를 회전 가능하게 지지하도록 상기 제1회전부재의 외곽에 배치되는 제2지지부재가 결합된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1회전부재와 상기 제2회전부재의 외곽에는 이들이 회전 가능하게 지지하도록 상기 제1지지부재와 상기 제2지지부재에 각각 결합되는 지지링이 마련된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1치형과 제2치형은 상기 제1회전부재와 제2회전부재의 회전중심으로부터 소정각도 경사진 헬리컬치형인 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 고안에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 사출성형용 금형을 통해 성형된 다단형 헬리컬기어의 구성을 보인 사시도이다. 도시된 바와 같이 다단형 헬리컬기어 성형물(1)은 외면에 크기가 다른 제1기어부(2)와 제2기어부(3)를 구비하고, 제2기어부(3) 쪽에서 더 연장된 원통형의 연장부(4)를 구비한다. 또 헬리컬기어 성형물(1)은 내부에 축(미도시)이 관통하여 결합될 수 있도록 중공부(5)가 형성된 보스부(6)를 구비하는 구성이다.

이러한 성형물(1)을 제조하기 위한 본 고안에 따른 사출성형용 금형은 도 2에 도시된 바와 같이, 내부에 성형물(1)의 성형을 위한 성형공간이 형성되며 상호 합체와 분리가 가능한 판상의 제1, 제2, 제3금형(10,20,30)을 구비한다.

또 제1금형(10)에는 상술한 성형물(1)의 제1기어부(2)를 성형하기 위한 제1회전부재(13)와 이 제1회전부재(13)를 지지하는 제1지지부재(12)가 장착되고, 제2금형(20)에는 상술한 성형물(1)의 제2기어부(3)를 성형하기 위한 제2회전부재(23)와 이 제2회전부재(23)를 지지하는 제2지지부재(22)가 장착된다. 이하에서는 각 구성요소의 상세 구성 및 결합구조를 설명한다.

제1금형(10)의 중앙에는 성형물(1)의 중공부(5)를 형성하도록 제1금형(10)과 제2금형(20)을 관통하여 제3금형(30)의 중앙으로 길게 연장되는 코어(40)가 설치된다. 이때 제1금형(10)에는 일면에 테이퍼형으로 돌출된 제1결합부(12a)를 갖는 원판형상의 제1지지부재(12)가 결합되는데, 이 제1지지부재(12)는 그 중심부가 코어(40)의 외면에 끼워짐으로써 제1금형(10)의 일면에 밀착된 상태로 고정된다. 또한 이때 제1지지부재(12)는 제2금형(20)의 중앙에 마련된 단차형 중공부(21)의 내부로 진입된 상태가 된다.

제1지지부재(12)의 제1결합부(12a)에는 원형의 제1회전부재(13)가 회전 가능하게 결합된다. 이를 위해 제1회전부재(13)의 일측 내면에는 제1결합부(12a)의 외면 형상과 대응하도록 내면이 테이퍼형으로 마련된 제1결합홈(13a)이 마련되고, 제1회전부재(13)의 일측 외면에는 제1회전부재(13)가 제1결합부(12a)에 회전 가능하게 결합된 상태를 유지하도록 하는 제1지지링(14)이 설치된다. 이때 제1지지링(14)의 내면과 제1회전부재(13)의 외면에는 상호 걸려서 지지되는턱(13b,14a)이 형성되며, 제1지지링(14)은 복수의 고정나사(15)를 통해 제1지지부재(12)에 고정된다.

그리고 제1회전부재(13)의 타측에는 상술한 성형물(1)의 제1기어부(2)가 성형될 수 있도록 내면에 제1치형(13c)이 형성되고, 외면에 제2회전부재(23)와 결합을 위해 외면이 테이퍼형으로 된 제2결합부(13d)가 마련된다. 이때 제1치형(13c)은 경사진 헬리컬치형으로 구성된다.

제1회전부재(13)의 외곽에는 제2회전부재(23)의 지지를 위한 제2지지부재(22)가 설치된다. 이때 제2지지부재(22)의 내면은 계단형의 단차를 갖도록 구성되어 내경이 큰 쪽이 제1지지부재(12)의 외곽과 제1지지링(14)의 외곽을 감싸 지지하도록 구성되며, 내경이 작은 쪽이 제1회전부재(13)의 외면 일부를 지지하도록 구성된다. 또 제2지지부재(22)의 외면은 제2금형(20)의 단차형 중공부(21) 형상과 대응하는 계단형 단차를 갖도록 구성되며, 복수의 고정나사(26)를 통해 제2금형(20)에 고정된다.

제2회전부재(23)는 일측 내면에 제1회전부재(13)의 제2결합부(13d) 외면 형상과 대응하도록 내면이 테이퍼형으로 마련된 제2결합홈(23a)이 마련되고, 제2회전부재(23)의 외면에는 제2회전부재(23)가 제2결합부(13d)에 회전 가능하게 결합된 상태를 유지하도록 하는 제2지지링(24)이 설치된다. 이때 제2지지링(24)의 장착구조는 상술한 제1지지링(14)과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

또 제2회전부재(23)의 타측에는 상술한 성형물(1)의 제2기어부(3)가 성형될 수 있도록 내면에 제1치형(13c)과 다른 제2치형(23c)이 형성되는데, 제2치형(23c)은 제1치형(13c)의 내경보다 크게 형성되며 제1치형(13c)과 마찬가지로 경사진 헬리컬치형으로 구성된다. 그리고 제2회전부재(23)와 인접하는 제3금형(30)에는 금형이 합체되었을 때 제2회전부재(23)의 외면 일부가 수용되어 결합되도록 소정깊이 함몰된 함몰부(31)가 마련된다.

여기서 제1지지부재(12)의 제1결합부(12a), 제1회전부재(13)의 제1결합홈(13a)과 제2결합부(13d), 그리고 제2회전부재(23)의 제2결합홈(23a)이 테이퍼형으로 된 것은 금형이 합체될 때 구성요소 상호간의 결속이 강화되도록 함과 동시에, 제1회전부재(13)와 제2회전부재(23)의 중심이 코어(40)의 중심과 정확하게 일치할 수 있도록 한 것이다. 또한 이러한 구성은 금형이 분리될 때 상호간의 분리가 원활하여 제1회전부재(13)와 제2회전부재(23)의 회전이 원활하게 이루어지도록 한 것이다.

또한 제3금형(30)의 제2금형(20) 쪽으로는 성형물(1)의 연장부(4)를 성형하기 위한 공간(32)이 형성되며, 그 중앙에는 용융수지가 성형공간의 내부로 진입되도록 안내하는 런너(51)와 게이트(52)가 마련된 스프루 부시(50,Sprue Bush)가 설치된다. 또 스프루 부시(50)의 중앙에는 코어(40)와 스프루 부시(50)의 중심이 일치된 상태로 결합되도록 코어(40)의 단부에 마련된 결합돌기(41)가 끼워지는 코어 결합홈(53)이 형성된다. 그리고 도면에서 코어(40) 주위의 제1금형(10)과 제1지지부(12)를 관통하여 설치된 봉상의 이젝터 핀(60)은 금형이 분리될 때 진퇴운동을 하면서 성형물(1)을 밀어주어 성형물(1)을 빼내기 위한 것이다.

또한 제1금형(10)과 제2금형(20) 사이에는 두 금형이 상호 지지되도록 함과동시에 제2금형(20)이 제1금형(10)으로부터 소정량만 분리되도록 하는 지지볼트(70)가 설치된다. 이때 지지볼트(70)는 제1금형(10)을 미끄럼 가능하게 관통하여 제2금형(20)에 체결됨으로써 지지볼트(70)의 머리부(71)가 제1금형(10)에 걸리도록 구성되는데, 지지볼트(70)의 미끄럼부(72)의 길이(L1)는 미끄럼부(72)가 관통하는 제1금형(10)의 지지공(73) 길이(L2)보다 약간 길게 형성된다. 이는 제1금형(10)과 제2금형(20)이 분리될 때 제1금형(10)과 제2금형(20)이 약간만(지지공과 미끄럼부 길이 차이만큼) 분리되도록 함으로써 제1금형(10)과 제2금형(20)의 과도한 분리를 제한하면서도 제1회전부재(13)와 제2회전부재(23)의 원활한 회전이 가능하도록 한 것이며, 추후 금형의 합체가 용이하도록 한 것이다.(도 4참조)

다음은 이러한 구성의 본 고안에 따른 사출성형용 금형을 통한 성형물의 제조 및 금형의 분리동작을 설명한다.

제1, 제2, 제3금형(10,20,30)이 합체되면 코어(40)의 외면, 제1회전부재(13)의 제1치형(13c) 내면, 제2회전부재(23)의 제2치형(23c) 내면, 그리고 제3금형(30) 중앙의 연장부 성형공간(32) 내면을 통해 성형물(1)의 전체적인 성형공간이 형성된다. 이때 제1회전부재(13)와 제2회전부재(23)는 테이퍼형으로 이루어진 제1결합부(12a)와 제1결합홈(13a), 제2결합부(13d)와 제2결합홈(23a)을 통해 결합되기 때문에 그 중심이 코어(40)의 중심과 정확히 일치된 상태를 유지한다. 그리고 이러한 상태에서 스프루 부시(50)의 런너(51)와 게이트(52)를 통해 공급되는 용융수지가 성형공간 내부에 채워지면, 용융수지가 응고되면서 성형물(1)이 제조된다.

제조된 성형물(1)을 외부로 빼낼 때에는 먼저 도 3에 도시된 바와 같이, 제3금형(30)이 제2금형(20)으로부터 분리된다. 이때는 런너(51)와 성형물(1)이 연결된 게이트(52)부분이 분리되고, 성형물(1)의 연장부(4)가 외부로 노출된다.

다음으로 도 4에 도시된 바와 같이, 제2금형(20)이 제1금형(10)으로부터 소정간격(t) 이격되면서 분리되면, 제1회전부재(13)의 제2결합부(13d)와 제2회전부재(23)의 제2결합홈(23a)이 이격되면서 제2회전부재(23)가 회전 가능한 상태로 되고, 제1회전부재(13)의 제1결합홈(13a)이 제1결합부(12a)로부터 약간 이격되면서 제1회전부재(13) 역시 회전 가능한 상태로 된다. 이때는 제1금형(10)과 제2금형(20)의 결합을 매개하는 지지볼트(70)의 머리부(71)가 제1금형(10)에 걸리기 때문에 제2금형(20)의 이격정도가 제한된다.

이 상태에서 도 5에 도시된 바와 같이, 이젝터 핀(60)이 성형물(1) 쪽으로 전진하면서 성형물(1)을 밀어주면, 제1회전부재(13)와 제2회전부재(23)가 회전되면서 성형물(1)이 외부로 용이하게 빠져 나온다. 즉 성형물(1)이 이젝터 핀(60)에 의해 밀리면서 제3금형(30) 쪽으로 빠져 나올 때 제1회전부재(13)와 제2회전부재(23)가 성형물(1)의 제1기어부(2)와 제2기어부(3) 비틀린 경사면에 미끌리면서 회전하기 때문에 성형물(1)이 쉽게 빠져 나온다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 사출성형용 금형은 금형이 합체될 때 제1회전부재와 제2회전부재가 테이퍼형으로 된 제1결합부와 제1결합홈 및 제2결합부와 제2결합홈을 통해 중심이 정확히 일치된 상태로 합체되기 때문에, 다단형 헬리컬기어 성형물의 중심을 정확하게 맞출 수 있어 고품질의 헬리컬기어 성형물을 용이하게 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 고안은 금형이 분리될 때 제1회전부재와 제2회전부재가 테이퍼형의 결합구조로 인해 상호 쉽게 이격되고, 성형물을 빼낼 때 제1회전부재와 제2회전부재가 회전을 하기 때문에 다단형 헬리컬기어 성형물이 금형으로부터 쉽게 분리되는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 내부에 성형공간이 형성되도록 상호 접하여 배치되는 제1금형과 제2금형, 상기 제1금형에 회전 가능하게 결합되며 내면에 상기 성형공간의 일부를 이루는 제1치형이 형성된 제1회전부재, 상기 제2금형에 회전 가능하게 결합되며 내면에 상기 성형공간의 다른 일부를 이루는 제2치형이 형성된 제2회전부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형용 금형.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1금형에는 외면이 테이퍼형으로 된 제1결합부를 갖는 제1지지부재가 마련되고, 상기 제1회전부재에는 일측에 상기 제1결합부와 대응하여 결합되는 제1결합홈이 형성되고 타측에 외면이 테이퍼형으로 된 제2결합부가 마련되며, 상기 제2회전부재에는 상기 제2결합부와 대응하여 결합되는 제2결합홈이 형성된 것을 특징으로 하는 사출성형용 금형.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제2금형에는 상기 제2회전부재를 회전 가능하게 지지하도록 상기 제1회전부재의 외곽에 배치되는 제2지지부재가 결합된 것을 특징으로 하는 사출성형용 금형.
4. 제3항에 있어서,

   상기 제1회전부재와 상기 제2회전부재의 외곽에는 이들이 회전 가능하게 지지하도록 상기 제1지지부재와 상기 제2지지부재에 각각 결합되는 지지링이 마련된 것을 특징으로 하는 사출성형용 금형.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제1치형과 제2치형은 상기 제1회전부재와 제2회전부재의 회전중심으로부터 소정각도 경사진 헬리컬치형인 것을 특징으로 하는 사출성형용 금형.