KR200465226Y1 - 경량형 금형 장치 - Google Patents

경량형 금형 장치 Download PDF

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KR200465226Y1
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Abstract

본 고안은 금형 경량화 및 소형화를 실현하여 부품 단가를 낮추고 설비 투자비 또한 줄일 수 있는 경량형 금형 장치에 관한 것이다.
본 고안은 몰드 베이스의 코아 부분에 대한 설계시 알루미늄 재질 등의 경량 소재로 이루어진 내측 코아와 스타박스(Stavax) 등의 소재로 이루어진 외곽 코아를 조합한 새로운 형태의 코아 몰드를 구현함으로써, 코아의 무게 경감에 따른 몰드 베이스의 전체적인 중량을 줄일 수 있는 등 몰드 베이스의 경량화를 도모할 수 있는 한편, 메인 코아의 둘레에 배치되는 슬라이드 코아의 작동 메카니즘으로 경사 캠 방식을 적용함으로써, 슬라이드 코아의 구조를 단순화 및 소형화할 수 있고, 이에 따라 몰드 베이스의 소형화를 도모할 수 있는 경량형 금형 장치를 제공한다.

Description

경량형 금형 장치{Light weight type molding apparatus}
본 고안은 경량형 금형 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금형 경량화 및 소형화를 실현하여 부품 단가를 낮추고 설비 투자비 또한 줄일 수 있는 경량형 금형 장치에 관한 것이다.
일반적으로 금형은 프라스틱 제품을 생산하는 사출 금형, 철판을 이용하여 제품을 만들어 내는 프레스 금형, 금속을 녹여 플라스틱과 같이 만들어 내는 다이캐스팅 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 의하여 각각의 금형 사이로 충진됨으로써, 금형의 내부 형상을 따라 제품이 생산되는 것이다.
보통 일반 양산금형은 일품 일금형의 원칙을 따르고, 성형품 크기가 커질수록 금형의 크기가 커진다.
따라서, 성형기 자체도 형체결력 등의 문제로 큰 사출성형기가 필요하여 제작비용, 시간, 성형비용 등이 증가한다.
최근 중대형 금형에서 소재비 폭등으로 핫 이슈가 되고 있는 금형 경량화에 대한 연구의 경우, 사출 금형은 이전까지는 금형원가에서 소재비 비중이 크지않아 사실 강도에 대한 검토가 그리 활발하지 않았으며, 요 몇년 사이 소재비가 폭등하며 금형원가에서 소재비 비중이 심한 경우 50%이상이 되는 경우가 발생하면서 금형 경량화에 대한 설계 및 검토가 요구되고 있다.
한편, 부품 소형화 추진은 많이 현실화되고 고객에 맞게 변화되고 있는 추세이다.
현재 몰드 금형 사이즈 및 중량 감소에 대한 고려는 많이 논의되고 있으나, 실행하기 어려운 부분이 있어 필드에서 바로 적용하기가 어려운 상태이다.
예를 들면, 현재 TV 부품 몰드 프레임 금형에 대한 경량화 및 설비 소형화 등에 대해 연구가 활발하게 진행되고 있으나, 부품의 특성, 작업공정의 조건, 금형의 설계 등 여러가지 제약 등으로 인해 그 성과는 극히 미흡한 실정이다.
일 예로서, 현재 사출금형 공장에서 프레임 몰드 M/M 40인치 기준으로 사출설비 600톤을 적용하고, 하루 설비 임율이 70만원 정도이며, 400톤 임율은 50만원 정도 차이가 있다.
이러한 상황임에도 불구하고 부품 단가 인하로 많은 어려움이 발생되고, 설비 투자도 무리가 따른다.
따라서, 금형의 사양을 위의 제반사항을 고려한 현실에 맞게 낮추는 작업이 필요한 실정이다.
따라서, 본 고안은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 몰드 베이스의 코아 부분에 대한 설계시 알루미늄 재질 등의 경량 소재로 이루어진 내측 코아와 스타박스(Stavax) 등의 소재로 이루어진 외곽 코아를 조합한 새로운 형태의 코아 몰드를 구현함으로써, 코아의 무게 경감에 따른 몰드 베이스의 전체적인 중량을 줄일 수 있는 등 몰드 베이스의 경량화를 도모할 수 있는 경량형 금형 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 고안은 메인 코아의 둘레에 배치되는 슬라이드 코아의 작동 메카니즘으로 경사 캠 방식을 적용함으로써, 슬라이드 코아의 구조를 단순화 및 소형화할 수 있고, 이에 따라 몰드 베이스의 소형화를 도모할 수 있는 경량형 금형 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기 경량화 목적을 달성하기 위하여 본 고안에서 제공하는 경량형 금형장치는 다음과 같은 특징이 있다.
상기 경량형 금형장치는 고정측의 상코아 및 고정 코아블럭과 가동측의 하코아 및 가동 코아블럭을 포함하는 사출 금형장치로서, 상기 하코아는 코아 몸체를 구성하는 내측 코아와, 상코아 및 슬라이드코아와 함께 캐비티를 조성하며 내측 코어의 둘레에 결합되는 복수의 외곽 코아로 이루어지되, 상기 내측 코아와 외곽 코아는 재질이 서로 다른 이종 재질, 예를 들면 상기 내측 코아는 알루미늄 재질 등과 같은 경량의 재질로 이루어지고, 상기 외곽 코아는 스타박스 재질 등으로 이루어짐으로써, 금형 경량화를 도모할 수 있는 특징이 있다.
여기서, 상기 외곽 코아는 내측 코아의 4면 가장자리에 하나씩 결합되는 4개의 단위 외곽 코아로 이루어져, 내측 코아의 각 면에 볼트체결 구조로 결합될 수 있고, 또 이때의 4개의 단위 외곽 코아 중에서 2개의 단위 외곽 코아는 나머지 2개의 단위 외곽 코아와 슬라이드 방식의 홈과 돌기에 의해 결합되어, 전체적으로 내측 코아의 4면에 배치되면서 사각틀 형태로 조합될 수 있다.
한편, 상기 소형화 목적을 달성하기 위하여 본 고안에서 제공하는 경량형 금형장치는 다음과 같은 특징이 있다.
상기 경량형 금형장치는 고정측의 상코아 및 고정 코아블럭과 가동측의 하코아 및 가동 코아블럭을 포함하는 사출 금형장치로서, 상기 고정측의 고정 코아블럭의 저면에는 경사 캠이 설치되고, 상기 가동측의 가동 코아블럭상에서 하코아의 둘레를 따라 배치되면서 내외측으로 이동되는 슬라이드코아에는 경사 캠가 접동가능한 경사면을 가지는 캠 블럭이 설치되는 동시에 경사 캠을 수용할 수 있는 캠 홀이 형성되어, 상코아 및 고정 코아블럭과 하코아 및 가동 코아블럭의 합형시 경사 캠과 캠 블럭 간의 접동에 의해 슬라이드코아가 하코아측으로 이동하는 구조로 이루어짐으로써, 금형 설비의 전체적인 사이즈를 줄일 수 있는, 다시 말해 설비 소형화를 도모할 수 있는 특징이 있다.
본 고안에서 제공하는 경량형 금형 장치는 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 알루미늄 재질의 내측 코아와 스타박스 재질의 외곽 코아를 조합한 형태의 코아 몰드를 적용함으로써, 몰드 베이스의 전체 중량을 줄일 수 있는 등 모드 베이스의 경량화를 도모할 수 있다.
둘째, 경사 캠 방식으로 슬라이드 코어를 작동시키는 메카니즘을 적용함으로써, 슬라이드 코아를 포함하는 몰드 베이스의 전체적인 사이즈를 줄일 수 있는 등 몰드 베이스의 소형화를 도모할 수 있다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 경량형 금형장치를 나타내는 결합 사시도
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 경량형 금형장치를 나타내는 분해 사시도
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 경량형 금형장치에서 하코아와 가동 코아블럭을 나타내는 사시도
도 4a 내지 4c는 본 고안의 일 실시예에 따른 경량형 금형장치에서 하코아의 조립과정을 보여주는 사시도
도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 경량형 금형장치에서 슬라이드 코어의 작동을 위한 경사 캠 방식을 나타내는 사시도
도 6은 본 고안의 일 실시예에 따른 경량형 금형장치에서 슬라이드 코어의 작동상태를 나타내는 단면도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1과 도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 경량형 금형 장치를 나타내는 사시도이다.
도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 경량형 금형장치의 몰드 베이스(23)는 다수의 블럭 조립체로 이루어지며, 이때의 각 블럭들은 통상의 몰드 베이스와 마찬가지로 프레스 금형의 고정측과 가동측으로 나뉘어 장착된다.
예를 들면, 고정측 블럭에는 상코아(10) 및 이 상코아(10)를 내측으로 수용하는 고정 코아블럭(11), 그리고 다수의 고정측 베이스 블럭(24a,24b,24c) 등이 속하게 되고, 가동측 블럭에는 하코아(12) 및 이 하코아(12)를 내측으로 수용하는 가동 코아블럭(13), 그리고 다수의 가동측 베이스 블럭(25a,25b) 등이 속하게 된다.
그리고, 상기 가동 코아블럭(13)과 하코아(12)의 사이에는 슬라이드코아(15)가 개재되며, 이때의 슬라이드코아(15)는 하코아(12)의 둘레를 따라 배치되면서 하코아(12) 및 상코아(10)와 함께 캐비티를 조성하게 되고, 후술하는 경사 캠 방식에 의해 슬라이드 동작되는 구조로 설치된다.
따라서, 상기 고정측에 속해 있는 상코아(10) 및 고정 코아블럭(11), 고정측 베이스 블럭(24a,24b,24c), 그리고 가동측에 속해 있는 하코아(12) 및 가동 코아블럭(11), 가동측 베이스 블럭(25a,25b)이 위아래로 조합되므로서, 하나의 몰드 베이스(23)가 완성될 수 있게 된다.
여기서, 상기 몰드 베이스(23)는 사출 금형에 사용되는 통상의 몰드 베이스와 부품 구성면이나 작동방식 측면에서는 큰 차이를 보이지 않게 된다.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 경량형 금형장치에서 하코아와 가동 코아블럭을 나타내는 사시도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 하코아(12)는 가동 코아블럭(13)의 내측에 마련되어 있는 안착홈 내에 조립되는 코아로서, 전체적으로 사각형의 플레이트 형태로 이루어지고, 특히 코아 몸체를 구성하는 내측 코아(14)와 이것의 둘레에 결합되는 복수의 외곽 코아(16)의 조합형으로 구성된다.
상기 내측 코아(14)는 코아 몸체의 대부분을 차지하는 사각형의 플레이트 형태로서, 알루미늄 등과 같은 경량의 재질로 되어 있어서, 코아 몸체의 중량을 줄일 수 있게 된다.
이러한 내측 코아(14)에는 사각형 플레이트의 4면에 다수의 볼트 체결홈(27)이 형성되어 있으며, 이때의 볼트 체결홈(27)에는 나사산이 형성되어 있어 이곳에 볼트가 체결될 수 있게 된다.
상기 외곽 코아(16)는 내측 코아(14)의 4면 둘레에 결합되면서 상코아(10) 및 슬라이드코아(15)와 함께 캐비티를 조성하는 코아로서, 길다란 사각블럭 형태로 이루어진 4개로 구성될 수 있게 된다.
예를 들면, 상기 외곽 코아(16)는 내측 코아(14)의 4면 가장자리에 하나씩 결합되는 4개의 단위 외곽 코아(16a∼16d)로 이루어지며, 이때의 각 단위 외곽 코아(16a∼16d)는 내측 코아(14)의 가장자리 각 면에 밀착된 상태에서 내측 코아(14)측으로 체결되는 볼트에 의해 내측 코아(14)와 일체식으로 결합될 수 있게 된다.
이러한 외곽 코아(16)에는 코아 두께를 수평으로 관통하는 다수의 볼트 체결홀(26)이 형성되고, 이때의 볼트 체결홀(26)을 볼트가 관통하면서 내측 코아(14)의 볼트 체결홈(27)에 체결되므로서, 내측 코아(14)와 외곽 코아(16)가 일체식으로 결합될 수 있게 된다.
여기서, 외곽 코아(16), 즉 각 단위 외곽 코아(16a∼16d)는 제품의 성형성을 위하여 종전의 코아 재료로 사용되는 스타박스 재질 등으로 이루어질 수 있게 된다.
도 4a 내지 4c는 본 고안의 일 실시예에 따른 경량형 금형장치에서 하코아의 조립과정을 보여주는 사시도이다.
도 4a 내지 4c에 도시한 바와 같이, 상기 하코아(12)는 가운데의 내측 코아(14)와 둘레의 4개의 단위 외곽 코아(16a∼16d)로 이루어진 외곽 코아(16)로 구성되고, 이것들이 일체식으로 조합되므로서, 하나의 하코아(12)를 이루게 된다.
상기 4개의 단위 외곽 코아(16a∼16d)는 내측 코아(14)의 각 면에 배치되고, 이렇게 배치된 상태에서 2개의 단위 외곽 코아(16a,16c)가 먼저 내측 코아(14)의 2면에 각각 밀착되면서 볼트 체결을 통해 조립되고, 나머지 2개의 단위 외곽 코아(16b,16d)가 마찬가지로 내측 코아(14)의 나머지 2면에 각각 밀착되면서 볼트 체결을 통해 조립된다.
이때, 상기 4개의 단위 외곽 코아(16a∼16b) 중에서 선(先) 조립되는 2개의 단위 외곽 코아(16a,16c)의 양단부 내면에는 수직방향으로 홈(17)이 형성되고, 후(後) 조립되는 2개의 단위 외곽 코아(16b,16d)의 양단부 내측에는 수직방향으로 연장되는 돌기(18)가 형성된다.
이에 따라, 상기 2개의 단위 외곽 코아(16b,16d)는 돌기(18)와 홈(17) 간의 슬라이드식 끼움구조를 통해 결합되는 동시에 내측 코아(14)측과도 볼트 체결을 통해 결합된다.
결국, 4개의 단위 외곽 코아(16a∼16b)는 전체적으로 볼 때 내측 코아(14)의 4면에 배치되면서 사각틀 형태를 이루면서 조합된다.
이렇게 조립되는 내측 코아(14)와 외곽 코아(16)는 조립 후의 단차 등을 보상하기 위하여 외곽 전체 면에 걸쳐 연마 처리가 수행되면서 일체식 구조를 이루게 된다.
도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 경량형 금형장치에서 슬라이드 코어의 작동을 위한 경사 캠 방식을 나타내는 사시도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 여기서는 경사 캠 방식으로 슬라이드코아(15)를 작동시키는 구조를 보여준다.
이를 위하여, 상기 고정측의 고정 코아블럭(11)의 저면에 결합되어 있는 캠 지지블럭(29)에는 아래쪽으로 경사진 자세, 즉 아래쪽으로 갈수록 바깥쪽으로 벌어지는 형태의 경사진 자세로 연장되는 경사 캠(19)이 설치되고, 이러한 경사 캠(19)과 슬라이드 접촉 전동이 가능한 경사면(20)을 갖는 캠 블럭(21)이 슬라이드코아(15)상에 설치된다.
이때, 상기 캠 블럭(21)의 경사면(20)은 바깥쪽을 향하게 되고, 이때의 경사면(20)은 경사 캠(19)과 같은 기울기를 갖게 된다.
그리고, 상기 슬라이드코아(15)에는 코아 두께를 관통하는 캠 홀(22)이 형성되는 동시에 이와 연장선상으로 가동측의 가동 코아블럭(13)에는 캠 홈(28)이 형성된다.
이때의 상기 캠 홀(22)과 캠 홈(28)은 경사 캠(19)의 상대적인 하강시 이를 수용하는 역할을 하게 된다.
또한, 상기 슬라이드코아(15)의 경우에 경사 캠(19)과 가동 코아블럭(13) 간의 습합작용에 의해 바깥쪽으로 밀려나지 않는 구조를 가지게 된다.
이를 위하여, 상기 경사 캠(19)의 하단부 후단 가장자리에는 경사진 모양의 습합면(30a)이 형성되고, 이에 대응하여 상기 가동 코아블럭(13)에 있는 캠 홈(28)의 바닥면에도 경사진 모양의 습합면(30b)이 형성된다.
이에 따라, 상하부 코아(10,12) 및 슬라이드코아(15)의 합형시 경사 캠(19)이 캠 홈(28)의 내측으로 삽입되면서 이때의 서로 간의 습합면(30a,30b)이 맞닿으면서 서로 지지되므로서, 슬라이드코아(15)가 사출압에 의해 바깥쪽으로 밀려나지 않게 되는 것이다.
따라서, 이와 같이 구성되는 슬라이드코아의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.
도 6에 도시한 바와 같이, 가동측의 작동에 따른 상코아(10) 및 고정 코아블럭(11)과 하코아(12) 및 가동 코아블럭(13)의 합형시 경사 캠(19)은 슬라이드코아(15)에 있는 캠 블럭(21)의 경사면(20)과 접촉하면서 이때의 캠 블럭(20)을 내측으로 밀어주게 되고, 결국 캠 블럭(21)을 포함하는 슬라이드코아(15) 전체가 안쪽의 하코아(12)가 있는 쪽으로 이동하게 되면서 상코아(10), 하코아(12) 및 슬라이드코아(15)에 의해 조성되는 제품 성형을 위한 캐비티(100)가 만들어질 수 있게 된다.
이때, 상기 슬라이드코아(15)의 복귀(몰드 이형시 초기 위치로의 복귀)는 스프링(미도시)의 힘에 의해 이루어질 수 있게 된다.
이와 같이, 본 고안은 알루미늄 등의 재질과 스타박스 등의 재질로 이루어지고, 또 조립형 구조를 가지는 조합형의 하코아를 구현함으로써, 하코아를 포함하는 몰드 베이스의 전체적인 중량을 대폭 감소시킬 수 있고, 이와 더불어 경사 캠 방식의 적용으로 슬라이드코아를 포함하는 몰드 베이스의 크기를 대폭 줄일 수 있는 등 금형장치의 경량화 및 소형화를 도모할 수 있는 이점이 있다.
10 : 상코아 11 : 고정 코아블럭
12 : 하코아 13 : 가동 코아블럭
14 : 내측 코아 15 : 슬라이드코아
16 : 외곽 코아 16a∼16d : 단위 외곽 코아
17 : 홈 18 : 돌기
19 : 경사 캠 20 : 경사면
21 : 캠 블럭 22 : 캠 홀
23 : 몰드 베이스 24a,24b,24c : 고정측 베이스 블럭
25a,25b : 가동측 베이스 블럭 26 : 볼트 체결홀
27 : 볼트 체결홈 28 : 캠 홈
29 : 캠 지지블럭 30a,30b : 습합면

Claims (5)

  1. 고정측의 상코아(10) 및 고정 코아블럭(11)과 가동측의 하코아(12) 및 가동 코아블럭(13)을 포함하는 사출 금형장치로서,
    상기 하코아(12)는 코아 몸체를 구성하는 내측 코아(14)와, 상코아(10) 및 슬라이드코아(15)와 함께 캐비티를 조성하며 내측 코어(14)의 둘레에 결합되는 복수의 외곽 코아(16)로 이루어지되, 상기 내측 코아(14)와 외곽 코아(16)는 재질이 서로 다른 이종 재질로 이루어지고,
    상기 외곽 코아(16)는 내측 코아(14)의 4면 가장자리에 하나씩 결합되는 4개의 단위 외곽 코아(16a∼16d)로 이루어져, 내측 코아(14)의 각 면에 볼트체결 구조로 결합되며,
    상기 4개의 단위 외곽 코아(16a∼16d) 중에서 2개의 단위 외곽 코아(16a,16c)는 나머지 2개의 단위 외곽 코아(16b,16d)와 슬라이드 방식의 홈(17)과 돌기(18)에 의해 결합되어, 사각형의 플레이트 형태로 되어 있는 내측 코아(14)의 4면에 배치되면서 전체적으로 사각틀 형태로 조합되는 것을 특징으로 하는 경량형 금형장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 내측 코아(14)는 알루미늄 재질로 이루어지고, 상기 외곽 코아(16)는 스타박스 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 경량형 금형장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 고정측의 고정 코아블럭(11)의 저면에는 경사 캠(19)이 설치되고, 상기 가동측의 가동 코아블럭(13)상에서 하코아(12)의 둘레를 따라 배치되면서 내외측으로 이동되는 슬라이드코아(15)에는 경사 캠(19)가 접동가능한 경사면(20)을 가지는 캠 블럭(21)이 설치되는 동시에 경사 캠(19)을 수용할 수 있는 캠 홀(22)이 형성되어, 상코아(10) 및 고정 코아블럭(11)과 하코아(12) 및 가동 코아블럭(13)의 합형시 경사 캠(19)과 캠 블럭(21) 간의 접동에 의해 슬라이드코아(15)가 하코아(12)측으로 이동할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 경량형 금형장치.
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