KR20080030412A - 사출금형 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 보스성형부을 캐비티를 형성하는 상,하부 금형과, 상기 상,하부 금형의 적어도 일측에 설치되어 상기 보스 성형부에 삽입되어 중공을 형성하는 코어핀과, 성형품의 성형 시 상기 보스부의 중공에 공압을 제공하여 성형품의 수축에 따른 싱크마크의 발생을 방지하는 공압공급수단을 구비하는 것으로, 상기 공압공급수단은 상기 코어핀이 길이 방향으로 형성된 중공을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되는 것으로, 길이 방향으로 공압을 공급하기 위한 공압공급관로가 형성된 본체을 구비하며 상기 본체의 단부의 복수의 평활면이 형성되고, 이 평활면에 토출공이 형성된 공압공급 핀을 구비한다. 본 발명에 따른 사출금형은 성형시 싱크마크의 발생을 방지할 수 있다.

사출금형, 진공, 캐비티, 싱크마크.

Description

사출금형{mold for injection molding}

도 1은 본 발명에 따른 사출금형의 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 사출금형의 보스부를 형성하는 구조를 나타내 보인 일부절제 사시도,

도 3은 보스 형성구조의 다른 실시예를 도시한 일부절제 사시도,

도 4는 공압공급핀의 단부를 발췌하여 도시한 사시도,

도 5는 사출금형의 보스부 형성부위를 발췌하여 도시한 분리 사시도,

도 6은 코어핀의 단부를 발췌하여 도시한 사시도,

도 7은 도 6에 도시된 코어핀이 장착된 사출금형을 발췌하여 도시한 단면도.

본 발명은 사출금형에 관한 것으로, 더 상세하게는 사출 성형품의 냉각시 보스부의 수축에 따른 변형을 줄일 수 있는 사출금형에 관한 것이다.

일반적으로 사출금형은 상부금형과 하부금형이 상호 형합되어 성형하고자 하는 제품의 형상과 동일한 캐비티가 형성되도록 하고, 이 캐비티에 용융된 수지를 고압으로 주입하여 제품을 성형하게 된다.

이와 같이 제품을 성형함에 있어서, 상대적으로 큰 두께를 갖거나 뒷면에 국부적으로 돌출 된 부분을 갖는 수지 성형품을 제조하는 경우, 움푹 패인 곳 즉, 냉각과정에서 용융수지의 수축에 따라 수지 성형품의 전면상에 소위 "싱크마크(sink mark)”가 발생하기 쉽다는 것은 널리 알려져 있다. 예컨데, 사출성형품의 보스부 형성부위와 같이 상대적으로 두께 차이가 발생되는 부위에 수축에 따른 싱크마크가 발생된다.

수지 성형품의 전면상의 싱크마크의 발생을 방지하기 위하여, 사출압력의 적용시, 증가된 압력을 이용하고, 사출 후 압력의 적용을 지속하면서 사출된 용융수지를 냉각시키는 방법이 통상적으로 공지되어 있다. 이러한 수지가압방법에 적용된 사출 압력은 통상적으로 금형 캐비티 내 최대 수지 압력으로 환산하여 50 내지 200 MPa 이다.

그러나, 일본 특허 공개 소 50-75247호에 기재된 바와 같이, 전술한 수지가압방법은 다음과 같은 문제점을 가지고 있다. 예컨대, 수지 가압 방법으로 목표로 하는 효과를 달성하기 위하여 두 단계에서 적절히 압력을 적용하는 것이 어렵기 때문에, 성형 작업이 번거롭고 시간이 많이 드는 경향이 있다. 더우기, 수지 가압 방법에 있어서, 제조된 수지 성형품은 금형의 분리선에 따라 버가 형성되기 쉽다. 그러므로, 이러한 부분의 제거가 필요하여, 추가의 작업 또는 단계가 성형 작업에 필요하게 되는 문제점을 불가피하게 야기 시킨다.

한편, 상대적으로 낮은 압력으로 수지를 가압하는 방법에 있어서는 싱크마크가 금형 캐비티의 입구로부터 떨어져 있는 성형품 부분, 즉, 만족스러운 수지 압력 이 얻어질 수 없는 부분에서 발생하기 쉽다.

국제특허출원공보 제W096/06220(U.S.특허 제5,273,707호 및 EP 제400,135호에 대응)에는 금형캐비티의 부피보다 적은 부피, 특히 금형 캐비티 부피의 90% 내지 95%의 부피로 용융수지를 금형캐비티에 주입한 후, 압축기체를 캐비티 내 나머지 공간에 도입하는 기체보조 사출성형법이 개시되어 있다. 그러나, 금형캐비티의 내벽(기체도입의 면에서 떨어진)과 금형캐비티에 주입되는 용융수지 사이에 틈새(gap)가 형성되기 쉽다. 따라서, 기체가 틈새로 침입하여, 싱크마크의 발생을 야기한다.

또한, 틈새로 침입된 기체는 금형 캐비티의 분리선을 통해 금형 캐비티으로부터 빠져나가기 쉽기 때문에 압축기체의 효과가 싱크마크 발생의 방지에 불충분하게 된다.

국제특허출원공보 제 WO 93/14918호에는 이동금형 반쪽과 고정 금형 반쪽 사이의 분리선 뿐만 아니라, 배출기 핀과 이동금형 반쪽 내에 제공된 핀슬라이드 구멍의 내벽 사이의 공간이 밀폐된 구조를 갖는 금형이 개시되어 있다. 또한, 이 특허에는 싱크마크의 발생을 방지하기 위하여 주입된 용융수지의 원하는 부분에 기체압력이 효과적으로 적용될 수 있도록 금형 캐비티의 내벽 주위에 돌출부가 형성되어 있다.

상기와 같은 통상적 사출성형법에서, 제조하고자 하는 수지성형품은 증가된 두께를 갖는 제품의 뒷면 상에 국부적으로 돌출된 부분을 갖는 경우, 국부적으로 돌출 된 부분에 해당하는 부분에서 전면상의 싱크마크 결함의 발생은 버의 발생의 문제 야기 없이 만족스럽게 억제될 수 없다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사출품의 성형시 두께차이에 의한 수축으로 싱크마크가 발생되는 것을 방지할 수 있는 사출금형을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 사출 성형시 보스 형성부에 고압의 공기를 제공하여 수축에 따른 변형을 방지할 수 있으며, 이 공압을 제공하는 구조가 상대적으로 간단한 사출금형을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 사출금형은

보스성형부을 캐비티를 형성하는 상,하부 금형과, 상기 상,하부 금형의 적어도 일측에 설치되어 상기 보스 성형부에 삽입되어 중공을 형성하는 코어핀과, 성형품의 성형 시 상기 보스부의 중공에 공압을 제공하여 성형품의 수축에 따른 싱크마크의 발생을 방지하는 공압공급수단을 구비하여 된 것을 그 특징으로한다.

본 발명에 있어서, 상기 공압공급수단은 상기 코어핀이 길이 방향으로 형성된 중공을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되는 것으로, 길이 방향으로 공압을 공급하기 위한 공압공급관로가 형성된 본체을 구비하며 상기 본체의 단부의 복수의 평활면이 형성되고, 이 평활면에 토출공이 형성된 공압공급 핀을 구비한다.

그리고 상기 상기 보스 성형부는 상부금형 또는 하부금형에 결합되는 코어부재에 의해 이루어지며, 상기 공압공급수단은 상기 코어핀에 길이 방향으로 고압공 급관로가 형성되고, 상기 코어핀의 단부와 나사 결합되며 외주면에 토출구가 형성된 팁을 구비한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 사출금형의 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 사출금형은 보스부와 같이 두께 차이에 의한 싱크 마크의 발생을 줄일 수 있는 것으로, 그 일 실시예를 도 1 및 도 2에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 사출금형(10)은 상부금형(11)과, 이 상부금형(11)과 형합되어 캐비티(12)를 형성하는 하부금형(13)을 구비한다. 상기 상부금형(11)과 하부금형(12)에는 성형품(100)의 보스부(101)를 형성하기 위한 보스 성형부 또는 보스 성형을 위한 코어부재(14)가 설치되고, 이와 대응되는 측에는 보스부의 중공을 형성하기 위한 코어핀 유니트(20)를 구비하는데, 이 코어핀 유니트(20)에는 성형시 상기 보스부(101)의 바닥면에 공압을 공급하여 싱크마크의 형성을 방지하기 위한 공압공급수단을 구비한다.

상기 코어부재(14)는 도 2에 도시된 바와 같이 보스부(100)를 형성하기 위하여 상부금형(11) 또는 하부금형(13)에 설치되는 것으로, 상기 캐비티와 연통되며 코어부재(14)의 길이 방향으로 보스부 성형공간(14a)이 형성된다. 이 보스부성형공간(14a)은 상기 코어부재(14)가 상부금형 또는 하부금형에 매립되도록 설치됨으로써 이루어질 수도 있다.(도 2참조). 상기 코어부재(14)는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 도 3에 도시된 바와 같이 하부 금형에 보스부의 외형을 형성하기 위하여 일체로 형성될 수도 있다.

한편, 상기 코어핀 유니트(20)는 보스부 성형공간(14a)에 슬라이딩 가능하게 설치되어 보스부(101)의 중공부(102)를 형성하는 것으로, 상기 코어부재(14)의 중심부에 결합되며 중공(21)을 가지는 코어핀(22)과, 상기 코어핀(22)의 중공(21)에 삽입되어 공압을 공급하는 공압공급수단을 이루는 공압공급핀(31)을 구비한다. 이 공압공급 핀(31)은 상기코어핀(22)의 중공(21)을 따라 결합되며 길이 방향으로 소정깊이의 공압공급관로(32)가 형성된 본체(33)를 구비한다. 상기 본체(33)는 관상으로 형성되어 있으며, 단부의 외주면에는 도 4에 도시된 바와 같이 면취 된 복수개의 평활면(34)이 형성되고, 이 평활면(34)에는 상기 공압공급관로(32)와 연통되는 토출공(35)이 형성된다. 상기 공압공급 핀(31)의 단부와 코어핀(20)의 단부는 일치되도록 함이 바람직하다.

도 5에는 본 발명에 다른 코어핀 유니트의 다른 실시예를 나타내 보였다. 상기 실리예와 동일한 부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.

도면을 참조하면, 상기 코어핀 유니트(40)는 코어부재(14)의 보스부 성형공간(14a)에 슬라이딩 가능하게 설치되어 보스부(101)의 중공부(102)를 형성하는 것으로, 상기 코어부재(14)의 중심부에 결합되며 중공(21)을 가지는 코어핀(22)과, 상기 코어핀(22)의 단부에 결합되는 캡(41)을 구비한다.

상기 캡(41)은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 코어핀(22)의 중공과 연결되는 배출통로(42)가 소정깊이 형성되고, 상기 코어핀(22)의 단부와 결합되는 캡(41)의 접촉면에는 상기 배출통로(42)와 연결되는 연결되는 그루브(43)가 형성된다. 이 그루브(43)는 상기 코어핀(22)과 결합시 코어핀(22)의 단부와 더블어 토 출통로를 형성하게 된다.

상기 캡(41)은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 상기 코어핀(22)과 결합되어 중공을 통하여 공급되는 공기를 반경방향 및 하방으로 주사하 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 사출금형을 이용하여 성형품을 사출성형하기 위해서는 상부금형(11)(13)을 형합하여 성형품의 형상과 동일한 캐비티(12)를 형성한 상태에서 도면에는 도시되어 있지 않으나 용융된 수지를 스프루 부쉬, 런너 게이트를 통하여 주입한다. 이와 같이 하면 성형품의 성형공간인 캐비티와 보스부 성형공간(14a)에 수지가 주입된다. 이 상태에서 수지의 경화가 완전히 이루어지지 않은 상태에서 상기 공압공급 핀(31)의 본체(33)에 형성된 공압 공급관로(32)를 통하여 공압을 공급한다. 상기 공압 공급관로(32)를 통하여 공급되는 공기는 상기 배출공(35)으로 배출되고, 이 배출된 공기는 상기 코어핀의 중공 내주면과 상기 평활면(34) 사이를 통하여 보스부(101)의 중공부(102) 바닥면으로 토출되어 수축에 따른 싱크마크의 발생을 방지한다.

특히 중공(21)을 가진 코어핀(22)의 단부에 캡(41)이 설치되어 있는 경우 코어핀 과 캡이 나사 결합되어 있으므로 싱크마크의 형성을 방지하기 위한 공압의 공급구조가 간단하다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명의 사출금형은 보스부를 가진 성형품의 성형시 보스부 형성부위의 두께 차이에 의하여 싱크 마크가 발생되는 것을 근본적으로 방지할 수 있다.

특히, 보스부의 성형을 위한 공간의 형성이 용이하고, 이의 바닥면에 싱크마크 방지를 위해 공압의 공급구조가 간단하므로 보스부를 형성하기 위한 사출금형의 구조가 간단하다.

Claims (4)

1. 보스성형부을 캐비티를 형성하는 상,하부 금형과, 상기 상,하부 금형의 적어도 일측에 설치되어 상기 보스 성형부에 삽입되어 중공을 형성하는 코어핀과, 성형품의 성형 시 상기 보스부의 중공에 공압을 제공하여 성형품의 수축에 따른 싱크마크의 발생을 방지하는 공압공급수단을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 사출금형.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 공압공급수단은 상기 코어핀이 길이 방향으로 형성된 중공을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되는 것으로, 길이 방향으로 공압을 공급하기 위한 공압공 급관로가 형성된 본체을 구비하며 상기 본체의 단부의 복수의 평활면이 형성되고, 이 평활면에 토출공이 형성된 공압공급 핀을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 사출금형.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 보스 성형부는 상부금형 또는 하부금형에 결합되는 코어부재에 의해 이루어진 것을 특징으로 하는 사출금형.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 공압공급수단은 상기 코어핀에 길이 방향으로 고압공급관로가 형성되고, 상기 코어핀의 단부와 나사 결합되며 외주면에 토출구가 형성된 팁을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 사출금형.

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