KR20100006308A - 나사 언더컷 처리장치를 구비하는 사출금형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 코어방식에 의한 나사 언더컷 처리를 위한 사출금형장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 독립적인 전후진과 회전의 움직임이 가능한 여러 개의 코어를 이용하여 보다 정밀하고 복잡한 형태의 나사부를 가지는 사출물의 성형 제작을 가능하게 하고, 또한 나사 형상 코어의 정확한 제거를 위한 리드 나사 구조를 설치하여 부정확한 코어 제거에 따르는 성형 불량을 수정 보완할 수 있는 다중 코어방식의 나사 언더컷 처리장치를 포함한 사출금형장치에 관한 것이다.

본 발명은 상부금형 및 하부금형과, 상기 상부금형 및 하부금형에 구성되는 캐비티와, 상기 캐비티에 수지를 주입하는 핫런너와, 상기 핫런더의 게이트를 통해 수지를 상기 캐비티 공간에 주입하여 사출물을 성형하는 사출성형금형에 있어서, 상기 상부금형과 하부금형의 캐비티 공간으로 진입하여 사출물을 성형하는 코어 로드와, 상기 코어 로드에 장착되어 사출물을 성형하는 형상코어 및 나사산을 형성하는 나사형코어와, 상기 코어 로드를 회전시켜 캐비티 공간으로부터 나사형코어를 이탈시키기 위한 회전장치와, 상기 코어 로드를 직선 운동시켜 캐비티 공간으로부터 형상코어와 나사형코어를 분리하기 위한 직선이동장치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

사출금형,캐비티,언더컷,코어

Description

나사 언더컷 처리장치를 구비하는 사출금형장치{Injection molding apparatus with screw under-cut treatment}

본 발명은 다중 코어방식에 의한 나사 언더컷 처리를 위한 사출금형장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 독립적인 전후진과 회전의 움직임이 가능한 여러 개의 코어를 이용하여 보다 정밀하고 복잡한 형상의 나사부를 가지는 사출물의 성형 제작을 가능하게 하고, 또한 나사 형상 코어의 정확한 제거를 위한 리드 나사 구조를 설치하여 부정확한 코어 제거에 따르는 성형 불량을 수정 보완할 수 있는 다중 코어방식의 나사 언더컷 처리장치를 포함한 사출금형장치에 관한 것이다.

일반적으로 사출금형을 이용한 사출성형법은 열가소성 플라스틱 또는 열경화성 플라스틱 성형재료를 사출성형기 내에서 가열 용융한 후, 스크류를 통하여 사출금형의 캐비티 내로 원료를 가압 주입하여 충전하고, 이를 금형상에서 고화 또는 경화하여 성형품을 제작하는 성형방법이다.

이러한 사출성형을 위한 사출금형은 일반적으로 용융된 재료는 스프루, 런너 및 게이트 등의 주입공간을 통하여 제품 성형공간인 금형의 캐비티 내로 주입하여 성형하고, 성형이 완료된 후에는 밀판이 동작하여 밀핀이 승강하면서 게이트와 성 형물의 연결부분을 분리시킨 후 런너와 게이트 및 성형물을 분리하면서 성형품을 취출하도록 되어 있다.

이와 같은 성형품의 취출과정에서 성형품을 금형 내 캐비티로부터 분리해 내기 어렵게 하는 장애를 주는 부분이 발생 되는데, 이 부분을 통상 언더컷이라고 하며, 대표적으로는 나사 형상을 내경 상에 형성하는 성형품은 나사 형상이 언더컷에 해당한다. 도 1은 나사부(10) 형상을 내경 상으로 갖는 성형물(20)의 대표적 모델이다.

종래 사출성형금형의 나사 언더컷 처리 구조를 살펴보면, 단일 코어로 이루어진 나사 형상을 수동 혹은 모터를 이용하여 회전시켜 언더컷을 제거하는 방법을 이용하여 왔다.

이러한 단일 나사 코어방식은 성형부가 회전에 영향을 받지 않는 단순한 형태에만 적용될 수 있고, 보다 복잡한 형태를 갖는 예를들면 도 1과 같이 내경상으로 나사부(10) 형상을 갖는 성형물(20)은 성형이 어려운 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 창출된 것으로, 다중 코어방식에 의한 나사 언더컷 처리가 가능하도록 금형내에서 독립적인 전후진과 회전의 움직임이 가능한 여러 개의 코어를 이용하여 보다 정밀하고 복잡한 형태의 나사부를 가지는 사출성형물의 제작을 가능하게 하는 것이다,

본 발명의 다른 목적은 나사형상 코어를 정확하게 제거하여 코어 제거에 따 르는 성형 불량을 수정 보완할 수 있는 다중 코어방식의 나사 언더컷 처리장치를 포함한 사출금형장치를 제공하기 위한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은,

상부금형 및 하부금형과, 상기 상부금형 및 하부금형에 구성되는 캐비티와, 상기 캐비티에 수지를 주입하는 핫런너와, 상기 핫런더의 게이트를 통해 수지를 상기 캐비티 공간에 주입하여 사출물을 성형하는 사출성형금형에 있어서,

상기 상부금형과 하부금형의 캐비티 공간으로 진입하여 사출물을 성형하는 코어 로드와,

상기 코어 로드에 장착되어 사출물을 성형하는 형상코어 및 나사산을 형성하는 나사형코어와,

상기 코어 로드를 회전시켜 캐비티 공간으로부터 나사형코어를 이탈시키기 위한 회전장치와,

상기 코어 로드를 직선 운동시켜 캐비티 공간으로부터 형상코어와 나사형코어를 분리하기 위한 직선이동장치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 코어 로드의 선단부에 형상코어와 나사형코어가 장착되어 캐비티 공간에 진입하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 코어 로드에 장착된 나사형코어는 독립회전이 가능하도록 코어 로드의 외경에 장착된 것을 특징으로 한다.

상기 회전장치는,

스퍼어기어를 축상으로 구비하여 나사형코어를 회전시키기 위한 구동모터와,

상기 구동모터의 동력을 받는 스퍼어기어를 구비하고, 그 스퍼어기어의 회전으로 회전하여 일단에 결합된 나사형코어를 캐비티 공간으로부터 회전시켜 분리하기 위하여 코어로드의 외경을 따라 회전하도록 코어로드를 축으로하여 결합된 회전체로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 코어 로드의 직선이동장치는,

상기 코어 로드를 지지하고 고정하는 코어블럭과,

상기 코어블럭을 전후진 시켜 코어 로드를 캐비티 공간으로 진입시키거나 이탈시키는 가동실린더로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 나사 언더컷 처리장치를 포함한 사출금형장치는, 금형 내에 나사 언더컷 처리장치를 독립적인 전 후진과 회전의 움직임이 가능하도록 여러 개의 코어를 설치하여 이를 이용하여 보다 정밀하고 복잡한 형태의 나사부를 가지는 사출성형물의 제작을 가능하게 하는 효과가 있고, 나사형상 코어의 정확한 제거를 위한 리드 나사 구조를 설치하여 부정확한 코어 제거에 따르는 성형 불량을 수정 보완할 수 있어 고품질의 사출 성형물을 제작할 수 있도록 하는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 나사 언더컷 처리장치를 포함하는 사출금형장치를 설 명하기 위한 복잡한 나사 형상을 가지는 사출대상 성형물의 일부 절취 단면도 이다. 도 2는 본 발명에 따른 2개의 캐비티를 가지는 상부금형과 하부금형의 결합 상태를 나타내는 단면도이다. 도 3은 본 발명에 따른 플라스틱 성형물의 사출이 이루어지고 난 이후 상부금형과 하부금형이 분리되기 이전 상태에서의 상부금형을 나타내는 단면도 이다. 도 4는 본 발명에 따른 상부금형과 하부금형의 1차 분리과정을 나타내는 단면도 이다. 도 5는 본 발명에 따른 상부금형과 하부금형의 2차 분리과정을 나타내는 단면도 이다. 도 6은 본 발명에 따른 상부금형과 하부금형의 3차 분리과정을 나타내는 단면도 이다.

본 발명의 나사 언더컷 처리장치를 포함한 사출금형장치는, 사출성형의 대상이 되는 성형물(20)이 도 1과 같이 금형내에서 나사부(10) 형상의 언더컷을 갖는 등의 복잡한 성형물을 보다 쉽고 정확하게 성형할 수 있도록 하기 위한 것이다. 도 2 내지 도 6은 이와 같은 사출 성형물을 성형하기 위하여 본 발명에 따른 나사 언더컷 처리장치를 구비하는 사출금형장치의 구성 및 동작상태를 나타낸 것이다.

주요 부분은, 도 2 내지 도 6과 같이, 상부금형(30) 및 하부금형(40)과, 상기 상부금형(30) 및 하부금형(40)에 구성되는 캐비티(50)와, 상기 캐비티(50)에 수지를 주입하는 핫런너(60)와, 상기 핫런더(60)의 게이트(61)를 통해 수지를 상기 캐비티(50) 공간에 주입하여 사출물을 성형하는 사출성형금형으로 이루어지며, 상기 사출성형금형은 나사 언터컷 처리장치(70)를 구비한다.

상기 나사 언더컷 처리장치(70)는, 상기 상부금형(30)과 하부금형(40)의 캐비티(50) 공간으로 진입하여 사출물을 성형하는 코어 로드(71)와, 상기 코어 로 드(71)에 장착되어 사출물을 성형하는 형상코어(72) 및 나사산을 형성하는 나사형코어(73)와, 상기 코어 로드(71)를 회전시켜 캐비티(50) 공간으로부터 나사형코어(73)를 이탈시키기 위한 회전장치(74)와, 상기 코어 로드(71)를 직선 운동시켜 캐비티(50) 공간으로부터 형상코어(72)와 나사형코어(73)를 분리하기 위한 직선이동장치(75)로 이루어진다.

상기 나사 언더컷 처리장치(70)는, 코어 로드(71)의 선단부에 형상코어(72)와 나사형코어(73)가 장착되어 캐비티(50) 공간에 진입하도록 구성된다.

상기 코어 로드(71)에 장착된 나사형코어(73)는 독립회전이 가능하도록 코어 로드(71)의 외경을 따라 장착된다.

상기 회전장치(74)는, 스퍼어기어(76)를 축상으로 구비하여 나사형코어(73)를 회전시키기 위한 구동모터(77)와, 상기 구동모터(77)의 동력을 받는 스퍼어기어(76a)를 구비하고, 그 스퍼어기어(76)(76a)의 회전으로 회전하여 일단에 결합된 나사형코어(73)를 캐비티(50) 공간으로부터 회전시켜 분리하기 위하여 코어 로드(71)의 외경을 따라 회전하도록 코어 로드(71)를 축으로 하여 결합된 회전체(78)로 이루어진다.

상기 코어 로드(71)의 직선이동장치(75)는, 상기 코어 로드(71)를 지지하고 고정하기 위해 상부금형(30)에 고정되는 로드 블럭(79)과, 상기 로드 블럭(79)을 전후진 시켜 코어 로드(71)를 캐비티(50) 공간으로 진입시키거나 이탈시키는 가동실린더(80)로 이루어진다.

미설명 부호 81은 나사 언더컷 처리장치(70)에 구성되는 슬라이드코어(81) 이고, 82는 코어 블럭(79)에 회전체(78)를 지지 고정하는 니들베어링(82)이며, 83은 스톱 링(87)이 전.후진시 스토퍼 역할을 하는 트러스트 베어링 이며, 84는 코어 블럭(79)에 장착되는 통상의 경사핀 이다. 또한 85는 회전체(78)의 외경에 형성되는 리드 나사 이고, 86은 리드 나사 부싱 이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 도 1과 같은 나사부(10)를 포함하는 성형물(20)을 사출성형금형으로 간단히 성형할 수 있다. 통상 나사부(10)를 포함하는 성형물(20)을 사출성형금형에서 성형하려면 나사부(10)를 성형하는 코어로 인해 성형이 완료된 후 나사 언더컷에 의한 분리 장애가 발생되어 코어를 캐비티로부터 분리하기가 어려워 성형물 성형공정의 증가와 함께 제품 불량의 원인을 제공하게 된다.

본 발명은 사출성형금형에 나사 언더컷 처리장치(70)를 구비하도록 함으로서, 이러한 나사 언더컷 처리에 관한 장애 없이 간단하게 코어를 금형으로부터 분리할 수 있어 금형상에서 나사 언터컷을 가지는 성형물을 쉽고 간단하게 성형할 수 있도록 한다.

도 1은 내경상으로 나사부(10)를 가지는 자동차 부품으로 공급되는 성형물(20)을 나타낸 것으로, 이러한 복잡한 형상의 프라스틱 성형물을 본 발명을 통하여 고품질 상태로 성형이 가능하다.

도 2는 상부금형(30)과 하부금형(40)으로 이루어지는 2개의 캐비티(50)를 가지는 사출성형금형에 본 발명의 나사부 언더컷 처리장치(70)를 설치한 예로서, 이 와 같이 사출성형금형의 캐비티(50)를 중심으로 본 발명에 따른 나사부 언더컷 처리장치(70)를 설치하면 복잡한 형상의 성형물(20)을 간단하게 성형할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 나사부 언더컷 처리장치(70)의 구성 예로서, 상부금형(30)과 하부금형(40)의 캐비티(50) 공간으로 사출물을 성형하는 코어 로드(71)를 중심으로 형상코어(72)와 나사형코어(73) 및 슬라이드코어(81)로 이루어지는 코어 블럭(79)으로 구성된 예이고, 그리고 나사형코어(73)를 이탈 시키기 위한 회전장치(74), 코어 로드(71)를 직선 운동시켜 캐비티(50) 공간으로부터 형상코어(72)와 나사형코어(73)를 분리하기 위한 직선이동장치(75)가 설치되어 있다.

먼저, 사출성형금형내 캐비티(50) 공간상에서 성형물(20)의 경화 성형이 완료되며, 1차적으로 형상코어(72) 및 나사형코어(73)를 캐비티(50) 공간상에서 이탈시키는 작업을 진행한다.

도 4는 상부금형(30)과 하부금형(40)의 1차 분리과정을 나타낸 것으로, 사출물 성형 이후 상부금형(30)이 일정량 움직임에 따라 경사핀(84)이 움직임으로 인하여 슬라이드 코어(81)를 일정량 뒤로 후퇴 시키게 되어 나사형코어(73)가 움직일 수 있는 공간을 형성하게 된다. 여기서, 슬라이드 코어(81) 없이 나사형코어(73)만 구성한 경우 곧바로 나사형코어(73)를 회전 시키는 구조도 가능하다. 따라서 경사핀(84)의 움직임에 의한 슬라이드 코어(81)의 사전 이동 동작은 생략될 수 있다.

도 5는 회전장치(74)를 통하여 나사형코어(73)를 회전시켜 성형물(20)의 나사부(10)로부터 나사형코어(73)를 이탈시키는 동작을 나타낸 것으로, 회전장치(74)는 스퍼어기어(76)를 축상으로 구비하여 나사형코어(73)를 회전시키기 위한 구동모 터(77), 구동모터(77)의 동력을 받는 스퍼어기어(76a)를 구비하고, 그 스퍼어기어(76a)의 회전으로 회전하여 일단에 결합된 나사형코어(73)를 캐비티(50) 공간으로부터 회전시켜 분리하기 위하여 코어 로드(71)의 외경을 따라 회전하도록 코어 로드(71)를 축으로하여 결합된 회전체(78)로 이루어져 있으므로, 구동모터(77)의 회전에 의하여 스퍼어기어(76)를 회전시키고, 이것은 스퍼어기어(76a)에 연결된 회전체(78)를 움직여 리드 나사(85)를 회전시킴으로 인하여 나사형코어(73)를 뒤로 이동시킨다. 이때, 리드 나사(85)의 움직임은 리드 나사 부싱(86)을 따라 이동하며 이동량은 트러스트 베어링(83)과 스톱 링(87)에 의해 제어되며 코어 로드(71)에 결합된 형상코어(72)는 고정된 상태를 유지하게 된다.

여기서, 리드 나사(85)는 그리고 리드 나사 부싱(86), 트러스트 베어링(83) 및 스톱 링(87) 등은 회전체(78)의 이동량을 기구적으로 제어하여 최종적으로 나사형코어(73)를 성형물(20)의 나사부(10)로부터 이탈 시키기 위한 것인 바, 반드시 필요한 구성은 아니다. 즉 이러한 복잡한 구조적 결합에 의하지 않고, 구동모터(77)의 회전량 제어만으로 회전체(78)의 이동량 제어도 가능하다.

이와 같이 성형물(20)의 경화 성형이 완료된 이후, 성형물(20)의 나사부(10)에 그대로 물려 있는 나사형코어(73)를 회전체(78)를 회전시켜 간단히 이탈시킴으로서 나사부 언더컷에 의한 코어의 이탈 장애를 간단히 해결할 수 있게 된다.

도 6은 가동실린더(80)의 작동에 의해 가동실린더(80) 로드를 당기고 이를 통해 형상코어(72)를 후퇴시킴으로 상부금형(30)이 하부금형(40)으로부터 완전히 제거되어 성형물을 취출할 수 있게 되는 상태를 나타낸 것으로, 이를 위해 코어 블 럭(79)에는 직선이동장치(75)가 구성된다.

코어 로드(71)의 직선이동장치(75)는, 코어 로드(71)를 지지하고 고정하는 코러 블럭(79), 코어 블럭(79)을 전후진 시켜 코어 로드(71)를 캐비티(50) 공간으로 진입시키거나 이탈시키는 상기와 같은 가동실린더(80)로 이루어져 있다.

따라서, 먼저 코어 로드(71)의 회전장치(74)를 통하여 나사형코어(73)를 성형물(20)로 부터 이탈시키고, 연속적으로 코어 로드(71)를 가동실린더(80)를 통하여 전체적으로 외부 방향으로 이동시킴으로서, 별다른 언더컷 처리나 제거 공정 없이 곧바로 상부금형(30)과 하부금형(40)을 분리하고 성형물을 취출할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 나사부 언더컷 처리장치를 사출성형금형에 포함시켜 구성함으로서, 나사부를 갖는 복잡한 형상의 성형물을 성형 한 뒤 별도의 언더컷 처리 공정을 거치지 않고 간단한 금형의 이형만으로 금형 내 성형 제품을 취출할 수 있어 성형품의 제작 속도를 증가시켜 생산성을 향상시킬 수 있으며, 언더컷에 의한 제품 성형 불량을 방지하면서 고품질 상태의 성형물을 성형할 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.

도 1은 나사 형상을 가지는 사출 성형물을 나타낸 일부 절취 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 2개의 캐비티를 가지는 상부금형과 하부금형의 결합 상태를 나타내는 단면도.

도 3은 플라스틱 성형물의 사출이 이루어지고 난 이후 상부금형과 하부금형이 분리되기 이전 상태에서의 상부금형을 나타내는 단면도.

도 4는 상부금형과 하부금형의 1차 분리과정을 나타내는 단면도.

도 5는 상부금형과 하부금형의 2차 분리과정을 나타내는 단면도.

도 6은 상부금형과 하부금형의 3차 분리과정을 나타내는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

30:상부금형

40:하부금형

50:캐비티

60:핫런더

70:나사언터컷처리장치

71:코어로드

72:형상코어

73:나사형코어

74:회전장치

75:직선이동장치

76.76a:스퍼어기어

77:구동모터

78:회전체

79:코어블럭

80:가동실린더

Claims (5)

1. 상부금형 및 하부금형과, 상기 상부금형 및 하부금형에 구성되는 캐비티와, 상기 캐비티에 수지를 주입하는 핫런너와, 상기 핫런더의 게이트를 통해 수지를 상기 캐비티 공간에 주입하여 사출물을 성형하는 사출성형금형에 있어서,

   상기 사출성형금형은 나사 언더컷 처리장치를 구비하여 이루어지며,

   상기 나사 언더컷 처리장치는,

   상기 상부금형과 하부금형의 캐비티 공간으로 진입하여 사출물을 성형하는 코어 로드와,

   상기 코어 로드에 장착되어 사출물을 성형하는 형상코어 및 나사산을 형성하는 나사형코어와,

   상기 코어 로드를 회전시켜 캐비티 공간으로부터 나사형코어를 이탈시키기 위한 회전장치와,

   상기 코어 로드를 직선 운동시켜 캐비티 공간으로부터 형상코어와 나사형코어를 분리하기 위한 직선이동장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나사 언더컷 처리장치를 구비하는 사출금형장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 코어 로드의 선단부에 형상코어와 나사형코어가 장착되어 캐비티 공간에 진입하도록 구성된 것을 특징으로 하는 나사 언더컷 처리장치를 구비하는 사출 금형장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 코어 로드에 장착된 나사형코어는 독립회전이 가능하도록 코어 로드의 외경에 장착된 것을 특징으로 하는 나사 언더 컷 처리장치를 구비하는 사출 금형장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전장치는,

   스퍼어기어를 축상으로 구비하여 나사형코어를 회전시키기 위한 구동모터와,

   상기 구동모터의 동력을 받는 스퍼어기어를 구비하고, 그 스퍼어기어의 회전으로 회전하여 일단에 결합된 나사형코어를 캐비티 공간으로부터 회전시켜 분리하기 위하여 코어로드의 외경을 따라 회전하도록 코어로드를 축으로하여 결합된 회전체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나사 언더컷 처리장치를 구비하는 사출금형장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 코어 로드의 직선이동장치는,

   상기 코어 로드를 지지하고 고정하는 코어블럭과,

   상기 코어블럭을 전후진 시켜 코어 로드를 캐비티 공간으로 진입시키거나 이탈시키는 가동실린더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나사 언더컷 처리장치를 구 비하는 사출금형장치.

Images