KR20100091817A - 자석고정체와 이를 이용한 인서트사출용 금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인서트사출용 금형에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자력을 이용하여 인서트 금속물을 고정시킬 수 있는 인서트사출용 금형에 관한 것이다.

본 발명에 따른 자석고정체가 구비된 인서트사출용 금형은, 다수 개의 자석이 부착된 금속봉을 인서트 금속물이 설치되는 금형의 내부에 설치하되, 상기 금속봉의 상면이 인서트 금속물이 설치되는 금형의 캐비티 면과 일치하도록 가공한 것을 특징으로 한다.

사출금형, 인서트, 금속, 금속판, 자석, 금속봉

Description

자석고정체와 이를 이용한 인서트사출용 금형{MAGNET FIXTURE AND INSERT INJECTION MOLD WITH MAGNET FIXTURE}

본 발명은 인서트사출용 금형에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자력을 이용하여 인서트 금속물을 캐비티의 상면에 고정시킬 수 있는 인서트사출용 금형에 관한 것이다.

일반적으로 사출은 플라스틱 재료를 용융시켜 적당한 유동 상태로 만든 것을 캐비티가 형성되어 있는 금형 내에 유입시켜 캐비티에 대응하는 플라스틱 성형품을 만든 것이다.

또한, 인서트 사출은 두 가지 재질, 예를 들어 플라스틱과 금속의 조합에 의해 합리적인 부품구조를 얻을 수 있는 것으로, 사출 성형시 캐비티 면에 인서트 물을 미리 삽입한 후 플라스틱 용융물을 주입함으로써 사출을 통해 두 재질이 일체화되므로 상대위치의 정밀도가 좋고 느슨해짐과 탈락 등이 없는 신뢰성이 높은 부품을 만드는 방법이다.

인서트 사출을 위해서는 사출금형의 캐비티 면에 삽입한 인서트 물을 안정적으로 고정하기 위한 고정장치가 필요하다. 예를 들어, 인서트 물로 사용되는 볼트 나 너트와 같이 작은 부품은 캐비티 면에 볼트와 너트를 삽입할 수 있는 자석설치홈을 형성한다. 반면에 플라스틱 사출물의 일측 표면에 부착되는 금속판은 캐비티 면에 형성된 자석설치홈에 자석을 설치하여 자력으로 인서트 금속판을 고정시킨다.

본 발명은 사출금형의 캐비티 면에 자석을 설치하여 금속판과 같은 인서트 금속물을 고정하는 인서트사출용 금형에 관련된다.

도 1은 종래의 인서트사출용 금형을 보여주는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 인서트사출용 금형(1)은 가동금형(3)과 고정금형(5)으로 이루어지고 고정금형(5)의 캐비티 면(6)에 인서트 금속물(7)을 고정하기 위한 자석(2)이 설치되어 있다. 자석(2)은 캐비티 면(6)에 형성된 자석설치홈(4) 내부에 고정된다. 그리고 자석(2)의 상면은 캐비티 면(6)과 일치하도록 가공된다.

이러한 인서트사출용 금형(1)은 블로우성형용 금형에도 그대로 적용될 수 있다. 또한, 도면에서 수평으로 설치된 인서트사출용 금형(1)은 실제로 수직으로 설치되는 금형일 수 있다. 또, 캐비티 면(6)에 설치된 자석(2)은 인서트 금속물(7)의 크기에 따라 다수 개로 설치된다. 예를 들어, 차량의 범퍼 위에 설치되는 금속 발판은 수직으로 세워진 고정금형(5)의 캐비티(6)에 설치된 다수 개의 자석(2)을 이용하여 금속판을 고정한 후 블로우 성형하여 얻을 수 있다.

그러나 종래와 같이, 고정금형(5)의 캐비티 면(6)에 자석(2)을 설치하면, 비록 자석(2)의 표면에 강화코팅처리가 되어 있어도 고정금형(5)에 비해서 자석(2)의 마모가 빠르기 때문에 캐비티 면(6)에 자석설치홈(4)에 대응하는 오목홈(9)이 형성된다.

즉, 도 2는 캐비티 면(6)에 형성된 자석설치홈과 오목홈을 보여주는 확대도로서, 캐비티 면(6)에 오목홈(9)이 형성되면, 비교적 얇은 인서트 금속판(7)을 부착한 후, 플라스틱 용융물을 주입하여 고압으로 사출 성형하면, 사출 성형시 가해지는 압력에 의해서 인서트 금속판(7)이 오목홈(9)안으로 밀려 들어가서 인서트 금속판(7)의 표면에 오목홈(9)에 대응하는 자국이 남게 되는 문제가 있다.

종래에는 인서트 금속판(7)의 표면에 자국이 남지 않도록 자석(2)이 마모되기 전에 자석을 미리 교환해 주어야 했다.

또한, 자석(2)의 상면이 캐비티 면(6)과 일치하도록 자석을 직접 가공하였다. 그러나 자석은 일반 금속, 예를 들어 금형의 재질에 비해 쉽게 깨지는 성질이 있기 때문에 가공이 훨씬 어렵다.

아울러, 인서트 금속판(7)이 커질수록 자력을 키우기 위해서 캐비티 면(6)에 더 많은 자석(12)을 설치하여야 하므로 자석을 가공하거나 금형에 홈을 파거나 또는 마모된 자석을 교체하는 작업량이 더 많아지는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 주된 목적은, 고정금형의 캐비티 면에 자석을 직접 설치하는 대신에 자력을 갖고 고정금형과 동일한 마모 속도를 갖는 금속봉을 설치함으로써 고정금형의 표면에 홈이 생기는 것을 막고, 또 가공이 용이할 뿐만 아니라 자석설치홈의 수를 늘리지 않고서도 자력의 세기를 용이하게 조절할 수 있는 자석고정체와 이를 이용한 인서트사출용 금형을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 자석고정체는, 고정금형의 캐비티 면과 일치하는 형상으로 가공된 상면을 갖고 다수 개의 자석을 붙일 수 있는 자석부착부을 갖는 자성의 금속봉과; 자석부착부에 부착된 다수 개의 자석을 감싸는 비자성의 금속원통과; 금속원통이 설치된 상기 금속봉을 고정금형에 고정하기 위한 고정부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 인서트사출용 금형은, 가동금형과 고정금형으로 이루어진 인서트사출용 금형에 있어서, 고정금형의 캐비티와 연통하도록 형성된 관통홀과; 상기 관통홀을 관통하여 캐비티 면과 일치하는 형상으로 가공된 상면을 갖는 원주부와 다수 개의 자석을 붙일 수 있도록 평탄하게 가공된 자석부착부을 갖는 자성의 금속봉과; 상기 금속봉의 자석부착부에 설치되어 있는 다수 개의 자석과; 상기 다수 개의 자석을 보호하도록 금속봉의 외주에 설치되어 있는 비자성의 금속원통과; 상기 다수 개의 자석이 설치된 금속봉과 이것을 감싸는 금속원통이 안치되도록 상기 관통홀 하부의 고정금형에 형성된 안치홀과; 상기 금속원통이 설치된 금속봉을 안치홀에 고정하기 위하여 금속봉의 하단에 형성된 고정부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자석고정체는 사출금형의 캐비티 면에 자석을 직접 설치하지 않고 자성의 금속봉에 다수 개의 자석을 설치하기 때문에 캐비티 면에 형성되는 홈의 수를 최소화하면서도 자력의 세기를 크게 할 수 있어 크기가 큰 인서트 금속판을 인서트 사출성형할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 자석고정체는 고정금형의 캐비티 면에 자석을 직접 설치하는 대신에 자력을 갖고 고정금형과 동일한 마모 속도를 갖는 금속봉을 설치함으로써 고정금형의 표면에 홈이 생기는 것을 막고, 가공이 용이하게 되는 효과가 있다.

도 3은 본 발명에 따른 인서트사출용 금형의 일 예를 보여주는 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 인서트사출용 금형(10)은, 가동금형(3)과 고정금형(5)으로 이루어지고, 고정금형(5)의 캐비티 면(16)에 인서트 금속판(17)을 고정하기 위한 다수 개의 자석(12)이 설치되어 있다.

이때 자석(12)은 고정금형(5)에 형성된 관통홀(21)을 관통하여 설치되는 금속봉(30)에 부착된다.

그리고 다수 개의 자석(12)이 부착된 금속봉(30)은 관통홀(21)의 하부에 형성된 안치홀(22) 내에 설치된다.

안치홀(22)에는 금속봉(30)에 부착된 다수 개의 자석(12)을 보호하기 위한 비자성의 금속원통(40)이 더 설치된다.

그리고 금속봉(30)의 하단에는 금속봉(30)을 고정금형(5)에 고정하기 위한 고정부(50)가 설치된다.

즉, 본 발명에 따른 인서트사출용 금형(10)은, 고정금형(5)의 캐비티 면(16)에 자석(12)을 직접 설치하는 대신에, 금속봉(30)을 통해서 간접적으로 설치함으로써 종래 기술의 문제점을 해결한다.

이 때, 금속봉(30)은 자석(12)의 자력을 전달할 수 있는 자성의 금속재질로 이루어진다. 또한, 금속봉(30)은 고정금형(5)과 같은 강도와 특성을 갖는 재질의 금속으로 이루어진다.

따라서 본 발명의 금속봉(30)과 고정금형(5)은 사용 경과에 따른 마모 속도가 동일하기 때문에 고정금형(5)의 캐비티 면(16)에 마모에 의한 홈이 형성되는 것을 방지한다.

또한, 금속봉(30)은 고정금형(5)과 같은 재질(예, S45C)이므로 그 상면을 캐비티 면(16)과 일치하도록 가공하는 것이 용이하다.

아울러, 금속봉(30)에는 다수 개의 자석(12)을 붙일 수 있으므로 캐비티 면(16)에 형성되는 관통홀(21)의 수를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 금속봉(30)에 부착되는 자석(12)의 수와 그 배열을 적절히 조합함으로써 자력의 세기를 용이하게 조절할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 인서트사출용 금형(10)에 설치하는 자석고정체의 바람직한 실시 예를 보여주는 분해 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시되어 있는 자석고정체를 설치한 사출금형을 보여주는 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자석고정체가 설치되는 고정금형(5)에는 소정 직경을 갖는 관통홀(21)과 안치홀(22)이 형성된다. 상기 관통홀(21)은 캐비티(16)와 연통하고 안치홀(22)은 관통홀(21)과 연통한다.

자석고정체(16)는 크게 자성의 금속봉(30)과, 이 금속봉(30)에 부착된 다수 개의 자석(12)과, 이 자석(12)과 금속봉(30)의 외주면에 설치되는 비자성의 금속원통(40)으로 이루어진다.

상기 금속봉(30)은 고정금형(5)에 형성된 관통홀(21)을 관통하여 밀접하게 설치되는 원주부(32)를 포함한다. 이 원주부(32)의 상면(32a)은 고정금형(5)의 캐비티 면(16)과 일치하도록 가공된다.

상기 원주부(32)의 하단에는 다수 개의 자석(12)을 부착할 수 있도록 평탄면(34)이 형성되어 있는 소정 길이의 자석부착부(35)가 형성되어 있다. 이 자석부착부(35)는 고정금형(5)에 형성된 안치홀(22) 내에 설치되어 있다.

그리고 이 자석부착부(35)의 하단에는 금속봉(30)을 고정금형(5)의 하면에 착탈식으로 고정하기 위한 고정부(50)가 설치된다.

상기 자석부착부(35)는 바람직하게 소정 직경의 금속봉의 양측면을 평판하게 절삭가공하여 이루어진다. 그리고 자석(12)은 자석부착부(35)의 양측면에 가공된 평탄면(34)에 부착하는 블럭형 자석이다. 그러나 본 발명에 적용되는 자석의 형태는 다양할 수 있고, 이러한 자석의 형태에 따라서 자석부착부(35)의 형상 또한 다양하게 가공될 수 있다.

이어, 비자성의 금속원통(40)은 자석부착부(35)에 부착되어 있는 다수 개의 자석(12)을 보호하도록 자석부착부(35)의 외주면에 설치된다. 이 금속원통(40)은 비자성의 금속, 예를 들어 비자성의 스테인리스스틸(SUS)로 이루어져 자석(12)에서 발생하는 자력이 고정금형(5)으로 누설되는 것을 방지한다. 따라서 다수 개의 자석(12)에서 발생하는 자기력은 금속봉(30)의 원주부(32)로 전달되게 된다.

이러한 목적으로, 원주부(32)의 외주면에도 비자성의 금속통(45)이 더 설치될 수 있다. 따라서 원주부(32)에 설치된 금속통(45)은 원주부(32)로 전달된 자기력이 원주부(32)의 상면(32a)을 통해 인서트 금속판(17)으로 전달되도록 한다.

상기 자석부착부(35)의 외부에 설치되는 비자성의 금속원통(40)은 자석부착부(35)의 하단에 설치되어 있는 돌출부(37)의 상면에 얹혀질 수 있다. 따라서 금속원통(40)은 별도의 체결 수단 없이 안치홀(22) 내에 설치될 수 있다. 바람직하게 돌출부(37)는 양측방향으로 돌출된 바(막대) 형상이다.

한편, 고정부(50)는 고정금형(5)의 하단에 결합하여 안치홀(22)을 폐쇄하는 원판형상으로 이루어진다. 바람직하게 고정부(50)는 금속봉(30)과 별도 부품으로 이루어질 수 있다. 고정부(50)는 돌출부(37)의 하면에 나사체결되거나 접착제로 접착될 수 있다. 또한, 별도 고정수단을 쓰지 않고 고정부(50)의 상면에 의해 단순 지지가 될 수도 있다.

그리고 고정부(50)는 체결홈(51)과 체결볼트(52)를 통해서 고정금형(5)의 하면에 탈착 가능하게 고정된다. 또한, 상기 체결볼트(52)를 이용하여 원주부(32)의 상면(32a)이 캐비티 면(16)과 일치하도록 조절할 수도 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명은 사출금형(10)의 캐비티 면(16)에 자석(12)을 직접 설치하지 않고, 자성체의 금속봉(30)을 통해 간접적으로 설치함으로써 자석(12)의 마모에 따라 캐비티 면(16)에 오목홈이 생기는 것을 방지한다.

즉, 자석은 철에 비해서 무르기 때문에 상대적으로 빨리 마모된다. 최근 자석의 무른 특성을 보완하기 위해 자석의 표면에 강화코팅층을 형성하는 경우도 있으나 인서트 물을 반복적으로 부착하였다가 떼어내는 과정에서 코팅층은 쉽게 벗겨진다. 따라서 자석의 상면이 캐비티 면(16)과 일치하도록 설치하는 경우에는 캐비티 면(16)에 오목홈이 형성되는 것을 막을 수 없으며 이러한 오목홈은 인서트 금속판의 표면에 함몰 자국을 남기게 된다.

그러나 본 발명에 따르면, 자성체 금속봉(30)이 고정금형(5)과 같은 재질로 이루어지기 때문에 캐비티 면(16)에 금속봉(30)과 고정금형(5)의 상대적인 마모에 따른 오목홈이 형성되지 않는다.

또한, 자석을 고정금형(5)의 캐비티 면(16)에 직접 설치하기 위해서는 자석의 상면이 캐비티 면(16)과 일치하도록 가공하여야 하는데, 일반적으로 자석은 쉽게 깨지는 성질이 있어 가공이 용이하기 않다. 그러나 본 발명에 따른 자성체 금속봉(30)은 고정금형과 같은 재질이므로 상대적으로 가공이 용이하다.

아울러, 자석을 캐비티 면(16)에 직접 설치하는 경우, 자력을 높이기 위해서 는 더 많은 자석을 설치하여 하고, 그러기 위해서는 캐비티 면(16)에 더 많은 홈을 형성하거나 더 큰 직경의 홈을 형성하여야 하므로 인서트 금속판에 함몰 자국도 더 많아지게 되는 문제점이 있다.

그러나 본 발명에 따른 자성체 금속봉(30)은 하나의 금속봉(30)에 다수 개의 자석을 설치하므로 인서트 금속물의 표면에 형성되는 함몰 자국의 수와 크기를 최소화할 수 있다.

아울러 본 발명에 따른 자성체 금속봉(30)은 자석자석부착부(35)에 설치하는 자석의 배열을 바꿈으로써 자력의 세기를 쉽게 조절할 수 있다.

즉, 도 6에서 보는 바와 같이, 금속봉(30)의 자석자석부착부(35)에 다수 개의 자석(112~312)이 설치되어 있다.

이 때, 다수 개의 자석(112~312)은 평평한 자석부착부(34)에 자력을 이용하여 부착된다. 다수 개의 자석(112~312)은 상하로 일정 거리(L) 이격되게 설치되고, 이웃하는 자석의 극성은 서로 다른 극이 위치하도록 설치할 수 있다. 이와 같이 자석을 배치함으로써 자력의 세기를 극대화할 수 있다.

또한, 다수 개의 자석(112~312, 112a~312a)은 평평한 자석부착부(34a)의 양쪽에 대응되게 설치될 수 있다. 이때 대응하는 자석(312,312a)의 극성은 서로 다른 극이 위치하도록 설치할 수 있다. 이와 같이 대응되는 자석의 극성이 다르게 함으로써 자력의 세기를 극대화할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 이웃하는 자석 사이의 거리(L)와 극성, 그리고 대응하는 자석의 대응 위치와 극성을 자유롭게 조절하는 자성체 금속봉(30)의 상면(32a) 으로 전달되는 자력의 세기를 조절할 수 있다.

도 1은 종래의 인서트사출용 금형을 보여주는 단면도,

도 2는 고정금형의 캐비티 면에 형성된 자석설치홈과 오목홈을 보여주는 확대도,

도 3은 본 발명에 따른 인서트사출용 금형의 일 예를 보여주는 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 인서트사출용 금형에 설치하는 자석고정체의 바람직한 실시예를 보여주는 분해 사시도,

도 5는 도 4에 도시되어 있는 자석고정체를 설치한 사출금형을 보여주는 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 자석고정체의 자력의 세기를 조절하는 방법을 보여주는 설명도이다.

****도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****

3 : 가동금형 5 : 고정금형

10 : 인서트사출용 금형 12 : 자석(112~312)

16 : 캐비티 면 17 : 인서트 금속판

21 : 관통홀 22 : 안치홀

30 : 금속봉 40 : 금속원통

50 : 고정부 32 : 원주부

32a : 원주부(금속봉)의 상면 35 : 자석부착부

37 : 돌출부 45 :금속통

Claims (7)

1. 캐비티가 형성된 가동금형 및 고정금형으로 이루어진 사출금형에 있어서,

   다수 개의 자석이 부착된 금속봉을 인서트 금속판이 설치되는 고정금형에 설치하되 금속봉의 상면이 인서트 금속물이 설치되는 고정금형의 캐비티 면과 일치하도록 설치하는 것을 특징으로 하는 인서트사출용 금형.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 고정금형에는 고정금형의 캐비티와 연통하는 관통홀과, 상기 관통홀의 하부에 설치되어 관통홀과 연통하는 안치홀이 형성된 것을 특징으로 하는 인서트사출용 금형.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 금속봉은 상기 관통홀을 관통하고 그 상단이 캐비티 면과 일치하는 원주부와, 다수 개의 자석을 붙일수 있도록 평탄하게 가공된 자석부착부을 갖고 상기 안치홀 내부에 설치되는 자석부착부와, 상기 자석부착부에 설치되어 있는 다수 개의 자석과, 다수 개의 자석을 보호하도록 자석부착부의 외주에 설치되어 있는 비자성의 금속원통과; 상기 금속원통이 설치된 금속봉을 안치홀에 고정하기 위하여 금 속봉의 하단에 형성된 고정부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인서트사출용 금형.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 원주부의 외주면에는 비자성의 금속통이 밀접하게 설치되는 것을 특징으로 하는 인서트사출용 금형.
5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,

   상기 원주부의 상면은 캐비티 면과 일치하도록 가공되어 있는 것을 특징으로 하는 인서트사출용 금형.
6. 인서트 금속판이 설치되는 고정금형의 내부에 설치되는 자석고정체에 있어서,

   다수 개의 자석을 부착할 수 있는 평평한 자석부착부가 형성되고 고정금형의 캐비티 면과 연통하도록 설치된 관통홀을 관통하는 원주부로 이루어진 금속봉과;

   상기 금속봉에 부착된 다수 개의 자석을 보호하고 측면으로 자력이 누설되는 것을 방지하도록 상기 금속봉의 외주면에 설치되는 비자성의 금속원통과;

   상기 고정금형에 형성된 안치홀에 삽입되어 있는 금속봉을 고정시키기 위해서 금속봉의 하단에 탈착가능하게 결합하는 고정부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자석고정체.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 자석부착부에 부착되는 자석은 자석의 수, 이웃하거나 마주보는 자석의 극성 방향이나 이웃하는 자석 사이의 거리에 의해서 자력의 세기를 조절하는 것을 특징으로 하는 자석고정체.

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