KR20110000885A

KR20110000885A - 나사 성형품 제조용 금형

Info

Publication number: KR20110000885A
Application number: KR1020090058200A
Authority: KR
Inventors: 김재옥
Original assignee: (주)대동몰드
Priority date: 2009-06-29
Filing date: 2009-06-29
Publication date: 2011-01-06

Abstract

본 발명은 나사 성형품 제조용 금형에 관한 것으로서, 나사 성형품의 재료가 되는 플라스틱 용액이 주입되는 플라스틱 용액 주입구를 갖는 상단 금형; 높이 방향을 따라 상기 상단 금형과 나란하게 이격 배치되는 하단 금형; 상기 상단 및 하단 금형 사이에서 상기 상단 및 하단 금형과 상호간 분해 조립 가능하게 결합되는 다수의 중간 금형; 상기 다수의 중간 금형 중 어느 한 금형에 다수개 마련되며, 상기 나사 성형품을 성형하기 위한 캐비티를 형성하는 성형 코어; 상기 캐비티들에 각각 삽입되어 상기 나사 성형품의 내주면에 나사를 성형하는 나사성형부를 갖는 다수의 나사성형축; 및 상기 나사성형축에 의해 상기 나사 성형품의 내주면에 나사가 형성되도록 상기 다수의 나사성형축을 일체로 회전 및 승하강 운동시키는 동력을 발생시키는 동력발생부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 나사의 위치 및 가공 정도는 정확하게 유지시킬 수 있으면서도 종래보다 성형 작업이 용이하기 때문에 나사 성형품에 대한 단위 시간당 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

나사 성형품 제조용 금형{MOLD FOR ARTICLE HAVING SCREW}

본 발명은, 나사 성형품 제조용 금형에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 나사의 위치 및 가공 정도는 정확하게 유지시킬 수 있으면서도 종래보다 성형 작업이 용이하기 때문에 나사 성형품에 대한 단위 시간당 생산성을 향상시킬 수 있는 나사 성형품 제조용 금형에 관한 것이다.

금형은 동일 규격의 제품을 대량으로 생산하기 위하여 만드는 금속성의 형(型)을 말한다. 금형은 전기/전자 제품을 비롯하여 자동차, 항공기, 반도체, 통신기기, 정밀기계 등 일상용품에서 초정밀 제품에 이르기까지 광범위하게 쓰인다.

금형 중에 보면 합성수지를 사출하여 제품을 생산하는 사출 금형이 있는데, 사출 금형으로 생산하는 제품 중에는 용기의 뚜껑이 있다.

통상적인 용기의 뚜껑은 용기와의 기밀성을 증대시키기 위해 그 내주면에 나사산이 형성되도록 성형된다.

이처럼 뚜껑의 내주면에 나사산을 형성시키기 위하여 금형에 나사산 형성용 코어를 설치하고, 인출 시에 상기 나사산 형성용 코어를 제자리에서 회전시켜 다수개의 피치를 가진 완전한 나사산을 형성시키는 금형이 사용되고 있다.

하지만, 종래와 같이 나사산 형성용 코어가 제자리에서 회전하면서, 뚜껑에 다수개의 피치를 형성하는 경우, 뚜껑에 형성된 나사의 특정 위치에 대한 패턴의 위치, 즉 뚜껑에 형성된 나사의 리드 시작점에 대한 패턴의 위치가 달라져, 뚜껑을 용기에 결합할 때 뚜껑에 형성된 패턴의 위치와 용기에 형성된 패턴의 위치가 일치하지 아니하여 제품의 상품성이 저하될 염려가 있다.

이에, 이러한 단점을 해소하기 위해, 종동기어가 회전함에 따라 나사성형축이 회전됨과 동시에 수나사부와 암나사부의 나사 운동에 의해 나사성형축이 직선운동으로 전환됨으로써 뚜껑 등의 성형품에 나사를 형성할 수 있도록 한 금형이 제안된 바 있다.

그런데, 이러한 종래기술의 경우에는, 상부 금형인 상부고정판을 일일이 들어올림에 따라 기어들이 회전하여 뚜껑과 같은 성형품에 나사를 형성하고 있으므로 작업이 번거롭고 불편할 뿐만 아니라 단위 시간당 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 나사의 위치 및 가공 정도는 정확하게 유지시킬 수 있으면서도 종래보다 성형 작업이 용이하기 때문에 나사 성형품에 대한 단위 시간당 생산성을 향상시킬 수 있는 나사 성형품 제조용 금형을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 나사 성형품의 재료가 되는 플라스틱 용액이 주입되는 플라스 틱 용액 주입구를 갖는 상단 금형; 높이 방향을 따라 상기 상단 금형과 나란하게 이격 배치되는 하단 금형; 상기 상단 및 하단 금형 사이에서 상기 상단 및 하단 금형과 상호간 분해 조립 가능하게 결합되는 다수의 중간 금형; 상기 다수의 중간 금형 중 어느 한 금형에 다수개 마련되며, 상기 나사 성형품을 성형하기 위한 캐비티를 형성하는 성형 코어; 상기 캐비티들에 각각 삽입되어 상기 나사 성형품의 내주면에 나사를 성형하는 나사성형부를 갖는 다수의 나사성형축; 및 상기 나사성형축에 의해 상기 나사 성형품의 내주면에 나사가 형성되도록 상기 다수의 나사성형축을 일체로 회전 및 승하강 운동시키는 동력을 발생시키는 동력발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나사 성형품 제조용 금형에 의해 달성된다.

여기서, 상기 동력발생부는, 승하강 구동 가능한 랙; 상기 랙에 맞물리며, 상기 랙의 승하강 운동에 연동하여 정역 방향으로 회전 가능한 피니언; 상기 피니언에 연결되어 상기 피니언과 함께 회전 가능한 회전축; 및 상기 회전축과 상기 다수의 나사성형축에 하나씩 대응되게 마련되어 상기 회전축의 회전운동을 상기 다수의 나사성형축의 회전운동으로 변환시키는 운동변환부를 포함할 수 있다.

상기 운동변환부는, 상기 회전축과 상기 다수의 나사성형축에 하나씩 대응되게 마련되는 한 쌍씩의 워엄기어 및 워엄휠일 수 있다.

상기 랙의 인접 영역에는 상기 랙의 승하강 운동을 안내하는 적어도 하나의 안내부가 더 마련될 수 있다.

본 발명에 따르면, 나사의 위치 및 가공 정도는 정확하게 유지시킬 수 있으 면서도 종래보다 성형 작업이 용이하기 때문에 나사 성형품에 대한 단위 시간당 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나사 성형품 제조용 금형에 의해 제조된 나사 성형품으로서의 뚜껑과 용기의 결합 도면이다.

이 도면에는 용기(1)와, 용기(1)에 나사식 착탈 방식에 의해 결합 또는 분리 가능한 뚜껑(2)이 개시되어 있다. 뚜껑(2)의 내주면에는 용기(1)의 네크(neck) 영역에 착탈되도록 나선형 홈으로서의 나사(2a)가 형성되어 있다.

뚜껑(2)은 플라스틱 사출로 제작되는데, 이처럼 내주면에 나사(2a)가 형성된 뚜껑(2), 다시 말해 나사 성형품으로서의 뚜껑(2)을 성형하기 위한 금형이 아래의 도 2 내지 도 7에 도시되어 있다. 참고로, 이하에서는 뚜껑(2)을 나사 성형품(2)이라 하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나사 성형품 제조용 금형의 정면도, 도 3 및 도 4는 각각 도 2의 요부 확대도, 도 5는 도 2의 부분 확대 측면도, 도 6은 도 5의 평면도, 도 7은 도 5의 다른 방향 측면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 나사 성형품 제조용 금형은, 다수의 금형(11,12,20~30)들, 성형 코어(40), 나사성형축(50) 및 동력발생부(60)를 구비한다.

다수의 금형(11,12,20~30)들은, 상단을 형성하는 상단 금형(11)과, 하단을 형성하며 높이 방향을 따라 상단 금형(11)과 나란하게 이격 배치되는 하단 금형(12)과, 상단 및 하단 금형(11,12) 사이에서 상단 및 하단 금형(11,12)과 상호간 분해 조립 가능하게 결합되는 다수의 중간 금형(20~30)으로 이루어져 있다.

본 실시예의 경우, 편의를 위해 중간 금형(20~30)들을 11개로 마련하고 있지만, 본 발명의 권리범위가 이의 개수에 제한될 필요는 없다. 다시 말해, 다수의 중간 금형(20~30)들 중에서 적당한 것끼리는 상호간 일체화되어도 무방하다.

상단 금형(11)에는 나사 성형품(2)의 재료가 되는 플라스틱 용액이 주입되는 플라스틱 용액 주입구(11a)가 형성된다.

본 실시예의 경우, 하나의 금형을 통해 반드시 그러한 것은 아니지만 4개의 나사 성형품(2)이 한번에 성형되므로, 플라스틱 용액 주입구(11a) 역시 4개의 경로를 이루며, 플라스틱 용액 주입구(11a)들은 플라스틱 용액 투입부(11b)와 하나의 연속된 경로를 형성한다.

따라서 플라스틱 용액 투입부(11b)에 적당량의 플라스틱 용액을 투입하면, 투입된 플라스틱 용액은 4개의 경로를 따라 플라스틱 용액 주입구(11a)들로 옮겨진 후, 나사 성형품(2)들을 성형하기 위한 해당 위치로 공급될 수 있게 된다.

성형 코어(40)는 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 중간 금형(20~30) 중에서 어느 한 금형에 마련된다. 이러한 성형 코어(40)는 나사 성형품(2)을 성형하긴 위한 캐비티(41)를 형성한다. 전술한 바와 같이, 한번에 4개의 나사 성형품(2)이 성형되기 때문에, 캐비티(41)를 형성하는 성형 코어(40), 그리고 이들에 플라스틱 용액을 주입하는 플라스틱 용액 주입구(11a) 역시 4개가 마련된다. 성형 코어(40)는 상부 성형 코어(40a) 및 하부 성형 코어(40b)로 나뉠 수 있다.

나사성형축(50)은 나사 성형품(2)의 내주면에 나사(2a, 도 1 참조)를 형성시키는 구성이다. 실질적으로 나사(2a)의 형성은 나사성형축(50)의 상단부에 마련된 나사성형부(51)가 캐비티(41) 내에 삽입됨으로써 수행된다.

나사성형부(51)에 의해 나사 성형품(2)의 내주면에 나사(2a)가 형성되기 위해 나사성형축(50)은 회전 및 승하강 운동된다. 나사성형축(50) 역시 4개가 마련된다.

나사성형축(50)의 원활한 회전을 위해 나사성형축(50)의 외주면에는 베어링(53)이 결합된다.

동력발생부(60)는 나사성형축(50)의 나사성형부(51)에 의해 나사 성형품(2)의 내주면에 나사(2a)가 형성되도록 나사성형축(50)을 회전 및 승하강 운동시키는 동력을 발생시키는 부분이다. 전술한 바와 같이, 나사성형축(50)이 다수개, 즉 4개 마련되므로 동력발생부(60)는 다수의 나사성형축(50)을 한번에 일체로 회전 및 승하강 운동시켜야 한다.

다만, 이러한 동력발생이 종래에는 상단 금형(11)을 들어올림에 따른 다수의 기어 구동방식에 의존하여 왔기 때문에 성형 작업이 용이하지 않았기에 본 실시예에서는 아래의 구조로 개선하고 있는 것이다.

본 실시예의 동력발생부(60)는, 승하강 구동 가능한 랙(61)과, 랙(61)에 맞물리며 랙(61)의 승하강 운동에 연동하여 정역 방향으로 회전 가능한 피니언(62)과, 피니언(62)에 연결되어 피니언(62)과 함께 회전 가능한 회전축(63)과, 회전 축(63)과 다수의 나사성형축(50)에 하나씩 대응되게 마련되어 회전축(63)의 회전운동을 다수의 나사성형축(50)의 회전운동으로 변환시키는 운동변환부(64)를 구비한다.

랙(61)의 승하강 운동을 위해 랙(61)에는 별도의 실린더나 리니어 모터가 연결되나, 편의상 도시하고 있지 않았다.

랙(61)의 인접 영역에는 랙(61)의 승하강 운동을 안내하는 다수의 안내부(70)가 더 마련된다. 본 실시예에서 안내부(70)는 안내용 롤러로 적용되고 있는데 반드시 그러할 필요는 없다.

한편, 전술한 바와 같이, 운동변환부(64)는 피니언(62)과 함께 회전되는 회전축(63)의 회전운동을 다수의 나사성형축(50)의 회전운동으로 변환시키는 역할을 한다.

다시 말해, 랙(61)의 승하강 운동에 의해 피니언(62)과 함께 회전되는 회전축(63)이 도 6의 A 방향 회전운동을 수행하면, 운동변환부(64)에 의해 나사성형축(50)은 도 6의 B 방향 회전운동을 수행하면서 나사성형축(50)을 회전 및 승하강 시키게 된다.

이러한 동작이 가능한 구조는 다수 존재할 수 있는데, 본 실시예에서는 운동변환부(64)로서 회전축(63)과 다수의 나사성형축(50)에 하나씩 대응되게 마련되는 한 쌍씩의 워엄기어(64a) 및 워엄휠(64b)로 적용하고 있다.

이러한 구성을 갖는 나사 성형품 제조용 금형의 작용에 대해 살펴보면 다음과 같다.

우선, 플라스틱 용액 투입부(11b)에 적당량의 플라스틱 용액을 투입하면, 투입된 플라스틱 용액은 4개의 경로를 따라 플라스틱 용액 주입구(11a)들로 옮겨져 이동된 후에 각 캐비티(41)로 향하게 됨으로써 1차로 나사 성형품(2)이 성형된다.

다음, 나사 성형품(2)의 내주면에 나사(2a)를 형성(가공)하기 위해, 랙(61)이 상승된다. 랙(61)이 상승되면 랙(61)에 맞물린 피니언(62)이 회전하게 됨으로써 피니언(62)에 연결된 회전축(63)이 도 6의 A 방향으로 회전하게 된다. 그러면, 이에 연동되어 회전축(63)에 연결된 나사성형축(50)이 회전하게 되는데, 이 때 나사성형축(50)과 회전축(63) 사이의 운동변환부(64)에 의해 나사성형축(50)은 도 6의 B 방향으로 회전하면서, 내측의 수나사 및 암나사의 나사 구조에 의해 하강된다.

이처럼 나사성형축(50)이 회전하면서 하강하게 되면, 나사성형축(50)의 상부에 마련된 나사성형부(51)가 1차로 나사 성형품(2)의 내주면에 나사(2a)를 형성하게 되며, 작업이 완료되면 도 1과 같은 형태의 나사 성형품(2)이 완성될 수 있게 된다.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 나사(2a)의 위치 및 가공 정도는 정확하게 유지시킬 수 있으면서도 종래보다 성형 작업이 용이하기 때문에 나사 성형품(2)에 대한 단위 시간당 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나사 성형품 제조용 금형에 의해 제조된 나사 성형품으로서의 뚜껑과 용기의 결합 도면,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나사 성형품 제조용 금형의 정면도,

도 3 및 도 4는 각각 도 2의 요부 확대도,

도 5는 도 2의 부분 확대 측면도,

도 6은 도 5의 평면도,

도 7은 도 5의 다른 방향 측면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11,12,20~30 : 다수의 금형 40 : 성형 코어

41 : 캐비티 50 : 나사성형축

51 : 나사성형부 60 : 동력발생부

61 : 랙 62 : 피니언

63 : 회전축 64 : 운동변환부

64a,64b : 베벨기어 70 : 안내부

Claims

나사 성형품의 재료가 되는 플라스틱 용액이 주입되는 플라스틱 용액 주입구를 갖는 상단 금형;

높이 방향을 따라 상기 상단 금형과 나란하게 이격 배치되는 하단 금형;

상기 상단 및 하단 금형 사이에서 상기 상단 및 하단 금형과 상호간 분해 조립 가능하게 결합되는 다수의 중간 금형;

상기 다수의 중간 금형 중 어느 한 금형에 다수개 마련되며, 상기 나사 성형품을 성형하기 위한 캐비티를 형성하는 성형 코어;

상기 캐비티들에 각각 삽입되어 상기 나사 성형품의 내주면에 나사를 성형하는 나사성형부를 갖는 다수의 나사성형축; 및

상기 나사성형축에 의해 상기 나사 성형품의 내주면에 나사가 형성되도록 상기 다수의 나사성형축을 일체로 회전 및 승하강 운동시키는 동력을 발생시키는 동력발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나사 성형품 제조용 금형.
제1항에 있어서,

상기 동력발생부는,

승하강 구동 가능한 랙;

상기 랙에 맞물리며, 상기 랙의 승하강 운동에 연동하여 정역 방향으로 회전 가능한 피니언;

상기 피니언에 연결되어 상기 피니언과 함께 회전 가능한 회전축; 및

상기 회전축과 상기 다수의 나사성형축에 하나씩 대응되게 마련되어 상기 회전축의 회전운동을 상기 다수의 나사성형축의 회전운동으로 변환시키는 운동변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나사 성형품 제조용 금형.
제2항에 있어서,

상기 운동변환부는, 상기 회전축과 상기 다수의 나사성형축에 하나씩 대응되게 마련되는 한 쌍씩의 워엄기어 및 워엄휠인 것을 특징으로 하는 나사 성형품 제조용 금형.
제2항에 있어서,

상기 랙의 인접 영역에는 상기 랙의 승하강 운동을 안내하는 적어도 하나의 안내부가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 나사 성형품 제조용 금형.