KR20120129615A - 사출 금형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의하면 보다 신속한 가열과 냉각이 가능한 사출 금형장치를 개시한다.
본 발명에 의하면 사출금형장치는 금형을 가열을 위하여 판형 히터가 금형내에 설치되고, 판형히터의 상부 또는 하부에 냉각유로가 형성된다.

Description

사출 금형장치{INJECTION MOLD APPARATUS}

본 발명은 금형을 가열하기 위한 히터와 사출 후 금형을 냉각시키기 위한 냉각장치를 구비하는 사출 금형장치에 관한 것이다.

일반적으로 사출 금형장치는 금형 내에 형성되는 캐비티 내부에 용융 수지를 사출하여 금형의 캐비티에 대응하는 형태의 수지 제품을 제조하는 장치이다.

이러한 사출 금형은 서로 결합되며 그 사이에 제조할 제품의 형상과 대응하는 형상의 캐비티가 마련된 제 1 금형 및 제 2 금형을 포함하며, 사출장치를 통해 캐비티 내에 용융 수지를 주입하여 캐비티 내에서 용융 수지가 냉각되며 응고되도록 함으로써 캐비티와 대응하는 형상의 수지 제품을 제조할 수 있다.

또한, 사출 금형장치에는 사출성형시 사출된 제품의 외관상 품질이 개선되도록 금형을 가열하기 위한 히터와, 용융 수지의 냉각 속도를 조절하기 위해 냉각장치가 설치될 수 있다.

본 발명의 일측면은 보다 신속한 가열과 냉각이 가능한 사출 금형장치를 제공한다.

본 발명의 다른 측면은 금형의 가열 및 냉각을 위한 히터 및 냉각유로의 설치가 용이한 사출금형장치를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 사출금형은 성형공간을 형성하는 제 1 금형 및 제 2 금형과, 상기 제1 금형 및 제 2 금형 중 적어도 어느 하나에 설치되는 판형 히터를 포함한다.

또한 제1 금형 및 제 2 금형 중 적어도 어느 하나는 상기 성형공간을 형성하는 금형면을 구비하는 금형부와, 상기 금형면에 대향되는 상기 금형부의 일면에 결합되는 베이스부를 포함하고, 판형 히터는 금형부와 베이스부 사이에 설치된다.

또한 판형 히터와 베이스부사이에는 냉각유로가 형성된다.

또한 베이스부에는 냉각유로 형성을 위한 유로홈이 형성되고, 냉각유로는 상기 판형 히터의 일면과 유로홈에 의해 형성된다.

또한 판형 히터는 유로홈을 덮을 수 있도록 마련되는 베이스판과, 상기 베이스판에 패턴닝(patterning)되는 히터부를 포함한다.

또한 본 발명의 일 측면에 따른 사출장치는 판형 히터와 금형부 사이에 냉각유로가 형성된다.

또한 판형 히터는 유로홈을 덮을 수 있도록 마련되는 베이스판과, 상기 베이스판에 패턴닝(patterning)되는 히터부를 포함한다.

금형부에는 상기 냉각유로 형성을 위한 유로홈이 형성되고, 냉각 유로는 상기 판형 히터의 일면과 상기 유로홈에 의해 형성된다.

판형히터와 상기 베이스부 사이에는 단열공간이 형성되고, 베이스부에는 단열공간을 형성하는 단열홈이 형성된다.

유로홈은 서로 병렬 배치되는 복수의 냉각홈을 포함한다.

본 발명의 일 측면에 따른 사출금형은 성형공간을 형성하는 금형과, 금형의 가열을 위하여 상기 금형에 설치되는 판형 히터를 포함하며, 금형에는 상기 판형 히터에서 발생하는 열의 단열을 위하여 그 내부에 단열공간이 형성된다.

본 발명의 일 측면에 따른 사출금형은 성형공간을 형성하는 금형과, 금형의 가열을 위하여 금형에 설치되는 판형 히터를 포함하고, 금형에는 금형의 냉각을 위하여 판형 히터와 접하도록 그 내부에 냉각 유로가 형성된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출금형장치의 단면도이다 .
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출금형장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A'선에 대한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사출금형장치의 제어 블록도이다.
도 5는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 사출금형장치의 구성을 보인 단면도이다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 사출 금형을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 사출금형장치는 상호 결합된 상태에서 성형품을 성형하는 공간인 성형공간(C)을 형성하는 제1금형(10)및 제2금형(20)를 포함한다.

이러한, 제1금형(10)과 제2금형(20)은 상호 합체와 분리를 위하여 어느 하나가 이동되거나 상호 이동될 수 있다. 제1금형(10)과 제2금형(20)사이에는 제조될 사출제품과 대응되는 형상의 성형공간(C)이 형성되고, 성형공간(C)내에는 용융수지가 충진된 후 응고되어 사출제품(미도시)이 성형될 수 있다.

제1금형(10)에는 사출품의 내면을 성형하기 위한 코어(11)가 형성될 수 있으며, 제2금형(20)에는 사출품의 외면을 성형하기 위한 금형면(21a)가 형성될 수 있다. 또한, 제2금형(20)에는 가열을 위한 판형 히터(30)가 설치될 수 있다.

제2금형(20)는 금형면(21a)가 형성된 금형부(21)와, 금형부(21)의 금형면(21a)과 대향되는 반대면인 결합면(21b)에 결합되는 베이스부(22)을 포함하여 구성될 수 있으며, 판형 히터(30)은 금형부(21)와 베이스부(22)사이에 설치될 수 있다.

금형부(21)와 베이스부(22)사이는 볼트와 같은 체결부재를 통해 결합되거나 확산 접합, 블레이징 또는 이음부 용접 등의 방법으로 서로 결합될 수 있다.

베이스부(22)에는 판형히터(30)의 두께에 상응하는 깊이를 갖는 설치홈(22a)이 판형히터(30)의 둘레를 따라 형성된다. 따라서, 판형 히터(30)는 설치된 상태에서 베이스부(22)의 결합면(22b)와 단차없이 결합되어 금형부(21)의 결합면(21b)에 밀착될 수 있다.

또한, 제2금형(20)에는 제2금형(20)의 냉각을 위한 냉각유로(23)가 형성되며 , 이러한 냉각유로(23)는 판형 히터 (30)의 하부에 배치될 수 있다.

베이스부(22)에는 냉각유로(23)의 형성을 위하여 설치홈(22a)의 내측에 소정깊이의 유로홈(22c)이 형성되어 판형히터(30)이 설치홈(22a)에 안착되면, 판형히터(30)는 유로홈(22c)을 덮으면서 냉각유로(23)의 일면을 형성한다. 이와 같이 제2금형(20)을 금형부(21)과 베이스부(22)으로 분리하여 각각 형성한 후 결합함과 아울러 베이스부(22)에 유로홈(22c)을 형성하고 판형히터(30)에 의해 냉각유로(23)의 일면을 형성하면, 제2금형(20)에 히터의 설치 및 냉각유로의 형성을 위하여 홀을 형성하는 경우에 비하여 히터 설치를 위한 공간확보 및 냉각유로(23)의 형성이 상대적으로 용이할 수 있으며, 또한 판형히터(30) 및 냉각유로(23)에서 성형공간에 이르는 거리가 약 5 내지 10 mm 이내가 되게 최대한 줄일 수 있어 성형공간과 신속한 열전달이 가능하게 된다.

베이스부(22)에는 냉각유로(23)로 냉각수가 유입되는 입구(22d)와 냉각수가 배출되는 출구(22e)가 형성되며, 입구(22d) 및 출구(22e)는 냉각수라인(미도시)을 통해 후술할 냉각수 펌프와 연결된다.

판형히터(30)이 설치홈(22a)에 안착된 후 밀폐를 위하여 판형히터(30)과 설치홈(22a)사이에는 가스켓과 같은 밀폐부재(미도시)가 삽입될 수 있으며, 판형히터(30)과 베이스부(22)사이에는 나사체결을 통해 결합될 수 있다.

판형히터(30)은 설치홈(22a)에 안착된 상태에서 냉각유로(23)의 상부을 덮어 밀폐할 수 있도록 유로홈보다 큰 면적으로 형성되는 베이스 판(31)과, 베이스판(31)의 표면에 패터닝(patterning)되어 전원인가시 발열하는 히터부(32)를 포함하며, 베이스판(31)의 일단에는 히터부(32)와 전기적으로 연결되어 전원을 인가하는 연결단자(33)가 형성될 수 있다.

베이스판(31)은 금형부(21)와의 신속한 열전달을 위하여 열전도율이 높은 금속재질로 형성될 수 있으며, 히터부(32)는 제2금형(20)의 가열을 위한 충분한 발열량을 갖도록 적정한 전기저항을 갖는 재질로 베이스판(31)상에 패턴닝될 수 있다.

또한, 베이스판(31)과 히터부(32)사이와 히터부(32)의 외면에는 절연층(34)이 형성될 수 있다. 절연층(34)은 전기 절연성 재질인 수지 등으로 이루어진 필름을 코팅하는 방법으로 구성될 수 있다.

이와 같이 제2금형(20)을 가열을 위한 발열체로 판형 히터(30)을 사용하면, 히터의 발열면적이 크게 증가될 수 있을 뿐만 아니라 히터의 열을 금형으로 전달하기 위한 전열면적도 크게 형성할 수 있어 성형공간(C)로의 신속한 열전달이 가능하여 제2금형(20)의 가열시간이 크게 단축될 수 있다.

또한, 판형히터(30)의 경우 ??은 두께의 박판형태로 구성가능하므로 성형공간(C)과 냉각유로(23) 사이에 배치하여도 냉각유로(23)와 성형공간(C)사이의 거리에서 판형히터(30)가 차지하는 부분이 미미하여 성형공간(C)과 냉각유로(23)간의 거리를 일반적인 봉형 히터를 사용하는 경우에 비하여 단축시킬 수 있고, 또한 판형히터(30) 자체의 열저항도 작아 냉각유로(23)를 통과하는 냉각유체를 통하여 제2금형(20)을 신속하게 냉각시킬 수 있게 된다.

한편 도시된 실시예에 의하면, 히터부(32)가 냉각유로(23)와 접하도록 베이스판(31)의 하면에 형성되어 있으나, 히터부(32)는 금형부(21)의 결합면(21a)에 접하도록 베이스판(31)의 상면에 형성될 수 있으며, 나아가 베이스판(31)의 양면에 형성될 수도 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 사출금형장치는 동작을 제어하는 제어부(40)와, 금형(10)(20)의 온도를 감지하는 온도 감지부(50)와, 냉각 유로(23)에 냉각을 위한 유체를 공급하는 냉각 펌프(60)를 포함할 수 있다.

이하에서는 이와 같이 구성된 사출 금형장치의 제어 및 동작의 일 실시예를 설명한다.

제어부(40)는 히터부(32)에 전원을 인가하여 히터부(32)에서 발생하는 저항열에 의해 제2금형(20)이 예열되도록 한다. 온도 감지부(20)에 의해 제2금형(20)의 온도가 설정 온도에 도달한 것이 확인되면, 제어부(40)는 히터부(32)에 인가되던 전원을 차단하고, 사출장치(70)를 제어하여 성형공간(C)내에 용융 수지를 사출한다. 용융 수지의 사출이 완료된 후에는 냉각 펌프(70)를 제어하여 냉각 유체가 냉각 유로(23)에 공급되도록 한다. 냉각 유로(23)에 공급된 냉각 유체에 의해 금형(10)(20) 및 성형공간(C)내의 용융 수지는 냉각되고 그에 따라 용융 수지는 응고되어 성형공간(C)와 대응하는 형상의 제품 제조는 완료된다.

도 5에 도시한 바와 같은 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 제2금형(20)이 분리 및 결합이 가능한 금형부(25)와 베이스부(26)으로 구성되면서 판형히터(30)가 금형부(25)와 베이스부(26)사이에 배치되는 점은 동일하지만, 냉각유로(27)가 판형히터(30)의 상부에 배치된다는 점이 앞선 실시예와 차이가 있다.

또한, 냉각유로(27)가 금형부(25)쪽에 형성될 수 있도록 금형부(25)에는 유로홈(25a)이 형성되는데, 판형히터(30)와 성형공간(C)사이의 열전달을 고려하여 유로홈(25a)을 판형히터(30)의 길이방향을 따라 다수개로 형성하고 이들 유로홈(25a)사이를 병렬로 연결하여 냉각유로(27)를 구성할 수 있다. 이와 같이 냉각유로(27)를 금형부(25)쪽에 형성하면 냉각유로(27)에 냉각유체를 공급하기 위한 출구(미도시) 및 입구(미도시)는 금형부(25)에 형성될 수 있다.

또한, 판형히터(30)의 하부인 베이스부(26)에는 단열홈(26a)이 형성되어 판형히터(30)의 하부에는 단열공간(28)이 형성될 수 있으며, 이 단열공간(28)은 판형히터(30)에서 발생하는 열이 성형공간(C)의 반대측인 하부로 향하는 것을 억제하여 성형공간(C)의 신속한 가열을 유도한다.

단열공간(28)은 단열을 위하여 공기와 같은 열전달율이 낮은 가스로 채워질 수 있으며, 경우에 따라 신속한 냉각을 위하여 냉각유체가 공급될 수 있는 냉각유로로 동작할 수 있게 구성될 수도 있다.

단열공간(28)은 판형히터(30)의 히터부(32)가 내부의 공기와 접촉되도록 히터부(32)가 형성된 면적에 대응되는 단면적을 갖도록 구성될 수 있으며, 이 경우 단열공간(28)은 앞선 실시예의 냉각유로(23, 도 1)의 형상과 유사하게 구성될 수 있다.

상기의 실시예들에서는 제 2 금형(20)에만 냉각 유로(23)(27)와 판상히터(30)이 마련된 예를 나타내고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제 1 금형(10)에만 냉각 유로와 판상히터(30)를 구성하거나, 제 1 금형(10) 및 제 2 금형(20)에 모두 냉각 유로 및 판상히터(30) 형성하는 것도 가능하다.

본 발명은 상기에서 기재된 실시예들에 한정되는 것이 아니며, 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.

10: 제1금형 11: 코어
20: 제 2 금형 21: 금형부
22: 베이스부 23: 냉각유로
30: 판상히터 31: 베이스판
32: 히터부 40; 제어부

Claims (13)

1. 성형공간을 형성하는 제 1 금형 및 제 2 금형과,
   상기 제1 금형 및 제 2 금형 중 적어도 어느 하나에 설치되는 판형 히터를 포함하는 사출금형장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 금형 및 제 2 금형 중 적어도 어느 하나는 상기 성형공간을 형성하는 금형면을 구비하는 금형부와, 상기 금형면에 대향되는 상기 금형부의 일면에 결합되는 베이스부를 포함하고,
   상기 판형 히터는 상기 금형부와 상기 베이스부 사이에 설치되는 사출금형장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 판형 히터와 상기 베이스부사이에는 냉각유로가 형성되는 사출금형장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 베이스부에는 상기 냉각유로 형성을 위한 유로홈이 형성되고,
   상기 냉각유로는 상기 판형 히터의 일면과 상기 유로홈에 의해 형성된 사출 금형 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 판형 히터는,
   상기 유로홈을 덮을 수 있도록 마련되는 베이스판과, 상기 베이스판에 패턴닝(patterning)되는 히터부를 포함하는 사출금형장치.
6. 제 2항에 있어서,
   상기 판형 히터와 상기 금형부 사이에는 냉각유로가 형성된 사출 금형 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 금형부에는 상기 냉각유로 형성을 위한 유로홈이 형성되고,
   상기 냉각 유로는 상기 판형 히터의 일면과 상기 유로홈에 의해 형성된 사출 금형 장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 판형히터와 상기 베이스부 사이에는 단열공간이 형성된 사출금형장치.
9. 제 8항에 있어서, 상기 베이스부에는 단열공간을 형성하는 단열홈이 형성된 사출금형장치.
10. 제 7 항에 있어서,
    상기 판형 히터는,
    상기 유로홈을 덮을 수 있도록 마련되는 베이스판과, 상기 베이스판에 패턴닝(patterning)되는 히터부를 포함하는 사출금형장치.
11. 제 7 항에 있어서,
    상기 유로홈은 서로 병렬 배치되는 복수의 냉각홈을 포함하는 사출금형장치.
12. 성형공간을 형성하는 금형과,
    상기 금형의 가열을 위하여 상기 금형에 설치되는 판형 히터를 포함하며,
    상기 금형에는 상기 판형 히터에서 발생하는 열의 단열을 위하여 그 내부에 단열공간이 형성된 사출금형장치.
13. 성형공간을 형성하는 금형과,
    상기 금형의 가열을 위하여 상기 금형에 설치되는 판형 히터를 포함하고,상기 금형에는 상기 금형의 냉각을 위하여 상기 판형 히터와 접하도록 그 내부에 냉각 유로가 형성된 사출금형장치.

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