KR20140124675A

KR20140124675A - 내측 언더컷을 갖는 관 형상 제품 형성용 사출 성형 금형

Info

Publication number: KR20140124675A
Application number: KR20130042503A
Authority: KR
Inventors: 이중재; 윤병주
Original assignee: 이중재
Priority date: 2013-04-17
Filing date: 2013-04-17
Publication date: 2014-10-27
Also published as: KR101518716B1

Abstract

내측 언더컷(undercut)을 갖는 관(pipe) 형상의 제품을 사출 성형할 수 있는 사출 성형 금형이 개시된다. 사출 성형 금형에 구비된 슬라이딩 코어 중 적어도 하나는, 캐비티를 향해 가장 근접한 제1 위치, 제1 위치보다 캐비티로부터 더 이격된 제2 위치, 및 캐비티로부터 가장 멀리 이격된 제3 위치 사이에서 수평 이동 가능한 지지 코어부, 및 지지 코어부가 제1 위치에 있을 때 지지 코어부의 외주면을 에워싸며 교번(交番) 배치되어 내측 언더컷의 형상을 한정하는 복수의 제1 스틱 코어부 및 복수의 제2 스틱 코어부를 구비한다. 지지 코어부가 제1 위치인 때 캐비티에 용융 수지가 주입되고 경화되어 관 형상 제품이 성형되고, 지지 코어부가 제1 위치에서 제2 위치로 이동하면 복수의 제1 스틱 코어부 및 복수의 제2 스틱 코어부가 지지 코어부가 사라진 내측으로 수축하여 관 형상 제품의 내측면에서 분리되고, 지지 코어부가 제2 위치에서 제3 위치로 이동하면 복수의 제1 스틱 코어부 및 복수의 제2 스틱 코어부가 관 형상 제품의 밖으로 이탈되도록 구성된다.

Description

내측 언더컷을 갖는 관 형상 제품 형성용 사출 성형 금형{Injection mold for molding pipe shaped product having inner undercut}

본 발명은 사출 성형 금형에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내측 언더컷(undercut)을 갖는 관(pipe) 형상의 제품을 사출 성형할 수 있는 사출 성형 금형에 관한 것이다.

사출 성형(injection molding)은 용융 상태의 수지를 금형의 내부에 주입 후 냉각하여 제품을 형성하는 공법으로, 압축성형(compression molding), 압출성형(extrusion molding) 등의 다른 성형 공법에 비해 제품의 형태 및 사이즈에 제한이 적으며 생산성 및 작업 능률이 우수하여 플라스틱 제품의 성형에 폭넓게 사용되고 있다.

사출 성형 분야에서 언더컷(undercut)은 제품의 외측면이나 내측면에서 단차지게 돌출된 부분이나 단차지게 파여진 부분을 의미하는 용어로 사용된다. 전형적인 사출 성형 제품은 용융 수지의 사출 및 경화 후에 서로 밀착되어 있던 코어(core)들을 이격시켜 분리함으로써 사출 성형 제품을 취출할 수 있다. 그러나, 언더컷을 갖는 제품은 서로 밀착된 코어들을 단순히 이격시키는 것만으로는 서로 분리시킬 수 없어, 사출 성형 제품을 취출하기 어렵다. 특히, 복수의 유체 출입 개구를 가지며, 적어도 한 쌍의 개구가 일직선 상에 배치되지 않은 연결관(joint pipe), 예를 들면, 곡관(曲管: elbow), T자관(T pipe), Y자관(Y pipe)의 내측면에 형성된 내측 언더컷을 구비한 제품은 더욱 복잡하고 정교한 사출 성형 금형이 요구된다.

본 발명은, 관 형상 제품을 성형하기 위해 상부 코어와 하부 코어 사이에 수평으로 이동하는 슬라이드 코어를 구비하는 사출 성형 금형으로서, 슬라이드 코어에 내측 언더컷(inner undercut)을 형성하고 취출할 수 있는 구성을 구비한 사출 성형 금형을 제공한다.

또한 본 발명은 내측면에 링(ring) 형상으로 돌출되거나 파여진 내측 언더컷을 갖는 관 형상 제품을 사출 성형하여 취출할 수 있는 사출 성형 금형을 제공한다.

본 발명은, 유체가 출입하는 복수의 개구를 구비하고, 상기 복수의 개구 중 적어도 한 쌍의 개구는 일직선 상에 배치되지 아니하며, 내측면에 내측 언더컷(inner undercut)이 형성된 관(pipe) 형상의 제품을 사출 성형하는 사출 성형 금형으로서, 둘 중에 적어도 하나가 승강 이동하여 서로 가까워지거나 멀어지는 상부 원판 및 하부 원판, 상기 상부 원판 및 상기 하부 원판에 각각 지지되는 것으로, 상기 상부 원판 및 상기 하부 원판이 서로 가까워진 때 서로 밀착되어 상기 관 형상 제품의 외측면 형상을 한정하는 캐비티(cavity)를 형성하는 상부 코어 및 하부 코어, 및 상기 캐비티 내부에 배치되도록 수평 이동하여 상기 관의 복수의 개구 및 상기 관의 내측면 형상을 한정하는 것으로, 상기 관의 개구의 개수에 대응되는 개수의 슬라이딩 코어를 구비하고, 상기 복수의 슬라이딩 코어 중 적어도 하나는, 상기 캐비티를 향해 가장 근접한 제1 위치, 상기 제1 위치보다 상기 캐비티로부터 더 이격된 제2 위치, 및 상기 캐비티로부터 가장 멀리 이격된 제3 위치 사이에서 수평 이동 가능한 지지 코어부, 및 상기 지지 코어부가 상기 제1 위치에 있을 때 상기 지지 코어부의 외주면을 에워싸며 교번(交番) 배치되어 상기 내측 언더컷의 형상을 한정하는 복수의 제1 스틱 코어부 및 복수의 제2 스틱 코어부를 구비하고, 상기 지지 코어부가 상기 제1 위치인 때 상기 캐비티에 용융 수지가 주입되고 경화되어 상기 관 형상 제품이 성형되고, 상기 지지 코어부가 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치로 이동하면 상기 복수의 제1 스틱 코어부 및 복수의 제2 스틱 코어부가 상기 지지 코어부가 사라진 내측으로 수축하여 상기 관 형상 제품의 내측면에서 분리되고, 상기 지지 코어부가 상기 제2 위치에서 상기 제3 위치로 이동하면 상기 복수의 제1 스틱 코어부 및 복수의 제2 스틱 코어부가 상기 관 형상 제품의 밖으로 이탈되도록 구성된 사출 성형 금형을 제공한다.

본 발명의 사출 성형 금형은, 상기 제1 스틱 코어부의 단면적이 상기 제2 스틱 코어부의 단면적보다 크며, 상기 지지 코어부가 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치로 이동하면 상기 복수의 제2 코어부가 상기 복수의 제1 코어부보다 상기 내측으로 더 많이 이동하도록 구성될 수 있다.

상기 제1 스틱 코어부의 개수는 6개이고, 상기 제2 스틱 코어부의 개수는 6개일 수 있다.

상기 지지 코어부는 상기 캐비티에 가까울수록 직경이 작아지게 경사지게 구성될 수 있다.

상기 지지 코어부의 외주면에 상기 복수의 제1 스틱 코어부 및 상기 복수의 제2 스틱 코어부가 안착되는 가이드 슬롯(guide slot)이 형성되고, 상기 지지 코어부가 상기 제2 위치인 때나 상기 제3 위치인 때에도 상기 복수의 제1 스틱 코어부 및 상기 복수의 제2 스틱 코어부의 일부분이 상기 가이드 슬롯에 안착되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 사출 성형 금형은, 상기 지지 코어부를 내포하고 상기 지지 코어부가 내부에서 수평으로 이동 가능하도록 내부 공간이 형성된 슬라이딩 보디를 더 구비하고, 상기 슬라이딩 보디의 내부 공간에는 상기 복수의 제1 스틱 코어부 및 상기 복수의 제2 스틱 코어부가 부분적으로 삽입 지지되며, 상기 지지 코어부가 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 이동할 때는 상기 슬라이딩 보디가 이동하지 않고, 상기 지지 코어부가 상기 제2 위치로부터 상기 제3 위치로 이동할 때는 상기 슬라이딩 보디가 상기 지지 코어부와 함께 이동하여 상기 복수의 제1 스틱 코어부 및 복수의 제2 스틱 코어부가 상기 관 형상 제품의 밖으로 이탈되도록 구성될 수 있다.

상기 적어도 하나의 슬라이딩 코어는 상기 복수의 제1 스틱 코어부 및 상기 복수의 제2 스틱 코어부의 전방에 인서트 코어부를 더 구비하고, 상기 인서트 코어부는 상기 지지 코어부가 상기 제1 위치인 때 상기 캐비티 내부에 배치되어 다른 슬라이딩 코어와 서로 정렬되어 밀착되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 사출 성형 금형은 상기 지지 코어부를 수평 방향으로 전진 및 후진 구동하는 유압 실린더를 더 구비할 수 있다.

상기 관 형상의 제품은 유체가 출입하는 한 쌍의 개구를 구비한 곡관(曲管) 형상의 제품이며, 상기 개구의 개수에 대응되는 한 쌍의 슬라이딩 코어는 상기 캐비티 내부에서 서로 정렬되어 밀착되고, 상기 한 쌍의 슬라이딩 코어 중 하나의 슬라이딩 코어에는 정렬 돌기가 구비되고, 다른 하나의 슬라이딩 코어에는 상기 정렬 돌기가 삽입되는 정렬 홈이 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 수평으로 이동 가능한 복수의 슬라이딩 코어를 이용하여 내측 언더컷을 갖는 관 형상의 제품을 사출 성형하고, 금형으로부터 취출할 수 있다. 이에 따라 추가적인 가공이나 성형 작업이 불필요하여 생산성이 향상되고, 원가가 절감된다.

도 1은 연결관의 일 예인 곡관(曲管)을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형 금형의 종단면도이다.
도 3은 도 2의 III-III에 따라 절개 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2의 사출 성형 금형의 하부 코어, 제1 슬라이딩 코어, 제2 슬라이딩 코어, 및 제3 슬라이딩 코어가 밀착되고, 곡관(曲管)이 형성된 모습을 발췌 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 제1 슬라이딩 코어와, 그를 수평 이동시키는 구성을 도시한 분해 사시도이다.
도 6 내지 도 8은 사출 성형된 곡관 형상 제품이 취출될 때 도 5의 제1 슬라이딩 코어의 동작을 순차적으로 도시한 도면이다.
도 9는 도 6를 IX-IX에 따라 절개 도시한 도면으로, 복수의 제1 및 제2 스틱 코어부가 확장된 상태를 도시한 단면도이다.
도 10은 도 7을 X-X에 따라 절개 도시한 도면으로, 복수의 제1 및 제2 스틱 코어부가 수축된 상태를 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형 금형을 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 연결관의 일 예인 곡관(曲管)을 도시한 사시도이다. 도 1에 도시된 곡관(1)은 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형 금형(10)(도 2 및 도 3 참조)을 이용하여 형성 가능한 사출 성형 제품의 일 예이다. 도 1을 참조하면, 곡관(1)은 플라스틱 재질의 사출 성형 제품으로, 유체가 출입하는 제1 및 제2 개구(3, 7)가 형성되어 있다. 제1 및 제2 개구(3, 7)는 일직선 상에 배치되어 있지 않다. 제1 개구(3)의 주변부 내측면에는 단차지게 파여지고 링(ring)처럼 연결된 내측 언더컷(5)이 형성되어 있다. 한편, 곡관(1)의 외측면 일측에는 통공(7)(도 8 참조)이 형성되고, 그 주변으로 상기 통공(7)을 길게 연장하며 돌출된 통공 돌출부(8)가 형성되어 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형 금형의 종단면도이고, 도 3은 도 2의 III-III에 따라 절개 도시한 단면도이고, 도 4는 도 2의 사출 성형 금형의 하부 코어, 제1 슬라이딩 코어, 제2 슬라이딩 코어, 및 제3 슬라이딩 코어가 밀착되고, 곡관(曲管)이 형성된 모습을 발췌 도시한 사시도이며, 도 5는 도 4의 제1 슬라이딩 코어와, 그를 수평 이동시키는 구성을 도시한 분해 사시도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형 금형(10)은, 상부 금형 베이스(11), 하부 금형 베이스(25), 상부 원판(12), 하부 원판(30), 상부 코어(18), 하부 코어(32), 및 제1 내지 제3 슬라이딩 코어(60, 87, 92)를 구비한다.

상부 금형 베이스(11)의 하측면에는 상부 원판(12)이 고정 지지되고, 상부 원판(12)에 상부 코어(18)가 고정 지지된다. 하부 금형 베이스(25)의 상측면에는 복수의 스페이서(space)(26)가 세워지고, 그 위에 하부 원판(30)이 고정 지지되며, 하부 원판(30)에 하부 코어(32)가 고정 지지된다. 상부 코어(18)와 하부 코어(32)는 서로 마주보게 배치된다. 상부 금형 베이스(11)가 Z축과 평행한 방향으로 승강하여 상부 코어(18)가 하부 코어(32)로부터 이격되거나 상부 코어(18)가 하부 코어(32)에 밀착된다. 상부 코어(18)와 하부 코어(32)가 밀착되면 곡관(1)(도 1 참조)의 외측면 형상을 한정하는 캐비티(cavity)(100)가 형성된다.

상부 원판(12)에는 스프루 부시(sprue bush)(15)가 마련되어 금형(10) 외부의 수지 사출 장치(미도시)와 연결되고, 용융 수지의 유로인 러너(16)가 스프루 부시(15)에서 캐비티(100)까지 연장된다. 제1 내지 제3 슬라이딩 코어(60, 87, 92)를 하부 코어(32)의 캐비티 홈까지 전진시키고, 상부 코어(18)와 하부 코어(32)를 밀착한 후, 수지 사출 장치를 스프루 부시(15)에 연결하고 용융 수지를 사출하면 스프루 부시(15)와 러너(16)를 통해 용융 수지가 캐비티(100)에 주입되며, 용융 수지가 캐비티(100) 내에서 경화되어 곡관(1)(도 1 참조)이 성형된다.

하부 금형 베이스(25)와 하부 원판(30) 사이에는 승강 가능한 승강 밀판(27)이 구비되고, 승강 밀판(27)에는 선단이 하부 코어(32)의 캐비티 홈까지 연장된 취출 밀핀(28)이 고정 지지된다. 캐비티(100)에서 곡관(1)(도 1 참조)이 사출 성형되고 상부 코어(18)가 하부 코어(32)에서 이격되고 제1 내지 제3 슬라이딩 코어(60, 87, 92)가 하부 코어(32)의 캐비티 홈에서 멀어지도록 후퇴한 후, 승강 밀판(27)을 상승시키면 취출 밀핀(28)의 선단이 곡관(1)을 밀어 올려 하부 코어(32)의 캐비티 홈에 들러붙은 곡관(1)이 분리되고, 작업자는 자신의 인력(人力)으로 또는 자동화된 산업용 로봇을 이용하여 상기 곡관(1)을 금형(10)에서 취출할 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 슬라이딩 코어(60)는 제2 슬라이딩 코어(87)(도 3 참조)와 함께 캐비티(100)(도 2 및 도 3 참조)에 배치되도록 수평 이동하여 곡관(1)(도 1 참조)의 내측면 형상을 한정한다. 또한, 제1 슬라이딩 코어(60)는 곡관(1)의 제1 개구(3)(도 1 참조)의 형상을 한정하고, 제2 슬라이딩 코어(87)는 곡관(1)의 제2 개구(7)(도 1 참조)의 형상을 한정한다. 제1 슬라이딩 코어(60)는 지지 코어부(75), 6개의 제1 스틱 코어부(stick core portion)(65), 6개의 제2 스틱 코어부(70), 및 인서트 코어부(62)를 구비한다.

지지 코어부(75)는 제1 위치, 제2 위치, 및 제3 위치 사이에서 X축과 평행하게 수평 이동 가능하다. 제1 위치는 지지 코어부(75)가 캐비티(100)(도 2 및 도 3 참조), 다시 말하면 상부 코어(18)의 캐비티 홈과 합쳐져서 캐비티(100)를 형성하는 하부 코어(32)의 캐비티 홈을 향해 가장 근접한 위치이다(도 6 참조). 제2 위치는 지지 코어부(75)가 제1 위치보다 캐비티(100)로부터 더 이격된 위치이다(도 7 참조). 제3 위치는 지지 코어부(75)가 캐비티(100)로부터 가장 멀리 이격된 위치이다(도 8 참조).

6개의 제1 스틱 코어부(stick core portion)(65)와 6개의 제2 스틱 코어부(70)는 X축과 평행한 방향으로 연장된 스틱(stick) 형상의 코어로서 12개의 스틱 코어부(65, 70)가 합쳐져 원통 형상을 형성하도록 교번(交番)하여 배치된다. 즉, 인접한 한 쌍의 제1 스틱 코어부(65) 사이에 하나의 제2 스틱 코어부(70)가 배치되고, 인접한 한 쌍의 제2 스틱 코어부(70) 사이에 하나의 제1 스틱 코어부(70)가 배치된다. 제1 스틱 코어부(65)와 제2 스틱 코어부(70)의 일 측 말단에는 스틱 코어부들(65, 70)이 형성하는 원통의 래디얼(radial) 방향으로 단차지게 돌출된 언더컷 돌출부(66, 71)가 각각 형성된다. 지지 코어부(75)가 제1 위치에 있을 때 6개의 제1 스틱 코어부(stick core portion)(65)와 6개의 제2 스틱 코어부(70)는 지지 코어부(75)의 외주면을 에워싸게 배치되며, 상기 언더컷 돌출부들(66, 71)이 캐비티(100)(도 2 및 도 3 참조) 내부에 삽입되게 위치하여 사출 성형되는 곡관(1)(도 1 참조)의 내측 언더컷(5)(도 1 참조)의 형상을 한정한다.

지지 코어부(75)는 제1 슬라이딩 보디(sliding body)(45)에 내포된다. 구체적으로, 제1 슬라이딩 보디(45)는 X축과 평행한 방향으로 연이어 결합된 제1 내지 제3 부재(46, 50, 55)로 이루어진다. 제2 부재(50)에는 내부를 길이 방향으로 관통하는 관통공이 형성되는데, 그 관통공의 일부는 6개의 제1 스틱 코어부(65)와 6개의 제2 스틱 코어부(70)의 타측 단부가 삽입되는 원형 홈 형태의 스틱 코어 삽입 공간(52)이고, 상기 관통공의 나머지 일부는 슬라이딩 블록(57)이 제1 슬라이딩 보디(45) 내부에서 X축과 평행한 방향으로 이동할 수 있게 마련된 사각형 홈 형태의 슬라이딩 블록 이동 공간(51)이다. 슬라이딩 블록(57)은 지지 코어부(75)가 고정 지지되는 블록이다.

제2 부재(50)의 상측에는 상부 원판(12)에 고정된 록킹 블록(locking block)(20)(도 2 참조)이 안착되는 록킹 블록 안착 홈(54)이 형성된다. 상부 코어(18)와 하부 코어(32)가 밀착되면 록킹 블록(20)이 록킹 블록 안착 홈(54)에 끼워져 용융 수지의 사출 충격에 불구하고 제1 슬라이딩 보디(45)가 캐비티(100)(도 2 참조)에서 멀어지는 방향으로 밀리지 않는다.

제1 부재(46)에는 중앙부를 관통하는 원형의 관통공(47)이 형성된다. 상기 관통공(47)의 내경은 상기 스틱 코어 삽입 공간(52)의 내경보다 약간 작다. 6개의 제1 스틱 코어부(65)와 6개의 제2 스틱 코어부(70)의 언더컷 돌출부(66, 71)는 상기 관통공(47)을 통해 제1 슬라이딩 보디(45)의 외부로 돌출된다. 제3 부재(55)는 슬라이딩 블록(57)이 제1 슬라이딩 보디(45) 밖으로 이탈되지 않도록 제한한다.

제1 슬라이딩 코어(60)는 6개의 제1 스틱 코어부(65) 및 6개의 제2 스틱 코어부(70) 전방에 인서트 코어부(insert core portion)(62)를 더 구비하며, 인서트 코어부(62)는 중앙 로드(61)를 통해 제1 슬라이딩 보디(45)의 제3 부재(55)에 고정된다. 중앙 로드(61)는 제1 부재(46)의 관통공(47), 지지 코어부(75)의 관통공(77), 슬라이딩 블록(57)의 관통공(미도시), 제2 부재(50)의 스틱 코어 삽입 공간(52)과 슬라이딩 블록 이동 공간(51)을 통과하여 제3 부재(55)에 연결된다.

인서트 코어부(62)는 지지 코어부(75)가 제1 위치인 때 캐비티(100)(도 2 및 도 3 참조) 내부에 배치되어, 캐비티(100)를 향해 전진한 제2 슬라이딩 코어(87)(도 3 참조)와 서로 정렬되어 밀착된다. 인서트 코어부(62)와 제2 슬라이딩 코어(87)가 정렬되어 밀착되도록 제2 슬라이딩 코어(87)에는 정렬 돌기(88)가 돌출 형성되고, 인서트 코어부(62)에는 정렬 돌기(88)가 삽입되는 정렬 홈(63)이 형성된다. 정렬 돌기(88)가 정렬 홈(63)에 삽입되면 인서트 코어부(62)의 밀착면(64)이 제2 슬라이딩 코어(87)의 밀착면(89)과 어긋남 없이 밀착된다.

도 5, 도 9, 및 도 10을 참조하면, 제1 스틱 코어부(65)의 단면적은 제2 스틱 코어부(70)의 단면적보다 크다. 구체적으로, 제1 스틱 코어부(65)는 단면이 원호를 따르는 외주면과, 서로 대칭되는 한 쌍의 내측 경사면(68)에 의해 형상이 대략적으로 한정된다. 지지 코어부(75)가 제1 위치인 때 교번 배열된 제1 스틱 코어부(65)와 제2 스틱 코어부(70)는 내측에 삽입된 지지 코어부(75)에 의해 외측으로 확장되어 자신의 외주면이 스틱 코어 삽입 공간(52)의 내주면에 밀착된다. 이때, 인접한 한 쌍의 제1 스틱 코어부(65)의 내측 경사면(68)은 직접 대면 접촉되지 않고 제2 스틱 코어부(70)의 내측 경사면(73)에 밀착된다. 제2 스틱 코어부(70)는 단면의 형상이 제1 스틱 코어부(65)보다 폭이 좁은 육각형상이다.

지지 코어부(75)가 제1 위치에서 제2 위치로 이동하면 교번 배치된 제1 스틱 코어부(65) 및 제2 스틱 코어부(70) 내측의 공간이 비워지고 제1 스틱 코어부(65) 및 제2 스틱 코어부(70)가 상기 비워진 내측 공간 측으로 수축한다. 이때, 폭이 좁은 제2 스틱 코어부(70)가 상기 내측으로 많이 이동하고 제1 스틱 코어부(65)는 그보다 적게 상기 내측으로 이동한다. 이로써 언더컷 돌출부(66, 71)가 캐비티(100)(도 2 및 도 3 참조)에 사출 성형된 곡관(1)(도 1 참조)의 내측 언더컷(5)(도 1 참조) 및 곡관(1)의 내측면에서 분리된다. 제1 스틱 코어부(65)의 외주면 모서리가 날카로우면, 제1 스틱 코어부(65)가 내측으로 수축될 때 인접한 제1 스틱 코어부(65)의 외주면 모서리가 서로 부딪쳐 손상될 수 있으므로, 제1 스틱 코어부(65)의 외주면 모서리에는 부분적으로 모따기면(69)이 가공되며, 제1 스틱 코어부(65)가 내측으로 수축될 때 인접한 제1 스틱 코어부(65)의 모따기면(69)이 서로 접촉하게 된다.

도 5를 다시 참조하면, 지지 코어부(75)는 X축과 평행한 방향으로 연장되고, 캐비티(100)에 가까울수록 직경이 작아지게 경사져 있다. 또한, 외주면에는 길이 방향으로 연장된 6개의 제1 가이드 슬롯(guide slot)(76)과 6개의 제2 가이드 슬롯(77)이 형성된다. 6개의 제1 가이드 슬롯(76)에는 6개의 제1 스틱 코어부(65)가 안착되고, 6개의 제2 가이드 슬롯(77)에는 6개의 제2 스틱 코어부(70)가 안착된다. 제1 스틱 코어부(65)의 내측에는 제1 가이드 슬롯(76)에 슬라이딩(sliding) 가능하게 끼워지는 가이드 레일(67)이 형성된다. 지지 코어부(75)가 제2 위치인 때나 제3 위치인 때에도 제1 및 제2 스틱 코어부(65, 70)의 후단부는 지지 코어부(75) 전단부의 제1 및 제2 가이드 슬롯(76, 77)에 안착되어 있다. 이에 따라 지지 코어부(75)는 교번 배치된 제1 및 제2 스틱 코어부(65, 70)의 내측의 공간으로 다시 진입할 때 정렬의 어려움 없이 미끄러지며 이동할 수 있다.

지지 코어부(75)는 제1 유압 실린더(35)의 구동력에 의해 X축과 평행한 수평 방향으로 전진 및 후진하도록 구성된다. 구체적으로, 유압 실린더(35)와 제1 슬라이딩 보디(45) 사이에는 겹쳐져 고정된 제1 및 제2 판재(41, 42)를 구비하는 수평 이동 판(40)이 구비된다. 수평 이동 판(40)의 제1 판재(41)는 제1 슬라이딩 보디(45)의 제3 부재(55)를 관통하는 연결 로드(59)에 의해 제1 슬라이딩 보디(45) 내부의 슬라이딩 블록(57)에 연결되고, 수평 이동 판(40)의 제2 판재(42)는 제1 유압 실린더(35)의 실린더 로드(36) 선단에 연결된다. 제1 슬라이딩 보디(45)가 X축과 평행한 방향으로 수평 이동할 수 있도록 제1 LM 가이드(38)가 제1 슬라이딩 보디(45)를 안내하며, 제1 LM 가이드(38)는 하부 원판(30)에 고정 지지된다. 제1 유압 실린더(35)의 전면(前面)에는 수평 이동 판(40)의 후퇴 범위를 제한하는 제1 스토퍼(stopper)(37)가 마련된다. 수평 이동 판(40)이 제1 스토퍼(37)에 가로막혀 더 이상 후퇴할 수 없는 때 지지 코어부(75)는 제3 위치에 위치하게 된다(도 8 참조).

도 3 및 도 4를 다시 참조하면, 사출 성형되는 곡관(1)의 제2 개구(7)의 형상을 한정하는 제2 슬라이딩 코어(87)는 제2 유압 실린더(80)의 구동력에 의해 Y축과 평행한 방향으로 수평 이동할 수 있게 구성된다. 구체적으로, 제2 유압 실린더(80)의 실린더 로드(81) 선단에 제2 슬라이딩 보디(84)가 연결되고, 제2 슬라이딩 보디(84)의 전면부(前面部)에 제2 슬라이딩 코어(87)가 마련된다. 제2 슬라이딩 보디(84)의 상측부에는 경사진 상부 원판 밀착면(85)이 마련된다. 상부 코어(18)와 하부 코어(32)가 밀착될 때 상부 원판(12)이 상기 상부 원판 밀착면(85)을 가압하여 제2 슬라이딩 코어(87)를 제1 슬라이딩 코어(60)(도 5 참조)에 밀착시키고, 용융 수지의 사출 충격에 불구하고 제2 슬라이딩 코어(87)가 밀리지 않게 된다. 제2 슬라이딩 보디(84)가 Y축과 평행한 방향으로 수평 이동할 수 있도록 제2 LM 가이드(83)가 제2 슬라이딩 보디(84)를 안내하며, 제2 LM 가이드(83)는 하부 원판(30)에 고정 지지된다. 제2 유압 실린더(80)의 전면(前面)에는 제2 슬라이딩 보디(84)의 후퇴 범위를 제한하는 제2 스토퍼(82)가 마련된다.

제3 슬라이딩 코어(92)는 사출 성형되는 곡관(1)의 통공(7)(도 8 참조)과 통공 돌출부(8)(도 1 참조)의 형상을 한정하는 것으로, 상부 원판(12)의 승하강과 연동하여 Y축과 평행한 방향으로 수평 이동하도록 구성되며, 유압 실린더와 같은 별도의 구동 액추에이터(actuator)가 연결되지 않는다. 구체적으로, 아래로 경사지게 연장된 하향 경사 핀(19)이 상부 원판(12)에 고정 결합되고, 하부 원판(30)에는 상기 하향 경사 핀(19)이 삽입되도록 정렬되고 경사지게 파여진 핀 삽입홀(pin insert hole)(91)이 형성된 제3 슬라이딩 보디(90)가 마련된다. 제3 슬라이딩 보디(90)는 Y축과 평행한 방향으로 수평 이동 가능하게 하부 원판(30)에 지지되고, 제3 슬라이딩 보디(90)의 전면부(前面部에 제3 슬라이딩 코어(92)가 마련된다. 하부 원판(30)에는 제3 슬라이딩 보디(90)의 후퇴 범위를 제한하는 제3 스토퍼(95)가 마련된다.

상부 원판(12)이 하강하면 하향 경사 핀(19)이 핀 삽입홀(91)에 삽입되고, 상부 코어(18)와 하부 코어(32)가 근접함에 따라 핀 삽입홀(91)이 Z축과 평행하게 하강하는 하향 경사 핀(19)을 추종하여 제3 슬라이딩 코어(92)가 하부 코어(32)의 캐비티 홈으로 전진하여 곡관(1)의 통공(7)과 통공 돌출부(8)의 형상을 한정한다. 한편, 사출 성형으로 곡관(1)이 형성되고, 상부 코어(18)가 상승하여 하부 코어(32)로부터 이격되면 핀 삽입홀(91)이 Z축과 평행하게 상승하는 하향 경사 핀(19)을 추종하여 제3 슬라이딩 코어(92)가 제3 스토퍼(95)에 의해 막힐 때까지 후퇴한다.

도 6 내지 도 8은 사출 성형된 곡관 형상 제품이 취출될 때 도 5의 제1 슬라이딩 코어의 동작을 순차적으로 도시한 도면이고, 도 9는 도 6를 IX-IX에 따라 절개 도시한 도면으로, 복수의 제1 및 제2 스틱 코어부가 확장된 상태를 도시한 단면도이며, 도 10은 도 7을 X-X에 따라 절개 도시한 도면으로, 복수의 제1 및 제2 스틱 코어부가 수축된 상태를 도시한 단면도이다. 이하에서, 도 6 내지 도 8을 참조하여, 곡관(1)을 사출 성형하고, 사출 성형된 곡관(1)을 취출하는 과정을 순차적으로 설명한다. 먼저, 곡관(1)을 사출 성형하기 위해서, 상부 코어(18)와 하부 코어(32)가 이격된 상태에서 제1 유압 실린더(35)를 작동시켜 지지 코어부(75)를 제1 위치로 전진시키고(도 6 참조), 제2 유압 실린더(80)(도 4 참조)도 작동시켜 제2 슬라이딩 코어(87)(도 3 참조)를 인서트 코어부(62)에 밀착되도록 전진시킨다. 이때, 교번하여 배치된 6개의 제1 스틱 코어부(65)와 6개의 제2 스틱 코어부(70)는 도 9에 도시된 바와 같이 외측으로 확장된다. 다음으로, 상부 원판(12)을 하강시켜 상부 코어(18)와 하부 코어(32)를 밀착시킴과 동시에 제3 슬라이딩 코어(92)를 전진시킨다. 다음으로, 용융 수지를 사출하여 캐비티(100)(도 2 및 도 3 참조)에 주입하고 경화하여 캐비티(100)에서 곡관(1)을 성형한다.

다음으로, 상부 원판(12)(도 3 참조)을 상승시켜 상부 코어(18)(도 3 참조)를 하부 코어(32)(도 3 참조)로부터 이격시킴과 동시에 제3 슬라이딩 코어(92)(도 3 참조)를 곡관(1)(도 4 참조)과 멀어지게 후퇴시킨다. 다음으로, 제1 유압 실린더(35)를 작동시켜 수평 이동 판(40)을 제1 스토퍼(37)에 닿을 때까지 후퇴시키고, 동시에 또는 순차적으로 제2 유압 실린더(80)(도 3 참조)를 작동시켜 제2 슬라이딩 코어(87)(도 3 참조)를 곡관(1)(도 4 참조)과 멀어지게 후퇴시킨다.

수평 이동 판(40)을 곡관(1)과 멀어지게 후퇴시키면 우선적으로 슬라이딩 블록(57)이 슬라이딩 보디(45) 내부의 슬라이딩 블록 이동 공간(51)(도 5 참조) 내에서 제3 부재(55)에 닿을 때까지 후퇴하여 지지 코어부(75)가 제2 위치로 이동한다(도 7 참조). 이때, 교번하여 배치된 6개의 제1 스틱 코어부(65)와 6개의 제2 스틱 코어부(70)는 도 10에 도시된 바와 같이 내측 공간으로 이동하여 수축된다. 따라서, 스틱 코어부들(65, 70)의 언더컷 돌출부들(66, 71)이 곡관(1)의 내측 언더컷(5)(도 1 참조)에서 분리된다.

계속하여 수평 이동 판(40)을 제1 스토퍼(37)에 닿을 때까지 당기면 슬라이딩 보디(45)가 슬라이딩 블록(57)에 끌려 곡관(1)에서 멀어지도록 이동하고, 인서트 코어부(62)와 제1 및 제2 스틱 코어부(65, 70)도 슬라이딩 보디(45)에 끌려 곡관(1)의 밖으로 이탈된다(도 8 참조). 이때, 지지 코어부(75)는 제3 위치로 이동된다. 다음으로, 승강 밀판(27)(도 2 참조)을 상승시켜 취출 밀핀(28)(도 2 참조)의 선단으로 곡관(1)(도 1 참조)을 밀어 올려 곡관(1)을 하부 코어(32)(도 2 참조)의 캐비티 홈에서 분리하고, 작업자의 인력(人力)에 의해, 또는 자동화된 산업용 로봇을 이용하여 상기 곡관(1)을 금형(10)에서 취출한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

1: 곡관 5: 내측 언더컷
10: 사출 성형 금형 18: 상부 코어
32: 하부 코어 35: 유압 실린더
40: 수평이동판 45: 슬라이딩 보디
60: 슬라이딩 코어 62: 인서트 코어부
65, 70: 제1, 제2 스틱 코어부 75: 지지 코어부

Claims

유체가 출입하는 복수의 개구가 일직선 상에 배치되지 아니하며, 내측면에 내측 언더컷(inner undercut)이 형성된 관(pipe) 형상의 제품을 사출 성형하는 사출 성형 금형에 있어서,
상부 원판 및 하부 원판; 상기 상부 원판 및 상기 하부 원판에 각각 지지되는 것으로, 서로 밀착되어 상기 관 형상 제품의 외측면 형상을 한정하는 캐비티(cavity)를 형성하는 상부 코어 및 하부 코어; 및, 상기 캐비티 내부에 배치되도록 수평 이동하여 각각 상기 관의 개구 및 상기 관의 내측면 형상을 한정하는 복수개의 슬라이딩 코어;를 구비하고,
상기 복수의 슬라이딩 코어 중 적어도 하나는, 상기 캐비티로부터 가까운 순서대로 이격된 제1 위치, 제2 위치, 및 제3 위치 사이에서 수평 이동 가능한 지지 코어부; 및, 상기 지지 코어부가 상기 제1 위치에 있을 때 상기 지지 코어부의 외주면을 에워싸며 교번(交番) 배치되어 상기 내측 언더컷의 형상을 한정하는 복수의 제1, 2 스틱 코어부;를 구비하고,
상기 지지 코어부가 상기 제1 위치인 때 상기 캐비티에 용융 수지가 주입되고 경화되어 상기 관 형상 제품이 성형되고, 상기 지지 코어부가 상기 제2 위치인 때 상기 복수의 제1, 2 스틱 코어부가 내측으로 수축하여 상기 관 형상 제품의 내측면에서 분리되고, 상기 지지 코어부가 상기 제3 위치인 때 상기 복수의 제1, 2 스틱 코어부가 상기 관 형상 제품의 밖으로 이탈되도록 구성된 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.
제1 항에 있어서,
상기 제1 스틱 코어부의 단면적이 상기 제2 스틱 코어부의 단면적보다 크며, 상기 지지 코어부가 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치로 이동하면 상기 복수의 제2 코어부가 상기 복수의 제1 코어부보다 상기 내측으로 더 많이 이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.
제2 항에 있어서,
상기 제1 스틱 코어부의 개수는 6개이고, 상기 제2 스틱 코어부의 개수는 6개인 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.
제1 항에 있어서,
상기 지지 코어부는 상기 캐비티에 가까울수록 직경이 작아지게 경사진 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.
제4 항에 있어서,
상기 지지 코어부의 외주면에 상기 복수의 제1 스틱 코어부 및 상기 복수의 제2 스틱 코어부가 안착되는 가이드 슬롯(guide slot)이 형성되고,
상기 지지 코어부가 상기 제2 위치인 때나 상기 제3 위치인 때에도 상기 복수의 제1 스틱 코어부 및 상기 복수의 제2 스틱 코어부의 일부분이 상기 가이드 슬롯에 안착되도록 구성된 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.
제1 항에 있어서,
상기 사출 성형 금형은, 상기 지지 코어부를 내포하고 상기 지지 코어부가 내부에서 수평으로 이동 가능하도록 내부 공간이 형성된 슬라이딩 보디를 더 구비하고,
상기 슬라이딩 보디의 내부 공간에는 상기 복수의 제1 스틱 코어부 및 상기 복수의 제2 스틱 코어부가 부분적으로 삽입 지지되며,
상기 지지 코어부가 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 이동할 때는 상기 슬라이딩 보디가 이동하지 않고, 상기 지지 코어부가 상기 제2 위치로부터 상기 제3 위치로 이동할 때는 상기 슬라이딩 보디가 상기 지지 코어부와 함께 이동하여 상기 복수의 제1 스틱 코어부 및 복수의 제2 스틱 코어부가 상기 관 형상 제품의 밖으로 이탈되도록 구성된 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.
제1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 슬라이딩 코어는 상기 복수의 제1 스틱 코어부 및 상기 복수의 제2 스틱 코어부의 전방에 인서트 코어부를 더 구비하고,
상기 인서트 코어부는 상기 지지 코어부가 상기 제1 위치인 때 상기 캐비티 내부에 배치되어 다른 슬라이딩 코어와 서로 정렬되어 밀착되도록 구성된 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.
제1 항에 있어서,
상기 지지 코어부를 수평 방향으로 전진 및 후진 구동하는 유압 실린더를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.
제1 항에 있어서,
상기 관 형상의 제품은 유체가 출입하는 한 쌍의 개구를 구비한 곡관(曲管) 형상의 제품이며,
상기 개구의 개수에 대응되는 한 쌍의 슬라이딩 코어는 상기 캐비티 내부에서 서로 정렬되어 밀착되고,
상기 한 쌍의 슬라이딩 코어 중 하나의 슬라이딩 코어에는 정렬 돌기가 구비되고, 다른 하나의 슬라이딩 코어에는 상기 정렬 돌기가 삽입되는 정렬 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.