KR20150142294A - 유도가열 금형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유도가열 금형장치에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 금형(110); 고주파 발생장치로부터 고주파전류가 인가되는 경우 금형(110)을 가열하는 유도가열코일(160); 유도가열코일(160)에서 발생하는 유도자계가 성형수지가 주입되는 영역으로만 형성되고 성형수지가 주입되는 영역의 반대영역으로는 유도자계의 형성을 차폐하기 위해서, 금형(110)을 커버하고 있는 비전도성 및 비자성의 차폐부재(120,130,140)를 포함하여 구성되고, 이에 의하면 동일한 조건의 고주파 출력에서 가열하는 시간을 단축시킬 수 있고 더 빨리 적정온도에 도달할 수 있으며, 수지 사출 속도를 빠르게 하여 제품의 사출 생산성을 높일 수 있는 이점이 있다.

Description

유도가열 금형장치{INDUCTION HEATING MOLD APPARATUS}

본 발명은 유도가열 금형장치에 관한 것으로, 특히 유도가열코일에서 발생하는 유도자계가 가열대상에만 집중되도록 차폐부재를 채택함으로써, 사출수지를 용융하기에 필요한 부분만을 가열할 수 있도록 하고 그리하여 동일한 조건의 고주파 출력에서 가열하는 시간을 단축시킬 수 있고 더 빨리 적정온도에 도달할 수 있도록 하며, 수지 사출 속도를 빠르게 하여 제품의 사출 생산성을 높일 수 있도록 하기에 적당하도록 한 유도가열 금형장치에 관한 것이다.

일반적으로 금형에 고주파 유도 가열을 이용하는 기술이 많이 제안되고 있다. 주파 유도 가열은 교번자계 내부에 놓여 있는 도전성 물체 내에 발생하는 와전류손 또는 히스테리시스손을 이용하여 금형를 가열시키는 방식이다. 금형이 도체인 경우 고주파 유도 가열에 의해 금형의 표면에 와전류(Eddy Current)가 유도되고 이로 인한 저항 손실에 의해서 표면에 열이 발생한다.

이러한 종래기술에 의한 유도가열 금형의 경우 유도가열코일은 금형에 권취홈을 형성하고 그 권취홈에 유도가열코일을 권취하였다.

이와 같이 유도가열코일을 직접 금형에 형성된 구성에 권취하는 경우, 코일 권취를 위한 별도의 구성을 금형에 형성하여야 하므로 금형의 사이즈가 커지고 금형의 사이즈가 커짐에 따라서 금형 제작 비용이 높아진다.

또한 금형의 사이즈가 커지면 사출 적정온도(예컨대 250 도씨)로 금형을 가열하는데 시간이 더 소요되고 따라서 그만큼 가열효율이 저하되는 문제점이 있었다.

특허문헌1. 대한민국 등록특허공보 10-0306126(공고일: 2001.09.24)

특허문헌2. 대한민국 등록특허공보 10-0950030(공고일: 2010.03.29)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명에 의한 유도가열 금형장치의 목적은,

첫째, 유도가열코일에서 발생하는 유도자계가 가열대상에만 집중되도록 차폐부재를 채택함으로써, 사출수지를 용융하기에 필요한 부분만을 가열할 수 있도록 하고 그리하여 동일한 조건의 고주파 출력에서 가열하는 시간을 단축시킬 수 있고 더 빨리 적정온도에 도달할 수 있도록 하며, 수지 사출 속도를 빠르게 하여 제품의 사출 생산성을 높일 수 있도록 하고,

둘째, 유도가열코일을 감기 위한 구성을 금형자체에 구성하지 않고 차폐부재에 권취함으로써, 금형의 부피 및 중량을 줄여서 동일한 고주파 출력으로 더 빨리 가열할 수 있도록 함으로써 가열효율이 증가될 수 있도록 하기에 적당하도록 한 유도가열 금형장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 유도가열 금형장치는, 금형; 고주파 발생장치로부터 고주파전류가 인가되는 경우 금형을 가열하는 유도가열코일; 상기 유도가열코일에서 발생하는 유도자계가 성형수지가 주입되는 영역으로만 형성되고 성형수지가 주입되는 영역의 반대영역으로는 유도자계의 형성을 차폐하기 위해서, 상기 금형을 커버하고 있는 비전도성 및 비자성의 차폐부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 유도가열 금형장치는, 상기 차폐부재에는 상기 금형의 내주면을 덮도록 내측연장부가 형성되어 있고, 금형의 외주면을 덮도록 외측연장부가 형성되어 있으며, 상기 내측연장부와 외측연장부 사이에는 코일 권취부가 후방으로 요입형성되어 있고, 상기 코일 권취부에 상기 유도가열코일이 권취되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 유도가열 금형장치는, 상기 차폐부재는 내열성 수지재로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 유도가열 금형장치는, 상기 차폐부재의 내측연장부에서 외향으로 수직 단차지게 형성되어서 상기 금형의 배면에 지지되도록 상기 내측연장부에는 내측단차면이 형성되어 있고, 상기 차폐부재의 외측연장부에서 외향으로 수직 단차지게 형성되어서 상기 금형의 배면에 지지되도록 상기 외측연장부에는 외측단차면가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 유도가열 금형장치는, 상기 금형의 배면에는 끼움돌기테가 형성되어 있고, 상기 끼움돌기테의 내측으로 내측돌기테가 형성되어 있으며, 상기 끼움돌기테의 외측으로 외측돌기테가 형성되어 있으며, 상기 끼움돌기테에 끼워지도록 끼움홈이 요입형성되어서 상기 차폐부재의 코일 권취부를 구획하면서 상기 유도가열코일을 권취하기 위한 권취차폐테가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 유도가열 금형장치는, 상기 금형의 배면에는 끼움돌기테가 형성되어 있고, 상기 끼움돌기테에 끼워지도록 끼움홈이 요입형성되어 있고, 상기 코일 권취부를 구획하면서 유도가열코일을 권취하기 위한 중앙권취부가 상기 차폐부재에서 하방으로 돌출형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 유도가열 금형장치는, 상기 차폐부재의 상기 중앙권취부의 내측으로 내측권취부가 형성되어 있고, 상기 중앙권취부의 외측으로 외측권취부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 유도가열 금형장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 유도가열코일에서 발생하는 유도자계가 금형고정장치 등의 불필요한 영역으로 생성되지 않고 가열대상에만 집중되도록 차폐부재를 채택함으로써, 사출수지를 용융하기에 필요한 부분만을 가열할 수 있는 효과가 있다.

그 결과 동일한 조건의 고주파 출력에서 가열하는 시간을 단축시킬 수 있고 더 빨리 적정온도에 도달할 수 있으며, 수지 사출 속도를 빠르게 하여 제품의 사출 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.

둘째, 유도가열코일을 감기 위한 구성을 금형자체에 구성하지 않고 차폐부재에 권취함으로써, 금형의 부피 및 중량을 줄여서 동일한 고주파 출력으로 더 빨리 가열할 수 있는 효과가 있고, 그 결과 가열효율이 증가하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 유도가열 금형장치의 요부 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에서 금형(110)에 차폐부재(120)가 덮어 씌워진 결합 상태에서 유도가열코일(160)이 권취된 경우의 횡단면도이다.
도 3은 도 2의 요부확대도 및 사용상태 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 유도가열 금형장치에 있어서 금형(110)에 있어서 금형(110)의 평면도이다.
도 5는 도 4의 A-A선 단면도이다.
도 6은 도 4의 금형(110)에 권취차폐테(150)를 끼움돌기테(113)에 끼워진 상태의 평면도이다.
도 7은 도 6의 B-B선 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 의한 유도가열 금형장치의 요부 단면도 및 사용상태 예시도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 의한 유도가열 금형장치의 요부 단면도이다.

다음은 본 발명인 유도가열 금형장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 기초로 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 유도가열 금형장치는, 금형(110); 상기 금형(110)의 주변부, 바람직하게는 차폐부재(120,130,140)에 권취되어서 고주파 발생장치(미도시)로부터 고주파전류가 인가되는 경우 금형(110)을 가열하는 유도가열코일(160); 상기 유도가열코일(160)에서 발생하는 유도자계가 성형수지가 주입되는 영역[예컨대 캐비티(C1)가 있는 영역]으로만 형성되고 성형수지가 주입되는 영역의 반대영역으로는 유도자계의 형성을 차폐하기 위해서, 상기 금형(110)[구체적으로는 금형(110)의 배면(110a), 내주면(110b), 외주면(110c)]을 부분적으로 커버하고 있는 비전도성 및 비자성의 차폐부재(120,130,140)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이 금형(110)을 둘러싸고 있는 금형고정장치(100')로는 유도자계가 차폐되도록 하여서 수지가 들어가는 영역인 캐비티(C1)로만 유도자계가 집중되도록 하는 이점이 있고, 그 결과 가열이 불필요한 곳[특히 금형고정장치(100')]으로는 가열되지 않고 가열이 필요한 부분으로만 집중 가열되므로 동일한 고주파전력으로 빠르게 적정온도에 도달하므로 가열시간이 빨라지고 따라서 같은 수량의 사출물 작업시에는 전력 소비를 더 줄일 수 있고, 사출 성형 작업을 더 빨리 할 수 있어서 사출작업 생산성을 높일 수 있는 이점이 있다.

금형(110)의 전면에는 예컨대 금형(100)과 형합하여서 사출물을 형성하는 상대물인 가동금형(10)이 형합되도록 구비된다.

가동금형(10)에는 금형(110)의 캐비티(C1)와 형합하는 캐비티(C2)가 형성되어 있어야 함은 물론이다.

도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 유도가열 금형장치에 있어서, 상기 금형(110)의 배면(110a)과 내주면(110b)과 외주면(110c)을 모두 커버하도록 단면이 ┏┓ 형상인 것을 특징으로 한다.

도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 유도가열 금형장치에 있어서, 상기 차폐부재(120,130,140)에는 상기 금형(110)의 내주면(110b)을 덮도록 내측연장부(121,131,141)가 형성되어 있고, 금형(110)의 외주면(110c)을 덮도록 외측연장부(122,132,142)가 형성되어 있으며, 상기 내측연장부(121,131,141)와 외측연장부(122,132,142) 사이에는 코일 권취부(120a, 130a, 140a)가 후방으로 요입형성되어 있고, 상기 코일 권취부(120a, 130a, 140a)에 금형(110)의 배면(110a)과의 사이에서 유도가열코일(160)이 권취되어 있는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 차폐부재(120,130,140)는 내열성 수지재로 형성되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는 상기 차폐부재(120,130,140)는 베이클라이트(상표명)로 구현된다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 의한 유도가열 금형장치에 있어서, 상기 차폐부재(120)의 내측연장부(121)에서 외향으로 수직 단차지게 형성되어서 상기 금형(110)의 배면(110a)에 지지되도록 상기 내측연장부(121)에는 내측단차면(121a)이 형성되어 있고, 상기 차폐부재(120)의 외측연장부(122)에서 외향으로 수직 단차지게 형성되어서 상기 금형(110)의 배면(110a)에 지지되도록 상기 외측연장부(122)에는 외측단차면(122a)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

다음으로 도 4 내지 도 8를 기초로 본 발명의 제2 실시예에 의한 유도가열 금형장치의 특유의 구성을 설명한다.

본 발명의 제2 실시예에 의한 유도가열 금형장치에 있어서, 상기 금형(110)의 배면(110a)에는 끼움돌기테(113)가 형성되어 있고, 상기 끼움돌기테(113)의 내측으로 내측돌기테(111)가 형성되어 있으며, 상기 끼움돌기테(113)의 외측으로 외측돌기테(112)가 형성되어 있으며, 상기 끼움돌기테(113)에 끼워지도록 끼움홈(150a)이 요입형성되어서 상기 차폐부재(130)의 코일 권취부(130a)를 구획하면서 상기 유도가열코일(160)을 권취하기 위한 권취차폐테(150)가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

이에 의하면, 금형(110)이 아닌 곳에 유도가열코일(160)을 분할하여 권취할 수 있는 이점이 있다.

다음으로 도 9를 기초로 본 발명의 제3 실시예에 의한 유도가열 금형장치의 특유의 구성을 설명한다.

본 발명의 제3 실시예에 의한 유도가열 금형장치에 있어서, 상기 금형(110)의 배면(110a)에는 끼움돌기테(113)가 형성되어 있고, 상기 끼움돌기테(113)에 끼워지도록 끼움홈(145a)이 요입형성되어 있으며, 상기 코일 권취부(140a)를 구획하면서 유도가열코일(160)을 권취하기 위한 중앙권취부(145)가 상기 차폐부재(140)에서 하방[금형(110)이 있는 방향]으로 돌출형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

그리고, 코일을 분권하고자 하는 경우에는 상기 차폐부재(140)의 상기 중앙권취부(145)의 내측으로 내측권취부(143)가 형성되어 있고, 상기 중앙권취부(145)의 외측으로 외측권취부(144)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이에 의하면 유도가열코일(16)의 분권이 용이하다는 이점이 있다.

상기와 같이 중앙권취부(145), 내측권취부(143) 및 외측권취부(144)에 의해서 내측 제1 권취영역(Sa1), 내측 제2 권취영역(Sa2), 외측 제1 권취영역(Sb1) 및 외측 제2 권취영역(Sb2))으로 각각 구획된다.

이와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술분야에 있어 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수 있다.

100' : 금형고정장치
10 : 본원발명 금형의 상대물인 가동금형
C2 : 가동금형의 캐비티 100 : 금형
C1 : 금형의 캐비티 160 : 유도가열코일
110a : 금형의 배면 110b : 금형의 내주면
110c : 금형의 외주면 111 : 내측돌기테
112 : 외측돌기테 113 : 끼움돌기테
120,130,140 :차폐부재 121,131,141 : 차폐부재의 내측연장부
122,132,142 : 차폐부재의 외측연장부 120a, 130a, 140a : 코일 권취부
121a : 내측단차면 122a : 외측단차면
150 : 권취차폐테 150a : 끼움홈
145 : 중앙권취부 145a : 끼움홈
143 : 내측권취부 143 : 외측권취부
Sa1 : 내측 제1 권취영역 Sa2 : 내측 제2 권취영역
Sb1 : 외측 제1 권취영역 Sb2 : 외측 제2 권취영역

Claims (4)

1. 금형(110);
   고주파 발생장치로부터 고주파전류가 인가되는 경우 금형(110)을 가열하는 유도가열코일(160);
   상기 유도가열코일(160)에서 발생하는 유도자계가 성형수지가 주입되는 영역으로만 형성되고 성형수지가 주입되는 영역의 반대영역으로는 유도자계의 형성을 차폐하기 위해서, 상기 금형(110)을 커버하고 있는 비전도성 및 비자성의 차폐부재(120,130,140)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유도가열 금형장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 차폐부재(120,130,140)에는 상기 금형(110)의 내주면(110b)을 덮도록 내측연장부(121,131,141)가 형성되어 있고, 상기 금형(110)의 외주면(110c)을 덮도록 외측연장부(122,132,142)가 형성되어 있으며,
   상기 내측연장부(121,131,141)와 외측연장부(122,132,142) 사이에는 코일 권취부(120a, 130a, 140a)가 후방으로 요입형성되어 있고,
   상기 코일 권취부(120a, 130a, 140a)에 유도가열코일(160)이 권취되어 있는 것을 특징으로 하는 유도가열 금형장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 금형(110)의 배면(110a)에는 끼움돌기테(113)가 형성되어 있고,
   상기 끼움돌기테(113)의 내측으로 내측돌기테(111)가 형성되어 있으며,
   상기 끼움돌기테(113)의 외측으로 외측돌기테(112)가 형성되어 있으며,
   상기 끼움돌기테(113)에 끼워지도록 끼움홈(150a)이 요입형성되어서 상기 차폐부재(130)의 코일 권취부(130a)를 구획하면서 상기 유도가열코일(160)을 권취하기 위한 권취차폐테(150)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 유도가열 금형장치.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 금형(110)의 배면(110a)에는 끼움돌기테(113)가 형성되어 있고,
   상기 끼움돌기테(113)에 끼워지도록 끼움홈(145a)이 요입형성되어 있고
   상기 코일 권취부(140a)를 구획하면서 유도가열코일(160)을 권취하기 위한 중앙권취부(145)가 상기 차폐부재(140)에서 하방으로 돌출형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유도가열 금형장치.
   

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