KR20170014324A

KR20170014324A - 금형 장치

Info

Publication number: KR20170014324A
Application number: KR1020150107453A
Authority: KR
Inventors: 한진호
Original assignee: 에스엘 주식회사
Priority date: 2015-07-29
Filing date: 2015-07-29
Publication date: 2017-02-08

Abstract

본 발명은 금형 장치에 관한 것으로서, 서로 간에 형폐되거나 형개될 수 있는 제1 금형과 제2 금형; 상기 제1 금형과 상기 제2 금형 중에서, 어느 하나의 접촉면에 설치되고, 상기 제1 금형이 상기 제2 금형과 형폐될 때 접촉에 의한 가압력으로 전기 에너지를 생성하는 적어도 하나의 압전소자; 및 상기 제1 금형과 상기 제2 금형 중에서, 어느 하나의 접촉면에 설치되고, 상기 압전소자에 의해 생성된 전기 에너지에 따라 자력을 갖게 되는 전자석을 포함한다.

Description

금형 장치{Apparatus for molding}

본 발명은 금형 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금형의 형폐 시, 압전소자에 의하여 전기 에너지를 생성하고, 이 전기 에너지를 이용하여 금형의 형폐력을 향상시킬 수 있는 금형 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량은 야간 주행 시에 차량 주변에 위치한 대상물을 용이하게 확인하기 위한 조명 기능 및 다른 차량이나 도로 이용자들에게 차량의 주행 상태를 알리기 위한 신호 기능을 가지는 다양한 종류의 램프를 구비하고 있다.

예를 들어, 주로 조명 기능을 목적으로 하는 헤드 램프(Head lamp) 및 포그 램프(Fog lamp)와, 신호 기능을 목적으로 하는 턴 시그널 램프(Turn signal lamp), 테일 램프(Tail lamp), 브레이크 램프(Brake lamp), 사이드 마커(Side marker) 등을 구비하고 있으며, 이러한 차량용 램프는 각 기능을 충분히 발휘하도록 그 설치 기준과 규격에 대해서 법규로 규정되어 있다.

이러한 램프들은 광원으로부터 출사된 광이 전방으로 조사됨에 따라 외부로 빛을 발산함으로써, 야간 시 운전자에게 식별력을 제공하거나 또는 발광됨에 따라 다른 차량 운전자 또는 보행자들에게 식별력을 제공하는 기능을 담당하게 된다.

이와 같은 다양한 램프들은, 대부분 하우징, 플레이트, 리플렉터 및 렌즈를 포함하는 구성으로 이루어지며, 이들은 금형 장치에 의하여 용융된 합성수지재가 사출 성형되어 원하는 형상으로 제작이 이루어진다.

즉, 금형 장치를 이용한 사출 성형 방식은, 성형품의 형상에 대응하는 몰드 캐비티들이 형성된 상하 또는 좌우 한 쌍의 금형이 형폐된 상태에서, 몰드 캐비티에 사출기를 이용하여 용융된 수지를 주입하고 냉각 과정을 거친 다음, 한 쌍의 금형을 상호 분리하여 냉각 성형된 수지를 꺼낸 후, 최종 형상 가공을 거쳐 합성수지재의 성형품을 생산하는 것이다.

이러한 금형 장치는, 양질의 성형품을 성형하기 위한 조건으로서, 금형이 형폐된 상태에서 몰드 캐비티 내부로 용융된 수지를 사출할 때 그 압력으로 금형이 벌어지지 않도록 하여 틈새 발생을 억제하는 것이 필수적이다.

이에 따라, 금형의 형폐 시 형폐력을 크게 하기 위하여 서로 대향되는 금형들을 서로 마주보는 방향으로 가압하기 위한 별도의 가압 유닛이 제공되는 경우가 대부분이며, 가압 유닛의 작동에 따른 에너지 소비가 크게 된다.

대한민국 공개특허번호 2011-0051873호

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 금형의 형폐 시, 제1 금형과 제2 금형의 가압에 의한 압력을 이용하여 전기 에너지를 생성하고, 이 전기 에너지를 이용한 인력(引力, attractive force)으로 금형의 형폐력을 향상시킴으로써, 금형의 형폐 유지를 위한 에너지 소비를 줄일 수 있는 금형 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 금형의 형개 시, 제1 금형과 제2 금형에 척(Chuck)력을 제공하여 보다 적은 에너지로 제1 금형과 제2 금형을 분리할 수 있는 금형 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 금형 장치는, 서로 간에 형폐되거나 형개될 수 있는 제1 금형과 제2 금형; 상기 제1 금형과 상기 제2 금형 중에서, 어느 하나의 접촉면에 설치되고, 상기 제1 금형이 상기 제2 금형과 형폐될 때 접촉에 의한 가압력으로 전기 에너지를 생성하는 적어도 하나의 압전소자; 및 상기 제1 금형과 상기 제2 금형 중에서, 어느 하나의 접촉면에 설치되고, 상기 압전소자에 의해 생성된 전기 에너지에 따라 자력을 갖게 되는 전자석을 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 전자석은 상기 자력에 의해 금형을 잡아 당길 수 있다.

또한, 상기 제1 금형과 상기 제2 금형 중에서 어느 하나의 금형에는 복수의 가이드 홈이 형성되고, 상기 복수의 가이드 홈들 중에서 적어도 하나의 가이드 홈에는 압전소자가 설치되고, 상기 복수의 가이드 홈들 중에서 적어도 다른 하나의 가이드 홈에는 전자석이 설치될 수 있다.

여기서, 상기 복수의 가이드 홈이 형성되는 금형과 대향되는 다른 금형에는, 상기 가이드 홈들에 삽입되어, 상기 압전소자 및 상기 전자석과 접촉이 이루어지는 복수의 가이드 샤프트가 설치될 수 있다.

한편, 상기 압전소자에 의해 생성된 전기 에너지가 공급되어 저장되는 축전지와; 상기 축전지에 저장된 전기 에너지를 상기 전자석으로 공급 또는 차단하기 위한 온/오프 스위치와; 상기 축전지로부터 상기 전자석으로 공급되는 전기 에너지의 전류 방향을 전환시키는 컨트롤러; 및 상기 온/오프 스위치와 상기 컨트롤러를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 금형과 상기 제2 금형 중에서 상기 전자석이 설치된 금형과 대향되는 다른 금형에는, 상기 전자석과 인력 또는 척력을 발생하는 영구자석이 배치될 수 있다.

상기 영구자석이 N극 및 S극 중 하나의 극성을 갖는 경우, 상기 제1 금형과 상기 제2 금형이 형폐된 상태에서, 상기 제어부는 상기 축전지의 전기 에너지가 상기 전자석으로 공급되도록 상기 온/오프 스위치를 온 시키고, 상기 컨트롤러를 제어하여 상기 전기 에너지의 전류 방향을 전환시킴으로써, 상기 전자석이 상기 영구자석이 갖는 극성과 다른 극성을 가지도록 하여, 상기 영구자석과 상기 전자석이 인력을 발생시킬 수 있다.

또한, 상기 영구자석이 N극 및 S극 중 하나의 극성을 갖는 경우, 상기 제1 금형과 상기 제2 금형이 형개될 때, 상기 제어부는 상기 축전지의 전기 에너지가 상기 전자석으로 공급되도록 상기 온/오프 스위치를 설정 시간 동안 온 시키고, 상기 컨트롤러를 제어하여 상기 전기 에너지의 전류 방향을 전환시킴으로써, 상기 전자석이 상기 영구자석이 갖는 극성과 동일한 극성을 가지도록 하여, 상기 영구자석과 상기 전자석이 척력을 발생시킬 수 있다.

이 경우, 상기 설정 시간 이후에, 상기 제어부는 상기 온/오프 스위치를 오프시키도록 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 금형 장치에 의하면, 금형의 형폐 시, 제1 금형과 제2 금형의 가압에 의한 압력으로 전기 에너지가 생성되고, 이 전기 에너지를 이용한 인력으로 금형의 형폐력이 향상됨으로써, 금형의 형폐 유지를 위한 에너지 소비가 줄어드는 효과가 제공될 수 있다.

또한, 금형의 형개 시, 제1 금형과 제2 금형에 척력이 제공되어 보다 적은 에너지로 제1 금형과 제2 금형이 분리되는 효과가 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 금형 장치의 개략적인 전체 사시도.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 분리 사시도.
도 3 및 도 4는 도 1의 A-A선 단면도로서, 도 3은 금형이 형개된 상태의 단면도, 도 4는 금형이 형폐된 상태의 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 금형 장치가 형폐된 상태에서의 작동 관계를 순차적으로 도시한 순서도.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금형 장치의 구성을 도시한 분리 단면도.
도 7은 도 6의 결합 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금형 장치의 제어 관계를 나타낸 블록도.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금형 장치가 형폐된 상태에서의 작동 관계를 순차적으로 도시한 순서도.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금형 장치가 형개된 상태에서의 작동 관계를 순차적으로 도시한 순서도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명에 따른 금형 장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 금형 장치의 개략적인 전체 사시도이고, 도 2a 및 도 2b는 도 1의 분리 사시도이며, 도 3 및 도 4는 도 1의 A-A선 단면도로서, 도 3은 금형이 형개된 상태의 단면도이고, 도 4는 금형이 형폐된 상태의 단면도이다.

또한, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 금형 장치가 형폐된 상태에서의 작동 관계를 순차적으로 도시한 순서도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 금형 장치는, 성형물의 일부 형상에 대응하는 제1 캐비티(102)가 형성된 제1 금형(100)과, 성형물의 다른 일부 형상에 대응하는 제2 캐비티(202)가 형성된 제2 금형(200)을 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 금형 장치는, 제1 금형(100)과 제2 금형(200)이 형폐될 때, 서로 접촉하는 일 면에 설치되어 압력에 따른 전기 에너지를 생성하는 적어도 하나 이상의 압전 소자(300)와, 이 압전 소자(300)와는 다른 일 면에 설치되어 압전 소자(300)에 의해 생성된 전기 에너지를 공급받아 자력을 생성함으로써, 제1 금형(100)과 제2 금형(200)에 대한 인력을 발생시키는 전자석(400)을 더 포함한다.

제1 금형(100) 및 제2 금형(200) 중, 어느 하나의 금형은 고정이고, 다른 하나의 금형은 고정된 금형에 대하여 승강이 이루어질 수 있으며, 본 발명의 일 실시 예에 따른 금형 장치에서는, 제1 금형(100)이 고정되는 고정 금형이고, 제2 금형(200)이 고정 금형인 제1 금형(100)에 대하여 상하로 승강되는 가동 금형인 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

참고로, 본 발명의 일 실시 예를 뒷받침하는 도면에서, 제1 금형(100)이 하부 금형을 이루고, 제2 금형(200)이 상부 금형을 이루는 것으로 도시하였으나, 이는 본 발명의 일 실시 예에 불과하며 제1 금형 및 제2 금형은 좌우로 배치되는 것일 수도 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에서 제1 금형(100)은 한 쌍을 이루는 금형 장치에서, 어느 하나의 금형을 지칭하고, 제2 금형은 다른 하나의 금형을 지칭하는 것일 수 있음은 물론이다.

제1 금형(100)에 대하여 제2 금형(200)이 상하로 승강되면서 형개 또는 형폐될 수 있으며, 제1 금형(100)과 제2 금형(200)이 형폐된 상태에서 각각의 캐비티(102,202)들은 서로 포개어져서 성형품의 형상에 대응하는 몰드 캐비티를 형성하게 된다.

제1 금형(100)과 제2 금형(200)이 형폐되어 캐비티(102,202)들에 의하여 몰드 캐비티가 형성되면, 이 몰드 캐비티에 용융된 수지를 주입하여 일정시간 동안 냉각시킨 후, 다시 제1 금형(100)과 제2 금형(200)을 형개시키게 되면, 몰드 캐비티 형상에 대응하는 성형품이 성형된다.

이와 같이, 제1 금형(100)과 제2 금형(200)은 잦은 형폐 및 형개가 이루어짐에 따라 정확한 위치에서 형폐가 이루어져야 한다.

즉, 제1 금형(100)에 대하여 제2 금형(200)이 승강되면서 형개된 후 형폐가 이루어질 때, 위치 변화에 따른 캐비티(102,202)들의 어긋남을 예방하도록 정확한 위치에서 형폐가 이루어져야 한다.

따라서, 제1 금형(100)에 대하여 제2 금형(200)이 항상 동일 위치로 승강되면서 형개 및 형폐가 이루어지도록 안내하는 가이드 유닛이 제공될 수 있다.

가이드 유닛은, 제1 금형(100)의 캐비티(102) 주변 둘레 측에 형성되는 적어도 하나 이상의 제1 가이드 홈(110) 및 제2 가이드 홈(120)과, 제2 금형(200)의 캐비티(202) 주변 둘레 측에 형성되며, 적어도 하나 이상의 제1 가이드 샤프트(210) 및 제2 가이드 샤프트(220)로 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 금형 장치에서는, 제1 금형(100)의 모서리 측에 모두 4개의 제1 가이드 홈(110)이 형성되고, 전방 및 후방 쪽에 모두 2개의 제2 가이드 샤프트(220)가 형성된 것을 일 예로 들어 설명하기로 하나, 이는 하나의 실시 예에 불과하며 그 위치 관계 및 개수는 한정되지 않는다.

여기서, 제1 금형(100)의 제1 가이드 홈(110)에는 제2 금형(200)의 제1 가이드 샤프트(210)가 동축 상에 배치되고, 제1 금형(100)의 제2 가이드 홈(120)에는 제2 금형(200)의 제2 가이드 샤프트(220)가 동축 상에 배치될 수 있다.

따라서, 제1 금형(100)에 대하여 제2 금형(200)이 형폐되는 경우, 제2 금형(200)의 제1 가이드 샤프트(210)는 제1 금형(100)의 제1 가이드 홈(110)으로 삽입되고, 제2 금형(200)의 제2 가이드 샤프트(220)는 제1 금형(100)의 제2 가이드 홈(120)으로 삽입됨에 따라, 제2 금형(200)은 제1 금형(100)에 대하여 어긋남 없이 항상 동일 위치로 승강이 이루어질 수 있게 된다.

참고로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 금형 장치를 뒷받침하기 위한 도면에서, 제1 금형(100)에 형성된 제1 가이드 홈(110)과, 이 제1 가이드 홈(110)에 비하여 조금 깊게 형성된 제2 가이드 홈(120)이 구분되게 형성된 것을 일 예로 도시하였으나, 제1 가이드 홈(110) 및 제2 가이드 홈(120)은 모두 동일한 깊이로 형성될 수 있다.

또한, 제2 금형(200)에 형성된 제1 가이드 샤프트(210)와, 이 제1 가이드 샤프트(210)에 비하여 조금 길게 형성된 제2 가이드 샤프트(220) 또한 구분되게 형성된 것을 일 예로 들어 설명하나, 제1 가이드 샤프트(210) 및 제2 가이드 샤프트(220) 또한 모두 동일한 길이로 형성될 수 있다.

다만, 본 발명의 일 실시 예에 따른 금형 장치에서, 제1 가이드 홈(110)과 제2 가이드 홈(120)으로 구분한 것은, 제1 가이드 홈(110)에 압전 소자(300)가 배치되고, 제2 가이드 홈(120)에 전자석(400)이 배치된 것을 예로 들어 설명하기 위함이다.

압전 소자(300)는 제1 금형(100)의 제1 가이드 홈(110) 저면에 안착된 상태로 배치될 수 있다. 또한, 전자석(400)은 제1 금형(100)의 제2 가이드 홈(120) 저면에 안착된 상태로 배치될 수 있으며, 압전 소자(300)와 전자석(400)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 전선 등에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다.

압전 소자(300)는, 잘 알려진 바와 같이 기계적 압력을 인가하면 전압이 발생하거나, 전압을 인가하면 기계적 변형이 생기는 압전 효과를 지닌 소자로서, 외력을 가하면 전기 분극이 일어나서 전위차가 발생하게 된다.

따라서, 제1 금형(100)에 대하여 제2 금형(200)이 하강하여 형폐가 이루어지게 되면, 제2 금형(200)의 제1 가이드 샤프트(210) 단부가 제1 금형(100)의 제1 가이드 홈(110) 저부에 배치된 압전 소자(300)와 접촉하게 되고, 이 때 제1 금형(100)에 대한 제2 금형(200)의 가압력에 의한 압력 발생으로 압전 소자(300)는 전기 에너지를 생성할 수 있게 된다.

제1 금형(100)과 제2 금형(200)이 형폐될 때, 제1 금형(100)에 대한 제2 금형(200)의 자중과, 제1 금형(100)과 제2 금형(200)의 형폐를 위해 서로 마주보는 방향으로 가압시키는 가압 유닛들에 의하여 압전 소자(300)에는 충분한 압력이 발생되며, 이에 따라 압전 소자(300)는 전기 에너지를 생성할 수 있게 된다.

참고로, 제1 금형(100)과 제2 금형(200)의 형폐 유지를 위하여 서로 마주보는 방향으로 가압시키는 가압 유닛은 승강이 이루어지는 제2 금형(200)의 상부 쪽에 배치될 수 있다.

한편, 전자석(400)은 전류의 공급에 따라 자력을 발생하게 되는 것으로서, 압전 소자(300)로부터 전선을 통해 전기 에너지를 공급 받게 되면, 자력을 발생할 수 있게 된다.

따라서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 금형(100)과 제2 금형(200)이 형폐된 상태에서 압전 소자(300)는 압력에 의해 전기 에너지를 생성하게 되고, 이와 같이 생성된 전기 에너지는 전선을 통해 전자석(400)으로 공급이 이루어지며, 이에 따라 전자석(400)은 자력을 발생하게 됨으로써, 제1 금형(100)과 제2 금형(200)은 인력(引力, attractive force)이 발생될 수 있다.

즉, 제1 금형(100)과 제2 금형(200)은 금속재로 이루어지는 경우가 대부분이므로, 제2 금형(200)의 제2 가이드 샤프트(220) 또한 금속재로 이루어짐으로써, 전자석(400)이 자력을 갖게 되면 전자석(400)이 제2 가이드 샤프트(220)를 당기는 힘을 발휘하게 되어, 결국 제1 금형(100)과 제2 금형(200)은 인력이 발생된다.

따라서, 제1 금형(100)과 제2 금형(200)은 형폐된 상태에서 더욱 향상된 형폐력을 가지게 될 수 있으며, 이에 따라 캐비티(102,202)들에 의해 형성된 몰드 캐비티로 용융된 수지를 주입할 때 발생되는 반력으로 제1 금형(100)과 제2 금형(200)의 벌어짐이 예방될 수 있다.

또한, 앞서 설명한 바와 같이, 제1 금형(100)과 제2 금형(200)이 형폐된 상태에서 형폐 유지를 위한 가압 유닛이 설정된 크기의 압력으로 가압시키게 되는데, 본 발명의 일 실시 예에서와 같이 전자석(400)에 의한 자력으로 제1 금형(100)과 제2 금형(200)이 인력에 의해 서로 당기게 됨으로써, 상기 가압 유닛의 가압력을 인력만큼 줄일 수 있게 되어 전체적인 에너지 소모량도 줄일 수 있게 된다.

참고로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 금형 장치에서, 압전 소자(300)가 제1 금형(100)의 제1 가이드 홈(110) 저부에 형성되고, 전자석(400)이 제1 금형(100)의 제2 가이드 홈(120) 저부에 형성된 것을 일 예로 들었으나, 이의 위치 관계는 하나의 일 예일 뿐 한정되는 것은 아니며, 제2 금형(200)의 일부와 접촉이 이루어지는 부위라면 어디에 설치되어도 무방하다.

또한, 압전 소자(300) 및 전자석(400)은 제1 금형(100)이 아닌 제2 금형(200)에 설치될 수도 있으며, 이 경우에도 제1 금형(100)의 일부와 접촉이 이루어지는 부위라면 어디에 설치되어도 무방하다.

즉, 압전 소자(300)와 전자석(400)은 제1 금형(100)과 제2 금형(200) 중, 형폐가 이루어진 상태에서 서로 접촉이 이루어지는 부위라면, 어느 위치에 설치되어도 무방하며, 이에 따라 그 위치 관계 및 개수는 한정되지 않는다.

한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금형 장치의 구성을 도시한 분리 단면도이고, 도 7은 도 6의 결합 단면도이며, 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금형 장치의 제어 관계를 나타낸 블록도이다.

참고로, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금형 장치를 설명함에 있어서, 앞선 일 실시 예에 따른 금형 장치와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하여 설명하고, 그 반복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금형 장치는, 제1 금형(100)과 제2 금형(200), 그리고 압전 소자(300)와 전자석(400)을 비롯하여 축전지(500), 온/오프 스위치(600), 컨트롤러(700) 및 제어부(800)를 더 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

축전지(500)는, 압전 소자(300)에 의해 생성된 전기 에너지를 공급 받아 저장하고, 전자석(400)에 전기 에너지를 공급하는 기능을 수행한다.

이러한 축전지(500)는, 금형 장치의 외부에 별도로 설치될 수 있으며, 경우에 따라서는 전자석(400) 외에 다른 용도로 전기 에너지를 공급할 수도 있다.

예를 들어, 제1 금형(100)에 대하여 제2 금형(200)을 승강시킬 때 필요한 구동력을 제공하기 위한 용도나, 또는 금형 내부의 몰드 캐비티에 용융된 수지를 주입할 때 필요한 동력을 제공하기 위한 용도 등, 다양한 용도로 전기 에너지를 공급할 수도 있다.

축전지(500)와 전자석(400)을 연결하는 전선에는 온/오프 스위치(600)와 컨트롤러(700)가 설치될 수 있다.

여기서, 온/오프 스위치(600)와 컨트롤러(700)는 모두 제어부(800)와 회로로 연결되고, 제어부(800)는 축전지(500)와도 회로로 연결될 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 제어부(800)는 제1 금형(100)과 제2 금형(200)이 형개된 상태에서 온/오프 스위치(600)를 단락시켜 오프(Off) 되도록 하고, 제1 금형(100)과 제2 금형(200)이 형폐된 상태에서는 온/오프 스위치(600)를 접속시켜 온(On) 되도록 한다.

컨트롤러(700)는, 제어부(800)의 신호에 따라 전류 방향을 전환시킴으로써, 전자석(400) 단부의 극성이 바뀌도록 하는 기능을 수행한다.

예를 들어, 전자석(400) 단부의 극성이 N극 또는 S극일 경우, 컨트롤러(700)가 전류 방향을 바꾸어줌에 따라 전자석(400) 단부의 극성을 S극 또는 N극으로 바꿀 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금형 장치에서는 형폐됨에 따라 전자석(400)과 접촉되는 제2 가이드 샤프트(220) 단부가 영구자석일 수 있으며, 이에 따라 전자석(400)과 인력 또는 척(Chuck)력이 작용할 수 있다.

예를 들어, 제2 가이드 샤프트(220)의 단부가 S극을 띠는 영구자석이라고 가정할 경우, 전자석(400)은 N극을 띠어 서로 인력이 작용할 수 있고, 반대로 전자석(400)이 S극을 띠어 서로 척력이 작용할 수 있는데, 이에 대한 작동관계는 후에 상세히 설명하기로 한다.

도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금형 장치가 형폐된 상태에서의 작동 관계를 순차적으로 도시한 순서도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금형 장치가 형개된 상태에서의 작동 관계를 순차적으로 도시한 순서도이다.

도 7 및 도 9를 참조하면, 금형 형폐 시, 즉 제1 금형(100)에 대하여 제2 금형(200)이 하강하여 형폐가 이루어지게 되면, 제2 금형(200)의 제1 가이드 샤프트(210)가 제1 금형(100)의 제1 가이드 홈(110)으로 삽입되면서 압전 소자(300)를 가압하게 된다.

이에 따라, 압전 소자(300)는 전기 에너지를 생성하게 되고, 이와 같이 생성된 전기 에너지는 축전지(500)로 공급이 이루어지게 된다.

이 때, 제어부(800)는 온/오프 스위치(600)를 제어하여 온/오프 스위치(600)가 온 되도록 하고, 동시에 컨트롤러(700)에 인력 발생을 위한 전류 방향 전환이 이루어지도록 제어신호를 입력한다.

따라서, 축전지(500)에 저장된 전기 에너지는 전자석(400)으로 공급이 이루어지며, 이에 따라 전자석(400)은 인력 발생을 위한 자력을 띠게 된다.

앞서 설명한 바와 같이, 제2 금형(200)의 제2 가이드 샤프트(220) 단부가 영구자석이고, 이 영구자석의 극성이 N극 또는 S극일 경우, 전자석(400)은 반대 극성인 S극 또는 N극을 띠게 된다.

따라서, 전자석(400)과 제2 가이드 샤프트(220)는 상호 간에 인력이 작용하게 됨으로써, 제1 금형(100)과 제2 금형(200)의 형폐력은 더욱 향상될 수 있으며, 특히 캐비티(102,202)들에 의해 형성된 몰드 캐비티로 용융된 수지를 주입할 때 발생되는 반력으로 제1 금형(100)과 제2 금형(200)의 벌어짐이 예방될 수 있다.

또한, 제1 금형(100)과 제2 금형(200)이 형폐된 상태에서 형폐 유지를 위한 가압 유닛의 가압력을, 전자석(400)과 제2 가이드 샤프트(220)에 의해 발생되는 인력만큼 줄일 수 있게 되어 전체적인 에너지 소모량도 줄일 수 있게 된다.

한편, 사출 성형이 마무리되어 금형을 형개시키는 경우, 도 10에 도시된 바와 같이, 제어부(800)는 온/오프 스위치(600)를 제어하여 온/오프 스위치(600)가 설정된 시간 동안 온 상태를 유지하다가 오프되도록 하고, 동시에 컨트롤러(700)에 척력 발생을 위한 전류 방향 전환이 이루어지도록 제어신호를 입력한다.

따라서, 축전지(500)에 저장된 전기 에너지는 설정된 시간 동안 전자석(400)으로 공급이 이루어지며, 컨트롤러(700)에 의한 전류 방향 전환으로 인하여 전자석(400)은 척력 발생을 위한 자력을 발생하게 된다.

즉, 제2 금형(200)의 제2 가이드 샤프트(220) 단부가 영구자석이고, 이 영구자석의 극성이 N극 또는 S극일 경우, 전자석(400)에는 동일 극성인 N극 또는 S극을 띠게 된다.

따라서, 전자석(400)과 제2 가이드 샤프트(220)는 상호 간에 척력이 작용하게 됨으로써, 제1 금형(100)에 대한 제2 금형(200)의 형개 시, 보다 적은 힘으로도 형개가 이루어질 수 있다.

여기서, 제1 금형(100)에 대한 제2 금형(200)이 어느 정도 벌어짐이 발생되면, 제어부(800)는 온/오프 스위치(600)를 제어하여 오프되도록 함으로써, 축전지(500)의 전기 에너지가 더 이상 전자석(400)으로 공급되지 않도록 차단시키게 된다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 금형 장치의 경우에도, 앞선 일 실시 예에서와 마찬가지로, 압전 소자(300)가 제1 금형(100)의 제1 가이드 홈(110) 저부에 형성되고, 전자석(400)이 제1 금형(100)의 제2 가이드 홈(120) 저부에 형성된 것을 일 예로 들었으나, 이의 위치 관계는 하나의 일 예일 뿐 한정되는 것이 아니며, 제2 금형(200)의 일부와 접촉이 이루어지는 부위라면 어디에 설치되어도 무방하다.

다만, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금형 장치의 경우, 전자석(400)과 접촉하게 되는 제1 금형(100) 또는 제2 금형(200)의 대응 부위가 자력을 띠는 영구자석인 것이 바람직하다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 금형 장치 100 : 제1 금형
110 : 제1 가이드 홈 120 : 제2 가이드 홈
200 : 제2 금형 210 : 제1 가이드 샤프트
220 : 제2 가이드 샤프트 300 : 압전소자
400 : 전자석 500 : 축전지
600 : 온/오프 스위치 700 : 컨트롤러
800 : 제어부

Claims

서로 간에 형폐되거나 형개될 수 있는 제1 금형과 제2 금형;
상기 제1 금형과 상기 제2 금형 중에서, 어느 하나의 접촉면에 설치되고, 상기 제1 금형이 상기 제2 금형과 형폐될 때 접촉에 의한 가압력으로 전기 에너지를 생성하는 적어도 하나의 압전소자; 및
상기 제1 금형과 상기 제2 금형 중에서, 어느 하나의 접촉면에 설치되고, 상기 압전소자에 의해 생성된 전기 에너지에 따라 자력을 갖게 되는 전자석을 포함하는, 금형 장치.
제 1항에 있어서,
상기 전자석은 상기 자력에 의해 금형을 잡아 당기는, 금형 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1 금형과 상기 제2 금형 중에서 어느 하나의 금형에는 복수의 가이드 홈이 형성되고,
상기 복수의 가이드 홈들 중에서 적어도 하나의 가이드 홈에는 압전소자가 설치되고, 상기 복수의 가이드 홈들 중에서 적어도 다른 하나의 가이드 홈에는 전자석이 설치되는, 금형 장치.
제 3항에 있어서,
상기 복수의 가이드 홈이 형성되는 금형과 대향되는 다른 금형에는,
상기 가이드 홈들에 삽입되어, 상기 압전소자 및 상기 전자석과 접촉이 이루어지는 복수의 가이드 샤프트가 설치되는, 금형 장치.
제 1항에 있어서,
상기 압전소자에 의해 생성된 전기 에너지가 공급되어 저장되는 축전지와;
상기 축전지에 저장된 전기 에너지를 상기 전자석으로 공급 또는 차단하기 위한 온/오프 스위치와;
상기 축전지로부터 상기 전자석으로 공급되는 전기 에너지의 전류 방향을 전환시키는 컨트롤러; 및
상기 온/오프 스위치와 상기 컨트롤러를 제어하는 제어부를 더 포함하는, 금형 장치.
제 5항에 있어서,
상기 제1 금형과 상기 제2 금형 중에서 상기 전자석이 설치된 금형과 대향되는 다른 금형에는,
상기 전자석과 인력 또는 척력을 발생하는 영구자석이 배치되는, 금형 장치.
제 6항에 있어서,
상기 영구자석이 N극 및 S극 중 하나의 극성을 갖는 경우,
상기 제1 금형과 상기 제2 금형이 형폐된 상태에서, 상기 제어부는 상기 축전지의 전기 에너지가 상기 전자석으로 공급되도록 상기 온/오프 스위치를 온 시키고,
상기 컨트롤러를 제어하여 상기 전기 에너지의 전류 방향을 전환시킴으로써, 상기 전자석이 상기 영구자석이 갖는 극성과 다른 극성을 가지도록 하여, 상기 영구자석과 상기 전자석이 인력을 발생시키는, 금형 장치.
제 6항에 있어서,
상기 영구자석이 N극 및 S극 중 하나의 극성을 갖는 경우,
상기 제1 금형과 상기 제2 금형이 형개될 때, 상기 제어부는 상기 축전지의 전기 에너지가 상기 전자석으로 공급되도록 상기 온/오프 스위치를 설정 시간 동안 온 시키고,
상기 컨트롤러를 제어하여 상기 전기 에너지의 전류 방향을 전환시킴으로써, 상기 전자석이 상기 영구자석이 갖는 극성과 동일한 극성을 가지도록 하여, 상기 영구자석과 상기 전자석이 척력을 발생시키는, 금형 장치.
제 8항에 있어서,
상기 설정 시간 이후에, 상기 제어부는 상기 온/오프 스위치를 오프시키도록 제어하는, 금형 장치.