KR20200041622A - 사출성형 금형 구조물 - Google Patents

사출성형 금형 구조물 Download PDF

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KR20200041622A
KR20200041622A KR1020180121929A KR20180121929A KR20200041622A KR 20200041622 A KR20200041622 A KR 20200041622A KR 1020180121929 A KR1020180121929 A KR 1020180121929A KR 20180121929 A KR20180121929 A KR 20180121929A KR 20200041622 A KR20200041622 A KR 20200041622A
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남윤성
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Abstract

각종 용기의 입구를 막는 내주면에 나사산이 형성되는 플라스틱 캡을 제조할때 사용되는 사출성형 금형 구조물이 개시된다. 본 발명에 따른 사출성형 금형 구조물은 내측에 나사산이 형성되어 있는 캡을 사출 형성하기 위한 것으로서, 합성수지 주입통로(100)가 형성되어 있는 상형(10)과, 상기 상형(10)에 대응 배치되며, 상형(10)을 향하는 면에는, 상기 주입통로(100)를 통해 주입된 합성수지를 받아들이는 성형공간(110)이 형성되어 있고, 내측에는 상기 성형공간에 연통하는 회전틀공간(112)이 마련되어 있는 하형(11)과, 상기 하형(11)의 회전틀공간(112)에 수용된 상태로 외력에 의해 축회전 가능한 것으로서, 회전틀공간(112)의 내부에 지지되는 회전몸체부(120)와, 상기 회전몸체부(120)의 상단부에 위치하며 그 외주면에 수나사산(122)이 형성되어 있고 상기 성형공간(110) 내부에 위치하는 나사성형부(124)를 구비한 회전형코어(12), 및 상기 하형(11)에 대해 진퇴운동 가능하도록 배치되고, 상형(10)과 하형(11)의 분리되는 힘에 의하여, 회전형코어(12)를 회전시켜 상기 성형공간(110)에 성형되어 있는 성형물로부터 나사성형부(124)가 분리되도록 하는 코어회전유도수단(13)을 포함하고, 상기 회전형코어(12)는, 상기 회전틀공간(112) 내부에 회전축과 평행한 추력을 흡수하는 쓰러스트 베어링(126)과 회전몸체부(120)가 축회전 가능하도록 지지하는 베어링(128)을 구비하고 그 중심축부에는 암나사산(129)이 형성되어 있는 나선홀더(12')가 구비되며, 상기 코어회전유도수단(13)은 상기 하형(11)에 대해 진퇴운동하는 고정블록(15)과, 상기 고정블록(15)에 고정되며 나선홀더(12')에 치합하고 고정블록(15)이 하형(11)으로부터 벌어질 때 상기 나선홀더(12')의 나사산에 힘을 가하여, 나선홀더(12')가 반작용력에 의해 회전하게 하는 수나사봉(16)을 포함한다.
본 발명에 따른 사출성형 구조물은 사출금형의 동작에 의하여 수나사봉이 진퇴하고 그 힘에 의하여 코어를 직접 회전시키거나 회전력을 코어로 전달하여 별도의 모터를 사용하지 않는다는 점과, 금형의 열리고 닫히는 실린더의 작용 또는 사출물을 금형에서 분리하기 위한 실린더 작용을 포함한 금형 작동과 그에 의하여 유도되는 코어 회전축의 회전이 정확하게 일치하므로 캡의 나사산과 코어에 형성된 나사산이 정확하게 일치하여 회전함으로써 실제 병뚜껑 사출 현장에 적용할 때 불량 발생이 적고 장비 정지없이 원활한 생산이 가능하다는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따르면 제조장치의 단가가 줄어들며 간단한 기구적인 구성에 의하여 이루어지기 때문에 개별적으로 해당 부품만 교체하면 용이하게 수리가 되므로 유지 보수가 용이할 뿐만 아니라 일정한 체적의 사출 금형의 크기에 대하여 보다 많은 사출물을 사출할 수 있고, 일정한 전력을 소모하는 하나의 사출기에서 제조될 수 있는 캡의 수량이 증가되므로 단위 생산량에 비하여 전력 소모량이 획기적으로 절감된다.

Description

사출성형 금형 구조물{Injection mold structure}
본 발명은 사출 금형에 관한 것으로 더 상세하게는 각종 용기의 입구를 막는 내주면에 나사산이 형성되는 플라스틱 캡을 제조할 때 나사산에 상응하는 회전을 주기 위한 별도의 모터를 사용하지 않고도 금형의 열림과 닫힘 작용을 이용하여 용이하게 플라스틱 캡이 분리되고 회전 불량에 의한 캡 나사산의 불량 발생 가능성을 획기적으로 줄인 사출성형 금형 구조물에 관한 것이다.
각종 용기에서 플라스틱으로 제작된 캡 또는 뚜껑을 이용하여 열고 닫을 수 있도록 하는 용기는 거의 과반수에 이를 정도로 많이 보급되어 있다. 흔히 피티병이라도 불리는 PET 용기의 경우에도 캡이 상면이 막히고 내주면에 나사산이 형성되는 원통의 형상을 가지고 있다. 특히 의료용 주사기에도 이와 같은 캡이 사용되고 있다.
이러한 캡을 제작하는 방법으로는 대표적으로 압출과 사출금형에 의한 방법이 있으며 압출과 사출에서의 차이는 있으나 기본적으로 나사산을 형성하는 방법에는 대부분 선단에 나사산에 대응하는 홈이 형성되어 있는 사출코어를 포함하는 상형 또는 하형으로 캡을 형성하고 압착되었던 각 형틀이 떨어지면서 캡을 제조하는 기본 원리를 가지고 있다.
이때 나사산을 형성하는 사출코어의 경우 단순히 이탈하게 되면 성형된 나사산이 망실되기 때문에 금형이 열리면 모터에 의하여 상기 사출코어가 회전하면서 이탈하도록 하는 방식으로 나사산을 형성하는 이른바 기어 금형의 방식을 사용하고 있다.
하지만, 이와 같은 종래의 기어 금형을 사용하는 방식은 모터를 사용하고 있어 장치의 구성이 복잡해지고, 제조 싸이클은 금형의 열림이 확인된 후 모터가 가동되어 캡을 분리하고 캡의 분리가 확인되면 다시 금형이 닫히는 (사출성형의 경우에 한한다.) 과정을 거치기 때문에 공정이 비교적 길다는 단점이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 병뚜껑용 사출성형장치가 대한민국 공개특허 제10-2006-19287호에 개시되어 있다. 상기 공개특허에 따르면 사출성형된 병뚜껑을 금형에서 이탈시키는 하형틀을 기어의 조합으로 정회전수만큼 회전케하여 안정되고 용이하게 병뚜껑을 하형틀에서 이탈토록함에 있어 상기 기어에 회전력을 전달하기 위하여 상형과 하형의 근접및 이격시에 상형에 마련된 렉기어와 상기 하형틀의 기어와 연결된 피니언에 의해 상형의 전후진에 따른 렉기어의 전후진력을 피니언이 회전력으로 인가 받아 피니언의 회전력을 상기한 하형틀에 조립된 기어에 전달하므로써 모터의 사용이 없이 간단하게 정회전수만큼 하형틀에 조립된 기어에 의해 회전력을 전달하도록 되어 있어 하형틀이 상형과 하형의 이격에 따라 회전케 함으로서 사출성형된 병뚜껑이 하형틀에서 용이하게 이탈하도록 한다.
하지만, 상기와 같은 병뚜껑용 사출성형장치는 기어 결합을 위하여 요구되는 최소한의 유격이 있고 복수개의 기어들이 중첩적으로 사용됨에 따라 그러한 유격들이 합쳐져 상당히 많은 유격이 발생하여 사실상 나사산에 상응하는 회전과 정확하게 일치하지 못할 뿐만 아니라 회전축과 그 회전을 유도하는 기어의 축이 정확하게 일치하지 못하기 때문에 캡의 나사산과 코어에 형성된 나사산이 정확하게 일치하여 회전되지 못하므로 사실상 병뚜껑 사출 현장에 적용하기가 어렵다는 문제점이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 종래의 사출코어 이탈장치가 대한민국 등록특허 10-0982626에 개시되어 있다. 상기 등록특허에 따르면 내주면에 나사산이 형성되는 캡을 사출 또는 압출에 의하여 성형하기 위하여, 상형과 하형의 둘 중 어느 한 곳에 외주면에 성형될 캡의 내주면 나사산에 상응하는 나선형의 홈을 가지는 끝단이 돌출되어 성형 후 분리과정에서 회전을 하며 끝단에서 캡이 분리되도록 하는 사출코어 이탈장치로서, 상기 사출코어의 하부는 길이방향으로 관통된 삽입홀이 형성되는 가이드봉의 삽입홀에 삽입 장착하되, 장착면에는 상기 가이드봉이 승하강할 때 상기 사출코어는 회전하면서 승하강하도록 대응하는 나선형의 가이드홈과 가이드돌기가 각각 형성되도록 구성되며, 끝단에 나선형의 홈이 형성된 선단부와, 상기 선단부와 연결되어 외주면에 테이퍼지게 확장되는 테이퍼부와, 상기 테이퍼부의 끝단에서 동일한 외경으로 일정 길이 연장되는 연장부를 구비하고, 상기 연장부에 돌출 형성되는 가이드돌기로 구성되며, 상기 가이드봉은 상기 사출코어의 연장부가 삽입되는 원통형을 가지며, 외주면에서 내주면을 관통하게 나선형으로 절개되는 나선절개부를 구비하여 상기 가이드돌기가 삽입되도록 구성되고 상기 가이드돌기는 상기 사출코어의 연장부에 관통형성되는 관통홀과 상기 관통홀에 삽입되는 핀으로 구성된다.
하지만 상기와 같은 종래의 사출코어이탈장치는 나선절개부를 따라 이동하게 되는 핀이 유연하게 이동하도록 하기 위하여 피치 거리를 상당한 정도로 길게 하여야 하는 관계로 실제 현장에 적용하면 나사산의 피치수를 5 바퀴를 초과하여 구성하면 간헐적으로 회전 불능이 초래되어 불량 발생의 원인이 된다는 문제점이 있다.
- 대한민국 공개특허 제10-2006-19287 - 대한민국 등록특허 10-0982626호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은 모터를 사용하지 않고 금형이 열리는 과정에서 나사산에 해당하는 사출 코어 해당 부분이 회전하여 캡이 분리될 수 있도록 하고 금형이 닫힌 상태에서 내부에 성형된 캡이 금형이 열리는 동작과 함께 분리될 수 있도록 함에 있어서 실제 현장에 적용하면 나사산의 피치수를 3 바퀴를 초과하여도 구성이 가능한 사출성형 금형 구조물을 제공하는 것이다.
상기 과제를 이루기 위한 본 발명의 일측면에 따른 사출성형 금형 구조물은,
내측에 나사산이 형성되어 있는 캡을 사출 형성하기 위한 것으로서,
합성수지 주입통로(100)가 형성되어 있는 상형(10)과;
상기 상형(10)에 대응 배치되며, 상형(10)을 향하는 면에는, 상기 주입통로(100)를 통해 주입된 합성수지를 받아들이는 성형공간(110)이 형성되어 있고, 내측에는 상기 성형공간에 연통하는 회전틀공간(112)이 마련되어 있는 하형(11)과;
상기 하형(11)의 회전틀공간(112)에 수용된 상태로 외력에 의해 축회전 가능한 것으로서, 회전틀공간(112)의 내부에 지지되는 회전몸체부(120)와, 상기 회전몸체부(120)의 상단부에 위치하며 그 외주면에 수나사산(122)이 형성되어 있고 상기 성형공간(110) 내부에 위치하는 나사성형부(124)를 구비한 회전형코어(12); 및
상기 하형(11)에 대해 진퇴운동 가능하도록 배치되고, 상형(10)과 하형(11)의 분리되는 힘에 의하여, 회전형코어(12)를 회전시켜 상기 성형공간(110)에 성형되어 있는 성형물로부터 나사성형부(124)가 분리되도록 하는 코어회전유도수단(13);을 포함하고,
상기 회전형코어(12)는,
상기 회전틀공간(112) 내부에 회전축과 평행한 추력을 흡수하는 쓰러스트 베어링(126)과 회전몸체부(120)가 축회전 가능하도록 지지하는 베어링(128)을 구비하고 그 중심축부에는 암나사산(129)이 형성되어 있는 나선홀더(12')가 구비되며,
상기 코어회전유도수단(13)은;
상기 하형(11)에 대해 진퇴운동하는 고정블록(15)과,
상기 고정블록(15)에 고정되며 나선홀더(12')에 치합하고 고정블록(15)이 하형(11)으로부터 벌어질 때 상기 나선홀더(12')의 나사산에 힘을 가하여, 나선홀더(12')가 반작용력에 의해 회전하게 하는 수나사봉(16)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 사출성형 금형 구조물은,
내측에 나사산이 형성되어 있는 캡을 사출 형성하기 위한 것으로서 상부로 개방되며 상기 캡을 사출 성형하기 위한 성형공간을 가지고, 상기 성형공간의 하부에 승강 가능하도록 설치되며 성형 완료 후 상승하여 성형공간 내부의 성형물을 성형공간 외부로 취출하는 이젝팅부 포함하는 하부금형(20)과 상기 하부금형(20)의 상부에 승강 가능하도록 설치되는 상부금형(21)을 포함하는 사출성형 금형 구조물로서,
상기 상부금형(21)에 구비되며 외부로부터 전달된 회전력에 의해 회전하는 것으로 외주면에는 수나사산(220)이 형성되어 있고 회전축과 평행한 추력을 흡수하는 쓰러스트 베어링(226)과 상기 상부금형본체(21) 내에서 축회전 가능하도록 지지하는 베어링(228)을 구비하고 그 중심축부에는 암나사산(229)이 형성된 구동기어(22)와;
상기 구동기어(22)에 치합한 상태로 구동기어(22)의 둘레에 배치되는 복수 개의 종동기어(270, 270'); 및
상기 종동기어(270, 270')의 중심에 고정되어 구동기어(22)로부터 종동기어(270, 270')를 통해 전달된 회전력을 받아 축회전하는 것으로서, 수직 하부로 연장되고 연장단부(274, 274')에는, 상기 캡 내측의 나사산을 형성하기 위한 수나사산(275, 275')이 형성되어 있는 성형샤프트(272, 272')를 구비하고,
하부금형(20)과 상부금형(21)이 서로 벌어지는 제1 거리에 상응하게 고정블록(25)이 상부금형(21)과 제1 거리만큼 서로 벌어지는 3 플레이트 금형에 적용하되,
고정블록(25)에는 상기 구동기어(22)의 중심축부에 형성된 암나사산(229)과 치합하는 수나사봉(26)을 설치하여, 고정블록(25)이 상부금형(21)과 제1 거리만큼 서로 벌어지는 힘에 의하여 수나사봉(26)이 제1 거리만큼 후퇴할 때, 구동기어(22)가 반작용력에 의하여 회전하여 그에 상응하게 구동기어(22)에 치합된 복수 개의 종동기어(270, 270')가 회전하면서 하부금형(20)과 상부금형(21)이 서로 벌어지는 동시에 연장단부(274, 274')에 상기 캡 내측의 나사산을 형성하기 위한 수나사산(275, 275')이 형성되어 있는 성형샤프트(272, 272')가 회전하면서 복수 개의 캡이 코어와 분리되도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 모터를 사용하지 않고 금형의 하강에 따라 사출코어가 회전하면서 캡이 분리되도록 하여 장치의 구성이 간단해져 모터를 사용하는 종래의 기어 금형 방식에 비하여 공간을 적게 차지하기 때문에 금형 내에 보다 많은 캐비티를 넣을 수 있을뿐만 아니라 금형이 열리는 동작에 의하여 캡이 분리됨으로써 사출 공정 전체의 싸이클 타임이 짧아짐에 의하여 생산성이 대폭 향상되는 효과가 있을 뿐만 아니라, 실제 현장에 적용하면 나사산의 피치수를 5 바퀴를 초과하여도 구성이 가능하다는 효과가 있다.
특히, 본 발명에 따르면, 사출금형의 동작에 의하여 수나사봉이 진퇴하고 그 힘에 의하여 코어를 직접 회전시키거나 회전력을 코어로 전달하여 별도의 모터를 사용하지 않는다는 점과, 금형의 열리고 닫히는 실린더의 작용 또는 사출물을 금형에서 분리하기 위한 실린더 작용을 포함한 금형 작동과 그에 의하여 유도되는 코어 회전축의 회전이 정확하게 일치하므로 캡의 나사산과 코어에 형성된 나사산이 정확하게 일치하여 회전함으로써 실제 병뚜껑 사출 현장에 적용할 때 불량 발생이 적고 장비 정지없이 원활한 생산이 가능하다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 제조장치의 단가가 줄어들며 간단한 기구적인 구성에 의하여 이루어지기 때문에 개별적으로 해당 부품만 교체하면 용이하게 수리가 되므로 유지 보수가 용이할 뿐만 아니라 일정한 체적의 사출 금형의 크기에 대하여 보다 많은 사출물을 사출할 수 있고, 일정한 전력을 소모하는 하나의 사출기에서 제조될 수 있는 캡의 수량이 증가되므로 단위 생산량에 비하여 전력 소모량이 획기적으로 절감된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 사출성형 금형 구조물의 구조를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출성형 금형 구조물의 구조를 도시한 단면도,
도 3은 도 2의 주요 부분에 해당하는 평단면도,
도 4는 도 2에 도시한 실시예의 사출성형 금형 구조물의 작용 효과를 설명하기 위한 단면도.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 사출성형 금형 구조물의 구조를 단면도로써 나타내었다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 사출성형 금형 구조물은 내측에 나사산이 형성되어 있는 캡을 사출 형성하기 위한 것으로,
합성수지 주입통로(100)가 형성되어 있는 상형(10)과,
상기 상형(10)에 대응 배치되며, 상형(10)을 향하는 면에는, 상기 주입통로(100)를 통해 주입된 합성수지를 받아들이는 성형공간(110)이 형성되어 있고, 내측에는 상기 성형공간에 연통하는 회전틀공간(112)이 마련되어 있는 하형(11)과,
상기 하형(11)의 회전틀공간(112)에 수용된 상태로 외력에 의해 축회전 가능한 것으로서, 회전틀공간(112)의 내부에 지지되는 회전몸체부(120)와, 상기 회전몸체부(120)의 상단부에 위치하며 그 외주면에 수나사산(122)이 형성되어 있고 상기 성형공간(110) 내부에 위치하는 나사성형부(124)를 구비한 회전형코어(12), 및
상기 하형(11)에 대해 진퇴운동 가능하도록 배치되고, 상형(10)과 하형(11)의 분리되는 힘에 의하여, 회전형코어(12)를 회전시켜 상기 성형공간(110)에 성형되어 있는 성형물로부터 나사성형부(124)가 분리되도록 하는 코어회전유도수단(13)을 구비한다.
또한, 상기 사출성형 금형 구조물에 구비되는 회전형코어(12)는,
상기 회전틀공간(112) 내부에 회전축과 평행한 추력을 흡수하는 쓰러스트 베어링(126)과 회전몸체부(120)가 축회전 가능하도록 지지하는 베어링(128)을 구비하고 그 중심축부에는 암나사산(129)이 형성되어 있는 나선홀더(12')가 구비된다.
또한, 상기 사출성형 금형 구조물에 구비되는 코어회전유도수단(13)은 상기 하형(11)에 대해 진퇴운동하는 고정블록(15)과, 상기 고정블록(15)에 고정되며 나선홀더(12')에 치합하고 고정블록(15)이 하형(11)으로부터 벌어질 때 상기 나선홀더(12')의 나사산에 힘을 가하여, 나선홀더(12')가 반작용력에 의해 회전하게 하는 수나사봉(16)이 구비된다.
상기와 같이 이루어진 사출성형 금형 구조물의 작용 효과를 설명한다.
상형(10)에는 합성수지 주입통로(100)가 형성되어 열을 가하여 용융된 사출 수지가 공급되고, 하형(11)은 상형(10)에 대응 배치되며, 상형(10)을 향하는 면에는, 상기 주입통로(100)를 통해 주입된 합성수지를 받아들이는 성형공간(110)이 형성되어 있고, 내측에는 상기 성형공간에 연통하는 회전틀공간(112)이 마련되어 상형(10)과 하형(11)이 닫힌 상태에서 사출 수지가 공급된다.
상기 하형(11)의 회전틀공간(112)에는 회전형코어(12)가 수용되어 있고 외력에 의해 축회전 가능한데, 이는 상기 하형(11)에 대해 진퇴운동 가능하도록 배치되고, 상형(10)과 하형(11)의 분리되는 힘에 의하여, 회전형코어(12)를 회전시켜 상기 성형공간(110)에 성형되어 있는 성형물로부터 나사성형부(124)가 분리되도록 하는 코어회전유도수단(13)에 의하여 상기 외력을 공급받게 되는 것이다.
또한, 상기 사출성형 금형 구조물에 구비되는 코어회전유도수단(13)은 상기 하형(11)에 대해 진퇴운동하는 고정블록(15)과, 상기 고정블록(15)에 고정되며 나선홀더(12')에 치합하고 고정블록(15)이 하형(11)으로부터 벌어질 때 상기 나선홀더(12')의 나사산에 힘을 가하여, 나선홀더(12')가 반작용력에 의해 회전하게 하는 수나사봉(16)이 구비된다.
또한, 회전형코어(12)는 회전틀공간(112) 내부에 회전축과 평행한 추력을 흡수하는 쓰러스트 베어링(126)과 회전몸체부(120)가 축회전 가능하도록 지지하는 베어링(128)을 구비하고 그 중심축부에는 암나사산(129)이 형성되어 있는 나선홀더(12')가 구비됨으로써 상형(10)과 하형(11)의 분리되는 힘이 가해지는 방향의 힘을 추력이라 할 때 그 추력은 쓰러스트 베어링(126)에 의하여 흡수됨으로써 회전형 코어(12)는 원활하게 회전된다. 상기와 같은 본 발명에 따른 사출성형 구조물을 실제 현장에 적용하면 나사산의 피치수를 5 바퀴를 초과하여 대략 10 바퀴 정도까지는 회전 불능 현상이 발생하지 않는다.
여기서, 회전형코어(12)에는 회전몸체부(120)와, 상기 회전몸체부(120)의 상단부에 위치하며 그 외주면에 수나사산(122)이 형성되어 있고 상기 성형공간(110) 내부에 위치하는 나사성형부(124)를 구비하여 성형이 완료된 상태에서 캡으로부터 그 회전형 코어(12)가 용이하게 분리되는 것이다.
상기와 같은 본 발명에 따른 사출성형 금형구조물은 모터를 사용하지 않고 금형의 하강에 따라 사출코어가 회전하면서 캡이 분리되도록 하여 장치의 구성이 간단해져 모터를 사용하는 종래의 기어 금형 방식에 비하여 공간을 적게 차지하기 때문에 금형 내에 보다 많은 캐비티를 넣을 수 있을뿐만 아니라 금형이 열리는 동작에 의하여 캡이 분리됨으로써 사출 공정 전체의 싸이클 타임이 짧아짐에 의하여 생산성이 대폭 향상되는 효과가 있을 뿐만 아니라, 실제 현장에 적용하면 나사산의 피치수를 5 바퀴를 초과하여도 구성하여도 공정상의 불량 가능성이 획기적으로 줄어든다는 효과가 있다.
위 실시예에서는 한 번의 사출 사이클에 한 개의 캡이 사출되는 구조를 설명하였다. 이하의 실시예에서는 한 번의 사출 사이클에 복수 개의 캡이 동시에 사출되는 구조를 설명한다. 또한, 다양한 구조의 금형에 적용할 수 있으나 본 실시예에서는 3 플레이트 금형에 적용한 경우를 설명한다.
도 2에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출성형 금형 구조물의 구조를 단면도로써 나타내었다. 도 2를 참조하면 본 발명에 따른 사출성형 금형 구조물은, 내측에 나사산이 형성되어 있는 캡을 사출 형성하기 위한 것으로서 상부로 개방되며 상기 캡을 사출 성형하기 위한 성형공간을 가지고, 상기 성형공간의 하부에 승강 가능하도록 설치되며 성형 완료 후 상승하여 성형공간 내부의 성형물을 성형공간 외부로 취출하는 이젝팅부 포함하는 하부금형(20)과 상기 하부금형(20)의 상부에 승강 가능하도록 설치되는 상부금형(21)을 포함하는 사출성형 금형 구조물로서,
상기 상부금형(21)에 구비되며 외부로부터 전달된 회전력에 의해 회전하는 것으로 외주면에는 수나사산(220)이 형성되어 있고 회전축과 평행한 추력을 흡수하는 쓰러스트 베어링(226)과 상기 상부금형본체(21) 내에서 축회전 가능하도록 지지하는 베어링(228)을 구비하고 그 중심축부에는 암나사산(229)이 형성된 구동기어(22)와,
상기 구동기어(22)에 치합한 상태로 구동기어(22)의 둘레에 배치되는 복수 개의 종동기어(270, 270'), 및
상기 종동기어(270, 270')의 중심에 고정되어 구동기어(22)로부터 종동기어(270, 270')를 통해 전달된 회전력을 받아 축회전하는 것으로서, 수직 하부로 연장되고 연장단부(274, 274')에는, 상기 캡 내측의 나사산을 형성하기 위한 수나사산(275, 275')이 형성되어 있는 성형샤프트(272, 272')를 구비한다.
고정블록(25)에는 상기 구동기어(22)의 중심축부에 형성된 암나사산(229)과 치합하는 수나사봉(26)을 설치한다.
고정블록(25)이 상부금형(21)과 제1 거리만큼 서로 벌어지는 힘에 의하여 수나사봉(26)이 제1 거리만큼 후퇴할 때, 구동기어(22)가 반작용력에 의하여 회전하여 그에 상응하게 구동기어(22)에 치합된 복수 개의 종동기어(270, 270')가 회전하게 된다.
이때, 하부금형(20)과 상부금형(21)이 서로 벌어지는 동시에 연장단부(274, 274')에 상기 캡 내측의 나사산을 형성하기 위한 수나사산(275, 275')이 형성되어 있는 성형샤프트(272, 272')가 회전하면서 복수 개의 캡이 코어와 용이하게 분리될 수 있게 된다.
도 3에는 도 2의 주요 부분에 해당하는 평단면도로써 나타내었다. 도 3을 참조하면, 복수 개의 종동기어(270, 270')가 상기 구동기어(22)에 치합한 상태로 구동기어(22)의 둘레에 배치된다. 이와 같이 복수 개의 종동기어(270, 270')가 상기 구동기어(22)에 치합한 상태로 구동기어(22)의 둘레에 배치되면, 구동기어(22)가 회전하면 복수 개의 종동기어(270, 270')가 회전한다.
복수 개의 종동기어(270, 270')의 중심에는 수직 하부로 연장되고 연장단부(274, 274')에는, 상기 캡 내측의 나사산을 형성하기 위한 수나사산(275, 275')이 형성되어 있는 성형샤프트(272, 272')가 고정되고, 성형샤프트(272, 272')는 구동기어(22)로부터 종동기어(270, 270')를 통해 전달된 회전력을 받아 축회전한다.
,
도 4에는 도 2에 도시한 실시예의 사출성형 금형 구조물의 작용 효과를 설명하기 위한 단면도를 나타내었다. 도 4를 참조하면, 본 실시예는 하부금형(20)과 상부금형(21)이 서로 벌어지는 제1 거리에 상응하게 고정블록(25)이 상부금형(21)과 제1 거리만큼 서로 벌어지는 3 플레이트 금형에 적용한 경우이다.
고정블록(25)에는 상기 구동기어(22)의 중심축부에 형성된 암나사산(229)과 치합하는 수나사봉(26)을 설치하여, 고정블록(25)이 상부금형(21)과 제1 거리만큼 서로 벌어지는 힘에 의하여 수나사봉(26)이 제1 거리만큼 후퇴할 때, 구동기어(22)가 반작용력에 의하여 회전한다.
구동기어(22)가 반작용력에 의하여 회전하면 그에 상응하게 구동기어(22)에 치합된 복수 개의 종동기어(270, 270')가 회전하면서 하부금형(20)과 상부금형(21)이 서로 벌어지는 동시에 연장단부(274, 274')에 상기 캡 내측의 나사산을 형성하기 위한 수나사산(275, 275')이 형성되어 있는 성형샤프트(272, 272')가 회전하면서 복수 개의 캡이 코어와 분리된다.
위 실시예를 도 1을 참조하여 설명한 실시예와 동일하게 사출금형의 동작에 의하여 수나사봉이 진퇴하고 그 힘에 의하여 코어를 직접 회전시키거나 회전력을 코어로 전달하여 별도의 모터를 사용하지 않는다는 점과, 금형의 열리고 닫히는 실린더의 작용 또는 사출물을 금형에서 분리하기 위한 실린더 작용을 포함한 금형 작동과 그에 의하여 유도되는 코어 회전축의 회전이 정확하게 일치하므로 캡의 나사산과 코어에 형성된 나사산이 정확하게 일치하여 회전함으로써 실제 병뚜껑 사출 현장에 적용할 때 불량 발생이 적고 장비 정지없이 원활한 생산이 가능하다는 효과가 있다는 점에서 일관된 기술적 과제를 가진다.
상기와 같은 본 발명에 따른 사출성형 금형 구조물은 이전의 실시예와 동일하게 모터를 사용하지 않고 금형의 하강에 따라 사출코어가 회전하면서 캡이 분리되도록 하여 장치의 구성이 간단해져 모터를 사용하는 종래의 기어 금형 방식에 비하여 공간을 적게 차지하기 때문에 금형 내에 보다 많은 캐비티를 넣을 수 있고 금형이 열리는 동작에 의하여 캡이 분리됨으로써 사출 공정 전체의 싸이클 타임이 짧아짐에 의하여 생산성이 대폭 향상되는 효과가 있을 뿐만 아니라 실제 현장에 적용하면 나사산의 피치수를 5 바퀴를 초과하여도 구성이 가능하다는 효과가 있으며, 특히 한번의 사출에 의하여 다수개의 캡이 동시에 성형 및 분리가 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면 제조장치의 단가가 줄어들며 간단한 기구적인 구성에 의하여 이루어지기 때문에 개별적으로 해당 부품만 교체하면 용이하게 수리가 되므로 유지 보수가 용이할 뿐만 아니라 일정한 체적의 사출 금형의 크기에 대하여 보다 많은 사출물을 사출할 수 있다는 효과가 있다. 또한, 일정한 전력을 소모하는 하나의 사출기에서 제조될 수 있는 캡의 수량이 증가되므로 단위 생산량에 비하여 전력 소모량이 획기적으로 절감된다.
10 : 상형
100 : 합성수지 주입통로 110 : 성형공간
11 : 하형
112 : 회전틀공간 120 :회전몸체부
12 : 회전형코어
122 : 수나사산 124 : 나사성형부
12' : 나선홀더
126 : 쓰러스트 베어링 128 : 베어링
129 : 암나사산
13 : 코어회전유도수단
15 : 고정블록
16 : 수나사봉
20 : 하부금형 21 : 상부금형
22 : 구동기어
220 : 수나사산 226: 쓰러스트 베어링
228 : 베어링 229 : 암나사산
270, 270' : 복수 개의 종동기어
272, 272' : 성형샤프트
274, 274' : 연장단부
275, 275' : 수나사산
25 : 고정블록
26 : 수나사봉

Claims (2)

  1. 내측에 나사산이 형성되어 있는 캡을 사출 형성하기 위한 것으로서,
    합성수지 주입통로(100)가 형성되어 있는 상형(10);
    상기 상형(10)에 대응 배치되며, 상형(10)을 향하는 면에는, 상기 주입통로(100)를 통해 주입된 합성수지를 받아들이는 성형공간(110)이 형성되어 있고, 내측에는 상기 성형공간에 연통하는 회전틀공간(112)이 마련되어 있는 하형(11);
    상기 하형(11)의 회전틀공간(112)에 수용된 상태로 외력에 의해 축회전 가능한 것으로서, 회전틀공간(112)의 내부에 지지되는 회전몸체부(120)와, 상기 회전몸체부(120)의 상단부에 위치하며 그 외주면에 수나사산(122)이 형성되어 있고 상기 성형공간(110) 내부에 위치하는 나사성형부(124)를 구비한 회전형코어(12); 및
    상기 하형(11)에 대해 진퇴운동 가능하도록 배치되고, 상형(10)과 하형(11)의 분리되는 힘에 의하여, 회전형코어(12)를 회전시켜 상기 성형공간(110)에 성형되어 있는 성형물로부터 나사성형부(124)가 분리되도록 하는 코어회전유도수단(13);을 포함하고,
    상기 회전형코어(12)는,
    상기 회전틀공간(112) 내부에 회전축과 평행한 추력을 흡수하는 쓰러스트 베어링(126)과 회전몸체부(120)가 축회전 가능하도록 지지하는 베어링(128)을 구비하고 그 중심축부에는 암나사산(129)이 형성되어 있는 나선홀더(12')가 구비되며,
    상기 코어회전유도수단(13)은;
    상기 하형(11)에 대해 진퇴운동하는 고정블록(15)과,
    상기 고정블록(15)에 고정되며 나선홀더(12')에 치합하고 고정블록(15)이 하형(11)으로부터 벌어질 때 상기 나선홀더(12')의 나사산에 힘을 가하여, 나선홀더(12')가 반작용력에 의해 회전하게 하는 수나사봉(16)을 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형 금형 구조물.
  2. 내측에 나사산이 형성되어 있는 캡을 사출 형성하기 위한 것으로서 상부로 개방되며 상기 캡을 사출 성형하기 위한 성형공간을 가지고, 상기 성형공간의 하부에 승강 가능하도록 설치되며 성형 완료 후 상승하여 성형공간 내부의 성형물을 성형공간 외부로 취출하는 이젝팅부 포함하는 하부금형(20)과 상기 하부금형(20)의 상부에 승강 가능하도록 설치되는 상부금형(21)을 포함하는 사출성형 금형 구조물에 있어서,
    상기 상부금형(21)에 구비되며 외부로부터 전달된 회전력에 의해 회전하는 것으로 외주면에는 수나사산(220)이 형성되어 있고 회전축과 평행한 추력을 흡수하는 쓰러스트 베어링(226)과 상기 상부금형본체(21) 내에서 축회전 가능하도록 지지하는 베어링(228)을 구비하고 그 중심축부에는 암나사산(229)이 형성된 구동기어(22);
    상기 구동기어(22)에 치합한 상태로 구동기어(22)의 둘레에 배치되는 복수 개의 종동기어(270, 270'); 및
    상기 종동기어(270, 270')의 중심에 고정되어 구동기어(22)로부터 종동기어(270, 270')를 통해 전달된 회전력을 받아 축회전하는 것으로서, 수직 하부로 연장되고 연장단부(274, 274')에는, 상기 캡 내측의 나사산을 형성하기 위한 수나사산(275, 275')이 형성되어 있는 성형샤프트(272, 272')를 구비하고,
    하부금형(20)과 상부금형(21)이 서로 벌어지는 제1 거리에 상응하게 고정블록(25)이 상부금형(21)과 제1 거리만큼 서로 벌어지는 3 플레이트 금형에 적용하되,
    고정블록(25)에는 상기 구동기어(22)의 중심축부에 형성된 암나사산(229)과 치합하는 수나사봉(26)을 설치하여, 고정블록(25)이 상부금형(21)과 제1 거리만큼 서로 벌어지는 힘에 의하여 수나사봉(26)이 제1 거리만큼 후퇴할 때, 구동기어(22)가 반작용력에 의하여 회전하여 그에 상응하게 구동기어(22)에 치합된 복수 개의 종동기어(270, 270')가 회전하면서 하부금형(20)과 상부금형(21)이 서로 벌어지는 동시에 연장단부(274, 274')에 상기 캡 내측의 나사산을 형성하기 위한 수나사산(275, 275')이 형성되어 있는 성형샤프트(272, 272')가 회전하면서 복수 개의 캡이 코어와 분리되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 사출성형 금형 구조물.
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