KR20210004248A

KR20210004248A - 사출 성형 금형

Info

Publication number: KR20210004248A
Application number: KR1020190080378A
Authority: KR
Inventors: 채영훈
Original assignee: 경북대학교 산학협력단
Priority date: 2019-07-03
Filing date: 2019-07-03
Publication date: 2021-01-13
Also published as: KR102248903B1

Abstract

다양한 방향으로 연장되고 서로 인접하여 분포된 다수의 언더컷을 갖는 제품을 금형 내에서 사출 성형하고 금형에서 취출할 수 있는 사출 성형 금형과, 사출 성형 금형에 구비된 다각도 슬라이드 코어 유닛이 개시된다. 개시된 다각도 슬라이드 코어 유닛은, 언더컷에 대응되는 요철(凹凸)이 단면에 형성된, 복수의 슬라이딩 블록(sliding block), 금형이 형개(型開)되는 방향과 교차하는 복수의 방향으로 복수의 슬라이딩 블록이 이동하도록 안내하며, 복수의 슬라이딩 블록을 지지하는 제1 가이드 블록, 및 금형이 형개되는 방향과 평행한 방향으로 제1 가이드 블록으로부터 멀어지거나 제1 가이드 블록에 가까워지며, 복수의 슬라이딩 블록을 제1 가이드 블록에 의해 안내되는 방향과 교차하는 복수의 방향으로 안내하는 제2 가이드 블록을 구비한다. 제1 가이드 블록과 제2 가이드 블록이 서로 멀어질 때 복수의 슬라이딩 블록이 제1 가이드 블록과 제2 가이드 블록에 의해 안내되어 언더컷이 요철에서 분리된다.

Description

다각도 슬라이드 코어 유닛, 이를 구비한 사출 성형 금형 및 상기 사출 성형 금형을 이용한 사출 성형 방법{Multi-angle slide core unit, injection mold with the same, and injection molding method using the injection mold}

본 발명은 사출 성형 금형에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 언더컷을 갖는 제품을 사출 성형하기 위한 사출 성형 금형과, 이에 구비되는 다각도 슬라이드 코어 유닛과, 상기 사출 성형 금형을 이용한 사출 성형 방법에 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 돌출되거나 단차지게 파여져 상부 금형과 하부 금형을 형개(型開)할 때 제품의 취출에 방해가 되는 부분을 의미하는 용어로 사용된다. 도 1은 종래의 다수의 언더컷을 갖는 사출 성형 제품의 일 예를 도시한 단면도이다. 도 1을 참조하면, 사출 성형 제품(1)은 외주면에 다수의 개구(2, 3, 4)가 형성된 하프 파이프(half pipe) 형태의 제품이다. 상기 다수의 개구(2, 3, 4)들은 대등한 크기로 고르게 분포되어 있다.

도 1에서 상하 방향으로 개방된 상향 개구(2)는 제품(1)을 금형에서 취출하기 위하여 상부 코어(6)와 하부 코어(7)를 이격시킬 때 제품(1)에 대해 상부 코어(6)가 이격되는 움직임을 방해하지 않는다. 상하 방향과 교차하는 방향으로 개방된 우측 개구(3)와 좌측 개구(4)는 언더컷(undercut)이 되므로, 상부 코어(6)와 하부 코어(7)를 이격시킬 때 각각 우측과 좌측으로 움직이는 우측 슬라이드 코어(slide core)(8)와 좌측 슬라이드 코어(9)를 적용하여 형성하게 된다.

그런데, 금형 내부의 공간적인 한계 및 구성의 복잡성 등의 문제로 인하여 금형 내에 슬라이드 코어를 다수 개를 탑재할 수 없기 때문에 도 1의 제품(1)과 같이 개구의 방향이 2 방향 또는 3 방향에 한정되는 제품을 생산할 수 밖에 없다. 따라서, 미적, 형태적, 및 기능적 측면에서 핸디캡(handicap)이 있는 제품이 생산되게 된다.

대한민국 등록특허공보 제10-0814930호

본 발명은, 제품의 외주면에 서로 인접하여 분포된 다수의 언더컷(undercut)이 다양한 방향으로 연장되도록 캐비티(cavity)의 형상을 한정하며, 상기 다수의 언더컷을 갖는 제품이 형개(型開)시 신뢰성 있게 취출되도록 구성된 다각도 슬라이드 코어 유닛 및 이를 구비한 사출 성형 금형과, 상기 사출 성형 금형을 이용한 사출 성형 방법을 제공한다.

본 발명은, 다양한 방향으로 연장되고 서로 인접하여 분포된 다수의 언더컷을 갖는 제품을 금형 내에서 사출 성형하고 상기 금형에서 취출할 수 있는 사출 성형 금형과, 상기 사출 성형 금형에 구비된, 단순한 구조의 다각도 슬라이드 코어 유닛와, 상기 사출 성형 금형을 이용한 사출 성형 방법을 제공한다.

본 발명은, 언더컷(undercut)을 갖는 제품을 사출 성형하는 금형에 설치되는 것으로, 상기 언더컷에 대응되는 요철(凹凸)이 단면에 형성된, 복수의 슬라이딩 블록(sliding block), 상기 금형이 형개(型開)되는 방향과 교차하는 복수의 방향으로 상기 복수의 슬라이딩 블록이 이동하도록 안내하며, 상기 복수의 슬라이딩 블록을 지지하는 제1 가이드 블록, 및 상기 금형이 형개되는 방향과 평행한 방향으로 상기 제1 가이드 블록으로부터 멀어지거나 상기 제1 가이드 블록에 가까워지며, 상기 복수의 슬라이딩 블록을 상기 제1 가이드 블록에 의해 안내되는 방향과 교차하는 복수의 방향으로 안내하는 제2 가이드 블록을 구비하고, 상기 제1 가이드 블록과 상기 제2 가이드 블록이 서로 멀어질 때 상기 복수의 슬라이딩 블록이 상기 제1 가이드 블록과 상기 제2 가이드 블록에 의해 안내되어 상기 언더컷이 상기 요철에서 분리되는 다각도 슬라이드 코어 유닛을 제공한다.

상기 제1 가이드 블록은 일렬로 연장된 반원(半圓) 경로를 따르도록 상기 복수의 슬라이딩 블록을 안내할 수 있다.

상기 제1 가이드 블록에는 상기 반원 경로를 따라 연장된 반원형 가이드 그루브(groove)가 형성되고, 상기 복수의 슬라이딩 블록은 상기 반원 경로를 따라 이동 가능하게 상기 반원형 가이드 그루브에 끼워지는 연결 핀(pin)을 구비할 수 있다.

상기 제2 가이드 블록은 상기 반원 경로의 반원 중심에서 방사 방향 직선을 따라 연장된 방사 방향 경로를 따르도록 상기 복수의 슬라이딩 블록을 안내할 수 있다.

상기 제2 가이드 블록 및 상기 복수의 슬라이딩 블록 중 하나는 상기 방사 방향 경로를 따라 연장 돌출된 가이드 레일 돌기를 구비하고, 상기 제2 가이드 블록 및 상기 복수의 슬라이딩 블록 중 다른 하나에는 상기 가이드 레일 돌기가 끼워지는 가이드 레일 그루브(groove)가 형성될 수 있다.

상기 제1 가이드 블록 및 상기 제2 가이드 블록은 각각 한 쌍씩 구비되어, 상기 복수의 슬라이딩 블록의 일 측면과 반대 측면을 접촉 지지하도록 구성된다.

또한 본 발명은, 언더컷(undercut)을 갖는 제품의 일 측 형상을 한정하는 고정측 코어(core)를 포함하는 고정측 금형과, 상기 제품의 타 측 형상을 한정하는 가동측 코어를 포함하는 가동측 금형을 구비하고, 상기 고정측 금형은 상기 다각도 슬라이드 코어 유닛을 구비하는 사출 성형 금형을 제공한다.

상기 고정측 금형은, 고정측 지지판과, 상기 고정측 코어를 고정 지지하는 것으로, 상기 고정측 지지판에 밀착되는 위치와 상기 고정측 지지판으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격된 위치 사이에서 이동 가능하게 상기 고정측 지지판에 지지되고, 상기 고정측 지지판에서 이격되는 방향으로 탄성 바이어스(bias)된 고정측 원판을 더 구비하고, 상기 제1 가이드 블록은 상기 고정측 지지판에 고정 지지되고, 상기 제2 가이드 블록은 상기 고정측 코어에 고정 지지되며, 상기 가동측 금형이 형개(型開)되는 방향으로 이동하면, 상기 가동측 코어가 상기 고정측 코어로부터 이격되기 전에 상기 고정측 원판 및 상기 고정측 코어가 상기 고정측 지지판에서 이격되어, 상기 제1 가이드 블록과 상기 제2 가이드 블록이 서로 멀어질 수 있다.

또한 본 발명은, 상기 사출 성형 금형을 이용하여 제품을 사출 성형하는 방법으로서, 상기 제1 가이드 블록과 상기 제2 가이드 블록이 가까워지도록 상기 고정측 금형과 상기 가동측 금형을 형합하는 형합 단계, 상기 고정측 코어와 상기 가동측 코어 사이에 용융된 수지를 사출 주입하고 경화하여 상기 언더컷을 갖는 제품을 성형하는 수지 사출 및 경화 단계, 상기 제1 가이드 블록과 상기 제2 가이드 블록을 멀어지게 하여 상기 언더컷을 상기 요철에서 분리하는 언더컷 회피 단계, 및 상기 고정측 금형과 상기 가동측 금형을 형개하여 상기 언더컷을 갖는 제품을 상기 가동측 코어 상에 노출시키는 형개 단계를 구비하는 사출 성형 방법을 제공한다.

상기 고정측 금형은, 고정측 지지판과, 상기 고정측 코어를 고정 지지하는 것으로, 상기 고정측 지지판에 밀착되는 위치와 상기 고정측 지지판으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격된 위치 사이에서 이동 가능하게 상기 고정측 지지판에 지지된 고정측 원판을 더 구비하고, 상기 제1 가이드 블록은 상기 고정측 지지판에 고정 지지되고, 상기 제2 가이드 블록은 상기 고정측 코어에 고정 지지되며, 상기 언더컷 회피 단계는, 상기 고정측 원판 및 상기 고정측 코어를 상기 고정측 지지판에서 이격시켜 상기 제1 가이드 블록과 상기 제2 가이드 블록을 멀어지게 하는 단계를 구비할 수 있다.

본 발명에 의하면, 다양한 방향으로 연장되고 서로 인접하여 분포된 다수의 언더컷을 갖는 제품을 금형 내에서 사출 성형하고 상기 금형에서 신뢰성 있게 취출할 수 있다.

또한 본 발명의 다각도 슬라이드 코어 유닛은, 금형이 형개될 때 요구되는 동력 외에 슬라이드 코어를 가동하는데 별도의 동력을 필요로 하지 않는 단순한 구조로서, 작동 신뢰성이 향상되고, 고장이 적고, 조립과 분해가 용이하며, 금형을 콤팩트(compact)하게 설계할 수 있다.

도 1은 종래의 다수의 언더컷을 갖는 사출 성형 제품의 일 예를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형 금형을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 3의 상부 고정판과 상부 원판을 연결하는 연결 컬럼(column)을 도시한 단면도이다.
도 4 및 도 5는 도 2의 다각도 슬라이드 코어 유닛 및 이를 지지하는 상부 코어의 분해 사시도로서, 도 4는 위에서 본 도면이고, 도 5는 아래에서 본 도면이다.
도 6은 도 2의 다각도 슬라이드 코어 유닛을 아래에서 본 사시도이다.
도 7 및 도 8은 도 2의 사출 성형 금형의 형개(型開)시에 도 4의 다각도 슬라이드 코어 유닛의 작동을 순차적으로 도시한 단면도이다.
도 9는 도 2의 사출 성형 금형에서 취출된 제품을 도시한 사시도이고, 도 10은 도 9의 X-X에 따른 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 다각도 슬라이드 코어 유닛 및 이를 구비한 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 2는 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형 금형을 도시한 단면도이고, 도 3은 도 3의 상부 고정판과 상부 원판을 연결하는 연결 컬럼(column)을 도시한 단면도이다. 도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형 금형(30)은 고정측 금형(40)과, 상기 고정측 금형(40)에 대해 가까워지거나 멀어지도록 Z축 양(+)의 방향 또는 음(-)의 방향과 평행하게 이동 가능한 가동측 금형(31)을 구비한다. 가동측 금형(31)이 고정측 금형(40)에 밀착된 상태를 형합(型合)이라 하고, 가동측 금형(31)이 고정측 금형(40)에서 이격된 상태를 형개(型開)라 한다.

고정측 금형(40)은 고정측 지지판(41), 고정측 원판(48), 제1 및 제2 고정측 코어(core)(53, 60), 및 다각도 슬라이드 코어 유닛(70)을 구비한다. 고정측 지지판(41)은 수지 사출 장치(미도시)와 연결되며, 고정측 원판(48) 및 다각도 슬라이드 코어 유닛(70)을 지지한다. 고정측 원판(48)은 제1 및 제2 고정측 코어(53, 60)를 고정 지지한다. 제1 및 제2 고정측 코어(53, 60)는 제품(20)(도 9 참조)의 볼록한 외주면 측의 형상을 한정하는 제1 및 제2 외주 형상 한정면(54, 61)(도 5 참조)을 구비한다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 제1 고정측 코어(53)와 제2 고정측 코어(60) 사이에는 다각도 슬라이드 코어 유닛(70)이 개재된다.

가동측 금형(31)은 가동측 코어(36), 메인 슬라이드 코어(main slide core)(37), 서브 슬라이드 코어(sub slide core)(38), 가동측 원판(34)을 구비한다. 가동측 코어(36)는 제품(20)(도 10 참조)의 오목한 내주면 측의 형상을 한정한다. 가동측 원판(34)은 가동측 코어(36)를 고정 지지한다. 메인 슬라이드 코어(37) 및 서브 슬라이드 코어(38)는 제품(20)의 양 측 모서리 부분의 리브(rib)(24)와, 상기 리브(24)에 의해 형성되는 복수의 개구(22) 형상을 한정한다. 메인 슬라이드 코어(37)는 가동측 원판(34)에 경사진 방향으로 슬라이딩(sliding) 이동 가능하게 지지된다.

고정측 금형(40)과 가동측 금형(31)이 형개된 상태에서 가동측 금형(31)이 Z축 양(+)의 방향과 평행하게 이동하여 고정측 금형(40)에 접근하면 고정측 원판(48)에서 가동측 금형(31)을 향해 경사지게 연장된 경사 핀(pin)(51)이 메인 슬라이드 코어(37)에 삽입 체결되어 메인 슬라이드 코어(37)가 가동측 코어(36)에 접근하고, 상기 메인 슬라이드 코어(37)에 제한적으로 이동 가능하게 지지된 서브 슬라이드 코어(38)도 가동측 코어(36)에 접근하게 된다. 이와 반대로, 고정측 금형(40)과 가동측 금형(31)이 형합된 상태에서 가동측 금형(31)이 Z축 음(-)의 방향과 평행하게 이동하여 고정측 금형(40)에서 멀어지면 상기 경사 핀(pin)(51)이 삽입되어 연계된 메인 슬라이드 코어(37)가 가동측 코어(36)로부터 이격되고, 상기 서브 슬라이드 코어(38)도 가동측 코어(36)로부터 이격된다.

고정측 원판(48)은 고정측 지지판(41)에 밀착되는 위치와 고정측 지지판(41)으로부터 미리 정해진 거리만큼 약간 이격된 위치 사이에서 Z축과 평행한 방향으로 이동 가능하게 고정측 지지판(41)에 지지되고, 고정측 지지판(41)에서 이격되는 방향, 즉 Z축 음(-)의 방향으로 탄성 바이어스(bias)된다. 구체적으로, 고정측 지지판(41)에는 복수의 연결 컬럼(column)(45)이 고정 체결된다. 연결 컬럼(45)은 Z축과 평행하게 고정측 원판(48)에 삽입되도록 연장된다. 링(ring) 부재(49)는 연결 컬럼(45)의 길이 방향으로 이동 가능하게 연결 컬럼(45)의 외주면에 끼워지고, 고정측 원판(48)에 고정 체결된다. 연결 컬럼(45)의 말단부에는 직경이 확장되어 단차진 스토퍼(stopper)(46)가 형성된다. 한편, 고정측 지지판(41)과 고정측 원판(48) 사이에는 복수의 압축 스프링(spring)(43)이 개재된다.

따라서, 고정측 금형(40)과 가동측 금형(31)이 형합되면 도 3에 실선으로 도시된 바와 같이 고정측 지지판(41)과 고정측 원판(48)이 밀착된다. 그리고, 고정측 금형(40)과 가동측 금형(31)이 형개되면 압축 스프링(43)의 탄성력에 의해 고정측 지지판(41)과 고정측 원판(48)이 이격되지만, 도 3에서 이점 쇄선으로 도시된 바와 같이 링 부재(49)가 연결 컬럼(45)의 스토퍼(46)에 충돌되는 위치까지만 이격된다.

한편, 사출 성형 금형(30)은 형합시에 고정측 원판(48)과 가동측 원판(34)이 견고하게 밀착될 수 있도록 고정측 원판(48)과 가동측 원판(34)을 록킹(locking)하는 파팅 록 세트(parting lock set)(110)를 더 구비한다. 사출 성형 금형(30)이 형합 상태에서 형개 상태로 변경될 때 파팅 록 세트(110)의 잠금 해제 시점과, 가동측 금형(31)이 Z축 음(-)의 방향과 평행하게 이동을 개시하는 시점 사이에 시간차가 존재한다. 즉, 파팅 록 세트(110)의 잠금 해제 시점이 가동측 금형(31)의 이동 개시 시점보다 약간 느리기 때문에, 사출 성형 금형(30)이 형개될 때 고정측 원판(48)이 가동측 원판(34)과 함께 이동하여 고정측 원판(48)이 고정측 지지판(41)으로부터 약간 이격된 후에 가동측 원판(34)이 고정측 원판(48)으로부터 이격된다.

도 4 및 도 5는 도 2의 다각도 슬라이드 코어 유닛 및 이를 지지하는 상부 코어의 분해 사시도로서, 도 4는 위에서 본 도면이고, 도 5는 아래에서 본 도면이며, 도 6은 도 2의 다각도 슬라이드 코어 유닛을 아래에서 본 사시도이다. 도 4 내지 도 6을 참조하면, 다각도 슬라이드 코어 유닛(70)은 5개의 슬라이딩 블록(sliding block)(95), 한 쌍의 제1 가이드 블록(71, 76), 한 쌍의 제2 가이드 블록(82, 88)을 구비한다. 5개의 슬라이딩 블록(95)은 방사 방향(radial direction), 부연하면, 부채살 방향으로 연장된다. 가동측 코어(36)(도 2 참조)와 마주보는 단면에는 제품의 언더컷(undercut)에 대응되는 요철(凹凸)이 형성되어 있다.

구체적으로, 사출 성형 제품(20)의 개구(22)(도 10 참조)에 대응되는 다수의 돌기(96)와, 사출 성형 제품(20)의 리브(rib)(24)(도 10 참조)에 대응되는 그루브(groove)(97)가 마련된다. 상기 그루브(97)는 다수의 돌기(96) 사이에 형성된다. 각 돌기(96)들은 자신이 속한 슬라이딩 블록(95)이 연장된 방사 방향과 평행한 방향으로 돌출된다. 사출 성형 금형(30)(도 2 참조)의 형합시에 상기 다수의 돌기(96)는 가동측 코어(36)(도 7 참조)에 면접촉된다.

한 쌍의 제1 가이드 블록(71, 76)은 5개의 슬라이딩 블록(95)을 에워싸며 서로 결합되어 상기 5개의 슬라이딩 블록(95)의 일 측면과 반대 측면을 접촉 지지한다. 하나의 제1 가이드 블록(71)에는 정렬 그루브(71a)가 형성되고, 다른 하나의 제1 가이드 블록(76)에는 정렬 돌기(76a)가 형성되어 한 쌍의 제1 가이드 블록(71, 76)으로 5개의 슬라이딩 블록(95)을 에워싸면 한 쌍의 제1 가이드 블록(71, 76)이 정렬된 상태로 결합된다. 한 쌍의 제1 가이드 블록(71, 76)에는 각각 결합 블록(75, 80)이 고정 결합되고, 상기 결합 블록(75, 80)은 고정측 지지판(41)(도 2 참조)에 고정 체결된다. 이에 따라 한 쌍의 제1 가이드 블록(71, 76)은 고정측 지지판(41)에 고정 결합된다.

한 쌍의 제1 가이드 블록(71, 76)은 사출 성형 금형(30)이 형개되는 방향, 즉 Z축과 평행한 방향과 교차하는 복수의 방향으로 5개의 슬라이딩 블록(95)이 이동하도록 안내한다. 구체적으로, 제1 가이드 블록(71, 76)의 일 측 단부(72, 77)에는 반원(半圓) 경로를 따라 연장된 반원형 가이드 그루브(guide groove)(73, 78)가 형성된다. 5개의 슬라이딩 블록(95)에는 각각 연결 핀(103)이 끼워지고, 상기 연결 핀(103)의 양 단부는 한 쌍의 반원형 가이드 그루브(73, 78)에 각각 끼워진다. 따라서, 연결 핀(103)이 반원형 가이드 그루브(73, 78)를 따라 이동하게 되면 5개의 슬라이딩 블록(95)도 반원형 가이드 그루브(73, 78)에 대응되는 반원 경로를 따라 이동하게 된다. 한 쌍의 제1 가이드 블록(71, 76)의 타 측 단부는 단차면(74, 79)에 의해 상기 일 측 단부(72, 77)와 구분되고, 5개의 슬라이딩 블록(95)이 상기 단차면(74, 79)에 의해 형성된 공간에 배치됨으로써 다각도 슬라이드 코어 유닛(70)이 공간 효율적으로 구성될 수 있다.

한 쌍의 제2 가이드 블록(82, 88)은 5개의 슬라이딩 블록(95)의 일 측면과 반대 측면을 접촉 지지한다. 5개의 슬라이딩 블록(95)과 접촉되는 제2 가이드 블록(82, 88)의 측면에는 반원 가이드 그루브(73, 78)에 의해 안내되는 반원 경로의 반원 중심에서 방사 방향 직선을 따라 연장된 가이드 레일 그루브(guide rail groove)(86, 92)가 형성된다. 이에 대응되게, 5개의 슬라이딩 블록(95)의 일 측면과 반대 측면에는 상기 가이드 레일 그루브(86, 92)에 끼워지도록 상기 방사 방향 직선을 따라 연장 돌출된 가이드 레일 돌기(100, 101)가 형성된다.

이에 따라, 제2 가이드 블록(82, 88)은 제1 가이드 블록(71, 76)에 의해 5개의 슬라이딩 블록(95)이 안내되는 방향과 교차하는 5개의 방향, 구체적으로는 반원형 가이드 그루브(73, 78)에 의해 안내되는 반원 경로의 반원 중심에서 방사 방향 직선을 따라 연장된 방사 방향 경로를 따라 이동하도록 5개의 슬라이딩 블록(95)을 안내한다.

한 쌍의 제2 가이드 블록(82, 88)은 양 측으로 끼움 돌기(83, 89)가 돌출 형성되고, 상기 끼움 돌기(83, 89)는 제1 및 제2 고정측 코어(53, 60)의 내측 그루브(57, 64)에 끼워진다. 상기 내측 그루브(57, 64)를 한정하는 단차진 턱(56, 63)이 상기 끼움 돌기(83, 89)가 상기 내측 그루브(57, 64)에서 이탈되지 않도록 가로 막고 있다. 이와 같은 구조로 한 쌍의 제2 가이드 블록(82, 88)이 제1 및 제2 고정측 코어(53, 60)에 고정 결합된다.

제1 및 제2 고정측 코어(53, 60)에 한 쌍의 제2 가이드 블록(82, 88)이 결합되면, 제1 및 제2 고정측 코어(53, 60)의 반원형 바닥면(58, 65)에 한 쌍의 제2 가이드 블록(82, 88)의 반원형 하측면(84, 90)이 지지된다. 또한, 제2 가이드 블록(82, 88)에서 가이드 레일 그루브(86, 92)가 형성된 부분은, 반원형 상측면(85, 91)을 경계로 하여 제1 및 제2 고정측 코어(53, 60)에 체결되는 부분보다 슬라이딩 블록(95)을 향해 돌출되어 슬라이딩 블록(95)과 면접촉되고, 이렇게 돌출된 부분이 제1 가이드 블록(71, 76)에 겹쳐진다. 이와 같은 각 부재들의 공간 배치로 인하여 다각도 슬라이드 코어 유닛(70)이 공간 효율적으로 구성되고, 제1 및 제2 고정측 코어(53, 60) 사이에서 최소의 공간 내에 배치될 수 있다.

도 7 및 도 8은 도 2의 사출 성형 금형의 형개(型開)시에 도 4의 다각도 슬라이드 코어 유닛의 작동을 순차적으로 도시한 단면도이고, 도 9는 도 2의 사출 성형 금형에서 취출된 제품을 도시한 사시도이고, 도 10은 도 9의 X-X에 따른 단면도이다.

도 2 및 도 7을 함께 참조하면, 사출 성형 금형(30)의 형합시에 5개의 슬라이딩 블록(95)의 돌기(96)들이 가동측 코어(36)에 접촉되어 있고, 인접한 슬라이딩 블록(95)의 단부는 서로 밀착되어 있다. 제1 및 제2 고정측 코어(53, 60), 가동측 코어(36), 5개의 슬라이딩 블록(95), 메인 슬라이드 코어(37) 및 서브 슬라이드 코어(38)에 의해 한정되는 캐비티(cavity)에 용융된 수지(resin)가 사출 주입되고 경화되면 상기 캐비티 내에 사출 성형 제품(20)이 형성된다.

도 2 및 도 8을 함께 참조하면, 사출 성형 금형(30)이 형개되기 시작한 때에 파팅 록 세트(110)의 잠금이 해제되지 않아 가동측 원판(34)과 고정측 원판(48)이 여전히 밀착되어 있고, 스프링(43)(도 3 참조)의 탄성력에 의해 고정측 원판(48)이 고정측 지지판(41)과 일정 거리만큼 이격된다. 이때, 제1 가이드 블록(71, 76)은 고정측 지지판(41)에 고정 지지되고, 제2 가이드 블록(82, 88)과 제1 및 제2 고정측 코어(53, 60)은 고정측 원판(48)에 고정 지지되어 있으므로, 제2 가이드 블록(82, 88)의 반원형 상측면(85, 91)(도 4 참조)이 제1 가이드 블록(71, 76)의 반원형 가이드 그루브(73, 78)가 형성된 일 측 단부(72, 77)와 이격된다.

가동측 코어(36)와 제2 가이드 블록(82, 88)이 Z축 음(-)의 방향과 평행한 방향으로 이동하여 제1 가이드 블록(71, 76)과 이격되더라도, 제2 가이드 블록(82, 88)의 방사 방향으로 연장된 가이드 레일 그루브(86, 92)에 슬라이딩 블록(95)의 방사 방향으로 연장된 가이드 레일 돌기(100, 101)가 끼워져 있기 때문에, 슬라이딩 블록(95)은 가동측 코어(36)에 대해 Z축과 평행한 방향으로 상대 이동하여 이격될 수는 없고, 도 7에 도시된 방사 방향 화살표(RAD) 방향으로 가동측 코어(36)에 대해 상대 이동하여 가동측 코어(36)로부터 이격된다.

상기한 방사 방향 화살표(RAD) 방향으로 슬라이드 블록(95)이 상대 이동할 수 있도록 슬라이딩 블록(95)의 연결 핀(103)이 반원형 가이드 그루브(73, 78)에서 반원 경로를 따라 이동하게 된다. 구체적으로, 5개의 슬라이드 블록(95) 중에서 가운데에 배치된 슬라이드 블록(95)은 방사 방향 화살표(RAD)의 방향이 Z축과 평행하므로, 가동측 코어(36)와 제2 가이드 블록(82, 88)이 제1 가이드 블록(71, 76)에 대해 이격될 때 연결 핀(103)이 반원 경로를 따라 이동하지 않는다.

5개의 슬라이드 블록(95) 중에서 도 7을 기준으로 좌측에 배치된 2개의 슬라이드 블록(95)은 방사 방향 화살표(RAD)의 방향이 Z축에 대해 좌측으로 경사져 있으므로, 가동측 코어(36)와 제2 가이드 블록(82, 88)이 제1 가이드 블록(71, 76)에 대해 이격될 때 연결 핀(103)이 좌측으로 반원 경로 화살표(CIR1)를 따라 이동한다. 가장 좌측에 배치된 슬라이드 블록(95)이 인접한 슬라이드 블록(95)보다 Z축에 대해 더 기울어져 있으므로, 반원 경로를 따라 이동하는 연결 핀(103)의 이동량이 상기 인접한 슬라이드 블록(95)의 경우보다 더 크다.

이와 유사하게, 5개의 슬라이드 블록(95) 중에서 도 7을 기준으로 우측에 배치된 2개의 슬라이드 블록(95)은 방사 방향 화살표(RAD)의 방향이 Z축에 대해 우측으로 경사져 있으므로, 가동측 코어(36)와 제2 가이드 블록(82, 88)이 제1 가이드 블록(71, 76)에 대해 이격될 때 연결 핀(103)이 우측으로 반원 경로 화살표(CIR2)를 따라 이동한다. 가장 우측에 배치된 슬라이드 블록(95)이 인접한 슬라이드 블록(95)보다 Z축에 대해 더 기울어져 있으므로, 반원 경로를 따라 이동하는 연결 핀(103)의 이동량이 상기 인접한 슬라이드 블록(95)의 경우보다 더 크다.

상술한 바와 같이 고정측 지지판(41)과 고정측 원판(48)이 이격됨에 따라 5개의 슬라이드 블록(95)이 제품(20)의 손상 없이 가동측 코어(36)에서 이격됨과 동시에, 파팅 록 세트(110)의 잠금이 해제되어 가동측 원판(34)이 고정측 원판(48)으로부터 이격되면, 사출 성형 제품(20)이 가동측 코어(36) 상에서 취출 가능하게 노출된다.

도 9 및 도 10을 함께 참조하면, 사출 성형 금형(30)(도 2 참조)을 통해 사출 성형된 제품(20)은 하프 파이프(half pipe) 형태의 제품으로, 제품(20)을 금형(30)에서 취출할 때 언더컷(undercut)이 되는 리브(rib)(24)와, 상기 리브(24)에 의해 한정되는 다수의 개구(22)가 형성된다. 상기 개구(22)는 슬라이드 블록(95)(도 5 참조)의 돌기(96)에 의해 형태가 한정되고, 리브(24)는 슬라이드 블록(95)의 그루브(97)에 의해 형태가 한정된다. 도 2, 도 7 및 도 8을 함께 참조하면, 사출 성형 금형(30) 내에서 제품(20)이 형성된 후에 취출될 때, 사출 성형 금형(30)이 형개되는 방향, 즉 Z축과 평행한 방향으로 슬라이드 블록(95)이 통일되게 상대 운동하여 제품(20)에서 분리되는 것이 아니라, 반원형 제품(20)의 중심(CL)에서 방사 방향(RAD)으로 상대 운동하여 제품(20)에서 이격되므로, 리브(24)의 측면, 다시 말하면 개구(22)의 내주면이 방사 방향으로 연장된 제품(20)이 손상 없이 사출 성형 및 취출 가능하다. 이러한 제품(20)은 도 1에 도시된 제품(1)에 비하여 미적, 형태적, 및 기능적으로 더 높은 가치를 갖는다.

이하에서, 도 2, 도 7, 및 도 8을 함께 참조하여 본 발명의 사출 성형 금형(30)을 이용한 사출 성형 방법을 설명한다. 상기 사출 성형 방법은, 형합 단계, 수지 사출 및 경화 단계, 언더컷 회피 단계, 및 형개 단계를 구비한다. 상기 형합 단계는, 상기 제1 가이드 블록(71, 76)과 상기 제2 가이드 블록(82, 88)이 가까워지도록 상기 고정측 금형(40)과 상기 가동측 금형(31)을 형합하는 단계이다. 상기 수지 사출 및 경화 단계는, 상기 고정측 코어(53, 60)와 상기 가동측 코어(36) 사이에 용융된 수지를 사출 주입하고 경화하여 상기 언더컷을 갖는 제품(20)을 성형하는 단계이다. 상기 언더컷 회피 단계는, 상기 제1 가이드 블록(71, 76)과 상기 제2 가이드 블록(82, 88)을 멀어지게 하여 상기 언더컷을 상기 요철에서 분리하는 단계이다. 상기 언더컷 회피 단계는, 상기 고정측 원판(40) 및 상기 고정측 코어(53, 60)를 상기 고정측 지지판(41)에서 이격시켜 상기 제1 가이드 블록(71, 76)과 상기 제2 가이드 블록(82, 88)을 멀어지게 하는 단계를 구비한다. 상기 형개 단계는, 상기 고정측 금형(40)과 상기 가동측 금형(31)을 형개하여 상기 언더컷을 갖는 제품(20)을 상기 가동측 코어(36) 상에 노출시키는 단계이다.

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.

20: 제품 22: 개구
24: 리브(rib) 30: 사출 성형 금형
31: 가동측 금형 34: 가동측 원판
36: 가동측 코어 41: 고정측 지지판
48: 고정측 원판 53, 60: 고정측 코어
70: 다각도 슬라이드 코어 유닛 71, 76: 제1 가이드 블록
82, 88: 제2 가이드 블록 95: 슬라이딩 블록

Claims

언더컷(undercut)을 갖는 제품을 사출 성형하는 금형에 설치되는 것으로,
상기 언더컷에 대응되는 요철(凹凸)이 단면에 형성된, 복수의 슬라이딩 블록(sliding block); 상기 금형이 형개(型開)되는 방향과 교차하는 복수의 방향으로 상기 복수의 슬라이딩 블록이 이동하도록 안내하며, 상기 복수의 슬라이딩 블록을 지지하는 제1 가이드 블록; 및, 상기 금형이 형개되는 방향과 평행한 방향으로 상기 제1 가이드 블록으로부터 멀어지거나 상기 제1 가이드 블록에 가까워지며, 상기 복수의 슬라이딩 블록을 상기 제1 가이드 블록에 의해 안내되는 방향과 교차하는 복수의 방향으로 안내하는 제2 가이드 블록;을 구비하고,
상기 제1 가이드 블록과 상기 제2 가이드 블록이 서로 멀어질 때 상기 복수의 슬라이딩 블록이 상기 제1 가이드 블록과 상기 제2 가이드 블록에 의해 안내되어 상기 언더컷이 상기 요철에서 분리되는 것을 특징으로 하는, 다각도 슬라이드 코어 유닛.
제1 항에 있어서,
상기 제1 가이드 블록은 일렬로 연장된 반원(半圓) 경로를 따르도록 상기 복수의 슬라이딩 블록을 안내하는 것을 특징으로 하는, 다각도 슬라이드 코어 유닛.
제2 항에 있어서,
상기 제1 가이드 블록에는 상기 반원 경로를 따라 연장된 반원형 가이드 그루브(groove)가 형성되고,
상기 복수의 슬라이딩 블록은 상기 반원 경로를 따라 이동 가능하게 상기 반원형 가이드 그루브에 끼워지는 연결 핀(pin)을 구비한 것을 특징을 하는, 다각도 슬라이드 코어 유닛.
제2 항에 있어서,
상기 제2 가이드 블록은 상기 반원 경로의 반원 중심에서 방사 방향 직선을 따라 연장된 방사 방향 경로를 따르도록 상기 복수의 슬라이딩 블록을 안내하는 것을 특징으로 하는, 다각도 슬라이드 코어 유닛.
제4 항에 있어서,
상기 제2 가이드 블록 및 상기 복수의 슬라이딩 블록 중 하나는 상기 방사 방향 경로를 따라 연장 돌출된 가이드 레일 돌기를 구비하고,
상기 제2 가이드 블록 및 상기 복수의 슬라이딩 블록 중 다른 하나에는 상기 가이드 레일 돌기가 끼워지는 가이드 레일 그루브(groove)가 형성된 것을 특징으로 하는, 다각도 슬라이드 코어 유닛.
제1 항에 있어서,
상기 제1 가이드 블록 및 상기 제2 가이드 블록은 각각 한 쌍씩 구비되어, 상기 복수의 슬라이딩 블록의 일 측면과 반대 측면을 접촉 지지하는 것을 특징으로 하는, 다각도 슬라이드 코어 유닛.
언더컷(undercut)을 갖는 제품을 사출 성형하는 금형으로서,
상기 제품의 일 측 형상을 한정하는 고정측 코어(core)를 포함하는 고정측 금형과, 상기 제품의 타 측 형상을 한정하는 가동측 코어를 포함하는 가동측 금형을 구비하고,
상기 고정측 금형은 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항의 다각도 슬라이드 코어 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.
제7 항에 있어서,
상기 고정측 금형은, 고정측 지지판과, 상기 고정측 코어를 고정 지지하는 것으로, 상기 고정측 지지판에 밀착되는 위치와 상기 고정측 지지판으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격된 위치 사이에서 이동 가능하게 상기 고정측 지지판에 지지되고, 상기 고정측 지지판에서 이격되는 방향으로 탄성 바이어스(bias)된 고정측 원판을 더 구비하고,
상기 제1 가이드 블록은 상기 고정측 지지판에 고정 지지되고, 상기 제2 가이드 블록은 상기 고정측 코어에 고정 지지되며,
상기 가동측 금형이 형개(型開)되는 방향으로 이동하면, 상기 가동측 코어가 상기 고정측 코어로부터 이격되기 전에 상기 고정측 원판 및 상기 고정측 코어가 상기 고정측 지지판에서 이격되어, 상기 제1 가이드 블록과 상기 제2 가이드 블록이 서로 멀어지는 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.
제7 항의 사출 성형 금형을 이용하여 제품을 사출 성형하는 방법으로서,
상기 제1 가이드 블록과 상기 제2 가이드 블록이 가까워지도록 상기 고정측 금형과 상기 가동측 금형을 형합하는 형합 단계; 상기 고정측 코어와 상기 가동측 코어 사이에 용융된 수지를 사출 주입하고 경화하여 상기 언더컷을 갖는 제품을 성형하는 수지 사출 및 경화 단계; 상기 제1 가이드 블록과 상기 제2 가이드 블록을 멀어지게 하여 상기 언더컷을 상기 요철에서 분리하는 언더컷 회피 단계; 및, 상기 고정측 금형과 상기 가동측 금형을 형개하여 상기 언더컷을 갖는 제품을 상기 가동측 코어 상에 노출시키는 형개 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 방법.
제9 항에 있어서,
상기 고정측 금형은, 고정측 지지판과, 상기 고정측 코어를 고정 지지하는 것으로, 상기 고정측 지지판에 밀착되는 위치와 상기 고정측 지지판으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격된 위치 사이에서 이동 가능하게 상기 고정측 지지판에 지지된 고정측 원판을 더 구비하고,
상기 제1 가이드 블록은 상기 고정측 지지판에 고정 지지되고, 상기 제2 가이드 블록은 상기 고정측 코어에 고정 지지되며,
상기 언더컷 회피 단계는, 상기 고정측 원판 및 상기 고정측 코어를 상기 고정측 지지판에서 이격시켜 상기 제1 가이드 블록과 상기 제2 가이드 블록을 멀어지게 하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 방법.