WO2012169715A1 - 분리형 성형용 금형핀 - Google Patents

Abstract

성형용 금형핀의 효과적인 유지 및 보수 구조를 제공하는 성형용 금형핀 분리형 취부장치를 제공하기 위해서, 본 발명은 중공형으로 이루어진 본체 케이스의 내주를 따라 전후방향 이동됨에 따라 전단부에 형성된 수용홈에서의 취부조작을 수행하는 취부유닛을 포함하는 성형용 금형핀 분리형 취부장치에 취부되는 분리형 성형용 금형핀으로서, 금형장치의 캐비티 내측으로 삽입 및 배치되도록 구비된 몸체; 및 상기 몸체의 단부로부터 연장되어 상기 수용홈 내측에 삽입되도록 형성되어 상기 취부조작에 의해 선택적으로 구속되는 단턱홈이 형성된 헤드부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 분리형 성형용 금형핀을 제공한다.

Description

분리형 성형용 금형핀

본 발명은 분리형 성형용 금형핀에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 효율적인 유지 및 보수 구조를 제공하는 분리형 성형용 금형핀에 관한 것이다.

일반적으로 다이캐스팅 내지 사출용 금형장치는 다이캐스팅 내지 사출에 의해 성형되는 제조물의 형상에 대응되는 코어금형과, 상기 코어금형의 내측에는 금형 핀을 포함하여 코어금형의 구동을 위한 다수의 주변 장치들을 포함하여 이루어진다.

도 1은 종래의 금형장치를 나타낸 단면도이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 상기 금형장치(1)는 상부금형(3)과 하부금형(4) 사이 내측에 각각 성형부 코어(5)가 구비되며, 상기 성형부 코어(5)의 내부에는 다이캐스팅 내지 사출에 의해 성형되는 제조물의 형상에 대응되는 캐비티가 형성된다. 여기서, 상기 상부금형(3)과 하부금형(4) 중 어느 일측은 가동측 금형으로 구비되며, 가동측 금형이 전진되어 금형이 닫히면 노즐(7) 및 슬리브가 전진되어 용융된 고온의 재료가 캐비티 내로 주입된다.

이때, 상기 제조물에 체결구 등으로 사용되기 위한 홀 내지 홈의 형상을 성형하는 경우에는 상기 캐비티 내측으로 성형용 금형핀(8)이 삽입되어 배치된 채로 용융된 재료가 고온의 주입되도록 한다. 이를 통해 다이캐스팅 내지 사출을 통해 형성되는 제조물에 상기 성형용 금형핀(8) 형상에 대응되는 홀 내지 홈을 형성할 수 있으며, 이러한 성형용 금형핀(8)의 하단부에 구비된 헤드부는 성형부 코어(5)의 하측 및 금형장치의 프레임에 각각 볼트 체결 등에 의해 고정된다.

한편, 상기 성형용 금형핀(8)은 용융되어 주입되는 고온의 용융된 재료에 노출되므로 상기 재료가 굳는 과정에서 피로가 누적되거나 고온 환경 하에서의 사출압에 의해 파손되는 경우가 빈번히 발생되었다. 예컨대, 알루미늄 다이캐스팅의 경우 600 ℃ 이상의 고온의 용융된 재료에 노출되게 된다.

그러나, 종래의 금형장치에서는 상기 파손된 성형용 금형핀(8)을 교체하기 위해서는 금형장치를 이루는 성형부 코어 및 주변 금형부품들을 일일이 분해하여 볼트결합 등을 해제하여 교체작업을 수행하여야 하므로, 유지보수를 위한 시간이 지연될 수밖에 없었다. 또한, 이로 인해 제품의 생산성 및 경제성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하여, 효율적인 유지 및 보수 구조를 제공하는 분리형 성형용 금형핀을 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 중공형으로 이루어진 본체 케이스의 내주를 따라 전후방향 이동됨에 따라 전단부에 형성된 수용홈에서의 취부조작을 수행하는 취부유닛을 포함하는 성형용 금형핀 분리형 취부장치에 취부되는 분리형 성형용 금형핀으로서, 금형장치의 캐비티 내측으로 삽입 및 배치되도록 구비되되, 상기 캐비티의 테두리를 이루는 성형부 코어에 형성된 관통홀과 대응되는 외주를 갖는 몸체; 및 상기 몸체의 단부로부터 연장되어 상기 수용홈 내측에 삽입되도록 형성되어 상기 성형용 금형핀 취부장치의 취부조작에 따라서 상기 취부유닛의 고정구에 의해 선택적으로 구속되는 단턱홈이 형성된 헤드부를 포함하여 이루어지되, 상기 취부조작에 따라 상기 분리형 성형용 금형핀을 상기 관통홀을 통해 상기 금형장치의 캐비티 내측방향으로 선택적으로 분리하도록, 상기 헤드부의 두께는 상기 몸체의 두께 이하인 것을 특징으로 하는 분리형 성형용 금형핀을 제공한다.

여기서, 상기 성형용 금형핀의 내측에는 냉각유체가 유동되는 냉각홈이 형성되며, 상기 냉각홈은 상기 성형용 금형핀 분리형 취부장치 내부에 구비된 냉각유체의 유로와 연통될 수 있다.

본 발명은 상기의 해결 수단을 통해서 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 상기 분리형 성형용 금형핀이 파손되어 교체하는 경우에도 성형부 코어 및 주변 금형부품들을 일일이 분해할 필요 없이 취부유닛의 간단한 조작만으로 상기 성형용 금형핀을 간편하게 해체하여 교체작업을 수행하여야 하므로, 유지보수를 위한 시간이 단축되며, 이로 인해 제품의 생산성 및 경제성이 현저히 향상될 수 있다.

둘째, 상기 분리형 성형용 금형핀의 헤드부 두께 내지 직경이 상기 몸체의 두께 내지 직경보다 작으므로 작업자는 상기 금형장치의 내측으로 돌출된 교체대상 분리형 성형용 금형핀의 단부를 잡아서 간편하게 뽑아내어 교체할 수 있다.

셋째, 고온의 용융된 재료에 노출되는 상기 분리형 성형용 금형핀이 냉각유체에 의해 효과적으로 냉각되는 구조를 제공함으로써 상기 분리형 성형용 금형핀의 사용수명을 현저히 증대시킬 수 있다.

도 1은 종래의 금형장치를 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 성형용 금형핀 분리형 취부장치가 적용된 금형장치의 단면도.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 성형용 금형핀 분리형 취부장치의 외면사시도.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 성형용 금형핀 분리형 취부장치의 단면도.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 성형용 금형핀 분리형 취부장치의 단면도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 성형용 금형핀 분리형 취부장치의 부분투영 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분리형 성형용 금형핀을 상세히 설명한다. 여기서, 배경기술에서 설명된 구성과 유사하거나 동일한 구성에 관한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 성형용 금형핀 분리형 취부장치가 적용된 금형장치의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 성형용 금형핀 분리형 취부장치의 외면사시도이다.

도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이, 상기 성형용 금형핀 분리형 취부장치(20)는 금형장치(10)의 성형부 코어(15) 내지 주변 프레임에 볼트 체결 등으로 고정된다. 여기서, 상기 성형용 금형핀 분리형 취부장치(520)는 분리형 성형용 금형핀(521)을 분리가능하게 취부하므로 상기 분리형 성형용 금형핀(521)이 파손된 경우 간편하게 교체할 수 있다. 여기서, 상기 성형용 금형핀 분리형 취부장치(520)의 본체 케이스 외주 일측에는 금형장치의 성형부 코어 내지 주변장치의 외측부에 볼트 등으로 체결되어 고정되기 위한 금형장치 체결부(528)가 구비된다.

상세히, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 성형용 금형핀 분리형 취부장치의 작동상태를 도 3의 C-C' 방향에서 바라본 단면도이다.

도 4a 및 도 4b에서 보는 바와 같이, 성형용 금형핀 분리형 취부장치(520)는 본체 케이스(525), 취부유닛(530), 고정구(590), 그리고 전후 이동수단(540)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 본체 케이스(525)는 중공형으로 이루어지되, 일단부측 내주에 라운드지게 끝단으로 갈수록 확관되는 슬라이드면(526)이 형성된다. 즉, 상기 본체 케이스(525)의 일단부측 내주면은 소정 구배로 경사지게 형성된 슬라이드면(526)으로 형성되되, 그 단부가 라운드지게 형성될 수도 있다.

그리고, 상기 취부유닛(530)은 상기 본체 케이스(525) 내주를 따라 전후방향 이동가능하게 배치되되, 전단부에 분리형 성형용 금형핀의 헤드부(521a)가 수용되는 수용홈(531)이 형성되며, 상기 수용홈(531)의 테두리부(532)에 고정구 구속홀(533)이 형성된다. 이때, 상기 수용홈(531)의 내주면은 상기 분리형 성형용 금형핀(521)의 외주면에 밀착되어 직립상태를 유지하도록 직선형으로 연장형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 고정구 구속홀(533)에는 고정구가 개재되는데, 상기 고정구 구속홀(533)의 전방측 단면은 상기 고정구(590)가 이탈되지 않도록 부분적으로 형합되는 구조로 감싸는 형상으로 형성되며, 후방측 단면은 상기 고정구(590)가 후퇴가능하게 개구되도록 형성됨이 바람직하다. 이를 위해, 상기 고정구의 단면은 구(球)형으로 형성됨이 바람직하나, 이에 국한하지 않고 사각 내지 다각형태로 이루어질 수도 있다.

이를 통하여, 상기 고정구(590)의 후단이 상기 본체 케이스(525)의 내벽면에 구속된 상태에서는 상기 분리형 성형용 금형핀(521)의 헤드부 단턱홈(521b)이 상기 고정구 구속홀(533)을 통해 고정구(590)의 노출된 부분에 의해 구속된다. 반면에, 상기 취부유닛(530)이 전진되어 상기 고정구 구속홀(533)이 슬라이드면(526)에 대응되는 위치로 이동되면 상기 고정구(590)가 상기 슬라이드면(526)의 확관된 내벽면측으로 후퇴되면서 상기 분리형 성형용 금형핀(521)의 헤드부 단턱홈(521b)의 구속상태가 해제됨으로써 상기 분리형 성형용 금형핀(521)을 용이하게 분리가능한 상태가 될 수 있다.

상세히, 도 4a에서 보는 바와 같이, 상기 고정구(590)는 상기 고정구 구속홀(533) 내측에 일측이 노출되도록 삽입되되, 상기 노출된 일측에 의해 상기 분리형 성형용 금형핀(521)의 헤드부 단턱홈(521b)이 구속되어 선택적으로 분리가능하게 고정된다.

반면에, 도 4b에서 보는 바와 같이, 상기 취부유닛(530)이 전방측으로 이동되어 상기 고정구 구속홀(533)의 후면이 상기 슬라이드면(526)에 맞닿으면 상기 고정구(590)가 상기 슬라이드면(526) 측으로 후퇴되어 상기 분리형 성형용 금형핀(521)의 헤드부 단턱홈(521b)의 구속상태가 해제된다. 이를 통해, 상기 성형용 금형핀(521)의 파손시 용이하게 분리하여 교체할 수 있다.

한편, 이와 같이 중공형으로 이루어진 본체 케이스(525)의 내주를 따라 전후방향 이동됨에 따라 전단부에 형성된 수용홈(531)에서의 취부조작을 수행하는 취부유닛을 포함하는 성형용 금형핀 분리형 취부장치(520)에 취부되는 분리형 성형용 금형핀(521)의 구조를 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 취부조작이란 전술된 바와 같이 상기 분리형 성형용 금형핀(521)의 헤드부(521a)를 구속하여 고정하거나 상기 구속상태를 해제하여 분리할 수 있는 상태로 조작하는 과정을 의미한다.

도 2 및 도 4a를 참조하면, 상기 분리형 성형용 금형핀(521)은 몸체 및 상기 몸체의 단부로부터 연장되어 형성된 헤드부(521a)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 몸체는 금형장치(10)의 캐비티 내측으로 삽입 및 배치되도록 r길게 연장되어 구비되며, 도시된 바와 같이 원통형으로 이루어지거나 다각형 등으로 돌출되어 형성될 수도 있다.

또한, 상기 헤드부(521a)는 상기 몸체로부터 일체로 연장되어 상기 수용홈(531) 내측에 삽입되도록 형성되되, 상기 몸체와 연결되는 부분에는 상기 취부조작에 의해 선택적으로 고정구(590) 내지 취부유닛(530)의 단부 등이 구속되는 단턱홈(521b)이 형성된다. 여기서, 상기 단턱홈(521b)은 라운드진 굴곡 등으로 형성될 수도 있다.

이때, 상기 취부조작에 따라 상기 분리형 성형용 금형핀(521)을 상기 금형장치(10)의 내측방향으로 선택적으로 분리할 수 있도록, 상기 헤드부(521a)의 두께는 상기 몸체의 두께 이하인 것이 바람직하다.

물론, 상기 몸체 및 헤드부(521a)가 원통형인 경우에는, 상기 헤드부(521a)의 직경은 상기 몸체의 직경 이하로 형성됨이 바람직하다.

이를 통해, 도 2, 도 4a 및 도 4b에서 보는 바와 같이, 상기 성형용 금형핀 분리형 취부장치(520)의 취부유닛(530) 및 고정구(590)가 상기 분리형 성형용 금형핀(521)의 구속상태를 해제한 경우에, 작업자는 상기 금형장치(10)의 상부금형 및 하부금형을 개방하고 그의 내측방향으로 돌출된 교체대상 분리형 성형용 금형핀을 잡아서 상기 내측방향으로 뽑아낸 후 새로운 분리형 성형용 금형핀을 삽입하고 상기 성형용 금형핀 분리형 취부장치(520)에 의한 구속상태가 이루어지도록 취부조작을 수행함으로써 간편한 교체작업이 완료될 수 있다.

이때, 상기 헤드부(521a)의 두께 내지 직경이 상기 몸체의 두께 내지 직경보다 작으므로 상기 금형장치(10)의 내측으로 돌출된 교체대상 분리형 성형용 금형핀의 단부를 잡아서 간편하게 뽑아낼 수 있다.

즉, 상기 캐비티의 테두리를 이루는 성형부 코어(15)에는 상기 분리형 성형용 금형핀(521) 몸체의 외주에 정확히 대응되는 관통홀이 형성되며, 상기 헤드부(521a)의 두께 내지 직경이 상기 몸체의 두께 내지 직경보다 작으므로 작업자가 상기 몸체의 단부를 잡아 금형장치(10)의 내측방향으로 간편하게 뽑아내더라도 상기 헤드부(521a)가 상기 관통홀의 테두리에 간섭되거나 구속되지 않고 쉽게 통과될 수 있다.

이와 다르게 만일 상기 헤드부의 두께 내지 직경이 상기 몸체의 두께 내지 직경보다 크다면 상기 금형장치 내측으로 당기더라도 상기 헤드부가 금형장치 프레임 테두리에 구속되어 뽑혀나오지 않으므로 간편한 교체를 수행할 수 없게 된다. 이러한 경우에는 상기 성형용 금형핀 분리형 취부장치(520) 자체를 금형장치로부터 분해한 후 분리형 성형용 금형핀을 제거하여야 하므로 교체작업이 매우 불편하고 시간을 소요하게 된다.

한편, 도 5는 도 4a의 D-D' 단면에서 바라본 고정구의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 5에서 보는 바와 같이, 상기 고정구(590)는 원호형으로 복수개 구비되어, 상기 취부유닛(530)에 형성된 고정구 구속홀(533)로 삽입되어 개재됨이 바람직하다. 바람직하게는, 각 고정구의 중앙을 기준으로 상호 120°내지 180°각도 간격으로 이격되어 배치된다. 상기 고정구(590)가 고정구 구속홀(533)에 삽입되어 상기 본체 케이스(525)의 내측으로 취부유닛(530)을 결합하여 부분적인 조립이 완료될 수 있다. 물론, 상기 고정구(590)는 2개 이상 여러개로 구성되어 120°각도 간격이 아닌 다양한 각도 간격으로 이격되어 구비될 수도 있다.

한편, 도 4a 내지 도 4b에서 보는 바와 같이, 상기 취부유닛(530)은 외력에 의해 전후 이동되도록 전후 이동수단(540)과 연결된다. 상세히, 상기 전후 이동수단(540)은 상기 취부유닛(530)의 후단부에 연결되어, 외력에 의해 상기 취부유닛(530)을 선택적으로 전후 이동시키도록 구비된다.

여기서, 상기 취부유닛(530)의 후단부에는 너트 나사산홈(527)이 형성된다. 또한, 상기 전후 이동수단(540)은, 회전됨에 따라 전후방향으로 이동되도록 상기 나사산홈(527)에 나사 결합됨과 아울러 나사결합구성(544) 내지 슬라이드 베어링(549) 등에 의해 본체 케이스(525)의 후단부 내주에 회전가능하게 지지되는 구동축(541)을 포함하며, 상기 구동축(541)과 연결된 단부에 외력 인가장치와 선택적으로 결합되는 결합구(543)가 형성됨이 바람직하다. 즉, 상기 너트 나사산홈(527) 내주에 형성된 제1나사산과 상기 구동축(541)의 전단부 외주에 형성된 제2나사산 간의 스크류형 나사결합구성(544)에 의하여, 상기 구동축(541)의 회전에 따라 선택적으로 상기 취부유닛이 전진 내지 후진된다. 여기서, 상기 나사산은 2겹 나사산 내지 3겹 나사산으로 형성될 수도 있으며, 상기 나사산의 단면 형상은 사다리꼴 내지 삼각형 등의 다양한 형태로 형성될 수 있다.

물론, 상기 나사결합구성(544)은 볼스크류장치 등으로 대체될 수도 있을 것이다.

이때, 상기 외력 인가장치는 전동 드릴공구 등으로 이루어질 수 있으며, 상기 결합구(543)에는 렌치 내지 기타 작업구가 삽입방식으로 결합되어 함께 회전될 수 있는 홈부 등이 형성될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 성형용 금형핀 분리형 취부장치의 부분 투영 사시도이다.

도 6에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 성형용 금형핀 분리형 취부장치(520)는 구동축(541)의 후단부에 베벨기어(545)가 구비되며, 상기 베벨기어(545)와 결합되는 웜기어(546)의 단부에 결합구(543)가 배치되어 상기 결합구(543)에 AC 내지 DC 감속모터가 적용된 전동 드릴장치 등과 같은 외력 인가장치가 결합될 수 있다. 이를 통하여, 상기 구동축(541)의 회전축 방향과 상기 결합구(543)의 회전축 방향이 상호 소정각도 이격되도록 배치될 수 있다.

즉, 복잡한 금형장치의 외곽구조로 인하여 상기 성형용 금형핀 분리형 취부장치(520)가 배치되는 부분은 외력 인가장치를 연결 배치할 여유공간이 없이 협소하다. 이와 같이, 전동 드릴장치 등과 같은 외력 인가장치가 일방향으로 배치될 수 없는 경우에는, 상기 결합구(543)와 외력 인가장치 간의 결합방향을 전술된 베벨기어(545) 및 웜기어(546)의 결합구조를 통하여 변경함으로써 효율적인 작업을 수행할 수 있다.

물론, 상기 결합구(543)로 전달되는 회전력이 각도를 변경하여 전달될 수 있다면 유니버설 조인트 기타 다른 구성으로 상기 베벨기어-웜기어 결합구조가 대체될 수도 있을 것이다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 성형용 금형핀 분리형 취부장치의 냉각구조를 설명하면 다음과 같다.

도 3, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 본체 케이스(525)의 측부에는 장공(529)이 형성되되, 상기 취부유닛(530)의 외주에는 상기 장공(529)의 양단에 구속되어 전후방향 이동을 제한하고 각각 냉각유체의 유로로 기능하는 유입 스토퍼관(555a) 및 유출 스토퍼관(555b)이 연결된다. 즉, 상기 유입 스토퍼관(555a) 및 유출 스토퍼관(555b)과 상기 장공(529)의 유격에 의해 상기 취부유닛(530)의 전후방향 이동거리가 제한되도록 배치됨이 바람직하다.

또한, 상기 유입 스토퍼관(555a)은 상기 성형용 금형핀(521)의 내측에 형성된 냉각홈(521c) 내측으로 삽입되는 유입관(561)과 연통되고, 상기 유출 스토퍼관(555b)은 상기 유입관(561)의 후단부 외주를 감싸는 이중관 형태로 이루어지되 외주가 상기 냉각홈(521c)의 내주에 실링되어 결합되도록 배치된 유출관(562)과 연통된다.

여기서, 상기 유입 스토퍼관(555a)를 통해서 유입되는 냉각유체는 공기인 것이 바람직하나, 수냉식 구조를 위하여 냉각수가 공급될 수도 있다. 상기 유입 스토퍼관(555a)를 통하여 유입된 냉각유체는 유입관(561)을 경유하여 상기 분리형 성형용 금형핀(521)의 내측을 순환하여 냉각 후 상기 유출관(562) 및 유출 스토퍼관(555b)을 통하여 배출된다. 이를 통해, 다이캐스팅 내지 사출 과정에서 용융되어 캐비티 내로 주입되는 재료의 열기가 상기 취부유닛(530)의 후단부로 전달되는 것을 최소화하여 안정적인 작동을 보장함과 아울러, 상기 성형용 금형핀(521)에 대한 효과적인 냉각작용도 수행할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형 실시는 본 발명의 범위에 속한다.

Claims (2)

1. 중공형으로 이루어진 본체 케이스의 내주를 따라 전후방향 이동됨에 따라 전단부에 형성된 수용홈에서의 취부조작을 수행하는 취부유닛을 포함하는 성형용 금형핀 분리형 취부장치에 취부되는 분리형 성형용 금형핀으로서,

   금형장치의 캐비티 내측으로 삽입 및 배치되도록 구비되되, 상기 캐비티의 테두리를 이루는 성형부 코어에 형성된 관통홀과 대응되는 외주를 갖는 몸체; 및

   상기 몸체의 단부로부터 연장되어 상기 수용홈 내측에 삽입되도록 형성되어 상기 성형용 금형핀 취부장치의 취부조작에 따라서 상기 취부유닛의 고정구에 의해 선택적으로 구속되는 단턱홈이 형성된 헤드부를 포함하여 이루어지되,

   상기 취부조작에 따라 상기 분리형 성형용 금형핀을 상기 관통홀을 통해 상기 금형장치의 캐비티 내측방향으로 선택적으로 분리하도록, 상기 헤드부의 두께는 상기 몸체의 두께 이하인 것을 특징으로 하는 분리형 성형용 금형핀.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 성형용 금형핀의 내측에는 냉각유체가 유동되는 냉각홈이 형성되며, 상기 냉각홈은 상기 성형용 금형핀 분리형 취부장치 내부에 구비된 냉각유체의 유로와 연통됨을 특징으로 하는 분리형 성형용 금형핀.

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