KR100507329B1 - 열가소성 수지 사출성형용 가스주입 노즐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열가소성 수지 사출성형용 압축가스를 주입하는 노즐로서 성형시 금형 내부로 압축가스의 주입이 용이하고 착탈이 간편한 노즐이다. 상단부에는 착탈이 용이하도록 그 외형이 4각, 6각, 8각 등과 같이 각이진 구조를 갖거나 그 상부면에 일(－)자, 십(＋)자 또는 다각형구조의 홈이 형성되고, 그 중앙부에는 핀(4)이 삽입될 수 있는 구멍(3)이 형성된 머리부분(1)과 상기 머리부분의 하부쪽에 금형 캐비티 전면부에서 고정할 수 있도록 나사구조를 갖는 몸통부분(2)이 일체로 형성되고, 상기 구멍(3)은 내부에서 하부쪽으로 연장되어 작은 내경 홀(7)을 형성하고, 상기 작은 내경 홀(7)로부터 하부쪽으로 큰 내경 홀(8)을 형성한 노즐 본체부(A) 및 상기 작은 내경 홀(7)에 삽입되는 핀(4)과 상기 핀을 지지하고 상기 큰 내경 홀(8)에 삽입되는 핀 홀더(5)로 이루어진 내부 삽입부(B)로 이루어진다. 상기 노즐 본체부(A)의 몸통부분(2)은 그 밑면에 O-링(6)이 용이하게 삽입될 수 있도록 홈이나 돌출구조, 평판구조 등을 갖고, 이 홈에 O-링(6)을 추가하여 외부와 완전히 차단하게 되어 가스의 원활한 주입이 이루어진다.

Description

열가소성 수지 사출성형용 가스주입 노즐{Gas Injection Nozzle for Injection Molding of Thermoplastic Resin}

발명의 분야

본 발명은 열가소성 수지 성형품을 사출하기 위한 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 열가소성 수지 성형품의 표면에 수지의 수축에 의해 발생하는 씽크마크(sink mark)등의 결함을 방지하기 위해 성형품의 두꺼운 부위에 가스나 공기 등을 주입하는 경우에 사용되는 노즐에 관한 것이다.

발명의 배경

열가소성 수지를 이용하여 사출성형을 할 경우, 강도 증가 등의 디자인 요구에 의해 두꺼운 부분이 존재하는 경우가 있다. 이때 두꺼운 부분의 냉각지연으로 인해 수축이나 변형 등의 불량이 발생하는 것을 방지하기 위해 성형중에 성형품 내부로 공기나 가스를 주입하는 성형법을 사용하기도 한다.

미국특허 제 4,101,617호, 영국특허 제 2,139,548호 및 제 2,202,181호에서는 두꺼운 부위의 씽크마크를 없애기 위해 실린더 노즐이나 캐비티에 가스투입장치를 만들어 150kg/cm² 이상의 고압으로 가스를 주입하여 성형품 내부를 중공시키는 방법이 개시되었다.

또 다른 성형법으로 일본 특개평 5-293,854와 6-79,758에서는 두꺼운 부위의 씽크마크를 없애기 위해 금형에 보이드(void) 유기(誘起) 부재를 설치하여 이를 통해 5-15kg/cm²의 가압가스를 넣어 보이드를 강제로 발생시키고, 이 보이드가 수지의 수축력(압력)을 상쇄시키며 성장하도록 하는 성형법 및 성형금형에 대해 개시하였다.

상기와 같이 사출성형 중에 압축가스나 공기를 금형내에 주입하는 경우 적절한 노즐이 필요한데, 성형중 분해, 조립이 간편하고 수지에 의해 노즐이 막히거나 압력이 제대로 전달되지 않는 등의 문제점을 줄이고자 가스의 주입이 원활한 노즐을 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 사출성형 중 금형내에 압축가스나 공기를 원활하게 주입할 수 있는 노즐을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 성형 중에 분해조립이 간편한 가스노즐을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 모두 하기 설명되는 본 발명에 의해서 모두 달성될 수 있다.

본 발명은 열가소성 수지 사출성형용 압축가스를 주입하는 노즐로서 성형시 금형 내부로 압축가스의 주입이 용이하고 착탈이 간편한 노즐이다. 상단부에는 착탈이 용이하도록 그 외형이 4각, 6각, 8각 등과 같이 각이진 구조를 갖거나 그 상부면에 일(－)자, 십(＋)자 또는 다각형구조의 홈이 형성되고, 그 중앙부에는 핀(4)이 삽입될 수 있는 구멍(3)이 형성된 머리부분(1)과 상기 머리부분의 하부쪽에 금형 캐비티 전면부에서 고정할 수 있도록 나사구조를 갖는 몸통부분(2)이 일체로 형성되고, 상기 구멍(3)은 내부에서 하부쪽으로 연장되어 작은 내경 홀(7)을 형성하고, 상기 작은 내경 홀(7)로부터 하부쪽으로 큰 내경 홀(8)을 형성한 노즐 본체부(A); 및 상기 작은 내경 홀(7)에 삽입되는 핀(4)과 상기 핀을 지지하고 상기 큰 내경 홀(8)에 삽입되는 핀 홀더(5)로 이루어진 내부 삽입부(B);로 이루어진다. 상기 노즐 본체부(A)의 몸통부분(2)은 그 밑면에 O-링(6)이 용이하게 삽입될 수 있도록 홈이나 돌출구조, 평판구조 등을 갖고, 이 홈에 O-링(6)을 추가하여 외부와 완전히 차단하게 되어 가스의 원활한 주입이 이루어진다.

이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 노즐의 사시도이다. 노즐은 착탈이 간편하도록 공구를 이용하여 회전시킬 수 있는 구조의 머리부분(1); 금형 캐비티쪽 전면에서 고정할 수 있는 나사구조의 몸통부분(2); 상기 몸통부분(2)에 삽입되어 결합된 핀(4); 및 도면에 나타나 있지는 않지만 상기 노즐 본체부(A)의 하단에 결합되어 외부로의 가스 누출을 방지하는 O-링(6)으로 구성된다. 상기 6각 구조의 머리부분(1)은 나사구조의 상기 몸통부분(2)과 일체로 형성되어 있고, 공구를 이용하여 회전시킴으로써 금형 전면에서 용이하게 삽입 또는 제거할 수 있다.

도2는 본 발명에 따른 노즐의 분해 사시도로서, 크게 노즐 본체부(A), 상기 노즐 본체부(A)에 삽입되는 내부 삽입부(B), 및 가스의 외부누출을 방지하기 위한 O-링(6)으로 구성되어 있다. 상기 노즐 본체부(A)는 상단부에 착탈이 용이하도록 그 외형이 4각, 6각, 8각 등과 같이 각이진 구조를 갖거나, 그 상부면에 일(－)자, 십(＋)자 또는 다각형 구조의 홈이 형성되고, 그 중앙부에는 핀(4)이 삽입될 수 있는 구멍(3)이 형성된 머리부분(1)과 상기 머리부분의 하부쪽에 금형 캐비티 전면부에서 고정할 수 있도록 나사구조를 갖는 몸통부분(2)이 일체로 형성되고, 상기 구멍(3)은 내부에서 하부쪽으로 연장되어 작은 내경 홀(7)을 형성하고, 상기 작은 내경 홀(7)로부터 하부쪽으로 큰 내경 홀(8)을 형성한다. 또한, 상기 내부 삽입부(B)는 상기 작은 내경 홀(7)에 삽입되는 핀(4)과 상기 핀을 지지하고 상기 큰 내경 홀(8)에 삽입되는 핀 홀더(5)로 이루어지며, 상기 핀(4) 및 핀 홀더(5)는 서로 분리가 가능한 구조이다. 상기 O-링(6)은 상기 노즐 본체부(A)의 몸통부분(2) 밑면에 삽입되어 상기 본체부(A)의 내부를 외부와 완전히 차단하게 되며, 이에 따라 가스의 원활한 주입이 이루어지도록 돕는다.

상기 핀(4)은 재질이 금속이며 상단에 내각이 35°∼ 90°인 원뿔형의 머리부분을 갖고, 이 보다 직경이 작은 몸통부분으로 이루어져 있다. 원통형 상단부분은 노즐 본체부(A)에 삽입되었을 때 0.01 ∼ 0.05mm의 틈이 생기도록 1곳 이상이 가공되어 있는 구조이다. 이때 상단부분 원통의 직경은 상기 작은 내경홀(7)과 동일하거나 0.02mm 오차이내로 가공되어 조립되게 된다. 상기 상단부분에서 하부쪽으로 일체로 형성된 몸통부분은 상기 상단부분과 동일하거나 그 이하의 직경을 갖는 구조로 이루어져 있어, 원활한 가스의 통과가 되도록 설계되었다.

상기 핀 홀더(5)는 핀(4)이 위쪽으로 움직이지 않도록 고정할 수 있게 돌출된 형상으로 이루어져 있는 상단부분, 및 아래에서 주입되는 가스의 원활한 진행을 위해 중앙에 구멍이 파여 있거나 측면이 갈아져 있는 구조를 갖고, 핀(4)이 아래쪽으로 움직이지 못하게 고정하는 역할을 하는 하단부분으로 이루어져 있다.

도3은 상기 노즐 본체부(A)의 단면도로서, 상대적으로 작은 내경을 갖는 홀(7)과 이보다 큰 내경을 갖는 홀(8)로 이루어져 있다. 이는 핀(4)이 상측으로 움직이는 것을 방지하고 고정시키기 위해 단차를 둔 형태이다. 경우에 따라 가스의 공급을 원활하게 하기 위해 홀(7)과 홀(8) 사이에 중간크기의 내경을 갖는 구조가 한 개 이상 더 들어갈 수 있다. 또한, 노즐 본체부(A)의 하부에는 가스의 외부누출을 방지하기 위하여 홈(9)이 형성되고, 상기 홈(9)에 상기 O-링(6)을 삽입하여 상기 본체부(A) 내부가 외부와 완전히 차단되어, 가스의 원활한 주입이 이루어지도록 돕는다.

도4는 본 발명에 따른 노즐의 수직 단면도이다. 핀을 지지하는 핀 홀더(5) 의 재질은 금속이며 중앙에 홀이 나 있거나 측면을 갈아내어 가스가 원활히 통할 수 있는 구조로 핀이 아래쪽으로 움직이지 못하게 고정하는 역할을 한다. 만일 노즐의 길이가 짧거나 가스가 주입되는 홀이 작아 필요 없는 경우 홀더가 없는 구조가 될 수 있다.

도5는 도1의 머리부분(1)의 수평 단면도로서, 핀(4)이 노즐 본체부(A)에 삽입되었을 때 내경 홀(7)과의 틈이 0.01∼0.05mm 정도 생기도록 한 곳 이상이 가공된다. 이는 가스가 고압으로 분출되게 하기 위한 설계에서 비롯되며, 핀(4) 측부의 모양은 본 도면의 직선(a) 및 반원형(b) 이외에도 다르게 가공될 수 있다.

본 발명의 가스주입 노즐은 사출성형 중 금형내에 압축가스나 공기를 원활하게 주입할 수 있고 성형 중에 분해조립이 간편한 발명의 효과를 갖는다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 노즐의 사시도이다.

도2는 본 발명에 따른 노즐의 분해 사시도이다.

도3은 본 발명에 따른 노즐 본체부의 수직 단면도이다.

도4는 본 발명에 따른 노즐의 수직 단면도이다.

도5는 도1의 머리부분(1)의 수평 단면도이다.

*도면의 주요부호에 대한 간단한 설명*

A : 노즐 본체부 B : 내부 삽입부

1 : (A)의 머리부분 2 : (A)의 몸통부분

3 : 구멍 4 : 핀

5 : 핀 홀더 6 : O-링

7 : 작은 내경홀 8 : 큰 내경홀

9 : 홈

Claims (4)

1. 상단부에는 착탈이 용이하도록 그 외형이 4각, 6각, 8각 등과 같이 각이진 구조를 갖거나, 그 상부면에 일(－)자, 십(＋)자 또는 다각형구조의 홈이 형성되고, 그 중앙부에는 핀(4)이 삽입될 수 있는 구멍(3)이 형성된 머리부분(1)과 상기 머리부분의 하부쪽에 금형 캐비티 전면부에서 고정할 수 있도록 나사구조를 갖는 몸통부분(2)이 일체로 형성되고, 상기 구멍(3)은 내부에서 하부쪽으로 연장되어 작은 내경 홀(7)을 형성하고, 상기 작은 내경 홀(7)로부터 하부쪽으로 큰 내경 홀(8)을 형성한 노즐 본체부(A); 및

   상기 작은 내경 홀(7)에 삽입되는 핀(4)과 상기 핀을 지지하고 상기 큰 내경 홀(8)에 삽입되는 핀 홀더(5)로 이루어진 내부 삽입부(B);

   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 사출성형용 가스주입 노즐세트.
2. 제1항에 있어서, 상기 핀(4)은 그 상부의 내각이 35∼90。의 각도를 이루며, 가스가 주입되도록 복수개의 홈이 형성되거나 복수개의 면으로 테이퍼진 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 사출성형용 가스주입 노즐세트.
3. 제1항에 있어서, 상기 노즐 본체부(A)의 하부에는 가스의 외부누출을 방지하기 위하여 O-링(6)을 삽입할 수 있는 홈(9)이 형성되며, 상기 홈(9)에 O-링(6)이 삽입되는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 사출성형용 가스주입 노즐세트.
4. 제1항에 있어서, 상기 핀홀더(5)에 결합되는 상기 핀(4)의 하단부는 상기 핀(4)의 상단부 보다 그 직경이 더 작은 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 사출성형용 가스주입 노즐세트.