KR100659368B1 - 플라스틱 사출성형의 균형 충전용 러너 코어핀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콜드 러너(cold runner) 및 핫 러너(hot runner)용 플라스틱 사출성형금형의 균형 충전용 코어핀에 관한 것이며, 그 목적은 용융수지의 흐름을 가이드하는 러너 코어핀에 의해 각각의 보조러너측으로 공급되는 용융수지의 균형충전을 이루도록 하여, 다수의 캐비티에서 성형되는 제품의 불량을 미연에 방지할 수 있는 플라스틱 사출성형의 균형 충전용 러너 코어핀를 제공함에 있다.

본 발명은 상부의 고정측설치판에 고정측형판이 장착되고, 하부의 가동측설치판에 가동측형판이 장착되어, 스푸루 및 수직러너를 통해 공급된 용융수지가 수평메인러너를 거쳐, 이 수평메인러너의 양단부에 이르러, 좌·우측으로 연장형성된 각각의 보조러너를 통해 분할 공급되어, 대칭되게 설치 형성된 다수의 캐비티측으로 용융수지를 공급하도록 한 통상의 플라스틱 사출금형(핫 러너 및 콜드러너용 포함)에 있어서,

상기 수평메인러너의 길이방향으로 슬라이딩되게 설치되어, 금형의 개폐에 따라 곡면 단부가 수평메인러너의 양단부의 중앙부로 삽입/이탈 위치되는 슬라이더형 코어핀을 구성한 것과,

또한, 상기 수평메인러너의 양단부의 중앙부에 곡면 단부가 위치 고정된 고정형 코어핀을 구성하여, 좌·우측에 형성된 보조러너로 공급되는 용융수지의 균등한 분할이 일어나도록 구성한 플라스틱 사출성형의 균형 충전용 러너 코어핀에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

사출금형, 앵귤러핀, 슬라이더 , 코어핀, 콜드 러너, 핫 러너, 러너매니폴드판

Description

플라스틱 사출성형의 균형 충전용 러너 코어핀{Runer core pin for filling balance}

도 1a 는 본 발명이 적용된 콜드 러너용 사출금형의 닫힘상태의 단면 예시도

도 1b 는 본 발명이 적용된 콜드 러너용 사출금형의 열림상태의 단면 예시도

도 2 는 도 1a 의 요부 확대도

도 3 는 본 발명이 적용된 콜드 러너용 사출금형에서의 다수의 캐비티 및 러너의 구성을 보인 사시도

도 4 은 본 발명의 다른 실시예가 적용된 핫 러너용 사출금형의 단면 예시도

도 5 는 본 발명이 적용된 핫 러너용 사출금형의 러너매니폴더판에 의해 형성된 다수의 캐비티 및 러너의 구성을 보인 사시도

도 6 은 본 발명에 따른 러너의 분기점에서의 용융수지의 흐름을 종래와 비교하여 도시한 개략도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(11),(11-1) : 고정측설치판 (12),(12-1) : 고정측형판

(13) : 가동측설치판 (14),(14-1) : 가동측형판

(15,15-1) : 상 이젝트플레이트 (16,16-1) : 하 이젝트플레이트

(17) : 스페이스 블록 (18),(18-1) : 이젝트핀

(19) : 스푸루 (20,20-1) : 수직러너

(21,21-1) : 수평메인러너 (22,22-1) : 보조러너

(22a) : 게이트 (25),(25-1) : 캐비티

(30) : 앵귤러핀 (35) : 슬라이더

(35a) : 경사관통구 (36),(36-1) : 러너 코어핀

(37) : 스토퍼 (40) : 러너매니폴더판

(41) : 핫 부시 (A,A-1) : 분기점

(P) : 분기점의 내측코너부 용융수지의 흐름속도

(P') : 분기점의 외측코너부 용융수지의 흐름속도

본 발명은 플라스틱 사출성형금형의 균형 충전용 콜드러너(cold runner 및 핫 러너(hot runner)용 러너 코어핀에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 성형품을 사출성형하기 위한 분기를 갖는 러너를 통과하는 용융수지가 다수의 캐비티에 균형적으로 충전될 수 있도록 한 플라스틱 사출성형에서의 균형 충전용 러너 코어 핀에 관한 것이다.

통상 합성수지재의 성형품을 제조할 시에 사용되는 금형은 일측에 구성되는 스푸루(Sprue) 및 러너(Runner)를 통해 그 내측에 구성된 캐비티(Cavity)내로 고온의 용융수지를 사출(Injection)하여 이로써 원하는 성형품을 성형하는 방식이다.

이때 상기 러너는 스푸루에서 성형품을 형성하는 캐비티의 게이트입구까지의 길이부를 말하는 것으로, 일반적으로 금형의 온도로만 조절되며 성형품과 함께 취출(Ejection)되는 콜드 러너(Cold runner)와, 상기 러너주위에 금형의 온도외에 별도로 열을 가하여 항상 용융수지가 일정한 온도를 유지하도록 하여 캐비티내의 성형품만이 취출되는 핫 러너(Hot runner)로 분류된다.

상기 일반적인 콜드 러너용 금형은 고정측설치판의 하단에는 고정측형판이 구성되며, 상기 고정측형판과 밀착되어 성형품의 캐비티를 형성하는 가동측형판이 하측의 가동측설치판에 설치 구성되고, 또한, 상기 가동측설치판의 상단에는 사출공정((Injection)) 및 냉각공정(Cooling)후, 성형품 및 러너를 떨어뜨리는 취출공정(Ejection)을 수행하기 위한 이젝트(Eject)핀이 고정 설치된 상·하이젝트플레이트가 가동측형판과는 스페이스블럭만큼 이격되어 위치 구성되게 된다.(도 1 참조)

또한, 상기 핫 러너용 금형은 통상적으로 러너내의 용융수지의 일정온도를 유지하기 위해 그 주위에 핫 매니폴드(Hot manifold) 및 핫 부쉬(Hot bush)를 더 포함하여 구성 설치된다.(도 4 참조)

상기와 같은 구성을 갖는 금형 특히 다수개의 캐비티를 형성하게 되는 금형 은 일측의 스푸루 및 수직러너를 통해 외부의 사출실린더의 의한 사출력에 의해 유입된 용융수지가 유입되며, 이후 수평메인러너를 통해 좌·우대칭되어 위치한 보조러너를 지나 각각의 캐비티내로 용융수지를 사출하도록 하고 있다.

이는 일반적으로 러너내를 흐르는 용융수지는 그 자체가 가지는 비대칭적인 전단속도 및 전단가열에 의해 러너 내의 단면적 및 길이방향에 따라 점도변화 등이 유발되어 러너내의 단면적을 통과하게 되는 용융수지의 균형적인 충전이 이루어지지 않게 된다.

특히 상기와 같은 경우 수평메인러너내를 흐르는 용융수지가 좌·우측에 위치된 각각의 보조러너측으로 분기되는 단부지점에서는 수평메인러너의 좌·우 분기점의 내측부(P)를 흐르는 용융수지가 외측부(P')에 비해 더 빠른 속도로 유입하게 되는 현상이 크게 발생되어,(도 6 참조) 이는 곧 좌·우로 분기되는 용융수지의 점도변화를 초래하여 각각의 캐비티에서 성형되는 성형품들 중에 불량제품이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출되는 것으로, 그 목적은 수평 메인러너로 유입된 용융수지를 좌·우에 위치한 다수의 캐비티내로 균형적인 공급을 수행하기 위해 수평 메인러너 내에서 좌·우로 분기가 이루어지는 단부에 설치 구성되는 플라스틱 사출성형의 균형 충전용 러너 코어핀을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 상부의 고정측설치판에 고정측형판이 장착되고, 하부의 가동측설치판에 가동측형판이 장착되어, 상기 고정측형판의 중앙부로 스푸루 및 수직러너를 통해 용융수지가 공급되어, 이 용융수지가 수평메인러너를 거쳐, 이 수평메인러너의 양단부에 이르러, 좌·우측으로 연장형성된 각각의 보조러너를 통해 분할공급되어, 대칭되게 설치 형성된 다수의 캐비티측으로 용융수지를 공급하도록 한 콜드 러너용 플라스틱 사출금형에 있어서,

상기 고정측설치판의 하단에는 고정측형판을 관통하며 기울어져 일정 경사각을 갖는 앵귤러핀을 설치 구성되고; 상기 기울어진 앵귤러핀을 수용토록 대응하는 경사관통구를 구비하며, 상기 고정측형판 및 가동측형판의 사이구간에 위치하여 가동측형판상에서 수평메인러너의 길이방향으로 슬라이딩되게 설치되며, 일측에 러너 코어핀을 구비하는 슬라이더를 구성하여; 금형의 개폐에 따라 상기 슬라이더에 구성된 러너 코어핀의 곡면 선단부가 수평메인러너의 양단부의 중앙부로 삽입 및 이탈되며, 좌·우측의 보조러너로 공급되는 용융수지의 균등한 분할이 일어나도록 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상부의 고정측설치판에 고정측형판이 장착되며; 하부의 가동측설치판에 가동측형판이 장착되되; 상기 고정측설치판과 고정측형판의 사이구간에는 예열장치를 구비하며, 상기 고정측설치판의 중앙부의 스푸루 및 수직러너를 통해 용융수지가 공급되어, 이 용융수지가 수평메인러너를 거쳐, 이 수평메인러너의 양단부 에 이르러, 좌·우측으로 연장형성된 각각의 보조러너를 통해 분할 공급되어, 상기 고정측형판과 가동측형판에 의해 대칭되게 형성된 다수의 캐비티측으로 용융수지를 공급하도록 한 러너매니폴드판을 구비하는 핫 러너용 플라스틱 사출금형에 있어서,

상기 러너매니폴드판에 형성된 수평메인러너의 양단부의 중앙부로 그 곡면 선단부가 돌출되어 위치되는 러너 코어핀을 구성하여, 좌·우측의 보조러너로 공급되는 용융수지의 균등한 분할이 일어나도록 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 러너 코어핀은 온도조절이 가능토록 한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1a 및 도 1b 는 본 발명이 적용된 콜드 러너용 사출금형의 닫힘 및 열림상태의 단면 예시도를, 도 2 는 도 1a 의 요부 확대도를, 도 3 은 콜드 러너용 사출금형에 적용된 다수의 캐비티 및 러너의 구성을 보인 사시도를 도시한 것으로,

일반적인 콜드 러너용 사출금형 및 핫 러너용 사출금형을 구성함에 있어서, 특히 수평메인러너(21)를 중심으로 좌·우 대칭된 다수의 캐비티(25)측으로 용융수지의 균등한 공급을 수행하도록 하고 있다.

즉, 상부의 고정측설치판(11)에 고정측형판(12)이 장착되고, 하부의 가동측설치판(13)에 가동측형판(14)이 장착되어, 상기 고정측형판(12)의 중앙부로 스푸루(19) 및 수직러너(20)를 통해 용융수지가 공급되어, 이 용융수지가 수평메인러너(21)를 거쳐, 이 수평메인러너(21)의 양단부에 이르러, 좌·우측으로 연장형성된 각각의 보조러너(22)를 통해 분할 공급되어, 대칭되게 설치 형성된 다수의 캐비티(25)측으로 용융수지를 공급하도록 한 통상의 콜드 러너용 플라스틱 사출금형에 있어서,

상기 고정측설치판(11)의 하단에는 고정측형판(12)을 관통하며 기울어져 일정경사를 이루는 앵귤러핀(30)이 설치 구성된다.

또한, 상기 고정측형판(12) 및 가동측형판(14)의 사이구간에 위치하도록 가동측형판(14)상에서 수평메인러너(21)의 길이방향으로 슬라이딩 가능토록 설치되며, 일측에 러너 코어핀(36)을 구비하고 있는 슬라이더(35)를 구성하고 있다.

이때 상기 슬라이더(35)는 금형의 닫힘과 동시에 상기 앵귤러핀(30)을 수용하도록 이에 대응하는 경사관통구(35a)를 구비하게 되며, 금형의 개폐에 따른 앵귤러핀(30)의 수직운동에 따라 일정경사각으로 기울어진 앵귤러핀(30)가 삽입되어, 이에 가이드되어 상기 가동측형판(14)상에서 수평방향 슬라이딩하게 된다.

또한, 상기 가동측형판(14)의 일측에는 상기 수평방향으로 슬라이딩하는 슬라이더(35)의 운동을 제한하는 스토퍼(37)가 별도의 체결부재에 의해 설치 구성된다.

상기와 같은 콜드 러너용 사출금형에 슬라이드형 러너 코어핀(36)이 설치 구성된 본 발명은 용융수지를 공급하기 전 금형이 닫힘상태를 이루는 동시 이에 따라 수직방향 이동되는 앵귤러핀(30)에 의해 상기 슬라이더(35)는 가동측형판(14)상을 수평방향이동하게 되어, 최종 금형의 닫힘상태시 슬라이더(35)에 고정된 코어핀 (36)의 단부가 수평메인러너(21)의 분기점(A)이 위치하는 양측단부의 중앙부에 삽입 위치하게 된다.

이 후 스푸루(19) 및 수직러너(20), 즉 스푸루를 통해 수평메인러너(21)로 공급된 용융수지가 분기점(A)에 도달되어, 좌·우측에 연장형성된 보조러너(22)로 분할공급될 시, 상기 좌·우측으로 용융수지의 유량을 균등히 가이드하는 러너 코어핀(36)의 역할에 따라, 동일한 유량 및 점도를 갖는 용융수지를 좌·우측에 위치된 캐비티(25)로 공급하게 된다.

또한, 상기와 같은 다수의 캐비티(25)를 구성하는 금형은 일반적으로 수평메인러너(21)의 양단부 즉, 분기점(A)에서 좌·우측으로 연장형성된 보조러너(22)측으로 용융수지를 분할하여 공급한 후, 상기 보조러너(22)에 형성된 게이트(22a)를 통해 각각의 캐비티(25)로 용융수지를 사출(Injection)공급하게 된다.

따라서, 상기 본 발명에 따른 실시예로써 도시된 도 3 에서는 8개의 캐비티를 형성하고 있으나, 본 발명에서는 적어도 4개 이상의 캐비티를 형성하게 되는 사출금형에서 적용 및 그 효과를 발생시킬 수 있음은 물론이다.

상기와 같이 사출공정을 완료한 후, 일정시간의 냉각이 끝난 후, 성형품을 금형으로부터 떨어뜨리게 되는 취출공정을 수행하기 위해 금형이 열림작용과 동시 이에 따라 수직방향이동되는 앵귤러핀(30)에 의해 상기 슬라이더(35)는 가동측형판(14)상을 수평이동하게 되어, 상기 스토퍼(37)에 의해 초기위치로 이동 고정된다.

즉, 사출공정시 금형의 개폐에 따라 이에 연동되어 상기 러너 코어핀이 러너내의 분기점(A)를 반복적으로 들락거리며 각각의 캐비티로 용융수지가 균등히 충전 되도록 하는 것이다.

도 4 는 본 발명에 따른 다른 실시예로써 고정형 코어핀이 설치 구성되는 핫 러너용 사출금형의 구성을 보인 단면예시도를, 도 5 는 다른 실시예에 의해 핫 러너용 사출금형에 적용된 다수의 캐비티 및 러너의 구성을 보인 사시도를 도시한 것으로,

본 발명은 러너내의 용융수지가 항상 일정온도를 유지하는 별도의 예열장치를 구비하는 러너매니폴드판(40)을 구비하고 있는 일반적인 핫 러너용 사출금형에 있어서도, 상기 러너매니폴드판(40)이 형성하는 수평메인러너(21-1)를 중심으로 좌·우 대칭된 다수의 캐비티(25-1)측으로 용융수지의 균등한 공급을 수행하도록 하고 있다.

즉, 상부의 고정측설치판(11-1))에 고정측형판(12-1))이 장착되며, 하부의 가동측설치판(13-1))에 가동측형판(14-1)이 장착되되, 상기 고정측설치판(11-1)과 고정측형판(12-1)의 사이구간에는 상기 고정측설치판(11-1)의 중앙부의 스푸루(19-1) 및 수직러너(20-1)를 통해 용융수지가 공급되어, 이 용융수지가 수평메인러너(21-1)를 거쳐, 이 수평메인러너(21-1)의 양단부에 이르러, 좌·우측으로 연장형성된 각각의 보조러너(22-1)를 통해 분할 공급되어, 상기 고정측형판(12-1)과 가동측형판(14-1)에 의해 대칭되게 형성된 다수의 캐비티(25-1)측으로 용융수지를 공급하도록 한 예열장치를 구비하는 러너매니폴드판(40)을 구비하는 핫 러너용 플라스틱 사출금형에 있어서,

상기 러너매니폴드판(40)이 형성하는 수평메인러너(21-1)의 양단부의 중앙부로 그 곡면 선단부가 돌출되어 위치되는 러너 코어핀(36-1)을 양측내면에 별도의 체결부재(38)에 의해 설치 구성한다.

이와 같이 러너매니폴드판(40)이 형성하는 수평메인러너(21-1)로 공급된 용융수지가 분기점(A-1)에 도달되어, 좌·우측에 연장형성된 보조러너(22-1)로 분할공급될 시, 상기 좌·우측으로 용융수지의 유량을 균등히 가이드하는 러너 코어핀(36-1)의 역할에 따라, 동일한 유량 및 점도를 갖는 용융수지를 좌·우측에 위치된 캐비티(25-1)로 공급하게 된다.

따라서, 상기 본 발명은 다른 실시예로써 도시된 도 5 에서 도시된 4개의 캐비티(25-1)에 한정되지 않으며, 상기 수평메인러너(21-1)를 중심으로 좌·우가 대칭을 이루는 다수의 캐비티를 형성하게 되는 핫 러너용 사출금형으로의 적용이 가능함을 물론이다.

상기 내측으로 러너를 형성하고 있는 러너매니폴드판(40)에 내재된 예열장치는 공지된 기술사항으로 이에 대한 상세설명은 생략한다.

도 6 는 본 발명에 따른 분기점에서 용융수지의 흐름을 종래와 비교한 개략도를 도시한 것으로,

상기한 바와 같이 콜드 러너형 및 핫 러너형 사출금형을 이용하여 다수의 캐비티로 용융수지를 공급하기위해 수평메인러너(21,21-1)의 양단부에서 좌·우측으로 연장형성된 보조러너(22,22-1)측으로 용융수지를 균등하게 공급하도록 하고 있 는 것이다.

이는 전술한 바와 같이 수평메인러너(21,21-1)의 분기점(A,A-1)에서 좌·우측으로 꺾임되어 흐르는 용융수지의 외측부(P') 즉, 바깥쪽 코너(conner)를 돌아나가는 용융수지가 러너 코어핀(36,36-1)의 선단 곡면부와 접촉함에 따른 전단속도의 증가 및 마찰열에 의해 유속이 증가하게 되어 결국 분기점(A,A-1)의 내측부(P) 즉, 가까운 코너(conner)를 돌아나가는 용융수지와 균등하게 분기되어 흐르도록 하여, 각각에 형성된 보조러너(22)측으로 공급되는 용융수지의 충전 프로파일의 균등함을 유지하도록 하게 된다.

이때 상기 러너 코어핀(36,36-1)의 선단부의 곡면 형상 및 분기점(A)내로 삽입위치되는 적정거리는 용융수지의 유체특성에 따라 설치변경 가능함은 물론이다.

또한 상기 러너 코어핀(36,36-1)은 전기를 외력으로 하여 외부에 설치된 온도조절장치(미도시)의 제어에 따라 용융수지의 유체특성에 따라 온도조절이 가능하다.

미설명부호 41 은 핫 부시이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상술한 바와 같이 일반적으로 용융수지가 수평메인러너를 지나 좌·우측으로 분할된 보조러너로 분기될 시 본 발명은 용융수지의 흐름을 가이드하는 러너 코어핀에 의해 각각의 보조러너측으로 공급되는 용융수지의 균형충전을 이루도록 하여, 다수의 캐비티에서 성형되는 제품의 여러 가지 성형 불량을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 상부의 고정측설치판(11)에 고정측형판(12)이 장착되고, 하부의 가동측설치판(13)에 가동측형판(14)이 장착되어, 상기 고정측형판(12)의 중앙부로 스푸루(19) 및 수직러너(20)를 통해 용융수지가 공급되어, 이 용융수지가 수평메인러너(21)를 거쳐, 이 수평메인러너(21)의 양단부에 이르러, 좌·우측으로 연장형성된 각각의 보조러너(22)를 통해 분할공급되어, 대칭되게 설치 형성된 다수의 캐비티(25)측으로 용융수지를 공급하도록 한 콜드 러너용 플라스틱 사출금형에 있어서,

   상기 고정측설치판(11)의 하단에는 고정측형판(12)을 관통하며 기울어져 일정 경사각을 갖는 앵귤러핀(30)이 설치 구성되고;

   상기 기울어진 앵귤러핀(30)을 수용토록 대응하는 경사관통구(35a)를 구비하며, 상기 고정측형판(12) 및 가동측형판(14)의 사이구간에 위치하여 가동측형판(14)상에서 수평메인러너(21)의 길이방향으로 슬라이딩되게 설치되며, 일측에 러너 코어핀(36)을 구비하는 슬라이더(35)를 구성하여;

   금형의 개폐에 따라 상기 슬라이더(35)에 구성된 러너 코어핀(36)의 곡면 선단부가 수평메인러너(21)의 양단부의 중앙부로 삽입 및 이탈되며, 좌·우측의 보조러너(22)로 공급되는 용융수지의 균등한 분할이 일어나도록 구성한 것을 특징으로 하는 플라스틱 사출성형의 균형 충전용 러너 코어핀.
2. 삭제
3. 상기 제 1 항에 있어서,

   상기 러너 코어핀(36)은 온도조절이 가능토록 한 것을 특징으로 하는 플라스틱 사출성형 균형 충전용 러너 코어핀.

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