KR101391598B1 - 사출성형기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사출성형기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 싱글밸브타입의 사출성형기에 관한 것이다.
본 발명의 사출성형기에 의하면, 노즐핀이 수지통로체의 양옆에 마련되는 두개의 하우징피스톤과 결합되어 균형잡힌 상하운동을 하게 됨으로써, 노즐핀의 마찰에 의한 마모가 감소되어 사출성형기의 작동성과 내구성을 증대시키는 효과가 있다.

Description

사출성형기{A injection molding apparatus}

본 발명은 사출성형기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 싱글밸브타입의 사출성형기에 관한 것이다.

사출성형기는 최근 급속하게 이용되어 온 합성 수지계(合成樹脂系) 재료 등의 성형 기계로서, 칩(chip) 또는 분말을 녹여서 사출하여 일정한 형틀에 넣어 성형하는 것으로서 소형에서 대형까지 여러 가지가 있으며, 폴리에스텔, 초산 비닐, 각종 플라스틱, 나일론 등의 성형에 사용된다.

일반적으로, 사출성형은 핫 러너 시스템과 콜드 러너 시스템이 있는데, 그 중에서도 핫 러너 시스템은 용융된 수지를 사출 금형 내부로 주입시킬 때 수지의 온도를 고온으로 유지하면서 금형 내부에 수지를 고압으로 분사시키는 방식이다.

한편, 사출성형기는 수지를 분사시키는 밸브가 하나인 경우와 다수개인 경우가 있는데, 밸브가 하나인 경우를 싱글밸브타입이라고 한다.

종래의 싱글밸브타입의 사출성형기에 대해서 도 1을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 사출성형기에 대한 단면도를 도시한 것으로, 종래의 사출성형기는 노즐(10), 노즐핀(11), 수지통로체(12), 피스톤(13), 피스톤커버(14), 하우징(15), 상판(16), 격벽부재(17) 등으로 이루어지며, 이와 같은 구성을 갖는 사출성형기의 작동상태는 다음과 같다.

먼저, 사출성형기를 금형에 결합한 후 유체공급장치에서 공급되는 작동유체를 상판(16)의 연결로를 통해 격벽부재(17)의 제2유체이동로로 공급하면 피스톤(13)은 유압실의 유압차에 의해 상방향으로 이동한다. 피스톤(13)이 상방향으로 이동함에 따라 노즐핀(11) 또한 상방향으로 이동하며, 노즐핀(11)이 상방향으로 이동하면 노즐(10)의 분사구는 개방되어 용융수지가 금형에 분사된다.

다음으로, 금형에 용융수지가 가득차게 되면, 유체공급장치에서 다시 작동유체를 공급하여 상판(16)의 연결로를 통해 격벽부재(17)의 제1유체이동로로 공급하면 피스톤(13)은 유압실의 유압차에 의해 하방향으로 이동한다. 피스톤(13)이 하방향으로 이동함에 따라 노즐핀(11) 또한 하방향으로 이동하며, 노즐핀(11)이 하방향으로 이동하면 노즐(10)의 분사구는 폐쇄되어 용융수지는 분사되지 않는다.

즉, 유체공급장치에서 공급되는 작동유체를 상판(16)의 연결로를 통해 격벽부재(17)에 마련된 제1유체이동로 또는 제2유체이동로로 공급함에 따라 달라지는 유압실의 유압차에 의해 피스톤(13)이 상방향 또는 하방향으로 이동하는 것이다.

여기서, 노즐핀(11)의 상하이동은 노즐핀(11)의 한쪽 옆에 마련되는 피스톤(13)의 상하운동으로써 이루어지는데, 이렇게 노즐핀(11)의 옆쪽에 위치한 한 개의 피스톤(13)의 상하운동으로 인하여 종래에는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 노즐핀(11)의 한쪽에 연결된 피스톤(13)의 상하운동으로 노즐핀(11)과 피스톤(13) 모두 편심된 상태로 한쪽 방향으로만 힘을 받으면서 작동하게 되어 상하운동을 안내하는 벽과 마찰이 발생하게 되면서, 공급되는 작동유체의 유압손실을 일으키는 문제점이 발생하게 되었다.

둘째, 상기의 마찰로 인하여 노즐핀(11)과 피스톤(13)의 마찰로 인하여 노즐핀(11)과 피스톤(13)의 편마모가 발생하게 된다. 이로써 편마모된 노즐핀(11)과 피스톤(13)은 상하운동시에 정확한 상하운동을 하지 못하고 흔들리게 됨으로써 작동에 문제가 발생하게 되고, 이에 따라 부품 교체주기가 빨리지는 문제점이 발생하게 되었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 피스톤과 연결된 노즐핀이 상하운동을 함에 있어서, 노즐핀과 피스톤이 마찰에 의한 편마모가 일어나지 않도록 하는 사출성형기를 제공하는데 그 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사출성형기는, 유입구로 유입되는 용융수지를 분사공을 통해 분사시키기 위한 수지이동로가 형성된 노즐; 상기 노즐의 분사공을 개폐하기 위하여 마련되는 노즐핀; 상기 노즐핀을 상하운동시키기 위해 마련되며, 내부에 유압실이 형성된 하우징피스톤; 상기 하우징피스톤의 유압실을 각각 밀폐된 두 영역으로 나누며 고정된 상태를 유지함으로써, 상기 두 영역의 유압차가 발생함에 따라 상기 하우징피스톤이 상하 운동할 수 있도록 하는 격벽부재; 상기 노즐의 상측에 결합되고, 상기 노즐에 형성된 수지이동로와 연결되는 수지이동로가 형성되며, 일측에는 상기 노즐핀이 상하 이동할 수 있는 이동공간이 형성된 수지통로체; 상기 수지통로체를 수용하는 수용공간과 상기 하우징피스톤이 안착되어 작동하는 작동공간이 연통되도록 형성되고, 상기 노즐이 삽입되어 장착되는 개구공간이 형성된 몸체부; 상기 몸체부의 상측에 결합되며, 상기 수용공간을 개방시키기 위한 개방홀이 형성된 상판을 포함하며, 상기 하우징피스톤은 상기 몸체부의 중앙에 형성된 수용공간의 양옆에 마련되는 작동공간에 설치되며, 상기 하우징피스톤은 상기 수용공간의 양옆에 마련된 상기 두 곳의 작동공간에 설치되고, 상기 작동공간에 설치된 하우징 피스톤은 각각 일측으로 돌출 형성되어 상기 노즐핀과 결합되는 노즐핀결합단으로 연결된다.

그리고 상기 노즐핀결합단에는 상기 노즐핀이 위에서 아래로 삽입되는 삽입홀이 형성되며, 상기 삽입된 노즐핀을 고정시키기 위해 상기 삽입된 노즐핀 위에 고정나사가 설치된다.

또한, 상기 수지통로체는 상기 수지통로체 내부에 형성된 수지이동로를 통하여 이동하는 용융수지가 응고되지 않게 하기 위해 상기 수지통로체의 외벽에 열선라인이 형성된다.

한편, 상기 수지통로체는 상기 하우징피스톤에 형성된 노즐핀결합단이 상기 이동공간에 넣어질 수 있도록 하측이 개방된 ㄷ형의 형태이다.

본 발명의 사출성형기에 의하면, 노즐핀이 수지통로체의 양옆에 마련되는 두개의 하우징피스톤과 결합되어 균형잡힌 상하운동을 하게 됨으로써, 노즐핀의 마찰에 의한 마모가 감소되어 사출성형기의 작동성과 내구성을 증대시키는 효과가 있다.

도 1은 종래의 사출성형기에 대한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사출성형기의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 사출성형기를 Y-Y방향으로 잘라서 y방향에서 본 단면도이다.
도 4는 본 발명의 사출성형기를 X-X방향으로 잘라서 x방향에서 본 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사출성형기의 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 사출성형기를 Y-Y방향으로 잘라서 y방향에서 본 단면도이며, 도 4는 본 발명의 사출성형기를 X-X방향으로 잘라서 x방향에서 본 단면도이다.

도 2 내지 도 4에서 참조되는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 사출성형기는 크게 노즐(20), 노즐핀(21), 하우징피스톤(22), 격벽부재(222), 수지통로체(23), 몸체부(24) 및 상판(25)을 포함하여 이루어진다.

노즐(20)은 후술되는 수지통로체(23)로부터 이동되어 오는 용융수지가 유입되는 유입공(201)이 형성되어 있고, 노즐핀(21)이 상하방향으로 삽입된 상태에서 동작가능하도록 하며 유입공(201)을 통해 유입된 용융수지가 안내되어 금형의 캐비티 내로 분사되도록 하는 수지이동로(L)가 상하방향으로 길게 형성되어 있다.

여기서 수지이동로(L)의 하단은 용융수지가 분사되는 분사공(202)이며, 분사공(202)은 노즐핀(21)에 의해 개폐됨으로써 용융수지의 분사가 단속되게 한다.

노즐핀(21)은 수지이동로(L)에 상하방향으로 삽입되며, 하단은 분사공(202)을 개폐하고, 상단은 후술되는 하우징피스톤(22)의 노즐핀결합단(224)과 결합되어 하우징피스톤(22)의 상하운동에 따라 노즐핀(21)이 상하운동되게 한다.

하우징피스톤(22)은 노즐핀(21)을 상하운동시키기 위해 마련되는 것으로, 내부에 형성된 밀폐된 유압실(C1, C2)의 압력차이로 하우징피스톤(22)이 상하이동한다.

하우징피스톤(22)은 포괄적으로 볼 때, 피스톤(221), 격벽부재(222) 및 피스톤커버(223)로 이루어지며, 보기에 따라서는 격벽부재(222)를 하우징피스톤(22)에서 제외할 수도 있을 것이다.

피스톤(221)은 격벽부재(222)의 상부 안내부(222-1)가 삽입될 수 있는 구멍이 형성되어 있으며 격벽부재(222)의 격벽부(222-2)에 의해 밀폐된 두 영역으로 나누어지도록 한다. 그리고 피스톤(221)에 격벽부재(222)의 상부가 끼워지면 피스톤커버(223)를 피스톤커버(223)에 형성된 구멍을 통하여 격벽부재(222)의 하부 안내부(222-3)에 삽입하고 끼워 올려 피스톤(221) 하부에 개방된 공간을 밀폐토록 한다.

하우징피스톤(22)은 후술되는 몸체부(24)의 중앙에 형성된 수용공간(S2)의 양옆에 마련되는 두 곳의 작동공간(S3)에 설치되고, 상기 두 곳의 작동공간(S3)에 설치된 하우징피스톤(22)은 각각 일측으로 돌출 형성되어 노즐핀(21)과 결합되는 노즐핀결합단(224)으로 연결된다.

이로써, 제1하우징피스톤(22a)과 제2하우징피스톤(22b)은 노즐핀결합단(224)에 의하여 일체화되는 것이다.

또한, 노즐핀결합단(224)에는 노즐핀(21)이 위에서 아래로 삽입되는 삽입홀(224a)이 형성되며, 이 삽입홀(224a)에 노즐핀(21)을 위에서 아래로 삽입시켜 노즐핀(21)의 일단이 삽입홀(224a)에 걸리게하고 삽입된 노즐핀(21)을 고정시키기 위해 삽입된 노즐핀(21) 상측에 고정나사(224b)가 설치된다. 이로써, 노즐핀결합단(224)에 삽입된 노즐핀(21)이 상하운동하면서도 빠지지않고 고정되어 상하운동을 하게 되는 것이다.

격벽부재(222)는 하우징피스톤(22) 내부에 형성되는 유압실(C1, C2)을 각각 밀폐된 두 영역으로 나누며 고정된 상태를 유지한다. 따라서 격벽부재(222)의 상측 영역(C1)의 압력이 크면 하우징피스톤(22)은 상방향으로 이동하게 되고, 하측 영역(C2)의 압력이 크면 하우징피스톤(22)은 하방향으로 이동하게 된다.

격벽부재(222)는 유압실(C1, C2)에 안착되며 유압실(C1, C2)을 서로 밀폐되도록 상측과 하측 두영역으로 나누는 격벽부(222-2)와, 격벽부로부터 직선이동방향인 상하 방향으로 각각 돌출되어서 두 개의 안내공에 삽입되는 두 개의 안내부(222-1, 222-3)로 구성되며, 유압실(C1, C2)의 상측 영역(C1) 및 하측 영역(C2)에 선택적으로 공기를 공급시키기 위한 두 개의 유압로(222a-1, 222a-2)가 형성되어 있다.

수지통로체(23)는 노즐(20)의 상측에 결합되며, 용융수지가 이동할 수 있는 수지이동로(L)가 내부에 형성되어 있고, 수지이동로(L)를 따라 수지통로체(23)의 외면에는 열선라인(231)이 설치된다. 또한, 수지통로체(23)의 일측에는 노즐핀(21)이 상하이동할 수 있는 이동공간이 형성되는데, 하우징피스톤(22)에 형성된 노즐핀결합단(224)이 이동공간에 넣어질 수 있도록 하측이 개방된 ㄷ자형인 수지통로체(23)인 것이 바람직하다.

여기서, 열선라인(231)은 용융수지가 수지이동로(L)를 따라 이동할 때 고형화되는 것을 방지하는데, 수지이동로(L)를 따라 설치되어 있기 때문에 용융수지가 고형화 되는 것을 더욱 효율적으로 방지할 수 있다. 한편, 열선라인(231)은 수지통로체(23)의 외면이 아닌 내부 수지이동로(L)를 따라 설치될 수도 있다.

몸체부(24)는 노즐(20)이 삽입되어 장착되는 개구공간(S1)과 수지통로체(23)를 수용하는 수용공간(S2)과 하우징피스톤(22)이 안착되어 작동하는 작동공간(S3)이 연통되도록 형성된다.

또한, 몸체부(24)는 격벽부재(222)의 하부 안내부(222-3)와 결합되어 격벽부재(222)를 고정지지하는데, 이때 하우징피스톤(22)의 상하 이동을 더욱 견고하게 지지할 수 있도록 격벽부재(222)의 하부 안내부(222-3)이 삽입되는 안내공이 형성된다.

상판(25)에는 유체공급장치(미도시)에서 공급되는 작동유체가 하우징피스톤(22)의 유압실(C2)에 공급되도록 유체공급장치와 격벽부재(222)의 일측(상단)을 통해 형성된 제1유체공급로(a)를 연결하는 연결로가 형성되어 있다.

상판(25)은 몸체부(24)의 상면에 결합되며, 몸체부(24)의 수용공간(S2)을 개방시키기 위한 개방홀(S4)이 형성되어 있다. 이때, 수지통로체(23)의 상부가 개방홀(S4)에 삽입되어 결합되기 때문에 하우징의 수용공간(S2)이 개방되지 않는다.

또한, 상판(25)은 격벽부재(222)의 상부 안내부(222-1)와 결합되어 격벽부재(222)를 고정지지하는데, 이때 하우징피스톤의 상하 이동을 더욱 견고하게 지지할 수 있도록 격벽부재(222)의 상부 안내부가 삽입되는 안내공이 형성된다.

몸체부(24)에는 유체공급장치(미도시)에서 공급되는 작동유체가 하우징피스톤(22)의 유압실(C1)에 공급되도록 유체공급장치와 격벽부재(222)의 타측(하단)을 통해 형성된 제2유체공급로(b)를 연결하는 연결로가 형성되어 있다.

여기서, 참고적으로 상판(25)의 상부에는 사출성형기를 금형에 결합시킬 때, 결합위치를 가이드 해주는 로케트링(26)이 마련된다.

계속하여, 본 발명에 따른 사출성형기의 조립방법에 대하여 설명한다.

먼저 1단계 노즐(20)을 몸체부(24)에 형성된 개구공간(S1)에 삽입한다. 다음 2단계로 노즐핀(21)을 하우징피스톤(22)의 노즐핀결합단(224)에 형성된 삽입홀에 노즐핀(21)을 삽입하고, 상기 삽입된 노즐핀(21) 위에 고정나사를 설치하여 고정한다. 다음 3단계로, 상기 2단계에서 조립된 하우징피스톤(22)과 노즐핀(21)을 각각 상기 1단계에서 조립된 몸체부(24)와 노즐(20)에 삽입하는데, 먼저 노즐핀(21)을 노즐(20)에 형성된 구멍에 삽입하고, 하우징피스톤(22)을 몸체부(24)에 형성된 작동공간(S3)에 삽입하여 설치한다. 다음 4단계로 상기 3단계로 조립된 몸체부(24)에 수지통로체(23)를 삽입하여 결합한다. 이때, 수지통로체(23)는 하측이 개방된 ㄷ자형으로 하우징피스톤(22)의 노즐핀결합단(224)이 상기 개방된 ㄷ자 안으로 삽입되게 한다. 다음 5단계로, 상기 4단계로 조립된 몸체부(24)의 상측에 상판(25)을 올려 결합시킨다.

계속하여, 본 발명에 따른 사출성형기의 작동에 대하여 설명한다.

먼저, 용융수지가 분사되어 금형의 캐비티가 용융수지로 가득 차게 되면, 미도시된 유체공급장치에 의해 부호 b의 제2유체공급로로 유체가 공급되고, 부호 b의 제2유체공급로로 유체가 공급되면 유압실의 C2영역이 C1영역보다 기압이 세져 하우징피스톤(22)이 하측으로 이동하게 된다.

이때, 격벽부재(222)의 안내부는 하방향으로 이동하는 하우징피스톤(22)이 좌우 균형되게 이동되도록 안내한다.

그리고 하우징피스톤(22)이 하측으로 이동하면서 노즐핀(21)이 연동하여 함께 하측으로 흔들림없이 이동하게 됨으로써 분사공(202)을 폐쇄시켜 용융수지가 더이상 분사되는 것을 차단한다.

이렇게 노즐핀(21)이 흔들림 없이 하측으로 또는 상측으로 이동할 수 있는 것은 수용공간(S2)의 양측 작동공간(S3)에서 하우징피스톤(22)이 좌우 균형있게 상하 이동하기 때문이다. 또한, 내부구성요소인 격벽부재(222)가 상판(25) 및 몸체부(24)에 의해 견고히 고정되어 있고, 이러한 격벽부재(222)의 안내에 의해서 외부구성요소인 하우징피스톤(22)이 이동하기 때문에 노즐핀(21)과 하우징피스톤(22) 간의 결합을 위한 설계가 단순해진다.

본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가 등은 이하의 특허청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

20: 노즐
201: 유입공
202: 분사공
21: 노즐핀
22: 하우징피스톤
22a: 제1하우징피스톤
22b: 제2하우징피스톤
221: 피스톤
222: 격벽부재
223: 피스톤커버
224: 노즐핀결합단
23: 수지통로체
231: 열선라인
24: 몸체부
S1: 개구공간
S2: 수용공간
S3: 작동공간
25: 상판
26: 로케트링

Claims (4)

1. 유입구로 유입되는 용융수지를 분사공을 통해 분사시키기 위한 수지이동로가 형성된 노즐;
   상기 노즐의 분사공을 개폐하기 위하여 마련되는 노즐핀;
   상기 노즐핀을 상하운동시키기 위해 마련되며, 내부에 유압실이 형성된 하우징피스톤;
   상기 하우징피스톤의 유압실을 각각 밀폐된 두 영역으로 나누며 고정된 상태를 유지함으로써, 상기 두 영역에 유압차가 발생함에 따라 상기 하우징피스톤이 상하 운동할 수 있도록 하는 격벽부재;
   상기 노즐의 상측에 결합되고, 상기 노즐에 형성된 수지이동로와 연결되는 수지이동로가 형성되며, 일측에는 상기 노즐핀이 상하 이동할 수 있는 이동공간이 형성된 수지통로체;
   상기 노즐이 삽입되어 장착되는 개구공간과 수지통로체를 수용하는 수용공간과 상기 하우징피스톤이 안착되어 작동하는 작동공간이 연통되도록 형성되는 몸체부;
   상기 몸체부의 상측에 결합되며, 상기 수용공간을 개방시키기 위한 개방홀이 형성된 상판;을 포함하며,
   상기 하우징피스톤은 상기 몸체부의 수용공간 양옆에 마련되는 작동공간에 설치되며, 상기 작동공간에 설치된 하우징피스톤은 각각 일측으로 돌출 형성되어 상기 노즐핀과 결합되는 노즐핀결합단으로 연결되고,
   상기 노즐핀결합단에는,
   상기 노즐핀이 위에서 아래로 삽입되는 삽입홀이 형성되며, 상기 삽입된 노즐핀을 고정시키기 위해 상기 삽입된 노즐핀 위에 고정나사가 설치되고,
   상기 수지통로체는,
   상기 하우징피스톤에 형성된 노즐핀결합단이 상기 이동공간에 넣어질 수 있도록 하측이 개방된 ㄷ형이고,
   상기 상판에는 유체공급장치에서 공급되는 작동유체가 상기 유압실의 일 영역에 공급되도록 상기 유체공급장치와 상기 격벽부재의 일측을 통해 형성된 제1유체공급로를 연결하는 연결로가 형성되고,
   상기 몸체부에는 상기 유체공급장치에서 공급되는 작동유체가 상기 유압실의 타 영역에 공급되도록 상기 유체공급장치와 상기 격벽부재의 타측을 통해 형성된 제2유체공급로를 연결하는 연결로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
   사출성형기.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 수지통로체는,
   상기 수지통로체 내부에 형성된 수지이동로를 통하여 이동하는 용융수지가 응고되지 않게 하기 위해 상기 수지통로체의 외면에 열선라인이 설치되는 것을 특징으로 하는
   사출성형기.
   
4. 삭제

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