KR101678281B1 - 핫런너 수지량 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 핫런너 수지량 조절장치를 개시한다.
본 발명의 핫런너 수지량 조절장치는, 금형의 캐비티에 용융 수지를 주입하기 위한 수지유로를 구비한 핫런너에 설치되어 수지의 통과량을 조절하는 핫런너 수지량 조절장치에 있어서, 일단이 수지유로를 가로질러 배치되고 그 타단은 외부로 노출 구비되되 회전 가능하게 설치되는 것으로, 상기 수지유로 상에 위치되는 부분은 양측면을 제거하여 두께를 갖는 판 형상을 갖도록 하여 회전시 수지유로의 크기를 가변 조절하는 조절판부를 구비한 조절 회전체 및 상기 외부로 노출된 조절 회전체의 타단에 연결되어 회전 구동력을 전달하는 것으로 외부로부터 전원을 공급받아 정·역 회전을 하는 구동모터 및 이 구동모터에 전기적으로 연결되어 제어신호를 인가하는 컨트롤러로 이루어진 수지압 조절기를 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 핫런너 수지량 조절장치는 구조가 간소하여 매니폴드나 노즐에 용이하게 적용할 수 있으며, 특히 작업자가 협소한 공간에 제약을 받지 않고 구동원 또는 가요성축 조절부를 통해 수지의 유량을 정밀하게 임의 조절할 수 있음에 따라 멀티형 노즐을 적용한 핫런너에서 각각의 노즐이 갖는 가공오차나 또는 매니폴드의 분기된 수지유로가 갖는 가공오차에 의한 불균일한 수지 토출량을 보상할 수 있으므로 결과적으로 성형품의 품질을 양호하게 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라 매니폴드나 노즐의 가공 오차를 보상할 수 있음에 따라 양산성을 높일 수 있는 이점을 제공한다.

Description

핫런너 수지량 조절장치{Injection molding machine}

본 발명은 수지량 조절장치를 구비한 핫런너에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수지를 분기 공급하는 매니폴드 및 이 매니폴드에 연결되어 금형의 캐비티에 수지를 공급하기 위한 노즐에 적용할 수 있도록 하여 적용된 구간을 통과하는 수지의 유량을 미세하게 정밀 조절할 수 있도록 하여 사용상의 편의성을 높일 수 있는 핫런너 수지량 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 플라스틱 제품을 성형하는 사출성형기는 수지를 용융한 형체 실린더로부터 수지원료를 매니폴드로 주입시키고, 주입된 수지는 매니폴드 내에 분기 형성된 수지유로를 따라 균등하게 분배되어 매니폴드의 하부에 결합된 하나 이상의 노즐로 각각 공급되어 제품 성형틀인 상·하 코어가 형성하는 성형공간 즉, 캐비티로 주입하는 장치이다.

이러한 사출성형기는 밸브핀의 승강 동작에 의해 게이트 즉, 출구를 개폐하도록 구성되어지며, 성형품의 수량에 따라 비교적 여러 개를 일시에 성형하는 경우에는 매니폴드를 통해 수지를 공급받는 매니폴드형이 사용되고, 단품 생산을 하는 경우에는 싱글형이 사용된다.

도 1은 종래 기술에 따른 고압의 공기를 작동압으로 하여 밸브핀을 승강시키는 사출성형기 용 핫런너 밸브장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

이에 나타내 보인 바와 같이 종래 기술의 다캐비티 금형용 사출성형기 밸브장치는 크게 구동부(100)와 밸브장치(200)로 구성되며 밸브핀(210)의 승강 동작을 위한 구동원으로 고압의 공기를 이용한다. 즉, 상기 구동부(100)는 외부로부터 고압의 공기(Air)를 공급 및 배출하기 위한 관로인 에어채널(air chnnel;110,120)이 복수개 형성되어 있으며, 이 복수개의 에어채널(110,120)을 통해 선택적으로 유입되는 고압의 공기에 의해 실린더(130)내의 피스톤(140)이 승강을 이루는 구조이다. 이때, 상기 피스톤(130)의 하단에는 밸브핀(210)이 연결되어 연동되는 구조이다. 그리고, 상기 밸브핀(210)은 피스톤(130)에 연동하여 승강 됨으로써 노즐(220)의 선단부를 형성하는 게이트 즉, 출구를 선택적으로 차단 또는 개방하는 구조이다.

한편, 상기 밸브장치(200)는 외체를 형성하는 것으로 수지의 고화를 방지하기 위한 히터가 권선되는 노즐(220)를 포함하며, 이 노즐(220)의 내부에는 밸브핀(210)이 수직방향으로 승강을 이루도록 설치되는 구조이다. 여기서, 상기 노즐(220)은 밸브핀(210)의 주위로 일정한 간극을 두고 수지채널(230)이 형성되며, 이 수지채널(230)의 양끝은 노즐의 출구와 매니폴드(300)의 수지채널(310)에 각각 연결되는 구조이다.

이와 같이 구성되는 다캐비티 금형용 사출성형기 밸브장치는 상기 에어채널(110,120)을 통해 선택적으로 고압의 작동압이 공급되면 피스톤(140)이 승강 또는 하강을 이루게 되고, 이와 동시에 밸브핀(210) 이 연동하여 일체로 승강 동작이 수행된다. 따라서, 상기 피스톤(140)이 승강 됨에 따라 노즐의 출구를 개방 또는 차단시키게 되므로 결과적으로 매니폴드(300)를 통해 공급되는 수지가 출구를 통해 금형내로 공급되거나 또는 차단되게 된다.

요약하면, 상기 종래 기술에 따른 공기압을 작동으로 하는 사출성형기용 밸브 게이트(출구) 장치는 고압의 공기를 선택적으로 해당 에어채널(110,120)을 통해 실린더(130)내로 공급시켜 피스톤(140)을 승강시키게 되며, 이때의 피스톤(140)에 연동하여 밸브핀(210)이 노즐의 출구(게이트)를 개폐시키게 된다.

그러나, 상기와 같이 구성되는 종래 기술에 따른 밸브장치는 밸브핀을 승강시키기 위한 작동원으로 고압의 공기를 이용하므로 공기유출을 방지하기 위한 기밀구조를 채용해야 하고 작동압을 공급하기 위한 대형 공압장치(콤프레셔)를 필요로 하므로 부피가 커지면서 구조가 복잡해져 설치공간에 많은 제약을 받을 뿐만 아니라 정비 및 관리성이 극히 불량한 단점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자 본 출원인은 대한민국 등록특허 제10-1154081호를 통해 사출성형기로부터 공급되는 수지의 유동 작동압을 이용하여 노즐의 게이트 개폐 가능하도록 한 핀레스 타입의 핫런너 밸브장치를 제안한 바 있다.

그러나, 종래기술에 따른 사출성형기용 핫런너는 매니폴드 상에 멀티 노즐 즉, 복수의 노즐이 장착되는 구성으로 인해 각 노즐의 사출압을 균일하게 유지하기 어려운 문제점이 있었다.

즉, 매니폴드는 다수의 노즐에 균등하게 수지를 분배 공급하기 위한 둘 이상의 분기된 수지유로들이 형성되는 바, 이들 수지유로는 공작기구를 이용하여 가공하게 되는데 작업이 난해하고 고정밀도를 요하므로 가공오차에 따른 치수산포가 발생하는 단점이 있다. 마찬가지로 상기 매니폴드에 결합되는 노즐 역시 높은 치수정밀도를 요구하지만 가공이 난해하여 가공오차에 치수산포가 발생하였다.

이와 같이 매니폴드의 수지유로나 또는 각 노즐의 수지로가 갖는 치수산포는 결과적으로 여러 노즐을 통과하는 수지량(사출량)을 균일하게 유지하지 못하게 되는 결과를 초래하여 사출되는 제품이 과성형되거나 미성형되는 문제점을 야기한다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 노즐을 통과하는 수지의 온도를 달리하여 그 점도 조절을 통한 사출방법이 있으나 이는 성형품의 품질이 균일하지 못하여 불량 발생률이 높은 문제점이 있었다.

따라서, 상기 매니폴드 상에 형성된 여러 수지유로 및 상기 매니폴드에 설치되는 여러 노즐의 각 수지로가 서로 동일한 지름을 갖도록 재가공을 해야 하는데, 이러한 가공작업은 앞서 설명한 바와 같이 작업성이 상당히 난해하여 많은 시간과 비용이 추가적으로 소요되는 폐단이 있었다.

상기의 문제점을 해결하고자 본 출원인은 대한민국 실용신안등록 제0380403호 (2005.8.26 기술평가 유지결정)를 통해 개선된 '사출압 조절장치를 구비한 사출성형기'를 제안한 바 있다.

본 출원인이 제안한 사출압 조절장치는, 밸브핀 노즐타입과 오픈 노즐타입 그리고 매니폴드 상에 각각 적용 실시될 수 있는 것으로, 도 2를 참조하면 본 발명의 사출압 조절장치는 매니폴드(100)와 승강 동작을 통해 게이트를 개폐하는 밸브핀(250)이 설치된 다수개의 노즐(200)과 수지압 조절수단을 포함하는 사출성형기에 있어서, 상기 수지압 조절수단은 수지가 이동되는 수지유로상에 수직 방향으로의 위치 변위가 가능한 압력조절핀(400)이 설치되고, 이 압력조절핀(400)의 상부 외주연에는 지지체(500)가 설치되어 압력조절핀(400)을 지지하며, 상기 압력조절핀(400)의 상단부와 나사 교합되는 조절 회전체(600)로 구성된다.

이와 같이 구성되는 사출압 조절장치를 구비한 사출성형기는 조절 회전체(600)를 일방향 또는 역방향으로 소정각도 회전시키면 나사 교합된 압력조절핀(400)이 상향 또는 하향 이동을 하여 수지유로의 지름을 가변하는 것에 의해 최종적으로 게이트를 통과하는 수지량을 조절하게 되는 것이다.

그러나, 상기와 같이 구성되는 사출성형기는 압력조절핀(400)이 상,하 수직방향으로 위치 이동하는 승강식 구조이므로 압력조절핀(400)의 승강 높이에 따른 여유공간을 확보해야 하므로 설계상의 자유도가 떨어짐에 따라 적용이 곤란한 단점이 있었다.

또한, 상기 압력조절핀(400)은 수직 방향으로 위치 변위를 갖는 구조이므로, 그 외주연에 기밀유지를 위해 구비되는 부싱(b)과의 마찰면이 커짐에 따라 부싱(b)의 수명이 단축되는 단점이 있었다. 따라서 부싱(b)의 잦은 교체로 인한 유지 비용의 상승과 기기의 신뢰성 저하에 따른 소비자의 불만이 가중되었으며, 또한 부싱(b)의 교체를 위해 불가피하게 사출성형기의 가동을 중지해야 하므로 이로 인한 생산성 저하를 야기하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자 본 출원인은 대한민국 등록특허 제10-0711985호를 통해 개선된 사출압 조절장치를 구비한 사출성형기를 제안한 바 있으며, 본 출원인이 제안한 사출압 조절장치를 구비한 사출성형기는 회전방식에 의해 수지의 통과량을 정밀 조절할 수 있도록 한 방식으로 그 청구항 1에는 수지원료를 금형에 주입하기 위한 분기된 수지채널을 형성하는 매니폴드 및 이 매니폴드의 일측에 결합되어 분기된 수지채널에 연결되는 수지채널이 선단부의 게이트로 연결되는 노즐을 구비하는 사출성형기에 있어서, 상기 매니폴드 및 노즐의 수지채널 중 어느 한 곳에 회전 가능하게 설치되어 수지의 통과량을 가변 조절하는 것으로 일단부는 수지채널 상에 위치되어 수지가 통과되는 파이프라인이 형성되고 타단부는 매니폴드의 외부로 노출되게 연장 형성되는 유량조절 회전핀과; 상기 유량조절 회전핀의 타단부가 위치하는 매니폴드의 일측에 고정 설치되는 것으로 유량조절 회전핀의 타단 외주연을 회전 가능하게 지지하는 지지체와; 상기 유량조절 회전핀의 상부 외주연과 웜기어 교합되며 작업자의 조작력을 받아 유량조절 회전핀을 정,역 회전시켜 파이프라인의 입구측 열림량을 조절하는 조절포스트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 사출압 조절장치를 구비한 사출성형기가 개시되어 있다.

그러나, 본 출원인이 제안한 사출압 조절장치 역시 구조가 복잡함에 따라 현실적으로 사출성형기용 핫런너에 적용이 곤란한 폐단이 있었으며, 핫런너의 공간이 협소하여 작업자가 조절포스트를 사용하여 조절이 곤란한 문제점이 있었다.

등록특허공보 제10-0711985호, 2쪽, 청구항 1, 도면 2

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 매니폴드 또는 오픈 노즐형이나 핀레스 타입의 노즐에 간소한 구조로서 적용을 가능하게 하고 작업자가 용이하게 수지의 통과유량을 정밀하게 조절할 수 있도록 한 핫런너 수지량 조절장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 바람직한 실시례에 따른 핫런너 수지량 조절장치는, 금형의 캐비티에 용융 수지를 주입하기 위한 수지유로를 구비한 핫런너에 설치되어 수지의 통과량을 조절하는 핫런너 수지량 조절장치에 있어서, 일단이 수지유로를 가로질러 배치되고 그 타단은 외부로 노출 구비되되 회전 가능하게 설치되는 것으로, 상기 수지유로 상에 위치되는 부분은 양측면을 제거하여 두께를 갖는 판 형상을 갖도록 하여 회전시 수지유로의 크기를 가변 조절하는 조절판부를 구비한 조절 회전체 및 상기 외부로 노출된 조절 회전체의 타단에 연결되어 회전 구동력을 전달하는 것으로 외부로부터 전원을 공급받아 정·역 회전을 하는 구동모터 및 이 구동모터에 전기적으로 연결되어 제어신호를 인가하는 컨트롤러로 이루어진 수지압 조절기를 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 구동모터는 서보 모터 또는 스테핑 모터 또는 회전수를 검출하여 컨트롤러에 인가하는 인코더 모터 중 어느 하나가 사용되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 실시례에 따른 핫런너수지량 조절장치는, 금형의 캐비티에 용융 수지를 주입하기 위한 수지유로를 구비한 핫런너에 설치되어 수지의 통과량을 조절하는 핫런너 수지량 조절장치에 있어서, 일단이 수지유로를 가로질러 배치되고 그 타단은 외부로 노출 구비되되 회전 가능하게 설치되는 것으로, 상기 수지유로 상에 위치되는 부분은 양측면을 제거하여 두께를 갖는 판 형상을 갖도록 하여 회전시 수지유로의 크기를 가변 조절하는 조절판부를 구비한 조절 회전체 및 상기 외부로 노출된 조절 회전체의 타단에 연결되어 회전력을 전달하는 것으로 작업자로부터 조작력을 받아 정·역 회전하는 가요성축을 구비하는 수지압 조절기를 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 조절 회전체는, 상기 수지유로 상에 위치되는 판 형상의 조절판부와; 이 조절판부의 일측에서 연장되어 끝단부를 형성하는 것으로 상기 핫런너를 구성하는 구성요소 일측에 회전 가능하게 슬라이드 끼움되는 원기둥 형상을 갖는 헤드부싱과; 상기 조절판부를 중심으로 헤드부싱과 반대되는 타측으로 연장되어 핫런너를 구성하는 구성요소의 일측에 회전 가능하게 슬라이드 끼움되는 원기둥 형상을 갖는 미들부싱과; 상기 미들부싱에서 연장 구비되어 핫런너를 구성하는 구성요소 일측과 요철구조로 구속 회전되는 것으로 외면에 요철이 형성된 요철회전부와; 상기 요철회전부에서 연장되어 외부로 노출 구비되는 연결단부를 포함하여 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 조절 회전체는, 상기 핫런너를 구성하는 노즐의 수지유로 또는 매니폴드의 수지유로에 상기 조절판부가 위치되게 설치되는 것에 있다.

본 발명에 따른 핫런너 수지량 조절장치는 구조가 간소하여 매니폴드나 노즐에 용이하게 적용할 수 있으며, 특히 작업자가 협소한 공간에 제약을 받지 않고 구동원 또는 가요성축 조절부를 통해 수지의 유량을 정밀하게 임의 조절할 수 있음에 따라 멀티형 노즐을 적용한 핫런너에서 각각의 노즐이 갖는 가공오차나 또는 매니폴드의 분기된 수지유로가 갖는 가공오차에 의한 불균일한 수지 토출량을 보상할 수 있으므로 결과적으로 성형품의 품질을 양호하게 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라 매니폴드나 노즐의 가공 오차를 보상할 수 있음에 따라 양산성을 높일 수 있는 이점을 제공한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 사출성형기용 핫런너 밸브장치를 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 핫런너 수지량 조절장치를 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 핫런너 수지량 조절장치의 단면 구성을 보인 단면 사시도,
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 핫런너 수지량 조절장치의 작동에 따른 개방량을 설명하기 위한 단면도,
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시례에 따른 핫런너수지량 조절장치가 적용된 매니폴드 및 노즐의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도,
도 10은 본 발명의 핫런너수지량 조절장치가 적용된 노즐의 요부구성을 확대하여 나타낸 사시도,
도 11 및 도 12는 본 발명의 다른 실시례에 따른 핫런너 수지량 조절장치가 적용된 매니폴드 및 노즐의 구성을 나타낸 단면도,

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 핫런너 수지량 조절장치를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 3은 본 발명에 따른 핫런너 수지량 조절장치를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 핫런너 수지량 조절장치의 단면 구성을 보인 단면 사시도이며, 도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 핫런너 수지량 조절장치의 작동에 따른 개방량을 설명하기 위한 단면도이다.

이에 나타내 보인 바와 같이 본 발명에 따른 핫런너 수지량 조절장치(1)는 매니폴드(10)와 이 매니폴드(10)에 연결된 다수개의 노즐(20)을 포함하는 핫런너에 적용되는 구성이다.

매니폴드(10)는 대략 판재형상을 갖는 금속재로 가공된 부재로서, 그 내부에는 용융된 상태의 수지가 이동되는 여러 갈래로 분기된 형태를 갖는 수지유로(11)이 형성되며, 이러한 매니폴드(10)의 하측으로는 상기 수지유로(11)과 연결되어 노즐(20)이 결합되는 설치구멍이 수직하게 하나 이상 형성된다. 또한, 상기 매니폴드(10)는 도시하지는 않았으나 그 상,하면으로는 수지유로(11)을 따라 이동되는 수지가 고화되는 것을 방지하기 위한 발열체인 히터(미도시)가 단조작업을 통해 구비되는 구조이다.

이와 같이 구성되는 매니폴드(10)는 도면을 기준으로 하면으로는 수지유로(11)을 통해 수지를 공급받도록 노즐(10)이 연결 구비되는 구조로서 다양한 공지된 기술을 통해 실시되어도 무방하므로 상세한 설명은 생략한다.

노즐(10)은 관 형상을 갖는 길이재의 부재로서, 내부 중앙으로는 상기 매니폴드(10)에서 공급되는 수지를 공급받아 금형(m)의 성형공간인 캐비티로 주입하기 위한 것으로, 본 발명에서의 노즐(10)은 핀레스 타입이 사용되는 것을 제안한다. 일례로, 노즐(10)의 중심에 구동원에 의해 승강되는 밸브핀이 설치되지 않는 형태인 싱글형 노즐 또는 사출성형기에서 압출되는 수지의 압력을 이용하여 노즐의 유로를 단속하는 공지의 핀레스 타입의 노즐이 사용되는 것을 제안한다.

이와 같은 구성의 노즐(10)은 상기 매니폴드(10)의 하측에 구비되아 매니폴드(10)로부터 수지를 공급받아 금형(m)의 캐비티로 주입하게 된다.

수지압 조절기(30)는 상기 매니폴드(10)의 수지유로(11)나 또는 노즐(20)의 수지유로(21) 상에 일단이 구비되어 회전되는 것에 의해 수지의 통과량을 가변적으로 조절하여 최종적으로 노즐(20)을 통해 배출되는 수지의 토출량을 제어하기 위한 것으로, 핫런너를 구성하는 매니폴드(10) 또는 노즐(20)의 각 수지유로(11,21) 상에 설치되는 조절회전체(31)를 필수 구성요소로 한다.

상기 조절회전체(31)는 소정의 길이를 갖는 원기둥의 부재를 가공한 길이재의 부재로서, 핫런너를 구성하는 구성요소 중 수지가 이동되는 유로를 형성한 구성요소 즉, 매니폴드(10) 또는 노즐(20)에 설치되는 구성이다.

이러한 조절회전체(31)는 그 일단이 매니폴드(10)의 수지유로(11)나, 이 매니폴드(10)의 수지유로(11)에 연결되는 노즐(20)의 수지유로(21) 상에 회전 가능하게 설치되고, 그 타단은 구동원에 연결되거나 또는 작업자로부터 회전 조작력을 입력받도록 연결되는 구조이다. 즉, 상기 조절회전체(31)는 일측면에 핫런너를 구성하는 요소 중 수지가 유동되는 통로 즉, 수지유로에 대하여 수직이 되도록 배치되면서 회전 가능하게 설치되고, 수지유로 상에 위치되는 부분은 두께를 감소시켜 회전 정도에 따라 수지유로의 통로를 넓히거나 좁히도록 구비된다.

본 발명에서의 조절회전체(31)는 수지가 이동되는 통로인 수지유로 상에 위치되어 수지유로의 구멍 크기를 가변 조절하는 부분인 판 형상의 조절판부(31b)와, 이 조절판부(31b)의 일측에서 연장되어 끝단부를 형성하는 것으로 상기 수지유로가 형성된 핫런너의 구성요소 일측에 회전 가능하게 슬라이드 끼움으로 조립되는 원기둥 형상을 갖는 헤드부싱(31a)과, 상기 헤드부싱(31a)과 반대되는 조절판부(31b)의 타측으로 연장되는 것으로 마찬가지로 수지유로가 형성된 핫런너의 구성요소 타측에 회전 가능하게 슬라이드 삽입되는 원기둥 형상을 갖는 미들부싱(31c)과, 상기 미들부싱(31c)에서 연장 구비되어 핫런너의 구성요소의 일측과 요철구조로 구속 회전되게 외면에 요철이 형성된 요철회전부(31d)와, 상기 요철회전부(31d)에서 연장되어 외부로 노출 구비되는 연결단부(31e)로 구성된다.

상기, 조절판부(31b)는 원기둥 형상의 헤드부싱(31a)과 미들부싱(31c)을 연결하는 부분으로, 원기둥 형상의 양측면을 제거하여 두께를 갖는 판형상을 갖도록 형성한 것으로, 상기 핫런너의 수지유로의 지름을 가변 조절하는 크기로 구비될 수 있다. 즉, 수지유로 상에 설치된 조절판부(31b)가 도 7에서와 같이 수직하게 세워진 형태로 회전된 상태에서 수지의 통과량이 최대가 되고, 도 6에서와 같이 소정각도 회전하였을 때에는 상기 도 7에 비하여 수지의 통과량이 줄어들게 되고, 도 5에서와 같이 조절판부(31b)가 수평 상태로 회전하게 되면 수지의 통과량이 최소 상태가 된다.

한편, 본 발명에서의 조절판부(31b)는 도 5에 나타낸 바와 같이 수평 상태로 회전하였을 때 상기 수지유로를 완전히 차폐하지 않고 양쪽으로 수지가 통과될 수 있도록 구멍이 형성되는데, 이는 가공상의 자유도를 높임과 아울러 핫런너를 구성하는 구성요소인 매니폴드나 노즐의 가공오차 정도만을 보상하면 되므로 불필요하게 수지유로를 완전 차폐할 필요가 없기 때문이다.

또한, 본 발명에서의 조절판부(31b)는 판 형상의 형태로 제공되는 것을 제안하였으나, 회전에 따라 수지유로의 지름을 가변시킬 수 있는 구조적인 특징을 갖는다면 그 형태는 다양하게 변형되는 것도 가능할 것이다.

이와 같이 구성되는 조절회전체(31)는 구동원에 연결되어 자동 회전되거나 또는 작업자로부터 조작력을 받아 수동 회전되게 구성될 수 있다.

도 8은 구동원에 의해 조절회전체(31)가 회전되는 구성을 나타낸 수지압 조절기(30)가 적용된 매니폴드(10)를 포함하는 핫런너를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도면을 참조하면, 핫런너를 구성하는 구성요소 중 하나인 매니폴드(10)의 내부에는 수평 방향으로 수지유로(11)가 형성되고, 이 수지유로(11)에 대하여 수직하는 방향으로 조절회전체(31)가 설치되며, 이 조절회전체(31)의 조절판부(31b)는 상기 수지유로(11) 상에 위치되게 배치된다. 이러한 조절회전체(31)는 그 일측 끝단부인 헤드부싱(31a)과 상기 조절판부(31b)를 중심으로 반대측에 형성된 미들부싱(31c)은 상기 매니폴드(10)의 내부에 회전 가능하게 슬라이드 끼움으로 조립되고, 상기 미들부싱(31c)의 일측에 연장 형성된 요철회전부(31d)는 상기 매니폴드(10)의 내부 일측에 형성된 요철 형상의 홈부(a)에 조립되어 길이 방향으로 유동되는 것이 방지되게 구비된다. 또한, 상기 요철회전부(31d)의 일측으로 연장 형성되는 연결단부(31e)는 상기 매니폴드(10)의 외부로 노출 구비되며, 이 연결단부(31e)에는 구동모터(35)가 연결되어 구동력을 전달하도록 구성되고, 상기 구동모터(35)는 사용자로부터 입력조작을 받는 복수의 스위치나 버튼으로 이루어진 키패드 및 동작 상태를 화면이나 음향으로 출력하는 표시부를 포함한 컨트롤러(37)가 전기적으로 연결되는 구성이다.

이러한 구성에 의해 사용자가 매니폴드(10)의 수지유로(11)를 통과하는 수지량을 조절하기 위해서는, 상기 컨트롤러(37)에 제공되는 키패드를 조작하면, 조작신호를 인가받은 상기 컨트롤러(37)가 구동모터(35)에 제어신호를 출력하고, 상기 구동모터(35)는 상기 연결단부(31e)를 연동 회전시키는 것에 의해 수지유로(11)에 대한 수지 통과량 조절이 이루어진다.

한편, 상기 구동모터(35)는 모터의 회전수를 단속할 수 있는 인코더가 구비된 인코더 모터 또는 서보 모터 또는 스테핑 모터가 사용될 수 있으며, 이외에도 컨트롤러(37)로부터 제어신호를 받아 회전수 또는 회전각도 조절이 가능한 구동원이라면 제한없이 사용 가능할 것이다.

도 9는 구동원에 의해 조절회전체(31)가 회전되는 구성을 나타낸 수지압 조절기(30)가 적용된 노즐(20)을 포함하는 핫런너를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 10은 도 9의 요부구성을 발췌한 부분 확대 사시도로서, 본 실시례는 앞서 설명한 도 8과 대동소이한 구성이며, 다만 조절회전체(31)가 매니폴드(10)가 아닌 노즐(20)에 설치되는 차이가 있다.

도면을 참조하면, 노즐(20)의 내부 중심에 수직하게 형성된 수지유로(21)에 수평 방향으로 조절회전체(31)가 회전 가능하게 설치되어 있으며, 이 조절회전체(31)의 조절판부(31b)는 상기 수지유로(21) 상에 위치되게 배치된다. 이러한 조절회전체(31)는 그 일측 끝단부인 헤드부싱(31a)과 상기 조절판부(31b)를 중심으로 반대측에 형성된 미들부싱(31c)은 상기 노즐(20)의 내부에 회전 가능하게 슬라이드 끼움으로 조립되고, 상기 미들부싱(31c)의 일측에 연장 형성된 요철회전부(31d)는 상기 노즐(20)의 내부 일측에 형성된 요철 형상의 홈부(a)에 조립되어 길이 방향으로 유동되는 것이 방지되게 구비된다. 또한, 상기 요철회전부(31d)의 일측으로 연장 형성되는 연결단부(31e)는 상기 노즐(20)의 외부로 노출 구비되며, 이 연결단부(31e)에는 구동모터(35)가 연결되어 구동력을 전달하도록 구성되고, 상기 구동모터(35)는 사용자로부터 입력조작을 받는 복수의 스위치나 버튼으로 이루어진 키패드 및 동작 상태를 화면이나 부저 또는 음향으로 출력하는 표시부를 포함한 컨트롤러(37)가 전기적으로 연결되는 구성이다.

이러한 구성에 의해 사용자가 노즐(20)의 수지유로(21)를 통과하는 수지량을 조절하기 위해서는, 상기 컨트롤러(37)에 제공되는 키패드를 조작하면, 조작신호를 인가받은 상기 컨트롤러(37)가 구동모터(35)에 제어신호를 출력하고, 상기 구동모터(35)는 상기 연결단부(31e)를 연동 회전시키는 것에 의해 수지유로(21)에 대한 수지 통과량 조절이 이루어진다.

한편, 상기 구동모터(35)는 모터의 회전수를 단속할 수 있는 인코더가 구비된 인코더 모터 또는 서보 모터 또는 스테핑 모터가 사용될 수 있으며, 이외에도 컨트롤러(37)로부터 제어신호를 받아 회전수 또는 회전각도 조절이 가능한 구동원이라면 제한없이 사용 가능할 것이다.

도 11은 작업자가 수작업으로 조절회전체(31)를 회전시키는 구성을 나타낸 수지압 조절기(30)가 적용된 매니폴드(10)를 포함하는 핫런너를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도면을 참조하면, 핫런너를 구성하는 구성요소 중 하나인 매니폴드(10)의 내부에는 수평 방향으로 수지유로(11)가 형성되고, 이 수지유로(11)에 대하여 수직하는 방향으로 조절회전체(31)가 설치되며, 이 조절회전체(31)의 조절판부(31b)는 상기 수지유로(11) 상에 위치되게 배치된다.

이러한 조절회전체(31)는 그 일측 끝단부인 헤드부싱(31a)과 상기 조절판부(31b)를 중심으로 반대측에 형성된 미들부싱(31c)은 상기 매니폴드(10)의 내부에 회전 가능하게 슬라이드 끼움으로 조립되고, 상기 미들부싱(31c)의 일측에 연장 형성된 요철회전부(31d)는 상기 매니폴드(10)의 내부 일측에 형성된 요철 형상의 홈부(a)에 조립되어 길이 방향으로 유동되는 것이 방지되게 구비된다.

또한, 상기 요철회전부(31d)의 일측으로 연장 형성되는 연결단부(31e)는 상기 매니폴드(10)의 외부로 노출 구비되며, 이 연결단부(31e)에는 작업자로부터 회전 조작력을 입력받아 전달하는 가요성축(34)이 연결된다.

미설명 부호 (34a)는 가요성축(34)의 일측 끝단부에 제공되어 작업자로부터 회전 조작력을 받는 다이얼 손잡이를 지시한 것으로, 본 발명에서 제안하는 다이얼 손잡이 외에도 가요성축의 회전을 용이하게 하는 부품으로 대체되는 가능하다.

한편, 본 실시례에서는 가요성축(34)을 상기 연결단부(31e)에 직접 연결하는 것도 가능하지만, 바람직하게는 조작의 편의성을 높일 수 있도록 상기 가요성축(34)에 작용하는 회전비를 연결단부(31e)에 감속 전달되게 상기 연결단부(31e)와 가요성축(34) 사이에 감속기어부(33)를 부가 구성하는 것을 제안한다.

이러한 구성에 의해 작업자가 상기 가요성축(34)을 소정 각도로 회전시키면, 이 가요성축(34)에 전달된 회전각도는 상기 감속기어부(33)에 전달되어 일정비율로 감속 전달됨에 따라 결과적으로 조절회전체(31)에 대한 미세 조절이 가능하게 된다.

도 12는 작업자가 수작업으로 조절회전체(31)를 회전시키는 구성을 나타낸 수지압 조절기(30)가 적용된 매니폴드(10)를 포함하는 핫런너를 개략적으로 나타낸 단면도로서, 본 실시례는 앞서 설명한 도 11의 구성과 대동소이하며, 다만 조절회전체(31)가 매니폴드(10)가 아닌 노즐(20)에 설치되는 차이가 있다.

도면을 참조하면, 핫런너를 구성하는 구성요소 중 하나인 노즐(20)의 내부에는 수직 방향으로 수지유로(21)가 형성되고, 이 수지유로(21)에 대하여 수평 방향으로 조절회전체(31)가 설치되며, 이 조절회전체(31)의 조절판부(31b)는 상기 수지유로(21) 상에 위치되게 배치된다.

이러한 조절회전체(31)는 그 일측 끝단부인 헤드부싱(31a)과 상기 조절판부(31b)를 중심으로 반대측에 형성된 미들부싱(31c)은 상기 노즐(20)의 내부에 회전 가능하게 슬라이드 끼움으로 조립되고, 상기 미들부싱(31c)의 일측에 연장 형성된 요철회전부(31d)는 상기 노즐(20)의 내부 일측에 형성된 요철 형상의 홈부(a)에 조립되어 길이 방향으로 유동되는 것이 방지되게 구비된다.

또한, 상기 요철회전부(31d)의 일측으로 연장 형성되는 연결단부(31e)는 상기 노즐(20)의 외부로 노출 구비되며, 이 연결단부(31e)에는 작업자로부터 회전 조작력을 입력받아 전달하는 가요성축(34)이 연결된다.

한편, 본 실시례에서는 가요성축(34)을 상기 연결단부(31e)에 직접 연결하는 것도 가능하지만, 바람직하게는 조작의 편의성을 높일 수 있도록 상기 가요성축(34)에 작용하는 회전비를 연결단부(31e)에 감속 전달되게 상기 연결단부(31e)와 가요성축(34) 사이에 감속기어부(33)를 부가 구성하는 것을 제안한다. 여기서, 상기 감속기어부(33)는 복수의 기어교합으로 이루어진 감속기어가 사용되어도 무방하므로 상세한 설명은 생략한다.

이러한 구성에 의해 작업자가 상기 가요성축(34)을 소정 각도로 회전시키면, 이 가요성축(34)에 전달된 회전각도는 상기 감속기어부(33)에 전달되어 일정비율로 감속 전달됨에 따라 결과적으로 조절회전체(31)에 대한 미세 조절이 가능하게 된다.

상기와 같이 구성되는 핫런너수지량 조절장치는 다수의 노즐이 장착되는 멀티 타입의 사출성형기에서 각 노즐의 사출량이 균일하지 않는 경우, 조절 대상에 해당되는 노즐에 장착된 수지압 조절기(30)를 동작시키면 결과적으로 수지유로 상에 설치된 조절회전체(31)를 정방향 또는 역방향 회전시켜 이 조절회전체(31)를 구성하는 조절판부(31b)가 수지유로(11)의 개방량을 조절되는 것에 의해 해당 노즐의 사출량 제어가 가능하게 된다.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 적용 부위를 변경하여 사용하는 것이 가능하고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10 : 매니폴드 11,21 : 수지유로
20 : 노즐 30 : 수지압 조절기

Claims (5)

1. 금형의 캐비티에 용융 수지를 주입하기 위한 수지유로를 구비한 핫런너에 설치되어 수지의 통과량을 조절하는 핫런너 수지량 조절장치에 있어서,
   일단이 수지유로를 가로질러 배치되고 그 타단은 외부로 노출 구비되되 회전 가능하게 설치되는 것으로, 상기 수지유로 상에 위치되는 부분은 양측면을 제거하여 두께를 갖는 판 형상을 갖도록 하여 회전시 수지유로의 크기를 가변 조절하는 조절판부를 구비한 조절 회전체 및 상기 외부로 노출된 조절 회전체의 타단에 연결되어 회전 구동력을 전달하는 것으로 외부로부터 전원을 공급받아 정·역 회전을 하는 구동모터 및 이 구동모터에 전기적으로 연결되어 제어신호를 인가하는 컨트롤러로 이루어진 수지압 조절기를 포함하며,
   상기 조절 회전체는, 상기 수지유로 상에 위치되는 판 형상의 조절판부 및 이 조절판부의 일측에서 연장되어 끝단부를 형성하는 것으로 상기 핫런너를 구성하는 구성요소 일측에 회전 가능하게 슬라이드 끼움되는 원기둥 형상을 갖는 헤드부싱 및 상기 조절판부를 중심으로 헤드부싱과 반대되는 타측으로 연장되어 핫런너를 구성하는 구성요소의 일측에 회전 가능하게 슬라이드 끼움되는 원기둥 형상을 갖는 미들부싱 및 상기 미들부싱에서 연장 구비되어 핫런너를 구성하는 구성요소 일측과 요철구조로 구속 회전되는 것으로 외면에 요철이 형성된 요철회전부 및 상기 요철회전부에서 연장되어 외부로 노출 구비되는 연결단부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 핫런너 수지량 조절장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 구동모터는 서보 모터 또는 스테핑 모터 또는 회전수를 검출하여 컨트롤러에 인가하는 인코더 모터 중 어느 하나가 사용되는 것을 특징으로 하는 핫런너 수지량 조절장치.
   
3. 금형의 캐비티에 용융 수지를 주입하기 위한 수지유로를 구비한 핫런너에 설치되어 수지의 통과량을 조절하는 핫런너 수지량 조절장치에 있어서,
   일단이 수지유로를 가로질러 배치되고 그 타단은 외부로 노출 구비되되 회전 가능하게 설치되는 것으로, 상기 수지유로 상에 위치되는 부분은 양측면을 제거하여 두께를 갖는 판 형상을 갖도록 하여 회전시 수지유로의 크기를 가변 조절하는 조절판부를 구비한 조절 회전체 및 상기 외부로 노출된 조절 회전체의 타단에 연결되어 회전력을 전달하는 것으로 작업자로부터 조작력을 받아 정·역 회전하는 가요성축을 구비하는 수지압 조절기를 포함하며,
   상기 조절 회전체는, 상기 수지유로 상에 위치되는 판 형상의 조절판부와;
   이 조절판부의 일측에서 연장되어 끝단부를 형성하는 것으로 상기 핫런너를 구성하는 구성요소 일측에 회전 가능하게 슬라이드 끼움되는 원기둥 형상을 갖는 헤드부싱과;
   상기 조절판부를 중심으로 헤드부싱과 반대되는 타측으로 연장되어 핫런너를 구성하는 구성요소의 일측에 회전 가능하게 슬라이드 끼움되는 원기둥 형상을 갖는 미들부싱과;
   상기 미들부싱에서 연장 구비되어 핫런너를 구성하는 구성요소 일측과 요철구조로 구속 회전되는 것으로 외면에 요철이 형성된 요철회전부와;
   상기 요철회전부에서 연장되어 외부로 노출 구비되는 연결단부;
   를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 핫런너 수지량 조절장치.;
   
4. 삭제
5. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 조절 회전체는,
   상기 핫런너를 구성하는 노즐의 수지유로 또는 매니폴드의 수지유로에 상기 조절판부가 위치되게 설치되는 것을 특징으로 하는 핫런너수지량 조절장치.

Images