KR101895579B1 - Nozzle system for hot runner injection molding - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 핫 러너(Hot runner) 사출성형용 노즐에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 매니폴트 유닛(manifold unit)과 노즐 유닛을 통해 사출되는 수지의 흐름을 원활하게 하기 위하여 핫 러너 사출성형용 노즐에 가열/냉각의 시스템을 개선하고, 노즐간의 수지 흐름의 밸런스를 맞추기 위한 노즐간의 수지 흐름의 콘트롤 시스템을 구비하도록 한 핫 러너 사출성형용 노즐 시스템에 관한 기술 분야이다.BACKGROUND OF THE
핫 러너 시스템(hot runner system)은 수지의 흐름을 좋게하고, 성형불량(웨드라인 등)을 감소시키기 위하여 사용되는 일련의 사출성형 시스템이다.A hot runner system is a series of injection molding systems used to improve the flow of resin and to reduce molding defects (such as weddings).
사출기 실린더에서 뿜어져 나오는 고열의 수지는 사출되는 순간 자연 냉각이나 금형 접촉으로 인한 냉각이 발생하게 되는데, 이때 고열의 수지는 부분적인 냉각이 발생가게 된다. 이 경우, 금형 내부로 원활히 흘러들어가서 제위치에서 냉각되어 굳어져야할 수지는 유동하는 과정에서 부분 냉각되어 최종 생산물의 품질에 크고 작은 문제점을 야기하게 된다.The high temperature resin blown out from the cylinder of the injection machine is cooled by the natural cooling or the mold contact at the moment of injection. At this time, the high temperature resin is partially cooled. In this case, the resin that flows smoothly into the mold and is cooled at the position to be hardened is partially cooled in the process of flowing, resulting in large and small problems in the quality of the final product.
핫 러너 시스템의 경우, 사출되는 수지를 노즐을 통과할 때까지 적정한 온도를 유지시켜주는 시스템에 해당하는데, 이 경우에도 노즐의 불균일 가열의 문제나, 복수 개의 노즐 상호간에 수지의 흐름에 밸런스가 맞지 않는 문제점이 여전히 존재하고 있다.In the case of the hot runner system, it corresponds to a system that maintains the proper temperature until the injected resin passes through the nozzle. In this case, too, there is a problem of nonuniform heating of the nozzle and a balance of the resin flow between the plural nozzles The problem still exists.
핫 러너와 관련된 종래의 기술로는 "복수 노즐형 핫 런너의 히팅 시스템(한국 특허 공개번호 제10-2012-0046486호, 이하 특허문헌 1이라 한다.)"이 존재한다.As a conventional technology related to a hot runner, there is a "heating system of a multiple nozzle type hot runner " (Korean Patent Publication No. 10-2012-0046486, hereinafter referred to as Patent Document 1).
특허문헌 1은 복수 노즐형 핫 런너의 히팅 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는, 금형에 액상 상태의 플라스틱 융해제를 공급하기 위한 핫 런너의 히팅 구조를 변경하여 액상 플라스틱 융해제 공급에 필요한 열원을 통합 관리하여 열손실을 줄이는 동시에 각 노즐 간 열 균형을 맞출 수 있도록 하는 한편 히터 및 온도센서를 비롯한 설치 부품수를 줄이고 부품 설치를 위한 가공비용을 줄여 경제적인 제작이 가능하면서도 유지 및 보수 점검을 신속하고 간편하게 하고 오작동이 적은 고신뢰성 복수 노즐형 핫 런너의 히팅 시스템에 관한 것이다.
특허문헌1은 노즐이 장착되는 베이스 블록, 베이스 블럭에 설치되는 카트리지 히터, 카트리지 히터의 히팅 열을 베이스 블럭에 열 균형을 이루도록 전도하기 위해 베이스 블럭을 따라 설치된 히트 파이프 베이스 블럭의 열을 노즐에 전도하기 위하여 노즐에 설치된 히트 파이프로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 "핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리(한국 등록 특허 제10-1311229호, 이하 특허문헌 2라 한다.)" 역시 존재한다.There is also a "micro nozzle assembly of a hot runner system (Korean Patent No. 10-1311229, hereinafter referred to as Patent Document 2)".
특허문헌 2는 카메라 경통 등과 같은 고정밀도의 제품을 성형하는 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리에 관한 것으로서, 고정밀도의 사출 제품 성형을 위한 용융 수지 주입시 스프루 부시(Sprue bush)로부터 주입되는 용융수지를 금형의 캐비티 내로 주입하는 노즐의 형태 및 배치 구조, 히팅 방식 등을 개선하여, 용융 수지가 균형있게 분배되면서 안정적이면서 원활하게 유동될 수 있도록 한 새로운 형태의 노즐 주입 방식을 구현함으로써, 핫런너 시스템에서 고정밀도의 제품을 효과적으로 성형할 수 있는 한편, 실린더 액추에이터의 작동에 따라 상하 움직이면서 밸브 핀을 잡아주고 있는 핀 플레이트의 형태를 개선하여, 밸브 핀의 상하 유동을 정확하게 안내할 수 있는 새로운 형태의 가이드 방식을 구현함으로써, 밸브 핀의 정확한 상하 직선 거동을 확보할 수 있고, 결국 용융 수지의 유동제어를 보다 효율적으로 수행할 수 있는 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리를 제공한다.Patent Document 2 relates to a micro-nozzle assembly of a hot runner system for molding a high-precision product such as a camera lens barrel and the like, in which a molten resin injected from a sprue bush during molten resin injection for molding a high- The present invention realizes a novel nozzle injection system that improves the shape and arrangement of the nozzles for injecting the molten resin into the cavity of the mold so that the molten resin can be stably and smoothly distributed while being balancedly distributed, The present invention can improve the shape of the pin plate holding the valve pin by moving up and down according to the operation of the cylinder actuator and can accurately guide the upward and downward movement of the valve pin. By implementing this method, the exact upper and lower straight line of the valve pin Can be secured and, finally provides a micro-nozzle assembly for a hot runner system it can be efficiently performed than the control flow of the molten resin.
마찬가지로, "핫 런너용 노즐장치(한국 등록특허 제10-1265681호, 이하 특허문헌 3이라 한다.)"도 존재한다.Similarly, there is a "nozzle device for a hot runner (Korean Patent No. 10-1265681, hereinafter referred to as Patent Document 3).
특허문헌 3은 핫 런너용 노즐장치에 관한 것으로, 내부에 용융된 상태의 수지가 유동될 수 있는 통로가 관통 형성된 노즐 몸체, 수지를 공급하는 실린더와 통로가 연통되도록 노즐 몸체의 전단면과 밀착되어 착탈 가능하게 결합되며, 노즐 몸체와 실린더를 연결시키는 실린더 연결 부재 및 노즐 몸체의 후단면에 밀착되어 착탈 가능하게 결합되되, 실린더에서 공급된 수지가 통로를 통해 유동되어 캐비티 내부로 유입되도록 통로와 캐비티가 연통되게 연결시키며, 수지의 공급으로 인해 발생되는 진동에 의해서 노즐 몸체로부터 이탈되는 것을 방지하도록 체결부재에 의해 결합되는 캐비티 연결 부재를 포함한다.Patent Document 3 relates to a nozzle device for a hot runner, which comprises a nozzle body having a passage through which molten resin can flow, a cylinder for supplying resin, and a nozzle A cylinder connecting member which is detachably coupled to the cylinder body and is connected to the rear end surface of the nozzle body in a detachable manner so that resin supplied from the cylinder flows through the passage and flows into the cavity, And a cavity connecting member which is coupled by a fastening member so as to prevent it from being separated from the nozzle body by the vibration generated by the supply of the resin.
아울러, "핫 러너 시스템의 노즐(한국 특허 공개번호 제10-2012-0042204호, 이하 특허문헌 4라 한다.)" 역시 존재한다.There is also a nozzle of a hot runner system (Korean Patent Laid-Open No. 10-2012-0042204, hereinafter referred to as Patent Document 4).
특허문헌 4는 핫 러너 시스템의 노즐에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수지주입공으로 공급된 용융수지가 지나게 되는 밸브링에 수지주입공보다 작은 체적의 유로를 형성함으로써 수지공급압을 증가시키고 증가된 압력을 통해 용융수지와 섞여서 유입되는 가스 성분을 외부로 배출시키게 되는 노즐에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은 노즐 바디의 하부에 끼워진 노즐 팁 상단에 복수의 밸브링이 적층 배열되고 밸브링의 내측에는 일정 체적의 증압 매스가 삽입 설치되는 것으로, 증압 매스는 밸브핀이 관통하게 되는 매스 바디와 이 매스 바디의 외주면에서 돌출되는 복수의 매스 날개로 이루어지고, 수지주입공보다 좁아진 매스 날개 사이의 유로들을 통과하면서 수지공급압에 의해 벌어진 밸브링들 사이로 용융수지와 섞여 있는 가스가 밀려나가도록 된 것을 특징으로 하는 핫 러너 시스템의 노즐을 제공한다.Patent Document 4 relates to a nozzle of a hot runner system, and more particularly to a nozzle of a hot runner system, in which a flow path of a volume smaller than a resin injection hole is formed in a valve ring through which molten resin fed to a resin injection hole passes, To the outside of the molten resin. To this end, the present invention is characterized in that a plurality of valve rings are stacked on the upper end of the nozzle tip fitted to the lower part of the nozzle body, and a pressure-increasing mass of a constant volume is inserted into the inside of the valve ring, And a plurality of mass blades protruding from the outer circumferential surface of the mass body. The gas mixed with the molten resin is pushed between the valve rings opened by the resin supply pressure while passing through the flow paths between the mass blades narrower than the resin injection holes Wherein the nozzle of the hot runner system is provided with a nozzle.
이들 선행 특허문헌 들은 핫러너 시스템을 위한 다양한 기술적인 시도를 하였으나, 노즐 상호간의 유동 밸런스가 여전히 해소되지 못하는 점, 그리고 노즐 자체의 불균일 가열 혹은 냉각이 발생하여 수지 흐름이 최적화되지 않은 점 등은 여전이 해결해야 하는 문제들에 해당한다.These prior art documents have attempted various technical attempts for a hot runner system, but the fact that the flow balance between the nozzles is still not solved, and that the resin flow is not optimized due to uneven heating or cooling of the nozzle itself, This is a problem that needs to be solved.
본 발명에 따른 핫 러너 사출성형용 노즐 시스템은 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다음과 같은 해결하고자 하는 과제를 제시한다.The nozzle system for hot runner injection molding according to the present invention is devised in order to solve the above-described conventional problems, and presents the following problems to be solved.
첫째, 복수 개의 노즐 상호간에 수지의 흐름에 밸런싱을 가질 수 있도록 하고자 한다.First, it is desired to be able to balance resin flow between a plurality of nozzles.
둘째, 노즐의 가열시 발생하는 부분 가열 등의 가열이 균일하지 못한점과 가열에 발생되는 시간적 지연을 최소화하고자 한다.Second, it is aimed to minimize the time-consuming heating and delay in the heating of the nozzle during partial heating.
셋째, 노즐 각각에 유동이 원활하지 못한 문제점이나, 노즐 상호간의 유동을 독립적으로 조절할 수 있도록 하고자 한다.Third, it is desired to independently control the flow between the nozzles or between the nozzles.
본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The solution of the present invention is not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명에 따른 핫 러너 사출성형용 노즐 시스템은 상기의 해결하고자 하는 과제를 위하여 다음과 같은 과제 해결 수단을 가진다.The nozzle system for hot runner injection molding according to the present invention has the following problem solution for the above-mentioned problem to be solved.
본 발명에 따른 핫 러너 사출성형용 노즐 시스템은 핫 러너(hot runner) 사출성형을 위한 노즐의 시스템으로서, 상기 노즐의 몸체를 이루며, 내부에 수지의 이동을 위한 내열성 탄성 소재의 관로가 제공되어, 상기 관로를 통해 수지의 사출이 이루어지도록 하는 보디유닛; 및 상기 노즐에 제공되어, 상기 노즐을 통해 사출되는 수지의 유동을 조절하는 유동밸런싱유닛을 포함하되, 상기 유동밸런싱유닛은, 상기 보디유닛에 제공되어, 회전동력을 발생시키는 구동유닛; 상기 보디유닛의 몸체 내부에 함입되도록 제공되어, 상기 구동유닛으로부터 상기 회전동력을 인가받아 회전되며, 상기 회전동력을 통한 회전시 편심에 의한 회전 불균형을 통해 진동을 발생시켜 상기 보디유닛에 진동을 가하여 상기 노즐을 통해 사출되는 수지의 유동을 조절하는 진동유닛; 및 상기 구동유닛을 제어하며, 상기 구동유닛에 회전동력 발생을 위한 전력을 조절하는 중앙제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The nozzle system for hot runner injection molding according to the present invention is a system of nozzles for hot runner injection molding, which comprises a body of the nozzle, a pipe for heat-resistant elastic material for transferring resin is provided inside, A body unit for injecting resin through the conduit; And a flow balancing unit that is provided in the nozzle and adjusts the flow of the resin injected through the nozzle, wherein the flow balancing unit includes: a driving unit provided in the body unit to generate rotational power; The body unit is provided to be embedded in the body of the body unit. The body unit is rotated by receiving the rotational power from the driving unit. The body unit vibrates due to rotational unbalance due to eccentricity during rotation through the rotational power, A vibration unit for adjusting the flow of the resin injected through the nozzle; And a central control unit for controlling the driving unit and adjusting power for generating rotational power to the driving unit.
본 발명에 따른 핫 러너 사출성형용 노즐 시스템의 상기 유동밸런싱유닛은, 상기 보디유닛의 상기 관로에 제공되어, 상기 관로의 직경을 확장 또는 축소시켜, 상기 관로를 통해 사출되는 상기 수지의 유동을 조절하는 유동조절유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The flow balancing unit of the nozzle system for hot runner injection molding according to the present invention is provided in the conduit of the body unit so as to expand or contract the diameter of the conduit to control the flow of the resin injected through the conduit And a flow control unit for controlling the flow rate of the fluid.
본 발명에 따른 핫 러너 사출성형용 노즐 시스템의 상기 유동조절유닛은, 중앙에 관통 개구를 형성하는 복수 개의 플레이트를 구비하여 상기 관통 개구는 상기 관로의 외주면에 둘러싸도록 제공되며, 상기 구동유닛의 회전동력을 인가받아 상기 관로의 직경을 조절하는 블레이드부; 및 상기 블레이드부의 상기 복수 개의 플레이트를 지지하며 상기 복수 개의 플레이트가 상호 슬라이딩되도록 하는 서클보디부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The flow control unit of the nozzle system for hot runner injection molding according to the present invention comprises a plurality of plates forming a through hole at the center, the through hole being provided so as to surround the outer circumferential surface of the duct, A blade unit that receives the power and adjusts the diameter of the pipe; And a circular body portion supporting the plurality of plates of the blade portion and allowing the plurality of plates to slide with respect to each other.
본 발명에 따른 핫 러너 사출성형용 노즐 시스템의 상기 보디유닛은, 복수 개로 구비되며, 상기 복수 개의 보디 유닛 각각에는 상기 구동유닛과 상기 유동조절유닛이 개별적으로 배치되고, 상기 중앙제어유닛은, 복수 개의 보디유닛 각각의 상기 구동유닛과 상기 유동조절유닛을 독립적으로 제어하여, 상기 복수 개의 보디유닛에 유동되어 사출되는 수지에 밸런싱을 가하는 것을 특징으로 할 수 있다.In the nozzle system for hot runner injection molding according to the present invention, a plurality of the body units are provided, and the drive unit and the flow control unit are separately disposed in each of the plurality of body units, And independently controlling the driving unit and the flow control unit of each of the plurality of body units and balancing the resin injected by flowing into the plurality of body units.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 핫 러너 사출성형용 노즐 시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다.The nozzle system for hot runner injection molding according to the present invention having the above-described configuration provides the following effects.
첫째, 노즐 상호간의 수지의 유동을 조절할 수 있도록 하는바, 노즐 상호간의 수지의 밸런싱을 가져다 줄 수 있다.First, it is possible to control the flow of the resin between the nozzles, which can bring about balancing of the resin between the nozzles.
둘째, 노즐을 감는 코일 자체의 발열이 아니라, 노즐을 감는 코일의 전자기 유도에 의해 노즐 자체의 발열을 유도함으로써, 빠르고 균일한 가열이 이루어지도록 한다.Second, the heating of the nozzle itself is induced by the electromagnetic induction of the coil wound around the nozzle, rather than the heat generated by the coil itself winding the nozzle, so that rapid and uniform heating is achieved.
셋째, 노즐을 감는 코일 자체의 발열이 아니므로, 코일 등의 가열로 인한 수명 단축의 문제를 일거에 해결하는 효과를 제공한다.Third, since the coil itself is not generating heat, it is possible to solve the problem of shortening the service life due to heating of the coil.
넷째, 전자기 유도 방식의 자체 발열을 통해 가열이 이루어지는바, 기존의 열 전도에 의한 가열보다는 월등히 빠른 가열이 이루어지게 된다.Fourth, since the heating is performed through the self-heating of the electromagnetic induction type, the heating is much faster than the conventional heating by the heat conduction.
다섯째, 노즐 자체의 진동 발생을 통해 유동에 문제가 발생하는 경우 수지 유동을 원활하게 함은 물론, 수지에 예기치 못한 기포가 발생하는 경우에도 기포를 제거할 수 있는 효과도 제공한다.Fifth, when a problem occurs in the flow due to the vibration of the nozzle itself, the flow of resin is smoothly performed, and bubbles can be removed even when unexpected bubbles are generated in the resin.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 러너 사출성형용 노즐 시스템이 적용된 부분 정단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 노즐유닛 중심의 정단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 러너 사출성형용 노즐 시스템의 유동밸런싱 유닛의 블록도이다.
도 4는 도 3의 유동 조절 유닛의 평면도이다.1 is a partial front sectional view to which a nozzle system for hot runner injection molding according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a front sectional view of the center of the nozzle unit shown in Fig.
3 is a block diagram of a flow balancing unit of a nozzle system for hot runner injection molding according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a top view of the flow conditioning unit of Figure 3;
본 발명에 따른 핫 러너 사출성형용 노즐 시스템은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The nozzle system for hot runner injection molding according to the present invention can make various changes and have various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the description. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 러너 사출성형용 노즐 시스템이 적용된 부분 정단면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 노즐유닛 중심의 정단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핫 러너 사출성형용 노즐 시스템의 유동밸런싱 유닛의 블록도이다. 도 4는 도 3의 유동 조절 유닛의 평면도이다.1 is a partial front sectional view to which a nozzle system for hot runner injection molding according to an embodiment of the present invention is applied. 2 is a front sectional view of the center of the nozzle unit shown in Fig. 3 is a block diagram of a flow balancing unit of a nozzle system for hot runner injection molding according to an embodiment of the present invention. Figure 4 is a top view of the flow conditioning unit of Figure 3;
본 발명에 따른 핫 러너 사출성형용 노즐 시스템은 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 핫 러너(hot runner) 사출성형을 위한 노즐 시스템으로서, 보디유닛(110) 및 유동밸런싱유닛(200)을 포함한다. The nozzle system for hot runner injection molding according to the present invention is a nozzle system for hot runner injection molding as shown in Figs. 1 and 2, including a
먼저, 핫 러너(hot runner) 사출성형이란, 노즐을 통해 사출되는 수지의 흐름을 최적화하고, 노즐 상호간의 밸런싱을 갖추기 위한 시스템에 해당한다.First, hot runner injection molding corresponds to a system for optimizing the flow of the resin injected through the nozzles and balancing the nozzles with each other.
앞서 설명한 바와 같이, 수지의 흐름은 노즐의 온도 불균일은 물론, 다른 부분으로의 접촉, 자연 냉각 등을 통해 온도의 불균일, 부분 냉각 등으로 인해 수지의 흐름이 원활하지 않아 최종 생산물의 품질에 악영향을 미치게 되는데, 핫 러너 성형사출 시스템은 노즐 등의 온도를 수지의 냉각이 발생하지 않도록 하여 수지의 흐름을 최적화하기 위한 시스템의 일종이다.As described above, the resin flow is not smooth due to uneven temperature of the nozzle, uneven temperature due to contact with other parts, natural cooling, partial cooling, and the like, and adversely affect the quality of the final product The hot runner molding injection system is a type of system for optimizing the flow of resin by preventing the temperature of nozzles and the like from being cooled.
도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 보디유닛(110)은 노즐(100)의 몸체를 이루며, 수지의 이동을 위한 관로(114)를 형성되는 구성이다.1 and 2, the
보디유닛(110)은 수지의 사출을 위하여 관로(114)를 통해 가열된 수지를 토출하게 되며, 이러한 수지는 도 2의 금형(30)에 주입된 후, 냉각되어 목적하는 제품의 외형을 가지게 되는 것이다.The
보디유닛(110)은 일반적인 종래 노즐 몸체와는 다소 상이한 형상과 재질로 이루어지는 것이 바람직한데, 후술하는 바와 같이, 본 발명의 노즐(100) 보디유닛(110)은 전자기 유도 가열(induction heating)을 통해 전체가 보디유닛(110)의 내주면과 외주면은 물론 그 내부면까지 동시에 가열되도록 하기 위하여 외부의 자기장 형성에 따른 내부의 전류의 흐름이 발생되고 이에 따라 내부 저항에 따른 자체적인 열이 발생되도록 하는 것이 바람직하다. The
여기서의 유도가열, 고주파 유도가열이라 칭하는 것은 전자유도 작용에 의한 것으로서 교류(고주파) 전류가 흐르는 코일 속에 위치하는 금속 등의 도전체는 와전류 손실과 히스테리시스(Hysteresis) 손실의 저항에 의하여 열이 발생되는 것을 의미한다. 이와 같이 발생하는 열에너지를 이용하여 피가열 물질인 보디유닛(110)을 가열하는 것을 의미하는데, 상술한 바와 같이 유도가열유닛(210)에 고주파 교류 전류를 통하게 되면 코일 주변의 교류 전류에 의한 교번자속이 발생하고 이에 따라 자계속에 놓은 보디유닛(110)은 유도 전류가 발생하게 된다. 이 경우, 유도 전류의 발생에 따라 보디유닛(110)은 고유저항과 와전류에 의한 줄(Joule) 열이 발생하고 이를 와전류 손실이라 하며, 유도가열에 의한 발열원이 되는 것이다. Here, the induction heating, high frequency induction heating is referred to as an electromagnetic induction action, and a conductor such as a metal located in a coil through which an alternating current (high frequency) current flows generates heat due to resistance of eddy current loss and hysteresis loss . When the high frequency alternating current is passed through the
유도 가열에 의한 열 발생이 될 수 있는 물체는 전기의 도체에 한정되는바, 보디유닛(110)은 전도성 도체에 해당되어야 할 것이다. The object which can be generated by induction heating is limited to the electric conductor, and the
따라서, 보디유닛(110)은 그 재질은 자기장에 의한 전류의 흐름이 발생될 수 있는 전도성 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 그 외주면은 후술하는 바와 같은 코일(coil, 유도가열유닛(210))에 의회 권취될 수 있는 원통형의 형상이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the
본 발명에 따른 핫 러너 사출성형용 노즐 시스템의 유동밸런싱유닛(200)은 노즐(100)에 제공되어 노즐(100)로부터 사출되는 수지의 유동을 조절하는 구성이다.The
유동밸런싱유닛(200)의 경우, 다양한 실시예를 통해, 노즐(100)로부터 사출되는 고열의 수지의 흐름과 밸런싱을 최적화할 수 있으나, 후술하는 바와 같은 최적의 실시예(Best mode)들을 통해 그 하위 개념들을 설명하기로 한다.In the case of the
본 발명에 따른 핫 러너 사출성형용 노즐 시스템의 유동밸런싱유닛(200)의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 유도가열유닛(210)과 중앙제어유닛(201)을 포함할 수 있다. The
여기서의 중앙제어유닛(201)의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 유도가열유닛(210), 구동유닛(220) 아울러 구동유닛(220)을 통해 진동유닛(230)과 유동조절유닛(240)을 콘트롤할 수 있는 구성이다.3, the
중앙제어유닛(201)은 유형물로 구성된 CPU(central processing unit)을 포함함은 물론, 상술한 바와 같은 외부의 모듈을 제어할 수 있는 OS(operating system)를 구비하게 된다. The
먼저, 유도가열유닛(210)의 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 보디유닛(110)의 외주면을 일정한 간격으로 유지하며 휘감는 형태, 즉 권취하는 전도성의 코일(coil)인 것이 바람직하다. In the case of the
유도가열유닛(210)의 경우, 상술한 바와 같은 중앙제어유닛(210)에 의해 전류가 인가되며, 권취하고 있는 그 내부 공간에는 보디유닛(110)에 와전류(eddy current)가 인가되고 이에 따라 보디유닛(110)은 내부저항에 따른 발열이 이루어지도록 하는 구성이다. In the case of the
중앙제어유닛(201)의 경우, 상술한 바와 같은 유도가열유닛(210)의 전도성 코일에 AC전류를 인가하도록 제어하는 구성이다. In the case of the
아울러 상술한 바와 같이, 보디유닛(110)은 그 내부의 관로(114)르 통해 사출되는 수지의 온도가 0.09 내지 0.18W/cm^3의 열량을 구비하는 것이 바람직한데, 이를 위하여 중앙제어유닛(201)은 유도가열유닛(210)으로 하여금 보디유닛(110)에 0.09 내지 0.18W/cm^3의 열량을 제공하도록 제어하는 것이 바람직하다. Further, as described above, it is preferable that the temperature of the resin injected through the
본 발명에 따른 핫 러너 사출성형용 노즐 시스템의 유동밸린싱유닛(200)의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 구동유닛(220), 진동유닛(230), 중앙제어유닛(201)을 포함할 수 있다. 3, the
여기서의 중앙제어유닛(201)은 상술한 바와 같이, 유도가열유닛(210)을 제어하는 기능에 추가하여 혹은 대체하여 구동유닛(220)과 진동유닛(230)을 제어하는 기능을 구비할 수 있다.The
먼저, 구동유닛(220)의 경우, 보디유닛(110)에 제공되는 것으로서, 회전 동력을 발생시키는 구성이다. First, in the case of the
구동유닛(220)은 도 2에 도시된 바와 같이, 보디유닛(110)의 내부에 함침될 수도 있으나, 보디유닛(110)의 외부에 배치되어 그 동력을 보디유닛(110)의 내부로 전달할 수도 있다. 2, the driving
구동유닛(220)의 내열성의 소형 모터로 구비되어, 열의 발생에 따라 그 구동 토크의 변동이 발생하지 않는 것이 바람직하다. It is preferable that the
진동유닛(230)의 경우, 보디유닛(110)에 제공되는 것으로서, 구동유닛(220)으로 부터 회전동력을 인가 받게 된다. 아울러, 인가된 회전동력을 통해 회전하게 되는데, 진동유닛(230)은 회전 축이 편심으로 이루어지며 이를 통해 회전 불균형이 일어나며 회전에 따른 진동을 발생시키게 된다. The vibrating
중앙제어유닛(201)은 구동유닛(220)을 제어하여, 구동유닛(220)의 회전 동력 발생을 위한 전력을 조절하게 되는 것이다. The
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 핫 러너 사출성형용 노즐 시스템의 진동유닛(230)의 경우, 보디유닛(110)의 제공되어, 그 진동을 발생시키게 되면, 보디유닛(110)에 진동을 전달하게 되는 것이다.2, in the case of the
진동유닛(230)에 의해 그 진동이 보디유닛(110)에 전달되면, 보디유닛(110)의 관로(114)를 통해 사출되는 수지의 흐름에 진동을 가하게 되는데, 이 경우, 수지의 불균형 가열이나, 불균형 냉각 또는 수지의 흐름에 일부 불균일한 유동이 발생하는 경우, 진동 발생에 따른 이들 수지 유동을 자연스럽게 유도하는 효과를 제공하는 것이다.When the vibration is transmitted to the
본 발명에 따른 핫 러너 사출성형용 노즐 시스템의 보디유닛(110)은 복수 개로 구비될 수 있는데, 이 경우, 진동유닛(230)은 이들 복수 개의 보디유닛(110)에 개별적으로 배치되는 것이 바람직하다. In the nozzle system for a hot runner injection molding according to the present invention, a plurality of
아울러, 이들 진동유닛(230)은 보디유닛(110)에 독립적으로 설치되어 이들 보디유닛(110)에 개별적으로 진동을 발생시키고 이에 따라 복수 개의 보디유닛(110) 상호간에는 사출되는 수지의 흐름에 밸런싱을 갖출 수 있게 된다. The vibrating
예컨대, 보디유닛A(110A)과 보디유닛B(110B)에 각각의 진동유닛A(230A), 그리고 진동유닛B(230B)이 설치되면, 이들 진동유닛A(230A), 그리고 진동유닛B(230B)은 개별적으로 보디유닛A(110A)과 보디유닛B(110B)에 진동을 가하게 되고, 보디유닛A(110A)과 보디유닛B(110B)에 수지의 흐름에 불균형이 발생할 수 있는 상황에서도 이들 보디유닛A(110A)과 보디유닛B(110B)은 각각 사출되는 수지에 밸런싱이 이루어질 수 있게 된다. For example, when the vibration unit A (230A) and the vibration unit B (230B) are installed in the body unit A (110A) and the body unit B (110B), these vibration units A and B Are caused to vibrate the body unit A 110A and the body unit B 110B individually so that even when there is an imbalance in flow of the resin between the body unit A 110A and the body unit B 110B, The unit A (110A) and the body unit B (110B) can be balanced with the resin to be injected, respectively.
도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 핫 러너 사출성형용 노즐 시스템의 유동밸런싱유닛(200)의 경우, 보디유닛(110)의 관로(114)에 제공되어, 관로(114)의 직경을 확장 또는 축소시켜, 관로(114)를 통해 사출되는 수지의 유동을 조절하게 된다.3 and 4, the
이 경우, 보디유닛(110)의 관로는 내열성 탄성 소재로 이루어지는 것이 바람직한데, 사출되는 수지가 가지는 고열에도 견딜 수 있는 소재는 PEEK(polyeheretherketone), PES(polyethersulfone), 액정고분자(LCP, Liquid Crystalline Polymer), 폴리머계 나노컴포지트, 폴리이미드(polyimides), PPS(polyphenylenesulfide) 등으로부터 선택적으로 구할 수 있다.In this case, it is preferable that the conduit of the
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 핫 러너 사출성형용 노즐 시스템의 유동조절유닛(240)은 블레이드부(241)와 서클보디부(242)를 포함할 수 있다.4, the
여기서 블레이드부(241)의 경우, 그 중앙에 관통 개구를 형성하는 복수 개의 플레이트를 구비하는데, 이는 마치 사진을 촬영하는 카메라에서 조리개의 형상과 유사할 수 있다. Here, in the case of the
블레이드부(241)의 경우, 상술한 바와 같이 관통 개구는 관로(114)의 외주면을 둘러싸도록 제공되는데, 이후, 구동유닛(220)의 회전 동력을 인가받아 카메라의 조리개처럼 관로(114)의 직경을 확장 또는 좁히게 된다. The
서클보디부(242)는 블레이드부(241)를 지지하는 몸체로서, 블레이드부(241)의 외부 테두리를 구성하는 프레임에 해당할 수 있다.The
보다 상세하게는, 서클보디부(242)는 복수 개의 플레이트들을 지지하며 이들 복수 개의 플레이트들이 상하 위치는 유지하면서 상호 슬라이딩되어 움직이면서 그 중앙에 형성된 관통 개구의 확장 또는 축소가 일어나도록 하게 된다.In more detail, the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 핫 러너 사출성형용 노즐 시스템의 보디유닛(110)은 복수 개로 구비될 수 있는데, 이 경우, 유동조절유닛(240)은 이들 복수 개의 보디유닛(110)에 개별적으로 배치되는 것이 바람직하다. As described above, a plurality of
아울러, 이들 유동조절유닛(240)은 보디유닛(110)에 독립적으로 설치되어 이들 보디유닛(110)의 관로(114)의 직경을 개별적으로 개별적으로 확장 또는 축소시키고 이에 따라 복수 개의 보디유닛(110) 상호간에는 사출되는 수지의 흐름에 밸런싱을 갖출 수 있게 된다. These flow
예컨대, 보디유닛A(110A)과 보디유닛B(110B)에 각각의 유동조절유닛 A(240A), 그리고 유동조절유닛 B(240B)이 설치되면, 이들 유동조절유닛 A(240A), 그리고 유동조절유닛 B(240B)은 개별적으로 보디유닛A(110A)과 보디유닛B(110B)의 관로(114)에 영향을 주게 되고, 보디유닛A(110A)과 보디유닛B(110B)에 수지의 흐름에 불균형이 발생할 수 있는 상황에서도 이들 보디유닛A(110A)과 보디유닛B(110B)은 각각 사출되는 수지에 밸런싱이 이루어질 수 있도록 하게 된다.For example, when the flow control unit A (240A) and the flow control unit B (240B) are installed in the body unit A (110A) and the body unit B The unit B 240B individually affects the
본 발명의 권리 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정되며, 특허 청구범위에 사용된 괄호는 선택적 한정을 위해 기재된 것이 아니라, 명확한 구성요소를 위해 사용되었으며, 괄호 내의 기재도 필수적 구성요소로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the claims, the parentheses used in the claims are not used for optional limitation but are used for the definite components and the description in parentheses is also interpreted as an essential component .
1: 실린더 유닛 10: 매니폴드 유닛
11: 수지 이동로 20: 캐비티유닛
30: 금형 100: 노즐
110: 보디유닛 111: 수지주입공
112: 수지이동공 113: 노즐팁
114: 관로 200: 유동밸런싱유닛
201: 중앙제어유닛 210: 유도가열유닛
220: 구동유닛 230: 진동유닛
240: 유동조절유닛 241: 블레이드부
242: 서클보디부1: cylinder unit 10: manifold unit
11: Resin traveling path 20: Cavity unit
30: mold 100: nozzle
110: Body unit 111: Resin filling ball
112: Resin moving ball 113: Nozzle tip
114: channel 200: flow balancing unit
201: central control unit 210: induction heating unit
220: drive unit 230: vibration unit
240: flow regulating unit 241:
242: Circle body part
Claims (4)
상기 노즐의 몸체를 이루며, 내부에 수지의 이동을 위한 내열성 탄성 소재의 관로가 제공되어, 상기 관로를 통해 수지의 사출이 이루어지도록 하는 보디유닛; 및
상기 노즐에 제공되어, 상기 노즐을 통해 사출되는 수지의 유동을 조절하는 유동밸런싱유닛을 포함하되,
상기 유동밸런싱유닛은,
상기 보디유닛에 제공되어 회전동력을 발생시키는 구동유닛;
상기 보디유닛의 몸체 내부에 함입되도록 제공되어, 상기 구동유닛으로부터 상기 회전동력을 인가받아 회전되며, 상기 회전동력을 통한 회전시 편심에 의한 회전 불균형을 통해 진동을 발생시켜 상기 보디유닛에 진동을 가하여 상기 노즐을 통해 사출되는 수지의 유동을 조절하는 진동유닛;
상기 구동유닛의 회전동력 발생을 위한 전력을 조절하여 상기 구동유닛을 제어하는 중앙제어유닛 및
상기 보디유닛의 상기 관로에 제공되어, 상기 관로의 직경을 확장 또는 축소시켜 상기 관로를 통해 사출되는 상기 수지의 유동을 조절하는 유동조절유닛을 포함하여 구성되며,
상기 유동조절유닛은,
중앙에 관통 개구를 형성하는 복수 개의 플레이트를 구비하여 상기 관통 개구는 상기 관로의 외주면에 둘러싸도록 제공되며, 상기 구동유닛의 회전동력을 인가받아 상기 관로의 직경을 조절하는 블레이드부; 및
상기 블레이드부의 상기 복수 개의 플레이트를 지지하며 상기 복수 개의 플레이트가 상호 슬라이딩되도록 하는 서클보디부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 핫 러너 사출성형용 노즐 시스템.
A system of nozzles for hot runner injection molding,
A body unit for forming the body of the nozzle and provided with a duct of a heat-resistant elastic material for moving the resin therein so as to inject resin through the duct; And
And a flow balancing unit provided in the nozzle for regulating the flow of the resin injected through the nozzle,
The flow balancing unit includes:
A drive unit provided in the body unit to generate rotational power;
The body unit is provided to be embedded in the body of the body unit. The body unit is rotated by receiving the rotational power from the driving unit. The body unit vibrates due to rotational unbalance due to eccentricity during rotation through the rotational power, A vibration unit for adjusting the flow of the resin injected through the nozzle;
A central control unit for controlling the drive unit by regulating electric power for generating rotational power of the drive unit;
And a flow regulating unit provided in the conduit of the body unit for regulating the flow of the resin injected through the conduit by expanding or contracting the diameter of the conduit,
The flow control unit comprises:
A plurality of plates defining a through opening at the center, the through opening being provided to surround the outer circumferential surface of the channel, the blade having a diameter that is adjusted by the rotational power of the drive unit; And
And a circular body part for supporting the plurality of plates of the blade part and allowing the plurality of plates to slide with respect to each other.
상기 보디유닛은,
복수 개로 구비되며, 상기 복수 개의 보디 유닛 각각에는 상기 구동유닛과 상기 유동조절유닛이 개별적으로 배치되고,
상기 중앙제어유닛은,
복수 개의 보디유닛 각각의 상기 구동유닛과 상기 유동조절유닛을 독립적으로 제어하여, 상기 복수 개의 보디유닛에 유동되어 사출되는 수지에 밸런싱을 가하는 것을 특징으로 하는, 핫 러너 사출성형용 노즐 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the body unit comprises:
Wherein the drive unit and the flow control unit are separately disposed in each of the plurality of body units,
The central control unit,
Characterized in that the drive unit and the flow control unit of each of the plurality of body units are independently controlled to balance resin injected by flowing into the plurality of body units.
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|---|---|---|---|
| KR1020180048394A KR101895579B1 (en) | 2018-04-26 | 2018-04-26 | Nozzle system for hot runner injection molding |
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Legal Events
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| GRNT | Written decision to grant |