KR101945982B1

KR101945982B1 - 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템

Info

Publication number: KR101945982B1
Application number: KR1020170048713A
Authority: KR
Inventors: 유성진
Original assignee: 주식회사 유도
Priority date: 2017-04-14
Filing date: 2017-04-14
Publication date: 2019-02-08
Also published as: KR20180116033A

Abstract

본 발명은 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일실시 예에 따른 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템은 용융 수지가 주입되는 노즐 로케이터 및 상기 노즐 로케이터와 연결되어 내부의 유로를 통해 용융 수지를 분배하는 매니폴드 블록을 포함하는 매니폴드 유닛을 포함하며, 상기 노즐 로케이터는 유로와 연통하는 배출구 및 상기 배출구와 연통하는 주입구가 형성되어 용융 수지를 매니폴드 블록의 유로에 공급하는 노즐 로케이터 몸체 및 상기 노즐 로케이터 몸체의 내측에 삽입되거나 외측에 장착되어 구성된 제1 히트 스프레더를 포함한다. 따라서 핫 런너 시스템을 구성함에 있어서, 히트 스프레더를 적용하여 매니폴드 유닛을 구성함으로써, 열 확산구조의 개선을 통한 국부적인 열손실이나 과열방지를 통해 핫 런너 시스템의 온도 밸런스를 향상시켜 유동성을 용이하게 유지할 수 있다.

Description

히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템{HOT RUNNER SYSTEM TO APPLY HEAT SPREADER}

본 발명은 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 사출금형의 내부에 용융된 수지를 주입하여 캐비티에 충진하는 형태의 플라스틱 제품을 양산하기 위한 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템에 관한 것이다.

핫 런너 시스템(Hot Runner System)이란 용융된 수지(이하 '용융 수지')를 금형의 캐비티(Cavity)로 주입시 용융 수지의 온도를 고온으로 유지하면서 상기 금형 내부에 고압으로 분사시키기 위한 장치를 지칭하는 것이 일반적이다.

이러한 핫 런너 시스템은 예컨대, 사출성형시 용용 수지가 용융된 상태로 여러 지점을 통해 사출금형 측에 안정적으로 공급될 수 있어 용융 수지의 온도가 낮거나 사출압력이 낮아도 정밀 성형이 가능한 장점이 있다.

한편, 핫 런너 시스템은 용융 수지가 흐르는 유로(Flow Channel)가 내부에 형성되어 상기 유로를 통해 용융 수지를 금형의 캐비티 측에 균일하게 공급하는 매니폴드 유닛(Manifold Unit), 용융 수지를 토출하는 노즐 유닛(Nozzle Unit) 및 실린더 유닛(Cylinder unit)을 포함하고 있다.

이에 부가하여 핫 런너 시스템과 함께 조립되어 동작 및 히터의 가열 등을 검증하는 금형 시스템 유닛(MODU System unit) 및 커넥팅 유닛(Connecting Unit) 등을 포함할 수 있다.

여기서 종래기술에 따른 핫 런너 시스템은 매니폴드 유닛을 구성하는 매니폴드 블록에 시스 히터(Sheath Heater)를 매립 후 동 플레이트(Cu Plate) 안착을 통한 열 확산구조를 구성하고 있다. 그러나 이러한 열 확산구조는 시스 히터의 매립 특성상 과열 및 온도저하구간에 추가적인 히터의 설치가 불가하다는 문제점이 있다.

또한, 상기 매니폴드 블록에 노즐 로케이터(Nozzle Locator)와 노즐 유닛(Nozzle Unit) 조립시 예컨대, 서포트 패드(Support Pad)나 디스크(Disk) 또는 각종 체결부품에 의해서 온도저하 및 과열이 발생할 수 있는 문제점이 있다.

즉 일례로서, 핫 런너 시스템의 온도를 제어하기 위한 제어센서 주변에 패드 안착과 같은 열손실 구간발생시 제어센서는 온도유지를 위해 지속적인 출력인가로 열손실구간의 온도를 보상할 수 있으나 제어센서 외 부분은 지속적인 출력으로 과열이 발생할 수 있다.

이를 해결하기 위해서는 과열 및 온도저하구간에 별도의 히터를 설치해야 하나, 매니폴드 블록을 예로 들면, 매니폴드 블록을 신작 후 시스 히터를 신규 매립해야 하고, 노즐과 노즐 로케이터의 경우에는 튜브 히터(Tube Heater) 신작 후 히터를 교체해야 하는 등의 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2007-0022185호

본 발명의 일 측면은 예컨대, 사출성형제품을 양산하기 위한 용융 수지의 주입, 공급 및 분사 등을 위한 핫 런너 시스템을 구성함에 있어서, 국부적인 열손실이나 과열이 발생하는 지점에 히터 스프레더를 적용하여 구성함으로써, 열 확산구조의 개선을 통해 온도 밸런스를 향상시켜 유동성을 용이하게 유지할 수 있도록 한 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 달성하기 위하여,

본 발명의 일실시 예에 따른 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템은 용융 수지가 주입되는 노즐 로케이터(Nozzle Locator) 및 상기 노즐 로케이터와 연결되어 유로(Flow Channel)를 통해 용융 수지를 분배하는 매니폴드 블록(Manifold Block)을 포함하는 매니폴드 유닛(Manifold Unit);

을 포함하며,

상기 노즐 로케이터는 유로와 연통하는 배출구 및 상기 배출구와 연통하는 주입구가 형성되어 용융 수지를 매니폴드 블록의 유로에 공급하는 노즐 로케이터 몸체(Nozzle Locator body); 및

상기 노즐 로케이터 몸체의 내측에 형성된 제1 수용공간에 삽입되어 구성된 제1 히트 스프레더(Heat spreader);

를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 제1 수용공간을 통해 노즐 로케이터 몸체의 내측에 삽입되는 제1 히트 스프레더는 횡단면이 원형 또는 다각형인 막대기(Stick)모양으로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 제1 히트 스프레더는 배출구를 중심으로 양측 또는 방사상으로 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 노즐 로케이터 몸체의 내측에 삽입된 제1 히트 스프레더의 분리를 방지하도록 제1 수용공간의 입구에 체결되는 제1 분리방지용 마개;

를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 노즐 로케이터 몸체의 외측에 장착되며, 원통형 블록(Circular block)으로 형성되는 제1 히트 스프레더;
를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 매니폴드 블록은 유로가 내부에 형성된 매니폴드 블록 몸체(Manifold Block body); 및

상기 매니폴드 블록 몸체의 내측에 삽입되거나 외측에 부착되어 구성된 제2 히트 스프레더;

를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 매니폴드 블록 몸체의 내측에 삽입되는 제2 히트 스프레더는 횡단면이 원형 또는 다각형인 막대기모양으로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 매니폴드 블록의 내측에 삽입된 제2 히트 스프레더의 분리를 방지하도록 매니폴드 블록에 체결되는 제2 분리방지용 마개;

를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 매니폴드 블록 몸체의 외측에 부착되는 제2 히트 스프레더는 원판형 블록(Disk Type block) 또는 다각형 블록(Polygon block)으로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 제2 히트 스프레더는 유로를 중심으로 양측 또는 배열 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 매니폴드 블록과 연결되어 유로로부터 유입되는 용융 수지를 유동시켜 토출하는 노즐 유닛(Nozzle Unit);

을 더 포함하며,

상기 노즐 유닛은 유로와 연통하는 유동통로가 내부에 형성된 노즐 몸체(Nozzle body); 및

상기 노즐 몸체의 내측에 삽입되거나 외측에 장착되어 구성된 제3 히트 스프레더;

를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 노즐 몸체의 내측에 삽입되는 제3 히트 스프레더는 횡단면이 원형 또는 다각형인 막대기형상으로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 제3 히트 스프레더는 유동통로를 중심으로 양측 또는 방사상으로 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 노즐 몸체의 내측에 삽입된 제3 히트 스프레더의 분리를 방지하도록 노즐 몸체에 체결되는 제3 분리방지용 마개;

를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 노즐 몸체의 외측에 장착되는 제3 히트 스프레더는 원통형 블록으로 형성될 수 있다.

이러한 해결 수단은 첨부된 도면에 의거한 다음의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로부터 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.

본 발명의 일실시 예에 따르면, 히트 스프레더를 적용하여 매니폴드 유닛이나 노즐 유닛을 구성함으로써, 열 확산구조의 개선을 통한 국부적인 열손실이나 과열방지를 통해 핫 런너 시스템의 온도 밸런스를 향상시켜 유동성을 용이하게 유지할 수 있으며, 이에 따라 예컨대, 제품품질향상 및 전단속도개선을 통한 변형을 방지할 수 있고, 용융 수지의 스트레스 감소를 통한 사출생산성 향상이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템을 전체적으로 나타내 보인 단면도.
도 2 내지 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템의 노즐 로케이터를 나타내 보인 사시도.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템의 매니폴드 블록을 나타내 보인 단면도.
도 5 내지 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템의 매니폴드 블록을 나타내 보인 사시도.
도 7 내지 8은 본 발명의 일실시 예에 따른 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템의 노즐 유닛을 나타내 보인 사시도.

본 발명의 특이한 관점, 특정한 기술적 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 구체적인 내용과 일실시 예로부터 더욱 명백해 질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 일실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하, 본 발명의 일실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 3에서 보듯이, 본 발명의 일실시 예에 따른 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템은 예컨대, 예컨대 외부의 사출기 노즐과 스프루 부시(Sprue bush)를 통해 연결됨으로써, 용융 수지(Resin)가 주입되고, 이를 용융 수지가 흐르는 일종의 통로인 유로(21)를 통해 분배하기 위한 매니폴드 유닛(4)을 포함한다.

상기 매니폴드 유닛(4)은 용융 수지가 주입되는 노즐 로케이터(10) 및 상기 노즐 로케이터(10)와 게이트(Gate)를 통해 연결되어 유로(21)를 통해 용융 수지를 분배하는 매니폴드 블록(20)을 포함한다.

즉 사출기 노즐을 통해 주입되는 용융 수지는 노즐 로케이터(10)를 거쳐 매니폴드 블록(20)에 공급되고, 상기 매니폴드 블록(20)의 유로(21)를 따라 유동하면서 노즐 유닛(5)으로 이송된 후 예컨대, 금형의 캐비티(Cavity) 측으로 토출됨으로써, 사출성형제품을 양산할 수 있게 된다.

상기 노즐 로케이터(10)는 유로(21)와 연통하는 배출구(11)가 도면상 하부에 형성되고, 상기 배출구(11)와 연통하는 주입구(12)가 상부에 형성되어 용융 수지를 매니폴드 블록(20)의 유로(21)에 공급하는 노즐 로케이터 몸체(13) 및 상기 노즐 로케이터 몸체(13)의 내측에 삽입되거나 외측에 장착되어 구성되는 제1 히트 스프레더(14a)(14b)를 포함한다.

이에 부가하여 노즐 로케이터 몸체(13)의 외부에 배치되는 제1 튜브 히터(15)를 더 포함할 수 있다. 여기서 상기 제1 튜브 히터(15)는 노즐 로케이터 몸체(13)의 외측에 제1 히트 스프레더(14b)가 장착시 상기 제1 히트 스프레더(14b)의 외부에 배치될 수 있다(도 3 참조).

또한, 도 1에서 보듯이, 상기 배출구(11)는 주입구(12)보다 직경이 크게 형성되어 매니폴드 블록(20)으로의 용융 수지 공급이 용이하게 이루어지도록 할 수 있다. 즉 사출기 퍼징(Purging) 시 낮은 압력으로 퍼징이 가능하고, 용융 수지의 유동시 압력 전달이 용이하게 이루어져 매니폴드 블록(20)으로 용융 수지를 용이하게 공급할 수 있게 된다.

상기 노즐 로케이터 몸체(13)의 내측에 삽입되는 제1 히트 스프레더(14a)는 예컨대, 열전도율이 높은 재료로 이루어진 소재를 이용하여 횡단면이 원형 또는 다각형인 막대기모양으로 형성될 수 있다.

또한, 노즐 로케이터 몸체(13)의 구간별 온도 편차가 발생하는 구간, 열 저하구간, 국부적인 열손실구간 또는 과열구간에 제1 수용공간(13a)이 형성될 수 있으며, 상기 제1 수용공간(13a)을 통해 노즐 로케이터 몸체(13)의 내측에 제1 히트 스프레더(14a)를 삽입 가능함으로써, 열 분산 및 열평형을 유지하여 제1 튜브 히터(15)에 의해 구성되는 열 확산구조의 개선이 가능하다.

따라서 본 발명의 일실시 예에 따르면, 막대기모양으로 형성된 제1 히트 스프레더(14a)의 적용을 통해 노즐 로케이터(10)의 열원 최적화 구현이 가능하여 예컨대, 전단속도(Shear rate) 개선을 통한 변형방지, 발열 구간의 균일한 온도분포 및 핫 스폿(Hot spot) 제거를 통해 용융 수지를 매니폴드 블록(20)에 용이하게 공급할 수 있게 된다.

여기서 제1 수용공간(13a)을 통해 노즐 로케이터 몸체(13)의 내측에 삽입된 제1 히트 스프레더(14a)의 분리를 방지할 수 있도록 상기 제1 수용공간(13a)의 입구에 제1 분리방지용 마개(13b)를 체결하여 상기 제1 히트 스프레더(14a)를 단속할 수 있다.

또한, 상기 제1 수용공간(13a) 및 제1 히트 스프레더(14a)는 배출구(11)를 중심으로 도면상 좌우에 배치될 수 있고, 이를 도시하여 나타내 보이고 있으나, 이에 한정되지 않고 상기 배출구(11)를 중심으로 방사상으로 배치될 수 있음을 사전에 밝혀둔다.

한편, 노즐 로케이터 몸체(13)의 외측에 장착되는 제1 히트 스프레더(14b)는 상기 노즐 로케이터 몸체(13)를 감싸며 장착되도록 예컨대, 열전도율이 높은 재료로 이루어진 소재를 이용하여 원통형 블록으로 형성될 수 있다. 그리고 이러한 원통형 블록으로 형성된 제1 히트 스프레더(14b)의 외부에 제1 튜브 히터(15)가 배치되어 노즐 로케이터(10)의 열 확산구조를 구성할 수 있다.

따라서 본 발명의 일실시 예에 따르면, 원통형 블록으로 형성된 제1 히트 스프레더(14b)의 적용을 통해 제1 튜브 히터(15)로 구성되는 열 확산구조를 개선하여 노즐 로케이터(10)의 열원 최적화 구현이 더욱 용이함으로써, 예컨대 용융 수지의 유동성 향상에 효과적일 뿐만 아니라 이로 인해 매니폴드 블록(20)에 용융 수지를 더욱 용이하게 공급할 수 있게 된다.

도 1, 4 내지 6에서 보듯이, 본 발명의 일실시 예에 따른 매니폴드 블록(20)은 도면상 상부의 클램핑 플레이트(1)와 하부의 홀딩 플레이트(2) 사이에 배치된 양태가 일반적이며, 상기 클램핑 플레이트(1) 사이에 CPS 링(30)이 개재될 수 있고, 상기 홀딩 플레이트(2) 사이에 다월 핀(31)과 다월 패드(32)가 개재될 수 있다. 그리고 클램핑 플레이트(1)와 홀딩 플레이트(2) 사이에 스페이서 플레이트(3)가 개재될 수 있다.

여기서 상기 CPS 링(30)은 예컨대, 실린더 유닛(6)의 밸브 핀(6a)의 승, 하강을 안내하는 CPS 핀 가이드 부시(30a)의 외부에 설치되어 상기 매니폴드 블록(20)과 클램핑 플레이트(1) 사이에 개재될 수 있다.

상기 매니폴드 블록(20)은 용융 수지가 유동하는 유로(21)가 내부에 형성된 매니폴드 블록 몸체(22) 및 예컨대, 이러한 유로(21)에 인접하게 내측에 삽입되거나 외측에 부착되어 구성되는 제2 히트 스프레더(23a)(23b)를 포함한다. 그리고 상기 매니폴드 블록 몸체(22)은 도면상 상부와 하부의 표면에 예컨대, 히터매립용 홈(24)을 가공하고, 상기 히터매립용 홈(24)에 시스 히터(Sheath Heater)로 실시 가능한 매니폴드가열용 히터(25)를 내장한 후 동 플레이트(Cu Plate)로 실시 가능한 열확산판(26)을 부가하여 열 확산구조를 구성할 수 있다.

상기 매니폴드 블록 몸체(22)의 내측에 삽입되는 제2 히트 스프레더(23a)는 예컨대, 열전도율이 높은 재료로 이루어진 소재를 이용하여 횡단면이 원형 또는 다각형인 막대기모양으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 매니폴드 블록 몸체(22)는 예컨대, 구간별 온도 편차가 발생하는 구간, 열 저하구간, 국부적인 열손실구간 또는 과열구간에 제2 수용공간(22a)을 형성하여 상기 제2 수용공간(22a)을 통해 제2 히트 스프레더(23a)를 내측에 삽입 가능함으로써, 열 분산 및 열평형을 유지하여 매니폴드가열용 히터(25)와 열확산판(26)으로 구성되는 열 확산구조의 개선이 가능하다.

따라서 본 발명의 일실시 예에 따르면, 막대기모양으로 형성된 제2 히트 스프레더(23)를 통해 매니폴드 블록(20)의 열원 최적화 구현이 가능하여 예컨대, 전단속도 개선을 통해 변형을 방지할 수 있고, 발열 구간의 균일한 온도분포 및 핫 스폿 제거 등을 통해 균일한 온도 밸런스 구축 및 용융 수지의 유동성 향상이 가능하다.

여기서 제2 수용공간(22a)을 통해 매니폴드 블록 몸체(22)의 내측에 삽입된 제2 히트 스프레더(23a)의 분리를 방지할 수 있도록 상기 제2 수용공간(22a)의 입구에 제2 분리방지용 마개(22b)를 체결하여 상기 제2 히트 스프레더(23a)를 단속할 수 있다.

또한, 상기 제2 수용공간(22a) 및 제2 히트 스프레더(23a)는 유로(21)를 중심으로 도면상 좌우에 배치된 것을 나타내 보이고 있으나, 이에 한정되지 않고 상기 유로(21)를 중심으로 예컨대, 매니폴드가열용 히터(25)와 간섭되지 않는 범위 내에서 배열 배치될 수 있음을 사전에 밝혀둔다.

한편, 매니폴드 블록 몸체(22)의 외측에 부착되는 제2 히트 스프레더(23b)는 예컨대, 상기 매니폴드 블록 몸체(22)의 도면상 측면 전체에 걸쳐 나사나 볼트 또는 용접을 포함하는 통상의 체결수단을 통해 부착되도록 열전도율이 높은 재료로 이루어진 소재를 이용하여 원판형 또는 다각형 블록으로 형성될 수 있다.

따라서 본 발명의 일실시 예에 따르면, 원판형 블록 또는 다각형 블록으로 형성된 제2 히트 스프레더(23b)의 적용을 통해 매니폴드가열용 히터(25)와 열확산판(26)으로 구성되는 열 확산구조를 개선하여 매니폴드 블록(20)의 열원 최적화 구현이 가능함으로써, 예컨대 용융 수지의 유동성 향상에 더욱 효과적인 측면이 있다.

도 1, 7 내지 8에서 보듯이, 본 발명의 일실시 예에 따른 핫 런너 시스템은 매니폴드 유닛(4)과 연결되어 유로(20)로부터 유입되는 용융 수지를 토출하는 노즐 유닛(5)을 포함한다.

상기 노즐 유닛(5)은 금형의 캐비티 측으로 용융 수지를 토출함으로써, 사출성형제품을 양산할 수 있도록 하게 된다. 이를 위하여 노즐 유닛(5)은 노즐 몸체(50)를 포함한다. 그리고 도면상 상기 노즐 몸체(50)의 외부에 배치되어 열 확산구조를 구성하는 제2 튜브 히터(51) 및 노즐 몸체(50)의 하단에 설치되어 용융 수지를 토출하는 노즐 팁(52)을 포함할 수 있다.

상기 노즐 몸체(50)는 도면상 매니폴드 블록(20)과 홀딩 플레이트(2) 사이에 개재되는 노즐 플랜지 부시(53)가 상부에 구비될 수 있다. 그리고 하부에 노즐 유닛(5)을 금형 가공도 내부에 안착시 가이드 역할 및 실링(Sealing) 등을 목적으로 하는 노즐 유니언(56)이 구비될 수 있다.

또한, 상기 노즐 몸체(50)는 예컨대, 도면상 노즐 유닛(5)의 상부에 배치된 실린더 유닛(6)을 따라 승, 하강하는 밸브 핀(6a)을 내부에 수용할 수 있도록 원통형으로 형성되고, 내부에 유동통로(54)가 형성되어 매니폴드 블록(20)의 유로(21)와 연통함으로써, 상기 유로(21)에서 투입되는 용융 수지가 노즐 팁(52)으로 유동하게 된다.

여기서 노즐 유닛(5)은 노즐 몸체(50)의 내측에 삽입되거나 외측에 장착되어 구성되는 제3 히트 스프레더(55a)(55b)를 포함한다. 그리고 노즐 몸체(50)의 내측에 삽입되는 제3 히트 스프레더(55a)는 예컨대, 열전도율이 높은 재료로 이루어진 소재를 이용하여 횡단면이 원형 또는 다각형인 막대기모양으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 노즐 몸체(50)는 예컨대, 구간별 온도 편차가 발생하는 구간, 열 저하구간, 국부적인 열손실구간 또는 과열구간에 제3 수용공간(50a)이 형성될 수 있으며, 상기 제3 수용공간(50a)을 통해 노즐 몸체(55)의 내측에 제3 히트 스프레더(55a)를 삽입 가능함으로써, 열 분산 및 열평형을 유지하여 제2 튜브 히터(51)에 의해 구성되는 열 확산구조의 개선이 가능하다.

따라서 본 발명의 일실시 예에 따르면, 막대기모양으로 형성된 제3 히트 스프레더(55a)의 적용을 통해 노즐 몸체(50)의 열원 최적화 구현이 가능하여 예컨대, 전단속도개선을 통한 변형을 방지할 수 있고, 발열 구간의 균일한 온도분포 및 핫 스폿 제거 등을 통해 균일한 온도 밸런스 구축 및 용융 수지의 유동성을 용이하게 향상시킬 수 있어 결과적으로, 금형의 캐비티 측으로 토출되는 용융 수지의 스트레스 감소를 통한 사출성형제품의 품질향상이 가능하다.

여기서 제3 수용공간(50a)을 통해 노즐 몸체(55)의 내측에 삽입된 제3 히트 스프레더(55a)의 분리를 방지할 수 있도록 상기 제3 수용공간(50a)의 입구에 제3 분리방지용 마개(50b)를 체결하여 상기 제3 히트 스프레더(55a)를 단속할 수 있다.

또한, 상기 제3 수용공간(50a) 및 제3 히트 스프레더(55a)는 유동통로(54)를 중심으로 도면상 방사상으로 배치된 것을 나타내 보이고 있으나, 이에 한정되지 않고 상기 배출구(11)를 중심으로 양측에 배치될 수 있음을 사전에 밝혀둔다.

한편, 노즐 몸체(50)의 외측에 장착되는 제3 히트 스프레더(55b)는 상기 노즐 몸체(50)를 감싸며 장착되도록 예컨대, 열전도율이 높은 재료로 이루어진 소재를 이용하여 원통형 블록으로 형성될 수 있다. 그리고 이러한 원통형 블록으로 형성된 제3 히트 스프레더(55b)를 노즐 유닛(5)에 적용시 제2 튜브 히터(51)는 상기 제3 히트 스프레더(55b)의 외부에 장착될 수 있다.

따라서 본 발명의 일실시 예에 따르면, 원통형 블록으로 형성된 제3 히트 스프레더(55b)의 적용을 통해 제2 튜브 히터(51)로 구성되는 열 확산구조를 개선하여 노즐 유닛(5)의 열원 최적화 구현이 가능함으로써, 예컨대 용융 수지의 유동성 향상에 효과적이며, 이로 인해 금형의 캐비티 측으로 용융 수지를 용이하게 토출할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따르면, 다양한 양태로 히트 스프레더를 적용한 노즐 유닛(5) 및 노즐 로케이터(10)와 매니폴드 블록(20)을 포함하는 매니폴드 유닛(4)으로 핫 런너 시스템을 구성함으로써, 상기 핫 런너 시스템의 전반적인 열 확산구조의 개선을 통해 예컨대, 제어센서 등을 통한 용이한 온도제어가 가능하고, 이로 인해 국부적인 온도저하나 과열을 방지하여 온도 밸런스를 항상 최적화시킬 수 있어 사출성형제품의 품질향상 측면에서 효과적이다.

이상 본 발명을 일실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템은 이에 한정되지 않는다. 그리고 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", 또는 "가지다", 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 해당 구성요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.

또한, 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능하다. 따라서, 본 발명에 개시된 일실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 일실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 - 클램핑 플레이트 2 - 홀딩 플레이트
3 - 스페이서 플레이트 4 - 매니폴드 유닛
5 - 노즐 유닛 6 - 실린더 유닛
6a - 밸브 핀 10 - 노즐 로케이터
11 - 배출구 12 - 주입구
13 - 노즐 로케이터 몸체 13a - 제1 수용공간
13b - 제1 분리방지용 마개 14a, 14b - 제1 히트 스프레더
15 - 제1 튜브 히터 20 - 매니폴드 블록
21 - 유로 22 - 매니폴드 블록 몸체
22a - 제2 수용공간 22b - 제2 분리방지용 마개
23a, 23b - 제2 히트 스프레더 24 - 히터매립용 홈
25 - 매니폴드가열용 히터 26 - 열확산판
30 - CPS 링 30a - CPS 핀 가이드 부시
31 - 다월 핀 32 - 다월 패드
50 - 노즐 몸체 50a - 제3 수용공간
50b - 제3 분리방지용 마개 51 - 제2 튜브 히터
52 - 노즐 팁 53 - 노즐 플랜지 부시
54 - 유동통로 55a, 55b - 제3 히트 스프레더
56 - 노즐 유니온

Claims

용융 수지가 주입되는 노즐 로케이터 및 상기 노즐 로케이터와 연결되어 유로를 통해 용융 수지를 분배하는 매니폴드 블록을 포함하는 매니폴드 유닛;
을 포함하며,
상기 노즐 로케이터는 유로와 연통하는 배출구 및 상기 배출구와 연통하는 주입구가 형성되어 용융 수지를 매니폴드 블록의 유로에 공급하는 노즐 로케이터 몸체; 및
상기 노즐 로케이터 몸체의 내측에 형성된 제1 수용공간에 삽입되어 구성된 제1 히트 스프레더;
를 포함하는 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 수용공간을 통해 노즐 로케이터 몸체의 내측에 삽입되는 제1 히트 스프레더는 횡단면이 원형 또는 다각형인 막대기모양으로 형성된 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 노즐 로케이터 몸체의 내측에 삽입된 제1 히트 스프레더의 분리를 방지하도록 제1 수용공간의 입구에 체결되는 제1 분리방지용 마개;
를 더 포함하는 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 히트 스프레더는 배출구를 중심으로 양측 또는 방사상으로 배치된 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 매니폴드 블록은 유로가 내부에 형성된 매니폴드 블록 몸체; 및
상기 매니폴드 블록 몸체의 내측에 삽입되거나 외측에 부착되어 구성된 제2 히트 스프레더;
를 포함하는 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템.
청구항 6에 있어서,
상기 매니폴드 블록 몸체의 내측에 삽입되는 제2 히트 스프레더는 횡단면이 원형 또는 다각형인 막대기모양으로 형성된 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템.
청구항 7에 있어서,
상기 매니폴드 블록 몸체의 내측에 삽입된 제2 히트 스프레더의 분리를 방지하도록 매니폴드 블록 몸체에 체결되는 제2 분리방지용 마개;
를 더 포함하는 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템.
청구항 6에 있어서,
상기 매니폴드 블록 몸체의 외측에 부착되는 제2 히트 스프레더는 원판형 블록 또는 다각형 블록으로 형성된 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템.
청구항 6에 있어서,
상기 제2 히트 스프레더는 유로를 중심으로 양측 또는 배열 배치된 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 매니폴드 블록과 연결되어 유로로부터 유입되는 용융 수지를 유동시켜 토출하는 노즐 유닛;
을 더 포함하며,
상기 노즐 유닛은 유로와 연통하는 유동통로가 내부에 형성된 노즐 몸체; 및
상기 노즐 몸체의 내측에 삽입되거나 외측에 장착되어 구성된 제3 히트 스프레더;
를 포함하는 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템.
청구항 11에 있어서,
상기 노즐 몸체의 내측에 삽입되는 제3 히트 스프레더는 횡단면이 원형 또는 다각형인 막대기모양으로 형성된 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템.
청구항 12에 있어서,
상기 노즐 몸체의 내측에 삽입된 제3 히트 스프레더의 분리를 방지하도록 노즐 몸체에 체결되는 제3 분리방지용 마개;
를 더 포함하는 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템.
청구항 12에 있어서,
상기 제3 히트 스프레더는 유동통로를 중심으로 양측 또는 방사상으로 배치된 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템.
청구항 11에 있어서,
상기 노즐 몸체의 외측에 장착되는 제3 히트 스프레더는 원통형 블록으로 형성된 히트 스프레더를 적용한 핫 런너 시스템.