KR102133423B1 - 사출성형기용 노즐 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사출성형기용 노즐 장치에 관한 것으로, 사출성형기용 노즐 장치는 노즐의 끝단에 위치한 수지가 쉽게 냉각되는 것을 방지함과 동시에, 노즐핀에 의한 마모 현상을 개선하는 기술을 제공한다.

Description

사출성형기용 노즐 장치{NOZZLE DEVICE FOR INJECTION MOLDING MACHINE}

본 발명은 사출성형기용 노즐 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 사출성형기용 노즐은 용융된 수지를 노즐의 사출공을 통해 금형의 캐비티로 공급하여 사출물을 성형하는 장치이며, 이와 관련하여 대한민국 등록특허공보 제10-0795489에는 사출기용 노즐에 대한 기술이 제시된 바 있다.

그런데, 일반적인 사출성형기용 노즐은 히터를 이용하여 노즐 본체를 가열함으로써 노즐의 내부에 있는 수지의 온도가 저하되어 굳는 것을 방지한다. 그러나, 성형제품의 취출을 위해 냉각된 하부 금형이 노즐의 끝부분과 인접함에 따라, 노즐본체의 상단부와 하단부의 내부온도 차이가 심하게 발생하며, 노즐 본체의 끝단부에 위치한 수지가 냉각되어 쉽게 고화되는 문제점이 발생했다.

이를 해결하기 위해 종래에는 동 또는 구리와 같이 열전도율이 높은 재질로 노즐의 끝단부(예를 들어, 노즐팁)를 제조함으로써 수지의 냉각 문제를 해결하려는 시도가 있었다. 하지만, 동이나 구리 등의 재질은 다른 강재에 비해 경도가 약하기 때문에 전술한 재질로 노즐의 끝단부를 제조할 경우에는 노즐 내부의 수지 유로에서 반복적으로 상승 또는 하강하며 노즐의 사출공을 개폐하는 노즐핀에 의해 마모가 발생하여 노즐의 내구성이 저하되고, 결과적으로 노즐의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 노즐의 끝단에 위치한 수지가 쉽게 냉각되는 것을 방지함과 동시에, 노즐핀에 의한 마모 현상을 개선하는 기술을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명이 해결하려는 과제는 전술한 과제로 제한되지 아니하며, 언급되지 아니한 또 다른 기술적 과제들은 후술할 내용으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시형태로서, 사출성형기용 노즐 장치는 외부에는 히터가 장착되고, 내부에는 용융된 수지가 이동하기 위한 제1유로가 형성된 노즐 바디; 상기 노즐 바디의 일단에 결합되며, 상기 제1유로와 연결되는 제2유로가 내부에 형성된 노즐팁; 및 상기 노즐팁의 하단부에 절곡 형성된 안착턱에 결합되고, 상기 히터에서 발생한 열이 상기 노즐팁의 내부로 신속하게 전달되도록 상기 노즐팁에 비해 열전도율이 상대적으로 높은 재질로 마련되며, 상기 안착턱과 결합시 외주면 전체는 외기에 노출된 상태를 유지하는 열전달부재;를 포함하고, 상기 노즐팁은 상기 열전달부재에 비해 경도가 상대적으로 높은 재질로 마련되고, 상기 열전달부재의 내주면과 상기 노즐팁의 하단부의 외주면 간에 긴밀한 결합력이 형성되도록 상기 열전달부재는 내경과 외경을 갖는 링 형상이고, 상기 안착턱에 결합되기 이전의 상기 열전달부재는 그 내경이 상기 노즐팁의 하단부의 외경 보다 작게 형성되되, 상기 열전달부재가 열에 의해 일시적으로 내경이 증가된 상태에서 상기 안착턱에 결합된다.

삭제

또한, 노즐팁의 하단부의 외주면과 내주면 사이의 폭은 상기 열전달부재의 외주면과 내주면 사이의 폭보다 작게 형성될 수 있다.

상술한 과제의 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 열전달부재가 안착턱에 결합되었을 때, 열전달부재의 외주면 전체가 외기에 노출된 상태를 유지함에 따라서 히터에서 발생한 열을 신속하게 열전달부재의 내주면 방향으로 전달할 수 있다.

게다가, 노즐팁의 하단부의 외주면과 내주면 사이의 폭이 열전달부재의 외주면과 내주면 사이의 폭보다 작게 형성되므로 열전달부재로부터 전달되는 열을 노즐팁의 하단부에 위치한 수지로 더욱 빠르게 전달하는 것이 가능하다.

따라서, 노즐팁의 끝단에 위치한 수지가 쉽게 냉각되는 것을 방지하여 사출물의 품질 향상에 기여하는 효과가 있다.

둘째, 노즐핀과 직접적으로 접촉하는 노즐팁은 열전달부재에 비해 경도가 높은 재질인 강재로 마련됨에 따라, 내마모성이 우수하므로 노즐팁의 내구성이 향상되고, 노즐팁의 수명이 연장되는 효과가 있다.

셋째, 열전달부재와 노즐팁의 하단부가 결합될 때, 열전달부재가 열에 의해 일시적으로 내경이 증가한 상태에서 안착턱에 결합될 수 있으므로 결합 공정이 매우 간편하고, 결합을 위해 열전달부재나 노즐팁의 하단부에 별도의 체결부(일 예로, 나사산, 나사골 등)를 형성하거나 가공할 필요가 없어 작업성이 우수하고, 제조 비용이 절감되는 효과가 있다.

또한, 전술한 결합 공정에 의해 열전달부재의 내주면과 노즐팁 하단부의 외주면이 접촉되는 면적을 최대로 확장할 수 있으므로 열전달 효율이 향상되는 장점이 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐팁을 개략적으로 도시한 분해사시도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐팁을 개략적으로 도시한 측단면도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.

본 명세서에서 본 발명의 "일" 또는 "하나의" 실시예에 대한 언급들은 반드시 동일한 실시예에 대한 것은 아니며, 이들은 적어도 하나를 의미한다는 것에 유의해야 한다.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다른 의미를 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

이하의 실시예에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐팁을 개략적으로 도시한 분해사시도이며, 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐팁을 개략적으로 도시한 측단면도이다. 도1 내지 도3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 장치(10)는 노즐 바디(100), 노즐팁(200) 및 열전달부재(300)를 포함할 수 있다.

노즐 바디(100)는 그 외부에 히터(110)가 장착되고, 내부에는 용융된 수지가 이동하기 위한 제1유로(120)가 형성될 수 있다. 일 실시예에서 히터(110)는 발열 코일로 적용되어 노즐 바디(100) 내부의 수지에 일정한 열을 공급할 수 있고, 일정한 온도를 유지하기 위해 실시간으로 히터(110)의 온도를 측정하는 온도 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다.

노즐 바디(100)의 내부에는 노즐핀(130)이 인입되고, 노즐핀(130)은 제1유로(120)를 따라서 상승 및 하강하며 사출공(222)을 개폐할 수 있다. 노즐 바디(100)의 상측에는 핀 작동체(140)가 위치하며, 핀 작동체(140)의 일측과 노즐핀(130)이 결합된다. 핀 작동체(140)는 노즐핀(130)의 상승 및 하강 동작을 조절하여 용융된 수지의 사출을 제어할 수 있다.

노즐팁(200)은 그 상단부(210)가 노즐 바디(100)의 하부에 인입되어 결합될 수 있다. 그리고, 노즐팁(200)의 내부에는 노즐 바디(100)의 제1유로(120)와 연결되는 제2유로(230)가 형성될 수 있다. 일 실시예에서 노즐팁(200)의 하단부(220)는 노즐팁(200)의 전체 부위 중 열전달부재(300)와 결합되는 부분을 의미하며, 노즐팁(200)의 상단부(210)는 하단부(220)를 제외한 나머지 영역을 의미한다.

또한, 노즐팁(200)의 하단부(220)에는 'ㄱ'자형으로 안착턱(221)이 절곡 형성될 수 있다. 노즐팁(200)은 후술될 열전달부재(300)에 비해 경도가 상대적으로 높은 재질로 마련될 수 있다.

일 실시예에서 노즐팁(200)의 재질은 내마모성과 내열성이 우수한 열처리강으로 적용될 수 있고, 보다 구체적인 예로는 탄소공구강으로 노즐팁(200)을 제조할 수 있다. 하지만, 내마모성이 우수한 강재라면 전술한 종류에 국한되지 않고 공지된 다른 종류의 재질을 이용하여 노즐팁(200)을 제조할 수도 있다.

즉, 노즐팁(200)은 경도가 높은 강재로 마련되어 노즐핀(130)의 상하 이동에 의한 노즐팁(200) 내벽의 마모를 방지하고, 노즐팁(200)의 내구성 향상과 수명 연장에 기여하는 효과가 있다.

열전달부재(300)는 안착턱(221)에 안착되어 노즐팁(200)의 하단부(220)와 결합된다. 여기서, 열전달부재(300)의 재질은 히터(110)에서 발생한 열이 노즐팁(200)의 내부로 신속하게 전달되도록 노즐팁(200)에 비해 열전도율이 상대적으로 높은 재질로 마련될 수 있다.

일 실시예에서 열전달부재(300)는 열전도성이 우수한 동, 구리 또는 동합금 재질로 적용될 수 있으나, 열전달부재(300)의 재질은 전술한 종류에만 국한되는 것은 아니며, 열전도성이 우수한 것으로 알려진 다른 재질을 적용하는 것도 가능하다.

한편, 안착턱(221)에 결합되기 이전의 열전달부재(300)는 그 내경이 노즐팁(200)의 하단부(220)의 외경(D1) 보다 작게 형성되며, 열전달부재(300)가 열에 의해 일시적으로 내경이 증가된 상태에서 안착턱(221)에 결합될 수 있다.

열전달부재(300)는 열전도성이 우수한 재질로 형성됨에 따라, 일정한 온도 이상으로 가열될 경우에는 노즐팁(200)의 하단부(220)의 외경(D1)에 비해 열전달부재(300)의 내경이 일시적으로 증가하게 되므로 노즐팁(200)의 하단부(220)와의 결합이 용이하다. 노즐팁(200)의 하단부(220)와 열전달부재(300)가 결합된 이후, 열전달부재(300)의 내경이 최초 크기로 복원되면 열전달부재(300)의 내주면과 노즐팁(200)의 하단부(220)의 외주면 간에 긴밀한 결합력이 형성되어 열전달부재(300)가 노즐팁(200)으로부터 쉽게 분리되거나 이탈되지 않는다.

그리고, 열전달부재(300)가 안착턱(221)과 결합시 열전달부재(300)의 외주면 전체는 외기에 노출된 상태를 유지할 수 있다. 구체적으로, 열전달부재(300)가 안착턱(221)에 결합된 상태를 기준으로 볼 때, 열전달부재(300)가 노즐팁(200)의 하단부(220)와 결합되는 방향과 수직인 방향에 형성된 외주면(즉, 열전달부재(300)의 원주 방향 둘레를 따라 형성된 외주면) 전체가 외기에 노출될 수 있다. 또한, 원주 방향 둘레를 따라 형성된 외주면의 하측에 위치한 외주면까지 외기에 노출될 수 있다.

따라서, 열전달부재(300)가 노즐팁(200)과 결합되었을 때, 열전달부재(300)의 외주면 전체가 외기에 노출될 수 있으므로 히터(110)에서 발생한 열이 노즐팁(200)의 내부까지 신속하고 균일하게 전달될 수 있다.

다시 말해, 열전달부재(300)의 외주면은 별도의 구성 요소와 결합되지 않으므로 외기에 노출된 상태를 유지할 수 있으며, 히터(110)에서 발생한 열이 별도의 구성 요소를 경유하지 않고 직접적으로 열전달부재(300)의 표면에 전달됨에 따라 노즐팁(200)의 내부로 신속한 열전달이 가능하다.

더욱이, 일 실시예에서는 노즐팁(200)의 하단부(220)의 외주면과 내주면 사이의 폭(W1)이 열전달부재(300)의 외주면과 내주면 사이의 폭(W2)보다 작게 형성됨으로써, 열전달부재(300)의 표면에 도달한 히터(110)의 열이 노즐팁(200)의 내주면 방향으로 빠르게 도달하도록 돕는다.

일반적으로 내마모성이 우수한 열처리강 재질은 동이나 구리 등의 재질에 비해 열전도율이 떨어지는 측면이 있다. 하지만, 일 실시예에 따른 노즐팁(200)은 노즐핀(130)의 작동에 의한 내벽 마모 현상을 개선하기 위해 경도가 높은 강재로 마련되는 한편, 노즐팁(200)의 재질 특성에 따른 열전도율을 보완하기 위해 노즐팁(200)의 하단부(220)의 외주면과 내주면 사이의 폭(W1)을 열전달부재(300)의 외주면과 내주면 사이의 폭(W2)보다 작게 형성함으로써, 열전달부재(300)의 표면에 도달한 히터(110)의 열이 노즐팁(200)의 내부로 신속하게 전달될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 노즐 장치(10)는 열전달부재(300)가 안착턱(221)에 결합되었을 때, 열전달부재(300)의 외주면 전체가 외기에 노출된 상태를 유지함에 따라서 히터(110)에서 발생한 열을 신속하게 열전달부재(300)의 내주면 방향으로 전달할 수 있으며, 노즐팁(200)의 하단부(220)의 외주면과 내주면 사이의 폭(W1)이 열전달부재(300)의 외주면과 내주면 사이의 폭(W2)보다 작게 형성되므로 열전달부재(300)로부터 전달되는 열을 노즐팁(200)의 하단부(220)에 위치한 수지로 더욱 빠르게 전달하는 것이 가능하다.

따라서, 노즐팁(200)의 끝단에 위치한 수지가 쉽게 냉각되는 것을 방지하여 사출물의 품질 향상에 기여하는 효과가 있다.

그리고, 노즐핀(130)과 직접적으로 접촉하는 노즐팁(200)은 열전달부재(300)에 비해 경도가 높은 재질인 강재로 마련됨에 따라, 내마모성이 우수하므로 노즐팁(200)의 내구성이 향상되고, 노즐팁(200)의 수명이 연장되는 효과가 있다.

아울러, 열전달부재(300)와 노즐팁(200)의 하단부(220)가 결합될 때, 열전달부재(300)가 열에 의해 일시적으로 내경이 증가한 상태에서 안착턱(221)에 결합될 수 있으므로 결합 공정이 매우 간편하고, 결합을 위해 열전달부재(300)나 노즐팁(200)의 하단부(220)에 별도의 체결부를 형성하거나 가공할 필요가 없어 작업성이 우수하고, 제조 비용이 절감되는 효과가 있다.

또한, 전술한 결합 공정에 의해 열전달부재(300)의 내주면과 노즐팁(200)의 하단부(220)의 외주면이 접촉되는 면적을 최대로 확장할 수 있으므로 열전달 효율이 향상되는 장점이 있다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 균등개념으로 이해되어져야 할 것이다.

10 : 사출성형기용 노즐 장치
100 : 노즐 바디
110 : 히터
120 : 제1유로
130 : 노즐핀
140 : 핀 작동체
200 : 노즐팁
210 : 상단부
220 : 하단부
221 : 안착턱
222 : 사출공
D1 : 노즐팁 하단부의 외경
W1 : 노즐팁 하단부의 외주면과 내주면 사이의 폭
230 : 제2유로
300 : 열전달부재
D2 : 열전달부재의 내경
W2 : 열전달부재의 외주면과 내주면 사이의 폭

Claims (3)

1. 외부에는 히터가 장착되고, 내부에는 용융된 수지가 이동하기 위한 제1유로가 형성된 노즐 바디;
   상기 노즐 바디의 일단에 결합되며, 상기 제1유로와 연결되는 제2유로가 내부에 형성된 노즐팁; 및
   상기 노즐팁의 하단부에 절곡 형성된 안착턱에 결합되고, 상기 히터에서 발생한 열이 상기 노즐팁의 내부로 신속하게 전달되도록 상기 노즐팁에 비해 열전도율이 상대적으로 높은 재질로 마련되며, 상기 안착턱과 결합시 외주면 전체는 외기에 노출된 상태를 유지하는 열전달부재;를 포함하고,
   상기 노즐팁은 상기 열전달부재에 비해 경도가 상대적으로 높은 재질로 마련되고,
   상기 열전달부재의 내주면과 상기 노즐팁의 하단부의 외주면 간에 긴밀한 결합력이 형성되도록 상기 열전달부재는 내경과 외경을 갖는 링 형상이고, 상기 안착턱에 결합되기 이전의 상기 열전달부재는 그 내경이 상기 노즐팁의 하단부의 외경 보다 작게 형성되되, 상기 열전달부재가 열에 의해 일시적으로 내경이 증가된 상태에서 상기 안착턱에 결합되는 것을 특징으로 하는
   사출성형기용 노즐 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 노즐팁의 하단부의 외주면과 내주면 사이의 폭은 상기 열전달부재의 외주면과 내주면 사이의 폭보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는
   사출성형기용 노즐 장치.

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