KR102251465B1 - 차량용 램프 렌즈와 같은 투명하거나 반투명한 미적 부품들을 생산하기 위해 플라스틱 재료의 인젝션 몰딩을 위한 장치의 인젝터 및 인젝션 몰딩 장치 - Google Patents

Abstract

상기 인젝터의 노즐 터미널(8)은 각각의 원위 단부들을 가진 팁 및 링 너트을 가지며, 상기 원위 단부들 중 한 개는, 몰딩 공동의 게이트와 연결되도록 형성되고, 상기 밸브 핀(9)의 셔터 터미널(10)과 함께 작동하며, 상기 밸브 핀(9)의 셔터 터미널(10)의 횡단면이 가지는 전체 두께(B)보다 작거나 동일한 횡단면의 전체 두께(2A)를 가진다.

Description

차량용 램프 렌즈와 같은 투명하거나 반투명한 미적 부품들을 생산하기 위해 플라스틱 재료의 인젝션 몰딩을 위한 장치의 인젝터 및 인젝션 몰딩 장치{INJECTOR FOR APPARATUS FOR INJECTION MOULDING OF PLASTIC MATERIALS FOR THE PRODUCTION OF TRANSPARENT OR SEMI- TRANSPARENT AESTHETIC COMPONENTS FOR MOTOR VEHICLES, FOR EXAMPLE LAMP LENSES, AND A INJECTION MOULDING APPARATUS}

본 발명은, 플라스틱 재료의 인젝션 몰딩을 위한 장치 및 특히 차량용 반투명 미적 부품 예를 들어, 램프 렌즈(lamp lenses)의 생산과 관련되는 몰딩 장치를 위한 인젝터(injectors)에 관한 것이다.

첨부된 도면들 중 도 1의 부분 단면으로 개략 도시되고 종래 기술을 따르는 인젝션 몰딩 장치는: 유체 플라스틱 재료를 위한 고온 챔버 또는 분배기(distributor)(1) 및 가압상태의 플라스틱 재료를 각각의 게이트(5,6)를 통해 몰드의 공동속으로 삽입하기 위한 한 개이상의 인젝터(2,3)들을 포함하고, 상기 몰드의 매트릭스(matrix)가 4로 표시된다.

각각의 인젝터(2,3)는, 주입된 플라스틱 재료를 위한 유체 경로를 형성하는 노즐 단부(8)를 가진 관형 노즐(7)을 포함한다. 셔터 터미널(shutter terminal)(10)을 가진 밸브 핀(9)은, 상기 노즐 터미널(8)의 후방으로 이동한 개방 위치 및 전방으로 이동한 밀폐 위치사이에서 전기 또는 유체 액추에이터(11)에 의해 축 방향으로 이동할 수 있다.

상기 노즐 터미널(8)은, 예를 들어, 도 1에 도시된 인젝터(2)에 대해 도 2에 도시된 형상 및 도 1에 도시된 인젝터(3)에 대해 도 3에 도시된 형상들을 가질 수 있다. 양쪽 경우들에서, 상기 노즐 터미널(8)은 내부 관형 요소 또는 팁(tip)(12) 및 외부 원형 요소 또는 링 너트(ring nut)(13)를 포함한다.

도 2에 도시된 노즐 터미널(8)에 있어서, 팁(12)은 상기 게이트(5)내에서 돌출하고 상기 링너트(13)의 원위 단부(13a)를 너머 팁의 원위 단부(12a)와 축 방향으로 연장된다. 따라서, 몰딩된 제품의 표면에 유지되는 (도 2 아래에서 평면으로 표시된) 게이트 표시부(gate mark)는 매우 작은 치수를 나타내며 상기 밸브 핀(9)의 셔터 터미널(10)이 가지는 직경과 유사하고, 그 결과 미학적인 몰딩 부품, 특히 투명하거나 반투명한 상태의 몰딩 부품이 형성되고 심지어 매우 높은 품질 기준을 요구하는 차량용 램프(lamps)의 경우 그 이상의 상태를 가진 몰딩 부품이 형성되어 특히 유리하다.

소위 "외부" 링 너트 즉, 몰딩 공동속으로 직접 돌출하지 않는 상기 해결방법에 의하면 상기 팁(12)과 링 너트(13)의 원위 단부가 가지는 높이에서 몰드 매트릭스(mould matrix)(4)는 정밀하게 작동해야 하는 데, 밸브 핀이 전방으로 이동한 밀폐 위치에서 상기 밸브 핀(9)의 셔터 터미널(10)을 수용하는 게이트의 영역 및 몰드 매트릭스의 반경 방향 전체 치수가 계속적으로 변화하기 때문이다. 이것은 몰딩 장치의 생산, 구매 및 작동 시간의 연장을 의미한다. 또한, 어려운 처리작업(processing challenges)은 종종 상기 매트릭스(4)의 게이트(5) 및 밸브 핀(9)의 셔터 터미널(10)사이에서 동심 오차(concentricity error)를 발생시키고 상기 매트릭스가 파손되지 않을 경우 두 개의 부품들사이에서 더욱 빠르게 마모가 발생되어 몰드에 대해 심각한 경제적 손실을 발생시킨다.

상기 구성이 가지는 또 다른 문제점에 의하면, 플라스틱 재료가 침적되고 다음에 플라스틱 재료가 상당한 수고에 의해 제거되어야 하며 그 결과 플라스틱 재료의 색상을 변경하기 위한 최적 공정을 구하기 위해 몰드 작업 횟수가 상당히 증가하게 만드는 상기 팁(12)과 링 너트(13)사이의 정체 영역이 존재한다.

상기 문제점을 극복하기 위해 제안된 해결 방법이 도시된 도 3을 참고할 때, 노즐 터미널(8)은 소위 "관통(through)" 링 너트(13)이며 즉, 상기 링 너트의 원위 단부(13a)는 팁(12)의 원위 단부(12a)를 너머 축 방향으로 연장되고 몰딩 공동내에서 직접 돌출한다. 이 경우, 상기 밸브 핀(9)의 셔터 터미널(10)과 함께 작동하는 게이트(5)가 상기 링 너트(13)의 원위 단부(13a) 영역에 형성되어, 상기 매트릭스(4)의 작업은 상당히 단순화되며 작업 시간이 감소되고 오차위험이 감소된다. 그러나, 도 3의 하측부에서 평면도에 도시된 것처럼, 투명한 미적 몰딩 부품 및 차량용 램프 렌즈에 있어서 사실상 허용될 수 없고 훨씬 더 큰 치수를 가지는 링 너트(13)의 원위 단부(13a)의 게이트 표시부가 상기 셔터 터미널(10)에 해당되는 게이트 표시부에 대해 추가된다. 또한, 플라스틱 재료의 정체 영역과 관련된 문제점이 상기 해결 방법에도 존재한다.

본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점을 극복하는 것이며 상기 목적은 상기 형태의 인젝션 몰딩 장치를 위한 인젝터에 의해 달성되며, 노즐 터미널의 팁 및 링 너트는 각각의 원위 단부들을 가지며, 상기 원위 단부들의 특징에 의하면, 상기 원위 단부들 중 한 개는, 몰딩 공동의 게이트와 연결되도록 형성되고, 상기 밸브 핀의 셔터 터미널과 함께 작동하며, 상기 밸브 핀의 셔터 터미널의 횡단면이 가지는 전체 두께보다 작거나 동일한 횡단면의 전체 두께를 가진다.

상기 특징에 의하면, 팁의 원위 단부 즉, 링 너트의 원위 단부는 연장되고 즉, 몰딩 공동내부에 돌출하기 위해 몰드의 게이트내에서 연장될 수 있고 몰드 매트릭스의 작업을 상당히 단순화시키는 장점을 제공한다.

다른 한편으로, 상기 팁의 원위 단부 즉, 링 너트의 원위 단부가 가지는 작은 벽 두께에 의해, 밸브 핀의 셔터 터미널의 임프린트(imprint) 보다 약간 더 크고 기본적으로 유사하며 몰딩된 제품위에서 눈에 보이는 게이트 표시부의 치수가 동일하게 상당히 감소될 수 있다.

본 발명에 의해 제공되는 두 개의 선택적인 실시예들 중 제1 실시예에서 원위 단부는 팁의 원위 단부이고 다른 한 개의 실시예에서 원위 단부는 링 너트의 원위 단부이다.

최근에 선호되는 것으로 고려되는 상기 제1 실시예에 의하면, 노즐 터미널(8)내에서 플라스틱 재료의 정체 영역을 제거하는 또 다른 장점이 구해진다. 또한, 상기 실시예는 밸브 핀(9)의 셔터 터미널(10)을 위한 더 큰 안내 표면을 제공하여 동심구조(concentricity)와 관련된 문제를 극복한다.

상기 원위 단부의 벽두께는 ≤1.5mm이고 선호적으로 ≤0.5mm인 것이 편리하다.

예를 들어, 본 출원의 출원일 현재 공개되지 않고 동일 출원인의 이탈리아 특허 출원 제 102015000044745호의 주제에 관한 설명 및 도면을 따르는 열 프로파일(thermal profile) 및 기계적/화학적 저항 특성을 최적화하기 위해 상기 팁은 제1 재료로 제조된 반경 방향 내부 요소 및 제2 재료로 제조된 반경 방향 외부요소로 구성된 구조를 가질 수 있다.

본 발명은, 예를 들어, 램프 렌즈와 같이 차량을 위한 투명 또는 반투명 미적 부품들을 생산하기 위해 시퀀스 또는 케스케이드(cascade) 방식 사이클에 따라 제어되는 다수의 인젝터들을 가진 인젝션 몰딩 장치에 대한 적용예에서 특히 유리하다.

도 1은 앞서 설명한 종래 기술을 따라 플라스틱 재료를 인젝션 몰딩하기 위한 장치를 개략적으로 도시한 부분 단면도.
도 2 및 도 3은, 도 1에 도시된 종래 기술의 몰딩 장치에 관한 두 개의 세부 구조를 확대해서 도시한 도면들.
도 4는, 두 개의 서로 다른 선택적인 인젝터 구조들을 가지고 본 발명을 따르는 인젝션 몰딩 장치를 도시하고 도 1과 유사한 도면.
도 5 및 도 6은, 본 발명을 따르는 인젝터의 선택적 구조들을 확대해서 도시한 상세도.

도 1, 도 2 및 도 3을 참고하여 앞서 설명한 부분들과 동일하거나 유사한 도 4, 도 5 및 도 6의 부분들은 동일한 도면부호로 표시되고 추가로 상세하게 설명하지 않는다.

종래 기술과 비교하여 혁신적이고 신규한 본 발명의 특징은, 두 개의 선택적인 구성을 따르고 도 4에서 각각 20 및 30으로 표시한 두 개의 인젝터들의 노즐 터미널(8)이다.

도 5에서 추가로 상세하게 도시된 인젝터(20)에 있어서, 팁(12)의 원위 단부(12a)가 매트릭스(4)의 게이트(5) 속에 직접 삽입되는 원통형 부싱(bushing)을 형성하는 방향으로 상기 원위 단부는 몰드 공동내부에서 돌출할 때까지 연장된다. 상기 밸브 핀(9)의 셔터 터미널(10)은 작은 횡단면 즉 상기 밸브 핀(9)의 횡단면보다 작은 횡단면을 가진 원통형상을 가지며, 상기 밸브 핀(9)이 전방으로 이동한 밀폐위치를 도시하는 도 5에 도시된 것처럼 상기 셔터 터미널은 상기 원위 단부(12a)와 직접 함께 작동한다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 팁(12)의 원위 단부(12a)가 가지는 전체 벽 두께, 즉 원형의 횡단면은 상대적으로 크지 않고 따라서 상기 밸브 핀(9)의 두께 즉 셔터 터미널(10)의 횡단면이 가지는 직경보다 작거나 동일하다. 따라서, 상기 인젝터 및 인젝터의 인젝션 장치가 작동할 때, 몰딩된 제품상에서 눈에 보이는 게이트 표시부부는 도 5 아래에서 평면으로 표시된 형상을 가지게 된다. 상기 게이트 표시부는 거의 희미한 상태로, 상기 밸브 핀(9)의 셔터 터미널(10)에 의해 형성된 것보다 크다.

상기 팁(12)의 원위 단부(12a)가 가지는 벽두께 즉, 도 5 아래의 투영부(projection)에서 상기 밸브 핀(9)의 셔터 터미널(10)이 가지는 직경이 B로 표시되며 상기 팁의 원형 섹션이 가지는 외측 반경 및 내측 반경사이의 차이가 A로 표시될 때 상기 차이가 ≤ 1.5mm인 것이 선호되고 심지어 ≤0.5mm인 것이 더욱 선호된다.

또한, 상기 팁(12)의 원위 단부(12a) 영역에서 상기 팁(12)의 연장된 형상에 의해, 밸브 핀(9)을 위한 안내표면 특히 게이트(5) 앞에 위치한 영역이 상대적으로 커진다.

마지막으로, 상기 게이트(5) 속으로 연장되는 팁(12)에 의해 형성되고 연장된 단일 내부 몸체가 존재하게 되어 재료 정체 영역의 존재와 관련된 문제가 해결된다.

도 6에 상세하게 도시된 제2 실시예에 의하면, 상기 링 너트(13)가 몰딩 공동속으로 돌출하고 밸브 핀(9)의 셔터 터미널(10)과 함께 작동할 때까지 상기 게이트(5)속으로 연장되는 것은 링 너트(13)의 원위 단부(13a)이다. 심지어 이 경우, 상기 링 너트(13)의 원위 단부(13a)를 형성하는 원통형 부속체(appendage)가 가지는 전체 벽두께는 상기 셔터 터미널(10)의 직경보다 작거나 동일하고 밸브 핀(9)의 횡단면은 더 작은 크기를 가진다. 도 6 아래에 표시된 게이트 표시부는 상기 제1 실시예에 관한 도 5 아래에 표시된 게이트 표시부와 유사하다.

요약하면, 상기 설명과 같이, 상기 원위 단부(12a) 또는 원위 단부(12a)의 벽두께 즉, 상기 원위 단부의 원형 섹션이 가지는 외측 반경 및 내측 반경사이의 차이가 A로 표시되고, 상기 밸브 핀(9)의 셔터 터미널(10)이 가지는 횡단면의 직겨이 B로 표시될 때, 아래 관계가 형성될 수 있다.

2A ≤B

즉, 원위 단부(12a) 또는 원위 단부(12a)의 전체 두께(2A)는 상기 밸브 핀(9)의 셔터 터미널(10)이 가지는 전체 두께보다 작거나 동일하고 선호적으로 A ≤ 1.5mm이고 더욱 선호적으로 A ≤0.5mm이다.

본 발명을 따르는 인젝터 및 장치는 특히 인젝션 몰딩에 의해, 차량용 투명 또는 반투명 미적 부품들 예를 들어, 한 개이상의 게이트 표시부를 가지고 게이트 표시부의 두께가 2A와 동일하고 즉 상기 팁(12) 또는 링 너트(13)의 원위 단부(12a,13a)가 가지는 횡단면과 동일하여 상기 셔터 터미널(10)의 횡단면과 유사한 두께(B)보다 작거나 기껏해야 동일한 램프 렌즈를 생산하기 위해 특히 유리하다는 것이 강조된다.

본 발명의 원리에 따라, 특히 상기 노즐 터미널(8)의 일반적인 구조에 관한 실시예들 및 구조적 세부사항들은 하기 청구항들에 설명된 본 발명의 보호범위내에서 도시되고 설명된 것에 대해 폭넓게 변화할 수 있다.

예를 들어, (상기 밸브 핀(9)의 셔터 터미널(10)과 짝을 이루는) 원추대 형상의 원위 단부를 가진 노즐 터미널(8)의 경우 본 발명의 기준 횡단면은 몰딩 공동속으로 직접 연장되고 극도로 작은 횡단면이다.

20......인젝터,
12......팁,
4......매트릭스,
5......게이트,
9......밸브 핀,
10......셔터 터미널.

Claims (15)

1. 자동차용 투명하거나 반투명한 미적 부품들을 생산하기 위해 플라스틱 재료의 인젝션 몰딩을 위한 장치의 인젝터(20,30)로서,
   주입된 플라스틱 재료를 위한 유동 경로를 형성하는 노즐 터미널(8)을 가진 노즐(7)과, 연장된 원통형 셔터 터미널(10)을 가지고 상기 노즐 터미널(8)의 후방으로 이동한 개방 위치 및 전방으로 이동한 밀폐 위치 사이에서 축 방향으로 이동할 수 있는 밸브 핀(9)을 포함하며,
   상기 연장된 원통형 셔터 터미널(10)은 밸브 핀의 선행 부분보다 작은 원통형 외부 직경을 갖는 넥다운 부분(necked down portion)을 포함하고,
   상기 노즐 터미널(8)은 내부의 관형 요소 또는 팁(12) 및 원형의 링 너트(13)를 포함하고,
   상기 내부의 관형 요소 또는 팁(12)은 근위 단부 및 원위 단부를 갖고, 노즐의 내부에 부착되며,
   상기 원형의 링 너트(13)는 원위 단부를 포함하고, 팁의 근위 단부와 원위 단부 사이에서 이들로부터 이격되어 상기 팁(12)과 동심구조로 외부에 부착되며,
   상기 팁(12)의 상기 원위 단부는
   몰딩 공동의 게이트(5)와 연결되도록 형성되고,
   상기 밸브 핀(9)의 연장된 셔터 터미널(10)의 넥다운 부분의 상기 외부 직경과 함께 작동하는 내부 직경을 포함하고,
   상기 밸브 핀(9)의 셔터 터미널(10)의 횡단면이 가지는 전체 두께(B)보다 작거나 동일한 횡단면의 전체 두께(2A)를 가지며,
   상기 게이트 내에 직접 삽입된 원통형 부싱을 형성하는 크기 및 형상을 가지며, 상기 원통형 부싱은 연장된 원통형 셔터 터미널과 직접 결합하고 상기 게이트를 넘어 연장되어 상기 게이트 전에 밸브 핀의 연장된 원통형 셔터 터미널을 위한 안내부를 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인젝터.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 팁의 상기 원위 단부(12a,13a)는 ≤1.5mm의 벽두께(A)를 가지는 것을 특징으로 하는 인젝터.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 팁의 상기 원위 단부(12a,13a)는 ≤0.5mm의 벽두께(A)를 가지는 것을 특징으로 하는 인젝터.
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