KR20040098244A

KR20040098244A - 사출 성형용 핫 런너 장치

Info

Publication number: KR20040098244A
Application number: KR1020030030549A
Authority: KR
Inventors: 신길호
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2003-05-14
Publication date: 2004-11-20
Also published as: KR100507480B1

Abstract

밀착수단의 구조를 2개의 경사면으로 접촉되는 분리형 가압판으로 구성하여 핫 런너 블록의 열팽창방향에 대하여 법선방향으로 핫 런너 블록에 스프루 부시에 대한 밀착력을 발생시키도록 하며, 동시에 상기 스프루 부시의 런너부에 일치되는 핫 런너 블록의 런너 선단부 직경을 확대하여 열팽창에 의한 수지의 경로를 항상 유지할 수 있도록;

제품의 외관면을 형성하는 금형의 고정형판과; 상기 고정형판에 설치홀을 통하여 장착되고, 내부에는 런너가 형성되며, 외주면에는 히터가 구성되는 스프루 부시와; 상기 고정형판을 체결하여 사출 성형기의 고정 다이에 취부하기 위한 고정측 취부판과; 상기 고정측 취부판과 상기 고정형판 사이의 공간부에 장착되며, 내부에는 상기 스프루 부시의 런너와 연결되는 런너가 형성되며, 상기 런너의 주위로 내부에 히터가 구성되는 핫 런너 블록과; 상기 핫 런너 블록과 고정측 취부판 사이에 개재되어 상기 핫 런너 블록과 스프루 부시를 상호 밀착시켜주는 밀착수단을 포함하는 사출 성형용 핫 런너 장치에서,

상기 밀착수단은 상기 핫 런너 블록에 체결되며, 그 외단면은 경사면으로 형성되는 가동측 가압판과; 상기 고정측 취부판에 체결되며, 그 외단면은 상기 가동측 가압판의 경사면에 대응하는 역경사면을 형성하여 상호 접촉되는 고정측 가압판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 사출 성형용 핫 런너 장치를 제공한다.

Description

사출 성형용 핫 런너 장치{A HOT RUNNER DEVICE FOR INJECTION MOLDING}

본 발명은 사출 성형용 핫 런너 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라스틱 수지를 용융상태로 금형 속에 사출하여 성형하기 위한 사출 성형용 핫 런너 장치에 관한 것이다.

일반적으로 사출 성형기에 사용되는 핫 런너 장치는 용융상태의 수지가 금형내의 제품부를 이루는 캐비티까지 도달하기 위한 경로를 구성하는 것으로, 핫 런너 블록(Hot Runner Block), 스프루 부시(Sprue Bush)가 고정측 취부판과 제품의 외관면을 형성하는 고정형판 사이에서 구성되어 런너를 형성하고 있다.

이러한 핫 런너 장치에는 사출 성형기로부터 수지가 용융상태로 금형 내 캐비티까지 흘러갈 수 있도록 수지의 적정온도(수지마다 상이하지만 통상 180℃250℃정도)를 유지시켜주기 위하여 열원이 설치되는데, 이 열원은 주로 히터(Heater)가 사용되며, 상기 핫 런너 블록에는 주로 Cartridge Heater를 사용하고, 상기 스프루 부시에는 Band Type의 Heater를 사용하고 있다.

이러한 종래의 핫 런너 장치의 구성을 도 1을 통하여 구체적으로 살펴보면,

먼저, 제품의 외관면(103)을 형성하는 금형의 고정형판(101)이 구비되고, 상기 고정형판(101)에는 설치홀(105)을 통하여 스프루 부시(107)가 삽입되어 내부에 런너(109; 용융상태의 수지가 사출되어 제품부 캐비티까지 도달하는 경로를 말함)를 형성하며, 그 외주면에는 히터(111)가 설치된다.

그리고 상기 고정형판(101)을 체결하여 사출 성형기(미도시)의 고정 다이에 취부하기 위한 고정측 취부판(113)이 구성되는데, 상기 고정측 취부판(113)과 상기 고정형판(101) 사이에는 공간부(115)가 형성되어 핫 런너 블록(117)이 설치된다.

상기 핫 런너 블록(117)은 사출 성형기(미도시)로부터 캐비티(100)까지 수지가 흘러 들어가는 경로인 런너(109)가 형성되어 상기 스프루 부시(107)의 런너(109)와 일치시킨 상태로 체결되며, 핫 런너 블록(117)의 내부에는 히터(119)를 삽입하여 온도를 상승시킬 수 있도록 구성된다.

그리고 상기 핫 런너 블록(117)과 고정측 취부판(113) 사이에는 밀착수단으로 스페이스 링(121)이 개재되어 상기 핫 런너 블록(117)과 스프루 부시(107)를 밀착시켜 수지가 새는 것을 방지하게 된다.

그런데, 금형을 사출 성형기에 취부한 후, 금형 예열 과정을 거치게 되는데, 이 때, 상기 금형 내부의 상기 핫 런너 블록(117)과 스프루 부시(107)를 적정온도로 승온시키는 과정에서, 상기 핫 런너 블록(117)과 스프루 부시(107)는 열팽창을 일으킨다.

열팽창은 상승온도 * 열팽창계수 (11×10^-6) * 길이에 따라 그 값이 달라지게 되는데, 상기 스프루 부시(107)는 고정형판(103)에 삽입되어 있어 유동량이 거의 없지만 핫 런너 블록(117)은 열팽창에 의해 길이 방향(화살표)으로 늘어나는 현상을 보인다.

즉, 상기 핫 런너 블록(117) 내부의 런너(109)가 그 길이방향 유동량에 의해 스프루 부시(107) 내의 런너(109)와 서로 어긋나게 되며, 스페이스 링(121)은 고정형판(101)과 고정측 취부판(113)을 체결함으로써 핫 런너 블록(117)과 스프루 부시(107)를 강하게 밀착시켜 어긋난 런너(109)로부터 수지가 새어 나오는 것을 방지하게 된다. 이러한 스페이스 링(121)의 역할이 제대로 수행되지 않으면, 수지가 새어 나와 제품 미성형, 히터(111) 결선 등의 문제로 발전하게 되는 것이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 밀착수단의 구조를 2개의 경사면으로 접촉되는 분리형 가압판으로 구성하여 핫 런너 블록의 열팽창방향에 대하여 법선방향으로 핫 런너 블록에 스프루 부시에 대한 밀착력을 발생시키도록 하며, 동시에 상기 스프루 부시의 런너부에 일치되는 핫 런너 블록의 런너 선단부 직경을 확대하여 열팽창에 의한 수지의 경로를 항상 유지할 수 있도록 하는 사출 성형용 핫 런너 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 사출 성형용 핫 런너 장치의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형용 핫 런너 장치의 단면도이다.

도 3은 도 2의 A부분의 확대 단면도이다.

도 4는 도 2의 B부분의 확대 단면도이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 사출 성형용 핫 런너 장치는 제품의 외관면을 형성하는 금형의 고정형판과; 상기 고정형판에 설치홀을 통하여 장착되고, 내부에는 런너가 형성되며, 외주면에는 히터가 구성되는 스프루 부시와; 상기 고정형판을 체결하여 사출 성형기의 고정 다이에 취부하기 위한 고정측 취부판과; 상기 고정측 취부판과 상기 고정형판 사이의 공간부에 장착되며, 내부에는 상기 스프루 부시의 런너와 연결되는 런너가 형성되며, 상기 런너의 주위로 내부에 히터가 구성되는 핫 런너 블록과; 상기 핫 런너 블록과 고정측 취부판 사이에 개재되어 상기 핫 런너 블록과 스프루 부시를 상호 밀착시켜주는 밀착수단을 포함하는 사출 성형용 핫 런너 장치에서,

상기 밀착수단은 상기 핫 런너 블록에 체결되며, 그 외단면은 경사면으로 형성되는 가동측 가압판과; 상기 고정측 취부판에 체결되며, 그 외단면은 상기 가동측 가압판의 경사면에 대응하는 역경사면을 형성하여 상호 접촉되는 고정측 가압판으로 이루어지는 것을 특징으로 하며,

상기 가동측 가압판과 고정측 가압판의 각 경사각은 동일각으로 이루어지며, 0.5˚1.5˚범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하고,

상기 가동측 가압판과 고정측 가압판은 각각 내측에 체결홀을 가공하여 핫 런너 블록과 고정측 취부판에 각각 체결볼트로 체결되는 것을 특징으로 하며,

상기 스프루 부시의 런너와 연결되는 핫 런너 블록의 런너 연결부는 그 선단부의 런너 직경이 상기 스프루 부시의 런너 직경보다 크게 확대된 확관부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형용 핫 런너 장치의 단면도로써, 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형용 핫 런너 장치의 구성은 제품의 외관면(1)을 형성하는 금형의 고정형판(3)이 구비되고, 상기 고정형판(3)에는 설치홀(5)을 통하여 스프루 부시(7)가 삽입되어 내부에 런너(9; 용융상태의 수지가 사출되어 제품부 캐비티까지 도달하는 경로를 말함)를 형성하며, 그 외주면에는 히터(11)가 설치된다.

그리고 상기 고정형판(3)을 체결하여 사출 성형기(미도시)의 고정 다이에 취부하기 위한 고정측 취부판(13)이 구성되는데, 상기 고정측 취부판(13)과 상기 고정형판(3) 사이에는 공간부(15)가 형성되어 핫 런너 블록(17)이 설치된다.

상기 핫 런너 블록(17)은 사출 성형기(미도시)로부터 캐비티(10)까지 수지가 흘러 들어가는 경로인 런너(9)가 형성되어 상기 스프루 부시(7)의 런너(9)와 일치시킨 상태로 체결되며, 핫 런너 블록(17)의 내부에는 히터(19)를 삽입하여 온도를 상승시킬 수 있도록 구성된다.

여기서, 상기 스프루 부시(7)의 런너(9)와 연결되는 핫 런너 블록(17)의 런너 연결부(B)는, 도 4에서 도시한 바와 같이, 그 선단부의 런너 직경(D)이 상기 스프루 부시(7)의 런너 직경(d)보다 크게 확대되는 확관부(23)가 형성된다.

예를 들어, 상기 스프루 부시(7)의 런너 직경(d)이 16mm라면, 이에 대응하는핫 런너 블록(17)의 런너 연결부(B)는 그 선단부의 확관부(23) 런너 직경(D)이 16mm에서 18mm로 확대 형성되어 상기 핫 런너 블록(17)이 열팽창에 의해 길이 방향(화살표)으로 늘어나는 경우, 상기 핫 런너 블록(17) 내부의 런너(9)가 그 길이방향 유동량에 의해 스프루 부시(7) 내의 런너(9)와 서로 어긋나지 않도록 하여 수지의 흐름을 방해하지 않도록 형성되는 것이다.

그리고 상기 핫 런너 블록(17)과 고정측 취부판(13) 사이에는 밀착수단이 개재되어 상기 핫 런너 블록(17)과 스프루 부시(7)를 상호 밀착시켜 수지가 새는 것을 방지하게 되는데, 상기 밀착수단은, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 핫 런너 블록(17)에 가동측 가압판(25)이 체결되며, 이 가동측 가압판(25)의 외단면은 경사면(29)으로 형성된다.

또한, 상기 고정측 취부판(13)에는 고정측 가압판(27)이 체결되는데, 이 고정측 가압판(27)은 그 외단면이 상기 가동측 가압판(25)의 경사면(29)에 대응하는 역경사면(31)을 형성하여 상호 접촉되어 이루어진다.

여기서, 상기 가동측 가압판(25)과 고정측 가압판(27)의 각 경사각(θ)은 동일각으로 이루어지며, 0.5˚1.5˚범위 내에서 설정되는 것이 바람직하나, 굳이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 핫 런너 블록(17)의 열팽창에 대한 밀착력을 넓은 범위에서 실현하고자 하는 경우에는 상기 경사각(θ)을 작게 하고, 상기 핫 런너 블록(17)의 열팽창에 대한 밀착력을 좁은 범위에서 실현하고자 하는 경우에는 상기 경사각(??)을 크게 하여 조절할 수 있다.

또한, 상기 가동측 가압판(25)과 고정측 가압판(27)은 각각 내측에체결홀(33)을 가공하여 핫 런너 블록(17)과 고정측 취부판(13)에 각각 체결볼트(35)로 체결되는 것이 바람직하다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 사출 성형용 핫 런너 장치는 금형을 사출 성형기(미도시)에 취부한 후, 금형 예열 과정을 통하여 상기 금형 내부의 상기 핫 런너 블록(17)과 스프루 부시(7)를 적정온도로 승온시키는 과정에서, 상기 핫 런너 블록(17)과 스프루 부시(7)가 열팽창을 일으킬 때, 상기 고정형판(3)에 삽입되어 있어 유동량이 거의 없는 상기 스프루 부시(7)에 대하여 상기 핫 런너 블록(17)은 열팽창에 의해 길이 방향(도 4의 화살표)으로 늘어나는 현상을 보인다.

이 때, 상기 핫 런너 블록(17) 내부의 런너(9)가 그 길이방향 유동량에 의해 런너 연결부(B)에서, 상기 스프루 부시(7) 내의 런너(9)와 어느 정도의 범위 내에서는 상기 핫 런너 블록(17) 런너의 확관부(23)에 의해 수지의 흐름을 방해하지 않도록 상기 스프루 부시(7)의 런너(9)와 어긋남이 없는 연결상태를 유지하게 된다.

동시에, 상기 핫 런너 블록(17)의 열팽창에 의한 그 길이방향으로의 유동량(??l)은 상기 가동측 가압판(25)을, 도 3의 점선과 같이, 상기 고정측 가압판(27)에 대하여 이동시키게 되며, 이에 따라, 상기 핫 런너 블록(17)를 스프루 부시(7)에 대하여 밀착시키는 밀착력을 더욱 크게 하여 수지의 누출을 방지하도록 작동하게 된다.

즉, 상기 고정측 가압판(27)에 대하여 가동측 가압판(25)은 핫 런너 블록(17)의 열팽창방향(f1)에 대하여 법선방향(f2)으로 핫 런너 블록(17)에 스프루 부시(7)에 대한 밀착력을 발생시키도록 작동함으로써, 수지가 새어 나오는 것을 방지하게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 사출 성형용 핫 런너 장치에 의하면, 밀착수단의 구조를 2개의 경사면으로 접촉되는 분리형 가압판으로 구성하여 핫 런너 블록의 열팽창방향에 대하여 법선방향으로 핫 런너 블록에 스프루 부시에 대한 밀착력을 발생시키도록 하며, 동시에 상기 스프루 부시의 런너부에 일치되는 핫 런너 블록의 런너 선단부에 확관부를 형성하여 열팽창에 의한 수지의 경로를 항상 유지할 수 있도록 함으로써, 사출 성형시의 성형성을 향상시키며, 동시에 수지의 누출에 의한 여러 가지 문제점을 배제할 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims

제품의 외관면을 형성하는 금형의 고정형판과; 상기 고정형판에 설치홀을 통하여 장착되고, 내부에는 런너가 형성되며, 외주면에는 히터가 구성되는 스프루 부시와; 상기 고정형판을 체결하여 사출 성형기의 고정 다이에 취부하기 위한 고정측 취부판과; 상기 고정측 취부판과 상기 고정형판 사이의 공간부에 장착되며, 내부에는 상기 스프루 부시의 런너와 연결되는 런너가 형성되며, 상기 런너의 주위로 내부에 히터가 구성되는 핫 런너 블록과; 상기 핫 런너 블록과 고정측 취부판 사이에 개재되어 상기 핫 런너 블록과 스프루 부시를 상호 밀착시켜주는 밀착수단을 포함하는 사출 성형용 핫 런너 장치에 있어서,

상기 밀착수단은

상기 핫 런너 블록에 체결되며, 그 외단면은 경사면으로 형성되는 가동측 가압판과;

상기 고정측 취부판에 체결되며, 그 외단면은 상기 가동측 가압판의 경사면에 대응하는 역경사면을 형성하여 상호 접촉되는 고정측 가압판;

으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 사출 성형용 핫 런너 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 가동측 가압판과 고정측 가압판의 각 경사각은

동일각으로 이루어지며, 0.5˚∼1.5˚의 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 사출 성형용 핫 런너 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 가동측 가압판과 고정측 가압판은

각각 내측에 체결홀을 가공하여 핫 런너 블록과 고정측 취부판에 각각 체결볼트로 체결되는 것을 특징으로 하는 사출 성형용 핫 런너 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 스프루 부시의 런너와 연결되는 핫 런너 블록의 런너 연결부는 그 선단부의 런너 직경이 상기 스프루 부시의 런너 직경보다 크게 확대된 확관부를 형성하는 것을 특징으로 하는 사출 성형용 핫 런너 장치.