KR20100025151A - 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 손상된 유도 코일부가 권선된 고주파 유도 가열용 권선 성형체를 해당 분사 노즐로부터 용이하게 탈착할 수 있을 뿐만 아니라, 새것으로 쉽게 교체하여 부착할 수 있음으로, 유도 코일부의 보수 및 유지 작업의 용이한 고주파 유도 가열용 권선 성형체에 관한 것이다. 상기 권선 성형체는, 분사 노즐의 노즐 본체의 외주연으로부터 일정 거리 이격되어 둘러싸도록 끼워지며, 그 외주연에 권선부가 형성되는 원통상의 본체와; 상기 원통상의 본체의 상기 권선부를 따라 권선되는 유도 코일부와; 상기 원통상의 본체의 외주연을 둘러싸며, 그 양단부에는 상기 분사 노즐의 노즐 본체의 외주연과 상기 원통상의 본체 내주연이 일정 거리 이격되도록 각각 제 1 및 제 2 라이너(liner)가 형성되는 외부 캡으로 이루어진다.
고주파 유도 가열, 분사 노즐, 성형체

Description

분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체{MOLDED BODY HAVING HIGH-FREQUENCY INDUCTION COIL FOR INJECTION NOZZLE}
본 발명은 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 비접촉 고주파 유도 방식에 의해 금형에 용융 수지를 주입하는 분사 노즐의 런너 영역만을 급속하기 위하여 그 외주연에 유도 코일 권선부를 갖는 고주파 유동 가열용 권선 성형체를 분사 노즐의 외주연에 용이하게 탈부착 가능하도록 제조함으로써, 손상된 유도 코일부가 권선된 고주파 유도 가열용 권선 성형체를 해당 분사 노즐로부터 용이하게 탈착할 수 있을 뿐만 아니라, 새것으로 쉽게 교체하여 부착할 수 있음으로, 유도 코일부의 보수 및 유지 작업의 효율성이 보다 향상된 혁신적인 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체에 관한 것이다.
일반적으로 플라스틱 제품 등을 사출성형하는 플라스틱 사출금형은 가동측과 고정측으로 구성되어 있고 이 가동측과 고정측이 상호결합 및 파팅 동작을 하면서 제품을 성형하도록 되어 있으며, 상기 가동측과 고정측 부품들이 상호 결합된 상태에서 제품 성형을 위한 고온의 용융 수지 원료가 런너를 따라 가동 및 고정코어 사이로 공급되고 상기 공급된 용융 수지가 상기 코어들 사이에서 제품으로 성형되며, 이를 취출하여 제품을 완성하도록 되어 있으며, 상기 런너의 구조는 사출금형에 있어서의 제품을 성형할 때 매우 중요한 통로가 되고 있다.
한편, 종래 런너의 게이트를 개폐하기 위한 분사 노즐로 용융 수지를 공급하는 메니 폴드의 구성을 보면, 금형플레이트에 피스톤이 내장된 실린더와 런너를 갖는 분사 노즐을 복수개 설치하고 이들의 일방에는 용융 수지물을 각각 공급하기 위한 런너를 갖는 메니 폴드를 설치하고 이 메니 폴드를 통하여 상기 용융 수지를 상기 분사 노즐로 공급하도록 구성된다.
상기와 같은 구성을 갖는 종래의 메니 폴드 구조에서는, 상기 용융 수지물을 공급하기 위한 메니 폴드의 런너내를 통과하는 용융 수지물이 원활하게 공급될 수 있도록 메니 폴드의 소정 위치에는 봉 히터나 매립형의 카트리지 히터 등과 같은 직접 접촉 방식의 가열 장치와 분사 노즐 부분에는 밴드 히터와 같은 가열 장치가 별도로 구비되어 있다.
그러나 상기와 같은 직접 가열에 의한 가열 방식은 열 손실이 많고 접착 상태에 따라 가열 상태가 달라져 상대적으로 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라 국부 가열이 불가능함으로 제품의 성형시 온도의 오르내림이 반복되어야 하는 분사 노즐 의 국분 영역 가열에는 적합하지 못한 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 비접촉 고주파 유도 방식에 의해 분사 노즐의 런너 영역만을 급속 가열하는 분사 노즐이 제안되고 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 용융 수지 사출기의 일단에 장착되어 금형(미도시)에 용융 수지를 주입하기 위한 분사 노즐(10')은 그 외주연의 전단부, 중앙 부, 및 후단부에는 확장형성된 나선형 홈(13')이 형성되고 그 중앙을 관통해서는 용융 수지를 주입하는 런너(12')가 형성되어 있다. 또한, 분사 노즐(10')의 나선형 홈(13')을 따라 유도 코일부(11')가 권선(捲線)되어 비접촉 고주파 유도 방식에 의해 분사 노즐의 런너 영역만을 급속 가열할 수 있도록 되어 있다.
여기서, 상기한 유도 코일부(11')는 테프론(teflon)과 같은 단열 수지재로 이루어진 피복재(15)로 둘러싼 형태로 권선되는데, 실제 비접촉 고주파 유도에 의한 가열에 의해 테프론 수지재 자체가 용융되어 고화(固化)됨으로써, 분사 노즐(10') 외주연의 전단부, 중앙부, 및 후단부에 확장 형성된 나선형 홈(13')에서 용융되어 고화된 테프론 수지에 의해 유도 코일부(11')의 본드 역할을 수행하게 된다.
그러나 200℃∼250℃의 고온으로 가열되는 유도 코일부(11')에 문제(예컨대, 고온으로 인해 그을음 및 연기가 발생되거나, 타버리게 되는 문제)가 발생되어 손상되거나 고장난 경우에, 손상된 유도 코일부(11')가 권선된 분사 노즐(10')만을 용융 수지 사출기의 메니 폴드로부터 분리하여야 하지만, 손상된 유도 코일부를 갖는 분사 노즐(10')만을 메니 폴드로부터 제거하는 것은 매우 어려운 작업일 뿐만 아니라, 숙련된 기술자만이 이러한 작업이 가능하므로, 유도 코일부(11')가 손상되는 경우에는 사출성형 작업 자체가 중단되어짐으로 막대한 손실을 초래하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 비접촉 고주파 유도 방식에 의해 금형에 용융 수지를 주입하는 분사 노즐의 런너 영역만을 급속하기 위하여 그 외주연에 유도 코일 권선부를 갖는 고주파 유동 가열용 권선 성형체를 별도로 분사 노즐의 외주연에 용이하게 탈부착 가능하도록 제조함으로써, 손상된 유도 코일부가 권선된 고주파 유도 가열용 권선 성형체를 해당 분사 노즐로부터 용이하게 탈착할 수 있을 뿐만 아니라, 새것으로 쉽게 교체하여 부착할 수 있음으로, 유도 코일부의 손상시에 그 보수 및 유지 작업이 보다 용이한 혁신적인 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 고주파 유도 가열용 권선 성형체에 유도 코일부와 분사 노즐이 일정 거리 이격되도록 그 양단부에 라이너가 형성되는 별도의 외부 캡을 구비함으로써, 분사 노즐의 노즐 본체의 외주연과 상기 권선 성형체의 본체에 권선된 유도 코일부를 균형적으로 이격시켜 간격을 유지하도록 함과 동시에, 상기 라이너를 넓은 면적을 갖는 판상으로 형성하여 균일한 고른 가열이 이루어질 뿐만 아니라, 방열성이 보다 향상되는 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체는, 용융 수지 사출기의 일단에 장착되며, 노즐 본체의 중앙을 관통하여 형성된 런너를 통해 금형에 용융 수지를 주입하기 위한 분사 노즐에 있어서, 상기 분사 노즐의 노즐 본체의 외주연으로부터 일정 거리 이격되어 둘러싸도록 끼워지며, 그 외주연에 권선부가 형성되는 원통상의 본체와, 상기 원통상의 본체의 상기 권선부를 따라 권선되는 유도 코일부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 원통상의 본체의 외주연을 둘러싸며, 그 양단부에는 상기 분사 노즐의 노즐 본체의 외주연과 상기 원통상의 본체 내주연이 일정 거리 이격되도록 각각 제 1 및 제 2 라이너(liner)가 형성되어 상기 분사 노즐에 끼워지는 외부 캡이 더 구비됨이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 라이너는 상기 원통상의 본체의 일단에서 역(易) "ㄷ" 자(字) 형상으로 이격하여 내측으로 삽입연장된 다수개의 판으로 이루어져, 상기 분사 노즐의 팁 쪽에서 상기 원통상의 본체의 일단부가 역(易) "ㄷ" 자(字) 형상의 다수개의 판의 홈내에 끼워져, 노즐 본체의 외주연과 원통상의 본체의 일단부가 이격되도록하고, 상기 제 2 라이너는 상기 원통상의 본체의 타단에서 "ㄷ" 자(字) 형상으로 이격하여 내측으로 삽입연장된 다수개의 판으로 이루어져, 상기 노즐 본체의 후단부쪽에서 상기 원통상의 본체의 타단부가 상기 "ㄷ" 자(字) 형상의 다수개의 판내에 끼워져 노즐 본체의 외주연과 원통상의 본체의 타단부가 이격되도록 함이 바람직하다.
또한, 상기 외부 캡은, 중공형상의 외부 캡 본체부와, 상기 외부 캡 본체부의 일단에 착탈가능하며 상기 제 1 라이너가 그 전단에 형성되는 중공형상의 제 1 라이너 형성부와, 상기 외부 캡 본체부의 타단에 착탈가능하며, 상기 제 2 라이너가 그 전단에 돌출형성되는 링 형상의 제 2 라이너 형성부로 이루어짐이 바람직하다.
또한, 상기 유도 코일부에 고주파 전력을 공급하여 상기 유도 코일의 전자기력에 의해 상기 분사 노즐의 런너 영역을 급속 가열하도록 하는 고주파 전력 공급부가 더 구비됨이 바람직하다.
또한, 상기 권선부는 상기 원통상 몸체의 전단부, 중앙부 및 후단부 중 적어도 어느 하나에 확장(擴張) 형성되어 상기 유도 코일부가 상기 확장된 권선부에 집중적으로 권선(捲線)됨이 바람직하다.
또한, 상기 확장된 권선부에 집중적으로 권선된 유도 코일부는 열에 의해 용융되어 고화(固化)된 테프론 피복재로 본딩되며, 상기 고화된 테프론 피복재의 외측부를 석고 붕대로 감고 세라믹 접착제로 커버됨이 바람직하다.
또한, 상기 확장된 권선부는 확장된 홈 형상이나 일정 거리 이격된 두 개의 돌기 또는 두 개의 C-링을 배치하여 그 사이에 상기 유도 코일부를 권선하는 형태인 것이 바람직하다.
또한, 상기 권선부에는 상기 유도 코일부와 함께 상기 런너의 온도를 감지하기 위한 온도 감지 센서 라인이 권선됨이 바람직하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체에 의하면, 비접촉 고주파 유도 방식에 의해 금형에 용융 수지를 주입하는 분사 노즐의 런너 영역만을 급속하기 위하여 그 외주연에 유도 코일 권선부를 갖는 고주파 유동 가열용 권선 성형체를 분사 노즐의 외주연에 용이하게 탈부착 가능하도록 제조함으로써, 손상된 유도 코일부가 권선된 고주파 유도 가열용 권선 성형체를 해당 분사 노즐로부터 용이하게 탈착할 수 있을 뿐만 아니라, 새것으로 쉽게 교체하여 부착할 수 있음으로, 유도 코일부의 손상시 그 보수 및 유지 작업이 용이한 효과가 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
여기서, 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도는 석탄, 석유 등의 화석연료를 사용하는 종래의 설비에 비해 에너지 효율이 높고 조업의 정밀 관리가 가능하므로 균질의 고품질 제품을 생산할 수 있으며 공해를 유발하지 않는 등의 많은 장점으로 인해 여러 산업 분야에 다양하게 응용 사용되고 있다. 이러한 고주파 유도의 원리는 전자 유도 작용을 이용하여 도너츠 형상의 코일에 고주파 전류를 흘려 고주파 자장이 발생하게 함으로서, 이 고주파 자장 내에 있는 가열물에 유도전류가 흐르도록 하는 것이다. 이 유도 전류는 물체 내에서 전류가 소용돌이치며 흐르는 와전류에 의해 생기는 손실과, 히스테리시스 손실에 의한 주울열이 발생하며 매우 단시간에 발열이 이루어진다. 이렇게 발생된 열로서 가열하는 것을 유도 가열이라하며 고주파전류를 이용한 것을 고주파 유도가열이라 한다. 주파수가 높은 고주파 전류를 사용하기 때문에 전류의 표피작용 및 근접 효과에 의해서 피가열물의 표면층에 자속 및 와전류가 집중하며 이때 발생하는 열손실(와전류손, 히스테리시스손)이 피가열물의 표면층을 가열하게 된다. 이러한 원리로서 피가열물의 필요한 부분에 에너지를 집중시켜 효율적인 급속가열이 가능하기 때문에 생산성, 작업성이 높은 장점이 발생하게 된다.
도 2a는 본 발명에 따른 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체를 갖는 분사 노즐의 개략적인 분해 단면도이고, 도 2b는 본 발명에 따른 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체에 유도 코일부를 권취한 상태를 나타내는 단면도이고, 도 2c는 도 2a의 원통상의 본체를 나타내는 개략 단면도이고, 도 2d는 도 2a의 외부 캡의 분해 단면도로서 편의상 함께 설명하기로 한다.
먼저, 도시된 바와 같이, 분사 노즐(10)은 용융 수지 사출기(40; 도 3 참조)의 메니 폴드(50; 도 3 참조)의 일단에 장착되어 금형(60; 도 3 참조)에 용융 수지를 주입하기 위한 것으로, 그 중앙을 관통해서는 용융 수지를 주입하는 런너(11)가 형성된 것으로, 이는 통상적인 분사 노즐 구조와 동일하다.
또한, 본 발명에 따른 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체(도면 번호 미부여)는, 상기 분사 노즐(10)의 노즐 본체의 외주연으로부터 일정 거리 이격되어 둘러싸도록 끼워지며, 그 외주연에 권선부(21)가 형성되는 원통상(圓筒狀)의 본체(20)와, 상기 원통상의 본체의 상기 권선부(21)를 따라 권선되는 유도 코일부(22)와, 상기 원통상의 본체(20)의 외주연을 둘러싸도록 분사 노즐(10)에 끼워지며, 양단부에는 상기 분사 노즐(10)의 노즐 본체의 외주연과 상기 원통상의 본 체(20) 내주연이 일정 거리 이격되도록 제 1 및 제 2 라이너(liner)(31b)(33b)가 형성되는 외부 캡(30)으로 이루어진다.
상기한 원통상의 본체(20)는 전후가 개방된 중공(中空) 형태로서, 그 전단부 및 후단부는 외부 캡(30)의 제 1 및 제 2 라이너(31b)(33b)에 끼워져 분사 노즐(10)의 노즐 본체의 외주연 전체를 감싸도록 끼워진다.
상기한 원통상의 본체(20)의 외주연에 형성되는 홈 형상의 권선부(21)는 원통상의 본체(20)의 전단부, 중앙부 및 후단부 중 적어도 어느 하나에 크게 확장 형성시키고 크게 형성된 하나의 홈 형상의 권선부(21)에 상기 유도 코일부(22)의 선이 집중적으로 권선(捲線)되도록 한다.
이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 도 2b에 도시된 바와 같이, 홈 형태의 권선부(21)(확장된 권선부 및 이를 연결하는 라인 형상의 권선부) 상에 세라믹 등으로 이루어진 절연층(23)을 코팅한 후, 테프론(teflon)과 같은 단열 수지재로 이루어진 피복재(24)로 둘러싼 유도 코일부(22)를 홈형태의 권선부(21)의 절연층(23)을 따라 권선 되어진다.
여기서, 실제 유도 코일부(22)가 권선된 원통상의 본체(20)의 제작시에는 홈 형태의 권선부(21)에 상술한 바와 같이 유도 코일부(22)를 권취한 상태에서, 유도 코일부(22)에 전류를 공급하게 되면 유도 코일부(22)가 가열되어지고 이를 둘러싸는 테프론 재질의 피복재(24)는 용융됨과 동시에 확장된 권선부(21)에서 집중 권선된 피복재끼리 달라붙게 되어 최종적으로 상호 본드되어 고화(固化)된 상태가 된다. 이 상태에서 피복재로 고화되어 집중 권선된 유도 코일부(21)의 외측부를 석고 붕대(25)로 감고 세라믹 접착제(미도시)로 커버하여 보호하도록 함으로써, 최종적으로 본 발명에 따른 유도 코일부(22)가 감겨진 원통상의 본체(20)가 완성된다. 이러한 석고 붕대의 재료로는 고강도로 단시간에 경화될 수 있는 알파형 반수 석고(CaSO4.½H2O)가 바람직하나, 본 발명에 있어 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
또한, 도시된 예에서는 석고 붕대(25)가 원통상의 본체(20)의 전단부, 중앙부 및 후단부에 크게 확장 형성된 부분을 중심으로 형성되어 있지만, 원통상의 본체(20) 외주연 전체에 형성시킬 수도 있다.
아울러, 상기한 유도 코일부(22)와 함께 분사 노즐(10)의 런너(11)의 온도를 감지하기 위한 온도 감지 센서 라인(26)도 함께 권선될 수도 있다.
도시된 예에서는 원통상의 본체(20)의 외주연의 전단부, 중앙부 및 후단부에 크게 확장 형성된 홈 형상의 권선부(21)가 형성되고 이를 라인 홈 형상의 권선부(21)로 연결된 형태를 나타내고 있지만, 홈 형상의 권선부(21) 대신에 원통상의 본체(20)의 외주연의 전단부, 중앙부 및 후단부에 일정 거리 이격된 두 개의 돌기 또는 두 개의 C-링을 형성하여, 원통상의 본체(20)의 외주연의 전단부, 중앙부 및 후단부에 유도 코일부(22)를 집중 권선하여 상호 연결하도록 구성할 수도 있다. 물론, 이 경우도 상술한 바와 같이 피복재로 고화되어 집중 권선된 유도 코일부(21)의 외측부를 석고 붕대(25)로 감고 세라믹 접착제(미도시)로 커버하여 보호하도록 한다.
상기한 외부 캡(30)도 전후가 개방된 원통상으로서, 그 전단부는 분사 노즐(10)의 머리부(12) 하측의 축소된 돌출부(12-1)의 외주연(외부 캡 본체(30)의 제 1 환형(環形)의 삽입턱(32c)을 통해)에 끼워지되, 원통상의 본체(20)의 외주연 전체를 커버하도록 되어 있다.
여기서, 상기 외부 캡(30)은, 도 2d에 도시된 바와 같이, 제 1 라이너 형성부(31), 외부 캡 본체부(32), 및 제 2 라이너 형성부(33)의 세 개 부분으로 착탈가능하도록 분리되며, 이는 후술하는 바와 같이 원통상의 본체(20)를 외부 캡(30)에 끼워서 쉽게 부착하기 위한 것이다. 물론, 도시된 예에서는 세 개 부분으로 분리된 형태를 하고 있으나, 외부 캡 본체(32)와 제 2 라이너 형성부(33)를 일체로 형성하거나, 또는 세 개 부분 모두를 일체로 형성할 수도 있다.
즉, 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 외부 캡(30)은, 중공형상의 외부 캡 본체부(32)와, 상기 외부 캡 본체부(32)의 일단(전단(前端))에 착탈가능하며 상기 제 1 라이너(31b)가 그 전단에 형성되는 중공형상의 제 1 라이너 형성부(31)와, 상기 외부 캡 본체부(32)의 타단(전단)에 착탈가능하며, 상기 제 2 라이너(33b)가 그 전단에 돌출형성되는 링 형상의 제 2 라이너 형성부(32)로 이루어진다.
여기서, 상기한 제 1 및 제 2 라이너(31b)(33b)는 분사 노즐(10)의 노즐 본체의 외주연과 상기 원통상의 본체(20) 내주연이 일정 거리 이격되도록 간격을 유지하는 역할을 수행함으로써, 200℃∼250℃의 고온으로 가열되는 유도 코일부(22)에 문제가 발생되어 손상되거나 고장난 경우에, 문제가 발생한 유도 코일부(22)가 권선된 원통상의 본체(20)만을 분사 노즐(10)로부터 용이하게 분리할 수 있을 뿐만 아니라 새것으로 교체하여 용이하게 분사 노즐(10)에 부착할 수 있게 된다.
한편, 상기한 외부 캡 본체부(32)는 중공형상의 원통체로서 외부 캡 본 체(32a)와, 그 전후단부에 각각 돌출 형성된 제 1 및 2 환형 삽입턱(32b)(32c)으로 이루어진다. 여기서, 상기 제 1 환형 삽입턱(32b)은 제 1 라이너 형성부(31)의 후단부에 형성된 환형의 삽입돌기(31c)의 외주연에 강제 압입 방식에 의해 결합되어 지고, 상기 제 2 환형 삽입턱(32c)은 분사 노즐(10)의 머리부(12)와 분사 노즐 본체(도면 번호 미부여)사이에서 머리부(12)의 내측 단부로 축소 돌출된 돌출부(12-1)의 외주연에 강제 압입되어 끼워져 결합되어 진다.
또한, 상기한 제 1 라이너 형성부(31)는，대략 중공형상의 짧은 길이를 갖는 원통체로서의 제 1 라이너 본체(31a)와, 그 후단에 상기 제 1 환형 삽입턱(32b)의 내주연에 강제 압입되어 끼워지도록 돌출된 환형의 삽입돌기(31c)와, 그 전단에 형성되는 중공형상의 제 1 라이너(31b)로 이루어진다.
여기서, 상기한 제 1 라이너(31b)를 좀 더 구체적으로 설명하면, 제 1 라이너(31b)는, 중공의 제 1 라이너 본체(31a)의 전단에서 대략 역(易) "ㄷ" 자(字) 형상으로 이격하여 중공의 제 1 라이너 본체(31a) 내측으로 삽입연장된 4개의 판(그 이상도 가능)으로 이루어진다. 즉, 평면상으로 보았을 때 원호(圓弧)가 네 개의 대략 1/4 원호(圓弧)의 판으로 분할되어 있는 구조로 되어 있다.
이와 같이, 네 개의 분할된 대략 역(易) "ㄷ" 자(字) 형태의 판으로 된 제 1 라이너(31b)의 "ㄷ" 자(字)의 홈내에 원통상의 본체(30)의 전단부(유도 코일부의 집중 권선부 중 하나)가 끼워지는 형태로 되어 노즐 본체의 노즐 팁 쪽의 외주연과 원통상의 본체(30) 전단부가 이격되어 간격이 유지되도록 하는 한편, 제 1 라이너(31b)가 넓은 면적을 갖는 다수개의 판상으로 이루어져 있음으로 넓은 면적으로 균일한 고른 가열이 이루어질 뿐만 아니라, 방열성이 보다 향상되는 장점이 있다.
또한, 상기한 제 2 라이너 형성부(33)는，전체적으로 대략 링형상으로서, 링형상의 제 2 라이너 본체(33a)와, 그 후단에 상기 외부 캡 본체부(32)의 제 2 환형 삽입턱(32c)의 내주면에 당접되어 밀착지지되는 환형 림(33c)과, 그 전단에 형성되는 중공형상의 제 2 라이너(33b)로 이루어진다.
상기한 제 2 라이너(33b)를 좀 더 구체적으로 설명하면, 제 2 라이너(33b)는, 링형상의 제 2 라이너 본체(33a)의 전단에서 대략 "ㄷ" 자(字) 형상으로 이격하여 내측으로 삽입연장된 두 개의 판(그 이상도 가능)으로 이루어진다. 즉, 평면상으로 보았을 때 원호(圓弧)를 기준으로 좌우로 대략 "C" 자형으로 두 개가 대칭되어 분할된 구조로 되어 있다.
이와 같이, 두 개의 분할된 대략 "ㄷ" 자(字) 형태의 판으로 된 제 2 라이너(33b)의 "ㄷ" 자(字)의 홈내에 원통상의 본체(30)의 후단부(유도 코일부의 집중 권선부 중 하나)가 끼워지는 형태로 되어 노즐 본체의 후단부의 외주연과 원통상의 본체(30) 후단부가 이격되어 간격이 유지되도록 하는 역할을 수행하게 된다.
따라서, 원통형의 외부 캡(30)의 전단부 및 후단부 쪽에 각각 간격 유지부로서의 제 1 및 제 2 라이너(31b)(33b)의 형성에 의해 분사 노즐(10)의 노즐 본체의 외주연과 상기 원통상의 본체(20) 내주연이 균형적으로 이격되어 간격이 유지되도록 함으로써, 유도 코일부(22)의 손상시 손상된 유도 코일부가 권선된 원통상의 본체(20)를 분사 노즐로부터 용이하게 탈착할 수 있을 뿐만 아니라 새것으로 쉽게 교체하여 부착할 수 있게 된다.
이때, 실제로 원통상의 본체(20)를 세 개의 분리된 형상의 외부 캡(30)에 끼울 경우에는, 먼저, 제 2 라이너 형성부(33)의 환형 림(33c)을 외부 캡 본체부(32)의 제 2 환형 삽입턱(32c)의 내주면에 당접시켜 끼운 상태에서, 제 2 환형 삽입턱(32c)의 내주연과 환형 림(33c)의 상단의 공간부를 활용해 머리부(12)의 내측 단부로 축소 돌출된 돌출부(12-1)의 외주연에 강제 압입시킴으로써, 제 1 라이너 형성부(31)를 제외한 외부 캡(30)이 분사 노즐(10)의 분사 노즐 본체를 둘러싸는 형태로 결합되어진다.
이어서, 외부 캡(30)의 제 2 라이너 형성부(33)의 제 2 라이너(33b)의 홈내에 원통상의 본체(20)의 후단부를 삽입해서 끼우고, 원통상의 본체(20)의 전단(선단)부는 외부로 돌출되도록 한다.
계속해서, 중공형상의 제 1 라이너 형성부(31)의 제 1 라이너(31b)의 홈내에 원통상의 본체(20)의 전단부를 끼운 상태에서 제 1 라이너 형성부(31)의 환형의 삽입돌기(31c)를 외부 캡 본체부(32)의 제 1 환형 삽입턱(32b)의 내주연에 강제 압입되어 끼워지도록 함으로써, 세 개의 분리된 형태의 외부 캡(30) 전체가 원통상의 본체(20)를 제 1 및 제 2 라이너(31b)(33b)에 의해 일정 거리 이격된 상태로 커버할 수 있게 결합되어진다. 또한, 도시되어 있지는 않지만, 외부 캡(30)의 전단부 쪽에는 인출홀을 형성하여 유도 코일부(22)의 인출선을 인출하여 전력공급부에 연결하도록 구성된다.
여기서, 도시된 예에서는 유도 코일부(22)를 갖는 원통상의 본체(20)의 양단부를 네 개의 분할된 역(易) "ㄷ" 자(字) 형태의 판으로 된 제 1 라이너(31b)와 두 개의 분할된 "ㄷ" 자(字) 형태의 판으로 된 제 2 라이너(33b)를 구비한 외부 캡(30)에 삽입체결되는 예를 나타내고 있으나, 간격 유지 수단으로서 다양한 형태의 라이너를 채용한 외부 캡(30)을 적용할 수 있으며, 본 발명은 그 간격 유지 수단의 구조를 한정하는 것은 아니다.
도 3은 도 2a 내지 도 2c의 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체를 갖는 분사 노즐을 이용한 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치의 결합 상태도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치(100)는, 용융 수지 사출기(40)의 일단에 장착되는 수지 연결구로서의 메니 폴드(50)와; 상기 메니 폴드(50)의 일단에 장착되어 사출성형 금형(60)에 용융 수지를 주입하는 런너(11)가 형성된 분사 노즐(10)과; 유도 코일부(22)가 권선된 원통상의 본체(20)와, 상기 분사 노즐(10)의 노즐 본체의 외주연과 상기 원통상의 본체(20) 내주연이 일정 거리 이격되도록 제 1 및 제 2 라이너(liner)(31b)(33b)가 형성되는 외부 캡(30)으로 이루어진 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체(도면 번호 미부여)로 이루어진다.
상기한 플라스틱 사출성형 금형(60)은 대략 평판상의 베이스(미도시) 상에 코어 플레이트가 위치하고 있으며, 상기 코어 플레이트에는 플라스틱 사출물의 외형을 제조하기 위한 캐비티 플레이트가 상호 계합될 수 있도록 되어 있다. 여기서, 도시되어 있지는 않지만, 플라스틱 사출성형 금형(60)은 고정측 금형과 가동측 금형으로 이루어져 제품의 취출시에 이동되어 분리할 수 있도록 되어 있다. 물론, 본 발명에서는 플라스틱 사출물(플라스틱 클립 등)을 중심으로 설명하고 있지만, 본 발명은 이를 한정하는 것은 아니며, 모든 사출물에 적용될 수 있다.
상기한 메니 폴드(50)는 플라스틱 제품의 생산시 용융 수지 사출기(40)에서 넘어온 고온의 용융 수지가 메니 폴드 런너(51)를 통해 분사 노즐(10)에 전달되어 플라스틱 사출성형 금형에서 제품으로 성형되기 전까지 런너(51)내에서 용융된 상태로 계속 유지된다. 즉, 메니 폴드(50)의 외측에는 직접 가열 방식의 가열 장치(52)가 설치되어 있어, 플라스틱 제품의 계속적인 생산을 위해 고온의 용융 수지 주입시에는 런너(51)내에 있는 용융 수지 원료의 보온을 역할만 수행하게 된다.
이러한, 직접적인 열 가열 방식 구조로는 일반적인 봉 히터 또는 카트리지 히터 등일 수 있으나, 본 발명은 그 가열 방식 구조를 한정하는 것은 아니다.
한편, 플라스틱 사출 금형(60)의 런너 게이트(도면 번호 미부여)에 용융 수지를 주입하여 성형하기 위한 분사 노즐(10)은 최단시간의 가열과 함께 이형을 위해 바로 냉각하여 고형화하는 것이 요구됨으로, 메니 폴드(50)의 직접 가열 방식을 이용하는 가열 장치(52)와는 달리, 분사 노즐(10)의 본체를 둘러싸는 원통상의 본체(20) 외주연의 홈 형상의 권선부(21)를 따라 권선되는 비접촉 고주파 유도 가열 장치로서의 유도 코일부(22)를 형성하도록 되어 있다.
또한, 도시되어 있지는 않지만, 상기한 유도 코일부(22)에 전기적으로 연결되어 고주파 전력을 공급하는 고주파 전력 공급부가 더 설치되어 유도 코일부(22)의 전자기력에 의해 용융 수지 사출기(40)와 플라스틱 사출성형 금형(20)을 연결해주는 분사 노즐(10)의 런너(11) 영역을 급속 가열할 수 있도록 되어 있다.
또한, 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도 가열 장치로서의 유도 코일부(22)는 분사 노즐(10) 외주연에 일정거리 이격되어 간격 유지되는 원통상의 본체(20) 외주연의 홈 형상의 권선부(21)를 따라 권선되는 코일 형태로 이루어져 유도 고주파 자장에 의해 런너(11) 전체 영역을 국부적으로 급속 가열하도록 하며 플라스틱 제품을 위한 용융 수지의 주입후에는 그 주입구(도면 번호 미부여)를 이형하도록 바로 냉각되어 고화될 수 있도록 한다.
여기서, 상기한 유도 코일부(22)에 의한 급속 가열은, 용융 수지 사출기(40)로부터의 고온의 용융 수지가 런너(11)를 통해 플라스틱 사출성형 금형(60)으로 주입되기 전(대략 1-5초전; 제품의 종류나 공급 전력 크기에 따라 변경될 수 있음)에 런너(11) 영역을 국부적으로 급속 가열하도록 하여 런너(11)와 고온의 용융 수지간의 온도를 최소화하여 용융 수지가 잘 흘러갈 수 있도록 함으로써 런너(11)에서 수지가 굳어지는 것을 방지할 수 있게 된다.
이러한 비접촉 고주파 유도 가열 장치로서의 유도 코일부(22)는 고주파 전력(대략 1KHz-300KHz)을 공급하는 고주파 전력 공급부(미도시)에 전기적으로 연결되어 고주파 전력 공급을 제어하도록 되어 있다. 실제로 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도 가열 장치로서의 유도 코일부(22)를 이용하여 국부 가열하는 경우, 대략 수백KHz에서 수십kw의 출력이면 충분히 가열되며 그 가열 시간도 최단시간에 약 250도 이상이 가열될 수 있음으로 짧은 시간의 가열과 이형을 위한 고화가 용이하게 이루어질 수 있게 된다.
한편, 도시된 예에서는 메니 폴드(50)에 하나의 분사 노즐(10) 설치되는 경 우를 나타내고 있으나, 통상 최소 2 개 이상의 복수개의 분사 노즐이 설치된다.
이때, 복수개의 분사 노즐(10)중 어느 하나에 설치된 원통상의 본체(20)에 권선된 유도 코일부(22)에 이상이 생긴 경우에, 문제가 된 유도 코일부가 권선된 원통상의 본체(20)를 해당 분사 노즐(10)로부터 분리하여 점검하거나, 손상시 새것으로 교체하여 다시 해당 분사 노즐(10)에 설치할 수 있게 됨으로써, 종래와 같이, 분사 노즐에 유도 코일부가 형성된 경우에 유도 코일부에 이상이 생겼을 때 분사 노즐 자체를 해체하고 설치해야 하는 것과 비교해서, 유도 코일부의 고장시 보수 및 유지 작업의 효율성이 보다 향상된다.
도 4는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체를 갖는 분사 노즐에서의 고주파 유도 가열에 의한 자기장 형성을 나타내는 개략 평면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 원통상의 본체(20) 외주연에 일체 형성된 홈 형상의 권선부(21)를 따라 권선되는 비접촉 고주파 유도 가열 장치로서의 유도 코일부(22)에 고주파 전력 공급부(미도시)로부터의 고주파 전류를 통전하는 것에 의해 자장(도면 번호 미부여)이 발생되어 지고 이러한 자장에 의한 유도 전류가 분사 노즐(10)의 런너(11) 영역을 국부적으로 급속 가열하도록 하고 플라스틱 제품을 위한 용융 수지의 주입후에는 그 주입구(도면 번호 미부여)를 이형하도록 바로 냉각되어 실제 플라스틱 금형에 의한 제품의 계속적인 성형시에 온도의 오르내림을 단시간에 반복적으로 수행할 수 있게 된다.
지금까지 본 발명에 따른 바람직한 구체예를 들어 본 발명을 상세히 설명하 였으나, 이는 본 발명을 예증하기 위한 것일 뿐 본 발명을 제한하려는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 영역으로부터 일탈하는 일 없이도 다양한 변화 및 수정이 가능함은 물론이나 이 또한 본 발명의 영역 내임을 유의하여야만 할 것이다.
도 1은 종래의 고주파 분사 노즐을 나타내는 단면도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체를 갖는 분사 노즐의 개략적인 분해 단면도이다.
도 2b는 본 발명에 따른 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체에 유도 코일부를 권취한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 2c는 도 2a의 원통상의 본체를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2d는 도 2a의 외부 캡의 분해 단면도이다.
도 3은 도 2a 내지 도 2c의 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체를 갖는 분사 노즐을 이용한 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치의 결합 상태도이다.
도 4는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체를 갖는 분사 노즐에서의 고주파 유도 가열에 의한 자기장 형성을 나타내는 개략 평면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10: 분사 노즐 11: 런너
20: 원통상의 본체 21: 권선부
22: 유도 코일부 23: 절연층
24: 피복재 25: 석고 붕대
26: 온도 감지 센서 라인 30: 외부 캡
31: 제 1 라이너 형성부 31a: 제 1 라이너 본체
31b: 제 1 라이너(liner) 31c: 환형(環形)의 삽입돌기
32: 외부 캡 본체부 32a: 외부 캡 본체
32b: 제 1 환형 삽입턱 32c: 제 2 환형 삽입턱
33: 제 2 라이너 형성부 33a: 제 2 라이너 본체
33b: 제 2 라이너 33c: 환형 림
40: 용융 수지 사출기 50: 메니 폴드(manifold)
51: 메니 폴드 런너 52: 가열 장치
60: 플라스틱 사출 금형

Claims (9)

  1. 용융 수지 사출기의 일단에 장착되며, 노즐 본체의 중앙을 관통하여 형성된 런너를 통해 금형에 용융 수지를 주입하기 위한 분사 노즐에 있어서,
    상기 분사 노즐의 노즐 본체의 외주연으로부터 일정 거리 이격되어 둘러싸도록 끼워지며, 그 외주연에 권선부가 형성되는 원통상의 본체와,
    상기 원통상의 본체의 상기 권선부를 따라 권선되는 유도 코일부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 원통상의 본체의 외주연을 둘러싸며, 그 양단부에는 상기 분사 노즐의 노즐 본체의 외주연과 상기 원통상의 본체 내주연이 일정 거리 이격되도록 각각 제 1 및 제 2 라이너(liner)가 형성되어 상기 분사 노즐에 끼워지는 외부 캡이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 라이너는 상기 원통상의 본체의 일단에서 역(易) "ㄷ" 자(字) 형상으로 이격하여 내측으로 삽입연장된 다수개의 판으로 이루어져, 상기 분사 노즐의 팁 쪽에서 상기 원통상의 본체의 일단부가 역(易) "ㄷ" 자(字) 형상의 다수개의 판의 홈내에 끼워져, 노즐 본체의 외주연과 원통상의 본체의 일단부가 이격되도록 하고, 상기 제 2 라이너는 상기 원통상의 본체의 타단에서 "ㄷ" 자(字) 형상으로 이격하여 내측으로 삽입연장된 다수개의 판으로 이루어져, 상기 노즐 본체의 후단부쪽에서 상기 원통상의 본체의 타단부가 상기 "ㄷ" 자(字) 형상의 다수개의 판내에 끼워져 노즐 본체의 외주연과 원통상의 본체의 타단부가 이격되도록하는 것을 특징으로 하는 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 외부 캡은, 중공형상의 외부 캡 본체부와, 상기 외부 캡 본체부의 일단에 착탈가능하며 상기 제 1 라이너가 그 전단에 형성되는 중공형상의 제 1 라이너 형성부와, 상기 외부 캡 본체부의 타단에 착탈가능하며, 상기 제 2 라이너가 그 전단에 돌출형성되는 링 형상의 제 2 라이너 형성부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유도 코일부에 고주파 전력을 공급하여 상기 유도 코일의 전자기력에 의해 상기 분사 노즐의 런너 영역을 급속 가열하도록 하는 고주파 전력 공급부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 권선부는 상기 원통상 몸체의 전단부, 중앙부 및 후단부 중 적어도 어 느 하나에 확장(擴張) 형성되어 상기 유도 코일부가 상기 확장된 권선부에 집중적으로 권선(捲線)되는 것을 특징으로 하는 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 확장된 권선부에 집중적으로 권선된 유도 코일부는 열에 의해 용융되어 고화(固化)된 수지 피복재로 본딩되며, 상기 고화된 수지 피복재의 외측부를 석고 붕대로 감고 세라믹 접착제로 커버되는 것을 특징으로 하는 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 확장된 권선부는 확장된 홈 형상이나 일정 거리 이격된 두 개의 돌기 또는 두 개의 C-링을 배치하여 그 사이에 상기 유도 코일부를 권선하는 형태인 것을 특징으로 하는 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 권선부에는 상기 유도 코일부와 함께 상기 런너의 온도를 감지하기 위한 온도 감지 센서 라인이 권선되는 것을 특징으로 하는 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체.
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