KR20120130834A - 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 경통 등과 같은 정밀한 수지제품을 성형하는 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리에 관한 것이다.
본 발명은 고정밀도의 사출 제품 성형을 위한 용융 수지 주입시 스프루 부시(Sprue bush)로부터 주입되는 용융 수지를 각 노즐로 분배하는 런너 스트리트(Runner street)의 형상을 개선하여, 용융 수지가 균형있게 분배되도록 함과 더불어 원활한 유동특성을 가질 수 있도록 한 새로운 형태의 용융 수지 분배 수단을 구현함으로써, 소형의 고정밀도를 가지는 제품을 효과적으로 성형할 수 있는 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리를 제공한다.

Description

핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리{Micro nozzle assembly for hot runner system}

본 발명은 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 카메라 경통 등과 같은 정밀한 수지제품을 성형하는 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 핫 런너 시스템은(Hot runner system) 런너가 냉각되어 고화되는 것을 방지하기 위해 런너 주위를 히터로 가열하는 방식으로서, 보통 매니폴드를 히터로 가열하여 게이트를 제외한 런너부의 온도를 약 200?300℃로 유지하고, 매니폴드 안에 있는 수지를 항상 용융상태로 유지하는 런너리스 방식의 사출 시스템이다.

예를 들면, 수지가 기계 노즐로부터 가열된 매니폴드로 사출되면, 수지가 용융된 상태로 매니폴드의 내부 통로를 통하여 부싱과 금형의 캐비티로 흘러 들어가서 성형되며, 이때의 매니폴드는 가열 실린더의 연장으로서 정밀하게 온도조절이 되어야 한다.

이러한 핫 런너 시스템은 용융시 온도의 손실이나 변화없이 용융 수지를 먼 거리까지 이송시킴으로써 원료와 에너지를 절약할 수 있는 특징이 있다.

보통 핫 런너 시스템에서는 용융 수지를 스프루(Sprue), 런너(Runner), 게이트(Gate) 등을 거쳐 금형 내의 캐비티(Cavity)에 고압으로 주입하여 제품을 성형하게 되며, 상기 캐비티에 수지를 주입하는 방식으로는 셧 오프 노즐(Shut-off nozzle)방식, 또는 밸브 게이트 노즐(Valve gate nozzle) 방식 등이 있다.

여기서, 밸브 게이트 노즐 방식은 밸브 핀과 실린더를 이용하여 기계적으로 게이트를 열고 닫는 방법을 이용한 것으로, 밸브 핀의 기본 구조가 용융 수지에 의하여 감싸여져 있으며, 용융 수지가 고속으로 밸브 핀 주변을 통과하면서 금형의 캐비티 내부로 들어가도록 하는 방식이다.

이와 같은 핫 런너 시스템에서는 용융 수지의 흐름 방향, 온도, 압력, 진행 속도 등과 같은 다양한 조건이 만족되어야만 정밀한 제품을 성형할 수 있는데, 현재까지 핫 런너 시스템의 경우에 구조적인 측면, 제어적인 측면, 전체적인 운영방식 등의 한계로 인하여 소형이고 또한 고정밀도를 가지는 제품, 예를 들면 1/1,000?3/1,000mm 정도의 치수공차를 가지는 카메라 경통 등과 같은 제품을 성형하는데 불리한 점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 고정밀도의 사출 제품 성형을 위한 용융 수지 주입시 스프루 부시(Sprue bush)로부터 주입되는 용융 수지를 각 노즐로 분배하는 런너 스트리트(Runner street)의 형상을 개선하여, 용융 수지가 균형있게 분배되도록 함과 더불어 원활한 유동특성을 가질 수 있도록 한 새로운 형태의 용융 수지 분배 수단을 구현함으로써, 소형의 고정밀도를 가지는 제품을 효과적으로 성형할 수 있는 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리는 다음과 같은 특징이 있다.

상기 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리는 매니폴드의 내부에 설치되어 스프루 부시로부터 공급되는 용융 수지를 각 노즐로 분배하는 런너 스트리트를 포함하며, 특히 런너 스트리트에는 중앙에 있는 유입홈과 외곽에 있는 다수의 배출홀 사이를 연결하는 유로가 형성되어, 스프루 부시로부터 공급되는 용융 수지를 중앙의 유입홈으로 유입하고, 이렇게 유입한 용융 수지를 유로를 경유시킨 후에 각 배출홀을 통해 노즐측으로 배출시킬 수 있도록 된 것이 특징이다.

여기서, 상기 런너 스트리트에 형성되는 유로는 두 가지 타입으로 구성할 수 있는데, 일 예로서, 상기 유로를 중앙의 유입홈에서 외곽의 각 배출홀을 직선 구간으로 연결시킨 형태로 형성하여, 중앙의 유입홈으로 유입된 용융 수지가 곧바로 배출홀로 흘러갈 수 있도록 하는 타입으로 구성할 수 있다.

다른 예로서, 상기 유로를 중앙의 유입홈에서 외곽의 각 배출홀을 직선 구간과 우회 구간으로 연결하되, 상기 우회 구간은 각 배출홀이 서로 통할 수 있도록 이어주는 형태로 이루어지도록 하는 동시에 상기 직선 구간은 유입홈에서 우회 구간이 통할 수 있도록 이어주는 형태로 이루어지도록 하여, 중앙의 유입홈으로 유입된 용융 수지가 한 번 방향을 바꾼 후에 배출홀로 흘러갈 수 있도록 하는 타입으로 구성할 수 있다.

그리고, 직선 구간과 우회 구간을 가지는 유로의 경우, 직선 구간을 서로 이웃하는 2개의 배출홀 사이에 형성되는 우회 구간의 길이 중간과 통할 수 있도록 이어주는 것이 바람직하다.

본 발명의 런너 스트리트에서 유로의 직선 구간은 중앙의 유입홈에서 외곽쪽을 향해 방사상(放射狀)으로 뻗어나간 형태로 이루어지도록 하고, 우회 구간은 원형의 형태를 이루면서 각 배출홀을 이어주는 형태로 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 제공하는 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리는 다음과 같은 장점이 있다.

스프루 부시(Sprue bush)로부터 각 노즐로 주입되는 용융 수지를 분배하는 역할을 하는 런너 스트리트(Runner street)의 형상을 개선하여, 예를 들면 중앙에서 외곽으로 연장되는 다이렉트 타입의 유로 또는 중앙에서 방사상으로 연장된 후에 재차 원주상으로 연장되는 인다이렉트 타입의 유로를 적용하여, 용융 수지가 균형있게, 또 원활한 유동특성을 가지면서 주입될 수 있도록 함으로써, 1/1,000?3/1,000mm 정도의 치수공차를 가지는 카메라 경통 등과 같이 소형이고 또한 고정밀도를 가지는 제품을 효과적으로 성형할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 노즐 어셈블리를 나타내는 결합 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 노즐 어셈블리를 나타내는 분해 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 노즐 어셈블리를 나타내는 단면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 노즐 어셈블리에서 런너 스트리트의 일 예를 나타내는 평면도 및 사시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 노즐 어셈블리에서 런너 스트리트의 일 예에 대한 조립상태를 일부 단면 사시도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 노즐 어셈블리에서 런너 스트리트의 다른 예를 나타내는 평면도 및 사시도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 노즐 어셈블리에서 런너 스트리트의 다른 예에 대한 조립상태를 나타내는 일부 단면 사시도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 노즐 어셈블리의 작동상태를 나타내는 단면도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 노즐 어셈블리를 나타내는 결합 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 노즐 어셈블리를 나타내는 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 노즐 어셈블리를 나타내는 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 마이크로 노즐 어셈블리는 사출기에서 제공되는 용융 수지를 금형의 캐비티 내부로 주입하는 수단으로서, 하나의 매니폴드(10)에 두 세트의 실린더(21) 및 노즐(12)이 나란하게 조립되어 있는 구조로 이루어진다.

그리고, 상기 노즐(12)은 각각 독립적으로 되어 있는 3개의 단위 노즐로 이루어져, 금형의 캐비티 내로 주입되는 용융 수지는 세 곳의 경로를 통해 동시에 캐비티 내로 주입될 수 있게 되며, 결국 두 세트의 노즐(12)을 통해 주입되는 용융 수지에 의해 1회 사출시 두 개의 제품이 성형될 수 있게 된다.

여기서, 상기 노즐(12)은 내측에서부터 외측을 향해 동심원상으로 순차 조립되는 노즐 팁(12a), 노즐 팁 플랜지(12b) 및 노즐 바디(12c)로 구성되며, 이러한 노즐(12)을 통해 주입되는 용융 수지는 상기 노즐 팁(12a)의 내부를 거쳐 팁 끝과 연통되어 있는 캐비티측으로 주입될 수 있게 된다.

이때의 상기 노즐(12)은 후술하는 하우징(28)의 저면 내측에 걸려지는 노즐 바디(12c)의 헤드부분을 이용하여 지지될 수 있게 된다.

상기 매니폴드(10)는 지지체 역할을 수행하면서 수지의 이동경로를 제공해주는 수단으로서, 내부에는 전후 폭 및 좌우 길이 중앙에서부터 양쪽으로 분기되는 형태의 수지 통로(27)가 형성되어 있으며, 상면 중앙에는 스프루 부시(11)가 결합되는 동시에 하면 양편에는 부시 홀더(17), 런너 스트리트(13) 등을 수용하는 하우징(28)이 각각 장착된다.

여기서, 상기 스프루 부시(11)는 사출기측에서 공급되는 용융 수지가 도입되는 부분을 의미한다.

이에 따라, 상기 스프루 부시(11)로부터 매니폴드(10)에 있는 수지 통로(27)의 중앙으로 주입되는 용융 수지는 양쪽으로 갈라진 후, 양편의 부시 홀더(17)측으로 흐를 수 있게 된다.

그리고, 상기 하우징(28)의 내부에는 원판 형태로 이루어진 부시 홀더(17)와 런너 스트리트(13)가 상하 적층되는 구조로 설치되는데, 상기 부시 홀더(17)에는 용융 수지가 통과하는 중앙의 수지 홀(29)과 후술하는 밸브 핀(19)이 관통되는 복수의 핀 홀(30)이 외곽에 각각 형성되는 동시에 상기 런너 스트리트(13)에는 용융 수지의 유입을 위한 중앙의 유입홈(14)과 용융 수지 배출 및 밸브 핀(19)이 관통되는 복수의 배출홀(15)이 외곽에 각각 형성된다.

이때, 상기 부시 홀더(17)와 런너 스트리트(13)의 중앙에 있는 수지 홀(29)과 유입홈(14)은 서로 통하게 되고, 또 부시 홀더(17)와 런너 스트리트(13)의 외곽에 있는 각 핀 홀(30)과 배출홀(15)도 서로 통하게 된다.

본 발명에서는 부시 홀더(17)와 런너 스트리트(13)에 각각 3개씩의 핀 홀(30) 및 배출홀(15)을 부여한 형태를 제공한다.

또한, 상기 부시 홀더(17)에 있는 중앙의 수지 홀(29)은 매니폴드(10)의 수지 통로(27), 즉 매니폴드(10)의 저면으로 뚫려 있는 수지 통로(27)의 하단부와 곧바로 연결되며, 상기 런너 스트리트(13)에 있는 각 배출홀(15)은 노즐(12)이 갖는 각 노즐 바디(12c)의 내부(축선을 따라 형성되는 홀)와 각각 연통되는 구조를 이루게 된다.

이에 따라, 용융 수지는 수지 통로(27)→수지 홀(29)→유입홈(14)→후술하는 유로(16)→배출홀(15)→노즐(12)측으로 이어지는 진행경로를 가질 수 있게 된다.

여기서, 도 2에는 두 개의 런너 스트리트(13)가 도시되어 있지만, 이것은 런너 스트리트(13)의 두 가지 예를 모두 보여주기 위한 것이며, 실제로는 한 개가 부시 홀더(17)와 조합된다.

한편, 금형의 캐비티로 주입되는 용융 수지의 단속, 주입량 조절 등의 역할을 수행하는 액추에이터 수단으로 실린더(21)와 밸브 핀(19)이 마련된다.

상기 실린더(21)는 원통형 부재로서 핫 런너 블럭(미도시)상에 고정되는 피스톤 캡(25)의 저면에 결합되어 지지되고, 그 내부에는 공압이나 유압에 의해 상하 동작하는 피스톤(22)이 설치된다.

그리고, 매니폴드(10)의 상부 양쪽에는 내부 공간을 가지는 어퍼 패드(20)가 각각 설치되고, 이때의 어퍼 패드(20)의 내측에는 2개의 플레이트 적층형태로 이루어져 밸브 핀(19)을 잡아주는 핀 플레이트(18)가 배치되는 동시에 상기 핀 플레이트(18)는 피스톤(22)의 축선을 따라 체결되는 볼트(23)에 의해 체결되어, 피스톤(22)과 함께 상하로 움직일 수 있게 된다.

여기서, 상기 실린더(21)에는 베이스(미도시)측으로부터 연장되는 IN/OUT 2개의 에어라인(미도시)이 연결되어 있어서 에어 IN시 피스톤(22)이 전진(하강)하게 되고, 에어 OUT시 피스톤(22)이 후진(상승)하게 된다.

이때, 상기 피스톤(22)의 하단과 핀 플레이트(18)의 상면 사이에는 피스톤 가이드(26)가 개재되고, 상기 볼트(23)의 헤드 부분은 피스톤(22)의 상면에 체결되는 세트 스크류(24)에 의해 마감된다.

실질적으로 용융 수지의 흐름을 단속하고 또 용융 수지의 주입량을 제어하는 역할은 밸브 핀(19)이 하게 되는데, 상기 밸브 핀(19)은 3개의 노즐(12)에 각각 하나씩 배속되는 3개가 구비되고, 그 헤드 부분을 통해 핀 플레이트(18)의 사이에 결합되는 구조로 지지된다.

이러한 밸브 핀(19)은 매니폴드(10)을 수직 관통하면서 부시 홀더(17)의 핀 홀(30), 런너 스트리트(13)의 배출홀(15)을 경유한 후, 노즐(12)의 내부 축선을 따라 나란하게 배치되면서 노즐(12)의 하단에 있는 노즐 팁(12a)의 통해 밖으로 돌출가능한 상태로 연장된다.

이에 따라, 상기 피스톤(22)이 상하로 작동되면, 이와 함께 움직이는 핀 플레이트(18)에 결합되어 있는 밸브 핀(19) 또한 상하로 동작하면서 노즐(12)을 개방 또는 폐쇄할 수 있게 되고, 또 밸브 핀(19)의 스트로크 조절에 의한 그 개방 정도에 따라 용융 수지의 주입량이 조절될 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 노즐 어셈블리에서 런너 스트리트의 일 예를 나타내는 평면도 및 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 노즐 어셈블리에서 런너 스트리트의 일 예에 대한 조립상태를 일부 단면 사시도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 카메라 경통 등과 같이 소형이면서 매우 얇은 두께를 가지는 고정밀도의 제품을 핫 런너 시스템에서 사출 성형하기 위해서는 금형의 캐비티 내로 주입되는 용융 수지를 적절히 분배하고, 또 각 주입경로로 진행하는 용융 수지 양의 균형을 맞춰야 하는 조건 등을 필요로 한다.

즉, 한 곳을 통해 용융 수지를 집중 주입하거나, 또는 분배 주입시의 경우에도 어느 한쪽으로 용융 수지의 흐름이 쏠리게 되면 제품의 정밀도, 특히 1/1,000?3/1,000mm 정도의 치수공차를 맞추는데 한계가 있다.

이에 본 발명에서는 금형의 캐비티로 주입되는 용용 수지를 적절한 수로 분배하고, 즉 용용 수지를 3곳의 노즐(12)을 이용하여 분배 주입하고, 이때의 각 노즐(12)로 진행되는 용융 수지가 균형있게 분배되도록 하기 위해 최적의 유로 형상을 가지는 런너 스트리트(13)를 채용함으로써, 카메라 경통 등과 같은 고정밀도의 제품을 효과적으로 성형할 수 있게 된다.

즉, 본 발명에서는 카메라 경통 등과 같은 고정밀도의 제품을 핫 런너 시스템에 처음 도입하여 성형할 수 있는 방식을 제시한다.

이를 위하여, 상기 매니폴드(10)의 내부, 즉 매니폴드(10)의 저면에 결합되는 하우징(28)의 내부에 설치되어 스프루 부시(11)로부터 매니폴드(10)의 수지 통로(27)를 거쳐 공급되는 용융 수지를 각 노즐(12)로 분배하는 런너 스트리트(13)가 마련된다.

상기 런너 스트리트(13)는 소정의 형태, 예를 들면 원판 형태로 이루어져 있으며, 상면 중앙에는 유입홈(14)이 형성되고, 외곽쪽으로는 다수의 배출홀(15)이 형성된다.

본 발명에서는 3곳의 노즐(12)과 일대일 매칭되는 3곳의 배출홀(15)이 갖추어져 있는 런너 스트리트(13)를 제공한다.

그리고, 상기 중앙의 유입홈(14)과 외곽의 각 배출홀(15)은 유로(16)에 의해 서로 연결된다.

이에 따라, 중앙의 유입홈(14)으로 유입된 용융 수지는 유로(16)를 따라 흘러가서 외곽의 배출홀(15)을 통해 밑으로 빠져나갈 수 있게 된다.

이렇게 상기 배출홀(15)을 통해 배출되는 용융 수지는 런너 스트리트(13)의 저면에 연접 배치되면서 배출홀(15)과 통해 있는 노즐(12)측으로 주입된다.

즉, 상기 유로(16)는 중앙의 유입홈(14)에서 외곽의 각 배출홀(15)을 3곳의 직선 구간(16a)으로 연결시킨 형태로 이루어지며, 이에 따라 중앙의 유입홈(14)으로 유입된 용융 수지가 3곳의 직선 구간(16a)으로 균형있게 분배되면서 곧바로 배출홀(15)로 흘러갈 수 있게 된다.

여기서, 상기 유입홈(14)과 배출홀(15), 그리고 이것들을 연결하는 3곳의 직선 구간(16a)으로 되어 있는 유로(16) 간의 배치 형태를 살펴보면, 평면에서 봤을 때 가운데의 유입홈(14)을 기준으로 하여 3곳의 배출홀(15)이 120°의 각도를 유지하며 각각 위치되고, 상기 유입홈(14)과 각 배출홀(15) 사이에 3곳의 직선 구간(16a)이 다이렉트로 연결되면서 이때의 각 직선 구간(16a)의 경우에도 120°의 각도를 이루게 된다.

마치, 상기 3곳의 직선 구간(16a)은 중앙의 유입홈(14)에서부터 외곽쪽을 향해 방사상(放射狀)으로 뻗어나간 형태를 이룰 수 있게 된다.

이에 따라, 중앙의 유입홈(14)으로 유입된 용융 수지는 동일한 각도로 배치되어 있는 3곳의 직선 구간(16a)을 따라 균형있게 분배되면서 각 배출홀(15)로 흘러갈 수 있게 되는 것이다.

이와 같은 런너 스트리트(13)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 하우징(28)의 내부 바닥에 수용되는 상태로 배치되면서 3곳의 홀을 통해 하우징 바닥측에 볼트 체결구조로 설치되고, 이렇게 설치된 상태에서 각 배출홀(15)에는 밸브 핀(19)이 관통되는 동시에 이때의 밸브 핀(19)은 곧바로 노즐(12)의 내부를 따라 연장 배치된다.

이에 따라, 용융 수지는 배출홀(15)을 통해 배출될 때, 밸브 핀(19)의 외주면과 배출홀(15)의 내주면 사이에 조성되는 간격을 통해 빠져나가서 노즐(12)측으로 주입될 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 노즐 어셈블리에서 런너 스트리트의 일 예를 나타내는 평면도 및 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 노즐 어셈블리에서 런너 스트리트의 일 예에 대한 조립상태를 일부 단면 사시도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 여기서는 용융 수지의 균형있는 분배에 좀더 효과적인 유로 형상을 가지는 런너 스트리트를 보여준다.

상기 런너 스트리트(13)는 위의 일 실시에와 마찬가지로 매니폴드(10)의 저면에 결합되는 하우징(28)의 내부에 설치되어 스프루 부시(11)로부터 매니폴드(10)의 수지 통로(27)를 거쳐 공급되는 용융 수지를 각 노즐(12)로 분배하는 역할을 하게 된다.

상기 런너 스트리트(13)는 원판 형태로 이루어져 있으며, 상면 중앙에는 유입홈(14)이 형성되고, 외곽쪽으로는 다수의 배출홀(15), 예를 들면 3곳의 배출홀(15)이 형성된다.

그리고, 상기 중앙의 유입홈(14)과 외곽의 각 배출홀(15)은 유로(16)에 의해 서로 연결되고, 이에 따라 중앙의 유입홈(14)으로 유입된 용융 수지는 유로(16)를 따라 흘러가서 외곽의 배출홀(15)을 통해 밑으로 빠져나가 이와 연통되어 있는 노즐(12)측으로 주입된다.

이때, 상기 유로(16)는 중앙의 유입홈(14)에서 외곽의 각 배출홀(15)을 직선 구간(16a)과 우회 구간(16b)으로 연결시킨 형태로 이루어지며, 이에 따라 중앙의 유입홈(14)으로 유입된 용융 수지가 3곳의 직선 구간(16a)으로 균형있게 분배됨과 더불어 우회 구간(16b)을 경유하여 각 배출홀(15)로 흘러갈 수 있게 된다.

특히, 상기 우회 구간(16b)은 원형의 형태를 이루면서 3곳의 배출홀(15)이 서로 통할 수 있도록 이어주게 되며, 다시 말해 원형의 궤적을 이루는 우회 구간(16b)의 상에 각 배출홀(15)이 위치될 수 있게 되며, 상기 직선 구간(16a)은 3곳이 마련되어 유입홈(14)에서부터 우회 구간(18)까지를 다이렉트로 이어주는 형태로 이루어질 수 있게 된다.

이때, 상기 직선 구간(16a)은 서로 이웃하는 2개의 배출홀(15) 사이에 형성되는 우회 구간(16b)의 길이 중간과 통할 수 있도록 이어질 수 있게 된다.

이에 따라, 중앙의 유입홈(14)으로 유입된 용융 수지는 직선 구간(16a)과 우회 구간(16b) 간의 경계에서 한 번 방향을 바꾼 후에 배출홀(15)로 흘러갈 수 있게 되고, 이렇게 방향이 전환되는 상황에서 용융 수지의 속도가 한차례 저감되면서 완충되므로서, 급격한 흐름에 의해 용융 수지가 어느 한쪽으로 쏠리는 등의 현상을 배제할 수 있으며, 결국 런너 스트리트(13)상의 유로(16) 전반에 걸쳐 균형있고 안정적인 용용 수지의 흐름을 확보할 수 있게 된다.

여기서, 상기 유입홈(14)과 배출홀(15), 그리고 이것들을 연결하는 3곳의 직선 구간(16a) 및 우회 구간(16b)으로 되어 있는 유로(16) 간의 배치 형태를 평면상에서 살펴보면 다음과 같다.

중앙의 유입홈(14)을 기준으로 하여 3곳의 배출홀(15)이 120°의 각도를 유지하며 각각 위치되고, 3곳의 배출홀(15)은 원형의 궤적을 하고 있는 우회 구간(16b)에 의해 서로 연결되며, 상기 유입홈(14)과 각 우회 구간(16b) 사이에 3곳의 직선 구간(16a)이 방사상(放射狀)의 형태로 뻗어나가 연결되면서 이때의 각 직선 구간(16a)의 경우에도 120°의 각도를 이루게 된다.

이에 따라, 중앙의 유입홈(14)으로 유입된 용융 수지는 동일한 각도로 배치되어 있는 3곳의 직선 구간(16a) 및 우회 구간(16b)을 따라 균형있게 분배되면서, 또 완충되면서 각 배출홀(15)로 흘러갈 수 있게 되는 것이다.

이와 같은 런너 스트리트(13)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 하우징(28)의 내부 바닥에 수용되는 상태로 배치되면서 3곳의 홀을 통해 하우징 바닥측에 볼트 체결구조로 설치되고, 이렇게 설치된 상태에서 각 배출홀(15)에는 밸브 핀(19)이 관통되는 동시에 이때의 밸브 핀(19)은 곧바로 노즐(12)의 내부를 따라 연장 배치된다.

따라서, 용융 수지는 배출홀(15)을 통해 배출될 때, 밸브 핀(19)의 외주면과 배출홀(15)의 내주면 사이에 조성되는 간격을 통해 빠져나가서 노즐(12)측으로 주입될 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 노즐 어셈블리의 작동상태를 나타내는 단면도이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 용융 수지의 주입에 앞서, 실린더(21)의 피스톤(22)이 상부로 이동하면, 이와 함께 핀 플레이트(18)를 포함하는 밸브 핀(19) 전체가 상승하면서 밸브 핀(19)의 하단 끝부분이 노즐(12)의 노즐 팁(12a)으로부터 빠져나오게 되고, 따라서 노즐(12)이 개방상태가 되면서 금형의 캐비티 내로 용융 수지의 주입 가능한 상태가 조성된다.

다음, 사출기로부터 공급되는 용융 수지는 스프루 부시(11)로 공급되고, 스프루 부시(11)의 내부로 유입된 용융 수지는 매니폴드(10)의 수지 통로(27)에서 두 곳으로 나뉘어진 후, 각 노즐(12)측으로 보내진다.

이때, 상기 매니폴드(10)의 수지 통로(27)를 빠져나온 용융 수지는 부시 홀더(17)의 수지 홀(29)을 거쳐 런너 스트리트(13)의 유입홈(14)으로 유입되고, 이렇게 유입된 용융 수지는 유로(16)를 통해 각 배출홀(15)로 균형있게 분배된 후, 3곳의 노즐(12)로 보내지게 된다.

계속해서, 각 노즐(12)에 있는 노즐 바디(12c)의 내부로 유입된 용융 수지는 아래쪽에 있는 노즐 팁(12a)을 통해 빠져나가 금형의 캐비티 내로 주입되고, 최종적으로 캐비티 내에서는 제품(100)이 성형된다.

이와 같이, 본 발명에서는 런너 스트리트가 가지는 유로의 형상을 개선하여 용융 수지의 균형있는 분배, 안정적이고 원활한 유동특성을 구현함으로써, 카메라 경통 등과 같은 소형의 고정밀도를 가지는 제품을 효과적으로 성형할 수 있는 이점이 있다.

10 : 매니폴드 11 : 스프루 부시
12 : 노즐 12a : 노즐 팁
12b : 노즐 팁 플랜지 12c : 노즐 바디
13 : 런너 스트리트 14 : 유입홈
15 : 배출홀 16 : 유로
16a : 직선 구간 16b : 우회 구간
17 : 부시 홀더 18 : 핀 플레이트
19 : 밸브 핀 20 : 어퍼 패드
21 : 실린더 22 : 피스톤
23 : 볼트 24 : 세트 스크류
25 : 피스톤 캡 26 : 피스톤 가이드
27 : 수지 통로 28 : 하우징
29 : 수지 홀 30 : 핀 홀

Claims (6)

1. 매니폴드(10)의 내부에 설치되어 스프루 부시(11)로부터 공급되는 용융 수지를 각 노즐(12)로 분배하는 런너 스트리트(13)를 포함하며,
   상기 런너 스트리트(13)에는 중앙에 있는 유입홈(14)과 외곽에 있는 다수의 배출홀(15) 사이를 연결하는 유로(16)가 형성되어, 스프루 부시(11)로부터 공급되는 용융 수지를 중앙의 유입홈(14)으로 유입하고, 이렇게 유입한 용융 수지를 유로(16)를 경유시킨 후에 각 배출홀(15)을 통해 노즐(12)측으로 배출시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 런너 스트리트(13)에 형성되는 유로(16)는 중앙의 유입홈(14)에서 외곽의 각 배출홀(15)을 직선 구간(16a)으로 연결시킨 형태로 이루어져, 중앙의 유입홈(14)으로 유입된 용융 수지가 곧바로 배출홀(15)로 흘러갈 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 런너 스트리트(13)에 형성되는 유로(16)는 중앙의 유입홈(14)에서 외곽의 각 배출홀(15)을 직선 구간(16a)과 우회 구간(16b)으로 연결하되, 상기 우회 구간(18)은 각 배출홀(15)이 서로 통할 수 있도록 이어주는 형태로 이루어지는 동시에 상기 직선 구간(16a)은 유입홈(14)에서 우회 구간(16b)이 통할 수 있도록 이어주는 형태로 이루어져, 중앙의 유입홈(14)으로 유입된 용융 수지가 한 번 방향을 바꾼 후에 배출홀(15)로 흘러갈 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리.
   
4. 청구항 3에 있어서, 상기 직선 구간(16a)은 서로 이웃하는 2개의 배출홀(15) 사이에 형성되는 우회 구간(16b)의 길이 중간과 통할 수 있도록 이어지는 것을 특징으로 하는 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리.
   
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 직선 구간(16a)은 중앙의 유입홈(14)에서 외곽쪽을 향해 방사상(放射狀)으로 뻗어나간 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리.
   
6. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서, 상기 우회 구간(16b)은 원형의 형태를 이루면서 각 배출홀(15)을 이어줄 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리.

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