KR20120130835A

KR20120130835A - 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리

Info

Publication number: KR20120130835A
Application number: KR1020110048835A
Authority: KR
Inventors: 오승호
Original assignee: 주식회사 삼진엘앤디
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2012-12-04
Also published as: KR101311229B1

Abstract

본 발명은 카메라 경통 등과 같은 고정밀도의 제품을 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 금형의 캐비티 내로 주입하는 노즐의 형태 및 배치 구조, 히팅 방식 등을 개선하여, 용융 수지가 균형있게 분배되면서 안정적이면서 원활하게 유동될 수 있도록 한 새로운 형태의 노즐 주입 방식을 구현함으로써, 핫 런너 시스템에서 고정밀도의 제품을 효과적으로 성형할 수 있는 한편, 실린더 액추에이터의 작동에 따라 상하 움직이면서 밸브 핀을 잡아주고 있는 핀 플레이트의 형태를 개선하여, 밸브 핀의 상하 유동을 정확하게 안내할 수 있는 새로운 형태의 가이드 방식을 구현함으로써, 밸브 핀의 정확한 상하 직선 거동을 확보할 수 있고, 결국 용융 수지의 유동제어를 보다 효율적으로 수행할 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 고정밀도의 제품을 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 금형의 캐비티 내로 주입되는 용융 수지의 적절한 분배 및 이때의 적당한 온도 유지, 밸브 핀의 안정적인 상하 동작 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 금형의 캐비티 내로 주입하는 노즐의 형태 및 배치 구조, 히팅 방식 등을 개선하여, 용융 수지가 균형있게 분배되면서 안정적이면서 원활하게 유동될 수 있도록 한 새로운 형태의 노즐 주입 방식을 구현함으로써, 핫 런너 시스템에서 고정밀도의 제품을 효과적으로 성형할 수 있도록 한 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 실린더 액추에이터의 작동에 따라 상하 움직이면서 밸브 핀을 잡아주고 있는 핀 플레이트의 형태를 개선하여, 밸브 핀의 상하 유동을 정확하게 안내할 수 있는 새로운 형태의 가이드 방식을 구현함으로써, 밸브 핀의 정확한 상하 직선 거동을 확보할 수 있고, 결국 용융 수지의 유동제어를 보다 효율적으로 수행할 수 있는 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리를 제공하는데 있다.

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

본 발명의 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리는 내부에 수지 통로를 가지면서 상면을 통해 스프루 부시와 연결되어 용융 수지를 공급받는 매니폴드, 상기 매니폴드의 하면에 장착되는 용융 수지를 금형 캐비티 내에 주입하는 노즐, 상기 노즐의 내부 축선을 따라 연장 배치되어 상하 동작하면서 노즐을 통해 주입되는 용융 수지를 단속하는 밸브 핀 및 상기 밸브 핀을 지지하는 핀 플레이트, 상기 핀 플레이트와 연결되어 함께 움직이는 동시에 공압 또는 유압으로 작동하는 피스톤이 내장되어 있는 실린더 등을 포함하는 구조로 이루어진다.

특히, 상기 노즐은 내측에서부터 외측을 향해 동심원상으로 순차 조립되는 노즐 팁, 노즐 팁 플랜지 및 노즐 바디로 구성되는 복수 개의 독립적인 단위 노즐로 이루어져, 금형의 캐비티 내로 주입되는 용융 수지가 각각의 단위 노즐을 통해 동시에 캐비티 내로 주입될 수 있는 특징이 있다.

그리고, 특히, 상기 핀 플레이트는 위아래로 결합되는 상부 핀 플레이트와 하부 핀 플레이트의 조합 형태로 이루어지되, 상부 핀 플레이트와 하부 핀 플레이트 사이에 개재되면서 체결되는 슬라이드 키에 의해 일체식으로 결합되고, 상기 핀 플레이트는 어퍼 패드에 형성되어 있는 가이드 홈을 따라 이동하는 슬라이드 키에 의해 상하 동작시 직선 안내를 받을 수 있는 특징이 있다.

여기서, 상기 노즐의 각 단위 노즐은 평면상의 원형 궤적을 따라 서로 균일한 간격을 두고 배치되는 형태, 예를 들면 3개의 단위 노즐을 평면상의 원형 궤적을 따라 120°의 간격을 유지하면서 배치한 형태로 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 노즐의 각 단위 노즐의 둘레에는 개별적으로 제어되는 히터를 각각 장착하여, 단위 노즐 내의 용융 수지에 대한 온도 조절을 독립적으로 수행할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 슬라이드 슬라이드 키의 경우, 헤드부와 이 헤드부로부터 교차하는 방향으로 일체 연장되는 몸체부로 구성하여, 헤드부를 통해 상부 핀 플레이트의 밑면과 하부 핀 플레이트의 윗면에 각각 형성되어 있는 키 홈 내에 끼워지도록 하는 동시에 몸체부의 단부를 통해 어퍼 패드에 있는 가이드 홈 내에 끼워지도록 하는 구조로 구성하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 핀 플레이트의 슬라이드 키는 복수 개를 구비하여, 평면상의 원형 궤적을 따라 서로 균일한 간격을 두고 배치한 형태, 예를 들면 3개의 슬라이드 키를 평면상의 원형 궤적을 따라 120°의 간격을 유지하면서 배치한 형태로 구성하는 것이 바람직하다.

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

첫째, 스프루 부시로부터 공급되는 용융 수지를 적절한 수의 노즐, 예를 들면 3개의 노즐로 분배하여, 용융 수지가 금형의 캐비티 내에 균형있게 분산되면서 주입됨과 더불어 원활한 유동상태를 가질 수 있도록 함으로써, 1/1,000?3/1,000mm 정도의 치수공차를 가지는 카메라 경통 등과 같이 소형이면서 고정밀도를 가지는 제품을 효과적으로 성형할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 각각의 독립된 노즐에 히터를 설치하여 개별적으로 히팅하는 방식을 채택함으로써, 노즐을 통해 유동되는 용융 수지의 적절한 온도 유지 및 온도 제어가 용이하고, 결국 용융 수지의 유동성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

셋째, 어퍼 패드의 홈을 따라 이동하는 슬라이드 키를 이용하여 핀 플레이트 및 밸브 핀의 상하 작동을 안내함으로써, 핀 플레이트가 회전하는 등 유동을 방지할 수 있는 등 밸브 핀의 정확한 상하 직선 거동을 확보할 수 있고, 결국 이러한 밸브 핀의 정확한 작동을 통해 용융 수지의 유동제어를 보다 효율적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.

넷째, 밸브 핀을 잡아주고 있는 핀 플레이트의 유동(옆으로 회전하는 등의 유동)을 원천적으로 방지함으로써, 매우 가는 직경으로 이루어진 밸브 핀의 변형이나 손상을 방지할 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 매니폴드상에 조립되어 있는 핀 플레이트와 노즐을 나타내는 사시도
도 5는 도 4의 A-A 선 단면도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 노즐 어셈블리에서 핀 플레이트와 노즐의 결합관계를 나타내는 사시도
도 7은 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(12)에 두 세트의 실린더(17) 및 노즐(13)이 나란하게 조립되어 있는 구조로 이루어진다.

상기 매니폴드(12)는 지지체 역할을 수행하면서 수지의 이동경로를 제공해주는 수단으로서, 내부에는 전후 폭 및 좌우 길이 중앙에서부터 양쪽으로 분기되는 형태의 수지 통로(10)가 형성되어 있으며, 상면 중앙에는 스프루 부시(11)가 결합되는 동시에 하면 양편에는 부시 홀더(29), 런너 스트리트(31) 등을 수용하는 하우징(34)이 각각 장착된다.

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

물론, 상기 매니폴드(12)에는 후술하는 밸브 핀(14)의 관통을 위한 수직홀이 마련된다.

이에 따라, 상기 스프루 부시(11)로부터 매니폴드(12)에 있는 수지 통로(10)의 중앙으로 주입되는 용융 수지는 양쪽으로 분배된 후, 양편의 부시 홀더(29)측으로 흐를 수 있게 된다.

그리고, 상기 하우징(34)의 내부에는 원판 형태로 이루어진 부시 홀더(29)와 런너 스트리트(31)가 상하 적층되는 구조로 설치되는데, 상기 부시 홀더(29)에는 용융 수지가 통과하는 중앙의 수지홀(30)과 밸브 핀(14)이 관통되는 복수의 핀홀(36)이 외곽에 각각 형성되고, 상기 런너 스트리트(31)에는 용융 수지의 유입을 위한 중앙의 유입홈(35)과 용융 수지 배출 및 밸브 핀(14)이 관통되는 복수의 배출홀(33)이 외곽에 각각 형성되는 동시에 상기 유입홈(35)과 배출홀(33)은 유로(32)에 의해 서로 연결된다.

이때, 상기 부시 홀더(29)와 런너 스트리트(31)의 중앙에 있는 수지홀(30)과 유입홈(35)은 서로 위아래로 통하게 되고, 또 부시 홀더(29)와 런너 스트리트(31)의 외곽에 있는 각 핀홀(36)과 배출홀(33)도 서로 위아래로 통하게 된다.

또한, 상기 런너 스트리트(31)에 있는 중앙의 수지홀(30)과 외곽의 배출홀(33)은 각각의 유로(32)에 의해 연결된다.

본 발명에서는 부시 홀더(29)와 런너 스트리트(32)에 각각 3개씩의 핀홀(36) 및 배출홀(33)을 부여한 형태, 그리고 3개의 구분된 유로(32)에 의해 하나의 수지홀(30)과 각 배출홀(33)이 개별적으로 연결되는 형태를 제공한다.

또한, 상기 부시 홀더(29)에 있는 중앙의 수지홀(30)은 매니폴드(12)의 수지 통로(10), 즉 매니폴드(12)의 저면으로 뚫려 있는 수지 통로(10)의 하단부와 곧바로 연결되며, 상기 런너 스트리트(31)에 있는 각 배출홀(33)은 노즐(13)이 갖는 각 노즐 바디(13c)의 내부(축선을 따라 형성되는 홀)와 각각 연통되는 구조를 이루게 된다.

이에 따라, 용융 수지는 수지 통로(10)→수지홀(30)→유입홈(35)→유로(32)→배출홀(33)→노즐(13)측으로 이어지는 진행경로를 따라 흘러갈 수 있게 된다.

한편, 본 발명에서는 금형의 캐비티 내로 용융 수지를 최종 주입하는 수단으로 복수 개의 독립적인 단위 노즐로 이루어진 노즐(13)을 제공한다.

예를 들면, 상기 노즐(13)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(13)을 통해 주입되는 용융 수지에 의해 1회 사출시 두 개의 제품이 성형될 수 있게 된다.

여기서, 상기 노즐(13)은 내측에서부터 외측을 향해 동심원상으로 순차 조립되는 노즐 팁(13a), 노즐 팁 플랜지(13b) 및 노즐 바디(13c)로 구성되며, 이러한 노즐(13)을 통해 주입되는 용융 수지는 각각의 단위 노즐이 갖는 노즐 팁(13a)의 내부를 거쳐 팁 끝과 연통되어 있는 캐비티측으로 동시에 주입될 수 있게 된다.

즉, 상기 노즐 바디(13c)의 하단 내측으로 노즐 팁(13a)이 삽입되고, 계속해서 노즐 바디(12c)의 내경과 노즐 팁 (13a)의 외경 사이로 노즐 팁 플랜지(13b)가 삽입됨과 더불어 이때의 노즐 팁 플랜지(13b)가 노즐 바디(13c)의 내경에 체결되므로서, 노즐 팁(13a), 노즐 팁 플랜지(13b) 및 노즐 바디(13c)가 일체식으로 조립된 노즐(13)이 완성된다.

이러한 노즐(13)의 경우, 각 단위 노즐은 평면상의 원형 궤적을 따라 서로 균일한 간격, 예를 들면 3개의 단위 노즐이 평면상의 원형 궤적을 따라 120°의 간격을 유지하면서 배치되도록 하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 용융 수지가 3곳의 단위 노즐을 통해 균형있게 분배되면서 동시에 캐비티 내로 주입되므로, 즉 제품 1개를 성형하기 위해 3곳의 단위 노즐로 용융 수지를 분배한 후에 동시에 주입되므로, 치수공차가 정밀한 제품을 효과적으로 성형할 수 있게 된다.

특히, 상기 노즐(13)의 각 단위 노즐에는 노즐 바디(13c)의 둘레에 개별적으로 제어되는 히터(18)가 각각 장착되며, 이렇게 각 단위 노즐의 온도를 각각의 개별 히터(18)로 제어할 수 있게 되므로, 온도조절이 용이한 이점, 즉 각 단위 노즐을 통해 주입되는 용융 수지의 온도를 균형을 맞춰 조절할 수 있는 이점을 얻을 수 있게 된다.

이때의 상기 노즐(13)은 하우징(34)의 저면 내측에 걸려지는 노즐 바디(13c)의 헤드부분을 이용하여 지지될 수 있게 된다.

한편, 금형의 캐비티로 주입되는 용융 수지의 단속, 주입량 조절 등의 역할을 수행하는 액추에이터 수단으로 실린더(17)와 이때의 실린더(17)에 의해 상하 운동하는 밸브 핀(14)이 마련된다.

상기 실린더(17)는 원통형 부재로서 핫 런너 블럭(미도시)상에 고정되는 피스톤 캡(23)의 저면에 결합되어 지지되고, 그 내부에는 공압이나 유압에 의해 상하 동작하는 피스톤(16)이 설치된다.

그리고, 매니폴드(12)의 상부 양쪽에는 내부 공간을 가지는 어퍼 패드(20)가 각각 설치되고, 이때의 어퍼 패드(20)의 내측에는 2개의 플레이트 적층형태로 이루어져 밸브 핀(14)을 잡아주는 핀 플레이트(15)가 배치되는 동시에 상기 핀 플레이트(15)는 피스톤(16)의 축선을 따라 체결되는 볼트(25)에 의해 체결되어, 피스톤(16)과 함께 상하로 움직일 수 있게 된다.

여기서, 상기 실린더(17)에는 베이스(미도시)측으로부터 연장되는 IN/OUT 2개의 에어라인(미도시)이 연결되어 있어서 에어 IN시 피스톤(16)이 전진(하강)하게 되고, 에어 OUT시 피스톤(16)이 후진(상승)하게 된다.

이때, 상기 피스톤(16)의 하단과 핀 플레이트(15)의 상면 사이에는 피스톤 가이드(26)가 개재되고, 상기 볼트(25)의 헤드 부분은 피스톤(16)의 상면에 체결되는 세트 스크류(24)에 의해 마감된다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 핀 플레이트(15)는 밸브 핀(14)을 지지하는 수단으로서, 피스톤(16)측과 결합되면서 3개의 밸브 핀(14)을 동시에 잡아주는 역할을 하게 된다.

이러한 핀 플레이트(15)는 윗쪽의 상부 핀 플레이트(15a)와 아래쪽의 하부 핀 플레이트(15b)가 서로 밀착 결합되는 형태로 이루어지고, 이때의 상부 핀 플레이트(15a)와 하부 핀 플레이트(15b) 사이에는 슬라이드 키(19)가 개재되면서 일체식으로 결합된다.

이를 위하여, 상부 핀 플레이트(15a)의 밑면과 하부 핀 플레이트(15b)의 윗면에는 각각 서로 마주대하는 위치에 키홈(28a,28b)이 형성되는 한편, 이때의 상기 슬라이드 키(19)는 헤드부(19a)와 이 헤드부(19a)로부터 교차하는 방향으로 일체 연장되는 몸체부(19b)로 구성되는 마치 "T"자 모양으로 이루어진다.

물론, 상기 키홈(28a,28b) 역시 "T"자 모양으로 이루어질 수 있게 된다.

이에 따라, 상기 핀 플레이트(15)는 헤드부(19a)를 이용하여 상부 핀 플레이트(15a) 및 하부 핀 플레이트(15b)의 키 홈(22a,22b) 내에 끼워지게 되고, 이와 동시에 상기 몸체부(19b)의 단부를 이용하여 어퍼 패드(20)에 있는 가이드 홈(21) 내에 끼워지는 구조로 결합된다.

본 발명에서는 3개의 슬라이드 키(19)가 평면상의 원형 궤적을 따라 서로 균일한 간격, 예를 들면 120°의 간격을 두고 배치되는 형태를 제공하며, 이에 대응하여 어퍼 패드(20)의 내주면에서 수직방향으로 형성되는 가이드 홈(21)도 120°의 간격으로 배치되는 3개가 마련된다.

이렇게 실린더 작동시 피스톤(16)과 함께 상하로 움직이는 핀 플레이트(15)는 어퍼 패드(20)의 가이드 홈(21) 내에 끼워져 동작하는 슬라이드 키(19)에 의한 안내를 받게 되고, 결국 밸브 핀(14)의 상하 작동시 핀 플레이트(15)가 수평방향으로 회전한다거나 하는 등의 유동이 완전히 배제될 수 있게 된다.

따라서, 상기 핀 플레이트(15)와 함께 움직이는 밸브 핀(14) 역시 그 상하 작동이 정확히 이루어질 수 있게 되므로서, 밸브 핀(14)의 작동을 정확하게 제어할 수 있게 되고, 또 가는 직경으로 이루어진 밸브 핀(14)이 휘거나 하는 등의 변형을 방지할 수 있게 된다.

실질적으로 용융 수지의 흐름을 단속하고 또 용융 수지의 주입량을 제어하는 역할은 밸브 핀(14)이 하게 되는데, 상기 밸브 핀(14)은 3개의 노즐(13)에 각각 하나씩 배속되는 3개가 구비되고, 그 헤드 부분을 통해 핀 플레이트(15)의 사이에, 즉 상부 핀 플레이트(15a) 및 하부 핀 플레이트(15b) 사이에 결합되는 구조로 지지된다.

이러한 밸브 핀(14)은 매니폴드(12)을 수직 관통하면서 부시 홀더(29)의 핀 홀(36), 런너 스트리트(31)의 배출홀(33)을 경유한 후, 노즐(13)의 내부 축선을 따라 나란하게 배치되면서 노즐(13)의 하단에 있는 노즐 팁(13a)의 통해 밖으로 돌출가능한 상태로 연장된다.

이에 따라, 상기 실린더(17)의 피스톤(16)이 상하로 작동되면, 이와 함께 움직이는 핀 플레이트(15)에 결합되어 있는 밸브 핀(14) 또한 상하로 동작하면서 노즐(13)을 개방 또는 폐쇄할 수 있게 되고, 또 밸브 핀(14)의 스트로크 조절에 의한 그 개방 정도에 따라 용융 수지의 주입량이 조절될 수 있게 된다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 노즐 어셈블리의 작동상태를 나타내는 단면도이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 용융 수지의 주입에 앞서, 실린더(17)의 피스톤(16)이 상부로 이동하면, 이와 함께 핀 플레이트(15)를 포함하는 밸브 핀(14) 전체가 상승하면서 밸브 핀(14)의 하단 끝부분이 노즐(13)의 노즐 팁(13a)으로부터 빠져나오게 되고, 따라서 노즐(13)이 개방상태가 되면서 금형의 캐비티 내로 용융 수지의 주입 가능한 상태가 조성된다.

이때, 상기 밸브 핀(14)의 상하 이동시 핀 플레이트(15)가 슬라이드 키(19)에 의한 안내를 받게 되므로, 밸브 핀(14) 역시 정확한 움직임이 가능하게 된다.

다음, 사출기로부터 공급되는 용융 수지는 스프루 부시(11)로 공급되고, 스프루 부시(11)의 내부로 유입된 용융 수지는 매니폴드(12)의 수지 통로(10)에서 두 곳으로 나뉘어진 후, 각 노즐(13)측으로 보내진다.

이때, 상기 매니폴드(12)의 수지 통로(10)를 빠져나온 용융 수지는 부시 홀더(29)의 수지홀(30)을 거쳐 런너 스트리트(31)의 유입홈(35)으로 유입되고, 이렇게 유입된 용융 수지는 유로(32)를 통해 각 배출홀(33)로 보내진 후, 3곳의 노즐(13)로 균형있게 분배된다.

계속해서, 각 노즐(13)에 있는 노즐 바디(13c)의 내부로 유입된 용융 수지는 아래쪽에 있는 노즐 팁(13a)을 통해 빠져나가 금형의 캐비티 내로 주입되고, 최종적으로 캐비티 내에서는 제품(100)이 성형된다.

이때, 금형의 캐비티 내부로는 용융 수지가 3개의 노즐(13)을 통해 3곳으로 균형있게 분배되면서 주입되므로, 정확하고 정밀한 성형이 이루어질 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명에서는 3개의 단위 노즐 조합형으로 이루어진 노즐을 채용하고, 또 밸브 핀의 정확한 상하 작동을 안내하기 위한 핀 플레이트의 형상 및 결합구조를 개선함으로써, 용융 수지의 균형있는 분배, 안정적이고 원활한 유동특성, 밸브 핀의 정확한 작동 성능을 구현할 수 있고, 결국 카메라 경통 등과 같은 소형의 고정밀도를 가지는 제품을 효과적으로 성형할 수 있는 이점이 있다.

10 : 수지 통로 11 : 스프루 부시
12 : 매니폴드 13 : 노즐
13a : 노즐 팁 13b : 노즐 팁 플랜지
13c : 노즐 바디 14 : 밸브 핀
15 : 핀 플레이트 15a : 상부 핀 플레이트
15b : 하부 핀 플레이트 16 : 피스톤
17 : 실린더 18 : 히터
19 : 슬라이드 키 19a : 헤드부
19b : 몸체부 20 : 어퍼 패드
21 : 가이드 홈 22a,22b : 키 홈
23 : 피스톤 캡 24 : 세트 스크류
25 : 볼트 26 : 피스톤 가이드
27 : 볼트 체결홀 28a,28b : 핀 관통홀
29 : 부시 홀더 30 : 수지홀
31 : 런너 스트리트 32 : 유로
33 : 배출홀 34 : 하우징
35 : 유입홈 36 : 핀홀

Claims

내부에 수지 통로(10)를 가지면서 상면을 통해 스프루 부시(11)와 연결되어 용융 수지를 공급받는 매니폴드(12)와, 상기 매니폴드(12)의 하면에 장착되는 용융 수지를 금형 캐비티 내에 주입하는 노즐(13)과, 상기 노즐(13)의 내부 축선을 따라 연장 배치되어 상하 동작하면서 노즐(13)을 통해 주입되는 용융 수지를 단속하는 밸브 핀(14) 및 상기 밸브 핀(14)을 지지하는 핀 플레이트(15)와, 상기 핀 플레이트(15)와 연결되어 함께 움직이는 동시에 공압 또는 유압으로 작동하는 피스톤(16)이 내장되어 있는 실린더(17)를 포함하며,
상기 노즐(13)은 내측에서부터 외측을 향해 동심원상으로 순차 조립되는 노즐 팁(13a), 노즐 팁 플랜지(13b) 및 노즐 바디(13c)로 구성되는 복수 개의 독립적인 단위 노즐로 이루어져, 금형의 캐비티 내로 주입되는 용융 수지가 각각의 단위 노즐을 통해 동시에 캐비티 내로 주입될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리.
청구항 1에 있어서, 상기 노즐(13)의 각 단위 노즐은 평면상의 원형 궤적을 따라 서로 균일한 간격을 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리.
청구항 2에 있어서, 상기 노즐(13)의 각 단위 노즐은 3개로 구성되어, 평면상의 원형 궤적을 따라 120°의 간격을 유지하면서 배치되는 것을 특징으로 하는 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐(13)의 각 단위 노즐에는 노즐 바디(13)의 둘레에 개별적으로 제어되는 히터(18)가 각각 장착되는 것을 특징으로 하는 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리.
내부에 수지 통로(10)를 가지면서 상면을 통해 스프루 부시(11)와 연결되어 용융 수지를 공급받는 매니폴드(12)와, 상기 매니폴드(12)의 하면에 장착되는 용융 수지를 금형 캐비티 내에 주입하는 노즐(13)과, 상기 노즐(13)의 내부 축선을 따라 연장 배치되어 상하 동작하면서 노즐(13)을 통해 주입되는 용융 수지를 단속하는 밸브 핀(14) 및 상기 밸브 핀(14)을 지지하는 핀 플레이트(15)와, 상기 핀 플레이트(15)와 연결되어 함께 움직이는 동시에 공압 또는 유압으로 작동하는 피스톤(16)이 내장되어 있는 실린더(17)를 포함하며,
상기 핀 플레이트(15)는 위아래로 결합되는 상부 핀 플레이트(15a)와 하부 핀 플레이트(15b)의 조합 형태로 이루어지되, 상부 핀 플레이트(15a)와 하부 핀 플레이트(15b) 사이에 개재되면서 체결되는 슬라이드 키(19)에 의해 일체식으로 결합되고, 상기 핀 플레이트(15)는 어퍼 패드(20)에 형성되어 있는 가이드 홈(21)을 따라 이동하는 슬라이드 키(19)에 의해 상하 동작시 직선 안내를 받을 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리.
청구항 5에 있어서, 상기 슬라이드 키(19)는 헤드부(19a)와 이 헤드부(19a)로부터 교차하는 방향으로 일체 연장되는 몸체부(19b)로 이루어져, 상기 헤드부(19a)를 통해 상부 핀 플레이트(15a)의 밑면과 하부 핀 플레이트(15b)의 윗면에 각각 형성되어 있는 키 홈(22a,22b) 내에 끼워지는 동시에 상기 몸체부(19b)의 단부를 통해 어퍼 패드(20)에 있는 가이드 홈(21) 내에 끼워지는 구조로 체결되는 것을 특징으로 하는 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리.
청구항 5 또는 청구항 6에 있어서, 상기 핀 플레이트(15)의 슬라이드 키(19)는 평면상의 원형 궤적을 따라 서로 균일한 간격을 두고 배치되는 복수 개로 이루어지는 것을 특징으로 하는 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리.
청구항 7에 있어서, 상기 슬라이드 키(19)는 3개로 구성되어, 평면상의 원형 궤적을 따라 120°의 간격을 유지하면서 배치되는 것을 특징으로 하는 핫 런너 시스템의 마이크로 노즐 어셈블리.