KR20160028313A - 헤드램프용 사출노즐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 헤드램프의 형상적 특성에 기인한 맞춤형 냉각수 유로를 제공하여 냉각이 필요치 않은 영역에 대해서는 냉각수의 진출이 이루어지지 않으면서 냉각이 필요한 영역에 대해서만 보다 집중적인 냉각수의 진출이 이루어짐에 따라 하나의 금형 표면적 온도가 영역별로 상이하게 분포 형성될 수 있도록 유도하는바, 더욱 신속하고 효율적인 냉각공정이 실시되는 헤드램프용 사출노즐에 관한 것으로, 헤드램프의 사출을 위하여 일정 형상으로 구비되는 노즐부(10);와, 노즐부를 인입하여 위치 고정되게 하고 입수공(22)으로부터 입수된 냉각수의 흐름을 외면 선단부에서 끝단부에 이르기까지 수회 경유한 후 출수공(24)을 통해 출수 유도하기 위한 바디부(20);로 구성되고, 상기 노즐부(10)는 목적으로 하는 헤드램프의 대응된 형상으로 구비되는 진입부(11);와, 진입부를 삽입 개재하면서 외면에는 길이 방향을 따라 일정 깊이의 냉각수 유로(13)가 배열되는 수용부(12);로 이루어지되, 상기 냉각수 유로(13)는 냉각이 필요치 않은 공간상으로의 냉각수 진출을 차단할 수 있도록 수용부(12) 외면상의 기 설정된 경로에 대해서만 형성되게 함으로써 해당 냉각수의 국부적인 순환에 기인하여 하나의 금형 표면적 온도가 영역에 따라 상이하게 분포될 수 있도록 구성된다.

Description

헤드램프용 사출노즐{INJECTION NOZZLE FOR AUTOMOBILE}

본 발명은 헤드램프에 사용되는 사출노즐에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래 사출노즐의 구조를 적극 개선하여 냉각수의 공급 및 배출이 원활하게 이루어질 수 있도록 유도하는 것은 물론, 무엇보다 헤드램프의 형상적 특성에 기인한 맞춤형 냉각수 유로를 제공하여 냉각이 필요치 않은 영역에 대해서는 냉각수의 진출이 이루어지지 않으면서 냉각이 필요한 영역에 대해서만 보다 집중적인 냉각수의 진출이 이루어짐에 따라 하나의 금형 표면적 온도가 영역별로 상이하게 분포 형성될 수 있도록 유도하는바, 더욱 신속하고 효율적인 냉각공정이 실시되는 헤드램프용 사출노즐에 관한 것이다.

일반적으로, 사출기용 노즐은 사출기에서 용융된 수지를 노즐의 게이트를 통해 금형의 캐비티로 공급하여 해당 사출물을 성형하게 하는 제반 구성품으로, 종래부터 지금까지 제공되고 있는 통상의 노즐은 금속으로 된 노즐 본체의 외부에 히터를 설치하여 노즐 본체가 가열되게 하면서 써모카플을 이용하여 온도를 측정 제어함에 따라 수지가 고화되지 않고 연속적으로 용융된 상태를 유지하면서 사출이 되게 하고 있다.

주지한 바와 같이, 통상의 사출성형기에는 용융된 수지를 분사시켜 목적으로 하는 성형물을 만들어 내기 위한 노즐장치가 설치되는바, 예컨대 상기 노즐장치는 원통 형상의 노즐부 하단에 소정 크기의 노즐공을 구비하고, 그 내부에는 노즐공을 개폐시키기 위한 실린더가 설치되며, 노즐부의 원통벽 내에는 그 내부로 유입된 고형수지를 용융시키는 히터수단이 매설되고, 노즐공 주변에는 이를 안정되게 고정시켜 주는 붓싱이 설치될 수 있다.

이러한 구조로 말미암아, 노즐부 내부로 고형수지가 유입되면 히터수단이 약 200℃ 정도로 발열되면서 내부의 고형수지를 용융시키게 되고, 이때 노즐부 내부의 실린더 상승으로 노즐부 하단의 노즐공이 개방되면서 소정량의 용융된 수지가 분사되어 급형장치 내부로 주입된다.

그러나, 상기에서 전술한 것과 같은 구조의 종래 노즐장치를 계속 작동시키게 되면, 고온의 히터수단에 의해 노즐부, 특히 노즐공 부분이 과열되어 성형화되고 있는 성형물의 면이 노즐공 단부에 재용융되면서 성형물의 뜯김 현상을 초래하는 문제점이 있었다. 이에, 보다 완벽한 성형물을 제조하기 위해서 냉각장치가 필수적으로 수반되어야 한다.

하지만, 종래 구조의 냉각수단에 의하면 다음과 같은 문제점을 초래하게 된다. 즉, 자동차 부품 사출물 생산시 원통형으로 구비된 냉각 공간으로 소정의 냉각수를 입수되게 하여 노즐의 끝단부까지 경유시킨 후 출수되어야 함에도 불구하고, 해당 입수구와 출수구가 노즐부 선단부에 위치하는 이유로 냉각수 공급이 노즐 단부에 이르는 거리까지 진입되지 못한 채 출수됨으로써, 냉각 공간 내측 깊숙한 지점에 위치된 냉각수는 원활하게 유동되지 못하고 갇히게 되어 결국 노즐의 전체적인 냉각이 제대로 이루어지지 않게 되는바, 이는 불량 발생은 물론 생산 리드 타임이 지연되는 결과를 초래하게 된다.

예컨대, 일본 공개특허공보 특개2002-103390호가 개시되고 있다.

상기 특허는 노즐 외주에 사출 노즐 냉각용 배관이 입수구와 출구로 연결되어 스파이럴 구조로 형성되고, 이러한 냉각수 배관은 단열을 위해 단열 슬리브로 감싸는 구조로 구성된 사출 노즐에 관련된다.

그러나, 상기 특허는 노즐의 전 면적에 대해 전체적으로 촘촘하게 권취된 구조이므로 국부적인 냉각을 필요로 할 경우에 적합하지 못하고, 이로 인해 불필요한 영역에 대해서도 불가피하게 냉각수의 순환이 이루어지게 되므로 공간 대비 냉각 효율성이 크게 저하되는 문제점이 지적되고 있다.

본 발명은 상기의 제반 문제점을 보다 적극적으로 해소하기 위하여 창출된 것으로, 노즐의 전체 면적에 대하여 헤드램프의 형상에 부합하는 경로에 대해서만 국부적으로 냉각수의 순환이 이루어질 수 있도록 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기의 해결 과제를 달성하기 위한 본 발명의 헤드램프용 사출노즐을 구성함에 있어서,

상기 사출노즐은 헤드램프의 사출을 위하여 일정 형상으로 구비되는 노즐부(10);와, 노즐부를 인입하여 위치 고정되게 하고 입수공(22)으로부터 입수된 냉각수의 흐름을 외면 선단부에서 끝단부에 이르기까지 수회 경유한 후 출수공(24)을 통해 출수 유도하기 위한 바디부(20);로 구성된다.

본 발명의 노즐부(10)는 목적으로 하는 헤드램프의 대응된 형상으로 구비되는 진입부(11);와, 진입부를 삽입 개재하면서 외면에는 길이 방향을 따라 일정 깊이의 냉각수 유로(13)가 배열되는 수용부(12);로 이루어지되, 상기 냉각수 유로(13)는 냉각이 필요치 않은 공간상으로의 냉각수 진출을 차단할 수 있도록 수용부(12) 외면상의 기 설정된 경로에 대해서만 형성되게 함으로써 해당 냉각수의 국부적인 순환에 기인하여 하나의 금형 표면적 온도가 영역에 따라 상이하게 분포될 수 있도록 구성되는 것에 특징이 있다.

특히, 상기 수용부(12)는 단부가 뾰족한 헤드램프의 형상에 부합하도록 제1,2절곡면(41,42);과 끝단면(43);으로 구분 구성되는 것을 포함하되, 상기 제1절곡면(41)에는 하향 경로로 제공되는 제1절곡유로(31)를 형성하고, 상기 제2절곡면(42)에는 제1절곡유로에 비해 완만한 하향 경로로 제공되는 제2절곡유로(32)를 형성하고, 상기 끝단면(43)에는 180°의 만곡된 경로로 제공되는 만곡유로(33)를 형성하는 것에 특징이 있다.

여기서, 상기 만곡유로(33)는 제1,2절곡유로(31,32)의 폭보다 협소한 공간으로 형성하여 만곡된 영역에서도 냉각수의 흐름이 신속하게 이루어질 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 구성으로 이루어지는 본 발명의 헤드램프용 사출노즐에 의하면, 노즐의 전체 면적에 대해 불필요하게 냉각수의 순환이 실시되지 않도록 함으로써 보다 신속 정확하고 면적 대비 냉각의 효율성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

즉, 헤드램프의 형상에 부합하는 경로에 대해서만 국부적으로 냉각수의 순환이 이루어지는 것은 물론, 헤드램프 형상에 착안하여 특정 경사각으로 연속되게 형성한 냉각수 유로를 구축함에 따라 냉각수의 흐름이 보다 원활하고 정확하게 정해진 경로로 유도될 수 있으므로 더욱 효과적이다. 이로써, 입수된 냉각수가 스파이럴 형상의 냉각수 유로를 따라 일괄적으로 경유하게 되어 냉각수의 보다 효율적인 사용이 가능해짐으로써 해당 노즐의 기 설정된 영역에 대해서만 완벽한 냉각을 구현할 수 있게 된다.

이에 따라, 사출 리드 타임이 종래 45초에서 30초로 단축되는 것은 물론 성형 결과물의 제품 불량률이 종래 대략 6%에서 2%로 크게 개선되어 작업 효율성 및 생산성이 극대화되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하여 구성되는 헤드램프용 사출노즐 사시도.
도 2는 도 1의 요부 분해 사시도.
도 3은 도 1의 측 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구성 및 이로 인한 작용과 효과에 대해 일괄적으로 설명하기로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그리고, 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 발명은 냉각수의 공급 및 배출이 원활하게 이루어질 수 있도록 유도하는 것은 물론, 나아가 성형시 가열되는 해당 노즐의 냉각이 특정 부위로 집중되게 하는 것을 주된 요부로 한다.

이로써, 순차 공급되는 냉각수를 노즐의 기 설정된 영역에 대해서만 순환되도록 그 구조를 개선함에 따라 보다 완벽하고 효율적으로 노즐의 냉각이 구현되는 헤드램프용 사출노즐에 관련된 것임을 주지한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하여 구성되는 헤드램프용 사출노즐 사시도이고, 도 2는 도 1의 요부 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 측 단면도이다.

본 발명은 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이 노즐부(10);와 바디부(20)로 구분 구성되고, 노즐부(10)는 바디부(20)의 중공된 내부 공간으로 인입되어 냉각 기능을 실시하게 되는바, 그 외면상에는 냉각수의 흐름을 기 설정된 경로로 보다 원활하게 유도하기 위하여 소정 깊이로 함몰 형성된 냉각수 유로(13)를 연속되게 구비한다.

여기서, 본 발명의 노즐부(10)와 결부되는 바디부(20)는 통상의 것으로서 냉각수를 입수하기 위한 입수구(21);와, 입수구로부터 연통 형성되어 입수되는 냉각수를 내측 공간에 공급하는 입수공(22);과, 냉각수를 출수시키기 위한 출수구(23);와, 출수구로부터 연통 형성되어 냉각을 마친 냉각수를 외측으로 출수시키기 위한 출수공(24);으로 구분 구성될 수 있다. 이와 관련하여서는 이미 공지된 것이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

다만, 본 발명에서는 전술한 바와 같이 이러한 바디부(20)에 채용되어 냉각 기능이 보다 완벽하고 신속하게 이루어질 수 있도록 소정의 노즐부(10)를 제공하는 것에 주된 핵심이 있는바, 이를 위해 상기 노즐부 상에는 바디부의 내부 공간으로 유입된 냉각수가 냉각이 집중적으로 필요한 공간에 대해서만 경유되도록 냉각수 유로(13)를 부가 형성하여 지체됨이 없이 원활하게 순환 배출되게 한다.

더욱 상세하게는, 헤드램프의 사출을 위하여 일정 형상으로 구비되는 노즐부(10);와, 노즐부를 인입하여 위치 고정되게 하고 입수공(22)으로부터 입수된 냉각수의 흐름을 외면 선단부에서 끝단부에 이르기까지 수회 경유한 후 출수공(24)을 통해 출수 유도하기 위한 바디부(20);로 구성하되, 상기 노즐부(10)는 목적으로 하는 헤드램프의 대응된 형상으로 구비되는 진입부(11);와, 진입부를 삽입 개재하면서 외면에는 길이 방향을 따라 일정 깊이의 냉각수 유로(13)가 배열되는 수용부(12);로 이루어진다.

특히, 본 발명에서 제시하는 냉각수 유로(13)는 냉각이 필요치 않은 공간상으로의 냉각수 진출을 차단할 수 있도록 수용부(12) 외면상의 기 설정된 경로에 대해서만 형성되게 함으로써 해당 냉각수의 국부적인 순환에 기인하여 하나의 금형 표면적 온도가 영역에 따라 상이하게 분포될 수 있도록 구성되는 것에 그 특징이 있다.

이러한 냉각수 유로(13)의 부가 형성은, 자동차 부품 사출물 중 헤드램프의 생산시 바디부에 구비된 냉각 공간으로 소정의 냉각수를 입수되게 하여 노즐부의 끝단부까지 경유시킨 후 출수되어야 함에도 불구하고 해당 입수구와 출수구가 노즐부 선단부에 위치하는 이유로 냉각수 공급이 노즐 단부에 이르는 거리까지 진입되지 못한 채 출수됨에 따라 냉각 공간 내측 깊숙한 지점에 위치된 냉각수가 유동되지 못하고 갇히게 되는 문제점을 해소하기 위하여 채택된 것으로, 결과적으로 본 발명의 냉각수 유로(13)로 인해 노즐부의 전 면적에 걸쳐 냉각수가 고르게 분포될 수 있음에 따라 노즐의 전체적인 냉각이 보다 효율적으로 실시될 수 있다.

이와 더불어, 상기 냉각수 유로(13)는 종래의 기술사상과 현저히 상이한 개념의 것이다. 즉, 종래의 사출노즐은 냉각수 유로를 형성함에 있어서 노즐의 전 면적에 대해 전체적으로 촘촘하게 권취된 구조이므로 국부적인 냉각을 필요로 할 경우에 적합하지 못하고, 이로 인해 불필요한 영역에 대해서도 불가피하게 냉각수의 순환이 이루어지게 되므로 공간 대비 냉각 효율성이 크게 저하되는 문제점이 지적되고 있다.

본 발명에서는 이러한 문제점을 불식시키는 것은 물론, 무엇보다 효율적인 냉각 기능이 부여될 수 있도록 도면에서와 같은 배열 구조를 갖는 냉각수 유로(13)가 적용된다.

상기 냉각수 유로(13)의 구성을 전체 표면적이 아닌 일부 영역에 기 설정된 범위에서 특정 범위로 한정한 것은 사출 소요시간은 물론 공간 대비 사출 효율성의 극대화를 추구하기 위함으로, 기 설정된 경로에 대해서만 냉각수의 순환이 이루어져 공간 대비 냉각 효율성을 극대화시킬 뿐만 아니라 이로 인해 냉각이 필요치 않는 공간상으로의 냉각수 진출을 미연에 차단함으로써 냉각 속도 및 관련 작업성이 보다 정확하고 균일하게 실시될 수 있게 하였다. 냉각수 유로(13)의 배열 형상과 관련하여서는 하기에서 상세 기술하기로 한다.

또한, 본 발명에서의 냉각수 유로(11)는 도면에 도시된 것과 같은 일정 심도를 갖도록 이루어진 홈 형태일 수 있음은 자명한 사실이다.

상기 수용부(12)는 단부가 뾰족한 헤드램프의 형상에 부합하도록 제1,2절곡면(41,42);과 끝단면(43);으로 구분 구성되는 것을 포함한다.

상기 제1절곡면(41)에는 하향 경로로 제공되는 제1절곡유로(31)를 형성하고, 상기 제2절곡면(42)에는 제1절곡유로에 비해 완만한 하향 경로로 제공되는 제2절곡유로(32)를 형성하며, 상기 끝단면(43)에는 180°의 만곡된 경로로 제공되는 만곡유로(33)를 형성하는 것이 바람직하다.

이러한 구성은 헤드램프의 구조적 특성에 기인한 것으로, 통상 헤드램프는 뾰족한 단부를 가져 상대적으로 내구성이 취약하게 되고, 이는 사출 완료 후 탈형되는 과정에서 쉽게 파손되는 등 불량률의 증가 요인으로 작용하는바, 보다 완벽한 냉각의 실시로 이러한 불량률을 낮추고자 함이다.

여기서, 상기 만곡유로(33)는 제1,2절곡유로(31,32)의 폭보다 협소한 공간으로 형성하여 만곡된 영역에서도 냉각수의 흐름이 신속하게 이루어질 수 있도록 구성된다.

한편, 미설명 부호 50은 수용부(12) 내측에 형성되는 굴곡부를 지칭하는 것으로, 본 발명은 자동차용 헤드램프를 사출하기 위한 일련의 장치인바 수용부의 형상대로 헤드램프의 사출 성형시 상대적으로 두꺼운 굴곡부의 영역에 대해서만 냉각수 유로(13)를 형성함으로써 소기의 목적이 달성될 수 있다. 냉각수 유로(13)를 수용부 외면상으로 배열함에 있어 보다 집중적인 냉각이 필요로 되는 굴곡부의 영역에 대해 이와 부합하는 냉각수 유로(13)를 구축하여 냉각속도는 물론 냉각 효율성의 극대화가 유도된다.

다시 말해서, 본 발명의 사출노즐은 자동차용 헤드램프에 적용되는 것으로, 헤드램프의 구조적 특성에 기인하여 집중적으로 냉각이 필요로 하는 영역에 대해서만 상기한 바와 같은 냉각수의 순환이 이루어질 수 있도록 냉각수 유로(13)를 형성한 것인바, 이는 필요없는 영역까지 광범위하게 냉각이 실시될 경우 이득보다는 손해가 많은 점에 착안하고, 아울러 하나의 금형 표면적 온도가 영역에 따라 달리 형성될 필요가 있으므로, 이를 위해 내용물의 형상에 따라서 관련 대상물에 가장 적절하고 효율적인 온도 편차를 추구함으로써 해당 냉각공정이 보다 정확하게 이루어져 탈형은 물론 불량률의 현저한 감소를 도모하고자 한 것이다.

상술한 구성으로 이루어지는 본 발명의 헤드램프용 사출노즐에 의하면, 노즐의 전체 면적에 대해 불필요하게 냉각수의 순환이 실시되지 않도록 함으로써 보다 신속 정확하고 면적 대비 냉각의 효율성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

즉, 헤드램프의 형상에 부합하는 경로에 대해서만 국부적으로 냉각수의 순환이 이루어지는 것은 물론, 헤드램프 형상에 착안하여 특정 경사각으로 연속되게 형성한 냉각수 유로를 구축함에 따라 냉각수의 흐름이 보다 원활하고 정확하게 정해진 경로로 유도될 수 있으므로 더욱 효과적이다. 이로써, 입수된 냉각수가 스파이럴 형상의 냉각수 유로를 따라 일괄적으로 경유하게 되어 냉각수의 보다 효율적인 사용이 가능해짐으로써 해당 노즐의 기 설정된 영역에 대해서만 완벽한 냉각을 구현할 수 있게 된다.

이에 따라, 사출 리드 타임이 종래 45초에서 30초로 단축되는 것은 물론 성형 결과물의 제품 불량률이 종래 대략 6%에서 2%로 크게 개선되어 작업 효율성 및 생산성이 극대화되는 이점이 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 명확히 하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10. 사출노즐 11. 진입부
12. 수용부 13. 냉각수 유로
31. 제1절곡유로 32. 제2절곡유로
33. 만곡유로 41. 제1절곡면
42. 제2절곡면 43. 끝단면
50. 굴곡부

Claims (3)

1. 헤드램프의 사출을 위하여 일정 형상으로 구비되는 노즐부(10);와, 노즐부를 인입하여 위치 고정되게 하고 입수공(22)으로부터 입수된 냉각수의 흐름을 외면 선단부에서 끝단부에 이르기까지 수회 경유한 후 출수공(24)을 통해 출수 유도하기 위한 바디부(20);로 구성되는 사출노즐에 있어서,
   상기 노즐부(10)는 목적으로 하는 헤드램프의 대응된 형상으로 구비되는 진입부(11);와, 진입부를 삽입 개재하면서 외면에는 길이 방향을 따라 일정 깊이의 냉각수 유로(13)가 배열되는 수용부(12);로 이루어지되, 상기 냉각수 유로(13)는 냉각이 필요치 않은 공간상으로의 냉각수 진출을 차단할 수 있도록 수용부(12) 외면상의 기 설정된 경로에 대해서만 형성되게 함으로써 해당 냉각수의 국부적인 순환에 기인하여 하나의 금형 표면적 온도가 영역에 따라 상이하게 분포될 수 있도록 구성되는 것에 특징이 있는 헤드램프용 사출노즐.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 수용부(12)는 단부가 뾰족한 헤드램프의 형상에 부합하도록 제1,2절곡면(41,42);과 끝단면(43);으로 구분 구성되는 것을 포함하되, 상기 제1절곡면(41)에는 하향 경로로 제공되는 제1절곡유로(31)를 형성하고, 상기 제2절곡면(42)에는 제1절곡유로에 비해 완만한 하향 경로로 제공되는 제2절곡유로(32)를 형성하고, 상기 끝단면(43)에는 180°의 만곡된 경로로 제공되는 만곡유로(33)를 형성하는 것에 특징이 있는 헤드램프용 사출노즐.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 만곡유로(33)는 제1,2절곡유로(31,32)의 폭보다 협소한 공간으로 형성하여 만곡된 영역에서도 냉각수의 흐름이 신속하게 이루어질 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 헤드램프용 사출노즐.

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