KR20160130552A - 노즐 가압유닛이 구비된 콜드런너 금형장치 - Google Patents

노즐 가압유닛이 구비된 콜드런너 금형장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 노즐 가압유닛이 구비된 콜드런너 금형장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금형장치가 열팽창을 하는 경우에도 노즐의 분출구가 금형으로부터 이격되지 않도록 위치를 지지해주는 노즐 가압유닛이 구비된 콜드런너 금형장치에 관한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명은, 성형하고자 하는 제품에 대응하는 형상의 공간을 가지는 주형과, 상기 주형을 가열하는 가열부와, 상기 가열부의 열이 주형의 반대방향으로 전달되는 것을 차단하는 단열부 및 노즐이 장착되는 노즐장착부를 포함하여 구성되는 금형부와, 일측이 상기 금형부의 노즐장착부에 장착되어 상기 주형에 외부에서 공급되는 액상실리콘을 주입하는 노즐을 포함하여 구성되는 노즐가압유닛이 구비된 콜드런너 금형장치에 있어서, 상기 노즐의 타단에는 상기 노즐을 가압하는 노즐가압유닛이 더 구비될 수 있다.

Description

노즐 가압유닛이 구비된 콜드런너 금형장치{COLD RUNNER MOLDING DEVICE WITH NOZZLE PRESSURE UNIT}
본 발명은 노즐 가압유닛이 구비된 콜드런너 금형장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금형장치가 열팽창을 하는 경우에도 노즐의 분출구가 금형으로부터 이격되지 않도록 위치를 지지해주는 노즐 가압유닛이 구비된 콜드런너 금형장치에 관한 것이다.
액상실리콘고무(LSR; Liquid Silicone Rubber)는 경화되어 고무가 되기 전의 상태가 액상인 실리콘을 총칭하나, 일반적으로는 액상고무 중에서 가열하면 경화되는 실리콘을 일컫는 말로 사용된다. 액상실리콘고무는 실리콘고무의 기본특성을 보유하고 있으면서 액상이기 때문에 개량, 혼합, 성형이 용이하다. 따라서 유아용품이나 생활용품은 물론 자동차부품 및 전기전자부품 등 다양한 산업용품을 제조하는데 사용되고 있으며, 사용범위가 점차 확대되고 있는 추세에 있다.
콜드런너란 가열하면 경화되는 액상실리콘고무가 노즐을 통과하여 주형에 주입되는 과정에서 실리콘이 가열되지 않도록 냉각시켜주는 액상실리콘고무를 이용한 성형방법의 하나이다.
도 1은 종래기술에 따른 콜드런너 금형장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 콜드런너 금형장치는 콜드런너에 사용되는 노즐(10)에 액상의 실리콘고무가 통과하는 스프루홀(30)과 상기 스프루홀(30)의 외측에 구비되는 냉각채널(50)을 포함하여 구성된다. 스프루홀(30)은 노즐(10)의 길이방향을 따라 가운데 부분을 관통하면서 형성되어 있고, 냉각채널(50)은 상기 스프루홀(30)을 감싸는 형상으로 구성되어 있다. 냉각채널(50)의 입구(53)는 노즐(10)의 타단에 인접한 일측면에 구비되고, 출구(55)는 입구의 반대편 측면(타측면)에 구비되어 있다. 또한, 스프루홀(30)의 외측에 구비되는 냉각채널(50)은 상기 스프루홀(30)의 주위를 반 원통 형상으로 감싸도록 구성되되, 일단 쪽에서 양측이 연통되도록 구성된다.
상기와 같은 구성에서, 냉각수가 노즐(10)의 입구(53)를 통하여 들어가면, 일단 방향을 거쳐서 다시 타측으로 흘러간 후에 타단방향으로 가서 출구(55)를 통해서 배출된다. 그리하여 스프루홀(30)을 통과하는 액상실리콘고무가 가열판(70)에 의하여 가열되면서 경화되는 것을 방지하는 역할을 한다.
이처럼, 노즐(10)을 냉각채널(50)을 통하여 냉각시키는 이유는 상기 노즐의 스프루홀(30)을 통과하는 액상실리콘고무가 스프루홀(30)을 통과하는 과정에서 미리 가열이 되면 상기 스프루홀(30)의 내부에서 경화되면서 막혀서 실리콘주입이 방해되기 때문이다. 그런데, 노즐(10)의 전방에 구비되는 주형(90)에 액상실리콘고무가 완전히 주입된 후에는 주형(90)의 형상으로 경화되어야 하기 때문에 상기 주형(90)의 주변에는 가열판(70) 등과 같이 주형(90)에 열을 가하는 장치가 구비되어 있다. 따라서 실리콘이 노즐(10)을 완전히 통과하기 전까지는 가열판(70)에 의하여 상기 실리콘이 경화되지 않도록 냉각채널(50)을 통하여 냉각시켜 주는 것이다.
한편, 상기와 같은 구성에서 주형(90)과 상기 주형(10)의 주변을 구성하는 장치들은 가열판(70)에 의하여 가열되기 때문에 열팽창이 발생하게 된다. 그러나 노즐(10)은 냉각채널(50)에 의하여 가열되지 않도록 식혀지기 때문에 열팽창이 거의 발생하지 않게 된다. 따라서 열팽창에 의하여 금형장치가 노즐(10)의 길이방향으로 늘어난 길이만큼 상기 금형장치가 노즐(10)을 길이방향(도면에서 상부방향)으로 밀어올리게 된다. 이처럼 노즐(10)이 밀려나게 되면 상기 노즐(10)의 끝단이 주형(90) 또는 상기 주형으로 액상실리콘을 주입하는 부위로부터 이격되는 문제가 발생하게 된다. 노즐(10)이 주형(90)이나 금형장치와의 접촉면으로부터 이격되는 경우에는 실리콘의 주입이 원활하지 않게 될 수 있으며, 경우에 따라서는 노즐(10)의 출구 주변에 발생하는 틈으로 액상실리콘이 침투하여 경화되기 때문에 상기 노즐(10)의 출구가 막히거나 노즐이 주형 또는 금형장치에 접합하게 되는 문제가 발생할 수 있다.
KR 10-1392281 B1 KR 10-1170547 B1 KR 10-1000357 B1 KR 10-1195932 B1
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 주형 또는 금형장치가 가열되어 열팽창을 하더라도 노즐이 밀려나지 않도록 하여 노즐이 주형 또는 금형장치와 밀착된 상태를 유지할 수 있도록 하는 노즐 가압유닛이 구비된 콜드런너 노즐을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명은, 성형하고자 하는 제품에 대응하는 형상의 공간을 가지는 주형과, 상기 주형을 가열하는 가열부와, 상기 가열부의 열이 주형의 반대방향으로 전달되는 것을 차단하는 단열부 및 노즐이 장착되는 노즐장착부를 포함하여 구성되는 금형부와, 일측이 상기 금형부의 노즐장착부에 장착되어 상기 주형에 외부에서 공급되는 액상실리콘을 주입하는 노즐을 포함하여 구성되는 노즐가압유닛이 구비된 콜드런너 금형장치에 있어서, 상기 노즐의 타단에는 상기 노즐을 가압하는 노즐가압유닛이 더 구비될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 노즐가압유닛은, 상기 노즐의 타단에 대면하도록 구비되고 내측에는 스프루홀과 연통되는 핀홀이 형성되어 있는 가압핀과, 상기 가압핀의 타측에 구비되는 탄성부재를 포함하여 구성되는 노즐가압유닛이 구비될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 가압핀은 일측이 상기 스프루홀에 삽입되도록 구성되고 가운데 부분에는 핀날개부가 구비되어 있으며, 상기 탄성부재는 최소한 상기 가압핀의 핀날개부 와 동일하거나 작은 외주면을 가지는 접시스프링 또는 코일스프링으로 구성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 노즐가압유닛의 타측에는, 내측에 상기 가압핀의 핀홀과 연통하는 연통홀이 형성되어 있고, 상기 연통홀의 일측에 상기 탄성부재 및 핀날개부가 수용되는 내삽부가 형성되어 있는 지지부가 더 구비될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 노즐장착부의 타측에는 확장부가 더 구비되고, 상기 노즐장착부에 삽입되면서 결합하는 노즐의 타측에는 상기 확장부에 삽입되면서 장착되는 걸림턱이 더 구비되되, 상기 걸림턱의 하부는 상기 확장부의 바닥면으로부터 이격되도록 형성되어 있는 노즐가압유닛이 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 노즐 가압유닛이 구비된 콜드런너 노즐에 의하면 주형이나 상기 주형과 노즐을 연결하는 금형장치의 일부가 가열되어 열팽창을 하더라도 상기 노즐이 가압되면서 주형 또는 금형장치에 밀착된 상태가 유지되도록 하는 이점이 있다. 또한, 노즐이 금형장치에 밀착된 상태를 유지함으로써 상기 노즐과 금형장치의 사이에 공간이나 틈이 발생하는 것을 방지하고, 그로 인하여 액상실리콘이 노즐과 금형장치 사이의 공간에 침투하는 것을 방지하는 이점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 콜드런너 금형장치의 구조를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 노즐가압유닛이 구비된 콜드런너 금형장치의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 노즐가압유닛이 구비된 콜드런너 금형장치의 분해사시도.
도 4는 본 발명에 따른 노즐가압유닛의 노즐과 금형부의 결합상태를 나타내는 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 노즐가압유닛이 구비된 콜드런너 금형장치의 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 노즐가압유닛이 구비된 콜드런너 금형장치의 분해사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 노즐가압유닛(130)이 구비된 콜드런너 금형장치는 성형하고자 하는 제품에 대응하는 형상의 공간을 가지는 주형(90)과, 상기 주형(90)의 상부 또는 주위에 구비되어 상기 금형을 가열하는 가열부(70)와 상기 가열부(70)의 열이 주형(90)의 반대방향으로 전달되는 것을 차단하는 단열부(60) 및 노즐(10)이 장착되는 노즐장착부(105)를 포함하여 구비되는 금형부(100)와, 상기 금형부(100)의 노즐장착부(105)에 일측방향이 삽입되면서 장착되어 상기 주형(90)에 외부에서 공급되는 액상실리콘을 주입하는 노즐(10)을 포함하여 구성된 콜드런너 금형장치에 있어서, 상기 노즐(10)의 타단에는 노즐(10)을 가압하는 노즐가압유닛(130)이 더 구비되어 있다.
주형(90), 가열부(70), 단열부(60)로 구성되는 금형부(100)와, 상기 금형부(100)의 노즐장착부(105)에 장착되는 노즐(10)은 콜드런너 금형장치에 일반적으로 사용되는 공지의 구성이다. 또한, 전술한 구성에서 설명되지는 않았지만 단열부(60)의 상부(도 2를 기준으로 한 방향표시임, 이하 동일)에는 노즐(10)의 냉각채널(50)과 연결되는 냉각수공급관(103)이 구비되어 있고, 후술하여 설명할 확장부(110) 등이 형성되어 있는 상부금형부(단열부를 기준으로 상부를 말함)가 함께 구비되는 것이 일반적이다. 다만, 상기와 같은 구성의 금형부(100) 및 노즐(10)은 이하에서 설명할 본 발명의 기능을 훼손하지 않는 한도 내에서 필요에 따라 다양한 설계변경이 가능함은 물론이다.
노즐가압유닛(130)는 금형부(100)의 노즐장착부(105)에 장착되어 있는 노즐(10)을 가압하는 역할을 한다. 금형부(100)는 주형(90)에 주입된 액상실리콘이 경화되도록 하기 위하여 상기 주형(90)을 가열하는 가열부(70)가 구비되어 있다. 따라서 금형부(100) 또는 하부금형부(단열부를 기준으로 하부를 말함)는 가열부(70)에 의하여 가열됨으로써 열팽창이 일어나게 마련이다. 하지만, 노즐(10)에는 액상실리콘이 주형(90)이 주입되는 과정에서 상기 노즐(10) 내부에서 미리 경화되는 것을 방지하기 위하여 상기 노즐(10)을 냉각시키는 냉각채널(50)이 구비되어 있다. 그리하여 냉각채널(50)로 냉각수가 순환하면서 노즐(10)을 식혀주기 때문에 열팽창이 거의 일어나지 않거나 금형부(100)에 비하여 상대적으로 작은 열팽창만 일어나게 된다. 따라서 금형장치를 세팅할 때는 일치하도록 결합된 노즐(10)이 시간이 지나서 금형부(100)가 열팽창 함에 따라 노즐(10)이 상부로 밀려서 들어 올려지는 현상이 발생하게 되는 것이다. 이러한 현상을 방지하기 위하여 금형부(100)의 상부로 노즐(10)의 타단에는 노즐(10)을 가압하여 상기 노즐(10)이 상부로 들어 올려지는 것을 방지하거나 최소화하는 노즐가압유닛(130)이 구비되는 것이다.
노즐가압유닛(130)은 가압핀(140)과 탄성부재(150)를 포함하여 구성될 수 있다. 가압핀(140)은 일측이 노즐(10)의 타단에 대면하도록 구성되고, 내측에는 핀홀(143)이 형성되어 있으며, 외측은 노즐(10)의 스프루홀(30)의 형상에 대응하는 형상으로 구성될 수 있다. 그리하여 가압핀(140)을 노즐(10)의 타측에 결합하면 핀홀(143)이 스프루홀(30)에 삽입되면서 서로 연통하도록 결합되어 상기 핀홀(143)을 통하여 공급되는 액상실리콘고무(LSR; Liquid Silicone Rubber)가 스프루홀(30)로 흘러가도록 구성된다. 일반적으로 스프루홀(30)은 원형의 단면을 가지므로 가압핀(140)의 내외측도 원형의 단면으로 구성된다. 다만, 이러한 형상은 본 발명의 바람직한 일례를 나타내는 것으로 액상실리콘이 통과할 수 있는 구조라면 다양한 형상으로 설계될 수 있음은 물론이다.
한편, 가압핀(140)의 가운데 부분에는 외측으로 확장된 핀날개부(145)가 형성될 수 있다. 그리하여 가압핀(140)의 일측이 스프루홀(30)의 내측으로 일정깊이 삽입되다가 핀날개부(145)가 노즐(10)의 타측면에 닿으면 더 이상 삽입되지 않도록 구성될 수 있다. 이때, 핀날개부(145)는 가압핀(140)이 스프루홀(30)의 내측으로 더 이상 삽입되지 않도록 하는 형상이라면 다양한 형상으로 설계될 수 있다.
탄성부재(150)는 가압핀(140)의 타측에 구비되어 상기 가압핀(140)을 일측방향으로 밀어주는 역할을 한다. 탄성부재(150)는 가압핀(140)의 타측면에 밀착되어 일측방향으로 밀어주는 역할을 할 수 있다면 공지의 다양한 구조와 형상이 적용될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예로 탄성부재(150)는 접시스프링 또는 코일스프링으로 구성될 수 있다. 그리하여 가압핀(140)의 외측이 접시스프링 또는 코일스프링에 중심부를 관통하면서 결합될 수 있다. 접시스프링 또는 코일스프링은 공지의 구성으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이때, 탄성부재(150)의 외주면은 전술하여 설명한 핀날개부(145)의 외주면과 동일하거나 작게 형성되어 상기 탄성부재(150)가 핀날개부(145)의 외측으로 돌출되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예로, 노즐가압유닛(130)의 타측에는 지지부(170)가 더 구비될 수 있다. 지지부(170)는 내측에 전술하여 설명한 가압핀(140)의 핀홀(143)과 연통하는 연통홀(173)이 형성되어 있고, 연통홀(173)의 일측은 탄성부재(150) 및 핀날개부(145)가 수용될 수 있는 내삽부(175)가 형성될 수 있다. 그리하여 가압핀(140)의 일측이 연통홀(173)에 일부 삽입되면서 결합하고, 탄성부재(150)와 핀날개부(145)가 내삽부(175)에 삽입되면서 결합할 수 있다.
상기와 같은 구성의 노즐가압유닛(130)은 본 발명의 바람직한 일례를 나타내는 것으로, 필요에 따라서는 본 발명의 기능을 구현할 수 있는 범위에서 다양한 실시예가 적용될 수 있다. 예를 들어, 가압핀(140)은 일측이 스프루홀(30)에 삽입되면서 결합되지 않고, 상기 스프루홀(30)의 상부면을 밀착하는 형태로 결합하거나 스프루홀(30)이 일부 돌출되도록 구성되어 상기 스프루홀(30)의 외측이 가압핀(140)의 핀홀(143)의 내측에 삽입되도록 결합하는 등 상기 스프루홀(30)과 핀홀(143)이 연통하도록 결합하는 형태라면 다양한 형태로 설계될 수 있음은 물론이다.
도 4는 본 발명에 따른 노즐가압유닛의 노즐과 금형부의 결합상태를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 금형부(100)에 형성되어 있는 노즐장착부(105)의 타측에는 확장부(110)가 더 구비되고, 상기 노즐장착부(105)에 삽입되면서 결합하는 노즐(10)의 타측에는 상기 확장부(110)에 삽입되면서 장착되는 걸림턱(115)이 더 구비될 수 있다. 이때, 걸림턱(115)은 도면에 도시된 바와 같이 하부가 확장부(110)의 내측 상부면으로부터 일정간격 이격되도록 구성되는 것이 바람직하다. 이는 금형부(100)가 열팽창을 하여 확장부(110)에 장착되어 있는 걸림턱(115)이 확장부(110)와 함께 들려지는 것을 방지하기 위함이다. 따라서 걸림턱(115)과 확장부(110) 사이의 이격된 틈은 금형부(100)가 열팽창을 할 때 늘어나는 길이보다 길게 형성되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성에서, 본 발명에 따른 노즐가압유닛(130)이 구비된 콜드런너 금형장치는 금형부(100)가 열팽창을 하면서 도면을 기준으로 상부방향으로 늘어나더라도 노즐(10)이 노즐가압유닛(130)에 의하여 가입되면서 함께 들어 올려지는 것을 방지할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명을 하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 금형부
103: 냉각수공급관
105: 노즐장착부
110: 확장부
115: 걸림턱
140: 가압핀
143: 핀홀
145: 핀날개부
150: 탄성부재
170: 지지부
173: 연통홀
175: 내삽부

Claims (5)

  1. 성형하고자 하는 제품에 대응하는 형상의 공간을 가지는 주형과, 상기 주형을 가열하는 가열부와, 상기 가열부의 열이 주형의 반대방향으로 전달되는 것을 차단하는 단열부 및 노즐이 장착되는 노즐장착부를 포함하여 구성되는 금형부와,
    일측이 상기 금형부의 노즐장착부에 장착되어 상기 주형에 외부에서 공급되는 액상실리콘을 주입하는 노즐을 포함하여 구성되는 노즐가압유닛이 구비된 콜드런너 금형장치에 있어서,
    상기 노즐의 타단에는 상기 노즐을 가압하는 노즐가압유닛이 더 구비되어 있는 노즐가압유닛이 구비된 콜드런너 금형장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 노즐가압유닛은,
    상기 노즐의 타단에 대면하도록 구비되고 내측에는 스프루홀과 연통되는 핀홀이 형성되어 있는 가압핀과, 상기 가압핀의 타측에 구비되는 탄성부재를 포함하여 구성되는 노즐가압유닛이 구비된 콜드런너 금형장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 가압핀은 일측이 상기 스프루홀에 삽입되도록 구성되고 가운데 부분에는 핀날개부가 구비되어 있으며, 상기 탄성부재는 최소한 상기 가압핀의 핀날개부 와 동일하거나 작은 외주면을 가지는 접시스프링 또는 코일스프링으로 구성되는 노즐가압유닛이 구비된 콜드런너 금형장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 노즐가압유닛의 타측에는, 내측에 상기 가압핀의 핀홀과 연통하는 연통홀이 형성되어 있고, 상기 연통홀의 일측에 상기 탄성부재 및 핀날개부가 수용되는 내삽부가 형성되어 있는 지지부가 더 구비되어 있는 노즐가압유닛이 구비된 콜드런너 금형장치.
  5. 청구항 3 또는 4에 있어서,
    상기 노즐장착부의 타측에는 확장부가 더 구비되고, 상기 노즐장착부에 삽입되면서 결합하는 노즐의 타측에는 상기 확장부에 삽입되면서 장착되는 걸림턱이 더 구비되되, 상기 걸림턱의 하부는 상기 확장부의 바닥면으로부터 이격되도록 형성되어 있는 노즐가압유닛이 구비된 콜드런너 금형장치.
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