KR20240028119A - 플랙시블 핫 러너 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 핫 러너 시스템에 관한 것으로 설정된 위치에 따라 복수의 설치구멍을 갖는 홀딩플레이트와; 설치구멍에 각각 구비되어 사출성형기에 용융수지를 주입하는 노즐과; 홀딩플레이트의 중앙에 구비되어 상단에 형성된 노즐로케이터를 통해 공급받은 용융수지를 분배하는 제1분배블럭과; 설치구멍에 각각 구비되어 제1분배블럭으로부터 제공되는 융융수지를 노즐 측으로 공급하는 주입블럭과; 주입블럭의 상단에 구비되어 주입블럭의 용융수지를 노즐을 통해 압출시키는 실린더와; 홀딩플레이트의 상부에 설치되는 제1분배블럭, 주입블럭 및 실린더의 노출을 커버하는 커버플레이트를 포함하여 구성되며, 제1분배블럭은 큐브 형상으로 이루어지며, 사방에 각각 러너구멍이 형성되고, 제1분배블럭과 주입블럭 사이에 용융수지의 분배를 위한 통로를 갖는 러너파이프가 배관 연결되는 것을 특징으로 하거나, 제1분배블럭은 주입블럭까지 문어발식으로 연장 형성되는 블럭본체와; 블럭본체를 관통하여 용융수지가 유동하는 러너통로와; 주입블럭과 제1분배블럭을 관입 연결하는 러너부시를 포함하는 것을 특징으로 하여 기존에 비해 매니폴드의 제작 원가를 절감할 수 있으며, 용융수지의 적절한 분배 및 주입이 가능하고, 주입 위치를 유연하게 설정할 수 있는 플랙시블 핫 러너 시스템에 관한 것이다.

Description

플랙시블 핫 러너 시스템{Flexible Hot Runner System}

본 발명은 핫 러너 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기존에 비해 매니폴드의 제작 원가를 절감할 수 있으며, 용융수지의 적절한 분배 및 주입이 가능하고, 주입 위치를 유연하게 설정할 수 있는 플랙시블 핫 러너 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 핫 러너 시스템(Hot Runner System)이란 용융수지를 제품 성형틀인 금형의 캐비티로 주입할 때 수지의 온도를 유지하면서 금형 내부에 고압으로 주입하는 장치이다.

이와 같이, 사출 성형시 금형의 캐비티에 이르는 수지의 흐름부위 즉, 러너를 적절한 방법으로 수지가 항상 용융 상태로 있도록, 합성수지 원료를 주입하기 위한 매니폴드가 구비된다.

즉, 사출성형기는 일측에 구비된 실린더에 합성수지 원료를 투입하여 용융시키고, 이렇게 용융된 합성수지는 액상 상태로 금형에 주입되며, 이때, 금형은 통상 상부 금형과 하부 금형으로 구성되는데, 상부 금형에는 하부 금형에 형성된 다수의 캐비티에 합성수지를 고르게 주입할 수 있도록 하기 위한 매니폴드가 구비되고, 매니폴드의 저면에는 하부 금형의 캐비티에 합성수지를 주입하기 위한 주입 노즐이 복수 개 구비되어 캐비티에 합성수지를 높은 압력으로 충진하게 된다. 이렇게 충진된 합성수지가 고화되면 상부금형 및 하부금형을 서로 분리하여 성형된 제품을 취출하게 된다.

한편, 사출성형기의 실린더에서 하부금형의 캐비티로 합성수지가 이동되는 과정에서, 용융 상태의 합성수지 원료가 경화되지 않도록 매니폴드 내부에는 전기 등에 의하여 일정온도로 가열되는 전기 가열 히터가 구비되는데, 매니폴드에 트렌치를 형성한 후에, 트렌치에 히터선을 삽입하여 매니폴드를 가열함으로써, 매니폴드 내부에서 합성수지가 경화되는 것을 방지한다. 또한 시즈히터(sheath hearter)는 매니폴드의 여러 곳에 설치되어 합성수지를 일정온도로 가열하여 액상이 유지되도록 하는 기능을 한다.

여기서, 매니폴드는 소정의 두께를 갖는 플레이트에 각 사출기의 주입 경로를 따라 내부에 천공을 통해 러너를 형성하여 하므로 중량 증가 및 제조 원가 증가에 문제가 있으며, 사출성형기에 용융수지가 적절하게 주입되지 않는 문제점이 있다.

매니폴드를 포함하는 핫러너 시스템에 대해 용융수지의 용융상태 유지를 위해 특허문헌 1 내지 특허문헌 3을 통해 제안하고 있다.

특허문헌 1에는 단면이 원형으로 이루어지는 히터 선을 매니폴드의 홈에 삽입하여 홈의 개구측에 제공된 돌기를 가압수단에 의하여 압입하여 히터 선을 매니폴드에 매입하는 구조가 개시되어 있다.

특허문헌 2에는 매니폴드에 제공된 홈에 단면이 원형으로 이루어지는 전기 가열히터를 삽입하고, 개구부를 각각 동커버 및 쿠퍼(cooper)로 폐쇄하는 구조가 개시되어 있다.

특허문헌 3에는 매니폴드에 제공된 홈에 단면이 원형으로 이루어지는 히터를 매입하고 개구부를 내화성의 세라믹 물질로 충진한 구조가 개시되어 있다.

즉, 특허문헌 1에 나타난 기술은 매니폴드에 제공된 홈에 삽입된 히터 선을 고정하고 이를 홈에 수납하기 위하여 개구부에 돌출부를 형성하고 별도의 가압수단에 의하여 돌출부를 압입하는 과정을 거치게되어 제조 공정이 증가되어 생산성이 떨어지며, 돌출부를 압입하는 과정에서 히터 선이 손상될 수 있어 불량률이 증가될 수 있는 문제점을 가진다.

특허문헌 2 및 특허문헌 3에 개시된 기술은 매니폴드에 제공된 홈에 전기 가열히 터를 삽입하고 별도의 부재 또는 충진물을 이용하여 홈의 개구부를 폐쇄함으로써, 제조 공정이 복잡하고 구성요소의 수가 증가하여 원가 상승의 요인이 되는 문제점을 가지고 있다. 또한, 매니폴드에 제공되는 홈의 개구부를 다른 구성요소로 폐쇄하는 경우 전기 가열히터의 열 전도율이 떨어져 사출성형기용 핫 러너 시스템의 효율이 떨어지는 문제점을 가지고 있다.

KR 2000-0063840 A KR 1996-0014540 A KR 1996-0017108 A

상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 노즐로케이터를 중심으로 매니폴드블럭, 러너파이프, 러너분배블럭을 포함하는 구성으로 기존에 비해 매니폴드의 제작 원가를 절감할 수 있으며, 용융수지의 적절한 분배 및 주입이 가능하고, 주입 위치를 유연하게 설정할 수 있는 플랙시블 핫 러너 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 설정된 위치에 따라 복수의 설치구멍을 갖는 홀딩플레이트와; 설치구멍에 각각 구비되어 사출성형기에 용융수지를 주입하는 노즐과; 홀딩플레이트의 중앙에 구비되어 상단에 형성된 노즐로케이터를 통해 공급받은 용융수지를 분배하는 제1분배블럭과; 설치구멍에 각각 구비되어 제1분배블럭으로부터 제공되는 융융수지를 노즐 측으로 공급하는 주입블럭과; 주입블럭의 상단에 구비되어 주입블럭의 용융수지를 노즐을 통해 압출시키는 실린더와; 홀딩플레이트의 상부에 설치되는 제1분배블럭, 주입블럭 및 실린더의 노출을 커버하는 커버플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 플랙시블 핫 러너 시스템을 제공한다.

여기서, 제1분배블럭은 큐브 형상으로 이루어지며, 사방에 각각 러너구멍이 형성되고, 제1분배블럭과 주입블럭 사이에 용융수지의 분배를 위한 통로를 갖는 러너파이프가 배관 연결되는 것을 특징으로 한다.

한편, 제1분배블럭은 주입블럭까지 문어발식으로 연장 형성되는 블럭본체와; 블럭본체를 관통하여 용융수지가 유동하는 러너통로와; 주입블럭과 제1분배블럭을 관입 연결하는 러너부시를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 기존에 비해 매니폴드의 제작 원가를 절감할 수 있으며, 용융수지의 적절한 분배 및 주입이 가능하고, 매니폴드의 주입 위치를 유연하게 설정할 수 있으므로 열팽창에 구애받지 않고 유연하게 매니플드의 길이를 조절할 수 있고, 열팽창에 따른 조립 및 레진 누설로 인한 불량을 감소하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 플랙시블 핫 러너 시스템의 제1실시예를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 플랙시블 핫 러너 시스템의 제1실시예를 나타내는 분해도.
도 3은 본 발명에 따른 플랙시블 핫 러너 시스템의 제1실시를 나타내는 일부 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 플랙시블 핫 러너 시스템의 제1실시를 나타내는 측면 구성 및 단면 확대도.
도 5는 본 발명에 따른 플랙시블 핫 러너 시스템의 제2실시예를 나타내는 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 플랙시블 핫 러너 시스템의 제2실시예를 나타내는 분해도.
도 7은 본 발명에 따른 플랙시블 핫 러너 시스템의 제1실시를 나타내는 일부 구성도.
도 8은 본 발명에 따른 플랙시블 핫 러너 시스템의 제1실시를 나타내는 측면 구성 및 단면 확대도.

이하, 본 발명에 대하여 동일한 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 플랙시블 핫 러너 시스템은 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 홀딩플레이트(100), 노즐(200), 제1분배블럭(300), 주입블럭(700), 실린더(210), 커버플레이트(400)를 포함하여 구성되는 매니폴드를 통해 용융사출기에 의해 제공되는 용융수지를 사출성형기의 각 캐비티에 주입할 수 있다.

홀딩플레이트(100)는 설정된 위치에 따라 복수의 설치구멍(110)을 갖는다.

그리고, 각 설치구멍(110)에는 사출성형기에 용융수지를 주입하는 노즐(200)이 관통 설치된다.

제1분배블럭(300)은 홀딩플레이트(100)의 상부 중앙에 구비되어 상단에 형성된 노즐로케이터(310)를 통해 용융사출기로부터 공급받은 용융수지를 사방으로 분배할 수 있다.

여기서, 주입블럭(700)은 각 노즐(200)에 대응하여 각 설치구멍(110)에 각각 구비되어 제1분배블럭(300)으로부터 제공되는 융융수지를 노즐(200) 측으로 공급할 수 있도록 통로를 갖는다.

그리고, 실린더(210)는 각각의 주입블럭(700) 상단에 구비되어 주입블럭(700)의 용융수지를 노즐(200)을 통해 압출시킬 수 있도록 가압할 수 있다.

또한, 실린더(210)는 박형실린더, 원형실린더(상고정판 매립 타입/MODU) 등 다양한 구조의 실린더를 적용할 수 있다.

마지막으로 커버플레이트(400)는 홀딩플레이트(100)의 상부에 설치되는 제1분배블럭(300), 주입블럭(700) 및 실린더(210)의 노출을 커버함과 동시에 보호할 수 있다.

이러한 구성에서 제1분배블럭(300)의 형상에 따라 두가지 실시예로 구성을 달리할 수 있다.

<제1실시예>

제1분배블럭(300)은 큐브 형상으로 이루어지며, 사방에 각각 러너구멍(320)이 형성되고, 제1분배블럭(300)과 주입블럭(700) 사이에 용융수지의 분배를 위한 통로를 갖는 러너파이프(500)가 배관 연결로 구성될 수 있다.

한편, 러너파이프(500)의 바깥 둘레에는 러너파이프(500)를 통해 유동하는 용융수지가 온도 저하에 의해 경화되는 것을 방지하도록 히트코일(510)이 권선 구비되는 것이 바람직하다.

한편, 위치에 따라 일부 러너파이프(500)를 직접 연결되지 않는 위치의 주입블럭(700)에 러너파이프(500)를 바이패스로 연결하는 큐브 형상의 제2분배블럭(600)이 러너파이프(500)의 중앙에 형성될 수 있다.

그리고, 제1분배블럭(300), 제2분배블럭(600) 및 주입블럭(700)은 큐브 형상으로 형성되어 용융수지의 분배를 위해 러너구멍(320)이 방사 방향으로 관통 형성될 수 있다.

이때, 내측에 암나사(323)가 형성되어 체결 구조를 갖는 제1구멍(321)과; 내측에 실링(326)이 결합되는 실링홈(327)이 형성되어 삽입 구조를 갖는 제2구멍(325)으로 구분 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 러너파이프(500)의 한쪽 끝에는 제1구멍(321)에 대응하여 수나사(521)의 체결 구조를 갖는 제1연결부(520)와; 반대쪽 끝에는 제2구멍(325)에 대응하여 삽입 연결되는 제2연결부(530)로 구분 형성되어 제1분배블럭(300)과 주입블럭(700)의 거리가 가변 되더라도 러너파이프(500)의 체결 및 소켓 방식의 복합적인 결합을 통해 배관 길이를 일부 조절할 수 있다.

<제2실시예>

제1분배블럭(300)은 주입블럭(700)까지 문어발식으로 연장 형성되는 블럭본체(330)와; 블럭본체(330)를 관통하여 용융수지가 유동하는 러너통로(331)와; 주입블럭(700)과 제1분배블럭(300)을 관입 연결하는 러너부시(333)를 포함할 수 있다.

다시 말해, 제1분배블럭(300)은 각 주입블럭(700)의 배치에 맞게 문어발의 다리를 연장 하듯이 블랭크 또는 주조 방식으로 몸체를 형성하고, 드릴 등의 공구를 이용해 길이 방향으로 천공하여 내부에 용융수지의 유동을 위한 러너통로(331)를 형성하여 기존에 매니폴드 플레이트의 블필요한 부분을 살빼기함으로 제작에 따른 원재료 비용을 절감할 수 있다.

이때, 제1실시예와 같은 큐브 형상의 블럭 및 러너파이프(500)의 구성를 블럭본체(330)가 모두 구현할 수 있다.

한편, 블럭본체(330)의 일측에는 전기배선 또는 에어라인의 거치 및 가이드를 위한 'ㄷ'자 형상의 와이어홀더(340)가 체결 설치된다.

마찬가지로, 블럭본체(330)의 단부에는 제1분배블럭(300)으로부터 주입블럭(700)의 유동 및 이탈을 방지하는 블럭홀더(350)가 체결 방식으로 설치되어 주입블럭(700)에 대한 블럭본체(330)의 유동을 방지할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 기존에 비해 매니폴드의 제작 원가를 절감할 수 있으며, 용융수지의 적절한 분배 및 주입이 가능하고, 주입 위치를 유연하게 설정할 수 있는 효과가 있다.

이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100: 홀딩플레이트 110: 설치구멍
200: 노즐 210: 실린더
300: 제1분배블럭 310: 노즐로케이터
320: 러너구멍 321: 제1구멍
323: 암나사 325: 제2구멍
326: 실링 327: 실링홈
330: 블럭본체 331: 러너통로
333: 러너부시 340: 와이어홀더
350: 블럭홀더 400: 커버플레이트
500: 러너파이프 510: 히트코일
520: 제1연결부 521: 수나사
530: 제2연결부 600: 제2분배블럭
700: 주입블럭

Claims (8)

1. 설정된 위치에 따라 복수의 설치구멍(110)을 갖는 홀딩플레이트(100)와;
   상기 설치구멍(110)에 각각 구비되어 사출성형기에 용융수지를 주입하는 노즐(200)과;
   상기 홀딩플레이트(100)의 중앙에 구비되어 상단에 형성된 노즐로케이터(310)를 통해 공급받은 용융수지를 분배하는 제1분배블럭(300)과;
   상기 설치구멍(110)에 각각 구비되어 상기 제1분배블럭(300)으로부터 제공되는 융융수지를 상기 노즐(200) 측으로 공급하는 주입블럭(700)과;
   상기 주입블럭(700)의 상단에 구비되어 주입블럭(700)의 용융수지를 상기 노즐(200)을 통해 압출시키는 실린더(210)와;
   상기 홀딩플레이트(100)의 상부에 설치되는 제1분배블럭(300), 주입블럭(700) 및 실린더(210)의 노출을 커버하는 커버플레이트(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플랙시블 핫 러너 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1분배블럭(300)은 큐브 형상으로 이루어지며, 사방에 각각 러너구멍(320)이 형성되고,
   상기 제1분배블럭(300)과 주입블럭(700) 사이에 용융수지의 분배를 위한 통로를 갖는 러너파이프(500)가 배관 연결되는 것을 특징으로 하는 플랙시블 핫 러너 시스템.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 러너파이프(500)의 바깥 둘레에는,
   상기 러너파이프(500)를 통해 유동하는 용융수지의 경화를 방지하도록 히트코일(510)이 권선 구비되는 것을 특징으로 하는 플랙시블 핫 러너 시스템.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 러너파이프(500)의 중앙에는,
   위치에 따라 일부 상기 러너파이프(500)를 직접 연결되지 않는 위치의 주입블럭(700)에 러너파이프(500)를 바이패스로 연결하는 제2분배블럭(600)이 구비되는 것을 특징으로 하는 플랙시블 핫 러너 시스템.
   
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1분배블럭(300), 제2분배블럭(600) 및 주입블럭(700)에는 용융수지의 분배를 위한 러너구멍(320)을 관통 형성하되,
   내측에 암나사(323)가 형성되어 체결 구조를 갖는 제1구멍(321)과; 내측에 실링(326)이 결합되는 실링홈(327)이 형성되어 삽입 구조를 갖는 제2구멍(325)으로 구분 형성되며,
   상기 러너파이프(500)의 한쪽 끝에는 상기 제1구멍(321)에 대응하여 수나사(521)의 체결 구조를 갖는 제1연결부(520)와; 반대쪽 끝에는 상기 제2구멍(325)에 대응하여 삽입 연결되는 제2연결부(530)로 구분 형성되는 것을 특징으로 하는 플랙시블 핫 러너 시스템.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1분배블럭(300)은,
   상기 주입블럭(700)을 향해 문어발식으로 연장 형성되는 블럭본체(330)와;
   상기 블럭본체(330)를 관통하여 용융수지가 유동하는 러너통로(331)와;
   상기 주입블럭(700)과 제1분배블럭(300)을 관입 연결하는 러너부시(333)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플랙시블 핫 러너 시스템.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 블럭본체(330)의 일측에는,
   전기배선 또는 에어라인의 거치 및 가이드를 위한 와이어홀더(340)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플랙시블 핫 러너 시스템.
   
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 블럭본체(330)의 단부에는,
   상기 제1분배블럭(300)으로부터 주입블럭(700)의 유동 및 이탈을 방지하는 블럭홀더(350)가 체결 방식으로 구비되는 것을 특징으로 하는 플랙시블 핫 러너 시스템.