WO2019190295A1

WO2019190295A1 - 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치

Info

Publication number: WO2019190295A1
Application number: PCT/KR2019/003769
Authority: WO
Inventors: 김혁중; 김혜영
Original assignee: 김혁중; 김혜영
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2019-04-01
Publication date: 2019-10-03

Abstract

본 발명은 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치를 개시한다. 본 발명은 매니폴드와 노즐의 결합구조를 개선하여 조립 및 분해에 따른 작업성을 개선시키고 또한 히터에 의해 고온으로 가열되는 매니폴드의 열팽창에 의한 밸브와 매니폴드간의 연결부위가 변형되는 현상으로 인한 틀어짐을 보상하여 간극 발생으로 인한 수지누출을 미연에 방지하고 아울러 수지의 흐름성을 양호하게 유지시킴으로써 고품질의 사출품 양산을 가능하게 하기 위한 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치에 관한 것이다.

Description

다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치

본 발명은 금형의 캐비티에 용융수지를 주입하기 위한 매니폴드와 노즐을 포함하는 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 매니폴드와 노즐의 결합구조를 개선하여 조립 및 분해에 따른 작업성을 개선시키고 또한 히터에 의해 고온으로 가열되는 매니폴드의 열팽창에 의한 밸브와 매니폴드간의 연결부위가 변형되는 현상으로 인한 틀어짐을 보상하여 간극 발생으로 인한 수지누출을 미연에 방지하고 아울러 수지의 흐름성을 양호하게 유지시킴으로써 고품질의 사출품 양산 환경을 용이하게 조성할 수 있도록 하고, 또한 매니폴드와 인접하는 노즐의 상단 부분인 열손실 발생 부위에 온도변화에 따른 수지의 점성 변화를 제어하여 유량조절이 가능하도록 한 유량조절요소를 부가 배치하는 간소한 구조변경을 통해 수지의 유동 흐름을 저해하는 기구적인 요소의 배치 없이도 다캐비티에 적용되는 복수의 노즐에 대한 유량조절을 개별적으로 조절할 수 있는 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치에 관한 것이다.

일반적으로 플라스틱 제품을 성형하는 핫런너 밸브장치는 수지를 용융한 형체 실린더로부터 수지원료를 매니폴드로 주입시키고, 주입된 수지는 매니폴드 내에 분기 형성된 수지유로를 따라 균등하게 분배되어 매니폴드의 하부에 결합된 하나 이상의 노즐로 각각 공급되어 제품을 성형하기 위한 성형틀인 상·하 코어가 형성하는 성형공간 즉, 캐비티로 주입하는 장치이다. 즉, 상기 핫런너 밸브장치는 용융 상태의 수지를 액상 상태로 금형에 주입하기 위한 장치로서, 상기 금형은 서로 대칭되게 상·하부 코어로 구분되며, 상기 상부 코어에는 하부 코어에 형성된 성형공간인 캐비티에 수지를 균일하게 주입할 수 있도록 하기 위한 매니폴드가 연결되고, 상기 매니폴드의 저면에는 하부 금형의 캐비티에 수지를 주입하기 위한 주입요소인 노즐이 복수 구비되어 캐비티에 높은 압력으로 수지를 충진하게 된다. 이렇게 충진된 수지가 고화되면 상·하부 금형을 서로 분리하여 성형된 제품을 취출하게 된다.

한편, 상기 매니폴드는 내부에 용융상태의 수지가 이동되는 분기된 수지유로가 형성되고, 이 수지유로의 주위로 배치되어 수지가 고화되는 것이 방지되도록 전기공급에 의해 발열을 하는 발열체인 전열선이 설치된다. 그리고 상기 수지유로에 연결되어 수지를 노즐로 안내하기 위한 노즐 장착홀과 상기 분기된 수지유로에 용융 수지를 공급하도록 사출성형기의 실린더와 연결되는 수지유입홀이 형성되는 구조이다. 그리고, 상기 노즐은 상기 매니폴드의 노즐 장착홀에 상단부가 연결되어 수지를 공급받도록 구성된다. 이러한 노즐은 고압의 공기를 공급받는 에어실린더 내의 피스톤 승강동작에 연동하여 노즐의 입구를 단속하는 핀 타입과, 금형과 맞닿은 노즐의 끝단부의 온도차에 의한 수지의 고화 및 용융 현상을 이용한 핀레스 타입으로 구분된다.

도 1은 종래 기술에 따른 멀티 노즐 장착형 매니폴드(100)에 있어서, 16개의 노즐 연결홀(110)이 형성된 제품을 나타낸 것으로, 이들 노즐 연결홀(110)들은 실린더(미도시)로부터 용융 수지가 주입되는 수지 유입홀(120)과 내부에서 수지유로 연결되고, 상·하면으로는 히터선(130)이 매립 설치되는 구조이다. 이러한 멀티 노즐 장착형 매니폴드(100)는 종류에 따라 4개, 8개, 16개, 32개,···256개 이상의 노즐이 장착되므로 해당 노즐의 개수에 대응되는 노즐 연결홀과 수지유로가 분기 형성되며, 그에 따른 높은 가공기술과 정밀성을 필요로 하여 결과적으로 노즐의 장착 개수가 늘어남에 따라 제품의 표준화가 어려울 뿐만 아니라 생산성이 낮고 불량 발생률이 높아지는 문제점이 있는 것이다.

이러한 문제점을 해결하고자 본 출원인은 대한민국 특허등록 제676731호를 통해 개선된 ″사출성형기용 매니폴드″를 제안한 바 있다. 본 출원인이 선출원한 사출성형기용 매니폴드는 대략 직사각형상으로 마련되며 수지가 유동되는 수지 유로가 일정 패턴으로 관통 형성되고 그 주위로 히터선이 매립되는 메인 매니폴드 및 상기 메인 매니폴드의 상,하면에 밀접하게 접촉되어 수지유로를 을 외부로부터 밀폐시키는 상,하 덮개 매니폴드 그리고 이들 메인 매니폴드와 상,하덮개 매니폴드를 상호 결속시키는 볼트와 너트로 이루어진 결합수단으로 구성된다.

그러나, 종래 기술에 따른 핫런너 밸브장치는 금속으로 제작된 매니폴드가 히터인 전열선에 의해 고온으로 가열됨에 따라 열팽창 현상에 의하여 위치 변위가 발생하게 되는데, 이러한 위치 변위가 노즐의 연결부위에 작용함에 따라 결과적으로 노즐의 중심이 틀어지게 되는 오프셋(offset) 현상이 발생한다. 이와 같이 매니폴드와 노즐의 위치가 틀어지게 되면 결과적으로 매니폴드와 노즐의 연결 부위에 간극이 발생하여 이를 통해 수지가 누출될 뿐만 아니라 용융 수지의 원활한 공급 및 흐름이 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 등록특허10-0669173호 '사출 성형기'에서는 열팽창과 같이 연동하는 부시에 의하여 열팽창에도 장치 내부에서 완충력과 같은 힘을 작용하여 장치의 손상을 방지하도록 하는 방안이 제시되었다. 그러나 종래 기술에 따른 매니폴드의 열팽창에 따른 노즐의 위치 틀어짐을 방지하기 위한 기술은 구조가 복잡하여 가공이 난해할 뿐만 아니라 제작단가가 상승되는 문제점이 있을 뿐만 아니라 유지보수가 곤란한 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자 본 출원인은 대한민국 등록특허 제10-1452133호를 통해 ‘열팽창 보상기구가 구비된 핫런너 장치’를 제안한 바 있으며, 그 청구항 1에는 내부에 수지가 유동되는 수지유로 및 이 수지유로와 연결되는 것으로 확장된 지름을 갖는 노즐 장착홀을 구비하는 매니폴드와; 상기 매니폴드의 노즐 장착홀에 상단이 연결되고 하단은 금형의 캐비티에 연결되어 수지를 주입하는 것으로 내부에는 상기 수지유로에 연결되는 수지로가 형성된 관 형상의 노즐과; 상기 매니폴드의 열팽창에 따른 노즐의 위치 틀어짐을 보상하는 열팽창 보상기구를 포함하는 핫런너 장치에 있어서, 상기 열팽창 보상기구는, 상기 매니폴드 및 노즐에 대해 상대적으로 열팽창률이 큰 금속으로 성형되며 내부에는 수지유로와 수지로와 동일한 지름을 갖는 수지연결로가 관통 형성되는 관형상의 연결 요소로, 상기 노즐의 장착홀 내면에 억지 끼움되는 고정 플랜지부 및 이 고정 플랜지부에서 하향 연장되는 것으로 상기 노즐 장착홀에 대해 감소된 지름을 갖는 것에 의해 변형보상 간극을 형성하는 변형관부 및 이 변형관부에서 하향 연장되는 것으로 상기 노즐의 상단 내부에 형성되는 것으로 수지로에 연결되는 것으로 수지로에 대해 확장된 지름을 갖는 설치홈에 억지 끼움으로 조립되는 노즐 조립부로 이루어지는 열변형 개스킷 부싱을 포함하며, 상기 열변형 개스킷 부싱의 변형관부는, 상기 고정 플랜지부에 대해 감소된 두께를 갖는 원통관 형상으로 구비되거나 또는 상기 매니폴드의 열팽창에 따른 변형을 유도하도록 외면에 나선 또는 요철 또는 주름 형태의 모양을 형성한 것을 특징으로 하는 열팽창 보상기구가 구비된 핫런너 장치.가 개시되어 있다.

그러나 상기 종래 기술에 따른 열팽창 보상기구가 구비된 핫런너 장치는 매니폴드의 하측에서 나사체결 방식으로 조립 및 분해되도록 구비되어 있으며, 작업자는 노즐의 수지로와 매니폴드의 수지유로의 구멍이 서로 일치되도록 조립하여야 하는데, 이들 수지로와 수지유로의 구멍의 위치를 외부에서 확인할 수 없음에 따라 결과적으로 정확하게 조립되지 못하고 상기 수지로와 수지유로가 서로 틀어진 상태로 조립되어 수지의 흐름성이 불량해질 뿐만 아니라 이 부분으로 수지가 누출되는 문제점이 있었다. 또한 종래기술에 따른 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치는 매니폴드 사에 복수의 밸브장치 즉, 노즐이 장착되는 구성으로 인해 각 노즐의 수지토출량을 독립적으로 조절할 수 있어야 하나 정밀 제어가 곤란한 문제점이 있었다.

즉, 매니폴드는 복수의 노즐이 균등하게 수지를 분배 공급하기 위한 둘 이상의 분기된 수지유로들이 형성되어 있는데, 이들 수지유로는 공작기구를 이용하여 가공되는 과정에서 치수산포로 인한 균일한 사출압이 작용되지 못하거나, 또는 금형의 형태에 따라 밸브장치 마다 각기 다른 사출량을 가져야 하는 경우가 있으나 이를 해결할 수 있는 대안이 없는 실정이다.

이러한 문제점을 해결하고자 본 출원인은 대한민국 등록특허 제10-0711985호를 통해 개선된 사출압 조절장치를 구비한 사출성형기를 제안한 바 있으며, 본 출원인이 제안한 사출압 조절장치를 구비한 사출성형기는 회전방식에 의해 수지의 통과량을 정밀 조절할 수 있도록 한 방식으로 그 청구항 1에는 수지원료를 금형에 주입하기 위한 분기된 수지채널을 형성하는 매니폴드 및 이 매니폴드의 일측에 결합되어 분기된 수지채널에 연결되는 수지채널이 선단부의 게이트로 연결되는 노즐을 구비하는 사출성형기에 있어서, 상기 매니폴드 및 노즐의 수지채널 중 어느 한 곳에 회전 가능하게 설치되어 수지의 통과량을 가변 조절하는 것으로 일단부는 수지채널 상에 위치되어 수지가 통과되는 파이프라인이 형성되고 타단부는 매니폴드의 외부로 노출되게 연장 형성되는 유량조절 회전핀과; 상기 유량조절 회전핀의 타단부가 위치하는 매니폴드의 일측에 고정 설치되는 것으로 유량조절 회전핀의 타단 외주연을 회전 가능하게 지지하는 지지체와; 상기 유량조절 회전핀의 상부 외주연과 웜기어 교합되며 작업자의 조작력을 받아 유량조절 회전핀을 정,역 회전시켜 파이프라인의 입구측 열림량을 조절하는 조절포스트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 사출압 조절장치를 구비한 사출성형기가 개시되어 있다.

그러나, 본 출원인이 제안한 사출압 조절장치 역시 구조가 복잡함에 따라 현실적으로 밸브장치에 적용하기가 곤란한 폐단이 있었으며, 밸브장치의 공간이 협소하여 작업자가 조절포스트를 사용하여 수지량을 조절하기에는 작업성이 불량한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 매니폴드에 조립되는 노즐의 조립구조를 개선하여 조립 및 분해에 따른 작업의 표준화를 통해 작업자의 숙련도에 상관없이 정확한 위치에서 조립을 가능하게 하는 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 매니폴드의 열팽창에 따른 노즐의 연결부위에서 발생하는 위치편차를 보상하도록 하여 노즐의 위치를 안정되게 유지될 수 있도록 하여 제품에 대한 신뢰성을 보장할 수 있는 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 간소한 구조에 의해 경제적인 제작 및 유지관리의 편의성을 높일 수 있는 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 매니폴드와 인접하는 노즐의 상단 부분의 열손실 발생 부위에 급가열을 이용한 수지의 점성을 조절하여 유량을 제어할 수 있는 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시례에 따른 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치는, 수지를 공급받아 분기하여 공급하는 수지유로 및 이 수지유로에 연결되는 것으로 수직하게 관통된 노즐장착홀을 형성한 매니폴드와; 상기 매니폴드에 연결되어 수지를 공급받아 금형의 캐비티로 안내하는 것으로 내부 중심으로 수지가 통과하는 수지로가 형성되고 하측단부에는 노즐팁이 일체로 구비된 노즐과; 상기 노즐장착홀에 상단부가 끼움 삽입되고 하단부는 노즐의 상단 내측에 끼움 결합되되 상면은 막혀 있고 하면은 개방된 속이 빈 관형상의 부재로, 상기 수지유로에 위치되는 일단부는 수지유로에 대해 상대적으로 감소된 지름을 갖는 것에 의해 수지가 체류되는 공간을 형성하면서 그 내부로 수지가 유동될 수 있게 복수의 수지유입홀이 형성된 챔버관부 및 이 챔버관부의 상·하단부의 지름을 확장하여 노즐장착홀의 상·하측을 폐쇄되게 끼움되는 상·하 끼움부 및 상기 하끼움부에서 연장되어 상기 노즐의 상단 내부에 끼움 조립되어 수지로와 연결되는 접속관부로 이루어진 연결관으로 구성되는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 연결관은 상기 노즐장착홀에 삽입된 상 끼움부의 상측에 형성된 나사체결홀에 나사체결되어 매니폴드에 결합 고정되는 체결부재;를 포함하여 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 연결관은 상기 하 끼움부의 하측으로 연장되어 상기 매니폴드와 노즐의 사이에 위치되되, 상기 하 끼움부에 대해 감소된 외경 지름을 가지면서 상기 매니폴드와 노즐에 대해 상대적으로 열팽창률이 큰 금속으로 성형되어 외력에 대한 변형이 발생되는 변형관부와; 상기 변형관부의 하측으로 연장 구비되는 것으로 상기 노즐의 상부 내측에 끼움 삽입되어 수지유로에 연결되는 접속관부로 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 변형관부는 상기 매니폴드의 열팽창에 따른 변형을 유도하도록 외면에 나선 또는 요철 또는 주름 형태의 변형유도패턴이 더 형성되는 것에 있다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 바람직한 다른 실시례에 따른 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치는, 수지를 공급받아 분기하여 공급하는 수지유로 및 이 수지유로에 연결되는 것으로 수직하게 관통된 노즐장착홀을 형성한 매니폴드와; 상기 매니폴드에 연결되어 수지를 공급받아 금형의 캐비티로 안내하는 것으로 내부 중심으로 수지가 통과하는 수지로가 형성되고 하측단부에는 노즐팁이 일체로 구비된 노즐과; 상기 노즐의 내부에서 수지로를 감싸도록 설치되는 것으로 용융상태의 수지가 고화되면서 점성이 변화되는 정도를 제어하여 유량조절을 수행하는 유량조절요소로 구성되는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 유량조절요소는 전원을 공급받아 발열하는 전열선이거나 또는 고주파 가열기 중 어느 하나인 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 유량조절요소는 노즐의 상부 내측에 끼움되어 수지로에 연결되는 연결관과; 상기 연결관의 외면에 설치되어 국부적으로 수지로를 가열시키는 가열요소와; 상기 가열요소가 설치된 수지로 상의 수지의 고화정도에 따라 온도를 제어하는 온도제어요소로 구성되는 것에 있다

본 발명에 따른 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치는 매니폴드에 조립되는 노즐의 조립구조를 개선하여 협소한 공간에서도 분해 조립이 가능하도록 하고, 특히 조립과정에서 숙련도에 상관없이 정확한 위치에서의 조립이 가능하도록 함으로써 유지관리의 편의성을 높이고 부품 교체에 따른 소요시간을 대폭 단축시킬 수 있는 유용한 효과가 기대된다.

또한, 본 발명은 매니폴드의 열팽창에 따른 노즐의 위치를 보상할 수 있음에 따라 매니폴드와 노즐의 연결부위에 간극이 발생하는 것을 방지하여 수지 누출로 인한 폐해를 미연에 차단할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 간소한 구조에 의해 경제적인 제작과 보급이 가능하고, 아울러 유지보수의 편의성이 보장됨에 따라 제품에 대한 신뢰도를 높일 수 있으므로 산업상 대단히 유용한 효과가 기대된다.

또한 본 발명은 간소한 구조변경을 통해 온도차에 의한 수지의 점성 변화 현상을 이용하여 수지의 흐름량을 조절할 수 있으므로 결과적으로 구조의 간소화에 따른 경제적인 제조와 공급이 가능하고, 유지보수의 편의성이 우수한 이점이 있다.

본 발명의 특징은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 멀티노즐 장착형 매니폴드의 구조를 설명하기 위한 도면,

도 2은 본 발명에 따른 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치의 외관을 나타낸 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치의 내부 구성을 설명하기 위한 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치의 내부 구성을 설명하기 위한 절개도,

도 5는 본 발명에 따른 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치의 요부 구성을 설명하기 위한 분해 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치에서 연결관을 발췌하여 나타낸 단면도,

도 7은 본 발명에 따른 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치에서 연결관의 변형 상태에 따른 내부 구성을 설명하기 위한 단면도,

도 8은 도 7의 내부 구성을 설명하기 위한 절개도,

도 9는 도 7의 요부 구성을 설명하기 위한 분해 사시도,

도 10은 도 7의 연결관을 발췌하여 나타낸 단면도,

도 11은 본 발명에 따른 연결관의 변형 전,후 상태를 설명하기 위한 단면도,

도 12는 본 발명에 따른 유량조절요소에 의한 수지의 유량 조절과정을 설명하기 위한 예시도.

<부호의 설명>

10 : 매니폴드 11 : 수지유로 13 : 노즐장착홀

20 : 노즐 21 : 노즐바디 22 : 수지로

30 : 연결관 31,33 : 상,하 끼움부 32 : 챔버관부

34 : 변형관부 35 : 접속관부 38 : 부싱

40 : 체결부재 45 : 나사부 50 : 유량조절요소

이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 2은 본 발명에 따른 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치의 외관을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치의 내부 구성을 설명하기 위한 절개도이며, 도 4는 본 발명에 따른 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치의 요부 구성을 설명하기 위한 분해 사시도이다.

그리고, 도 5는 본 발명에 따른 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치에서 열변형 상태를 설명하기 위한 절개도이고, 도 6은 도 5의 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치의 요부 구성을 설명하기 위한 분해 사시도이다.

매니폴드(10)는 내부에 용융 상태의 수지가 이동되는 분기된 수지유로(11)가 형성되고, 이 수지유로(11)의 주위로는 이동되는 수지가 고화되지 않도록 전기 공급에 의해 발열을 하는 전열선(미도시)이 매립 설치된다.

또한, 상기 매니폴드(10)는 하면에 수지유로(11)와 연결되는 것으로 노즐(20)이 설치되는 노즐 장착홀(13)이 형성되며, 이때의 상기 노즐 장착홀(13)은 상기 수지유로(11)에 대해 확장된 지름을 갖도록 구비된다. 이러한 구성의 매니폴드(10)는 공지의 기술에 의해 실시되는 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

노즐(20)은 상기 매니폴드(10)의 노즐 장착홀(13)에 상단부가 연결되어 수지를 공급받는 것으로 그 하단부가 금형의 캐비티에 연결되는 구성에 의해 상기 매니폴드(10)로부터 공급받은 수지를 캐비티로 안내하게 된다.

이러한 노즐(20)은 내부에 수지가 유동될 수 있도록 수직하게 관통된 수지로(21)가 형성된 관 형상으로 구비되는 것으로 하부는 하측으로 진행하면서 감소된 지름으로 구비되며, 그 외면으로는 내부의 수지로(21)를 따라 이동되는 수지가 고화되지 않도록 외부로부터 전원을 공급받아 발열을 하는 히터선(27)이 감겨지는 구성이다. 이러한 구성의 노즐(20) 성형품의 형태나 크기에 따라 적절히 설계 변형될 수 있는 것으로 공지의 기술에 의해 실시되는 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 주요한 기술구성요소인 연결관(30)은 상기 매니폴드(10)의 노즐 장착홀(13)에 상단부가 끼움 삽입되고 하단부는 상기 노즐(20)의 상단 내측에 끼움 결합되되 상면은 막혀 있고 하면은 개방된 속인 빈 관형상의 부재로서, 크게 챔버관부(32)와, 이 챔버관부(32)의 상·하단부의 지름을 확장하여 된 상·하 끼움부(31,33)와, 상기 하끼움부(33)에서 연장되는 변형관부(34)와, 이 변형관부(34)에서 연장되어 노즐(20)에 조립되는 접속관부(35)로 구분된다.

챔버관부(32)는 상기 매니폴드(10)의 노즐 장착홀(13)에 끼움 삽입되는 요소로, 상기 수지유로(11)에 위치되는 단부는 상대적으로 지름을 감소시켜 수지가 체류되는 공간을 형성하면서 그 내부로 수지가 유입될 수 있도록 복수의 수지 유입홀(32a)이 형성되는 구조이다. 즉, 챔버관부(32)는 상기 수지유로(11)에 삽입되는 일단부가 상기 매니폴드(10)의 수지유로(11)에 대해 상대적으로 감소된 지름을 갖는 것에 의해 수지가 체류되는 공간을 형성하고, 그 내부로 수지가 유입되어 유동될 수 있도록 복수의 수지 유입홀(32a)이 형성되는 구성이다.

따라서, 이러한 챔버관부(32)는 속이 빈 관형상으로 구비됨에 따라 상기 수지 유입홀(32a)을 통해 유입된 수지가 내부로 유동되는 것이다.

상·하 끼움부(31,33)는 상기 챔버관부(32)의 상·하단부의 지름을 확장하여 상기 매니폴드(10)의 노즐 장착홀(13)에 끼움 삽입된 상태에서 상·하측을 폐쇄될 수 있게 끼움되는 요소이다. 즉, 상·하 끼움부(31,33)는 상기 매니폴드(10)의 수지유로(11)에 연결되게 위치한 챔버관부(32)의 수지 유입홀(32a)을 통해서만 수지가 유동될 수 있도록 하기 위한 밀봉 요소로서, 상기 매니폴드(10)의 노즐 장착홀(13)에 밀착 끼움으로 조립되거나 또는 패킹 이나 가스켓을 구비하여 노즐 장착홀(13)에 조립되어 수지의 유출이 방지되게 구비되는 것이 바람직하다. 이러한 밀봉 구조는 공지의 다양한 기술에 의해 실시되어도 무방하므로 상세한 설명은 생략한다.

변형관부(34)는 상기 하 끼움부(33)의 하측으로 연장되어 상기 매니폴드(10)와 노즐(20) 사이에 위치되는 부재로, 상기 하 끼움부(33)에 대해 감소된 외경 지름을 가지면서 상기 매니폴드(10)와 상기 노즐(20)에 대해 상대적으로 열팽창률이 큰 금속으로 성형되어 외력에 대한 변형이 발생되는 요소이다. 이러한 변형관부(34)는 상기 하 끼움부(33)의 하측에 별도의 열팽창률이 높은 금속을 별도로 제작하여 용접이나 기구적인 결합구조로 연결하여 일체화시키거나 또는 하 끼움부(33)와 동일한 소재로 성형하여 일체로 구비하는 것도 가능할 것이다.

한편, 본 발명에서 상기 변형관부(34)는 상기 매니폴드(10)이 열팽창에 따른 변형을 유도하도록 외면에 나선 또는 요철 또는 주름 형태의 변형유도패턴이 더 형성될 수 있다. 즉, 변형관부(34)가 열팽창에 따른 변형이 쉽게 일어날 수 있도록 외면에 나선 형태의 홈을 가공하거나 또는 요철 형태의 홈 도는 주름 형태의 홈으로 이루어진 변형유도패턴을 부가 형성할 수 있으며, 이는 열팽창 변형에 따라 적절하게 고려되어 적용되는 것이 바람직하다.

접속관부(35)는 상기 변경관부(34)에서 연장되어 상기 노즐(20)의 상단 내부에 끼움 조립되어 수지로(21)와 연결되는 요소이다. 즉, 상기 접속관부(35)는 상기 변형관부(34)의 하측으로 연장되는 부재로, 그 내부는 비어 있는 관 형상을 가지며, 상기 챔버관부(32)의 수지 유입홀(32a)을 통해 유입된 수지를 노즐(20)의 내부로 안내 이동시키는 요소이다.

한편, 본 상기 접속관부(35)는 외면에 유량조절요소(50)를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 이때의 상기 유량조절요소(50)는 용융상태의 수지가 고화되면서 점성이 변화되는 정도를 제어하여 유량조절을 수행하는 것으로 전원을 공급받아 발열하는 전열선 또는 고주파 가열기 중 어느 하나가 사용된다.

이러한 유량조절요소(50)는 상기 접속관부(35)의 외면에 설치되어 국부적으로 수지로를 가열시키는 가열요소와, 이 가열요소가 설치된 수지로 상의 수지의 고화정도에 따라 온도를 제어하는 온도제어요소를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 연결관(30)은 상기 매니폴드(10)의 노즐 장착홀(13)에 삽입된 상 끼움부(31)의 상측에 형성된 나사체결홀(31a)에 나사 체결되어 상기 매니폴드(10)에 결합 고정시키는 체결부재(40)가 구비되며, 미설명 부호 (45)는 상기 나사체결홀(31a)에 나사체결되는 고정요소인 고정볼트이다.

즉, 본 발명에서의 연결관(30)은 도면을 기준으로 매니폴드(10)에 수직하게 관통 형성된 노즐 장착홀(13)에 일단이 끼움 조립된 상태에서 그 상부면에 형성된 나사체결홀(31a)에 상기 매니폴드(10)의 상부측으로부터 조립되는 고정볼트(45)를 구비한 체결부재(40)에 의해 상기 매니폴드(10)에 고정된 상태를 유지하게 된다. 따라서, 상기 연결관(30)을 구비한 노즐(20)을 상기 매니폴드(10)로 부터 분해 조립시 복잡한 공정의 수반 없이도 상기 체결부재(40)의 고정볼트(45)를 상기 연결관(30)의 나사체결홀(31a)과 체결 및 해제하는 것 만으로 조립 및 분해 작업을 숙련도에 상관없이 누구나 정확하게 수행할 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 매니폴드와 노즐의 결합구조를 개선하여 조립 및 분해에 따른 작업성을 개선시킬 수 있으며, 특히 히터에 의해 고온으로 가열되는 매니폴드의 열팽창에 의한 밸브와 매니폴드간의 연결부위가 변형되는 현상으로 인한 틀어짐을 보상하여 간극 발생으로 인한 수지누출을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 매니폴드(10)와 인접하는 노즐(20)의 상단 부분인 열손실 발생 부위에 유량조절요소(50)를 구성시킴으로써 온도변화에 따른 수지의 점성 변화를 제어하여 유량조절이 가능하도록 하여 유동 흐름을 저해하는 기구적인 요소의 배치 없이도 다캐비티에 적용되는 복수의 노즐에 대한 유량조절을 개별적으로 조절할 수 있다.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 적용 부위를 변경하여 사용하는 것이 가능하고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims

수지를 공급받아 분기하여 공급하는 수지유로 및 이 수지유로에 연결되는 것으로 수직하게 관통된 노즐장착홀을 형성한 매니폴드와;

상기 매니폴드에 연결되어 수지를 공급받아 금형의 캐비티로 안내하는 것으로 내부 중심으로 수지가 통과하는 수지로가 형성되고 하측단부에는 노즐팁이 일체로 구비된 노즐과;

상기 노즐장착홀에 상단부가 끼움 삽입되고 하단부는 노즐의 상단 내측에 끼움 결합되되 상면은 막혀 있고 하면은 개방된 속이 빈 관형상의 부재로, 상기 수지유로에 위치되는 일단부는 수지유로에 대해 상대적으로 감소된 지름을 갖는 것에 의해 수지가 체류되는 공간을 형성하면서 그 내부로 수지가 유동될 수 있게 복수의 수지유입홀이 형성된 챔버관부 및 이 챔버관부의 상·하단부의 지름을 확장하여 노즐장착홀의 상·하측을 폐쇄되게 끼움되는 상·하 끼움부 및 상기 하끼움부에서 연장되어 상기 노즐의 상단 내부에 끼움 조립되어 수지로와 연결되는 접속관부로 이루어진 연결관; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치.
제 1항에 있어서, 상기 연결관은 상기 노즐장착홀에 삽입된 상 끼움부의 상측에 형성된 나사체결홀에 나사체결되어 매니폴드에 결합 고정되는 체결부재;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치.
제 1항에 있어서, 상기 연결관은 상기 하 끼움부의 하측으로 연장되어 상기 매니폴드와 노즐의 사이에 위치되되, 상기 하 끼움부에 대해 감소된 외경 지름을 가지면서 상기 매니폴드와 노즐에 대해 상대적으로 열팽창률이 큰 금속으로 성형되어 외력에 대한 변형이 발생되는 변형관부와; 상기 변형관부의 하측으로 연장 구비되는 것으로 상기 노즐의 상부 내측에 끼움 삽입되어 수지유로에 연결되는 접속관부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치.
제 3항에 있어서, 상기 변형관부는 상기 매니폴드의 열팽창에 따른 변형을 유도하도록 외면에 나선 또는 요철 또는 주름 형태의 변형유도패턴이 더 형성된 것을 특징으로 하는 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치.
제 1항에 있어서, 상기 접속관부는 용융상태의 수지가 고화되면서 점성이 변화되는 정도를 제어하여 유량조절을 수행하는 것으로 전원을 공급받아 발열하는 전열선 또는 고주파 가열기 중 어느 하나로 된 유량조절요소를 포함하되;,

상기 유량조절요소는 상기 연결관의 외면에 설치되어 국부적으로 수지로를 가열시키는 가열요소 및 상기 가열요소가 설치된 수지로 상의 수지의 고화정도에 따라 온도를 제어하는 온도제어요소;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다캐비티 금형용 핫런너 밸브장치.