KR20100001120U - 사출성형기에 사용되는 수지분사장치의 열팽창 완충기구 - Google Patents

Abstract

본 고안은 사출성형기에 사용되는 수지분사장치의 열팽창 완충기구에 관한 것으로 상기 수지분사장치에서 고온의 용융된 수지가 공급 분사될 때 온도의 상승에 의한 장치의 열팽창으로 장치가 손상되는 것을 효과적으로 방지하기 위하여 형성된 것으로서;

수직방향으로 피스톤이 장착되고 상기 피스톤의 작동 공간과 연통한 노즐핀 통과홀이 하방향으로 천공되어 있는 상고정판과, 상기 상고정판 하측에 소정간격 이격되어 배치되며 용융수지가 이동하는 수지유로가 형성되는 매니폴드와, 상기 매니폴드 하측에 배치되는 보강판과, 상기 보강판에 장착되어 상기 매니폴드의 수지유로와 연결되어 이동되어 온 용융수지가 금형의 캐비티에 분사되도록 하단에 분사공이 형성된 노즐로 구성된 사출성형기의 수지분사장치에 있어서;

상기 상고정판과 매니폴드의 사이에는 중앙에 노즐핀이 통과할 수 있도록 링의 형상으로 이루어지며, 상기 매니폴드의 상면에 상응하여 밀착되는 저면밀착부와, 상기 저면밀착부에서 법선방향으로 오목하게 형성되는 제1 곡선부와, 상기 상고정판의 저면에 상응하여 밀착되는 상면 밀착부와, 상기 제1 곡선부에 대응하는 내측면에는 오목하게 형성되는 제2 곡선부가 형성되는 부시링이 장착됨을 특징으로 하는 사출성형기에 사용되는 수지분사장치의 열팽창 완충기구에 관한 것이다.

사출성형, 열팽창

Description

사출성형기에 사용되는 수지분사장치의 열팽창 완충기구{The thermal expansibility absorbing device for spraying resin that use of an injection molding machine}

본 고안은 사출성형기에 사용되는 수지분사장치의 열팽창 완충기구에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면 용융된 고온의 수지에 의하여 수지를 분사하는 장치의 각 부분이 열팽창하여 장치의 결합부분이 손상되고 이에 따른 장치의 내구성 저하 및 제품의 불량을 줄이기 위하여 개발된 사출성형기에 사용되는 수지분사장치의 열팽창 완충기구에 관한 것이다.

사출성형은 용융된 수지를 피스톤으로 금형의 내부로 강제 주입하여 응고된 후 금형을 분리하여 성형물을 얻는 성형방식이다.

이러한 사출 성형은 종래에는 금형과 노즐이 단순 연결되어 있는 단순한 구조를 가진 것이 많았으나 사출되어 생산되는 성형물들이 갈수록 소형화되고 정교해지는 추세에 따라 그 구조도 상당부분 특화되고 발전되어 왔다.

대표적인 구조의 일 예로는 수직방향으로 피스톤이 장착되는 상고정판과, 상기 상고정판 하측에 용융수지가 이동하는 수지유로가 형성되는 매니폴드와, 상기 매니폴드 하측에 배치되는 보강판과, 상기 보강판에 장착되어 상기 매니폴드의 수지유로와 연결되어 이동되어 온 용융수지가 금형의 캐비티에 분사되도록 하단에 분사공이 형성된 노즐로 구성된 것을 들 수 있다.

이러한 구조의 경우 먼저 상고정판과 매니폴드 그리고 보강판이 순차적으로 평행하게 장착되는 것이라고 할 수 있다.

하지만 상기 구조의 경우 고온의 용융된 수지가 공급되면 열에 의한 각 부품이 팽창되어 부속이 손상되거나 연결부분이 벌어져 노즐이 아닌 다른 경로로 수지가 누출되는 등의 여러 가지 문제점이 발생하여 부품의 내구성이 급격히 저하되고 또한 생산되는 제품의 불량이 발생하는 경우가 많았다.

이를 방지하기 위하여 등록특허 제10-0669173호 '사출성형기'에서는 열팽창과 같이 연동하는 부시에 의하여 열팽창에도 장치 내부에서 완충력과 같은 힘을 작용하여 장치의 손상을 방지하도록 하는 방안이 제시되었다.

하지만 이러한 구성은 장치를 제작하기 위한 가공이 매우 복잡하기 때문에 이에 따른 제작단가의 상승요인이 되며 복잡한 구조는 부시의 내구성을 감소시켜 부품의 교체주기를 고려하면 비록 장치 전체의 손상은 아니지만 상당한 리스크로 작용하였던 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은 열팽창에 의하여 사출성형기의 수지분사장치가 손상되는 것을 효과적으로 방지하는 것에 있다.

또한 장치의 손상을 방지하는 구성품이 내구성을 가지면서도 그 교체가 용이한 열팽창 완충장치를 개발하는 것에 있다.

본 고안은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 개발된 것으로서, 수직방향으로 피스톤이 장착되고 상기 피스톤의 작동 공간과 연통한 노즐핀 통과홀이 하방향으로 천공되어 있는 상고정판과, 상기 상고정판 하측에 소정간격 이격되어 배치되며 용융수지가 이동하는 수지유로가 형성되는 매니폴드와, 상기 매니폴드 하측에 배치되는 보강판과, 상기 보강판에 장착되어 상기 매니폴드의 수지유로와 연결되어 이동되어 온 용융수지가 금형의 캐비티에 분사되도록 하단에 분사공이 형성된 노즐로 구성된 사출성형기의 수지분사장치에 있어서;

상기 상고정판과 매니폴드의 사이에는 중앙에 노즐핀이 통과할 수 있도록 링의 형상으로 이루어지며, 상기 매니폴드의 상면에 상응하여 밀착되는 저면밀착부와, 상기 저면밀착부에서 법선방향으로 오목하게 형성되는 제1 곡선부와, 상기 상고정판의 저면에 상응하여 밀착되는 상면 밀착부와, 상기 제1 곡선부에 대응하는 내측면에는 오목하게 형성되는 제2 곡선부가 형성되는 부시링이 장착됨을 특징으로 한다.

아울러, 상기 매니폴드와 보강판 사이에는 상기 노즐의 상단에 외측으로 그 외경이 단턱지게 확장되는 단턱부에 상응하도록 내경이 단턱지게 축소되었다가 다시 확장되는 걸림부가 형성되고, 상기 단턱부가 형성된 부분의 외경면에는 내측으로 오목하게 형성되는 제3 곡선부를 구비한 플랜지가 추가로 형성되고;

상기 보강판에는 노즐이 관통 장착되도록 형성되는 노즐장착부와, 상기 노즐장착부의 상부로 상기 플랜지의 하단 외경에 상응하도록 내경이 단턱지게 확장되는 플랜지 장착턱과, 상기 플랜지 장착턱의 상부로 그 내경이 확장되어 상기 플랜지의 외경과 이격되도록 형성되는 공간부로 이루어지는 노즐장착홀이 형성됨을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 고안은 수지분사장치가 열팽창을 하더라도 그 사이에 삽입된 부시링과 플랜지가 받는 압력에 용이하게 휘어지면서 압력을 감쇄시키도록 하여 열팽창에 의한 수지분사장치의 손상을 방지하는 효과가 있다.

또한 부시링과 플랜지의 구조가 간단하여 작동에 의한 수축과 팽창에도 그 내구성을 유지하며 또한 교체시에도 용이하고 저렴한 효과가 있다.

이에 본 고안의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 일 실시 예에 따른 단면도로서, 사출성형기의 수지분사장치는 수직방향으로 피스톤이 장착되고 상기 피스톤의 작동 공간과 연통한 노즐핀 통과홀(11)이 하방향으로 천공되어 있는 상고정판(1)과, 상기 상고정판(1) 하측에 소정간격 이격되어 배치되며 용융수지가 이동하는 수지유로가 형성되는 매니폴드(2)와, 상기 매니폴드(2) 하측에 배치되는 보강판(3)과, 상기 보강판(3)에 장착되어 상기 매니폴드(2)의 수지유로와 연결되어 이동되어 온 용융수지가 금형의 캐비티에 분사되도록 하단에 분사공이 형성된 노즐(4)로 구성된다.

이때 본 고안은 상기 매니폴드(2)의 상하로 부시링(5)과 플랜지(6)을 장착하는 것이 그 주요 특징이라고 할 수 있다.

이때 상기 부시링(5)과 플랜지(6)의 경우 전술한 종래 기술과 열팽창에 의하여 매니폴드(2)가 팽창할 경우 상고정판(1)과의 연결 부쉬가 외측으로 미끄러지면서 벌어지는 압력을 해소하던 방식과는 달리 자체적으로 휘어져 그 높이가 줄어들게 됨으로서 압력이 해소되는 방식을 가지고 있다는 점이 그 차이점이다.

이 경우 미끄럼 방식보다는 보다 안정적인 팽창에 따른 압력의 해소를 할 수 있는 장점이 있다. 즉 미끄럼 방식은 불순물이나 급격한 압력의 변화와 같은 상황에서 정상적인 작동이 이루어지지 않을 경우가 많으며 그 구성도 매우 복잡하나 압력에 따라 휘어지는 성질의 경우 적정 탄성계수를 가진 금속으로 제작하면 원하는 정도의 압력 해소가 용이하게 되며 또한 그 구성이 매우 간단해진다는 장점이 있는 것이다.

도 2는 본 고안의 일 실시 예에 따른 부분단면도이고, 도 3은 본 고안의 일 실시 예에 따른 부시링을 나타낸 사시도이며, 도 4는 본 고안의 일 실시 예에 따른 부시링을 나타낸 단면도로서, 상기 부쉬링(5)은 상기 상고정판(1)과 매니폴드(2)의 사이에는 중앙에 노즐핀이 통과할 수 있도록 링의 형상으로 이루어지며, 상기 매니폴드(2)의 상면에 상응하여 밀착되는 저면밀착부(51)와, 상기 저면밀착부(51)에서 법선방향으로 오목하게 형성되는 제1 곡선부(52)와, 상기 상고정판(1)의 저면에 상응하여 밀착되는 상면 밀착부(53)와, 상기 제1 곡선부(52)에 대응하는 내측면에는 오목하게 형성되는 제2 곡선부(54)로 구성됨을 나타내었다.

상기 제1 및 제2 곡선부(52, 54)는 수직 압력을 받았을 때 상기 부쉬링(5)의 상단이 외측 즉 법선방향으로 벌어지면서 그 높이가 낮아지도록 하기 위한 역할을 한다.

이를 위하여 상기 부시링(5)의 하단 외주면과 상단 내주면의 위치가 중요하면 상기 도면에서와 같이 같은 수직선상에 있거나 상단 내주면에 보다 외측에 있을 경우 휘어짐이 보다 용이하게 이루어진다.

또한 상기 부시링(5)의 단면에서 그 두께가 가장 작은 부분은 당연히 제1 및 제2 곡선부(52, 54) 사이가 되어야 할 것이나 내구성을 고려하여 너무 두께가 얇은 부분이 없도록 함이 바람직하다.

도 5는 본 고안의 다른 실시 예에 따른 부분단면도이고, 도 6은 본 고안의 다른 실시 예에 따른 플랜지를 나타낸 사시도이며, 도 7은 본 고안의 다른 실시 예 에 따른 플랜지를 나타낸 단면도로서, 상기 매니폴드(2)와 보강판(3) 사이에는 상기 노즐(4)의 상단에 외측으로 그 외경이 단턱지게 확장되는 단턱부(41)에 상응하도록 내경이 단턱지게 축소되었다가 다시 확장되는 걸림부(61)가 형성되고, 상기 걸림부(61)가 형성된 부분의 외경면에는 내측으로 오목하게 형성되는 제3 곡선부(62)를 구비한 플랜지(6)가 추가로 형성되고;

상기 보강판(3)에는 노즐(4)이 관통 장착되도록 형성되는 노즐장착부(71)와, 상기 노즐장착부(71)의 상부로 상기 플랜지(6)의 하단 외경에 상응하도록 내경이 단턱지게 확장되는 플랜지 장착턱(72)과, 상기 플랜지 장착턱(72)의 상부로 그 내경이 확장되어 상기 플랜지(6)의 외경과 이격되도록 형성되는 공간부(73)로 이루어지는 노즐장착홀(7)이 형성됨을 특징으로 하는 사출성형기에 사용되는 수지분사장치의 열팽창 완충기구를 나타내었다.

상기 플랜지(6)도 전술한 부시링과 같이 수직압력에 의하여 상기 제3 곡선부(62)가 휘어지면서 높이가 낮아져 압력에 따른 팽창에 대응하도록 한 것이다.

하지만 상기 플랜지(6)의 특징은 노즐(4)이 장착된다는 것으로 이는 노즐(4)이 보강판(3)에 직접 장착되는 경우 노즐(4)과 보강판(3) 사이의 밀봉이 원활하지 않기에 플랜지(6)에 의하여 노즐이 장착되도록 하고 각 부품의 팽창에도 용융된 수지가 그 틈으로 새어나오지 않도록 밀봉상태를 유지하도록 한 것이다.

이의 동작은 열창에 의하여 노즐(4)의 상단이 가압되면 단턱부(41)가 수직입력을 받게 되고, 플랜지(6)의 저면은 상기 플랜지 장착턱(72)에 밀착되어 상기 수직압력에 대항하게 되어 상기 제3 곡선부(62)가 휘어지도록 한 것이다.

이때 상기 공간부(73)은 플랜지(6)가 압력을 받아 그 형상이 변형될 때에 이를 수용할 수 있도록 법선방향으로 소폭 이격되어 공간을 형성한 것으로 만일 이러한 공간부(73)가 없다면 본원에서의 플랜지(6)의 역할을 기대할 수 없게 된다.

도 1은 본 고안의 일 실시 예에 따른 단면도

도 2는 본 고안의 일 실시 예에 따른 부분단면도

도 3은 본 고안의 일 실시 예에 따른 부시링을 나타낸 사시도

도 4는 본 고안의 일 실시 예에 따른 부시링을 나타낸 단면도

도 5는 본 고안의 다른 실시 예에 따른 부분단면도

도 6은 본 고안의 다른 실시 예에 따른 플랜지를 나타낸 사시도

도 7은 본 고안의 다른 실시 예에 따른 플랜지를 나타낸 단면도

<도면 중 주요 부분에 대환 부호의 설명>

1 : 상고정판

11 : 노즐핀 통과홀

2 : 매니폴드

3 : 보강판

4 : 노즐

41 : 단턱부

5 : 부시링

51 : 저면 밀착부 52 : 제1 곡선부

53 : 상면 밀착부 54 : 제2 곡선부

6 : 플랜지

61 : 걸림부 62 : 제3 곡선부

7 : 노즐장착홀

71 : 노즐장착부 72 : 플랜지장착턱

73 : 공간부

Claims (2)

1. 수직방향으로 피스톤이 장착되고 상기 피스톤의 작동 공간과 연통한 노즐핀 통과홀(11)이 하방향으로 천공되어 있는 상고정판(1)과, 상기 상고정판(1) 하측에 소정간격 이격되어 배치되며 용융수지가 이동하는 수지유로가 형성되는 매니폴드(2)와, 상기 매니폴드(2) 하측에 배치되는 보강판(3)과, 상기 보강판(3)에 장착되어 상기 매니폴드(2)의 수지유로와 연결되어 이동되어 온 용융수지가 금형의 캐비티에 분사되도록 하단에 분사공이 형성된 노즐(4)로 구성된 사출성형기의 수지분사장치에 있어서;

   상기 상고정판(1)과 매니폴드(2)의 사이에는 중앙에 노즐핀이 통과할 수 있도록 링의 형상으로 이루어지며, 상기 매니폴드(2)의 상면에 상응하여 밀착되는 저면밀착부(51)와, 상기 저면밀착부(51)에서 법선방향으로 오목하게 형성되는 제1 곡선부(52)와, 상기 상고정판(1)의 저면에 상응하여 밀착되는 상면 밀착부(53)와, 상기 제1 곡선부(52)에 대응하는 내측면에는 오목하게 형성되는 제2 곡선부(54)가 형성되는 부시링(5)이 장착됨을 특징으로 하는 사출성형기에 사용되는 수지분사장치의 열팽창 완충기구.
2. 제 1항에 있어서, 상기 매니폴드(2)와 보강판(3) 사이에는 상기 노즐(4)의 상단에 외측으로 그 외경이 단턱지게 확장되는 단턱부(41)에 상응하도록 내경이 단턱지게 축소되었다가 다시 확장되는 걸림부(61)가 형성되고, 상기 걸림부(61)가 형 성된 부분의 외경면에는 내측으로 오목하게 형성되는 제3 곡선부(62)를 구비한 플랜지(6)가 추가로 형성되고;

   상기 보강판(3)에는 노즐(4)이 관통 장착되도록 형성되는 노즐장착부(71)와, 상기 노즐장착부(71)의 상부로 상기 플랜지(6)의 하단 외경에 상응하도록 내경이 단턱지게 확장되는 플랜지 장착턱(72)과, 상기 플랜지 장착턱(72)의 상부로 그 내경이 확장되어 상기 플랜지(6)의 외경과 이격되도록 형성되는 공간부(73)로 이루어지는 노즐장착홀(7)이 형성됨을 특징으로 하는 사출성형기에 사용되는 수지분사장치의 열팽창 완충기구.

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