(57)【要約】  本発明は熱膨張補償器具が備えられたホットランナーを開示する。本発明による熱膨張補償器具が備えられたホットランナーは電熱線によって高温に加熱されるマニホールドの熱膨張によってマニホールドと樹脂との連結部位がずれることを補償して、隙間の発生による樹脂の漏出を防止し、また樹脂の流動性を良好に保持することにより、結果的に、マニホールドとノズルとの間の機構的整列を簡素化した構造によって信頼性を高く保障することができる熱膨張補償器具が備えられたホットランナーを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に樹脂が流動される樹脂流路及びこの樹脂流路と連結されるもので、拡張された直径を有するノズル装着孔を備えるマニホールドと、
前記マニホールドのノズル装着孔に上端が連結され、下端は金型のキャビティに連結されて樹脂を注入し、内部には前記樹脂流路に連結される樹脂路が形成された管状のノズルと、
前記マニホールドの熱膨脹によるノズルの位置ずれを補償する熱膨脹補償器具とを含むホットランナー装置において、
前記熱膨脹補償器具は、
前記マニホールド及びノズルに対して相対的に熱膨脹率の大きい金属で成形され、内部には樹脂流路と樹脂路と同じ直径を有する樹脂連結路が貫通して形成される管状の連結要素で、前記ノズルの装着孔の内面に嵌め込まれる固定フランジ部と、この固定フランジ部で下向きに延長されるもので、前記ノズル装着孔に対して減少された直径を有することにより変形補償隙間を形成する変形管部と、この変形管部で下向きに延長されるもので、前記ノズルの上端内部に形成されて樹脂路に連結され、樹脂路に対して拡張された直径を有する設置溝に嵌合されるように組み立てられるノズル組立部とからなる熱変形ガスケットブッシングを含んで構成されることを特徴とする熱膨脹補償器具が備えられたホットランナー装置。
【請求項２】
前記熱変形ガスケットブッシングの変形管部は、前記固定フランジ部に対して減少された厚さを有する円筒管状に備えられるか、または前記マニホールドの熱膨脹による変形を誘導するように外面に螺旋または凹凸または皺形態の模様を形成することを特徴とする請求項１に記載の熱膨脹補償器具が備えられたホットランナー装置。
【請求項３】
前記熱膨脹補償器具は、前記熱変形ガスケットブッシングの外面一部を囲む管状の要素で、前記熱変形ガスケットブッシングに対して熱膨脹率の小さい金属素材で形成されるカバーブッシングをさらに含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の熱膨脹補償器具が備えられたホットランナー装置。
【請求項４】
前記カバーブッシングは、前記熱変形ガスケットブッシングの固定フランジ部の下端にその上端が接触されながら前記変形管部の外面に変形補償隙間を形成するように備えられるブッシングボディー部と、前記ブッシングボディー部で下向きに延長されて、その下端がノズルの上端外面に嵌合されるように組み立てられる嵌合部とを含んで構成されることを特徴とする請求項３に記載の熱膨脹補償器具が備えられたホットランナー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金型のキャビティに溶融樹脂を注入するためのマニホールドとノズルを含むホットランナー装置に関するもので、より詳しくは、電熱線により高温に加熱されるマニホールドの熱膨脹によってマニホールドと樹脂の連結部位がずれることを防止して、隙間の発生による樹脂の漏出を防止して、樹脂の流動性を良好に保持させ、同時にマニホールドとノズルとの間の機構的な整列安定性を保障することができる熱膨脹補償器具が備えられたホットランナー装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プラスチック製品を成形するホットランナー装置は、樹脂を溶融したシリンダーから樹脂原料をマニホールドに注入させ、注入された樹脂はマニホールド内に分岐形成された樹脂流路に沿って均等に分配されてマニホールドの下部に結合された一つ以上のノズルにそれぞれ供給されて、製品を成形するための金型である上・下コアが形成する成形空間、即ちキャビティに注入する装置である。
【０００３】
即ち、上記ホットランナー装置は溶融状態の樹脂を液状状態で金型に注入するための装置であって、上記金型は互いに対称になるように上・下部コアに分けられ、上記上部コアには下部コアに形成された成形空間であるキャビティに樹脂を均一に注入することができるようにするためのマニホールドが連結され、上記マニホールドの底面には下部金型のキャビティに樹脂を注入するための注入要素であるノズルが複数備えられて、キャビティに高い圧力で樹脂を充填する。このように充填された樹脂が固化されると上・下部金型を互いに分離して成形された製品を取り出す。
【０００４】
ここで、上記マニホールドは内部に溶融状態の樹脂が移動される分岐された樹脂流路が形成され、この樹脂流路の周りに配置されて樹脂が固化されることが防止されるように、電気の供給により発熱する発熱体である電熱線が設置される。そして、上記樹脂流路に連結されて、樹脂をノズルに案内するためのノズル装着孔と上記分岐された樹脂流路に溶融樹脂を供給するように射出成型機のシリンダーと連結される樹脂流入孔が形成される構造である。
【０００５】
そして、上記ノズルは上記マニホールドのノズル装着孔に上端部が連結されて樹脂が供給されるように構成される。このようなノズルは高圧の空気が供給されるエアシリンダー内のピストンの昇降動作に連動してノズルの入口を制約するピンタイプと、金型と当接するノズルの末端部の温度差による樹脂の固化及び溶融現象を利用したピンレスタイプに分けられる。
【０００６】
しかしながら、従来技術によるホットランナー装置は金属で製作されたマニホールドがヒーターである電熱線によって高温に加熱され、熱膨脹現象により位置変位が発生する。このような位置変位がノズルの連結部位に作用することにより結果的にノズルの中心がずれるようになるオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）現象が発生する。
【０００７】
このように、マニホールドとノズルの位置がずれる場合、結果的にマニホールドとノズルとの連結部位に隙間が発生して、これを通じて樹脂が漏れるだけでなく、溶融樹脂の円滑な供給及び流れが行われなくなる問題点があった。
【０００８】
このような問題点を解決するために、従来の技術として、特許文献１における「射出成型機」では、熱膨脹に連動するブッシュによって熱膨脹にも装置の内部で緩衝力のような力を作用して装置の損傷を防止するようにする方案が提示された。
【０００９】
しかしながら、従来技術によるマニホールドの熱膨脹によるノズルの位置がずれることを防止するための技術は、構造が複雑で、加工が難解であるとともに、製作費用が上昇されるという問題点があり、またメンテナンスが困難であるという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】韓国登録特許第１０−０６６９１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記のような従来技術の問題点を解決するために創出されたもので、本発明の目的は、マニホールドの熱膨脹によるノズルの連結部位で発生する位置偏差を補償するようにしてノズルの位置を安定的に保持されることができるようにして製品に対する信頼性を保障することができる熱膨脹補償器具が備えられたホットランナー装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は簡単な構造により経済的な製作及びメンテナンスの便宜性を高めることができる熱膨脹補償器具が備えられたホットランナー装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達するための本発明の好ましい一実施例による熱膨脹補償器具が備えられたホットランナー装置は、内部に樹脂が流動される樹脂流路及びこの樹脂流路に連結されるもので、拡張された直径を有するノズル装着孔を備えるマニホールドと、上記マニホールドのノズル装着孔に上端が連結され、下端は金型のキャビティに連結されて樹脂を注入し、内部には上記樹脂流路に連結される樹脂路が形成された管状のノズルと、上記マニホールドの熱膨脹によるノズルの位置ずれを補償する熱膨脹補償器具とを含むホットランナー装置において、上記熱膨脹補償器具は、上記マニホールド及びノズルに対して相対的に熱膨脹率の高い金属で成形され、内部には樹脂流路と樹脂路と同じ直径を有する樹脂連結路が貫通して形成される管状の連結要素で、上記ノズルの装着孔の内面に嵌め込まれる固定フランジ部及びこの固定フランジ部で下向きに延長されるもので、上記ノズル装着孔に対して減少された直径を有することにより変形補償隙間を形成する変形管部及びこの変形管部で下向きに延長されるもので、上記ノズルの上端内部に形成され、樹脂路に連結され、樹脂路に対して拡張された直径を有する設置溝に嵌合されて組み立てられるノズル組立部で構成される熱変形ガスケットブッシングを含んで構成されることをその特徴とする。
【００１４】
本発明の好ましい一特徴として、上記熱変形ガスケットブッシングの変形管部は、上記固定フランジ部に対して減少された厚さを有する円筒管状に備えられるかまたは上記マニホールドの熱膨脹による変形を誘導するように外面に螺旋または凹凸または皺形態の模様に形成したことにある。
【００１５】
本発明の好ましい他の特徴として、上記熱膨脹補償器具は、上記熱変形ガスケットブッシングの外面一部を囲む管状の要素で、上記熱変形ガスケットブッシングに対して熱膨脹率の低い金属素材で形成されるカバーブッシングをさらに含んで構成されることにある。
【００１６】
本発明の好ましいまた他の特徴として、上記カバーブッシングは、上記熱変形ガスケットブッシングの固定フランジ部の下端にその上端が接触されながら、上記変形管部の外面に変形補償隙間を形成するように備えられるブッシングボディー部と、上記ブッシングボディー部で下向きに延長されてその下端がノズルの上端外面に嵌め込まれて組み立てられる嵌合部とを含んで構成されることにある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による熱膨脹補償器具が備えられたホットランナー装置は、マニホールドの熱膨脹によるノズルの位置を補償することができることにより、マニホールドとノズルとの連結部位に隙間が発生することを防止して、樹脂の漏出による弊害を予め遮断することができるという利点がある。
【００１８】
また、簡単な構造により経済的な製作と普及が可能であり、同時にメンテナンスの便宜性が保障されることにより、製品に対する信頼性を高めることができるので、産業上非常に有用な効果が期待される。
【００１９】
本発明の特徴及び利点は添付図面に基づいた後の詳細な説明によりさらに明らかになる。また、本明細書及び特許請求の範囲に用いられた用語や単語は通常的で辞書的な意味に解釈されてはならなく、発明者が自分の発明を最善な方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に即して、本発明の技術的思想に適する意味と概念に解釈すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による熱膨脹補償器具が備えられたホットランナー装置の一実施例を説明するための断面図。
【図２】図１のマニホールドの熱膨脹による補償器具の作用を説明するための要部拡大図。
【図３】本発明による熱膨脹補償器具が備えられたホットランナー装置の他の実施例を説明するための断面図。
【図４】図１のマニホールドの熱膨脹による補償器具の作用を説明するための要部拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付された図面を参照して本発明による熱膨脹補償器具が備えられたホットランナー装置を説明すれば次の通りである。まず、図面において、同じ構成要素または部品は同じ符号で示していることに留意すべきである。本発明を説明する際に係わる公知機能あるいは構成に対する具体的な説明は本発明の要旨を曖昧しないように省略する。
【００２２】
図１は本発明による熱膨脹補償器具が備えられたホットランナー装置の一実施例を説明するための断面図であり、図２は図１のマニホールドの熱膨脹による補償器具の作用を説明するための要部拡大図である。
【００２３】
図面には、射出機（図示しない）から樹脂を受けて内部の樹脂流路１１を通じて分岐してノズル２０に案内するためのマニホールド１０と、上記マニホールド１０の下部に結合されて上コアと下コアとからなる金型のキャビティに樹脂を注入するためのノズル２０と、上記マニホールド１０とノズル２０とを連結する要素で、上記マニホールド１０の熱膨脹による位置変位を補償してノズル２０の位相を保持させる補償要素である熱膨脹補償器具３０とが示されている。
【００２４】
以上の図面を参照して本発明の好ましい一実施例による熱膨脹補償器具が備えられたホットランナーバルブ装置の構成を説明する。
【００２５】
まず、本発明の熱膨脹補償器具が備えられたホットランナー装置は、大体射出機から樹脂を受けるもので、下面に複数のノズルが装着されるマニホールド１０と、上記マニホールド１０の下面に装着されて樹脂を受けて金型のキャビティの内部に注入するためのノズル２０と、上記マニホールド１０の熱膨脹によるマニホールド１０とノズル２０との連結部位の間の変位量を補償するための熱膨脹補償器具３０とで構成される。
【００２６】
まず、本発明で引用される射出機は、樹脂を溶融して、これを所定圧力で吐出する装備で、公知技術によって実施されることができるので、詳細な説明は省略する。
【００２７】
マニホールド１０は内部に溶融状態の樹脂が移動される分岐された樹脂流路１１が形成され、この樹脂流路１１の周りには移動される樹脂が固化されないように電気供給によって発熱する電熱線（図示しない）が埋設される。
【００２８】
また、上記マニホールド１０は下面に樹脂流路１１と連結されるもので、ノズル２０が設置されるノズル装着孔１３が形成され、この時の上記ノズル装着孔１３は上記樹脂流路１１に対して拡張された直径を有するように備えられる。
【００２９】
このような構成のマニホールド１０は公知技術によって実施されるので、詳細な説明は省略する。
【００３０】
ノズル２０は上記マニホールド１０のノズル装着孔１３に上端部が連結されて樹脂を受けるもので、その下端部が金型のキャビティに連結される構成により上記マニホールド１０から受けた樹脂をキャビティに案内する。
【００３１】
このようなノズル２０は内部に樹脂が流動されることができるように垂直に貫通された樹脂路２１が形成された管状に形成されたもので、下部は下側に行くほど直径が減小するように形成され、その外面には内部の樹脂路２１に移動される樹脂が固化されないように外部から電源を受けて発熱するヒーター線２７が巻かれる構成である。
【００３２】
このような構成のノズル２０は成型品の形態や大きさによって適切に設計変形されることができるもので、公知技術によって実施されることができるので詳細な説明は省略する。
【００３３】
熱膨脹補償器具３０は本発明の主な技術的特徴を有する要素で、図１及び図２に示すように、上記マニホールド１０及びノズル２０に対して相対的に熱膨脹係数の高い即ち熱膨脹率の大きい素材で成形される。
【００３４】
本実施例における熱膨脹補償器具３０は上記マニホールド１０の樹脂流路１１と上記ノズル２０の樹脂路２１と同じ直径を有する樹脂連結路３１ａが貫通して形成された管状の熱変形ガスケットブッシング３１と、上記熱変形ガスケットブッシング３１の外面を囲むように備えられるもので、上記熱変形ガスケットブッシング３１に対して熱膨脹係数の低い即ち熱膨脹率の低い金属で提供されるカバーブッシング３５とで提供される。
【００３５】
熱変形ガスケットブッシング３１は上記マニホールド１０のノズル装着孔１３の内面に嵌合されるように組み立てられる固定フランジ部３１ｂと、上記固定フランジ部３１ｂで下向きに延長されるもので、上記ノズル装着孔１３に対して減少された直径を有するように形成されることにより、変形補償隙間ｇを形成する変形管部３１ｃと、この変形管部３１ｃで下向きに延長されるもので、上記ノズル２０の上端内部に形成されて樹脂路２１に連結され、上記樹脂路２１に対して拡張された直径を有する設置溝２３に嵌合されるように組み立てられるノズル組立部３１ｄとで構成される。
【００３６】
上記固定フランジ部３１ｂは、図面に示すように、上記ノズル装着孔１３の内部上端に嵌合されるように備えられる要素で、上記変形管部３１ｃに対して相対的に厚さが厚く提供される。これは上記マニホールド１０が熱膨脹によって変形される場合でも相対的に厚さが厚い部分である固定フランジ部３１ｂで容易に変形が発生されないようにして、上記ノズル装着孔１３に密着して嵌め込まれた状態を保持することができるようにするためである。
【００３７】
上記変形管部３１ｃは上記固定フランジ部３１ｂに対して相対的に薄い厚さを有するように備えられ、これは上記マニホールド１０が熱膨脹する時、膨脹による円滑な変形を誘導するためである。このような変形管部３１ｃは外面に上記マニホールド１０の熱膨脹による変位を補償するための変形補償隙間ｇが提供され、この時の上記変形補償隙間ｇは上記マニホールド１０の熱膨脹率を適切に考慮して反映されることができ、通常０．１〜３ｍｍの範囲で提供されることが好ましい。
【００３８】
一方、上記変形管部３１ｃは上記マニホールド１０の熱膨脹による変形時に破損が防止されることができるように、図３に示すように、外面に螺旋または凹凸または皺形態の模様を形成することが好ましい。
【００３９】
上記ノズル組立部３１ｄは、図面に示すように、上記ノズル２０の上端に形成された設置溝２３に嵌合される構成である。この時の上記設置溝２３は樹脂路２１と連結されるもので、樹脂路２１に対して拡張された直径を有するように備えられ、上記ノズル組立部３１ｄは上記設置溝２３に嵌合されるように組み立てられる。
【００４０】
一方、上記ノズル組立部３１ｄは上記設置溝２３と相互段差を有して嵌合される構造で組み立てられることが好ましい。
【００４１】
このように構成される本発明の一実施例による熱膨脹補償器具が備えられたホットランナー装置の作用を図２を参照して説明すれば、左側のＡに示すように、熱膨脹が発生しない状態ではマニホールド１０の樹脂流路１１とノズル２０の樹脂路２１そして熱変形ガスケットブッシング３１の樹脂連結路３１ａが一直線上に配置された状態を保持する。
【００４２】
このような状態で、上記マニホールド１０が電熱線によって持続的に加熱されることにより熱膨脹が発生すれば、図２の右側図面であるＢに示すように、上記ノズル２０を基準としてマニホールド１０の樹脂流路１１が一側に変位される。
【００４３】
この時、本発明の熱膨脹補償器具３０を構成する熱変形ガスケットブッシング３１は変形管部３１ｃが上記マニホールド１０の熱膨脹変形量だけ図面のように変形されるにより結果的に上記ノズル２０の位置はそのまま保持されながら上記マニホールド１０の熱膨脹による変位を補償するようになる。
【００４４】
即ち、上記熱変形ガスケットブッシング３１は上記マニホールド１０の樹脂流路１１と上記ノズル２０の樹脂路２１を安定的に連結して保持させることができることにより、隙間の発生を遮断して樹脂の漏出発生を防止することができる。
【００４５】
図３は本発明による熱膨脹補償器具が備えられたホットランナー装置の他の実施例を説明するための断面図であり、図４は図３のマニホールドの熱膨脹による補償器具の作用を説明するための要部拡大図で、本実施例における熱膨脹補償器具が備えられたホットランナー装置は前述した一実施例の構成と大同小異である。ただ本実施例における熱膨脹補償器具が備えられたホットランナー装置は、熱膨脹補償器具３０を構成する熱変形ガスケットブッシング３１の外面にカバーブッシング３５を付加構成することを特徴とする。
【００４６】
即ち、本実施例は熱変形ガスケットブッシング３１の機構的な安定性を高め、急激な変形による破損を抑制することができるように、上記熱変形ガスケットブッシング３１の外面の一部を上記熱変形ガスケットブッシング３１に対して熱膨脹係数の低い即ち熱膨脹率の低いカバーブッシング３５で囲むように構成したことをその技術的特徴とする。
【００４７】
本実施例における熱変形ガスケットブッシング３１とカバーブッシング３５を説明すれば次の通りである。
【００４８】
まず、熱変形ガスケットブッシング３１は上記マニホールド１０のノズル装着孔１３の内面に嵌合されるように組み立てられる固定フランジ部３１ｂと、上記固定フランジ部３１ｂで下向きに延長されるもので、上記ノズル装着孔１３に対して減少された直径を有するように形成されることにより、変形補償隙間ｇを形成する変形管部３１ｃと、この変形管部３１ｃで下向きに延長されるもので、上記ノズル２０の上端内部に形成されて樹脂路２１に連結され、上記樹脂路２１に対して拡張された直径を有する設置溝２３に嵌合されるように組み立てられるノズル組立部３１ｄとで構成される。
【００４９】
このような構成の熱変形ガスケットブッシング３１は前述した一実施例の構成と大同小異であるので詳細な説明は省略する。
【００５０】
次に、本実施例における特徴的な構成であるカバーブッシング３５は上記熱変形ガスケットブッシング３１の外面一部を囲む管状の要素で、上記熱変形ガスケットブッシング３１に対して熱膨脹係数の低い即ち熱膨脹率の低い金属素材で形成される。
【００５１】
このようなカバーブッシング３５は、図３及び図４に示すように、上記熱変形ガスケットブッシング３１の固定フランジ部３１ｂの下端にその上端が接触されながら上記変形管部３１ｃの外面に変形補償隙間ｇを形成するように備えられるブッシングボディー部３５ａと、上記ブッシングボディー部３５ａで下向きに延長されて、その下端がノズルの上端外面に嵌合されるように組み立てられる嵌合部３５ｂとで構成される。
【００５２】
一方、上記ブッシングボディー部３５ａは外側に上記ノズル装着孔１３の内面と隙間ｃを置いて組み立てられることができるように、上記ノズル装着孔１３に対して減少された直径を有することが好ましい。これは、上記ブッシングボディー部３５ａもマニホールド１０の熱膨脹が発生された時に水平方向への変形ができるようにするためである。
【００５３】
このようなカバーブッシング３５は、上記マニホールド１０とノズル２０にそれぞれ接触されるように備えられるもので、熱伝導性の優れた金属材で形成されることが好ましく、また、上記熱変形ガスケットブッシング３１に対して熱膨脹率の低い金属で形成されることが好ましい。一例として、上記熱変形ガスケットブッシング３１が銅で加工される場合には、上記カバーブッシング３５は銅成分を含有した合金素材で提供される。これは上記カバーブッシング３５は上記熱変形ガスケットブッシング３１が急激な変形を誘発して破損されることを抑制するようにその外側で支持する役割を果たすとともに、上記マニホールド１０とノズル２０との連結部位の構造的な補強を高める役割を果たすためである。
【００５４】
一方、本発明は記載された実施例に限定されるのではなく、適用部位を変更して使用することが可能であり、本発明の思想及び範囲を逸脱しない範囲内で多様に修正及び変形することができることは当該技術分野において通常の知識を有する者にとって自明である。従って、そのような変形例または修正例は本発明の特許請求範囲に属するものとすべきである。
【図１】
2016532583.tif 000003
【図２】
2016532583.tif 000004
【図３】
2016532583.tif 000005
【図４】
2016532583.tif 000006
【国際調査報告】
2016532583.tif 000007
2016532583.tif 000008
2016532583.tif 000009
2016532583.tif 000010