KR100573802B1

KR100573802B1 - 사출금형용 핫런너시스템의 밸브장치

Info

Publication number: KR100573802B1
Application number: KR1020050100644A
Authority: KR
Inventors: 김수제
Original assignee: 주식회사 동명테크
Priority date: 2005-10-25
Filing date: 2005-10-25
Publication date: 2006-04-24
Also published as: KR20050107354A

Abstract

본 발명은 사출금형용 핫런너시스템의 밸브장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금형의 사출성형부로 플라스틱용액이 주입되는 것을 개폐하는 밸브장치의 실린더 하부에 다수개의 밸브핀을 설치함으로서, 하나의 실린더로서 다수개의 게이트를 동시에 개폐할 수 있어서 사출물의 다량 생산이 가능하고, 게이트간의 간격을 축소시킬 수 있게 되어 소형의 사출물을 저렴한 제품가격으로 다량 생산할 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 발명은 고정측상원판(1)에 게이트(2)를 갖는 핫런너노즐(3)이 결합되고, 고정측상원판(1)의 상부에는 내측에 수평런너(14)와 수직런너(15)가 연결되게 형성된 매니폴드(5)가 설치되며, 이 매니폴드(5)의 중앙상부에는 수평런너(14)와 통하는 주입구(11)를 형성하고 외주연에 히터(12)를 설치한 스크루부시(13)가 설치되고, 상기 매니폴드(5)의 상부에는 실린더(8)가 하향 설치되며, 고정측상원판(1)의 양측에 스페이서 블록(4)을 개재시킨 상태로 실린더(8)의 상부에 고정측설치판(6)이 설치되고, 상기 실린더(8)의 내측에 설치되는 피스톤(7)에 하향 설치되는 밸브핀(16)이 수직런너(15)와 핫런너노즐(3)로 삽입되어 게이트(2)를 개폐토록 설치된 사출금형용 핫런너시스템의 밸브장치에 있어서, 상기 실린더(8)의 하부몸체(8a) 하부에는 상부가 개방되게 삽입공간부(21)가 형성되고 삽입공간부(21) 하부의 몸체에 다수개의 핀구멍(22)이 하향 형성된 서브매니폴드(23)가 설치되고, 상기 서브매니폴드(23)의 삽입공간부(21)에는 중앙상부가 실린더(8)의 하부몸체(8a)를 하향 관통 한 피스톤로드(19)의 하단부에 설치되는 밸브핀고정대(20)가 삽입공간부(21) 내에서 승하강 자유롭게 설치되고, 상기 밸브핀고정대(20)에는 상기 서브매니폴드(23)에 형성된 핀구멍(22)을 하향 관통하는 다수개의 밸브핀(16)이 하향 설치되며, 상기 매니폴드(5)에는 다수개의 밸브핀(16)이 하향 관통될 핀구멍(25)과 수직런너(15)를 수평런너(14)와 통하게 형성하되, 핀구멍(25)은 수평런너(14)의 상측에 형성하고 수직런너(15)는 수평런너(14)의 하측에 형성하며, 매니폴드(5) 하측의 고정측상원판(1)에는 상기 각각의 밸브핀(16)이 삽입되는 핫런너노즐(3)이 하측에 게이트(2)를 형성한 노즐삽입홈(26)에 각각 삽입 설치되고, 상기 서브매니폴드(23)와 매니폴드(5)의 밸브핀(16)이 관통하는 부분에는 핀가이드(24)가 개재되게 설치된 것을 특징으로 한다.

사출, 실린더, 사출성형부, 플라스틱용액, 밸브장치, 게이트, 런너, 밸브핀사출물, 금형

Description

사출금형용 핫런너시스템의 밸브장치 {Valve equipment of hot runner system for injection molding}

도 1은 종래의 사출금형용 밸브장치를 나타내는 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 사출금형용 핫런너시스템의 밸브장치의 일실시예를 나타내는 단면도.

도 3은 도 2의 A-A선 단면도.

도 4는 도 2의 B-B선 단면도.

도 5는 도 4의 "C"부를 확대도시한 부분 단면도.

도 6은 본 발명에 따른 사출금형용 핫런너시스템의 밸브장치의 이실시예를 나타내는 단면도.

도 7은 도 6의 D-D선 단면도.

도 8은 도 6의 E-E선 단면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 고정측상원판 2 : 게이트 3 : 핫런너노즐

4 : 스페이서 블록 5 : 매니폴드 6 : 고정측설치판

7 : 피스톤 8 : 실린더 9 : 유입구

10 : 배출구 11 : 주입구 12 : 히터

13 : 스크루부시 14 : 수평런너 15 : 수직런너

16 : 밸브핀 17 : 지지구 18 : 노즐삽입홈

19 : 피스톤로드 20 : 밸브핀고정대 21 : 삽입공간부

22 : 핀구멍 23 : 서브매니폴드 24 : 핀가이드

25 : 핀구멍 26 : 노즐삽입홈 27 : 가동측하원판

28 : 사출성형부

도 1은 종래의 사출금형용 핫런너시스템의 밸브장치를 나타낸 것으로, 고정측 상원판(1)에는 하측에 게이트(2)를 형성한 노즐삽입홈(18)이 형성되어 이 노즐삽입홈에 핫런너노즐(3)이 하향 삽입되고, 고정측상원판(1)의 상부 양측에 스페이서블록(4)이 설치되며, 고정측상원판(1) 상측의 양측 스페이서블록(4)의 사이에는 고정측상원판(1) 및 스페이서 블록(4)과 일정 간격을 두고 이격되도록 매니폴드(5) 가 구비되어 있다.

그리고, 스페이서 블록(4)의 상부에 고정설치판(6)이 장착되며, 이때 고정설치판(6) 및 매니폴드(5) 사이가 일정 간격으로 이격되어 있다.

또한, 상기 핫런너노즐(3)에 대응하는 상측의 고정설치판(6)에는 내측에 피스톤(7)이 내장된 실린더(8)가 하측으로 관통되게 설치되고, 상기 고정설치판(6)의 외측에는 상기 실린더(8)로 유체압력이 출입하는 유입구(9)와 배출구(10)가 구비되어 있다.

그리고, 상기 매니폴드(4)의 중앙상부에는 내측중심부에 플라스틱용액이 주입되는 주입구(11)가 형성되고 외주연에 히터(12)를 설치한 스크루부시(13)가 고정설치판(6)을 관통하여 상향 설치되며, 매니폴드(5)의 내부에는 스크루부시(13)와 연통된 수평런너(14)가 수평으로 형성되고, 이 수평런너(14)의 끝단부에는 핫런너노즐(3)과 연통하는 수직런너(15)가 수직방향으로 형성되어 있다.

또한, 상기 실린더(8) 내의 피스톤(8)에는 밸브핀(16)이 하향 설치되는데, 이 밸브핀(16)은 매니폴드(5)의 수직런너(15)를 통하여 고정측상원판(1)의 게이트(2)에 이르도록 길게 하향 설치되어 상기 피스톤(8)의 승하강에 의해 고정측상원판(1)의 게이트(2)를 개폐할 수 있도록 되어 있다.

그리고, 고정 설치판(6)과 매니폴드(5)의 사이에는 밸브핀(16)의 승하강을 안내하는 지지구(17)가 개재되어 있다.

상기와 같은 종래의 사출금형용 핫런너 시스템의 밸브장치는 1개의 실린더(8)에 1개의 밸브핀(16)이 설치되어 있으므로, 실린더(8)가 한번 동작할 때 1개의 사출물이 나오게 되어 사출수량이 적어 생산성이 낮은 문제가 있었다.

위와 같이 실린더(8)가 한번 동작할 때 1개의 사출물이 나오는 상황에서 다량의 사출물을 생산하고자 하는 경우에는 금형수를 늘리거나, 금형의 크기를 크게 해야 하는데 이런 경우에 금형제작비용이 대폭 증가되므로, 사출물의 제조원가가 대폭상승되어 타사제품과의 상품경쟁력에서 뒤지게 되는 문제를 지니고 있었다.

또한, 종래의 사출금형용 밸브장치는 위에서 설명한 바와 같이 1개의 실린더(8)에 1개의 밸브핀(16)이 설치되어 있으므로, 소형의 제품을 사출 성형하는 경우에도 실린더의 크기는 일정한 크기를 유지하고 있게 되어 게이트간의 간격이 멀어지게 되었고, 그로 인하여 필요이상으로 금형의 크기가 커지게 되어 금형 값이 비싸질 수밖에 없는 문제를 아울러 지니고 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 1개의 실린더의 하측에 여러 개의 밸브핀이 설치될 수 있도록 함으로서, 1개의 실린더로서 다수개의 게이트를 동시에 개폐할 수 있어서 사출물의 다량 생산이 가능하고, 게이트간의 간격을 축소시킬 수 있게 되어 소형의 사출물을 경제적으로 다량 생산할 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 고정측상원판에 게이트를 갖는 핫런너노즐이 결합되고, 고정측상원판의 상부에는 내측에 수평런너와 수직런너가 연결되게 형성된 매니폴드가 설치되며, 이 매니폴드의 중앙상부에는 수평런너와 통하는 주입구를 형성하고 외주연에 히터를 설치한 스크루부시가 설치되고, 상기 매니 폴드의 상부에는 실린더가 하향 설치되며, 고정측상원판의 양측에 스페이서 블록을 개재시킨 상태로 실린더의 상부에 고정측설치판이 설치되고, 상기 실린더의 내측에 설치되는 피스톤에 하향 설치되는 밸브핀이 수직런너와 핫런너노즐로 삽입되어 게이트를 개폐토록 설치된 사출금형용 핫런너시스템의 밸브장치에 있어서, 상기 실린더의 하부몸체 하부에는 상부가 개방되게 삽입공간부가 형성되고 삽입공간부 하부의 몸체에 다수개의 핀구멍이 하향 형성된 서브매니폴드가 설치되고, 상기 서브매니폴드의 삽입공간부에는 중앙상부가 실린더의 하부몸체를 하향 관통한 피스톤로드의 하단부에 설치되는 밸브핀고정대가 삽입공간부 내에서 승하강 자유롭게 설치되고, 상기 밸브핀고정대에는 상기 서브매니폴드에 형성된 핀구멍을 하향 관통하는 다수개의 밸브핀이 하향 설치되며, 상기 매니폴드에는 다수개의 밸브핀이 하향 관통될 핀구멍과 수직런너를 수평런너와 통하게 형성하되, 핀구멍은 수평런너의 상측에 형성하고 수직런너는 수평런너의 하측에 형성하며, 매니폴드 하측의 고정측상원판에는 상기 각각의 밸브핀이 삽입되는 핫런너노즐이 하측에 게이트를 형성한 노즐삽입홈에 각각 삽입 설치된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 사출금형용 핫런너시스템의 밸브장치에 대하여 첨부된 도면 도 2 내지 도 8을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 2 내지 도 5에 도시된 본 발명의 일실시예부터 설명하기로 한다.

즉, 일실시예의 본 발명은 고정측상원판(1)에 게이트(2)를 갖는 노즐삽입홈(26)이 형성되어 이 노즐삽입홈(26)에 핫런너노즐(3)이 하향 결합되고, 고정측상원 판(1)의 상부에는 내측에 수평런너(14)와 수직런너(15)가 연결되게 형성된 매니폴드(5)가 설치되며, 이 매니폴드(5)의 중앙상부에는 수평런너(14)와 통하는 주입구(11)를 형성하고 외주연에 히터(12)를 설치한 스크루부시(13)가 설치되고, 상기 매니폴드(5)의 상부에는 실린더(8)가 하향 설치되며, 고정측상원판(1)의 양측에 스페이서 블록(4)을 개재시킨 상태로 실린더(8)의 상부에 고정측설치판(6)이 설치되고, 상기 실린더(8)의 내측에 설치되는 피스톤(7)에 하향 설치되는 밸브핀(16)이 수직런너(15)와 핫런너노즐(3)로 삽입되어 게이트(2)를 개폐토록 설치된 사출금형용 핫런너시스템의 밸브장치에 관한 것이다.

상기 실린더(8)의 하부몸체(8a) 하부에는 상부가 개방되게 삽입공간부(21)가 형성되고 삽입공간부(21) 하부의 몸체에 다수개의 핀구멍(22)이 하향 형성된 서브매니폴드(23)가 설치되고, 상기 서브매니폴드(23)의 삽입공간부(21)에는 중앙상부가 실린더(8)의 하부몸체(8a)를 하향 관통한 피스톤로드(19)의 하단부에 설치되는 밸브핀고정대(20)가 삽입공간부(21) 내에서 승하강 자유롭게 설치되고, 상기 밸브핀고정대(20)에는 상기 서브매니폴드(23)에 형성된 각각의 핀구멍(22)을 하향 관통하는 다수개의 밸브핀(16)이 하향 설치되어 있다.

그리고, 상기 매니폴드(5)에는 다수개의 밸브핀(16)이 하향 관통될 핀구멍(25)과 수직런너(15)를 수평런너(14)와 통하게 각각 형성하되, 핀구멍(25)은 수평런너(14)의 상측에 형성하고 수직런너(15)는 수평런너(14)의 하측에 형성하고 있다.

매니폴드(5) 하측의 고정측상원판(1)에는 상기 각각의 밸브핀(16)이 삽입되 는 핫런너노즐(3)이 설치되는데, 이 핫런너노즐(3)이 설치되는 노즐삽입홈(26)은 공지된 바와 동일하게 하측에 플라스틱용액이 나오는 게이트(2)가 형성되어서 상기 다수개의 밸브핀(16)이 각각의 게이트(2)를 개폐하게 되는 것이며, 상기 서브매니폴드(23)와 매니폴드(5)의 밸브핀(16)이 관통하는 부분에는 핀가이드(24)가 개재되게 설치되어 있다.

그리고, 상기 상부 일측에는 유체압력이 출입하는 유입구(9)와 배출구(10)가 구비되어 있으며, 고정측상원판(1)과 착탈되는 가동측하원판(27)이 구비되고 이 가동측하원판(27)과 고정측상원판(1)이 접하는 게이트(2) 부근에는 사출물을 성형하기 위한 사출성형부(28)가 형성되어 있는 것은 공지된 것과 동일한 것이다.

다음은 도 6 내지 도 8에 도시된 이실시예는 도 2 내지 도 5에 도시된 일실시예와 전체적으로 동일하나, 단지 다른점은 밸브핀고정대(20)의 하부에 스프링(29)을 설치하여 게이트(2)를 막고 있던 밸브핀(16)과, 그 밸브핀(16)이 설치된 밸브핀고정대(20)를 스프링(29)의 탄력으로 상승시키도록 한 구성만 추가된 것이므로 일이실시예의 동일한 구성에 대한 설명을 생략한다.

상기와 같이 구성되어 있는 본 발명의 작용 관계를 도 2 내지 도 8을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 2 내지 도 5에 도시된 일실시예의 사출금형용 핫런너시스템의 밸브장치의 작용관계는, 플라스틱 용액이 주입되는 스크루부시(13)와, 사출성형부(28)로 플라스틱 용액을 주입하는 핫런너노즐(3)의 외주연에는 히터(12,12a)가 설치된 상태에서 발열하고 있는 상태에서 상기 스크루부시(13)의 주입구(11)로 플라스틱 용액이 주입되면, 고열에 의해 용융된 플라스틱 용액이 주입구(11)와 연통된 수평런너(14)와, 이 수평런너(14)와 수직방향으로 연통된 다수개의 수직런너(15)로 흘러들어가게 되다.

이렇게 다수개의 수직런너(15)로 유입된 플라스틱 용액은 각각의 수직런너(15)의 하방에 연통되게 연결된 핫런너노즐(3)의 내부로 유입되게 된다. 이때, 실린더(8) 내의 피스톤(7)이 아래로 내려온 상태이고 피스톤(7)의 하단에 설치된 밸브핀고정대(20)에 하향 설치된 다수개의 밸브핀(16)이 핫런너노즐(3)의 내부로 삽입되어 게이트(2)를 막고 있는 상태이므로, 도 2와 같이 게이트(2)를 통해 플라스틱 용액이 나올 수 없는 상태가 된다.

이 상태에서 사출성형부(28)로 플라스틱 용액을 주입시켜 사출물을 사출 성형하고자 하는 경우에는 배출구(10) 내의 피스톤(7)이 상승하도록 도 2의 배출구(10)로 유체압력이 유입되고 유입구(9)로 피스톤(7) 상측 공간의 압력이 배출됨에 따라 피스톤(7)이 상승하게 되고, 이렇게 피스톤(7)이 상승함에 따라 피스톤(7)의 하측에 설치된 밸브핀고정대(20)도 상측으로 올라가게 된다.

상기 밸브핀고정대(20)는 실린더(8) 하측의 서브매니폴드(23)의 삽입공간부(21) 내에서 상승하게 되는 것이며, 이 밸브핀고정대(20)에는 다수개의 밸브핀(16)이 하향 설치되어 있음에 따라 상기 밸브핀고정대(20)가 상승할 때 밸브핀(16)도 함께 상승하게 되어 도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이 핫런너노즐(3) 하측의 게이트(2)를 개방하여 그 개방된 게이트(2)를 통하여 플라스틱 용액이 사출성형부(28)로 유입되게 된다.

상기와 같이 사출성형부(28)로 일정량의 플라스틱 용액이 삽입되고 난 뒤에는 각각의 밸브핀(16)이 하강하면서 각각의 게이트(2)를 막아서 더 이상 플라스틱 용액이 나오지 않게 하며, 이와 같이 사출성형부(28)으로 유입된 플라스틱 용액이 응고하여 사출성형부(28)의 형상대로 사출물을 성형하게 되는 것이다.

위와 같이 밸브핀(16)이 상승하게 되는 것은 실린더(8)의 유입구(9)로 유체압력이 유입되고, 배출구(10)로는 피스톤(7) 하측의 유체압력이 배출됨에 따라 피스톤(7)을 비롯한 밸브핀고정대(20)와 밸브핀고정대(20)에 하향 설치된 여러개의 밸브핀(16)이 함께 상승하게 되는 것은 당연한 것이다.

상기와 같이 본 발명은 도 2에서 보는 바와 같이 1개의 실린더(8)의 하부에 여러개의 밸브핀(16)이 설치되고, 그 밸브핀(16)의 수량에 맞게 여러개의 핫런너노즐(3)이 각각 설치됨에 띠라서 1개의 실린더(8)로서 여러개의 핫런너노즐(3)를 한꺼번에 개폐할 수 있게 되는 것이다.

참고로 도면 설명에서 도 4를 도 2의 B-B선 단면도라고 하였으나, 도 2는 다수의 밸브핀(16)이 하강하여 게이트(2)을 막은 상태를 도시한 것이고, 도 4 및 도 5는 밸브핀(16)이 상승하여 게이트(2)를 개방시킨 상태를 나타내는 것이다.

다음은 도 6내지 도 8에 도시된 이실시예는 도 2 내지 도 5에 도시된 일실시예와 전체적으로 동일하나, 단지 다른점은 밸브핀고정대(20)의 하부에 스프링(29)을 설치하여 게이트(2)를 막고 있던 밸브핀(16)과, 그 밸브핀(16)이 설치된 밸브핀고정대(20)를 상승시키는 동작을 스프링의 탄력을 함께 이용하도록 한 구성만 추가된 것이므로 일이실시예의 동일한 작용관계에 대한 구체적인 설명을 생략한다.

상기와 같이 본 발명의 사출금형용 핫런너시스템의 밸브장치는, 1개의 실린더의 하측에 여러 개의 밸브핀이 설치될 수 있도록 함으로서, 1개의 실린더로서 다수개의 게이트를 동시에 개폐할 수 있어서 사출물의 다량 생산이 가능한 효과와, 게이트간의 간격을 축소시킬 수 있게 되어 소형의 사출물을 경제적으로 다량 생산할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

고정측상원판(1)에 게이트(2)를 갖는 핫런너노즐(3)이 결합되고, 고정측상원판(1)의 상부에는 내측에 수평런너(14)와 수직런너(15)가 연결되게 형성된 매니폴드(5)가 설치되며, 이 매니폴드(5)의 중앙상부에는 수평런너(14)와 통하는 주입구(11)를 형성하고 외주연에 히터(12)를 설치한 스크루부시(13)가 설치되고, 상기 매니폴드(5)의 상부에는 실린더(8)가 하향 설치되며, 고정측상원판(1)의 양측에 스페이서 블록(4)을 개재시킨 상태로 실린더(8)의 상부에 고정측설치판(6)이 설치되고, 상기 실린더(8)의 내측에 설치되는 피스톤(7)에 하향 설치되는 밸브핀(16)이 수직런너(15)와 핫런너노즐(3)로 삽입되어 게이트(2)를 개폐토록 설치된 사출금형용 핫런너시스템의 밸브장치에 있어서,

상기 실린더(8)의 하부몸체(8a) 하부에는 상부가 개방되게 삽입공간부(21)가 형성되고 삽입공간부(21) 하부의 몸체에 다수개의 핀구멍(22)이 하향 형성된 서브매니폴드(23)가 설치되고,

상기 서브매니폴드(23)의 삽입공간부(21)에는 중앙상부가 실린더(8)의 하부몸체(8a)를 하향 관통한 피스톤로드(19)의 하단부에 설치되는 밸브핀고정대(20)가 삽입공간부(21) 내에서 승하강 자유롭게 설치되고, 상기 밸브핀고정대(20)에는 상기 서브매니폴드(23)에 형성된 핀구멍(22)을 하향 관통하는 다수개의 밸브핀(16)이 하향 설치되며,

상기 매니폴드(5)에는 다수개의 밸브핀(16)이 하향 관통될 핀구멍(25)과 수 직런너(15)를 수평런너(14)와 통하게 형성하되, 핀구멍(25)은 수평런너(14)의 상측에 형성하고 수직런너(15)는 수평런너(14)의 하측에 형성하며,

매니폴드(5) 하측의 고정측상원판(1)에는 상기 각각의 밸브핀(16)이 삽입되는 핫런너노즐(3)이 하측에 게이트(2)를 형성한 노즐삽입홈(26)에 각각 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 사출금형용 핫런너시스템의 밸브장치.
제 1항에 있어서, 상기 밸브핀고정대(20)의 하측에는 스프링(29)이 탄력적으로 설치된 것을 특징으로 하는 사출금형용 핫런너시스템의 밸브장치.