KR101252574B1

KR101252574B1 - 사출성형 금형의 핫 런너 시스템용 이중밸브핀 노즐장치

Info

Publication number: KR101252574B1
Application number: KR1020110014689A
Authority: KR
Inventors: 윤장희; 김종섭
Original assignee: 지이엠(주)
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2013-04-09
Also published as: KR20120095180A

Abstract

본 발명은 사출성형 금형의 핫 런너 시스템의 매니폴드(manifold) 하부에 설치되어 금형 내 캐비티(cavity) 안에 용융수지를 주입하는, 이중밸브핀을 지닌 노즐장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 이중밸브핀 노즐장치는, 상단부는 고정측 금형에 고정체결되고, 하단부는 제품이 성형되는 캐비티 내에 돌출되는 고정 밸브핀; 내부에 고정 밸브핀이 삽입되는 길이방향의 홀이 형성되어, 고정 밸브핀을 따라 상하 이동이 가능하게 장착되는 이동 밸브핀; 이동 밸브핀을 상하 이동시키는 밸브핀 구동유닛; 및 고정 밸브핀 및 이동 밸브핀이 삽입되는 밸브핀 통로와, 캐비티 내로 용융수지가 공급되는 수지 통로가 내부에 형성된 노즐;을 포함하며, 노즐의 수지 통로를 통해 캐비티 내에 용융수지가 주입되는 게이트가 이동 밸브핀에 의해 개방 또는 폐쇄되는 것을 특징으로 한다.

Description

사출성형 금형의 핫 런너 시스템용 이중밸브핀 노즐장치{A NOZZLE APPRATUS WITH DOUBLE VALVE PINS FOR HOT RUNNER SYSTEM OF INJECTION MOULD}

본 발명은 사출성형 금형의 핫 런너 시스템의 노즐장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 핫 런너 시스템의 매니폴드(manifold) 하부에 설치되어 금형 내 캐비티(cavity) 안에 용융수지를 주입하는, 이중밸브핀을 지닌 노즐장치에 관한 것이다.

일반적으로 사출성형에 있어서 콜드 런너 시스템(cold runner system)의 경우에는 금형 내 용융수지의 유로인 런너 부위의 용융수지가, 금형 내 제품을 성형하는 캐비티 내의 용융수지와 함께 냉각 고화되고 성형된 제품과 함께 취출되어서, 취출된 성형제품으로부터 런너 부분을 제거하고, 제거된 런너 부분은 다시 재활용하게 된다. 이리하여 수지의 낭비가 초래될 수 있고, 생산 공정 수 및 시간이 증가하는 단점들이 있다. 이에 비해 핫 런너 시스템은 런너 부위의 용융수지를 전기나 스팀 등을 이용하여 약 200℃~400℃로 가열하여, 항상 용융 상태를 유지하도록 하는 시스템으로서, 성형된 제품을 취출할 때 성형제품만 취출됨으로써, 생산성을 높일 수 있고 생산 자동화가 용이하며, 제품의 품질을 높일 수 있는 장점들이 있어 많은 연구와 개발이 이루어지고 있는 상황이다.

도 1에는 상기와 같은 기존의 핫 런너 시스템이 도시되어 있는데, 이에 대해 간략히 설명하면, 제일 상부에는 클램핑 플레이트(clamping plate)(1)가 설치되고, 그 하부에는 스페이서 플레이트(spacer plate)(2), 홀딩 플레이트(holding plate)(3) 및 캐비티 플레이트(cavity plate)(4)가 순차적으로 설치되고, 클램핑 플레이트(1)와 홀딩 플레이트(3) 사이의 공간에는 매니폴드 블럭(5)이 설치되는데, 이들 모두는 체결 볼트 등에 의해 고정 체결되어 고정측 금형을 이루게 된다. 또한, 매니폴드 블럭(5)의 하부에는 복수 개의 노즐(20)이 장착되며, 매니폴드 블럭(5) 및 노즐(20) 주위에는 가열을 위한 전기 또는 스팀 히터들(34)들이 설치된다.

가동측 금형(10)(도면상 자세히 도시되지 않음)이 고정측 금형, 즉 캐비티 플레이트(4)에 밀착 접촉하면, 제품을 성형하는 캐비티(11)가 형성되고, 용융수지가 노즐(20) 하단부의 밸브핀 홀(12), 게이트를 통해 상기 캐비티(11)에 주입되게 된다.

한편, 노즐(20)의 몸체 중앙부에는 노즐의 길이방향으로 기다란 통로(21)가 형성되고, 상기 통로(21) 안에는 밸브핀(33)이 상하 이동이 가능하게끔 삽입된다. 노즐(20)의 상부에는 밸브핀(33)을 작동하는 밸브핀 구동유닛(30)이 설치되는데, 상기 밸브핀 구동유닛(30)은 실린더(31) 및 피스톤(32)을 포함하고, 피스톤(32)에는 밸브핀(33)의 상단부가 고정체결된다. 이리하여, 압축공기가 하부공기통로(35)를 통해 공급되면, 피스톤(32) 및 이에 고정체결된 밸브핀(33)이 상향 이동하여, 노즐(20) 하단부의 밸브핀 홀(12), 즉 캐비티의 게이트가 개방되고, 압축공기가 상부공기통로(36)를 통해 공급되면, 밸브핀(33)이 하향 이동하여, 밸브핀 홀(12), 캐비티의 게이트를 차단하게 된다. 여기에서는 상기 밸브핀 구동유닛(30)이 압축공기에 의해 작동하는 것으로 설명되었지만, 압축공기가 아닌 유압이나 전기적으로 작동될 수도 있다.

한편, 클램핑 플레이트(1)의 상부측에는 사출성형기(도시되지 않음)로부터 용융수지가 공급되는 로케이팅 링(6)이 장착되고, 로케이팅 링(6)을 통해 공급된 용융수지는 매니폴드 블럭(5) 내의 런너부(13) 및 노즐(20) 내의 용융수지 통로를 거쳐 캐비티(11) 내로 주입된다. 이때 밸브핀(33)은 밸브핀 구동유닛(30)에 의해 상향 이동된 상태이다. 수지의 사출이 완료되면 상술한 바와 같이, 밸브핀(33)이 밸브핀 구동유닛(30)에 의해 하향 이동하여, 캐비티(11)와 연통된 밸브핀 홀(12)을 차단, 즉 캐비티의 게이트를 차단하게 된다.

그런데 기존의 밸브핀(33)은 하나의 일체형으로 되어 있어서, 밸브핀(33)이 상향이동되어 밸브핀 홀(12), 즉 캐비티의 게이트를 개방하면, 용융수지가 이 게이트를 통해 캐비티 내에 주입되는데, 이때 용융수지가 캐비티 내에 균일하게 충진되지 않는 경우가 종종 발생한다. 특히 회전체 제품을 사출성형하는 경우에는 용융수지가 균일하게 충진되는 것이 매우 중요한데, 이는 성형제품의 밀도가 균일하지 않은 경우에는 제품의 회전시 불균형 힘이 발생하여, 진동 및 소음을 유발하고, 조립 완성된 제품의 기능을 제대로 발휘하지 못하게 되기 때문이다.

또한, 기존의 노즐(20)에서는 노즐의 몸체 내에 형성되는 밸브핀(33)의 통로(21)의 내경을 밸브핀(33)의 외경보다 크게 하여, 용융수지가 통로(21) 내벽 및 밸브핀(33) 외벽 사이를 통해 캐비티(11) 내로 주입되도록 하여, 밸브핀(33)의 작동이 밸브핀(33) 주위의 용융수지로 인해 원활하게 되지 않을 수가 있으며, 시간이 경과하면, 밸브핀(33) 주위에 용융수지가 들러붙어 용융수지의 통로가 적어지는 문제가 발생하여, 주기적으로 노즐 및 밸브핀 구동유닛을 분해하여 세척해주어야 하는 단점도 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 용융수지가 캐비티 내에 균일하게 충진될 수 있는 노즐장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 밸브핀의 작동이 용융수지와 간섭되는 것을 방지하고, 용융수지의 흐름이 양호한 노즐장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 가공이 용이한 노즐장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 이중밸브핀 노즐장치는, 상단부는 고정측 금형에 고정체결되고, 하단부는 제품이 성형되는 캐비티 내에 돌출되는 고정 밸브핀; 내부에 상기 고정 밸브핀이 삽입되는 길이방향의 홀이 형성되어, 상기 고정 밸브핀을 따라 상하 이동이 가능하게 장착되는 이동 밸브핀; 상기 이동 밸브핀을 상하 이동시키는 밸브핀 구동유닛; 및 상기 고정 밸브핀 및 이동 밸브핀이 삽입되는 밸브핀 통로와, 캐비티 내로 용융수지가 공급되는 수지 통로가 내부에 형성된 노즐;을 포함하며, 상기 노즐의 수지 통로를 통해 캐비티 내에 용융수지가 주입되는 게이트가 상기 이동 밸브핀에 의해 개방 또는 폐쇄되는 것을 특징으로 한다.

상기 노즐의 수지 통로는 상기 밸브핀 통로와 별개로 적어도 하나 이상 형성되어 있는 것이 바람직하다. 여기서 상기 노즐은 노즐 몸체; 및 상기 노즐 몸체의 하단부에 조립되는 노즐 헤드;를 포함하며, 상기 노즐 몸체의 내부에는, 상기 이동 밸브핀이 상하 이동할 수 있게끔, 노즐 몸체의 길이방향으로 직선형의 밸브핀 통로가 형성되고, 상기 밸브핀 통로와 별도로 용융수지가 흐를 수 있는 적어도 하나의 수지 통로가 노즐 몸체의 길이방향으로 형성되며, 상기 노즐 헤드의 하부에는, 상기 이동 밸브핀이 개방 또는 차단할 수 있게끔, 상기 밸브핀 통로와 동심(concentric)이 되게 관통된 밸브핀 홀이 형성되며, 상기 밸브핀 통로, 상기 적어도 하나의 수지 통로 및 상기 밸브핀 홀은 서로 통해져 있는 것이 바람직하다.

한편, 상기 노즐의 수지 통로와 상기 밸브핀 통로는 공통으로 형성되어, 상기 고정 밸브 핀 및 상기 이동 밸브핀이 상기 노즐의 수지 통로 내에 놓여지며, 상기 노즐의 수지 통로 내경은 상기 이동 밸브핀의 외경보다 커서, 상기 노즐의 수지 통로 내벽 및 상기 이동 밸브핀의 외벽 사이를 통해 용융수지가 캐비티 내로 주입될 수도 있다.

또한, 상기 밸브핀 구동유닛은 압축공기에 의해 작동될 수 있으며, 전자석에 의해 작동될 수도 있으며, 유압에 의해 작동될 수도 있다.

본 발명에 따른 이중밸브핀 노즐장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.

- 캐비티 내에 용융수지가 균일하게 충진되어, 등급이 높은 회전체 제품을 사출성형할 수 있다.

- 회전체 제품을 사출성형시 제품의 중심부에 센터를 잡아줌과 동시에 사출이 가능하다.

- 노즐 내 밸브핀 통로와 용융수지 통로를 별개로 형성함으로써, 밸브핀과 용융수지의 간섭현상을 방지할 수 있다.

- 노즐 몸체와 노즐 헤드를 분리하여 가공하고, 노즐 내 수지 통로에 대한 교차 테이퍼 가공이 없이 직선으로 가공함으로써, 가공이 용이하며, 가공의 정밀도를 높일 수 있다.

- 노즐 내 수지 통로가 경사지게 만나 단차가 생기는 부위가 없어 수지의 체류를 방지하여 변색이 되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 기존의 사출성형의 핫 런너 시스템에 대한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중밸브핀 노즐장치로서, 게이트가 개방된 상태를 보여주는 개략적 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중밸브핀 노즐장치로서, 게이트가 폐쇄된 상태를 보여주는 개략적 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중밸브핀 노즐장치의 조립형 노즐의 조립 전 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중밸브핀 노즐장치의 조립형 노즐의 조립 후 단면도이다.
도 6은 도 5의 선 I-I에 따른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 기존의 노즐에 이중밸브핀이 장착된 노즐장치로서, 게이트가 개방된 상태를 보여주는 개략적 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 기존의 노즐에 이중밸브핀이 장착된 노즐장치로서, 게이트가 폐쇄된 상태를 보여주는 개략적 도면이다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 사출성형 금형의 핫 런너 시스템에 사용되는 이중밸브핀 노즐장치에 대해 구체적으로 설명하는데, 이는 예시적인 것으로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

도 1은 종래 기술에 대한 것으로 상기 [배경기술]에서 설명하였으므로 여기서는 생략한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예로서, 용융수지의 통로가 밸브핀 통로와 별개로 형성된 조립형 노즐에 이중밸브핀이 장착된 이중밸브핀 노즐장치에 대해 개략적으로 도시되어 있는데, 도 2는 게이트가 개방된 상태를 보여주고, 도 3은 게이트가 폐쇄된 상태를 보여주고 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 이중밸브핀 노즐장치는, 고정 밸브핀(110)과, 이동 밸브핀(120)과, 밸브핀 구동유닛(100)과, 노즐(200)을 포함하여 이루어진다.

상기 고정 밸브핀(110)의 상단부(111)는 고정측 금형에 고정 체결되고, 하단부(112)는 제품이 성형되는 캐비티(400) 내에 돌출된다.

상기 이동 밸브핀(120)의 내측 중심부에는 길이방향의 고정 밸브핀 홀(123)이 형성되어, 고정 밸브핀(110)이 상기 고정 밸브핀 홀(123) 내에 삽입된다. 이리하여 이동 밸브핀(120)은 상기 고정 밸브핀(110)을 따라 상하 이동이 가능하게 장착된다.

상기 밸브핀 구동유닛(100)은 피스톤(130)과 실린더(140)를 포함하며, 이동 밸브핀(120)의 상측에 설치되며, 상기 피스톤(130)에는 이동 밸브핀(120)의 상단부(121)가 고정 체결된다. 상기 실린더(140)에는 하부공기통로(151) 및 상부공기통로(152)가 연결되어, 압축공기가 하부공기통로(151)로 공급되면, 피스톤(130)이 상향으로 움직이고, 압축공기가 상부공기통로(152)로 공급되면, 피스톤(130)이 하향으로 움직인다. 상기 피스톤(130)이 상향으로 움직이면, 이에 고정 체결된 이동 밸브핀(120)이 같이 상향으로 이동하여, 캐비티(400)의 게이트 부분을 개방함으로써 용융수지가 캐비티(400) 내로 주입되고, 용융수지의 사출이 완료되면, 압축공기가 상부공기통로(152)로 공급되어, 피스톤(130) 및 이에 고정 체결된 이동 밸브핀(120)을 하향으로 움직여, 캐비티(400)의 게이트 부분을 폐쇄한다.

이때, 고정 밸브핀(110)은 고정측 금형에 고정 체결되어 있기 때문에 밸브핀 구동유닛(100)의 작동에 관계없이 항상 제 위치를 유지하게 되며, 고정 밸브핀(110)의 하단부(112)는 이동 밸브핀(120)의 하단부(122)를 지나 외부로 돌출하여, 캐비티(400)의 게이트를 통해 캐비티(400) 내부로 돌출된다. 돌출되는 길이는 대략 5 내지 10 mm 정도 돌출되는 것이 바람직하지만, 이는 성형제품의 크기에 따라 달라질 수도 있다. 이로써, 용융수지가 캐비티(400) 내로 사출될 때, 상기 캐비티(400) 내부로 돌출된 고정 밸브핀(110)으로 인해, 용융수지가 캐비티(400) 내부에 골고루 주입되어 균일한 밀도의 제품을 성형할 수 있게 된다. 이는 특히 회전체 제품을 사출성형할 때 매우 중요한 사항이다.

여기서, 상기 밸브핀 구동유닛(100)이 압축공기에 의해 작동하는 것으로 설명하였지만, 전자석이나 유압식 등으로 작동될 수도 있다.

한편, 상기 노즐(200)은 매니폴드 블럭(160) 하부에 밀착 체결되어, 사출기(도시되지 않음)로부터 사출된 용융수지가 매니폴드 블럭(160) 내의 런너들을 거쳐, 상기 노즐(200) 내의 수지 통로(213)를 거쳐, 캐비티(400)의 게이트를 통해 캐비티(400) 내부로 주입되게 된다. 상기 노즐(200) 내에는, 고정 밸브핀(110) 및 이동 밸브핀(120)이 삽입되는 밸브핀 통로(212)와, 캐비티(400) 내로 용융수지가 공급되는 수지 통로(213)가 형성되는데, 도 2 및 도 3에는 본 발명의 바람직한 실시예로서, 밸브핀 통로(212)와 수지 통로(213)가 별개로 형성되어 노즐(200)의 하부에서 연통하는 조립형 노즐에 이중밸브핀이 적용된 이중밸브핀 노즐장치에 대해서 도시되어 있다. 여기서, 도면상에는 수지 통로(213)가 하나 도시되어 있지만, 단위시간당 사출되는 용융수지의 양에 따라 2개 이상 복수 개의 수지 통로(213)가 형성될 수도 있다.

그러나 본 발명의 이중밸브핀은 용융수지의 통로 및 밸브핀 통로가 공통으로된 기존의 노즐(도 1 참조), 즉 용융수지의 통로 내에 밸브핀이 설치되고, 용융수지의 통로 내벽과 밸브핀의 외벽 사이의 틈새로 용융수지가 흘러가는 노즐에도 적용될 수 있다. 이에 대한 도면이 도 7 및 도 8에 도시되어 있다.

한편, 도 4 내지 도 6에는 상기에서 언급한 조립형 노즐(200)에 대해 도시되어 있는데, 도 4는 상기 조립형 노즐(200)이 조립되기 전의 단면도이고, 도 5는 조립형 노즐(200)이 조립된 후의 단면도이고, 도 6은 도 5의 선 I-I에 따른 단면도이다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 조립형 노즐(200)은 노즐 몸체(210) 및 노즐 헤드(220)를 포함하는데, 이들은 서로 따로 가공된 후 조립 결합함으로써, 노즐(200)을 형성하게 된다. 이로써 기존의 일체형 노즐에서는, 수지 통로를 밸브핀 통로와 별개로 형성하기 위해서, 수지 통로가 노즐 몸체 내부에서 서로 경사지게 만나게 되는 교차 테이퍼 가공이 필요한데, 상기 조립형 노즐(200)은 이러한 교차 테이퍼 가공이 필요 없어 가공이 용이하며, 가공 정도의 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 서로 교차하는 경사진 수지 통로의 교차 테이퍼 가공에 따른 여러 문제점들, 예컨대 노즐 선단 밸브핀 홀의 선단부 지름이 밸브핀 직경보다 커지는 문제, 가공 정밀도가 낮아지는 문제, 경사진 수지 통로의 경사 교차부에서의 단차 문제 등을 해결할 수 있다.

상기 노즐 몸체(210)의 내부 중앙에는, 제품이 성형되는 금형 내 캐비티로의 용융수지 주입을 차단하는 이동 밸브핀(120)이 상하로 이동할 수 있는 직선형의 밸브핀 통로(212)가 노즐 몸체(210)의 횡단면에 수직이면서 노즐 몸체(210)의 길이방향으로 형성되고, 상기 밸브핀 통로(212)와 약간 떨어져서 노즐 몸체(210)의 길이방향으로, 용융수지가 흐르게 되는 수지 통로(213)가 형성된다. 상기 길이방향의 수지 통로(213)는 밸브핀 통로(212)와는 달리 노즐 몸체(210)의 횡단면에 약간 경사지게 형성되는 것으로 도시되었지만, 밸브핀 통로(212)와 마찬가지로 노즐 몸체(210)의 횡단면에 수직으로 형성될 수도 있다.

도면상에는 수지 통로(213)가 하나 형성된 것으로 도시되었지만, 용융수지의 주입량에 따라 수지 통로(213)의 개수를 증가할 수도 있다.

한편, 노즐 헤드(220)의 하부, 즉 노즐 헤드의 선단부에는, 노즐 몸체(210)의 밸브핀 통로(212)와 동심으로, 즉 밸브핀 통로(212)의 중심선과 일치되게, 이동 밸브핀(120)이 용융수지의 흐름을 개방 또는 차단할 수 있는 밸브핀 홀(222)이 관통 형성되고, 노즐 몸체(210)와 결합되는 부위에는 함몰부(221)가 형성되어, 이에 대응되게 형성된 노즐 몸체(210)의 돌출부(211)가 상기 함몰부(221) 내에 밀착 삽입되어, 노즐 몸체(210)와 노즐 헤드(220)가 조립 결합될 수 있다.

또한 노즐 몸체(210)와 노즐 헤드(220)가 접하는 테두리 면(216, 226)에는 록크핀 홈(214, 224)이 서로 대응되게 형성되어, 상기 록크핀 홈(214, 224)에 로크핀(231)을 끼워 노즐 몸체(210)와 노즐 헤드(220)를 정렬시켜 조립할 수 있다. 그리고 상기 돌출부(211) 및 함몰부(221)에는 결합핀 홀(215, 225)이 서로 대응되게 형성되어, 노즐 몸체(210)의 돌출부(211)를 노즐 헤드(220)의 함몰부(221)에 삽입한 후, 별도의 결합핀(도 6의 232)을 끼워 단단히 고정 결합시킨다.

도면상에는 로크핀(231) 및 결합핀(232)이 각각 2 개씩 체결되는 것으로 도시되었지만, 이들의 개수는 노즐의 크기 등 상황에 따라 달라질 수 있다. 또한 노즐 몸체(210) 및 노즐 헤드(220)의 결합은, 노즐 몸체(210)의 돌출부(211)가 노즐 헤드(220)의 함몰부(221)에 삽입되어 결합핀(232)에 의해 결합되는 것으로 도시되었지만, 여타의 방법, 예컨대 플랜지 결합, 스크류 결합 등의 방법도 사용될 수 있다.

한편, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 노즐 몸체(210)의 수지 통로(213)와 만나게 되는 노즐 헤드(220)의 내면에는, 용융수지의 흐름을 원활하게 하기 위해 도면에 도시된 바와 같은 라운딩부(223)가 형성되는 것이 바람직하다. 또한 노즐 몸체(210)의 돌출부(211)에도, 용융수지의 흐름을 원활하게 하기 위해, 도면에 도시된 바와 같은 라운딩 돌출부(217)가 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 라운딩부(223), 라운딩 돌출부(217)가 곡률이 있는 곡면으로 도시되었지만, 가공의 편의를 위해, 곡률이 없이 경사진 직선형으로 형성될 수도 있다.

한편, 도 7 및 도 8에는, 본 발명의 다른 실시예로서, 본 발명의 이중밸브핀이, 용융수지의 통로 및 밸브핀 통로가 공통으로 된 기존의 노즐에 적용된 것이 도시되어 있으며, 도 7은 캐비티(400)의 게이트가 개방된 상태를 보여주고, 도 8은 캐비티(400)의 게이트가 폐쇄된 상태를 보여준다.

여기서, 노즐(300)은 일체형으로 되어 있으며, 노즐 몸체 내부에 이동 밸브핀(120)의 외경보다 큰 내경을 갖는 통로(310)가 형성되어 있다. 상기 통로(310) 내에 고정 밸브핀(110) 및 이동 밸브핀(120)이 설치되며, 이동 밸브핀(120)이 상기 통로(310) 내에서 밸브핀 구동유닛(100)의 작동에 따라 상하 운동을 하게 된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 이동 밸브핀(120)이 밸브핀 구동유닛(100)의 작동에 의해 상향 이동된 상태에서, 매니폴드 블럭(160) 내의 런너를 통해 들어온 용융수지는 상기 통로(310) 내벽 및 이동 밸브핀(120)의 외벽 사이의 틈새를 흘러서 캐비티(400)의 게이트를 통해 캐비티(400) 내로 주입된다. 이때 고정 밸브핀(110)은 캐비티(400) 내부로 돌출된 상태를 유지하고 있어서, 용융수지가 캐비티(400) 내부에 균일하게 주입되는 것을 도와준다.

용융수지의 사출이 완료되면, 도 8에 도시된 바와 같이, 밸브핀 구동유닛(100)의 작동에 의해 이동 밸브핀(120)이 하향 이동하여, 캐비티(400)의 게이트를 차단하게 된다.

이상의 설명 내용은 본 발명의 대해 예시적으로 설명한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속하는 것이다.

1 : 클램핑 플레이트 2 : 스페이서 플레이트
3 : 홀딩 플레이트 4 : 캐비티 플레이트
5 : 매니폴드 블럭 6 : 로케이팅 링
11 : 캐비티 12 : 밸브핀 홀
13 : 런너부 20 : 노즐
21 : 통로 30 : 밸브핀 구동유닛
31 : 실린더 32 : 피스톤
33 : 밸브핀 34 : 히터
35 : 하부공기통로 36 : 상부공기통로
100 : 밸브핀 구동유닛 110 : 고정 밸브핀
111 : 고정 밸브핀 상단부 112 : 고정 밸브핀 하단부
120 : 이동 밸브핀 121 : 이동 밸브핀 상단부
122 : 이동 밸브핀 하단부 123 : 고정 밸브핀 홀
130 : 피스톤 140 : 실린더
151 : 하부공기통로 152 : 상부공기통로
160 : 매니폴드 블럭 200 : 노즐
210 : 노즐 몸체 211 : 돌출부
212 : 밸브핀 통로 213 : 수지 통로
214 : 록크핀 홈 215 : 결합핀 홀
216 : 테두리면 217 : 라운딩 돌출부
220 : 노즐 헤드 221 : 함몰부
222 : 밸브핀 홀 223 : 라운딩부
224 : 록크핀 홈 225 : 결합핀 홀
226 : 테두리면 231 : 로크핀
232 : 결합핀 300 : 노즐
310 : 통로 400 : 캐비티

Claims

사출성형 금형의 핫 런너 시스템(hot runner system)용 이중밸브핀 노즐장치로서, 상기 이중밸브핀 노즐장치는,
상단부는 고정측 금형에 고정체결되고, 하단부는 제품이 성형되는 캐비티 내에, 적어도 제품의 두께의 일부분에 해당하는 깊이만큼 돌출되고, 상하 이동하지 않는 고정 밸브핀;
내부에 상기 고정 밸브핀이 삽입되는 길이방향의 홀이 형성되어, 상기 고정 밸브핀을 따라 상하 이동이 가능하게 장착되는 이동 밸브핀;
상기 이동 밸브핀을 상하 이동시키는 밸브핀 구동유닛; 및
상기 고정 밸브핀 및 이동 밸브핀이 삽입되는 밸브핀 통로와, 캐비티 내로 용융수지가 공급되는 수지 통로가 내부에 형성된 노즐;을 포함하며,
상기 노즐의 수지 통로를 통해 캐비티 내에 용융수지가 주입되는 게이트가 상기 이동 밸브핀에 의해 개방 또는 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 이중밸브핀 노즐장치
제1항에 있어서,
상기 노즐의 수지 통로는 상기 밸브핀 통로와 별개로 적어도 하나 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이중밸브핀 노즐장치.
제2항에 있어서,
상기 노즐은 노즐 몸체; 및 상기 노즐 몸체의 하단부에 조립되는 노즐 헤드;를 포함하며, 상기 노즐 몸체의 내부에는, 상기 이동 밸브핀이 상하 이동할 수 있게끔, 노즐 몸체의 길이방향으로 직선형의 밸브핀 통로가 형성되고, 상기 밸브핀 통로와 별도로 용융수지가 흐를 수 있는 적어도 하나의 수지 통로가 노즐 몸체의 길이방향으로 형성되며, 상기 노즐 헤드의 하부에는, 상기 이동 밸브핀이 개방 또는 차단할 수 있게끔, 상기 밸브핀 통로와 동심(concentric)이 되게 관통된 밸브핀 홀이 형성되며, 상기 밸브핀 통로, 상기 적어도 하나의 수지 통로 및 상기 밸브핀 홀은 서로 통해져 있는 것을 특징으로 하는 이중밸브핀 노즐장치.
제1항에 있어서,
상기 노즐의 수지 통로와 상기 밸브핀 통로는 공통으로 형성되어, 상기 고정 밸브 핀 및 상기 이동 밸브핀이 상기 노즐의 수지 통로 내에 놓여지며, 상기 노즐의 수지 통로 내경은 상기 이동 밸브핀의 외경보다 커서, 상기 노즐의 수지 통로 내벽 및 상기 이동 밸브핀의 외벽 사이를 통해 용융수지가 캐비티 내로 주입되는 것을 특징으로 하는 이중밸브핀 노즐장치.
제1항에 있어서,
상기 밸브핀 구동유닛은 압축공기에 의해 작동하는 것을 특징으로 하는 이중밸브핀 노즐장치.
제1항에 있어서,
상기 밸브핀 구동유닛은 전자석에 의해 작동하는 것을 특징으로 하는 이중밸브핀 노즐장치.
제1항에 있어서,
상기 밸브핀 구동유닛은 유압에 의해 작동하는 것을 특징으로 하는 이중밸브핀 노즐장치.