KR101336279B1 - 핫런너 시스템의 멀티 게이트용 실린더 어셈블리 - Google Patents

핫런너 시스템의 멀티 게이트용 실린더 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 핫런너 시스템의 멀티 게이트용 실린더 어셈블리에 관한 것이다.
본 발명은 핫런너 시스템의 멀티 게이트용 실린더 어셈블리에 있어서, 클램핑 플레이트에 설치되며, 상,하 관통 형성되는 관통홀이 형성되고, 고압의 공기가 유출입되는 유입공과 유출공과, 기밀성을 향상시키기 위한 오링이 삽입되는 오링 삽입홈이 외주면을 따라 일정 간격 이격되게 다수 형성된 실린더 하우징; 상기 실린더 하우징에 슬라이딩 가능하게 삽입되어 밸브핀을 상,하 이동시키며, 직진성을 유지하기 위해 외주면에 오링 및 글라이더링이 삽입되고, 상측 중앙에는 가이드 부재가 상향 돌출 형성된 피스톤; 상기 클램핑 플레이트와 체결되어 실린더 하우징의 상부를 밀폐하고, 상기 가이드 부재가 선택적으로 삽입 또는 인출되도록 가이드하는 가이드홈이 함몰 형성된 실린더 커버; 상기 밸브핀이 삽입되는 밸브핀 홀더의 상단이 안착되며, 피스톤의 하단에 삽입되어 밸브핀을 피스톤과 연결하는 홀더 고정부재; 및 상기 실린더 하우징의 하측을 지지하며 클램핑 플레이트와 결합되고, 밸브핀 홀더가 관통하여 밸브핀의 안정적인 승하강 작동이 이루어지도록 하는 홀더 관통홀이 형성된 핀 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 핫런너 시스템의 멀티 게이트용 실린더 어셈블리를 제공한다.

Description

핫런너 시스템의 멀티 게이트용 실린더 어셈블리{multi gate for cylinder Assembly of Hot runner systems}
본 발명은 핫런너 시스템의 멀티 게이트용 실린더 어셈블리에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 밸브핀의 직진성을 유지할 수 있어 사출시간과 게이트의 개폐 시간을 동일하게 제어하여 편심으로 인한 실린더 어셈블리의 중량 편차를 최소화함으로써, 사출품의 균일한 형상을 통해 고품질의 사출물을 제공하는 핫런너 시스템의 멀티 게이트용 실린더 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로, 핫 런너 시스템(Hotrunner System)이란 플라스틱 사출 금형에서 캐비티(Cavity)를 충전시켜주기 위한 용융수지의 유로 역할을 하는 스프루(Sprue)와 런너(Runner)를 가열하여 항상 용융된 상태로 유지시켜 제품만 연속적으로 사출할 수 있도록 한 시스템으로서, 공압, 유압 등을 이용하고 밸브핀이 사출 및 보압시, 노즐 내에서 습동하여 금형 코어의 게이트를 선택적으로 열거나 닫아 제품을 생산하는 밸브 노즐 시스템(Valve Nozzle System)과, 금형의 게이트까지 수지가 용융된 상태로 충진되어 금형의 냉각 등을 이용하여 게이트를 실링하는 오픈 노즐 시스템(Open Nozzle System) 및 팁 선단부에 전기적 작용에 의하여 게이트를 실링하는 숏 오프 시스템(Shut Off System) 등으로 구분된다.
도 1은 종래 기술에 따른 핫 런너 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 핫 런너 시스템은 수지가 공급 및 이동하는 수지이동통로인 매니폴드 유로(132)를 포함하는 매니폴드(130), 매니폴드 유로(132)와 연통되도록 매니폴드(130) 및 보강판(104)에 설치되어 캐비티 플레이트(102)의 게이트(112)로 공급되는 수지를 토출시키는 밸브노즐(120), 매니폴드(130)의 상측에 설치되어 매니폴드(130)의 매니폴드 유로(132)와 밸브노즐(120)의 내경에 삽입되어 그 중심부를 승강하면서 밸브노즐(120)을 선택적으로 개폐하는 밸브핀(160), 밸브핀(160)의 상단에 결합되어 이 밸브핀(160)을 승하강시키는 피스톤(172)이 내장되며, 밸브핀(160)의 승하강을 위한 압력을 제공하는 한쌍의 에어라인이 형성된 실린더 어셈블리(170)를 포함하여 구성된다.
여기서, 실린더 어셈블리(170)는 밸브핀(160)을 승하강시키는 피스톤(172), 피스톤(172)이 내장된 실린더 하우징(174) 및 피스톤(172)과 밸브핀 홀더(172)를 포함하여 구성된다.
하지만, 종래 기술에 따른 핫런너 시스템의 실린더 어셈블리(170)는 작동시마다 진동 등에 의한 흔들림이나 약간의 경사 기울기를 가짐에 따라 밸브핀(160)의 작동이 수직으로 이루어 지지않고 밸브노즐(120)의 상측 내부에 구비된 피스톤(172)과 실린더 하우징(174) 간의 실린더 어셈블리(170)의 오동작이 발생되는 등 잦은 수리 및 보수를 하여야 하므로 실용적이지 못한 문제점이 있었다.
아울러, 작은 사이즈의 피치를 가지는 금형에 적용할 때, 다수의 밸브핀(160)을 하나의 실린더 어셈블리(170)에 병합 조립하여 사용하게 된다.
이때, 게이트 별로 작동하는 내압의 차이, 부품 간의 마찰 특성이 상이하기 때문에 밸브핀(160)을 구동시키는데 필요한 하중이 게이트마다 다르게 발생하면서 밸브핀(160)의 편심이 발생함에 따라 사출시간의 제어가 용이하지 못하며, 사출품의 균일한 형상을 유지할 수 없게 됨에 따라 품질을 저하시키는 문제점이 있다.
또한, 편심 작동이 이루어지게 되는 실린더 어셈블리(170)는 게이트를 동시에 개폐시킬 수 없게 되어 사출압이 각각의 밸브노즐(160)이 일정하지 못하고, 사출시 용융수지의 충진 밸런스에 영향을 미치게 되는 문제점이 있고, 편심량이 심할 경우, 피스톤(172) 및 실린더 하우징(174)의 내벽에 스크래치가 발생하면서 실린더 어셈블리(170)의 부품 손상을 초래하는 문제점이 있다.
대한민국 실용신안등록 제116226호(1998. 01.08.)
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 밸브핀의 직진성을 유지할 수 있어 사출시간과 게이트의 개폐 시간을 동일하게 제어하여 편심으로 인한 실린더 어셈블리의 중량 편차를 최소화함으로써, 사출품의 균일한 형상을 통해 고품질의 사출물을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 피스톤의 편심량을 최소화하여 사출시 충진 밸런스를 균일하게 맞출 수 있고, 피스톤 및 실린더 하우징의 손상을 방지하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명은 핫런너 시스템의 멀티 게이트용 실린더 어셈블리에 있어서, 클램핑 플레이트에 설치되며, 상,하 관통 형성되는 관통홀이 형성되고, 고압의 공기가 유출입되는 유입공과 유출공과, 기밀성을 향상시키기 위한 오링이 삽입되는 오링 삽입홈이 외주면을 따라 일정 간격 이격되게 다수 형성된 실린더 하우징; 상기 실린더 하우징에 슬라이딩 가능하게 삽입되어 밸브핀을 상,하 이동시키며, 직진성을 유지하기 위해 외주면에 오링 및 글라이더링이 삽입되고, 상측 중앙에는 가이드 부재가 상향 돌출 형성된 피스톤; 상기 클램핑 플레이트와 체결되어 실린더 하우징의 상부를 밀폐하고, 상기 가이드 부재가 선택적으로 삽입 또는 인출되도록 가이드하는 가이드홈이 함몰 형성된 실린더 커버; 상기 밸브핀이 삽입되는 밸브핀 홀더의 상단이 안착되며, 피스톤의 하단에 삽입되어 밸브핀을 피스톤과 연결하는 홀더 고정부재; 및 상기 실린더 하우징의 하측을 지지하며 클램핑 플레이트와 결합되고, 밸브핀 홀더가 관통하여 밸브핀의 안정적인 승하강 작동이 이루어지도록 하는 홀더 관통홀이 형성된 핀 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 핫런너 시스템의 멀티 게이트용 실린더 어셈블리를 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 가이드 부재는 원형의 축 형태로 형성되며, 피스톤의 승하강 높이를 조절을 위해 볼트 등이 체결되도록 상단에 암나사산이 형성되는 나사홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 핫런너 시스템의 멀티 게이트용 실린더 어셈블리를 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 피스톤의 하측에는 홀더 고정부재가 삽입 고정되는 고정홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 핫런너 시스템의 멀티 게이트용 실린더 어셈블리를 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 실린더 커버의 가이드홈에는 가이드 부재의 상,하 슬라이딩 운동을 지지하며, 슬라이딩 운동시 발생하는 마찰력을 저하시키는 베어링 몸체가 구성되는 것을 특징으로 하는 핫런너 시스템의 멀티 게이트용 실린더 어셈블리를 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 핀 하우징은 클램핑 플레이트와 다월핀을 통해 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 핫런너 시스템의 멀티 게이트용 실린더 어셈블리를 제공한다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 밸브핀의 직진성을 유지할 수 있어 사출시간과 게이트의 개폐 시간을 동일하게 제어하여 편심으로 인한 실린더 어셈블리의 중량 편차를 최소화함으로써, 사출품의 균일한 형상을 통해 고품질의 사출물을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 피스톤의 편심량을 최소화하여 사출시 충진 밸런스를 균일하게 맞출 수 있고, 피스톤 및 실린더 하우징의 손상을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 핫 런너 시스템을 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 핫런너 시스템을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 핫런너 시스템의 멀티 게이트용 실린더 어셈블리를 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 핫런너 시스템의 멀티 게이트용 실린더 어셈블리를 나타낸 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 핫런너 시스템을 나타낸 도면, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 핫런너 시스템의 멀티 게이트용 실린더 어셈블리를 나타낸 사시도, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 핫런너 시스템의 멀티 게이트용 실린더 어셈블리를 나타낸 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 핫런너 시스템은 수지가 공급 및 이동하는 수지이동통로인 매니폴드 유로를 포함하는 매니폴드(130), 매니폴드(130) 및 보강판(104)에 설치되어 캐비티 플레이트(102)의 게이트(112)로 공급되는 수지를 토출시키는 밸브노즐(120), 매니폴드(130)와 밸브노즐(120)의 내경에 삽입되어 그 중심부를 승강하면서 밸브노즐(120)을 선택적으로 개폐하는 밸브핀(160), 밸브핀(160)의 상단에 결합되어 이 밸브핀(160)을 승하강시키는 실린더 어셈블리(200)를 포함하여 구성된다.
여기서, 실린더 어셈블리(200)는 매니폴드(130)의 상측에 구성되며, 클램핑 플레이트(106)에 설치되어 밸브핀(160)을 승하강 시키는 역할을 하는 구성요소로서, 실린더 하우징(210), 피스톤(220), 실린더 커버(230), 베어링 몸체(240), 가이드 부재(250), 홀더 고정부재(260), 핀 하우징(270), 밸브핀 홀더(280)을 포함하여 구성된다.
실린더 하우징(210)은 클램핑 플레이트(106)에 설치되어 밸브핀(160)을 승하강시키기 위한 실린더 어셈블리(200)의 각 구성요소들이 내장 설치될 수 있도록 상,하 관통 형성되는 관통홀(216)이 형성된다.
또한, 실린더 하우징(210)의 상부에는 유압 또는 고압의 공기가 유입되는 유입공(212)이 관통 형성되고, 이에 대응되는 하부에는 유압 또는 고압의 공기가 유출되는 유출공(214)이 관통 형성된다.
즉, 실린더 하우징(210)의 내부에 구성되는 피스톤(220)을 승하강 시키기 위한 매개체로 본 발명에서는 유압 또는 고압의 공기를 사용하고 있으며, 이 매개체가 유입 또는 유출되도록 유입공(212) 및 유출공(214)이 상부 및 하부에 각각 형성되는 것이다.
이러한 실린더 하우징(210)의 외주에는 기밀성을 향상시키기 위한 오링(290)이 삽입되는 오링 삽입홈(292)이 일정 간격 이격되게 다수 형성된다.
피스톤(220)은 실린더 하우징(210)의 내주에 형성되는 관통홀(216)에 삽입되되, 실린더 하우징(210)의 내주에 밀착되게 삽입되어 유입공(212) 또는 유출공(214)을 통해 유출입하는 공기를 통해 승하강 작동을 하면서 밸브핀(160)을 상,하 이동시키도록 구성되는 것이다.
또한, 피스톤(220)의 하측 외주면에는 실린더 하우징(210)의 내주면과 기밀성을 유지할 수 있도록 하는 오링(290)이 삽입되는 오링 삽입홈(292)이 형성되며, 상측 외주면에는 오링(290)과 함께 글라이더링(310)이 삽입되는 링 삽입홈(222)이 형성된다.
여기서, 글라이더링(310)은 카본 성분으로 이루어지며, 피스톤의 직진도 유지를 가이드하는 구성요소이다.
이러한 피스톤(220)의 상측 중앙에는 피스톤(220) 작동시 발생하는 편심으로 인한 실린더 어셈블리의 중량 편차를 최소화하고, 피스톤(220)의 직진성을 유지하는 가이드 부재(250)가 상향 돌출 형성된다.
여기서, 가이드 부재(250)는 원형의 축 형태로 형성되며, 피스톤(220)의 승하강 작동시 후술할 실린더 커버(230)의 가이드홈(232)의 내주면을 따라 슬라이딩되면서 피스톤(220)의 직진성을 유지하는 것으로, 피스톤(220)의 승하강 높이를 조절을 위해 볼트 등이 체결되도록 상단에 암나사산이 형성되는 나사홈(252)이 형성된다.
한편, 본 발명의 피스톤(220)의 하측에는 후술할 홀더 고정부재(260)가 삽입 고정되는 고정홈(224)이 형성된다.
실린더 커버(230)는 실린더 하우징(210)의 개방된 상부를 밀폐하고, 실린더 어셈블리(200)가 핫런너 시스템의 클램핑 플레이트(106)와 고정볼트를 통해 체결되어 실린더 어셈블리(200)를 견고하게 고정시키는 구성요소이다.
이러한 실린더 커버(230)에는 피스톤(220)에 형성된 가이드 부재(250)가 선택적으로 삽입 또는 인출되도록 가이드하는 가이드홈(232)이 함몰 형성되며, 이 가이드홈(232)의 내주에는 가이드 부재(250)의 상,하 슬라이딩 운동을 지지하는 베어링 몸체(240)가 구성된다.
베어링 몸체(240)는 가이드홈(232)을 따라 상,하 슬라이딩 운동을 하는 가이드 부재(250)의 직진성을 유지시키고, 슬라이딩 운동시 발생하는 마찰력을 저하시키는 윤활 작용을 하는 구성요소이다.
즉, 본 발명은 피스톤(220)의 외주에 구성되는 글라이더링(310)을 통해 1차적으로 피스톤(220)의 직진성을 유지하는 한편, 가이드 부재(250), 베어링 몸체(240) 및 가이드홈(232)을 통해 2차적으로 피스톤의 직진성을 유지함으로써, 사출시간과 게이트의 개폐 시간을 동일하게 제어하여 편심으로 인한 실린더 어셈블리의 중량 편차를 최소화함으로써, 사출품의 균일한 형상을 통해 고품질의 사출물을 제공할 수 있는 것이다.
홀더 고정부재(260)는 밸브핀(160)을 실린더 어셈블리(200)의 피스톤(220)에 연결하기 위하여 피스톤(220)에 형성된 고정홈(224)에 삽입 고정되며, 복수의 밸브핀(160)이 삽입되는 밸브핀 홀더(280)의 상단이 안착되는 핀 안착홀(262)이 형성된다.
밸브핀 홀더(280)는 밸브핀(160)이 삽입되며, 이 밸브핀(160)의 상단이 안착되는 것으로, 홀더 고정부재(260)에 형성된 핀 안착홀(262)에 안착되어 밸브핀(160)을 피스톤(220)의 승하강 작동에 따라 함께 승하강 작동이 이루어지도록 하는 구성요소이다.
핀 하우징(270)은 실린더 하우징(210)의 개방된 하부에 위치하며, 이 실린더 하우징(210)의 하측을 지지함과 동시에 다월핀(320)을 통해 클램핑 플레이트(106)와 결합됨으로써, 실린더 어셈블리(200)의 고정력을 강화하는 구성요소이다.
이러한 핀 하우징(270)에는 밸브핀 홀더(280)의 하부 외주면이 관통하는 홀더 관통홀(272)이 형성되어 밸브핀(160)의 안정적인 승하강 작동이 이루어지도록 구성된다.
아울러, 홀더 관통홀(272)의 내주면에는 유출입되는 유압 또는 고압의 공기가 홀더 관통홀(272)의 내주와 밸브핀 홀더(280)의 외주 사이로 유출되는 것을 방지하기 위해 오링(290)이 삽입되는 오링 삽입홈(292)이 형성됨은 물론이다.
이와 같이 구성된 본 발명의 핫런너 시스템의 멀티 게이트용 실린더 어셈블리(200)는 밸브핀(160)의 직진성을 유지할 수 있어 사출시간과 게이트(112)의 개폐 시간을 동일하게 제어하여 편심으로 인한 실린더 어셈블리(200)의 중량 편차를 최소화함으로써, 사출품의 균일한 형상을 통해 고품질의 사출물을 제공함과 동시에, 피스톤(220)의 편심량을 최소화하여 사출시 충진 밸런스를 균일하게 맞출 수 있고, 피스톤(220) 및 실린더 하우징(210)의 손상을 방지하여 장기간 사용할 수 있는 발명이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
200: 실린더 어셈블리 210: 실린더 하우징
220: 피스톤 222: 링 삽입홈
224: 고정홈 230: 실린더 커버
232: 가이드홈 240: 베어링 몸체
250: 가이드 부재 260: 홀더 고정부재
270: 핀 하우징 280: 밸브핀 홀더
290: 오링 310: 글라이더링

Claims (5)

  1. 핫런너 시스템의 멀티 게이트용 실린더 어셈블리에 있어서,
    클램핑 플레이트에 설치되며, 상,하 관통 형성되는 관통홀이 형성되고, 고압의 공기가 유출입되는 유입공과 유출공과, 기밀성을 향상시키기 위한 오링이 삽입되는 오링 삽입홈이 외주면을 따라 일정 간격 이격되게 다수 형성된 실린더 하우징;
    상기 실린더 하우징에 슬라이딩 가능하게 삽입되어 밸브핀을 상,하 이동시키며, 직진성을 유지하기 위해 외주면에 오링 및 글라이더링이 삽입되고, 상측 중앙에는 가이드 부재가 상향 돌출 형성된 피스톤;
    상기 클램핑 플레이트와 체결되어 실린더 하우징의 상부를 밀폐하고, 상기 가이드 부재가 선택적으로 삽입 또는 인출되도록 가이드하는 가이드홈이 함몰 형성된 실린더 커버;
    상기 밸브핀이 삽입되는 밸브핀 홀더의 상단이 안착되며, 피스톤의 하단에 삽입되어 밸브핀을 피스톤과 연결하는 홀더 고정부재; 및
    상기 실린더 하우징의 하측을 지지하며 클램핑 플레이트와 결합되고, 밸브핀 홀더가 관통하여 밸브핀의 안정적인 승하강 작동이 이루어지도록 하는 홀더 관통홀이 형성된 핀 하우징
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 핫런너 시스템의 멀티 게이트용 실린더 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드 부재는 원형의 축 형태로 형성되며, 피스톤의 승하강 높이를 조절을 위해 볼트 등이 체결되도록 상단에 암나사산이 형성되는 나사홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 핫런너 시스템의 멀티 게이트용 실린더 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 피스톤의 하측에는 홀더 고정부재가 삽입 고정되는 고정홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 핫런너 시스템의 멀티 게이트용 실린더 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 실린더 커버의 가이드홈에는 가이드 부재의 상,하 슬라이딩 운동을 지지하며, 슬라이딩 운동시 발생하는 마찰력을 저하시키는 베어링 몸체가 구성되는 것을 특징으로 하는 핫런너 시스템의 멀티 게이트용 실린더 어셈블리.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 핀 하우징은 클램핑 플레이트와 다월핀을 통해 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 핫런너 시스템의 멀티 게이트용 실린더 어셈블리.
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