KR101422075B1 - 사출성형기용 핫런너 밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사출성형기용 핫런너 밸브장치를 개시한다.
본 발명의 사출성형기용 핫런너 밸브장치는 매니폴드의 일측에 구비되어 수지를 공급받아 금형의 캐비티 측으로 안내하는 것으로 외주면에 히터가 권선되고 중심은 관통된 노즐과, 이 노즐의 내부에 구비되어 승강되는 것에 의해 수지의 유출을 단속하는 승강핀과, 작동압을 공급받는 실린더 및 이 실린더의 내부에 설치되어 작동압에 의해 승강되는 것으로 상기 승강핀의 일단과 연결되는 피스톤으로 이루어진 구동수단을 포함하는 사출성형기용 핫런너 밸브장치에 있어서, 상기 승강핀은 상부 일측에 외측으로 돌출 형성되는 타격 플랜지가 구비되고, 상기 노즐은 상기 타격 플랜지가 외부로 노출된 상태에서 승강되게 길이 방향으로 슬롯이 형성되며, 상기 구동수단을 구성하는 요소인 피스톤은 내부 중심에 상기 타격 플랜지가 끼움 삽입되되 상·하측으로 간극을 형성하여 무부하 이동이 가능하도록 한 무부하구간홈이 형성되는 구성이다.
이러한 구성의 사출성형기용 핫런너 밸브장치는, 실린더 내부로 공급되는 작동압에 의해 피스톤의 상승 또는 하강 이동시, 피스톤은 초기의 무부하 구간을 경유하여 가속이 된 상태에서 승강핀의 일단을 타격함으로써 결과적으로 승강핀이 정지상태에서 받는 정지저항(승강핀을 지지하는 부싱 등의 지지요소로 인한 마찰저항 및 게이트에 끼움되었을 때의 끼움 마찰저항 등)을 충격력으로 제거하므로 종전에 비해 낮은 출력의 구동수단으로도 승강핀에 대한 안정적인 승강동작을 보장할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 구동수단의 부피를 종전에 비해 줄일 수 있으므로 부피 감소를 통해 금형에 대한 적용 및 설계의 자유도를 대폭적으로 높일 수 있으므로 산업상 유용한 효과가 기대된다.

Description

사출성형기용 핫런너 밸브장치{Hotrunner system}

본 발명은 노즐의 내부에 승강되게 설치되어 금형에 대한 수지공급을 단속하는 승강핀을 구비한 사출성형기용 핫런너 밸브장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구동수단의 간소한 구조변경을 통해 승강핀에 작용하는 초기 정지저항을 제거함으로써 구동효율의 향상과 구동수단의 부피 감소를 통한 설계의 자유도를 높이고 아울러 동작의 신뢰성을 보장할 수 있는 사출성형기용 핫런너 밸브장치에 관한 것이다.

일반적으로 플라스틱 제품을 성형하는 사출성형기는 수지를 용융한 형체 실린더로부터 수지원료를 매니폴드로 주입시키고, 주입된 수지는 매니폴드 내에 분기 형성된 수지유로를 따라 균등하게 분배되어 매니폴드의 하부에 결합된 하나 이상의 노즐로 각각 공급되어 제품 성형틀인 상·하 코어가 형성하는 성형공간 즉, 캐비티로 주입하는 장치이다. 이러한 사출성형기는 밸브핀의 승강 동작에 의해 게이트 즉, 출구를 개폐하도록 구성되어지며, 성형품의 수량에 따라 비교적 여러 개를 일시에 성형하는 경우에는 매니폴드를 통해 수지를 공급받는 매니폴드형이 사용되고, 단품 생산을 하는 경우에는 싱글형이 사용된다.

도 1은 종래 기술에 따른 고압의 공기를 작동압으로 하여 밸브핀을 승강시키는 사출성형기 용 핫런너 시스템을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 이에 나타내 보인 바와 같이 종래의 다캐비티 금형용 사출성형기 밸브장치는 크게 구동부(100)와 밸브장치(200)로 구성되며 밸브핀(210)의 승강 동작을 위한 구동원으로 고압의 공기를 이용한다.

즉, 상기 구동부(100)는 외부로부터 고압의 공기(Air)를 공급 및 배출하기 위한 관로인 에어채널(air chnnel;110,120)이 복수개 형성되어 있으며, 이 복수개의 에어채널(110,120)을 통해 선택적으로 유입되는 고압의 공기에 의해 실린더(130)내의 피스톤(140)이 승강을 이루는 구조이다. 이때, 상기 피스톤(130)의 하단에는 밸브핀(210)이 연결되어 연동되는 구조이다. 그리고, 상기 밸브핀(210)은 피스톤(130)에 연동하여 승강 됨으로써 노즐(220)의 선단부를 형성하는 게이트 즉, 출구를 선택적으로 차단 또는 개방하는 구조이다.

한편, 상기 밸브장치(200)는 외체를 형성하는 것으로 수지의 고화를 방지하기 위한 히터가 권선되는 노즐(220)를 포함하며, 이 노즐(220)의 내부에는 밸브핀(210)이 수직방향으로 승강을 이루도록 설치되는 구조이다. 여기서, 상기 노즐(220)은 밸브핀(210)의 주위로 일정한 간극을 두고 수지채널(230)이 형성되며, 이 수지채널(230)의 양끝은 노즐의 출구와 매니폴드(300)의 수지채널(310)에 각각 연결되는 구조이다.

이와 같이 구성되는 다캐비티 금형용 사출성형기 밸브장치는 상기 에어채널(110,120)을 통해 선택적으로 고압의 작동압이 공급되면 피스톤(140)이 승강 또는 하강을 이루게 되고, 이와 동시에 밸브핀(210) 이 연동하여 일체로 승강 동작이 수행된다. 따라서, 상기 피스톤(140)이 승강 됨에 따라 노즐의 출구를 개방 또는 차단시키게 되므로 결과적으로 매니폴드(300)를 통해 공급되는 수지가 출구를 통해 금형내로 공급되거나 또는 차단되게 된다.

요약하면, 상기 종래 기술에 따른 공기압을 작동으로 하는 사출성형기용 밸브 게이트(출구) 장치는 고압의 공기를 선택적으로 해당 에어채널(110,120)을 통해 실린더(130)내로 공급시켜 피스톤(140)을 승강시키게 되며, 이때의 피스톤(140)에 연동하여 밸브핀(210)이 노즐의 출구(게이트)를 개폐시키게 된다.

그러나, 상기와 같이 구성되는 종래 기술에 따른 사출성형기용 핫런너 밸브장치는, 밸브핀이 출구를 개방 또는 닫힌 상태에서 상대 위치로 이동하는 시점에서 원활한 구동이 이루어지지 않는 단점이 있다. 즉, 거의 대부분의 사출성형기용 핫런너 밸브장치에서 밸브핀은 승강 동작시 정지저항(밸브핀을 지지하는 부싱 등의 지지요소로 인한 마찰저항 및 밸브핀이 게이트에 끼움된 상태에서의 마찰저항 등)을 극복할 수 있을 정도의 구동력을 필요로 한다.

따라서 대부분의 사출성형기용 핫런너 밸브장은 밸브핀의 상승 또는 하강 이동된 상태에서 상대 위치로 이동시 초기에 작용하는 마찰저항을 극복하고 하강 또는 상승 동작이 실시될 수 있도록 하기 위하여 정격출력 보다 높은 출력의 구동원을 적용함에 따라 밸브장치의 전체적인 부피가 커져 설계의 자유도가 제한되는 것은 물론이고, 고가의 구동원을 사용해야 하므로 경제성이 떨어지는 문제점이 있었다.

등록특허공보 제10-1163938호, 2쪽, 청구항 1, 도 2.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 금형의 캐비티에 대한 수지 공급을 단속하는 요소인 승강핀에 대한 안정적인 승강동작을 보장하면서 동시에 유공압을 작동압으로 하는 구동수단의 효율를 개선시킴으로써 경제적인 운영을 가능하게 하고, 또한 구동수단의 효율 향상을 통한 부피 감소를 가능하게 하여 설계의 자유도 및 설치공간에 대한 제약을 최소화할 수 있는 사출성형기용 핫런너 밸브장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 바람직한 실시례에 따른 사출성형기용 핫런너 밸브장치는, 매니폴드의 일측에 구비되어 수지를 공급받아 금형의 캐비티 측으로 안내하는 것으로 외주면에 히터가 권선되고 중심은 관통된 노즐과, 이 노즐의 내부에 구비되어 승강되는 것에 의해 수지의 유출을 단속하는 승강핀과, 작동압을 공급받는 실린더 및 이 실린더의 내부에 설치되어 작동압에 의해 승강되는 것으로 상기 승강핀의 일단과 연결되는 피스톤으로 이루어진 구동수단을 포함하는 사출성형기용 핫런너 밸브장치에 있어서, 상기 승강핀은 상부 일측에 외측으로 돌출 형성되는 타격 플랜지가 구비되고, 상기 노즐은 상기 타격 플랜지가 외부로 노출된 상태에서 승강되게 길이 방향으로 슬롯이 형성되며, 상기 구동수단을 구성하는 요소인 피스톤은 내부 중심에 상기 타격 플랜지가 끼움 삽입되되 상·하측으로 간극을 형성하여 무부하 이동이 가능하도록 한 무부하구간홈이 형성되는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 구동수단은, 내부에 작동압이 공급되는 챔버가 형성되고 측면으로는 상기 챔버 내에 하강 및 상승 작동압 공급을 위한 상·하 에어채널이 형성된 실린더와; 상기 챔버내에 슬라이드 삽입으로 구비되어 작동압에 의해 선택적으로 승강되는 것으로, 내부 중심으로 승강핀의 일단이 삽입 구비되되 상기 타격 플랜지가 상·하측으로 간극을 두고 걸림 수용되도는 무부하구간홈을 형성하여 작동압에 의해 간극 거리만큼 이동한 뒤 승강핀의 타격 플랜지에 충돌하여 승강 연동시키는 피스톤을 포함하여 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 승강핀은 상부 일단에 2~5개의 타격 플랜지가 돌출 형성되고, 상기 노즐은 중심이 관통된 관 형상으로 구비되어 상기 타격 플랜지에 대응하는 위치에 타격 플랜지가 외부로 노출된 상태에서 승강될 수 있게 길이 방향으로 긴 구멍 형태의 슬롯이 형성된 바디 및 상기 바디의 하측에 일체로 연결 구비되는 것으로 상대적으로 감소된 지름을 갖는 노즐팁을 포함하여 구성되는 것에 있다.

본 발명에 따른 사출성형기용 핫런너 밸브장치는, 실린더 내부로 공급되는 작동압에 의해 피스톤의 상승 또는 하강 이동시, 피스톤은 초기의 무부하 구간을 경유하여 가속이 된 상태에서 승강핀의 일단을 타격함으로써 결과적으로 승강핀이 정지상태에서 받는 정지저항(승강핀을 지지하는 부싱 등의 지지요소로 인한 마찰저항 및 게이트에 끼움되었을 때의 끼움 마찰저항 등)을 충격력으로 제거하므로 종전에 비해 낮은 출력의 구동수단으로도 승강핀에 대한 안정적인 승강동작을 보장할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 구동수단의 부피를 종전에 비해 줄일 수 있으므로 부피 감소를 통해 금형에 대한 적용 및 설계의 자유도를 대폭적으로 높일 수 있으므로 산업상 유용한 효과가 기대된다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 사출성형기용 핫런너 밸브장치를 나타낸 단면도,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 사출성형기용 핫런너 밸브장치의 내부 구성을 설명하기 위한 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 사출성형기용 핫런너 밸브장치의 주요 구성을 설명하기 위한 분해 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 사출성형기용 핫런너 밸브장치의 동작을 설명하기 위한 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 사출성형기용 핫런너 밸브장치를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 2는 피스톤과 승강핀이 상승 이동된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 3은 피스톤과 승강핀이 하강 이동된 상태를 나타낸 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 사출성형기용 핫런너 밸브장치의 주요 구성을 설명하기 위한 분해 사시도이다.

끝으로, 도 5는 본 발명에 따른 사출성형기용 핫런너 밸브장치의 동작을 설명하기 위한 단면도이다.

본 발명은 구동수단(40)을 구성하는 요소 중 하나인 피스톤(43)이 일정 거리 무부하 상태로 이동한 뒤 승강핀(30)의 타격 플랜지(35)에 충돌하도록 하여 상기 승강핀(30)에 작용하는 정지 저항을 제거함으로써 종전에 비해 작은 구동력만으로도 승강핀(30)에 대한 안정적인 승강을 가능하게 하는 것을 그 기술적 특징으로 하며, 이를 위해 본 발명은 슬롯(21s)이 형성된 바디(21)를 구비한 노즐(20)과, 타격 플랜지(35)가 형성된 승강핀(30)과, 타격 플랜지(35)가 상·하 간극을 두고 걸림 구비되는 무부하구간홈(43h)이 형성된 피스톤(43)을 구성한 구동수단(40)을 포함하는 사출성형기용 핫런너 밸브장치를 제안하다.

이상의 도면을 참조하여 본 발명의 사출성형기용 핫런너 밸브장치(1)의 구성을 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명의 사출성형기용 핫런너 밸브장치(1)는 크게 사출 실린더(미도시)로부터 수지를 공급받아 이를 분기하여 공급하도록 내부에 여러 갈래의 수지로(11)가 형성된 매니폴드(10)와, 상기 매니폴드(10)의 일측에 연결되어 수지를 공급받아 상·하 코어로 이루어진 금형(미도시)의 캐비티(미도시)의 내부로 용융수지를 주입하기 위한 노즐(20)과, 이 노즐(20)의 내부에 승강 가능하게 설치되어 구동수단(40)에 의해 승강 동작이 규제되는 것에 의해 수지의 유출을 단속하는 승강핀(30)과, 상기 승강핀(30)을 승강 연동시키는 구동수단(40)으로 구성된다.

매니폴드(10)는 열전도성이 우수한 금속재로 이루어진 판재형상으로 제작되며. 그 내부에는 용융된 상태의 액상의 수지가 이동되는 수지로(11)가 분기된 형태로 형성된다. 그리고 그 상·하면으로는 상기 수지로(11)를 따라 유동되는 수지가 고화되는 것을 방지하도록 발열히터(미도시)가 매립된다. 이러한 구성의 매니폴드(10)는 도 5를 기준으로 살펴보면, 좌측으로는 후술할 노즐(20) 및 이 노즐(20)의 내부에 구비되어 승강되는 승강핀(30) 그리고 상기 승강핀(30)에 승강 구동력을 제공하는 구동수단(40)이 구비된다.

이와 같은 구성의 매니폴드(10)는 공지의 기술에 의해 실시되는 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

노즐(20)은 중공의 원기둥 형태로 구비되는 관 형상의 바디(21)와, 도 2를 기준으로 상기 바디(21)의 하측에 구비되는 노즐팁(23)로 구성된다.

상기 바디(21)는 중심이 관통된 관 형상으로 구비되는 요소로, 후술할 승강핀(30)이 내부에 슬라이드 삽입으로 구비되고, 외주면으로는 외부로부터 전원을 공급받아 가열되는 발열요소인 히터(25)가 감겨지는 구성이다. 이러한 바디(21)는 그 내부에 구비되는 승강핀(30)이 슬라이드 삽입된 상태에서 상승 또는 하강 이동을 이루며, 후술할 승강핀(30)의 타격 플랜지(35)와 대응하는 위치에 길이 방향으로 긴 구멍인 슬롯(21s)이 형성된다. 여기서 상기 슬롯(21s)은 승강핀(30)이 상승 또는 하강 이동시 타격 플랜지(35)가 위치 간섭되지 않을 정도의 크기를 갖도록 구비된다.

한편, 상기 바디(21)는 도 4를 기준으로 살펴보면 하단측에 팁부싱(22)이 나사체결로 구비되며, 이 팁부싱(22)의 내부로 노즐팁(23)이 체결되어 연결된다.

상기 노즐팁(23)은 도면에 나타내 보인 바와 같이 상기 바디(21)에 대하여 상대적으로 감소된 지름을 갖는 요소로서, 상기 팁부싱(22)의 내부에 끼움 삽입된 상태에서 바디(21)에 연결되며, 그 내부 중심으로는 승강핀(30)의 일단이 슬라이드 삽입되어 승강될 수 있게 관통된 구성이다.

미설명 부호 (24)는 노즐캡(24)을 지칭한 것으로 상기 노즐(20)의 개방된 상부를 마감하기 위한 마감요소이다.

이와 같은 구성의 노즐(20)은 바디(21)의 상부 일측에 형성된 긴 구멍인 슬롯(21s)을 제외하고는 공지의 기술에 의해 실시되는 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

승강핀(30)은 상기 노즐(20)의 내부에 슬라이드 삽입으로 설치되어 후술할 구동수단(40)의 승강 구동력에 의해 상승 또는 하강 이동을 이루는 것에 의해 수지의 유출을 단속하는 요소로서, 이러한 승강핀(30)은 수지의 유출을 단속하는 방식에 따라 기존의 핀밸브 방식과, 핀레스 방식으로 구분된다.

먼저, 상기 핀밸브 방식의 경우 승강핀의 지름이 노즐의 내경 지름에 대하여 간극을 갖도록 감소된 크기로 구비됨으로써 결과적으로 승강핀의 외면으로 수지가 유동되도록 하고 승강핀의 끝단부가 노즐팁의 내부에 끼움되어 수지의 유출을 단속하는 방식으로서, 공지의 기술에 의해 실시되는 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

그리고 핀레스 방식은 본 출원인이 종래 기술로서, 도면에 나타내 보인 바와 같이 승강핀의 내부에 수지가 유동되는 수지유로를 형성한 것으로, 승강핀(30)이 하강된 상태에서 금형에 대한 수지 공급이 실시되고, 수지 공급이 완료되면(사출실린더로부터의 수지 공급이 차단된 상태) 상기 노즐(20)과 승강핀(30)의 끝단부가 상대적으로 낮은 온도의 금형에 의해 급격한 열손실이 발생하여 결과적으로 상기 승강핀(30)의 끝단 내부에 위치한 용융수지는 고화상태로 바뀌게 된다. 이어서 구동수단(40)에 의해 승강핀(30)이 상승 이동하면 금형과 이격됨과 아울러 히터(25)에 의해 가열된 노즐(20)의 내부에 위치됨에 따라 고화된 수지가 점차 용융상태로 바뀌게 되는 방식으로서, 공지의 기술에 의해 실시되는 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

한편, 본 발명에서의 승강핀(30)은 도 2 내지 도 4를 기준으로 상단부 일측에 타격 플랜지(35)가 돌출 형성되는 구성을 특징으로 하고 있으며, 이때의 상기 타격 플랜지(35)는 앞서 설명한 노즐(20)의 슬롯(21s)을 통과하여 그 외부로 돌출되게 구성된다. 한편, 상기 타격 플랜지(35)는 등 간격을 두고 2~5개가 형성될 수 있으며, 본 발명에서는 바람직한 실시례로서 도면에서 보는 바와 같이 한 쌍의 타격 플랜지(35)가 구성되는 것을 예시하였다.

미설명 부호 (45)는 실린더(41)의 상부측에서 노즐(20)을 조립하기 위한 조립구멍(미부호)에 결합되는 부싱을 나타낸 것이다.

이러한 구성의 승강핀(30)은 하강 이동시 또는 상승 이동시 후술할 구동수단(40)을 구성하는 피스톤(43)에 연동하여 하강 또는 상승 이동을 이루게 된다.

구동수단(40)은 크게 외체를 형성하는 실린더(41)와, 이 실린더(41)의 내부에 승강 가능하게 설치되는 것으로 상기 승강핀(30)을 연동하여 승강시키는 피스톤(43)으로 구성된다.

상기 실린더(41)는 내부에 작동압이 공급되는 공간인 챔버(41s)가 형성되고, 측면에는 상·하로 상기 챔버(41s)내에 하강 작동압 및 상승 작동압 공급을 위한 요소인 상·하 에어채널(41a,41b)이 형성된다. 이러한 실린더(41)는 그 내부 중심으로 노즐(20)이 배치될 수 있도록 상·하측이 관통된 형태로 구비되며, 내부에 위치한 실린더(41)를 승강시키는 구조적인 특징을 갖는다면 공지의 기술에 의해 다양하게 실시되어도 무방하다.

상기 피스톤(43)은 상기 승강핀(30)의 타격 플랜지(35)와 함께 본 발명의 주요한 기술적 특징을 갖는 요소로서, 이러한 피스톤(43)은 상기 챔버(41s)내에 슬라이드 삽입으로 구비되어 작동압에 의해 선택적으로 승강되게 구성된다.

또한, 상기 피스톤(43)은 그 내부 중심으로 상기 승강핀(30)의 일단이 삽입 구비되되, 상기 승강핀(30)의 타격 플랜지(35)가 내부에 걸림 수용되는 무부하구간홈(43h)이 형성되며, 이때의 상기 무부하구간홈(43h)의 크기는 상기 승강핀(30)의 승강 방향으로 타격 플랜지(35)와 간극이 형성되는 크기로 구비된다.

이러한 구성의 피스톤(43)은 도 2에 나타내 보인 바와 같이 상기 피스톤(43)이 상승 이동된 상태에서 무부하구간홈(43h)의 하 단차면(43b)과 상기 승강핀(30)의 타격 플랜지(35)의 하면은 접촉된 상태를 이루면서 상기 타격 플랜지(35)의 상측으로는 간극을 형성하게 되고, 이와 반대로 도 3에 나타내 보인 바와 같이 상기 피스톤(43)이 하강 이동된 상태에서는 무부하구간홈(43h)의 상 단차면(43a)이 상기 타격 플랜지(35)의 상면에 접촉된 상태를 이루면서 상기 타격 플랜지(35)의 하측으로는 간극을 형성하게 된다.

즉, 상기 피스톤(43)이 도 2와 같이 상승 이동된 상태에서 작동압에 의해 하강 이동을 하게 되면, 상기 피스톤(43)은 상기 타격 플랜지(35)와 접촉이 없는 상태에서 일정 구간 하강 이동을 시작한 뒤 타격 플랜지(35)의 상면에 충돌하여 승강핀(30)과 함께 하강 이동을 이루게 된다. 이는 상기 승강핀(30)은 기구적인 결합에 의해 마찰력으로 인한 정지저항을 갖게 되는데, 이를 상기 피스톤(43)이 무부하 상태에서 초기 기동을 한 뒤 그 가속력으로 타격 플랜지(35)와 충돌함으로써 상기 승강핀(30)에 작용하는 정지 저항을 해소하게 되는 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 사출성형기용 핫런너 밸브장치의 작용을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 2는 금형에 대한 수지를 공급하지 않은 상태를 나타낸 것으로, 구동수단(40)을 구성하는 피스톤(43)은 상승 이동된 상태이고, 상기 피스톤(43)의 무부하구간홈(43h)의 하 단차면(43b)에는 승강핀(30)의 타격 플랜지(35)의 하면이 접촉된 상태이다.

이러한 상태에서 금형에 대한 수지 주입을 위해 상기 구동수단(40)의 상 에어채널(41a)를 통해 챔버(41s)내에 작동압을 공급하면, 상기 피스톤(43)은 작동압에 의해 하강 이동을 시작하게 된다. 이때 상기 피스톤(43)은 일정 거리 무부하 상태로 하강 이동한 뒤 승강핀(30)을 구성하는 타격 플랜지(35)의 상면에 충돌하며, 상기 타격 플랜지(35)에 가해지는 충격력은 상기 승강핀(30)에 작용하는 마찰 및 정지저항을 대폭 감소시킴으로써 결과적으로 상기 승강핀(30)에 대하여 종전에 비해 작은 구동력으로 도 3과 같이 하강 이동을 이루게 된다.

한편, 상기 승강핀(30)은 하강 이동됨과 동시에 사출실린더(미도시)로부터 공급되는 수지를 금형(미도시)의 캐비티로 안내하여 수지 주입을 실시하게 된다.

이와 같은 상태에서 금형의 캐비티에 대한 수지 주입이 완료되면, 보압단계를 거쳐 금형의 캐비티에 충진된 수지는 고화가 시작되고, 이와 동시에 사출실린더(미도시)로부터 공급되던 수지가 차단된다. 이때 상기 승강핀(30)의 끝단은 금형에 맞닿아 있는 상태이므로 급격한 열손실이 일어나고 이로 인하여 승강핀(30)의 끝단 내부의 수지는 고화상태로 바뀌어 수지 유출이 발생하지 않게 된다.

이어서, 도 3과 같은 상태에서 다음 공정을 위해 구동수단(40)의 하 에어채널(41b)에 작동압을 공급하면, 상기 피스톤(43)은 작동압에 의해 상승 이동을 하게 되는데, 이때 일정거리 무부하 상태로 상승 이동을 한 상태에서 상기 승강핀(30)의 타격 플랜지(35) 하면에 충돌하게 되고, 이때 상기 타격 플랜지(35)에 가해지는 충돌력은 상기 승강핀(30)에 작용하는 정지저항 및 마찰저항 등을 감소시킴으로써 종전에 비해 작은 구동력으로 도 2와 같이 승강핀(30)에 대한 상승 이동이 가능하게 된다.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 적용 부위를 변경하여 사용하는 것이 가능하고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

1 : 사출성형기용 핫런너 밸브장치 10 : 매니폴드
11 : 수지로 20 : 노즐
21 : 바디 21s : 슬롯
22 : 팁부싱 23 : 노즐팁
24 : 노즐캡 25 : 히터
30 : 승강핀 31 : 본체
35 : 타격 플랜지 40 : 구동수단
41 : 실린더 41a,41b : 에어채널
43 : 피스톤 43a,43b : 상·하 단차면
43h : 무부하구간홈 45 : 부싱

Claims (3)

1. 매니폴드(10)의 일측에 구비되어 수지를 공급받아 금형의 캐비티 측으로 안내하는 것으로 외주면에 히터(25)가 권선되고 중심은 관통된 노즐(20)과, 이 노즐(20)의 내부에 구비되어 승강되는 것에 의해 수지의 유출을 단속하는 승강핀(30)과, 작동압을 공급받는 실린더(41) 및 이 실린더(41)의 내부에 설치되어 작동압에 의해 승강되는 것으로 상기 승강핀(30)의 일단과 연결되는 피스톤(43)으로 이루어진 구동수단(40)을 포함하는 사출성형기용 핫런너 밸브장치에 있어서,
   상기 승강핀(30)은 상부 일측에 외측으로 돌출 형성되는 타격 플랜지(35)가 구비되고, 상기 노즐(20)은 상기 타격 플랜지(35)가 외부로 노출된 상태에서 승강되게 길이 방향으로 슬롯(21s)이 형성되며, 상기 피스톤(43)은 내부 중심에 상기 타격 플랜지(35)가 끼움 삽입되되 상·하측으로 간극을 형성하여 무부하 이동이 가능하도록 한 무부하구간홈(43h)이 형성되는 구성을 더 포함함을 특징으로 하는 사출성형기용 핫런너 밸브장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 구동수단(40)은,
   내부에 작동압이 공급되는 챔버(41s)가 형성되고 측면으로는 상기 챔버(41s) 내에 하강 및 상승 작동압 공급을 위한 상·하 에어채널(41a,41b)이 형성된 실린더(41)와;
   상기 챔버(41s)내에 슬라이드 삽입으로 구비되어 작동압에 의해 선택적으로 승강되는 것으로, 내부 중심으로 상기 승강핀(30)의 일단이 삽입 구비되되 상기 타격 플랜지(35)가 상·하측으로 간극을 두고 걸림 수용되는 무부하구간홈(43h)을 형성하여 작동압에 의해 간극 거리만큼 이동한 뒤 타격 플랜지(35)의 상면 또는 하면에 충돌하여 연동시키는 피스톤(43);
   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 사출성형기용 핫런너 밸브장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 승강핀(30)은 상부 일단에 2~5개의 타격 플랜지(35)가 돌출 형성되고,
   상기 노즐(20)은 중심이 관통된 관 형상으로 구비되어 상기 타격 플랜지(35)에 대응하는 위치에 타격 플랜지(35)가 외부로 노출된 상태에서 승강될 수 있게 길이 방향으로 긴 구멍 형태의 슬롯(21s)이 형성된 바디(21) 및 상기 바디(21)의 하측에 일체로 연결 구비되는 것으로 상대적으로 감소된 지름을 갖는 노즐팁(23)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 사출성형기용 핫런너 밸브장치.
   

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