KR101543554B1

KR101543554B1 - 밸브 게이트식 핫런너 사출금형의 게이트 밸브 작동장치

Info

Publication number: KR101543554B1
Application number: KR1020150096621A
Authority: KR
Inventors: 허남욱
Original assignee: 허남욱
Priority date: 2015-07-07
Filing date: 2015-07-07
Publication date: 2015-08-10

Abstract

본 발명은 핫런너 사출금형의 상부 고정판에 복수개의 복수개의 게이트 밸브(10)를 구비하고, 이들 게이트 밸브(10)를 압축공기로써 개폐작동시키는 게이트 밸브 작동장치이고, 상기 상부 고정판(8)에 각 게이트 밸브(10)에 대응하는 작동유체 공급도관 배관홈(9)을 구비하여 이들 각 작동 유체 공급도관 배관홈(9)에 삽입설치되는 작동유체 공급도관(20)과, 실린더(11)의 상측 커버(12)에 솔레노이드 밸브 설치홈(13)을 형성하여, 이 솔레노이드 밸브 설치홈(13)안에 설치되는 솔레노이드 밸브(30)를 포함하는 것이다.

Description

밸브 게이트식 핫런너 사출금형의 게이트 밸브 작동장치{ Apparatus of actuating gate valves of a valve gate typed hot runner injection mold}

본 발명은 밸브 게이트식 핫런너 사출금형의 밸브 작동장치에 관한 것으로, 특히 복수개의 게이트를 개별적으로 개폐하도록 복수개의 밸브를 구비한 밸브 게이트식 핫런너 사출금형에서, 밸브 작동유체인 에어를 밸브에 적시에 공급하여 복수개의 밸브를 시간 지연(time delay)없이 적시에(Just in time)에 작동시키는 밸브 작동장치에 관한 것이다.

사출금형으로서, 사출성형시 금형에 마련된 게이트를 밸브의 개폐작동에 의해 개폐하는 밸브 게이트식 핫런너 사출금형이 현재 널리 사용되고 있다. 이러한 밸브 게이트식 핫런너 사출금형은 아래 특허문헌 1에 개시되어 알려져 있다.

아래 특허문헌 1에 개시된 종래의 밸브 게이트식 핫런너 사출금형은 위 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 밸브를 작동시키기 위한 에어 공급통로가 밸브의 실린더가 설치된 상부 고정판 상에 가공되어 있다. 즉, 이 밸브 작동용 에어공급통로는 통상 상기 상부 고정판의 측면에서부터 밸브의 실린더까지 연장되게 건드릴(Gun drill)가 같은 공구로써 가공하여 형성된다. 도 1 및 도 2는 위 특허문헌 1에 개시된 종래 밸브 게이트식 핫런너 사출금형에서 복수개의 밸브(110)가 상부 고정판(108)에 설치된 경우를 상정하여 개략적으로 작도한 도면이다.

또 종래의 밸브 게이트식 핫런너 사출금형은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 금형에 복수개의 밸브(110)가 설치되는 경우, 각 밸브(110)를 개별적으로 제어할 수 있도록 각 밸브(110)마다 에어를 공급하는 에어 공급통로(120)를 마련하고, 이들 각 에어 공급통로(120)의 입구들이 구비된 상부 고정판(108)의 측면(108a)에, 각각의 에어 공급통로(120)안으로 에어를 공급 또는 차단하는 일군의 솔레노이드밸브(130)들을 하나의 블록으로 결합하여 부착하여 설치한다.

그리고, 상기 각 밸브(110)로 에어를 공급하기 위한 에어 공급통로(120)를 상부 고정판(108)에 형성하기 위하여, 외부의 에어 공급원에서 제공하는 에어를 상기 각 밸브(110)쪽으로 안내하기 위한 주 통로(121)를 상부 고정판(108)의 일측면(108a)에서 뚫고, 이 주 통로(121)를 통하여 제공되는 에어를 각 밸브(110)의 실린더(11)내로 안내하는 분기통로(122)를 상기 주 통로(121)를 교차하도록 상부 고정판(108)의 다른 측면(108b,108c)에서 뚫은 다음, 하나의 밸브(110)에 에어를 공급하는 에어 공급통로(120)가 다른 밸브(110)의 에어 공급통로(120)에 연통되지 않는 단일의 통로를 형성하도록, 도 1 및 도 3의 확대 상세도에 도시된 바와 같이, 서로 교차하는 부분에 플러그(123)를 삽입하여 밀봉하는 작업을 하여야 한다.

상기한 바와 같이, 종래의 밸브 게이트식 핫런너 사출금형은 복수의 에어 공급통로(120)의 유입구에 연결되는 솔레노이드 밸브(130)들이 상부 고정판(108)의 일측 측면(108a)에 부착되어 있으므로, 솔레노이드 밸브(1)의 출구 포트에서 각 게이트 밸브(110)까지의 거리가 각 게이트 밸브(110)의 설치 위치에 따라 각각 다르게 된다. 이와 같이 솔레노이드 밸브(130)에서 각 게이트 밸브(110)까지의 에어 공급통로(120)의 길이가 다르므로, 각 게이트 밸브(110)를 동시에 개방 또는 폐쇄시키도록 각 솔레노이드 밸브에 작동신호를 인가하더라도, 에어가 솔레노이드 밸브의 출구를 통과하여 각 게이트 밸브(10)의 입구까지 도달하는 시간에 편차가 발생하여 게이트 밸브(10)의 개폐에 시간 지연이 발생하게 된다. 이와 같이 게이트 밸브(10)의 개폐에 시간 지연이 발생하면, 게이트 밸브(110)의 시퀀스 제어가 불가능하거나 게이트 밸브의 개폐시점을 정확하게 제어할 수 없으므로 게이트를 통하여 캐비티(101)내로 용융수지를 적시에 공급하지 못하여 사출성형불량을 야기하게 된다.

그리고, 상기한 바와 같이, 종래의 밸브 게이트식 핫런너 사출금형의 경우, 각 게이트 밸브(110)마다 구비되는 에어 공급통로(120)를 건드릴 작업으로 상부 고정판(108)에 형성하여야 하고, 에어 공급통로(120)의 에어가 외부로 방출되는 것을 차단하도록 에어 공급통로(120)의 출구측 통로에 플러그(123)를 삽입하여 밀봉하는 작업을 하여야 하므로, 상부 고정판의 건드릴 작업과 플러그 삽입 작업에 시간과 비용이 많이 소요되어 원가를 상승시키는 단점이 있었다.

KR

10-1142158

B1

이에 본 발명은 각 게이트 밸브에 작동유체를 공급하는 솔레노이드 밸브를 각 게이트 밸브상에 부착설치하여 작동유체를 솔레노이드 밸브의 출구에서 곧바로 게이트 밸브로 공급함으로써 작동유체 공급통로의 길이 편차에 따른 게이트 밸브의 작동 지연이 발생하지 않고 게이트 밸브를 적시에 작동시킬 수 있는 밸브 작동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 게이트 밸브가 설치되는 상부 고정판에 작동유체 공급통로를 형성하기 위한 건드릴 작업 및 건드릴 구멍에 플러그를 삽입하는 작업이 필요하지 않아 금형 제작이 간단하고 금형제작 원가를 절감할 수 있는 밸브 작동장치를 제공하는 것을 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은

복수개의 게이트와, 각 게이트에 대응하여 1개씩 설치된 복수개의 게이트 밸브를 구비한 밸브 게이트식 핫런너 사출금형에서 상기 게이트 밸브를 개폐작동시키는 게이트 밸브 작동장치이고,

상기 게이트 밸브 작동장치는

외부의 작동유체 공급원에서 제공하는 작동유체를 상기 복수개의 게이트 밸브로 각각 제공하는 복수개의 작동유체 공급도관;

상기 각 게이트 밸브마다 1개씩 부착설치되고, 밸브 개폐제어신호에 따라 상기 작동유체 공급도관를 통하여 제공되는 작동유체를 다른 별도의 공급도관을 통하지 않고 상기 각 게이트 밸브의 실린더 상측 챔버 또는 하측 챔버에 직접 공급하여 게이트 밸브를 적시에 개폐작동시키는 복수개의 솔레노이드 밸브를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 게이트 밸브의 실린더의 상측 커버에 홈을 형성하여, 상기 실린더의 상측 커버의 홈에 상기 솔레노이드 밸브를 설치하고, 상기 실린더의 상측 커버에는 상기 솔레노이드 밸브의 출구 포트와 실린더의 상측 챔버를 서로 연통시키는 제1유로가 형성되며, 상기 실린더의 측벽에는 상기 솔레노이드 밸브의 출구포트와 실린더의 하측 챔버를 서로 연통시키는 제2유로가 형성된 것에 특징이 있다.

그리고, 상기 게이트 밸브가 매입설치되는 핫런너 사출금형의 상부 고정판에, 상기 각 게이트 밸브에 대응하는 작동유체 공급도관 배관홈을 구비하여, 이들 각 작동 유체 공급도관 배관홈에 작동유체 공급도관을 삽입설치한 것에 특징이 있다.

본 발명은 상기 작동유체가 압축공기인 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명의 게이트 밸브 작동장치에 의하면, 각 게이트 밸브에 작동유체를 공급하는 솔레노이드 밸브를 각 게이트 밸브상에 부착설치하여 작동유체를 솔레노이드 밸브의 출구에서 곧바로 게이트 밸브로 공급함으로써 작동유체 공급통로의 길이 편차에 따른 게이트 밸브의 작동 지연이 발생하지 않고 게이트 밸브를 적시에 작동시킬 수 있어, 게이트 밸브의 지연 작동에 의한 사출불량을 방지할 수 있다.

뿐만아니라, 게이트 밸브의 정확한 개폐작동이 가능하여 사출성형시 복수개의 게이트 밸브의 시퀀스 제어 등 사출성형 조건에 따라 게이트 밸브를 정밀하고 정확하게 제어할 수 있다.

또한, 본 발명은 게이트 밸브가 설치되는 상부 고정판에 작동유체 공급통로를 형성하기 위한 건드릴 작업 및 건드릴 구멍에 플러그를 삽입하는 작업이 필요하지 않아 금형 제작이 간단하고 금형제작 원가를 절감할 수 있다.

도 1은 종래 밸브 게이트식 핫런너 사출금형에서 게이트 밸브와 각 게이트 밸브에 작동유체를 공급하는 작동유체 공급통로의 배치를 개략적으로 나타낸 평면도,
도 2는 도 1의 종래 밸브 게이트식 핫런너 사출금형의 부분 종단면도,
도 3은 도 1의 'A'부 확대 상세도로서, 작동유체 공급통로에 플러그를 장착한 상태를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 밸브 게이트식 핫런너 사출금형에서 게이트 밸브와 각 게이트 밸브에 작동유체를 공급하는 작동유체 공급통로의 배치를 개략적으로 나타낸 평면도,
도 5는 도 4의 본 발명에 따른 밸브 게이트식 핫런너 사출금형의 게이트 밸브와 솔레노이드 밸브의 결합관계를 도시한 부분 종단면도.
도 6은 본 발명에 따른 밸브 게이트식 핫런너 사출금형에서 게이트 밸브의 평면도,
도 7은 도 6의 게이트 밸브의 상부 확대 상세도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 밸브 게이트식 핫런너 사출금형은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 캐비티(1)를 형성하는 상부 블록(2)과 하부 블록(3)을 포함한다. 상기 캐비티(1)에는 적어도 하나 이상의 게이트(4)가 구비되며, 각 게이트(4)마다 1개의 노즐(5)이 대응되게 구비된다. 상기 각 노즐(5)은 중심축 방향으로 관통하는 수지통로(5a)를 구비하여, 노즐(5)의 상단에 설치된 매니폴더(6)의 수지통로(6a)를 통과한 용융수지를 게이트(4)를 통하여 캐비티(1)안으로 주입한다.

그리고, 상기 각 노즐(5)의 수지통로(5a)에는 밸브 핀(7)이 상하 이동가능하게 설치되고, 이 밸브 핀(7)의 상단은 게이트 밸브(10)의 실린더(11)내부에서 상하 이동하는 피스톤(14)에 결합되고 하단은 노즐(5)의 하단을 관통하여 게이트(4)를 개폐하게 되어 있다.

상기 밸브 핀(7)은 사출금형의 상측에 배치된 상부 고정판(8)에 설치되는 게이트 밸브(10)의 피스톤(14)이 본 발명에 따른 게이트 밸브 작동장치에 의해 상하로 이동하면서 게이트(4)를 개폐한다.

여기서 본 발명에 따른 게이트 밸브 작동장치는 도 4 및 도 5, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 외부의 작동유체 공급원(도시생략)에서 제공하는 작동유체를 상부 고정판(8)에 매입설치된 복수개의 게이트 밸브(10)에 각각 독립적으로 제공하는 복수개의 작동유체 공급도관(20)과, 상기 각 게이트 밸브(10)마다 1개씩 부착설치되어, 밸브 개폐제어신호에 따라 상기 작동유체 공급도관(20)를 통하여 제공되는 작동유체를 상기 각 게이트 밸브(10)의 실린더 상측 챔버(11a) 또는 하측 챔버(11b)에 직접 공급함에 따라 게이트 밸브(10)의 밸브 핀(7)을 적시에 개폐작동시키는 복수개의 솔레노이드 밸브(30)를 포함한다.

상기 각 솔레노이드 밸브(30)는 상기 게이트 밸브(10)의 실린더(11)의 상측 커버(12)에 직접 부착설치할 수도 있지만, 바람직하게는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 실린더(11)의 상측 커버(12)에 솔레노이드 밸브 설치홈(13)을 형성하여, 이 솔레노이드 밸브 설치홈(13)안에 설치할 수도 있다.

또한, 상기 상부 고정판(8)에 작동유체 공급도관 배관홈(9)을 형성하고 그 공급도관 배관홈(9)안에 작동 유체 공급도관(20)을 매입설치하는 것이 바람직하다. 이 경우, 실린더의 상측 커버(12)에는 상기 솔레노이드 밸브(30)의 출구 포트(도시 생략함)와 실린더(11)의 상측 챔버(11a)를 서로 연통시키는 제1유로(P1)가 형성되며, 실린더의 측벽(108a)에는 상기 솔레노이드 밸브(30)의 출구포트와 실린더의 하측 챔버(11b)를 서로 연통시키는 제2유로(P2)가 형성된다.

이러한 솔레노이드 밸브 배치 구조에 따르면, 작동유체가 솔레노이드 밸브(30)의 입구측, 즉 게이트 밸브(10)의 실린더(11)의 챔버 입구까지 항상 충전되어 대기하고 있게 되므로, 솔레노이드 밸브(30)에 개폐신호를 인가하여 솔레노이드 밸브(30)를 개방하는 즉시 게이트 밸브(10)의 챔버에 유입되어 게이트 밸브를 시간 지연없이 적시에 작동시키게 된다.

본 발명의 핫런너 사출금형에서 작동유체로서는 압축공기가 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 다른 종류의 유체, 즉 유압도 가능하다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 밸브 게이트식 핫런너 사출금형의 게이트 밸브 작동장치는, 각 게이트 밸브(10)에 작동유체를 공급하는 솔레노이드 밸브(30)를 각 게이트 밸브(10)상에 부착설치하여 작동유체를 솔레노이드 밸브(30)의 출구에서 곧바로 게이트 밸브(10)의 챔버(11a,11b)안으로 공급함으로써 작동유체 공급도관(20)의 길이 편차에 따른 게이트 밸브의 작동 지연이 발생하지 않고 게이트 밸브를 적시에 작동시킬 수 있어, 게이트 밸브의 지연 작동에 의한 사출불량을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 게이트 밸브(10)가 설치되는 상부 고정판(8)에 작동유체 공급통로를 형성하기 위한 건드릴 작업 및 건드릴 구멍에 플러그를 삽입하는 작업이 필요하지 않아 금형 제작이 간단하고 금형제작 원가를 절감할 수 있다.

1: 캐비티 2: 상부 블록
3: 하부 블록 4: 게이트
5: 노즐 5a: 수지통로
6: 매니폴더 6a: 수지통로
7: 밸브 핀 8: 상부 고정판
9: 공급도관 배관홈 10: 게이트 밸브
11: 실린더 11a: 상측 챔버
11b: 하측 챔버 12: 상측 커버
13: 솔레노이드 밸브 설치홈 P1: 제1유로
P2: 제2유로 14: 피스톤
20: 작동유체 공급도관 30: 솔레노이드 밸브

Claims

복수개의 게이트(4)를 구비한 핫런너 사출금형의 상부 고정판(8)에, 상기 각 게이트(4)마다 1개씩 대응되게 구비된 복수개의 게이트 밸브(10); 상기 복수개의 게이트 밸브(10)를 각각 독립적으로 작동시키도록 각 게이트 밸브(10)마다 1개씩 구비되고, 외부의 압축공기 공급원에서 작동유체 공급도관(20)을 통하여 상/하측 챔버(11a,11b)에 각각 선택적으로 공급되는 압축공기에 의해 피스톤(14)이 작동하면서 각 게이트 밸브(10)를 개폐작동시키는 실린더(11); 상기 각 게이트 밸브(10)의 실린더(11)마다 1개씩 결합되고, 외부에서 인가되는 밸브 개폐제어신호에 의해 개폐작동하면서 상기 작동유체 공급도관(20)을 통하여 제공되는 압축공기를 상기 실린더(11)의 상/하측 챔버에 선택적으로 공급 또는 차단하는 복수개의 솔레노이드 밸브(30);를 포함하는 밸브 게이트식 핫런너 사출금형의 게이트 밸브 작동장치에 있어서,
상기 작동유체 공급도관(20)은 상기 핫런너 사출금형과는 별개의 도관으로 구성되어, 상기 핫런너 사출금형의 상부 고정판(8)에 한쪽 측벽을 따라 개방된 공급도관 배관홈(9)안에 탈착가능하게 매입설치되며,
상기 각 실린더(11)의 상측 커버(12)에 솔레노이드밸브 설치홈(13)을 형성하고 상기 솔레노이드밸브 설치홈(13) 안에 상기 솔레노이드 밸브(30)가 탈착가능하게 결합되고,
상기 솔레노이드 밸브(30)는, 입구 포트에 상기 작동유체 공급도관(20)의 선단이 연결되어, 상기 작동유체 공급도관(20)의 압축공기가 게이트밸브(10)의 실린더(11)의 챔버 입구까지 항상 충전되어 대기하도록 되어 있고, 상기 각 솔레노이드 밸브(30)의 출구 포트는 각 실린더(11)에 마련된 제1유로(P1) 또는 제2유로(P2)를 통하여 실린더(11)의 상측 또는 하측 챔버(11a,11b)와 직접 연통되어, 상기 솔레노이드 밸브(30)에 밸브 개폐제어신호가 인가되는 즉시, 시간지연없이 상기 각 게이트 밸브(10)를 개폐작동시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 밸브 게이트식 핫런너 사출금형의 게이트 밸브 작동장치.