KR101953425B1 - 게이트 밸브 및 게이트 밸브의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 형에 주입된 열경화 수지의 경화에 요구되는 시간을 이용하여 게이트 밸브의 세정을 행한다. 주입 구멍을 개폐하는 열경화성 수지용의 게이트 밸브는, 케이싱과 게이트 밸브 핀과 슬리브를 구비한다. 게이트 밸브는 제1 유체 유로를 갖는다. 게이트 밸브 핀이 제1 핀 위치에 있을 때, 게이트 밸브 핀의 주입 구멍측의 선단부가 주입 구멍을 폐쇄하고, 제1 핀 위치보다도 주입 구멍과 반대의 측에 위치하는 제2 핀 위치에 있을 때 선단부가 주입 구멍을 개방하고, 제1 유체 유로와 주입 구멍이 연통하여 수지 공급 라인이 형성된다. 게이트 밸브에는 슬리브가 제1 슬리브 위치에 있으며, 게이트 밸브 핀이 제1 핀 위치에 있을 때, 제1 유체 유로의 주입 구멍측의 단부로부터 게이트 밸브의 외부로 통하는 제2 유체 유로가 형성되고, 제1 유체 유로와 제2 유체 유로가 연통하여 세정 라인이 형성된다.

Description

게이트 밸브 및 게이트 밸브의 제조 방법{GATE VALVE AND METHOD OF MANUFACTURING GATE VALVE}
본 발명은 열경화성 수지의 유통과 차단을 전환하는 게이트 밸브에 관한 것이다.
열경화성 수지(이하, 단순히 수지라고도 함)의 성형은 예를 들어 형(型)에 수지를 주입하고, 가열함으로써 행해진다. 이러한 성형 방법에서 사용되는 수지의 주입 장치로서, 게이트 밸브 핀의 이동에 따라 수지의 주입 구멍을 개폐하는 게이트 밸브가 알려져 있다. 이러한 게이트 밸브에서는, 그의 내부에 잔류하는 수지의 점도 상승이나 경화에 의해 발생하는 문제를 피하기 위해, 정기적으로 세정이 행해진다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 세정을 행할 수 있는 게이트 밸브가 기재되어 있다. 이 게이트 밸브는 수지의 주입 구멍을 개폐하는 게이트 밸브 핀과, 게이트 밸브의 케이싱과 게이트 밸브 핀과의 간극에 의해 형성된 세정액의 배출 유로를 구비하고 있다. 게이트 밸브 핀의 내부에는 수지의 공급 유로가 형성되어 있다. 공급 유로는 게이트 밸브 핀의 주입 구멍측의 선단부 부근에 형성된 개구부를 통해 게이트 밸브 핀의 외부와 연통한다. 게이트 밸브 핀은, 그의 일부에 외경이 커지도록 그의 측면으로부터 돌출된 제1 볼록부를 구비하고 있다. 케이싱은, 게이트 밸브 핀을 수용하는 측의 내면이 제1 볼록부보다도 상방에서, 배출 유로의 직경이 좁아지도록 게이트 밸브 핀측으로 돌출된 제2 볼록부를 구비하고 있다. 이러한 게이트 밸브는 이하와 같이 동작한다.
게이트 밸브 핀이 상방으로 이동하면 주입 구멍이 개방된다. 이때 제1 볼록부와 제2 볼록부가 접촉함으로써, 배출 유로는 도중에 차단된다. 이러한 상태에서 공급 유로에 수지를 공급하면, 수지가 게이트 밸브 핀의 내부 공급 유로로부터 개구부를 통해 주입 구멍에 유입된다. 한편, 게이트 밸브 핀이 하방으로 이동하면 게이트 밸브 핀의 단부에 의해 주입 구멍이 닫힌다. 이때 제1 볼록부와 제2 볼록부는 비접촉의 상태가 되어, 차단되어 있었던 배출 유로가 개방된다. 또한, 배출 유로는 게이트 밸브 핀의 개구부를 통해 공급 유로와 연통한다. 이러한 상태에서 공급 유로에 세정액을 공급하면, 수지의 유통 경로를 세정하고, 배출 유로로부터 세정액을 배출할 수 있다. 이상의 설명으로부터도 명백한 바와 같이, 특허문헌 1의 게이트 밸브에서는 주입 구멍과 배출 유로는 한쪽이 개방되었을 때 반드시 다른 한쪽이 닫힌다.
영국 특허 공개 공보 GB2401924호 공보
그러나, 상기한 게이트 밸브는 개선의 여지가 남아 있다. 예를 들어, 배출 유로 중 제2 볼록부보다도 상류측에는, 주입 구멍이 닫힌 상태에서 수지가 체류된다. 이 체류된 수지가 형을 가열하는 열에 의해 경화되면, 게이트 밸브 핀이 이동 불능이 되는 등의 문제가 발생할 우려가 있다. 또는, 게이트 밸브 핀이 주입 구멍을 닫기 위해 하방으로 이동했을 때에, 경화되어 있지 않은 상태로 체류된 수지가 게이트 밸브 핀으로 압출됨으로써 배출 유로측으로 이동하여, 게이트 밸브의 외부 경로까지 누출될 우려가 있다. 누출된 수지가 경화되면, 배출 유로가 폐색될 우려가 있다.
또한, 이러한 사상(事象)을 피하기 위해 수지를 1회 주입할 때마다 세정을 행하면, 복수회의 수지의 주입마다 세정을 행하는 경우에 비해 다량의 세정액이 필요해진다. 또한, 세정할 때마다 체류된 수지가 배출측으로 배출되기 때문에, 수지를 불필요하게 폐기하는 양이 많아진다.
또한, 수지의 성형품에 공기가 혼입되는 것을 억제하기 위해, 통상 형의 내부에 존재하는 공기는 수지의 주입 전에 흡인된다. 그러나, 상술한 게이트 밸브에서는, 게이트 밸브 핀의 이동 과정에 있어서 주입 구멍 및 배출 유로가 동시에 개방되는 기간이 존재한다. 그 때문에, 수지의 주입 전에 형의 내부에 존재하는 공기를 흡인하더라도, 주입 구멍을 개방하는 순간에 배출 유로로부터 공기가 형의 내부로 유입되어, 성형품에 대한 공기의 혼입을 충분히 억제할 수 없다.
또한, 상술한 게이트 밸브에 한정되지 않고, 수지의 성형에 사용하는 게이트 밸브는 수지의 성형품의 제조 공정의 효율화의 관점에서 세정 횟수를 감소시키는 것이 요구된다. 또한, 마찬가지의 관점에서, 형에 주입된 수지의 경화에 요구되는 시간을 이용하여 게이트 밸브의 세정을 행하는 것이 요구된다.
본 발명은 상술한 과제의 적어도 일부를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 이하의 형태 또는 적용예로서 실현하는 것이 가능하다.
[적용예 1] 주입 구멍이 형성되며, 상기 주입 구멍을 통한 열경화성 수지의 유통 허용과 차단을 전환할 수 있는 게이트 밸브이며,
일정한 방향을 따라 연장되는 공간이 내부에 형성된 케이싱과,
상기 공간 내를 상기 일정한 방향으로 이동 가능하도록 구성된 게이트 밸브 핀과,
상기 공간 내에서 상기 게이트 밸브 핀의 외측에 설치되며, 상기 일정한 방향으로 이동 가능하도록 구성된 슬리브를 구비하고,
상기 게이트 밸브는 제1 유체 유로를 갖고,
상기 게이트 밸브 핀이 제1 핀 위치에 있을 때에, 상기 게이트 밸브 핀의 상기 주입 구멍측의 선단부가 상기 주입 구멍을 닫음으로써, 상기 제1 유체 유로와 상기 주입 구멍과의 연통이 차단되고,
상기 게이트 밸브 핀이 상기 제1 핀 위치보다도 상기 주입 구멍과 반대의 측에 위치하는 제2 핀 위치에 있을 때에, 상기 선단부가 상기 주입 구멍을 개방함으로써 상기 제1 유체 유로와 상기 주입 구멍이 연통하여, 상기 열경화 수지의 유통을 허용하기 위한 수지 공급 라인이 형성되고,
상기 게이트 밸브에는, 상기 슬리브가 제1 슬리브 위치에 있으며, 상기 게이트 밸브 핀이 상기 제1 핀 위치에 있을 때에, 상기 제1 유체 유로의 상기 주입 구멍측의 단부로부터 상기 게이트 밸브의 외부로 통하는 제2 유체 유로가 형성됨과 동시에, 상기 제1 유체 유로와 상기 제2 유체 유로가 연통하여 세정액의 공급 및 배출을 행하기 위한 세정 라인이 형성되고,
상기 슬리브가 상기 제1 슬리브 위치보다도 상기 주입 구멍측에 위치하는 제2 슬리브 위치에 있을 때에, 상기 슬리브에 의해 상기 제1 유체 유로와 상기 외부로 통하는 상기 제2 유체 유로와의 연통이 차단되는
게이트 밸브.
이러한 구성의 게이트 밸브에 따르면, 게이트 밸브 핀이 제1 핀 위치에 있으며, 슬리브가 제2 슬리브 위치에 있는 상태로부터 게이트 밸브 핀이 제2 핀 위치로 이동함으로써, 수지 공급 라인으로부터의 열경화성 수지의 유통을 허용할 수 있다. 그 후, 게이트 밸브 핀이 제1 핀 위치로 이동함으로써, 수지 공급 라인으로부터의 열경화성 수지의 유통을 차단할 수 있다. 또한, 그 후, 슬리브가 제1 슬리브 위치로 이동함으로써, 수지 공급 라인을 차단한 상태에서 세정 라인을 형성하여 게이트 밸브를 세정할 수 있다. 따라서, 게이트 밸브로부터 공급된 열경화성 수지의 경화에 요구되는 시간을 이용하여 게이트 밸브의 세정을 행할 수 있다. 또한, 상기 게이트 밸브에 따르면, 세정 라인을 이용한 게이트 밸브의 세정이 완료된 후, 슬리브가 제2 슬리브 위치로 이동함으로써 세정 라인을 차단하고, 그 후에 게이트 밸브 핀이 제2 핀 위치로 이동함으로써, 다시 수지 공급 라인으로부터의 열경화성 수지의 유통을 허용할 수 있다. 즉, 수지 공급 라인과 세정 라인이 동시에 형성되는 순간이 발생하지 않도록 제어할 수 있다. 그 결과, 세정 라인으로부터 수지 공급 라인에 공기가 혼입되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 수지 공급 라인을 차단 할 때에 수지 공급 라인 중에 체류하는 열경화 수지가 세정 라인측으로 누출되지 않는다.
[적용예 2] 적용예 1에 있어서,
상기 제1 유체 유로는, 상기 제1 유체 유로의 상기 주입 구멍측과 반대측에 형성된 제1 구멍부와, 상기 제1 유체 유로의 상기 주입 구멍측의 상기 단부에 형성된 제2 구멍부를 연통하는 유로로서 상기 게이트 밸브 핀의 내부에 형성되고,
상기 제2 유체 유로는, 상기 제2 구멍부로부터 상기 게이트 밸브의 외부로 통하는 유로로서 형성되는
게이트 밸브.
이러한 구성의 게이트 밸브에 따르면, 제1 유체 유로가 게이트 밸브 핀의 내부에 형성됨으로써 간단한 장치 구성으로 할 수 있다. 또한, 다른 구성에 비해 게이트 밸브의 외경을 세경화(細徑化)할 수 있다. 그 결과, 게이트 밸브의 중앙부와 외측 부를 균등하게 냉각시킬 수 있다.
[적용예 3] 상기 슬리브가 상기 제2 슬리브 위치에 있을 때에, 상기 제2 유체 유로 중 상기 제2 구멍부측의 단부가 차단되는, 적용예 2에 기재된 게이트 밸브.
이러한 구성의 게이트 밸브에 따르면, 슬리브가 제2 슬리브 위치에 있을 때에 주입 구멍으로부터 열경화성 수지를 유통시키면, 그 후 수지 공급 라인을 차단 했을 때에 열경화성 수지가 제2 유체 유로에 체류하는 것을 억제할 수 있다. 즉, 수지 공급 라인을 구성하는 유로 이외에 열경화성 수지가 체류하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 체류하는 열경화성 수지가 경화되어 게이트 밸브의 동작에 문제가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 열경화성 수지를 1회 유통시킬 때마다 세정을 행할 필요가 없기 때문에 세정 횟수를 감소시킬 수 있음과 동시에, 열경화 수지의 폐기량이나 세정액의 사용량을 감소시킬 수 있다.
[적용예 4] 적용예 3에 있어서,
상기 게이트 밸브 핀은, 상기 게이트 밸브 핀이 상기 제1 핀 위치에 있으며, 상기 슬리브가 상기 제2 슬리브 위치에 있을 때에, 상기 슬리브와의 사이를 시일하는 시일부가 설치된 제1 핀 부위를 구비하고,
상기 제1 슬리브 위치에 있어서의 상기 슬리브의 상기 주입 구멍측의 단부면은, 상기 게이트 밸브 핀이 상기 제1 핀 위치에 있을 때의 상기 시일부의 시일 개소보다도 상기 주입 구멍과 반대의 측에 위치하고,
상기 제2 유체 유로는, 상기 게이트 밸브 핀이 상기 제1 핀 위치에 있을 때에, 상기 슬리브가 상기 제2 슬리브 위치로부터 상기 제1 슬리브 위치로 이동함으로써 발생하는 공간인 선단측 부분 유로를 포함하여 형성되는
게이트 밸브.
이러한 구성의 게이트 밸브에 따르면, 세정 라인이 형성되었을 때에 시일부의 시일 개소가 선단측 부분 유로에 노출되게 된다. 즉, 시일부의 시일 개소를 세정할 수 있다. 따라서, 시일부에 부착된 열경화성 수지가 경화되어, 게이트 밸브 핀 또는 슬리브가 이동할 때에, 경화된 열경화성 수지가 시일부를 손상시킴으로써 시일 성능이 열화되는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 시일부의 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 시일부의 교환 빈도가 감소되기 때문에 작업량을 감소시킬 수 있다.
[적용예 5] 적용예 4에 있어서,
상기 게이트 밸브 핀은, 상기 제1 핀 부위보다도 상기 선단부와 반대의 측에 위치하며, 상기 슬리브의 내면과의 사이에 내측 부분 유로로서의 공간이 형성된 제2 핀 부위를 구비하고,
상기 제2 유체 유로는, 상기 선단측 부분 유로와 상기 내측 부분 유로가 연통하여 형성되는 유로를 포함하여 형성되는
게이트 밸브.
이러한 구성의 게이트 밸브에 따르면, 게이트 밸브 핀과 슬리브 사이의 공간을 이용하여 제2 유체 유로를 형성할 수 있다. 따라서, 케이싱 내에 제2 유체 유로를 형성하기 위한 유로를 설치하는 경우에 비해 게이트 밸브를 소형화할 수 있다.
[적용예 6] 적용예 3에 있어서,
상기 슬리브는, 상기 케이싱 중 상기 공간측의 내면과의 사이에 외측 부분 유로로서의 공간이 형성된 슬리브 부위를 구비하고,
상기 제2 유체 유로는,
상기 외측 부분 유로와,
상기 게이트 밸브 핀이 상기 제1 핀 위치에 있을 때에, 상기 슬리브가 상기 제2 슬리브 위치로부터 상기 제1 슬리브 위치로 이동함으로써 발생하는 공간인 선단측 부분 유로
가 연통하여 형성되는 유로를 포함하여 형성되는
게이트 밸브.
이러한 구성의 게이트 밸브에 따르면, 슬리브와 케이싱 사이의 공간을 이용하여 제2 유체 유로를 형성할 수 있다. 따라서, 케이싱 내에 제2 유체 유로를 형성하기 위한 유로를 설치하는 경우에 비해 게이트 밸브를 소형화할 수 있다.
[적용예 7] 적용예 6에 있어서,
상기 게이트 밸브 핀에는,
상기 슬리브와의 사이를 시일하는 제1 시일부와,
상기 제1 시일부보다도 상기 주입 구멍측에 위치하며, 상기 슬리브와의 사이를 시일하는 것이 가능한 제2 시일부
가 설치되고,
상기 슬리브가 상기 제2 슬리브 위치에 있으며, 상기 게이트 밸브 핀이 상기 제1 핀 위치에 있을 때에, 상기 게이트 밸브 핀과 상기 슬리브 사이는 상기 제1 시일부와 상기 제2 시일부에 의해 시일되고,
상기 슬리브가 상기 제1 슬리브 위치에 있으며, 상기 게이트 밸브 핀이 상기 제1 핀 위치에 있을 때에, 상기 게이트 밸브 핀과 상기 슬리브 사이는 상기 제1 시일부 및 상기 제2 시일부 중 상기 제1 시일부에 의해서만 시일되고,
상기 제2 유체 유로는 상기 선단측 부분 유로를 포함하여 형성되는
게이트 밸브.
이러한 구성의 게이트 밸브에 따르면, 열경화성 수지에 노출되는 제2 시일부가, 세정 라인이 형성되었을 때에 선단측 부분 유로에 노출되게 된다. 즉, 제2 시일부를 세정할 수 있다. 따라서, 제2 시일부에 부착된 열경화성 수지가 경화되어, 게이트 밸브 핀 또는 슬리브가 이동할 때에 경화된 열경화성 수지가 제2 시일부를 손상시킴으로써 시일 성능이 열화되는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 제2 시일부의 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제2 시일부의 교환 빈도가 감소되기 때문에 작업량을 감소시킬 수 있다.
[적용예 8] 적용예 1에 있어서,
상기 제1 유체 유로는 상기 케이싱의 내부, 또는 상기 케이싱과 상기 슬리브 사이에 형성되고,
상기 게이트 밸브 핀은, 상기 게이트 밸브 핀이 상기 제1 핀 위치에 있으며, 상기 슬리브가 상기 제2 슬리브 위치에 있을 때에, 상기 슬리브와의 사이를 시일하는 시일부가 설치된 제3 핀 부위를 구비하고,
상기 제1 슬리브 위치에 있어서의 상기 슬리브의 상기 주입 구멍측의 단부면은, 상기 게이트 밸브 핀이 상기 제1 핀 위치에 있을 때의 상기 시일부의 시일 개소보다도 상기 주입 구멍과 반대의 측에 위치하고,
상기 제2 유체 유로는, 상기 게이트 밸브 핀이 상기 제1 핀 위치에 있을 때에, 상기 슬리브가 상기 제2 슬리브 위치로부터 상기 제1 슬리브 위치로 이동함으로써 발생하는 공간인 선단측 부분 유로를 포함하여 형성되는
게이트 밸브.
이러한 구성의 게이트 밸브에 따르면, 적용예 1의 게이트 밸브와 마찬가지의 효과를 발휘한다. 또한, 세정 라인이 형성되었을 때에 시일부의 시일 개소가 선단측 부분 유로에 노출되기 때문에, 상기 시일 개소를 세정할 수 있다. 따라서, 시일부에 부착된 열경화성 수지가 경화되어, 게이트 밸브 핀 또는 슬리브가 이동할 때에 경화된 열경화성 수지가 시일부를 손상시킴으로써 시일 성능이 열화되는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 시일부의 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 시일부의 교환 빈도가 감소되기 때문에 작업량을 감소시킬 수 있다. 또한, 적용예 5의 구성을 적용예 8의 게이트 밸브에 적용하는 것도 가능하다.
[적용예 9] 적용예 1 내지 적용예 8 중 어느 하나에 기재된 게이트 밸브를 사용하여 열경화성 수지의 성형품을 제조하는 방법이며,
상기 성형품의 형상에 대응하는 형상을 갖는 캐비티가 형성되고, 상기 게이트 밸브가 부착된 형을 준비하는 제1 공정과,
상기 게이트 밸브 핀이 제1 핀 위치에 있으며, 상기 슬리브가 제2 슬리브 위치에 있는 상태에서 상기 캐비티 내의 공기를 흡인하는 제2 공정과,
상기 제2 공정 후에 상기 게이트 밸브 핀을 제2 핀 위치로 이동시켜 상기 수지 공급 라인을 형성하며, 상기 제1 구멍부로부터 공급되는 상기 열경화성 수지를 상기 캐비티에 주입하는 제3 공정과,
상기 제3 공정 후에 상기 게이트 밸브 핀을 제1 핀 위치로 이동시켜, 상기 수지 공급 라인을 차단하는 제4 공정과,
상기 캐비티에 주입된 상기 열경화성 수지가 열을 받아 경화되기 위해 미리 정해진 시간 동안 대기하는 제5 공정과,
상기 제5 공정의 도중에 있어서, 상기 슬리브를 제1 슬리브 위치로 이동시켜 상기 세정 라인을 형성하며, 상기 제1 유체 유로로부터 상기 세정액을 공급하고, 상기 제2 유체 유로를 통해 상기 세정액을 배출하는 제6 공정
을 구비한 열경화성 수지의 성형품 제조 방법.
이러한 열경화성 수지의 성형품의 제조 방법에 따르면, 적용예 9가 인용하는 적용예 1 내지 8과 마찬가지의 효과를 발휘한다.
[적용예 10] 상기 제6 공정은, 복수회의 상기 제5 공정 중 1회의 상기 제5 공정에 있어서만 실시되는, 적용예 9에 기재된 열경화성 수지의 성형품 제조 방법.
이러한 열경화성 수지의 성형품 제조 방법에 따르면, 세정 횟수가 감소되고, 열경화 수지의 폐기량이나 세정액의 사용량을 감소시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 게이트 밸브 및 열경화성 수지의 성형품 제조 방법 이외에, 열경화성 수지의 성형품의 제조 장치, 게이트 밸브의 세정 방법 등으로서도 실현할 수 있다.
도 1은 제1 실시예로서의 게이트 밸브 (30)의 개략 구성(밸브 폐쇄시)을 도시하는 설명도이다.
도 2는 게이트 밸브 (30)의 동작을 도시하는 설명도이다.
도 3은 게이트 밸브 (30)의 동작을 도시하는 설명도이다.
도 4는 게이트 밸브 (30)을 사용한 열경화성 수지의 성형품의 제조 순서를 도시하는 공정도이다.
도 5는 게이트 밸브 (30)의 상태(열경화성 수지의 주입 중)를 도시하는 설명도이다.
도 6은 게이트 밸브 (30)의 상태(열경화성 수지의 주입 종료시)를 도시하는 설명도이다.
도 7은 게이트 밸브 (30)의 상태(세정 중)를 도시하는 설명도이다.
도 8은 제2 실시예로서의 게이트 밸브 (130)의 상태(열경화성 수지의 주입 중)를 도시하는 설명도이다.
도 9는 게이트 밸브 (130)의 상태(열경화성 수지의 주입 종료시)를 도시하는 설명도이다.
도 10은 게이트 밸브 (130)의 상태(세정 중)를 도시하는 설명도이다.
도 11은 제3 실시예로서의 게이트 밸브 (230)의 상태(열경화성 수지의 주입 중)를 도시하는 설명도이다.
도 12는 게이트 밸브 (230)의 상태(열경화성 수지의 주입 종료시)를 도시하는 설명도이다.
도 13은 게이트 밸브 (230)의 상태(세정 중)를 도시하는 설명도이다.
A. 제1 실시예:
도 1은, 본 발명의 게이트 밸브의 제1 실시예로서의 게이트 밸브 (30)의 개략 구성을 나타낸다. 도 1에서는, 후술하는 게이트 밸브 핀 (50)의 축선 (OL)을 포함하는 절단면으로 절단한 게이트 밸브 (30)의 단면을 나타내고 있다. 게이트 밸브 (30)은 금형 (20)에 부착된다. 게이트 밸브 (30)은 열경화성 수지(이하, 단순히 수지라고도 함)를 금형 (20)에 주입하기 위한 밸브이며, 수지의 유통 허용과 차단을 전환한다. 금형 (20)은 수지를 성형하여 성형품을 제조하기 위한 형이다. 본 실시예에서는, 1개의 금형 (20)에 대하여 1개의 게이트 밸브 (30)이 부착되지만, 1개의 금형 (20)에 대하여 복수의 게이트 밸브 (30)이 부착될 수도 있다. 본 실시예에서는 RTM(Resin Transfer Molding)법을 사용하여, 에폭시 수지를 모재로 하는 탄소 섬유 강화 플라스틱의 성형품을 제조하는 경우를 예시하여 설명한다.
금형 (20)은 하형 (21)과 상형 (22)를 구비하고 있다. 하형 (21)과 상형 (22) 사이에는, 성형품의 형상에 대응하는 형상을 갖는 공간으로서의 캐비티 (23)이 형성되어 있다. 이 캐비티 (23)에 게이트 밸브 (30)에 의해 수지가 주입되고, 가열됨으로써 수지가 경화되어 성형품이 얻어진다. 가열은 상형 (22)의 내부에 설치된 열 매체 유로(도 1에서는 도시를 생략함)에 열 매체를 유통시킴으로써 행해진다. 상형 (22)의 내부에는, 하형 (21)과 상형 (22)가 배열되는 방향으로 관통하는 관통 구멍 (24)가 형성되어 있다. 이 관통 구멍 (24)에는 게이트 밸브 (30)이 삽입된다. 관통 구멍 (24)의 양끝 중 하형 (21)측의 단부는, 캐비티 (23)에 수지를 주입하기 위한 수지 입구 (25)가 된다. 이하의 설명에 있어서, 상형 (22)가 배치되는 측을 상측이라고도 한다. 하형 (21)이 배치되는 측을 하측이라고도 한다.
게이트 밸브 (30)은, 케이싱 (40)과 게이트 밸브 핀 (50)과 슬리브 (60)을 구비하고 있다. 케이싱 (40)은, 직경이 상이한 복수의 원통을 조합한 구성을 갖는다. 이 케이싱 (40)은 중공 형상을 갖고 있다. 구체적으로 케이싱 (40)의 내부에는 하형 (21)과 상형 (22)가 배열되는 방향, 바꾸어 말하면 후술하는 게이트 밸브 핀 (50)의 축선 (OL)의 방향(이하, 단순히 축선 방향 (OD)라고도 함)을 따라 연장되는 공간 (41)이 형성되어 있다. 공간 (41)은 축선 방향 (OD)로 케이싱 (40)을 관통하여 형성되어 있다. 즉, 케이싱 (40)은 환 형상을 갖고 있다. 공간 (41)의 상측은 스토퍼(stopper) (90)에 의해 덮인다. 스토퍼 (90)의 중앙부에는, 축선 방향 (OD)로 관통하는 관통 구멍 (91)이 형성되어 있다. 관통 구멍 (91)은 본 실시예에서 원형 단면을 갖고 있다. 이 관통 구멍 (91)에는 게이트 밸브 핀 (50)이 삽입된다.
케이싱 (40)은 내경이 가장 큰 대내경부 (42)와, 내경이 가장 작은 소내경부 (44)와, 내경이 대내경부 (42)보다 작고 소내경부 (44)보다 큰 중내경부 (43)을 구비하고 있다. 대내경부 (42), 중내경부 (43) 및 소내경부 (44)는, 상측으로부터 하측을 향하는 방향으로 대내경부 (42), 중내경부 (43), 소내경부 (44)의 순서대로 형성되어 있다. 대내경부 (42) 및 중내경부 (43)의 상측의 외경은, 중내경부 (43)의 하측 및 소내경부 (44)의 외경보다 크다.
케이싱 (40)의 하측의 단부에는, 공간 (41) 중의 하측의 단부를 매립하도록 도열부(導熱部) (83)이 삽입되어 있다. 도열부 (83)은, 케이싱 (40)보다 열전도도가 높은 부재로 형성된다. 본 실시예에서는 케이싱 (40)의 하측의 단부면과, 도열부 (83)의 하측의 단부면은 축선 방향 (OD)의 위치가 동일해진다. 케이싱 (40) 및 도열부 (83)의 하측의 단부면에는 단열부 (84)가 설치된다. 본 실시예에서, 단열부 (84)는 도열부 (83)과 캐비티 (23)(수지 입구 (25)) 사이의 거리 절반 이상에 걸쳐서 설치되어 있다. 도열부 (83) 및 단열부 (84)의 내부에는, 축선 (OL)에 직교하는 단면이 원형 형상을 갖는 공간 (81)이 형성되어 있다. 공간 (81)의 하측의 단부는, 게이트 밸브 (30)측의 수지 출구로서의 수지 주입 구멍 (48)이 된다.
상형 (22)와 단열부 (84)는 기밀(氣密)하게 접하고 있다. 마찬가지로, 단열부 (84)와 도열부 (83)은 기밀하게 접하고 있다. 한편, 상형 (22)의 관통 구멍 (24)에 게이트 밸브 (30)이 삽입된 상태에 있어서, 상형 (22)와 케이싱 (40)의 외측의 표면과의 사이에는, 단열부 (84)와 상형 (22)와의 접촉 개소를 제외하고 약간의 공간이 형성되어 있다. 이 약간의 공간은 단열층으로서 기능한다. 또한, 이 공간에 단열재를 배치할 수도 있다.
게이트 밸브 핀 (50)은 축선 (OL)에 직교하는 단면이 원형 형상을 갖는 막대 형상의 부재이다. 여기에서의 축선 (OL)이란, 막대 형상의 게이트 밸브 핀 (50)이 연장되는 방향으로 평행한 게이트 밸브 핀 (50)의 중심선으로서 규정된다. 게이트 밸브 핀 (50)은 액추에이터, 예를 들어 유압 실린더와 연결된다(도 1에서는 도시를 생략하였다). 게이트 밸브 핀 (50)은 액추에이터에 의해 축선 방향 (OD)를 따라 이동 가능하도록 구성되어 있다. 게이트 밸브 핀 (50)은 상측으로부터 하측을 향해 후단부 (51), 제1 중경부 (52), 소경부 (53), 제2 중경부 (54), 경사부 (56) 및 선단부 (55)를 구비하고 있다. 후단부 (51)은 가장 외경이 크다. 후단부 (51)의 외경은, 스토퍼 (90)에 형성된 관통 구멍 (91)의 직경보다 크게 형성되어 있다. 제1 중경부 (52) 및 제2 중경부 (54)는 후단부 (51)보다 외경이 작고, 소경부 (53)보다 외경이 크다. 제2 중경부 (54)와 선단부 (55) 사이에는, 경사부 (56)이 형성되어 있다. 경사부 (56)의 외경은 상측의 단부에서는 제2 중경부 (54)의 외경과 동등하고, 하측의 단부에서는 선단부 (55)의 외경과 동등하다. 즉, 경사부 (56)은 하측을 향해 점차 외경이 작아진다.
선단부 (55)는, 본 실시예에서 소경부 (53)과 거의 동일한 외경을 갖고 있다. 이 선단부 (55)의 외경은 도열부 (83) 및 단열부 (84)에 형성된 공간 (81)보다 조금 작게 형성되어 있다. 즉, 선단부 (55)의 외경은, 공간 (81)을 형성하는 도열부 (83) 및 단열부 (84)의 내측의 면과 거의 접촉한 상태에서 선단부 (55)가 이동 가능한 크기로 설정되어 있다. 선단부 (55)는 공간 (81)에 삽입됨으로써, 수지 주입 구멍 (48)을 통한 수지의 유통을 차단한다. 선단부 (55)가 전부 공간 (81)에 삽입되었을 때, 즉 경사부 (56)의 하측의 단부가 도열부 (83)의 상측의 단부면과 접촉했을 때, 선단부 (55)의 하측의 단부면은 축선 방향 (OD)에 있어서 수지 입구 (25)와 동일한 위치가 된다.
제1 중경부 (52)의 외경은, 스토퍼 (90)의 관통 구멍 (91)의 직경보다 약간 작게 형성되어 있다. 즉, 제1 중경부 (52)의 외경은, 스토퍼 (90)의 내경측의 면과 거의 접촉한 상태에서 이동 가능한 크기로 설정되어 있다. 스토퍼 (90)의 내경측의 면에는 시일 부재, 예를 들어 O링이 설치된다(도 1에서는 도시 생략하였다). 공간 (41)의 상측은 스토퍼 (90), 제1 중경부 (52) 및 상술한 시일 부재에 의해 밀봉된다.
제2 중경부 (54)의 외경은, 후술하는 슬리브 (60)의 내경보다 약간 작게 형성되어 있다. 즉, 제2 중경부 (54)의 외경은, 슬리브 (60)의 내경측의 면과 거의 접촉한 상태에서 제2 중경부 (54)가 이동 가능한 크기로 설정되어 있다. 제2 중경부 (54)에는 시일부 (85)가 설치된다. 구체적으로, 제2 중경부 (54)의 중앙부의 표면에는 주위 방향으로 홈이 형성되어 있다. 이 홈에 시일부 (85)가 삽입된다. 시일부 (85)에는, 예를 들어 O링이나 피스톤 링을 사용할 수 있다. 시일부 (85)는 제2 중경부 (54)와 슬리브 (60) 사이를 시일한다. 이러한 시일부 (85)에 의해 제2 중경부 (54)와 슬리브 (60) 사이를 수지가 상측으로 진입하는 것을 억제한다.
게이트 밸브 핀 (50)의 내부에는, 중공 형상에 의해 제1 유체 유로 (57)이 형성된다. 이 제1 유체 유로 (57)은 후단부 (51), 제1 중경부 (52), 소경부 (53), 제2 중경부 (54) 및 경사부 (56)의 내부에 형성된다. 스토퍼 (90)에 의해 밀봉되는 공간 (41)의 외측에 위치하는 후단부 (51)에는, 제1 유체 유로 (57)의 한쪽 단부로서의 제1 구멍부 (58)이 형성된다. 본 실시예에서, 제1 구멍부 (58)은 후단부 (51)의 상측의 단부면과는 상이한 면에 형성된다. 구체적으로, 제1 구멍부 (58)은 후단부 (51) 중, 축선 방향 (OD)와 평행한 측면에 형성된다. 경사부 (56)에는, 제1 유체 유로 (57)의 다른쪽 단부로서의 제2 구멍부 (59)가 형성된다. 바꾸어 말하면, 게이트 밸브 핀 (50)에 있어서 제2 구멍부 (59)는, 선단부 (55)의 직전에 형성되어 있다. 본 실시예에서, 제1 유체 유로 (57)은 제2 중경부 (54)의 내부에 있어서, 축선 (OL)에 대하여 대칭이 되도록 2개의 경로로 분지되어 있다. 그 때문에, 제2 구멍부 (59)는 2개 형성되어 있다.
제2 구멍부 (59)의 직경은, 도 1에 도시하는 단면에 있어서의 경사부 (56)의 길이보다 약간 작게 형성되어 있다. 반대로 말하면, 경사부 (56)의 길이는 제2 구멍부 (59)에 필요한 직경을 확보할 수 있을 정도의 길이로 설정되어 있다. 본 실시예에서, 경사부 (56)의 길이는 제2 구멍부 (59)의 직경의 2배 이하이다. 제2 구멍부 (59)에는 수지나 세정액이 유통된다(상세한 것은 후술한다). 그 때문에, 제2 구멍부 (59)의 직경은 수지나 세정액의 유통 속도 및 압력이 원하는 범위가 되도록 설정된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 선단부 (55)가 전부 공간 (81)에 삽입되었을 때, 게이트 밸브 핀 (50)을 구성하는 경사부 (56)과, 후술하는 슬리브 (60)의 하측 단부와, 도열부 (83)과의 사이에는 공간 (45)가 형성된다. 공간 (45)는, 상술한 바와 같이 경사부 (56)의 길이가 설정됨으로써 매우 작은 공간이 된다. 이러한 효과는, 예를 들어 경사부 (56)의 길이를 제2 구멍부 (59)의 직경의 5배 이하로 해도 어느 정도 얻을 수 있다.
슬리브 (60)은 공간 (41) 내에서 게이트 밸브 핀 (50)의 외측에 설치된다. 슬리브 (60)은 중앙에 관통 구멍을 갖는 환 형상을 갖고 있으며, 상기 관통 구멍에 게이트 밸브 핀 (50)이 삽입된다. 슬리브 (60)은, 상측으로부터 하측을 향해 대경부 (61), 중경부 (62) 및 소경부 (63)을 구비하고 있다. 대경부 (61)은 외경이 가장 크다. 대경부 (61)의 외경은 케이싱 (40)을 구성하는 중내경부 (43)의 내경보다 크다. 대경부 (61)의 중앙부의 외경은, 케이싱 (40)을 구성하는 대내경부 (42)의 내경보다 약간 작게 형성되어 있다. 대경부 (61)의 내경은, 게이트 밸브 핀 (50)을 구성하는 제1 중경부 (52)의 외경보다 약간 크게 형성되어 있다. 대경부 (61)과 대내경부 (42) 사이, 및 대경부 (61)과 제1 중경부 (52) 사이는 시일 부재, 예를 들어 O링에 의해 시일된다(도 1에서는, 도시를 생략하였다).
중경부 (62)는 외경이 대경부 (61)보다 작고, 소경부 (63)보다 크다. 중경부 (62)의 외경은, 케이싱 (40)을 구성하는 중내경부 (43)의 내경보다 약간 작게 형성되어 있다. 중경부 (62)에는, 축선 방향 (OD)에 교차하는 방향으로 중경부 (62)를 관통하는 관통 구멍 (64)가 형성되어 있다. 케이싱 (40)을 구성하는 중내경부 (43)과 중경부 (62) 사이는, 관통 구멍 (64)보다도 상측에 있어서 시일 부재, 예를 들어 O링에 의해 시일된다(도 1에서는, 도시를 생략하였다). 소경부 (63)의 외경은, 케이싱 (40)을 구성하는 소내경부 (44)의 내경보다 약간 작게 형성되어 있다. 대경부 (61), 중경부 (62) 및 소경부 (63)의 내경은 동일한 치수이며, 게이트 밸브 핀 (50)을 구성하는 제1 중경부 (52)의 외경보다 약간 크게 형성되어 있다.
이러한 슬리브 (60)은 축선 방향 (OD)에 따라 이동 가능하도록 구성된다. 이러한 슬리브 (60)의 이동은, 공간 (41) 중의 슬리브 (60)을 구성하는 대경부 (61)과, 케이싱 (40)을 구성하는 대내경부 (42)와, 스토퍼 (90)에 의해 둘러싸인 공간의 기압을 제어함으로써 행해진다. 구체적으로, 스토퍼 (90)에는 축선 방향 (OD)로 관통하는 관통 구멍이 형성되고, 상기 관통 구멍에 튜브가 삽입된다(도 1에서는 도시를 생략하였다). 튜브에는, 게이트 밸브 (30)의 외부에서 전환 밸브를 통해 흡인 펌프가 접속된다(도 1에서는 도시를 생략하였다). 상기 전환 밸브의 개폐와 흡인 펌프의 ON/OFF를 제어함으로써, 슬리브 (60)은 축선 방향 (OD)를 따라 이동한다. 도 1에서는, 슬리브 (60)이 가장 하측으로 이동한 상태를 나타내고 있다. 이 상태에서는, 슬리브 (60)의 하측의 단부면은 도열부 (83)의 상측의 단부면과 접촉한다. 또한, 슬리브 (60)을 구성하는 대경부 (61)의 하측의 단부면은, 케이싱 (40)을 구성하는 중내경부 (43)의 상측의 단부면과 접촉한다. 이상의 설명으로부터도 명백한 바와 같이, 게이트 밸브 핀 (50)과 슬리브 (60)은 각각 독립적으로 축선 방향 (OD)를 따라 이동할 수 있다.
상술한 게이트 밸브 (30)에 있어서, 게이트 밸브 핀 (50)을 구성하는 소경부 (53)과, 슬리브 (60)을 구성하는 중경부 (62) 및 소경부 (63)과의 사이에는, 축선 방향 (OD)로 연장되는 공간 (71)이 형성된다. 공간 (71)은, 본 실시예에서 소경부 (53)의 외경을 게이트 밸브 핀 (50)의 다른 개소보다도 작게 함으로써 형성된다. 또한, 케이싱 (40)을 구성하는 중내경부 (43)과, 슬리브 (60)을 구성하는 소경부 (63)과의 사이에는 공간 (82)가 형성되어 있다. 또한, 케이싱 (40) 및 스토퍼 (90)의 내부에는 부분 유로 (72)가 형성되어 있다. 부분 유로 (72)는 케이싱 (40)의 내부 공간 (41)과 게이트 밸브 (30)의 외부를 연통하고 있다. 구체적으로, 부분 유로 (72)는 중내경부 (43)의 내면 중 상측의 단부 부근에 설치된 구멍부 (74)로부터, 케이싱 (40) 및 스토퍼 (90)의 내부를 통과하여 구멍부 (75)에 의해 스토퍼 (90)의 외부로 통하고 있다.
또한, 케이싱 (40)의 내부에는, 축선 방향 (OD)의 거의 전체 범위에 걸쳐서 냉각 유로 (46)이 형성되어 있다. 냉각 유로 (46)에는 냉각 매체, 예를 들어 물이 공급된다. 스토퍼 (90)측으로부터 공급된 냉각 매체는 냉각 유로 (46)을 상측으로부터 하측으로 흐르고, 도열부 (83)의 부근에서 도 1의 단면 이외의 단면을 축선 (OL)의 주위 방향으로 우회하고, 다시 하측으로부터 상측으로 흘러, 스토퍼 (90)의 외측으로 배출된다. 냉각 유로 (46)에 냉각 매체를 유통시킴으로써, 상형 (22)의 내부에 설치된 열 매체 유로로부터의 방열이 케이싱 (40)에 형성된 냉각 유로 (46)의 내부에 전열되는 것을 억제한다. 그 결과, 게이트 밸브 (30)의 내부에 있어서의 수지의 경화나 점도의 상승을 억제할 수 있다.
도 2는, 도 1에 도시한 게이트 밸브 (30)에 대하여 게이트 밸브 핀 (50)이 상측으로 이동한 상태를 나타낸다. 슬리브 (60)은 도 1에 도시한 상태로부터 이동하고 있지 않다. 게이트 밸브 핀 (50)은, 축선 방향 (OD)에 있어서 선단부 (55)의 하측의 단부면이 도열부 (83)의 상측의 단부면보다도 상측에 위치하는 위치까지 이동되어 있다. 즉, 게이트 밸브 핀 (50)은, 선단부 (55)와 도열부 (83) 사이에 간극 (47a)가 생성되는 위치까지 이동되어 있다. 이러한 게이트 밸브 핀 (50)의 이동에 의해 선단부 (55)의 주위, 즉 주위 방향 및 하측에는 공간 (47)이 생성되어 있다. 이러한 게이트 밸브 (30)의 위치에서, 게이트 밸브 핀 (50)에 형성된 제1 유체 유로 (57)은 공간 (47) 및 공간 (81)을 통해 수지 주입 구멍 (48)과 연통한다. 이때, 제1 유체 유로 (57)의 외측의 단부인 제1 구멍부 (58)로부터 수지를 공급하면, 수지 주입 구멍 (48)을 통해 캐비티 (23)에 수지를 주입할 수 있다. 제1 유체 유로 (57), 공간 (47) 및 공간 (81)에 의해 형성되는 유체 유로를 수지 공급 라인이라고도 한다.
도 3은, 도 1에 도시한 게이트 밸브 (30)에 대하여 슬리브 (60)이 상측으로 이동한 상태를 나타낸다. 게이트 밸브 핀 (50)은, 도 1에 도시한 상태로부터 이동하고 있지 않다. 슬리브 (60)은, 대경부 (61)의 상측의 단부면이 스토퍼 (90)의 하측의 단부면과 접촉하는 위치까지 이동되어 있다. 즉, 스토퍼 (90)은 슬리브 (60)의 이동에 있어서의 정지 위치를 규정한다. 이러한 슬리브 (60)의 위치에 있어서, 슬리브 (60)의 하측의 단부면은 시일부 (85)의 시일 개소보다도 축선 방향 (OD)의 상측에 위치한다. 바꾸어 말하면, 슬리브 (60)은 하측의 단부와 시일부 (85) 사이에 간극 (73a)가 생성되는 위치에 있다. 이때, 게이트 밸브 핀 (50)을 구성하는 제2 중경부 (54)의 주위 방향에는, 슬리브 (60)이 상측으로 이동함으로써 공간 (73)이 생성되어 있다. 또한, 슬리브 (60)에 형성된 관통 구멍 (64)는, 케이싱 (40)에 형성된 부분 유로 (72)와 연통하는 위치에 있다. 또한, 관통 구멍 (64)는 축선 방향 (OD)에 있어서 공간 (71)과 중복되는 위치에 있다. 본 실시예에서, 관통 구멍 (64)는 공간 (71)의 상측 단부와 중복되는 위치에 있다. 이들 위치 관계에 의해, 게이트 밸브 핀 (50) 및 슬리브 (60)이 도 3에 도시하는 위치에 있을 때, 공간 (73), 공간 (71), 관통 구멍 (64) 및 부분 유로 (72)가 연통하는 유로가 형성된다. 이러한 연통하는 유로를 제2 유체 유로 (70)이라고도 한다.
제2 유체 유로 (70)이 형성되었을 때, 도 3에 도시한 바와 같이 게이트 밸브 핀 (50)에 형성된 제2 구멍부 (59)는 제2 유체 유로 (70)과 연통한다. 즉, 게이트 밸브 핀 (50)에 형성된 제1 유체 유로 (57)과 제2 유체 유로 (70)은 공간 (45)를 통해 연통한다. 이때, 제1 유체 유로 (57)의 외측의 단부인 제1 구멍부 (58)로부터 세정액을 공급하면, 제1 유체 유로 (57)을 세정할 수 있다. 세정액에는 통상 유기 용제가 사용된다. 또한, 시일부 (85)는 제2 유체 유로 (70)에 노출된 상태가 되기 때문에 시일부 (85)를 세정할 수도 있다. 제1 유체 유로 (57), 공간 (45) 및 제2 유체 유로 (70)에 의해 형성되는 유체 유로를 세정 라인이라고도 한다.
상술한 도 1 내지 도 3에 있어서의 게이트 밸브 핀 (50)의 위치 중 도 1, 3에 있어서의 위치를 제1 핀 위치라고도 한다. 도 2에 있어서의 게이트 밸브 핀 (50)의 위치를 제2 핀 위치라고도 한다. 제1 핀 위치는, 게이트 밸브 핀 (50)을 구성하는 선단부 (55)가 수지 주입 구멍 (48)을 닫는 위치이다. 제2 핀 위치는, 선단부 (55)가 수지 주입 구멍 (48)을 개방하는 위치이다. 상술한 도 1 내지 도 3에 있어서의 슬리브 (60)의 위치 중 도 3에 있어서의 위치를 제1 슬리브 위치라고도 한다. 도 1, 2에 있어서의 슬리브 (60)의 위치를 제2 슬리브 위치라고도 한다. 제1 슬리브 위치는 제2 유체 유로 (70)이 형성되는 위치이다. 제2 슬리브 위치는 제2 유체 유로 (70)이 형성되지 않는, 즉 제1 유체 유로 (57)과 제2 유체 유로 (70)과의 연통이 차단되는 위치이다. 이상의 설명으로부터도 명백한 바와 같이, 슬리브 (60)이 제2 슬리브 위치로부터 제1 슬리브 위치로 이동했을 때에, 제2 유체 유로 (70) 중의 제2 구멍부 (59)측의 단부인 공간 (73)이 슬리브 (60)에 의해 차단된다.
도 4는, 상술한 게이트 밸브 (30)을 사용한 수지의 성형품의 제조 순서를 나타낸다. 본 실시예에서 성형품의 제조 공정은 자동화되어 있으며, 복수의 성형품이 소정의 사이클(예를 들어, 20분)로 연속적으로 반복 제조된다. 도 4에서는, 1개의 성형품을 제조하는 1 사이클에 대하여 나타내고 있다. 성형품의 제조에 있어서는, 우선 금형 (20)의 캐비티 (23) 내에 탄소 섬유를 포함하는 기재를 배치한다(단계 S110). 이 기재는 성형품의 형상에 대응하는 형상으로 미리 성형되어 있다. 기재를 배치하면, 이어서 금형 (20)의 형 클램핑을 행한다(단계 S120). 또한, 도시는 생략하지만, 게이트 밸브 핀 (50)에 형성된 제1 구멍부 (58)에는 튜브가 기밀하게 접속된다. 상기 튜브의 끝에는 전환 밸브를 통해 수지를 저류하는 수지 저류조와, 세정액을 저류하는 세정액 저류조와, 공기 펌프가 각각 병렬로 접속된다. 전환 밸브는, 제1 구멍부 (58)이 수지 저류조, 세정액 저류조 및 공기 펌프 중 어느 하나와만 연통한 상태, 및 어느 것과도 연통하고 있지 않은 상태를 선택적으로 전환할 수 있다.
형 클램핑을 행하면, 이어서 캐비티 (23) 내를 진공 펌프에 의해 흡인한다(단계 S130). 흡인에 의해 캐비티 (23) 내는 진공 상태가 되어, 성형품에 대한 공기의 혼입이 억제된다.
성형품을 최초로 성형할 때(제1 사이클)에, 흡인은 게이트 밸브 핀 (50)이 제2 핀 위치에 있으며, 슬리브 (60)이 제2 슬리브 위치에 있는 상태, 즉 도 2에 도시한 상태(수지 공급 라인이 형성된 상태)에서 행해진다. 이때, 제1 구멍부 (58)의 상류의 전환 밸브는 닫혀 있다. 그 때문에, 캐비티 (23) 이외에 수지 공급 라인(제1 유체 유로 (57), 공간 (47) 및 공간 (81)) 내도 진공 상태가 된다. 한편, 제2 사이클 이후에는, 흡인은 게이트 밸브 핀 (50)이 제1 핀 위치에 있으며, 슬리브 (60)이 제2 슬리브 위치에 있는 상태, 즉 도 1에 도시한 상태(선단부 (55)가 수지 주입 구멍 (48)을 닫은 상태)에서 행해진다. 이때, 후술하는 단계 S140에 의해 선단부 (55)에 부착된 수지가 수지 주입 구멍 (48)과 수지 입구 (25) 사이에서 상형 (22)로부터 전해지는 열에 의해 경화되기 때문에, 선단부 (55)와 상형 (22) 사이는 시일된다. 그 때문에, 캐비티 (23)만이 진공 상태가 된다. 또한, 제1 유체 유로 (57) 및 공간 (45)에는, 후술하는 도 6에 도시한 바와 같이 수지가 충전된 상태가 된다.
흡인을 행하면, 이어서 제1 구멍부 (58)로부터 수지를 공급하여, 수지 공급 라인을 통해 캐비티 (23)에 수지를 주입한다(단계 S140). 도 5는, 수지를 주입하고 있을 때의 게이트 밸브 (30)의 상태를 나타낸다. 도시한 바와 같이, 수지의 주입은 게이트 밸브 핀 (50)이 제2 핀 위치에 있으며, 슬리브 (60)이 제2 슬리브 위치에 있는 상태에 있어서 행해진다. 이 상태는 수지 공급 라인(제1 유체 유로 (57), 공간 (47) 및 공간 (81))이 형성되고, 세정 라인(도 3에 도시한 제1 유체 유로 (57), 공간 (45) 및 제2 유체 유로 (70))은 형성되어 있지 않은 상태이다. 단계 S130에 있어서, 게이트 밸브 핀 (50)이 제1 핀 위치에 있을 때에, 게이트 밸브 핀 (50)은 제1 핀 위치로부터 제2 핀 위치까지 이동된다. 도 5에서는, 수지 공급 라인을 통해 기재 (PF)가 배치된 캐비티 (23)에 수지 (TR)이 주입되어 있는 모습을 나타내고 있다. 수지 (TR)은 기재 (PF)에 함침되고, 캐비티 (23)의 전체에 널리 퍼질 때까지 소요량 주입된다.
수지 (TR)의 주입이 종료되면, 수지 공급 라인은 차단된다. 도 6은, 수지 (TR)의 주입이 종료되고, 수지 공급 라인이 차단된 상태를 나타내고 있다. 게이트 밸브 핀 (50)은 제2 핀 위치로부터 제1 핀 위치로 이동하고 있다. 제1 유체 유로 (57) 및 공간 (45)에는 수지 (TR)이 충전된 상태로 되어 있다. 캐비티 (23)에 주입된 수지 (TR)은 상형 (22)로부터의 전열에 의한 경화에 요구되는 시간(이하, 경화 시간이라고도 함)만큼 캐비티 (23) 내에 방치된다.
수지 공급 라인이 차단되면, 이어서 세정 주기에 도달했는지의 여부가 판단된다(단계 S150). 이 판단은, 성형품의 제조를 제어하는 제어 장치에 의해 행해진다. 세정 주기는 수지의 유통 경로에 체류되거나, 또는 부착된 수지의 점도의 상승에 의해 게이트 밸브 (30)의 기능에 지장이 발생하지 않을 정도의 시간으로서 미리 정해져 있다. 세정 주기는, 예를 들어 4시간(12 사이클)으로서 설정할 수 있다. 단계 S150에 있어서 세정 주기에 달하고 있으면(단계 S150: 예), 게이트 밸브 (30)의 세정을 행한다(단계 S160). 이 세정 공정은 경화 시간 중에 행해진다. 즉, 세정 공정은 수지의 경화를 위해 대기하는 시간을 이용하여 행해진다.
도 7은, 세정을 행하고 있을 때의 게이트 밸브 (30)의 상태를 나타낸다. 도시한 바와 같이, 세정 공정은 게이트 밸브 핀 (50)이 제1 핀 위치에 있으며, 슬리브 (60)이 제1 슬리브 위치에 있는 상태에서 행해진다. 이 상태는 세정 라인(도 3에 도시한 제1 유체 유로 (57), 공간 (45) 및 제2 유체 유로 (70))이 형성되고, 수지 공급 라인(도 2에 도시한 제1 유체 유로 (57), 공간 (47) 및 공간 (81))은 형성되어 있지 않은 상태이다. 즉, 수지의 주입 종료에 의해, 게이트 밸브 핀 (50)이 제1 핀 위치로 이동된 후에 슬리브 (60)은 제2 슬리브 위치로부터 제1 슬리브 위치로 이동된다. 도 7에서는, 형성된 세정 라인을 통해 게이트 밸브 (30)의 세정이 행해지고 있는 모습을 나타내고 있다. 세정 공정은, 제1 구멍부 (58)로부터 세정액을 공급하고, 세정 라인에 세정액이 충전된 상태에서 소정 시간 유지된다. 그 후, 제1 구멍부 (58)로부터 공기를 공급하여 에어 블로우를 행한다. 이러한 세정액의 충전 상태의 유지와 에어 블로우는 복수회 반복하여 행할 수도 있다. 도 7로부터도 명백한 바와 같이, 세정 공정에서는 수지 공급 라인의 일부로서 이용된 제1 유체 유로 (57) 이외에 시일부 (85)에 대해서도 세정이 행해진다.
세정이 종료되면, 이어서 경화 시간이 경과할 때까지 대기한다(단계 S170). 그리고, 경화 시간을 경과하면(단계 S170: 예), 탈형하여 성형품을 취출한다(단계 S180). 이와 같이 하여 1개의 성형품이 완성된다. 또한, 세정 공정을 실시한 경우, 다음 사이클의 단계 S130에서는 상술한 제1 사이클과 마찬가지로 게이트 밸브 핀 (50)이 제2 핀 위치에 있으며, 슬리브 (60)이 제2 슬리브 위치에 있는 상태에서 흡인이 행해진다.
상술한 게이트 밸브 (30)에 있어서, 수지 입구 (25)는 청구항의 주입 구멍에 해당한다. 시일부 (85)는 청구항의 시일부에 해당한다. 공간 (73)은 청구항의 선단측 부분 유로에 해당한다. 공간 (71)은 청구항의 내측 부분 유로에 해당한다. 제2 중경부 (54)는 청구항의 제1 핀 부위에 해당한다. 소경부 (53)은 청구항의 제2 핀 부위에 해당한다.
상술한 게이트 밸브 (30)에 따르면, 게이트 밸브 핀 (50)이 제1 핀 위치에 있으며, 슬리브 (60)이 제2 슬리브 위치에 있는 상태(도 1 참조)로부터 게이트 밸브 핀 (50)이 제2 핀 위치로 이동함으로써(도 5 참조), 수지 공급 라인으로부터 캐비티 (23)으로의 수지의 유통을 허용할 수 있다. 그 후, 게이트 밸브 핀 (50)이 제1 핀 위치로 이동함으로써(도 6 참조), 수지 공급 라인으로부터 캐비티 (23)으로의 수지의 유통을 차단할 수 있다. 또한, 그 후, 슬리브 (60)이 제1 슬리브 위치로 이동함으로써(도 7 참조), 수지 공급 라인을 차단한 상태에서 세정 라인을 형성하여 게이트 밸브 (30)을 세정할 수 있다. 따라서, 캐비티 (23)에 공급된 수지의 경화 시간을 이용하여 게이트 밸브 (30)의 세정을 행할 수 있다.
또한, 게이트 밸브 (30)에 따르면, 세정 라인을 이용한 게이트 밸브 (30)의 세정이 완료된 후, 슬리브 (60)이 제2 슬리브 위치로 이동함으로써 세정 라인을 차단하고(도 1 참조), 그 후에 게이트 밸브 핀 (50)이 제2 핀 위치로 이동함으로써(도 2 참조), 다시 수지 공급 라인으로부터 캐비티 (23)으로의 수지의 유통을 허용할 수 있다. 즉, 수지 공급 라인과 세정 라인이 동시에 형성되지 않도록 제어할 수 있다. 그 결과, 세정 라인으로부터 수지 공급 라인으로 공기가 혼입되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 수지 공급 라인을 차단할 때에 수지 공급 라인 중에 체류하는 열경화 수지가 세정 라인측으로 누출되지 않는다.
또한, 게이트 밸브 (30)에 따르면, 게이트 밸브 핀 (50)의 내부에 수지의 공급 유로, 즉 제1 유체 유로 (57)이 형성됨으로써 간단한 장치 구성으로 할 수 있다. 또한 다른 구성, 예를 들어 수지의 공급 경로가 케이싱 (40)의 내부나 케이싱 (40)과 슬리브 (60) 사이에 형성되는 구성에 비해, 게이트 밸브 (30)의 외경을 세경화할 수 있다. 그 결과, 게이트 밸브 (30)의 중앙부와 외측부를 균등하게 냉각시킬 수 있다.
또한, 게이트 밸브 (30)에 따르면, 슬리브 (60)이 제2 슬리브 위치에 있을 때에 제2 유체 유로 (70) 중의 상류측(제2 구멍부 (59)측)의 단부(공간 (73))가 차단된다. 따라서, 슬리브 (60)이 제2 슬리브 위치에 있을 때에, 수지 주입 구멍 (48)로부터 수지를 유통시키고, 그 후 수지 공급 라인을 차단했을 때에 수지가 제2 유체 유로 (70)에 체류하는 것을 억제할 수 있다. 즉, 수지 공급 라인을 구성하는 유로 이외에 수지가 체류하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 체류하는 수지가 경화되어 게이트 밸브 (30)의 동작에 문제가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 제2 유체 유로 (70)에 수지가 체류하여 점도가 상승하지 않기 때문에, 수지를 1회 유통시킬 때마다 세정을 행할 필요가 없어 세정 횟수를 감소시킬 수 있음과 동시에, 수지의 폐기량이나 세정액의 사용량을 감소시킬 수 있다.
또한, 게이트 밸브 (30)에 따르면, 시일부 (85)는 게이트 밸브 핀 (50) 및 슬리브 (60) 중의 게이트 밸브 핀 (50)측에 설치된다. 그리고 세정 라인이 형성되었을 때에, 시일부 (85)가 제2 유체 유로 (70)의 일부분을 구성하는 공간 (73)에 노출된다(도 7 참조). 즉, 시일부 (85)의 시일 개소를 세정할 수 있다. 따라서, 시일부 (85)에 부착된 수지가 경화되어, 게이트 밸브 핀 (50) 또는 슬리브 (60)이 이동할 때에 경화된 수지가 시일부 (85)를 손상시켜 시일 성능이 열화되는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 시일부 (85)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 시일부 (85)의 교환 빈도가 감소되기 때문에 작업량을 감소시킬 수 있다.
또한, 게이트 밸브 (30)에 따르면, 게이트 밸브 핀 (50)과 슬리브 (60) 사이의 공간 (71)을 이용하여 제2 유체 유로 (70)을 형성할 수 있다(도 3 참조). 따라서, 케이싱 (40) 내에 제2 유체 유로 (70)을 형성하기 위한 유로를 설치하는 경우에 비해 게이트 밸브 (30)을 소형화할 수 있다. 구체적으로는, 축선 (OL)과 교차하는 방향의 케이싱 (40)의 폭을 작게 할 수 있다. 또한, 본 실시예에서 공간 (71)은 게이트 밸브 핀 (50)의 소경부 (53)의 직경을 다른 부분보다 작게 함으로써 공간 (71)을 형성했지만, 이러한 구성으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 공간 (71)의 일부분은, 슬리브 (60)의 일부분의 내경을 다른 부분보다 크게 함으로써 형성할 수도 있다. 이와 같이 하면, 소경부 (53)의 범위를 작게 할 수 있으며, 게이트 밸브 핀 (50)의 강도가 향상된다.
또한, 게이트 밸브 (30)에 따르면, 제2 중경부 (54)와 선단부 (55) 사이에 경사부 (56)이 형성되고, 경사부 (56)에 제2 구멍부 (59)가 형성된다. 따라서, 수지 공급 라인을 차단한 후에 수지가 체류하는 개소는, 제1 유체 유로 (57)을 제외하면 공간 (45)만이 된다. 공간 (45)는 매우 작은 공간이기 때문에, 수지의 체류량을 감소시킬 수 있다.
또한, 게이트 밸브 (30)에 따르면, 수지 주입 구멍 (48)은 단열부 (84)에 의해 형성된다. 따라서, 수지 주입 구멍 (48)의 상측에 있어서는, 단열부 (84)가 게이트 밸브 (30)의 내부로의 전열을 억제하여, 선단부 (55)에 부착된 수지의 경화가 억제된다. 이러한 효과는 단열부 (84)의 상측에 도열부 (83)을 설치함으로써, 냉각 유로 (46)을 흐르는 냉각 매체의 냉각 효과가 촉진되기 때문에 보다 현저해진다. 이러한 구성에 의해, 선단부 (55)와 도열부 (83) 및 단열부 (84)와의 부착력이 감소된다. 그 결과, 게이트 밸브 핀 (50)을 제1 핀 위치로부터 제2 핀 위치로 적절하게 이동시킬 수 있다.
또한, 게이트 밸브 (30)에 따르면, 세정액을 밀폐계에서 취급할 수 있다. 따라서, 세정액으로 유기 용제를 사용하는 경우에도 유기 용제가 공기에 접촉하는 것을 억제할 수 있어, 안전성이 향상된다.
또한, 게이트 밸브 (30)에 따르면, 슬리브 (60)과 케이싱 (40) 사이에 공간 (82)가 형성된다. 따라서, 만일 슬리브 (60)과 케이싱 (40) 사이에 약간의 수지가 진입하고, 경화되었다고 하더라도, 경화된 수지는 슬리브 (60)의 축선 방향 (OD)에 따른 이동에 의해 상측으로 이동하여 공간 (82)에 축적된다. 즉, 공간 (82)는 경화된 수지의 버퍼로서 기능한다. 그 결과, 게이트 밸브 (30)이 공간 (82)를 갖지 않은 경우에 비해 슬리브 (60)과 케이싱 (40) 사이에 수지가 진입하는 것의 허용도가 향상된다. 또한, 경화된 수지를 제거하기 위한 유지 보수 작업의 빈도를 감소시킬 수 있다.
B. 제2 실시예:
도 8은, 본 발명의 게이트 밸브의 제2 실시예로서의 게이트 밸브 (130)의 개략 구성을 나타낸다. 도 8은, 제1 실시예의 도 5에 대응하고 있다. 즉, 도 8은 수지가 캐비티 (23)에 주입되어 있을 때의 게이트 밸브 (130)의 상태를 나타낸다. 제2 실시예로서의 게이트 밸브 (130)은 세정 라인의 경로와, 그에 부수되는 구성만이 제1 실시예로서의 게이트 밸브 (30)과 상이하며, 그 이외의 구성에 대해서는 게이트 밸브 (30)과 공통된다. 이하, 제1 실시예와 상이한 점에 대해서만 설명하고, 제1 실시예와 공통되는 점에 대해서는 설명을 생략한다. 도 8에 있어서, 제1 실시예(도 5)와 동일한 구성 요소에 대해서는 도 1과 동일한 부호를 부여하고 있다.
게이트 밸브 (130)의 게이트 밸브 핀 (150)은, 상측으로부터 하측을 향해 후단부 (51), 중앙부 (152), 경사부 (56) 및 선단부 (55)를 구비하고 있다. 중앙부 (152)의 외경은, 슬리브 (60)의 내경보다 약간 작게 형성되어 있다. 즉, 게이트 밸브 (130)은 제1 실시예의 소경부 (63)을 구비하고 있지 않고, 후단부 (51)과 경사부 (56) 사이는 일정한 직경(제1 실시예에 있어서의 제2 중경부 (54)의 직경)으로 형성되어 있다. 중앙부 (152)의 하측 단부 부근에는, 제1 시일부 (185) 및 제2 시일부 (186)이 설치된다. 제2 시일부 (186)은, 제1 시일부 (185)보다도 하측에 설치된다.
도 8에서는, 게이트 밸브 핀 (150)이 상대적으로 상측인 제2 핀 위치에 위치하고, 슬리브 (60)이 상대적으로 하측인 제2 슬리브 위치에 위치함으로써, 제1 유체 유로 (57), 공간 (47), 공간 (81) 및 수지 주입 구멍 (48)이 연통하여 수지 공급 라인이 형성되어 있다. 수지 공급 라인의 경로는 제1 실시예와 마찬가지이다. 이때, 슬리브 (60)의 하측의 단부면은, 축선 방향 (OD)에 있어서 제1 시일부 (185) 및 제2 시일부 (186)보다도 하측에 위치한다. 즉, 게이트 밸브 핀 (150)과 슬리브 (60) 사이는 제1 시일부 (185) 및 제2 시일부 (186)에 의해 시일된다.
도 9는, 수지의 주입이 종료되고, 수지 공급 라인이 차단되었을 때의 게이트 밸브 (130)의 상태를 나타내고 있다. 도 9는, 제1 실시예의 도 6에 대응하고 있다. 도 9에 도시한 바와 같이, 도 8에 도시한 상태로부터 슬리브 (60)의 위치가 제2 슬리브 위치에 유지된 채, 게이트 밸브 핀 (150)이 제2 핀 위치(도 8 참조)로부터 하측의 제1 핀 위치로 이동하고 있다. 그 결과, 수지 공급 라인이 차단되어 있다.
도 10은, 세정을 행하고 있을 때의 게이트 밸브 (130)의 상태를 나타낸다. 도 10은, 제1 실시예의 도 7에 대응하고 있다. 도 10에 도시한 바와 같이, 도 9에 나타낸 상태에 비해 게이트 밸브 핀 (150)의 위치가 제1 핀 위치에 유지된 채, 슬리브 (60)은 제2 슬리브 위치로부터 상측의 제1 슬리브 위치로 이동하고 있다. 이때, 슬리브 (60)의 하측의 단부면은, 축선 방향 (OD)에 있어서 제2 시일부 (186)보다도 상측에 위치하며, 제1 시일부 (185)의 시일 개소보다도 하측에 위치한다. 즉, 게이트 밸브 핀 (150)과 슬리브 (60) 사이는 제1 시일부 (185) 및 제2 시일부 (186) 중 제1 시일부 (185)에 의해서만 시일된다. 그 결과, 제2 시일부 (186)은 공간 (73)에 노출된다.
또한, 슬리브 (60)이 공간 (82)의 하측 단부보다도 상측으로 이동함으로써, 공간 (73)이 발생함과 동시에 공간 (73)과 공간 (82)가 연통하고 있다. 마찬가지로, 슬리브 (60)이 상측으로 이동함으로써 공간 (82)가 상측으로 연장되어, 공간 (82)와 부분 유로 (72)가 연통하고 있다. 본 실시예에서는, 공간 (82)의 단부가 부분 유로 (72)와 연통한다. 이들 위치 관계에 의해, 공간 (73), 공간 (82) 및 부분 유로 (72)가 연통하여 제2 유체 유로 (170)이 형성된다. 도 10에서는, 제1 유체 유로 (57), 공간 (45) 및 제2 유체 유로 (170)에 의해 형성된 세정 라인을 이용하여, 게이트 밸브 (130)의 세정을 행하고 있는 모습을 나타내고 있다.
상술한 게이트 밸브 (130)에 있어서, 공간 (82)는 청구항의 외측 부분 유로에 해당한다. 소경부 (63)은 청구항의 슬리브 부위에 해당한다. 제1 시일부 (185)는 청구항의 제1 시일부에 해당한다. 제2 시일부 (186)은 청구항의 제2 시일부에 해당한다.
이러한 게이트 밸브 (130)에 따르면, 제1 실시예와 마찬가지로 성형품으로의 공기의 유입을 억제할 수 있음과 동시에, 경화 시간을 이용하여 게이트 밸브의 세정을 행할 수 있다. 또한, 슬리브 (60)과 케이싱 (40)과의 공간 (82)를 이용하여 제2 유체 유로 (170)을 형성할 수 있다. 따라서, 케이싱 (40) 내에 제2 유체 유로를 형성하기 위한 유로를 설치하는 경우에 비해 게이트 밸브 (130)을 소형화할 수 있다. 또한, 수지에 노출되는 제2 시일부 (186)이 제2 유체 유로 (170)의 일부분을 구성하는 공간 (73)에 노출되기 때문에, 제2 시일부 (186)의 시일 개소를 세정할 수 있다. 그 결과, 제2 시일부 (186)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제2 시일부 (186)의 교환 빈도가 감소되기 때문에, 작업량을 감소시킬 수 있다.
C. 제3 실시예:
도 11은, 본 발명의 게이트 밸브의 제3 실시예로서의 게이트 밸브 (230)의 개략 구성을 나타낸다. 도 11은, 제1 실시예의 도 5에 대응하고 있다. 즉, 도 11은 수지가 캐비티 (23)에 주입되고 있을 때의 게이트 밸브 (230)의 상태를 나타낸다. 제3 실시예로서의 게이트 밸브 (230)은 수지 공급 라인의 경로와, 그에 부수되는 구성만이 제1 실시예로서의 게이트 밸브 (30)과 상이하며, 그 이외의 구성에 대해서는 게이트 밸브 (30)과 공통된다. 이하, 제1 실시예와 상이한 점에 대해서만 설명하고, 제1 실시예와 공통되는 점에 대해서는 설명을 생략한다. 도 11에 있어서, 제1 실시예(도 5)와 동일한 구성 요소에 대해서는 도 1과 동일한 부호를 부여하고 있다.
게이트 밸브 (230)의 게이트 밸브 핀 (250)은, 경사부 (56)을 구비하고 있지 않은 점이 제1 실시예의 게이트 밸브 핀 (50)과 상이하다. 제2 중경부 (54)의 하측의 단부는 축선 방향 (OD)로 수직으로 직경이 가늘어져 선단부 (55)와 연결되어 있다. 바꾸어 말하면, 제2 중경부 (54)의 하측의 단부면은 도열부 (83)의 상측의 단부면과 평행하게 형성되어 있다. 또한, 게이트 밸브 핀 (250)은, 내용물이 형성되어 있는 점이 제1 실시예의 게이트 밸브 핀 (50)과 상이하다. 즉, 게이트 밸브 핀 (250)은, 제1 실시예에서의 제1 유체 유로 (57), 제1 구멍부 (58) 및 제2 구멍부 (59)를 갖고 있지 않다.
게이트 밸브 핀 (250)의 케이싱 (240)은, 그의 내부에 제1 유체 유로 (249)를 구비하고 있는 점이 제1 실시예의 케이싱 (40)과 상이하다. 제1 유체 유로 (249)는, 냉각 유로 (46)의 내측(게이트 밸브 핀 (50)의 측)에 축선 방향 (OD)를 따라 형성된다. 또한, 제1 유체 유로 (249)는 제2 슬리브 위치에 있는 슬리브 (60)의 하방 그리고 단열부 (84)의 상방에서 축선 방향 (OD)에 교차하는 방향으로 형성되어, 공간 (47)과 연통하고 있다. 즉, 도 11에서는 게이트 밸브 핀 (250)이 상측의 제2 핀 위치에 위치하며, 슬리브 (60)이 하측의 제2 슬리브 위치에 위치함으로써, 제1 유체 유로 (249), 공간 (47), 공간 (81) 및 수지 주입 구멍 (48)이 연통하여 수지 공급 라인이 형성되어 있다.
도 12는 수지의 주입이 종료되고, 수지 공급 라인이 차단되었을 때의 게이트 밸브 (230)의 상태를 나타내고 있다. 도 12는, 제1 실시예의 도 6에 대응하고 있다. 도 12에 도시한 바와 같이, 도 11에 도시한 상태로부터 슬리브 (60)의 위치가 제2 슬리브 위치에 유지된 채, 게이트 밸브 핀 (250)이 제2 핀 위치(도 11 참조)로부터 하측의 제1 핀 위치로 이동하고 있다. 그 결과, 수지 공급 라인이 차단되어 있다.
도 13은, 세정을 행하고 있을 때의 게이트 밸브 (230)의 상태를 나타낸다. 도 13은, 제1 실시예의 도 7에 대응하고 있다. 도 13에 도시한 바와 같이, 도 12에 나타낸 상태에 비해 게이트 밸브 핀 (250)의 위치가 제1 핀 위치에 유지된 채, 슬리브 (60)은 제2 슬리브 위치로부터 상측의 제1 슬리브 위치로 이동하고 있다. 슬리브 (60)의 이동에 따라 공간 (273)이 생성됨과 동시에, 공간 (273), 공간 (71), 관통 구멍 (64) 및 부분 유로 (72)가 연통하여 제2 유체 유로 (270)이 형성된다. 이때, 시일부 (85)는 제1 실시예와 마찬가지로 공간 (273)에 노출된다. 도 13에서는, 제1 유체 유로 (249) 및 제2 유체 유로 (270)에 의해 형성된 세정 라인을 이용하여 게이트 밸브 (230)의 세정을 행하고 있는 모습을 나타내고 있다.
상술한 게이트 밸브 (230)에 있어서, 제2 중경부 (54)는 청구항의 제3 핀 부위에 해당한다. 또한, 제1 유체 유로 (249)의 일부분은 케이싱 (240)과, 슬리브 (60)을 구성하는 소경부 (63)과의 사이에 설치할 수도 있다.
이러한 게이트 밸브 (230)에 따르면, 제1 실시예와 마찬가지로 성형품으로의 공기의 유입을 억제할 수 있음과 동시에, 경화 시간을 이용하여 게이트 밸브의 세정을 행할 수 있다. 또한, 시일부 (85)가 제2 유체 유로 (270)의 일부분을 구성하는 공간 (273)에 노출되기 때문에, 시일부 (85)의 시일 개소를 세정할 수 있다. 그 결과, 시일부 (85)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 시일부 (85)의 교환 빈도가 감소되기 때문에, 작업량을 감소시킬 수 있다.
D: 변형예:
D-1. 변형예 1:
상술한 실시예에 있어서, 제2 유체 유로 (70), (170), (270)은 게이트 밸브 핀 (50) 또는 게이트 밸브 핀 (250)과 슬리브 (60)과의 사이에 형성된 공간, 또는 슬리브 (60)과 케이싱 (40) 사이에 형성된 공간을 이용하여 형성되지만, 제2 유체 유로는 이들 공간을 이용하여 형성되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 케이싱의 내부에 제2 유체 유로의 대부분을 차지하는 유로(이하, 주요 유로라고도 함)가 고정적으로 형성되어, 주요 유로와, 슬리브 (60)이 제2 슬리브 위치로부터 제1 슬리브 위치로 이동함으로써 발생하는 공간(상술한 실시예에서는, 공간 (73) 또는 공간 (273))이 연통하여 제2 유체 유로가 형성될 수도 있다. 이러한 경우, 주요 유로의 상류측(세정액의 흐름의 상류측)의 단부의 구멍부는, 축선 방향 (OD)에 있어서 시일부 (85)(또는, 제2 시일부 (186))보다도 상측에 형성되어 있을 수도 있다. 이러한 구성에 따르면, 상술한 실시예와 마찬가지로 시일부 (85)(또는, 제2 시일부 (186))를 세정할 수 있다.
D-2. 변형예 2:
상술한 실시예에서, 게이트 밸브 핀 (50), (150), (250)과 슬리브 (60)은 각각 독립적으로 축선 방향 (OD)을 따라 이동할 수 있는 구성으로 했지만, 양자는 임의의 위치에 대하여 독립적으로 이동하지 못할 수도 있다. 적어도, 게이트 밸브 핀 (50), (150), (250)은 슬리브 (60)이 제2 슬리브 위치에 있을 때에 제1 핀 위치 및 제2 핀 위치로 이동 가능하며, 슬리브 (60)은 게이트 밸브 핀 (50), (150), (250)이 제1 핀 위치 및 제2 핀 위치 중 어떠한 위치에 있는지에 관계없이, 제2 슬리브 위치로 이동 가능한 구성일 수 있다.
D-3. 변형예 3:
상술한 실시예에서는, 슬리브 (60)이 제2 슬리브 위치에 있을 때에 제2 유체 유로 (70), (170), (270) 중의 상류측의 단부(상술한 실시예에서는, 공간 (73) 또는 공간 (273))가 차단되는 구성으로 했지만, 제2 유체 유로 (70), (170), (270) 중의 도중이 차단되는 구성일 수도 있다. 예를 들어, 이하와 같은 구성으로 할 수도 있다. 슬리브 (60)의 중앙부에 축선 방향 (OD)에 교차하는 방향으로 돌출되는 볼록부를 설치한다. 제2 유체 유로는, 예를 들어 도 11의 슬리브 (60)의 하측으로부터 슬리브 (60)과 케이싱 (40) 사이에 축선 방향 (OD)를 따라 형성되고, 도중에 축선 방향 (OD)와 직행하는 방향으로 굴곡된다. 이 굴곡점을 슬리브 (60)의 볼록부가 개폐한다. 이러한 구성으로 하더라도 성형품으로의 공기의 유입을 억제할 수 있다. 또한, 경화 시간을 이용하여 게이트 밸브의 세정을 행할 수 있다.
D-4. 변형예 4:
상술한 실시예에서는, 게이트 밸브 핀 (50), (150), (250)의 이동을 액추에이터로 실현하고, 슬리브 (60)의 이동을 스토퍼 (90) 및 공간 (41) 내의 기압의 제어에 의해 실현했지만, 이들의 이동 방법은 임의로 설정할 수 있다. 예를 들어, 게이트 밸브 핀 (50)의 후단부 (51)의 외측을 기밀하게 피복하고, 후단부 (51)이 수용된 공간 내의 기압을 제어하여 게이트 밸브 핀 (50)을 이동시킬 수도 있다.
D-5. 변형예 5:
제2 유체 유로 (70), (170), (270)은, 2계통 이상으로 구성할 수도 있다. 예를 들어, 도 3에 있어서 제2 유체 유로 (70)은, 게이트 밸브 핀 (50)을 사이에 두고 양측에 대칭적으로 2계통으로 형성될 수도 있다. 이러한 구성으로 하면, 1개의 제2 유체 유로 (70)의 단면적을 작게 할 수 있다. 그 결과, 게이트 밸브 (30)을 소형화할 수 있다. 또한, 복수 개소로부터 세정액을 배출함으로써, 세정액과 함께 수지를 배출하는 효과를 높일 수 있다.
D-6. 변형예 6:
게이트 밸브 (30)을 사용하여 제조하는 성형품은 기재와 모재를 포함하는 복합 재료로 한정되지 않으며, 기재를 포함하지 않는 단일 재료일 수도 있다. 또한, 수지는 에폭시 수지로 한정되지 않으며, 다양한 열경화성 수지로 할 수 있다. 이러한 열경화성 수지로서는, 예를 들어 페놀 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지 등을 예시할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이러한 실시 형태로 한정되지 않으며, 그의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 구성을 취할 수 있다. 예를 들어, 상술한 각 적용예의 구성 요소나 실시 형태 중의 요소는, 본원의 과제의 적어도 일부를 해결 가능한 형태, 또는 상술한 각 효과의 적어도 일부를 발휘하는 형태에 있어서 적절히 조합, 생략, 상위 개념화를 행하는 것이 가능하다.
20…금형
21…하형
22…상형
23…캐비티
24…관통 구멍
25…수지 입구
30, 130, 230…게이트 밸브
40, 240…케이싱
41…공간
42…대내경부
43…중내경부
44…소내경부
45…공간
46…냉각 유로
47…공간
47a…간극
48…수지 주입 구멍
50, 150, 250…게이트 밸브 핀
51…후단부
52…제1 중경부
53…소경부
54…제2 중경부
55…선단부
56…경사부
57, 249…제1 유체 유로
58…제1 구멍부
59…제2 구멍부
60…슬리브
61…대경부
62…중경부
63…소경부
64…관통 구멍
70, 170, 270…제2 유체 유로
71, 73…공간
73a…간극
72…부분 유로
74, 75…구멍부
81, 82…공간
83…도열부
84…단열부
85…시일부
90…스토퍼
91…관통 구멍
152…중앙부
185…제1 시일부
186…제2 시일부
273…공간
OL…축선
PF…기재
TR…수지

Claims (10)

  1. 주입 구멍이 형성되고, 상기 주입 구멍을 통한 열경화성 수지의 유통 허용과 차단을 전환할 수 있는 게이트 밸브이며,
    일정한 방향을 따라 연장되는 공간이 내부에 형성된 케이싱과,
    상기 공간 내를 상기 일정한 방향으로 이동 가능하도록 구성된 게이트 밸브 핀과,
    상기 공간 내에서 상기 게이트 밸브 핀의 외측에 설치되며, 상기 일정한 방향으로 이동 가능하도록 구성된 슬리브를 구비하고,
    상기 게이트 밸브는 제1 유체 유로를 갖고,
    상기 게이트 밸브 핀이 제1 핀 위치에 있을 때에, 상기 게이트 밸브 핀의 상기 주입 구멍측의 선단부가 상기 주입 구멍을 닫음으로써, 상기 제1 유체 유로와 상기 주입 구멍의 연통이 차단되고,
    상기 게이트 밸브 핀이 상기 제1 핀 위치보다도 상기 주입 구멍과 반대의 측에 위치하는 제2 핀 위치에 있을 때에, 상기 선단부가 상기 주입 구멍을 개방함으로써 상기 제1 유체 유로와 상기 주입 구멍이 연통하여, 상기 열경화성 수지의 유통을 허용하기 위한 수지 공급 라인이 형성되고,
    상기 게이트 밸브에는, 상기 슬리브가 제1 슬리브 위치에 있으며, 상기 게이트 밸브 핀이 상기 제1 핀 위치에 있을 때에, 상기 제1 유체 유로의 상기 주입 구멍측의 단부로부터 상기 게이트 밸브의 외부로 통하는 제2 유체 유로가 형성됨과 동시에, 상기 제1 유체 유로와 상기 제2 유체 유로가 연통하여 세정액의 공급 및 배출을 행하기 위한 세정 라인이 형성되고,
    상기 슬리브가 상기 제1 슬리브 위치보다도 상기 주입 구멍측에 위치하는 제2 슬리브 위치에 있을 때에, 상기 슬리브에 의해 상기 제1 유체 유로와 상기 외부로 통하는 상기 제2 유체 유로의 연통이 차단되는 것인
    게이트 밸브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 유체 유로는, 상기 제1 유체 유로의 상기 주입 구멍측과 반대측에 형성된 제1 구멍부와, 상기 제1 유체 유로의 상기 주입 구멍측의 상기 단부에 형성된 제2 구멍부를 연통하는 유로로서 상기 게이트 밸브 핀의 내부에 형성되고,
    상기 제2 유체 유로는, 상기 제2 구멍부로부터 상기 게이트 밸브의 외부로 통하는 유로로서 형성되는 것인
    게이트 밸브.
  3. 제2항에 있어서, 상기 슬리브가 상기 제2 슬리브 위치에 있을 때에, 상기 제2 유체 유로 중 상기 제2 구멍부측의 단부가 차단되는 것인 게이트 밸브.
  4. 제3항에 있어서, 상기 게이트 밸브 핀은, 상기 게이트 밸브 핀이 상기 제1 핀 위치에 있으며, 상기 슬리브가 상기 제2 슬리브 위치에 있을 때에, 상기 슬리브와의 사이를 시일하는 시일부가 설치된 제1 핀 부위를 구비하고,
    상기 제1 슬리브 위치에 있어서의 상기 슬리브의 상기 주입 구멍측의 단부면은, 상기 게이트 밸브 핀이 상기 제1 핀 위치에 있을 때의 상기 시일부의 시일 개소보다도 상기 주입 구멍과 반대의 측에 위치하고,
    상기 제2 유체 유로는, 상기 게이트 밸브 핀이 상기 제1 핀 위치에 있을 때에, 상기 슬리브가 상기 제2 슬리브 위치로부터 상기 제1 슬리브 위치로 이동함으로써 발생하는 공간인 선단측 부분 유로를 포함하여 형성되는 것인
    게이트 밸브.
  5. 제4항에 있어서, 상기 게이트 밸브 핀은, 상기 제1 핀 부위보다도 상기 선단부와 반대의 측에 위치하며, 상기 슬리브의 내면과의 사이에 내측 부분 유로로서의 공간이 형성된 제2 핀 부위를 구비하고,
    상기 제2 유체 유로는, 상기 선단측 부분 유로와 상기 내측 부분 유로가 연통하여 형성되는 유로를 포함하여 형성되는 것인
    게이트 밸브.
  6. 제3항에 있어서, 상기 슬리브는, 상기 케이싱 중 상기 공간측의 내면과의 사이에 외측 부분 유로로서의 공간이 형성된 슬리브 부위를 구비하고,
    상기 제2 유체 유로는,
    상기 외측 부분 유로와,
    상기 게이트 밸브 핀이 상기 제1 핀 위치에 있을 때에, 상기 슬리브가 상기 제2 슬리브 위치로부터 상기 제1 슬리브 위치로 이동함으로써 발생하는 공간인 선단측 부분 유로
    가 연통하여 형성되는 유로를 포함하여 형성되는 것인
    게이트 밸브.
  7. 제6항에 있어서, 상기 게이트 밸브 핀에는,
    상기 슬리브와의 사이를 시일하는 제1 시일부와,
    상기 제1 시일부보다도 상기 주입 구멍측에 위치하며, 상기 슬리브와의 사이를 시일하는 것이 가능한 제2 시일부
    가 설치되고,
    상기 슬리브가 상기 제2 슬리브 위치에 있으며, 상기 게이트 밸브 핀이 상기 제1 핀 위치에 있을 때에, 상기 게이트 밸브 핀과 상기 슬리브 사이는 상기 제1 시일부와 상기 제2 시일부에 의해 시일되고,
    상기 슬리브가 상기 제1 슬리브 위치에 있으며, 상기 게이트 밸브 핀이 상기 제1 핀 위치에 있을 때에, 상기 게이트 밸브 핀과 상기 슬리브 사이는 상기 제1 시일부 및 상기 제2 시일부 중 상기 제1 시일부에 의해서만 시일되고,
    상기 제2 유체 유로는 상기 선단측 부분 유로를 포함하여 형성되는 것인
    게이트 밸브.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 유체 유로는 상기 케이싱의 내부, 또는 상기 케이싱과 상기 슬리브 사이에 형성되고,
    상기 게이트 밸브 핀은, 상기 게이트 밸브 핀이 상기 제1 핀 위치에 있으며, 상기 슬리브가 상기 제2 슬리브 위치에 있을 때에, 상기 슬리브와의 사이를 시일하는 시일부가 설치된 제3 핀 부위를 구비하고,
    상기 제1 슬리브 위치에 있어서의 상기 슬리브의 상기 주입 구멍측의 단부면은, 상기 게이트 밸브 핀이 상기 제1 핀 위치에 있을 때의 상기 시일부의 시일 개소보다도 상기 주입 구멍과 반대의 측에 위치하고,
    상기 제2 유체 유로는, 상기 게이트 밸브 핀이 상기 제1 핀 위치에 있을 때에, 상기 슬리브가 상기 제2 슬리브 위치로부터 상기 제1 슬리브 위치로 이동함으로써 발생하는 공간인 선단측 부분 유로를 포함하여 형성되는 것인
    게이트 밸브.
  9. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 게이트 밸브를 사용하여 열경화성 수지의 성형품을 제조하는 방법이며,
    상기 성형품의 형상에 대응하는 형상을 갖는 캐비티가 형성되고, 상기 게이트 밸브가 부착된 형(型)을 준비하는 제1 공정과,
    상기 게이트 밸브 핀이 제1 핀 위치에 있으며, 상기 슬리브가 제2 슬리브 위치에 있는 상태에서 상기 캐비티 내의 공기를 흡인하는 제2 공정과,
    상기 제2 공정 후에 상기 게이트 밸브 핀을 제2 핀 위치로 이동시켜 상기 수지 공급 라인을 형성하며, 상기 제1 구멍부로부터 공급되는 상기 열경화성 수지를 상기 캐비티에 주입하는 제3 공정과,
    상기 제3 공정 후에 상기 게이트 밸브 핀을 제1 핀 위치로 이동시켜, 상기 수지 공급 라인을 차단하는 제4 공정과,
    상기 캐비티에 주입된 상기 열경화성 수지가 열을 받아 경화되기 위해 미리 정해진 시간 동안 대기하는 제5 공정과,
    상기 제5 공정의 도중에 있어서, 상기 슬리브를 제1 슬리브 위치로 이동시켜 상기 세정 라인을 형성하며, 상기 제1 유체 유로로부터 상기 세정액을 공급하고, 상기 제2 유체 유로를 통해 상기 세정액을 배출하는 제6 공정
    을 구비한 열경화성 수지의 성형품 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제6 공정은, 복수회의 상기 제5 공정 중 1회의 상기 제5 공정에 있어서만 실시되는, 열경화성 수지의 성형품 제조 방법.
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