KR200404150Y1 - 사출성형기용 싱글타입 밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 사출성형기용 싱글타입 밸브장치를 개시한다.

본 고안의 사출성형기용 싱글타입 밸브장치는, 상,하측에 수지 유입과 배출을 위한 유입구 및 배출구가 형성되고 이들 유입구와 배출구는 분기된 수지채널로 상호 연결되는 밸브바디와, 상기 밸브바디의 하면에 일체로 구비되는 것으로 배출구와 연결되는 수지채널이 선단부의 게이트에 수직하게 연결되고 중앙에는 승강 동작에 의해 게이트를 개폐시키는 밸브핀이 구비되는 노즐을 포함하는 사출성형기용 싱글타입 밸브장치에 있어서, 상기 밸브바디의 내부에 구비되는 것으로 외부로부터 연결된 에어채널을 통해 선택적으로 작동압을 공급받아 내부에 구비된 피스톤을 하강시키며 피스톤의 상측에는 스프링이 개재되는 실린더와, 상기 실린더의 상측에 회전 가능하게 구비되고 중앙에 나사구멍이 형성되는 로테이터 및 이 로테이터의 나사구멍에 나사 체결되어 선택적으로 승강되고 타단은 하향 연장되어 실린더내의 스프링의 상측을 지지하는 조절로드 및 일단이 상기 로테이터의 외주면에 웜기어 교합되고 타단은 밸브바디의 외부로 돌출되어 조작력을 받는 조절노브와, 상기 분기된 수지채널과 배출구의 연결지점에 위치하는 밸브핀의 일단에 형성되는 것으로 지름이 확장 형태로 구비되어 하측으로 수지압에 의해 상승력을 받으며 상측은 상향 연장되어 실린더내의 피스톤에 연결되는 수지압 작용부를 더 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성되는 사출성형기용 싱글타입 밸브장치는, 스프링에 의해 노즐의 입구 즉, 게이트가 차단되며 이러한 상태에서 사출이 시작되면 수지압에 의해 밸브핀이 상향 이동되면서 게이트를 개방하여 사출이 실시되므로 종전에 비해 구조의 간소화가 가능하여 제작단가 절감과 정비성 향상을 꾀할 수 있는 이점이 있다.

Description

사출성형기용 싱글타입 밸브장치{Single valve system for injection molding}

본 고안은 사출성형기용 싱글밸브장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 밸브핀의 일측을 탄성 가압하는 스프링의 탄성을 조절하여 사출량을 정밀 제어하도록 하여 고품질의 성형품 양산을 가능하게 하는 사출성형기용 싱글타입 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 금형의 캐비티로 주입하는 장치이다.

이러한 사출성형기는 밸브핀의 승강 동작에 의해 게이트를 개폐하도록 구성되어지며, 성형품의 수량에 따라 비교적 여러개를 일시에 성형하는 경우에는 매니폴드를 통해 수지를 공급받는 매니폴드 타입이 사용되고, 비교적 부피가 크고 고 중량물의 단품 생산을 하는 경우에는 싱글타입이 사용된다.

도 1은 종래 기술에 따른 고압의 공기를 작동압으로 하여 밸브핀을 승강시키는 매니폴드 타입의 사출성형기용 밸브장치를 나타낸 단면도이다.

이에 나타내 보인 바와 같이 종래의 사출성형기용 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 게이트를 선택적으로 차단 또는 개방하는 구조이다.

한편, 상기 밸브장치(200)는 외체를 형성하는 것으로 수지의 고화를 방지하기 위한 히터가 권선되는 노즐(220)을 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 게이트와 매니폴드(300)의 수지채널(310)에 각각 연결되는 구조이다.

이와 같이 구성되는 사출성형기용 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 게이트를 개방 또는 차단시키게 되므로 결과적으로 매니폴드(300)를 통해 공급되는 수지가 게이트를 통해 금형내로 공급되거나 또는 차단되게 된다.

요약하면, 상기 종래 기술에 따른 공기압을 작동으로 하는 사출성형기용 밸브 게이트 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 게이트를 개폐시키게 된다.

그러나, 상기와 같이 구성되는 종래 기술에 따른 밸브장치는 밸브핀을 승강시키기 위한 작동원으로 고압의 공기를 이용하므로 공기유출을 방지하기 위한 기밀구조를 채용해야 하고 작동압을 공급하기 위한 대형 공압장치(콤프레셔)를 필요로 하므로 부피가 커지면서 구조가 복잡해져 설치공간에 많은 제약을 받을 뿐만 아니라 정비 및 관리성이 극히 불량한 단점이 있었다.

또한, 노즐을 여러개 구비하는 다캐비티 금형에 적용되는 경우 각 노즐이 갖는 치수산포로 인해 결과적으로 각 노즐의 사출량에 편차가 발생하여 균일한 품질을 갖는 성형품의 양산이 어려운 문제점이 있었다.

이러한, 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인은 실용신안등록출원 제2002-09883호(등록번호 0280604호, 등록결정), 실용신안등록출원 제2002-09884호(등록번호 0280605호, 등록유지결정), 실용신안등록출원 제2002-09885호(등록번호 0280606호, 등록유지결정), 실용신안등록출원 제2002-19175호(등록번호 0290456호, 등록유지결정), 실용신안등록출원 제2003-0034932호(등록번호 0341515호 등록유지결정), 실용신안등록출원 제2003-0038360호(등록번호 0344137호 등록유지결정)를 통해 전원에 의해 밸브핀을 수직방향으로 가동시키는 밸브장치를 제안한 바 있다.

이들 밸브장치의 구성을 대략적으로 살펴보면, 크게 밸브바디와 구동수단으로 구성되며, 이때의 상기 밸브바디는 내부에 수지를 공급받아 선단부에 구비된 게이트를 통해 금형으로 주입하기 위한 수지유로가 형성되는 일반적인 밸브 구조를 취한다. 그리고, 상기 구동수단은 전원 공급에 의해 밸브핀을 승·하강시키는 정·역모터 또는 액츄에이터가 사용된다.

이와 같이 본 출원인이 선출원한 밸브장치는 정·역모터 또는 액츄에이터를 구동원으로 채용하는 구조에 의해 밸브장치의 전체적인 크기의 소형화가 가능하게 되므로 금형 설계의 자유도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 밸브핀의 이동량을 신속하고 정밀하게 제어할 수 있다.

그러나, 상기 본 출원인이 선출원한 밸브장치는 고가의 전장품이 사용되므로 정밀성형품의 사출에는 적합하나 정밀성형을 필요로 하지 않는 단순 성형품을 사출하는 경우에는 경제적인 면에서 비효율적인 단점이 있었다.

또한, 상기 매니폴드와 노즐의 각 수지채널이 치수산포 없이 정밀하게 성형된 경우에도 사출공정중 발생하는 고온의 열에 의해 금속소재의 매니폴드 및 노즐이 장기간 노출되는 경우 변형을 야기하여 사출량이 불균일하게 되어 재가공을 해야 하는 문제점이 있었다.

마찬가지로 싱글타입의 밸브장치에서도 상기의 매니폴드 타입의 밸브장치와 대동소이한 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안은 밸브핀의 승강을 수지압과 공압을 작동원으로 하여 가동시키고 밸브핀의 일측에 가변조절이 가능한 스프링을 구성하여 밸브핀의 승강속도와 게이트의 최대 개방량을 조절할 수 있는 사출성형기용 싱글타입 밸브장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 고안에 따른 사출성형기용 싱글타입 밸브장치는, 상,하측에 수지 유입과 배출을 위한 유입구 및 배출구가 형성되고 이들 유입구와 배출구는 분기된 수지채널로 상호 연결되는 밸브바디와, 상기 밸브바디의 하면에 일체로 구비되는 것으로 배출구와 연결되는 수지채널이 선단부의 게이트에 수직하게 연결되고 중앙에는 승강 동작에 의해 게이트를 개폐시키는 밸브핀이 구비되는 노즐을 포함하는 사출성형기용 싱글타입 밸브장치에 있어서,

상기 밸브바디의 내부에 구비되는 것으로 외부로부터 연결된 에어채널을 통해 선택적으로 작동압을 공급받아 내부에 구비된 피스톤을 하강시키며 피스톤의 상측에는 스프링이 개재되는 실린더와; 상기 실린더의 상측에 회전 가능하게 구비되고 중앙에 나사구멍이 형성되는 로테이터 및 이 로테이터의 나사구멍에 나사 체결되어 선택적으로 승강되고 타단은 하향 연장되어 실린더내의 스프링의 상측을 지지하는 조절로드 및 일단이 상기 로테이터의 외주면에 웜기어 교합되고 타단은 밸브바디의 외부로 돌출되어 조작력을 받는 조절노브와; 상기 분기된 수지채널과 배출구의 연결지점에 위치하는 밸브핀의 일단에 형성되는 것으로 지름이 확장 형태로 구비되어 하측으로 수지압에 의해 상승력을 받으며 상측은 상향 연장되어 실린더내의 피스톤에 연결되는 수지압 작용부를 더 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 한다.

본 고안의 바람직한 한 특징으로서, 상기 실린더는 내부 공간에 스프링의 주연을 감싸는 형태로 관형상의 스토퍼가 하향 돌출 형성되고, 상기 피스톤은 상단부가 스토퍼에 삽입되어 스프링의 탄성력을 받으며 하단부는 지름이 확장되어 선택적으로 스토퍼의 하면에 걸림되어 상승 이동이 제한되는 구성인 것에 있다.

본 고안의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 고안자가 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하 본 고안에 따른 사출성형기용 싱글타입 밸브장치의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 및 도 3은 본 고안에 따른 사출성형기용 싱글타입 밸브장치의 동작 상태를 나타낸 단면도이고, 도 4 및 도 5는 본 고안에서 스프링의 탄성력을 조절한 상태에서 싱글타입 밸브장치의 동작 상태를 나타낸 단면도이다. 그리고, 도 6은 본 고안에 따른 사출성형기용 싱글타입 밸브장치에서 탄성 조절수단을 설명하기 위한 요부 사시도이다.

끝으로, 도 7은 본 고안에 따른 밸브바디의 분기된 수지채널을 설명하기 위한 도 2의 "A-A"선을 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 8은 본 고안에 따른 밸브바디의 배출구를 설명하기 위한 도 2의 "B-B"선을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

이에 나타내 보인 바와 같이 본 고안의 사출성형기용 싱글타입 밸브장치는 크게 밸브바디(10)와 게이트(미부호)를 선택적으로 개폐하는 밸브핀(24)을 구비한 노즐(20) 그리고 상기 밸브바디(10) 내부에 구비되어 밸브핀(24)에 가변적으로 탄성력을 작용하는 탄성 조절수단(40)으로 구성된다.

밸브바디(10)는 대략 원통형으로 구비되며 그 상,하측 중앙에는 수지가 유입 및 배출되는 유입구(11) 및 배출구(12)가 형성되며, 그 내부에는 상기 유입구(11)와 배출구(12)와 연결되면서 분기되는 수지채널(13)()이 수직하는 방향으로 형성된다. 여기서, 상기 분기되는 수지채널(13)은 유입구(11) 또는 배출구(12)와 연결될 때 수지의 이동시 저항을 최소로 하기 위해 도면에서 보는 바와 같이 일정한 경사각을 가지면서 연결되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 밸브바디(10)는 분기된 수지채널(13)을 통과하는 수지가 고화되는 것이 방지되도록 외주면에 히터선(h)이 권선되는 구조이다.

이와 같이 구성되는 밸브바디(10)는 그 내부에 실린더(30)와 탄성 조절수단(40)을 내설하는 구조이며, 하면으로는 노즐(20)이 설치되는 구성이다.

노즐(20)은 상기 밸브바디(10)의 하면에 결합되어 수지를 공급받아 금형에 주입하는 관형상의 부재로서, 그 중앙으로는 수직하는 방향으로 상기 밸브바디(10)의 배출구(12)와 연결되는 수지채널(23)이 하단부에 형성된 입구인 게이트에 연결 형성되며, 이 수지채널(23) 상에는 수지채널(23)에 비하여 작은 지름을 갖는 밸브핀(24)이 승강 가능하게 구비되는 것에 의해 선택적으로 게이트를 개폐시키는 구조이다.

이러한 노즐(20)은 하측 끝단부 즉, 게이트가 위치하는 부분이 하방향으로 진행하면서 지름이 축소되는 형태로 테이퍼 가공되며, 도시하지는 않았으나 이때의 상기 게이트는 별도의 부재로 가공되어 노즐에 일체로 결합 구성되거나 또는 노즐에 일체로 성형될 수 있으며 캐비티를 형성한 금형의 일단에 연결되는 구조이다.

이와 같이 구성되는 노즐(20)은 수지채널(23)을 통과하는 수지가 고화되는 것이 방지되도록 외주면에 히터선(h)이 권선되는 구조이다.

이상과 같은 구성은 일반적인 사출성형기용 싱글타입 밸브장치의 구성과 대동소이하다. 다만 본 고안은 밸브핀(24)이 승강 동작이 공압과 수지압에 의해 실시되게 하면서 상기 밸브핀(24)의 상승 이동량을 스프링(36)의 탄성을 이용하여 가변적으로 조절 가능하게 하여 밸브핀(24)의 승강 동작의 응답성과 개폐량을 조절할 수 있도록 하는데 있다. 이를 위해 본 고안은 도면에서 보는 바와 같이 실린더(30)와 탄성 조절수단(40)을 포함하는 구성이다.

먼저, 수지압에 의해 밸브핀(24)의 상승 구조를 살펴보면 다음과 같다.

상기 밸브바디(10)의 내부에 형성된 분기된 수지채널(13)과 배출구(12)의 연결지점에 위치되는 밸브핀(24)의 일단에는 수지압 작용부(25)가 일체로 형성되는 구조이며, 이때의 상기 수지압 작용부(25)는 밸브핀(24)의 지름에 비해 확장된 지름을 갖는 원판형태로 구비되며 상측은 상향 연장되어 실린더(30)내의 피스톤(35)에 연결되어 일체로 연동되는 구조이다.

이러한 수지압 작용부(25)는 상기 밸브핀(24)이 하강되어 게이트를 차단하고 있는 상태에서 분기된 수지채널(13)을 통해 일정압력으로 공급되는 수지에 의해 상승압력을 받아 상승을 하게 된다.

한편, 상기 밸브핀(24)의 수지압 작용부(25)가 위치되는 밸브바디(10)의 내부 일측에는 수지압 작용부(25)의 외주면에 밀접하게 접촉되어 승강동작시 수지가 실린더(30)측으로 유입되는 것을 방지하는 가스켓(g)이 설치되는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성되는 밸브핀(24)의 수지압 작용부(25)는 수지압에 의해 상승력을 받으며, 상승시에는 피스톤(35)과 일체로 상향 이동을 이루게 된다.

실린더(30)는 상기 밸브바디(10)의 내부에 구비되는 것으로서, 외부로부터 연결되는 에어채널(31)을 통해 선택적으로 고압의 공기를 공급받아 내부에 구비된 피스톤(35)을 하강시키는 구조이다. 여기서, 상기 에어채널(31)은 선택적으로 고압의 공기를 상기 실린더(30) 내부로 공급하거나 또는 상기 피스톤(35)의 상승시 실린더(30) 내부의 공기를 외부로 배출되게 솔레노이드 밸브(미도시)가 설치되는 구조로 실시 될 수 있으며, 이와 같은 실린더의 구조는 통상의 공지된 기술에 의해 실시되어도 무방하므로 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 실린더(30)는 내부에 상기 피스톤(35)을 하방향으로 탄성 가압하기 위한 스프링(36)이 설치되는 구성이며, 이때의 상기 스프링(36)은 통상의 코일 스프링이 사용되어도 무방하며 다만, 후술할 밸브핀(24)의 수직압작용부(25)에 가해지는 수지압에 의해 수축될 수 있을 정도의 탄성력을 갖는 특징을 만족해야 한다.

이와 같이 구성되는 스프링(36)은 밸브핀(24)과 연결된 피스톤(35)에 탄성가압력을 작용하여 노즐(20)에 수지압이 작용하지 않는 경우에는 에어채널(31)을 통해 작용하는 작동압이 피스톤(35)을 하강시킬 때 가속을 주어 밸브핀(24)이 신속하게 게이트를 차단시키도록 하며, 수지압에 의해 밸브핀(24)과 피스톤(35)이 상승하여 게이트를 개방하는 경우에는 급격한 상승에 따른 부품간의 충돌로 인한 파손방지를 하는 완충기능을 수행하게 된다.

또한, 상기 실린더(30)는 스프링(36)의 주연을 감싸는 형태로 관형상을 갖는 스토퍼(32)가 내측 상면에서 하향 돌출 형성되며, 이러한 스토퍼(32)는 피스톤(35)의 상승시 그 일단이 접촉되는 것에 의해 상승이동을 제한하게 된다. 그리고, 상기 실린더(30)의 내부에 구비되는 피스톤(35)은 상단부가 상술한 스토퍼(32)의 내주면에 슬라이드 삽입되는 크기로 마련되고, 하단부는 상단부에 비하여 지름이 확장된 형태로 마련되어 실린더(30)의 내주면에 슬라이드 접촉될 수 있을 정도의 크기로 구비된다.

이와 같이 구성되는 실린더(30)는 내부로 유입되는 고압의 공기에 의해 피스톤(35)의 하강동작이 실시되는데 상기 피스톤(35)의 하면이 실린더(30)의 내측 바닥면에 도달하게 되면 하강동작이 완료된다. 그리고 실린더(30) 내부로 고압의 공기가 공급되지 않는 상태에서 수지압에 의해 밸브핀(24)이 상승하면 이에 연동하여 피스톤(35) 역시 상승 동작이 실시되는데 이때 피스톤(35)의 지름이 확장된 하단부가 스토퍼(32)에 접촉되면 상승 동작이 완료된다.

이와 같이 구성되는 실린더(30)는 그 상측으로 탄성 조절수단(40)이 구비되며, 이 탄성 조절수단(40)에 의해 피스톤(35)에 작용하는 스프링(36)의 탄성력이 조절된다.

탄성 조절수단(40)은, 밸브바디(10)의 내부에 일체로 구비되는 것으로 도면에서 바라보면 실린더(30)의 상측에 위치되는 구성이다. 이러한 탄성 조절수단(40)은 상술한 실린더(30) 내부에 개재된 스프링(36)의 탄성을 가변적으로 조절하여 결과적으로 상기 실린더(30)의 피스톤(35)과 연결된 밸브핀(24)에 대한 응답성과 최대 개방량을 가변 조절하게 된다.

즉, 상기 탄성 조절수단(40)은 사용자의 조작력을 받는 조절노브(43)와, 이 조절노브(43)와 웜기어 방식으로 교합되어 회전을 이루는 로테이터(41) 그리고 이 로테이터(41)에 나사결합 방식으로 체결되어 선택적으로 승강되는 것에 의해 스프링(36)의 상면을 가압하는 조절로드(42)로 구성된다.

이를 보다 상세하게 설명하면, 먼저 상기 조절로드(42)는 하단부가 실린더(30)의 내부에 위치되면서 상기 스프링(36)의 상면을 안정되게 가압 지지할 수 있도록 판 형태로 구비되고, 상단부는 실린더(30)의 상측으로 상향 연장되면서 외주연으로는 나사가공되는 구조이다. 이러한 조절로드(42)는 상,하 방향으로 수직 이동 즉, 승강은 가능하면서 회전은 불가능한 구조로 구비되는 것이 바람직하며, 이는 후술할 로테이터(41)의 회전시 일체로 회전되는 것을 방지하기 위함이다.

그리고 상기 조절로드(42)의 상단부 외주연에는 중앙에 나사구멍이 형성된 회전체인 로테이터(41)가 구비되며, 이때 상기 로테이터(41)의 나사구멍으로는 상술한 조절로드(42)의 상단부가 나사체결로 삽입되는 구조이다. 따라서, 상기 회전체인 로테이터(41)를 일방향 또는 역방향 회전시키게 되면 이에 나사체결된 조절로드(42)는 상,하 방향으로 수직 이동을 이루게 된다.

한편, 상기 로테이터(41)는 밸브바디(10)의 외측으로 돌출되게 구비된 조절노브(43)에 의해 일방향 또는 역방향 회전을 이루게 되는데, 이때 상기 조절노브(43)는 소정의 길이를 가지면서 사용자가 조작하기 위한 일종의 손잡이 역할을 하는 것으로서, 그 일단은 상기 로테이터(41)의 외주면에 웜기어 방식으로 교합되고 타단은 밸브바디(10)의 외부로 돌출 연장된다. 따라서 상기 조절노브(43)의 타단을 사용자가 일방향 또는 역방향으로 회전시키면 이 조절노브(43)의 일단과 웜기어 교합되는 로테이터(41)가 일방향 또는 역방향 회전을 이루게 되는 것이다.

이와 같이 구성되는 탄성 조절수단(40)은 조절노브(43)를 일방향 또는 역방향으로 회전시키면, 이 조절노브(43)와 웜기어 방식으로 교합된 로테이터(41)가 연동하여 일방향 또는 역방향 회전을 이루게 된다. 이어서, 상기 로테이터(41)의 중심에 나사체결로 구비된 조절로드(42)는 로테이터(41)의 회전에 의해 상,하 방향으로 수직 이동을 하여 스프링(36)의 수축 정도 즉, 스프링(36)의 탄성계수를 정밀하게 조절하여 결과적으로 피스톤(35)에 작용하는 탄성가압력의 크기 조절이 가능하게 되는 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 고안의 사출성형기용 싱글타입 밸브장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 2에서와 같이 사출성형기가 가동되지 않는 초기 상태에서는 상기 밸브핀(24)은 스프링(36)의 탄성력에 의해 하강하여 게이트를 차단한 상태를 유지하게 된다.

이와 같은 상태에서 상기 밸브바디(10)의 유입구(11)를 통해 수지가 주입되면, 수지는 밸브바디(10)의 분기된 수지채널(13)과 배출구(12)를 통해 노즐(20)의 수지채널(23)로 유입되면서 도 3에서와 같이 밸브핀(24)의 수지압 작용부(25)의 하면에 수지압을 작용하게 된다.

이와 같이 수지압이 밸브핀(24)의 수지압 작용부(25)의 하면에 가해지게 되면 밸브핀(24)은 상승력을 받아 피스톤(35)과 일체로 상승되면서 게이트를 개방하여 사출을 실시하게 된다. 여기서 상기 스프링(36)은 수지압에 비해 작은 탄성을 가지므로 상기 밸브핀(24)의 승강시 수축된다.

이어서, 사출이 종료되면 밸브바디(10)를 통한 수지공급이 차단되므로 밸브핀(24)의 수지압 작용부(25)에 작용하는 수지압 역시 해제된다. 이때, 에어채널(31)을 통해 외부에서 고압의 공기가 실린더(30)내부로 공급되어 피스톤(35)이 하강을 하게 되고, 이와 동시에 상기 피스톤(35)의 상측에 구비되는 스프링(36)은 탄성복귀를 하여 작동압에 의해 하강하는 피스톤(35)에 가속을 주어 밸브핀(24)이 신속하게 게이트를 차단시킬 수 있게 한다.

한편, 본 고안의 사출성형기용 싱글타입 밸브장치는 탄성 조절수단(40)을 이용하여 밸브핀(24)의 최대 후퇴량을 가변 조절하는 것에 의해 게이트의 개방량 제어가 가능하다.

즉, 상기 밸브바디(10)의 외측으로 돌출된 조절노브(43)의 일단을 소정각도 만큼 일방향 회전시키면, 이 조절노브(43)의 타단에 웜기어 방식으로 교합된 로테이터(41)가 연동하여 일방향 회전을 이루게 된다. 이때, 상기 로테이터(41)의 중앙에 나사체결된 조절로드(42)는 로테이터(41)의 회전에 의해 하방향으로 이동하여 도 4와 같이 조절로드(42)의 하단부가 스프링(36)의 상면을 가압하는 상태를 유지하게 된다.

이와 같이 조절노브(43)를 일방향 또는 역방향 회전시키는 것에 의해 스프링(36)의 탄성력 조절이 가능하게 되며, 이는 결과적으로 피스톤(35)의 상면에 가해지는 탄성 가압력의 크기를 조절하는 것이므로 수지압에 따른 밸브핀(24)의 반응속도와 게이트의 개폐시점을 정밀하게 조절할 수 있게 된다.

즉, 도 4에서와 같이 피스톤(35)에 가해지는 스프링(36)의 가압력이 커진 상태에서 상기 밸브핀(24)에 수지압이 가해지게 되면, 상기 밸브핀(24)의 상승 구간은 전술한 일 실시예인 도 2 및 도 3에서의 밸브핀(24)에 비하여 상승되는 위치가 낮아지게 된다.

따라서 도 5에서 보는 바와 같이 밸브핀(24)의 최대 상승 위치가 전술한 실시예보다 낮아지는 것에 의해 게이트의 개방량 또한 감소되므로 이를 통한 사출량 조절이 가능한 것이다.

또한, 수지압이 변경되거나 스프링(36)의 탄성력이 저하되는 경우에도 탄성 조절수단(40)을 이용하여 스프링(36)의 탄성력 조절이 가능하므로 밸브핀(24)의 응답 조건을 최적의 상태로 유지시킬 수 있을 것이다.

본 고안은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 고안의 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 고안의 실용신안등록청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 사출성형기용 싱글타입 밸브장치는, 스프링에 의해 노즐의 입구 즉, 게이트가 차단되며 이러한 상태에서 사출이 시작되면 수지압에 의해 밸브핀이 상향 이동되면서 게이트를 개방하여 사출이 실시되는 구조이므로 종전에 비해 구조의 간소화가 가능하여 제작단가 절감과 정비성 향상을 꾀할 수 있는 이점이 있다.

특히, 탄성 조절수단을 이용하여 밸브에 가해지는 스프링의 탄성을 조절하여 밸브핀의 개폐 응답속도를 가변시킬 수 있으므로 성형품의 크기나 재질에 따라 사출속도를 자유롭게 조정할 수 있게 된다. 또한, 밸브핀에 대한 스프링의 가압력을 높이는 경우에는 밸브핀의 상향 이동거리인 후퇴량을 제한할 수 있게 되므로 결과적으로 게이트의 최대 개방량 조절이 가능하게 되어 수지 사출량의 조절이 가능하여 성형품의 품질 향상과 생산성 향상을 도모하면서 기기의 신뢰성을 대폭적으로 높일 수 있는 산업상 대단히 유용한 효과를 제공한다.

도 1은 종래 기술에 따른 사출성형기용 밸브장치를 나타낸 단면도,

도 2 및 도 3은 본 고안에 따른 사출성형기용 싱글타입 밸브장치의 동작 상태를 나타낸 단면도,

도 4 및 도 5는 본 고안에서 스프링의 탄성력을 조절한 상태에서 싱글타입 밸브장치의 동작 상태를 나타낸 단면도,

도 6은 본 고안에 따른 사출성형기용 싱글타입 밸브장치에서 탄성 조절수단을 설명하기 위한 요부 사시도.

도 7은 본 고안에 따른 밸브바디의 분기된 수지채널을 설명하기 위한 도 2의 "A-A"선을 개략적으로 나타낸 단면도,

도 8은 본 고안에 따른 밸브바디의 배출구를 설명하기 위한 도 2의 "B-B"선을 개략적으로 나타낸 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 밸브바디 11 : 유입구

12 : 배출구 20 : 노즐

25 : 수지압 작용부 30 : 실린더

31 : 에어채널 32 : 스토퍼

35 : 피스톤 36 : 스프링

40 : 탄성 조절수단 41 : 로테이터

42 : 조절로드 43 : 조절노브

Claims (2)

1. 상,하측에 수지 유입과 배출을 위한 유입구(11) 및 배출구(12)가 형성되고 이들 유입구(11)와 배출구(12)는 분기된 수지채널(13)로 상호 연결되는 밸브바디(10)와, 상기 밸브바디(10)의 하면에 일체로 구비되는 것으로 배출구(12)와 연결되는 수지채널(23)이 선단부의 게이트에 수직하게 연결되고 중앙에는 승강 동작에 의해 게이트를 개폐시키는 밸브핀(24)이 구비되는 노즐(20)을 포함하는 사출성형기용 싱글타입 밸브장치에 있어서,

   상기 밸브바디(10)의 내부에 구비되는 것으로 외부로부터 연결된 에어채널(31)을 통해 선택적으로 작동압을 공급받아 내부에 구비된 피스톤(35)을 하강시키며 피스톤(35)의 상측에는 스프링(36)이 개재되는 실린더(30)와;

   상기 실린더(30)의 상측에 회전 가능하게 구비되고 중앙에 나사구멍이 형성되는 로테이터(41) 및 이 로테이터(41)의 나사구멍에 나사 체결되어 선택적으로 승강되고 타단은 하향 연장되어 실린더(30)내의 스프링(36)의 상측을 지지하는 조절로드(42) 및 일단이 상기 로테이터(41)의 외주면에 웜기어 교합되고 타단은 밸브바디(10)의 외부로 돌출되어 조작력을 받는 조절노브(43)와;

   상기 분기된 수지채널(13)과 배출구(12)의 연결지점에 위치하는 밸브핀(24)의 일단에 형성되는 것으로 지름이 확장 형태로 구비되어 하측으로 수지압에 의해 상승력을 받으며 상측은 상향 연장되어 실린더(30)내의 피스톤(35)에 연결되는 수지압 작용부(25);

   를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 사출성형기용 싱글타입 밸브장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 실린더(30)는 내부 공간에 스프링(36)의 주연을 감싸는 형태로 관형상의 스토퍼(32)가 하향 돌출 형성되고, 상기 피스톤(35)은 상단부가 스토퍼(32)에 삽입되어 스프링(36)의 탄성력을 받으며 하단부는 지름이 확장되어 선택적으로 스토퍼(32)의 하면에 걸림되어 상승 이동이 제한되는 구성인 것을 특징으로 하는 사출성형기용 싱글타입 밸브장치.