KR20080079967A - 사출성형기용 핫런너 밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사출성형기용 핫런너 밸브장치를 개시한다.

본 발명은 상·하 개방된 중공의 관 형상 부재로서 내주면 일측에 작동압의 공급 및 배출을 위한 에어채널이 형성된 회전제한 리브가 돌출 형성된 실린더 하우징과, 상기 실린더 하우징의 내부에 설치되는 중공 부재로서 정·역 에어채널을 통해 공급되는 작동압에 의해 정·역 회전하도록 외주면에 상·하 간격을 두고 하우징의 내벽면에 접촉되어 작동압이 체류하는 공간을 형성하는 상·하 플랜지 및 이들 상·하 플랜지를 수직하게 연결하여 회전제한 리브의 양측면에 선택적으로 접촉되는 차단벽 그리고 내주면 일측에 돌출 형성되는 가이드 돌기로 된 로테이터와, 상기 로테이터의 내부에 승강 가능하게 끼움 구비되고 그 하단은 밸브핀이 연결되는 승강 부재로서 외주면에 가이드 돌기가 삽입되는 나선형의 승강유도 나선홈이 형성된 승강축을 포함하여 구성되며, 이와 같은 구성에 의해 상기 정·역 에어채널을 통해 선택적으로 공급되는 작동압에 의해 로테이터가 정·역 방향으로 회전하여 승강축 및 이에 연결된 밸브핀을 승강시키므로 기존에 비해 충격에 의한 진동특성을 양호하게 할 수 있어 부품손상을 저감시킬 수 있는 이점을 제공한다.

핫런너, 매니폴드, 노즐, 밸브핀, 공압

Description

사출성형기용 핫런너 밸브장치{Hot runner valve system for injection molding}

도 1은 종래 기술에 따른 다캐비티 금형용 사출성형기 밸브장치를 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 밸브장치에서 밸브핀의 하강 동작을 설명하기 위한 단면도,

도 3은 도 2에서의 구동수단 동작 상태를 설명하기 위한 평단면도,

도 4는 본 발명에 따른 밸브장치에서 밸브핀의 상승 동작을 설명하기 위한 단면도,

도 5는 도 4에서의 구동수단 동작 상태를 설명하기 위한 평단면도,

도 6은 본 발명에 따른 밸브장치에서 요부 구성을 나타낸 분해 사시도,

도 7은 도 6의 조립 상태를 나타낸 부분 절개 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 밸브장치 3 : 매니폴드

3p : 수지채널 5 : 노즐

5p : 수지유로 5h : 코일 히터

7 : 밸브핀 10 : 구동수단

11 : 실린더 하우징 11a : 회전제한 리브

13 : 로테이터 13a,13b : 상·하 플랜지

13d : 차단벽 13f : 가이드 돌기

15 : 승강축 15a : 승강유도 나선홈

15h : 유동방지 수평홈 a1,a2 : 에어채널

b1,b2 : 베어링 c1,c2 : 작동압 체류 공간

p1,p2 : 패킹링

본 발명은 사출성형기용 핫런너 밸브장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유·공압을 작동압으로 하여 밸브핀에 승강력을 제공하는 구동수단의 구조를 개선시켜 승강력 생성시 발생하는 충격력 최소화되게 하여 수명 연장과 동작의 신뢰성을 높일 수 있는 사출성형기용 핫런너 밸브장치에 관한 것이다.

일반적으로 사출성형기용 핫런너 밸브장치는 수지를 용융한 사출성형기로부터 수지를 공급받아 금형의 캐비티로 주입하는 장치로서, 이러한 핫런너 밸브장치는 밸브핀의 승강 동작에 의해 게이틀 개폐하도록 구성되며, 성형품의 수량에 따라 비교적 여러개를 일시에 성형하는 경우에는 매니폴드를 통해 수지를 공급받는 매니폴드형과, 단품 생산을 하는 경우에는 실린더로부터 수지를 공급받는 싱글형으로 대별된다.

도 1은 종래 기술에 따른 고압의 공기를 작동압으로 하여 밸브핀을 승강시키는 밸브장치의 구성을 나타낸 것으로, 이때의 밸브장치는 다캐비티 금형에 적용되는 매니폴드형 밸브장치이다.

이에 나타내 보인 바와 같이 종래의 사출성형기용 핫런너 밸브장치는 크게 구동수단(100)와 밸브장치(200)로 구성되며 밸브핀(210)의 승강 동작을 위한 구동원으로 통상적으로 고압의 공기를 이용한다.

즉, 상기 구동수단(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 공기 또는 유체에 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)를 포함하며, 이 노즐(220)의 내부에는 밸브핀(210)이 수직방향으로 승강을 이루도록 설치되는 구조이다. 여기서, 상기 노 즐(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 핫런너 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 종래의 사출성형기용 핫런너 밸브장치는, 상기 피스톤(140)이 승강되면서 실린더(130)의 내측 상·하벽과 충돌하여 결과적으로 밸브장치 전체에 악영향을 미치는 문제점이 있었다.

즉, 상기 피스톤(140)의 승강시 발생하는 충격력은 일차적으로 상기 실린더(130)와 피스톤(140)에 직접적으로 작용하여 이들 부품의 변형 및 파손을 유발한다.

특히, 상기 실린더(130)는 내부에 피스톤을 설치하기 위하여 여러 개의 부재가 결합된 형태로 구비되면서 작동압의 누출을 차단하기 위한 기밀구조를 갖는데, 상기 피스톤(140)과의 충격력이 반복적으로 가해져 피로가 누적되는 경우에는 부재간의 결합성이 크게 저하되어 기밀성 불량을 야기하게 되고 이는 결과적으로 작동압의 누출로 이어져 동작의 신뢰성이 크게 떨어지는 문제점이 된다.

또한, 상기 피스톤(140)에 전달되는 충격력은 이에 수직하게 연장된 형태로 결합된 밸브핀(210)에 그대로 전달되는데, 이때의 상기 밸브핀(210)은 하강 동작시 그 선단면이 금형과 선택적으로 접촉되므로 결과적으로 충격력으로 인한 금형과의 2차 충돌을 일으키게 된다.

따라서, 이러한 충돌로 인해 상기 밸브핀(210)의 변형을 초래할 뿐만 아니라 상기 고가의 금형을 파손시키게되므로 경제적으로 막대한 손실을 초래하는 심각한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 작동압을 공급받아 회전운동을 통해 밸브핀의 승강력을 제공하도록 구동수단을 구성시킴으로써 충격에 의한 진동 및 부품의 손상을 저감시킬 수 있도록 한 사출성형기용 핫런너 밸브장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 밸브핀이 승강 위치에서 수직 방향으로의 유동이 억제되게 하여 동작의 신뢰성을 높일 수 있는 사출성형기용 핫런너 밸브장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 사출성형기용 핫런너 밸브장치는, 수지원료를 금형의 캐비티에 주입하기 위한 분기된 수지채널을 형성한 매니폴드 및 이 매니폴드의 일측면에 설치되어 작동압을 공급받아 승강력을 생성하는 구동수단 그리고 매니폴드의 타측면에 설치되어 수지채널과 연결되는 수지유로를 형성하고 내부 중앙에는 구동수단의 일단에 연결되어 승강 연동되는 것에 의해 게이트를 개폐시키는 밸브핀을 구비한 노즐로 구성되는 사출성형기용 핫런너 밸브장치에 있어서, 상기 구동수단은, 상·하 개방된 중공의 관 형상 부재로서 내주면 일측에 작동압의 공급 및 배출을 위한 에어채널이 형성된 회전제한 리브가 돌출 형성된 실린더 하우징과; 상기 실린더 하우징의 내부에 설치되어 작동압에 의해 정·역 회전하는 중공부재로서 상·하로 이격 형성되면서 그 외주면이 상기 하우징 내벽면과 접촉되는 것에 의해 작동압이 체류하는 공간을 형성하는 상·하 플랜지 및 이들 상·하 플랜지를 수직하게 연결하여 회전제한 리브와 면접촉되는 차단벽 그리고 내주면 일측에 돌출 형성되는 가이드 돌기로 된 로테이터와; 상기 로테이터의 내부에 승강 가능하게 끼움 구비되고 그 하단은 밸브핀이 연결되는 승강 부재로서 외주면에 가이드 돌기가 삽입되는 나선형의 승강유도 나선홈이 형성된 승강축을 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 실린더 하우징은, 하부가 개방된 용기형태를 갖는 것으로 상면 중앙에 승강축의 일단이 삽입 통과되는 관통구멍이 형성되고 내주면에는 로테이터의 상부 외주면을 회전 지지하는 베어링이 구비되는 상커버와, 상기 상커버의 하측에 일체로 결합 구비되는 관 형상의 부재로 상기 상커버에 비하여 큰 내경을 갖는 본체와, 상기 본체의 하측에 일체로 결합 구비되는 것으로 내주면에는 로테이터의 하부 외주면을 회전 지지하는 베어링이 구비되는 하커버로 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 실린더 하우징의 내주면과 상기 로테이터의 상·하 플랜지 외주면 사이에는 패킹링이 구비되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 승강축은 상기 가이드 돌기의 진입시 수직 방향으로의 유동이 억제되게 상기 승강유도 나선홈의 상·하단 각 끝부분에서 수평 방향으로 연장 형성되는 유동방지 수평홈을 포함하여 구성되는 것에 있다.

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

이하 본 발명에 따른 사출성형기용 핫런너 밸브장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 밸브장치에서 밸브핀의 하강 동작을 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 2에서의 구동수단의 동작 상태를 설명하기 위한 평단면도이다. 그리고, 도 4는 본 발명에 따른 밸브장치에서 밸브핀의 상승 동작을 설명하기 위한 단면도이고, 도 5는 도 4에서의 구동수단 동작 상태를 설명하기 위한 평단면도이다.

끝으로, 도 6은 본 발명에 따른 밸브장치에서 요부 구성을 나타낸 분해 사시도이고, 도 7은 도 6의 조립 상태를 나타낸 부분 절개 사시도이다.

이에 나타내 보인 바와 같이, 본 발명의 사출성형기용 핫런너 밸브장치(1)는 크게 매니폴드(3)와 노즐(5) 그리고 상기 노즐(5)의 내부에 설치되어 승강되는 것에 의해 게이트를 개폐시키는 밸브핀(7) 및 이 밸브핀(7)에 승강력을 전달하는 구동수단(10)으로 구성된다.

매니폴드(3)는 금속으로 된 판재형상의 부재로서, 일측면에는 수지를 공급받기 위한 수지공급포트(도시하지 않음)가 형성되고, 그 내부에는 용융된 상태로 공급된 수지원료를 이동하기 위한 수지채널(3p)이 분기되는 형태로 형성된다.

또한, 상기 매니폴드(3)의 상·하면으로는 수지채널(3p)을 따라 이동하는 수지가 고화되는 것을 방지하기 위하여 전원공급에 의해 소정온도로 발열하는 발열체인 히터선(도시하지 않음)이 매립되는 구조이다.

이와 같이 구성되는 매니폴드(3)는 도면을 기준으로 살펴보면 상측으로 밸브핀(25)을 승강시키기 위한 구동수단(30)이 구비되고 하측으로는 수지를 공급받아 금형에 주입하기 위한 다수의 노즐(5)이 장착되는 구조로서 공지의 기술에 의해 실시되는 것으로 상세한 설명은 생략한다.

노즐(5)은 내부가 비어있는 관 형상을 갖는 부재로서, 내부 중앙으로 매니폴드(3)의 수지채널(3p)과 연결되는 수지유로(5p)가 형성되고, 이 수지유로(5p)는 노즐(5)의 선단부에 형성된 수지 배출구 즉, 게이트(미부호)에 연결된다. 여기서 상기 게이트는 사출품을 성형하기 위한 금형(미도시)의 일단에 접촉되는 부재로서 하방향으로 진행하면서 지름이 축소되게 테이퍼 형성된다. 이러한 게이트는 노즐(5)에 일체로 형성되거나 또는 별도의 부재로 가공되어 나사 체결구조로 결합 구성될 수 있다.

그리고, 상기 노즐(5)은 그 외주면으로 수지유로(5p)를 통과하는 수지가 고화되는 것을 방지하기 위하여 와이어 형태의 코일 히터(5h)가 감겨지는 구성이며, 이때의 상기 코일 히터(5h)는 전술한 매니폴드의 히터선과 마찬가지로 외부로부터 전원을 공급받아 소정온도로 발열하게 된다.

이와 같이 구성되는 노즐(5)은 그 중앙에 형성된 수지유로(5p)의 내경에 비 하여 작은 지름을 갖는 길이재의 밸브핀(7)을 구비하는데, 이때의 상기 밸브핀(7)의 주위로 수지가 유동될 수 있도록 하고 있다. 또한, 상기 밸브핀(7)은 그 일단이 매니폴드(3)의 상측에 설치되는 구동수단(10)에 연결되어 승강력을 제공받아 노즐(5)의 게이트를 개폐시키게 된다.

한편, 상기와 같은 구성의 노즐(5) 및 밸브핀(7)은 공지의 구조에 의해 실시되어도 무방하므로 상세한 설명은 생략한다.

구동수단(10)은 상기 노즐(5)의 내부에 설치되는 밸브핀(7)에 승강력을 제공하기 위한 장치로서, 외체를 형성하는 실린더 하우징(11)과, 이 실린더 하우징(11)의 내부에 설치되어 고압의 공기로 된 작동압을 공급받아 정방향 또는 역방향으로 소정각도 회전하는 로테이터(13) 그리고 상기 로테이터(13)의 내부에 설치되어 선택적으로 승강되는 승강축(15)으로 구성된다.

상기 실린더 하우징(11)은 상·하면이 개방된 중공의 관 형상을 갖는 부재로서, 그 내부로 고압의 공기로 된 작동압을 공급받을 수 있도록 한쌍의 에어채널(a1,a2)이 서로 소정의 간격을 두고 형성되며, 그 내주면 일측에는 소정의 두께를 갖는 회전제한 리브(11b')가 돌출 형성되며, 이때의 상기 회전제한 리브(11b')는 후술할 차단벽(13d)을 구비한 로테이터(13)의 회전을 제한하는 역할을 수행한다.

즉, 상기 실린더 하우징(11)은 작동압을 공급받기 위하여 외면 일측에 에어 채널(a1,a2)의 일측 입출구가 각각 형성되고, 내주면에는 공급받은 작동압을 서로 반대방향으로 배출하도록 회전제한 리브(11b')의 양측면에 에어채널(a1,a2)의 타측 입출구가 각각 형성된다.

이와 같은 구성의 실린더 하우징(11)은 그 내부에 로테이터(13)와 밸브핀(7) 등이 구성되므로 양호한 조립성을 위해 여러 부재로 결합 구성되는 것이 바람직하다.

일예로, 본 발명에서의 실린더 하우징(11)은 상커버(11a)와 본체(31) 그리고 하커버(11c)가 적층 결합된 형태로 구비되는 것을 제안한다. 즉, 상기 상커버(11a)는 하부가 개방된 용기 형상으로 구비되며, 상면 중앙은 소정크기의 관통구멍(미부호)을 형성하여 상기 승강축(15)의 상단부가 끼움되도록 하고 있으며, 이때의 승강축(15)은 상승 이동시 그 상단부가 상기 상커버(11a)의 관통구멍을 통과하여 상향 돌출된다.

이러한 구성의 상커버(11a)는 내주면에 상기 로테이터(13)의 상부 외주면을 회전 지지하기 위한 상 베어링(b1)이 구비되며, 이때의 상 베어링(b1)은 다양한 형태로 제안될 수 있으나 통상의 미끄럼 베어링이 사용되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 본체(11b)는 상·하면이 개방된 중공의 관 형상을 갖는 부재로서, 상기 상커버(11a)의 내경에 비하여 큰 내경 즉 확장된 내경을 갖도록 형성된다.

그리고 하커버(11c)는 상기 본체(11b)의 하측에 위치되어 결합 구성되는 관형 부재로서, 내주면에는 상기 상커버(11a)와 마찬가지로 하 베어링(b2)이 구비되 며, 이때의 상기 하 베어링(b2)은 로테이터(13)의 하부 외주면을 회전 지지하는 역할을 한다.

이와 같이 구성되는 실린더 하우징(11)은 도시하지는 않았으나 상커버(11a)와 본체(11b) 그리고 하커버(11c)가 서로 나사체결 구조로 결합되는 것에 의해 일체로 구성될 수 있을 것이다.

상기 로테이터(13)는 상술한 실린더 하우징(11)의 내부에 설치되어 작동압에 의해 정방향 또는 역방향으로 선택적 회전을 실시하는 회전부재이다.

이러한 로테이터(13)는 외주면에 상·하 소정의 간격을 두고 상·하 플랜지(13a,13b)가 형성되며, 이때의 상·하 플랜지(13a,13b)는 소정의 두께를 갖는 판재형의 부재로서 상술한 실린더 하우징(11)의 내벽면에 접촉되도록 구비되는 것에 의해 작동압이 체류하는 공간(c)을 형성하게 된다. 또한, 상기 상·하 플랜지(13a,13b)는 수직하게 차단벽(13d)으로 연결 형성되는데, 이때의 상기 차단벽(13d)은 상술한 회전제한 리브(11b')의 양측면과 선택적으로 면접촉되는 것에 의해 로테이터(13)의 회전이 정지된다.

즉, 상기 상·하 플랜지(13a,13b)는 상호 소정의 간격을 두고 이격 배치되면서 그 외주면이 실린더 하우징(11)의 내벽면에 접촉되는 것에 의해 폐쇄된 공간인 작동압 체류 공간(c)을 형성하며, 이 폐쇄된 공간의 일측으로는 실린더 하우징(11)의 내벽 일측에서 돌출된 회전제한 리브(11b')가 위치한다. 이때, 상기 회전제한 리브(11b')는 도면에서 보는 바와 같이 상기 작동압 체류 공간(c) 상에서 서로 반 대되는 방향으로 각각 에어채널(a1,a2)을 형성하고 있으며, 이들 각각의 에어채널(a1,a2)을 통해 선택적으로 체류 공간(c)으로 유입되는 작동압에 의해 상기 로테이터(13)가 정·역 방향으로 회전을 이루게 된다.

여기서, 상기 에어채널(a1,a2)을 통해 실린더 하우징(11)의 내부로 작동압을 공급하거나 또는 실린더 하우징(11) 내부에 채워진 작동압이 배기될 수 있게 전환하는 것은 공지의 기술과 대동소이하므로 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 로테이터(13)의 내주면 일측에는 소정의 지름을 갖는 가이드 돌기(13f)가 일체로 돌출 형성되며, 이때의 상기 가이드 돌기(13f)는 후술할 승강축(15)의 외주면을 따라 소정의 경사각을 가지면서 나선형으로 형성되는 승강유도 나선홈(15a)에 삽입되어 상기 승강축(15)에 대한 승강유도를 실시한다.

이와 같이 구성되는 로테이터(13)는 상술한 실린더 하우징(11)의 내부에 회전 가능하게 구비된 상태에서 일측의 에어채널(a1)을 통해 체류 공간(c)의 내부로 작동압이 공급되면 타측의 에어채널(a2)은 대기압이 작용되게 개방된 상태를 유지하게 된다.

따라서 상기 로테이터(13)는 회전제한 리브(11b')와 차단벽(13d)에 의해 체류 공간이 2분할되어 있으므로 결과적으로 일측의 에어채널(a1)과 타측의 에어채널(a2)을 통해 선택적으로 공급되는 작동압에 의해 정방향 또는 역방향 회전을 이루게 되는 것이다.

상기 승강축(15)은 상술한 로테이터(13)의 내부에 승강 가능하게 슬라이드 끼움되는 관 형상의 부재로서, 그 하단부는 밸브핀(7)의 상단부와 일체로 연동될 수 있게 상호 나사 체결로 연결되거나 또는 용접이나 끼움구조로 연결될 수 있을 것이며 이는 공지의 기술에 의해 실시되어도 무방하므로 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 승강축(15)은 외주면에 소정의 경사각을 갖는 나선형의 승강유도 나선홈(15a)이 형성되며, 이때의 상기 승강유도 나선홈(15a)은 상술한 로테이터(13)의 내주면 일측에 돌출된 가이드 돌기(13f)가 슬라이드 끼움되는 부분이다.

이러한 구성에 의해 상술한 체류 공간(c)에 작동압이 공급되면, 상기 로테이터(13)는 일 방향 회전하려는 회전력이 생성되는 것에 의해 그 내주면 일측에 형성된 가이드 돌기(13f)가 상기 승강축(15)의 승강유도 나선홈(15a)을 따라 이동하게 되어 결과적으로 상기 승강축(15)을 상승 또는 하강 이동시키게 되는 것이다.

한편, 본 발명에서의 승강축(15)은 상기 승강유도 나선홈(15a)의 최상단 및 최하단 끝부분에 수평 방향으로 연장 형성되는 유동방지 수평홈(15h)이 형성되며, 이러한 유동방지 수평홈(15h)은 상기 밸브핀(7)이 완전하게 상승 또는 하강 이동된 상태에서 수직방향으로 유동되는 것이 억제될 수 있도록 하기 위한 것이다.

즉, 상기 유동방지 수평홈(15h)은 경사각을 갖는 승강유도 나선홈(15a)의 최상단 끝부분과 최하단 끝부분에서 각각 수평 방향으로 소정 길이 연장되는 홈으로서, 상기 가이드 돌기(13f)가 진입한 상태에서 수직 방향으로 유동되는 것을 방지하게 된다.

따라서, 상기 승강축(15)은 최대 상승 및 하강 위치에서 가이드 돌기(13f)와 유동방지 수평홈(15h)에 의해 수직방향으로의 유동이 억제되며 이는 결과적으로 상 기 밸브핀(7)이 게이트를 개방 또는 폐쇄한 상태에서의 외력에 의해 수직 방향으로 유동되는 것을 안정되게 방지한다.

미설명 부호 (p1),(p2)는 상술한 실린더 하우징(11)의 내주면과 상기 로테이터(13)의 상·하 플랜지(13a,13b) 외주면 사이에 구비되는 기밀부재인 공지의 패킹링을 나타낸 것이며, 본 발명은 도면에도 나타내 보인 바와 같이 상기 실린더 하우징(11)의 내주면과 상기 로테이터(13)의 상·하 플랜지(13a,13b)의 외주면에는 각각 상기 패킹링(p1),(p2)이 끼움되는 홈(미부호)을 형성하여 상기 패킹링(p1),(p2)의 위치 안정성을 높이도록 하고 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 사출성형기용 핫런너 밸브장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 노즐(5)의 개방 동작을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.

도면에서 보는 바와 같이, 상기 밸브핀(7)이 하강하여 노즐(5)의 게이트를 차폐한 상태에서, 상기 실린더 하우징(11)에 형성된 에어채널(a1,a2) 중 일측의 에어채널(이하, 설명의 편의를 돕고자 ′정방향 에어채널(a1)′ 이라 한다)을 통해 실린더 하우징(11)의 내부로 작동압을 공급하고, 타측의 에어채널(이하, 편의상 ′역방향 에어채널(a2)′ 이라 한다)은 내부의 공기 또는 작동압이 외부로 배기될 수 있게 즉, 대기압이 작용되게 하는 것에 의해 로테이터(13)를 시계 방향으로 회전시키게 된다.

즉, 상기 정방향 에어채널(a1)을 통해 공급되는 작동압은 상기 회전제한 리브(11b')와 차단벽(13d)에 의해 2분할 된 체류 공간(c) 중 도 3에서 바라보면 좌측에 위치한 체류 공간(이하 설명의 편의상 ′정 체류 공간(c1)′이라 한다)으로 공급되고, 상기 역방향 에어채널(a2)은 대기압이 작용된 상태 즉 관로 개방된 상태이므로 상기 로테이터(13)는 작동압이 공급되는 방향측에 위치한 정 체류 공간(c1)이 확장되어 결과적으로 로테이터(13)를 시계 방향으로 회전시키게 되는 것이다.

이어서, 상기 로테이터(13)가 시계 방향으로 회전함에 따라 그 내주면에 슬라이드 끼움 구비된 승강축(15)이 상승 이동을 하게 되는데, 이때 상기 승강축(15)은 외주면에 형성된 승강유도 나선홈(15a)에 상기 로테이터(13)의 가이드 돌기(13f)가 슬라이드 끼움되어 있는 구조이므로 결과적으로 상기 로테이터(13)가 시계 방향으로 회전하는 것에 의해 승강축(15)이 상승 이동을 하게 되고, 이 승강축(15)의 하단에 연결된 밸브핀(7)이 일체로 연동하여 상승 이동함에 따라 노즐(5)의 게이트를 개방시키게 된다.

다음으로, 노즐(5)의 차폐 동작을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.

도면에서 보는 바와 같이, 상기 밸브핀(7)과 함께 승강축(15)이 상승 이동된 상태에서, 상기 에어채널(a1,a2) 중 역방향 에어채널(a2)에 작동압이 공급됨과 동시에 정방향 에어채널(a1)은 관로 개방된 상태로 전환되면, 상기 체류 공간(c) 중 우측에 위치한 체류 공간(이하, 설명의 편의상 ′역 체류 공간(c2)′이라 한다)으로 작동압이 공급되므로 결과적으로 상기 역 체류 공간(c2)이 확장되는 것에 의해 상기 로테이터(13)는 반시계 방향으로 회전하게 된다.

따라서, 상기 로테이터(13)의 내주면에 구비된 승강축(15)은 하강 이동을 하게 되고, 이에 연결된 밸브핀 역시 일체로 연도하여 하강하여 노즐(5)의 게이트를 폐쇄시키게 된다.

한편, 상기 승강축(15)은 승강유도 나선홈(15a)의 상·하단 끝부분에 외주면을 따라 수평방향으로 형성되는 유동방지 수평홈(15h)이 연장되는데, 이때의 상기 유동방지 수평홈(15h)은 상기 회전부재인 로테이터(13)의 가이드 돌기(13f)가 진입한 상태에서 상호 수직방향으로의 유동이 방지되게 함으로써 결과적으로 상기 밸브핀(7)이 상승 또는 하강이 완료된 시점에서 작동압이 해제되는 경우에도 수직 방향으로 유동되는 것을 방지되게 한다.

끝으로 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 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.

상기와 같이 구성되고 작용되는 사출성형기용 핫런너 밸브장치는, 정·역 에어채널을 통해 선택적으로 공급되는 작동압에 의해 로테이터가 정·역 방향으로 회 전하여 승강축 및 이에 연결된 밸브핀을 승강시키므로 기존에 비해 충격에 의한 진동특성을 양호하게 할 수 있어 부품손상을 저감시킬 수 있는 이점을 제공한다.

또한, 상기 승강축은 승강유도 나선홈의 상·하단 각 끝부분에 수평 연장 형성된 유동방지 수평홈에서 로테이터의 가이드 돌기가 진입되면 수직 방향으로의 유동이 억제되므로 밸브핀의 승강 동작의 절도감과 안정성을 보장할 수 있으므로 기기에 대한 신뢰성을 대폭적으로 높일 수 있는 산업상 유용한 효과를 제공한다.

Claims (4)

1. 수지원료를 금형의 캐비티에 주입하기 위한 분기된 수지채널을 형성한 매니폴드 및 이 매니폴드의 일측면에 설치되어 작동압을 공급받아 승강력을 생성하는 구동수단 그리고 매니폴드의 타측면에 설치되어 수지채널과 연결되는 수지유로를 형성하고 내부 중앙에는 구동수단의 일단에 연결되어 승강 연동되는 것에 의해 게이트를 개폐시키는 밸브핀을 구비한 노즐로 구성되는 사출성형기용 핫런너 밸브장치에 있어서,

   상기 구동수단은, 상·하 개방된 중공의 관 형상 부재로서 내주면 일측에 작동압의 공급 및 배출을 위한 한쌍의 에어채널이 형성된 회전제한 리브가 돌출 구비된 실린더 하우징과;

   상기 실린더 하우징의 내부에 설치되어 작동압에 의해 정·역 회전하는 중공부재로서 상·하로 이격 형성되면서 그 외주면이 상기 실린더 하우징 내벽면과 접촉되는 것에 의해 작동압이 체류하는 공간을 형성하는 상·하 플랜지 및 이들 상·하 플랜지를 수직하게 연결하여 회전제한 리브와 면접촉되는 차단벽 그리고 내주면 일측에 돌출 형성되는 가이드 돌기로 된 로테이터와;

   상기 로테이터의 내부에 승강 가능하게 끼움 구비되고 그 하단은 밸브핀이 연결되는 승강 부재로서 외주면에 가이드 돌기가 삽입되는 나선형의 승강유도 나선홈이 형성된 승강축;

   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 사출성형기용 핫런너밸브장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 실린더 하우징은,

   하부가 개방된 용기형태를 갖는 것으로 상면 중앙에 승강축의 일단이 삽입 통과되는 관통구멍이 형성되고 내주면에는 로테이터의 상부 외주면을 회전 지지하는 베어링이 구비되는 상커버와;

   상기 상커버의 하측에 일체로 결합 구비되는 관 형상의 부재로 상기 상커버에 비하여 큰 내경을 갖는 본체와;

   상기 본체의 하측에 일체로 결합 구비되는 것으로 내주면에는 로테이터의 하부 외주면을 회전 지지하는 베어링이 구비되는 하커버;

   로 구성되는 것을 특징으로 하는 사출성형기용 핫런너밸브장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 실린더 하우징의 내주면과 상기 로테이터의 상·하 플랜지 외주면 사이에는 패킹링이 구비되는 것을 특징으로 하는 사출성형기용 핫런너밸브장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 승강축은 상기 가이드 돌기의 진입시 수직 방향으로의 유동이 억제되게 상기 승강유도 나선홈의 상·하단 각 끝부분에서 수평 방향으로 연장 형성되는 유동방지 수평홈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 사출성형기용 핫런너밸브장치.

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