WO2011099707A2 - 밸브를 구비한 사출 노즐 장치 - Google Patents

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WO2011099707A2
WO2011099707A2 PCT/KR2011/000546 KR2011000546W WO2011099707A2 WO 2011099707 A2 WO2011099707 A2 WO 2011099707A2 KR 2011000546 W KR2011000546 W KR 2011000546W WO 2011099707 A2 WO2011099707 A2 WO 2011099707A2
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valve
relay body
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Inventor
송형천
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Song Hyeong-Cheon
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/27—Sprue channels ; Runner channels or runner nozzles
    • B29C45/28—Closure devices therefor
    • B29C45/2806—Closure devices therefor consisting of needle valve systems
    • B29C45/281—Drive means therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/20—Injection nozzles
    • B29C45/23—Feed stopping equipment
    • B29C45/231—Needle valve systems therefor

Definitions

  • the present invention relates to an injection nozzle device that can be opened and closed by a valve
  • the cylinder of the drive means for operating the pin-shaped valve for opening and closing the resin discharge passage of the nozzle is externally arranged irrespective of the resin supply passage, so that there is no problem of failure due to resin leakage. It is installed in the spaced apart type, so there is no problem of thermal damage of the sealing member, and the injection nozzle device that facilitates the maintenance by easily replacing the fragile parts by powdering the relay body for relaying resin supply and valve introduction. It is about.
  • the ejection molding machine is a machine that injects a synthetic resin in a chip or powder state into a mold of a certain shape and molds a product according to a mold shape.
  • the synthetic resin melted by a heating heater is manifolded by a transfer screw. Means) and then injected into the mold through the nozzle, or, if necessary, the resin is injected into the mold through the nozzle without the manifold and undergoes the molding process.
  • injection molding machines are popular with hot runner systems that can reduce resin loss and improve molding quality by introducing various electric heaters into the resin supply path to maintain the molten state of the resin.
  • the resin is supplied to the nozzle and injected into the cavity, which is the product forming space of the mold, and when the filling of the resin is completed, the mold is opened while the mold is opened to take out the molded product. Since the resin is in the molten state and the injection resin in the mold has to be solidified, when the product is taken out at a low temperature, the resin discharge hole of the injection nozzle is pulled out of the resin and the unsolidified resin is pulled out. Is generated.
  • Patent No. 0149202 Japanese 03, 1998) [Valve device for forming a hollow part in a synthetic resin product]
  • Patent No. 0323460 January 24, 2002
  • Utility Model Registration No. 0172642 December 13, 1999
  • Utility Model Registration No. 0173586 December 21, 1999
  • Utility Model Registration No. 0215614 December 22, 2000
  • Injection nozzle of injection molding machine combined with valve system and injection nozzle There is this.
  • the present invention includes a valve drive means including an external cylinder arranged irrespective of the resin flow path of the injection nozzle device, and the cylinder is spaced apart from the heat transfer heater to prevent thermal deformation of the sealing means by conduction heat.
  • An object of the present invention is to provide a nozzle device.
  • the present invention is a nozzle that implements the ease of maintenance by powdering the relay for the resin supply relay and valve introduction, easy replacement of the powder that can cause resin leakage due to easy wear and manufacturing tolerances It is an object to provide a device.
  • the present invention not only relays a panel for forming a cylinder for constituting the driving means but also a nozzle, and a nozzle device configured to act as a housing for fixing the nozzle and the relay body, thereby improving maintenance convenience.
  • the purpose is to provide.
  • a relay body coupled to the nozzle and having a through hole arranged at a position corresponding to the resin discharge path of the nozzle, and a resin supply path communicating with the resin discharge path;
  • a valve coupled to the through hole to open and close the resin discharge passage
  • each of the driving means including a plurality of cylinders each having a lifting piston
  • the relay body is coupled to the upper nozzle, the first block having a through hole corresponding to the resin discharge path of the nozzle, and a first resin supply passage in communication with the resin discharge path of the nozzle;
  • a second block coupled to an upper portion of the first block and having a second resin supply passage communicating with the first resin supply passage, a resin supply source coupled to the upper portion, and a receiving block formed at a lower portion for the linkage;
  • the driving means may include a first panel having a first hole for accommodating the nozzle, a second panel having a space portion coupled to an upper portion of the first panel to form the cylinder, and having a second hole for accommodating the relay body;
  • the third panel is coupled to the upper part of the second panel, the third panel has a recess for accommodating the relay body, the third panel has a recess for accommodating the interlocking body, and is coupled to the upper part of the third panel to prevent separation of the relay body.
  • a fourth panel having a fourth hollow in communication with the resin supply passage
  • the outer peripheral surface of the relay body is provided with a heat transfer heater, the second panel is preferably arranged spaced apart from the heat transfer heater.
  • the injection nozzle apparatus includes a valve driving means including an external cylinder arranged irrespective of the resin flow path of the nozzle, and the cylinder is spaced apart from the electrothermal heater to prevent thermal deformation of the sealing means by conduction heat.
  • a valve driving means including an external cylinder arranged irrespective of the resin flow path of the nozzle, and the cylinder is spaced apart from the electrothermal heater to prevent thermal deformation of the sealing means by conduction heat.
  • it not only relays the panels but also the cylinders for the cylinders that make up the driving means, and the powdered panels serve as housings for fixing the nozzles and the relays, thereby improving maintenance convenience and ultimately improving the resin of the nozzles.
  • the cylinder of the drive means for operating the pin-shaped valve for opening and closing the discharge path is external and is independent of the resin supply path. It is arranged in a proper manner so that there is no problem of failure due to resin leakage, and the cylinder is installed in the form spaced apart from the heater, so there is no problem of heat damage of the sealing member, and it is broken by powdering the relay body for relaying the resin supply and valve introduction. Ease of maintenance can be realized by facilitating replacement of easily prone parts.
  • FIG. 3 is a perspective view taken along the line "C1-C1" in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line "C2-C2" in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line "C1-C1" of FIG.
  • N nozzle device 10: nozzle
  • valve 31 valve tip
  • the same reference numerals in particular, the tens and ones digits, or the same digits, tens, ones, and alphabets refer to members having the same or similar functions, and unless otherwise specified, each member in the figures The member referred to by the reference numeral may be regarded as a member conforming to these criteria.
  • Injection nozzle device (N) is largely the nozzle 10, the valve 30 for opening and closing the resin discharge hole (13A) of the nozzle, the lowering of the valve 30 and the through hole for the valve lowering
  • the relay body 20 for providing the resin supply passages 21A and 21B in communication with the resin discharge passage 11 of the nozzle without overlapping the 23A, and the piston P for opening / closing operation of the valve 30.
  • a driving means 40 including a built-in cylinder (S), and a linkage (P2) for the linkage operation of the piston and the valve.
  • the nozzle 10 and the relay body 20 are wrapped by panels for the cylinder S configuration of the driving means 40, so that the nozzle 10 and the relay body 20 can be easily disassembled for assembly and maintenance.
  • Each of the powders and the nozzle 10 for the configuration of the driving means or the relay body is basically fastened by bolts, but in FIG. 2, all of the bolts and the screw holes for the bolts are shown. Can be.
  • the nozzle 10 has a resin discharge passage 11 at the center, and at the nozzle end, a discharge characteristic 13A or a tapered portion due to wear characteristics (abrasion at the contact end with the mold and contact with the valve tip 31).
  • (13a) has a nozzle tip 13 that is easy to assemble and replace in consideration of the wear characteristics and the thermal conductivity characteristics, etc., the nozzle tip 13 and the material selected in consideration of the thermal conductivity characteristics (thermal conductivity improvement or reduction) and the like.
  • the bush 13B (refer FIG. 2) which consists of a specific shape is couple
  • the resin discharge passage 11 of the nozzle 10, in particular, the discharge hole 13A of the nozzle tip 13 is opened and closed by a substantially fin-shaped valve 30, and the end of the discharge hole 13A has a tapered portion. 13a, the valve tip 31 of the valve 30 has a tap to block sprue generation in the molded article.
  • the nozzle 10 is coupled to the engaging portion 41a of the outer circumferential surface of the first hollow 41A of the first panel 41 constituting the bottom plate of the cylinder S among the driving means 40.
  • the relay 20 for relaying the resin supply and introducing the valve is coupled to the upper portion of the nozzle 10, and a resin supply passage communicating with the resin discharge passage of the nozzle 10 should be basically formed, and the resin
  • the valve 30 inserted into the discharge passage 11 to open and close the resin discharge hole 13A should have a through structure that is closely received without a resin leakage problem.
  • the relay body 20 is a portion in which the valve 30 of the pin type is easily damaged due to wear is coupled, in particular, the through-hole 23A forming part in close contact with the valve 30 to prevent the occurrence of resin leakage It is easy to replace and powdered for long time use without losing any other nozzle unit parts.
  • the powdered relay body 20 is the first block 20A fastened by a bolt to the upper portion of the nozzle 10, in particular, the shoulder portion 15, and the second coupled to the upper portion of the first block. Block 20B.
  • the first block 20A is formed at a position corresponding to the resin discharge passage 11 of the nozzle 10 and the through hole 23A into which the valve 30 is inserted, and the nozzle 10
  • the first resin supply passage 21A communicates with the resin discharge passage 11.
  • the through hole 23A is likely to generate a gap exceeding the allowable tolerance designed and manufactured to prevent resin leakage by friction with the valve 30 that is repeatedly raised and lowered to open and close the resin discharge hole 13A of the nozzle 10. It is an area that is easy to cause leakage, and the second block 20B, which serves as a kind of pin guide bush (PGB) (here, the pin corresponds to the valve 30), can be easily replaced with a consumable concept. Maintenance cost reductions can be achieved.
  • PGB pin guide bush
  • the second block 20B has a second resin supply path 21B communicating with the first resin supply path 21A, and a receiving groove 23B for the linkage P2 is formed at a lower portion thereof.
  • a resin supply source such as a manifold or a cylinder connected to a molten resin feed screw
  • the molten resin can be supplied to the mold via the discharge hole (13A).
  • FIGS. 3 and 5 which are perspective cross-sectional views cut along the line “C 1 -C 1”, the through hole 23A is formed in a vertical direction in the center as in the resin discharge path 11.
  • the first and second resin supply passages 21A and 21B are formed at positions crossed with the through hole 23A.
  • the first and second resin supply passages 21A and 21B have a hexagonal cross-sectional shape.
  • valve 30 is provided with a valve tip 31 at a lower end thereof to open and close the nozzle tip 13 discharge hole 13A of the nozzle 10,
  • the head 33 is provided at the top thereof, and is coupled to the engaging portion P2b via a relatively wide entrance portion P2a of the interlocking body P2 to prevent detachment. This is a structure that can be easily made.
  • One of the cores of the injection nozzle apparatus N according to the invention is that the cylinder S of the drive means 40 has an external structure with respect to the relay body 20.
  • a resin is formed at a position spaced apart from the flow path connecting the resin passage, that is, the resin supply passages 21B, 21A and the resin discharge passage 11, so that the resin into the cylinder S space may be formed. It provides the advantage of blocking inflow at source.
  • the external cylinder (S) is essentially formed in a position away from the heater (H)
  • the raising and lowering piston P constituting the driving means 40 and the cylinder S in which the piston is built are particularly plural in a symmetrical position with respect to the pin type valve 30 in the present invention, in particular in the figure 2. Are arranged.
  • the two cylinders S are arranged at orthogonal positions with respect to the first and second resin supply passages 21A and 21B (see FIG. 4) having a hexagonal cross section.
  • the linkage P2 connected to the rods P1 of the two pistons P is also arranged in a direction orthogonal to the first and second resin supply paths, and the receiving groove 23B of the second block 20B is formed. So is the direction.
  • the heater H is arranged in three places,
  • the other is a second heater (H2) surrounding the relay body 20, in particular the first block (20A),
  • the last one is a third heater (H3) surrounding the upper portion to avoid the second block 20 (A), in particular the receiving groove (23B) is connected to the wire (W) for supplying electricity, respectively.
  • Sealing means of the piston P and the cylinder S in particular, a packing ring (not shown in FIGS. 2 and 3 and shown in FIG. 5 for convenience), the piston rod P1 and the cylinder ( Sealing member S1 interposed between the insertion holes 43a of the second panel constituting S), and a packing ring introduced into the annular groove 41B of the first panel 41 (FIGS. 2, 3, and 3 for convenience). Direct thermal conduction to 5) is blocked, so that thermal damage of the sealing means can be prevented. Furthermore, although not shown, it is possible to block heat conduction more reliably through an appropriate heat insulating means as necessary.
  • the injection nozzle apparatus N powders the panel for the cylinder configuration constituting the driving means as well as the relay body 20, and the powdered panel serves as a housing for fixing the nozzle and the relay body. It is configured to be easily assembled and disassembled to improve productivity and maintenance convenience.
  • each of the first, second, third, and third panels 41, 43, 45, and 47 is sequentially coupled from the bottom to the top.
  • the first panel 41 includes a first hollow 41A into which the nozzle 10 is inserted, a locking jaw 41a corresponding to the first hollow periphery, and on which the shoulder 15 of the nozzle 10 is placed. ) (As can be seen in the enlarged circle on the lower right side of FIG. 3, the shoulder portion and the locking jaw are structured to minimize the contact area),
  • first panel 41 itself constitutes a lower plate of the cylinder (S), and for this purpose, a packing ring interposed between the second panel 43 (not shown in FIGS. 2, 3, and 5 for convenience).
  • the second panel 43 has a first block 20A of the relay body 20 inserted therein, but a second hollow 43A having a size spaced apart from the first heater H1 provided on the outer circumferential surface of the first block 43.
  • it has two space portions 43B for forming the cylinder S, and insertion holes 43a formed in the upper portions of the space portions 43B.
  • the piston P is accommodated in the space 43B, and the rod P1 of the piston P protrudes upward through the insertion hole 43a with the sealing member S1 interposed therebetween.
  • the third panel 45 has a third hollow 45A for accommodating the relay body 20, especially the second block 20B, and a recess 45B for accommodating the linkage P2. As shown in FIG. 2, the recess is connected to the third hollow.
  • the fourth panel 47 serves to prevent separation of the relay body 20, particularly the second block 20B, and communicates with the resin supply passage, in particular, the second resin supply passage 21B. Having a hollow 47A,
  • the resin supply source such as a manifold or a cylinder connected to the molten resin feed screw
  • the second resin supply passage 21B can be ensured.
  • the fourth panel 47 has an annular groove 47B that can be wrapped around the upper portion of the first block 20B and the third heater H3 under the fourth hollow portion 47A.
  • first to fourth panels 41, 43, 45, and 47 which are powdered to form the cylinder S, are stacked and bolted to each other [nozzle 10-first block 20A-second Block 20B, which serves as a housing for tightly accommodating the upper and lower sides, guarantees a working space of the interlocking body P2 connected to the piston P rod P1, and contributes to real hot runner system implementation. And the third heaters H2 and H3 are also accommodated.
  • the injection nozzle apparatus N of the present invention as described above is provided with the first and second resin supply passages 21A and 21B when molten resin is supplied from a resin supply source (such as a cylinder connected to a manifold or a melt resin supply screw).
  • a resin supply source such as a cylinder connected to a manifold or a melt resin supply screw.
  • the resin can be supplied to the mold through the discharge hole 11 and finally through the discharge hole 13A.
  • FIG. 5 which is a cross-sectional view taken along the line "C1-C1" of FIG.
  • Piston P is lowered or raised as the working fluid (possible to use air or other gas or oil) flows into the upper and lower connecting holes Sb (Sa) of the cylinder S,

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Abstract

본 발명은 밸브에 의하여 개폐가 가능한 사출용 노즐 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노즐의 수지배출로를 개폐하기 위한 핀 형상의 밸브를 작동시키는 구동수단의 실린더가 외장형으로 수지공급로와 무관하게 배열되어 있어 수지 누설로 인한 고장 문제가 없고, 또 실린더가 히터와 이격된 형태로 설치되어 있어 씰링부재의 열손상 문제가 없으며, 수지 공급 중계 및 밸브 도입을 위한 중계체를 분체화하여 파손되기 쉬운 부분의 교체를 용이하게 하여 유지보수 용이성을 구현한 사출 노즐 장치에 관한 것이다.

Description

밸브를 구비한 사출 노즐 장치
본 발명은 밸브에 의하여 개폐가 가능한 사출용 노즐 장치에 관한 것으로,
보다 상세하게는 노즐의 수지배출로를 개폐하기 위한 핀 형상의 밸브를 작동시키는 구동수단의 실린더가 외장형으로 수지공급로와 무관하게 배열되어 있어 수지 누설로 인한 고장 문제가 없고, 또 실린더가 히터와 이격된 형태로 설치되어 있어 씰링부재의 열손상 문제가 없으며, 수지 공급 중계 및 밸브 도입을 위한 중계체를 분체화하여 파손되기 쉬운 부분의 교체를 용이하게 하여 유지보수 용이성을 구현한 사출 노즐 장치에 관한 것이다.
출 성형기는 칩 또는 분말 상태의 합성수지를 용융상태로 하여 일정형태의 금형에 주입하고 금형 형상에 맞게 제품을 성형하는 기계로서, 가열히터에 의해서 용융된 합성수지가 이송스크류에 의해 매니폴드(manifold, 분배수단)로 일단 주입된 후 노즐을 통하여 금형으로 주입되거나, 필요에 따라 매니폴드 없이 바로 노즐을 통하여 금형으로 수지를 주입하여 성형과정을 거치게 된다.
현재 사출성형기는 수지공급로에 다양한 전열히터를 도입하여 수지의 용융상태를 유지하여 수지손실을 줄이고 성형품질을 높일 수 있는 핫러너 시스템이 대세를 이루고 있다.
노즐로 수지를 공급하여하여 금형의 제품 성형공간인 캐버티에 주입하고, 캐버티에 수지가 충진이 완료되면 금형이 개방되면서 성형된 제품을 취출하는데, 이때 상기 주입노즐은 고온을 유지하여 수지가 용융상태에 있고, 금형 내 주입 수지는 고화되어야 하므로 저온상태여서 제품을 취출할 때 주입노즐의 수지 배출공에는 미쳐 고화되지 않은 수지가 끌려나오는 현상이 발생되어 실처럼 가느다란 스루프(sprue)가 발생된다.
이러한 스루프는 제품취출 후 성형품에서 제거하여야 하므로 불량 발생 및 공정 추가의 원인이 되어 생산비용 상승의 원인이 된다. 업계에서는 노즐의 수지 배출공을 개폐하는 핀 형상의 밸브를 도입하여 이러한 문제를 해결하고 있다.
밸브를 구비한 사출성형장치와 관련된 종래기술로는 특허 제0149202호(1998년06월03일) [합성수지 제품 내부에 중공부를 형성하는 밸브장치], 특허 제0323460호(2002년01월24일) [하나의 피스톤으로 다수개의 밸브핀을 작동하는 사출성형기의 수지주입장치], 실용신안등록 제0172642호(1999년12월13일) [피스톤에 수지채널을 가지는 밸브채널], 실용신안등록 제0173586호(1999년12월21일) [피스톤에 수지채널을 가지는 밸브노즐], 실용신안등록 제0215614호(2000년12월22일) [밸브 시스템과 주입노즐이 결합된 사출성형기의 주입노즐] 등이 있다.
그러나 이들 모두는 핀 형상의 밸브를 작동시키는 피스톤이 내장된 실린더가 수지공급로와 겹치는 부분에 위치하고, 또 통상적인 핫러너 시스템 구현을 위한 전열히터가 노즐 주변에 구비되므로 피스톤과 실린더의 씰링수단이 시간 경과에 따라 히터 열의 전도로 인하여 열변형에 의해 경화되고 심지어는 연소되기까지 하므로
사용과정에서 용융 수지가 누설되어 실린더 내로 침입하여 수지가 굳으면 노즐장치 전체를 교체하여야 할 정도의 치명적인 문제를 야기한다.
이에 본 발명은 사출 노즐 장치의 수지 유통로와 무관하게 배열된 외장형 실린더를 포함하는 밸브 구동수단을 포함하고, 또 상기 실린더가 전열히터와 이격되어 있어 전도열에 의한 씰링수단의 열변형을 방지할 수 있도록 한 노즐장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 본 발명은 수지 공급 중계 및 밸브 도입을 위한 중계체를 분체화하여, 마모 발생이 쉬워 설계 제조된 공차가 커져 수지 누설이 발생될 수 있는 분체의 교체를 용이하게 함으로써 유지보수 용이성을 구현한 노즐장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
나아가 본 발명은 중계체 뿐 아니라 구동수단을 이루는 실린더 구성을 위한 패널을 분체화 하고, 아울러 분체화된 패널이 노즐과 중계체를 고정하는 하우징 역할을 하도록 구성하여 유지 보수 편리성을 향상시킨 노즐장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 사출 노즐 장치는
수지배출로를 갖는 노즐;
상기 노즐 상부에 결합되고, 상기 노즐의 수지배출로와 상응하는 위치에 배열된 통공과, 상기 수지배출로와 연통되는 수지공급로를 갖는 중계체;
상기 통공에 결합되어 상기 수지배출로를 개폐하는 밸브;
상기 중계체 외측에 위치하고 상호 대칭된 위치에 배열되며, 각각 승하강 피스톤이 내장된 복수의 실린더를 포함하는 구동수단; 및
상기 피스톤의 로드와 상기 밸브를 연결하는 연동체;
를 포함하여 이루어진다.
또 본 발명에 따른 사출 노즐 장치에서
상기 중계체는 상기 노즐 상부에 결합되며, 상기 노즐의 수지배출로에 상응하는 통공과, 상기 노즐의 수지배출로와 연통되는 제1수지공급로를 갖는 제1블록; 상기 제1블록 상부에 결합되며 상기 제1수지공급로와 연통된 제2수지공급로를 갖고, 상부에 수지공급원이 결합되고, 하부에 상기 연동체를 위한 수용홈이 형성된 제2블록을 포함하며,
상기 구동수단은 상기 노즐을 수용하는 제1중공이 형성된 제1패널, 상기 제1패널 상부에 결합되어 상기 실린더를 형성하는 공간부를 갖고, 상기 중계체 수용을 위한 제2중공을 갖는 제2패널, 상기 제2패널 상부에 결합되며, 상기 중계체 수용을 위한 제3중공과, 상기 연동체 수용을 위한 리세스를 갖는 제3패널, 그리고 상기 제3패널 상부에 결합되며 상기 중계체의 이탈을 방지하고, 상기 수지공급로와 연통된 제4중공을 갖는 제4패널을 포함하며,
상기 중계체의 외주면에는 전열히터가 구비되며, 상기 제2패널은 상기 전열히터와 이격 배열된 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 사출 노즐 장치는 노즐의 수지 유통로와 무관하게 배열된 외장형 실린더를 포함하는 밸브 구동수단을 포함하고, 또 상기 실린더가 전열히터와 이격되어 있어 전도열에 의한 씰링수단의 열변형을 방지할 수 있으며, 또 수지 공급 중계 및 밸브 도입을 위한 중계체를 분체화하여 마모 발생이 쉬워 설계 제조된 공차가 커져 수지 누설이 발생될 수 있는 분체의 교체를 용이하게 함으로써 유지보수 용이성을 구현하고, 나아가 중계체 뿐 아니라 구동수단을 이루는 실린더 구성을 위한 패널을 분체화 하고, 아울러 분체화된 패널이 노즐과 중계체를 고정하는 하우징 역할을 하도록 구성하여 유지 보수 편리성을 향상시켜, 결국 노즐의 수지배출로를 개폐하기 위한 핀 형상의 밸브를 작동시키는 구동수단의 실린더가 외장형으로 수지공급로와 무관하게 배열되어 있어 수지 누설로 인한 고장 문제가 없고, 또 실린더가 히터와 이격된 형태로 설치되어 있어 씰링부재의 열손상 문제가 없으며, 수지 공급 중계 및 밸브 도입을 위한 중계체를 분체화하여 파손되기 쉬운 부분의 교체를 용이하게 하여 유지보수 용이성을 구현할 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명에 따른 사출 노즐 장치의 결합 및 분해 사시도.
도 3은 도 1의 "C1-C1"선을 따라 절개한 사시도.
도 4는 도 1의 "C2-C2"선을 따라 절개한 단면도.
도 5는 도 1의 "C1-C1"선을 따라 절개한 단면도로 밸브의 동작상태에 대한 도면.
부호의 설명
N: 노즐장치 10: 노즐
11: 수지배출로 13: 노즐팁
15: 어깨부 20: 중계체
20A,20B: 블록 21A,21B: 수지공급로
23A: 통공 23B: 수용홈
30: 밸브 31: 밸브팁
33: 헤드 40: 구동수단
S: 실린더 P: 시프톤
41,43,45,47: 패널 41A,43A,45A,47A: 중공
41B: 환형홈 43B: 공간부
45B: 리세스 47B: 환형홈
H: 히터 W: 와이어
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~, ~제3~ 및 ~제4~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 특허청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.
각각 본 발명에 따른 사출 노즐 장치의 결합 및 분해 사시도인 도 1 및 도 2와, 각각 "C1-C1" 및 "C2-C2"선을 따라 절개한 사시단면도 및 단면도인 도 3 및 도 4에서 확인할 수 있는 바와 같이,
본 발명에 따른 사출 노즐 장치(N)는 크게 노즐(10), 상기 노즐의 수지 배출공(13A)을 개폐하기 위한 밸브(30), 상기 밸브(30)의 승하강 및 밸브 승하강을 위한 통공(23A)과 겹치지 않으면서 노즐의 수지배출로(11)와 연통되는 수지공급로(21A)(21B)를 제공하기 위한 중계체(20), 상기 밸브(30)의 개폐 동작을 위한 피스톤(P)이 내장된 실린더(S)를 포함하는 구동수단(40), 그리고 상기 피스톤과 상기 밸브의 연계동작을 위한 연동체(P2)를 포함하여 이루어진다.
상기 노즐(10) 및 상기 중계체(20)는 구동수단(40)의 실린더(S) 구성 등을 위한 패널들에 의하여 감싸여 있어 조립 및 유지보수를 위한 분해가 용이하도록 되어 있다. 구동수단이나 중계체의 구성을 위한 각 분체들과 노즐(10)은 기본적으로 볼트에 의하여 체결되는데, 도 2에는 볼트 및 볼트를 위한 나사공을 가능한 모두 도시하고 있으나, 실제로는 다양한 변형예를 가질 수 있다.
상기 노즐(10)은 특히 중앙에 수지배출로(11)를 갖고, 노즐 단부에는 마모 특성(금형과의 접촉 단부의 마모 및 밸브팁(31)과의 접촉으로 인한 배출공(13A) 또는 점감부(13a)의 마모 특성)이나 열전도 특성 등을 고려하여 조립 및 교체가 용이한 노즐팁(13)을 갖고, 이 노즐팁(13)은 열전도 특성(열전도 향상 또는 저감) 등을 고려하여 선택된 소재와 특정 형상으로 이루어지는 부시(13B)(도 2 참조)가 결합되어 있다.
상기 노즐(10)의 수지배출로(11), 특히 상기 노즐팁(13)의 배출공(13A)은 실질적으로 핀 형상의 밸브(30)에 의하여 개폐되는데, 배출공(13A) 단부는 점감부(13a)를 이루며, 상기 밸브(30)의 밸브팁(31)은 성형품에서의 스프루 발생을 원천 차단하기 위하여 꼭지를 갖는다.
도 상기 노즐(10)은 구동수단(40) 중 실린더(S)의 저면판을 구성하는 제1패널(41)의 제1중공(41A) 외주면의 걸림턱(41a)에 결합되는 어깨부(15)를 갖는다.
다음으로 수지 공급 중계 및 밸브 도입을 위한 중계체(20)는 상기 노즐(10) 상부에 결합되는데, 기본적으로 노즐(10)의 수지배출로와 연통되는 수지공급로가 형성되어야 하며, 또 상기 수지배출로(11)에 끼워져 수지 배출공(13A)을 개폐하는 밸브(30)가 수용되는 수지 누설 문제없이 밀접하게 수용되는 통공 구조를 가져야 한다.
나아가 상기 중계체(20)는 마모에 의한 손상 발생이 용이한 핀 타입의 밸브(30)가 결합되는 부분, 특히 수지 누설 발생 방지를 위하여 긴밀하게 밸브(30)와 접촉하는 통공(23A) 형성 부분의 교체를 용이하게 하여 다른 노즐장치 부분을 교체하지 않아도 내구성을 유지한 상태로 오랜 사용이 가능하도록 분체화하였다.
이와 같이 분체화된 중계체(20)는 상기 노즐(10) 상부, 특히 어깨부(15)에 상부에 볼트에 의하여 체결되는 제1블록(20A)과, 상기 제1블록 상부에 결합되는 제2블록(20B)으로 이루어진다.
보다 구체적으로 상기 제1블록(20A)은 상기 노즐(10)의 수지배출로(11)에 상응하는 위치에 형성되고 상기 밸브(30)가 삽입되는 통공(23A)과, 상기 노즐(10)의 수지배출로(11)와 연통되는 제1수지공급로(21A)를 갖는다.
상기 통공(23A)은 노즐(10)의 수지 배출공(13A) 개폐를 위하여 반복적으로 승하강하는 밸브(30)와의 마찰로 수지 누설 방지를 위하여 설계 제조된 허용 공차를 넘는 틈새가 발생되기 쉬워 수지 누설의 원인이 되기 쉬운 부위이며, 일종의 핀 가이드 부시(Pin Guide Bush, PGB)(여기서 핀은 밸브(30)에 해당) 역할을 하는 제2블록(20B)을 소모품 개념으로 쉽게 교체할 수 있으므로 획기적인 유지보수 비용 절감을 달성할 수 있다.
또 상기 제2블록(20B)은 상기 제1수지공급로(21A)와 연통된 제2수지공급로(21B)를 갖고, 하부에 상기 연동체(P2)를 위한 수용홈(23B)이 형성되어 있다 아울러 상부에 수지공급원(매니폴더 또는 용융수지 공급 스크류와 연결된 실린더 등)이 결합되어 상기 제2수지공급로(21B), 제1수지공급로(21A), 수지배출로(11)를 거쳐 최종적으로 배출공(13A)을 거쳐 용융 수지가 금형으로 공급될 수 있다.
"C1-C1"선을 따라 절개한 사시단면도인 도 3 및 도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 통공(23A)은 상기 수지배출로(11)와 같이 중앙에 수직 방향으로 형성되어 있으며,
또 도"C2-C2"선을 따라 절개한 단면도인 도 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 통공(23A)과 엇갈린 위치에 제1 및 제2 수지공급로(21A)(21B)를 형성하면서 상기 수지배출로(11)와 연결되도록 하기 위하여 제1 및 제2 수지공급로(21A)(21B)의 형상은 단면형상이 육각형상을 이루고 있다.
다음으로 상기 밸브(30)는 하단에 밸브팁(31)이 구비되어 있어 노즐(10)의 노즐팁(13) 배출공(13A)을 개폐할 수 있고,
상단에는 헤드(33)가 구비되어 있어 도 3 및 도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이 연동체(P2)의 상대적으로 넓은 진입부(P2a)를 거쳐 걸림부(P2b)에 결합되어 이탈이 방지되며 조립이 용이하게 이루어질 수 있는 구조로 되어 있다.
본 발명에 따른 사출 노즐 장치(N)의 핵심 중 하나는 구동수단(40)의 실린더(S)로 상기 중계체(20)에 대하여 외장형 구조를 갖는다는 것이다.
이러한 외장형 실린더(S)로 인하여 수지 통로, 즉 수지공급로(21B)(21A) 및 수지배출로(11)를 연결하는 유로와는 이격된 위치에 실린더를 형성하여 실린더(S) 공간 내로의 수지 유입을 원천적으로 차단할 수 있다는 장점을 제공한다.
또 외장형 실린더(S)는 본질적으로 히터(H)와 이격된 위치에 형성되어 있어
통상적인 핫러너 시스템 구현을 위한 전열히터가 도입되는 경우 이 전열히터의 열로 인하여 피스톤과 실린더의 씰링수단이 시간 경과에 따라 히터 열의 전도로 인하여 열변형에 의해 경화되고 심지어는 연소되기까지 되는 문제가 없으므로 씰링부재의 열손상으로 인한 수지 누설 침입 문제가 원천적으로 방지될 수 있다는 장점을 제공한다.
만약 사용과정에서 용융 수지가 누설되어 실린더 내로 침입하여 수지가 굳으면 노즐장치 전체를 교체하여야 할 정도의 치명적인 문제를 야기한다.
상기 구동수단(40)을 이루는 승하강 피스톤(P)과, 이 피스톤이 내장된 실린더(S)는 특히 본 발명에서 상기 핀 타입 밸브(30)에 대하여 상호 대칭된 위치에 복수개, 특히 도면에서는 2개 배열되어 있다.
나아가 단면형상이 육각형인 제1 및 제2 수지공급로(21A)(21B)(도 4 참조)에 대하여 상기 두 실린더(S)(도 3 및 도 5 참조)는 직교하는 위치에 배열되어 있으며,
이로 인하여 두 피스톤(P)의 로드(P1)와 연결된 연동체(P2) 역시 제1 및 제2 수지공급로와 직교하는 방향으로 배열되며, 상기 제2블록(20B)의 수용홈(23B) 형성 방향 역시 그러하다.
본 발명에 따른 사출 노즐 장치(N)에서 히터(H)는 총 3곳에 배열되는데,
*하나는 노즐(10)을 감싸는 제1히터(H1)이고,
다른 하나는 중계체(20), 특히 제1블록(20A)을 감싸는 제2히터(H2)이며,
마지막 하나는 제2블록(20)A), 특히 수용홈(23B)을 피하여 상부 부분을 감싸는 제3히터(H3)이고 각각 전기 공급을 위한 와이어(W)와 연결되어 있다.
이들 세 히터(H1)(H2)(H3)와 상기 실린더(S)는 확실히 직접적인 접촉을 하지 않는 형태이며, 노즐(10) 상부의 어깨부(15) 및 후술하는 제4패널(47)의 제4중공(47A)을 간접적으로 접촉하는 형태로 되어 있어
피스톤(P)과 실린더(S)의 씰링수단, 특히 피스톤(P) 외주면에 구비된 패킹링(편의상 도 2 및 도 3에는 미도시하고 도 5에는 도시함)과 피스톤 로드(P1)와 실린더(S)를 이루는 제2패널의 삽입공(43a) 사이에 개재된 밀폐부재(S1), 그리고 제1패널(41)의 환형홈(41B)에 도입되는 패킹링(편의상 도 2, 도 3, 도 5에서는 미도시됨)으로의 직접적인 열전도가 차단되므로 해당 씰링수단의 열손상이 방지될 수 있다. 나아가 도시되지는 않았으나 필요에 따라 적절한 단열수단을 개재하여 보다 확실하게 열전도를 차단할 수 있다.
다음으로 본 발명에 따른 사출 노즐 장치(N)는 중계체(20) 뿐 아니라 구동수단을 이루는 실린더 구성을 위한 패널을 분체화 하고, 아울러 분체화된 패널이 노즐과 중계체를 고정하는 하우징 역할을 하도록 구성하여 조립 및 분해가 간편하게 이루어질 수 있어 생산성 향상과 유지 보수 편리성을 향상시키도록 되어 있다.
이를 구체적으로 살펴보면, 각각 하부에서 상부로 차례로, 제1, 2, 3, 3 패널(41))(43)(45)(47)이 차례로 결합되는 구조이다.
상기 제1패널(41)은 상기 노즐(10)이 삽입되는 제1중공(41A)과, 상기 제1중공 주연부에 해당하고 상기 노즐(10)의 어깨부(15)가 얹혀지는 걸림턱(41a)을 갖고(도 3의 우측 하부 확대된 원 내에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 어깨부와 상기 걸림턱은 접촉면적을 최소화 하는 구조로 되어 있다),
또 제1패널(41) 자체 상기 실린더(S)의 하부판을 이루는 구조인데, 이를 위하여 제2패널(43)과의 사이에 개재되는 패킹링(편의상 도 2, 도 3, 도 5에서는 미도시됨)을 위한 환형홈(41B)이 형성되어 있다.
다음으로 제2패널(43)은 중계체(20)의 제1블록(20A)이 삽입되나, 제1블록 외주면에 구비되는 제1히터(H1)와는 이격되는 크기를 갖는 제2중공(43A)을 갖는다. 또 실린더(S) 형성을 위한 두 공간부(43B)와, 상기 각 공간부(43B) 상부에 형성된 삽입공(43a)을 갖는다.
상기 공간부(43B)에는 피스톤(P)이 수용되고, 상기 피스톤(P)의 로드(P1)는 밀폐부재(S1)을 개재한 상태로 상기 삽입공(43a)을 관통하여 상부로 돌출된다.
이어서 상기 제3패널(45)은 상기 중계체(20), 특히 제2블록(20B) 수용을 위한 제3중공(45A)과, 상기 연동체(P2) 수용을 위한 리세스(45B)를 갖는데, 도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이 상기 리세스는 상기 제3중공과 연결되어 있는 구조이다.
상기 제4패널(47)은 상기 중계체(20), 특히 제2블록(20B)의 이탈을 방지하는 역할을 하며, 상기 수지공급로, 특히 제2수지공급로(21B)와 연통된 제4중공(47A)을 갖는데,
도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 제4중공(47A)이 직접적으로 제2수지공급로(21B)와 연통되어 있다기 보다는 제2수지공급로(21B)의 상단부에 해당하는 돌출부의 노출을 보장하여 수지공급원(매니폴더 또는 용융수지 공급 스크류와 연결된 실린더 등)과 제2수지공급로(21B)의 연결을 보장할 수 있는 구조로 되어 있다.
또 상기 제4패널(47)은 상기 제4중공부(47A) 하부에 제1블록(20B) 상부와 제3히터(H3)를 감싸 수용할 수 있는 환홈부(47B)를 갖는다.
이와 같이 실린더(S) 형성을 위하여 분체화된 제1 내지 제4 패널(41,43,45,47)은 적층되어 볼트로 상호 체결된 [노즐(10)-제1블록(20A)-제2블록(20B) 결합체]를 상하로 밀착 수용하는 하우징 역할을 하며, 상기 피스톤(P) 로드(P1)와 연결된 연동체(P2)의 작동 공간을 보장하며, 진정한 핫러너시스템 구현에 일조하는 제2 및 제3 히터(H2)(H3) 역시 수용하는 구조로 되어 잇다.
이상과 같은 본 발명의 사출 노즐 장치(N)는 수지공급원(매니폴더 또는 용융수지 공급 스크류와 연결된 실린더 등)으로부터 용융 수지가 공급되면, 제1 및 제2 수지공급로(21A)(21B)와 수지배출로(11)를 지나 최종적으로 배출공(13A)을 통하여 금형으로 수지를 공급할 수 있다.
또 동작상태 설명을 위하여 도 1의 "C1-C1"선을 따라 절개한 단면도인 도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이,
실린더(S)의 상하 연결공(Sb)(Sa)으로 작동유체(공기 또는 기타 기체나 오일 이용 가능)가 유입됨에 따라 피스톤(P)이 하강 또는 상승하고,
이에 따라 로드(P1)와 연결된 연동체(P2)가 하강 또는 상승하여
밸브(30)가 하강하는 경우 노즐팁(13)의 배출공(13A)을 폐쇄하고,
밸브가 상승하는 경우 배출공(13A)을 개방하여 수지 배출이 가능하게 된다.
이상의 설명에서 핫러너시스템, 매니폴드, 통상적으로 PLC 등을 활용한 피스톤 작동유체의 공급 경로 등과 관련된 통상의 공지된 기술을 생략되어 있으나, 당업자라면 용이하게 이를 추측 및 추론하고 재현할 수 있다.
또 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 사출 노즐 장치를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (4)

  1. 수지배출로를 갖는 노즐;
    상기 노즐 상부에 결합되고, 상기 노즐의 수지배출로와 상응하는 위치에 배열된 통공과, 상기 수지배출로와 연통되는 수지공급로를 갖는 중계체;
    상기 통공에 결합되어 상기 수지배출로를 개폐하는 밸브;
    상기 중계체 외측에 위치하고 상호 대칭된 위치에 배열되며, 각각 승하강 피스톤이 내장된 복수의 실린더를 포함하는 구동수단; 및
    상기 피스톤의 로드와 상기 밸브를 연결하는 연동체;
    를 포함하여 이루어진 사출 노즐 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중계체는
    상기 노즐 상부에 결합되며, 상기 노즐의 수지배출로에 상응하는 통공과, 상기 노즐의 수지배출로와 연통되는 제1수지공급로를 갖는 제1블록;
    상기 제1블록 상부에 결합되며 상기 제1수지공급로와 연통된 제2수지공급로를 갖고, 상부에 수지공급원이 결합되고, 하부에 상기 연동체를 위한 수용홈이 형성된 제2블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 사출 노즐 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 구동수단은
    상기 노즐을 수용하는 제1중공이 형성된 제1패널,
    상기 제1패널 상부에 결합되어 상기 실린더를 형성하는 공간부를 갖고, 상기 중계체 수용을 위한 제2중공을 갖는 제2패널,
    상기 제2패널 상부에 결합되며, 상기 중계체 수용을 위한 제3중공과, 상기 연동체 수용을 위한 리세스를 갖는 제3패널, 그리고
    상기 제3패널 상부에 결합되며 상기 중계체의 이탈을 방지하고, 상기 수지공급로와 연통된 제4중공을 갖는 제4패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 사출 노즐 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 중계체의 외주면에는 전열히터가 구비되면,
    상기 제2패널은 상기 전열히터와 이격 배열된 것을 특징으로 하는 사출 노즐 장치.
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