KR101218920B1 - 핫런너 밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 핫런너 밸브장치을 개시한다.
본 발명의 핫런너 밸브장치는 수지로가 형성된 매니폴드에 연결되어 수지를 금형의 캐비티로 안내하는 것으로 끝단부가 금형의 게이트에 접속하는 관 형상을 갖는 바디 및 이 바디의 일측에 구비되어 외부로부터 승강 작동압을 공급받는 실린더로 이루어진 노즐을 포함하는 핫런너 밸브장치에 있어서, 상기 노즐의 내부에 승강되게 구비되어 끝단부에 마련된 차폐팁이 금형의 게이트를 선택적으로 차폐시키는 것으로, 상기 수지로에 연결되어 수지를 차폐팁의 일측에 마련된 배출홀을 통해 배출시키는 속이 빈 관 형상의 런너관 및 이 런너관의 일측에 구비되어 작동압에 의해 승강력을 받는 것으로 상기 실린더의 내면에 슬라이드 접촉되면서 상·하로 각각의 작동압이 작용되게 분할하는 플런저로 이루어진 런너핀과; 상기 실린더의 내부 일측에 설치되어 상기 플런저의 상승 이동을 위한 작동압을 공급받아 상승 이동된 런너핀의 일측에 지지력을 작용하여 위치를 고정시키는 위치고정수단을 포함하여 구성된다.
이러한 구성의 핫런너 밸브장치는 런너핀이 상승 이동된 상태에서 위치고정수단에 의해 기구적으로 걸림 고정된 상태를 유지할 수 있음에 따라 상기 런너핀의 내부에 사출압이 작용하는 경우에도 위치를 견고하고 안정되게 유지시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 런너핀의 승강에 소요되는 작동압이 상기 사출압력에 비해 클 필요가 없음에 따라 실린더의 부피를 감소시킬 수 있어 금형에 대한 적용 자유도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 종전에 비해 작은 용량의 유공압설비의 적용이 가능함에 따라 설비비용을 낮출 수 있는 이점이 있다.

Description

핫런너 밸브장치{Hotrunner system}

본 발명은 금형의 캐비티에 용융된 수지를 주입하기 위한 사출성형기용 핫런너 밸브장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내부에 수지유로를 형성한 런너핀이 게이트를 개폐시키도록 하여 수지의 유동흐름을 저해하지 않도록 하고, 간소한 구조에 의해 사출 압력에 의한 런너핀의 하강이 방지될 수 있도록 하여 동작의 신뢰성을 보장할 수 있는 핫런너 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 상·하 코어가 형성하는 성형공간 즉, 캐비티로 주입하는 장치이다. 이러한 사출성형기는 밸브핀의 승강 동작에 의해 게이트 즉, 출구를 개폐하도록 구성되어지며, 성형품의 수량에 따라 비교적 여러 개를 일시에 성형하는 경우에는 매니폴드를 통해 수지를 공급받는 매니폴드형이 사용되고, 단품 생산을 하는 경우에는 싱글형이 사용된다.

도 1은 종래 기술에 따른 고압의 공기를 작동압으로 하여 밸브핀을 승강시키는 사출성형기 용 핫런너 밸브장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

이에 나타내 보인 바와 같이 종래 기술의 다캐비티 금형용 사출성형기 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 게이트 즉, 출구를 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 노즐(220)은 밸브핀(210)의 주위로 일정한 간극을 두고 수지채널(230)이 형성되며, 이 수지채널(230)의 양끝은 노즐의 출구와 매니폴드(300)의 수지채널(310)에 각각 연결되는 구조이다.

이와 같이 구성되는 다캐비티 금형용 사출성형기 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 출구를 개방 또는 차단시키게 되므로 결과적으로 매니폴드(300)를 통해 공급되는 수지가 출구를 통해 금형내로 공급되거나 또는 차단되게 된다.

요약하면, 상기 종래 기술에 따른 공기압을 작동으로 하는 사출성형기용 밸브 게이트(출구) 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 출구(게이트)를 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 여러 개 구비하는 다 캐비티 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)을 통해 전원에 의해 밸브핀을 수직방향으로 가동시키는 밸브장치를 등록받은 바 있다.

이들 밸브장치의 구성을 대략적으로 살펴보면, 크게 노즐과 구동수단으로 구분되며, 상기 노즐은 내부에 수지를 공급받아 선단부에 구비된 출구를 통해 금형으로 주입하기 위한 수지유로가 형성되는 일반적인 밸브 구조를 취하고, 상기 구동수단은 전원 공급에 의해 밸브핀을 승·하강시키는 정·역모터 또는 솔레노이드 액츄에이터가 사용된다.

이와 같이 본 출원인이 선 출원한 밸브장치는 전원공급을 받아 구동하는 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, 본 출원인이 선 출원한 여러 밸브장치에서 정역·모터를 구동원으로 하는 경우 감속기를 구비시켜야 할 뿐만 아니라 모터를 냉각시키기 위한 냉각구조를 적용해야 하므로 구조적으로 복잡하여 경제적인 양산이 곤란한 단점이 있다.

반면, 솔레노이드 원리를 이용한 액츄에이터의 경우에는 비교적 구조를 간소화시킬 수 있으나, 밸브핀이 출구를 개방 또는 닫힌 상태에서 상대 위치로 이동하는 시점에서 원활한 구동이 이루어지지 않는 단점이 있다.

이는 비단 솔레노이드 액츄에이터에서만 발생하는 현상은 아니다. 거의 모든 핫런너 장치에서의 밸브핀은 출구(게이트)의 차단시 그 끝단이 출구에 끼움되고 그 타측단은 직선 이동을 가능하게 지지하는 부싱에 끼움 된 상태이다. 이러한 상태에서 출구를 개방하기 위해 밸브핀을 상승시키는 경우에는 밸브핀에 가해지는 정지저항(밸브핀을 지지하는 부싱 등의 지지요소로 인한 마찰 저항 및 출구에 끼움되었을 때의 마찰 저항)을 극복할 수 있을 정도의 동력 즉, 큰 동력을 필요로 한다. 즉, 대부분의 핫런너 시스템은 밸브핀의 승강 또는 하강된 상태에서 상대 위치로 이동시 초기에 작용하는 마찰저항을 극복하고 하강 또는 상승 동작이 실행될 수 있도록 하기 위하여 정격출력보다 높은 출력의 구동원이 적용되고 있는 실정이다.

따라서, 높은 출력의 구동원(유·공압 실린더, 정·역·모터, 액츄에이터)이 요구됨에 따라 제조비용이 상승되는 폐단이 있을 뿐만 아니라 부피가 커짐에 따라 소형이면서 정밀한 사출물을 성형하기 위한 금형에 대한 적용 자유도가 크게 제한되는 문제점이 있었다.

특히, 소형이면서 정밀한 부품을 성형하거나, 또는 유동성이 불량한 글라스화이버나 마그네슘 성분 등을 함유한 수지를 이용하여 제품을 성형하는 경우 밸브핀의 승강이 원활하지 않는 문제점이 있었다.

공개특허공보 제10-2010-0120794호, 5쪽 [0023]~[0024], 청구항 1, 도면 2 상기 종래 기술에 따른 핫런너 플라스틱 사출금형의 노즐장치는 폐형시 제품 캐비티를 형성하는 금형 블록을 관통하여 설치되고 중심축방향을 따라 상부 수지통로가 형성된 노즐 몸체와, 상기 노즐 몸체의 하부에 동축으로 결합되고 중심축 방향으로 하부 수지통로가 형성되되 상기 하부 수지통로의 상측 선단은 상기 상부 수지통로에 연결되고 하측 선단에는 상기 캐비티와 하부 수지통로를 서로 연통시키는 게이트를 구비한 노즐 팁과, 상기 노즐 몸체의 주위에 수회 권취되어 노즐 몸체를 가열함으로써 수지통로를 통과하는 용융수지를 적정한 온도로 가열하는 히터와, 상기 히터에 의해 가열되는 노즐 몸체의 온도를 검출하는 온도센서를 구비하는 구성이 개시되어 있다. 상기 종래 기술에 따른 특허문헌1은 노즐 팁의 내부로 수지가 통과하여 금형의 캐비티로 주입되는 구성이므로, 도 1의 종래 기술에 따른 핫런너 장치의 밸브핀을 구비하고 있지 않아 상기 밸브핀에 의한 수지의 흐름 불량을 해소할 수는 있으나 상기 밸브핀에 의한 게이트의 개폐가 곤란한 문제점이 있었다. 따라서, 수지의 유동 흐름을 저해하지 않으면서 게이트에 대한 정확하고 신속한 개폐 동작을 수행할 수 있는 핫런너 밸브장치의 개발이 시급한 실정이다. 또한, 종래의 사출금형의 노즐장치는 매니폴드를 통해 공급되는 수지의 사출압력이 높기 때문에 밸브핀이 하강되는 것을 방지하기 위하여 밸브핀이 상기 사출압력보다 더 큰 힘으로 상승 된 상태를 유지하여야 하므로, 상기 밸브핀을 승강시키는 실린더의 용량이 적어도 사출압력보다 큰 작동압이 요구됨에 따라 부피가 커지고 대용량의 유공압 설비를 필요로 하는 폐단이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 금형의 캐비티에 대한 수지 충진시 노즐 내의 승강핀이 수지의 공급 작용압에 연동하여 금형에 접촉되도록 하고, 수지 충진이 완료된 후 보압단계에서 승강핀이 금형과의 온도차에 의해 내부의 수지가 고화되는 것에 의해 자동으로 수지유동을 차단하도록 하며 이후 복귀요소에 의해 승강핀을 노즐 내부로 위치시켜 히터에 의해 고화된 수지가 용융되도록 하여 대기 상태가 유지되게 함으로써 결과적으로 복잡한 기구적인 차폐 구조를 적용하지 않고도 노즐과 금형의 온도차에 의한 수지의 고화 및 용융 현상을 이용하여 금형의 캐비티에 주입되는 수지의 공급을 용이하게 단속할 수 있도록 함으로써 소형의 정밀 부품이나 유동성이 불량한 수지에 대한 성형조건을 양호하게 조성하여 성형품의 품질과 양산성을 높일 수 있도록 한 사출성형기용 핫런너 밸브장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 핫런너 밸브장치는, 수지로가 형성된 매니폴드에 연결되어 수지를 금형의 캐비티로 안내하는 것으로 끝단부가 금형의 게이트에 접속하는 관 형상을 갖는 바디 및 이 바디의 일측에 구비되어 외부로부터 승강 작동압을 공급받는 실린더로 이루어진 노즐을 포함하는 핫런너 밸브장치에 있어서, 상기 노즐의 내부에 승강되게 구비되어 끝단부에 마련된 차폐팁이 금형의 게이트를 선택적으로 차폐시키는 것으로, 상기 수지로에 연결되어 수지를 차폐팁의 일측에 마련된 배출홀을 통해 배출시키는 속이 빈 관 형상의 런너관 및 이 런너관의 일측에 구비되어 작동압에 의해 승강력을 받는 것으로 상기 실린더의 내면에 슬라이드 접촉되면서 상·하로 각각의 작동압이 작용되게 분할하는 플런저로 이루어진 런너핀과; 상기 실린더의 내부 일측에 설치되어 상기 플런저의 상승 이동을 위한 작동압을 공급받아 상승 이동된 런너핀의 일측에 지지력을 작용하여 위치를 고정시키는 위치고정수단을 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 바디는 게이트에 근접 배치되는 하단부가 아래쪽을 향하면서 지름이 감소되는 원뿔 형상으로 구비되고 하면은 상기 게이트에 연결되는 취출홀이 관통 형성되며, 상기 런너관은 하단부가 상기 바디에 대응하는 원뿔 형상으로 구비되면서 배출홀을 형성하여 하강시 바디의 내면에 접촉되어 차단되고, 상기 차폐팁은 상기 취출홀을 통과하여 상기 게이트에 끼움되는 것에 의해 차폐되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시례에 따른 특징으로서, 상기 위치고정수단은, 상기 실린더의 내부 일측에 설치되어 작동압이 유입되는 유입홀이 형성된 하우징과; 상기 하우징 내에 전·후 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 것으로 작동압에 의해 전진 이동을 하여 그 일측 끝단이 상기 하우징의 일측을 통과하면서 상기 런너관의 외면 일측에 형성된 록킹홈에 삽입되어 고정력을 생성하는 록킹핀 및 이 록킹핀의 일단에 일체로 구비되어 상기 하우징의 내부 공간을 전·후 분할하는 가동판으로 이루어진 런너록과; 상기 하우징의 내부 일측에 설치되어 상기 록킹핀이 록킹홈에서 이탈되게 탄성 지지하는 복귀 스프링을 포함하여 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 특징으로서, 상기 위치고정수단은, 상기 실린더의 내부 일측에 설치되어 그 내부로 작동압이 유입되는 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 승강 가능하게 구비되어 작동압에 의해 하강하는 승강런너록과; 상기 바디의 일측에 형성된 록킹홀에 구비되어 상기 승강런너록의 승강 위치에 따라 위치 변위를 갖는 것으로, 하강시에는 일측이 볼홈에 일부 삽입되고 상승 위치에서는 가압면에 접촉되어 타측에 위치한 상기 런너관의 일측에 형성된 록킹홈에 삽입되어 고정력을 생성하는 록킹볼과; 상기 케이싱의 내부 일측에 설치되어 상기 승강런너록에 상승 지지력을 작용하는 스프링을 포함하여 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 플런저는, 상기 런너관의 외면 일측에 확장된 지름을 갖는 걸림부와; 상기 걸림부를 중심으로 상·하 대응하는 한 쌍의 부재로 구비되어 상·하측으로 승강 작용압을 받는 것으로, 일측은 실린더의 내면에 슬라이드 접촉되게 수평 연장되어 실린더의 내부 공간을 상·하로 분할하고, 타측은 이에 직교하는 수직 방향으로 연장되는 확장 플랜지를 포함하여 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 확장 플랜지는 상기 실린더의 상부공간으로 유입되는 작동압에 의해 하강 작용력을 받는 상플랜지 및 상기 상플랜지와 상기 걸림부를 사이에 두고 대응 구비되는 것으로 상기 실린더의 하부공간으로 유입되는 작동압에 의해 상승 작용력을 받는 하플랜지로 구성되고, 이들 상·하 플랜지는 상기 실린더의 내벽면에 접촉되는 수평단부 및 이 수평단부에 대해 수직하게 배치되는 수직단부로 이루어지며,

상기 위치고정수단은 상기 실린더의 내부 일측에 설치되어 작동압이 유입되는 유입홀이 형성된 하우징 및 이 하우징 내에 전·후 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 것으로 작동압에 의해 전진 이동을 하여 그 일측 끝단이 상기 하우징의 일측을 통과하여 상기 하플랜지의 수직단부 하면에 위치되어 하강되는 것을 방지하는 록킹핀 및 이 록킹핀의 일단에 일체로 구비되어 상기 하우징의 내부 공간을 전·후 분할하는 가동판으로 이루어진 런너록 및 상기 하우징의 내부 일측에 설치되어 상기 록킹핀이 록킹홈에서 이탈되게 탄성 지지하는 복귀 스프링으로 이루어지는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 위치고정수단은, 선택적으로 승강 작동압을 공급받는 에어채널이 형성된 실린더와; 상기 실린더의 개방된 상면을 차폐하는 것으로 중심부에는 런너관이 슬라이드 삽입되도록 지지하는 부싱가이드가 구비되고, 하측으로는 수직하게 하향 연장되어 일단에 록킹볼이 삽입되는 볼홈이 형성된 수직관부가 구비되는 마감캡과; 상기 런너관의 일단에 결합되어 일체로 승강 연동되는 요소로, 그 일단은 상기 수직관부의 내측에 위치되어 상승 위치에서 록킹볼이 끼움고정되는 볼홈이 형성된 내측 수직부 및 이 내측 수직부의 외측에 배치되어 그 외면이 실린더의 내벽에 접촉되는 외측 수직부로 이루어진 제1승강체와; 상기 수직관부의 외측과 상기 실린더의 내측벽에 슬라이드 접촉되어 승강되는 요소로, 상기 수직관부에 접촉하는 내측 수직면에는 하강 위치에서 종 방향으로 록킹볼이 유동될 수 있도록 홈을 길게 형성하여 된 해제홈이 구비되는 제2승강체와; 상기 제1승강체와 제2승강체 사이에 구비되어 탄성지지력을 작용하는 코일 스프링을 포함하여 구성되는 것에 있다.

본 발명에 따른 핫런너 밸브장치는 런너핀이 상승 이동된 상태에서 위치고정수단에 의해 기구적으로 걸림 고정된 상태를 유지할 수 있음에 따라 상기 런너핀의 내부에 사출압이 작용하는 경우에도 위치를 견고하고 안정되게 유지시킬 수 있는 이점이 있다.

*또한, 런너핀의 승강에 소요되는 작동압이 상기 사출압력에 비해 클 필요가 없음에 따라 실린더의 부피를 감소시킬 수 있어 금형에 대한 적용 자유도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 종전에 비해 작은 용량의 유공압설비의 적용이 가능함에 따라 설비비용을 낮출 수 있는 이점이 있다.

특히, 승강 동작을 수행하는 것에 의해 게이트에 대한 개폐를 실시하는 런너핀의 내부에 수지유로가 형성됨에 따라 수지의 유동 흐름성을 양호하게 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라 런너핀의 부피를 소형화시킬 수 있어 결과적으로 소형의 정밀한 부품이나 유동성이 불량한 성분이 함유된 수지에 대한 성형 조건을 양호하게 조성할 수 있는 이점이 있다.

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

도 1은 종래 기술에 따른 사출성형기용 핫런너 밸브장치를 나타낸 단면도,
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1실시례에 따른 핫런너 밸브장치를 나타낸 절개 사시도,
도 4는 본 발명의 제1실시례에 따른 핫런너 밸브장치를 나타낸 분해 사시도,
도 5는 본 발명의 제1실시례에 따른 핫런너 밸브장치를 나타낸 단면도,
도 6 및 도 7은 도 5의 핫런너 밸브장치의 동작을 설명하기 위한 단면도,
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 핫런너 밸브장치를 나타낸 절개 사시도,
도 9 내지 도 11은 도 8의 내부 구조와 동작을 설명하기 위한 단면도,
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 핫런너 밸브장치를 나타낸 절개 사시도,
도 13은 도 12의 구성을 설명하기 위한 분해 사시도,
도 14 내지 도 16은 도 12의 내부 구조 및 동작을 설명하기 위한 단면도,
도 17 및 도 18은 제3실시예의 변형예를 나타낸 단면도.
도 19 및 도 20은 본 발명의 제4실시예에 따른 핫런너 밸브장치를 나타낸 절개 사시도,
도 21은 본 발명의 제4실시예에 따른 핫런너 밸브장치를 나타낸 분해 사시도,
도 22 내지 도 24은 본 발명의 제4실시례에 따른 내부 구조 및 동작을 설명하기 위한 단면도,
도 25 및 도 26은 본 발명의 제5실시례에 따른 핫런너 밸브장치를 나타낸 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 핫런너 밸브장치를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 2 내지 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 핫런너 밸브장치를 나타낸 도면으로서, 도 2는 작동압에 의해 승강되는 런너핀이 하강하여 게이트를 차폐시킨 상태를 나타낸 것이고, 도 3은 런너핀이 상승하여 게이트를 개방시킨 상태에서 위치고정수단에 의해 하강이 방지되게 걸림 고정된 상태를 나타낸 절개 사시도이다.

그리고 도 4는 본 실시례의 구성을 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도 5는 내부 구조를 설명하기 위한 단면도이다.

끝으로, 도 6은 금형의 캐비티 내로 수지가 주입될 수 있도록 런너핀이 상승 이동하여 게이트를 개방시킨 상태를 나타낸 것으로, 위치고정수단이 런너핀이 하강하지 않도록 지지하고 있는 상태를 나타낸 것이고, 도 7은 금형의 캐비티에 대한 수지충진을 완료하여 런너핀이 게이트를 차단하도록 하강 이동된 상태를 나타낸 것이다.

이상의 도면을 참조하여 본 발명의 핫런너 밸브장치(1)의 바람직한 일 실시례의 구성을 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명의 핫런너 밸브장치(1)는 크게 수지원료가 용융된 사출 실린더(미도시)로부터 수지를 공급받아 이를 분기하여 공급하도록 내부에 여러 갈래의 수지로(10a)가 형성된 매니폴드(10)와, 상기 매니폴드(10)의 일측에 연결되어 수지를 공급받아 상·하 코어(m1,m2)로 이루어진 금형(m)의 캐비티(c)의 내부로 주입하기 위한 노즐(20)과, 이 노즐(20)의 내부에 슬라이드 끼움으로 조립되어 작동압에 의해 선택적으로 승강 동작을 수행하는 것으로 그 내부에 수지유로(31a)가 형성되고 끝단부는 상 코어(m1)에 제공되는 캐비티(c)의 입구인 게이트(g)를 개폐시키는 런너핀(30)과, 상기 런너핀(30)이 상승 이동하여 게이트(g)를 개방시킨 상태에서 기구적인 구속에 의해 위치 고정이 견고하고 안정되게 이루어지도록 하는 위치고정수단(40)으로 구성된다.

매니폴드(10)는 열전도성이 우수한 금속재로 이루어진 판재형상으로 제작되며, 그 내부에는 용융된 상태의 액상의 수지가 이동되는 수지로(10a)가 분기된 형태로 형성된다. 또한, 상기 매니폴드(10)는 그 상·하면으로는 상기 수지로(10a)를 따라 유동되는 수지가 고화되는 것을 방지하도록 히터(미도시)가 매립 설치된다.

이러한 구성의 매니폴드(10)는 공지의 기술에 의해 실시되는 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

노즐(20)은 중공의 원기둥 형태를 갖는 관형의 바디(21)와, 이 바디(21)의 상부측으로는 확장된 내부 공간을 제공하여 작동압이 공급되는 각각의 에어채널(23a,23b)이 형성된 실린더(23)로 이루어진다.

상기 바디(21)는 그 내부 공간을 가열하여 수지(s)가 고화되는 것을 방지하도록 외면으로는 코일 형상으로 히터(h)가 감겨지는 구성이며, 그 내부 중심으로는 설치홀(21a)이 관통 형성되고, 하단부에는 감소된 지름을 가지면서 상기 설치홀(21a)과 연결되는 취출홀(21b)이 관통 형성된다.

상기 실린더(23)는 상기 바디(21)와 일체로 성형되거나 또는 별도의 부재로 가공되어 결합되는 원통형상을 갖는 속이 빈 부재로서, 외부에는 작동압을 공급하거나 또는 공급된 작동압을 배기시키기 위하여 적어도 두 개의 에어채널(23a,23b)이 관통 형성되며, 이러한 각각의 에어채널(23a,23b)은 후술할 런너핀(30)의 플런저(33)가 완전하게 상승하거나 하강된 위치에서도 작동압을 공급할 수 있도록 간섭되지 않는 위치에 형성된다. 일례로 상기 실린더(23) 내의 상측에 위치하는 에어채널(23a)은 도면을 기준으로 후술할 플런저(33)가 최대 상승한 위치보다 더 높은 위치에 형성되며, 마찬가지로 상기 실린더(23) 내의 하측에 위치하는 에어채널(23b)은 플런저(33)가 최대 하강한 위치보다 더 낮은 위치에 형성된다.

또한, 상기 실린더(23)는 그 내부에는 상기 에어채널(23a,23b)을 통해 유입되는 작동압이 채워지는 공간인 챔버(c)를 형성하며, 이러한 챔버(c)는 후술할 런너핀(30)의 플런저(33)를 중심으로 체적이 가변되는 상·하 챔버(c1,c2)로 분할된다.

런너핀(30)은 상기 노즐(20)의 설치홀(21a)에 슬라이드 끼움 구조로 설치되어 선택적으로 승강되게 구비되는 부재로서, 이러한 런너핀(30)은 속이 빈 관형상을 갖는 런너관(31)과, 이 런너관(31)의 일측에 구비되어 작동압이 작용하는 플런저(33)로 구비된다.

상기 런너관(31)은 도면에서 보는 바와같이 속이 빈 관 형상을 갖는 부재로서, 그 내부에는 수지가 유동될 수 있도록 수지유로(31a)가 형성되며, 상단은 개방되고 하단에는 지름이 감소되면서 돌출되는 것에 의해 게이트(g)에 대한 개폐를 하는 차폐팁(31c)이 구비되며, 이 차폐팁(31c)에 근접하는 일측에는 상기 수지유로(31a)를 따라 공급되는 수지(s)를 외부로 배출시킬 수 있도록 배출홀(31b)이 하나 이상 형성된다.

상기 플런저(33)는 상기 런너관(31)의 일측에 확장된 지름을 갖는 형태로 구비되어 승강력을 작용 받는 것으로, 상기 실린더(23)의 내면에 슬라이드 접촉되어 승강 가능하게 구비되면서 그 상·하로 각각의 작동압이 작용될 수 있게 공간을 분할한다.

이러한 구성의 런너핀(30)은 상기 에어채널(23a,23b) 중 상측에 위치한 에어채널(23a)을 통해 실린더(23) 내의 상챔버(c1)로 작동압이 공급되면, 상기 플런저(33)는 상챔버(c1)로 유입되는 작동압의 압력에 의해 하강력이 작용함에 따라 결과적으로 상기 플런저(33)를 구비한 런너핀(30)이 전체적으로 하강하게 되고, 이때 상기 런너핀(30)을 구성하는 요소 중 런너관(31)의 하측 끝단에 마련된 차폐팁(31c)이 상기 바디(21)의 취출홀(21b)을 통과하여 금형(m)의 게이트(g)를 차폐시킨다.

이와 반대로, 상기 실린더(23)의 상챔버(c1) 내의 작동압을 상 에어채널(23a)을 통해 배기시키고, 하측의 에어채널(23b)을 통해 상챔버(c2)에 작동압을 공급하면, 상기 플런저(33)는 상승력이 작용함에 따라 결과적으로 상기 플런저(33)를 구비한 런너핀(30)이 전체적으로 상승하게 되고, 이때 상기 차폐팁(31c)은 상기 게이트(g)와 상기 바디(21)의 취출홀(21b)을 순차적으로 개방시킴으로써 상기 런너핀(30) 내의 수지가 상기 금형(m)의 캐비티(c) 내로 주입될 수 있게 된다.

위치고정수단(40)은 상기 실린더(23)의 내부 일측에 설치되어 상기 런너핀(30)이 상승 위치에서 하강되지 않도록 위치를 고정시키는 제동요소이다.

상기 위치고정수단(40)은 상기 실린더(23)의 내부 일측에 설치되어 작동압이 유입되는 유입홀(41h)이 형성된 하우징(41)과, 상기 하우징(41)의 내부에 구비되어 전·후 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 것으로 작동압에 의해 전진 이동을 하여 그 일측 끝단이 상기 하우징(41)의 일측을 통과하면서 상기 런너관(31)의 외면 일측에 형성된 록킹홈(31d)에 삽입되어 고정력을 생성하는 록킹핀(43b) 및 이 록킹핀(43b)의 일단에 일체로 구비되어 상기 하우징(41)의 내부 공간을 전·후 분할하는 가동판(43a)으로 이루어진 런너록(43)과, 상기 하우징(41)의 내부 일측에 설치되어 상기 록킹핀(43b)이 록킹홈(31d)에서 이탈되게 탄성 지지하는 복귀 스프링(45)으로 구성된다.

이러한 구성의 위치고정수단(40)은 상기 런너핀(30)이 상승 이동되어 게이트(g)를 개방시킨 상태에서 사출공정이 수행되는데, 이때 사출 실린더(미도시)로부터 작용하는 사출압이 수지를 통해 런너핀(30)에 작용하게 되는데, 이때 사출 압력에 의해 런너핀(30)이 하강되지 않도록 위치고정수단(40)에 의해 위치 고정된다.

한편, 본 발명의 위치고정수단(40)은 도 8 내지 도 11에 나타내 보인 바와 같이, 실린더(23)의 상챔버(c1) 위쪽에 별도의 공간인 구획챔버(c3)를 마련하고, 이 구획챔버(c3)에 설치될 수 있을 것이다.

또한, 상기 위치고정수단(40)은 런너핀(30)에 대해 기구적인 구속을 제공할 수 있다면 다양한 형태로도 변형 가능할 것이다.

일례로, 도 12 내지 도 16에 나타내 보인 바와 같이 위치고정수단(40)은, 상기 실린더(23)의 내부 일측에 설치되어 그 내부로 작동압이 유입되는 케이싱(46)과; 상기 케이싱(46)의 내부에 승강 가능하게 구비되어 작동압에 의해 하강하는 승강런너록(47)과; 상기 바디(21)의 일측에 형성된 록킹홀(21h)에 구비되어 상기 승강런너록(47)의 승강 위치에 따라 위치 변위를 갖는 것으로, 하강시에는 일측이 볼홈(47a)에 일부 삽입되고 상승 위치에서는 가압면(47b)에 접촉되어 타측에 위치한 상기 런너관(31)의 일측에 형성된 록킹홈(31d)에 삽입되어 고정력을 생성하는 록킹볼(48)과; 상기 케이싱(46)의 내부 일측에 설치되어 상기 승강런너록(47)에 상승 지지력을 작용하는 스프링(49)을 포함하여 구성될 수 있다.

도 17 및 도 18은 도 12 내지 도 16에 나타난 제3실시예의 또 다른 실시례를 나타낸 단면도이다.

본 실시례는 위치고정수단(40)의 또 다른 실시례를 나타낸 도면으로서, 도면에 나타내 보인 바와 같이, 상부면이 개방되고 내부에 승강 작동압이 공급될 수 있도록 에어채널(23a,23b)이 구비된 실린더(23)와, 이 실린더(23)의 개방된 상면을 차폐하는 것으로 중심부가 관통된 마감캡(27)과, 이 마감캡(27)의 관통된 중심부에 끼움조립되고 그 관통된 중심으로 런너핀(30)을 구성하는 런너관(31)의 상부가 슬라이드 끼움되는 부싱가이드(pb)와, 상기 실린더(23)의 내부에 구비되어 상기 에어채널(23a,23b)을 통해 공급되는 작동압에 의해 상승 또는 하강되는 제1승강체(33p) 및 제2승강체(47p)와, 이들 제1승강체(33p)와 제2승강체(47p)의 승강동작에 의해 선택적으로 고정력을 생성하는 록킹볼(48p)로 구성된다.

상기 마감캡(27)은 상기 실린더(23)의 개방된 상부면을 차폐하는 차폐요소로서, 그 중심으로는 부싱가이드(pb)가 조립되도록 관통구멍이 형성되며, 이 관통구멍이 형성된 중심부는 실린더(23)의 내부측을 향해 수직하게 하향 연장된 수직관부(27p)가 형성된다. 이러한 수직관부(27p)는 도면에 나타내 보인 바와 같이 록킹볼(48p)이 구비될 수 있도록 볼홀(27ph)이 형성되는 구성이다.

한편, 상기 볼홀(27ph)에 구비되는 록킹볼(48p)은 후술할 제1승강체(33p)와 제2승강체(47p)의 상승 이동시 고정력을 생성함으로써 상기 런너관(31)을 통해 고압의 수지가 금형측으로 유동되는 경우에도 상기 런너관(31)과 결속된 제1승강체(33p) 및 제2승강체(47p)가 고정된 상태를 유지하게 된다. 따라서, 상기 실린더(23)의 내부에 상기 제1승강체(33p)와 제2승강체(47p)를 부상시키는 저압의 작동압만으로도 수지가 런너관(31)을 통해 고압으로 유동되어도 상기 런너관(31)에 대한 견고하고 안정된 위치 고정을 유지할 수 있다.

상기 런너관(31)은 도면에 나타내 보인 바와 같이 직선형의 원통관으로 제공되며, 그 상부 일단의 외면에 제1승강체(33p)의 단부가 끼움 결합되거나 또는 도면에 나타내지는 않았으나 나사 체결되거나 또는 용접으로 결합될 수 있을 것이다.

상기 제1승강체(33p)는 상기 런너관(31)의 상부 일단에 끼움되어 일체로 결합되어 연동되게 구비되는 부재로서, 그 하측으로 작용하는 에어채널(23b)의 작동압에 의해 부상력을 받는 요소로서, 상기 제1승강체(33p)는 그 중심부가 상기 노즐(20)의 바디(21)의 상부 일단에 끼움 결합되고, 이 중심부에서 일체로 형성되는 것으로 하 방향으로 수직하게 배치되면서 상기 노즐(20)의 바디(21)의 상부 외면을 수용할 수 있을 정도의 지름을 갖도록 수직하게 하향 연장되는 내측 수직부(33pa)가 형성되며, 이 내측 수직부(33pa)의 하단에서 확장되는 지름을 갖도록 구비되는 수평부(33pb) 그리고 상기 수평부(33pb)에서 상측으로 상향 돌출되는 외측 수직부(33pc)로 이루어진다. 또한, 상기 내측 수직부(33pa)는 상기 제1승강체(33p)와 제2승강체(47p)가 상승 이동된 위치에서 상기 록킹볼(48p)이 외측에 위치한 상기 제2승강체(47p)가 상승 이동되었을 때 그 일측에 접촉되어 내측인 런너관(31)을 향해 밀려지는 것에 의해 고정력을 생성하도록 고정홈(33pd)이 형성되고, 상기 외측 수직부(33pc)는 상기 실린더(23)의 내벽면에 기밀접촉을 이루도록 가스켓(미부호)이 구비되며, 상기 제1승강체(33p)는 상기 내측 수직부(33pa)와 외측 수직부(33pc)의 사이의 공간으로 상기 마감캡(27)의 수직관부(27p)가 위치되며, 도면을 참조하면 상기 내측 수직부(33pa)의 외면에 슬라이드 접촉되도록 수직관부(27p)가 배치되는 구성이다.

이러한 구성의 제1승강체(33p)는 상기 실린더(23)의 에어채널(23b)을 통해 상승 작동압이 작용하면 상승력을 받아 상측으로 이동을 이루게 되며, 이때 상기 외측 수직부(33pc)의 상면에 코일 스프링(49p)을 사이에 두고 배치된 제2승강체(47p)와 연동하여 상승 이동을 이룬다.

상기 제2승강체(47p)는 도면에 나타내 보이 바와 같이 상기 마감캡(27)의 수직관부(27p)와 상기 실린더(23)의 내벽 사이에 위치되어 승강되는 요소로서, 상기 제1승강체(33p)의 외측 수직부(33pc)의 상측에 배치되는 구성이며, 상기 수직관부(27p)에 대향하는 내측 수직면(미부호)은 상기 록킹볼(48p)이 자유 유동될 수 있도록 수직방향으로 길게 홈을 형성하여 된 해제홈(47ph)이 형성되고, 외측으로는 상기 실린더(23)의 내벽면에 기밀 접촉될 수 있도록 가스켓(미부호)이 구비된다. 또한, 상기 제2승강체(47p)는 도면에 나타내 보인 바와 같이 하부에 코일 스프링(49p)이 삽입 구비되는 구성이며, 상기 코일 스프링(49p)에 의해 상기 제2승강체(47p)와 제1승강체(33p)는 서로 반대 방향으로 탄성 지지력을 작용받게 된다. 이러한 코일 스프링(49p)은 승강 구동력을 생성하는 에어채널(23a,23b)에서 상승용 에어채널(23b)에 작동압이 공급되면서 상부측에 위치한 하강용 에어채널(23a)이 배기되면, 코일 스프링(49p)이 신장되어 상기 제2승강체(47p)를 탄성 지지하여 부상시키고, 상기 제2승강체(47p)는 상기 수직관부(27p)에 접촉하는 수직면이 상기 록킹볼(48p)을 가압함으로써 결과적으로 상기 록킹볼(48p)이 내측으로 밀려져 볼홈(47a)에 삽입되는 것에 의해 구속력을 생성하게 된다.

이러한 구성의 제2승강체(47p)는 상기 실린더(23)에서 상측에 위치한 에어채널(23a)을 통해 하강 작동압이 작용하면 하강력을 작용받는 것에 의해 하강 이동을 이루면서 신장된 코일 스프링(49p)을 압축하고, 상기 코일 스프링(49p)이 완전히 압축되면 상기 제1승강체(33p)에 대한 하강력을 작용하여 일체로 하강 이동을 이룬다.

한편, 본 실시례에서의 위치고정수단(40)의 승강 위치를 규제하는 구조는 도면을 참조하면 다음과 같다. 먼저 하강위치의 규제 구성을 설명하면, 상기 제1승강체(33p)는 수평부(33pb)의 하단에 돌출부(미부호)를 돌출시켜 하강 위치에서 상기 실린더(23)의 바닥에 접촉되도록 구성하였고, 상기 제2승강체(47p)는 하강 위치에서 상기 그 하부 일단이 상기 제1승강체(33p)의 수평부(33pb)의 상면에 접촉되는 것에 의해 그 하강 위치가 규제되도록 구성하였다. 그리고, 상승 위치의 규제 구성을 설명하면, 상기 제1승강체(33p)가 상승 위치에서 상기 수평부(33pb)의 상면이 상기 마감캡(27)의 수직관부(27p)의 하면에 접촉되는 것에 의해 상승 위치가 규제되도록 구성하였고, 상기 제2승강체(47p)는 상기 실린더(23)의 내부 상면 즉, 상기 마감캡(27)의 내부 상면에 접촉되는 것에 의해 상승 위치가 규제되도록 구성하였다. 한편, 상기 위치고정수단(40)을 구성하는 제1승강체(33p)와 제2승강체(47p)에 대한 승강 위치를 규제하는 구성은 상승 위치나 하강 위치에서 상대 부속에 의한 걸림구조를 통해 적절하게 설계 변경될 수 있을 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 실시례에 따른 위치고정수단의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 실린더(23)의 에어채널(23a,23b)중 상측에 위치한 에어채널(23a)을 통해 작동압이 작용하면, 상기 제2승강체(47p)는 하강력을 받아 하측에 위치한 코일 스프링(49p)을 압축한 뒤 제1승강체(33p) 및 런너관(31)과 함께 하강 이동을 이룬다. 이때, 상기 하강 위치에서 상기 록킹볼(48p)은 일측이 해제홈(47ph)에 위치된 상태이고 타측은 볼홈(47a)에서 벗어난 위치이므로 고정력을 생성하지 않는 상태를 유지한다.

이러한 상태에서 상기 런너관(31)을 통해 수지 주입이 이루어지게 되고, 수지 주입이 완료된 후에는 상기 상측에 위치한 에어채널(23a)에 작용하는 작동압을 끊고 하측에 위치한 에어채널(23b)에 작동압을 공급한다. 그러면, 상기 제2승강체(47p)는 상측에 위치한 에어채널(23a)에 작용하는 작동압이 해제되는 것에 의해 상기 코일 스프링(49p)이 탄성복원되는 것에 의해 복귀력이 작용하는 만큼 상승 이동을 이루고, 상기 해제홈(47ph)의 하측으로 록킹볼(48p)이 위치하게 된다. 이러한 상태에서 상기 하측에 위치한 에어채널(23b)에 작동압이 작용하는 것에 의해 상기 제1승강체(33p) 그리고 제2승강체(47p) 및 런너관(31)이 일체로 연동하여 상승 이동을 이루고, 이때 상기 록킹볼(48p)은 상기 해제홈(47ph)에서 위치 이탈되어 수직면에 접촉되면서 상기 볼홈(47a)에 삽입되어 고정력을 생성함으로써 결과적으로 상기 런너관(31)을 상승 위치에서 견고하게 위치 고정시킬 수 있게 되고, 상기 런너관(31)의 끝부분이 노즐(20)의 내부에 위치함에 따라 온도차에 의하여 수지가 고화되어 수지의 유출을 차단하게 된다.

한편, 상기 런너관(31)을 하강시키는 경우, 상기 하측에 위치한 에어채널(23b)로 공급되는 작동압이 차단되고, 상측에 위치한 에어채널(23a)로 작동압이 공급된다. 그러면, 상기 제2승강체(47p)는 하강 작동압에 의해 코일 스프링(49p)을 압축하면서 하강 이동을 이루고, 이 하강 구간내에서 상기 록킹볼(48p)은 해제홈(47ph) 내에 위치되어 볼홈(47a)과의 구속력을 해제하고, 이러한 상태에서 상기 제2승강체(47p)는 상기 제1승강체(33p) 및 런너관(31)과 일체로 하강 이동을 이룸으로써 금형의 캐비티(c)에 대한 수지 주입을 실시 가능하게 한다.

도 19 내지 도 24는 본 발명의 제4실시례에 따른 내부 구조 및 동작을 설명하기 위한 단면도로서, 런너핀(30)의 구조를 개선하여 경제적인 제조를 가능하게 하면서 유지보수 및 공차 관리를 확보할 수 있도록 할 수 있다.

본 실시례에서는 앞서 설명한 실시례에서의 플런저를 구성함에 있어 상기 런너관(31)의 외면 일측에 확장된 지름을 갖는 걸림부(36)와; 상기 걸림부(36)를 중심으로 상·하 대응하는 한 쌍의 부재로 구비되어 상·하측으로 승강 작용압을 받는 것으로, 일측은 실린더(23)의 내면에 슬라이드 접촉되게 수평 연장되어 실린더(23)의 내부 공간을 상·하로 분할하고, 타측은 이에 직교하는 수직 방향으로 연장되는 확장 플랜지(37)로 구성되는 것을 제안한다.

상기 확장 플랜지(37)는 상기 실린더(23)의 상부공간으로 유입되는 작동압에 의해 하강 작용력을 받는 상플랜지(37a) 및 상기 상플랜지(37a)와 상기 걸림부(36)를 사이에 두고 대응 구비되는 것으로 상기 실린더(23)의 하부공간으로 유입되는 작동압에 의해 상승 작용력을 받는 하플랜지(37b)로 구성되고, 이들 상·하 플랜지(37a,37b)는 상기 실린더(23)의 내벽면에 접촉되는 수평단부 및 이 수평단부에 대해 수직하게 배치되는 수직단부로 이루어진다.

이때의 상기 위치고정수단(40)은 상기 실린더(23)의 내부 일측에 설치되어 작동압이 유입되는 유입홀(41h)이 형성된 하우징(41) 및 이 하우징(41) 내에 전·후 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 것으로 작동압에 의해 전진 이동을 하여 그 일측 끝단이 상기 하우징(41)의 일측을 통과하여 상기 하플랜지(37b)의 수직단부 하면(37ba)에 위치되어 하강되는 것을 방지하는 록킹핀(43b) 및 이 록킹핀(43b)의 일단에 일체로 구비되어 상기 하우징(41)의 내부 공간을 전·후 분할하는 가동판(43a)으로 이루어진 런너록(43) 및 상기 하우징(41)의 내부 일측에 설치되어 상기 록킹핀(43b)이 록킹홈(31d)에서 이탈되게 탄성 지지하는 복귀 스프링(45)으로 이루어진다.

도 25 및 도 26은 본 발명의 제5실시례에 따른 핫런너 밸브장치를 나타낸 단면도로서, 본 실시례는 앞서 설명한 제 4실시례에 따른 핫런너 밸브장치의 구성과 전체적으로 대동소이하며, 다만, 확장 플랜지(37)를 구성함에 있어 앞서 제4실시례와 달리 상,하로 분할 구성하지 않고 도면에 나타내 보인 바와 같이 하나의 싱글 플랜지(37)만 제한적으로 적용한 형태를 제안한 것이다.

한편, 상기 싱글 플랜지(37)는 그 중심으로 상기 직관 형태로 구비되는 런너관(31)의 일단에 상호 끼움조립되어 일체로 결합되며, 외주면에는 실린더(23)의 내벽면에 밀접하게 접촉되어 기밀을 행하기 위한 가스켓(미부호)이 구비된다.

이러한 구성의 제5실시예에 따른 핫런너 밸브장치는 상기 싱글 플랜지(37)를 중심으로 그 상하로 작동압이 작용하게 되며, 이에 따라 상기 싱글 플랜지(37)와 일체로 결합된 런너관(31)의 일체로 연동하여 승강 동작을 수행하게 된다.

도면에 기재된 부호 중 미설명 부호는 앞서 설명한 실시례의 구성요소와 동일한 작용을 실시하는 요소이므로 상세한 설명은 생략한다.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 적용 부위를 변경하여 사용하는 것이 가능하고, 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.

1 : 밸브장치 10 : 매니폴드 10a : 수지로
20 : 노즐 21 : 바디 21a : 설치홀
23 : 실린더 23a,23b : 에어채널 30 : 런너핀
31 : 런너관 31a : 수지유로 31b : 배출홀
31c : 차폐팁 31d : 록킹홈 33 : 플런저
36 : 걸림부 37 : 확장 플랜지 37a,37b : 상·하 플랜지
37ba : 수직단부 하면 40 : 위치고정수단 41 : 하우징
41a,41b : 전·후 에어챔버 41h : 유입홀
43a : 록킹핀 43b : 가동판 45,49 : 스프링
46 : 케이싱 47 : 승강런너록 47a : 볼홈
47b : 가압면 48 : 록킹볼 b : 부싱
g : 게이트 s : 수지

Claims (7)

1. 수지로가 형성된 매니폴드에 연결되어 수지를 금형의 캐비티로 안내하는 것으로 끝단부가 금형의 게이트에 접속하는 관 형상을 갖는 바디 및 이 바디의 일측에 구비되어 외부로부터 승강 작동압을 공급받는 실린더로 이루어진 노즐을 포함하는 핫런너 밸브장치에 있어서,
   상기 노즐(20)의 내부에 승강되게 구비되어 끝단부에 마련된 차폐팁(31c)이 금형의 게이트(g)를 선택적으로 차폐시키는 것으로, 상기 수지로에 연결되어 수지를 차폐팁(31c)의 일측에 마련된 배출홀(31b)을 통해 배출시키는 속이 빈 관 형상의 런너관(31) 및 이 런너관(31)의 일측에 구비되어 작동압에 의해 승강력을 받는 것으로 상기 실린더(23)의 내면에 슬라이드 접촉되면서 상·하로 각각의 작동압이 작용되게 분할하는 플런저(33)로 이루어진 런너핀(30)과;
   상기 실린더(23)의 내부 일측에 설치되어 상기 플런저(33)의 상승 이동을 위한 작동압을 공급받아 상승 위치의 런너핀(30) 일측에 지지력을 작용하여 위치를 고정시키는 위치고정수단(40);
   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 핫런너 밸브장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 바디(21)는 게이트(g)에 근접 배치되는 하단부가 아래쪽을 향하면서 지름이 감소되는 원뿔 형상으로 구비되고 하면은 상기 게이트(g)에 연결되는 취출홀(21b)이 관통 형성되며,
   상기 런너관(31)은 하단부가 상기 바디(21)에 대응하는 원뿔 형상으로 구비되면서 배출홀(31b)을 형성하여 하강시 바디(21)의 내면에 접촉되어 차단되고, 상기 차폐팁(31c)은 상기 취출홀(21b)을 통과하여 상기 게이트(g)에 끼움되는 것에 의해 차폐되는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 핫런너 밸브장치.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 위치고정수단(40)은,
   상기 실린더(23)의 내부 일측에 설치되어 작동압이 유입되는 유입홀(41h)이 형성된 하우징(41)과;
   상기 하우징(41) 내에 전·후 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 것으로 작동압에 의해 전진 이동을 하여 그 일측 끝단이 상기 하우징(41)의 일측을 통과하면서 상기 런너관(31)의 외면 일측에 형성된 록킹홈(31d)에 삽입되어 고정력을 생성하는 록킹핀(43b) 및 이 록킹핀(43b)의 일단에 일체로 구비되어 상기 하우징(41)의 내부 공간을 전·후 분할하는 가동판(43a)으로 이루어진 런너록(43)과;
   상기 하우징(41)의 내부 일측에 설치되어 상기 록킹핀(43b)이 록킹홈(31d)에서 이탈되게 탄성 지지하는 복귀 스프링(45);
   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 핫런너 밸브장치.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 위치고정수단(40)은,
   상기 실린더(23)의 내부 일측에 설치되어 그 내부로 작동압이 유입되는 케이싱(46)과;
   상기 케이싱(46)의 내부에 승강 가능하게 구비되어 작동압에 의해 하강하는 승강런너록(47)과;
   상기 바디(21)의 일측에 형성된 록킹홀(21h)에 구비되어 상기 승강런너록(47)의 승강 위치에 따라 위치 변위를 갖는 것으로, 하강시에는 일측이 볼홈(47a)에 일부 삽입되고 상승 위치에서는 가압면(47b)에 접촉되어 타측에 위치한 상기 런너관(31)의 일측에 형성된 록킹홈(31d)에 삽입되어 고정력을 생성하는 록킹볼(48)과;
   상기 케이싱(46)의 내부 일측에 설치되어 상기 승강런너록(47)에 상승 지지력을 작용하는 스프링(49);
   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 핫런너 밸브장치.
   
5. 제 1항에 있어서, 상기 위치고정수단(40)은,
   선택적으로 승강 작동압을 공급받는 에어채널(23a,23b)이 형성된 실린더(23)와,
   상기 실린더(23)의 개방된 상면을 차폐하는 것으로 중심부에는 런너관(31)이 슬라이드 삽입되도록 지지하는 부싱가이드(pb)가 구비되고, 하측으로는 수직하게 하향 연장되어 일단에 록킹볼(48p)이 삽입되는 볼홈(47a)이 형성된 수직관부(27p)가 구비되는 마감캡(27)과;
   상기 런너관(31)의 일단에 결합되어 일체로 승강 연동되는 요소로, 그 일단은 상기 수직관부(27p)의 내측에 위치되어 상승 위치에서 록킹볼(48p)이 끼움고정되는 볼홈(47a)이 형성된 내측 수직부(33pa) 및 이 내측 수직부(33pa)의 외측에 배치되어 그 외면이 실린더(23)의 내벽에 접촉되는 외측 수직부(33pc)로 이루어진 제1승강체(33p)와;
   상기 수직관부(27p)의 외측과 상기 실린더(23)의 내측벽에 슬라이드 접촉되어 승강되는 요소로, 상기 수직관부(27p)에 접촉하는 내측 수직면에는 하강 위치에서 종 방향으로 록킹볼(48p)이 유동될 수 있도록 홈을 길게 형성하여 된 해제홈(47ph)이 구비되는 제2승강체(47p)와;
   상기 제1승강체(33p)와 제2승강체(47p) 사이에 구비되어 탄성지지력을 작용하는 코일 스프링(49p);
   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 핫런너 밸브장치.
   
6. 제 1항에 있어서, 상기 플런저(33)는,
   상기 런너관(31)의 외면 일측에 확장된 지름을 갖는 걸림부(36)와;
   상기 걸림부(36)를 중심으로 상·하 대응하는 한 쌍의 부재로 구비되어 상·하측으로 승강 작용압을 받는 것으로, 일측은 실린더(23)의 내면에 슬라이드 접촉되게 수평 연장되어 실린더(23)의 내부 공간을 상·하로 분할하고, 타측은 이에 직교하는 수직 방향으로 연장되는 확장 플랜지(37);
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 핫런너 밸브장치.
   
7. 제 6항에 있어서, 상기 확장 플랜지(37)는,
   상기 실린더(23)의 상부공간으로 유입되는 작동압에 의해 하강 작용력을 받는 상플랜지(37a) 및 상기 상플랜지(37a)와 상기 걸림부(36)를 사이에 두고 대응 구비되는 것으로 상기 실린더(23)의 하부공간으로 유입되는 작동압에 의해 상승 작용력을 받는 하플랜지(37b)로 구성되고, 이들 상·하 플랜지(37a,37b)는 상기 실린더(23)의 내벽면에 접촉되는 수평단부 및 이 수평단부에 대해 수직하게 배치되는 수직단부로 이루어지며,
   상기 위치고정수단(40)은 상기 실린더(23)의 내부 일측에 설치되어 작동압이 유입되는 유입홀(41h)이 형성된 하우징(41) 및 이 하우징(41) 내에 전·후 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 것으로 작동압에 의해 전진 이동을 하여 그 일측 끝단이 상기 하우징(41)의 일측을 통과하여 상기 하플랜지(37b)의 수직단부 하면(37ba)에 위치되어 하강되는 것을 방지하는 록킹핀(43b) 및 이 록킹핀(43b)의 일단에 일체로 구비되어 상기 하우징(41)의 내부 공간을 전·후 분할하는 가동판(43a)으로 이루어진 런너록(43) 및 상기 하우징(41)의 내부 일측에 설치되어 상기 록킹핀(43b)이 록킹홈(31d)에서 이탈되게 탄성 지지하는 복귀 스프링(45)으로 이루어지는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 핫런너 밸브장치.

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