KR102150084B1 - 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더에 관한 것이다. 본 발명의 일실시 예에 따른 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더는 용융 수지가 주입되는 게이트가 형성되고, 상기 게이트를 통해 주입된 용융 수지가 유동하는 유로가 내부에 형성되며, 용융 수지를 토출하는 노즐이 하부에 구성된 매니폴드의 상부에 구성되며, 중공부가 마련된 하우징; 상기 중공부에 구성되고, 하부에 밸브 핀이 구비되며, 상기 중공부에 유입된 작동유체에 의해 왕복 운동하는 피스톤; 상기 하우징의 상부에 위치조정용 간극을 두고 구성되며, 중공부와 연통하는 개구부가 형성된 상부플레이트; 상기 상부플레이트와 하우징에 걸쳐 구성되어 상기 하우징의 승강시 이를 안내하는 가이드 부재; 및 상기 하우징을 승강시킬 수 있도록 개구부를 관통하여 중공부에 스크루방식으로 체결되어 회전구동을 통해 하우징을 승강시키는 위치조정용 회전자를 포함한다.

Description

밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더{VALVE PIN ADJUSTER CYLINDER}

본 발명은 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 사출금형의 내부에 용융된 수지를 주입하여 캐비티에 충진하는 밸브 핀의 위치를 조정하기 위한 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더에 관한 것이다.

사출성형시 사출금형에 용융된 수지(이하 '용융 수지')를 공급하는 인젝션(Injection)의 하나인 핫 런너 시스템(Hot Runner System)은 사출금형의 캐비티(Cavity)로 용융 수지를 주입시 용융 수지의 온도를 고온으로 유지하면서 상기 금형 내부에 고압으로 분사시키기 위한 시스템을 지칭하는 것이 일반적이다.

이러한 핫 런너 시스템은 예컨대, 사출성형시 용용 수지가 용융된 상태로 여러 지점을 통해 사출금형 측에 안정적으로 공급될 수 있어 용융 수지의 온도가 낮거나 사출압력이 낮아도 정밀 성형이 가능한 장점이 있다.

여기서 핫 런너 시스템은 용융 수지가 흐르는 유로(Flow Channel)가 내부에 형성되어 상기 유로를 통해 용융 수지를 금형의 캐비티 측에 균일하게 공급하는 매니폴드(Manifold), 용융 수지를 토출하는 노즐(Nozzle)과 밸브 핀(Valve pin) 및 상기 밸브 핀을 구동하는 실린더(Cylinder)를 포함하고 있다.

이에 부가하여 핫 런너 시스템과 함께 조립되어 전체적인 레이아웃을 구성하는 덕트(Duct) 및 상기 덕트에 조립되는 솔레노이드밸브(Solenoid Valve)와 커넥터(Connecter) 등을 더 포함할 수 있다.

한편, 핫 런너 시스템의 밸브 핀은 실린더의 내부에 구성된 피스톤(Piston)과 연동하여 노즐 내에서 승강 운동함으로써, 사출금형의 내부에 용융 수지를 주입하여 캐비티에 충진토록 하는 것이 일반적이다.

여기서 핫 런너 시스템의 밸브 핀은 조립 공차 등에 따라 높낮이가 다른 경우가 발생할 수 있으며, 예컨대 멀티 게이트의 구성하에서의 밸브 핀의 높낮이가 서로 다르면, 사출금형에 주입되는 용융 수지의 주입량에 편차가 발생할 수 있다.

일례로서, 사출금형의 멀티 게이트에 대응하기 위하여 핫 런너 시스템에 적어도 둘 이상으로 구성되어 있는 밸브 핀의 높낮이가 저마다 다르다면, 용융 수지의 주입량에 편차가 발생할 수 있고, 이는 결과적으로 성형품질의 저하를 유발하는 인자로 작용하므로, 그 위치를 조정하여 운용하고 있다.

즉 사출금형의 멀티 게이트에 용융 수지를 균일하게 주입하여 우수한 품질의 성형품을 성형하기 위해서는 밸브 핀의 높낮이가 서로 다른 경우가 발생하지 않도록 그 위치를 조정하는 것이 무엇보다 우선되어야 할 과제라 할 수 있다.

그러나 종래기술에 따른 핫 런너 시스템의 실린더는 분해조립을 통해서 밸브 핀의 위치조정이 가능한 구성으로서, 조립시 발생하는 공차 등에 따라 밸브 핀의 높낮이가 다른 것을 감안하면, 효과적인 위치조정에는 도달하지 못하고 있다.

예컨대, 실린더를 분해하여 밸브 핀의 위치를 균일하게 조정하더라도 상기 실린더의 조립과정에서 발생하는 공차 등에 따라 밸브 핀의 높낮이에 차이가 발생할 수 있으므로, 결과적으로 정도의 차이가 있을 뿐, 여전히 밸브 핀의 높낮이는 다르게 된다.

또한, 밸브 핀의 위치조정을 위한 실린더의 분해조립은 유압이나 공압에 의해 구동하는 실린더의 특성상 누유가 발생할 우려가 있으며, 장기적인 관점에서 부품의 수명을 단축하는 요인이 될 수 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1336279호

본 발명의 일 측면은 구조개선을 통해 분해조립 없이 밸브 핀의 위치를 용이하게 조정할 수 있도록 한 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더를 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 측면은 매니폴드의 특성을 고려한 구조개선을 통해 열전달을 용이하게 방지할 수 있도록 한 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 달성하기 위하여,

본 발명의 일실시 예에 따른 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더는 용융 수지가 주입되는 게이트(Gate)가 형성되고, 상기 게이트를 통해 주입된 용융 수지가 유동하는 유로(Flow Channel)가 내부에 형성되며, 용융 수지를 토출하는 노즐(Nozzle)이 하부에 구성된 매니폴드(Manifold)의 상부에 구성되며, 관통 형성된 중공부가 내부에 마련된 하우징(Housing);

상기 중공부에 구성되고, 하부에 밸브 핀(Valve Pin)이 구비되며, 상기 중공부에 유입된 작동유체에 의해 왕복 운동하는 피스톤(Piston);

상기 하우징의 상부에 위치조정용 간극(Gap)을 두고 구성되며, 중공부와 연통하는 개구부가 형성된 상부플레이트(Top Plate);

상기 상부플레이트와 하우징에 걸쳐 구성되어 상기 하우징의 승강시 이를 안내하는 가이드 부재(Guide);

상기 하우징을 승강시킬 수 있도록 하부가 개구부를 관통하여 중공부에 스크루방식(Screw type)으로 체결되고, 상부플레이트에 단속되는 원판형태의 스토퍼부가 상부에 구성되어 상기 스토퍼부를 통한 제자리에서의 회전구동을 통해 하우징을 승강시키는 위치조정용 회전자(Adjuster); 및
상기 상부플레이트의 상부에 구성되어 위치조정용 회전자와의 결합을 통해 상기 위치조정용 회전자의 풀림을 방지하는 풀림방지용 링(Prevent Rotation Ring);
을 포함하며,

상기 풀림방지용 링은 내주에 폴리곤 형상의 제1 요철부가 형성되고, 치합구조를 구성하도록 상기 제1 요철부와 대응하는 제2 요철부가 위치조정용 회전자의 외주에 형성될 수 있다.

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또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더에 있어서, 상기 노즐은 외주에 히팅라인을 구성하되, 상기 히팅라인은 나선형으로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더에 있어서, 상기 노즐은 하부 내측에 구성되어 용융 수지를 토출하는 노즐 팁(Nozzle Tip); 및

상기 노즐 팁의 분리를 방지할 수 있도록 노즐의 하단부에 스크루방식으로 체결된 유니온(Union);

을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더에 있어서, 상기 하우징은 중공부가 마련되며, 상기 중공부를 중심으로 가이드 부재가 배열 구성된 외부 하우징(Outer Housing); 및

상기 외부 하우징의 하부에 구성되며, 피스톤의 하부를 수용할 수 있도록 중공부와 연통하는 관통부가 마련된 하부 하우징(Bottom Housing);

을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더에 있어서, 상기 하우징은 작동유체의 누설을 방지할 수 있도록 위치조정용 회전자와 외부 하우징 사이에 구성된 제1 오링(O-Ring), 상기 외부 하우징과 피스톤 사이에 구성된 제2 오링, 상기 외부 하우징과 하부 하우징 사이에 구성된 제3 오링 및 상기 하부 하우징과 피스톤 사이에 이중으로 구성된 제4 오링;

을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더에 있어서, 상기실린더 내부 작동유체를 순환시키는 프리 쿨링 시스템(Free Cooling System);

을 더 포함하며,

상기 프리 쿨링 시스템은 피스톤을 관통하여 구성된 유동공간;

상기 유동공간의 상부에 결합 구성되며, 내부에 순환 유로가 관통 형성된 밸브 부재;

상기 유동공간의 하부에 수용 구성되어 유동공간에 유입되는 작동유체를 통해 승강하는 체크 밸브(Check Valve);

를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더에 있어서, 상기 유동공간은 제2 오링이 외주에 구성되며, 피스톤의 상부에 돌출 구성되는 돌출부에 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더에 있어서, 상기 위치조정용 회전자는 상부중심에 다각형의 체결공간이 구성될 수 있다.

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또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더에 있어서, 상기 매니폴드와 하우징 사이에 구성되어 상기 하우징에 매니폴드의 열이 전달되는 것을 방지하는 냉각수단;

을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더에 있어서, 상기 냉각수단은 하우징의 하부에 위치조정용 간극을 두고 구성되며, 중공부와 연통하게 형성되어 밸브 핀이 통과하는 통로부가 중심부에 형성되고, 내부에 냉각 유로가 형성된 냉각플레이트(Cooling Plate); 및

상기 냉각플레이트의 외부에 구성되어 냉각 유로에 냉각매체를 공급하는 냉각라인(Cooling Line);

을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더에 있어서, 상기 매니폴드는 용융 수지를 가열하며, 전원부가 일체형으로 구성된 히터가 측면 양측에 매설될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더에 있어서, 상기 매니폴드는 상부에 구성되어 밸브 핀의 승강을 안내하는 핀 가이드(Pin Guide); 및

상기 핀 가이드의 외부에 구성된 핀 가이드 부시(Pin Guide Bush);

를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더에 있어서, 상기 냉각플레이트의 상부에 가이드 부재의 하단이 삽입되며, 상기 가이드 부재는 가이드 파이프(Guide Pipe)로 구성되고, 상부플레이트에서 삽입되어 냉각플레이트에 체결되는 롱볼트(Long Bolt)를 통해 상기 냉각플레이트에 고정결합될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더에 있어서, 상기 위치조정용 회전자는 표면에 회전위치표시를 위한 눈금자가 방사상으로 배열 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더에 있어서, 상기 위치조정용 회전자는 눈금자의 한 칸당 밸브 핀을 0.05㎜ 이동시킬 수 있다.

이러한 해결 수단은 첨부된 도면에 의거한 다음의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로부터 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.

본 발명의 일실시 예에 따르면, 실린더의 분해작업 없이 하우징의 외부에서 밸브 핀의 위치를 용이하게 조정 가능함으로써, 예컨대 핫 런너 시스템에서 밸브 핀 간의 높낮이가 서로 달라 발생하는 문제점을 용이하게 해결할 수 있다.

따라서 핫 런너 시스템의 신뢰성을 효과적으로 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 실린더의 유지보수가 용이하고 예컨대, 내부부품 등의 교체주기를 연장할 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시 예에 따르면, 매니폴드와 하우징 사이에 냉각수단이 구성되어 하우징을 냉각시킴으로써, 냉각효과를 통한 실린더 및 작동유체의 온도상승을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 핀 가이드를 동시에 냉각시킬 수 있어 밸브 핀과 핀 가이드 사이에 발생할 수 있는 용융 수지의 누설방지에 효과적이다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더를 결합하여 나타내 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더를 결합하여 나타내 보인 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더를 분해하여 나타내 보인 사시도.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 피스톤을 나타내 보인 단면도.
도 5의 (a) 및 (b)는 도 4의 요부를 확대하여 나타내 보인 단면도.
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더를 위에서 바라봤을 때를 나타내 보인 평면도.
도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더를 통한 밸브 핀의 위치조정을 나타내 보인 단면도.
도 8은 도 7의 요부를 확대하여 나타내 보인 단면도.

본 발명의 특이한 관점, 특정한 기술적 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 구체적인 내용과 일실시 예로부터 더욱 명백해 질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 일실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하, 본 발명의 일실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 6에서 보듯이, 본 발명의 일실시 예에 따른 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더(3)는 용융 수지가 게이트(1a)를 통해 주입되고, 용융 수지가 유동하는 일종의 통로인 유로(1b)를 통해 균일하게 분배하여 하부의 노즐(2)로 공급하는 매니폴드(1)의 상부에 구성되어 유압 또는 공압으로 밸브 핀(4)을 상기 노즐(2) 내에서 승강시키게 된다.

이를 위하여 상기 실린더(1)는 매니폴드(1)의 상부에 구성되며, 내부에 작동유체가 유입되는 중공부(11)가 내부에 마련된 하우징(10), 상기 중공부(11)에 구성되고 하부에 밸브 핀(4)이 구비되며, 중공부(11)에 유입된 작동유체에 의한 유압 또는 공압에 의해 상하로 왕복 운동하는 피스톤(20) 및 상기 하우징(10)의 상부에 위치조정용 간극(G)을 두고 구성되며, 관통 형성된 중공부(11)와 연통하는 개구부(31)가 형성된 상부플레이트(30)를 포함한다.

또한, 상부플레이트(30)와 하우징(10)에 걸쳐 구성되어 상기 하우징(10)의 승강을 안내하는 가이드 부재(40) 및 상기 하우징(10)을 승강시킬 수 있도록 개구부(31)를 관통하여 중공부(11)에 하부가 스크루방식으로 체결되어 제자리에서의 회전구동을 통해 하우징(10)을 승강시키는 위치조정용 회전자(50)를 포함한다.

이에 부가하여 상부플레이트(30)의 상부에 구성되어 위치조정용 회전자(50)와의 결합을 통해 상기 위치조정용 회전자(50)의 풀림을 방지하는 풀림방지용 링(60)을 더 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 풀림방지용 링(60)과 위치조정용 회전자(50) 사이에 치합구조를 구성하여 상기 위치조정용 회전자(50)의 회전을 방지할 수 있다.

상기 하우징(10)은 실린더(3)를 구성하는 일종의 모체로서, 예컨대 횡단면이 원통형 또는 다각형으로 형성될 수 있으며, 내부에 마련된 중공부(11)를 통해 피스톤(20) 및 상기 피스톤(20)의 하부에 구비된 밸브 핀(4)을 승강 가능하게 수용하는 한편 상기 피스톤(20)을 왕복 운동시키는 작동유체가 유입되도록 구성된다.

즉 상기 하우징(10)의 외부에 유체공급라인(10c)을 연결하고, 상기 유체공급라인(10c)과 중공부(11)를 상호 연통시킴으로써, 유체공급라인(10c)을 통해 유입된 작동유체의 유압 또는 공압에 의해 피스톤(20)의 왕복 운동이 용이하게 이루어질 수 있게 된다.

이러한 하우징(10)은 예컨대, 단일구성이거나 유지보수를 용이하게 할 목적으로 분리구성일 수 있다. 그리고 분리구성의 하우징(10)은 외부 하우징(10a)과 하부 하우징(10b)을 포함할 수 있으며, 이를 도시하여 나타내 보이고 있다.

더욱 구체적으로 외부 하우징(10a)은 중공부(11)가 내부에 마련된 다면체로 구성되어 제공되며, 상기 중공부(11)에 피스톤(20)이 상하로 왕복 운동 가능하게 수용되고, 중공부(11)를 중심으로 4개의 가이드 부재(40)가 각 꼭짓점 측에 배열 구성될 수 있다. 그리고 하부 하우징(10b)은 외부 하우징(10a)의 내측 하부에 구성되며, 상기 피스톤(20)의 하부를 수용할 수 있도록 중공부(11)와 연통하는 관통부(12)가 마련되어 제공될 수 있다.

또한, 상기 하우징(10)은 작동유체의 누설을 방지할 수 있도록 위치조정용 회전자(50)와 외부 하우징(10a) 사이에 제1 오링(13)이 구성될 수 있으며, 상기 외부 하우징(10a)과 피스톤(20) 사이에 제2 오링(14)이 구성될 수 있다. 그리고 상기 외부 하우징(10a)과 하부 하우징(10b) 사이에 제3 오링(15)이 구성될 수 있으며, 상기 하부 하우징(10b)과 피스톤(20) 사이는 제4 오링(16)을 이중으로 구성하여 제공할 수 있다.

따라서 본 발명의 일실시 예에 따르면, 하우징(10)의 구조개선을 통해 피스톤(20)의 용이한 왕복 운동을 통한 밸브 핀(4)의 동작신뢰성을 향상시킬 수 있음은 물론이고, 상기 하우징(10)의 유지보수가 용이함으로써, 실린더(3)의 전반적인 유지관리 측면에서 개선된 효과가 있다.

한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 피스톤(20)은 유압 또는 공압에 의해 왕복 운동함으로써, 하부에 구비된 밸브 핀(4)을 승강시키게 된다. 예컨대 상기 피스톤(20)과 밸브 핀(4)은 체결구조로서, 피스톤(20)의 하부에 갈고리모양을 형성하고, 밸브 핀(4)의 상부에 갈고리모양에 대응하는 홈을 가공하여 상기 밸브 핀(4)의 회동을 통해 상호 체결되는 방식으로 구성될 수 있다.

다만, 이는 하나의 예로서, 피스톤(20)의 하부에 밸브 핀(4)을 구비하기 위한 체결구조를 반드시 이로 한정하는 것은 아님을 사전에 밝혀둔다.

여기서 유압방식의 실린더(3)는 내부 작동유체를 순환시켜 냉각함으로써, 예컨대 실린더(3) 온도저하작용을 통해 냉각효율을 향상시키고, 작동유체를 냉각시키며, 오링(O-Ring) 등으로 실시되는 실링 부품(Sealing Parts)을 보호하는 프리 쿨링 시스템(Free Cooling System)을 포함할 수 있다.

상기 프리 쿨링 시스템은 피스톤(20) 내에 체크 밸브(Check Valve) 구조를 적용함으로써, 용이하게 실시 가능하다. 다만, 이하의 구체적인 내용은 하나의 예로써, 프리 쿨링 시스템을 반드시 이로 한정하는 것은 아니다.

예컨대, 피스톤(20)의 상부에 돌출 형성되어 구성되며, 제2 오링(14)이 구성되는 돌출부(21)를 가공함으로써, 내주가 나사산 형태이며, 상기 돌출부(21)를 관통하는 유동공간(22)을 구성하게 된다. 그리고 순환 유로(24)가 내부에 관통 형성되며, 외주가 나사산 형태인 밸브 부재(23)를 유동공간(22)의 상부에 나사 결합하여 구성하고, 상기 유동공간(22)의 하부에 구형의 체크 밸브(25)를 수용 구성하게 된다.

여기서 상기 유동공간(22)의 하부 및 순환 유로(24)의 하부(24a)는 체크 밸브(25)의 직경보다 상대적으로 작게 형성하여 게이트(1a) 닫힘 시 상기 체크 밸브(25)가 유동공간(22)에서 분리되는 것을 방지하게 된다. 그리고 상기 순환 유로(24)는 게이트(1a) 개방시 작동유체를 따라 상승하는 체크 밸브(25)에 의해 막히지 않도록 하부(24a)를 사선방향으로 구성하고, 이보다 상대적으로 상부(24b)의 직경을 넓게 구성할 수 있다.

따라서 본 발명의 일실시 예에 따르면, 프리 쿨링 시스템을 통해 예컨대, 개별 냉각플레이트를 사용하지 않고도 작동유체의 온도를 용이하게 유지할 수 있게 된다.

이러한 피스톤(20)과 연동하여 승강하는 밸브 핀(4)은 상부가 상기 피스톤(20)에 체결되는 한편 하부는 매니폴드(1)의 하부에 구성된 노즐(2) 내에 위치하여 승강을 통해 용융 수지를 토출하게 된다.

여기서 상기 노즐(2)은 예컨대, 매니폴드(1)의 하부에 스크루방식으로 고정결합될 수 있으며, 용융 수지의 용융상태를 용이하게 유지할 수 있도록 외주에 나선형 히팅라인(2c)이 구성될 수 있다.

또한, 노즐(2)은 하부 내측에 노즐 팁(2a)이 구성되어 밸브 핀(4)의 승강시 용융 수지를 토출하게 되며, 상기 노즐 팁(2a)의 분리를 방지할 목적으로 노즐(2)의 하단부에 유니온(2b)이 스크루방식으로 체결되어 제공될 수 있다.

예컨대, 게이트(1a)를 통해 매니폴드(1)에 주입된 용융 수지는 상기 매니폴드(1)의 내부에 형성된 유로(1b)를 따라 유동하면서 노즐(2)으로 공급되고, 실린더(3)를 통한 밸브 핀(4)의 승강을 통해 노즐 팁(2a)을 거쳐 사출금형의 캐비티(Cavity) 측으로 충진됨으로써, 성형품을 양산할 수 있게 된다.

이때 상기 밸브 핀(4)은 피스톤(20)과의 조립 공차나 실린더(3)의 조립시 발생하는 공차 등에 따라 높낮이가 다른 경우가 발생할 수 있으며, 예컨대 멀티 게이트의 구성하에서의 밸브 핀(4)의 높낮이가 서로 다르면, 사출금형에 주입되는 용융 수지의 주입량에 편차가 발생할 수 있다.

일례로서, 사출금형의 멀티 게이트에 대응하기 위하여 적어도 둘 이상으로 구성되어 있는 밸브 핀(4)의 높낮이가 저마다 다르다면, 용융 수지의 주입량에 편차가 발생할 수 있고, 이는 결과적으로 성형품질의 저하를 유발하는 인자로 작용하므로, 그 위치를 조정하여 운용하게 된다.

이를 위하여 본 발명의 일실시 예에 따른 하우징(10) 및 상기 하우징(10)의 상부에 구성되는 상부플레이트(30)는 위치조정용 간극(G)을 두고 구성되며, 상기 상부플레이트(30)와 하우징(10)에 걸쳐 가이드 부재(40)를 구성하게 된다. 그리고 상부플레이트(30)의 중심부에 형성된 개구부(31)를 관통하여 중공부(11)에 위치조정용 회전자(50)의 하부를 스크루방식으로 체결하여 상기 위치조정용 회전자(50)를 제자리에서 회전구동시킴으로써, 하우징(10)을 승강시켜 밸브 핀(4)의 위치를 조정하게 된다.

즉 상기 상부플레이트(30)는 중공부(11)와 연통하는 개구부(31)가 중심부에 형성되어 가이드 부재(40)를 통해 하우징(10)의 상부에 위치조정용 간극(G)을 형성하면서 구성된다.

상기 가이드 부재(40)는 상부플레이트(30)와 하우징(10)에 걸쳐 구성됨으로써, 하우징(10)의 승강을 안내하게 된다. 이러한 가이드 부재(40)는 원통형의 가이드 파이프로 구성될 수 있으며, 상기 가이드 부재(40)보다 길이가 상대적으로 긴 롱볼트(41)를 통해 상부플레이트(30)에 상부가 고정결합될 수 있다.

상기 위치조정용 회전자(50)는 회전구동을 통해 하우징(10)을 승강시킬 수 있도록 육각형으로 실시되는 다각형의 체결공간(50a)이 상부중심에 홈의 형태로 형성되어 상기 하우징(10)의 중공부(11)에 하부가 스크루방식으로 체결된다. 반대로 상기 체결공간(50a) 대신 위치조정용 회전자(50)의 상부에 다각형의 돌기를 형성하고, 이를 잡아 회전시키는 방법으로 상기 위치조정용 회전자(50)를 회전구동시킬 수 있다.

여기서 위치조정용 회전자(50)는 제자리에서 회전구동되는 반면, 하우징(10)은 상기 위치조정용 회전자(50)를 따라 승강이 이루어질 수 있도록 위치조정용 회전자(50)와 상부플레이트(30) 사이에 스토퍼구조가 구성될 수 있다.

예컨대, 상기 위치조정용 회전자(50)의 상부에 스토퍼부(52)가 원판형태로 형성되고, 상기 스토퍼부(52)와 대응하도록 상부플레이트(30)의 상부를 원판형태로 가공함으로써, 스토퍼부(52)를 단속하게 된다.

따라서 본 발명의 일실시 예에 따르면, 실린더(3)의 분해작업 없이 하우징(10)의 외부에서 위치조정용 회전자(50)를 제자리 회전시키는 회전구동만으로 상기 밸브 핀(4)의 위치를 용이하게 조정 가능함으로써, 예컨대 핫 런너 시스템에서 밸브 핀(4) 간의 높낮이가 서로 달라 발생하는 문제점을 해결할 수 있을 뿐만 아니라 실린더(3)의 유지보수가 용이하고 예컨대, 내부부품 등의 교체주기를 연장할 수 있다.

여기서 상기 스토퍼부(52)를 통한 위치조정용 회전자(50)의 회전구동을 통해 하우징(10)을 승강시켜 밸브 핀(4)의 위치조정이 완료되면, 상기 위치조정용 회전자(50)의 풀림을 방지할 수 있도록 상부플레이트(30)에 풀림방지용 링(60)을 예컨대, 통상의 체결수단인 볼트(Bolt)를 통해 체결하게 된다.

즉 상기 풀림방지용 링(60)은 밸브 핀(4)의 위치조정이 완료시 위치조정용 회전자(50)의 풀림을 방지할 목적으로 제공되는 것으로서, 예컨대 내주에 폴리곤 형상의 제1 요철부(61)가 형성되고, 상기 제1 요철부(61)와 대응하는 제2 요철부(51)가 위치조정용 회전자(50)의 외주에 형성되어 일종의 치합구조를 구성함으로써, 상기 위치조정용 회전자(50)의 풀림을 방지하게 된다.

다만, 이는 하나의 예로서, 풀림방지용 링(60)을 통한 위치조정용 회전자(50)의 풀림방지구조를 제1,2 요철부(61)(51)로 한정하는 것은 아니며, 상기 제1,2 요철부(61)(51)의 형상 역시 폴리곤 형상으로 한정하는 것은 아니다.

따라서 본 발명의 일실시 예에 따르면, 풀림방지용 링(60)을 통해 밸브 핀(4)의 위치조정과 관련된 신뢰성을 효과적으로 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 실린더(3)는 전술한 바와 같이, 매니폴드(1)의 상부에 구성되어 운용된다. 따라서 용융 수지의 용융상태를 유지할 수 있도록 히터(1c)가 구성된 매니폴드(1)의 열이 전달될 수 있으며, 이러한 열전달에 의하여 실린더(3) 및 작동유체의 온도가 상승할 수 있고, 오링으로 대표되는 내부부품의 수명이 단축될 수 있으며, 이로 인한 용융 수지의 누설 등이 발생할 수 있다.

여기서 상기 히터(1c)는 전원부(1d)가 일체형으로 구성될 수 있으며, 매니폴드(1)의 측면 양측에 매설될 수 있다. 그리고 예컨대, 이러한 구성하에서의 매니폴드(1)는 용융 수지의 용융상태를 유지하는 데에는 용이함이 있는 반면, 하우징(10)에 열이 전달될 수 있다.

이러한 열전달을 방지할 수 있도록 본 발명의 일실시 예에 따른 실린더(3)는 하우징(10)과 매니폴드(1) 사이에 구성되어 상기 하우징(10)을 냉각시키는 냉각수단(70)을 더 포함할 수 있다.

상기 냉각수단(70)은 예컨대, 하우징(10)의 승강이 용이하게 이루어지도록 상기 하우징(10)의 하부에 위치조정용 간극(G)을 두고 구성되며, 중공부(11)와 연통하여 형성되어 밸브 핀(4)이 통과하는 통로부(71a)가 중심부에 형성되고, 내부에 냉각 유로(72)가 형성된 냉각플레이트(71) 및 상기 냉각플레이트(71)의 외부에 구성되어 냉각 유로(72)에 냉각매체를 공급하는 냉각라인(73)을 포함할 수 있다.

상기 냉각플레이트(71)는 하우징(10)과 일체감이 있도록 외부형상이 외부 하우징(10a)과 대응하게 구성될 수 있으며, 상부에 가이드 부재(40)의 하단이 삽입될 수 있다. 그리고 상부플레이트(30)에서 삽입되는 롱볼트(41)의 하단이 상부에 나사 체결되도록 구성될 수 있으며, 매니폴드(1)와 볼트 체결되어 상부에 배치되도록 구성될 수 있다. 이러한 냉각플레이트(71)는 냉각블록(Cooling Block)으로 지칭될 수 있다.

따라서 본 발명의 일실시 예에 따르면, 냉각라인(73)을 통해 냉각매체가 냉각 유로(72)로 공급되어 냉각플레이트(71)를 냉각시킴으로써, 매니폴드(1)의 열이 하우징(10)에 전달되는 것을 방지할 수 있으며, 이로 인해 밸브 핀(4)의 승강을 안내하기 위하여 매니폴드(1)의 상부에 구성되는 핀 가이드(1e) 및 핀 가이드 부시(1f)의 수명 역시 용이하게 연장시킬 수 있다.

즉 매니폴드(1)는 밸브 핀(4)의 승강을 안내할 목적으로 예컨대, 상부에 핀 가이드(1e)가 구성되고, 상기 핀 가이드(1e)의 외부에 핀 가이드 부시(1f)가 구성될 수 있다.

따라서 상기 매니폴드(1)와 하우징(10) 사이에 냉각수단(70)이 구성되면, 더욱이 상기 핀 가이드 부시(1f)와 핀 가이드(1e)의 상부를 수용토록 냉각수단(70)이 구성되면, 냉각효과로서 핀 가이드 부시(1f)와 핀 가이드(1e)의 수명을 연장할 수 있을 뿐만 아니라 상기 핀 가이드(1e)와 밸브 핀(4) 사이에 발생할 수 있는 용융 수지의 누설을 방지할 수 있다.

도 7 내지 8에서 보듯이, 본 발명의 일실시 예에 따른 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더(1)는 예컨대, 육각 렌치(L)를 체결공간(50a)에 삽입체결하여 위치조정용 회전자(50)를 일 방향으로 회전시키는 방법으로, 밸브 핀(4)의 위치를 조정하게 된다.

즉 상기 위치조정용 회전자(50)의 회전구동으로 인해 이와 스크루방식으로 체결된 외부 하우징(10a)이 가이드 부재(40)에 안내되어 승강하게 되고, 상기 외부 하우징(10a)의 승강으로 인해 피스톤(20)이 위치가 조정되어 결과적으로 상기 피스톤(20)과 연동하도록 구성된 밸브 핀(4)의 위치가 조정된다.

여기서 상기 위치조정용 회전자(50)는 표면에 회전위치표시를 위한 눈금자(50b)가 방사상으로 배열 구성될 수 있으며, 이를 보면서 밸브 핀(4)의 위치를 조정할 수 있어 조작편리성 측면에서 용이함이 있다.

예컨대, 위치조정용 회전자(50)는 눈금자(50b)의 한 칸당 밸브 핀(4)을 0.05㎜ 이동시킬 수 있다. 그리고 상기 위치조정용 회전자(50)를 통한 밸브 핀(4)의 위치조정이 완료되면, 상부플레이트(30)에 풀림방지용 링(60)을 설치하여 위치조정용 회전자(50)와 결합시킴으로써, 상기 위치조정용 회전자(50)의 풀림을 방지하게 된다.

따라서 본 발명의 일실시 예에 따르면, 하우징(10)의 외부로 노출된 위치조정용 회전자(50)를 회전구동시켜 하우징(10)을 승강시키는 방법으로 밸브 핀(4)의 위치조정이 가능함으로써, 조작이 편리하고 실린더(3)의 유지보수가 용이하여 밸브 핀(4)의 위치조정과 관련된 신뢰성 향상 측면에서 효과적이다.

이상 본 발명을 일실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더는 이에 한정되지 않는다. 그리고 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", 또는 "가지다", 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 해당 구성요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.

또한, 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능하다. 따라서, 본 발명에 개시된 일실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 일실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 - 매니폴드 1a - 게이트
1b - 유로 1c - 히터
1d - 전원부 1e - 핀 가이드
1f - 핀 가이드 부시 2 - 노즐
2a - 노즐 팁 2b - 유니온
2c - 히팅라인 3 - 실린더
4 - 밸브 핀 10 - 하우징
10a - 외부 하우징 10b - 하부 하우징
10c - 유체공급라인 11 - 중공부
12 - 관통부 13 - 제1 오링
14 - 제2 오링 15 - 제3 오링
16 - 제4 오링 20 - 피스톤
21 - 돌출부 22 - 유동공간
23 - 밸브 부재 24 - 순환 유로
24a - 순환 유로의 하부 24b - 순환 유로의 상부
25 - 체크 밸브 30 - 상부플레이트
31 - 개구부 40 - 가이드 부재
41 - 롱볼트 50 - 위치조정용 회전자
50a - 체결공간 50b - 눈금자
51 - 제2 요철부 52 - 스토퍼부
60 - 풀림방지용 링 61 - 제1 요철부
70 - 냉각수단 71 - 냉각플레이트
71a - 통로부 72 - 냉각 유로
73 - 냉각라인 G - 위치조정용 간극
L - 렌치

Claims (11)

1. 용융 수지가 주입되는 게이트가 형성되고, 상기 게이트를 통해 주입된 용융 수지가 유동하는 유로가 내부에 형성되며, 용융 수지를 토출하는 노즐이 하부에 구성된 매니폴드의 상부에 구성되며, 관통 형성된 중공부가 내부에 마련된 하우징;
   상기 중공부에 구성되고, 하부에 밸브 핀이 구비되며, 상기 중공부에 유입된 작동유체에 의해 왕복 운동하는 피스톤;
   상기 하우징의 상부에 위치조정용 간극을 두고 구성되며, 중공부와 연통하는 개구부가 형성된 상부플레이트;
   상기 상부플레이트와 하우징에 걸쳐 구성되어 상기 하우징의 승강시 이를 안내하는 가이드 부재;
   상기 하우징을 승강시킬 수 있도록 하부가 개구부를 관통하여 중공부에 스크루방식으로 체결되고, 상부플레이트에 단속되는 원판형태의 스토퍼부가 상부에 구성되어 상기 스토퍼부를 통한 제자리에서의 회전구동을 통해 하우징을 승강시키는 위치조정용 회전자; 및
   상기 상부플레이트의 상부에 구성되어 위치조정용 회전자와의 결합을 통해 상기 위치조정용 회전자의 풀림을 방지하는 풀림방지용 링;
   을 포함하며,
   상기 풀림방지용 링은 내주에 폴리곤 형상의 제1 요철부가 형성되고, 치합구조를 구성하도록 상기 제1 요철부와 대응하는 제2 요철부가 위치조정용 회전자의 외주에 형성된 것을 특징으로 하는 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 하우징은 중공부가 마련되며, 상기 중공부를 중심으로 가이드 부재가 배열 구성된 외부 하우징; 및
   상기 외부 하우징의 하부에 구성되며, 피스톤의 하부를 수용할 수 있도록 중공부와 연통하는 관통부가 마련된 하부 하우징;
   을 포함하는 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 실린더 내부 작동유체를 순환시키는 프리 쿨링 시스템;
   을 더 포함하며,
   상기 프리 쿨링 시스템은 피스톤을 관통하여 구성된 유동공간;
   상기 유동공간의 상부에 결합 구성되며, 내부에 순환 유로가 관통 형성된 밸브 부재;
   상기 유동공간의 하부에 수용 구성되어 유동공간에 유입되는 작동유체를 통해 승강하는 체크 밸브;
   를 포함하는 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 위치조정용 회전자는 상부중심에 다각형의 체결공간이 구성된 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더.
   
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 매니폴드와 하우징 사이에 구성되어 상기 하우징에 매니폴드의 열이 전달되는 것을 방지하는 냉각수단;
   을 더 포함하는 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 냉각수단은 하우징의 하부에 위치조정용 간극을 두고 구성되며, 중공부와 연통하게 형성되어 밸브 핀이 통과하는 통로부가 중심부에 형성되고, 내부에 냉각 유로가 형성된 냉각플레이트; 및
   상기 냉각플레이트의 외부에 구성되어 냉각 유로에 냉각매체를 공급하는 냉각라인;
   을 더 포함하는 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더.
   
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 매니폴드는 상부에 구성되어 밸브 핀의 승강을 안내하는 핀 가이드; 및
   상기 핀 가이드의 외부에 구성된 핀 가이드 부시;
   를 더 포함하는 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더.
   
10. 청구항 8에 있어서,
    상기 냉각플레이트의 상부에 가이드 부재의 하단이 삽입되며, 상기 가이드 부재는 가이드 파이프로 구성되고, 상부플레이트에서 삽입되어 냉각플레이트에 체결되는 롱볼트를 통해 상기 냉각플레이트에 고정결합된 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더.
    
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 위치조정용 회전자는 표면에 회전위치표시를 위한 눈금자가 방사상으로 배열 구성된 밸브 핀의 위치조정이 가능한 실린더.

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