KR200292668Y1 - 사출 성형기용 밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 사출 성형기용 밸브장치를 개시한다.

이러한 사출 성형기용 밸브장치는 관형상으로 중심에 마련된 공간부의 주위로 수지유로가 형성되고, 선단부에는 공간부 및 수지유로와 연결되는 게이트를 구비한 팁부가 마련되며, 상단 외주연에는 등간격으로 공간부와 연결되는 장공의 슬릿이 형성된 밸브바디와, 상기 밸브바디의 공간부에 설치되어 승,하강 동작에 의해 게이트 개폐를 단속하는 것으로 일단은 게이트 상에 위치되고 타단은 수직하게 연장되며 그 일단에서 수평 방향으로 연장되어 슬릿을 통해 밸브바디의 외부로 돌출되는 복수개의 연장부 및 이 연장부의 끝단이 내주면으로 연결되며 외주연에는 나사부가 형성된 가이드 연동부로 이루어지는 밸브핀과, 상기 밸브바디의 상단 외주연에 위치되어 일단이 밸브바디의 일측에 결합되어 고정되고 공압에 의해 회전을 이루는 로터의 중심 내주연으로 상기 가이드 연동부가 나사 체결되어 로터의 정·역 회전시 가이드 연동부를 승,하강 시키는 에어모터로 구성된다.

Description

사출 성형기용 밸브장치{valve system for injection molding}

본 고안은 사출 성형기용 밸브장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 밸브핀을 구동시키는 구동원을 밸브바디의 외측으로 구비시키는 것에 의해 밸브바디의 구조를 간소화시킬 수 있도록 하는 사출 성형기용 밸브장치에 관한 것이다.

일반적으로 사출 성형기용 밸브장치는 수지를 용융한 형체 실린더로부터 수지를 공급받아 금형의 캐비티로 주입하는 장치로서, 이러한 사출 성형기용 밸브장치는 밸브 핀의 승,하강 동작에 의해 게이트를 개폐하도록 구성되어지며, 성형품의 수량에 따라 비교적 여러개를 일시에 성형하는 경우에는 매니폴드를 통해 수지를 공급받는 매니폴드형과, 단품 생산을 하는 경우에는 실린더로부터 수지를 공급받는 실린더형으로 대별된다.

도 1은 종래 기술에 따른 유공압을 이용한 사출 성형기용 밸브장치를 나타낸 단면도이다. 도시된 바와 같이 종래의 사출 성형기용 밸브장치는 크게 구동부(100)와 밸브 바디(150)로 구성되며, 상기 구동부(100)는 외부로부터 압축공기를 공급받기 위하여 복수개의 니플(110)이 돌출 형성되는 구조이고, 그 내부는 압축공기의 누출을 방지하기 위한 기밀구조로 이루어진다. 이러한 구동부(100)는 외부로부터 공급되어지는 압축공기에 의해 승,하강이 이루어지는 밸브 핀(120)이 구비되며, 이때의 밸브 핀(120)은 하측으로 연장되어 밸브 바디(150) 내에 형성된 수지유로(160) 상에 위치되어진다.

한편, 밸브 바디(150)는 통상의 실린더 형태로 제공되어지며, 상단이 구동부(100)에 기밀을 유지하며 결합되는 구성이다. 이러한 밸브 바디(150)는 내부에 실린더(미도시)로부터 수지를 공급받아 금형으로 안내하기 위한 수지유로(160)가 형성되며, 그 선단부에는 상기 수지유로(160)와 연결되면서 밸브 핀(120)의 하단부가 위치되는 게이트(170)가 형성된다.

이와 같이 구성되는 종래의 사출 성형기용 밸브장치는 압축공기에 의해 밸브 핀(120)이 승,하강되면서 밸브 바디(150)의 단부에 형성된 게이트(170)를 개폐시키게 되며, 이 때의 게이트(170) 개폐에 의해 수지유로(160)를 따라 유동되는 수지가 금형(미도시)내로 주입되거나 또는 차단되어지게 된다. 미설명 부호 (h)는 수지유로(160)를 통과하는 수지의 고화를 방지하기 위한 발열체인 히터이며, (c)는 커버를 나타낸 것이다.

그러나, 상기와 같이 구성되는 밸브장치는 밸브바디(150)내에 밸브핀(120)을 승,하강 동작시키기 위한 구성요소 및 작동압이 누출되는 것을 차단하기 위한 기밀구조를 구비하는 것에 의해 전체적인 부피가 커지는 단점이 있다. 이러한 단점은 결과적으로 복수개의 소형 사출물을 취출하는 금형에 적용하기 어려울 뿐만 아니라 정비성이 매우 불량한 문제점을 야기한다.

도 2는 종래 기술에 따른 모터를 내장한 밸브장치를 나타낸 단면도로서, 이에 나타내 보인 바와 같이 크게 밸브장치는 크게 밸브바디(200)와 구동수단으로 구성된다.

밸브바디(200)는 내부에 수지를 공급받아 선단부에 구비된 노즐(220)의 게이트(221)를 통해 금형으로 주입하기 위한 수지유로(210)가 형성되는 구조이며, 이 수지유로(210)의 주위로는 발열체인 히터(h)가 구비되는 구성이다. 또한, 상기 게이트(221)와 수지유로(210)는 서로 연통되는 구성이고, 이때의 게이트(221)는 밸브핀(230)이 승,하강 동작을 이룰 수 있도록 도면에서 바라보면 그 상측으로 수직하게 연장된 장공과 연결되는 구조이다.

구동수단은 정·역 모터(240)와 리드스크류(250) 그리고 밸브핀(230)으로 구성되어지는 바, 이때의 정·역 모터(240)는 밸브바디(200)의 수지유로(210)가 형성된 일측 공간부에 설치되는 구성이다. 이러한 정·역 모터(240)는 전원을 공급받는 것에 의해 출력축을 정·역 방향으로 회전시키며, 이때의 출력축은 외주연에 나사가 형성된 리드 스크류(250)가 축이음되거나 또는 회전축 자체에 나사가 형성되며, 이 나사가 형성된 출력축의 외주연으로는 대략 "ㄱ"자형의 밸브핀(230)의 상단이 연결되어 직선 이동되는 구조이다.

한편, 상기 밸브핀(230)의 하단은 게이트(221)측으로 연장되어 상기 리드스크류(250)의 회전 구동시 승,하강 되는 것에 의해 선택적으로 게이트(221)를 차단 및 개방시키는 동작을 수행하게 된다.

미설명 부호 (300)은 정·역 모터(240)를 감싸는 케이싱을 나타내며, 부호 (310)은 케이싱(300)에 형성되어 냉각수가 순환되는 통로를 제공하는 냉각수로이다.

그러나, 상기와 같은 모터형 밸브장치 역시 구동원인 모터(240)를 밸브바디(200)내에 내장하는 구조이므로 부피를 감소시키는데 한계가 있으며, 발열에 취약한 모터를 사용함에 따라 모터의 냉각을 위한 별도의 방열구조를 구비시켜야 하는 단점이 있으며, 또한, 모터 고장시 밸브바디를 분해해야 하므로 정비성이 양호하지 못한 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 밸브핀을 승,하강 시키는 구동원을 밸브바디의 외측에 구비시킴으로써 설치공간의 제약을 최소로 하면서, 동시에 정비성을 양호하게 개선시킬 수 있는 사출 성형기용 밸브장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 고안은 금형에 근접되게 위치되는 밸브바디의 하단부 지름을 종전에 비해 대폭적으로 감소되게 하여 한번에 많은 수량의 사출물을 성형하는 멀티 타입의 금형에 적용 가능한 사출 성형기용 밸브장치를 제공하는데 있다.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 사출 성형기용 밸브장치를 개략적으로 나타낸 단면도,

도 3은 본 고안에 다른 사출 성형기용 밸브장치에서 밸브핀이 게이트를 개방한 상태를 나타낸 단면도,

도 4는 본 고안에 따른 사출 성형기용 밸브장치에서 밸브핀이 게이트를 차단한 상태를 나타낸 단면도,

도 5는 도 4의 "A-A"선을 나타낸 에어모터의 개략적인 단면도,

도 6은 본 고안에 따른 사출 성형기용 밸브장치를 나타낸 분해 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 밸브바디 11 : 슬릿

12 : 밸브팁부 13 : 게이트

14 : 수지유로 15 : 수지공급홀

20 : 밸브핀 21 : 가이드 연동부

21 ' : 나사부 22 : 연장부

30 : 에어모터 31 : 케이싱

31a : 배기포트 32,33 : 커버

33a,33b : 흡기포트 35' : 나사부

36 : 블레이드홈 37 : 블레이드(blade)

상기의 목적을 실현하기 위한 본 고안에 따른 사출 성형기용 밸브장치는, 관형상으로 중심에 마련된 공간부의 주위로 수지유로가 형성되고, 선단부에는 공간부 및 수지유로와 연결되는 게이트를 구비한 팁부가 마련되며, 상단 외주연에는 등간격으로 공간부와 연결되는 장공의 슬릿이 형성된 밸브바디와; 상기 밸브바디의 공간부에 설치되어 승,하강 동작에 의해 게이트 개폐를 단속하는 것으로 일단은 게이트 상에 위치되고 타단은 수직하게 연장되며 그 일단에서 수평 방향으로 연장되어슬릿을 통해 밸브바디의 외부로 돌출되는 복수개의 연장부 및 이 연장부의 끝단이 내주면으로 연결되며 외주연에는 나사부가 형성된 가이드 연동부로 이루어지는 밸브핀과; 상기 밸브바디의 상단 외주연에 위치되어 일단이 밸브바디의 일측에 결합되어 고정되고 공압에 의해 회전을 이루는 로터의 중심 내주연으로 상기 가이드 연동부가 나사 체결되어 로터의 정·역 회전시 가이드 연동부를 승,하강 시키는 에어모터로 구성된 것을 그 특징으로 한다.

본 고안의 바람직한 한 특징으로서, 상기 로터는 내주면에 가이드 연동부가 나사 체결되는 나사부가 형성되고, 이 나사부는 상기 밸브핀의 선단부가 게이트 개폐를 단속할 수 있는 행정구간에 비례하는 구간을 갖는 것에 있다.

본 고안의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 에어모터는 중공의 관 형상으로 외주연에 배기포트가 마련되는 케이싱과, 상기 케이싱의 상면을 차폐시키는 판재형의 부재로 그 중앙부에는 밸브바디가 삽입되어지는 관통구멍이 형성된 상커버와, 상기 케이싱의 하면을 차폐시키는 판재형의 부재로 중앙부에는 밸브바디가 삽입되어지는 관통구멍이 형성되며 일측으로 간격을 두고 외부로부터 에어를 공급받는 흡기포트가 형성된 하커버와, 상기 케이싱내에 편심되게 배치되고 원심방향으로 출몰하는 복수개의 블레이드가 등간격으로 구비되며 상기 케이싱 내에 공급되는 에어에 의해 일방향으로 회전을 이루는 로터로 구성된 것에 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 사출 성형기용 밸브장치의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3 및 도 4는 본 고안에 따른 사출 성형기용 밸브장치를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 5는 도 4의 "A-A"선을 나타낸 단면도이다. 그리고 도 6은 본 고안에 따른 사출 성형기용 밸브장치를 나타낸 분해 사시도이다.

이에 나타내 보인 바와 같이 본 고안에 따른 사출 성형기용 밸브장치의 구성을 살펴보면 크게, 밸브바디(10)와 밸브핀(20) 그리고 구동원인 에어모터(30)로 구성된다.

밸브바디(10)는 소정의 길이를 갖는 관형상의 부재로 하측 단부 즉, 선단부에 일종의 통공인 게이트(13)를 형성한 원뿔 형상을 갖는 팁부(12)가 구비되는 구조이다. 이러한 밸브바디(10)는 그 내부 중심에 공간부(s)가 형성되며, 이 공간부(s)는 상기 팁부(12)의 게이트(13)와 연결되는 구조로 마련된다.

그리고, 상기 공간부(s)의 주위로는 한 개 이상의 수지유로(14)가 형성되는 바, 이때의 수지유로(14)는 도면에서 보는 바와 같이 밸브바디(10)의 상단부에 형성된 수지공급홀(15)과 팁부(12)의 게이트(13)를 연결함으로써 수지가 이동되는 통로 역할을 한다.

한편, 상기 밸브바디(10)의 상부측 외주연에는 등간격으로 슬릿(11)이 형성되는 바, 이때의 슬릿(11)은 도면에서 보는 바와 같이 밸브바디(10)의 길이 방향을 따라 일정한 폭으로서 공간부(s)와 연결되는 형상으로 마련된다. 이와 같이 구성되는 밸브바디(10)내에는 팁부(12)의 게이트(13)를 개폐시키기 위하여 상,하 동작을 하는 밸브핀(20)이 설치되는 구성이다.

밸브핀(20)은 소정의 길이를 갖는 길이재의 부재로 마련되는 것으로서, 그하단부는 팁부(12)의 게이트(13)를 차폐할 수 있도록 대응되는 지름으로 마련되며, 상단부는 도면에서 바라보는 바와 같이 수평방향으로 연장부(22)가 연결 형성되는 구조이다. 이때의 상기 연장부(22)는 일단이 상기 밸브핀(20)의 상단부에 연결되고 타단은 상기 밸브바디(10)의 슬릿(11)을 통과하여 그 외부로 돌출되는 구성이다. 이러한, 상기 연장부(22)는 슬릿(11)상에서 상,하 방향으로 슬라이드 이동 가능한 두께로서 마련된다.

이와 같은 연장부(22)는 상술한 밸브바디(10)의 슬릿(11)에 대응되는 밸브핀(20)의 상단 외주연에 구비되는 구조로서, 상기 슬릿(11)을 따라 상,하 이동되게 된다. 한편, 상기 밸브바디(10)의 외측으로 돌출된 복수개의 연장부(22)는 고리 형상을 갖는 가이드 연동부(21)의 내주면에 연결되어 고정되는 구조이다. 이때의 상기 가이드 연동부(21)는 외주연에 나선을 따라 홈을 가공한 나사부(21')가 형성되는 구성이며, 이 나사부(21')는 후술할 에어모터(30)의 회전체인 로터(35)에 나사체결되어 연동되는 구성이다.

에어모터(30)는 상술한 밸브핀(20)을 승,하강 시키기 위한 구동력을 제공하는 구동원으로서, 도면에 도시하지는 않았으나 압축공기를 생성하는 콤프레셔로부터 에어를 공급받아 회전체인 로터(35)를 정·역 방향으로 회전시키는 동작을 수행한다.

이러한, 에어모터(30)는 속이 빈 원통형상으로 구비되면서 일측에는 배기포트(31a)가 형성된 케이싱(31)을 구비하며, 이 케이싱(31)의 상,하면은 상커버(32)와 하커버(33)에 의해 차폐되는 구조이다.

이때, 상기 상,하 커버(32),(33)는 원판 형상으로 구비되며 그 중앙에는 상기 밸브바디(10)의 외경 지름보다 큰 내경을 갖는 관통구멍이 형성되는 구조이다. 또한, 상기 하커버(33)에는 미도시된 콤프레셔로부터 압축된 에어를 공급받아 케이싱(31) 내로 안내하기 위한 한쌍의 흡기포트(33a),(33b)가 형성되는 구조이며, 이들 한쌍의 흡기포트(33a),(33b)는 에어의 압력을 증대시키기 위한 챔버(미도시)를 일체로 형성하는 구조이다. 여기서 상기 흡기포트는 하커버 뿐만이 아니라 상커버에 형성되어도 무방하다.

한편, 상기 케이싱(31) 내에 편심되게 구비되는 로터(35)는 도면에서 보는 바와 같이 원통체로 구비되며, 원심방향으로 출몰하는 다수개의 블레이드(37)가 등간격으로 배치될 수 있게 블레이드홈(36)이 형성되는 구조이다. 이러한, 상기 로터(35)는 고정체인 케이싱(31)에 대해 원활한 회전이 가능하도록 베어링(미도시)으로 지지되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 로터(35)는 그 중심으로 수직하게 관통구멍이 형성되는 바, 이때의 관통구멍 내주연에는 나선을 따라 홈이 가공된 나사부(35')가 형성되는 구성이며, 이 나사부(35')에는 상술한 밸브핀(20)의 가이드 연동부(21) 외주연이 나사 체결되는 구성이다.

이때, 상기 로터(35)의 나사부(35')는 상기 가이드 연동부(21)가 연동하여 밸브핀(20)의 선단부가 게이트(13)의 개폐를 단속할 수 있을 정도의 행정구간에 비례하는 구간을 갖도록 구비된다. 즉, 상기 로터(35)는 상기 밸브핀(20)이 승,하강 될 때의 전체 이동거리 보다 긴 구간으로 나사부가 형성된다.

이와 같은 상기 에어모터(30)는 한쌍의 흡기포트(33a),(33b)중 어느 한쪽의 흡기포트를 통해 콤프레셔에서 압축된 에어가 케이싱(31)내로 공급되어지면, 이 에어의 압력에 의해 로터(35)의 블레이드(37)가 출몰하게 되어 결과적으로 상기 로터(35)가 일방향 회전을 이루게 된다. 이때, 상기 다른 쪽의 흡기포트(33a),(33b)를 통해 에어가 공급되면 로터(35)는 역방향으로 회전을 이루게 된다. 한편, 상기 흡기포트(33a),(33b)를 통해 케이싱(31) 내로 유입된 에어는 배기포트(31a)를 통해 배출되어진다.

상기와 같이 로터(35)가 일방향 회전을 이루게 되면, 이 로터(35)의 내주연에 나사 체결된 가이드 연동부(21)가 수직 이동을 이루게 되어 결과적으로 상기 가이드 연동부(21)와 일체로 구비되는 밸브핀(20)이 승,하강을 이루어 게이트(13)를 개폐시키게 된다.

미설명 부호 (15)는 수지를 공급하기 위한 수지공급홀을 나타내고 있으며, 이때의 수지공급홀은 상술한 수지유로(14)와 연결되는 구성이다. 따라서, 상기 수지공급홀을 통해 유입된 공급되어지는 수지는 수지유로(14)를 따라 팁부(12)의 게이트(13)를 통해 토출되어지게 된다. 또한, 미설명 부호 (h)는 수지유로(14)를 통과하는 수지의 고화를 방지하기 위한 발열체인 히터이며, (16)은 밸브바디(10)의 상단부 외주면으로 구비되는 판상의 플레이트를 나타낸 것으로, 이 플레이트의 하면으로 에어모터(30)의 일단부가 고정되어진다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 사출 성형기용 밸브장치의 작동과정을 첨부도면 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

한쌍의 흡기포트(33a),(33b)중 어느 한쪽의 흡기포트(33a),(33b)를 통해 케이싱(31)내로 에어가 공급되면, 회전체인 로터(35)에 구비된 블레이드(37)가 원심 방향으로 출몰하여 상기 케이싱(31)의 내주면에 밀접하게 접촉된 상태로 에어의 압력에 의해 로터(35)를 일방향 회전시키게 된다.

이때, 상기 로터(35)는 그 중심으로 가이드 연동부(21)의 외주연이 나사 체결되는 구조이므로, 상기 로터(35)의 회전에 의해 상기 가이드 연동부(21)가 나사 결합되는 구성에 의해 연동하여 수직 이동을 이루게 된다. 즉, 상기 로터(35)의 회전 방향에 따라 상기 가이드 연동부(21)가 상향 이동되거나 또는 하향 이동을 이루게 된다.

이와 같이 상기 가이드 연동부(21)가 로터(35)의 회전에 의해 승,하강이 이루어짐에 따라 상기 가이드 연동부(21)와 일체로 구비되는 밸브핀(20)의 선단부는 상기 팁부(12)의 게이트(13)를 개폐시키게 된다.

즉, 본 고안은 상기 로터(35)에 마련된 한쌍의 흡기포트(33a),(33b)에 선택적으로 에어가 공급되어지는 것에 의해 상기 로터(35)가 정·역 방향으로 회전을 이루게 되고, 이러한 로터(35)의 회전에 가이드 연동부(21)가 연동하여 밸브핀(20)의 승하걍이 이루어지게 되는 것이다.

본 고안은 기재된 실시예에 한정하는 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 사출 성형기용 밸브장치는 밸브바디의 전체적인 직경이 종전에 비해 감소되어지므로 설치공간이 협소한 멀티 금형에 적용 가능한 이점이 있다.

또한, 구동원이 밸브바디의 외부에 구비되는 것에 의해 정비성을 대폭적으로 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 밸브바디의 구조가 간소해지므로 양산성을 개선시킬 수 있는 산업상 매우 유용한 효과를 제공한다.

Claims (3)

1. 관형상으로 중심에 마련된 공간부의 주위로 수지유로가 형성되고, 선단부에는 공간부 및 수지유로와 연결되는 게이트를 구비한 팁부가 마련되며, 상단 외주연에는 등간격으로 공간부와 연결되는 장공의 슬릿이 형성된 밸브바디와;

   상기 밸브바디의 공간부에 설치되어 승,하강 동작에 의해 게이트 개폐를 단속하는 것으로 일단은 게이트 상에 위치되고 타단은 수직하게 연장되며 그 일단에서 수평 방향으로 연장되어 슬릿을 통해 밸브바디의 외부로 돌출되는 복수개의 연장부 및 이 연장부의 끝단이 내주면으로 연결되며 외주연에는 나사부가 형성된 가이드 연동부로 이루어지는 밸브핀과;

   상기 밸브바디의 상단 외주연에 위치되어 일단이 밸브바디의 일측에 결합되어 고정되고 공압에 의해 회전을 이루는 로터의 중심 내주연으로 상기 가이드 연동부가 나사 체결되어 로터의 정·역 회전시 가이드 연동부를 승,하강 시키는 에어모터;

   로 구성된 것을 특징으로 하는 사출 성형기용 밸브장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 로터는 내주면에 가이드 연동부가 나사 체결되는 나사부가 형성되고, 이 나사부는 상기 밸브핀의 선단부가 게이트 개폐를 단속할 수 있는 행정구간에 비례하는 구간을 갖는 것을 특징으로 하는 사출 성형기용 밸브장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 에어모터는,

   중공의 관 형상으로 외주연에 배기포트가 마련되는 케이싱과;

   상기 케이싱의 상면을 차폐시키는 판재형의 부재로 그 중앙부에는 밸브바디가 삽입되어지는 관통구멍이 형성된 상커버와;

   상기 케이싱의 하면을 차폐시키는 판재형의 부재로 중앙부에는 밸브바디가 삽입되어지는 관통구멍이 형성되며 일측으로 간격을 두고 외부로부터 에어를 공급받는 흡기포트가 형성된 하커버와;

   상기 케이싱내에 편심되게 배치되고 원심방향으로 출몰하는 복수개의 블레이드가 등간격으로 구비되며 상기 케이싱 내에 공급되는 에어에 의해 일방향으로 회전을 이루는 로터;

   로 구성된 것을 특징으로 하는 사출 성형기용 밸브장치.