KR100351944B1 - 합성수지용 열인서트 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 합성수지 제품에 인서트물인 금구를 삽입시키는 열 인서트 장치에 관한 것으로서, 금구를 공급하는 금구 공급관, 상기 금구를 수납하여 인서트 위치까지 이송하는 금구회전판, 상기 금구회전판을 회전시키는 회전부, 상기 금구회전판에 수납된 금구가 인서트 위치에 정확히 멈추게 하는 회전제어부, 상기 금구를 합성수지 제품에 인서트시키는 비트부, 상기 금구회전판에 수납된 금구를 가열하는 가열부로 구성되어, 작업속도 및 금구의 크기에 따라 가열시간을 조정할 수 있으므로 작업 효율이 향상되고, 상기 금구회전판을 이용하여 연속적인 작업이 용이함으로 자동화에도 유리하다.

Description

합성수지용 열인서트 장치{Heat inserting apparatus for plastics}

본 발명은 합성수지 제품에 인서트물인 금구를 인서트 시키는 인서트 장치들중에 열인서트 장치에 속하는 것으로서 본 열인서트 장치는 가열 회전되는 금구 회전판이 조정스탭에 의해 자동으로 제어될 뿐만 아니라 상기 합성수지 제품과의 거리가 최소화가 되어 온도제어를 용이하게 하는 열 인서트 장치로서 종래의 열인서트 장치가 가지고 있던 금구의 온도 편차를 크게 개선한 발명이다.

합성수지 제품에 금구를 삽입시키는 인서트 장치로서는 초음파 인서트 장치, 임펄스 인서트 장치 및 고주파 인서트 장치가 종래에 주로 사용되었으나, 초음파 인서트 장치의 경우 초음파를 발생하게 되는데 이때 소음이 발생하고, 인서트 시키는 것에 있어서 초음파 발생 진동을 이용하여 원자확산 접합이기 때문에 크기에 제한을 받으며 유지 보수에 어려운 점이 있으며, 임펄스 인서트 장치의 경우 숏트시 전극의 마모로 인한 유지비용이 상승하여 합성수지 제품의 원가가 높아지는 단점을 가지며, 고주파 인서트장치는 고주파 코일과 공구가 숏트되기 쉬워서 금구의 과열로 인해 온도 제어가 힘들고 또한 주변에 강한 자장을 형성하여 인체에 악영향을 미치는 등 작업 환경적인 면에서도 좋지 못한 단점을 가지고 있다.

상기와 같은 종래 인서트 장치의 단점을 해결한 다른 종래 기술로서 열원을 이용하여 금구를 가열하고 가열된 금구가 금구공급관을 통해 인서트 위치로 이동하는 열 인서트 장치가 고안되었다. 이러한 종래의 열 인서트 장치는 열원을 이용해서 소음이나 숏트가 일어나지 않음으로 금구의 가열이나 자장에 의한 작업환경 악화 등을 억제하여 작업의 능률을 올릴 수 있도록 되었으나, 인서트물인 금구와 상기 금구가 삽입되는 합성수지 제품과의 인서트 거리가 멀어서 인서트시 공구의 온도제어가 힘들고 그에 따라 인서트 되는 합성수지 제품에서 공구의 과열로 인해 상기 합성수지 제품에 인서트가 이루어진 곳에서 과다한 용융상태가 되어 상기 합성수지 제품의 성형성을 떨어트리거나, 또는 공구의 온도가 일정온도를 유지하지 못하고 인서트 될 때에는 상기 합성수지 제품에 대한 상기 공구의 고정력이 급격히 저하되는 단점을 가지고 있다.

본 발명은 이러한 단점을 보안하기 위해 가열 회전판을 금구가 삽입되는 합성수지 제품과의 최소 거리에 위치시키고 인서트물인 금구의 고른 온도 유지를 위해 가열부 위에 위치한 금구회전판을 회전시킴으로써 인서트 시키는 공구를 합성수지 제품의 용융경계 온도 근사치까지 가열한 후 인서트가 이루어져 합성수지 제품과 인서트물인 공구가 가지는 접촉면이 균일한 용융접합이 이루어지도록 하였고, 상기 회전판에 금구를 여러개 수납할 수 있는 홀을 형성하여 상기 회전판 밑에 있는 가열부로 부터 가열이 이루어지도록 하였으며, 고른 열전달을 위해 회전을 시키므로 본 발명은 자동화로 인한 인서트 작업의 효율을 높이고 합성수지 제품에 인서트물인 금구를 삽입함에 있어 금구의 온도제어가 가능해져서 불량율을 낮출 수 있으며 정밀한 작업을 가능하게 할 수 있는 합성수지용 열인서트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 본 발명에 따른 합성수지 제품용 열인서트 장치의 정면도

도2는 본 발명에 따른 합성수지 제품용 열인서트 장치의 회전 제어부, 회전

부 및 가열부에 대한 간략 사시도

도3는 본 발명에 따른 합성수지 제품용 열인서트 장치의 비트부, 금구공급관

및 가열부에 대한 간략 사시도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

회전 제어부(40): 멈춤휠(41), 멈춤핀(42), 멈춤실린더(43), 받침대 (44)

회전부(30) : 푸셔(29), 회전축(31), 회전휠(32), 고정쇠(33), 고정판(34),

회전실린더(35), U형 고정쇠(36), 핀(37), 회전실린더축(39),

스프링(38)

비트부(50): 총열헤드부(51), 비트실린더(52), 노리쇠부(53), 인접너트(54),

고정너트(55), 실린더 헤드핀(56), 미끄럼 장치(57), 스프링핀(58),

제어핀(59)

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 합성수지용 열인서트 장치는 금구를 자동 공급하는 금구공급관, 상기 금구공급관에 의하여 공급되는 금구를 수납하고 인서트 위치까지 이송시키는 금구회전판, 상기 금구회전판을 내장하는 상부캡과 상기 금구회전판에 수납된 금구를 인서트 온도까지 가열하는 가열관을 내장한 하부캡으로 구성된 가열부, 상기 금구회전판의 회전을 시키는 회전부, 상기 가열부에 의해 적정온도로 가열된 금구가 인서트 위치에 도달하면 회전을 멈추게 하는 회전 제어부 및 합성수지 제품에 금구를 인서트시키는 비트부로 구성되며,

회전부는 상기 금구회전판을 회전시키는 회전축, 상기 회전축을 회전시키는 회전실린더 및 스탭수에 따라 조절되는 회전휠을 포함하여 구성되고,

회전 제어부는 상기 금구회전판이 인서트 위치에 정확히 멈추게 하기 위해 상기 회전축의 상단부에 부착된 멈춤휠 및 멈춤실린더를 포함하여 구성되고,

비트부는 합성수지 제품에 금구를 인서트시키는 총열부, 상기 총열부에 힘을 전달하는 노리쇠 헤드 및 비트 실린더를 포함하여 구성된다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 여기에서 동일 구성요소에 대한 도면 부호는 동일하게 참조된다.

도 1은 본 발명에 따른 합성수지용 열인서트 장치의 정면도로서 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 합성수지용 열인서트 장치의 바람직한 실시예는 회전축(31), 상기 회전축(31)하단에 금구회전판을 내장하는 가열부(20), 상기 가열부(20)에 편향하여 가열부 상부에 위치하는 비트부(50), 상기 회전축(31)의 상단에 위치하여 금구가 인서트 위치에 도달하면 회전을 멈추게 하는 회전 제어부(40), 상기 회전축(31)을 회전시키는 회전부(30), 합성수지 제품을 인서트 위치에 놓이게 하는 제품 지지부(9) 및 전체적인 시스템을 콘트롤할 수 있는 제어부(10)로 구성됨을 알수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 합성수지용 열 인서트 장치의 주요 구성인 가열부(20), 상기 가열부(20) 중심에 수직방향으로 회전축(31)이 구비되고 본체(1)와 결합된 지지판(2)위로 돌출된 회전축과 연결된 회전 제어부(40), 지지판(2)아래에 회전축(31)과 연결된 회전부(30) 및 가열부(20)에 대한 간략 사시도이다. 상기 지지판(2) 위로 돌출된 회전축(31)과 연결된 회전 제어부(40)는 상기 회전축(31)의 상단부에 스텝수에 따른 멈춤휠(41)이 고정되고 멈춤휠(41)을 제어하기 위한 멈춤핀(42)이 연결된 멈춤실린더(43)가 지지판(2)에 나사 고정되어 멈춤실린더 받침대(44)에 의해 멈춤휠(41)과 같은 높이에 위치하게 설치되어 있다.

또한, 지지판(2)를 관통하는 회전축(31)은 상기 지지판(2) 상부에서 회전 제어부(40)와 결합되고, 지지판(2) 하부에서는 회전부(30)와 결합되어 있다.

상기 도 2에 제시되어 있는 상세도는 회전부(30)에 대한 것으로서, 회전축(31)을 회전 시킬 수 있는 회전휠(32)이 회전축(31)에 고정되며 회전휠(32)을 회전축(31)에 고정시키기 위해서 상기 축(31)과 휠(32)사이에 고정쇠(33)를 삽입하였으며 고정쇠(33)에 고정판(34)이 부착되는데 고정판(34)은 회전실린더(35)와 U자형의 고정쇠(36)에 의해 90도로 연결되도록 하였으며 고정판(34)의 아래로 회전휠(32)을 움직일 수 있는 핀(37)이 고정판(34)에 고정되어 있고 핀(37)과 회전실린더축(39)의 끝부분이 탄성장치인 스프링(38)으로 연결되어 있고 스프링에 의해 당겨진 핀을 밀어주는 푸셔(29)가 고정판(34)에 나사로 고정이 되며 이런 결합에 의해 회전실린더(35)의 왕복운동이 회전축(31)을 회전하게 만든다. 회전휠(32)은 회전실린더(35)의 1회 왕복운동에 따라 한 스탭씩 회전하게 되는 것이다.

상기 회전축(31)은 밑면에 인서트물의 크기에 따라 교체가 가능한 금구 회전판(21)이 회전축(31)에 나사 결합이 되어 있고 상기 회전판(21)위의 회전축 중 하단부에 방열판(22)을 결합하여 밑에서부터 축(31)을 따라 전이되는 열을 방열 시켜서 메카니즘에 전도되지 않도록 하였다. 상기 회전판(21)을 가열하는데 있어서 가열부는 상부캡(23)과 가열관(24)을 포함한 하부캡(25)으로 구성되고 상부캡(23)은 중앙부에 상기 회전판(21)으로 이어지는 회전축이 들어오는 천공을 가지며 상기 상부캡(23)에는 지지판(2)과의 고정을 위한 방열판(22)을 부착한 지지축(28)들이 상부캡(23)의 가장자리에 위치하며 핀으로 결합을 하고 있으며 또한 상부캡(23)과 하부캡(25) 사이에 있는 상기 회전판(21)까지 인서트물을 유도하는 금구 공급관(26)이 제어판을 관통하여 홀더(27)에 의해 상부캡(23)과 나사 결합이 되어 있고 상부캡(23)은 상기 회전판(21)까지 금구 공급관(26)이 통과할 수 있는 홀을 가진다. 하부캡(25)은 가열관(24)을 내재하고 상부캡(23)과 나사결합에 의해 부착되며 하부캡(25) 가장자리에 도 3에 도시된 비트부(50)와 일렬선상에 비트부(50)의 총열헤드부(51)가 관통하며 상기 가열관(24)에 의해 가열된 회전판(21)의 홀을 지나 도 3에 도시된 총구부(60)로 내려올 수 있는 홀이 형성되며 상기 총구부(60)는 합성수지 제품에 금구를 인서트 시키는데 있어서 정확한 위치선정을 할 뿐 아니라 정밀 작업을 용이하게 하도록 되어 있다.

도 3은 본 발명에 따른 합성수지용 열인서트 장치의 비트부(50)와 금구 공급관(26)이 가열부(20)와 결합된 모양을 도시한 간략 사시도이다. 상기회전판(21)의금구를 일정한 간격으로 인서트 시키기 위한 비트부(50)는 지지판(2)위로 비트 실린더(52)가 돌출 되며 상기 지지판과 비트부(50)의 노리쇠부(53)가 인접너트(54)에 의해 결합되며 비트부(50)의 노리쇠부(53)는 총열 헤드부(51)와 고정너트(55)에 의해 결합되어 있다. 노리쇠부(53)는 비트 실린더(52) 하강에 따라 실린더 헤드핀(56)이 노리쇠부(53)의 미끄럼 장치(57)를 타고 총열부의 스프링 핀(58)을 밀게되는데 이때 스프링핀(58)에 의해 총열헤드부(51)가 상부캡(23)을 지나 회전판(21)의 금구를 하부캡(25)에 있는 총구부(60)를 통해 인서트 시키는 것이다. 비트 실린더(52)의 과다한 하강을 제어하기 위해 실린더 헤드핀(56)이 상부에 노리쇠부(53) 공간을 따라 하강하게 되는데 노리쇠부(53)에 제어핀(59)을 장치하여 실린더 헤드핀(56)의 일정한 하강이 이루어져 금구의 정확한 인서트를 고려한 장치이다.

본 발명에 따른 합성수지용 열인서트 장치의 실시예를 도 2와 3에 의거하여 구동 순서에 따라 설명하면, 도 2에서 도시된 지지판(2) 위에 위치한 회전 제어부(40)의 멈춤휠(41)이 멈춤실린더(43)의 직진운동으로 인한 멈춤핀(42)이 멈춤휠(41)의 홈부에 고정된 후, 도 3에 제시된 비트부의 인서트실린더(52)에 의해 노리쇠 헤드(56)가 총열부의 미끄럼 장치(57)를 따라 하강하여 노리쇠부(53)의 스프링핀(58)으로 힘이 전달되고 총열부(51)는 하강하여 상부캡(23)을 지나 금구 회전판(21)의 금구를 하부캡(25)에 있는 총구부(60)를 통해 제품에 인서트 시킨다. 인서트 작업후 총열부(51)는 원위치하게 되고, 도 2에 도시된 회전부의 회전실린더(35)의 왕복운동에 의해 회전축(31)이 회전하면서 금구 회전판(21)이 한스탭 움직이게 된다. 이때 금구가 금구 공급관(26)을 통해 금구 회전판(21)의 빈 홀에 채워진다. 상기 구성에 따른 동작은 계속적인 반복이 가능함으로 세팅한 온도에 따라 스탭을 제어하기가 용이하고 가열부(20)가 인서트 시킬 제품 바로 위에 위치하게 되어 인서트까지의 공정에서 열 손실 없이 융착시킬수 있으며 온도제어 및 총구부(60)의 위치파악이 용이하여 제품생산에 있어서의 정밀도를 크게 개선 할 수 있게 되었다. 또한 멈춤실린더(43), 비트실린더(52), 회전실린더(35)가 도 1에 도시된 제어판(10)에 의해 순서대로 제어됨으로써 인서트시 자동작업이 용이하고 불량율을 낮춤으로써 생산성 향상에 이바지 할 뿐만 아니라 그에 따른 제조원가를 낮출 수 있는 것이다.

상기한 구성의 본 발명의 합성수지용 열인서트 장치에 따르면, 종래 열인서트 장치의 장점인 소음이 적고 유지보수가 용이할 뿐만 아니라, 작업속도 및 금구에 따라 이동 스탭수를 조정하여 가열 시간을 조절할 수 있으며, 금구 인서트시 가열부와 최단거리로 작업이 이루어져 가열된 금구의 온도 저하가 적어 온도 조정이 용이하여 불량율을 낮출수 있고 저온 작업이 가능하여 고정강도를 높일 수 있다. 또한, 자동 금구 공급장치와 함께 자동화에도 용이하다.

Claims (3)

1. 인서트물인 금구를 공급하는 금구 공급관과; 상기 금구 공급관에 의하여 공급된 금구를 수납하여 인서트 위치까지 이송하는 금구 회전판과; 상기 금구 회전판을 내장하는 상부캡과 상기 금구 회전판 아래에서 금구를 가열하는 가열관을 내장하는 하부캡을 포함하는 가열부와; 상기 금구 회전판을 회전시키는 회전부와; 상기 금구 회전판에 수납된 금구가 인서트 위치에 정지되도록 멈춤휠과 멈춤실린더를 포함한 회전제어부와; 금구를 합성수지 제품에 인서트시키는 비트부로 구성된 것을 특징으로 하는 합성수지용 열인서트 장치.
2. 제 1항에 있어서, 회전부는 상기 금구 회전판과 결합하여 회전시키는 회전축과; 상기 회전축을 회전시키는 회전 실린더와; 스텝수에 따라 조절되는 회전휠과; 가열부의 열전달을 차단하기 위한 방열판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 합성수지용 열인서트 장치.
3. 제 1항에 있어서, 비트부는 합성수지 제품에 금구를 인서트 시키는 총열부와;상기 총열부에 힘을 전달하는 노리쇠 헤드와; 비트 실린더를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 합성수지용 열인서트 장치