KR100545755B1 - 사출성형기의 형체장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사출성형기의 이동형판을 직선 왕복 이동시키는 시간을 단축시켜 생산성을 증대시키면서 작동유의 사용량을 줄이기 위해 칼럼부와 회전부를 구비하는 사출성형기의 형체장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 사출성형기의 형체장치는 고정형판 및 이동형판과, 고속이동 실린더와, 다수개의 타이바 및, 형체램을 내재한 형체 실린더와 더불어 선택적으로 끝단면끼리 접하며 일측으로 이동되거나 측면끼리 접하며 상호 끼움 되는 칼럼부와, 칼럼부의 끝단면끼리 맞닿게 하도록 일부를 회전시키는 회전부를 포함하여 구성된다.

사출성형기, 형체장치, 고정형판, 이동형판, 칼럼부, 회전부

Description

사출성형기의 형체장치{clamping apparatus for injection molding machine}

도 1은 종래의 토글식 형체장치를 도식화한 간략도.

도 2는 종래의 복합식 형체장치의 일실시예에 따른 내부를 나타낸 내부도.

도 3a 및 도 3b는 도 2에서 스플라인 기어방식의 형체장치의 작동상태를 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 형체장치의 사시도.

도 5는 도 4의 측단면도.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 형체장치의 작동상태를 보인 상태도.

도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 형체장치의 내부 작동 상태도.

도 8은 본 발명에 따른 형체장치의 회전부를 나타낸 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

51: 고정형판 53: 이동형판

55: 타이바 56: 고속이동 실린더　　　　　　　　

60: 형체 실린더 62: 형체램　　　　　　

69: 패킹재　　　　　　　 70: 칼럼부

72,74: 제 1,2칼럼 　 76: 베어링재

80: 회전부 82: 회전판

83,87: 제 1,2기어 84: 실린더

본 발명은 사출성형기의 형체장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사출성형기의 이동형판을 직선 왕복 이동시키는 시간을 단축시켜 생산성을 증대시키고, 작동유의 사용량을 줄이기 위해 칼럼부와 회전부를 구비하는 사출성형기의 형체장치에 관한 것이다.

일반적으로, 사출성형기는 크게 사출장치와 형체장치로 크게 구분된다.

상기 형체장치의 주된 기능은 이동형판에 부착되어져 있는 금형을 개폐하는 것과, 금형 내에 사출 되어진 고압의 용융재료에 의해 금형이 열리지 않도록 강력하게 체결하는 것의 두 가지이다.

통상 사출성형기의 형체장치는 그 방식에 따라 토글식(toggle type)과 직압식(direct type)으로 이루어진다.

상기 토글식 형체장치는 토글의 기구학적 원리를 이용하여 타이바의 신장량에 의한 탄성회복력으로 형체력(금형을 체결하려고 하는 힘)을 발생시켜 금형을 체결토록 된 것이며, 직압식은 형체결 실린더의 직접적인 압력에 따른 유압력에 의하여 형체력을 발생시켜 금형을 체결한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기의 토글식 형체장치(toggle type mold clamping apparatus)는 고정금형(2)이 형성된 고정형판(1)과, 고정금형(2)에 대향되는 위치에 이동금형(4)이 형성되며 일정거리 이동되는 이동형판(3)과, 상기 이동형판(3)을 안내하는 복수개의 타이바(tie bar,5)로 구성된다.

이때, 상기 타이바(5)의 일단은 고정형판(1)에 고정되고, 타단은 지지대(6)에 고정된다.

즉, 상기 이동형판(3)은 지지대(6)와 고정형판(1) 사이에서 일정 거리를 왕복 이동하게 설치된다.

그리고, 상기 이동금형(4)은 토글기구(7)에 의해 타이바(5)를 따라 직선 왕복 이동 가능하게 설치된다.

또한, 상기 토글기구(7)는 상·하 방향(도면에서 봤을 때)으로 직진 운동하면서 요동(搖動) 가능하게 지지된 토글 실린더(8)와, 이동형판(3) 및 지지대(6)의 사이에 구비되어 토글 실린더(8)의 작동으로 요동 가능하게 지지된 토글암(toggle arm,9)으로 이루어지며, 토글 실린더(8)와 토글암(9) 사이가 각각 링크(link) 결합된다.

그리고, 상기 토글기구(7)는 구동부(도시하지 않음)에 의해 요동되게 설치된다.

상기 구동부가 구동되면 토글기구(7)를 작동시켜, 이동형판(3)이 전진(도면에서의 우방향으로 이동)되어 형폐(型閉)가 행하여짐과 동시에, 형체력(型締力 ; clamping force)이 발생되며, 이 형체력에 의하여 금형장치의 형체(型締)가 행하여 진다.

이와 같이, 토글의 기본원리를 이용하여 토글의 힘의 확대율에 따라 토글 실린더의 작동유가 직압에 비해 약 20~25배정도 적어도 되므로 작동유의 용량을 적게 할 수 있으며, 그에 따른 형개폐 동작의 사이클 타임이 빠르고 에너지 소비량도 적게 할 수 있는 장점이 있으나, 금형 교체 시 금형 두께에 따라 형두께 조정을 해야 하는 별도의 형두께 조절장치가 필요하며, 정확한 형체력 설정 시 시간이 걸리는 단점이 있다.

한편, 직압식 형체장치의 경우, 개폐 실린더의 힘만으로 형체력이 발생되므로 토글식 형체장치에 비해 개폐 실린더의 크기가 커지고, 그에 따라 많은 작동유가 필요하며, 그 힘을 유지하기 위한 에너지 소비량 역시 많아지는 단점이 있다.

그리고, 상기 개폐실린더와 부스터램을 직선 방향으로 설치하기 때문에 기구가 크고 복잡한 단점이 있다.

그래서, 복합식 형체장치가 사용되어 왔다.

도 2에 도시한 바와 같이, 복합식 형체장치는 베이스(17)측에 일측으로 고정금형(12)을 갖는 고정형판(11)이 입설되어 있고, 이 고정형판(11)에는 상하 복수의 타이바(15)가 구비되어 있다.

상기 고정형판(11)의 대향측에는 고정금형(12)과 마주보는 이동금형(54)을 갖는 이동형판(53)이 왕복 이동 가능하게 설치되어 있다.

상기 지지대(16)에는 형체 실린더(20)가 형성되어 있고, 이 형체 실린더(20)의 내부에는 일정 거리 슬라이드 이송되는 형체램(30)이 내재되어 있다.

또한, 상기 형체램(30)의 내부는 빈 공간(32)이다..

상기 형체램(32)은 샤프트(34)에 의해 이동형판(13)과 연결되어 있다.

한편, 상기 형체램(30)의 내부에는 제 1스플라인 기어(42)가 형성되어 있고, 형체 실린더(30) 내부에는 제 2스플라인 기어(44)가 내재되어 있다.

도 3a 내지 도 3b에 도시한 바와 같이, 상기 제 1스플라인 기어(42)와 제 2스플라인 기어(44)가 서로 엇갈리게 겹쳐지고 나서 외부력에 의해 형체램(30)이 형체 실린더(20)의 내부에서 슬라이드 되며 이동형판(13)이 고정형판(11) 방향으로 이동된다.

이때, 상기 이동형판(13)의 이동금형(14)이 고정형판(11)의 고정금형(12)에 근접된 상태에서 제 1스플라인 기어(42)가 일정 각도 회전되며 제 2스플라인 기어(44)에 삽입된다.

그러면서, 상기 제 1스플라인 기어(42)의 이(齒)는 제 2스플라인 기어(44)의 이(齒)만큼 전진되면서 이동금형(14)과 고정금형(12)은 밀폐되게 된다.

이상과 같이, 복합식 형체장치는 형체 실린더(20)에 구비되는 형체램(30)과 그 내부에 각각 제 1,2스플라인 기어(42,44)를 구비하여, 이동형판(13)이 이송 중일 때에는 이동형판(13)을 가이드하며, 이동금형(14)과 고정금형(12)이 밀폐되고 승압이 필요할 때에는 이동형판(13)에 고정된 샤프트(34)가 제 1스플라인 기어(42)를 회전시켜 형체램(30) 내부의 제 2스플라인 기어(44)에 엇갈리게 한 후, 형체 실린더(20) 내부에 작동유를 공급하여 승압한다.

그러나, 종래와 같은 복합식 형체장치는 스플라인 형상의 이(齒)나 원주 방 향으로 가공된 볼트나 링 형상의 이(齒)가 형체램의 이와 맞물릴 수 있는 면적이 크지 않아 큰 형체력을 받아 주어야 하는 승압 시에 강도상의 문제가 생길 수 있어 대형 사출 성형기에 적용하기 힘든 문제점이 있었다.

그리고, 형체램의 내부 가공 및 스플라인 형상의 이는 정밀하고, 고도로 가공되어야 하므로 제작비용이 높은 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 사출성형기의 이동형판을 직선 왕복 이동시키기 위해 한 쌍으로 이루어진 칼럼부를 구비하여 일측에 삽입시키거나 맞대도록 하여 전진시킴으로써 사출성형기의 설치공간을 줄이고 작동유의 소모량도 줄이면서 작업 사이클을 줄일 수 있는 사출성형기의 형체장치를 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 본 발명에 따른 사출성형기의 형체장치는 고정금형과 이동금형을 각각 갖는 고정형판 및 이동형판과, 상기 이동금형과 고정금형을 개폐시키는 고속이동 실린더와, 상기 이동형판의 전진 이동을 가이드하는 다수개의 타이바와, 이동금형을 고정금형에 밀접시키거나, 이동금형을 고정금형에서 이탈시키는 형체램을 내재한 형체 실린더와, 선택적으로 끝단면끼리 접하며 일측으로 이동되거나 측면끼리 접하며 상호 끼움 되는 칼럼부와, 칼럼부의 끝단면끼리 맞닿게 하도록 일부를 회전시키는 회전부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 형체장치의 사시도이고, 도 5는 도 4의 측단면도이다.

그리고, 도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 형체장치의 작동상태를 보인 상태도이다.

또한, 도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 형체장치의 내부 작동 상태도이고, 도 8은 본 발명에 따른 형체장치의 회전부를 나타낸 단면도이다.

종래의 기술과 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 도면 부호나 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.

도 4 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 사출성형기의 형체장치는 고정금형(52)과 이동금형(54)을 각각 갖는 고정형판(51) 및 이동형판(53)과, 이동금형(54)과 고정금형(52)을 개폐시키는 고속이동 실린더(56)와, 이동형판(53)의 전진 이동을 가이드하는 다수개의 타이바(55)와, 이동금형(54)을 고정금형(52)에 밀접시키거나, 이동금형(54)을 고정금형(52)에서 이탈시키는 형체램(62)을 내재한 형체 실린더(60)와, 선택적으로 끝단면끼리 접하며 일측으로 이동되거나 측면끼리 접하며 상호 끼움 되는 칼럼부(70) 및 칼럼부(70)의 끝단면끼리 맞닿게 하도록 일부를 회전시키는 회전부(80)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 사출성형기의 형체장치는 서로 마주 보게 입설되어 대향측으로 고정금형(52)과 이동금형(54)을 각각 갖는 고정형판(51) 및 이동형판(53)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 고정형판(51)과 이동형판(53)에는 양단을 고정 설치되어 이동형판(53)을 왕복 이동시키면서 이동금형(54)과 고정금형(52)을 개폐시키는 고속이동 실린더(56)가 설치되어 있다.

상기 고속이동 실린더(56)는 유압 또는 에어압에 의해 슬라이드 직선 왕복 운동을 한다.

그리고, 상기 고속이동 실린더(56)의 일단부가 고정형판(51)의 측면에 고정되며, 타단부가 이동형판(53)의 측면에 설치되어 이동형판(53)을 당기거나 밀도록 설치된다.

또한, 상기 이동형판(53)을 삽통시켜 전진 왕복 이동되는 것을 가이드하는 다수개의 타이바(55)는 일단을 고정형판(51)에 고정하고, 타단을 형체 실린더(60)에 고정한다.

그리고, 상기 형체 실린더(60)의 전면에는 작동유를 공급하는 제 1포트(66)가 내부와 연통되어 있고, 측면 일정 위치에는 제 2포트(68)가 내부와 연통되어 있다.

상기 제 1,2포트(66,68)는 후술할 형체램(62)을 선택적으로 전진 또는 후진시키기 위해 작동유를 공급하기 위해 형성된다.

이때, 상기 작동유는 오일(oil)일 수도 있고, 에어(air)일 수도 있다.

그리고, 상기 형체램(62)은 형체 실린더(60)의 내부에서 작동유에 의해 슬라 이드 전·후진 되도록 형성된다.

상기 형체램(62)의 측면에는 패킹재(69)가 구비되어 형체 실린더(60)와의 슬라이드시 마찰을 줄이면서 작동유의 밀봉작용을 하기도 한다.

상기 형체램(62)이 형체 실린더(60)의 내부에서 외부로 이탈되지 않도록 형체 실린더(60)에는 이탈방지수단(지정하지 않음)이 구비됨은 당연하다.

한편, 상기 형체 실린더(60)와 이동형판(53) 사이에는 칼럼부(70)가 형성된다.

상기 칼럼부(70)는 본 발명에 따른 사출성형기의 형체장치의 전체 길이를 줄이는 동시에 형체램(62)의 형체력을 이동형판(53) 및 금형에 전달하기 위해 구비된다.

상기 칼럼부(70)는 형체램(62)의 중앙부와 샤프트(shaft,64)로 연결되는 다수개의 제 1칼럼(72)과, 이동형판(53)의 일측면에 다수개 구비된 제 2칼럼(74)으로 이루어진다.

그리고, 상기 제 1칼럼(72)은 다수 개가 일정 간격으로 형성되는데, 본 발명에서는 네 개 형성되는 것으로 한다.

그리고, 상기 제 2칼럼(74)은 이동형판(53)의 측면 즉, 제 1칼럼(72)에 대향되는 이동형판(53)의 측면에 다수개가 돌출 형성된다.

상기 제 2칼럼(74)은 제 1칼럼(72)의 개수와 동일하게 형성되며 제 1칼럼(72)의 간격과 동일한 간격으로 형성되어 상호 끝단면끼리 선택적으로 맞닿거나 엇갈리게 삽입될 수 있도록 형성된다.

상기 제 1칼럼(72)의 하부에는 후술할 원판 형상의 회전판(82)이 일체로 형성되어 있다.

한편, 상기 제 1칼럼(72)이 일정 각도 회전될 수 있도록 회전부(80)가 형성되어 있다.

상기 회전부(80)는 제 1칼럼(72)의 하부에 일체로 형성되는 회전판(82)과 상기 회전판(82)을 정회전 및 역회전시키기 위해 전·후진 왕복 운동하는 실린더(84)로 이루어진다.

상기 회전판(82)의 외주면 일부에는 나사산과 나사골이 연속되게 형성된 제 1기어(83)가 형성되어 있다.

상기 제 1기어(83)의 폭은 회전판(82)의 이동범위 내에서 후술될 제 2기어(87)와 치합(齒合)될 수 있도록 형성된다.

그리고, 상기 회전판(82)과 형체램(62)의 마주하는 면에는 베어링재(76)가 구비되어 안정적으로 회전판(82)이 정회전 또는 역회전되도록 한다.

이때, 상기 형체램(62)과 제 1칼럼(72) 및 회전판(82)을 연결하는 샤프트(64)는 형체램(62)에 고정되고 회전판(82)에 회전되게 삽설 되어 있다.

또한, 상기 실린더(84)는 하나 형성되며, 형체 실린더(60)의 전면 가장자리에 고정 설치된다.

상기 실린더(84)의 피스톤(86)에는 회전판(82)의 제 1기어(83)에 대응되는 위치에 나사산과 나사골이 연속되게 형성된 제 2기어(87)가 구비되어 있다.

그리고, 상기 실린더(84)는 통상적인 에어 실린더 또는 유압 실린더를 사용 한다.

한편, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 고속이동 실린더(56)가 작동되면 이동금형(54)이 구비된 이동형판(53)은 고정금형(52)이 구비된 고정형판(51)으로 전진 이동된다.

상기 고속이동 실린더(56)가 작동되면 서로 엇갈려 측면 접촉을 하고 있는 제 1칼럼(72)에서 제 2칼럼(74)이 이탈되게 된다.

그리고, 상기 이동금형(54)과 고정금형(52)이 상호 밀폐되기 위해 제 1칼럼(72)은 일정 각도 회전되며 제 2칼럼(74)의 끝단면과 접하도록 한다.

상기 제 1칼럼(72)의 회전각도 및 회전속도는 제어부(도시하지 않음)에 의해 제어되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제 1칼럼(72)이 회전되면, 제 1포트(66)로 작동유를 공급하여 형체램(62)이 전진되도록 한다.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 회전부(80)는 제 1칼럼(72)의 후반부에 형성되며 원주면 일부에 제 1기어(83)가 형성된 회전판(82)을 형체 실린더(60)의 외측 가장자리에 고정하며 제 1기어(83)에 대응되게 제 2기어(87)가 형성된 실린더(84)를 포함한다.

상기 실린더(84)의 피스톤(86)이 전·후진하면서 제 1기어(83)와 제 2기어(87)는 치합되어 회전판(82)과 함께 제 1칼럼(72)을 회전시키게 된다.

이때, 상기 실린더(84)는 제어부(도시하지 않음)에 의해 직진 또는 후진 운동하도록 형성된다.

이하, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 바람직한 작동예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 7a 내지 도 7d에 도시된 바와 같이, 먼저 형개 시에는 이동형판(53) 의 제 2칼럼(74)과 형체램(62) 전면의 제 1칼럼(72)이 서로 엇갈리게 겹쳐져 있다.

형폐공정이 시작되면, 도 7b와 같이, 제 2칼럼(74)은 고정형판(51)에 고정된 고속이동 실린더(56)의 작동에 의해서 이동금형(54) 및 고정금형(52)이 소정의 거리를 유지하는 위치까지 고속으로 이송된다.

도 7c와 같이, 금형 보호를 위하여 약간의 거리를 두고 금형을 이송한 후 회전부(80)의 실린더(84)의 작동에 의해 제 1기어(83)와 제 2기어(87)가 치합되어 회전판(82)을 회전시키면서 제 1칼럼(72)과 제 2칼럼(74)은 끝단면을 서로 맞대도록 형성된다.

다음으로, 도 7d와 같이, 상기 형체 실린더(60)의 전면에 형성된 제 1포트(66)에 작동유를 공급하면 형체램(62)과 함께 제 1칼럼(72)은 제 2칼럼(74)과 맞닿으면서 전진되게 되고, 이동금형(54)과 고정금형(52)은 밀폐되게 된다.

수지 사출 및 냉각이 끝난 후 금형(52,54)을 열고 이동형판(53)을 고속으로 후퇴시키는 형개 과정은 상술된 형폐과정과 정반대의 단계를 거친다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 사출성형기의 형체장치에 의하면, 매우 적은 양의 작동유를 사용하여 형체결 및 승압 작동을 함으로써 에너지 효율을 높이 고, 형개폐를 위한 이송이 빠른 효과가 있다.

그리고, 기구가 간단하고, 장치 가공이 쉽기 때문에 적은 비용으로 제작, 설치 및 유지할 수 있으며, 작업성이 향상되는 효과도 있다.

또한, 형체 실린더 내부에 형개폐를 위한 형체램의 이송 구간이 필요 없고, 형체력을 전달하는 칼럼부가 이송 시 서로 엇갈려 접하므로 형체 실린더와 이동형판 사이에 이송을 위한 거리가 짧아져 전체적인 설치 공간을 줄일 수 있는 효과도 있다.

Claims (3)

1. 서로 마주 보게 입설되어 대향측으로 고정금형과 이동금형을 각각 갖는 고정형판 및 이동형판;

   상기 고정형판 측에 일단이 고정 설치되고, 상기 이동형판 측에 타단이 고정 설치되어 상기 이동형판을 왕복 이동시켜서 상기 이동금형과 고정금형을 개폐시키는 고속이동 실린더;

   상기 고정형판에 일단이 삽입 고정되고, 상기 이동형판에 삽통되어 상기 이동형판의 전진 이동을 가이드하는 다수개의 타이바;

   상기 타이바의 타단을 고정하며, 일측 및 타측에 각각 형성된 제 1,2포트를 통해 선택적으로 공급되는 작동유에 의해 상기 이동금형을 상기 고정금형에 밀접시키거나, 상기 이동금형을 상기 고정금형에서 이탈시키는 형체램을 내재한 형체 실린더;

   상기 이동형판과 형체램 사이에서 일정 간격으로 다수개를 각각 대향하도록 개재하여 선택적으로 끝단면끼리 접하며 일측으로 이동되거나 측면끼리 접하며 상호 끼움 되는 칼럼부; 및

   상기 고정금형에 상기 이동금형을 상호 밀폐시키기 위해 상기 칼럼부의 끝단면끼리 맞닿게 하도록 일부를 회전시키는 회전부로 구성되며,

   상기 칼럼부는 상기 회전부에 일체로 형성되어 회전되는 제 1칼럼 및 상기 이동형판에 고정 형성되어 회전되는 상기 제 1칼럼에 의해 선택적으로 서로 끼움 되거나 상기 제 1칼럼을 밀어서 상기 이동금형을 상기 고정금형에 밀폐시키도록 형성된 제 2칼럼으로 이루어져 상기 형체 실린더와 이동형판 사이의 이송 거리를 줄임에 따라 설치 공간을 줄이는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 형체장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 회전부는 상기 칼럼부의 일끝단부에 원 형상으로 형성되고 그 외주면 일부에 제 1기어가 형성된 회전판과;

   상기 형체 실린더의 가장자리에 일단이 고정되고, 일직선으로 형성된 타단부에 상기 회전판의 제 1기어에 대응되게 제 2기어가 형성되어 상기 회전판을 역회전 또는 정회전 시키는 실린더로 이루어진 것을 특징으로 하는 사출성형기의 형체장치.

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