KR100724244B1 - 성형품 분리장치를 구비한 사출성형기의 형체기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토글식 사출성형기의 형체기구에 관한 것이다. 본 발명에 따른 형체기구는, 한 쌍의 링크(8, 9)를 통하여 서로 연결되는 후방 플레이트(6) 및 이동 플레이트(7)와, 그의 직선 이동에 따라 한 쌍의 링크(8, 9)를 신장 또는 수축시킴으로써 이동 플레이트(7)를 전후진시키는 크로스헤드(11)와, 이동 플레이트(7)의 이동방향과 나란하게 연장하여 설치된 볼스크류(15)와, 볼스크류(15)에 나사 결합하며 크로스헤드(11)와 연결되어 볼스크류(15)의 회전에 따라 크로스헤드(11)를 직선 이동시키는 볼너트(16)와, 이동 플레이트(7)에 직선 이동 가능하게 관통하여 설치되는 이젝터 핀(20)을 구비한다. 이젝터 핀(20)은 이동 플레이트(7)가 후진할 때 그의 후단이 볼스크류(15)의 선단에 접촉됨으로써, 상기 이동 플레이트(7)에 대하여 상대적으로 전진운동을 하게 되며, 그에 따라 그의 선단이 이동 플레이트(7)의 전면으로부터 돌출함으로써 성형이 완료된 성형품을 분리시킨다. 이러한 형체기구에 의하면, 이젝터 핀(20)의 운동을 위한 별도의 구동수단이 필요하지 않으므로, 이동 플레이트(7)의 폭을 최소화함으로써 형체기구 전체의 크기를 줄일 수 있다.

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Description

성형품 분리장치를 구비한 사출성형기의 형체기구{Clamping Device of Injection Molding Machine having Molding Ejecting Device}

도 1은 종래의 형체기구를 나타낸 도면.

도 2는 종래의 형체기구의 성형품 분리장치를 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 형체기구를 나타낸 도면.

도 4 및 도 5는 도 3의 형체기구에서 성형품 분리장치의 동작을 나타내는 도면.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 형체기구의 일부분을 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

4 : 고정 플레이트 6 : 후방 플레이트

7 : 이동 플레이트 8 : 단링크

9 : 장링크 11 : 크로스 헤드

14 : 모터 15 : 볼 스크류

16 : 볼 너트 20 : 이젝터 핀

21 : 회전판 22 : 베어링

본 발명은 토글(toggle)링크를 이용한 토글식 사출성형기의 형체(型締)기구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 성형된 제품을 분리할 수 있는 분리장치를 구비하는 사출성형기의 형체기구에 관한 것이다.

토글식 사출성형기 형체기구는 타이바를 통하여 이동 플레이트와 고정 플레이트 사이에 장착된 한 쌍의 형판에 형체력을 가하여 사출작업을 수행하는 기구이다. 이러한 토글식 사출성형기의 형체기구는 토글링크의 개수에 따라, 1쌍의 토클링크로 구성된 싱글 토글식 형체기구와, 2쌍의 토글링크로 구성된 더블 토글식 형체기구로 나눌 수 있다. 싱글 토글식 형체기구는 소형의 사출성형기에 적합하고, 더블 토글식 형체기구는 비교적 큰 형체력이 요구되는 사출성형기에 적합하다. 아울러, 더블 토글식 형체기구는 토글링크에 대한 크로스헤드 링크의 설치방식의 차이에 따라 4점식, 5점식, 또는 6점식 형체기구로 구분될 수 있다.

종래의 4점식, 5점식 및 6점식 형체기구의 예들이 한국 특허등록 제522396호 공보(2005. 10. 19. 공고) 및 특허등록 제522397호 공보(2005. 10. 19. 공고)에 개시되어 있다. 상기 공보들에 개시된 바와 같이, 4점식 형체기구는 토글링크가 4개의 절점을 가지며 동작하고, 5점식 형체기구는 5개의 절점을, 6점식 형체기구는 6개의 절점을 가지며 동작한다.

도 1은 종래의 5점식 형체기구를 나타낸 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 형체기구는, 타이바(5)의 양측에 후방 플레이트(6)와 고정 플레이트(4)가 설치되고 그 사이에 이동 플레이트(7)가 배치되며, 이동 플레이트(7)는 절점 C, A, 및 B들 사이에 배치된 장링크(9) 및 단링크(8)를 경유하여 후방 플레이트(6)와 연결된다. 후방 플레이트(6)의 일측에는 모터(14)와 볼스크류(15)가 설치되고, 볼스크류(15)에는 볼너트(16)를 통하여 크로스헤드(11)가 직선이동 가능하게 결합되며, 크로스헤드(11)에 연결된 크로스헤드 링크(12)는 절점 E에서 단링크(8)에 연결된다. 이동 플레이트(7)와 고정 플레이트(4) 사이에는 금형을 이루는 한 쌍의 형판(M1, M2)이 배치된다.

이러한 형체기구에서는, 모터(14)에 의하여 볼스크류(15)가 회전하면 크로스헤드(11)가 직선운동을 하게 된다. 크로스헤드(11)가 도면에서 우측으로 전진하면 단링크(8)와 장링크(9)가 신장되어 상대적으로 이동 플레이트(7)가 전진함으로써, 이동 플레이트(7)와 고정 플레이트(4)가 가까워지고, 결국 한 쌍의 형판(M1, M2)이 서로 맞닿아 금형이 닫히게 된다.

이러한 상태에서 승압공정과 사출공정에 의하여 사출성형이 완료되면, 모터(14)가 볼스크류(15)를 반대방향으로 회전시킴으로써, 이동 플레이트(7)가 후진하여 금형을 개방하게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이동 플레이트(7)에는 형판(M1, M2)에 붙어 있는 사출 성형품을 분리하기 위한 분리장치가 설치된다. 종래에 사용되던 분리장치는 모터나 실린더와 같은 별도의 구동수단(도시하지 않음)에 의하여 직선 이동하는 이젝터 핀(ejector pin)(17)을 구비하여, 구동수단의 구동에 따라 이젝터 핀(17)이 이동 플레이트(7)측의 형판(M1)을 관통하여 돌출함으로써 사출 성형품을 형판(M1)으로부터 분리하는 방식의 것들이 사용되었다.

그런데, 이와 같이 이젝터 핀(17)을 별도의 구동수단에 의해 구동되도록 하면, 구동수단의 설치 공간 확보를 위하여 이동 플레이트(7)의 폭(d)을 크게 할 수밖에 없으므로, 형체기구의 전체적인 크기가 증가한다는 문제점이 있다. 또한, 이동 플레이트(7)의 폭(d) 증가로 인하여, 절점 C로부터 이동 플레이트(7) 전면까지의 길이가 길어지게 되어, 승압공정 시에 이동 플레이트(7)에 큰 모멘트가 걸려 이동 플레이트(7)가 변형될 우려가 있다는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 성형품 분리장치가 금형개폐를 위한 볼스크류에 의하여 구동되도록 함으로써, 전체적인 구조를 단순화할 수 있으며, 이동 플레이트의 폭을 최소화할 수 있는 형체기구를 제공함을 목적으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 한 쌍의 링크를 통하여 서로 연결되는 후방 플레이트 및 이동 플레이트와, 그의 직선 이동에 따라 상기 한 쌍의 링크를 신장 또는 수축시킴으로써 상기 이동 플레이트를 전후진시키는 크로스헤드와, 상기 이동 플레이트에 직선 이동 가능하게 관통하여 설치되는 이젝터 핀을 포함하며, 상기 이 젝터 핀은 상기 이동 플레이트가 후진할 때 그의 후단이 형체기구의 고정된 일부분과 접촉함으로써 상대적으로 전진운동을 하게 되며, 그에 따라 그의 선단이 이동 플레이트의 전면으로부터 돌출함으로써 성형이 완료된 성형품을 분리하는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 형체기구를 제공함으로써 달성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 형체기구는, 상기 이동 플레이트의 이동방향과 나란하게 연장하여 설치된 볼스크류와, 상기 볼스크류를 회전 구동하는 모터와, 상기 볼스크류에 나사 결합하며 상기 크로스헤드와 연결되어 상기 볼스크류의 회전에 따라 상기 크로스헤드를 직선 이동시키는 볼너트를 더 포함한다. 이 경우, 상기 이젝터 핀은 상기 이동 플레이트가 후진할 때 그의 후단이 상기 볼스크류의 선단에 접촉됨으로써, 상기 이동 플레이트에 대하여 상대적으로 전진하게 된다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 형체기구는, 상기 이젝터 핀의 후단에 상기 볼스크류의 회전방향과 동일한 방향으로 회전 가능하게 설치된 회전판을 더 포함할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 형체기구를 나타낸 도면이고, 도 4 및 도 도 5는 본 발명의 형체기구에서 성형품 분리장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 따른 형체기구는, 도 1에 도시한 종래의 형체기구와 비교하여, 성 형품 분리장치의 구조에 차이가 있을 뿐 나머지 구성은 동일하다. 따라서, 도 3 내지 도 5에서 종래의 형체기구와 동일한 구성요소에 대해서는 도 1과 동일한 참조부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 형체기구는 5점식 형체기구로서, 타이바(5)의 양측에 후방 플레이트(6)와 고정 플레이트(4)가 설치되고 그 사이에 이동 플레이트(7)가 배치되며, 이동 플레이트(7)는 절점 C, A, 및 B들 사이에 배치된 장링크(9) 및 단링크(8)를 경유하여 후방 플레이트(6)와 연결된다. 후방 플레이트(6)의 일측에는 이동 플레이트(7)의 이동방향과 나란하게 연장된 볼스크류(15)와, 볼스크류(15)를 회전시키는 모터(14)가 설치된다. 볼스크류(15)에는 볼너트(16)가 나사 결합되며, 볼너트(16)에는 크로스헤드(11)가 연결된다. 따라서, 크로스헤드(11)는 볼스크류(15)의 회전에 따라 볼너트(16)와 함께 볼스크류(15)의 길이방향을 따라 직선이동하게 된다. 크로스헤드(11)에는 절점 E에서 단링크(8)에 연결되는 크로스헤드 링크(12)가 연결된다. 이동 플레이트(7)와 고정 플레이트(4) 사이에는 금형을 이루는 한 쌍의 형판(M1, M2)이 배치된다.

아울러, 사출 성형이 완료된 성형품을 분리하기 위한 분리장치로서, 이동 플레이트(7)의 중앙부에는 이동 플레이트(7) 및 형판(M1)을 관통하여 직선이동 할 수 있도록 이젝터 핀(20)이 설치된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 이젝터 핀(20)은 그 전체 길이가 이동 플레이트(7)의 폭(d)보다 길게 형성된다. 구체적으로, 이젝터 핀(20)은 그의 후단이 항상이 이동 플레이트(7)의 후면으로부터 돌출된 상태를 유지하며, 반면에 그의 선단은 도 4에서와 같이 이동 플레이트(7)가 최대한 전진한 상태(금형 폐쇄 상태)에서는 이동 플레이트(7)의 전면으로부터 돌출되지 않으며, 도 5에서와 같이 이동 플레이트(7)가 최대한 후진한 상태(금형 개방 상태)에서는 이동 플레이트(7)의 전면으로부터 소정 길이만큼 돌출하도록 형성된다.

이하 본 발명에 따른 형체기구에서의 금형 폐쇄 및 개방 동작을 설명한다.

먼저, 금형 폐쇄를 위하여, 모터(14)에 의하여 볼스크류(15)가 정방향으로 회전하면 크로스헤드(11)가 도 3에서 우측방향으로 전진하게 된다. 크로스헤드(11)가 전진하면 단링크(8)와 장링크(9)가 신장되어 상대적으로 이동 플레이트(7)도 전진함으로써, 이동 플레이트(7)와 고정 플레이트(4)가 가까워지고, 결국 한 쌍의 형판(M1, M2)이 서로 맞닿아 금형이 닫히게 된다. 이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 이젝터 핀(20)은 선단이 이동 플레이트(7)의 전면으로부터 돌출하지 않는다. 그리고, 이 상태에서 이젝터 핀(20)의 후단은, 이동 플레이트(7)의 후면으로부터 돌출한 상태에서 볼스크류(15)의 선단과 소정 간격만큼 이격되어 있다.

이와 같이 금형이 닫힌 다음, 승압공정과 사출공정이 실행되어 성형품이 사출 성형된다. 이후, 금형 개방을 위하여, 모터(14)에 의하여 볼스크류(15)가 역방향으로 회전하면, 크로스헤드(11)가 도 3에서 좌측방향으로 후진하게 됨으로써, 상술한 금형 폐쇄 시와 역순으로 이동 플레이트(7)와 고정 플레이트(4)가 이격되고 한 쌍의 형판(M1, M2)이 분리되어 금형이 개방된다.

이동 플레이트(7)가 어느 정도 후진하면, 이젝터 핀(20)의 후단이 볼스크류(15)의 선단과 접촉하게 된다. 이 상태에서 이동 플레이트(7)가 계속 후진하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 이젝터 핀(20)이 상대적으로 전진하여 그의 선단이 이동 플레이트(7)의 전면으로부터 돌출하게 된다. 그리고, 돌출한 이젝터 핀(20)의 선단은 이동 플레이트(7) 측의 형판(M1)을 관통하여, 형판(M1)에 붙어있던 성형품을 밀어 내어 분리시키게 된다.

이와 같이, 본 발명에서는 이젝터 핀(20)이 볼스크류(15)의 선단에 접촉한 상태에서 이동 플레이트(7)의 후진에 따라 역방향으로 전진함으로써 성형품을 분리하기 때문에, 종래와 같이 이젝터 핀(20)을 구동하기 위한 별도의 구동수단이 필요하지 않다. 그에 따라, 별도의 구동수단 설치공간도 필요치 않게 되므로, 이동 플레이트(7)의 폭(d)을 최소화할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.

도 3 내지 도 5의 실시예와 비교하여, 도 6의 실시예에 따른 형체기구는, 볼스크류(15)와 접촉하는 이젝터 핀(20)의 후단에 볼스크류(15)와 동일한 회전방향으로 회전할 수 있도록 설치된 회전판(21)을 더 구비한다는 점에 차이가 있다. 회전판(21)은 이젝터 핀(20)의 후단에 베어링(22)에 의하여 회전 가능하게 지지된 상태로 설치된다.

이동 플레이트(7)의 후진에 따라 볼스크류(15)와 이젝터 핀(20)이 직접 접촉하게 되면, 볼스크류(15)가 회전하고 있는 상태이므로, 볼스크류(15)의 선단부와 이젝터 핀(20)의 후단부 사이에는 강한 마찰이 발생하게 된다. 그런데, 본 실시예에서는 볼스크류(15)의 선단부가 이젝터 핀(20) 후단의 회전판(21)에 접촉하게 됨으로써, 볼스크류(15)의 회전과 동시에 회전판(21)이 베어링(22)에 의하여 지지된 상태로 회전하게 된다. 따라서, 볼스크류(15)의 회전에 의한 마찰 없이 이젝터 핀(20)이 원활하게 전진 이동할 수 있다.

이상에서는 본 발명이 5점식 형체기구에 적용된 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며 4점식 또는 6점식의 형체기구에도 적용될 수 있다.

또한, 이상의 실시예들에서는 이젝터 핀(20)이 볼스크류(15)에 접촉함으로써 이동 플레이트(7)에 대하여 상대적으로 이동하는 것을 예로 들었으나, 이젝터 핀(20)이 형체기구의 다른 고정된 부분(예를 들어, 고정된 후방 플레이트(6)의 일부분)에 접촉함으로써 상대적으로 이동하는 구성을 채용하는 것도 가능할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 종래보다 이동 플레이트의 폭을 줄일 수 있으므로, 형체기구와 사출성형기 전체의 크기를 줄일 수 있다. 또한, 이동 플레이트의 폭을 줄임으로써, 승압공정 시 이동 플레이트에 가해지는 모멘트를 감소시켜 이동 플레이트가 변형되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (3)

1. 한 쌍의 링크(8, 9)를 통하여 서로 연결되는 후방 플레이트(6) 및 이동 플레이트(7)와, 그의 직선 이동에 따라 상기 한 쌍의 링크(8, 9)를 신장 또는 수축시킴으로써 상기 이동 플레이트(7)를 전후진시키는 크로스헤드(11)를 포함하는 사출성형기의 형체기구에 있어서,

   상기 이동 플레이트(7)에 직선 이동 가능하게 관통하여 설치되는 이젝터 핀(20)을 더 포함하며, 상기 이젝터 핀(20)은 상기 이동 플레이트(7)가 후진할 때 그의 후단이 형체기구의 고정된 일부분과 접촉함으로써 상대적으로 전진운동을 하게 되며, 그에 따라 그의 선단이 상기 이동 플레이트(7)의 전면으로부터 돌출함으로써 성형이 완료된 성형품을 분리하는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 형체기구.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 이동 플레이트(7)의 이동방향과 나란하게 연장하여 설치된 볼스크류(15)와, 상기 볼스크류(15)를 회전 구동하는 모터(14)와, 상기 볼스크류(15)에 나사 결합하며 상기 크로스헤드(11)와 연결되어 상기 볼스크류(15)의 회전에 따라 상기 크로스헤드(11)를 직선 이동시키는 볼너트(16)를 더 포함하며,

   상기 이젝터 핀(20)은 상기 이동 플레이트(7)가 후진할 때 그의 후단이 상기 볼스크류(15)의 선단에 접촉됨으로써, 상기 이동 플레이트(7)에 대하여 상대적으로 전진하는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 형체기구.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 이젝터 핀(20)의 후단에 상기 볼스크류(15)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전 가능하게 설치된 회전판(21)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 형체기구.

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