KR100733698B1

KR100733698B1 - 분리 시점을 조절할 수 있는 형체기구의 성형품 분리장치

Info

Publication number: KR100733698B1
Application number: KR1020060028824A
Authority: KR
Inventors: 박원기; 이준근
Original assignee: 엘에스전선 주식회사
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2007-06-28

Abstract

본 발명은 토글식 사출성형기의 형체기구에서 성형품을 분리하기 위한 성형품 분리장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 성형품 분리장치는, 형체기구의 이동 플레이트(7)에 직선 이동 가능하게 관통하여 설치되며, 이동 플레이트(7)의 전면으로부터 돌출하여 성형이 완료된 성형품을 분리하는 이젝터 핀(20)과, 이젝터 핀(20)의 후단에 이젝터 핀(20)의 길이방향과 나란하게 결합되며, 이동 플레이트(7)가 후진할 때 그의 후단이 형체기구의 볼스크류(15) 선단과 접촉하고, 그에 따른 반력을 소정 시간 경과 후에 이젝터 핀(20)에 전달하여 상기 이젝터 핀(20)을 전진시키는 이송기구(30)를 구비한다. 이송기구(30)는 이동 플레이트(7)가 후진할 때 이송기구(30)의 후단이 볼스크류(15)의 선단에 접촉된 이후 소정 시간 경과 후에 상대적으로 전진운동을 하게 되며, 그에 따라 이젝터 핀(20)을 밀어내어 이동 플레이트(7)의 전면으로부터 돌출하게 하여 성형이 완료된 성형품을 분리시킨다. 본 발명에 의하면, 이송기구(30)가 볼스크류(15)의 선단에 접촉한 이후 소정 시간이 경과된 이후에 이젝터 핀(20)을 전진시키므로, 성형품의 분리 시점을 조절할 수 있다.

사출, 성형, 토글, 링크, 형체기구, 성형품, 분리, 시점, 조절

Description

분리 시점을 조절할 수 있는 형체기구의 성형품 분리장치{Molding ejecting device of mold clamping device capable of adjusting ejecting time}

도 1은 일반적인의 형체기구를 나타낸 도면.

도 2는 종래의 성형품 분리장치를 나타낸 도면.

도 3은 본 발명에 따른 성형품 분리장치의 측단면도.

도 4 및 도 5는 도 3의 형체기구에서 성형품 분리장치의 동작을 나타내는 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 : 볼스크류

16 : 볼 너트 20 : 이젝터 핀

30 : 이송기구 31 : 실린더

32 : 피스톤 34 : 플런저

35 : 조절용 스프링 36 : 복귀용 스프링

38 : 걸림턱

본 발명은 토글(toggle)링크를 이용한 토글식 사출성형기의 형체(型締)기구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 형체기구로부터 성형된 제품을 분리할 수 있는 분리장치에 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 6 개의 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 서보모터(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, 서보모터(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, 서보모터(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.

또한, 성형품의 종류에 따라서는 금형 개방과 동시에 성형품을 분리하여야 하는 경우도 있지만, 금형이 개방된 후 소정 시간 경과 후에 성형품을 분리하여야 되는 경우도 있다. 그런데, 종래의 대부분의 분리장치의 경우 금형 개방과 동시에 작동하여 성형품을 분리하기 때문에 성형품의 종류에 따라 분리 시점을 조절할 수 없었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 성형품 분리장치가 금형개폐를 위한 볼스크류에 의하여 구동되도록 함으로써 전체적인 구조를 단순화할 수 있으며, 분리 시점도 조절할 수 있는 형체기구를 제공함을 목적 으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 형체기구의 이동 플레이트에 직선 이동 가능하게 관통하여 설치되며, 이동 플레이트의 전면으로부터 돌출하여 성형이 완료된 성형품을 분리하는 이젝터 핀과; 상기 이젝터 핀의 후단에 이젝터 핀의 길이방향과 나란하게 결합되며, 상기 이동 플레이트가 후진할 때 그의 후단이 상기 형체기구의 고정된 일부분, 특히 형체기구의 볼스크류 선단과 접촉하고, 그에 따른 반력을 소정 시간 경과 후에 상기 이젝터 핀에 전달하여 상기 이젝터 핀을 전진시키는 이송기구를 포함하는 성형품 분리장치를 제공함으로써 달성된다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 이송기구는, 전단은 막혀있고 후단은 개방된 형태의 실린더와, 상기 실린더의 개방된 후단을 통하여 상기 실린더의 내부에 이동 가능하게 결합되는 피스톤과, 상기 실린더의 내부에 상기 피스톤과 소정 간격을 두고 나란하게 이동 가능하게 설치되는 플런저와, 상기 플런저와 상기 실린더의 전단부 내면 사이에 설치되는 조절용 스프링을 포함한다. 상기 피스톤과 상기 플런저 사이에는 압축성 유체가 채워지며, 상기 이젝터 핀의 후단은 상기 실린더의 전단부 외면에 결합된다.

또한, 본 발명의 성형품 분리장치는, 상기 이동 플레이트와 상기 실린더 사이에 실린더의 전진 이동에 소정의 힘으로 저항하면서 회전하도록 설치된 걸림턱과, 상기 실린더의 전단부 외면과 상기 이동 플레이트의 후면 사이에 설치된 복귀 용 스프링을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 걸림턱과 상기 복귀용 스프링에 의한 상기 실린더에 대한 저항력은, 상기 피스톤이 최대한 압축되었을 때의 상기 압축성 유체의 압력과 상기 조절용 스프링의 탄성 복원력의 합력보다 크게 설정되는 것이 바람직하다.

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

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 성형품 분리장치를 나타낸 도면이다. 본 발명에 따른 성형품 분리장치는, 도 1에 도시한 일반적인 형체기구에 적용되는 것으로서, 도 3에서 형체기구의 구성요소에는 도 1과 동일한 부호를 부여하였다. 즉, 도 3에서 참조부호 7은 형체기구의 이동 플레이트를, 참조부호 M1은 이동 플레이트(7) 측에 결합되는 형판(M1)을 나타내며, 참조부호 15는 볼스크류를 나타낸다.

도 3에 도시된 바와 같이, 성형품 분리장치는 이동 플레이트(7)에 관통하여 설치되는 이젝터 핀(20)을 구비한다. 형체기구에서 성형품의 성형이 완료되면, 이젝터 핀(20)은 도 3에서 우측으로 직선 이동하여 그의 선단이 이동 플레이트(7)의 전면(도 3에서의 우측면)으로부터 돌출함으로써 형판(M1)에 붙어 있는 성형품을 밀어내어 분리시킨다. 이젝터 핀(20)은 그의 후단이 항상 이동 플레이트(7)의 후면으로부터 돌출된 상태를 유지하며, 반면에 그의 선단은 도 3에서와 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 상 태(금형 개방 상태)에서는 이동 플레이트(7)의 전면으로부터 소정 길이만큼 돌출하여 형판(M1)에 붙어 있는 성형품을 분리하게 된다. 이젝터 핀(20)은 이동 플레이트(7)가 금형 개방을 위하여 후진함에 따라서, 상대적으로 전진 이동하여 성형품을 분리하게 된다.

이젝터 핀(20)의 후단에는 이동 플레이트(7)의 후진 시 형체기구의 볼스크류(15) 선단과 접촉함으로써 이젝터 핀(20)을 상대적으로 전진 이동시키는 이송기구(30)가 설치된다. 이젝터 핀(20)과, 이송기구(30)와, 볼스크류(15)는 동축으로 배열된다. 이송기구(30)는 그의 후단부가 볼스크류(15)와 접촉함으로써 그의 선단부에 결합된 이젝터 핀(20)을 전방으로 밀어내게 된다.

또한, 이송기구(30)는 볼스크류(15)와의 접촉에 따른 반력을 소정 시간 동안 지연시킨 후 이젝터 핀(20)에 전달함으로써, 이젝터 핀(20)의 전진시점, 즉 성형품의 분리시점을 조절할 수 있는 구조를 가진다. 구체적으로, 이송기구(30)는 후단이 개방된 컵 모양의 실린더(31)와, 실린더(31)의 개방된 후단에 이동 가능하게 결합되는 피스톤(32)과, 실린더(31)의 내부에 피스톤(32)과 소정 간격을 두고 나란하게 이동 가능하게 설치되는 플런저(plunger)(34)와, 플런저(34)와 실린더(31)의 밀폐된 전단부 내면 사이에 설치되는 조절용 스프링(35)을 구비한다. 피스톤(32)과 플런저(34) 사이에는 압축성 유체, 예를 들어 공기가 채워진다. 실린더(31)의 전단부 외면 중앙에는 이젝터 핀(20)의 후단이 결합된다. 피스톤(32)의 후단부는 이젝터 핀(20)의 길이방향과 동일한 방향으로 후방으로 연장된다. 이동 플레이트(7)가 어느 정도 후진하면 피스톤(32)의 후단부가 볼스크류(15)의 선단과 만나게 된 다. 그 상태에서 이동 플레이트(7)가 더 후진하면, 피스톤(32)이 볼스크류(15)에 의해 가압되어 전진하면서 피스톤(32)과 플런저(34) 사이의 압축성 유체가 압축되고, 압축성 유체가 임계치까지 최대한 압축된 후에는 플런저(34)가 전진하여 조절용 스프링(35)을 압축시킨다. 스프링(35)이 최대한 압축된 이후에는 스프링(35)의 탄성 복원력에 의해 실린더(31)가 전진하면서 이젝터 핀(20)의 후단을 밀어 이젝터 핀(20)이 전진하여 성형품을 분리하게 된다. 따라서, 이젝터 핀(20)은 이동 플레이트(7)의 후진 이동이 완료된 이후 소정 시간이 경과된 다음에 전진하여 성형품을 분리하게 되며, 성형품의 분리 시점은 압축성 유체의 종류 및 양과 스프링(35)의 탄성계수(탄성력) 등에 의하여 조절할 수 있게 된다.

소정 시점까지 실린더(31)의 전진 이동을 막을 수 있도록, 이동 플레이트(7)와 실린더(31) 사이에는 실린더(31)의 이동에 소정의 힘으로 저항하면서 회전하도록 걸림턱(38)이 설치되며, 실린더(31)의 전단부 외면과 이동 플레이트(7)의 후면 사이에는 이젝터 핀(20)을 사이에 두고 한 쌍의 복귀용 스프링(36)이 설치된다. 도면에 구체적으로 도시하지는 않았지만 걸림턱(38)은 비틀림 스프링(torsion spring)을 통하여 회전 가능하게 설치되어, 비틀림 스프링의 탄성력보다 높은 힘이 가해지면 회전하고 힘이 제거되면 복원되는 구성을 가진다. 한편, 복귀용 스프링(36)은 실린더(31)의 전진시 압축되었다가, 성형품의 분리가 완료되어 이동 플레이트(7) 전진하면 복원되어 실린더(31)를 후진시키게 된다. 걸림턱(38)과 한 쌍의 복귀용 스프링(36)에 의한 실린더(31)에 대한 지지력은, 피스톤(32)이 최대한 압축되었을 때의 압축성 유체의 압력과 조절용 스프링(35)의 탄성 복원력의 합력보다 크게 설정된다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 분리장치에 의한 성형품 분리 동작을 더욱 상세하게 설명한다.

형체기구에서 성형품이 사출 성형된 후 금형 개방을 위하여, 볼스크류(15)가 회전하여, 이동 플레이트(7)가 어느 정도 후진하면(도 1 참조), 피스톤(32)의 후단이 볼스크류(15)의 선단과 접촉하게 된다. 이 상태에서 이동 플레이트(7)가 계속 후진하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 피스톤(32)이 상대적으로 전진하며 그에 따라 피스톤(32)과 플런저(34) 사이의 압축성 유체가 압축된다. 압축성 유체가 임계치까지 압축된 이후에는, 피스톤(32)의 전진에 따라 플런저(34)도 전진하면서 조절용 스프링(34)을 압축시킨다. 이때, 실린더(31)는 내부의 압축성 유체의 압력과 조절용 스프링(34)의 탄성 복원력의 합력이, 걸림턱(38)과 한 쌍의 복귀용 스프링(36)에 의한 실린더(31) 지지력보다 작기 때문에, 걸림턱(38)과 복귀용 스프링(36)들에 막혀 전진하지 않는다. 따라서, 도 4에 도시된 상태의 시점까지는 이동 플레이트(7)의 후진에도 불구하고 이젝터 핀(20)이 전진하지 않게 된다.

이후, 이동 플레이트(7)가 더 후진하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 걸림턱(38) 및 복귀용 스프링(36)에는 이동 플레이트(7)의 후진에 따른 반력이 그대로 작용하게 되므로, 걸림턱(38)이 선회하여 실린더(31)의 걸림 상태가 해제되고, 복귀용 스프링(36)은 압축되면서, 실린더(31)가 전진하게 된다. 그 결과, 이젝터 핀(20)이 전진하면서 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, 이동 플레이트(7)의 후진에 따라 이젝터 핀(20)이 이송기구(30)를 통하여 볼스크류(15)의 선단에 접촉하여 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 폭을 최소화할 수 있다.

또한, 이송기구(30)는 볼스크류(15)의 선단에 접촉한 이후 소정 시간이 경과된 이후에 이젝터 핀(20)을 전진시키므로, 성형품의 분리 시점을 조절할 수 있다. 구체적으로, 성형품의 분리 시점은, 이송기구(30)에 사용되는 압축성 유체의 종류와 양, 또는 각종 스프링(35, 36)의 탄성력을 조절함으로써 조절할 수 있게 된다.

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)(도 1)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.

또한, 이송기구가 볼스크류의 선단에 접촉한 이후 소정 시간이 경과된 이후에 이젝터 핀을 전진시키므로, 성형품의 분리 시점을 조절할 수 있어 사용자가 원하는 시점에 성형품을 분리해 낼 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

형체기구의 이동 플레이트(7)에 직선 이동 가능하게 관통하여 설치되며, 이동 플레이트(7)의 전면으로부터 돌출하여 성형이 완료된 성형품을 분리하는 이젝터 핀(20); 및

상기 이젝터 핀(20)의 후단에 이젝터 핀(20)의 길이방향과 나란하게 결합되며, 상기 이동 플레이트(7)가 후진할 때 그의 후단이 상기 형체기구의 고정된 일부분과 접촉하고, 그에 따른 반력을 소정 시간 경과 후에 상기 이젝터 핀(20)에 전달하여 상기 이젝터 핀(20)을 전진시키는 이송기구(30)를 포함하며,

상기 형체기구는 상기 이동 플레이트(7)의 이동방향과 나란하게 연장하여 설치된 볼스크류(15)를 포함하며,

상기 이송기구(30)는 상기 이동 플레이트(7)가 후진할 때 그의 후단이 상기 볼스크류(15)의 선단에 접촉됨으로써, 상기 이동 플레이트(7)에 대하여 상대적으로 전진하여 상기 이젝터 핀(20)을 전진시키는 것을 특징으로 하는 형체기구의 성형품 분리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 이송기구(30)는,

전단은 막혀있고, 후단은 개방된 형태의 실린더(31);

상기 실린더(31)의 개방된 후단을 통하여 상기 실린더(31)의 내부에 이동 가능하게 결합되는 피스톤(32);

상기 실린더(31)의 내부에 상기 피스톤(32)과 소정 간격을 두고 나란하게 이동 가능하게 설치되는 플런저(34); 및

상기 플런저(34)와 상기 실린더(31)의 전단부 내면 사이에 설치되는 조절용 스프링(35)을 포함하며,

상기 피스톤(32)과 상기 플런저(34) 사이에는 압축성 유체가 채워지며, 상기 이젝터 핀(20)의 후단은 상기 실린더(31)의 전단부 외면에 결합되는 것을 특징으로 하는 형체기구의 성형품 분리장치.
제 2 항에 있어서,

상기 이동 플레이트(7)와 상기 실린더(31) 사이에 실린더(31)의 전진 이동에 소정의 힘으로 저항하면서 회전하도록 설치된 걸림턱(38)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 형체기구의 성형품 분리장치.
제 3 항에 있어서,

상기 실린더(31)의 전단부 외면과 상기 이동 플레이트(7)의 후면 사이에 설치된 복귀용 스프링(36)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 형체기구의 성형품 분리장치.
제 4 항에 있어서,

상기 걸림턱(38)과 상기 복귀용 스프링(36)에 의한 상기 실린더(31)에 대한 저항력은, 상기 피스톤(32)이 최대한 압축되었을 때의 상기 압축성 유체의 압력과 상기 조절용 스프링(35)의 탄성 복원력의 합력보다 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 형체기구의 성형품 분리장치.
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