KR100897197B1 - 사출장치 - Google Patents

Abstract

사출장치는, 용융수지를 가압하여 사출하는 사출부재(2)를 가진다. 운동변환기구는, 사출구동부(50)에서 발생한 회전운동을, 사출부재(2)의 직선운동으로 변환한다. 하중전달기구는, 용융수지의 반력(反力)으로서 사출부재에 작용하는 하중을, 운동변환기구의 적어도 일부를 통하여 변형부재(74)에 전달한다. 하중전달기구는 하중을 받는 스러스트 베어링(71)을 포함하고, 변형부재(74)의 내주(內周)측이 스러스트 베어링(71)의 외주(外周)를 지지하는 베어링 지지부재(73)에 설치된다.

Description

사출장치{Injection device}

본 발명은 사출장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스크루 등의 사출부재에 의해 수지를 가압해서 사출하는 사출장치에 관한 것이다.

종래의 사출성형기에 있어서, 수지는 가열실린더 내에 있어서 가열되어, 용융된다. 용융수지는 고압으로 사출되어 금형장치의 캐비티에 충전된다. 캐비티 내에 있어서 수지는 냉각되고, 고화되어서 성형품이 된다.

금형장치는 고정(固定)금형 및 가동(可動)금형으로 이루어진다. 형체(型締)장치에 의해 가동금형을 고정금형에 대하여 진퇴시킴으로써, 형폐(型閉), 형체(型締) 및 형개(型開)가 행하여진다.

금형장치의 형체가 완료되어 사출장치가 전진되면, 가열실린더의 노즐이 고정플래튼에 형성된 노즐 통과구멍을 지나서, 고정금형의 배면(背面)에 마련된 스프루 부시에 밀어 붙여진다. 이어서, 사출장치에서 용융된 수지는, 가열실린더 내의 스크루에 의해 가압되어, 노즐로부터 사출된다. 사출된 용융수지는, 스프루 부시 및 스프루를 지나서 고정금형과 가동금형의 사이에 형성된 캐비티 내에 충전된다.

또한, 스크루 구동기구에 하중검출기가 마련되어, 용융수지의 반력에 의해 스크루에 가해지는 하중을 하중검출기로 검출하여 사출압력을 제어하는 사출장치가 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).

도 1은 특허문헌 1에 개시된 사출장치의 단면도이다. 도 1에 있어서, 사출장치 프레임부는, 프론트 커버(101), 센터 케이스(102), 리어 커버(103), 프론트 커버(101)와 센터 케이스(102)의 사이에 설치된 프론트 프레임(104), 및 센터 케이스(102)와 리어 커버(103)의 사이에 설치된 리어 프레임(105)으로 이루어진다. 프론트 커버(101)의 전단부(前端部)에 가열실린더(1)가 설치되고, 가열실린더(1)의 내부에 스크루(2)가 전후진 및 회전 가능하게 구비되어 있다.

사출장치 프레임부의 전방부에 계량용 모터(110)가 배치되고, 사출장치 프레임부의 후방부에 사출용 모터(115)가 배치된다. 계량용 모터(110)의 로터에 중공(中空)의 제1 로터 샤프트(111)가 끼워 넣어져 고정된다. 제1 로터 샤프트(111)의 양단은 베어링(188)을 통하여 프레임부에 지지된다.

한편, 사출용 모터(115)의 로터에 중공의 제2 로터 샤프트(116)가 끼워 넣어져서 고정된다. 제2 로터 샤프트(116)의 양단은 베어링(189)을 통하여 프레임부에 지지된다.

또한, 제1 로터 샤프트(111)에 제1 스플라인 너트(120)가 고정된다. 제1 스플라인 너트(120)와 제1 스플라인축(121)은, 스플라인 결합되어 회전전달수단을 형성한다. 제1 스플라인축(121)과 스크루(2)는 커플링(3)에 의해 연결된다.

센터 케이스(102)의 내부에 제2 스플라인 너트(124)가 고정되고, 제2 스플라인 너트(124)에 제2 스플라인축(123)이 스플라인 결합하고 있다. 제2 스플라인 너트(124)는 회전정지부재로서 제2 스플라인축(123)의 회전을 규제하는 회전규제수단 을 형성한다. 또한, 제1 스플라인축(121)과 제2 스플라인축(123)은, 베어링 박스(122)를 통하여 회전 가능하게 연결된다.

제2 로터 샤프트(116)의 후단부에는 베어링 리테이너(127)가 고정되고, 베어링 리테이너(127)는 리어 커버(103)에 회전 가능하게 지지된다. 또한, 베어링 리테이너(127)의 내주부에 볼나사축(126)이 끼워 넣어져서 고정된다.

제2 로터 샤프트(116)의 내부에는 볼나사 너트(125)가 진퇴 가능하게 마련된다. 볼나사 너트(125)는 볼나사축(126)에 맞물린다. 볼나사 너트(125)에 제2 스플라인축(123)이 고정된다. 따라서, 제2 로터 샤프트(116)가 회전하면, 볼나사축(126)이 회전하고, 그 결과, 볼나사 너트(125)가 전후진한다.

베어링 리테이너(127)에는, 베어링(190)과 스러스트 베어링(180)이 설치된다. 스러스트 베어링(180)의 후단에는 스페이서(182)가 배치된다. 또한, 볼나사축(126)에 여유를 가지도록 끼워져서 로드셀 누름쇠(184)가 설치된다. 스페이서(182)와 로드셀 누름쇠(184)의 사이에 로드셀(183)이 설치된다. 로드셀(183)은, 리어 커버(103)에 설치되어 있어, 스크루(2)의 전진, 후퇴시에 스크루(2)에 가해지는 하중을 검출한다.

볼나사축(126)의 후단부에는 인코더(187)가 설치된다. 인코더(187)가 볼나사축(126)의 회전을 검출함으로써, 스크루(2)의 축방향의 위치가 검출된다.

계량공정에서는, 계량용 모터(110)의 로터가 회전함으로써, 스크루(2)가 회전해서 수지가 용융된다. 용융수지는 가열실린더(1)의 선단부에 모이고, 용융수지에 의한 반력으로 스크루(2)는 회전하면서 후퇴하여(도면 중 오른쪽) 계량이 행하 여진다. 이때, 스크루(2)에 가해지는 반력은, 볼나사 너트(125), 볼나사축(126) 및 스페이서(182)를 통하여, 로드셀(183)에 전해져서, 로드셀(183)에 의해 검출된다. 로드셀(183)에 의해 검출된 반력에 근거해서 계량공정에 있어서의 배압(背壓)의 피드백 제어가 행하여진다.

사출공정에서는, 사출용 모터(115)의 로터가 회전함으로써, 스크루(2)는 회전이 제한된 상태에서 전진한다. 이로써, 가열실린더(1)의 선단부에 모인 용융수지는 금형(미도시)에 충전된다. 수지의 충전압력은 로드셀(183)에 의해 검출되고, 스크루(2)에 과도한 압력이 가해지지 않도록 감시된다.

[특허문헌 1] 일본국 특허공개 2000-052387호 공보

[발명의 개시]

[발명이 해결하고자 하는 과제]

상술한 도 1에 나타낸 사출장치에 있어서, 스크루(2)에 작용하는 하중은, 제1 스플라인축(121)으로부터 베어링 박스(122), 제2 스플라인축(123), 볼나사 너트(125)에 전해지고, 또한, 볼나사 너트(125)로부터 볼나사축(126), 베어링 리테이너(127), 베어링(180), 스페이서(182)의 순으로 로드셀(183)에 전해져서, 로드셀(183)의 변형부를 변형시킨다. 이로써, 로드셀(183)은, 스크루(2)에 작용하는 하중을 검출한다. 이로 인하여, 스크루(2)가 하중을 받으면, 스페이서(182), 베어링(180, 190), 베어링 리테이너(127) 및 제2 로터 샤프트(116)는, 로드셀(183)의 변형분만큼 볼나사축(126)과 함께, 스크루(2)와는 반대방향(도면 중 우측)으로 변위된다.

이 변위는 베어링(189, 190)의 외주부(外周部)가 센터 케이스(102), 리어 커버(103)에 대하여 슬라이딩함으로써 허용된다. 이 슬라이딩에 의해 슬라이딩 저항이 생기므로, 로드셀(183)에 의해 검출되는 하중은, 스크루(2)에 걸리는 하중과 슬라이딩 저항력의 합계가 되어, 스크루(2)에 가해지는 힘만을 정밀하게 검출할 수 없다고 하는 문제가 있었다. 게다가, 이 슬라이딩 저항력은 성형 사이클마다 편차가 있고, 특히 저(低)하중 하에서의 제어가 되는 계량공정에서의 제어 정밀도가 낮아진다고 하는 문제가 있었다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명의 총괄적인 목적은, 상술한 문제점을 해결한 개량된 유용한 사출장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 보다 구체적인 목적은, 하중검출기의 설치구조에 기인하여 발생하는 슬라이딩 저항을 배제하여, 사출부재에 가해지는 하중을 정밀도 좋게 검출할 수 있는 사출장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 사출부재의 심(芯)조정을 용이하게 행할 수 있는 사출장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 하나의 면에 의하면, 용융수지를 가압하여, 사출하는 사출부재와, 사출구동부에서 발생한 회전운동을, 사출부재의 직선운동으로 변환하는 운동변환기구와, 용융수지의 반력(反力)으로서 사출부재에 작용하는 하중을, 운동변환기구의 적어도 일부를 통하여 변형부재(deformation member)에 전달하는 하중전달기구를 가지는 사출장치로서, 하중전달기구는 하중을 받는 스러스트 베어링을 포함하고, 변형부재의 내주(內周)측이 스러스트 베어링의 외주(外周)를 지지하는 베어링 지지부재에 설치된 것을 특징으로 하는 사출장치가 제공된다.

상술한 본 발명에 의한 사출장치는, 사출구동부의 회전을 운동방향 변환기구에 전달시키기 위한 회전전달부를 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 회전전달부는, 사출구동부에 내포(內包)시키는 것이 바람직하다. 회전전달부는, 스플라인 구조를 가지는 것으로 하여도 좋다. 또한, 회전전달부와 사출구동부의 사이에 감속부가 마련되어 있는 것으로 하여도 좋다. 또한, 사출구동부는, 전후진하는 사출부재에 대한 고정지지부에 마련되어 있는 것으로 하여도 좋다.

또한, 상술한 본 발명에 의한 사출장치는, 사출부재와 함께 진퇴하는 가동 플레이트와, 사출부재를 가동 플레이트에 회전 가능하게 지지하는 전달부를 가지고, 전달부는 가동 플레이트에 대하여 착탈 가능하게 고정되는 것으로 하여도 좋다. 이 사출장치에 있어서, 전달부는, 사출부재로부터의 스러스트 하중을 받는 하중받이부, 및, 사출부재 회전용 모터의 회전을 사출부재에 전달하는 스크루 회전구동 전달부를 포함하고, 스크루 회전구동 전달부는, 가동 플레이트에 착탈 가능하게 설치되어 있는 것이 바람직하다. 사출부재 회전용 모터는, 가동 플레이트에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 혹은, 사출부재 회전용 모터는, 스크루 회전구동 전달부에 설치되어 있는 것으로 하여도 좋다.

상술한 사출장치에 있어서, 전달부는, 사출부재로부터의 스러스트 하중을 받는 하중받이부, 및, 사출부재 회전용 모터의 회전을 사출부재에 전달하는 스크루 회전구동 전달부를 구비하고, 하중받이부 및 회전전달부는, 가동 플레이트에 착탈 가능하게 설치되어 있는 것으로 하여도 좋다. 스크루 회전구동 전달부는, 가동 플레이트에 대하여 고정위치를 변경할 수 있도록 고정기구에 의해 가동 플레이트에 고정되고, 그에 의하여 사출부재의 심(芯)조정이 가능한 것으로 하여도 좋다.

또한, 본 발명에 의한 사출장치에 있어서, 사출구동부는 변형부재의 변형에 수반하여 변위 가능하게 구성되는 것으로 하여도 좋다. 사출구동부는, 베어링 지지부재와 함께 변형부재에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 사출구동부는 변형부재에 대하여 중심축을 맞추기 위한 위치결정부를 가지는 것이 바람직하다. 또한, 사출구동부는 운동변환기구와 동일 선상에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 사출구동부는 감속부를 구비하고, 사출구동부의 회전축은 감속부의 출력축인 것으로 하여도 좋다.

또한, 상술한 본 발명에 의한 사출장치에 있어서, 변형부재는 하중전달기구에 설치되어 있는 것으로 하여도 좋다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점(利點)은 첨부 도면을 참조하면서 이하의 상세한 설명을 읽음으로써 한층 명료하게 될 것이다.

[발명의 효과]

본 발명의 하나의 면에 의하면, 하중검출시에 근소하게 변형되는 변형부재가, 스크루 등의 사출부재의 배압(背壓)하중을 받는 스러스트 베어링에 대하여 설치되므로, 로드셀 등의 변형부재가 변형될 때에 스러스트 베어링을 포함하는 하중전달기구 전체가 근소하게 이동하기만 하고, 슬라이딩하는 부분이 없다. 따라서, 성형 사이클마다 편차가 있는 슬라이딩 저항력의 영향을 배제하여 사출부재에 작용하는 하중을 정밀하게 측정할 수 있다. 특히, 계량공정에 있어서의 저(低)하중 작용시에 하중검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

도 1은, 종래의 사출장치의 단면도이다.

도 2는, 본 발명의 제1 실시예에 의한 사출장치의 단면도이다.

도 3은, 도 2에 나타낸 사출구동부의 단면도이다.

도 4는, 도 2에 나타낸 사출구동부의 변형예의 단면도이다.

도 5는, 본 발명의 제2 실시예에 의한 사출장치의 전체 구성을 나타낸 평면도이다.

도 6은, 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선을 따른 단면도이다.

도 7은, 본 발명의 제3 실시예에 의한 사출장치의 사출구동부의 단면도이다.

도 8은, 도 7에 나타낸 사출구동부의 변형예의 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 가열실린더

2 : 스크루

10 : 사출 프론트 서포트

11 : 사출 리어 서포트

12 : 가이드 바

20 : 프레셔 플레이트

21 : 볼나사 너트

22 : 볼나사축

25 : 풀리

26 : 회전 샤프트

50 : 사출구동부

51 : 모터 하우징

52 : 스테이터

53 : 로터

54 : 모터 플랜지

55 : 모터 리어 플랜지

58 : 회전 샤프트

59 : 회전전달부

60 : 인코더

71 : 스러스트 베어링

73 : 베어링 홀더

74 : 로드셀

89 : 감속부

90 : 사출용 모터

91 : 하우징

92 : 하우징 커버

93 : 작은 기어

95 : 제1 기어축

96 : 제2 기어축

97 : 큰 기어

98 : 커플링

210 : 사출장치

214 : 스크루

221 : 프레셔 플레이트

231, 231A, 231B : 볼나사 너트

232, 232A, 232B : 볼나사축

253 : 감속기

263 : 계량용 모터

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 사출장치의 단면도이다. 도 3은 도 2에 나타낸 사출구동부의 단면도이다. 도 4는 도 2에 나타낸 사출구동부의 변형예의 단면도이다.

도 2에 나타낸 사출장치에 있어서, 사출장치 프레임부는, 사출 프론트 서포트(10), 사출구동부(50)의 고정지지부인 사출 리어 서포트(11), 사출 프론트 서포트(10)와 사출 리어 서포트(11) 사이에 설치된 가이드 바(12), 가이드 바(12)를 사출 프론트 서포트(10)에 고정하는 가이드 바 너트(13)로 이루어진다. 사출 프론트 서포트(10)의 전단부(前端部)(도면 중 좌측)에 가열실린더(1)가 설치된다. 가열실린더(1)의 내부에는, 사출부재로서의 스크루(2)가 전진, 후퇴 및 회전 가능하게 마련된다.

가이드 바(12)에는, 스크루(2)과 함께 축방향으로 진퇴하는 프레셔 플레이트(20)가 슬라이딩 가능하게 지지된다. 프레셔 플레이트(20)에는 스크루(2)의 축선으로부터 등거리만큼 떨어진 위치에 복수의 볼나사 너트(21)가 각각 고정된다. 볼나사축(22)이 이들의 볼나사 너트(21)와 맞물려서, 볼나사축(22)과 볼나사 너트(21)로 운동변환기구가 구성되어 있다. 또한, 사출 리어 서포트(11)에는 사출구동부(50)가, 볼나사축(22)의 각각과 동축선상에 감속기구를 개재시키지 않고 회전을 전달하도록 설치되어 있다.

따라서, 사출구동부(50)에 의해 볼나사축(22)을 회전시키면, 볼나사축(22)에 전달된 회전운동이, 볼나사축(22)과 볼나사 너트(21)에 의해 직선운동으로 변환된다. 볼나사 너트(21)는, 가이드 바(12)에 슬라이딩 가능하게 지지된 프레셔 플레이트(20)에 고정되어 있다. 이로 인하여, 사출구동부(50)의 회전운동이 프레셔 플레이트(20)의 직선운동으로 변환된다.

또한, 상기 프레셔 플레이트(20)의 중심축선 상에는, 스러스트 베어링(28)과 베어링(27)에 양단이 회전 가능하게 지지된 회전 샤프트(26)가 마련된다. 회전 샤프트(26)의 일단(一端)에는, 커플링(3)을 통하여 스크루(2)가 연결되고, 타단(他端)에는 프레셔 플레이트(20) 상에 마련되어 있는 스크루 회전 구동모터(미도시)로부터의 회전을 전달하는 풀리(25)가 고정되어 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 사출구동부(50)는 모터 플랜지(54), 모터 플랜지(54)에 고정된 모터 하우징(51), 모터 하우징(51)에 고정된 모터 리어 플랜지(55)로 이루어진다. 사출구동부(50)의 내부에는, 스테이터(52) 및 로터(53)가 설치되어 있다. 로터(53)의 내주부에는, 양단이 베어링(56과 57)에 회전 가능하게 지지된 상태로 회전 샤프트(58)가 끼워 넣어져서 고정된다. 베어링(56)은 모터 플랜지(54)에 지지되어 있고, 베어링(57)은 모터 리어 플랜지(55)에 지지되어 있다.

볼나사축(22)에는, 나사부보다도 작은 직경의 베어링 설치부가 형성되어 있다. 또한, 볼나사축(22) 베어링 설치부의 후부(後部)에는, 클램프 너트(78)를 설치하기 위한 눈이 가는 나사부가 형성되어 있다. 볼나사축(22)의 나사부와 베어링 설치부 사이의 단차(段差)에는, 베어링 누름부(77)가 설치되고, 스러스트 베어링(71) 의 내륜이 베어링 누름부(77)에 맞닿아 있다. 스러스트 베어링(71)의 외륜은, 윤활(潤滑)지지부재로서의 베어링 홀더(73)의 볼록부 단면(端面)에 맞닿아 있다. 베어링(72)의 외륜도 마찬가지로 베어링 홀더(73)의 볼록부 단면에 맞닿아 있다. 베어링(72)의 내륜은, 볼나사축(22)에 설치된 클램프 너트(78)에 맞닿아 있고, 클램프 너트(78)에 의해 스러스트 베어링(71)과 베어링(72)은 예압(豫壓)이 가해진 상태로 되어 있다.

상술한 구성에 있어서, 베어링 누름부(77), 스러스트 베어링(71), 베어링 홀더(73), 베어링(72), 및 클램프 너트(78)에 의해 하중전달기구가 구성된다. 여기서, 하중전달기구는, 회전허용부로서도 형성됨으로써, 사출 리어 서포트(11)에 대하여 볼나사축(22)을 회전 가능하게 지지할 수 있다.

또한, 스러스트 베어링(71), 베어링(72) 및 베어링 홀더(73)에 의해 윤활실(79)이 형성된다. 이로써, 윤활실(79)에는 윤활제가 공급되어 유지된다. 윤활실(79)에 공급된 윤활제는, 볼나사축(22)이 회전하여 윤활제에 원심력이 작용해도, 베어링 홀더(73)에 의해 비산이 방지된다. 따라서, 윤활제는 윤활실(79) 내에 확실하게 유지된다.

사출 리어 서포트(11)에는, 하중검출기를 구성하는 변형부재(deformation member)인 로드셀(74)이 장착볼트(75)에 의해 설치되어 있다. 변형부재인 로드셀(74)은, 중앙에 개구(開口)를 가지는 링 형상이며 외주측의 고정부와 내주측의 수압부(受壓部)와 중앙의 변형부를 가진다. 변형부에 변형검출기가 마련됨으로써, 로드셀(74)은 하중검출기로서의 기능을 하고 있다. 로드셀(74) 내주측의 수압부는, 장착볼트(76)에 의해 베어링 홀더(73)에 고정된다. 또한, 로드셀(74) 외주측의 고정부는, 장착볼트(75)에 의해 사출 리어 서포트(11)에 고정되어 있다. 따라서, 로드셀(74)은 볼나사축(22)과 독립하여 사출장치 본체에 착탈 가능하여, 스크루(2)에 걸리는 하중을 정밀도 좋게 검출할 수 있다.

또한, 로드셀(74) 내주측의 수압부가, 스러스트 베어링(71)을 지지하는 베어링 홀더(73)에 설치되어 있으므로, 스러스트 베어링(71)과 사출 리어 서포트(11)의 사이에서 슬라이딩 저항이 생기지 않는다. 이로 인하여, 스크루(2)에 걸리는 하중을 로드셀(74)에 의해 정밀도 좋게 검출할 수 있다.

또한, 로드셀(74) 내주측의 수압부는 베어링 홀더(73)에 설치되어 있으므로, 로드셀(74)은 클램프 너트(78)의 예압의 영향을 받지 않는다. 이로써, 스크루(2)에 걸리는 하중을, 로드셀(74)에 의해 정밀도 좋게 검출할 수 있다.

볼나사축(22)의 사출구동부 측의 단부(端部)에 스플라인부가 형성되고, 사출구동부(50)의 회전 샤프트(58)에 형성된 스플라인부와 함께 작용하여 회전전달부(59)가 형성된다. 회전전달부(59)는 스플라인 구조를 가지고 있으므로, 로드셀(74) 변형부재의 축방향의 변형에 수반하는 볼나사축(22)의 축방향으로의 이동을 허용하는 허용부가 형성된다. 보다 상세히는, 볼나사축(22)의 사출구동부 측의 단부에 수(雄)스플라인이 형성되고, 회전 샤프트(58)의 사출 리어 서포트측 단부에 형성된 오목부의 내면에 암(雌)스플라인이 형성되어 있어, 볼나사축(22)과 회전 샤프트(58)가 스플라인 결합하고 있다.

회전 샤프트(58)의 단부(도면 중 우측)에는, 인코더(60)가 설치되어 있다. 인코더(60)는 회전 샤프트(58)의 회전을 검출함으로써, 스크루(2)의 축방향의 위치를 검출한다.

여기서, 회전전달부(59)는 스플라인 구조로 했지만, 회전은 전달하지만 축방향의 이동은 허용하는 미끄럼 키(sliding key) 구조를 이용하는 것으로 하여도 좋다.

상술한 바와 같이, 사출구동부(50)만의 단독으로, 사출장치 본체로부터 착탈 가능하게 분리를 행할 수 있어, 조립성뿐만 아니라, 사출장치 점검시의 유지보수성을 향상시킬 수 있다.

또한, 볼나사축(22) 및 베어링 홀더(73)는, 허용부에 의해 사출 리어 서포트(11)와는 축방향으로 상대적으로 이동 가능하다. 이로 인하여, 로터(53)가 볼나사축(22)의 이동에 수반하여 변위되는 것을 방지할 수 있으므로, 로드셀(74)은 스크루(2)에 걸리는 하중을 정밀도 좋게 검출할 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 볼나사축(22)과 회전 샤프트(58)를 연결하지 않고, 축방향의 이동을 허용할 수 있도록 하였으므로, 볼나사축(22)과 회전 샤프트(58)의 맞물림부에서 시저(seizure)를 일으키지 않는다.

다음으로, 상술한 실시예에 의한 사출장치의 동작에 대해서 설명한다.

계량공정에서는, 스크루 회전 구동부로서 프레셔 플레이트(20)에 설치되어 있는 모터(미도시)를 구동하여 풀리(25)를 회전시킴으로써 스크루(2)가 회전하여 수지를 용융 가소화한다. 용융수지는 가열실린더(1)의 선단부에 모인다. 이때, 용융수지의 반력을 받아서 스크루(2)는 사출구동부 측(도면 중 오른쪽)으로 회전하면 서 후퇴한다. 용융수지의 반력은, 스크루(2)에 작용하는 배압(背壓)이 된다. 배압하중은, 프레셔 플레이트(20)를 통하여 볼나사축(22)에 전달된다. 볼나사축(22)에 전달된 배압하중은, 스러스트 베어링(71) 및 베어링 홀더(73)를 통하여 로드셀(74)에 전해지고, 로드셀(74)의 변형부가 배압하중의 크기에 따라서 변형된다. 이와 같이, 배압하중은, 프레셔 플레이트(20), 볼나사축(22), 스러스트 베어링(71) 및 베어링 홀더(73)를 통하여 로드셀(74)에 전달된다. 즉, 프레셔 플레이트(20), 볼나사축(22), 스러스트 베어링(71) 및 베어링 홀더(73)는, 배압하중을 전달하는 하중전달기구를 구성한다.

또한, 볼나사축(22)은, 회전전달부(59)에 있어서 사출구동부(50)와 스플라인 결합하고 있으므로, 배압하중을 받으면, 사출 리어 서포트(11)에 대하여 상대적으로 후방으로 매끄럽게 이동한다.

이로 인하여, 슬라이딩 부분은 스플라인 구조의 회전전달부(59)만이 되게 되므로, 로드셀(74)의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 각 샷(shot) 마다에 있어서의 용융수지의 계량을 안정시킬 수 있으며, 또한, 성형품을 안정되게 생산할 수 있다.

계량공정이 완료되고, 사출공정에 들어가면, 스크루(2)의 회전이 제한된 상태에서, 사출구동부(50)가 구동된다. 이로써, 볼나사축(22)이 회전한다. 그에 따라서 프레셔 플레이트(20)가 전진(도면 중 왼쪽)하여, 가열실린더(1)의 선단부에 모인 용융수지가, 금형(미도시) 속에 충전된다. 이때, 스크루(2)에 충전압력이 가해져 배압을 받아도, 계량공정과 마찬가지로, 볼나사축(22)은 회전전달부(59)에 있어 서 사출구동부(50)와 스플라인 결합하고 있으므로, 사출 리어 서포트(11)에 대하여 상대적으로 후방으로 매끄럽게 이동할 수 있다. 따라서, 충전압력을 로드셀(74)에 의해 정밀도 좋게 검출할 수 있으므로, 버(burr)나 수축 캐비티(shrinkage cavity) 등의 성형 불량을 저감할 수 있어서, 성형품을 안정되게 생산할 수 있다.

도 4는, 사출용 모터(90)와 볼나사축(22) 사이에 감속부(89)가 마련된 사출장치 구동부의 단면도이다. 도 4에 있어서, 감속 프레임부는, 사출 리어 서포트(11)에 고정된 하우징(91)과, 하우징(91)에 장착볼트(99)로 고정된 하우징 커버(92)로 이루어진다. 하우징(91)은 장착볼트(94)에 의해 사출 리어 서포트(11)에 설치된다.

감속 프레임부 내에는, 볼나사축(22) 단부(端部)의 스플라인부와 슬라이딩 가능하게 결합하는 스플라인부를 가지는 제2 기어축(96)이 마련되어 있다. 제2 기어축(96)은, 하우징(91)과 하우징 커버(92)에 장착된 베어링(191)과 베어링(192)에 회전 가능하게 지지되어 있어, 볼나사축(22)의 축방향의 변형을 허용하도록 구성되어 있다. 제2 기어축(96)에는 큰 기어(97)가 장착되어 있다.

또한, 큰 기어(97)와 맞물리는 작은 기어(93)가 중간부에 가공된 제1 기어축(95)이, 하우징(91)과 하우징 커버(92)에 장착된 베어링(193)과 베어링(194)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 제1 기어축(95)의 단부에는 커플링(98)을 통하여, 사출 리어 서포트(11)에 장착된 사출용 모터(90)가 연결되어 있다. 사출용 모터(90)의 단부에는 인코더(60)가 장착된다.

상술한 본 발명의 제1 실시예에 의한 사출장치에 있어서, 스크루(2)에 작용 하는 하중을 검출할 때는, 스크루(2)에 작용하는 하중을 회전 샤프트(26)로부터 프레셔 플레이트(20)로 받고, 프레셔 플레이트(20)로부터 볼나사 너트(21), 볼나사축(22), 베어링 홀더(73)를 통하여 로드셀(74)에 전해진다. 이 하중에 의해 로드셀(74)의 변형부를 변형시켜서, 스크루(2)에 작용하는 하중을 검출한다.

이때, 로드셀(74)의 변형량에 대응하여, 회전 샤프트(26)와 베어링 홀더(73)가 변위된다. 볼나사축(22)의 단부와 사출구동부(50)의 회전 샤프트(58)의 단부가 스플라인 결합되어 있으므로, 볼나사축(22)의 변위는 스플라인 결합부에서 허용된다. 따라서, 볼나사축(22)의 변위는, 사출구동부(50)에 영향을 주지 않는다. 또한, 베어링이 슬라이딩하지 않으므로, 불안정한 슬라이딩 저항도 생기지 않는다.

다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 대해서 도 5 및 도 6을 참조하면서 설명한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 의한 사출장치의 전체 구성을 나타낸 평면도이다. 도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선을 따른 단면도이다.

도 5에 나타낸 사출장치(210)는, 사출성형기에 사용되는 사출장치이며, 도시되지 않은 사출장치 프레임에 설치되어 있다. 사출장치(210)의 전방(도 1에 있어서의 왼쪽)에는, 고정금형 및 가동금형으로 이루어지는 금형장치를 구비하는 형체장치(미도시)가 설치된다. 사출장치(210)는, 형체장치에 대하여 전진 및 후퇴 가능하게 구성되어 있다.

가열실린더(211)는, 전기 히터, 온수 재킷 등의 도시되지 않은 가열장치를 구비하는 실린더부재이다. 사출노즐(212)이 가열실린더(211)의 선단부에 설치되어 있다. 가열실린더(211)의 후단부 근방에는, 가열실린더(211)의 일부를 냉각하기 위한 냉각 재킷(213)이 설치된다. 냉각 재킷(213)에 형성된 원료투입구멍(213a)으로부터, 수지 펠릿 등의 원료수지가 가열실린더(211) 내에 투입된다. 스크루(214)는, 이 가열실린더(211) 내에 회전 가능하게, 또한, 축방향으로 이동 가능하게 설치된 사출부재로서의 스크루이다. 스크루(214)의 후단부 근방은 가열실린더(211)의 후방(도면에 있어서의 오른쪽)으로 돌출되어 있다.

냉각 재킷(213)에는, 가열실린더 고정부재로서의 전방 플랜지 부재(216)가, 볼트 등의 체결부재에 의해 고정되어 있다. 또한, 전방 플랜지 부재(216)의 후방(도면에 있어서의 오른쪽)에는, 사출용 모터 고정부재로서의 후방 플랜지 부재(217)가 설치되어 있다. 전방 플랜지 부재(216) 및 후방 플랜지 부재(217)는, 가열실린더(211)에 대하여 고정된 체결부재로서 기능하고, 사출장치 프레임에 설치되어 있다. 또한, 전방 플랜지 부재(216) 및 후방 플랜지 부재(217)는, 전단부 및 후단부가 나사고정부재 등에 의해 전방 플랜지 부재(216) 및 후방 플랜지 부재(217)에 각각 고정된 가이드 로드(rod)(218)에 의해 연결되어 있다. 여기서, 가이드 로드(218)는, 단수이어도 복수이어도 좋고, 임의의 개수(個數)이면 되지만, 본 실시예에 있어서는, 4개가 마련되어 있다.

전방 플랜지 부재(216)와 후방 플랜지 부재(217)의 사이에는, 스크루 지지부재이고 가동 플레이트로서의 프레셔 플레이트(221)가 스크루(214)의 축방향으로 이동 가능하게, 또한, 다른 방향으로 이동 불가능하게 설치되어 있다. 여기서, 프레셔 플레이트(221)는, 가이드 로드(218)를 따라서, 스크루(214)와 함께, 전진 또는 후퇴(도면에 있어서의 좌측방향 또는 우측방향으로 이동) 가능하다.

상기 프레셔 플레이트(221)에 있어서 스크루(214)에 대응하는 위치에는, 스크루(214)의 후단부가 진입하는 관통공(221a)이 형성되어 있다. 또한, 관통공(221a)에 대응하는 위치에 있어서, 프레셔 플레이트(221)의 후면(도면에 있어서의 우측면)에는, 볼트(291)에 의해, 전달부로서의 감속기(253)의 감속기 프레임(254)이 설치되어 있다. 여기서, 볼트(291)는, 감속기 프레임(254)의 플랜지에 형성된 관통공 내를 뻗어 있도록 구성되어 있다. 관통공의 내경은 볼트(291)의 외경보다도 근소하게 크기 때문에, 감속기 프레임(254)을 프레셔 플레이트(221)에 설치할 때에, 볼트(291)를 푼 상태에서, 감속기 프레임(254)의 횡방향, 즉, 스크루(214)의 축방향에 수직인 방향의 위치를 조정할 수 있다. 조정 후는, 볼트(291)를 조여서, 감속기 프레임(254)을 프레셔 플레이트(221)에 견고하게 고정함으로써, 스크루(214)의 위치를 프레셔 플레이트(221)에 대하여 구속시킨다.

감속기(253)는 출력회전축으로서의 연결축(222)을 가진다. 연결축(222)은 그 전단부가 스크루(214)의 후단부에 접속되며, 또한, 감속기 프레임(254)에 설치되어 있다. 이 경우, 연결축(222)은, 커플링부재(223)와 볼트(292)에 의해, 스크루(214)의 후단부에 고정되어 있다. 스크루(214)는, 커플링부재(223)와 스크루(214)의 후방에 있어서 스플라인 맞물림함으로써 위치가 구속된 상태로 되어 있다. 여기서, 커플링부재(223)는 관통공(221a)에 진입한 위치에 있고, 스크루(214)의 후단부와 연결축(222)은 접속된 상태에서 관통공(221a)을 관통하도록 되어 있다. 그리고, 연결축(222)은, 스러스트 베어링(226) 및 스러스트 베어링(227)을 통하여, 감속기 프 레임(254)에 대하여 축방향으로 이동 불가능하게, 또한, 회전 가능하게 설치되어 있다.

이와 같이, 스크루(214)와 연결축(222)이, 서로 회전 불가능하게, 또한, 축방향으로 이동 불가능하게 접속되고, 또한, 연결축(222)이 감속기 프레임(254)에 대하여 축방향으로 이동 불가능하게, 또한, 회전 가능하게 설치되어 있으므로, 스크루(214)가 받는 스러스트 하중은, 감속기 프레임(254)을 통하여 프레셔 플레이트(221)에 전달된다. 반대로, 프레셔 플레이트(221)로부터 스크루(214)에 스러스트 하중을 전달할 수도 있다. 즉, 전달부로서의 감속기(253)는 스크루(214)의 회전운동을 허용한다. 또한, 감속기 프레임(254)은, 스크루(214)로부터의 스러스트 하중을 받는 하중받이부로서도 기능하고, 또한, 연결축(222)은 후술되는 계량용 모터(263)의 회전을 스크루(214)에 전달하는 스크루 회전구동 전달부를 포함하는 것이 된다. 이 경우, 전달부는 하중받이부 및 스크루 회전구동 전달부를 포함하는 것이 된다.

또한, 감속기 프레임(254)에는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 연결축(222)과 평행하게 구동기어축(257)이 설치되고, 구동기어축(257)에 설치된 작은 직경의 구동기어(258)와, 연결축(222)의 후단부(222a)에 설치된 보다 큰 직경의 종동기어(256)가 서로 맞물려서 감속기구가 구성된다. 여기서, 구동기어축(257)은, 복수의 레이디얼 베어링을 통하여, 감속기 프레임(254)에 회전 가능하게, 또한, 축방향으로 이동 불가능하게 설치되어 있다. 또한, 연결축(222)의 최후단부도 레이디얼 베어링을 통하여 감속기 프레임(254)에 설치되어 있다.

그리고, 구동기어축(257)의 후단부(도면에 있어서의 우단부)는 감속기 프레임(254)으로부터 후방으로 돌출하는 모터 접속부(257a)로 되어 있고, 커플링(261)을 통하여, 스크루 회전용 모터이고 계량용 구동원으로서의 계량용 모터(263)의 계량용 모터축(264)의 전단부(도면에 있어서의 좌단부)에 접속되어 있다. 여기서, 계량용 모터(263)는, 예컨대, 서보 모터이지만, 회전각도, 회전속도 및 회전방향을 제어 가능한 모터라면, 어떠한 종류의 모터이어도 좋다. 또한, 계량용 모터축(264)의 후단면에는, 계량용 모터축(264)의 회전을 계측하기 위해서, 로터리 인코더 등의 회전계측기(265)가 접속되어 있다. 이 경우, 구동기어축(257)과 계량용 모터축(264)은, 서로 회전 불가능하게, 또한, 축방향으로 이동 불가능하게 접속되어 있다. 여기서, 계량용 모터(263)는 감속기 프레임(254)에 의해서 프레셔 플레이트(221)에 설치되어 있지만, 계량용 모터(263)의 중량에 의해 연결축(222)이 편심(偏芯)될 우려가 있을 경우에는, 설치부재(미도시)를 통하여, 프레셔 플레이트(221)에 설치하는 것도 가능하다.

그로 인해, 계량용 모터(263)가 작동해서 계량용 모터축(264)이 회전하면, 그 회전이 구동기어(258) 및 종동기어(256)를 통하여, 연결축(222)에 전달되어, 스크루(214)가 회전하도록 되어 있다. 여기서, 감속기(253)는, 구동기어(258) 및 종동기어(256)로 이루어지는 감속기구에 추가하여, 다른 구동기어 및 종동기어로 이루어지는 감속기구를 더욱 구비하여, 다단계로 감속을 행하는 것이어도 좋다. 또한, 구동기어(258) 및 종동기어(256)로 이루어지는 감속기구를 대신하여, 이붙이 풀리 및 이붙이 벨트로 이루어지는 감속기구 등, 다른 종류의 감속기구를 구비하는 것이어도 좋다. 예컨대, 벨트를 감속기구로서 이용했을 경우에는, 계량용 모터(263)를, 프레셔 플레이트(221) 상에 남긴 채로의 상태에서, 하중받이부 등을 프레셔 플레이트(221)로부터 착탈시킬 수 있다. 여기서, 계량용 모터(263)는, 프레셔 플레이트(221)와 함께 전진 또는 후퇴하도록 되어 있으므로, 프레셔 플레이트(221)가 전진 또는 후퇴해도, 계량용 모터축(264)의 회전은, 스크루(214)에 정확하게 전달된다.

후방 플랜지 부재(217)에는, 구동부재이고 사출용 구동원으로서의 사출용 모터(233A) 및 사출용 모터(233B)가 설치되어 있다. 사출용 모터는, 단수이어도 복수이어도 좋고, 몇 개라도 좋지만, 여기서는, 사출용 모터(233A) 및 사출용 모터(233B)로 대표한다. 이 경우, 상기 사출용 모터(233A) 및 사출용 모터(233B)는, 스러스트 하중을 계측하는 하중검출기로서의 로드셀(234A) 및 로드셀(234B)을 통하여, 후방 플랜지 부재(217)에 설치되어 있다.

또한, 프레셔 플레이트(221)의 사출용 모터(233A) 및 사출용 모터(233B)에 대응하는 위치에는, 볼나사 기구로서의 볼나사 너트(231A) 및 볼나사 너트(231B)가 각각 설치되어 있다. 그리고, 볼나사 너트(231A) 및 볼나사 너트(231B)에는, 사출용 모터(233A) 및 사출용 모터(233B)에 의해 각각 회전되는 종동(從動)회전축으로서의 볼나사축(232A) 및 볼나사축(232B)이 각각 맞물려 있다. 여기서, 볼나사 너트(231A)와 볼나사축(232A), 및, 볼나사 너트(231B)와 볼나사축(232B)은, 각각, 이른바, 볼나사 기구를 구성하여, 회전운동을 직선운동으로 변환하는 운동방향 변환기구로서 기능한다. 또한, 프레셔 플레이트(221)에 있어서 볼나사 너트(231A) 및 볼나사 너트(231B)가 설치되는 위치에는, 볼나사축(232A) 및 볼나사축(232B)의 선단부분이 통과하는 통과구멍(229A) 및 통과구멍(229B)이 프레셔 플레이트(221)를 관통하도록 형성되어 있다. 이와 같이, 구동부재로서의 사출용 모터(233A) 및 사출용 모터(233B)와, 운동방향 변환부재로서의 볼나사 너트(231A) 및 볼나사축(232A) 그리고 볼나사 너트(231B) 및 볼나사축(232B)은 동일직선 상에 설치되어 있다.

여기서, 상술한 볼나사 너트, 볼나사축 및 통과구멍은, 사출용 모터에 대응하는 수(數)에 대응하는 것이며, 단수이어도 복수이어도 좋고, 몇 개라도 좋다. 본 실시예에서는, 볼나사 너트(231A) 및 볼나사 너트(231B), 볼나사축(232A) 및 볼나사축(232B) 그리고 통과구멍(229A) 및 통과구멍(229B)이 마련되어 있다. 이후, 사출용 모터(233A) 및 사출용 모터(233B), 볼나사 너트(231A) 및 볼나사 너트(231B), 볼나사축(232A) 및 볼나사축(232B), 통과구멍(229A) 및 통과구멍(229B) 그리고 로드셀(234A) 및 로드셀(234B)을 통합적으로 설명하는 경우에는, 각각, 사출용 모터(233), 볼나사 너트(231), 볼나사축(232), 통과구멍(229) 및 로드셀(234)로 하여 설명한다.

본 실시예에 있어서, 사출용 모터(233A) 및 사출용 모터(233B)는, 볼트 등의 체결부재에 의해 후방 플랜지 부재(217)에 회전 불가능하게, 또한, 축방향으로 이동 불가능하게 설치된다. 또한, 볼나사 너트(231A) 및 볼나사 너트(231B)는, 볼트 등의 체결부재에 의해 프레셔 플레이트(221)에, 회전 불가능하게, 또한, 축방향으로 이동 불가능하게 설치되어 있다. 그리고, 프레셔 플레이트(221)와 후방 플랜지 부재(217)는, 서로, 사출용 모터(233A) 및 사출용 모터(233B) 그리고 볼나사 너 트(231A) 및 볼나사 너트(231B)의 축방향으로 이동 가능하게, 또한, 다른 방향으로 이동 불가능하게 되어 있다. 그로 인해, 사출용 모터(233A) 및 사출용 모터(233B)를 작동시켜서 볼나사축(232A) 및 볼나사축(232B)을 회전시킴으로써, 볼나사 너트(231A) 및 볼나사 너트(231B)를 전진 또는 후퇴시킬 수 있다. 이로써, 프레셔 플레이트(221) 및 스크루(214)를 전진 또는 후퇴시킬 수 있다. 다만, 사출용 모터(233A) 및 사출용 모터(233B)는, 동기하여 작동하여, 볼나사 너트(231A) 및 볼나사 너트(231B)를 동시에 같은 방향으로 같은 양만큼 이동시키도록 되어 있다.

볼나사축(232)은, 표면에 나선상의 볼나사홈이 형성된 스크루부(232a), 스러스트 베어링이 설치되는 축받이부(232b), 그리고, 표면에 축방향으로 뻗어 있는 스플라인 홈이 형성된 접속부(232c)를 가진다. 그리고, 후방 플랜지 부재(217)에는, 볼나사축(232)이 통과하는 관통공(217a)이 형성된다. 관통공(217a) 내에는, 볼나사축(232)의 후반부분에 형성된 축받이부(232b)를 회전 가능하게, 또한, 축방향으로 이동 불가능하게 지지하는 하중전달부재로서의 베어링 홀더(235)가 삽입되어 있다. 베어링 홀더(235)는, 대략 원통상(圓筒狀)의 형상을 가지고, 내부를 통과하는 축받이부(232b)를 제1 축받이로서의 스러스트 베어링 및 제2 축받이로서의 스러스트 베어링을 통하여 지지한다.

한편, 구동부재로서의 사출용 모터(233)는, 대략 원통상의 형상을 구비하는 모터 프레임(241), 그리고, 모터 프레임(241)의 전단면 및 후단면에 볼트 등의 체결부재에 의해 고정된 전측부 끝판(242) 및 후측부 끝판(243)을 가진다. 상기 모터 프레임(241)의 내면에는, 코일로 이루어지는 스테이터(245)가 설치되어 있다. 또 한, 사출용 모터(233)의 내부에 회전 가능하게 설치된 구동회전축으로서의 모터축(247)의 외주면에는, 로터로서의 자석(246)이 상기 스테이터(245)에 대향하는 위치에 설치되어 있다.

여기서, 모터축(247)은, 레이디얼 베어링을 통하여, 전측부 끝판(242) 및 후측부 끝판(243)에 회전 가능하게, 또한, 축방향으로 이동 불가능하게 설치되어 있다. 그리고, 모터축(247)의 후단면에는, 모터축(247)의 회전을 계측하기 위해서, 로터리 인코더 등의 회전계측기(251)가 접속되어 있다. 또한, 모터축(247)의 전단부에는, 내면에 축방향으로 뻗어 있는 스플라인 홈이 형성된 오목 형상의 접속부가 형성되어 있다. 그리고, 접속부 내에는 볼나사축(232)의 후단부에 형성된 접속부(232c)가 삽입되어, 스플라인 접속되어 있다.

베어링 홀더(235) 및 사출용 모터(233)는, 하중검출기로서의 로드셀(234)을 사이에 끼워서, 후방 플랜지 부재(217)에 설치되어 있다. 로드셀(234)은, 대략 구멍이 뚫린 원반상(圓盤狀)의 형상을 가지고, 외주(外周)근방 부분인 고정부가 볼트 등의 체결부재에 의해 후방 플랜지 부재(217)의 후면(도 5에 있어서의 우측면)에 고정되어 있다. 또한, 로드셀(234)의 내주(內周)근방 부분인 수압부(受壓部)는, 베어링 홀더(235)와 사출용 모터(233)의 끝판(242)에 의해 끼워진 상태로, 베어링 홀더(235)와 전측부 끝판(242)에 고정되어 있다. 이 경우, 베어링 홀더(235), 수압부 및 전측부 끝판(242)의 3개의 부재는, 3개의 부재를 관통하는 볼트 등의 체결부재에 의해 일체적으로 고정되는 것이 바람직하다.

다음으로, 상술한 구성의 사출장치(210)의 동작에 대해서 설명한다.

먼저, 계량공정에 있어서의 사출장치(210)의 동작에 대해서 설명한다. 계량공정에 있어서는, 스크루(214)를 회전시켜, 냉각 재킷(213)에 형성된 원료투입구멍(213a)으로부터 가열실린더(211) 내에 투입된 원료수지를 용융시킨다. 용융수지는, 스크루(214)의 전방에 소정량만큼 축적된다.

이 경우, 계량용 모터(263)가 작동하면, 계량용 모터축(264)의 회전이 커플링(261), 구동기어축(257), 구동기어(258) 및 종동기어(256)를 통하여 연결축(222)에 전달되어, 연결축(222)이 회전한다. 그리고, 연결축(222)의 회전이 커플링부재(223)를 통하여 스크루(214)에 전달된다. 그 결과, 스크루(214)가 가열실린더(211) 내에 있어서 회전하여, 원료수지가 용융되면서 전방으로 보내져, 상기 스크루(214)의 전방에 축적된다.

여기서, 계량공정에 있어서는, 수지의 전진에 수반하여 배압이 발생하고, 배압에 의해 스크루(214)를 후퇴시키는 방향의 스러스트 하중이 발생한다. 스러스트 하중은, 커플링부재(223), 연결축(222) 및 스러스트 베어링(226)을 통하여, 감속기(253)의 감속기 프레임(254)에 전하여진다. 그리고, 스러스트 하중은, 감속기 프레임(254)이 설치되어 있는 프레셔 플레이트(221)에 전달된다. 또한, 프레셔 플레이트(221)에 설치된 볼나사 너트(231)를 통하여, 볼나사축(232)에 전달된다. 또한, 스러스트 하중은, 볼나사축(232)으로부터 베어링 홀더(235)에 전달되고, 또한, 로드셀(234)의 수압부에 전달된다. 이로써, 로드셀(234)의 변형부에 변형이 생기므로, 그 변형을 변형계측기에 의해 계측하여, 배압을 나타내는 스러스트 하중을 계측할 수 있다.

볼나사축(232)의 접속부(232c)와 사출용 모터(233)의 모터축(247)의 접속부는, 회전 불가능하게, 또한, 축방향으로 이동 가능하게 접속되어 있다. 그로 인해, 스러스트 하중은, 모터축(247)에 전달되지 않아, 사출용 모터(233)에 의해 받아지지 않는다. 따라서, 로드셀(234)의 변형부에 있어서의 변형을 계측함으로써, 사출용 모터(233)의 영향을 받지 않고, 배압을 나타내는 스러스트 하중을 높은 정밀도로 계측할 수 있다.

그런데, 상술한 배압은 성형품의 품질에 영향을 미치므로 적정값이 되도록 제어될 필요가 있다. 그리고, 적정값은 수지의 종류, 성형조건 등에 의해 변화된다. 적정값의 변화에 따라가기 위해서, 사출장치(210)의 제어장치는, 변형계측기의 출력신호를 수신해서 배압을 나타내는 스러스트 하중을 계측하면, 그 값이 수지의 종류, 성형조건 등에 의해 미리 정해진 적정값이 되도록, 사출용 모터(233)를 작동시켜서 스크루(214)를 서서히 후퇴시켜서, 배압이 적정한 값이 되도록 제어한다. 이 경우, 사출용 모터(233)가 작동하면 모터축(247)이 회전하고, 모터축(247)의 회전이 볼나사축(232)에 전달되어, 볼나사축(232)이 볼나사 너트(231)에 대하여 회전한다. 이로써, 회전운동이 직선운동으로 변환되어, 볼나사 너트(231)가 후퇴하므로, 프레셔 플레이트(221)가 후퇴하고, 스크루(214)가 후퇴된다.

이 경우, 사출용 모터(233)가 작동하여 모터축(247)이 회전하면, 모터축(247)에 축방향의 미소(微小) 진동인 리플(ripple)이 발생한다. 모터축(247)과 볼나사축(232)은 축방향으로 이동 가능하게 접속되어 있으므로, 리플이 볼나사축(232)에 전달되지 않는다. 그로 인해, 리플은, 로드셀(234)의 수압부에 전달되지 도 않으므로, 스러스트 하중의 계측에 영향을 미치지 않는다. 따라서, 사출용 모터(233)를 작동시키고 있을 때도, 사출용 모터(233)의 영향을 받지 않고, 배압을 나타내는 스러스트 하중을 높은 정밀도로 계측할 수 있다. 이로써, 배압을 정확하게 계측할 수 있고, 배압이 적정한 값이 되도록 높은 정밀도로 제어할 수 있다.

다음으로, 사출공정에 있어서의 사출장치(210)의 동작에 대해서 설명한다.

계량공정이 종료되어 소정량의 용융된 수지가 스크루(214)의 전방에 축적되고, 형체장치(미도시)에 의해 금형장치의 형체가 행하여지면, 사출장치(210) 전체가 전진된다. 그리고, 가열실린더(211)에 설치된 사출노즐(212)의 선단이 고정플래튼에 형성된 노즐 통과구멍을 통과하여, 고정금형의 배면에 설치된 스프루 부시에 밀어 붙여진다. 그리고, 사출용 모터(233)가 작동하면 모터축(247)이 회전하고, 모터축(247)의 회전이 볼나사축(232)에 전달되어, 볼나사축(232)이 볼나사 너트(231)에 대하여 회전한다. 이로써, 회전운동이 직선운동으로 변환되어, 볼나사 너트(231)가 전진하므로 프레셔 플레이트(221)가 전진하여, 스크루(214)가 전진된다. 이로써, 가열실린더(211) 내에서 스크루(214)의 전방에 축적되어, 용융된 수지가, 고압으로 상기 사출노즐(212)로부터 사출되어, 스프루 부시 및 스프루를 지나서 고정금형과 가동금형의 사이에 형성된 캐비티 내에 충전된다.

다음으로, 사출장치(210)에 있어서 스크루(214)의 분리 및 설치가 행하여지는 경우에 대하여 설명한다.

사출장치(210)를 장기간에 걸쳐서 사용한 후나, 수지의 종류를 변경하는 수지교체를 행할 경우에는, 스크루(214)를 가열실린더(211)로부터 꺼내어 청소를 행 하는 경우가 있다. 이 경우, 커플링부재(223)를 연결축(222)으로부터 분리하고, 이어서, 감속기(253)를 프레셔 플레이트(221)에 설치하기 위한 볼트 등의 체결부재를 분리함으로써, 감속기(253) 및 계량용 모터(263)를 프레셔 플레이트(221)로부터 분리한다. 감속기(253)가 프레셔 플레이트(221)의 후면에 설치되어 있으므로, 감속기(253) 및 계량용 모터(263)를 프레셔 플레이트(221)로부터 용이하게 분리할 수 있다. 이로써, 스크루(214)를 가열실린더(211)의 후단으로부터 용이하게 분리할 수 있다.

스크루(214)를 설치할 경우에는, 상술한 동작을 반대로 행함으로써, 스크루(214)를 가열실린더(211) 내에 삽입해서 설치할 수 있다. 이 경우, 감속기(253)를 프레셔 플레이트(221)에 설치할 때에, 감속기(253)의 횡방향, 즉, 스크루(214)의 축방향에 수직인 방향의 위치를 조정함으로써, 가열실린더(211)의 축심에 대한 스크루(214)의 축심의 위치를 조정하는 것, 즉, 심(芯)조정을 행할 수 있다. 그리고, 스크루(214)의 심조정을 완료한 후, 감속기(253)를 프레셔 플레이트(221)에 설치하기 위한 볼트 등의 체결부재를 조임으로써, 감속기(253)가 횡방향으로 이동하지 않도록 하여, 스크루(214)의 축심의 위치가 어긋나지 않도록 한다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 있어서는, 스크루(214)를 회전시키는 계량용 구동부로서 기능하는 감속기(253)가 프레셔 플레이트(221)의 후부에 체결부재에 의해 설치되어 있다. 그로 인해, 프레셔 플레이트(221)에 대한 감속기(253)의 위치를 조정함으로써, 프레셔 플레이트(221)의 위치를 조정하지 않아도, 스크루(214)의 심조정을 행할 수 있다. 이로써, 프레셔 플레이트(221)의 가열실린더(211)에 대한 횡 방향의 위치 정밀도가 낮아도, 가열실린더(211)의 축심에 대하여 스크루(214)의 축심을 일치시킬 수 있어, 가열실린더(211)와 스크루(214)의 조립 정밀도를 높게 할 수 있다.

또한, 프레셔 플레이트(221)의 가열실린더(211)에 대한 횡방향의 위치 정밀도가 낮아도 좋으므로, 전방 플랜지 부재(216), 후방 플랜지 부재(217), 가이드 로드(218), 프레셔 플레이트(221) 등의 가공 정밀도 및 조립 정밀도를 높게 할 필요가 없어, 코스트를 저감할 수 있다.

또한, 감속기(253)가 프레셔 플레이트(221)의 후부에 설치되어 있으므로, 감속기(253) 및 계량용 모터(263)를 프레셔 플레이트(221)로부터 분리할 수 있다.

또한, 가열실린더(211) 내에서 전진 또는 후퇴하도록 스크루(214)를 구동하기 위한 구동부로서의 사출용 모터(233)의 모터축(247)이 볼나사축(232)에 축방향으로 이동 가능하게 접속되어, 볼나사축(232)이 받는 스러스트 하중이 로드셀(234)의 수압부에 전달된다. 그로 인해, 사출용 모터(233)의 영향을 받지 않고, 볼나사축(232)이 받는 스러스트 하중을 계측할 수 있어, 배압을 나타내는 스러스트 하중을 높은 정밀도로 계측할 수 있다.

다음으로 본 발명의 제3 실시예에 대해서, 도 7을 참조하면서 설명한다. 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 의한 사출장치의 사출구동부의 단면도이다. 다만, 본 발명의 제3 실시예에 의한 사출장치는, 도 7에 나타낸 사출구동부 이외에는 상술한 제1 실시예에 의한 사출장치와 같은 구성을 가지고 있으며, 그 설명은 생략한다. 또한, 도 7에 있어서, 도 3에 나타낸 구성부품과 동등한 부품에는 같은 부호를 붙 인다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 볼나사축(22)은, 표면에 나선상의 볼나사홈이 형성된 나사부(22a), 나사부(22a)로부터 사출용 모터(33) 측에 형성되고 스러스트 베어링(71) 및 베어링(72)이 설치되는 축받이부(22b), 그리고, 축받이부(22b)로부터 사출구동부를 구성하는 사출용 모터(50) 측에 형성되고 표면에 축방향으로 뻗어 있는 스플라인 홈이 형성된 접속부(22c)를 가진다. 그리고, 후방 플랜지 부재(사출 리어 서포트)(11)에는 볼나사축(22)이 통과하는 관통공(11a)이 형성되어, 베어링 홀더(73)가 삽입되어 있다. 베어링 홀더(73)는, 관통공(11a) 내에 볼나사축(22)의 후반부분에 형성된 축받이부(22b)를 회전 가능하게, 또한, 축방향으로 이동 불가능하게 지지하는 하중전달부이고 회전허용 지지부로서 기능한다. 베어링 홀더(73)는, 대략 원통상(圓筒狀)의 형상을 가지고, 내부를 통과하는 축받이부(22b)를 제1 축받이로서의 스러스트 베어링(71) 및 제2 축받이로서의 베어링(72)을 통하여 지지한다.

베어링 홀더(73)의 내벽에는 단부(段部)가 형성되고, 단부에 의해 스러스트 베어링(71) 및 베어링(72)의 외륜을 지지해서 볼나사축(22)의 스러스트 하중을 받도록 되어 있다. 또한, 볼나사축(22)의 축받이부(22b) 전단에는 압력부가 부재로서의 플랜지판 형상의 베어링 누름부(77)가 설치되고, 후단에는 압력부가 부재로서의 로크너트(78)가 나사결합되어 있다. 그리고, 베어링 누름부(77) 및 로크너트(78)에 의해 스러스트 베어링(71) 및 베어링(72)의 내륜에 예압을 부여한 상태로 지지하여, 볼나사축(22)의 스러스트 하중을 스러스트 베어링(71) 및 베어링(72)에 전달하도록 되어 있다. 이 경우, 제1 축받이로서의 스러스트 베어링(71)은 볼나사축(22)을 후퇴시키는 방향의 스러스트 하중을 받고, 제2 축받이로서의 베어링(72)은 볼나사축(22)을 전진시키는 방향의 스러스트 하중을 받는다. 또한, 베어링 홀더(73)의 외벽은, 매끄러운 원주면(圓柱面) 형상으로 형성되어, 관통공(11a)에 대하여 축방향으로 매끄럽게 이동 가능하게 되어 있다. 따라서, 베어링 누름부(77), 스러스트 베어링(71), 베어링 홀더(73), 베어링(72), 및, 클램프 너트(78)에 의해 하중전달기구가 구성된다. 하중전달기구는, 회전 허용부로서도 형성됨으로써, 사출 리어 서포트(11)에 대하여 볼나사축(22)을 회전 가능하게 지지할 수 있다.

한편, 사출구동부재로서의 사출용 모터(50)는, 예컨대, 서보 모터로 구성된다. 다만, 회전각도, 회전속도 및 회전방향을 제어 가능한 모터라면, 어떠한 종류의 모터이어도 좋다. 사출용 모터(50)는, 대략 원통상(圓筒狀)의 형상을 구비하는 모터 프레임(51), 그리고, 모터 프레임(51)의 전단면 및 후단면에 볼트 등의 체결부재에 의해 고정된 전측부 끝판(54) 및 후측부 끝판(55)을 가진다. 모터 프레임(51)의 내면에는, 코일로 이루어지는 스테이터(52)가 설치되어 있다. 또한, 사출용 모터(50)의 내부에 회전 가능하게 설치된 구동회전축으로서의 모터축(58)의 외주면에는, 로터로서의 자석(53)이 스테이터(52)에 대향하는 위치에 설치되어 있다. 스테이터(52)에 전류를 공급함으로써, 자석(53)이 설치된 모터축(58)을 회전시킬 수 있다.

모터축(58)은, 레이디얼 베어링(56) 및 레이디얼 베어링(57)을 통하여, 전측부 끝판(54) 및 후측부 끝판(55)에 회전 가능하게, 또한, 축방향으로 이동 불가능하게 설치되어 있다. 그리고, 모터축(58)의 후단부에는, 모터축(58)의 회전을 계측하기 위해서, 로터리 인코더 등의 회전계측기(60)가 접속되어 있다. 또한, 모터축(58)의 전단부에는, 내면에 축방향으로 뻗어 있는 스플라인 홈이 형성된 오목형상의 접속부(58a)가 형성되어 있다. 그리고, 접속부(58a) 내에는 볼나사축(22)의 후단부에 형성된 접속부(22c)가 삽입되어, 스플라인 접속되어 있다. 이로써, 볼나사축(22)과 모터축(57)은, 회전 불가능하게, 또한, 축방향으로 이동 가능하게 접속된다. 다만, 볼나사축(22)과 모터축(58)을 회전 불가능하게, 또한, 축방향으로 이동 가능하게 접속할 수 있는 것이라면, 볼나사축(22)의 접속부(22c)와 모터축(58)의 접속부(58a)의 접속은 어떠한 형태의 것이어도 좋다. 여기서, 접속부(58a)인 회전전달부는 스플라인 구조로 했지만, 예컨대, 미끄럼 키와 축방향으로 뻗어 있는 키 홈에 의한 접속이어도 좋다.

베어링 홀더(73) 및 사출용 모터(50)는, 하중검출기 또는 변형부재로서의 로드셀(74)을 사이에 끼워서, 후방 플랜지 부재(11)에 설치되어 있다. 로드셀(74)은, 대략 구멍이 뚫린 원반상(圓盤狀)의 형상을 가지고, 외주(外周)근방 부분인 고정부(74a)가 볼트(75) 등의 체결부재에 의해 후방 플랜지 부재(11)의 후면(도 7에 있어서의 우측의 면)에 고정되어 있다. 또한, 로드셀(74)의 내주(內周)근방 부분인 수압부(74c)는, 베어링 홀더(73)와 사출용 모터(50)의 끝판(54)에 의해 끼워진 상태로, 베어링 홀더(73)와 끝판(54)에 고정되어 있다. 이 경우, 베어링 홀더(73), 수압부(74c) 및 끝판(54)의 3개의 부재는, 3개의 부재를 관통하는 볼트(76) 등의 체결부재에 의해 일체적으로 고정되는 것이 바람직하다. 이로써, 사출용 모터(50)는, 로드셀(74)을 통하여 후방 플랜지 부재(11)에 대하여 축방향으로 이동 가능하게 설치된다.

또한, 끝판(54)의 전면(前面)에 있어서의 내주단(內周端) 테두리에는, 전방으로 돌출되어, 로드셀(74)의 구멍 내에 끼워 넣는 대략 원통상의 끼워맞춤 돌기가 형성되어 있다. 이 끼워맞춤 돌기가 로드셀(74)의 구멍 내에 끼워 넣어짐으로써, 전측부 끝판(54)과 로드셀(74)은, 그들의 축심(軸芯)이 일치한 상태로 위치결정된 상태가 된다. 그리고, 로드셀(74)이 후방 플랜지 부재(11)에 설치되어 있으므로, 끝판(54)은 후방 플랜지 부재(11)에 대하여 축심이 일치한 상태로 위치결정된 상태가 된다.

여기서, 로드셀(74)에 있어서의 고정부(74a)와 수압부(74c)의 경계부분은, 스트레인 게이지 등의 도시되지 않은 변형계측기가 설치되는 경계부(74b)이다. 경계부(74b)는, 비교적 얇은 두께로 되어 있어, 볼나사축(22)의 스러스트 하중이 베어링 홀더(73)를 통하여 수압부(74c)에 전달되면, 변형이 생기게 되어 있다. 그리고, 경계부(74b)에 생긴 변형을 변형계측기에 의해 계측함으로써, 스러스트 하중의 크기를 계측할 수 있다.

또한, 볼나사축(22)의 나사부(22a)에 나사결합된 볼나사 너트(21)는, 원통상의 본체부(21a) 및 원반상의 플랜지부(2lb)를 가진다. 이 플랜지부(2lb)는, 볼트 등의 체결부재에 의해 프레셔 플레이트(20)에 고정된다. 또한, 본체부(21a)의 내벽면에는, 나사부(22a)의 표면에 형성된 볼나사홈에 대응하는 도시되지 않은 나선상의 볼나사홈이 형성되고, 볼나사홈과 나사부(22a)의 표면에 형성된 볼나사홈에 의 해 형성되는 나선상의 볼 통로 내를 도시되지 않은 다수의 볼이 연속해서 통과한다. 다만, 본체부(21a)에는, 볼 통로의 일단과 타단을 연결하는 리턴 튜브(21c)가 클램프 부재(21d)에 의해 설치되어 있다. 이로써, 볼은, 볼 통로 및 리턴 튜브(21c)에 의해 구성되는 무한순환통로 내를 순환한다.

볼나사 너트(21)는, 프레셔 플레이트(20)에 고정되어 사출용 모터(50)에 대하여 회전 불가능하게 되어 있으므로, 사출용 모터(50)가 작동하여 볼나사축(22)이 회전하면, 전진 또는 후퇴된다. 다만, 볼나사 너트(21)가 전진할지 또는 후퇴할지는, 볼나사축(22)의 회전방향과 볼나사홈의 방향에 의해 결정된다.

다음으로, 상기 구성의 사출장치(10)의 동작에 대해서 설명한다.

먼저, 사출장치에 있어서 계량공정이 행하여지는 경우에 대해서 설명한다. 계량공정에 있어서는, 가열실린더(1) 내의 스크루(2)를 회전시켜, 냉각 재킷에 형성된 원료투입구멍으로부터 가열실린더(1) 내에 투입된 원료수지를 용융시켜서 스크루(2)의 전방에 용융된 수지를 소정량만큼 축적하도록 되어 있다.

이 경우, 도시되지 않은 계량용 모터가 작동하면, 계량용 모터의 회전축의 회전이 계량용 풀리(25)에 전달되어, 연결축이 회전한다. 그리고, 연결축의 회전이 커플링부재(26)를 통하여 스크루(2)에 전달되고, 스크루(2)가 가열실린더(1) 내에 있어서 회전하여, 원료수지가 용융되면서 전방으로 보내져, 상기 스크루(2)의 전방에 축적된다.

여기서, 계량공정에 있어서는, 수지의 전진에 수반하여 배압이 발생하고, 배압에 의해 스크루(2)를 후퇴시키는 방향의 스러스트 하중이 발생한다. 그러면, 스 러스트 하중은, 커플링부재(26), 연결축 및 스러스트 베어링(28)을 통하여, 프레셔 플레이트(20)에 전달된다. 스러스트 하중은, 또한, 프레셔 플레이트(20)에 설치된 볼나사 너트(21)를 통하여, 볼나사축(22)에 전달된다. 그리고, 스러스트 하중은, 볼나사축(22)으로부터 베어링 누름부(77) 및 스러스트 베어링(71)을 통하여 베어링 홀더(73)에 전달되고, 또한, 로드셀(74)의 수압부(74c)에 전달된다. 이로써, 로드셀(74)의 변형부(74b)에 변형이 생기므로, 그 변형을 변형계측기에 의해 계측하여, 배압을 나타내는 스러스트 하중을 계측할 수 있다.

볼나사축(22)의 접속부(22c)와 모터축(58)의 접속부(58a)를, 회전 불가능하게, 또한, 축방향으로 이동 가능하게 접속하고 있으면, 스러스트 하중은, 모터축(57)에 전달되지 않아, 사출용 모터(50)에 의해 받아지지 않는다. 따라서, 로드셀(74)의 변형부(74b)에 변형을 계측함으로써, 사출용 모터(50)의 영향을 받지 않고, 배압을 나타내는 스러스트 하중을 높은 정밀도로 계측할 수 있다. 또한, 통상의 키 결합과는 달리, 축방향으로 이동 가능하게 접속되어 있으므로, 모터축(58)과 볼나사축(22) 사이에서 시저(seizure) 등의 불량을 발생시키지 않는다.

그런데, 상술한 배압은 성형품의 품질에 영향을 미치므로 적정값이 되도록 제어될 필요가 있다. 적정값은 수지의 종류, 성형조건 등에 의해 변화되므로, 사출장치의 제어장치는, 변형계측기의 출력신호를 수신해서 배압을 나타내는 스러스트 하중을 계측하면, 그 값이 수지의 종류, 성형조건 등에 의해 미리 정해진 적정값이 되도록, 사출용 모터(50)를 작동시켜서 스크루(2)를 서서히 후퇴시켜서, 배압이 적정한 값이 되도록 제어한다. 이 경우, 사출용 모터(50)가 작동하면 모터축(58)이 회전하고, 이 모터축(58)의 회전이 볼나사축(22)에 전달되어, 볼나사축(22)이 볼나사 너트(21)에 대하여 회전한다. 이로써, 회전운동이 직선운동으로 변환되어, 볼나사 너트(21)가 후퇴하므로 프레셔 플레이트(20)가 후퇴하고, 스크루(2)가 후퇴된다.

이 경우, 사출용 모터(50)가 로드셀의 변위와 함께 움직이므로, 리플은, 로드셀(74)의 수압부(74c)에 전달되지 않으므로, 스러스트 하중의 계측에 영향을 미치지 않는다. 따라서, 사출용 모터(50)를 작동시키고 있을 때도, 사출용 모터(50)의 영향을 받지 않아, 배압을 나타내는 스러스트 하중을 높은 정밀도로 계측할 수 있다. 이로써, 배압을 정확하게 계측할 수 있고, 배압이 적정한 값이 되도록 높은 정밀도로 제어할 수 있다.

다음으로, 본 실시예에 의한 사출장치에 있어서 사출공정이 행하여지는 경우에 대해서 설명한다.

먼저, 계량공정이 종료되어 소정량의 용융된 수지가 스크루(2)의 전방에 축적되고, 도시되지 않은 형체장치에 의해 금형장치의 형체가 행하여지면, 사출장치 전체가 전진되어, 가열실린더(1)에 설치된 사출노즐의 선단이 고정플래튼에 형성된 노즐통과구멍을 지나서, 고정금형의 배면에 설치된 스프루 부시에 밀어 붙여져, 밀착된다. 그리고, 사출용 모터(50)가 작동하면 모터축(58)이 회전하고, 모터축(58)의 회전이 볼나사축(22)에 전달되어, 볼나사축(22)이 볼나사 너트(21)에 대하여 회전한다. 이로써, 회전운동이 직선운동으로 변환되어, 볼나사 너트(21)가 전진하므로 프레셔 플레이트(20)가 전진하여, 스크루(2)가 전진된다. 이로써, 가열실린더(1) 내에서 스크루(2)의 전방에 축적되어, 용융된 수지가, 고압으로 사출노즐로부터 사출되어, 스프루 부시 및 스프루를 지나서 고정금형과 가동금형의 맞춤면에 형성된 캐비티 내에 충전된다.

이와 같이, 본 실시예에 있어서는, 가열실린더(1) 내에서 전진 또는 후퇴하도록 스크루(2)를 구동하기 위한 구동부로서의 사출용 모터(50)의 모터축(58)이 볼나사축(22)의 축방향의 이동에 수반하여, 로드셀(74)을 통하여 이동하므로, 볼나사축(22)이 받는 스러스트 하중의 대부분이 로드셀(74)의 수압부(74c)에 전달되도록 되어 있다. 따라서, 사출용 모터(50)의 영향을 받지 않고, 볼나사축(22)이 받는 스러스트 하중을 계측할 수 있어, 배압을 나타내는 스러스트 하중을 높은 정밀도로 계측할 수 있다.

여기서, 사출용 모터(50)는, 후방 플랜지 부재(11)의 후면측에 설치되며, 또한, 모터축(58)이 볼나사축(22)의 후단부에 있어서의 접속부(22c)에 축방향으로 이동 가능하게 접속되어 있으면, 설치 및 분리를 용이하게 행할 수 있어, 교환 및 보수를 용이하게 행할 수 있다. 또한, 로드셀(74)도, 후방 플랜지 부재(11)의 후면측에 설치되며, 또한, 베어링 홀더(73)와 사출용 모터(50)의 전측부 끝판(54)에 끼워진 상태로 고정되어 있으므로, 설치 및 분리를 용이하게 행할 수 있어, 교환 및 보수를 용이하게 행할 수 있다.

또한, 프레셔 플레이트(20)는, 전방 플랜지 부재(10)와 후방 플랜지 부재(11)의 사이를 스크루(2)와 함께 전진 또는 후퇴되도록 되어 있으므로, 스크루(2)가 전진 또는 후퇴하는 스트로크를 크게 취할 수 있다. 또한, 프레셔 플레이 트(20)가 가이드 로드(12)를 따라서 스크루(2)와 함께 전진 또는 후퇴되므로, 전진 또는 후퇴할 때에 있어서의 프레셔 플레이트(20) 및 스크루(2)의 흔들거림을 작게 할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제3 실시예에 의한 사출장치의 변형예에 대해서 도 8을 참조하면서 설명한다. 여기서, 상술한 제3 실시예와 같은 구성을 가지는 구성부품에는 같은 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다. 또한, 상술한 제3 실시예와 같은 동작 및 같은 효과에 대해서도, 그 설명을 생략한다. 도 8은 본 발명의 제3 실시예의 변형예에 의한 사출장치의 사출구동부의 단면도이다.

도 8에 나타낸 구성에 있어서, 사출용 모터(50)와 볼나사축(22)의 사이에 감속기(89)를 개재시켜서, 사출용 모터(50)의 모터축(58)의 회전을 감속기(89)에 의해 감속해서 볼나사축(22)에 전달하도록 되어 있다. 감속기(89)는 구동부재의 일부로서 기능한다. 그리고, 감속기(89)는 감속기 프레임(91)을 가지고, 감속기 프레임(91) 내에 종동기어축(195) 및 구동기어축(196)이 모터축(58)과 평행하게 설치되고, 종동기어축(195) 및 구동기어축(196)은, 각각, 복수의 레이디얼 베어링을 통하여, 감속기 프레임(91)에 회전 가능하게, 또한, 축방향으로 이동 불가능하게 설치되어 있다. 또한, 종동기어축(195)에 설치된 보다 큰 직경의 종동기어(97)와 구동기어축(196)에 설치된 보다 작은 직경의 구동기어(93)가 서로 맞물려서 감속기구를 구성한다.

구동부재의 구동회전축으로서 기능하는 감속기(89)의 출력축인 종동기어축(195)의 전단부에는, 내면에 축방향으로 뻗어 있는 스플라인 홈이 형성된 오목형상의 접속부(195a)가 형성되어 있다. 그리고, 접속부(195a) 내에는 볼나사축(22)의 후단부에 형성된 접속부(22c)가 삽입되어, 스플라인 접속되어 있다. 이로써, 볼나사축(22)과 종동기어축(195)은, 회전 불가능하게, 또한, 축방향으로 이동 가능하게 접속된다. 다만, 볼나사축(22)과 종동기어축(195)을 회전 불가능하게, 또한, 축방향으로 이동 가능하게 접속할 수 있는 것이라면, 볼나사축(22)의 접속부(22c)와 종동기어축(195)의 접속부(195a)의 접속은 어떠한 형태의 것이어도 좋고, 예컨대, 키와 축방향으로 뻗어 있는 키 홈에 의한 접속이어도 좋다.

베어링 홀더(73) 및 감속기(89)는, 하중검출기로서의 로드셀(74)을 통하여, 후방 플랜지 부재(11)에 설치되어 있다. 로드셀(74)의 내주(內周)근방 부분인 수압부(74c)는, 베어링 홀더(73)와 감속기 프레임(91)에 의해 끼워진 상태로, 베어링 홀더(73)와 감속기 프레임(91)에 고정되어 있다. 이 경우, 베어링 홀더(73), 수압부(74c) 및 감속기 프레임(91)의 3개의 부재는, 3개의 부재를 관통하는 볼트 등의 체결부재에 의해 일체적으로 고정되는 것이 바람직하다.

또한, 감속기 프레임(91)의 전면(前面)에 있어서의 내주단(內周端) 테두리에는, 전방으로 돌출되어, 로드셀(74)의 구멍 내에 끼워 넣는 대략 원통상의 끼워맞춤 돌기가 형성되어 있다. 끼워맞춤 돌기가 로드셀(74)의 구멍 내에 끼워 넣어짐으로써, 감속기 프레임(91)과 로드셀(74)은, 그들의 축심(軸芯)이 일치한 상태로 위치결정된 상태가 된다. 그리고, 로드셀(74)이 후방 플랜지 부재(11)에 설치되어 있으므로, 감속기 프레임(91)은 후방 플랜지 부재(11)에 대하여 축심이 일치한 상태로 위치결정된 상태가 된다.

또한, 구동기어축(196)의 후단부는 감속기 프레임(91)으로부터 후방으로 돌출되는 모터 접속부(58a)로 되어 있어서, 커플링(98)을 통하여, 사출용 모터(50)의 모터축(58)의 전단부에 접속되어 있다. 이 경우, 구동기어축(196)과 모터축(58)은, 서로 회전 불가능하게, 또한, 축방향으로 이동 불가능하게 접속되어 있다. 다만, 사출용 모터(50)는 도시되지 않은 설치부재를 통하여, 감속기(89)에 설치되어 있다.

이와 같이, 도 8에 나타낸 변형예에서는, 사출용 모터(50)의 모터축(58)의 회전이 감속기(89)에 의해 감속되어 볼나사축(22)에 전달되도록 되어 있다. 그로 인해, 사출용 모터(50)가 소형이고 출력이 작은 것이더라도, 스크루(2)를 전진 또는 후퇴시킬 수 있다.

또한, 가열실린더(1) 내에서 전진 또는 후퇴하도록 스크루(2)를 구동하기 위한 구동부를 구성하는 감속기(89)의 종동기어축(195)이 볼나사축(22)에 축방향으로 이동 가능하게 접속되어 있으면, 볼나사축(22)이 받는 스러스트 하중이 로드셀(74)의 수압부(74c)에 의해 전달되게 된다. 따라서, 사출용 모터(50) 및 감속기(89)의 영향을 받지 않고, 볼나사축(22)이 받는 스러스트 하중을 계측할 수 있어, 배압을 나타내는 상기 스러스트 하중을 높은 정밀도로 계측할 수 있다.

또한, 감속기(89)는, 후방 플랜지 부재(11)의 후면측에 설치되며, 또한, 종동기어축(195)이 볼나사축(22)의 후단부에 있어서의 접속부(22c)에 축방향으로 이동 가능하게 접속되어 있으므로, 설치 및 분리를 용이하게 행할 수 있어, 교환 및 보수를 용이하게 행할 수 있다. 또한, 로드셀(74)도, 후방 플랜지 부재(11)의 후면 측에 설치되며, 또한, 베어링 홀더(73)와 감속기 프레임(91)에 끼워진 상태로 고정되어 있으므로, 설치 및 분리를 용이하게 행할 수 있어, 교환 및 보수를 용이하게 행할 수 있다.

본 발명은 상술한 구체적으로 개시된 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 범위 내에 있어서 다양한 변형예, 개량예가 이루어질 것이다.

본 발명은, 스크루 등의 사출부재에 의해 수지를 가압해서 사출하는 사출장치에 적용 가능하다.

Claims (18)

1. 용융수지를 가압하여, 사출하는 사출부재와,

   전후진하는 상기 사출부재에 대한 고정지지부와,

   사출구동부에서 발생한 회전운동을, 이 사출부재의 직선운동으로 변환하는 운동변환기구와,

   이 용융수지의 반력(反力)으로서 상기 사출부재에 작용하는 하중을, 이 운동변환기구의 적어도 일부를 통하여 변형부재(deformation member)에 전달하는 하중전달기구,

   를 가지는 사출장치로서,

   상기 하중전달기구는 상기 하중을 받는 스러스트 베어링과 이 스러스트 베어링의 외주를 지지하는 베어링 지지부재를 포함하고,

   상기 변형부재의 내주(內周)측이 이 베어링 지지부재에 장착되어 있고, 상기 변형부재의 외주측이 상기 고정지지부에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 사출장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 사출구동부의 회전을 상기 운동변환기구에 전달시키기 위한 회전전달부를 구비하는 것을 특징으로 하는 사출장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 운동변환기구와 상기 사출구동부는 각각 스플라인부를 가지며, 상기 회전전달부는, 상기 운동변환기구의 상기 스플라인부와 상기 사출구동부의 상기 스플라인부에 의하여 구성되는 것을 특징으로 하는 사출장치.
4. 삭제
5. 청구항 2에 있어서,

   상기 회전전달부와 상기 사출구동부의 사이에 감속부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 사출장치.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 사출구동부는, 전후진하는 상기 사출부재에 대한 고정지지부에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 사출장치.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 사출부재와 함께 진퇴하는 가동(可動) 플레이트와, 상기 사출부재를 상기 가동 플레이트에 회전 가능하게 지지하는 전달부를 가지고,

   이 전달부는 상기 가동 플레이트에 대하여 착탈(着脫) 가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 사출장치.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 전달부는, 상기 사출부재로부터의 스러스트 하중을 받는 하중받이부, 및, 사출부재 회전용 모터의 회전을 상기 사출부재에 전달하는 스크루 회전구동 전달부를 포함하고,

   이 스크루 회전구동 전달부는, 상기 가동 플레이트에 착탈 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 사출장치.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 사출부재 회전용 모터는, 상기 가동 플레이트에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 사출장치.
10. 청구항 8에 있어서,

    상기 사출부재 회전용 모터는, 상기 스크루 회전구동 전달부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 사출장치.
11. 청구항 7에 있어서,

    상기 전달부는, 상기 사출부재로부터의 스러스트 하중을 받는 하중받이부, 및, 사출부재 회전용 모터의 회전을 상기 사출부재에 전달하는 스크루 회전구동 전달부를 구비하고,

    상기 하중받이부 및 스크루 회전구동 전달부는, 상기 가동 플레이트에 착탈 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 사출장치.
12. 청구항 11에 있어서,

    상기 스크루 회전구동 전달부는, 상기 가동 플레이트에 대하여 고정위치를 변경할 수 있도록 고정기구에 의해 상기 가동 플레이트에 고정되고, 그로써 상기 사출부재의 심(芯)조정이 가능한 것을 특징으로 하는 사출장치.
13. 청구항 1에 있어서,

    상기 사출구동부는 상기 베어링지지부재와 함께 상기 변형부재에 설치되어 있어, 상기 변형부재의 변형에 수반하여 변위 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 사출장치.
14. 삭제
15. 청구항 13에 있어서,

    상기 사출구동부는 상기 변형부재에 대하여 중심축을 맞추기 위한 위치결정부를 가지는 것을 특징으로 하는 사출장치.
16. 청구항 13에 있어서,

    상기 사출구동부는 상기 운동변환기구와 동일 선상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 사출장치.
17. 청구항 13에 있어서,

    상기 사출구동부는 감속부를 구비하고, 상기 사출구동부의 회전축은 이 감속부의 출력축인 것을 특징으로 하는 사출장치.
18. 청구항 1에 있어서,

    상기 변형부재는, 상기 하중전달기구에 착탈 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 사출장치.

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