KR100931804B1 - 사출 성형기의 형체 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 성형품 취출을 위한 가동형판의 고압형개 동작과 이송동작을 구분하여 수행할 수 있도록 한 사출 성형기의 형체 장치에 관한 것이다. 본 발명의 형체 장치는, 제1금형부(11)를 가지는 고정형판(10) 및 제2금형부(21)를 가지는 가동형판(20)과, 상기 가동형판(20)의 이동을 안내하며 상기 고정형판(10)의 형체실린더(31)에 작용하는 유압에 의해 형체력을 제공하는 안내 바(30)와, 가동형판(20)을 전후진 이송하는 이송실린더(40)와, 상기 가동형판(20)에 고정되는 하우징(60)의 내부에 설치되어 너트실린더(70)에 의해 상기 안내 바(30)의 반경방향으로 전/후진하며, 상기 안내 바(30)에 형성된 톱니(35)와 맞물리는 톱니(55)를 가지는 잠금너트(50)를 포함하며, 상기 잠금너트(50)의 후방 단부면(50a)과 하우징(60)의 후방 내부면(60a)에 각각 걸림턱(80a)과 걸림홈(80b)이 형성된다. 이러한 본 발명은, 형체실린더(31)에 유압을 공급하여 상기 안내 바(30)를 후퇴시킬 때, 걸림턱(80a)과 걸림홈(80b)에 의해 잠금너트(50)의 반경 방향 외측으로의 이동이 저지되어, 안내 바(30)를 후퇴시키는 힘이 가동형판(20)까지 전달되어 안내 바(30)에 의한 고압형개가 가능하다.

사출, 형체, 고압형개, 안내 바, 잠금너트, 톱니

Description

사출 성형기의 형체 장치{Molds Clamping Apparatus of Injection Molding Machine}

본 발명은 사출 성형기의 형체 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 성형품 취출을 위한 가동형판의 고압형개 동작과 이송동작을 구분하여 수행할 수 있도록 함으로써 고속 정밀 동작의 구현을 가능하게 한 사출 성형기의 형체 장치에 관한 것이다.

사출 성형기의 형체(型締)장치는 사출시에 금형이 열리지 않도록 강력한 체결력으로 금형을 닫고, 사출된 수지가 고화하면 금형을 열고 성형품을 빼낼 수 있도록 한 장치로서, 고정형판, 가동형판, 안내 바, 가동형판을 이동시키는 이송실린더를 포함한다.

구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 형체장치(2)는, 제1금형부(11)를 가지는 고정형판(10)과, 제2금형부(21)를 가지는 가동형판(20)과, 상기 가동형판(20)의 이동을 안내하며 형체실린더(31)에 작용하는 유압에 의해 형체력을 제공하는 안내 바(30)와, 가동형판(20)을 전후진 이송하는 이송실린더(40)를 포함하고, 상기 가동형판(20)에 장착되어 상기 안내 바(30)에 결합하여 형합(型合) 시 가동형 판(20)을 록킹하는 잠금너트(50)를 포함한다.

여기에서, 상기 안내 바(30)는 상기 가동형판(20)의 직선 운동을 안내하고, 안내 바(30)는 고정형판(10)에 설치된 형체실린더(31)로 출입하는 유압시스템(32)의 작동 유압에 의해 전후진 한다.

상기 잠금너트(50)를 통해 가동형판(20)을 록킹하는 종래의 잠금 장치에 있어서, 잠금너트(50)는, 도 2에 상세히 도시된 바와 같이, 가동형판(20)에 고정되는 하우징(60)의 내부에 설치된다. 이러한 잠금너트(50)는 너트실린더(70)에 의해서 안내 바(30)의 반경 방향으로 전/후진하여, 안내 바(30)에 형성된 톱니(35)와 잠금너트(50)에 형성된 톱니(55)에 의해 체결/해제된다.

이와 같은 형체 장치는 고정형판(10)과 가동형판(20)에 구비된 제1,2금형부(11, 21)를 형합(型合) 하거나 형개(型開) 하게 된다. 종래에 형합이나 형개는 모두 이송실린더(40)에 의해 가동형판(20)을 전후진 시킴으로써 이루어지는데, 형합 후에는 도 2에 도시된 바와 같이, 너트실린더(70)를 작동하여 잠금너트(50)를 전진시켜 잠금너트(50)의 톱니(55)와 안내 바(30)의 톱니(35)를 맞물린다. 안내 바(30)의 톱니(35)와 잠금너트(50)의 톱니(55)는 수직면(35a, 55a)과 경사면(35b, 55b)을 가지고 있으며, 체결 후에는 수직면(35a, 55a)의 한쪽 방향으로만 하중(Fc)을 전달할 수 있다. 상기와 같이 잠금너트(50)와 안내 바(30)가 체결되면 형체실린더(31)는 고압의 작동유를 공급받아 안내 바(30)를 당기게 되고, 그에 따라 안내 바(30)의 톱니(35)의 수직면(35a)이 잠금너트(50)의 톱니(55)의 수직면(55a)을 당기게 되며, 이 힘에 의해 제1, 2금형부(11, 21)가 강하게 형합 되어 금형 안으로 고압의 용융수지가 주입될 때 열리지 않게 된다. 금형 내부로 용융된 수지가 주입되어 성형품이 성형 되면 제1금형부(11)와 제2금형부(21)는 성형품에 의해 접합된 상태이므로 금형을 열기 위해서는 이 접합력 이상의 하중을 가해 주어야 하며 이 과정을 고압형개라고 한다.

이러한 고압형개 시, 종래에는 먼저 잠금너트(50)와 안내 바(30)의 록킹을 해제한 후 이송실린더(40)를 통해 수행한다. 따라서, 종래의 사출 성형기는 이송실린더(40)가 고속 전후진 동작과 고압형개 동작을 모두 수행하게 된다. 고속 전후진 동작을 위해서는 가동형판(20)의 무게만 감당하면 되므로 이송실린더(40)의 직경이 작은 것이 유리하나, 고압형개 동작을 수행하기 위해서는 가동형판(20)의 무게에 더하여 성형물에 의한 접합력을 극복하여야 하기 때문에 큰 형개력을 발생시키기 위해 이송실린더(40)의 직경이 커져야 하는 모순이 생긴다. 즉, 이송 실린더(40)의 직경이 작으면 고속 전후진에는 유리하나 고압형개가 불리하고, 이송실린더(40)의 직경이 크면 고압형개에는 유리하나 작동 유량이 증가하고 가동형판(20)의 위치제어 정밀성이 떨어지므로 고속 전후진 동작에 불리하며, 또한 이송실린더(40)의 가격이 상승한다.

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 연구를 거듭하던 중, 고압형개를 이송실린더(40)에 의하지 않고 안내 바(30) 및 형체 실린더(31)에 의해 수행하고, 고압형개 후에는 이송실린더(40)에 의해 가동형판(20)을 완전 개방하면, 본래 형합을 위해 큰 힘을 가지고 있는 형체 실린더(31)에 의해 형개가 이루어져 고압형개가 쉬워질 뿐만 아니라 이송실린더(40)의 지름도 작은 것을 사용하여 고속 정밀 동작에 유리하다는 것을 깨달았다.

그런데 고압형개를 위해서는 안내 바(30)에 의해 가동형판(20)에 힘이 전달되어야 하고, 그러기 위해서는 잠금너트(50)가 안내 바(30)에 체결된 상태 그대로 힘을 전달하여야 하는데, 도 3에 도시된 바와 같이, 잠금너트(50)가 체결된 상태에서 힘이 반대방향(즉, 형개 방향)으로 작용할 경우 톱니(35)(55)의 경사면(35b)(55b)으로 힘이 전달되어 잠금너트(50)가 반경 방향 외측 즉, 잠금너트(50)의 체결을 해제시키는 방향으로 힘이 유발되므로 체결상태를 유지하기가 어렵다는 추가적인 과제에 직면하였다.

위와 같은 과제에 따라, 본 발명은 가동형판의 고압형개 동작을 안내 바에 의해 수행함으로써 고압형개 동작과 이송동작을 구분하여 수행할 수 있도록 하면서, 고압형개 시 잠금너트(50)가 풀리지 않도록 함으로써, 우수한 고압형개 동작과 고속 정밀 동작을 얻을 수 있도록 하는데 목적이 있다.

상술한 본 발명의 목적은, 제1금형부를 가지는 고정형판 및 제2금형부를 가지는 가동형판과, 상기 가동형판의 이동을 안내하며 상기 고정형판의 형체실린더에 작용하는 유압에 의해 형체력을 제공하는 안내 바와, 가동형판을 전후진 이송하는 이송실린더와, 상기 가동형판에 고정되는 하우징의 내부에 설치되어 너트실린더에 의해 상기 안내 바의 반경방향으로 전/후진하며, 상기 안내 바에 형성된 톱니와 맞물리는 톱니를 가지는 잠금너트를 포함하며, 상기 잠금너트의 후방 단부면에는 걸림턱이 돌출 형성되고, 상기 하우징의 후방 내부면에는 상기 잠금너트의 걸림턱의 해제 방향 이동을 제한하는 걸림홈이 형성되며, 성형물이 고화된 이후 상기 형체실린더에 유압을 공급하여 상기 안내 바를 후퇴시킬 때, 상기 잠금너트가 뒤로 밀려 그의 걸림턱이 상기 하우징의 걸림홈에 걸려 반경방향 외측으로의 이동이 저지됨에 따라, 안내 바를 후퇴시키는 힘이 상기 톱니와 상기 걸림턱 및 걸림홈을 통해 하우징에 전달되고, 하우징에 전달된 힘이 상기 가동형판에 전달되어 상기 안내 바에 의한 고압형개가 이루어지는 것을 특징으로 하는 사출 성형기의 형체 장치를 제공함으로써 달성된다.

본 발명의 사출성형기의 형체 장치에 의하면, 안내 바를 후퇴시킬 때 잠금너트와 하우징이 걸림턱과 걸림홈에 의해 걸려 잠금너트의 반경 방향 이동 즉, 잠금너트의 록킹이 해제되는 것이 저지되어 안내 바에 의해 고압형개가 가능해진다. 따라서, 고압형개는 본래 형합을 위해 큰 힘을 가지고 있는 형체 실린더에 의해 실현하고, 가동형판의 이송은 이송실린더에 의해 실현할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 고압형개가 더욱 쉬워지고, 이송실린더의 지름도 작은 것을 사용할 수 있어 가동형판의 고속 전후진 동작의 위치 제어를 더욱 정밀하게 실현할 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 4에는 본 발명에 따른 사출 성형기의 형체 장치의 구성을 나타내는 요부 확대도가 도시되어 있다. 전술한 종래의 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하여 설명한다. 도 4에 도시되지 않은 참조 부호는 도 1을 참조한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 잠금너트(50)와 안내 바(30)는 서로 톱니(55)(35)에 의해 맞물리는데, 상기 잠금너트(50)의 후방 단부면(50a)에는 걸림턱(80a)이 돌출 형성되고, 상기 하우징(60)의 후방 내부면(60a)에는 상기 잠금너트(50)의 걸림턱(80a)의 해제 방향 이동을 제한하는 걸림홈(80b)이 형성된다. 여기서, '후방'이라 함은, 가동형판(20)이 후퇴하는 방향 즉, 가동형판(20)이 형개 되는 방향(도 4에서 왼쪽 방향)을 말한다.

따라서, 형합과 용융수지의 주입에 의해 성형을 완료하고, 상기 안내 바(30)를 후퇴시키면, 안내 바(30)의 톱니(35)의 경사면(35b)이 잠금너트(50)의 톱니(55)의 경사면(55b)을 밀어 잠금너트(50)가 후퇴와 동시에 반경 방향 외측으로 미세 이동하게 되고, 그와 거의 동시에 잠금너트(50)의 걸림턱(80a)이 하우징(60)의 걸림홈(80b)에 걸려 잠금너트(50)는 안내 바(30)의 반경 방향 외측으로 벌어질 수 없는 상태가 되는 것이다. 이와 같이 하우징(60)에 의해 잠금너트(50)의 반경방향 이동이 저지되면, 안내 바(30)를 후퇴시키는 힘은 잠금너트(50)를 통해 하우징(60)에 전달되고, 하우징(60)은 가동형판(20)에 고정되어 있어 가동형판(20)이 후퇴하여 고압형개가 이루어진다.

한편, 상기 잠금너트(50)의 걸림턱(80a)과 하우징(60)의 걸림홈(80b)은, 서로 맞물리는 면이 경사면(81a)(81b)으로 이루어지는 것이 바람직하다. 걸림턱(80a)과 걸림홈(80b)의 맞물리는 면이 경사면(81a)(81b)으로 이루어지면, 고압형개 후 잠금너트(50)의 해제(안내 바(30)의 반경 방향 외측으로의 후퇴) 동작이 원활해진다.

이와 같은 본 발명의 동작을 도 4 ~ 도 7을 참조하여 더욱 구체적으로 설명한다. 도 1을 병행 참조한다.

도 4와 같이, 이송실린더(40)에 의해 가동형판(20)이 후퇴하면 제1,2금형부(11, 21)가 열린 상태가 된다. 이어서 이송실린더(40)가 반대방향(도면상 오른쪽)으로 작동하여 가동형판(20)은 고정형판(10) 쪽으로 고속 전진 동작을 수행한다. 이때 안내 바(30)는 가동형판(20)의 이송을 안내한다. 가동형판(20)이 전진하여 제1금형부(11)와 제2금형부(21)가 닫히면, 너트실린더(70)가 작동하여 잠금너트(50)를 안내 바(30)를 향해 전진시킨다.

그러면, 도 5에 도시된 바와 같이, 잠금너트(50)의 톱니(55)가 안내 바(30)의 톱니(35)에 맞물려 체결된다. 이 상태에서, 형체실린더(31)는 고압의 작동유를 공급받아 안내 바(30)를 당겨 가동형판(20)을 고정형판(10)에 밀착하도록 끌어당긴 다. 이와 같은 가동 형판(20)을 끌어당겨 고정형판(10)에 밀착시키는 힘 즉, 형체력(형합력)(Fc)에 의해서 제1,2금형부(11, 21)는 서로 강하게 결합하여 금형 안에 고압의 용융수지가 주입되어도 열리지 않게 된다.

이어서, 고정형판(10)의 탕구(11a)(도 1 참조)에 노즐을 통해 용융 수지를 주입하여 제품을 성형한다. 제1,2금형부(11, 21) 내부에 용융 수지가 주입되어 성형품이 성형 되면 제1금형부(11)와 제2금형부(21)는 이 성형물에 의해 접합된 상태이므로 금형을 열기 위해서는 이 접합력 이상의 하중을 가해 주어야 한다. 즉, 고압형개를 하여야 한다.

고압형개 시 종래에는 먼저 잠금너트(50)와 안내 바(30)를 해제한 후 이송실린더(10)를 통해 가동형판(20)을 이동시키는 방법으로 수행하였다. 그러나 본 발명에서는 고압형개를 이송실린더(10)에 의하지 않고, 안내 바(30) 및 형체 실린더(31)를 통해서 수행한다. 도 1과 같이, 안내 바(30)의 한쪽은 형체실린더(31)에 연결되어 있는데, 이 형체실린더(31)는 본래 제1,2금형부(11, 21)의 밀착력을 충분히 제공하기 위해 큰 용량의 것으로 이루어져 있다. 그런데, 형체실린더(31) 안에 있는 안내 바(30)의 헤드 부분에 있어서, 안내 바(30)를 당길 때에(즉, 형합 시) 유압을 받는 면(즉, 도면상 헤드의 좌측면)은 안내 바(30)의 지름을 제외한 단면적으로만 유압을 받지만, 안내 바(30)를 밀 때에 유압을 받는 면(즉, 도면상 헤드의 우측면의 단면적)은 그의 전체 단면적으로 유압을 받는다. 그런데, 형체실린더(31)는 본래 충분한 형합력을 제공하도록 큰 용량으로 만들어져 있기 때문에 형합 시에 작용하는 크기의 힘 정도로도 고압형개를 충분히 실행할 수 있지만, 형개 시에는 형합 시에 비해 유압을 받는 단면적이 더 크기 때문에 당연히 형합력보다 더 큰 형개력이 작용하여 형개가 더욱 쉬워진다.

도 6은 안내 바(30)를 후진시켜 고압 형개력을 작용하는 경우이다. 이때 잠금너트(50)의 톱니(55)와 안내 바(30)의 톱니(35)는 결합된 상태로 일정거리를 후진하여 잠금너트(50)가 하우징(60) 후방 내부면에 접촉한다. 하우징(60)은, 상기 가동형판(20)의 제1금형부(11)가 성형품에 의해 고정형판(10)의 제2금형부(21)에 접합된 상태이므로, 이 접합력과 가동형판(20)의 무게에 의해 움직임이 제한되어 있다. 잠금너트(50)가 하우징(60)에 접촉한 시점부터는, 형개력 즉, 안내 바(30)을 후진시키는 힘은 잠금너트(50)에 전달된다. 이때 잠금너트(50)와 안내 바(30)의 톱니(35, 55)는 경사면(35b, 55b)으로 접하고 있으므로, 이 경사면(35b, 55b)에 의해서 잠금너트(50)를 반경방향 외측으로 밀어내려는 분력이 발생한다. 종래의 잠금너트(50)는 이 힘을 지탱하지 못하여 반경방향 외측으로 벌어지기 때문에 체결상태를 유지할 수 없었으나, 본 발명에 따른 잠금너트(50)와 하우징(60)은 걸림턱(80a)과 걸림홈(80b)에 의해 걸려서 반경방향으로의 이동이 저지되므로 잠금너트(50)는 안내 바(30)에 체결된 상태를 그대로 유지하게 된다. 따라서, 안내 바(30)를 미는 힘은 걸림턱(80a)과 걸림홈(80b)에 의해 잠금너트(50)로부터 하우징(60)에 전달되고, 하우징(60)은 가동형판(20)에 고정되어 있어, 결국에는 가동형판(20)을 밀게 되며, 이 힘 즉, 형개력(Fo)에 의해 성형품에 의한 접합력을 이겨내어 가동형판(20)이 고압형개 된다.

도 7은 고압형개 과정을 마치고 잠금너트(50)의 체결을 해제하는 경우이다. 고압형개에 의해 제1,2금형부(11, 21)가 열리면 가동형판(20)과 여기에 부착된 하우징(60)은 전/후의 움직임이 자유로운 상태가 된다. 따라서, 하우징(60)은 더 이상 잠금너트(50)의 이동에 저항할 수 없는 상태가 된다. 이때 너트실린더(70)를 동작하여 잠금너트(50)를 반경방향 외측으로 이동시키면 너트실린더(70)의 힘에 의해 걸림턱(80a)과 걸림홈(80b)의 경사면(81a, 81b)이 미끄러지면서 체결이 해제된다.

고압형개 후에는 이송실린더(40)를 통해 가동형판(20)을 초기상태로 후진시키는 고속 후진동작을 수행하여 도 4와 같은 초기상태로 돌아가고 작동을 완료한다. 이송실린더(40)는 고압형개는 감당하지 않고 가동형판(20)의 이송만 감당하게 되므로, 그 지름을 줄일 수 있어, 적은 비용으로도 가동형판의 고속 전후진 동작의 위치 제어를 더욱 정밀하게 구현할 수 있다.

도 1은 종래의 사출 성형기의 형체장치를 나타내는 개략도이다.

도 2는 도 1에 도시된 형체장치의 잠금 너트가 잠기고 안내 바에 형체력이 가해진 상태를 나타내는 요부 확대도이다.

도 3은 도 2에서 안내 바를 형개 방향으로 미는 상태를 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 형체장치의 구성을 나타내는 요부 확대도이다.

도 5는 도 4에서 잠금 너트가 잠기고 안내 바에 형체력이 가해진 상태를 나타내는 도면이다.

도 6은 도 5에서 고압 형개 시의 상태를 나타내는 도면이다.

도 7은 도 6에서 잠금 너트를 해제할 때의 상태를 나타내는 도면이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

2 : 형체장치 10 : 고정형판

11 : 제1금형부 20: 가동형판

21 : 제2금형부 30 : 안내 바

31: 형체 실린더 32 : 유압 시스템

35, 55: 톱니 35a, 55a : 수직면

35b, 55b : 경사면 40 : 이송실린더

50 : 잠금너트 60 : 하우징

70 : 너트 실린더 80a : 걸림턱

80b : 걸림홈 81a, 81b : 경사면

Claims (2)

1. 제1금형부(11)를 가지는 고정형판(10) 및 제2금형부(21)를 가지는 가동형판(20)과,

   상기 가동형판(20)의 이동을 안내하고, 상기 고정형판(10)의 형체실린더(31)에 작용하는 유압에 의해 형체력을 제공하며, 형합 방향으로는 수직면(35a)을 가지고 형개 방향으로는 경사면(35b)을 가지는 톱니(35)가 형성되는 안내 바(30)와,

   가동형판(20)을 형합 방향과 형개 방향으로 전후진 이송하는 이송실린더(40)와,

   상기 가동형판(20)에 고정되는 하우징(60)의 내부에 설치되어 너트실린더(70)에 의해 상기 안내 바(30)의 반경방향으로 전/후진하며, 상기 안내 바(30)에 형성된 톱니(35)와 맞물리도록 수직면(55a)과 경사면(55b)을 가지는 톱니(55)가 형성되는 잠금너트(50)를 포함하며,

   상기 잠금너트(50)의 후방 단부면(50a)에는 걸림턱(80a)이 돌출 형성되고,

   상기 하우징(60)의 후방 내부면(60a)에는 상기 잠금너트(50)의 걸림턱(80a)의 해제 방향 이동을 제한하는 걸림홈(80b)이 형성되며,

   성형물이 고화된 이후 상기 형체실린더(31)에 유압을 공급하여 상기 안내 바(30)를 후퇴시킬 때, 상기 잠금너트(50)가 뒤로 밀려 그의 걸림턱(80a)이 상기 하우징(60)의 걸림홈(80b)에 걸려 반경방향 외측으로의 이동이 저지됨에 따라, 안내 바(30)를 후퇴시키는 힘이 상기 톱니(35)(55)와 상기 걸림턱(80a) 및 걸림홈(80b)을 통해 하우징(60)에 전달되고, 하우징(60)에 전달된 힘이 상기 가동형판(20)에 전달되어 상기 안내 바(30)에 의한 고압형개가 이루어지는 것을 특징으로 하는 사출 성형기의 형체 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 걸림턱(80a) 및 걸림홈(80b)은 서로 경사면(81a)(81b)에 의해 맞물리는 것을 특징으로 하는 사출 성형기의 형체 장치.

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