KR101147958B1 - 형 체결 장치 및 형 체결 장치의 작동 방법 - Google Patents

Abstract

하프 너트와 걸음부를 건 후에, 형 체결 실린더에 의해 형 체결을 행하는 형 체결 장치에 있어서, 유압 회로의 펌프나 밸브 등의 사이즈를 대형화시키지 않고 형 체결 실린더를 양 방향으로 비교적 빠르게 이동시킬 수 있어, 사이클을 단축하는 것을 가능하게 한 형 체결 장치를 제공한다.
형 개폐 기구(26)에 의해 고정 금형(15)에 대해서 가동 금형(20)을 접근 또는 접촉시켜, 하프 너트(29)와 걸음부(25a)를 건 후에, 형 체결 실린더(22)에 의해 형 체결을 행하는 형 체결 장치(12)는 형 체결 실린더(22)의 형 체결 피스톤(32)을 경계로 하여, 형 체결용의 제1 실린더실(38)보다 수압 면적이 작고 작동유가 공급되면 형 체결 피스톤(32)측을 향하여 추력을 발생시키는 제2 실린더실(39)과 제3 실린더실(41)이 구비되어 있다.

Description

형 체결 장치 및 형 체결 장치의 작동 방법{A MOLD CLAMPING DEVICE AND AN OPERATING METHOD OF THE MOLD CLAMPING DEVICE}

본 발명은 형 개폐 기구에 의해 고정 금형에 대해서 가동 금형을 접근 또는 접촉시켜, 하프 너트와 걸음부를 건 후에, 형 체결 실린더에 의해 형 체결을 행하는 형 체결 장치 및 형 체결 장치의 작동 방법에 관한 것이다.

사출성형기에 사용되는 형 체결 장치로서는, 토글 기구와 같이 형 개폐와 형 체결을 동일한 기구에 의해 행하는 장치와, 형 개폐 기구에 의해 고정 금형에 대해서 가동 금형을 접근 또는 접촉시켜, 하프 너트와 걸음부를 건 후에, 형 체결 실린더에 의해 형 체결을 행하는 형 체결 장치가 존재한다. 후자의 하프 너트와 형 체결 실린더를 사용한 타입으로서는 특허문헌 1 내지 특허문헌 5에 기재된 것이 알려져 있다. 특허문헌 1의 도 1에 도시한 타입의 것은 수압반(受壓盤)(브래킷(30))에 형 체결 실린더가 부착되고, 형 체결 실린더의 원통형상의 램의 선단측에 하프 너트가 설치되어 있다. 한편 가동반의 배면에는 메커니컬 램(형 개폐 실린더(12))이 고정되고, 메커니컬 램의 원통면에는 하프 너트가 걸어맞춤 가능한 홈이 형성되어 있다. 또 상기 메커니컬 램의 내부에는 형 개폐용 서보 모터에 의해 작동되는 형 개폐 기구가 설치되어 있다. 이 타입의 형 체결 장치는 소형으로부터 중형의 형 체결 장치에서 많이 볼 수 있다. 또 특허문헌 2의 도 1에 도시한 타입의 것은 고정반과 가동반 사이에 형 개폐 장치가 설치되고, 가동반의 배면측에 형 체결 장치가 설치된 구동 플레이트가 부착되어 있다. 그리고 구동 플레이트의 배면측에는 하프 너트가 설치되어 있다. 또 가동반에 삽입 통과되는 타이바(타이로드)에는 하프 너트가 걸어맞춤 가능한 나사부가 형성되어 있다.

또한 특허문헌 3에 나타내는 타입의 것은 고정반의 네 모서리에 형 체결 실린더가 설치되고, 형 체결 실린더의 램에 링 홈이 형성된 타이바가 고정 설치되어 있다. 그리고 가동반에 설치된 하프 너트가 타이바의 링 홈에 걸리도록 되어 있다. 또 특허문헌 3에서는 형 체결 실린더와는 별도로 부실린더가 설치되어, 가동 운전시의 형 체결 공정전에 상기 부실린더에 의해 램을 보정한 위치로 되돌리고 있다. 그러나 특허문헌 3은 부실린더에 의해 램을 이동시킬 때에 형 체결 실린더내의 기름을 드레인으로 내보내는 타입이 것이므로, 사이즈가 큰 밸브 등이 필요하게 되고, 램의 이동에도 시간이 걸리는 것이었다. 또 특허문헌 3은 형 체결 장치의 반 내가 아니라 외측에 독립적으로 부실린더를 부착할 필요가 있어, 장치의 전체 길이가 길어진다는 문제도 있었다.

상기한 문제에 대처하는 것으로서, 특허문헌 4에 나타내는 타입의 것이 알려져 있다. 특허문헌 4에서는 특허문헌 3의 부실린더에 상당하는 부분이 소직경 실린더로서 반 내에 수납되어 있다. 또 특허문헌 4는 형 체결측과 형 개방측의 대유실(大油室)을 연통시켜 유압차를 없앤 상태에서, 상기 소직경 실린더를 작동시키는 것이다. 그러나 특허문헌 4는 형 개방시에 대해서는 형 체결측과 형 개방측의 대유실을 동일한 압력으로 하여 유압 작동 면적의 차에 의해 형 개방 방향으로의 이동을 행하도록 작동되는데, 그 때에 양쪽의 대유실의 압력을 상승시킬 필요가 있어, 형 개방시의 작동이 늦어진다는 문제가 있었다. 또한 특허문헌 5에 대해서도 반 내에 설치된 형 체결 실린더에 소직경 실린더를 설치한 것이다. 그리고 특허문헌 5에서는, 형 개방시에 소직경 실린더실에 작동유를 보낼 때에 대직경 실린더의 형 체결측의 제1 실린더실과 형 개방측의 제2 실린더실을 연통시켜, 압유를 환류시킴으로써 형 체결 실린더에 공급하는 작동액의 유량의 경감을 도모하고 있다. 그러나 특허문헌 5에 대해서는 타이바를 원래의 상태로 되돌릴 때에는 대직경 실린더의 제1 실린더실로 작동유를 공급하기 위해서, 대용량의 작동유가 필요하게 됨과 아울러, 작동이 늦어진다는 문제가 있었다.

일본 특허 공개 2001-212828호 공보(0029, 도 1) 일본 특허 공개 2002-103403호 공보(0012, 0013, 도 1) 일본 특허 공개 평8-276482호 공보(0021, 도 1) 일본 특허 공개 2002-127216호 공보(0023, 0024, 0025, 0026, 도 2) 일본 특허 공개 2007-167897호 공보(0046, 도 4)

상기한 특허문헌 4 및 특허문헌 5의 기술은 형 체결 실린더의 형 체결측의 형 체결 실린더실인 제1 실린더실과 형 개방측의 제2 실린더실 등은 연통되는 구조를 갖지만, 형 체결측, 형 개방측의 양쪽에 소직경의 실린더실을 가지고 있지 않으므로, 쌍방향으로 형 체결 실린더를 이동시킬 때에 각각 소유량의 작동유로 이동시킬 수 없고, 유실의 작동유의 공급에 시간이 걸리므로 전체적인 성형 사이클 시간을 단축할 수는 없는 것이었다. 또는 전체적인 성형 사이클 시간을 단축하고자 하면 유압 회로의 펌프나 밸브 등의 사이즈를 단시간에 대량의 작동유를 공급 가능한 것을 준비할 필요가 있어, 상기 유압 회로를 컴팩트하게 할 수 없는 것이었다. 따라서 본 발명에서는 상기한 문제를 감안하여 형 개폐 기구에 의해 고정 금형에 대해서 가동 금형을 접근 또는 접촉시켜, 하프 너트와 걸음부를 건 후에, 형 체결 실린더에 의해 형 체결을 행하는 형 체결 장치에 있어서, 유압 회로의 펌프나 밸브 등의 사이즈를 대형화시키지 않고, 성형 사이클을 단축하는 것을 가능하게 한 형 체결 장치나 그 작동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 청구항 1에 기재된 형 체결 장치는 형 개폐 기구에 의해 고정 금형에 대해서 가동 금형을 접근 또는 접촉시켜, 하프 너트와 걸음부를 건 후에, 형 체결 실린더에 의해 형 체결을 행하는 형 체결 장치에 있어서, 상기 형 체결 실린더의 형 체결 피스톤을 경계로 하여, 형 체결용의 제1 실린더실보다 수압 면적이 작고 작동유가 공급되면 형 체결 피스톤측을 향하여 추력을 발생시키는 제2 실린더실과 제3 실린더실이 구비된 것을 특징으로 한다. 따라서 유압 회로의 펌프나 밸브 등의 사이즈를 대형화시키지 않고, 형 체결 실린더를 양 방향으로 비교적 빠르게 이동시킬 수 있어, 성형 사이클을 단축할 수 있다.

본 발명의 청구항 4에 기재된 형 체결 장치의 작동 방법은, 형 개폐 기구에 의해 고정 금형에 대해서 가동 금형을 접근 또는 접촉시켜, 하프 너트와 걸음부를 건 후에, 형 체결 실린더에 의해 형 체결을 행하는 형 체결 장치의 작동 방법에 있어서, 상기 형 체결 실린더의 형 체결 피스톤을 경계로 하여, 형 체결용의 제1 실린더실보다 수압 면적이 작은 제2 실린더실과 제3 실린더실이 구비되고, 제2 실린더실과 제3 실린더실은 각각 작동유가 공급되면 형 체결 피스톤측을 향하여 추력을 발생시키는 것을 특징으로 한다. 따라서 유압 회로의 펌프나 밸브 등의 사이즈를 대형화시키지 않고 형 체결 실린더를 양 방향으로 비교적 빠르게 이동시킬 수 있어, 성형 사이클을 단축할 수 있다.

본 발명의 형 체결 장치 또는 형 체결 장치의 작동 방법은 상기 형 체결 실린더의 형 체결 피스톤을 경계로 하여, 형 체결용의 제1 실린더실보다 수압 면적이 작고 작동유가 공급되면 형 체결 피스톤측을 향하여 추력을 발생시키는 제2 실린더실과 제3 실린더실이 구비되어 있으므로, 유압 회로의 펌프나 밸브 등의 사이즈를 대형화시키지 않고 형 체결 실린더를 양 방향으로 비교적 빠르게 이동시킬 수 있어, 성형 사이클을 단축할 수 있다.

도 1은 본 실시형태의 형 체결 장치의 일부 단면도이다.
도 2는 본 실시형태의 형 체결 장치의 형 체결 실린더와 그 유압 회로를 도시한 도면이다.
도 3은 본 실시형태의 형 체결 장치의 고속 형 폐쇄 공정, 고속 형 개방 공정을 도시한 도면이다.
도 4는 본 실시형태의 형 체결 장치의 형 체결 실린더 형 폐쇄 공정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 실시형태의 형 체결 장치의 형 체결 공정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 실시형태의 형 체결 장치의 압빼기 공정을 도시한 도면이다.
도 7은 본 실시형태의 형 체결 장치의 강력 형 개방 공정과 형 체결 실린더 형 개방 공정을 도시한 도면이다.
도 8은 본 실시형태의 형 체결 장치의 작동을 도시한 차트도이다.
도 9는 다른 실시형태의 형 체결 장치의 형 체결 실린더를 도시한 도면이다.

본 발명의 실시형태의 사출성형기의 형 체결 장치에 대해서, 도 1을 참조하여 설명한다. 사출성형기(11)는 일측에 설치된 형 체결 장치(12)와 그 타측에 설치된 사출 장치(13)로 기본적인 부분이 구성된다. 형 체결 장치(12)에 대해서 설명하면, 베드(14)상의 타측(사출 장치측)에는 고정 금형(15)이 부착되는 고정반(16)이 세워져 설치되어 있다. 또 베드(14)상에는 형 개폐 방향을 향하여 직동 가이드(17)가 고정되고, 상기 직동 가이드(17)상에 이동 형 체결반(18)이 형 개폐 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 그리고 이동 형 체결반(18)에는 다리부인 가대(19)가 고정반측을 향하여 일체로 고정되어 있고, 가대(19)상에는 가동 금형(20)이 부착되는 가동반(21)이 이동 형 체결반(18)에 대해서 형 개폐 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 또 본 실시형태에서는 이동 형 체결반(18)에는 형 체결 실린더(22)가 설치되어 있다. 또 형 체결 실린더(22)의 램(23)은 가동반(21)의 배면에 고착되어 있다. 이동 형 체결반(18)과 가동반(21) 사이에는 이동 형 체결반(18)에 대한 가동반(21)의 위치를 검출하는 위치 센서(30)가 부착되어 있다. 또한 형 체결 실린더(22)의 수는 1개에 한정되지 않는다.

베드(14)의 일측(후방측)에는 타이바 유지판(24)이 세워져 설치되어 있다. 그리고 고정반(16)의 네 모서리 근방에는 수평 방향으로 타이바(25)가 고정되고, 타이바(25)는 가동반(21), 이동 형 체결반(18), 타이바 유지판(24)에 각각 삽입 통과되어 있다. 또 타이바(25)의 중간보다 일측의 부분에는 소정 길이에 걸쳐 복수의 홈이 형성된 걸음부(25a)가 설치되어 있다. 그리고 이동 형 체결반(18)의 일측의 면(18a)(배면)의 타이바(25)가 삽입 통과되는 구멍의 주위에는 하프 너트(29)가 배열 설치되어 있다. 하프 너트(29)는 하프 너트 작동 기구(31)에 의해 타이바(25)와 직교하는 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 또 하프 너트(29)의 톱니와 타이바(25)의 걸음부(25a)의 홈의 관계는 하프 너트(29)의 톱니가 상기 홈에 맞물렸을 때에 양자간에 형 개폐 방향으로 약간의 간극이 설치되도록 되어 있다. 또 베드(14)상의 일측에 설치된 브래킷에는 형 개폐 기구의 서보 모터(26)가 고정됨과 아울러, 형 개폐 기구의 볼 나사(27)가 축지지되고, 이동 형 체결반(18)에 고정된 볼 나사 너트(28)에 상기 볼 나사(27)가 삽입 통과되어 있다. 따라서 베드(14) 및 고정반(16)에 대한 이동 형 체결반(18)의 위치는 서보 모터(26)에 부착된 로터리 인코더에 의해 검출 가능하게 되어 있다. 또한 형 개폐 기구는 다른 액추에이터나 기구를 사용한 것이어도 된다. 또 형 개폐 기구는 고정반(16)과 이동 형 체결반(18) 사이에 부착된 것이어도 되고, 어느 측에 서보 모터가 부착된 것이어도 된다.

다음에 형 체결 장치(12)의 이동 형 체결반(18)(반 내)에 배치되는 형 체결 실린더(22)에 대해서 설명한다. 도 2에 도시한 바와 같이 형 체결 실린더(22)의 대직경의 형 체결 피스톤(32)의 일측의 축심에는 소직경의 제1 피스톤(33)이 고정되고, 타측의 축심에는 상기 형 체결 피스톤(32)보다는 소직경이며 제1 피스톤(33)보다는 직경이 큰 제2 피스톤(34)이 고정되어 있다. 그리고 상기 제2 피스톤(34)의 전방에는 제2 피스톤(34)보다 더욱 소직경의 램(23)이 고정되어 있다. 한편 이동 형 체결반(18)의 내부에는 중앙에 상기 형 체결 피스톤(32)이 슬라이딩 운동이 자유롭게 삽입 통과되는 형 체결 실린더 통부(35)가 형성되고, 그 일측(이동 형 체결반(18)의 배면에 가까운 측)에는 상기 제1 피스톤(33)이 슬라이딩 운동이 자유롭게 삽입 통과되는 소직경의 제1 실린더 통부(36)가 형성되어 있다. 또 형 체결 실린더(22)의 타측(가동반에 가까운 측)에는 제2 피스톤(34)이 슬라이딩 운동이 자유롭게 삽입 통과되는 제2 실린더 통부(37)가 형성되고, 또한 타측에는 램(23)이 슬라이딩 운동이 자유롭게 삽입 통과되는 구멍이 형성되어 있다.

상기 형 체결 실린더(22)는 형 체결 피스톤(32)을 경계로 하여 일측에는 형 체결 피스톤(32)의 배면, 형 체결 실린더 통부(35)의 내주면, 및 제1 피스톤(33)의 외주면에 의해 둘러싸여 형 체결 실린더실인 형 체결용의 제1 실린더실(38)이 형성되어 있다. 또 제1 실린더실(38)의 또한 일측에는 제1 피스톤(33)의 단면, 제1 실린더 통부(36)의 내주면과 단면에 의해 둘러싸여 조기 이송 실린더실인 제2 실린더실(39)이 설치되어 있다. 그리고 본 실시형태에서는 제2 실린더실(39)의 수압 면적과 형 체결 실린더실인 제1 실린더실(38)의 수압 면적의 비는 1:9이며, 형 체결 피스톤(32)을 이동시킬 때에 작동유가 공급되는 제2 실린더실(39)의 수압 면적 쪽이 작게 설치되어 있다. 또 상기 형 체결 실린더(22)의 형 체결 피스톤(32)을 경계로 하여 타측에는 형 체결 피스톤(32)의 전면, 제2 실린더 통부(37)의 내주면, 및 제2 피스톤(34)의 외주면에 의해 둘러싸여 제1 실린더실(38)의 작동유를 급배하는 급배 실린더실인 제4 실린더실(40)이 형성되어 있다. 또 이 제4 실린더실(40)의 또한 타측에는 제2 피스톤(34)의 전면, 제2 실린더 통부(37)의 내주면, 및 램(23)의 외주면에 의해 둘러싸여 형 개방 실린더실인 제3 실린더실(41)이 설치되어 있다. 그리고 제2 실린더실(39)과 제3 실린더실(41)은 형 체결 실린더(22)의 형 체결 피스톤(32)을 경계로 하여 배열 설치되고, 각각 작동유가 공급되면 형 체결 피스톤(32)측을 향하여 추력을 발생시킨다.

본 실시형태에서는 제1 실린더실(38)의 수압 면적과 제4 실린더실(40)의 수압 면적과 제3 실린더실(41)의 수압 면적은 9:5:2이며, 상기 제1 실린더실(38)보다 형 체결 피스톤(32)을 이동시킬 때에 작동유가 공급되는 제3 실린더실(41) 쪽이 수압 면적이 작게 설치되어 있다. 그리고 상기에 의해 형 체결 실린더(22)는 일측으로부터 제2 실린더실(39), 제1 실린더실(38), 제4 실린더실(40), 및 제3 실린더실(41)의 순서로 동축상에 배치되어 있다. 또한 제1 실린더실(38)을 축심측(축방향에 있어서는 형 체결 피스톤(32)으로부터 먼 측)에 배치하고 조기 이송 실린더실인 제2 실린더실(39)을 축심으로부터 외측(축방향에 있어서는 형 체결 피스톤(32)측)에 배치하는 것이나, 형 개방실인 제3 실린더실(41)을 축심으로부터 외측(축방향에 있어서는 형 체결 피스톤(32)측)에 배치하고 급배용 실린더 실인 제4 실린더실(40)을 축심측(축방향에 있어서는 형 체결 피스톤(32)으로부터 먼 측)에 배치하는 것도 가능하기는 하다.

다음에 형 체결 실린더(22)의 유압 회로(51)에 대해 설명한다. 도 2에 도시한 바와 같이 가변 펌프(52)로부터의 주관로에 4방향 절환 밸브(53)가 배치되고, 일방의 관로(54)는 형 체결 실린더의 제1 실린더실(38)과 제2 실린더실(39)에 접속되어 있다. 그리고 제2 실린더실(39)로의 관로(54a)가 분기된 후의 제1 실린더실(38)로의 관로(54b)에는 압력 조정 가능한 체크가 부착된 시퀀스 밸브(55)가 부착되어 있다. 또 제1 실린더실(38)과 제4 실린더실(40) 사이는 노멀 오픈형의 카트리지 밸브(56)가 부착된 관로(57)에 의해 접속되어 있다. 또 상기 4방향 절환 밸브(53)로부터 타방으로 분기된 관로(58)는 노멀 오픈 조압형(크래킹압 이상으로 개방)의 파일럿 체크 밸브(59)를 통하여 형 개방 실린더실인 제3 실린더실(41)에 접속되어 있다. 또 제1 실린더실(38)과 제4 실린더실(40)을 접속하는 상기 관로(57)와, 제3 실린더실(41)은 관로(60)에 의해 접속되고, 관로(60)에는 파일럿 체크 밸브(59)와 같은 파일럿 체크 밸브(61)가 설치되어 있다. 그리고 관로(57, 60)는 제1 실린더실(38)과 제3 실린더실(41), 제4 실린더실(40) 사이에서 작동유를 급배하는 런 어라운드 회로를 구성하고 있다. 또한 제3 실린더실(41)에 대해서는 제1 실린더실과 접속하지 않고 런 어라운드 회로를 구성하지 않도록 해도 된다.

유압 회로(51)에는 파일럿 체크 밸브(59, 61), 카트리지 밸브(56), 체크가 부착된 시퀸스 밸브(55)를 작동시키기 위해서, 절환 밸브(62, 63, 64)가 부착되어 있다. 4방향 절환 밸브(53)의 공급측의 별도의 포트는 탱크(65)에 접속되어 있다. 또 도 2에 있어서는, 가변 펌프(52)로부터의 주관로로부터 분기된 릴리프 밸브나 주관로에 설치한 체크 밸브 등이나 압력 제어 밸브 등의 일부의 밸브나 압력 센서는 생략해서 기재하고 있다. 또한 형 체결 실린더(22)의 유압 회로에 대해서는 도 2의 예에 한정되지 않고, 전자 밸브에 의해 관로의 밸브를 개폐하는 것이어도 된다. 또 압빼기 공정 등에 있어서 별도의 관로나 밸브로부터 제1 실린더실(38) 등의 작동유를 드레인으로 떨어뜨리는 회로를 설치하도록 해도 된다.

다음에 본 실시형태의 형 체결 장치(12)의 작동 방법, 특히 형 체결 실린더(22)의 작동 방법에 대해서 도 3 또는 도 8에 의해 설명한다. 우선 도 3 및 도 8에 도시한 바와 같이 고속 형 폐쇄 공정을 행한다. 고속 형 폐쇄 공정에서는 형 개방 완료 위치에 있는 이동 형 체결반(18)과 그 가대(19)상에 탑재된 가동반(21) 및 가동 금형(20)을 형 개폐 기구의 서보 모터(26)를 작동시켜 형 폐쇄측으로 이동시킨다. 그리고 고정 금형(15)에 대해서 가동 금형(20)을 접촉시키기 직전의 위치에 있어서, 서보 모터(26)의 구동을 정지시키고, 이동 형 체결반(18)을 정지시킨다. 이 때까지 형 체결 실린더(22)는 4방향 절환 밸브(53)가 도 2중의 좌측으로 이동되도록 절환되어 관로(58), 파일럿 체크 밸브(59)를 통하여 형 개방 실린더인 제3 실린더실(41)에 작동유가 보내져 밀봉되고, 램(23) 및 형 체결 피스톤(32)이 후퇴 한계에 가압되어 유지된 상태에 있다. 이 때 절환 밸브(62)는 절환되고, 절환 밸브(64)는 노멀 위치이며, 파일럿 체크 밸브(61)는 파일럿압에 의해 폐쇄되어 있다. 고속 형 폐쇄 공정시의 제3 실린더실(41)에 보내지는 작동유의 유압은 일례로서 5MPa로 설정된다.

다음에 도 4에 도시한 바와 같이 형 체결 실린더 형 폐쇄 공정을 행한다. 형 체결 실린더 형 폐쇄 공정에서는 이동 형 체결반(18)이 정지되고 서보 모터(26)가 서보 로크된 상태에서, 4방향 절환 밸브(53)를 도 2중의 우측으로 이동시키도록 절환하여, 관로(54, 54a)를 통하여 형 체결 실린더(22)의 제2 실린더실(39)에 작동유를 공급하여 가동반(21)을 전진시킨다. 이 때에 제2 실린더실(39)은 제1 실린더실(38)과 비교하여 소면적이며 소용량의 작동유로 가동반(21)을 비교적 고속으로 이동시킬 수 있다. 또 체크가 부착된 시퀀스 밸브(55)의 설정압은 비교적 고압(일례로서 5MPa)으로 설정되어 있고, 가변 펌프(52)로부터 제1 실린더실(38)로는 작동유는 공급되지 않는다. 또 제2 실린더실(39)에 공급된 작동유에 의해 추력이 발생되고, 형 체결 피스톤(32)이 도 4에 있어서 우측으로 이동함에 따라서 제3 실린더실(41)과 제4 실린더실(40)의 용적이 감소되는데, 제3 실린더실(41)과 제4 실린더실(40)내의 작동유는 런 어라운드 회로인 관로(60, 57)를 통하여 제1 실린더실(38)에 공급된다. 또한 제3 실린더실(41)이 제1 실린더실(38)과 접속되어 있지 않은 경우, 형 체결 피스톤(32)의 형 폐쇄 방향으로의 이동에 의해 제3 실린더실(41)의 작동유는 드레인으로 떨어지는데, 적어도 제4 실린더실(40)의 작동유는 제1 실린더실(38)에 공급된다.

따라서 이 때는 절환 밸브(64)가 절환되고 파일럿 체크 밸브(59)가 파일럿압에 의해 폐쇄되어, 제3 실린더실(41) 및 제4 실린더실(40)의 작동유가 드레인측으로 되돌아가지 않도록 되어 있다. 그리고 형 체결 실린더 형 폐쇄 공정에 있어서 가동반(21)이 이동되고 있는 도중에 하프 너트 작동 기구(31)를 작동시켜, 하프 너트(29)를 타이바(25)의 걸음부(25a)를 향하여 이동시켜 건다. 그리고 또한 가동반(21)의 형 폐쇄 이동을 계속하여, 고정 금형(15)에 대해서 가동 금형(20)을 접촉시킨다. 그리고 또한 제2 실린더실(39)로의 작동유의 공급을 계속함으로써 하프 너트(29)의 톱니와 타이바(25)의 걸음부(25a)의 홈 사이의 간극이 해소된다. 이 때도 제2 실린더실(39)에만 체크가 부착된 시퀀스 밸브(55)의 설정압보다 낮은 압력의 작동유를 공급하여 이동 형 체결반(18) 및 하프 너트(29)를 후퇴시킬 수 있어, 이동 시간을 단축할 수 있다. 또 금형의 접촉과 동시이거나 조금 전에 형 개폐 기구의 서보 모터(26)의 서보 로크 상태를 해제하여 이동 형 체결반(18)의 후퇴시에 추종 제어시킨다. 또한 하프 너트(29)의 톱니와 타이바(25)의 홈의 걸음은 이동 형 체결반(18)의 정지와 동시부터 형 접촉까지의 동안에 완료시키면 되고, 그것에 의해 하프 너트(29)의 작동이 병행되어 행해지므로, 하프 너트(29)의 로크에 의한 대기 시간은 발생하지 않아 타임 로스가 발생되지 않는다.

다음에 도 5에 도시한 바와 같이 형 체결 공정을 행한다. 형 체결 공정에서는 하프 너트(29)의 톱니의 측면과 타이바(25)의 걸음부(25a)의 홈의 측면이 접촉됨으로써 이동 형 체결반(18)의 후퇴가 정지되어 제2 실린더실(39) 및 관로(54, 54a)의 작동유가 승압되고, 체크가 부착된 시퀸스 밸브(55)의 설정압을 넘으면 관로(54b)를 통하여 제1 실린더실(38)의 측에도 작동유가 공급된다. 형 체결 공정시의 제1 실린더실(38)로 보내지는 작동유의 유압은 일례로서 21MPa로 설정된다. 형 체결 공정시는 절환 밸브(63)가 절환되고, 파일럿압에 의해 카트리지 밸브(56)는 폐쇄되어 있다. 그리고 용적이 감소한 제3 실린더실(41)과 제4 실린더실(40)의 작동유는 파일럿 체크 밸브(59, 61), 4방향 절환 밸브(53)를 통하여 드레인으로 떨어지는데, 그 유량은 소량이며, 제3 실린더실(41)과 제4 실린더실(40)의 압력은 파일럿 체크 밸브(59, 61)의 크래킹압 이하가 되는 일은 없다. 그리고 형 체결 공정동안은 형 체결 실린더(22)의 작동에 의해 타이바(25)가 늘려져, 형 체결된 고정 금형(15)과 가동 금형(20) 사이에 형성된 캐비티(도시 생략)에 사출 장치(13)로부터 용융 수지를 사출 충전하고, 캐비티내에서 용융 수지의 냉각 고화를 행한다. 또 사출 장치(13)에 있어서는 다음의 성형을 위한 계량 공정을 행한다.

다음에 도 6에 도시한 바와 같이 압빼기 공정을 행한다. 압빼기 공정에서는 4방향 절환 밸브(53)를 절환하여, 형 체결 실린더실인 제1 실린더실(38) 및 제2 실린더실(39)의 작동유를 드레인으로 떨어뜨린다. 압빼기 공정을 행함으로써 형 체결 피스톤(32) 및 램(23)은 도 2중의 좌측으로 약간 이동된다. 그리고 형 체결 장치(12)의 늘려진 타이바(25)는 원래의 상태로 되돌아가, 고정 금형(15)과 가동 금형(20)의 형 체결은 완료된다. 또 압빼기 공정동안 가변 펌프(52)는 언로드된다. 또한 압빼기 공정에서는 제1 실린더실(38) 및 제2 실린더실(39)의 작동유, 또는 제3 실린더실(41) 및 제4 실린더실(40)의 작동유는 별도의 경로에 의해 드레인으로 떨어뜨리도록 해도 된다.

다음에 도 7에 도시한 바와 같이 강력 형 개방 공정을 행한다. 강력 형 개방 공정에서는 형 개폐 기구의 서보 모터(26)를 전진 방향으로 이동시켜 형 체결 공정에서 접촉되어 있던 측의 하프 너트(29)의 톱니의 측면과 걸음부(25a)의 홈의 측면의 접촉을 해제하고, 하프 너트(29)의 톱니의 반대측의 측면과 홈의 반대측의 측면 사이의 간극(형 체결 공정시에 형성되어 있던 간극)을 해소하여 접촉시킨다. 그리고 상기 간극의 해소와 동시이거나 또는 전후하여 형 체결 실린더(22)를 사용하여 가동반(21)을 형 개방 방향으로 이동시킨다. 형 체결 실린더(22)를 사용함으로써 큰 힘으로 강력 형 개방을 행할 수 있고, 또 형 개폐 기구의 서보 모터(26)를 이동 형 체결반(18) 등의 이동 전용으로 소형화시킬 수도 있다. 강력 형 개방 공정에서는 유압 회로(51)의 4방향 절환 밸브(53)를 절환하여 관로(58)를 통하여 형 개방실인 제3 실린더실(41)에 작동유를 공급한다. 그리고 제3 실린더실(41)에 작동유가 공급되어 형 체결 피스톤(32)측을 향하여 추력이 발생되면, 형 체결 피스톤(32), 램(23), 및 가동반(21) 등이 형 개방 방향(도 1, 도 2, 도 7에 있어서 좌측)으로 이동되고, 제1 실린더실(38) 및 제2 실린더실(39)의 용적은 감소된다. 이 때 절환 밸브(62)가 절환되고, 파일럿 체크 밸브(61)가 폐쇄되어 있으며, 카트리지 밸브(56)는 개방되어 있으므로, 제1 실린더실(38)의 작동유의 대부분은 관로(57)를 통하여 급배실인 제4 실린더실(40)에 보내진다.(제1 실린더실(38)의 작동유는 적어도 제4 실린더실(40)에 보내진다.) 또 제1 실린더실(38)의 작동유의 일부와 조기 이송 실린더인 제2 실린더실(39)의 작동유는 4방향 절환 밸브(53)를 통하여 드레인으로 떨어뜨려진다. 강력 형 개방 공정시의 제3 실린더실(41)에 보내지는 작동유의 유압은 일례로서 7MPa로 설정된다.

그리고 제3 실린더실(41)의 작동유에 의한 추력이 제2 피스톤(34)에 가해지고 램(23)이 후퇴 방향을 향하여 이동되면, 고정 금형(15)으로부터 가동 금형(20)이 이동 개시되어, 성형품을 일방의 금형의 캐비티로부터 이형시킨다. 또한 이형의 초반에는 비교적 큰 힘이 필요하게 되므로, 제3 실린더실(41)의 수압 면적은 지나치게 작아도 좋지 않다. 그러나 강력 형 개방 공정 및 다음의 형 체결 실린더 형 개방 공정동안, 이동 형 체결반(18)을 비교적 고속으로 이동시키는 것도 필요하므로, 제3 실린더실(41)의 수압 면적을 제1 실린더실(38)과 비교하여 그다지 크게 하지 않고(10~50%), 제3 실린더실(41)로 보내는 작동유가 적어도 되도록 하는 것이 바람직하다. 강력 형 개방 공정에 의해 가동반(21)이 소정 위치까지 후퇴되면 다음에 형 체결 실린더 형 개방 공정으로 이행한다.

도 7에 도시한 바와 같이, 형 체결 실린더 형 개방 공정에서는 형 개폐 기구의 서보 모터(26)를 후퇴 방향으로 약간 이동시켜 하프 너트(29)의 톱니의 측면과, 타이바(25)의 걸음부(25a)의 홈의 측면의 접촉을 해제한다. 그리고 서보 모터(26)를 로크한 상태에서 하프 너트 작동 기구(31)가 작동되고, 하프 너트(29)의 작동이 해제된다. 그리고 또한 제3 실린더실(41)에 작동유를 계속 공급하고, 도 3에 도시한 바와 같이, 제3 실린더실(41)의 작동유의 유압에 의한 추력에 의해 가동반(21)은 계속 후퇴되고, 형 체결 피스톤(32)이 후퇴 한계까지 이동되어 형 체결 실린더(22)내에서 가압되어 고정되도록 한다. 강력 형 개방 공정과 형 체결 실린더 형 개방 공정에서는 유압 회로(51)의 밸브의 포지션(작동유의 흐름 방향)은 동일하지만, 도시하지 않는 압력 제어 밸브에 의해 설정압이 일례로서 2MPa 저하되어 5MPa가 되어, 보다 고속으로 램(23) 및 가동반(21)이 후퇴 이동되도록 되어 있다.

다음에 고속 형 개방 공정으로 이행한다. 고속 형 개방 공정에서는 형 체결 실린더(22)는 도 3의 상태로 유지되고, 형 개폐 기구인 서보 모터(26)를 작동시켜, 이동 형 체결반(18)과 가동반(21)을 형 개방 완료 위치까지 이동시킨다. 그리고 형 개방 완료 위치에 있어서 성형품을 취출하고, 다시 고속 형 폐쇄 공정으로 이행하여 고속 형 폐쇄를 행한다. 고속 형 개방 공정시의 제3 실린더실(41)에 보내지는 작동유의 유압은 계속 5MPa로 설정된다.

다음에 도 9에 도시한 다른 실시형태의 형 체결 장치(71)의 형 체결 실린더(72)에 대해 설명한다. 도 9의 다른 실시형태의 형 체결 실린더(72)는 선행 기술인 특허문헌 3 내지 특허문헌 5에 나타나 있는 바와 같은 고정 금형(73)이 부착되는 고정반(74)과 가동 금형이 부착되는 가동반의 2장의 반으로 이루어지는 형 체결 장치(71)의 반 내에 설치된다. 형 체결 실린더(72)는 상기한 실시형태와 마찬가지로, 형 체결 피스톤(75)을 경계로 하여 일측(고정 금형측)에 대직경의 형 체결 실린더실(76)(제1 실린더실)과, 소직경의 타이바의 위치 조정에 사용하는 조기 이송 실린더실(77)(제2 실린더실)이 설치되어 있다. 그리고 조기 이송 실린더실(77)의 중심측은 타이바(78)로 되어 있다. 또 형 체결 피스톤(75)을 경계로 하여 타측(사출 장치측)에는 큰 직경의 급배 실린더실(79)(제4 실린더실)과, 소직경의 형 개방실(80)(제3 실린더실)이 형성되어 있다. 그리고 소직경의 형 개방실(80)을 형성하는 로드(81)의 단부는 반으로부터 타측으로 돌출되어 있고, 위치 센서(82)가 부착되어 있다. 다른 실시형태의 형 체결 장치(71)의 유압 회로 및 성형 사이클에 있어서의 형 체결 실린더(72)의 작동은 상기한 실시형태와 대략 동일하므로 설명을 생략한다. 또 다른 실시형태에 있어서 형 체결 실린더(72)가 설치되는 반은 가동반이어도 된다. 또 다른 실시형태로서 도시는 생략하지만, 특허문헌 1에 나타나 있는 바와 같이 수압반에 형 체결 실린더가 부착되고 가동반에 메커니컬 램이 고정된 형 체결 장치에도 본 발명의 형 체결 실린더를 부착하는 것이 가능하다.

또한 상기한 실시형태의 형 체결 실린더(22)의 작동 방법에서는, 고정 금형(15)과 가동 금형(20)이 접촉하기 직전에 형 개폐 기구의 서보 모터(26)를 정지시키고, 형 체결 실린더(22)의 조기 이송 실린더실인 제2 실린더실(39)에 작동유를 공급하여, 고정 금형(15)과 가동 금형(20)을 접촉시키는 예에 대해서 기재했다. 그러나 형 개폐 기구에 의해 금형 접촉 위치나 사출 압축 성형에 있어서의 압축 개시 위치까지 가동반 및 가동 금형을 전진시킨 후, 하프 너트를 걸고, 하프 너트와 타이바 등의 걸음부의 간극분을 없애는 만큼만 제2 실린더실에 작동유를 공급하여 형 체결 피스톤 등을 이동시키도록 해도 된다.

본 발명의 형 체결 장치는 사출성형기 외에 다이캐스트 성형기, 및 프레스 장치 등, 고정 금형(가압판을 포함함)과 가동 금형(가압판을 포함함)을 형 폐쇄한 후, 형 체결(증압)하는 모든 장치에 사용할 수 있다. 또 사출성형기에 사용하는 경우, 사출 압축 성형, 사출 프레스 성형, 발포 성형 등을 행하는 것이어도 되고, 성형 재료도 한정되지 않는다. 또 고정 금형과 가동 금형 사이에 다른 중간 가동 금형이 배열 설치되는 것이나, 1 이상의 고정 금형(로터리 테이블상을 회전하는 것을 포함함)과 1 이상의 가동 금형(로터리 테이블상을 회전하는 것을 포함함)을 사용한 것이어도 된다. 또 형 체결 장치는 종형의 것이어도 된다.

11…사출성형기
12…형 체결 장치
15…고정 금형
18…이동 형 체결반
20…가동 금형
21…가동반
22…형 체결 실린더
23…램
25…타이바
25a…걸음부
29…하프 너트
32…형 체결 피스톤
38…제1 실린더실
39…제2 실린더실
40…제4 실린더실
41…제3 실린더실
54, 57, 58, 60…관로

Claims (5)

1. 형 개폐 기구에 의해 고정 금형에 대해서 가동 금형을 접근 또는 접촉시켜, 하프 너트와 걸음부를 건 후에, 형 체결 실린더에 의해 형 체결을 행하는 형 체결 장치에 있어서,
   상기 형 체결 실린더의 형 체결 피스톤을 경계로 하여, 형 체결 피스톤의 일측에는 형 체결용의 제1 실린더실과, 상기 제1 실린더실 보다 수압 면적이 작고 작동유가 공급되면 형 체결 피스톤측을 향하여 추력을 발생시키는 제2 실린더실이 설치되고, 상기 제2 실린더실이 상기 제1 실린더실로 작동유를 공급하지 않는 상태에도 상기 제2 실린더실로는 작동유가 공급되도록 설치되고,
   상기 형 체결 피스톤의 타측에는 상기 제1 실린더실 보다 수압 면적이 작고 작동유가 공급되면 형 체결 피스톤측을 향하여 추력을 발생시키는 제3 실린더실이 구비된 것을 특징으로 하는 형 체결 장치.
2. 형 개폐 기구에 의해 고정 금형에 대해서 가동 금형을 접근 또는 접촉시켜, 하프 너트와 걸음부를 건 후에, 형 체결 실린더에 의해 형 체결을 행하는 형 체결 장치에 있어서,
   상기 형 체결 실린더의 형 체결 피스톤의 일측에는 형 체결용의 제1 실린더실과, 상기 제1 실린더실보다 수압 면적이 작은 제2 실린더실이 설치되고, 상기 제2 실린더실이 상기 제1 실린더실로 작동유를 공급하지 않는 상태에도 상기 제2 실린더실로는 작동유가 공급되도록 설치되고,
   상기 형 체결 피스톤의 타측에는 상기 제1 실린더실보다 수압 면적이 작은 제3 실린더실과, 상기 제1 실린더실에 관로 및 밸브를 통하여 접속되는 제4 실린더실이 설치된 것을 특징으로 하는 형 체결 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 형 체결 실린더는 형 체결 장치 반(盤)의 내부에 배열 설치되고, 어느 한 쪽으로부터 제2 실린더실, 제1 실린더실, 제4 실린더실, 및 제3 실린더실의 순서로 동축상에 배치되어 있으며, 제4 실린더실의 수압 면적은 제1 실린더실의 수압 면적보다 작고, 또한 제3 실린더실의 수압 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 형 체결 장치.
4. 형 개폐 기구에 의해 고정 금형에 대해서 가동 금형을 접근 또는 접촉시켜, 하프 너트와 걸음부를 건 후에, 형 체결 실린더에 의해 형 체결을 행하는 형 체결 장치의 작동 방법에 있어서,
   상기 형 체결 실린더의 형 체결 피스톤을 경계로 하여, 형 체결 피스톤의 일측에는 형 체결용의 제1 실린더실과, 상기 제1 실린더실 보다 수압 면적이 작고 가동유가 공급되면 형 체결 피스톤 측을 향하여 추력을 발생시키는 제2 실린더실이 설치되고,
   상기 형 체결 피스톤의 타측에는 상기 제1 실린더실 보다 수압 면적이 작고 작동유가 공급되면 형 체결 피스톤측을 향하여 추력을 발생시키는 제3 실린더실이 구비되고,
   상기 제1 실린더실로 작동유를 공급하지 않는 상태에서 제2 실린더실로는 작동유가 공급되어 추력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 형 체결 장치의 작동 방법.
5. 형 개폐 기구에 의해 고정 금형에 대해서 가동 금형을 접근 또는 접촉시켜, 하프 너트와 걸음부를 건 후에, 형 체결 실린더에 의해 형 체결을 행하는 형 체결 장치의 작동 방법에 있어서,
   상기 형 체결 실린더의 형 체결 피스톤의 일측에는 형 체결용의 제1 실린더실과, 상기 제1 실린더실보다 수압 면적이 작은 제2 실린더실이 설치되고, 상기 제2 실린더실이 상기 제1 실린더실로 작동유를 공급하지 않는 상태에도 제2 실린더실로는 작동유가 공급되도록 설치되고,
   상기 형 체결 피스톤의 타측에는 상기 제1 실린더실보다 수압 면적이 작은 제3 실린더실과, 상기 제1 실린더실에 관로 및 밸브를 통하여 접속되는 제4 실린더실이 설치되며,
   램을 형 폐쇄 방향으로 이동시킬 때는 제2 실린더실에 작동유를 공급함과 아울러, 적어도 제4 실린더실의 작동유를 제1 실린더실에 보내어 형 체결 피스톤을 형 폐쇄 방향으로 이동시키고,
   형 개방할 때는 제3 실린더실에 작동유를 공급함과 아울러, 제1 실린더실의 작동유를 적어도 제4 실린더실에 보내어 형 체결 피스톤을 형 개방 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 체결 장치의 작동 방법.

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