KR101154073B1

KR101154073B1 - 저관성 전동식 사출장치

Info

Publication number: KR101154073B1
Application number: KR1020100017226A
Authority: KR
Inventors: 박경호; 장병근
Original assignee: 엘에스엠트론 주식회사
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2012-06-12
Also published as: KR20110097401A

Abstract

본 발명은 저관성 전동식 사출장치에 관한 것으로서, 사출하고자 하는 원료의 계량동작을 위한 전동모터를 이동시키지 않고 고정된 상태로 유지하여 사출장치의 관성을 대폭 감소시켜서 전동모터의 과부하를 방지하면서 사출장치의 제어를 정밀하게 수행할 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 배럴의 내부에 구비되는 스크류와, 이 스크류와 연결된 스크류 연결축이 관통결합되는 스러스트 박스와, 이 스러스트 박스의 일측에 구비되어 스크류를 회전시키는 전동모터와, 사출동작을 위해 스크류를 전진이동시키는 사출용 전동모터로 이루어진 전동식 사출장치에 있어서,
상기 스크류를 회전시키는 전동모터는, 사출동작을 위한 사출용 전동모터의 가동으로 스크류가 전진이동할때, 함께 이동되는 스러스트 박스와는 별개로 고정된 상태를 유지하도록 분리되어서 지지대에 설치된 구조를 가진다.
이러한 구조를 가지는 본 발명은 사출작업시 전동모터를 이동시키지 않고 고정된 상태를 유지할 수 있어 사출장치의 동작시, 사출장치의 관성을 대폭 감소시킬 수 있으며, 이러한 관성의 감소로 인해 사출하고자 하는 원료의 계량동작 및 사출동작시 사출장치의 제어를 종래의 사출장치에 비해 정밀하게 할 수 있는 효과가 있도록 한 것이다.

Description

저관성 전동식 사출장치{Low Inertia Electric Injection Unit}

본 발명은 저관성 전동식사출장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사출하고자 하는 원료의 계량동작을 위한 전동모터를 이동시키지 않고 고정된 상태로 유지하여, 사출장치의 관성을 대폭 감소시켜서 전동모터의 과부하를 방지하면서 사출장치의 제어를 정밀하게 수행할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 사출장치는 가소화작업과 사출작업을 하게 되는데, 가소화 작업은 호퍼를 통해 사출하고자 하는 원료(수지)가 배럴의 내부에 유입되어 배럴내에 구비된 스크류의 회전으로 마찰에너지 및 히터의 열을 이용하여 원료를 용융시키는 작업이고, 사출작업은 가소화 과정을 통해 용융된 원료를 배럴의 배출구를 통해 금형으로 배출시키는 작업이다.

최근에는 유압만을 이용하는 사출장치외에, 전동식 또는 유압과 전동식의 장점을 가지는 하이브리드 사출장치가 개발되었는데, 하이브리드 사출장치에서 가소화 과정은 전동식, 사출과정은 유압식으로 하며, 유압식에서의 유압모터를 전동식 모터와 감속장치로 대체하는 방식이 주로 이용되고 있다.

도 1a를 참조하여 종래의 전동식 사출장치(1)에 대하여 설명하면, 스크류(10)가 내장된 배럴(20)과, 이 배럴(20)의 일측면에 결합된 스크류 연결축이 관통,결합되어 이동가능하도록 구비된 스러스트 박스(thrust box)(30)와, 이 스러스트 박스(30)의 일측에 갖추어지면서 동력을 전달하는 전동모터(40)로 이루어지고, 배럴(10)의 일측에는 사출동작을 위해 스크류를 이동시키도록 하는 사출용 전동모터(50) 및 동력전달용 벨트(51)가 갖추어져 있다.

상기 사출용 전동모터(50)는 동력전달용 벨트(51)를 통해 동력전달을 하는데, 이 동력전달용 벨트(51)는 풀리를 통해 볼스크류(52)와 결합되어 있다.

이 볼스크류(52)는 도 2a에 도시된 바와 같이, 스러스트 박스(30)의 양측에서 2개가 결합되어 사출용 전동모터(50)로부터 동력을 전달받아 회전하고, 볼스크류(52)의 회전에 따라 스러스트 박스(30)(도시되지 않았지만, 내부에 볼스크류(52)와 결합되는 볼너트가 구비됨)가 도 1b에 도시된 바와 같이, 직선 이동을 하는 것이다.

상기 2개의 볼스크류(52)의 사이에 스크류(10)와 연결되는 스크류 연결축이 스러스트박스(30)와 함께 이동가능하도록 결합되어 있다.

또한, 상기 스러스트 박스(30)와 전동모터(40)와 사출용 전동모터(50)는 베이스(60)상에 갖추어지고, 스러스트 박스(30)의 하부는 지지프레임(60)의 상면에 형성된 리니어가이드(61)상에서 이동가능하게 결합되어 있다.

이러한 구성을 가지는 종래의 전동식 사출장치(1)는 사출하고자 하는 원료, 예를 들어 수지를 배럴(20)의 내부에 투입한 다음, 전동모터(40)를 가동시켜서 스크류(10)와 연결된 스크류 연결축을 회전시키면, 배럴(20)의 내부에 구비된 스크류(10)가 회전되어 수지를 용융시키면서 압송하여 계량동작을 수행한다.

스크류(10)가 후진하면서 계량동작이 완료되고, 이어서 스크류(10)를 정지시킨 다음, 전동모터(50)를 가동시켜서 벨트(51)를 통해 동력을 전달하여 2개의 볼스크류(52)를 회전시키면, 도 1b 또는 도 2b에 도시된 바와 같이, 스러스트 박스(30)가 직선 이동하게 되면서 연결된 스크류(10)도 함께 전진,이동하여 사출동작이 이루어지도록 한다.

이러한 일련의 사출동작을 수행하는 과정에서, 스크류(10)를 회전시키기 위한 전동모터(40)는 스러스트 박스(30)의 측면에 결합되어 있다.

따라서, 사출동작을 위해 스크류(10)를 전진이동시, 도 1b 또는 도 2b에 도시된 바와 같이, 스러스트 박스(30)와 함께 전동모터(40)도 이동되는데, 이 전동모터(40)의 중량이 상당히 크기 때문에, 스크류(10)를 전진이동시키는 사출용 전동모터(50)에 상당한 부하가 걸리고, 이동에 따른 사출장치의 관성이 커져서 그 만큼 수지의 계량동작 및 사출동작시 사출장치의 제어를 정밀하게 하기 어려운 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 사출용 전동모터에 의해 스크류 이동시, 저관성이 되어 사출동작시 정밀제어가 가능하도록 한 것이다.

본 발명의 과제 해결수단은, 배럴의 내부에 구비되는 스크류와, 이 스크류와 연결된 스크류 연결축이 관통결합되는 스러스트 박스와, 이 스러스트 박스의 일측에 구비되어 스크류를 회전시키는 전동모터와, 사출동작을 위해 스크류를 전진이동시키는 사출용 전동모터로 이루어진 전동식 사출장치에 있어서,

상기 스크류를 회전시키는 전동모터는, 사출동작을 위한 사출용 전동모터의 가동으로 스크류가 전진이동할때, 함께 이동되는 스러스트 박스와는 별개로 고정된 상태를 유지하도록 분리되어서 지지대에 설치되는 구조이다.

상기 스크류 연결축상에는 스플라인 돌기가 형성되고, 전동모터의 내부에 구비되는 커플링에 스플라인 홈이 형성되거나, 또는 그 반대로 스크류 연결축상에는 스플라인 홈이 형성되고, 전동모터의 내부에 구비되는 커플링에는 스플라인 돌기가 형성되어서 스크류 연결축과 커플링이 스플라인 결합되어 동력전달이 이루어지도록 된 구조이다.

또한, 상기 전동모터는 중공형모터이다.

이와 같이, 본 발명은 사출작업시 모터를 이동시키지 않고 고정된 상태를 유지할 수 있어 사출장치의 동작시, 사출장치의 관성을 대폭 감소시킬 수 있으며, 이러한 관성의 감소로 인해 사출하고자 하는 원료의 계량동작 및 사출동작시 사출장치의 제어를 종래의 사출장치에 비해 정밀하게 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 사출장치를 지지하는 지지프레임의 강성을 완화시킬 수 있어 제작비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1a는 종래의 전동식 사출장치를 나타낸 개략도이다.
도 1b는 도 1a의 상태에서 사출용 전동모터의 가동으로 스크류 및 스러스트 박스와 전동모터가 이동된 모습을 도시한 도면이다.
도 2a는 종래의 전동식 사출장치의 평면도이다.
도 2b는 도 2a의 상태에서 사출용 전동모터의 가동으로 스크류 및 스러스트 박스와 전동모터가 이동된 모습을 도시한 평면도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 저관성 전동식 사출장치를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 3b는 도 3a의 상태에서 사출용 전동모터의 가동으로 스크류 및 스러스트 박스가 이동되고, 전동모터는 고정된 상태를 유지하는 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 다른 전동모터의 설치구조를 확대도시한 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명한다.

상기 종래기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명하고, 상세한 설명은 생략하며, 새로운 구성요소에 대해서는 새로운 부호를 부여하여 상세하게 설명한다.

도 3a는 본 발명에 따른 저관성 전동식 사출장치를 나타낸 개략적인 단면도로서, 도면에 도시된 바와 같이, 종래와 마찬가지로, 스크류(10), 배럴(20), 스러스트 박스(30)는 전동모터(40)가 갖추어지고, 사출용 전동모터(50)와 벨트(51) 및 스러스트 박스(30)와 결합되는 볼스크류(52)도 갖추어져 있다.

여기서, 본 발명은 사출동작을 위해 이동하는 스러스트 박스(30)와 독립적으로 상기 전동모터(40)가 구비되는데, 상기 전동모터(40)는 지지 프레임(61)상에 결합되어 있는 지지대(70)상에 설치되어 스러스트 박스(30)가 이동할때, 고정된 상태를 유지한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 전동모터(40)는 중공형 모터이다.

전동모터(40)에 의한 동력전달구조는 도 4에 잘 나타나 있는데, 전동모터(40)는 중공형 모터로서, 그 내부에 커플링(41)이 구비되고, 이 커플링(41)의 스플라인 홈(41a)과 스크류 연결축(11)상에 형성된 스플라인 돌기(11a)가 스플라인 결합되어 동력전달이 이루어지도록 되어 있다.

그러나, 이에 한정되지 않고, 상기 커플링(41)의 내부에 스플라인 돌기를 형성하고, 스크류 연결축(11)상에 스플라인 홈을 형성하여도 무방하다.

도 4에서는 스크류 연결축(11)상의 스플라인 돌기(11a)에 스플라인 결합되는 커플링(41)의 스플라인 홈(41a)이 도면상 약간 여유공간을 두는 것으로 도시되어 있지만, 이것은 커플링(41)의 스플라인 홈(41a)을 명확하게 드러내기 위해 도시한 것이며, 커플링(41)과 스큐류 연결축(11)이 헐겁게 끼워져 있음을 나타내는 것은 아니다.

물론, 커플링(41)의 외주면에는 전동모터(40)의 회전자(40a)가 구비되어 동력전달이 커플링(41)에 전달되도록 결합되어 있다.

이러한 구성을 가지는 본 발명은 사출장치의 작동시, 전동모터(40)의 가동으로 회전자(40a)가 회전하면서 커플링(41)이 동시에 회전하고, 그에따라 커플링(41)의 스플라인 홈(41a)과 스크류 연결축(11)의 스플라인 돌기(41a)간의 스플라인 결합에 의해 스크류 연결축(11)에 회전력이 전달되어서 결국 스크류(10)가 회전하게 되며, 배럴(20)안에 투입된 수지가 용융되면서 압송되어 계량동작이 이루어진다.

계속해서 계량동작이 완료되면, 스크류(10)는 후진한 상태에서 정지하고, 이 상태에서 전진이동하게 되는데, 사출용 전동모터(50)의 가동으로 볼스크류(52)의 회전하여 스러스트 박스(30)가 전진이동하게 되고, 이때 스러스트 박스(30)는 스크류 연결축(11)을 통해 스크류(10)와 연결되어 있으므로, 스러스트 박스(30)의 전진이동에 따라 스크류(10)도 전진이동하게 된다(도면상 좌측방향으로).

그러면, 도 3b에 도시된 바와 같이, 스러스트 박스(30)의 이동시, 리니어가이드(61)의 안내를 받으면서 이동되는데, 이때 전동모터(40)는 별도의 지지대(70)상에서 움직이지 않고 고정된 상태를 유지한다.

다시 말해서, 도 4에 도시된 바와 같이, 스크류 연결축(11)이 이동할때, 스크류 연결축(11)과 스플라인(42)을 통해 결합된 커플링(41)은 그대로 있게되고, 스크류 연결축(11)만 축방향으로 이동하게 되어 결국 전동모터(40)는 이동하지 않고 그대로 있게 되는 것이다.

따라서, 사출동작을 위해 사출용 전동모터(50)의 가동시, 중량이 많이 나가는 전동모터(40)는 함께 이동되지 않으므로, 그 만큼 종래에 비해 대폭 경량화된 상태로 스크류(10)가 이동하며, 이러한 경량화에 의한 움직임은 저관성으로 되어 수지의 계량동작 및 사출동작시 사출장치의 제어를 정밀하게 할 수 있는 것이다.

본 발명은 편의상 첨부된 예시도면에 의거 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 이에 국한되지 않고 본 발명의 기술적 사상의 범주내에서 여러가지 변형 및 수정이 가능함은 자명한 사실이다.

1 : 사출장치
10 : 스크류
11 : 스크류 연결축
11a : 스플라인 돌기
20 : 배럴
30 : 스러스트 박스
40 : 전동모터
41 : 커플링
41a : 스플라인 홈
50 : 사출용 전동모터
51 : 벨트
52 : 볼스크류
60 : 지지프레임
61 : 리니어가이드
70 : 지지대

Claims

배럴의 내부에 구비되는 스크류와, 이 스크류와 연결된 스크류 연결축이 관통결합되는 스러스트 박스와, 이 스러스트 박스의 일측에 구비되어 스크류를 회전시키는 전동모터와, 사출동작을 위해 스크류를 전진이동시키는 사출용 전동모터로 이루어진 전동식 사출장치에 있어서,
상기 스크류를 회전시키는 전동모터는, 사출동작을 위한 사출용 전동모터의 가동으로 스크류가 전진이동할때, 함께 이동되는 스러스트 박스와는 별개로 고정된 상태를 유지하도록 분리되어서 지지대에 설치되는 것을 특징으로 하는 저관성 전동식 사출장치.
청구항 1에 있어서,
상기 스크류 연결축상에는 스플라인 돌기가 형성되고, 전동모터의 내부에 구비되는 커플링에 스플라인 홈이 형성되거나, 또는 그 반대로 스크류 연결축상에는 스플라인 홈이 형성되고, 전동모터의 내부에 구비되는 커플링에는 스플라인 돌기가 형성되어서 스크류 연결축과 커플링이 스플라인 결합되어 동력전달이 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 저관성 전동식 사출장치.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 전동모터는 중공형모터인 것을 특징으로 하는 저관성 전동식 사출장치.