KR101237916B1 - 로타리 타입의 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 금형을 컨베이어에 탑재하여 이송시키면서 금형의 이형과 합형, 온도보상 그리고 성형 작업이 완료될 수 있도록 구성함으로써, 구조가 간단하면서도 전체 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 생산성을 향상시킬 수 있는 로타리 타입의 성형장치를 제공하는데 그 목적이 있다. 그리고, 본 발명은 가열수단으로서 저주파 유도가열장치를 채택함으로써, 금형의 온도보상시 단시간에 필요한 온도까지 올릴 수 있을 분만 아니라 온도보상 제어를 용이하게 할 수 있는 로타리 타입의 성형장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다. 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로타리 타입의 성형장치는, 등간격으로 설치된 금형지지대를 등속도로 정해진 시간단위로 이송과 정지를 반복하는 컨베이어; 금형의 이형 및 합형 그리고 금형의 온도를 보상시켜 주기 위한 성형세트; 및 컨베이어 및 성형세트 제어하기 위한 제어기;를 포함하고,
상기 성형세트는, 금형지지대 상에 장착되는 금형의 합형과 이형, 그리고 성형품을 취출하기 위한 성형장치; 및 성형에 필요한 온도까지 금형의 성형온도를 보상해 주기 위한 온도보상수단;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

로타리 타입의 성형장치{Rotary-typed Forming Apparatus}

본 발명은 로타리 타입의 성형장치에 관한 것으로, 특히 금형으로부터 원재의 용융온도를 보상해 주기 위한 가열수단을 분리하여 회전식으로 구성함으로써, 금형의 전체 부피를 줄이면서도 저주파 유도가열 방식의 가열수단을 구비하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 로타리 타입의 성형장치에 관한 것이다.

일반적으로 금형을 이용한 성형장치는 성형품의 품질향상을 위하여 용융된 원재의 용융온도를 유지할 수 있도록 금형에 가열수단이 구비된다. 이러한 성형장치는 통상적으로 독립된 하나의 기계장치로서 제작되어 각 성형장치에서 각각 성형품을 성형하도록 구성되어 있다.

하지만, 종래의 성형장치는 다음과 같은 문제가 발생한다.

첫째, 금형의 표면이나 내부에 가열수단을 구비해야 하기 때문에 금형의 크기, 즉 성형장치의 전체 크기가 커지게 된다. 이는 성형장치를 설치해야 하는 작업공간이 넓어야 하기 때문에 좁은 공간에는 성형장치를 설치하는데 어려움이 있었다.

둘째, 금형과 함께 일체로 설치되는 가열수단의 경우, 금형을 폐기해야 할 경우, 금형과 함께 더 사용할 수 있는 가열수단도 함께 폐기해야 하기 때문에 자원이 낭비되는 문제가 발생하였다.

셋째, 가열수단이 히터방식인 것을 주로 이용하기 때문에 용융온도의 제어 및 가열수단의 제어에 많은 어려움이 있었다.

넷째, 금형 내에서 성형품이 완전히 굳을 때까지 소정의 시간이 필요하기 때문에 그 성형시간 동안에는 다른 작업을 할 수 없어서 생산성을 떨어뜨리는 요인으로 작용하였다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 금형을 컨베이어에 탑재하여 이송시키면서 금형의 이형과 합형, 온도보상 그리고 성형 작업이 완료될 수 있도록 구성함으로써, 구조가 간단하면서도 전체 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 생산성을 향상시킬 수 있는 로타리 타입의 성형장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 가열수단으로서 저주파 유도가열장치를 채택함으로써, 금형의 온도보상시 단시간에 필요한 온도까지 올릴 수 있을 분만 아니라 온도보상 제어를 용이하게 할 수 있는 로타리 타입의 성형장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로타리 타입의 성형장치는,

등간격으로 설치된 금형지지대를 등속도로 정해진 시간단위로 이송과 정지를 반복하는 컨베이어; 금형의 이형 및 합형 그리고 금형의 온도를 보상시켜 주기 위한 성형세트; 및 컨베이어 및 성형세트 제어하기 위한 제어기;를 포함하고,

상기 성형세트는, 금형지지대 상에 장착되는 금형의 합형과 이형, 그리고 성형품을 취출하기 위한 성형장치; 및 성형에 필요한 온도까지 금형의 성형온도를 보상해 주기 위한 온도보상수단;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

특히, 성형세트는 컨베이어에 연이어서 2~8개조가 등간격으로 구비된 것을 특징으로 한다. 그리고, 성형세트는 보조인젝터를 더 포함할 수 있다.

또한, 온도보상수단은 저주파 유도가열장치인 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 제어기는 금형의 온도보상 시간 및 성형시간에 비례하여 컨베이어의 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 금형과 가열수단이 분리되어 있으며, 금형이 이송되는 동안 성형이 완료되기 때문에 이송되는 동안에도 다시 성형작업을 할 수 있게 되어 생산성을 높일 수 있다.

둘째, 가열수단으로서 저주파 유도가열장치를 적용함으로써, 급격하게 변하는 용융온도의 보상에도 유리할 뿐만 아니라 단시간에 적절한 성형온도까지 온도를 보상할 수 있게 된다.

셋째, 복수의 성형세트를 하나의 컨베이어에 설치할 수 있기 때문에 좁은 설치 공간에도 복수의 성형장치를 설치할 수 있게 되어 공간활용도를 높일 수 있게 된다.

넷째, 금형과 가열수단이 분리되어 있기 때문에 성형장치의 전체 크기를 줄일 수 있다.

다섯째, 복수의 성형세트를 하나의 컨베이어에 구성함으로써 성형품의 대량생산이 가능하다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 로타리 타입의 성형장치의 전체 구성을 보여주기 위해 개략적으로 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 성형기의 일예를 보여주는 개략도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 온도보상수단의 일예를 보여주는 개략도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 성형장치의 구성을 설명하기 위한 개략도.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 성형장치의 구성을 설명하기 위한 개략도.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

( 제1실시예 )

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 로타리 타입의 성형장치의 전체 구성을 보여주기 위해 개략적으로 도시한 개략도이다. 여기서, 도면부호 "M"은 성형제품에 따라 교체가능한 상부 및 하부금형으로 이루어진 금형을 나타낸다. 여기서, 미도시된 도면부호 "M"은 금형지지대(110)에 탑재되는 금형을 나타낸다.

본 발명에 따른 성형장치(1000)는, 각각 금형(M)을 탑재할 수 있도록 복수의 금형지지대(110)가 등간격으로 구비되어 무한 회전되는 컨베이어(100)와, 이 금형지지대(110)가 정지된 위치에서 성형작업 및 금형(M)의 온도를 보상해 주기 위한 성형세트(S)와, 이들 컨베이어(100)와 성형세트(S)를 제어하는 제어기(400)를 포함한다.

이하, 이들 구성요소들에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

컨베이어(100)는 무한회전형으로서, 상부에는 금형(M)를 올려놓고 고정시킬 수 있도록 복수의 금형지지대(110)가 등간격으로 설치된다. 특히, 컨베이어(100)는 제어기(400)의 제어를 통해 구동수단(미도시됨)에 의해 제어되는데, 구동수단은 정해진 시간단위만큼 컨베이어(100)를 이송과 정지를 반복하도록 제어된다. 즉, 컨베이어(100)는 후술하게 될 성형세트(S)의 구성요소들이 위치한 곳까지 금형지지대(110)를 이송시킨 다음, 성형세트(S)에서 작업이 이루어지는 동안 정지된 상태를 반복하게 되는 것이다.

또한, 금형지지대(110)는 각각 후술하게 될 성형세트(S)의 성형기(200)와 온도보상수단(300) 사이의 거리만큼 떨어지도록 등간격으로 설치한다. 이는 각 금형지지대(110)에 장착된 각각의 금형(M)에 대하여 성형 작업과 온도보상 작업이 동시에 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.

한편, 컨베이어(100)의 이송속도 및 정지시간은 미리 제어기(400)에 입력시켜 놓게 되는데, 이송속도 및 정지시간은 성형물의 성형시간 및 성형세트(S)의 구성요소들간의 거리 그리고 이들 구성요소들의 작업시간을 고려하여 결정한다.

성형세트(S)는 실질적으로 금형(M)을 통해 성형품을 제작하기 위한 성형기(200)와, 금형(M)이 적당한 성형온도를 갖도록 온도를 보상시켜 주기 위한 온도보상수단(300)을 포함한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 성형기의 일예를 보여주는 개략도이다. 성형기(200)는, 예시적으로, 금형(M)의 합형과 이형 그리고 성형품을 취출하기 위한 구성요소이다. 이러한 성형기(200)는 컨베이어(100)의 저부를 지지하기 위한 본체(210)와, 금형(M)의 상부에 위치하여 상하로 움직일 수 있도록 본체(210)에 설치되는 액츄에이터(220)와, 금형(M) 내부로 용융된 원재를 주입하기 위한 인젝터(230)를 포함한다.

특히, 액츄에이터(220)는 금형(M)의 상부금형을 가압하여 인젝터(230)로부터 성형이 이루어지는 동안 금형(M)을 고정시켜 주고, 이 금형(M)이 컨베이어(100)를 돌아 다시 원래 위치로 왔을 때에 금형(M)을 분리하여 성형물을 취출할 수 있도록 금형(M)을 분리시켜 주는 역할을 한다. 이와 같은 액츄에이터(220)로는, 예시적으로, 공압 또는 유압 실린더를 이용할 수 있다.

인젝터(230)는 성형물을 제조하기 위하여 용융된 원재를 주입하기 위한 것으로 통상적으로 사출이나 압출 등에서 이용되는 통상의 기술을 이용한다.

도 2에서, 화살표는 금형(M)의 이형과 합형시의 액츄에이터(220)의 작동방향을 나타낸다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 온도보상수단의 일예를 보여주는 개략도이다. 온도보상수단(300)은 금형(M) 전체를 가열하여 인젝터(230)로부터 주입된 원재가 전체적으로 적절한 용융온도에서 응고될 수 있도록 하기 위한 것으로, 본 발명에서는 저주파 유도가열장치를 이용한다.

이러한 온도보상수단(300)은, 예시적으로, 금형지지대(110)를 안착할 수 있는 본체(310)와, 컨베이어(100)로부터 금형지지대(110)를 본체(310)쪽으로 끌어당겨 주기 위한 집게수단(321) 및 제1액츄에이터(320)와, 금형(M) 전체를 감싸 온도를 보상해 주기 위한 가열수단(331)과, 가열수단(331)을 상하로 슬라이딩시켜 주기 위한 제2액츄에이터(330)로 구성된다.

여기서, 제1액츄에이터(320) 및 제2액츄에이터(330)는 유압 또는 공압을 이용한 실린더를 이용할 수 있으며, 집게수단(321)은 이 분야에서 통상적인 기술을 그대로 이용한다. 그리고, 가열수단(331)으로는 상술한 바와 같이 저주파 유도가열장치를 이용한다.

도 3에서, 수직으로 도시된 화살표는 가열수단(331)의 상하 움직임을, 그리고 수평으로 도시된 화살표는 집게수단(321)의 좌우 움직임을 각각 나타낸다.

제어기(400)는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 컨베이어(100)와 성형기(200) 그리고 온도보상수단(300)을 제어한다. 이때, 제어기(400)는 컨베이어(100)를 일정 속도로 회전과 정지를 반복하도록 제어한다. 이때, 컨베이어(100)의 정지시간은 성형기(200)와 온도보상수단(300)의 작업시간중 긴 쪽에 시간으로 설정한다. 즉, 본 발명의 성형장치(1000)는 금형(M)을 통한 성형작업과 금형(M)의 온도보상 작업을 분리하여 진행하게 되는데, 이들 작업이 완료될 때까지 컨베이어(100)의 작동을 멈추게 하고, 작동이 완료되면 다시 컨베이어(100)가 구동되도록 제어기(400)에서 제어하게 되는 것이다.

물론, 이러한 정지시간은 성형기(200)와 온도보상수단(300)의 작업시간이 동일하게 이루어지도록 시간설정을 하는 것이 더욱 바람직하다. 즉, 온도보상수단(300)인 저주파 유도가열장치는 전압 및 전류의 세기를 통하여 온도를 조절할 수 있게 되는데, 이러한 제어변수를 통해 온도보상수단(300)의 온도보상시간을 조절할 수 있다. 따라서, 성형기(100)의 작업 시간 내에 금형(M)의 온도를 보상할 수 있도록 이들 변수를 제어하는 것이 바람직하다.

그리고, 제어기(400)는 성형기(200)와 온도보상수단(300)의 동작을 제어한다. 이들의 제어에 대해서는 후술하게 될 성형장치의 작동부분에서 구체적으로 설명한다.

이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 성형장치(1000)의 작동에 대해서 설명하면 다음과 같다. 여기서는 설명의 편의상 하나의 금형(M)을 이용하는 것을 예로 들어 설명한다.

먼저, 금형(M)을 금형지지대(110)에 설치한 다음 제어기(400)의 제어로 액츄에이터(220)를 이용하여 금형(M)을 합형시킨다. 이어 제어기(400)는 인젝터(230)를 통해 용융된 원재를 금형(M) 내에 공급한다.

이처럼 원재가 공급되면, 제어기(400)는 컨베이어(100)를 제어하여 금형(M)이 온도보상수단(300)의 앞까지 가도록 제어한다. 그리고 나서, 제어기(400)는 제1액츄에이터(320)를 제어하여 집게수단(321)이 금형지지대(110)를 잡아 가열수단(331)의 바로 아래에 오도록 이송시킨다. 그 다음, 제어기(400)는 제2액츄에이터(330)를 제어하여 가열수단(331)이 금형(M)을 감싸도록 한 다음 가열수단(331)을 가동시켜 온도를 보상하게 된다. 이때의 온도보상은 원재의 용융온도가 성형에 필요로 하는 적정온도에 도달할 때까지 이루어진다. 마지막으로, 제어기(400)는 제2액츄에이터(330)를 제어하여 금형(M)으로부터 가열수단(331)을 분리시킨 다음, 제1액츄에이터(320)를 제어하여 금형(M)을 다시 금형지지대(110)의 위까지 이송시킨다.

금형(M)의 이송이 끝나면, 제어기(400)는 컨베이어(100)를 작동시켜 금형(M)이 다시 성형기(200)가 위치한 곳까지 이송시킨다. 이때의 이송시간은 금형(M) 내에서 원재가 굳어 완제품이 될 때까지의 시간으로 설정한다.

마지막으로, 제어기(400)는 액츄에이터(220)를 작동시켜 금형(M)을 이형시켜 성형품을 취출한 다음, 다시 금형 작업준비로 들어가게 되는 것이다.

( 제2실시예 )

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 성형장치의 구성을 설명하기 위한 개략도이다. 여기서, 설명의 편의상 제1실시예와 동일한 구성에 대해서는 그 상세한 설명을 생략한다.

제2실시예에 따른 성형장치(1000')는 제1실시예의 성형세트(S)에 보조인젝터(500)를 더 포함하여 구성된다. 여기서, 보조인젝터(500)는 성형품에 따라 다른 색상의 원재라든가, 신발의 밑창이나 중창과 같이 금형(M) 내에서 서로 분리되게 성형된 2개의 파트를 하나로 이어주기 위하여 접착제 등을 압출하기 위한 것이다. 이러한 보조인젝터(500)는 성형품의 구조에 따라 1개 이상 설치할 수도 있다.

( 제3실시예 )

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 성형장치의 구성을 설명하기 위한 개략도이다. 여기서, 설명의 편의상 제2실시예와 동일한 구성에 대해서는 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명에 따른 성형장치(1000")는 상술한 제1실시예 또는 제2실시예의 성형세트를 컨베이어(100) 상에 2~8개조 또는 그 이상을 하나의 성형장치로서 구성한다. 도 5에서는 제2실시예와 동일한 구조로서 3개조의 성형세트(S,S'S")가 컨베이어(100)에 설치된 예를 보여주고 있다.

이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 성형장치(1000,1000',1000")는 금형(M)에 대한 금형작업과 온도보상작업을 분리하여 수행하기 때문에, 작업효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 좁은 공간에서도 다양한 형태로 성형장치를 구성하는 것이 가능하게 되는 것이다.

100 : 컨베이어 110 : 금형지지대
200 : 성형기 210 : 본체
220 : 액츄에이터 230 : 인젝터
300 : 온도보상수단 310 : 본체
320 : 제1액츄에이터 321 : 집게수단
330 : 제2액츄에이터 331 : 가열수단
400 : 제어기 500 : 보조인젝터
M : 금형 S : 성형세트

Claims (5)

1. 등간격으로 설치된 금형지지대(110)를 등속도로 정해진 시간단위로 이송과 정지를 반복하는 컨베이어(100); 금형의 이형 및 합형 그리고 금형(M)의 온도를 보상시켜 주기 위하여 2~8개가 등간격으로 배치된 성형세트(S); 및 상기 컨베이어(100) 및 성형세트(S) 제어하기 위한 제어기(400);를 포함하고,
   상기 성형세트(S)는, 상기 금형지지대(110) 상에 장착되는 금형(M)의 합형과 이형, 그리고 성형품을 취출하기 위한 성형기(200); 저주파 유도가열장치로서, 성형에 필요한 온도까지 상기 금형(M)의 성형온도를 보상해 주기 위한 온도보상수단(300); 및 보조인젝터(500)를 포함하며,
   상기 온도보상수단(300)은 금형지지대(110)를 안착할 수 있는 본체(310); 컨베이어(100)로부터 금형지지대(110)를 본체(310)쪽으로 끌어당겨 주기 위한 집게수단(321) 및 제1액츄에이터(320); 금형(M) 전체를 감싸 온도를 보상해 주기 위한 가열수단(331); 및 가열수단(331)을 상하로 슬라이딩시켜 주기 위한 제2액츄에이터(330)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로타리 타입의 성형장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어기(400)는 상기 금형(M)의 온도보상 시간 및 성형시간에 비례하여 상기 컨베이어(100)의 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 로타리 타입의 성형장치.

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