KR101378552B1

KR101378552B1 - 페트병성형기

Info

Publication number: KR101378552B1
Application number: KR1020120030756A
Authority: KR
Inventors: 김호선
Original assignee: (주)피스코
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2014-03-27
Anticipated expiration: 2032-03-26
Also published as: KR20130108914A

Abstract

본 발명은, 개별구동되는 방식을 통해 유지 및 보수가 상당히 편리하면서도 초기화 작업이 상당이 단순해지고 편리해지는 페트병성형기에 관한 것으로서, 메인구동모터(10)의 치(11)와 상호 치합되는 톱니(110)를 갖추고서, 메인구동모터(10)에 의해 일 방향으로 회전하는 베이스(100): 베이스(100)에 설치되어 로드(211)를 매개로 승강블록(220)을 승·하강시키는 실린더(210)와; 실린더(210)의 로드(211)에 설치되며 상부에 하부금형(M1)이 착탈가능하게 설치되는 승강블록(220)을 갖춘 하부금형장치(200): 제1축(S1)을 매개로 각각 회동하여 개폐되고 내측에 바디금형(M2)이 착탈가능하게 설치되며 프리폼(P)을 감싸 고정하는 제1·2바디부(311,312)로 구성된 금형거치유닛(310)과; 금형개폐용링크(330)를 매개로 제1·2바디부(311,312)를 축 회전시켜 개폐되도록 하는 바디개폐모터(320)와; 일단이 바디개폐모터(320)에 설치되고 타단이 제1·2바디부(311,312)에 각각 설치되는 금형개폐용링크(330)와; 금형거치유닛(310)에 설치되어 제1·2바디부(311,312)가 개방되는 않도록 고정하는 잠금유닛(340)을 갖춘 바디금형장치(300): 바디금형장치(300)의 상측에 승강가능하게 설치되고 내측으로 연신봉(B)이 삽입관통되어 승강가능하게 설치되며 외부로부터 고압을 공급받아 프리폼(P)의 내측으로 고압을 전달하는 고압노즐유닛(410)과; 고압노즐유닛(410)에 인접하게 바디금형장치(300)의 상측에 설치되고 고압노즐유닛(410)에 승강가능하게 설치된 연신봉(B)을 승·하강시키는 연신봉승강유닛(420)을 갖춘 브로잉장치(400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 새로운 금형으로 변경하더라도 종래와 같이 수많은 시행착오를 거치지 않고도 신속하게 설정할 수 있기 때문에 초기화 작업이 상당이 단순해지고 편리해지는 이점이 있어 작업 능률을 크게 향상시켜 줄 수 있다.

Description

페트병성형기{The plastic bottle forming machine}

본 발명은 페트병성형기에 관한 것이다.

일반적으로 페트병을 제조하는 방법은 폴리에스터(Polyester) 칩을 시험관 형태의 프리폼으로 사출성형한 후에 종방향과 횡방향으로 연신(2축연신)하여 페트병을 제조하는 것이며, 충진하는 내용물의 종류에 따라 상온충진용(생수병, 간장병 등)과 고온충진용(쥬스병, 녹차병 등)으로 나누어진다.

상기 페트병을 제조하는 장치로는 공개특허 제10-2010-0099862호(고온충진용 페트병 제조장치)가 알려져 있다.

상기 공개특허 제10-2010-0099862호(고온충진용 페트병 제조장치)에는 프리폼 이송회전판과 진입회전축, 거치유닛, 가열시스템, 삽입기구, 프리폼 이탈캠, 이송유닛 및 배출유닛이 개시되어 있다.

종래의 페트병 제조장치에 따르면, 페트병 제조라인에서 각각으로 분리된 프리폼 마개부 결정화 단계와 페트병 브로잉 단계를 한 공정으로 통합하여 초기 설비투자비를 대폭 낮추고, 다단계 제조방식으로 증가되는 제조비용 절감 및 물류이동 공정을 적게하여 완제품의 품질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

하지만, 종래의 페트병 제조장치의 경우 하나의 메인모터에 전용 캠과 벨트가 상호 연결되어 연동되기 때문에 연결부위에 이상이 생기게 되면, 그 원인을 찾기 위해 또는 그 원인을 알더라도 일단은 전체구동을 멈춘 상태에서 유지, 보수를 실시해야 하는 심각한 문제가 있었다.

또한, 종래의 페트병 제조장치의 브로잉장치(Blowing)에 경우 전체구동과 연계하여 연동되는 전용캠을 이용하는 것이 일반적인데, 기존에 사용하던 금형 대신 새로운 금형으로 교체해야 할 경우 이에 맞게 새로운 전용캠으로 교체하여 사용해야했기 때문에 대단히 불편할 뿐만 아니라, 특히 새로운 금형을 통해 페트병을 제조할 때에 프리폼이 페트병으로 완벽하게 성형될 때까지 캠을 작업자가 지속적으로 수정하고 보완하면서 하나하나 맞춰야 했기 때문에 시행착오가 많고, 기간이 상당히 오래 걸려 능률적이지 못한 근본적인 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 개별구동되는 방식을 통해 유지 및 보수가 상당히 편리하면서도 초기화 작업이 상당이 단순해지고 편리해지는 페트병성형기를 제공하려는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

메인구동모터의 치와 상호 치합되는 톱니를 갖추고서, 메인구동모터에 의해 일 방향으로 회전하는 베이스:

베이스에 설치되어 로드를 매개로 승강블록을 승·하강시키는 실린더와; 실린더의 로드에 설치되며 상부에 하부금형이 착탈가능하게 설치되는 승강블록을 갖춘 하부금형장치:

제1축을 매개로 각각 회동하여 개폐되고 내측에 바디금형이 착탈가능하게 설치되며 프리폼을 감싸 고정하는 제1·2바디부로 구성된 금형거치유닛과; 금형개폐용링크를 매개로 제1·2바디부를 축 회전시켜 개폐되도록 하는 바디개폐모터와; 일단이 바디개폐모터에 설치되고 타단이 제1·2바디부에 각각 설치되는 금형개폐용링크와; 금형거치유닛에 설치되어 제1·2바디부가 개방되는 않도록 고정하는 잠금유닛을 갖춘 바디금형장치:

바디금형장치의 상측에 승강가능하게 설치되고 내측으로 연신봉이 삽입관통되어 승강가능하게 설치되며 외부로부터 고압을 공급받아 프리폼의 내측으로 고압을 전달하는 고압노즐유닛과;

고압노즐유닛에 인접하게 바디금형장치의 상측에 설치되고 고압노즐유닛에 승강가능하게 설치된 연신봉을 승·하강시키는 연신봉승강유닛을 갖춘 브로잉장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 하부금형장치에는,

실린더의 로드에 의해 승강 또는 하강하는 승강블록을 완충하는 쇼크업쇼버가 더 보강 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 금형개폐용링크는,

일단이 바디개폐모터에 고정되고 타단에는 연결부가 구비된 회동암과;

일단이 회동암의 연결부에 회동가능하게 설치되고 타단이 제1바디부에 회동가능하게 설치되는 제1링커부와;

일단이 회동암의 연결부에 회동가능하게 설치되고 타단이 제2바디부에 회동가능하게 설치되는 제2링커부로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 잠금유닛은,

제1바디부의 선단부에 승강가능하게 설치되며 잠금쇠작동실린더에 의해 동작되는 잠금쇠와;

제2바디부의 선단부에 설치되며 잠금쇠에 의해 고정되는 걸림구와;

제1바디부에 설치되어 잠금쇠를 승·하강시키는 잠금쇠작동실린더로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 고압노즐유닛은,

외면에 내부와 연통되는 고압유입구와 상부유입구 및 하부유입구가 각각 구비되며 연신봉이 승강가능하게 삽입관통되는 실린더와;

실린더에 승강가능하게 삽입되되, 고압유입구를 통해 유입된 고압이 상단을 통해 하단으로 배출되고, 상부유입구 또는 하부유입구로 유입되는 유체를 매개로 승·하강되는 피스톤과;

피스톤에 승강가능하게 설치되며 프리폼의 내측으로 고압이 유입될 수 있도록 프리폼의 입구에 착탈가능하게 결합되는 연결구와;

피스톤의 하단부 둘레면에 착탈가능하게 설치되며 프리폼의 둘레를 감싸는 삽입구로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 연신봉승강유닛은,

본체부와;

본체부에 승강수단을 매개로 승강가능하게 설치되며 연신봉을 고정하는 승강블록과;

본체부에 내설되며 승강모터에 의해 동작되어 승강블록을 승·하강시키는 승강수단과;

본체부에 설치되어 승강수단을 정·역방향으로 강제구동시키는 승강모터로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 승강수단은 볼스크류 또는 타이밍벨트인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 브로잉장치를 이용한 초기세팅방법은,

바디금형장치에 프리폼을 설치해 주는 제1단계;

연신봉의 하단이 프리폼의 내부바닥과 접촉되도록 승강모터를 구동시켜 승강수단을 매개로 연신봉이 설치된 승강블록을 하강시켜 주는 제2단계;

연신봉과 프리폼 간의 접촉에 따른 부하를 검출하여 시작점을 설정하는 제3단계;

승강모터를 구동시켜 승강수단을 매개로 연신봉이 설치된 승강블록을 승강시켜 연신봉을 초기상태로 원위치시켜 주고, 바디금형장치에서 프리폼을 제거하는 제4단계;

프리폼이 제거된 바디금형장치의 바닥면과 연신봉의 하단이 접촉되도록 승강모터를 구동시켜 승강수단을 매개로 연신봉이 설치된 승강블록을 하강시켜 주는 제5단계;

바디금형장치과 연신봉간의 접촉에 따른 부하를 검출하여 끝점을 설정하는 제6단계;

승강모터를 구동시켜 승강수단을 매개로 연신봉이 설치된 승강블록을 승강시켜 연신봉을 초기상태로 원위치시켜 주는 제7단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 새로운 금형으로 변경하더라도 종래와 같이 수많은 시행착오를 거치지 않고도 신속하게 설정할 수 있기 때문에 초기화 작업이 상당이 단순해지고 편리해지는 이점이 있어 작업 능률을 크게 향상시켜 줄 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 페트병성형기의 전체적인 구성을 보인 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 페트병성형기의 정면도.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 페트병성형기에서 하부금형장치와 바디금형장치 및 브로잉장치의 조립된 상태를 도시한 결합사시도 및 측면도.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 페트병성형기에서 하부금형장치를 따로 발췌하여 보인 사시도 및 측면도.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 페트병성형기에서 바디금형장치를 따로 발췌하여 보인 사시도 및 평면도.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 페트병성형기에서 브로잉장치를 따로 발췌하여 보인 사시도 및 정면도.
도 11은 본 발명에 따른 페트병성형기의 브로잉장치에서 고압노즐유닛을 따로 발췌하여 보인 단면도.
도 12는 본 발명에 따른 페트병성형기의 브로잉장치를 이용한 초기세팅방법을 도시한 도면.
도 13a 내지 도 13e는 본 발명에 따른 페트병성형기를 통해 프리폼의 성형과정을 도시한 도면.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 페트병성형기는, 베이스(100), 하부금형장치(200), 바디금형장치(300), 브로잉장치(400)로 구성된다. 본 실시 예의 경우 프리폼공급장치부(20)와 제1그리퍼작동캠(30) 및 프리폼용그리퍼장치(40)를 통해 프리폼(P)이 공급되고, 공급된 프리폼(P)에 고압을 브로잉(Blowing)시켜 완제품(PET: 이하, 페트병으로 칭함)으로 성형하며, 페트병(PET)은 제2그리퍼작동캠(50)과 완제품용그리퍼장치(60) 및 완제품배출장치부(70)를 통해 외부로 배출된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 베이스(100)는 하단부 둘레면에 톱니(110)가 형성된 공지의 지지체로서, 본 실시 예의 경우 이후에 설명될 하부금형장치(200), 바디금형장치(300), 브로잉장치(400)의 조립체가 각각 설치되며, 톱니(110)를 매개로 메인구동모터(10)의 치(11)와 상호 치합되어 메인구동모터(10)에 의해 일 방향으로 회전된다.

본 실시 예에 따르면, 상기 메인구동모터(10)가 전원을 공급받아 회전하게 되면, 메인구동모터(10)의 치(11)와 상호 치합된 베이스(100)가 일 방향으로 회전하게 되고, 이때 베이스(100)와 연결된 프리폼공급장치부(20)와 제1그리퍼작동캠(30), 프리폼용그리퍼장치(40), 제2그리퍼작동캠(50), 완제품용그리퍼장치(60) 및 완제품배출장치부(70) 역시 함께 연동하게 된다.

따라서, 상기 프리폼공급장치부(20)를 통해 프리폼(P)이 이송되고, 이송된 프리폼(P)은 제1그리퍼작동캠(30)과 연동하는 프리폼용그리퍼장치(40)에 의해 바디금형장치(300)로 이송되어 페트병(PET)으로 성형되며, 성형된 페트병(PET)은 제2그리퍼작동캠(50)과 연동하는 완제품용그리퍼장치(60)에 의해 완제품배출장치부(70)로 이송되어 완제품배출장치부(70)를 통해 외부로 이송된다.

상기 메인구동모터(10)와 베이스(100) 및 프리폼공급장치부(20)와 제1그리퍼작동캠(30), 프리폼용그리퍼장치(40), 제2그리퍼작동캠(50), 완제품용그리퍼장치(60) 및 완제품배출장치부(70)은 이미 해당분야에서 널리 공지된 기술이며, 또한 메인구동모터(10)에 의해 각 구성이 연동하는 방식 역시 해당분야에서 널리 공지된 것이므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

도 3 및 도 4는 하부금형장치(200)와 바디금형장치(300) 및 브로잉장치(400)의 조립체를 따로 발췌하여 보인 사시도 및 측면도로서, 본 실시 예의 경우, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스(100)에 다수 개의 조립체가 각각 설치되고, 각각의 조립체는 개별동작한다는 점에 주목할 필요가 있으며, 이에 대한 설명은 이후에 상세하게 설명한다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 하부금형장치(200)는 실린더(210)와 승강블록(220)로 구성되어 베이스(100)에 설치되며, 여기에 쇼크업쇼버(230)가 더 보강 구비된다.

상기 실린더(210)는 로드(211)를 갖춘 공지의 유압실린더 또는 공기압실린더로서, 본 실시 예의 경우 로드(211)의 말단에 승강블록(220)이 고정되며 내측으로 유입된 유체(유압 또는 공기압)를 매개로 로드(211)를 동작하여 승강블록(220)을 승·하강시키는 기능을 한다.

상기 승강블록(220)은 공지의 블록으로서, 본 실시 예의 경우 실린더(210)의 로드(211)에 체결수단(나사볼트)을 매개로 설치되며 상부에 하부금형(M1)이 착탈가능하게 설치된다.

여기서, 상기 하부금형(M1)은 프리폼(P)이 고압에 의해 팽창되어 페트병(PET)으로 성형될 때에 페트병(PET)의 하단부가 내측으로 볼록하게 되도록 하는 기능을 한다.

또한, 상기 실린더(210)와 승강블록(220)은 공지의 LM가이드(240)를 매개로 상호 연결되는데, 본 실시 예의 경우 실린더(210)에는 가이드레일(241)이 형성되고, 승강블록(220)에는 가이드레일(241)을 따라 이송하는 이송부재(242)가 설치된다.

한편, 상기 하부금형장치(200)에는, 앞서 언급한 바와 같이, 쇼크업쇼버(230)가 더 보강 구비되는데, 본 실시 예의 경우 승강블록(220)의 외면에 직사각형상의 블록이 설치되고, 직사각형상의 블록을 기준으로 상부와 하부에 쇼크업쇼버(230)가 각각 배치되어 실린더(210)의 로드(211)에 의해 승강 또는 하강하는 승강블록(220)을 완충하는 기능을 한다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 바디금형장치(300)는 금형거치유닛(310)과 바디개폐모터(320), 금형개폐용링크(330) 및 잠금유닛(340)으로 구성되어 베이스(100)에 설치되며, 좀 더 바람직하게는 하부금형장치(200)의 상측에 설치되는 것으로서, 상단부에 고정된 프리폼(P)이 고압을 매개로 팽창될 때에 페트병(PET)의 외관이 형성되도록 하는 기능을 한다.

상기 금형거치유닛(310)은 제1바디부(311)와 제2바디부(312)로 구성되되, 일단이 각각 제1축(S1)을 매개로 회동가능하게 연결되고, 타단에는 각각 잠금유닛(340)의 잠금쇠(341)와 걸림구(342)가 형성된다. 또한, 상기 제1·2바디부(311,312)의 내측에는 바디금형(M2)이 착탈가능하게 설치된다. 여기서, 상기 바디금형(M2)은 프리폼(P)이 고압에 의해 팽창되어 페트병(PET)으로 성형될 때에 페트병(PET)의 전체적인 외관이 형성되도록 하는 기능을 한다.

상기 바디개폐모터(320)는 공지의 서보모터(Servomotor)로서, 본 실시 예의 경우 이후에 설명될 금형개폐용링크(330)를 매개로 금형거치유닛(310)과 연결되어 금형거치유닛(310)을 개폐하는 기능을 한다. 한편, 상기 바디개폐모터(320)에는 필요에 따라 공지의 감속기가 부설될 수 있다.

상기 금형개폐용링크(330)는, 일단이 바디개폐모터(320)에 고정되고 타단에는 연결부(331a)가 구비된 회동암(331)과; 일단이 회동암(331)의 연결부(331a)에 회동가능하게 설치되고 타단이 제1바디부(311)에 회동가능하게 설치되는 제1링커부(322)와; 일단이 회동암(331)의 연결부(331a)에 회동가능하게 설치되고 타단이 제2바디부(312)에 회동가능하게 설치되는 제2링커부(323)로 구성된다.

본 실시 예에 따르면, 도 8과 같이, 제1·2바디부(311,312)가 제1축(S1)을 매개로 회동되어 개방되어 있는 상태에서 바디개폐모터(320)가 시계방향으로 회동하게 되면 바디개폐모터(320)에 연결된 금형개폐용링크(330)의 회동암(331)이 시계방향으로 회동하게 되고, 이와 동시에 회동암(331)의 연결부(331a)에 연결된 제1링커부(332)와 제2링커부(333) 역시 함께 회동되면서 개방되어 있던 제1·2바디부(311,312)는 제1축(S1)을 매개로 회동되어 서로 접하게 되면서 폐쇄되게 된다.

상기 잠금유닛(340)은, 제1바디부(311)의 선단부에 승강가능하게 설치되며 잠금쇠작동실린더(343)에 의해 동작되는 잠금쇠(341)와; 제2바디부(312)의 선단부에 설치되며 잠금쇠(341)에 의해 고정되는 걸림구(342)와; 제1바디부(311)에 설치되어 잠금쇠(341)를 승·하강시키는 잠금쇠작동실린더(343)로 구성된다.

본 실시 예에 따르면, 앞서 언급한 금형거치유닛(310)의 제1·2바디부(311,312)가 금형개폐용링크(330)를 매개로 연결된 바디개폐모터(320)에 의해 회동되어 폐쇄되면, 제2바디부(312)의 선단부에 형성된 걸림구(342)가 제1바디부(311)의 선단부에 형성된 잠금쇠(341) 사이에 위치하게 되며, 이때 잠금쇠작동실린더(343)에 의해 잠금쇠(341)가 아래로 하강되어 걸림구(342)의 내측으로 삽입되어져 고정된다. 상기와 같은 기술적인 원리는 현관문에 사용되는 자물쇠의 원리와 동일하다할 수 있다.

상기 바디금형장치(300) 역시 해당분야에서 널리 공지된 기술이므로, 이에 대한 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 브로잉장치(400)는 고압노즐유닛(410)과 연신봉승강유닛(420)으로 구성되며, 바디금형장치(300)에 배치된 프리폼(P)으로 고압을 공급하여 팽창시키는 기능을 한다.

상기 고압노즐유닛(410)는, 외면에 내부와 연통되는 고압유입구(411a)와 상부유입구(411b) 및 하부유입구(411c)가 각각 구비되며 연신봉(B)이 승강가능하게 삽입관통되는 실린더(411)와; 실린더(411)에 승강가능하게 삽입되되, 고압유입구(411a)를 통해 유입된 고압이 상단을 통해 하단으로 배출되고, 상부유입구(411b) 또는 하부유입구(411c)로 유입되는 유체를 매개로 승·하강되는 피스톤(412)과; 피스톤(412)에 승강가능하게 설치되며 프리폼(P)의 내측으로 고압이 유입될 수 있도록 프리폼(P)의 입구에 착탈가능하게 결합되는 연결구(413)와; 피스톤(412)의 하단부 둘레면에 착탈가능하게 설치되며 프리폼(P)의 둘레를 감싸는 삽입구(414)로 구성되며, 프리폼(P)의 내측으로 고압의 에어가 전달될 수 있도록 연결하는 기능을 한다.

도 11을 참조하면, 본 실시 예의 경우, 상기 실린더(411)의 상부유입구(411b)로 에어를 공급하게 되면, 내측으로 유입되는 공압에 의해 피스톤(412)은 아래로 하강하게 되고, 반대로 실린더(411)의 하부유입구(411c)로 에어를 공급하게 되면, 내측으로 유입되는 공압에 의해 피스톤(412)은 위로 승강하게 된다.

그리고, 상기 실린더(411)의 고압유입구(411a)를 통해 주입된 고압의 에어는 피스톤(412)의 상단으로 유입되어 내부를 따라 이동하며 하단을 통해 프리폼(P)의 내측으로 전달된다.

상기 연신봉승강유닛(420)은, 본체부(421)와; 본체부(421)에 승강수단(423)을 매개로 승강가능하게 설치되며 연신봉(B)을 고정하는 승강블록(422)과; 본체부(421)에 내설되며 승강모터(424)에 의해 동작되어 승강블록(422)을 승·하강시키는 승강수단(423)과; 본체부(421)에 설치되어 승강수단(423)을 정·역방향으로 강제구동시키는 승강모터(424)로 구성되며, 고압노즐유닛(410)에 승강가능하게 설치된 연신봉(B)을 승·하강시키는 기능을 한다.

상기 본체부(421)는 공지의 프레임으로서, 본 실시 예의 경우 승강수단(423)이 내설되고, 승강수단(423)에는 승강블록(422)이 설치된다. 여기서, 상기 승강수단(423)은 공지의 볼스크류(Ball Screw) 또는 타이밍벨트(Toothed Belt) 중 하나이다. 본 실시 예서는 타이밍벨트를 선택적으로 적용하였다.

상기 승강모터(424)는 앤코더(Encoder) 및 토크센서(Torque Sensor)가 내장된 공지의 서보모터(Servomotor)로서, 승강수단(423)을 구동시키는 기능을 한다.

본 실시 예에 따르면, 상기 연신봉승강유닛(420)을 통해 연신봉(B)의 시작점(H1)과 끝점(H2)을 측정하여 설정할 수 있는데, 도 12를 참조하여 이를 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

1) 제1단계

상기 제1단계(S1)는 바디금형장치(300)에 프리폼(P)을 설치해 주는 단계로서, 제1·2바디부(311,312)의 상부와 하부에 각각 프리폼(P)과 하부금형(M1)을 삽입시켜 준다.

2) 제2단계

상기 제2단계(S2)는 연신봉(B)을 하강시켜 주는 단계로서, 이를 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 바디금형장치(300)에 프리폼(P)을 설치한 상태에서 승강모터(424)를 구동시켜 승강수단(423)을 동작시켜 주게 되면, 승강수단(423)에 설치된 승강블록(422)이 아래로 하강하게 되고, 이와 더불어 승강블록(422)에 설치된 연신봉(B) 역시 아래로 자연스럽게 하강하게 된다.

3) 제3단계

상기 제3단계(S3)는 시작점(H1)을 설정하는 단계로서, 이를 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 연신봉(B)의 하단이 프리폼(P)의 내부바닥에 닿게 되면 프리폼(P)의 저항력에 의해 연신봉(B)은 더 이상 내려가지 않게 되고, 이로 인해 승강모터(424)에는 부하가 걸리게 되며, 이때 감지된 부하를 매개로 시작점(H1)을 설정할 수 있게 된다.

참고로, 상기 승강모터(424)는 내설된 토크센서(Torque Sensor)를 매개로 부하를 검출할 수 있는 것이며, 그 밖에 최초위치에서 연신봉(B)과 프리폼(P)이 만날 때까지의 거리를 앤코더(Encoder)를 통해서도 얼마든지 측정이 가능하다.

4) 제4단계

상기 제4단계(S4)는 프리폼(P) 제거 및 연신봉(B)을 초기상태로 원위치시켜 주는 단계로서, 이를 좀 더 상세하게 설명하면, 승강모터(424)를 구동시켜 승강수단(423)을 매개로 연신봉(B)이 설치된 승강블록(422)을 승강시켜 연신봉(B)을 초기상태로 원위치시켜 주고, 바디금형장치(300)에서 프리폼(P)을 제거한다.

5) 제5단계

상기 제5단계(S5)는 제2단계(S2)과 마찬가지로 연신봉(B)을 하강시켜 주는 단계로서, 이를 좀 더 상세하게 설명하면, 프리폼(P)이 제거된 바디금형장치(300)의 바닥면과 연신봉(B)의 하단이 접촉되도록 승강모터(424)를 구동시켜 승강수단(423)을 동작시켜 주게 되면, 승강수단(423)에 설치된 승강블록(422)이 아래로 하강하게 되고, 이와 더불어 승강블록(422)에 설치된 연신봉(B) 역시 아래로 자연스럽게 하강하게 된다.

6) 제6단계

상기 제6단계(S6)는 끝점(H2)을 설정하는 단계로서, 이를 좀 더 상세하게 설명하면, 앞서 언급한 바 있는 제3단계(S3)와 마찬가지로, 상기 연신봉(B)의 하단이 바디금형장치(300)의 하부에 배치된 하부금형(M1)의 상단과 상호 접촉하게 되면 하부금형(M1)의 저항력에 의해 연신봉(B)은 더 이상 내려가지 않게 되고, 이로 인해 승강모터(424)에는 부하가 걸리게 되며, 이때 감지된 부하를 매개로 끝점(H2)을 설정할 수 있게 된다.

7) 제7단계

상기 제7단계(S7)는 승강모터(424)를 구동시켜 승강수단(423)을 매개로 연신봉(B)이 설치된 승강블록(422)을 승강시켜 연신봉(B)을 초기상태로 원위치시켜 주는 단계이다.

따라서, 상기와 같은 초기세팅방법을 통해 종래와 같이 수많은 시행착오를 거치지 않고도 시작점(H1)과 끝점(H2)을 신속하게 설정할 수 있기 때문에 새로운 금형으로 변경하더라도 초기화 작업이 상당이 단순해지고 편리해지게 되는 것이다.

도 13a 내지 도 13e를 참조하여, 프리폼(P)을 고압의 에어를 매개로 페트병(PET)으로 성형하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

금형거치유닛(310)을 구성하는 제1·2바디부(311,312)의 하부와 상부에 하부금형(M1)과 프리폼(P)이 각각 배치되면, 고압노즐유닛(410)을 구성하는 실린더(411)의 고압유입구(411a)와 상부유입구(411b)를 통해 각각 에어가 공급되게 되는데, 고압유입구(411a)를 통해 유입된 고압의 에어는 피스톤(412)의 상단을 통해 하단으로 배출되고, 상부유입구(411b)를 통해 유입된 에어에 의해 실린더(411)에 승강가능하게 삽입된 피스톤(412)은 자연스럽게 하강하며, 이때 피스톤(412)에 승강가능하게 설치된 연결구(413)는 자연스럽게 프리폼(P)의 입구부에 결합하게 되며, 특히 피스톤(412)의 하단부 둘레에 체결된 삽입구(414)는 프리폼(P)의 입구부와 입구부에 결합된 연결구(413)를 자연스럽게 감싸게 된다.

한편, 상기와 같이 결합된 상태에서 고압유입구(411a)를 통해 유입된 고압의 에어는 피스톤(412)에 설치된 연결구(413)를 통해 배출되어 프리폼(P)의 내측으로 자연스럽게 유도된다.

특히, 상기 연결구(413)의 둘레면에는 다수의 구멍이 형성되어 있는데, 이는 고압의 에어를 매개로 프리폼(P)을 성형할 때에 내압과 외압을 동일하게 맞춰주기 위함이다.

상기와 같이 고압노즐유닛(410)이 동작할 때에 연신봉승강유닛(420) 역시 함께 동작하게 되는데, 이를 좀 더 상세하게 설명하면, 본체부(421)에 설치된 승강모터(424)로 제어신호가 입력되면 승강모터(424)는 제어신호에 따라 동작하게 되고, 승강모터(424)와 연결된 승강부재(423)는 함께 연동되어져 승강블록(422)을 아래로 하강시키게 되며, 이로 인해 승강블록(422)에 고정된 연신봉(B)은 고압노즐유닛(410)의 피스톤(412)을 관통하여 프리폼(P)의 바닥 즉, 시작점(H1)이 이동하게 된다.

그리고, 상기 연신봉(B)을 이용하여 프리폼(P)을 하향(수직축방향)으로 서서히 연신시켜 줌과 동시에 피스톤(412)을 통해 지속적으로 유입되는 고압의 에어를 매개로 전방향으로 연신시켜 주면서 성형작업을 계속한다.

도 13d는 프리폼(P)을 중간 정도까지 성형한 것을 보인 도면이고, 도 13e는 완제품(PET)으로 성형한 것을 보인 도면이다.

도 13e와 같이 프리폼(P)을 이용한 완제품(PET:페트병)의 성형이 완료된 이후에는 앞서 언급한 순서의 역순으로 해제시켜 주면 되며, 이후에 과정은 이미 해당 분야 널리 공지된 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

본 발명은 기재된 구체적인 실시 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양하게 변형 및 수정할 수 있음은 당업자에 있어서 당연한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10: 메인구동모터 11: 치 20: 프리폼공급장치부
30: 제1그리퍼작동캠 40: 프리폼용그리퍼장치
50: 제2그리퍼작동캠 60: 완제품그리퍼장치
70: 완제품배출장치 100: 베이스 110: 톱니
200: 하부금형장치 210: 실린더 211: 로드
220: 승강블록 230: 쇼크업소버 240: LM가이드
241: 가이드레일 242: 이송부재 300: 바디금형장치
310: 금형거치유닛 311: 제1바디부 312: 제2바디부
320: 바디개폐모터 330: 금형개페용링크 331: 회동암
332: 제1링커부 333: 제2링커부 340: 잠금유닛
341: 잠금쇠 342: 걸림구 343: 잠금쇠작동실린더
400: 브로잉장치 410: 고압노즐유닛 411: 실린더
412: 피스톤 413: 연결구 414: 삽입구
420: 연신봉승강유닛 421: 본체부 422: 승강블록
423: 승강부재 424: 승강모터 M1: 하부금형
M2: 바디금형 B: 연신봉 P: 프리폼
PET: 완제품

Claims

메인구동모터(10)의 치(11)와 상호 치합되는 톱니(110)를 갖추고서, 메인구동모터(10)에 의해 일 방향으로 회전하는 베이스(100):
베이스(100)에 설치되어 로드(211)를 매개로 승강블록(220)을 승·하강시키는 실린더(210)와; 실린더(210)의 로드(211)에 설치되며 상부에 하부금형(M1)이 착탈가능하게 설치되는 승강블록(220)을 갖춘 하부금형장치(200):
제1축(S1)을 매개로 각각 회동하여 개폐되고 내측에 바디금형(M2)이 착탈가능하게 설치되며 프리폼(P)을 감싸 고정하는 제1·2바디부(311,312)로 구성된 금형거치유닛(310)과; 금형개폐용링크(330)를 매개로 제1·2바디부(311,312)를 축 회전시켜 개폐되도록 하는 바디개폐모터(320)와; 일단이 바디개폐모터(320)에 설치되고 타단이 제1·2바디부(311,312)에 각각 설치되는 금형개폐용링크(330)와; 금형거치유닛(310)에 설치되어 제1·2바디부(311,312)가 개방되는 않도록 고정하는 잠금유닛(340)을 갖춘 바디금형장치(300):
바디금형장치(300)의 상측에 승강가능하게 설치되고 내측으로 연신봉(B)이 삽입관통되어 승강가능하게 설치되며 외부로부터 고압을 공급받아 프리폼(P)의 내측으로 고압을 전달하는 고압노즐유닛(410)과; 고압노즐유닛(410)에 인접하게 바디금형장치(300)의 상측에 설치되고 고압노즐유닛(410)에 승강가능하게 설치된 연신봉(B)을 승·하강시키는 연신봉승강유닛(420)을 갖춘 브로잉장치(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 페트병성형기.
제1항에 있어서,
상기 하부금형장치(200)에는,
실린더(210)의 로드(211)에 의해 승강 또는 하강하는 승강블록(220)을 완충하는 쇼크업쇼버(230)가 더 보강 구비되는 것을 특징으로 하는 페트병성형기.
제1항에 있어서,
상기 금형개폐용링크(330)는,
일단이 바디개폐모터(320)에 고정되고 타단에는 연결부(331a)가 구비된 회동암(331)과;
일단이 회동암(331)의 연결부(331a)에 회동가능하게 설치되고 타단이 제1바디부(311)에 회동가능하게 설치되는 제1링커부(322)와;
일단이 회동암(331)의 연결부(331a)에 회동가능하게 설치되고 타단이 제2바디부(312)에 회동가능하게 설치되는 제2링커부(323)로 구성된 것을 특징으로 하는 페트병성형기.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 잠금유닛(340)은,
제1바디부(311)의 선단부에 승강가능하게 설치되며 잠금쇠작동실린더(343)에 의해 동작되는 잠금쇠(341)와;
제2바디부(312)의 선단부에 설치되며 잠금쇠(341)에 의해 고정되는 걸림구(342)와;
제1바디부(311)에 설치되어 잠금쇠(341)를 승·하강시키는 잠금쇠작동실린더(343)로 구성된 것을 특징으로 하는 페트병성형기.
제1항에 있어서,
상기 고압노즐유닛(410)은,
외면에 내부와 연통되는 고압유입구(411a)와 상부유입구(411b) 및 하부유입구(411c)가 각각 구비되며 연신봉(B)이 승강가능하게 삽입관통되는 실린더(411)와;
실린더(411)에 승강가능하게 삽입되되, 고압유입구(411a)를 통해 유입된 고압이 상단을 통해 하단으로 배출되고, 상부유입구(411b) 또는 하부유입구(411c)로 유입되는 유체를 매개로 승·하강되는 피스톤(412)과;
피스톤(412)에 승강가능하게 설치되며 프리폼(P)의 내측으로 고압이 유입될 수 있도록 프리폼(P)의 입구에 착탈가능하게 결합되는 연결구(413)와;
피스톤(412)의 하단부 둘레면에 착탈가능하게 설치되며 프리폼(P)의 둘레를 감싸는 삽입구(414)로 구성된 것을 특징으로 하는 페트병성형기.
제1항에 있어서,
상기 연신봉승강유닛(420)은,
본체부(421)와;
본체부(421)에 승강수단(423)을 매개로 승강가능하게 설치되며 연신봉(B)을 고정하는 승강블록(422)과;
본체부(421)에 내설되며 승강모터(424)에 의해 동작되어 승강블록(422)을 승·하강시키는 승강수단(423)과;
본체부(421)에 설치되어 승강수단(423)을 정·역방향으로 강제구동시키는 승강모터(424)로 구성된 것을 특징으로 하는 페트병성형기.
제6항에 있어서,
상기 승강수단(423)은 볼스크류 또는 타이밍벨트인 것을 특징으로 하는 페트병성형기.
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