KR101443269B1 - 수직형 사출성형기의 사출장치 - Google Patents

수직형 사출성형기의 사출장치 Download PDF

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Abstract

수직형 사출성형기의 사출장치에 관한 것으로,
원료를 용융하는 배럴; 배럴의 내부에 설치되는 스크류; 사출성형기 본체 프레임에 고정 설치되는 사출실린더; 상기 사출실린더의 내부에 상하방향으로 이동 가능하게 설치되는 사출피스톤; 상기 스크류와 사출피스톤을 연결하는 연결체; 상기 연결체 및 그에 고정된 스크류를 회전시키는 구동수단; 및 상기 구동수단의 승강을 지지하는 승강가이드수단;을 포함하는 기술 구성을 통하여
원활한 계량과 사출을 도모할 수 있게 되므로 사출 사이클을 단축할 수 있게 되고, 고속 사출을 실현할 수 있게 되는 것이다.

Description

수직형 사출성형기의 사출장치 { INJECTION APPARATUS FOR VERTICAL INSERT INJECTOIN MOLDING MACHINE }
본 발명은 수직형 사출성형기의 사출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 1개의 사출실린더를 사용하여 원활한 계량과 사출을 도모할 수 있도록 한 것에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 수직형 사출성형기의 정면도이다.
일반적으로 수직형 사출성형기(VERTICAL INSERT INJECTOIN MOLDING MACHINE)는 제품을 생산하기 위해 금형을 합체하고 성형 제품을 취출하는 형체부분과 금형 내부에 용해 원료를 투입하는 사출장치를 구비한다.
도 1과 같이 상기 형체부분은 금형을 합체, 분리하는 가동 플래턴(11) 및 고정 플래턴(12), 타이바(13), 형체실린더(14), 그리고 성형 제품을 취출하는 이젝터(미도시) 등을 포함한다.
그리고 사출장치는 원료 저장용기인 호퍼(미도시), 원료를 가열하고 계량하는 배럴(21), 원료를 분사하는 노즐(22), 스크류를 전진시키는 사출실린더(23) 등을 포함한다.
본 발명은 금형 내부에 용해 원료를 투입하는 사출장치에 관계한다.
일반적으로 국내 업체의 수직형 사출성형기의 사출장치는 도 1과 같이 2개의 피스톤을 가진 사출실린더 방식을 취하고 있어 사출실린더의 무게가 무겁다.
따라서 배럴에서 원료를 계량할 때에 스크류가 사출실린더의 무게와 유압모터의 무게로 인한 부하를 받게 되고, 그에 따라 스크류의 상승 및 계량이 늦어지게 되어 생산성이 나쁘다.
또한 2개의 사출실린더의 동조 현상과 자중 낙하의 가속으로 인한 기계적인 제어에 많은 어려움이 있다.
1개의 사출실린더만을 사용하게 되면 전술한 대부분의 문제를 해결할 수 있게 되고, 원활한 계량과 사출로 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
그러나 1개의 사출실린더를 사용하는 종래의 수직형 사출성형기의 사출장치는 구조가 복잡하고 제작이 어렵다.
따라서 제작비용이 많이 들게 되고 고장수리가 번거롭게 되는 등의 문제가 있었다.
1개의 실린더만을 사용하는 종래의 수직형 사출성형기의 사출장치는 하기의 특허문헌 1, 2에 개시되어 있다.
즉, 하기의 특허문헌 1에는 실린더부재 내에 있어서 진퇴가능하게 설치된 사출부재와, 상기 사출부재를 전진시키는 리니어 모터장치와, 실린더부재 내에 있어서 회전가능하게 설치된 계량부재와, 이 계량부재를 회전시키는 계량용 구동수단을 구비하는 사출장치가 개시되어 있다.
그리고 하기의 특허문헌 2에는 계량모터를 통해 스크류를 회전 작동하고, 사출모터를 통해 스크류를 하강시키는 사출장치가 개시되어 있다.
1. 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0017861호(2004년 2월 27일 공개) 2. 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0085957호(2006년 7월 28일 공개)
그러나, 특허문헌 1의 경우 사출부재가 설치되는 가열실린더와 원료 공급을 위한 스크류실린더가 별도로 마련되는 등 그 구조가 매우 복잡하여 제작이 어렵다.
또한 사출부재의 작동하는 리니어 모터장치와 사출장치 이동기구, 재료공급용 및 계량용 구동수단 등의 다수의 모터들을 유기적으로 제어하기가 쉽지 않다.
한편 특허문헌 2의 경우 비록 사출부재가 설치되는 가열실린더와 스크류실린더가 분리 구성되어 있지는 않지만 두 개의 전동모터를 사용하기 때문에 계량과정 및 사출과정에서 두 개의 전동모터를 유기적으로 제어하기가 어렵게 된다.
또한 도면을 간략하게 작성하였기 때문에 계량과정 및 사출과정에서 계량모터의 승강가이드수단이 전혀 개시되어 있지 않다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하나의 사출실린더를 통해 원활한 계량과 사출을 도모할 수 있도록 하는 수직형 사출성형기의 사출장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 적은 수의 부품과 간단한 구조로 용이하게 제작할 수있도록 하는 수직형 사출성형기의 사출장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 수직형 사출성형기의 사출장치는 고체상태의 원료를 용융하는 배럴; 상기 배럴의 내부에 설치되는 스크류; 사출성형기 본체 프레임에 고정 설치되는 사출실린더; 상기 사출실린더의 내부에 상하방향으로 이동 가능하게 설치되는 사출피스톤;를 포함하는 수직형 사출성형기의 사출장치에 있어서, 상기 스크류와 사출피스톤을 연결하는 연결체; 상기 연결체 및 그에 고정된 스크류를 회전시키는 구동수단; 및 상기 구동수단의 승강을 지지하는 승강가이드수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 수직형 사출성형기의 사출장치는 상기 사출실린더가 노즐실린더 상부에 고정 설치되고, 상기 사출실린더의 하부로 돌출된 사출피스톤의 하단부에 연결체를 통해 스크류가 연결되며, 상기 연결체가 사출피스톤의 하단부에 좌우방향으로 회전 가능하게 설치되고, 상기 연결체의 하단부에 스크류가 고정 설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 수직형 사출성형기의 사출장치는 상기 구동수단이 유압모터, 구동풀리, 타이밍벨트를 포함하고, 상기 구동수단의 타이밍벨트가 유압모터의 구동축에 설치된 구동풀리와 연결체의 사이에 설치되며, 상기 승강가이드수단이 유압모터 지지브라켓트, 사출실린더 지지 프레임에 고정 설치되는 LM가이드를 포함하고, 상기 유압모터 지지브라켓트가 LM가이드에 승강 가능하게 접속된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 수직형 사출성형기의 사출장치에 의하면 원활한 계량과 사출을 도모할 수 있게 되므로 사출 사이클을 단축할 수 있게 되고, 고속 사출을 실현할 수 있게 된다.
따라서 사출 성형 제품의 생산성 향상과 원가절감을 도모할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 수직형 사출성형기의 사출장치에 의하면 적은 수의 구성 부품으로 제작할 수 있게 되므로 제작이 용이하게 된다.
또한 안정적인 동작을 기대할 수 있기 때문에 고장의 우려가 없게 되고, 고장 수리 및 정비가 매우 용이하게 된다.
도 1은 일반적인 수직형 사출성형기의 정면도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수직형 사출성형기의 사출장치의 정면도,
도 3은 동 실시 예에 따른 수직형 사출성형기의 사출장치의 종단면도,
도 4는 동 실시 예에 따른 수직형 사출성형기의 사출장치의 계량 전의 요부 종단면도,
도 5는 동 실시 예에 따른 수직형 사출성형기의 사출장치의 계량 후의 요부 종단면도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수직형 사출성형기의 사출장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
이하에서, "상방", "하방", "전방" 및 "후방" 및 그 외 다른 방향성 용어들은 도면에 도시된 상태를 기준으로 정의한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수직형 사출성형기의 사출장치의 정면도이고, 도 3은 동 실시 예에 따른 수직형 사출성형기의 사출장치의 종단면도이다.
도 2 및 도 3과 같이 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수직형 사출성형기의 사출장치(100)는 배럴(110), 스크류(120), 사출실린더(130), 사출피스톤(140), 연결체(150), 구동수단(160), 승강가이드수단(170)을 포함한다.
배럴(110)은 호퍼(210)로부터 공급되는 고체상태의 원료를 용융하여 적층하기 위한 것이다.
배럴(110)의 내부 둘레면에는 고체상태의 원료를 용융하는 히터(111)가 설치된다.
도시된 실시 예에서 상기 배럴(110)은 노즐실린더(220)에 고정 설치되고, 노즐실린더(220)는 고정 플래턴(230)에 고정 설치된 노즐피스톤(240)에 상하방향으로 이동가능하게 설치된다.
고정 플래턴(230)의 상기 배럴(110)과 대응되는 위치에는 노즐(250)이 고정 설치된다.
상기 노즐실린더(220)의 일측 상부에는 배럴(110)의 내부로 원료를 공급하는 호퍼(210)가 설치된다.
도 4는 동 실시 예에 따른 수직형 사출성형기의 사출장치의 계량 전의 요부 종단면도이다.
도 4와 같이 스크류(120)는 스크류홈이 형성된 이송부(121)와 그 상부의 연결부(122)로 이루어진다.
스크류(120)의 이송부(121)는 배럴(110)의 내부에 설치된다.
스크류(120)의 연결부(122)는 배럴(110)의 상부로 돌출되고, 연결체(150)를 통해 사출피스톤(140)과 연결된다.
사출실린더(130)는 사출실린더 지지 프레임(200)에 고정 설치된다.
그리고 사출피스톤(140)은 사출실린더(130)의 내부에 상하방향으로 이동 가능하게 설치된다.
사출피스톤(140)의 하단부는 사출실린더(130)의 하부로 돌출되고, 연결체(150)를 통해 스크류(120)와 연결된다.
연결체(150)는 사출피스톤(140)의 하단부에 좌우방향으로 회전 가능하게 설치된다.
연결체(150)의 하단부에는 스크류(120)가 고정 설치된다.
구동수단(160)은 연결체(150) 및 그에 고정된 스크류(120)를 회전시키기 위한 것이다.
도시된 실시 예에서 구동수단(160)은 도 2와 같이 유압모터(161), 구동풀리(162), 타이밍벨트(163)를 포함한다.
상기 구동수단(160)의 타이밍벨트(163)는 유압모터(161)의 구동축에 설치된 구동풀리(162)와 연결체(150)의 사이에 설치된다.
본 발명에 따른 수직형 사출성형기의 사출장치(100)에 있어서 상기 구동수단(160)의 유압모터(161)는 서보모터로 대체할 수 있다.
또한, 상기 구동수단(160)의 동력전달부재는 다수의 동력전달기어나 체인 및 그 밖의 예측 가능한 다른 동력전달부재를 사용할 수 있다.
승강가이드수단(170)은 상기 구동수단(160)의 상하방향 이동을 지지하기 위한 것이다.
도시된 실시 예에서 승강가이드수단(170)은 도 2와 같이 유압모터 지지브라켓트(171), 사출성형기 본체 프레임(200)에 고정 설치되는 LM가이드(172), 연결블록(173)을 포함한다.
승강가이드수단(170)의 유압모터 지지브라켓트(171)는 연결블록(173)을 통해 LM가이드(172)에 승강 가능하게 접속된다.
본 발명에 따른 수직형 사출성형기의 사출장치(100)에 있어서 상기 승강가이드수단(170)은 도시된 실시 예의 형태에 국한되지 않고 다른 예측 가능한 형태로 변형 실시될 수 있음은 물론이다.
도 5는 동 실시 예에 따른 수직형 사출성형기의 사출장치의 계량 후의 요부 종단면도이다
도 4 및 도 5를 참조하면서 본 발명에 따른 수직형 사출성형기의 사출장치(100)의 작동을 설명하면 다음과 같다.
도 4는 계량 전의 상태에서 구동수단(160)의 유압모터(161)를 작동시키면 그에 접속된 연결체(150)와 스크류(120)가 회전하게 된다.
상기 스크류(120)의 회전 작동상태에서 호퍼(210)의 고체상태의 원료가 배럴(110)의 내부 상부로 공급되면 고체상태의 원료는 스크류(120)의 이송부(121)에 의해 배럴(110)의 하부로 이동하게 된다.
상기 고체상태의 원료는 배럴(110)의 하부로 이송되는 과정에서 배럴(110)의 내부 둘레에 설치된 히터(111)에 의해 용융되며, 용융된 액체상태의 원료는 배럴(110)과 노즐(250) 사이에 적층된다.
상기 배럴(110)과 노즐(250) 사이에 액체상태의 원료가 적층되는 과정에서 스크류(120) 및 연결체(150), 사출피스톤(140), 구동수단(160)은 액체상태 연료의 적층압력으로 상승하게 된다.
이때 상기 구동수단(160)의 상승은 승강가이드수단(170)을 통해 지지된다.
상기 스크류(120) 및 연결체(150), 사출피스톤(140), 구동수단(160)의 상승은 배럴(110)과 노즐(250) 사이에 제품 성형에 소요되는 양만큼의 액체상태 원료가 적층될 때까지 이루어진다.
그리고 필요한 양만큼의 액체상태 연료의 적층이 이루어지면 호퍼(210)로부터의 고체상태 원료 공급이 차단되고, 액체상태 연료의 적층 및 스크류(120)의 상승은 정지된다.
도 5와 같이 원료 계량이 완료되면 사출실린더(130)의 내부 상부에 유압이 공급되어 사출피스톤(140)이 하강된다.
상기 사출피스톤(140)의 하강과정에서는 사출피스톤(140)에 연결된 연결체(150), 스크류(120), 구동수단(160)이 하강하게 된다.
이때 상기 구동수단(160)의 하강은 승강가이드수단(170)을 통해 지지된다.
사출피스톤(140)과 함께 스크류(120)가 하강하게 되면 배럴(110)과 노즐(250) 사이에 적층된 액체상태의 원료가 스크류(120)에 의해 가압된다.
그리고 스크류(120)에 의해 가압되는 액체상태의 원료는 노즐(250)을 통해 금형 내부로 분사된다.
본 발명에 따른 수직형 사출성형기의 사출장치(100)는 1개의 사출실린더(130)를 사용하기 때문에 원료 계량시에 부하를 줄일 수 있게 되며, 그에 따라 계량 시간 및 사출 사이클을 단축할 수 있게 된다.
또한 사출과정에서 사출실린더의 자중 낙하로 인한 속도를 최대한 줄일 수 있게 되어 응답성을 개선할 수 있게 된다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
100 : 사출장치 110 : 배럴
120 : 스크류 130 : 사출실린더
140 : 사출피스톤 150 : 연결체
160 : 구동수단 170 : 승강가이드수단

Claims (3)

  1. 고체상태의 원료를 용융하는 배럴(110); 상기 배럴(110)의 내부에 설치되는 스크류(120); 사출성형기 본체 프레임에 고정 설치되는 사출실린더(130); 상기 사출실린더(130)의 내부에 상하방향으로 이동 가능하게 설치되는 사출피스톤(140);를 포함하는 수직형 사출성형기의 사출장치에 있어서,
    상기 스크류(120)와 사출피스톤(140)을 연결하는 연결체(150); 상기 연결체(150) 및 그에 고정된 스크류(120)를 회전시키는 구동수단(160); 및 상기 구동수단(160)의 승강을 지지하는 승강가이드수단(170);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 사출성형기의 사출장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 사출실린더(130)는 노즐실린더(220) 상부에 고정 설치되고, 상기 사출실린더(130)의 하부로 돌출된 사출피스톤(140)의 하단부에 연결체(150)를 통해 스크류(120)가 연결되며,
    상기 연결체(150)는 사출피스톤(140)의 하단부에 좌우방향으로 회전 가능하게 설치되고, 상기 연결체(150)의 하단부에 스크류(120)가 고정 설치된 것을 특징으로 하는 수직형 사출성형기의 사출장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구동수단(160)은 유압모터(161), 구동풀리(162), 타이밍벨트(163)를 포함하고, 상기 구동수단(160)의 타이밍벨트(163)는 유압모터(161)의 구동축에 설치된 구동풀리(162)와 연결체(150)의 사이에 설치되며,
    상기 승강가이드수단(170)은 유압모터 지지브라켓트(171), 사출실린더 지지 프레임(200)에 고정 설치되는 LM가이드(172)를 포함하고, 상기 유압모터 지지브라켓트(171)는 LM가이드(172)에 승강 가능하게 접속된 것을 특징으로 하는 수직형 사출성형기의 사출장치.
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