KR101476309B1 - 몰드 클로즈 리테이닝 구조 및 몰딩 머신 - Google Patents

Abstract

본 발명의 몰드 클로즈 리테이닝 구조의 구성은 몰드(2)의 캐비티(3) 내부에 제품이 투입되어 성형시 상기 몰드(2)의 상기 캐비티(3) 내부에서 상기 제품이 성형되도록 지지하는 몰드 클로즈 리테이닝 구조에 있어서, 상기 몰드(2)를 구성하는 적어도 한 쌍의 몰드 포밍판 중에서 적어도 하나의 몰드(2)측에 구비되어 상기 몰드(2) 내부의 상기 캐비티(3)로 성형 재료가 투입되어 성형될 때에 상기 몰드(2)를 지지하는 탄성력을 가하는 리테이닝 유닛(20)을 포함하며, 상기 몰딩 머신은 머신 바디(10)에 구비된 모터(12)와; 상기 모터(12)의 모터축에 연결됨과 동시에 상기 머신 바디(10)에 회동 작동 가능하게 구비되며 상기 모터(12)를 기준으로 양쪽 위치에 대칭되도록 배치된 한 쌍의 리테이닝 링크부(24)와; 상기 머신 바디(10)에 서로 마주하도록 배치되며 상기 머신 바디(10)를 기준으로 근접되거나 멀어지도록 구성된 한 쌍의 몰드 플레이트(16)와; 상기 몰드 플레이트(16)와 상기 리테이닝 링크부(24)에 연결되어 상기 몰드(2)를 구성하도록 서로 마주하는 위치에 배치됨과 동시에 상기 몰드 플레이트(16) 사이에 배치된 상기 몰드(2) 내부의 상기 캐비티(3)로 성형 재료가 투입되어 성형될 때에 상기 몰드(2)의 클로즈 상태가 유지되도록 탄성력을 가하는 리테이닝 유닛(20)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

몰드 클로즈 리테이닝 구조 및 몰딩 머신{Mold close retaining structure and molding machine utilizing the same}

본 발명은 몰드 클로즈 리테이닝 구조 및 몰딩 머신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 몰드에 의해 제품 성형시 몰드가 벌어지는 현상에 의한 제품의 불량 등을 방지할 수 있고, 유압식에 비하여 전기 사용량을 현저히 저감할 수 있으며, 이러한 전기 사용량 저감에 의해 에너지 효율 등의 면에서 매우 유리한 결과를 기대할 수 있는 새로운 몰드 클로즈 리테이닝 구조 및 몰딩 머신에 관한 것이다.

플라스틱의 대표적인 성형방법으로는 사출용 금형을 이용한 사출성형, 다이캐스팅 금형을 이용한 다이캐스팅 성형, 블로우 몰딩 머신을 이용한 블로우 몰딩(성형) 등으로 분류되는데, 이러한 성형 방법 중에서 블로우 성형방법은 두 장을 합진 시트상의 성형품 또는 관상 성형품을 몰드(금형)에 넣고 공기를 내부에 불어넣어 중공품을 만드는 성형법을 말하며 이를 중공성형이라 고도 칭한다. 예를 들어, 병을 제조할 경우에는 우선 관상으로 반제품을 성형한 다음, 이러한 반제품을 몰드 속에 넣어 공기를 불어넣은 상태에서 플라스틱을 경화시켜 병의 형상을 만들고, 몰드에서 블로우 성형된 병을 취출하여 가공함으로써 완제품 병을 만들게 된다. 즉, 블로우 몰딩이란 플라스틱을 녹여 속이 비어 있는 튜브 형태의 반제품(패리슨이라 칭함)을 만들어 낸 다음, 상기 패리슨을 공기 주입구가 있는 몰드에 투입(캐비티에 투입)하여 고압의 공기를 주입한 상태에서 플라스틱을 경화시키고, 이러한 경화된 플라스틱을 금형으로부터 취출하여 잔재 부분을 제거하면 완제품이 되는 성형 방식이다.

상기 블로우 성형을 위해서는 블로우 몰드(블로우 금형)를 지지하는 구조를 구비한 블로우 몰딩 머신을 이용하게 되는데, 이러한 블로우 몰딩 머신은 상기와 같은 생산 과정을 자동화해서 처리할 수 있도록 제작된 기계로서, 상기 블로우 몰딩 머신은 PE, PET, PP 등의 플라스틱 원료를 160~180도로 가열해 패리슨을 만들어 내는 실린더와 스크루 및 헤드 부분, 몰드를 부착한 상태에서 좌우로 움직여 패리슨을 금형에 물리는 작업과 고압의 공기를 불어 넣는 작업을 실행시키는 캐리지 부분, 패리슨을 물고 주입된 고압의 공기를 견디며 몰드의 모양(몰드 내부에 형성된 캐비티의 형상)데로 플라스틱이 식을 때까지 유지한 후 다시 몰드를 열어서 제품을 밖으로 취출하는 작업을 수행하는 형개폐 부분(몰드 개폐 부분), 고압의 공기를 불어 넣어주는 블로우 핀과 이 블로우 핀의 상승 하강 작업 부분, 균일하지 않은 용기의 외경 사이즈에도 불구하고 최종 제품의 벽면 두께를 균일하게 하기 위해 패리슨의 두께를 조절해주는 패리슨 콘트롤러 부분 등으로 구성된다.

이때, 블로우 몰딩을 위해 이용되는 몰드는 패리슨을 물어주기 위하여 서로 마주하는 면에 몰드 성형(블로우 몰드 성형)될 제품의 외관 형상과 대응되는 캐비티가 각각 구비된 적어도 한 쌍의 몰드 포밍판을 구비하는데, 상기 블로우 몰딩 머신은 이러한 블로우 몰드의 각각의 몰드 포밍판을 적어도 두 개의 서로 마주하는 몰드 플레이트(16) 사이에 투입하여 몰드 플레이트(16)로 상기 각 몰드 포밍판을 그립함으로써, 블로우 몰딩시의 성형 압력을 견딜 수 있도록 구성된다. 즉, 블로우 성형시 패리슨 내부로 블로잉 압력이 가해지더라도 블로우 몰드의 각 몰드 포밍판이 벌어지지 않도록 지지하는 것이 중요하다.

이때, 기존에는 블로우 성형시 상기 블로우 몰드를 지지하기 위한 몰드 플레이트를 실린더의 피스톤으로 눌러서 지지하는 유압식 블로우 몰딩 머신을 많이 채용하고 있는데, 이러한 유압식 블로우 몰딩 머신(이하, 편의상 유압식이라 함)은 실린더의 피스톤으로 지속적으로 몰드 플레이트를 밀어주다가 외부의 요인 등에 의해 블로잉 성형시의 블로잉 압력에 비하여 실린더의 피스톤을 밀어주는 힘이 부족해지는 경우가 생기면, 상기 피스톤이 뒤로 밀려나고, 이처럼 피스톤이 밀리면 블로우 몰드를 눌러서 지지하는 몰드 플레이트 및 블로우 몰드 역시 블로우 성형 중의 블로잉 압력에 의해 밀려나면서 각각의 몰드 포밍판 사이가 벌어지므로, 플라스틱 제품의 형상이 제대로 나오지 못하게 되는 불량이 초래된다. 비단, 블로우 몰딩 머신에만 이러한 문제가 생기는 것이 아니라 상기한 사출성형, 다이캐스팅 금형을 이용한 다이캐스팅 성형과 같이 몰드를 이용하여 제품을 만드는 모든 장치에 있어서 이러한 문제가 공통적으로 초래되고 있다.

또한, 상기 유압식은 유압모터와 펌프에서 나온 고압의 유압 작동유를 유압호스를 통해 각각의 작동지점까지 보낸 후 설치된 유압실린더를 움직여서 작동이 이루어지게 하는데, 이를 위해 유압모터와 펌프는 가동시간 중 항시 작동되며 유압의 특성상 각 작동부분이 사용되지 않는 시간 중에도 가동이 이루어져야 하는 문제가 있고, 이처럼 유압모터와 펌프 등이 항시 가동되어야 하므로 전기 소비량이 많다는 문제가 있다. 일례로 제품이 생산되는 1 사이클이 20초라 할지라도 유압식의 경우 20초 후의 원활한 작동을 위해 20초 동안 멈춤 없이 유압모터가 작동되어야 하므로, 전기 사용량이 많이 늘어날 수밖에 없다.

또한, 유압을 사용할 경우 마찰에 의해 뜨거워지는 유압작동유를 냉각하기 위해 많은 양의 냉각수가 필요하며 이러한 냉각수를 만들기 위해 칠러(Chiller)가 기계 작동 중 연속적으로 가동되어야 하기에 종합적인 전기에너지 사용량은 더욱 많아지게 된다.

결국, 기존 유압식 블로우 몰딩 머신은 에너지 사용상의 비효율성을 갖고 있다. 다시 말해, 유압의 특성상 생산중 유압모터가 항시 가동되어야만 하며 전기에너지로 유압모터를 돌리고 이때의 힘으로 유압펌프를 가동시키는 과정을 거쳐야 하기에 에너지 소비량에 비해 손실률이 매우 높다는 점이 문제이다.

국내공개특허 제10-2005-0061282호(2006.06.22 공개) 국내공개특허 특1999-0078126호(1999.10.25 공개) 국내공개특허 특2002-0033795호(2002.05.07 공개)

본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 개발된 것으로, 본 발명의 목적은 몰드에 의해 제품 성형시 몰드가 벌어지는 현상을 방지하도록 견고하게 지지함으로써 제품의 불량 등을 방지할 수 있으며, 몰드의 벌어짐에 의한 제품 불량 방지 구조는 기존에 비하여 간소화되어 여러 가지 면에서 유리한 새로운 몰드 클로즈 리테이닝 구조 및 몰딩 머신을 제공하고자 하는 것이다.

또한, 본 발명은 제품 몰딩(성형) 작업과 같이 필요시에만 주요부가 가동되도록 구성하여, 유압식에 비하여 전기 사용량을 현저히 저감할 수 있고, 전기 사용량 저감으로 인하여 에너지 절감 측면에서 매우 바람직한 몰드 클로즈 리테이닝 구조 및 몰딩 머신을 제공하고자 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 몰드의 캐비티 내부에 제품이 투입되어 성형시 상기 몰드의 상기 캐비티 내부에서 상기 제품이 성형되도록 지지하는 몰드 클로즈 리테이닝 구조에 있어서, 상기 몰드를 지지하도록 배치되는 몰드 플레이트에 구비되어 상기 몰드 내부의 상기 캐비티로 성형 재료가 투입되어 성형될 때에 상기 몰드 플레이트에 의해 상기 몰드의 클로즈 상태를 지지하기 위한 탄성력을 가하는 리테이닝 유닛을 포함하며, 상기 리테이닝 유닛은, 몰딩 머신에 장착되는 상기 몰드의 클로즈 상태 유지를 위한 기저부인 지지 베이스부와, 상기 지지 베이스부에 이동 가능하게 지지되며 상기 몰딩 머신에 구비된 모터의 모터축에 선단부가 힌지부(H)를 매개로 연결되어 있는 리테이닝 링크부에 연결된 커넥션부와, 상기 지지 베이스부와 상기 커넥션부 사이에 개재되어 상기 몰드의 클로즈 상태를 유지(각 몰드 포밍판이 견고하게 클로즈된 상태를 유지)하도록 탄성력을 작용시키는 프레싱 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 몰드 클로즈 리테이닝 구조가 제공된다.

또한, 본 발명에 의하면, 내부에 제품 성형을 위한 캐비티를 구비한 몰드가 머신 바디에 장착되어 클로즈된 상태에서 상기 몰드 내부의 캐비티에서 상기 제품이 성형되도록 하는 몰딩 머신에 있어서, 상기 머신 바디에 구비된 모터와; 상기 모터의 모터축에 연결됨과 동시에 상기 머신 바디에 회동 작동 가능하게 구비되며 상기 모터를 기준으로 양쪽 위치에 대칭되도록 배치된 한 쌍의 리테이닝 링크부와; 상기 머신 바디에 서로 마주하도록 배치되며 상기 머신 바디를 기준으로 서로에 대해 근접되거나 멀어지도록 구성된 한 쌍의 몰드 플레이트와; 상기 몰드 플레이트와 상기 리테이닝 링크부에 연결되어 상기 몰드를 지지하도록 배치된 상기 몰드 플레이트측에 구비됨과 동시에 상기 몰드 플레이트 사이에 배치된 상기 몰드 내부의 상기 캐비티로 성형 재료가 투입되어 성형될 때에 상기 몰드 플레이트에 의해 상기 몰드의 클로즈 상태가 유지되도록 탄성력을 가하는 리테이닝 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 몰딩 머신이 제공된다.

본 발명은 몰드의 캐비티 내부에 완제품 성형을 위한 재료를 투입하여 완제품이 성형되도록 할 때에는 성형시의 반발 압력이 작용하여 상기 몰드의 각 몰드 포밍판이 클로즈 상태에서 벌어져 버리는 오픈 상태가 될 수 있는데, 본 발명에서는 상기 각각의 몰드 지지용 몰드 플레이트에 지지 베이스가 구비되고, 지지 베이스에는 커넥션부가 연결되며, 지지 베이스와 커넥션부 사이에는 판스프링(28)이 개재되어 있어서, 상기 몰드 내부의 캐비티를 이용하여 완제품 성형시에 작용하는 반발 압력에 의해 몰드가 벌어지려 하려는 힘이 작용하여도 상기 판스프링(28)의 강인한 탄성 지지력에 의해 몰드가 벌어지는 오픈 상태로 변질되는 일이 없게 되므로, 몰드가 벌어지는 현상에 의한 제품 불량 등을 미연에 방지할 수 있으며, 몰드의 벌어짐에 의한 제품 불량 방지 구조는 기존에 비하여 매우 간소화되어 여러 가지 면에서 매우 유리한 효과를 가진다.

또한, 본 발명에서는 기존의 유압식이 아니라 전동식 몰딩 머신을 구현함으로써, 다량의 전기 소모가 있는 기존 유압식에 비하여 상당한 전기 소모량을 줄일 수 있고, 이로 인해 에너지 효율 등의 측면에서 매우 바람직하다. 유압식은 기계에 설치된 유압모터와 펌프에서 나온 고압의 유압작동유를 유압호스를 통해 각각의 작동지점까지 보낸 후 설치된 유압실린더를 움직여 작동이 이루어지게 한다. 이를 위해 유압모터와 펌프는 가동시간 중 항시 작동되며 유압의 특성상 각 작동부분이 사용되지 않는 시간 중에도 가동이 이루어져야 하지만, 본 발명에 의한 전동식은 주요부의 작동을 각각 설치된 서보모터를 통해 이끌어 내는데, 서보모터의 특성상 작동이 필요한 순간에만 전기를 소비하며 모터가 작동되기에 획기적인 에너지 절감이 가능하다.

도 1은 본 발명에 의한 몰드 클로즈 리테이닝 구조를 보여주는 일측면도
도 2는 도 1의 주요부인 판스프링의 사시도
도 3은 도 2의 A 방향 사시도
도 4는 본 발명에 의한 몰드 클로즈 리테이닝 구조를 구비한 몰딩 머신의 정면도
도 5는 도 1의 일측면도
도 6과 도 7은 본 발명에 의한 몰딩 머신의 주요부 작동 상태를 개략적으로 보여주는 일측면도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다

또한, 본 발명에서 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

도면을 참조하면, 본 발명은 몰드(2)의 캐비티(3) 내부에 제품이 투입되어 성형시 몰드(2)를 구성하는 한 짝의 몰드 포밍판이 성형 압력(예를 들어, 블로잉 성형 압력, 다이캐스팅 성형 압력 등)에 의해 벌어지는 현상을 방지하도록 견고하게 지지하는 몰드 클로즈 리테이닝 구조와 이러한 몰드 클로즈 리테이닝 구조를 구비한 몰딩 머신이다.

이때, 본 발명에서 몰딩 머신이라 함은 블로우 몰딩 머신 이외에 사출용 금형을 이용한 사출 몰딩 머신, 다이캐스팅 금형을 이용한 다이캐스팅 몰딩 머신과 같이 모든 종류의 몰딩 머신을 통칭하는 것으로 이해해야 할 것이다. 즉, 본 발명은 블로우 몰딩 머신에만 한정되는 것이 아니라 상기 사출 성형을 위한 사출 몰딩 머신 등과 같은 모든 종류의 몰딩 머신에 호환성 있게 채용되는 것이다.

본 발명의 도면에서는 블로우 몰딩 머신이 도시되어 있는데, 이하의 설명에서는 블로우 몰딩 머신을 편의상 몰딩 머신으로 통칭하기로 한다.

본 발명의 몰딩 머신의 구성은 머신 바디(10)에 구비된 모터(12)와, 이러한 모터(12)의 모터축에 연결된 한 쌍의 리테이닝 링크부(24)와, 상기 머신 바디(10)에 서로 마주하도록 배치되며 머신 바디(10)를 기준으로 근접되거나 멀어지도록 구성된 한 쌍의 몰드 플레이트(16)와, 상기 몰드 플레이트(16)와 리테이닝 링크부(24)에 연결되어 몰드(2)를 구성하도록 서로 마주하는 위치에 배치됨과 동시에 몰드 플레이트(16) 사이에 배치된 몰드(2) 내부의 캐비티(3)로 성형 재료가 투입되어 성형될 때에 몰드(2)의 클로즈 상태가 유지되도록 탄성력을 가하는 리테이닝 유닛(20)을 구비한다.

상기 머신 바디(10)는 전면부와 배면부 및 양쪽 측면부를 구비한 대략 육면체 바디 형상으로 구성된다. 머신 바디(10)의 전방 위치에는 정면을 기준으로 좌우 방향으로 연장된 가이드 레일(모터 이송용 가이드 레일)이 구비되어 있다.

상기 모터(12)는 저면에 구비된 결합 베이스(11)가 머신 바디(10)에 구비된 가이드 레일에 상대 슬라이드 가능하게 결합되도록 구성된다. 판형상의 결합 베이스(11)가 머신 바디(10)의 가이드 레일을 따라 상대 슬라이드되면 모터(12)도 가이드 레일을 따라 상대 이동하므로, 모터(12)가 머신 바디(10)의 정면에서 볼 때에 좌우 방향으로 이동할 수 있게 된다. 이때, 본 발명에서 모터(12)는 작동이 필요한 순간에만 전기를 소비하여 작동이 되는 서보모터로 구성된다는 것이 중요하다. 기존의 유압식에 비하여 서보모터가 계속 작동하는 것이 아니라 서보모터의 특성상 필요할 때에만 가동하므로 전기 소비량을 줄이는 등의 결과를 가지게 된다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.

상기 모터(12)는 머신 바디(10)의 좌우 방향(정면에서 볼 때에 좌우 방향)과 나란한 방향으로 배치되어, 모터(12)의 모터축도 머신 바디(10)의 좌우 방향(정면에서 볼 때에 좌우 방향)과 나란한 방향으로 배치되어 있다. 모터(12)는 머신 바디(10)의 정면에서 볼 때에 중심선을 기준으로 좌측과 우측에 하나씩 배치되어 있다. 즉, 머신 바디(10)의 정면을 기준으로 좌우 대칭되는 위치에 한 쌍의 모터(12)가 배치된 구조이다.

또한, 모터(12)의 모터축에는 로테이션 패널(13)의 중심부가 동축적으로 결합되어 있다. 로테이션 패널(13)은 모터축에 결합되는 중심부에서 양쪽 단부측으로 갈수록 너비가 점점 작아지는 판형상으로 구성된다. 즉, 로테이션 패널(13)은 중앙부에서 양쪽 단부측으로 갈수록 측면부 사이의 너비가 점점 작아지는 판형상으로 구성된 것이다.

또한, 상기 머신 바디(10)는 모터(12) 위쪽에 수평 방향 프레임이 구비되고, 수평 방향 프레임에는 후술할 몰드 플레이트(16)를 머신 바디(10)의 좌우 방향으로 이동시키기 위한 동력원인 이송 구동용 모터(4)가 구비된다. 상기 모터(4)의 모터축에는 머신 바디(10)의 정면을 기준으로 좌우 방향으로 연장된 볼스크류가 구비된다. 볼스크류는 모터(4)의 모터축 외주면에 스크류부를 형성하여 구성할 수도 있고, 모터(4)의 모터축에 커플러를 매개로 볼스크류를 연결한 구성을 취할 수도 있다. 본 발명에서는 후술할 몰드 플레이트(16)가 머신 바디(10)의 정면 중심선을 기준으로 좌우 위치 두 셋트가 구비되므로, 상기 이송 구동용 모터(4)와 볼스크류도 머신 바디(10)의 정면 중심선을 기준으로 좌우 위치 두 셋트로 구비된다. 또한, 머신 바디(10)의 정면에서 볼 때에 중심선을 기준으로 좌우 양쪽 위치에 몰드 플레이트(16)의 제1방향 이송(머신 바디(10)의 정면 중심선 방향을 기준으로 전후진 작동하는 이송)을 지지하기 위한 가이드 서포트 바아(17)가 구비된다. 가이드 서포트 바아(17)는 머신 바디(10)의 정면에서 볼 때에 사이드 프레임에 지지되면서 동시에 사이드 프레임에 대해 상대 슬라이드 가능하도록 구성될 수 있고, 상기 가이드 서포트 바아(17)의 선단부는 몰드 플레이트(16)의 측단부에 연결(볼트 등의 고정수단에 의해 연결)되어 있다. 이때, 상기 몰드 플레이트(16)는 머신 바디(10)의 전후 방향으로 나란하게 배치되도록 두 개가 머신 바디(10)에 직립 설치되므로, 상기 가이드 서포트 바아(17)도 전후로 나란한 두 개로 이루어지고, 각각의 가이드 서포트 바아(17)는 머신 바디(10)에 전후 방향으로 이동 가능하게 지지(머신 바디(10)의 사이드 프레임에 전후 이동 가능하게 지지)된 구조를 가지고 있다.

또한, 머신 바디(10)에는 제1방향(머신 바디(10)의 정면을 기준으로 할 때에 좌우 방향) 가이드 레일과 제2방향(머신 바디(10)의 측면을 기준으로 할 때에 전후 방향) 가이드 레일이 구비되어 있다. 머신 바디(10)에서 모터(12)(서보모터)의 위쪽에 구비된 수평 방향 프레임에 제1방향 가이드 레일이 구비되고, 제1방향 가이드 레일에는 수평 방향의 판형상 플레이트 지지체가 상대 슬라이드 가능하게 결합되며, 상기 판형상 플레이트 지지체의 상면에 제2방향 가이드 레일이 구비된 구조이다.

상기 몰드 플레이트(16)는 성형될 제품이 내부의 캐비티(3)에서 성형될 때에 몰드(2)(금형)을 홀딩(지지)하는 기능을 하기 위한 것으로서, 이러한 몰드 플레이트(16)는 머신 바디(10)에 직립 방향으로 세워져 배치되면서 동시에 서로 내측면끼리 마주하도록 배치된 한 쌍의 프론트 몰드 플레이트(16A)와 리어 몰드 플레이트(16B)를 포함한다. 이때, 머신 바디(10)에 구비된 플레이트 지지체 상면에 프론트 몰드 플레이트(16A)의 하단부와 리어 몰드 플레이트(16B)의 하단부가 제2방향 가이드 레일에 의해 결합되어 있어서, 상기 프론트 몰드 플레이트(16A)와 리어 몰드 플레이트(16B)가 머신 바디(10)의 전후 방향으로 이동하면서 서로에 대해 근접하거나 멀어질 수 있게 된다. 즉, 프론트 몰드 플레이트(16A)와 리어 몰드 플레이트(16B)가 멀어지거나 가까워지도록 이동하면, 프론트 몰드 플레이트(16A) 내측면과 리어 몰드 플레이트(16B) 내측면 사이의 몰드(2) 투입 공간부 사이가 좁아지거나 늘어나게 된다. 프론트 몰드 플레이트(16A)와 리어 몰드 플레이트(16B)의 하단부는 제2방향 가이드 레일에 의해 지지되고 프론트 몰드 플레이트(16A)와 리어 몰드 플레이트(16B)의 한쪽 측단부는 상기 가이드 서포트 바아(17)에 연결되어 지지된 상태이므로, 프론트 몰드 플레이트(16A)와 리어 몰드 플레이트(16B)가 서로에 대해 근접하거나 멀어지는 작동이 안정적으로 이루어질 수 있게 된다. 한편, 상기 몰드 플레이트(16)를 지지하는 플레이트 지지체에는 볼스크류 너트가 구비되어, 상기 머신 바디(10)의 이송 구동용 모터(4)의 모터축에 구비된 볼스크류에 볼스크류 너트가 결합됨으로써, 상기 이송 구동용 모터(4)의 모터축과 볼스크류 너트가 회전 작동함에 따라 상기 플레이트 지지체와 이에 지지된 몰드 플레이트(16)가 머신 바디(10)의 정면에서 볼 때에 중심선 방향(머신 바디(10)의 정면 중앙부 방향)으로 전진하고 후진하는 작동을 할 수 있게 된다. 상기 모터(12)의 모터축에는 후술할 리테이닝 링크부(24)가 연결되는데, 상기 모터(12)와 리테이닝 링크부(24)도 몰드 플레이트(16)와 함께 머신 바디(10)의 정면 중심선 방향으로 전진하거나 정면 중심선 방향에서 후진하게 된다. 이때, 몰드 플레이트(16)와 모터(12) 및 리테이닝 링크부(24)를 머신 바디(10)의 정면 중심부 방향에서 전진 및 후진시키는 작동은 상기 이송 구동용 모터(4)와 볼스크류 및 볼스크류 너트 이외에 실린더 등의 다른 이송 구동 수단에 의해서도 구현 가능하다.

상기 리테이닝 링크부(24)는 모터(12)의 모터축에 연결됨과 동시에 머신 바디(10)에 회동 작동 가능하게 구비된 것으로, 본 발명에서는 모터(12)를 기준으로 양쪽 위치에 대칭되도록 배치된 한 쌍의 리테이닝 링크부(24)가 머신 바디(10)에 구비되어 있다. 이러한 리테이닝 링크부(24)는 두 개의 몰드 플레이트(16)(즉, 프론트 몰드 플레이트(16A)와 리어 몰드 플레이트(16B))이 몰드(2)를 홀딩한 상태에서 스틱 상태(stick state)로 유지되기 위한 것으로, 상기 모터(12)의 모터축에 구비된 로테이션 패널(13)에 기단부가 힌지부(H)를 매개로 연결되어 모터(12)의 양쪽 방향으로 배치된 한 쌍의 제1스틱 작동 링크(24A)와, 상기 제1스틱 작동 링크(24A)의 선단부에 힌지부(H)를 매개로 기단부측이 연결됨과 동시에 머신 바디(10)에 힌지부(H)를 매개로 결합되어 모터(12)의 양쪽 위치에 상하 방향으로 배치된 한 쌍의 제2스틱 작동 링크(24B)와, 상기 제2스틱 작동 링크(24B)의 선단부에 힌지부(H)를 매개로 기단부가 연결되며 선단부는 리테이닝 유닛(20)에 연결되어 한 쌍의 몰드 플레이트(16) 외측면 위치에 배치된 한 쌍의 제3스틱 작동 링크(24C)를 포함한다.

상기 두 개의 제1스틱 작동 링크(24A) 중에서 앞쪽 위치(머신 바디(10)의 측면에서 볼 때에 앞쪽 위치)의 제1스틱 작동 링크(24A)는 그 기단부가 힌지부(H)를 매개로 모터(12)의 모터축에 구비된 로테이션 패널(13)의 한쪽 단부측에 연결되어 있다. 나머지 다른 하나의 뒤쪽 위치(머신 바디(10)의 측면에서 볼 때에 뒤쪽 위치)에 구비된 제1스틱 작동 링크(24A)는 그 기단부가 힌지부(H)를 매개로 모터(12)의 모터축에 구비된 로테이션 패널(13)의 다른 쪽 단부측에 연결되어 있다. 상기 모터(12)의 모터축을 기준으로 양쪽 전후 위치에 두 개의 제1스틱 작동 링크(24A)가 구비된 구조인데, 상기 모터(12)의 모터축이 회전하여 로테이션 패널(13)의 양쪽 단부가 수평 방향으로 회동된 상태에서는 각각의 제1스틱 작동 링크(24A)가 수평 방향으로 펼쳐진 상태로 유지된다.

상기 제2스틱 작동 링크(24B)는 그 기단부가 제1스틱 작동 링크(24A)의 선단부에 힌지부(H)를 통해 연결된다. 또한, 제2스틱 작동 링크(24B)의 대략 중간부는 힌지부(H)에 의해 머신 바디(10)에 결합되어 있다. 따라서, 두 개의 전후 위치 제2스틱 작동 링크(24B)가 머신 바디(10)에 대해 상하로 세워진 상태에서 머신 바디(10)에 대해 상기 중간의 힌지부(H)를 기준으로 회동 작동될 수 있게 된다. 즉, 두 개의 전후 제2스틱 작동 링크(24B)가 머신 바디(10)와 결합된 중간의 힌지부(H)에 의해 서로 벌어지거나 좁혀지는 회동 작동을 할 수 있게 된다.

상기 제3스틱 작동 링크(24C)는 그 기단부가 힌지부(H)를 매개로 제2스틱 작동 링크(24B)의 선단부(상단부)에 연결되고, 제3스틱 작동 링크(24C)의 선단부는 힌지부(H)에 의해 상기 리테이닝 유닛(20)에 연결된다. 리테이닝 유닛(20)의 후술할 컨넥션부의 기단부에 제3스틱 작동 링크(24C)의 선단부가 힌지부(H)를 매개로 연결되며, 제3스틱 작동 링크(24C)는 제1스틱 작동 링크(24A)의 상부 위치에 배치된다.

본 발명의 몰드 클로즈 리테이닝 구조 및 몰딩 머신은 몰드(2)를 구성하는 한 쌍의 몰드 포밍판 중에서 적어도 하나의 몰드(2)측에 구비되어 몰드(2) 내부의 캐비티(3)로 성형 재료가 투입되어 성형될 때에 몰드(2)를 지지하는 탄성력을 가함으로써 상기 몰드(2)의 각 몰드 포밍판이 벌어지는 현상을 방지하는 리테이닝 유닛(20)을 핵심 구성으로 한다.

상기 리테이닝 유닛(20)은 머신 바디(10)에 구비된 한 쌍의 몰드 플레이트(16) 외측면에 결합된 지지 베이스부(22)를 구비한다.

상기 지지 베이스부(22)는 내부에 탄성 작용 스페이스(22a)가 구비된 박스체 형상으로 구성되며, 상기한 각각의 몰드 플레이트(16) 외측면에 결합되어 있는 볼트 등의 체결구가 지지 베이스부(22)에 형성되어 있는 체결홀에 조여짐으로써 지지 베이스부(22)가 각 몰드 플레이트(16)의 외측면에 고정된 구조를 가지게 된다. 상기 체결구와 체결홀 이외에 용접과 같은 다른 고정수단으로 지지 베이스부(22)의 기단부측을 각 몰드 플레이트(16) 외측면에 고정되도록 할 수 있음은 당연하다.

이때, 상기 지지 베이스 내부의 탄성 작용 스페이스(22a)의 양쪽 단부 중에서 한쪽 단부로부터 지지 베이스의 기단부 방향으로 연장된 캡결합홀이 형성되고, 캡결합홀에는 바아 형태의 캡이 결합되며, 상기 캡과 캡결합홀 사이에는 오링이 개재되어 있다.

또한, 상기 지지 베이스 내부의 탄성 작용 스페이스(22a)의 양쪽 단부 중에서 다른 쪽 단부로부터 지지 베이스의 선단부로 연통된 커넥션홀이 형성되어 있고, 상기 지지 베이스 내부의 커넥션홀에는 상기 리테이닝 링크부(24)의 제3스틱 작동 링크(24C) 선단부에 힌지부(H)를 매개로 연결되는 커넥션부(26)가 구비된다.

상기 커넥션부(26)는 그 기단부측 외주면이 지지 베이스부(22)의 탄성 작용 스페이스(22a)에 내장되어 지지 베이스부(22)에서 슬라이드 가능한 링크 구조로 이루어지는데, 상기 커넥션홀은 내측단에 탄성 작용 스페이스(22a)와 연통되면서 다른 부분보다 상대적으로 중심부를 기준으로 반경 방향 외측으로 더 확장된 홈 구조의 확장홈부가 형성되어 있고, 상기 커넥션부(26)는 그 기단부측에 다른 부분보다 상대적으로 외경이 더 큰 확장부가 있어서, 상기 커넥션부(26)의 확장부가 지지 베이스의 커넥션홀 내측단에 형성된 확장홈부에 걸려지므로, 상기 커넥션부(26)가 지지 베이스의 선단부측에서 상대 슬라이드되면서도 지지 베이스의 선단부에서 빠지는 것은 방지되는 구조를 가지고 있다. 즉, 상기 확장부와 확장홈부가 커넥션부(26)를 지지 베이스의 선단부에서 빠지지 않도록 지지하는 걸림 지지 역할을 하게 된다. 그리고, 상기 커넥션부(26)는 링크 구조로 이루어져서 상기 커넥션부(26)의 외주면과 지지 베이스 내부의 커넥션홀 사이에는 오링이 개재되어 있다. 후술할 판스프링(28) 형태의 프레싱 탄성체가 지지 베이스 내부의 탄성 작용 스페이스(22a)에 복수개로 배치되는데, 각 판스프링(28)끼리 맞닿은 상태에서 탄성 작용을 하면서 마찰력 등이 생길 때에 판스프링(28)이 쉽게 마모되는 것을 방지하도록 지지 베이스 내부의 탄성 작용 스페이스(22a)에 오일을 채워넣으며, 이러한 오일이 외부로 세어나가지 않도록 상기 오링이 설치되어 있는 것이다.

상기 프레싱 탄성체는 지지 베이스의 선단부측에서 슬라이드 가능한 링크 구조의 커넥션부(26)를 밀어내는 탄성 작용을 하는 것이다. 상기 프레싱 탄성체는 양면(제1면과 제2면)을 구비한 판스프링(28)으로 이루어지며, 이러한 판스프링(28)은 양면 중에서 한쪽 면 방향으로 볼록하게 튀어나온 탄성 작용부(28A)를 구비한 단면 형상으로 구성되어 지지 베이스부(22)와 커넥션부(26) 사이의 탄성 작용 스페이스(22a)에 개재되어 있다. 다시 말해, 본 발명에서는 판스프링(28)이 중앙부는 양면(즉, 제1면과 제2면)으로 연통된 탄성 금속재 와셔 형상으로 이루어지되, 상기 양면 중에서 한쪽 면 방향으로 볼록하게 튀어나는 탄성 작용부(28A)를 구비한 구조를 가지고 있는 것이다. 판스프링(28)을 측단면으로 볼 때에 가상의 중앙선을 기준으로 상기 탄성 작용부(28A)가 한쪽 면 방향(제1면 방향 또는 제2면 방향)으로 경사지게 돌출된 구조를 가짐으로써, 상기 탄성 작용부(28A)를 누르는 압력(예를 들어, 블로우 몰딩 머신에 구비된 몰드(2) 내부의 캐비티(3)에서 제품이 블로잉 성형될 때에 작용하는 블로잉 압력 등)이 작용하면 탄성 작용부(28A)가 그러한 압력에 대응하는 탄성력을 작용시키게 된다. 판스프링(28)은 중앙부에 양면으로 연통된 센터홀(28h)이 구비되어 있다. 즉, 판스프링(28)은 탄성 작용부(28A)가 한쪽 면 방향으로 돌출된 링판 형상 스프링 구조를 이루게 된다.

또한, 본 발명에서 판스프링(28)은 상기 한쪽 면 방향으로 볼록하게 튀어나온 탄성 작용부(28A)끼리 서로 마주하도록 대칭으로 배치되어, 상기 한 쌍의 판스프링(28)에 의한 판스프링 세그먼트를 구성하는데, 이러한 판스프링 세그먼트가 지지 베이스부(22)와 커넥션부(26) 사이의 탄성 작용 스페이스(22a)에 사이에 하나만 개재되기 보다는 적어도 두 개 이상 배치된다. 즉, 판스프링 세그먼트가 두 개 이상 지지 베이스부(22)와 커넥션부(26) 사이의 탄성 작용 스페이스(22a)에 사이에 개재된 것이다. 또한, 판스프링 세그먼트는 탄성 작용 스페이스(22a)에 갯수가 가감되어 설치될 수 있다. 한쪽 열의 두 장의 판스프링(28)과 다른 쪽 열의 두 장의 판스프링(28)이 서로 맞닿도록 중첩되고, 한쪽 열의 두 장의 판스프링(28)과 다른 쪽 열의 두 장의 판스프링(28)의 한쪽 면 방향으로 볼록하게 튀어나온 탄성 작용부(28A)끼리 서로 마주하도록 대칭된 구조를 가질 수 있으며, 이러한 경우에는 판스프링(28)들에 의한 탄성 지지력이 더 커지게 된다. 또한, 한쪽 열의 세 장의 판스프링(28)과 다른 쪽 열의 세 장의 판스프링(28)이 서로 맞닿도록 중첩되고, 한쪽 열의 세 장의 판스프링(28)과 다른 쪽 열의 세 장의 판스프링(28)의 한쪽 면 방향으로 볼록하게 튀어나온 탄성 작용부(28A)끼리 서로 마주하도록 대칭된 구조를 가질 수 있으며, 이러한 경우에는 판스프링(28)들에 의한 탄성 지지력이 두 장이 겹쳐져 있을 때보다 더욱 커지게 된다. 그리고, 한쪽 열의 한 장의 판스프링(28)과 다른 쪽 열의 한 장의 판스프링(28)이 서로 맞닿도록 중첩되고, 한쪽 열의 한 장의 판스프링(28)과 다른 쪽 열의 한 장의 판스프링(28)의 한쪽 면 방향으로 볼록하게 튀어나온 탄성 작용부(28A)끼리 서로 마주하도록 대칭된 구조를 가질 수 있으며, 이러한 경우에는 상기 각각의 열에 두 장 또는 세 장의 판스프링(28)이 겹쳐진 경우에 비하여 탄성 지지력은 가장 작게 된다.

따라서, 상기 판스프링(28)의 갯수를 가감하는 방식에 의해 탄성 지지력의 정도를 조절할 수 있으며, 이러한 탄성 지지력 조절이 몰딩 머신의 조건(제품 성형시 몰드(2)에 반발력으로 작용하는 압력 조건, 다시 말해, 몰드(2)의 클로즈 상태에서 몰드(2)가 벌어지도록 작용하는 반발 압력 등)에 따라 선택적으로 이루어질 수 있게 된다.

한편, 두 개의 프론트 몰드 플레이트(16A)와 리어 몰드 플레이트(16B) 사이로 몰드(2)가 투입되는데, 몰드(2)는 프론트 몰드 포밍판과 리어 몰드 포밍판을 구비하고, 프론트 몰드 포밍판의 내측면과 리어 몰드 포밍판의 내측면에는 성형될 제품의 외관에 대응하는 홈형태의 캐비티 포밍홈(정확하게는 전체 캐비티(3) 체적의 2분의 1의 체적인 캐비티 포밍홈)이 각각 형성되어 있어서, 상기 프론트 몰드 포밍판과 리어 몰드 포밍판이 내측면끼리 맞닿았을 때에 성형될 제품(블로잉 성형될 제품)의 외관 형상에 대응되는 캐비티(3)를 형성하게 된다. 그리고, 몰드(2)에는 블로우핀(15)으로부터 블로잉되는 에어(성형될 제품의 내부로 블로잉되는 에어)가 내부의 캐비티(3)로 도달하도록 캐비티(3)와 연통된 에어 유입공이 형성되어 있다. 상기 프론트 몰드 플레이트(16A)와 리어 몰드 플레이트(16B) 사이로 몰드(2)가 투입된 상태에서는 머신 바디(10)에 장착된 블로우핀(15)(압력 에어 분사 노즐이라 할 수 있음)이 몰드(2)의 상측에 배치되고, 블로우핀(15)으로부터 블로잉되는 에어가 몰드(2)에 구비된 에어 유입홀을 통해 캐비티(3) 내부로 유입되므로, 상기 캐비티(3) 내부에 성형 반제품(블로잉 성형시 반제품을 패리슨이라 함)이 들어가 있는 상태이면, 블로우핀(15)으로부터 블로잉되는 에어가 반제품 내부로 유입되면서 반제품을 몰드(2) 내부의 캐비티(3) 형상에 맞추어 완전한 형상으로 만드는 블로잉 성형이 이루어지게 된다.

이때, 본 발명에서 모터(12)는 저면에 구비된 결합 베이스(11)가 머신 바디(10)에 구비된 가이드 레일(머신 바디(10)의 정면을 기준으로 좌우 방향으로 일정 길이 연장된 가이드 레일임)에 상대 슬라이드 가능하게 결합되도록 구성되어, 상기 머신 바디(10)에 구비된 이송 구동용 모터(4)의 모터축을 회전시키면 상기 모터(4)의 모터축에 구비된 볼스크류와 상기 몰드 플레이트(16)에 연결되면서 볼스크류에 결합된 볼스크류 너트에 의해 몰드 플레이트(16)와 이러한 몰드 플레이트(16)에 의해 지지된 몰드(2)가 머신 바디(10)의 정면 중심선 방향으로 이동하여 상기 블로우핀(15)의 아래에 배치되며, 이러한 상태에서 상기와 같이 블로우핀(15)에서 블로잉 에어를 금형 내부의 캐비티(3)에 투입되어 있는 반제품(즉, 패리슨) 내부에 주입하여 몰드(2) 내부의 캐비티(3) 형상에 맞는 완제품을 블로잉 성형할 수 있게 된다. 머신 바디(10)의 정면을 기준으로 한쪽 열(좌측 열)의 몰드 플레이트(16)가 상기 블로우핀(15) 아래로 이동하여 완제품 블로우 성형이 이루어지면, 다른 쪽 열(우측 열)의 몰드 플레이트(16)가 블로우핀(15) 아래로 들어와서 완제품 블로우 성형이 이루어지게 된다. 즉, 머신 바디(10)의 정면을 기준으로 한쪽 열의 몰드 플레이트(16)와 이에 지지된 몰드(2) 및 다른 쪽 열의 몰드 플레이트(16)와 이에 지지된 몰드(2)가 상기 블로우핀(15) 아래로 교대로 들어와서 블로잉 성형하는 방식으로 완제품의 블로우 성형이 이루어지도록 구성된다.

상기한 구성의 본 발명에 의하면, 상기 모터(12)의 모터축에 연결되어 있는 로테이션 패널(13)의 양쪽 단부가 상하 위치에 있도록 회전한 상태에서는 한쪽 위치의 제1스틱 작동 링크(24A)의 선단부는 위쪽으로 올라가 있고 다른 쪽 위치의 제1스틱 작동 링크(24A)의 선단부는 아래쪽으로 내려가 있으며, 동시에 제2스틱 작동 링크(24B)의 선단부는 머신 바디(10)에 결합된 중간의 힌지부(H)를 기준으로 바깥 방향(즉, 머신 바디(10)의 측면부 중심선에서 멀어지는 방향)으로 벌어지고, 각각의 제2스틱 작동 링크(24B) 선단부가 벌어지면 제2작동 링크 선단부에 연결된 제3스틱 작동 링크(24C)가 그 기단부와 선단부의 힌지부(H)를 기준으로 하향(또는 상향) 회동(스틱 상태가 해제)되면서 동시에 각 몰드 플레이트(16)를 벌어지도록 한다. 본 발명에서는 각 몰드 플레이트(16)의 하단부가 머신 바디(10)에 구비된 제2방향 가이드 레일에 의해 지지되므로, 각 몰드 플레이트(16)가 제2방향 가이드 레일(머신 바디(10)의 전후 방향으로 연장된 가이드 레일)을 따라 서로 멀어지는 방향으로 벌어질 수 있게 된다.

다음, 상기 한 쌍의 몰드 플레이트(16)가 벌어진 상태에서 몰드 플레이트(16)의 내측면 사이로 몰드(2)(블로잉 몰딩 머신인 경우에는 블로우 몰드(2))가 투입된 상태에서 상기 상기 모터(12)의 모터축에 연결되어 있는 로테이션 패널(13)의 양쪽 단부가 상하 위치가 아닌 수평 위치(머신 바디(10)의 측면에서 볼 때에 수평 위치)에 있도록 회전한 상태가 되면, 상기 한쪽 위치의 제1스틱 작동 링크(24A)의 선단부와 다른 쪽 위치의 제1스틱 작동 링크(24A)의 선단부가 동일한 높이 위치(모터(12)의 모터축과 동일 선상)로 이동하여 상기 두 개의 제1스틱 작동 링크(24A)가 수평 방향으로 배치되며, 동시에 제2스틱 작동 링크(24B)의 선단부는 머신 바디(10)에 결합된 중간의 힌지부(H)를 기준으로 안쪽 방향(즉, 머신 바디(10)의 측면부 중심선에 가까워지는 방향)으로 좁혀지도록 회동 작동되고, 각각의 제2스틱 작동 링크(24B) 선단부가 서로 마주하는 방향으로 좁아지면 제2작동 링크 선단부에 연결된 제3스틱 작동 링크(24C)가 그 기단부와 선단부의 힌지부(H)를 기준으로 상기 지지 베이스(각 몰드 플레이트(16)의 외측면에 연결)의 커넥션부(26)와는 동일 직선상으로 수평하게 펼쳐지는 스틱 상태로 전환되고, 이러한 제3스틱 작동 링크(24C)와 상기 지지 베이스의 커넥션부(26)가 동일 직선상으로 펼쳐진 스틱 상태(stick state)가 되면서 각각의 몰드 플레이트(16)를 근접되도록 이동시키므로, 두 개의 몰드 플레이트(16)에 의해 상기 몰드(2)의 각 몰드 포밍판을 가압하여 홀딩(지지)할 수 있게 된다.

이어서, 상기한 스틱 상태(즉, 제3스틱 작동 링크(24C)와 지지 베이스의 커넥션부(26)가 일직선으로 수평하게 펼쳐진 상태)에서 몰드(2)의 내부에 형성된 캐비티(3) 내부에 투입된 반제품(블로우 성형 제품인 경우 패리슨) 내부에 상기 블로우핀(15)으로 통해 압력 에어를 블로잉함으로써, 완제품을 만들게 된다.

이때, 본 발명에서는 제품 성형시 몰드(2)에 작용하는 반력 압력에 대해 판스프링(28)으로 탄성 지지하는 리테이닝 유닛(20)을 구비함으로 인하여 기존의 유압식이 아니라 전동식으로 제품 몰딩(성형)이 이루어지도록 한다는 점에서 핵심적인 특징이 있다.

다시 말해, 상기 몰드(2)의 캐비티(3) 내부에 완제품 성형을 위한 재료를 투입하여 완제품이 성형되도록 할 때에는 성형시의 반발 압력이 작용하여 상기 몰드(2)의 각 몰드 포밍판이 클로즈 상태에서 벌어져 버리는 오픈 상태가 될 수 있는데, 본 발명에서는 상기 각각의 몰드(2) 지지용 몰드 플레이트(16)에 지지 베이스가 구비되고, 지지 베이스에는 커넥션부(26)가 연결되며, 지지 베이스와 커넥션부(26) 사이에는 판스프링(28)이 개재되어 있어서, 상기 몰드(2) 내부의 캐비티(3)를 이용하여 완제품 성형시에 작용하는 반발 압력에 의해 몰드(2)가 벌어지려 하려는 힘이 작용하여도 상기 판스프링(28)의 강인한 탄성 지지력에 의해 몰드(2)가 벌어지는 오픈 상태로 변질되는 일이 없게 되므로, 몰드(2)가 벌어지는 현상에 의한 제품 불량 등을 미연에 방지할 수 있으며, 몰드(2)의 벌어짐에 의한 제품 불량 방지 구조는 기존에 비하여 매우 간소화되어 여러 가지 면에서 매우 유리한 효과를 가진다. 상기 머신 바디(10)에 구비된 두 개의 몰드 플레이트(16)가 몰드(2)를 잡아서 지지한 상태에서는 상기 지지 베이스의 링크 구조의 커넥션부(26)와 제3스틱 작동 링크(24C)가 힌지부(H)를 기준으로 정렬된 일직선 형태(스트레이트한 형태)로 펼쳐지는 스틱 상태가 되는데, 상기 몰드(2) 내부의 캐비티(3)를 이용하여 완제품을 성형할 때에 성형 압력 등의 반발력이 작용하여 몰드(2)의 벌어지는 힘과 몰드 플레이트(16)의 벌어지는 힘이 작용하더라도 상기 리테이닝 유닛(20)의 핵심인 판스프링(28)이 이러한 반발 압력에 견고하게 버티는 강인한 탄성 지지력을 작용하게 되므로, 몰드(2)가 견고하게 클로즈된 상태에서 오픈 상태(벌어지는 상태)가 되는 일이 없게 되며, 이로 인하여 완제품 성형시의 몰드(2) 벌어짐으로 인한 제품 불량은 전혀 생기지 않은 장점을 갖게 되는 것이다. 몰드(2)의 캐비티(3)를 이용하여 완제품 성형시 10톤의 압력이 작용할 때에 본 발명에서는 몰드(2)가 벌어지더라도 1mm 정도 밖에는 벌어지지 않게 되므로, 몰드(2)의 벌어짐에 의한 제품 불량 요인은 전혀 없는 것이다.

또한, 본 발명에서는 기존의 유압식이 아니라 전동식 몰딩 머신을 구현함으로써, 다량의 전기 소모가 있는 기존 유압식에 비하여 상당한 전기 소모량을 줄일 수 있고, 이로 인해 에너지 효율 등의 측면에서 매우 바람직하다.

유압식은 기계에 설치된 유압모터(12)와 펌프에서 나온 고압의 유압작동유를 유압호스를 통해 각각의 작동지점까지 보낸 후 설치된 유압실린더를 움직여 작동이 이루어지게 한다. 이를 위해 유압모터(12)와 펌프는 가동시간 중 항시 작동되며 유압의 특성상 각 작동부분이 사용되지 않는 시간 중에도 가동이 이루어져야 한다.

이에 반해, 본 발명에 의한 전동식은 주요부의 작동을 각각 설치된 서보모터를 통해 이끌어 내는데, 서보모터의 특성상 작동이 필요한 순간에만 전기를 소비하며 모터(12)가 작동되기에 획기적인 에너지 절감이 가능하다.

일례로 제품이 생산되는 1 사이클이 20초라 할지라도 금형을 부착한 상태에서 좌우로 움직여 몰드(2)에 물리는 작업과 고압의 공기를 불어 넣는 작업은 1 ~ 2초에 불과하지만 유압식의 경우 20초 후의 원활한 작동을 위해 20초 동안 멈춤 없이 유압모터(12)가 작동되어야 한다.

그러나, 본 발명에 의한 전동식은 필요로 하는 1 ~ 2초 동안에만 전기를 소모하며 작동되기에 전기 사용량이 줄어들 수 있다. 서보모터를 통한 작동은 유압모터(12)와 이것에 연결된 유압펌프 그리고 유압호스와 실린더를 통한 작동에 비해 에너지 손실이 적은 것이다. 또한 실제 작동이 이루어지는 시간에만 전기에너지를 사용하기에 최소 50% 이상 전기사용량이 적게 된다. 이에 덧붙여 유압을 사용할 경우 마찰에 의해 뜨거워지는 유압 작동유를 냉각하기 위해 많은 양의 냉각수가 필요하며 이러한 냉각수를 만들기 위해 칠러(Chiller)가 기계 작동 중 연속적으로 가동되어야 하기에 종합적인 전기에너지 사용량은 더욱 많아지는데, 본 발명은 이러한 사정을 고려했을 경우 60% 이상의 전기에너지를 절약할 수 있다.

한편, 블로우 몰딩 머신은 유압모터(12)와 열선 등이 설치된 복잡한 운동을 수행하는 에너지 다량 소비 기계이며 이에 따라 1대당 전기료가 월 200~300만원 수준인데, 산업용 전기요금은 [주간요금 67.2원/kW], [심야요금 47원/kW] 이며 24시간 가동되는 기계 운용상의 특성에 따라 평균 요금은 [57.1원/kW]로 상정할 수 있어서, 기계 1대당 최소 전기요금 200만원을 잡으면 대당 약 [35,026 kW/월]을 소비하며 연간 [420,312 kW]를 소비한다.

2,900대의 전기 소비량은 연간 [1,218,904,800 kW] 이며 금액으로는 약 696억원에 이르며, 100만 kW급 원자력 발전소 1기당 연간 발전량은 약 [66억 kW] 수준이다.

그렇다면 100만 kW 급 원자력 발전소 1기 발전량의 18.5%를 블로우 몰딩 머신이 사용하고 있어서, 블로우 몰딩 머신의 가동을 위해 사용되는 전기를 생산하기 위해서는 이산화탄소를 연간 [516,815 톤]을 배출해야만 한다.(전기 1kw = 이산화탄소 424g)

이때의 이산화탄소를 흡수하기 위해서는 [소나무 67,293,620] 그루를 심어야만 한다.(소나무 1 그루 연간 이산화탄소 흡수량 = 7.68kg)

기존 유압식 블로우 몰딩 머신은 에너지 사용상의 비효율성을 갖고 있음. 유압의 특성상 생산중 유압모터(12)가 항시 가동되어야만 하며 전기에너지로 유압모터(12)를 돌리고 이때의 힘으로 유압펌프를 가동시키는 과정을 거쳐야 하기에 에너지 소비량에 비해 손실률이 매우 높다.

이에 비해, 본 발명의 전동식은 해당 동작이 필요로 할 때만 전기에너지를 소비하는 전동식의 경우 유압식 대비 약 40~50%의 에너지만으로도 동일한 운용이 가능하여, 전동식 기계가 최소 50%의 전기 사용량이 감소한다고 가정할 경우 금액으로는 연간 348억원이 절감되고, 탄소배출량은 연간 258,407톤이 감소되며 이는 소나무 33,646,810 그루를 심는 것과 같다. 즉, 1대의 기계가 전동식으로 바뀔 때마다 연간 탄소배출량은 89톤이 감소되며 소나무 11,602 그루를 심는 것과 같은 효과를 가지게 된다.

상기 에너지 절약 효과에 기술한 바와 같이 전전동식 블로우 몰딩 머신 1대가 기존 유압식 기계 1대를 대체할 때마다 전기 소비량은 최소 연간 [210,000kW] 이상을, 금액으로는 [12,000,000원] 이상을 절약할 수 있다. 약 2,900대로 추정되는 전동식 대체 가능한 유압식 블로우 몰딩 머신 전량이 전전동식으로 교체된다면 전기 소비량은 최소 연간 [609,452,400kW] 이상을, 금액으로는 [348억원] 이상을 절약할 수 있다.

또한, 유압식 기계 1대당 유압 작동유가 약 200L 이상 사용되며 이를 연간 1회 이상 전량 교체하기에 연간 발생되는 폐 유압작동유 [200L * 2,900대 = 580,000L]의 발생을 근본적으로 사라지게 함으로써 환경 보존에 이바지하게 된다.

교체를 위해 수거되는 폐 유압작동유의 경우 재활용 등의 과정을 거치게 되지만 기름 유출에 따른 손실량도 상당량 되며 이러한 기름은 대부분 자연 속에 그대로 방출되기에 그 위험성은 매우 크다고 할 수 있지만, 본 발명의 전동식을 채용함으로 인하 이러한 위험성은 크게 감소될 수 있다.

모든 업계와 마찬가지로 블로우 몰딩 제품 생산자 또한 원가 절감에 대한 필요성을 점차 크게 느끼고 있다. 플라스틱 원료의 경우 국제 유가 상승에 따라 가격이 오르고 있으며 이에 따라 제품 원가를 줄이기 위한 많은 자구책을 펼치고 있는데, 전전동식 블로우 몰딩 머신의 경우 생산원가에서 큰 몫을 차지하는 전기료를 절약해 준다. 이와 동시에 유압식 기계 대비 기계적 결함의 가능성이 줄어들게 됨에 따라 유지보수에 따른 추가적인 비용 및 생산 중단의 가능성이 획기적으로 감소할 수 있. 또한 각 동작에 있어 정밀한 설정이 가능해짐에 따라 제품 생산 중 불량품의 발생을 줄일 수 있으며 이는 곧 제품 원가 절감으로 이어지게 된다.

또한, 제품 생산을 위한 근로자의 안전사고 위험성이 줄어들어 사회적 비용이 절약된다. 유압식 기계의 경우 고질적인 누유 현상으로 인해 작업장 바닥이 기름으로 오염되는 경우가 많으며, 이로 인해 전도사고 발생 위험이 상존하며 작동 중 기계 내부의 누유를 막기 위해 작업자가 기계 내부로 들어가야 하는 경우도 적지않게 있는 반면, 본 발명의 전전동식 기계의 경우 유압 작동유의 사용이 없으며 이로 인해 작업자가 위험한 상황에 빠질 가능성이 상대적으로 적은 장점이 있다.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

다시 말해, 본 발명의 몰드 클로즈 리테이닝 구조 및 몰딩 머신에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이라는 점을 이해하여야 할 것이다.

2. 몰드 4. 이송 구동용 모터
10. 머신 바디 11. 결합 베이스
12. 모터 13. 로테이션 패널
14. 몰드 15. 블로우핀
16. 몰드 플레이트 16A. 프론트 몰드 플레이트
16B. 리어 몰드 플레이트 17. 가이드 서포트 바아
20. 리테이닝 유닛 22. 지지 베이스부
24. 리테이닝 링크부 24A. 제1스틱 작동 링크
24B. 제2스틱 작동 링크 24C. 제3스틱 작동 링크
26. 커넥션부 28. 판스프링
28A. 탄성 작용부

Claims (10)

1. 몰드(2)의 캐비티(3) 내부에 제품이 투입되어 성형시 상기 몰드(2)의 캐비티(3) 내부에서 상기 제품이 성형되도록 지지하는 몰드 클로즈 리테이닝 구조에 있어서,
   상기 몰드(2)를 지지하도록 배치되는 몰드 플레이트(16)에 구비되어 상기 몰드(2) 내부의 상기 캐비티(3)로 성형 재료가 투입되어 성형될 때에 상기 몰드 플레이트(16)에 의해 상기 몰드(2)의 클로즈 상태를 지지하기 위한 탄성력을 가하는 리테이닝 유닛(20);을 포함하는 것을 특징으로 하는 몰드 클로즈 리테이닝 구조.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 리테이닝 유닛(20)은, 몰딩 머신에 장착되는 상기 몰드(2)의 클로즈 상태 유지를 위한 기저부인 지지 베이스부(22)와, 상기 지지 베이스부(22)에 이동 가능하게 지지되며 상기 몰딩 머신에 구비된 모터(12)의 모터축에 연결되어 있는 리테이닝 링크부(24)에 연결된 커넥션부(26)와, 상기 지지 베이스부(22)와 상기 커넥션부(26) 사이에 개재되어 상기 몰드(2)의 클로즈 상태를 유지하도록 탄성력을 작용시키는 프레싱 탄성체;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 몰드 클로즈 리테이닝 구조.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 프레싱 탄성체는 양면을 구비한 판스프링(28)으로 이루어지며, 상기 판스프링(28)은 양면 중에서 한쪽 면 방향으로 볼록하게 튀어나온 탄성 작용부(28A)를 구비한 단면 형상으로 구성되며, 상기 판스프링(28)의 상기 탄성 작용부(28A)에 의해 상기 지지 베이스부(22)에서 상기 커넥션부(26)를 전진시키는 탄성력을 가하여 상기 몰드(2)의 클로즈 상태 유지를 위한 탄성 가압력이 작용하는 것을 특징으로 하는 몰드 클로즈 리테이닝 구조.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 판스프링(28)은 상기 한쪽 면 방향으로 볼록하게 튀어나온 상기 탄성 작용부(28A)끼리 서로 마주하도록 대칭으로 배치되어, 상기 한 쌍의 판스프링(28)에 의한 판스프링 세그먼트를 구성하며, 판스프링 세그먼트가 상기 지지 베이스부(22)와 상기 커넥션부(26) 사이의 탄성 작용 스페이스(22a)에 개재된 것을 특징으로 하는 몰드 클로즈 리테이닝 구조.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 판스프링 세그먼트는 상기 탄성 작용 스페이스(22a)에 상기 판스프링(28)의 갯수가 가감되어 설치되도록 구성된 것을 특징으로 하는 몰드 클로즈 리테이닝 구조.
   
6. 내부에 제품 성형을 위한 캐비티(3)를 구비한 몰드(2)가 머신 바디(10)에 장착되어 클로즈된 상태에서 상기 몰드(2) 내부의 캐비티(3)에서 상기 제품이 성형되도록 하는 몰딩 머신에 있어서,
   상기 머신 바디(10)에 구비된 모터(12)와;
   상기 모터(12)의 모터축에 연결됨과 동시에 상기 머신 바디(10)에 회동 작동 가능하게 구비되며 상기 모터(12)를 기준으로 양쪽 위치에 대칭되도록 배치된 한 쌍의 리테이닝 링크부(24)와;
   상기 머신 바디(10)에 서로 마주하도록 배치되며 상기 머신 바디(10)를 기준으로 서로에 대해 근접되거나 멀어지도록 구성된 한 쌍의 몰드 플레이트(16)와;
   상기 몰드 플레이트(16)와 상기 리테이닝 링크부(24)에 연결되어 상기 몰드(2)를 지지하도록 배치된 상기 몰드 플레이트(16)측에 구비됨과 동시에 상기 몰드 플레이트(16) 사이에 배치된 상기 몰드(2) 내부의 상기 캐비티(3)로 성형 재료가 투입되어 성형될 때에 상기 몰드 플레이트(16)에 의해 상기 몰드(2)의 클로즈 상태가 유지되도록 탄성력을 가하는 리테이닝 유닛(20);을 포함하는 것을 특징으로 하는 몰딩 머신.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 리테이닝 링크부(24)는, 상기 모터(12)의 상기 모터축에 구비된 로테이션 패널(13)에 기단부가 힌지부(H)를 매개로 연결되어 상기 모터(12)의 양쪽 방향으로 배치된 한 쌍의 제1스틱 작동 링크(24A)와, 상기 제1스틱 작동 링크(24A)의 선단부에 힌지부(H)를 매개로 기단부측이 연결됨과 동시에 상기 머신 바디(10)에 힌지부(H)를 매개로 결합되어 상기 모터(12)의 양쪽 위치에 상하 방향으로 배치된 한 쌍의 제2스틱 작동 링크(24B)와, 상기 제2스틱 작동 링크(24B)의 선단부에 힌지부(H)를 매개로 기단부가 연결되며 선단부는 상기 리테이닝 유닛(20)에 연결되어 상기 한 쌍의 몰드 플레이트(16) 외측면 위치에 배치된 한 쌍의 제3스틱 작동 링크(24C)를 포함하는 것을 특징으로 하는 몰딩 머신.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 리테이닝 유닛(20)은, 상기 머신 바디(10)에 구비된 상기 한 쌍의 몰드 플레이트(16)의 외측면에 결합된 지지 베이스부(22)와, 상기 지지 베이스부(22)에 상대 이동 가능하게 지지되며 그 선단부가 상기 제3스틱 작동 링크(24C)의 선단부에 힌지부(H)를 매개로 연결된 커넥션부(26)와, 상기 지지 베이스부(22)와 상기 커넥션부(26) 사이에 개재되어 상기 커넥션부(26)와 상기 제3스틱 작동 링크(24C)가 일직선 형태로 펼쳐진 스틱 상태에서 상기 몰드(2)의 클로즈 상태를 유지하도록 탄성력을 작용시키는 프레싱 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 몰딩 머신.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 지지 베이스부(22)는 내부에 탄성 작용 스페이스(22a)가 구비된 박스체 형상으로 구성되고, 상기 커넥션부(26)는 그 기단부측 외주면이 상기 지지 베이스부(22)의 상기 탄성 작용 스페이스(22a)에 내장되어 상기 지지 베이스부(22)에서 슬라이드 가능한 링크 구조이며, 상기 프레싱 탄성체는 양면을 구비한 판스프링(28)으로 이루어지며, 상기 판스프링(28)은 양면 중에서 한쪽 면 방향으로 볼록하게 튀어나온 탄성 작용부(28A)를 구비한 단면 형상으로 구성되어 상기 지지 베이스부(22)와 상기 커넥션부(26) 사이의 상기 탄성 작용 스페이스(22a)에 개재된 것을 특징으로 하는 몰딩 머신.
   
10. 제6항에 있어서,
    상기 모터(12)는 서보모터로 구성된 것을 특징으로 하는 몰딩 머신.

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