KR101520922B1 - 사출성형기의 밸브 모터장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사출 성형기의 밸브 모터장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 사출 성형기의 밸브 모터장치에는, 적어도 하나 이상의 금형에 원료를 주입하기 위하여 선택적으로 개폐되는 밸브 핀을 구동하는, 사출성형기의 밸브 모터장치에 있어서, 고정자가 구비되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되며, 상기 고정자와 작용하여 회전 가능하게 제공되는 회전자; 상기 회전자의 내측에 결합되는 회전축; 상기 회전축의 내부에 결합되며, 상기 회전축의 회전에 따라 직선 이동하는 스크류가 구비되는 스크류 어셈블리; 및 상기 회전축의 일측에 결합되며, 상기 회전축의 회전량 또는 회전각도를 감지하기 위한 감지장치를 구비하는 제어장치가 포함된다.

Description

사출성형기의 밸브 모터장치 {A valve motor device for an ejection molding apparatus}
본 발명의 실시예는 사출성형기의 밸브 모터장치에 관한 것이다.
일반적으로 사출 성형기는 열가소성의 원료를 가열 용융해서 노즐로부터 금형으로 높은 압력을 이용해 사출하는 공정을 통해 다양한 부품을 대량으로 제조 생산하도록 성형하는데 사용한다. 상기 사출성형기에는, 노즐등과 같이 원료를 주입하도록 구성되는 사출장치와 함께 원료의 주입 여부에 따라 노즐을 개방하거나 폐쇄할 수 있도록 구성되는 밸브장치가 포함될 수 있다.
도 1은 종래의 사출성형기의 구성을 보여준다.
종래의 사출성형기에는, 소정의 위치에 고정되는 고정 금형(2) 및 상기 고정금형(2)을 향하여 이동 가능하게 배치되는 이동 금형(3)이 포함된다. 상기 이동 금형(3)이 상기 고정 금형(2)에 결합되도록 이동된 상태에서, 상기 고정 금형(2)과 이동 금형(3)의 사이에는, 사출에 의하여 제작되는 물품의 형상에 대응하는 사출부(8)가 형성된다. 상기 사출부(8)에 소정의 원료가 주입되어, 상기 물품의 형상이 구현될 수 있다.
상기 고정 금형(2)에는, 수지 형태의 원료가 공급되는 원료 공급부(4)와, 상기 원료 주입부(4)에서 주입된 원료가 유동하는 유로부(5) 및 상기 유로부(5)와 연통되며 상기 사출부(8)를 향하여 연장되는 노즐부(6)가 포함된다. 그리고, 상기 노즐부(6)의 단부에는, 상기 사출부(8)를 향하여 원료가 주입되도록 하는 주입공(7)이 형성된다.
상기 노즐부(6)의 내부에는, 직선 이동 가능하게 제공되며 상기 주입공(7)을 선택적으로 개폐하는 "밸브" 또는 "밸브 장치"로서의 밸브 핀(9)이 제공된다.
상기 고정 금형(2)에는, 상기 밸브 핀(9)의 이동을 위하여 구동력을 제공하는 모터장치(10)가 더 포함된다. 상기 모터장치(10)에는, 고정자 및 회전자를 포함하는 구동부와, 상기 회전자와 함께 회전 가능하게 제공되는 회전축(11)이 포함된다.
그리고, 상기 모터장치(10)에는, 상기 회전축(11)에 결합되는 커플러(12) 및 상기 커플러(12)와 밸브 핀(9)을 연결하는 핀 홀더(13)가 더 포함된다. 상기 커플러(12)와 핀 홀더(13)는 나사 결합되며, 상기 커플러(12)가 소정 방향으로 회전되는 과정에서, 상기 핀 홀더(13)는 직선 이동될 수 있다.
즉, 상기 회전축(11)의 회전운동은 상기 커플러(12) 및 핀 홀더(13)를 통하여 직선 운동으로 변환되며, 상기 핀 홀더(13)에 결합된 밸브 핀(9)은 상기 핀 홀더(13)와 함께 직선 이동될 수 있다.
도 1은 상기 밸브 핀(9)이 상기 주입공(7)을 닫고 있는 모습을 보여준다. 이 상태에서, 상기 모터 장치(10)가 구동하여 상기 회전자가 소정 방향으로 회전하면, 상기 커플러(12)와 핀 홀더(13)의 동력 전달에 의하여 상기 밸브 핀(9)은 도 1을 기준으로, 상방으로 이동할 수 있다.
상기 밸브 핀(9)이 상방으로 이동하면, 상기 주입공(7)은 개방될 수 있고, 개방된 주입공(7)을 통하여 상기 사출부(8)에 원료가 주입될 수 있다.
이러한 종래의 사출 성형기에 의하면, 상기 모터 장치의 회전운동을 상기 밸브 핀의 직선운동으로 변환하기 위하여 커플러 및 핀 홀더가 별도로 필요하게 되고, 상기 커플러 및 핀 홀더에 의하여 상기 모터장치의 부피가 커지게 된다.
그리고, 상기 모터장치의 부피가 증가함으로써, 상기 모터장치를 수용하는 고정 금형의 크기가 증가하여 금형에 소용되는 재료비가 증대되는 문제점이 있었다.
한편, 종래에는 사출 성형기와 관련한 출원이 개시된 바 있다 (출원번호 10-2004-0093581, 발명의 명칭 : 사출 금형의 핫 런너 밸브 게이트 개폐장치,이하 종래 문헌).
상기 종래 문헌에 따른 밸브 게이트 개폐장치에는, 롤러(92), 스프링(100) 및 슬라이더(110)와 같은 복잡한 구조가 필요하게 되고, 이에 따라 제조 비용이 많이 들고 작동 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 간단한 구조로 작동 신뢰성이 개선될 수 있는 사출 성형기의 밸브 모터장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 사출 성형기의 밸브 모터장치에는, 적어도 하나 이상의 금형에 원료를 주입하기 위하여 선택적으로 개폐되는 밸브 핀을 구동하는, 사출성형기의 밸브 모터장치에 있어서, 고정자가 구비되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되며, 상기 고정자와 작용하여 회전 가능하게 제공되는 회전자; 상기 회전자의 내측에 결합되는 회전축; 상기 회전축의 내부에 결합되며, 상기 회전축의 회전에 따라 직선 이동하는 스크류가 구비되는 스크류 어셈블리; 및 상기 회전축의 일측에 결합되며, 상기 회전축의 회전량 또는 회전각도를 감지하기 위한 감지장치를 구비하는 제어장치가 포함된다.
또한, 상기 감지장치에는, 상기 회전축에 구비되는 마그넷; 및 상기 마그넷의 외측에 배치되며, 상기 마그넷의 회전량 또는 회전각도를 감지하기 위한 마그넷 감지부가 포함된다.
또한, 상기 회전축에는, 상기 스크류 어셈블리가 수용되는 함몰부가 형성되고, 상기 스크류 어셈블리에는, 상기 함몰부에 고정되며, 상기 스크류의 외측에 결합되는 너트부가 더 포함된다.
또한, 상기 너트부의 내주면에는, 제 1 나사산이 형성되고, 상기 스크류의 외주면에는 상기 제 1 나사산과 연동하여, 상기 스크류의 직선 이동을 가이드 하는 제 2 나사산이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스크류를 관통하도록 배치되는 체결 핀; 및 상기 체결 핀의 이동을 가이드 하는 절개부를 가지는 체결 가이드부가 더 포함된다.
또한, 상기 체결 핀은 상기 스크류의 연장 방향에 수직한 방향으로 연장되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전축의 단부에 함몰된 형상을 가지도록 형성되는 결합부가 더 포함되며, 상기 마그넷은 상기 결합부에 장착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어장치에는, 상기 마그넷 감지부가 설치되는 기판; 및 상기 기판을 상기 하우징의 일측에 장착하기 위한 기판 장착부가 포함되며, 상기 기판 장착부에는, 상기 마그넷과 마그넷 감지부가 서로 대향하도록 하는 관통공이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스크류의 단부에는 스토퍼가 구비되며, 상기 함몰부의 일면에는, 상기 스크류가 직선 이동하는 과정에서 상기 스토퍼와 간섭되는 스토퍼 간섭부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스크류에는, 상기 밸브 핀이 결합되는 나사산을 구비하는 밸브핀 결합부가 더 포함되며, 상기 밸브핀 결합부에는, 상기 체결 핀을 상기 스크류에 고정하기 위한 고정부재가 결합되는 것을 특징으로 한다.
다른 측면에 따른 사출 성형기의 밸브 모터장치에는, 금형에 원료를 주입하기 위하여 주입공을 개폐하는 밸브 핀을 구동하기 위한, 사출성형기의 밸브 모터장치에 있어서, 코일을 가지는 고정자가 구비되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되며, 상기 고정자와 작용하여 회전 가능하게 제공되는 회전자; 상기 회전자의 내측에 결합되는 회전축; 상기 회전축의 내부에 고정되어, 상기 회전축과 함께 회전하는 너트부; 상기 너트부의 내측에 나사 결합되어 직선 이동 가능하게 제공되며, 상기 밸브 핀에 결합되는 스크류; 상기 회전축의 일측 단부에 설치되는 마그넷; 상기 마그넷에 대향하는 위치에 배치되어 상기 마그넷의 회전량 또는 회전각도를 감지하는 마그넷 감지부; 및 상기 회전축이 회전하면, 상기 마그넷의 회전량 또는 회전각도에 대응하여, 상기 스크류의 직선 이동거리를 결정하는 제어부가 포함된다.
또한, 상기 코일에 전원을 공급하는 전원 공급부가 더 포함되며, 상기 제어부는, 상기 결정된 스크류의 직선 이동거리에 따라, 상기 전원 공급부의 온 또는 오프를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 밸브 핀이 상기 주입공을 개방하도록 상기 스크류의 이동이 이루어진 후 경과된 시간을 적산하는 타이머가 더 포함된다.
또한, 상기 스크류에 관통 결합되는 체결 핀; 및 상기 체결 핀이 삽입되는 절개부를 가지는 체결 가이드부가 더 포함된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 회전축의 내부에 스크류 어셈블리가 수용되고 회전축의 회전에 따라 스크류가 안정적으로 직선 이동될 수 있다는 효과가 있다.
상세히, 회전축에 결합되는 너트부와 상기 너트부에 나사 결합되는 스크류가 포함되며, 상기 스크류에 구비되는 스크류 체결부재가 베어링 커버의 체결 가이드부에 의하여 가이드 될 수 있으므로, 상기 스크류가 직선 이동하는 과정에서 흔들림이 발생하거나 의도치 않게 회전되는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 스크류에 밸브 핀이 직접 연결될 수 있으므로, 상기 밸브 핀이 상기 스크류와 함께 직선 이동될 수 있으므로 모터 장치의 크기가 컴팩트해질 수 있다는 장점이 있다.
그리고, 상기 모터 장치가 컴팩트해짐에 따라, 상기 모터 장치가 설치되는 금형의 크기가 작아질 수 있으며, 이에 따라 금형의 제작에 필요한 재료비가 절감되는 효과가 있다.
또한, 상기 회전축에 수용되는 스크류의 단부에는 스토퍼가 제공되므로, 상기 스크류가 직선 이동되는 과정에서 회전축의 함몰부와 스크류의 단부간에 간섭이 발생되어 상기 회전축 또는 스크류가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 회전축의 단부에 마그넷이 제공되고, 상기 마그넷을 대향하는 위치에는 상기 마그넷의 회전값 또는 회전량을 감지하는 마그넷 감지부가 구비되므로, 상기 마그넷의 회전값에 따라 상기 모터 장치의 구동을 정밀하게 제어할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 종래의 모터장치가 구비되는 사출 성형기의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 밸브 모터장치의 외관을 보여주는 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 밸브 모터장치의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 밸브 모터장치의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 밸브 모터장치의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 밸브 모터장치의 작용 모습을 보여주는 단면도이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 밸브 모터장치의 외관을 보여주는 도면이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 밸브 모터장치의 구성을 보여주는 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 밸브 모터장치의 구성을 보여주는 단면도이다.
본 실시예에 따른 사출 성형기는 도 1에서 설명한 구성을 원용하며, 다만 모터장치의 구성에 있어서만 종래기술과 차이점이 있음을 미리 밝혀둔다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 밸브 모터장치(100, 이하 모터장치)에는, 고정자(112,stator)가 배치되는 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 전방에 배치되며 회전자(122,rotor)가 회전 가능하게 결합되는 전면 커버(120) 및 상기 하우징(110)의 후방에 배치되며 제어장치(150)가 결합되는 후면 커버(130)가 포함된다.
상기 고정자(112)와 회전자(122)를 합하여, "구동부"라 이름한다.
본 명세서의 전반에 있어서, "전방" 또는 "전단"과 같이 앞쪽을 나타내는 방향은 모터장치로부터 밸브 핀을 향하는 방향을 의미하며, "후방" 또는 "후단"과 같이 뒷쪽을 나타내는 방향은 상기 "전방" 및 "전단"의 반대 방향으로서 이해될 수 있다.
상세히, 상기 하우징(110)은 상기 고정자(112)가 내부에 수용될 수 있도록 원통 또는 다각통의 형상을 가진다. 상기 하우징(110)의 전단부 및 후단부는 회전축(140)이 관통할 수 있도록 개구되도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 고정자(112)에는 전원이 인가되는 코일이 포함될 수 있다.
상기 전면 커버(120)는 상기 하우징(110)의 전방에 결합된다. 그리고, 상기 전면 커버(120)에는, 상기 회전축(140)이 관통할 수 있는 제 1 커버 관통공(121)이 형성된다.
상기 회전자(122)는 상기 전면 커버(120)로부터 후방으로 연장되며 상기 하우징(110)의 내부에 수용될 수 있다. 그리고, 상기 회전자(122)는 상기 고정자(112)의 내측에 회전 가능하게 배치된다. 상기 고정자(112)의 코일에 전원이 인가되면, 상기 회전자(122)에는 전자기력이 작용하여 소정 방향으로 회전될 수 있다. 상기 고정자(112)는 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전되도록 구성될 수 있다(정역회전).
상기 고정자(112)의 내측에는, 회전축(140)이 결합된다. 상기 회전축(140)은 상기 고정자(112)와 함께 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전될 수 있다.
상기 회전축(140)의 양단부에는, 상기 회전축(140)을 지지하는 복수의 베어링(127,128)이 제공된다. 상기 복수의 베어링(127,128)에는, 상기 회전축(140)의 후단부에 제공되는 제 1 베어링(127) 및 전단부에 제공되는 제 2 베어링(128)이 포함된다.
상세히, 상기 제 1 베어링(127)은 상기 회전자(122)의 전측에서 상기 회전축(140)을 둘러싸도록 배치되며, 상기 제 2 베어링(128)은 상기 회전자(122)의 후측에서 상기 회전축(140)을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
그리고, 상기 제 1 베어링(127)은 상기 후면 커버(130)의 내측에 지지되며, 상기 제 2 베어링(128)은 상기 전면 커버(120)의 내측에 지지될 수 있다.
상기 회전축(140)의 외면에는, 상기 회전자(122)와 제 2 베어링(128)을 이격시키는 스페이서(124)가 제공된다. 상기 스페이서(124)는 링 형상을 가지며, 상기 회전축(140)의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배치된다.
상기 회전축(140)에는, 스크류 어셈블리(160)가 수용되는 함몰부(141)가 형성된다. 상기 함몰부(141)는 상기 회전축(140)의 전방부로부터 후방을 향하여 함몰하도록 형성된다.
상기 스크류 어셈블리(160)에는, 상기 함몰부(141)에 결합되는 너트부(161) 및 상기 너트부(161)에 나사 결합되는 스크류(163)가 포함된다. 상기 너트부(161)는 상기 스크류(163)의 외측에 결합될 수 있다.
상기 너트부(161)의 단부에는 너트 플랜지부(168)가 형성되며, 상기 회전축(140)의 내측에는 상기 너트 플랜지부(168)를 지지하는 축 플랜지부(148)가 형성된다. 상기 축 플랜지부(148)는 상기 함몰부(141)로부터 내부 방향으로 돌출되도록 구성되며, 상기 너트 플랜지부(168)에 결합될 수 있다.
상기 너트부(161)의 내주면에는, 제 1 나사산(161a)이 형성된다. 그리고, 상기 스크류(163)의 외주면에는 상기 제 1 나사산(161a)에 연동하는 제 2 나사산(163a)이 형성된다.
상기 너트부(161)는 상기 회전축(140)에 결합되므로, 상기 회전축(140)의 회전에 따라 상기 회전축(140)과 동일한 방향으로 회전될 수 있다. 그리고, 상기 너트부(161)가 회전되면, 상기 제 1 나사산(161a)과 제 2 나사산(163a)이 연동하여 상기 스크류(163)는 전방 또는 후방으로 직선 운동한다.
일례로, 상기 회전축(140) 및 너트부(161)가 시계 방향으로 회전하면 상기 스크류(163)는 후방으로 이동하며, 상기 회전축(140) 및 너트부(161)가 반시계 방향으로 회전하면 상기 스크류(163)는 전방으로 이동될 수 있다.
상기 모터장치(100)에는, 상기 스크류(163)에 관통하여 결합되는 체결 핀(165)이 더 포함된다. 상기 체결 핀(165)은 상기 스크류(163)의 관통홀(163d)를 관통하여 연장될 수 있다. 상기 관통홀(163d)는 상기 스크류(163)의 내부에서 상하 방향으로 연장될 수 있다.
그리고, 상기 체결 핀(165)이 연장되는 방향은, 상기 스크류(163)의 연장방향에 대하여 대락 수직한 방향을 형성할 수 있다.
상기 체결 핀(165)의 전방에는, 상기 체결 핀(165)을 상기 스크류(163)에 고정하기 위한 고정부재(166)가 제공된다. 상기 고정부재(166)는 나사 부재로 구성되어, 밸브핀 결합부(163c)에 나사 결합될 수 있다.
상기 스크류(163)의 전방에는, 상기 모터장치(100)의 전면 외관을 형성하는 베어링 커버(170)가 배치된다. 그리고, 상기 모터장치(100)에는, 상기 베어링 커버(170)로부터 후방으로 돌출되는 체결 가이드부(172)가 제공된다.
상기 체결 가이드부(172)에는, 상기 체결 핀(165)이 삽입되는 절개부(172a)가 형성될 수 있다. 상기 절개부(172a)는 상기 체결 가이드부(172)의 적어도 일부분이 절개되어 형성되며, 상기 체결 가이드부(172)의 상단부 및 하단부에 형성될 수 있다.
상기 스크류(163)가 전방 또는 후방으로 이동되는 과정에서, 상기 체결 핀(165)은 상기 절개부(172a)의 내측에 삽입되어 이동될 수 있다.
상기 체결 핀(165)이 상기 체결 가이드부(172)를 따라 이동되고 이에 따라 상기 스크류(163)의 이동이 가이드 될 수 있으므로, 상기 스크류(163)가 회전되거나 요동치는 현상을 방지할 수 있다.
상기 스크류(163)에는, 상기 스크류(163)가 직선 이동되는 과정에서, 상기 스크류(163)와 회전축(140)의 간섭을 방지하기 위한 스토퍼(167)가 결합된다. 그리고, 상기 스크류(163)에는, 상기 스토퍼(167)가 장착되는 장착홈(163b)이 형성된다. 상기 장착홈(163b)은 상기 스크류(163)의 후단부로부터 전방을 향하여 함몰되도록 구성된다.
상기 스토퍼(167)는 상기 스크류(163)의 후단부로부터 전방으로 약간 돌출되도록 구성된다. 그리고, 상기 스토퍼(167)는 충격의 흡수이 용이한 소재, 일례로 탄성 변형이 가능한 소재로 구성될 수 있다.
상기 회전축(140)에는, 상기 스토퍼(167)와 접촉이 가능한 스토퍼 간섭부(144)가 포함된다. 상기 스토퍼 간섭부(144)는 상기 함몰부(141)의 일면을 구성하며, 상기 스크류(163)가 후방으로 이동될 때 상기 스크류(163)와 접촉되도록 구성될 수 있다.
상기 스크류(163)의 전방부에는, 상기 밸브 핀(9)이 결합되는 밸브핀 결합부(163c)가 형성된다. 상기 밸브핀 결합부(163c)는 스크류(163)의 전단부로부터 후방으로 함몰되도록 형성되며, 상기 밸브 핀(9)과 나사 결합될 수 있도록 나사산이 형성될 수 있다. 상기 밸브 핀(9)은 상기 밸브핀 결합부(163c)에 결합되어, 상기 주입공(7) 측으로 연장될 수 있다.
다만, 다른 실시예로서, 상기 밸브핀 결합부(163c)에는 별도의 홀더가 결합되고, 상기 밸브 핀(9)은 상기 홀더에 결합될 수도 있을 것이다.
상기 회전축(140)에는, 마그넷(125)이 결합될 수 있다.
상세히, 상기 모터장치(100)에는, 자성을 가지며 상기 회전축(140)과 함께 회전 가능한 마그넷(125) 및 상기 마그넷(125)을 상기 회전축(140)에 고정하기 위한 마그넷 홀더(126)가 포함된다.
그리고, 상기 회전축(140)에는, 상기 마그넷 홀더(126)가 결합되는 결합부(142)가 형성된다. 상기 결합부(142)는 상기 회전축(140)의 후단부에 함몰되도록 형성된다. 상기 마그넷 홀더(126)가 상기 결합부(142)에 장착되면, 상기 마그넷(125)은 상기 제어장치(150)를 바라보도록 위치될 수 있다.
상기 후면 커버(130)에는, 상기 회전축(140)이 삽입되는 제 2 커버 관통공(131)이 형성된다. 상기 제 2 커버 관통공(131)은 상기 후면 커버(130)의 전면으로부터 후면까지 관통하여 형성된다.
그리고, 상기 후면 커버(130)에는, 제어장치(150)가 안착되는 안착부(132)가 형성된다. 상기 안착부(132)는 상기 제 2 커버 관통공(131)의 외측을 따라 편평한 면을 가지도록 구성된다.
상세히, 상기 제어장치(150)에는, 기판(151) 및 상기 기판(151)을 상기 후면 커버(130)에 장착하기 위한 기판 장착부(152)가 포함된다. 그리고, 상기 기판(151)에는, 상기 마그넷(125)의 회전량 또는 회전각도를 감지하는 마그넷 감지부(155)가 제공될 수 있다. 상기 마그넷 감지부(155)는 칩(chip)의 형태로 상기 기판(151)에 설치될 수 있다.
상기 마그넷(125)과 마그넷 감지부(155)를 합하여, "감지장치"라 이름한다.
상기 기판 장착부(152)는 상기 안착부(132)에 결합된다. 상기 기판 장착부(152)가 안정적으로 고정될 수 있도록, 상기 안착부(132)는 편평한 면을 가지도록 구성된다.
그리고, 상기 기판 장착부(152)에는, 상기 마그넷(125)이 상기 마그넷 감지부(155)에 노출될 수 있도록 관통공(153)이 형성된다. 상기 관통공(153)에 의하여, 상기 기판 장착부(152)는 대략 링 형상을 가지도록 구성된다. 즉, 상기 마그넷(125)과 마그넷 감지부(155)는 상기 관통공(153)을 통하여, 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 밸브 모터장치의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제어장치(150)에는, 상기 고정자(112)의 코일에 전원을 인가하기 위하여 전원 공급부(159)의 온 또는 오프를 제어하는 제어부(158) 및 상기 마그넷(125)의 회전량 또는 회전 각도를 감지하여 상기 제어부(158)에 전달하는 마그넷 감지부(155)가 포함된다.
상기 전원 공급부(159)는 상기 코일에 양방향의 전류를 공급할 수 있다. 일례로, 상기 전원 공급부(159)가 상기 코일에 일방향의 전류를 공급하면 상기 구동부(112,122)는 정회전하고, 타방향의 전류를 공급하면 상기 구동부(112,122)는 역회전 될 수 있다.
상기 모터장치(100)에는, 상기 밸브 핀(9)이 상기 주입공(7)을 개방하도록 상기 스크류(163)의 이동이 이루어진 후 경과된 시간을 적산하는 타이머(180)가 더 포함된다.
본 발명의 실시예에 따른 제어적인 작용에 대하여 간단히 설명한다.
상기 전원 공급부(159)을 통하여 고정자(112)의 코일에 전원이 인가되면, 전자기장에 의하여 상기 회전자(122)에 회전력이 부여된다. 상기 회전자(122)가 소정 방향으로 회전되면, 상기 회전축(140) 및 너트부(161)가 일체로 회전될 수 있다.
상기 너트부(161)의 회전에 따라, 상기 제 1 나사산(161a)과 제 2 나사산(163a)이 연동하면, 상기 스크류(163)는 전방 또는 후방으로 이동될 수 있다.
한편, 상기 마그넷(125)은 상기 회전축(140) 및 너트부(161)와 함께 회전된다. 따라서, 상기 마그넷(125)의 회전량 또는 회전각도는 상기 회전축(140) 및 너트부(161)의 회전량 또는 회전각도에 대응될 수 있으며, 이는 상기 마그넷 감지부(155)에 의하여 감지될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 마그넷(125)과 마그넷 감지부(155)는 상기 기판(151)의 관통공(153)을 사이에 두고 서로 마주보도록 배치되므로, 상기 마그넷(125)의 회전량 또는 회전각도는 상기 마그넷 감지부(155)에 의하여 용이하게 감지될 수 있다.
그리고, 상기 너트부(161)의 회전량 또는 회전각도는 상기 제어부(158)에 의하여 상기 스크류(163)의 직선 이동거리로서 환산될 수 있다.
결국, 상기 마그넷(125)의 소정의 회전량 또는 회전각도가 감지되면, 상기 스크류(163)의 이동거리를 환산할 수 있고, 이에 따라 상기 밸브 핀(9)의 이동거리에 대한 정보를 획득할 수 있다.
상기 밸브 핀(9)이 상기 주입공(7)의 개방 또는 폐쇄를 위하여 정해진 거리를 이동하면 상기 전원 공급부(159)를 통한 전원 공급이 중단되고 상기 구동부(112,122)의 구동이 정지될 수 있다.
그리고, 상기 구동부(112,122)의 구동이 정지된 상태에서 경과된 시간은 상기 타이머(180)에 의하여 적산되며, 적산된 시간이 설정시간에 도달하면 상기 구동부(112,122)가 다시 구동되어 상기 밸브 핀(9)의 이동을 위한 제어가 다시 수행될 수 있다.
즉, 상기 밸브 핀(9)이 상기 주입공(7)을 개방하도록 이동한 이후 설정시간이 경과하면, 상기 밸브 핀(9)이 상기 주입공(7)을 폐쇄하도록 이동될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 밸브 모터장치의 작용 모습을 보여주는 단면도이다.
도 1, 도 5 및 도 7을 함께 참조하면, 상기 구동부(112,122)가 구동되면, 상기 회전축(140) 및 너트부(161)는 소정 방향으로 회전하며, 이에 따라 상기 스크류(163)는 전방 또는 후방으로 이동된다.
일례로, 상기 너트부(161)가 시계방향으로 회전하면 상기 스크류(163)는 후방으로 이동할 수 있고, 상기 너트부(161)가 반시계 방향으로 회전하면 상기 스크류(163)는 전방으로 이동할 수 있다.
그리고, 상기 너트부(161)의 이동거리는, 상기한 바와 같이, 상기 마그넷(125)의 회전량 또는 회전각도에 대응하여 결정될 수 있다.
일례로, 구동부(112,122)를 정회전 또는 역회전 시키면 상기 너트부(161)는전방 또는 후방으로 이동되며, 이 상태에서, 상기 마그넷(125)의 회전량 또는 회전각도가 설정량 또는 설정각도에 다다르면 상기 구동부(112,122)를 정지시킬 수 있다. 이 때, 상기 너트부(161)의 이동거리가 미리 설정된 거리에 대응된다.
상기 스크류(163)가 전방 또는 후방으로 이동되는 과정에서, 상기 체결 핀(165)은 상기 절개부(172a) 내측 공간을 따라 이동하게 된다. 즉, 상기 체결 핀(165)은 상기 체결 가이드부(172)에 의하여 가이드 되어 직선 이동될 수 있으므로, 상기 스크류(163)의 회전 또는 요동이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 상기 스크류(163)가 후방의 한계 위치까지 이동하는 경우, 상기 스토퍼(167)가 상기 회전축(140)의 함몰부(141) 일면, 즉 상기 스토퍼 간섭부(144)에 간섭될 수 있다. 따라서, 상기 스크류(163)와 회전축(140)이 직접 부딪히는 것을 방지할 수 있으므로, 상기 모터장치(100)의 반복적인 구동과정에서, 상기 스크류(163)와 회전축(140)의 간섭에 의한 파손을 방지할 수 있다.
상기 "한계 위치"라 함은, 제어적인 오차에 의하여 상기 스크류(163)의 후단부가 상기 회전축(140)의 스토퍼 간섭부(144)에 간섭되는 위치로서 이해된다.
상기 스크류(163)가 후방으로 이동하는 경우, 상기 밸브 핀(9)은 상기 주입공(7)을 개방하도록 이동될 수 있다. 상기 주입공(7)이 개방되면, 상기 유로부(5)를 유동하는 원료는 상기 주입공(7)을 통하여 상기 사출부(8)로 공급되고 소정의 형상으로 사출 성형될 수 있다.
그리고, 상기 사출부(8)에 미리 설정된 양의 원료가 공급되면, 즉 상기 밸브 핀(9)의 개방시간이 설정시간에 도달하면, 상기 구동부(112,122)는 역회전할 수 있다. 여기서, 상기 밸브 핀(9)의 개방시간은, 상기 타이머(180)에 의하여 적산될 수 있다.
상기 구동부(112,122)의 역회전에 따라, 상기 회전축(140) 및 너트부(161)는 반시계 방향으로 회전하며 이에 따라 상기 스크류(163)는 전방으로 이동될 수 있다. 상기 스크류(163)가 전방으로 이동되면, 상기 밸브 핀(9) 또한 전방으로 이동되며, 이에 따라 밸브 핀(9)은 상기 주입공(7)을 폐쇄하는 위치로 이동될 수 있다.
상기 주입공(7)이 폐쇄되면, 상기 주입공(7)을 통한 상기 사출부(8)로의 원료 공급은 중단될 수 있다.
이와 같은 구성 및 작용에 의하면, 모터장치의 구조가 간단해지므로 상기 모터 장치가 설치되는 금형의 크기가 작아지고 이에 따라 금형의 제작에 필요한 재료비가 절감되는 효과가 있다.
또한, 마그넷과 마그넷 감지부의 상호 작용에 의하여 모터 장치의 구동을 정밀하게 제어할 수 있으므로, 사출 성형기를 통한 성형품의 품질이 개선될 수 있다.
100 : 모터장치 110 : 하우징
112 : 고정자 120 : 전면 커버
122 : 회전자 125 : 마그넷
126 : 마그넷 홀더 130 : 후면 커버
132 : 안착부 140 : 회전축
141 : 함몰부 142 : 결합부
150 : 제어장치 151 : 기판
152 : 기판 장착부 153 : 관통공
155 : 마그넷 감지부 160 : 스크류 어셈블리
161 : 너트부 163 : 스크류
165 : 체결 핀 170 : 베어링 커버
172 : 체결 가이드부 172a : 절개부

Claims (14)

  1. 적어도 하나 이상의 금형에 원료를 주입하기 위하여 선택적으로 개폐되는 밸브 핀을 구동하는, 사출성형기의 밸브 모터장치에 있어서,
    고정자가 구비되는 하우징;
    상기 하우징의 내부에 배치되며, 상기 고정자와 작용하여 회전 가능하게 제공되는 회전자;
    상기 회전자의 내측에 결합되는 회전축;
    상기 회전축의 내부에 결합되며, 상기 회전축의 회전에 따라 직선 이동하는 스크류가 구비되는 스크류 어셈블리;
    상기 스크류를 관통하도록 배치되는 체결 핀;
    상기 체결 핀의 이동을 가이드 하는 절개부를 가지는 체결 가이드부; 및
    상기 회전축의 일측에 제공되며, 상기 회전축의 회전량 또는 회전각도를 감지하기 위한 감지장치를 구비하는 제어장치가 포함되는 사출성형기의 밸브 모터장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지장치에는,
    상기 회전축에 구비되는 마그넷; 및
    상기 마그넷의 외측에 배치되며, 상기 마그넷의 회전량 또는 회전각도를 감지하기 위한 마그넷 감지부가 포함되는 사출성형기의 밸브 모터장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전축에는, 상기 스크류 어셈블리가 수용되는 함몰부가 형성되고,
    상기 스크류 어셈블리에는,
    상기 함몰부에 고정되며, 상기 스크류의 외측에 결합되는 너트부가 더 포함되는 사출성형기의 밸브 모터장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 너트부의 내주면에는, 제 1 나사산이 형성되고,
    상기 스크류의 외주면에는 상기 제 1 나사산과 연동하여, 상기 스크류의 직선 이동을 가이드 하는 제 2 나사산이 형성되는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 밸브 모터장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결 핀은 상기 스크류의 연장 방향에 수직한 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 밸브 모터장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 회전축의 단부에 함몰된 형상을 가지도록 형성되는 결합부가 더 포함되며, 상기 마그넷은 상기 결합부에 장착되는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 밸브 모터장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어장치에는,
    상기 마그넷 감지부가 설치되는 기판; 및
    상기 기판을 상기 하우징의 일측에 장착하기 위한 기판 장착부가 포함되며,
    상기 기판 장착부에는,
    상기 마그넷과 마그넷 감지부가 서로 대향하도록 하는 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 밸브 모터장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 스크류의 단부에는 스토퍼가 구비되며,
    상기 함몰부의 일면에는, 상기 스크류가 직선 이동하는 과정에서 상기 스토퍼와 간섭되는 스토퍼 간섭부가 형성되는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 밸브 모터장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 스크류에는,
    상기 밸브 핀이 결합되는 나사산을 구비하는 밸브핀 결합부가 더 포함되며,
    상기 밸브핀 결합부에는, 상기 체결 핀을 상기 스크류에 고정하기 위한 고정부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 밸브 모터장치.
  11. 금형에 원료를 주입하기 위하여 주입공을 개폐하는 밸브 핀을 구동하기 위한, 사출성형기의 밸브 모터장치에 있어서,
    코일을 가지는 고정자가 구비되는 하우징;
    상기 하우징의 내부에 배치되며, 상기 고정자와 작용하여 회전 가능하게 제공되는 회전자;
    상기 회전자의 내측에 결합되는 회전축;
    상기 회전축의 내부에 고정되어, 상기 회전축과 함께 회전하는 너트부;
    상기 너트부의 내측에 나사 결합되어 직선 이동 가능하게 제공되며, 상기 밸브 핀에 결합되는 스크류;
    상기 스크류에 관통 결합되는 체결 핀;
    상기 체결 핀이 삽입되는 절개부를 가지는 체결 가이드부;
    상기 회전축의 일측 단부에 설치되는 마그넷;
    상기 마그넷에 대향하는 위치에 배치되어 상기 마그넷의 회전량 또는 회전각도를 감지하는 마그넷 감지부; 및
    상기 회전축이 회전하면, 상기 마그넷의 회전량 또는 회전각도에 대응하여, 상기 스크류의 직선 이동거리를 결정하는 제어부가 포함되는 사출성형기의 밸브 모터장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 코일에 전원을 공급하는 전원 공급부가 더 포함되며,
    상기 제어부는,
    상기 결정된 스크류의 직선 이동거리에 따라, 상기 전원 공급부의 온 또는 오프를 제어하는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 밸브 모터장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 밸브 핀이 상기 주입공을 개방하도록 상기 스크류의 이동이 이루어진 후 경과된 시간을 적산하는 타이머가 더 포함되는 사출성형기의 밸브 모터장치.
  14. 삭제
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