KR101752611B1

KR101752611B1 - 수직형 전동사출장치

Info

Publication number: KR101752611B1
Application number: KR1020160184591A
Authority: KR
Inventors: 성시웅
Original assignee: 주식회사 엠이더블유
Priority date: 2016-12-31
Filing date: 2016-12-31
Publication date: 2017-06-29

Abstract

본 발명은 수직형 전동사출장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수의 가이드로드와 플레이트를 이용해 육면체 형상의 프레임을 만들어서 형체장치부와 사출장치부 및 사출금형을 상하 수직으로 설치하고, 일부 플레이트를 가이드레일을 따라 상하로 이동가능하게 설치함으로써 형체장치부 및 사출장치부의 조립 및 분해를 용이하게 할 뿐만 아니라 사용경과에 따라 소모되는 타이밍벨트의 교체를 쉽게 할 수 있게 하여 유지관리가 편리하도록 한 수직형 전동사출장치에 관한 것이다.

Description

수직형 전동사출장치{VERTICAL-TYPE ELECTRIC INJECTION MOLDING MACHINE}

일반적으로 사출 성형기는, 가열실린더 내에서 가열되어 용융된 수지를 고압으로 사출하여 금형의 캐비티(cavity) 공간을 채우며, 캐비티 공간 내에서 냉각하여 고형화시키고 금형을 열어 성형품을 취출하도록 되어있다.

또한, 사출 성형기는 형체장치부와 사출금형을 포함하는데, 상기 형체장치부는 고정플레이트, 가동플레이트 및 서보모터를 구비하고 상기 사출금형은 사출고정금형 및 사출가동금형을 구비하여, 상기 서보모터가 가동플레이트를 진퇴시킴으로써 사출고정금형에 대하여 사출가동금형을 이동시켜 형폐, 형체 및 형개를 행할 수 있도록 되어 있다.

도 7에는 종래 기술에 따른 전동 사출장치의 일 예가 도시되어 있다. 좌측에는 가열실린더(21)가 고정되고, 가열실린더(21)의 전방 단부에 사출노즐(21a)이 배치된다. 그리고 가열실린더(21)에는 호퍼(21b)가 배치됨과 동시에, 가열실린더(21) 내에는 스크루(20)가 전, 후진 가능하게 또한 회전 가능하게 배치되며 스크루(20)의 후방 단부가 지지부재(5)에 의해 회전 가능하게 지지 된다.

상기 지지부재(5)에는 제1 서보모터(6)가 설치되며 제1 서보모터(6)의 회전은 타이밍벨트(7a)를 통하여 스크루(20)에 전달되도록 되어 있다. 사출 장치 프레임(4)에는 스크루(20)와 평행하게 나사 축(8)이 회전 가능하게 지지가 됨과 동시에, 나사축(8)의 후방 단부는 타이밍벨트(7b)를 통하여 제2 서보모터(9)에 연결되며, 제2 서보모터(9)에 의해 나사 축(8)이 회전될 수 있도록 되어있다. 그리고 나사 축(8)의 전방 단부는 지지부재(5)에 고정된 너트(5a)와 나사 결합 된다. 따라서, 제2 서보모터(9)가 구동될 때, 구동력이 타이밍벨트(7b)를 통하여 나사 축(8)에 전달되고, 나사 축(8)이 회전되는 것이 의해 너트(5a)가 축선 방향으로 이동된다.

그러나 종래의 전동사출장치는 수평으로 설치된 프레임에 형체장치부, 사출장치부 및 사출금형이 설치되는 구조이므로 조립 및 분해가 어렵다는 문제가 있었다. 또한, 지지부재에 서보모터가 고정되는 구조이므로 사용경과에 따라 소모되는 타이밍벨트를 쉽게 교체하기 어렵다는 문제가 있었다.

(0001) 대한민국 등록특허 10-0373901호 (0001) 대한민국 공개특허 10-1996-0001768호

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 주된 목적은, 다수의 가이드로드와 플레이트를 이용하여 형체장치부, 사출장치부 및 사출금형을 상하 수직으로 고정 설치하고, 상기 형체장치부와 사출장치부를 구성하는 스크루회전기구, 스크루승강기구, 노즐승강기구, 토글클램프 및 플레이트승강기구 등을 구동하기 위한 서보모터를 구비하는 수직형 전동사출장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 다수의 플레이트에 형체장치부 및 사출장치부를 구성하는 스크루회전기구, 스크루승강기구, 노즐승강기구, 토글클램프 및 플레이트승강기구를 설치하되, 지지플레이트, 제2 가동플레이트 및 제3 고정플레이트를 가이드레일을 따라 상하로 이동가능하게 설치함으로써 형체장치부 및 사출장치부의 조립 및 분해를 용이하게 하고, 사용경과에 따라 소모되는 타이밍벨트의 교체를 쉽게 할 수 있게 하여 유지관리가 편리한 수직형 전동사출장치를 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 수직형 전동사출장치는,

형체장치부, 사출장치부 및 사출금형을 포함하는 수직형 전동사출장치에 있어서,

상기 수직형 전동사출장치의 하단에서 중간까지 수직으로 설치되는 4개의 로드로 이루어지고, 그 하단에는 제1 고정플레이트가 설치되고, 상단에는 제2 고정플레이트가 고정되며, 가운데에는 제1 가동플레이트가 상하로 이동가능하게 설치되는 제1 가이드로드와;

상기 제1 가이드로드의 상부에서 상기 수직형 전동사출장치의 상단까지 수직으로 설치되는 2개의 로드로 이루어지며, 그 하단에는 상기 제2 고정플레이트가 고정되고 상단에는 제3 고정플레이트가 고정되는 제2 가이드로드와;

상기 제2 가이드로드와 평행하게 설치되는 2개의 로드로 이루어지며, 그 하단에는 지지플레이트가 고정되고 상단에는 제2 가동플레이트가 고정되며, 하단부에는 가압플레이트가 상하로 이동가능하게 설치되는 제3 가이드로드;를 포함하되,

상기 제2 가이드로드에는, 상기 제3 가이드로드에 설치된 지지플레이트, 가압플레이트 및 제2 가동플레이트가 상하로 이동가능하게 설치되고, 상기 제1 고정플레이트와 상기 제1 가동플레이트 사이에는 상기 형체장치부가 설치되고, 상기 제1 가동플레이트와 제2 고정플레이트 사이에는 상기 사출금형이 설치되며, 상기 지지플레이트와 제3 고정플레이트 사이에는 상기 사출장치부가 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제2 가이드로드와 평행하게 설치되는 가이드레일을 포함하되, 상기 가이드레일에는, 상기 지지플레이트, 제2 가동플레이트 및 제3 고정플레이트가 상하로 이동가능하게 설치된다.

상기 로드는 원형 봉으로 이루어지고, 상기 제2 가이드로드와 제3 가이드로드를 구성하는 2개의 로드는 서로 대각선 방향으로 설치된다.

상기 형체장치부는, 상기 제1 가동플레이트와 제1 고정플레이트 사이에 설치되는 토글클램프와, 상기 제1 고정플레이트의 하부에 설치되는 제4 구동모터를 포함하여 이루어진다.

상기 사출장치부는, 상기 지지플레이트의 하부에 고정되는 가열실린더와, 상기 지지플레이트의 상부에 설치되고 상기 가열실린더의 내부에 설치된 스크루를 회전시키는 스크루회전기구와, 상기 지지플레이트의 하부에 설치되어 상기 스크루회전기구를 구동하는 제1 서보모터와, 상기 지지플레이트의 상부에 설치되어 상기 가열실린더의 내부에 설치된 스크루를 상하로 이동시키는 스크루승강기구와, 상기 제2 가동플레이트의 하부에 고정되고 상기 스크루승강기구를 구동하는 제2 서보모터를 포함하여 이루어진다.

상기 스크루회전기구는, 상기 스크루의 상단에서 연장되는 사출축과, 사출축에 설치되는 제1 풀리와, 제1 풀리와 상기 제1 서보모터를 연결하는 타이밍벨트를 포함한다.

상기 스크루승강기구는 상기 제2 가동플레이트를 상하로 관통하여 회전가능하게 설치되는 나선축과, 상기 나선축의 외주 면에 결합하여 나선축의 회전에 따라 상하로 이동하는 너트와, 상기 너트의 하부에 결합하여 상하로 이동하는 스플라인결합부와, 상기 스플라인결합부의 하부에 설치되는 로드셀과, 상기 로드셀의 하면과 제1 풀리의 상면 사이에 개재되어 제1 풀리가 회전가능하게 하는 베어링과, 상기 나선축의 상단에 설치되는 제2 풀리와, 상기 제2 풀리와 제2 서보모터를 연결하는 타이밍벨트를 포함하여 이루어진다.

상기 제3 고정플레이트와 제2 가동플레이트를 관통하여 수직으로 설치되는 다수의 나선축과, 상기 제3 고정플레이트에 설치되어 나선축이 자유롭게 회전하도록 하는 베어링과, 상기 제2 가동플레이트에 설치되어 상기 나선축의 회전에 의해서 상하로 이동하는 너트와, 상기 나선축의 상단에 설치되는 제3 풀리와, 상기 제3 풀리와 상기 제3 고정플레이트에 설치되는 제3 서보모터를 연결하는 타이밍벨트를 포함하여 상기 사출노즐을 상하로 이동시키는 노즐승강기구를 더 포함한다.

상기 제1 가이드로드의 하단에 형성된 스크루 축과, 상기 제1 고정플레이트에 고정되고 상기 스크루 축이 관통하고 회전에 의해서 상기 스크루 축을 상하로 이동시키는 너트와, 상기 스크루 축의 하단에 각각 설치된 기어와, 상기 제1 고정플레이트의 하면에 회전가능하게 설치되고 상기 다수의 기어와 동시에 맞물릴 수 있도록 형성된 링형 기어와, 상기 제1 고정플레이트에 설치되어 상기 링형 기어와 맞물리는 기어를 구비한 제5 서보모터를 포함하여 구성되어, 상기 제1 가동플레이트를 제1 가이드로드를 따라 상하로 이동시켜 상기 사출금형의 높이에 따라서 사출고정금형이 고정되는 제1 가동플레이트의 높이를 조정하는 플레이트승강기구를 더 포함한다.

상기 토글클램프는 상기 제1 고정플레이트의 상면과 제1 가동플레이트의 하면에 각각 형성되는 고정링크와, 상기 고정링크에 회전가능하게 연결되고 상,하측에 한 쌍씩으로 이루어진 토글링크와, 상기 토글링크에 회전가능하게 연결되는 한 쌍의 연결링크와, 상기 연결링크의 사이에 설치되는 크로스헤드와, 상기 크로스헤드에 결합된 상태로 상기 제1 고정플레이트를 관통하여 회전가능하게 설치되는 클램프로드와, 상기 크로스헤드의 중심에 결합 되어 있고 상기 클램프로드의 상단이 관통되어 상기 클램프로드의 회전에 의해서 상하로 이동하는 너트와, 상기 제1 고정플레이트의 가운데에 결합하고 상기 클램프로드가 자유롭게 회전하게 하는 부시와, 상기 클램프로드의 하단에 설치되는 제3 풀리와, 상기 제3 풀리와 타이밍벨트를 통해서 연결되는 제4 서보모터를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따르면, 다수의 가이드로드와 플레이트를 이용하여 육면체 형상의 프레임을 형성함으로써 형체장치부, 사출장치부 및 사출금형을 상하 수직으로 설치할 수 있다.

또한, 본 발명은 스크루회전기구, 스크루승강기구, 노즐승강기구, 토글클램프 및 플레이트승강기구를 구동하기 위한 각각의 서보모터를 구비하여 모든 사출 작업을 전기를 이용하여 작업할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 또한, 상기 다수의 플레이트에 형체장치부 및 사출장치부를 구성하는 스크루회전기구, 스크루승강기구, 노즐승강기구, 토글클램프 및 플레이트승강기구를 설치하되, 지지플레이트, 제2 가동플레이트 및 제3 고정플레이트를 가이드레일에 상하로 이동가능하게 설치함으로써 형체장치부 및 사출장치부의 조립 및 분해를 용이하게 할 뿐만 아니라 사용경과에 따라 소모되는 타이밍벨트의 교체를 쉽게 할 수 있게 하여 유지관리가 매우 편리한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수직형 전동사출장치의 전체 구조를 보여주는 사시도,
도 2는 1에 도시된 수직형 전동사출장치의 측면도,
도 3은 1에 도시된 수직형 전동사출장치의 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 수직형 전동사출장치의 전체 구조를 보여주는 다른 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 사출장치부를 보여주는 확대 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 형체장치부를 보여주는 확대 사시도,
도 7은 종래 기술에 따른 사출장치의 일 예를 보여주는 구성도이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 수직형 전동사출장치의 바람직한 실시 예에 대해서 상세히 설명한다. 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 전동사출성형장치의 제작자 및 사용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 수직형 전동사출장치의 전체 구조를 보여주는 사시도이고, 도 2는 1에 도시된 수직형 전동사출장치의 측면도이며, 도 3은 1에 도시된 수직형 전동사출장치의 단면도, 도 4는 본 발명에 따른 수직형 전동사출장치의 전체 구조를 보여주는 다른 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 수직형 전동사출장치(1)는 형체장치부(2)와 사출장치부(3) 및 사출금형(30)을 포함하고, 상기 형체장치부(2), 사출장치부(3) 및 사출금형(30)을 상하 수직으로 설치하기 위한 다수의 가이드로드와 다수의 플레이트 및 가이드레일을 포함한다. 또한, 본 발명은 상기 형체장치부(2), 사출장치부(3) 및 사출금형(30)을 구성하는 스크루회전기구, 스크루승강기구, 노즐승강기구, 토글클램프 및 플레이트승강기구 등을 구동하기 위한 각각의 서보모터를 포함한다.

먼저, 상기 다수의 가이드로드(11,12,13)는, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 수직형 전동사출장치(1)의 하단에서 중간까지 수직으로 설치되고, 4개의 로드로 이루어지는 제1 가이드로드(11)와, 상기 제1 가이드로드(11)의 상부에서 상기 수직형 전동사출장치(1)의 상단까지 수직으로 설치되고, 2개의 로드로 이루어지는 제2 가이드로드(12)와, 상기 제2 가이드로드(12)와 평행하게 설치되고, 2개의 로드로 이루어지는 제3 가이드로드(13)로 이루어진다. 바람직하게 로드는 원형 봉으로 이루어지고, 상기 제2 가이드로드(12)와 제3 가이드로드(13)를 구성하는 로드는 서로 대각선 방향으로 설치된다.

또한, 상기 플레이트(21,22,23,24,25,26,27)는 상기 제1 가이드로드(11)의 하단에 설치되는 제1 고정플레이트(21)와, 상기 제1 가이드로드(11)의 상단에 고정되는 동시에 상기 제2 가이드로드(12)의 하단에도 고정되는 제2 고정플레이트(23)와, 상기 제1 가이드로드(11)의 가운데에서 상하로 이동가능하게 설치되는 제1 가동플레이트(22)를 포함한다.

또한, 상기 제2 가이드로드(12)의 상단에 고정되는 제3 플레이트(27)와, 상기 제3 가이드로드(13)의 하단에 고정되는 동시에 상기 제2 가이드로드(12)를 따라서 상하로 이동가능하게 설치되는 지지플레이트(24)와, 상기 제3 가이드로드(13)의 상단에 고정되는 동시에 상기 제2 가이드로드(12)를 따라서 상하로 이동가능하게 설치되는 제2 가동플레이(26)와, 상기 제2 가이드로드(12)와 제3 가이드로드(13)를 따라서 상하로 이동가능하게 설치되는 가압플레이트(25)를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 가이드레일(15)은, 상기 제2 가이드로드(12)의 후방에서 수직으로 평행하게 설치되는 두 개의 레일로 이루어진다. 상기 가이드레일(15)에는 제2 가이드로드(12)를 따라서 상하로 이동하는 지지플레이트(24), 제2 가동플레이트(26) 및 제3 고정플레이트(27)의 후단이 상하로 이동가능하게 설치된다. 바람직하게 상기 가이드레일(15)의 하단은 상기 형체장치부(2)를 감싸서 보호하는 도시되지 않은 하부케이스의 상면에 고정된다.

그리고 상기 지지플레이트(24)에는 스크루회전기구(50)를 구동하기 위한 제1 서보모터(41)가 설치되고, 상기 제2 가동플레이트(26)에는 스크루승강기구(60)를 구동하기 위한 제2 서보모터(42)가 설치되며, 상기 제3 고정플레이트(27)에는 노즐승강기구(70)를 구동하기 위한 제3 서보모터(43)가 설치된다. 그리고 상기 제1 고정플레이트(21)에는 토글클램프(80)를 구동하기 위한 제4 서보모터(44)와 플레이트승강기구(110)를 구동하기 위한 제5 서보모터(45)가 설치되고, 상기 제1 가동플레이트(22)에는 이젝터장치의 구동을 위한 제6 서보모터(46)가 설치된다.

더욱 구체적으로, 도 2를 참조하면, 상기 제1 가이드로드(11)의 중간에는 제1 가동플레이트(22)가 상하로 이동가능하게 설치된다. 상기 제1 가동플레이트(22)의 상면에는 사출가동금형(32)이 설치되고, 제1 가동플레이트(22)의 하부에는 사출금형(30)을 개폐시킴과 동시에 사출금형(30) 내로 사출된 사출원료가 새어나오지 않도록 가압하는 토글클램프(80)가 설치된다. 이 토글클램프(80)는 제1 가동플레이트(22)를 상하로 이동시키는 역할을 담당한다.

상기 제1 고정플레이트(21)의 상부와 하부에는 토글클램프(80)를 구동하기 위한 토글클램프(80)가 설치된다. 또한, 상기 제1 고정플레이트(21)의 하면에는 사출금형(30)의 높이에 따라 제1 가이드로드(11)를 상하로 이동시켜 제1 가동플레이트(22)의 높이를 조절하기 위한 플레이트승강기구(110)가 설치된다.

그리고 상기 지지플레이트(24)의 하부에는 가열실린더(51)가 설치되고, 상기 지지플레이트(24)의 상부에는 가열실린더(51)의 내부에 설치된 스크루(52)를 회전시키기 위한 스크루회전기구(50)가 설치된다. 또한, 상기 가압플레이트(25)의 상부에는 가열실린더(51)의 내부에 설치된 스크루(52)를 상하로 승강시키기 위한 스크루승강기구(60)가 설치된다. 또한, 상기 제3 고정플레이트(27)에는 사출장치부(3) 전체를 상하로 이동시켜서 가열실린더(51)의 하단에 부착된 사출노즐(53)을 상하로 승강시기는 노출승강기구(70)가 설치된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 수직형 전동사출장치(1)는, 다수의 가이드로드(11,12,13)와 플레이트(21,22,23,25,26,27) 및 가이드레일(15)을 이용하여 육면체 형상의 프레임을 형성하고, 이 육면체의 프레임에 형체장치부(2), 사출장치부(3) 및 사출금형(30)을 상하 수직으로 설치하는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 수직형 전동사출장치(1)는, 제1 서보모터(41)가 설치되는 지지플레이트(24)와, 제2 서보모터(42)가 설치되는 제2 가동플레이트(26)와, 제3 서보모터(43)가 설치되는 제3 고정플레이트(27)를 가이드레일(15)을 따라서 상하로 이동가능하게 설치함으로써 사출장치부(3)의 조립과 분해를 용이하게 할 수 있고, 사용경과에 따라 소모되는 타이밍벨트의 교체를 쉽게 할 수 있어 유지관리가 매우 편리하다.

더욱 바람직하게, 도 3에서 보는 바와 같이, 상기 사출장치부(3)는, 가열실린더(51) 내의 스크루(52)를 후퇴시켜서 용융 수지를 계량하고 스크루(52)를 사출방향으로 전진시켜서 사출금형(30)에 용융 수지를 사출하는 역할을 담당한다. 이러한 사출장치부(3)는 크게 가열실린더(51)와, 스크루회전기구(50), 스크루승강기구(60) 및 노즐승강기구(70)를 포함하여 이루어진다.

상기 가열실린더(51)의 내부에는 스크루(52)가 회전 및 축 방향으로 이동가능하게 설치된다. 그리고 상기 가열실린더(51)의 하단에는 사출노즐(53)이 설치된다. 또한, 상기 가열실린더(51)에는 도시되지 않은 호퍼와 수냉 재킷이 더 설치될 수 있다. 이때, 상기 가열실린더(51)의 상단은 지지플레이트(24)에 고정된다. 그리고 지지플레이트(24)의 상부에는 스크루회전기구(50)가 설치된다. 상기 스크루회전기구(50)는 스크루(52)의 상단에서 연장되는 사출축(54)과, 상기 사출축(54)에 설치된 제1 풀리(55)와, 제1 풀리(55)와 타이밍벨트(56)를 통해서 연결되는 제1 서보모터(41)로 이루어진다.

상기 스크루승강기구(60)는 상기 제2 가동플레이트(26)를 상하로 관통하여 회전가능하게 설치되는 나선축(61)과, 상기 나선축(61)의 외주 면에 결합하여 나선축의 회전에 의해서 상하로 이동하는 너트(62)와, 상기 너트(62)의 하부에 결합하여 상하로 이동하는 스플라인결합부(63)와, 상기 스플라인결합부(63)의 하부에 설치되는 로드셀(64)과, 상기 로드셀(64)의 하면과 제1 풀리(55)의 상면 사이에 개재되어 제1 풀리(55)가 회전가능하도록 하는 베어링(65)을 포함한다. 또한, 상기 나선축(61)의 상단에는 제2 풀리(66)가 설치되고, 제2 풀리(66)는 타이밍벨트(67)를 통해서 제2 서보모터(42)와 연결된다.

상기 노즐승강기구(70)는 제3 고정플레이트(27)와 제2 가동플레이트(26)를 관통하여 수직으로 설치되는 다수의 나선축(71)과, 상기 제3 고정플레이트(27)에 설치되어 나선축(71)이 자유롭게 회전하도록 하는 베어링(72)과, 상기 제2 가동플레이트(26)에 설치되어 나선축(71)의 회전에 의해서 상하로 이동하는 너트(73)로 이루어진다. 또한, 상기 나선축(71)의 상단에는 제3 풀리(73)가 설치되고, 상기 제3 풀리(73)는 타이밍벨트(74)를 통해서 제3 서보모터(43)와 연결된다.

이어, 상기 사출금형(10)은, 제1 가동플레이트(22)의 상면에 설치되는 하부가동금형(32)과 제2 고정플레이트(23)의 하면에 고정되는 하부고정금형(32)으로 이루어진 사출금형(15)을 포함한다.

이어서, 상기 형체장치부(2)는, 사출금형(30)을 개폐시킴과 동시에 사출금형(30) 내로 사출된 용융재료의 압력에 의해 사출원료가 새어나오지 않도록 사출금형(30)을 강력하게 체결하는 작동을 담당하는 것으로, 토글클램프(80)와 플레이트승강기구(110)를 포함한다.

상기 토글클램프(80)는 상기 제1 가동플레이트(22)와 제1 고정플레이트(21)의 사이에 설치되는 것으로, 상기 제1 고정플레이트(21)의 상면과 제1 가동플레이트(23)의 하면에 돌출되게 형성된 고정링크(84a)(84b)와, 상기 고정링크(84a)(84b)에 회전가능하게 연결되며, 상,하측에 한 쌍씩으로 이루어진 토글링크(81a)(81b)와, 상기 토글링크(81b)에 회전가능하게 연결되는 한 쌍의 연결링크(82a)(82b)와, 상기 연결링크(82a)(82b)의 사이에 설치되는 크로스헤드(83)로 이루어진다.

그리고 상기 크로스헤드(83)에 결합한 상태로 하단부가 상기 제1 고정플레이트(21)를 관통하여 회전가능하게 설치되는 클램프로드(91)와, 상기 크로스헤드(83)의 가운데에 결합하고 상기 클램프로드(91)의 상단이 관통되어 상기 클램프로드(91)의 회전에 따라 상하로 이동하는 너트(92)와, 상기 제1 고정플레이트(21)의 가운데에 결합하고 상기 클램프로드(91)가 자유롭게 회전하도록 하는 부시(93)와, 상기 클램프로드(91)의 하단에 설치되는 제3 풀리(94)와, 상기 제3 풀리(94)와 타이밍벨트(95)를 통해서 연결되는 제4 서보모터(44)로 이루어진다.

그리고 상기 플레이트승강기구(110)는, 상기 사출금형(30)의 높이에 따라 제1 가동플레이트(22)의 설치위치를 조절하기 위한 것으로서, 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 상기 제1 가이드로드(11)의 하단에 일체로 형성된 스크루 축(112)과, 상기 제1 고정플레이트(21)에 고정되고 상기 스크루 축(112)이 관통하고 회전에 따라 스크루 축(112)을 상하로 이동시키는 너트(113)와, 상기 스크루 축(112)의 하단에 각각 설치된 기어(114)와, 상기 제1 고정플레이트(21)의 하면에 회전가능하게 설치되고 상기 다수의 기어(114)와 동시에 맞물릴 수 있도록 형성된 링형 기어(115)를 포함한다. 그리고 상기 제1 고정플레이트(21)에는 상기 링형 기어(115)와 맞물리는 기어(116)를 구비한 제5 서보모터(45)가 설치된다. 그리고 상기 제1 가동플레이트(22)에는 사출금형에 의하여 성형된 사출제품을 취출하기 위한 이젝터장치부와 이를 구동하기 위한 제6 서보모터(46)가 더 구비된다.

이하에서는 본 발명에 따른 수직형 전동사출장치의 작용에 대해서 설명한다.

먼저, 제4 서보모터(44)가 정 회전으로 구동하게 되면, 상기 제4 서보모터(44)의 회전력은 타이밍벨트(95)와 제4 풀리(94)를 통해서 클램프로드(91)로 전달된다. 그리고 클램프로드(91)가 회전하면, 그 선단에 형성된 스크루 축을 통해서 크로스헤드(83)에 고정된 너트(92)로 전달된다. 이 너트(92)는 스크루 축의 회전력을 따라 상하로 이동하므로, 클램프로드(91)가 고속으로 회전하면, 크로스헤드(83)가 제1 가동플레이트(22) 쪽으로 이동하게 된다.

그러면, 크로스헤드(83)의 양단에 연결된 연결링크(82a)(82b)가 상,하측 한 쌍의 토글링크(84a)(84b)를 빠르게 펼쳐주게 되면, 이에 따라 제1 가동플레이트(22)가 제1 가이드로드(11)를 따라서 고속으로 상승하여 상기 제1 가동플레이트(22)의 상면에 부착된 사출가동금형(32)이 제2 고정플레이트(23)에 고정된 사출고정금형(31)과의 결합작동이 고속으로 이루어지게 된다.

이와 같이 형체가 완료된 상태에서, 상기 제1 가동플레이트(22)와 제1 고정플레이트(21)를 연결하는 상,하측 한 쌍의 토글링크(84a)(84b)는 일직선으로 펼쳐진 상태로 되어서 제1 가동플레이트(22)를 지지함과 동시에 제4 서보모터(44)가 정지된 상태에서도 토글링크(84a)(84b)를 지지하고 있게 되어 토글링크(84a)(84b)의 금형결합력은 사출장치부(3)의 사출압력을 충분히 이길 수 있는 힘을 보유하게 된다.

이어 제3 서보모터(43)가 정 회전으로 구동하게 되면, 타이밍벨트(74)와 두 개의 풀리(73)에 의해서 연결되어 있는 두 개의 나선축(71)이 회전하게 된다. 그리고 상기 제3 고정플레이트(27)에 설치된 나선축(71)이 회전하면, 제2 가동플레이트(26)에 설치되어 있는 너트(75)의 작용으로 제2 가동플레이트(26)가 하강하게 된다. 그리고 상기 제3 가동플레이트(26)가 하강하면, 제3 가이드레일(13)을 통해서 연결되어 있는 사출장치부(3)가 제2 가이드로드(12)를 따라서 아래로 이동하게 된다. 이와 같이, 사출장치부(3)가 전체적으로 하강하면, 상기 가열실린더(51)가 하단에 설치된 사출노출(53)이 사출방향으로 전진하게 된다.

이어서, 제1 서보모터(41)를 구동하면, 스크루(52)가 회전되어, 가열실린더(52) 내에 도입된 수지 재료가 가열실린더(52) 내에서 용융·혼합되어 스크루(52)의 선단으로 보내진다. 그리고, 상기 스크루(52)의 선단으로 보내진 용융 수지에 의하여 스크루(52)는 후방으로 밀린다. 이 스크루(52)에 가해지는 압력은 압력플레이트(25)를 거쳐서 로드셀(64)에 전달된다. 그러면 도시되지 않은 제어장치는 로드셀(64)의 비틀림량으로부터 스크루(52)에 가해지는 힘, 즉, 배압력을 검출하여, 이 검출치를 상기 제어장치에 피드백하여 배압력이 미리 설정된 값이 되도록 사출용의 제2 모터(42)를 제어한다. 따라서 스크루(52)는 회전하면서 후퇴하여, 소정의 위치까지 후퇴하면 계량과정이 종료한다.

다음에, 제1 서보모터(41)를 정지하고, 제2 서보모터(42)를 구동하면, 나사 축(61)이 회전하고, 너트(62)를 거쳐서 스플라인결합부(63)가 하부로 이동한다. 이것에 의해서 가압플레이트(25)와 함께 사출축(54)이 하부로 이동하고, 스크루(52)가 사출방향으로 전진한다. 그리고 사출금형(30)의 캐비티(도시하지 않음)로 용융 수지가 사출된다. 그러면 로드셀(64)은 비틀림량으로부터 사출압력을 검출하고, 이 검출치를 제어장치에 피드백하여 미리 설정된 사출압력이 되도록 제2의 서보모터(42)의 회전을 제어한다.

이어, 제4 서보모터(44)가 역회전 구동을 하면, 상기 클램프로드(91)의 선단에 설치된 크로스헤드(83)의 상,하 양단에 연결된 상,하측 한 쌍의 토글링크(84a)(84b)는 제1 가동플레이트(22)를 후퇴작동시킨 상태가 됨으로써 상기 가동플레이트(22)에 부착된 사출가동금형(32)은 사출고정금형(31)으로부터 분리되어 금형이 열리게 된다. 이와 같이 형개 작동이 완료된 상태에서 사출고정금형(32)에서 사출제품이 이젝터의 추출작동에 의하여 탈형 되면서 수동 또는 자동으로 추출되는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 수직형 전동사출장치(1)는, 스크루회전기구(50)를 구동하기 위한 제1 서보모터(41), 스크루승강기구(60)를 구동하기 위한 제2 서보모터(42)와, 노즐승강기구(70)를 구동하기 제3 서보모터(43), 토글클램프(90)를 구동하기 위한 제4 서보모터(44), 플레이트승강기구(110)를 구동하기 위한 제5 서보모터(45) 및 이젝트장치를 구동하기 위한 제6 서보모터(46)가 구비되어 사출성형의 모든 공정을 전기의 힘으로 작동할 수 있다.

또한, 본 발명은, 다수의 가이드로드와 플레이트 및 가이드레일을 이용하여 상기 형체장치부(2), 사출장치부(3) 및 사출금형(30)을 상하 수직으로 고정 및 설치할 수 있다. 특히, 상기 가이드로드(11,12,13)와 플레이트(21,22,23,25,26,27) 및 가이드레일(15)은 육면체 형상의 프레임 구조를 형성함으로써 형체장치부(2), 사출장치부(3) 및 사출금형(30)을 견조하게 고정할 수 있다.

이상에서 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 또한, 본 발명은 이상에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 오로지 특허청구범위에 기재된 청구항의 범주에 의하여 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

1: 수직형 전동사출장치 2: 형체장치부
3: 사출장치부 11: 제1 가이드로드
12: 제2 가이드로드 13: 제3 가이드로드
15: 가이드레일 21: 제1 고정플레이트
22: 제1 가동플레이트 23: 제2 고정플레이트
24: 지지플레이트 25: 가압프레이트
26: 제2 가동플레이트 27: 제3 고정플레이트
30: 사출금형 31: 사출고정금형
32: 사출가동금형 41: 제1 서보모터
42: 제2 서보모터 43: 제3 서보모터
44: 제4 서보모터 45: 제5 서보모터
50: 스크루회전기구 51: 가열실린더
52: 스크루 53: 사출노즐
54: 사출축 55: 제1 풀리
56: 타이밍벨트 60: 스크루승강기구
61: 나선축 62: 너트
63: 스플라인결합부 64: 로드셀
65: 베어링 66: 제2 풀리
67: 타이밍벨트 70: 노즐승강기구
71: 나선축 72: 베어링
73: 너트 74: 제3 풀리
75: 타이밍벨트 80: 토글클램프
81: 토글링크 82: 연결링크
83: 크로스헤드 84: 고정링크
91: 클램프로드 92: 너트
93: 부시 94: 제4 풀리
95: 타이밍벨트 110: 플레이트승강기구
112: 스크루 축 113: 너트
114: 기어 115: 링형 기어

Claims

형체장치부, 사출장치부 및 사출금형을 포함하는 수직형 전동사출장치에 있어서,
상기 수직형 전동사출장치의 하단에서 중간까지 수직으로 설치되는 4개의 로드로 이루어지고, 그 하단에는 제1 고정플레이트가 설치되고, 상단에는 제2 고정플레이트가 고정되며, 가운데에는 제1 가동플레이트가 상하로 이동가능하게 설치되는 제1 가이드로드와;
상기 제1 가이드로드의 상부에서 상기 수직형 전동사출장치의 상단까지 수직으로 설치되는 2개의 로드로 이루어지며, 그 하단에는 상기 제2 고정플레이트가 고정되고 상단에는 제3 고정플레이트가 고정되는 제2 가이드로드와;
상기 제2 가이드로드와 평행하게 설치되는 2개의 로드로 이루어지며, 그 하단에는 지지플레이트가 고정되고 상단에는 제2 가동플레이트가 고정되며, 하단부에는 가압플레이트가 상하로 이동가능하게 설치되는 제3 가이드로드;를 포함하되,
상기 제2 가이드로드에는, 상기 제3 가이드로드에 설치된 지지플레이트, 가압플레이트 및 제2 가동플레이트가 상하로 이동가능하게 설치되고, 상기 제1 고정플레이트와 상기 제1 가동플레이트 사이에는 상기 형체장치부가 설치되고, 상기 제1 가동플레이트와 제2 고정플레이트 사이에는 상기 사출금형이 설치되며, 상기 지지플레이트와 제3 고정플레이트 사이에는 상기 사출장치부가 설치되는 것을 특징으로 하는 수직형 전동사출장치.
제1 항에 있어서,
상기 제2 가이드로드와 평행하게 설치되는 가이드레일을 더 포함하되, 상기 가이드레일에는, 상기 지지플레이트, 제2 가동플레이트 및 제3 고정플레이트가 상하로 이동가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 수직형 전동사출장치.
제2 항에 있어서,
상기 로드는 원형 봉으로 이루어지고, 상기 제2 가이드로드와 제3 가이드로드를 구성하는 2개의 로드는 서로 대각선 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 수직형 전동사출장치.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 형체장치부는, 상기 제1 가동플레이트와 제1 고정플레이트 사이에 설치되는 토글클램프와, 상기 제1 고정플레이트의 하부에 설치되는 제4 구동모터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직형 전동사출장치.
제4 항에 있어서,
상기 사출장치부는, 상기 지지플레이트의 하부에 고정되는 가열실린더와, 상기 지지플레이트의 상부에 설치되고 상기 가열실린더의 내부에 설치된 스크루를 회전시키는 스크루회전기구와, 상기 지지플레이트의 하부에 설치되어 상기 스크루회전기구를 구동하는 제1 서보모터와, 상기 지지플레이트의 상부에 설치되어 상기 가열실린더의 내부에 설치된 스크루를 상하로 이동시키는 스크루승강기구와, 상기 제2 가동플레이트의 하부에 고정되고 상기 스크루승강기구를 구동하는 제2 서보모터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직형 전동사출장치.
제5 항에 있어서,
상기 스크루회전기구는, 상기 스크루의 상단에서 연장되는 사출축과, 사출축에 설치되는 제1 풀리와, 제1 풀리와 상기 제1 서보모터를 연결하는 타이밍벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 전동사출장치.
제5 항에 있어서,
상기 스크루승강기구는 상기 제2 가동플레이트를 상하로 관통하여 회전가능하게 설치되는 나선축과, 상기 나선축의 외주 면에 결합하여 나선축의 회전에 따라 상하로 이동하는 너트와, 상기 너트의 하부에 결합하여 상하로 이동하는 스플라인결합부와, 상기 스플라인결합부의 하부에 설치되는 로드셀과, 상기 로드셀의 하면과 제1 풀리의 상면 사이에 개재되어 제1 풀리가 회전가능하게 하는 베어링과, 상기 나선축의 상단에 설치되는 제2 풀리와, 상기 제2 풀리와 제2 서보모터를 연결하는 타이밍벨트를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직형 전동사출장치.
제7 항에 있어서,
상기 제3 고정플레이트와 제2 가동플레이트를 관통하여 수직으로 설치되는 다수의 나선축과, 상기 제3 고정플레이트에 설치되어 나선축이 자유롭게 회전하도록 하는 베어링과, 상기 제2 가동플레이트에 설치되어 상기 나선축의 회전에 의해서 상하로 이동하는 너트와, 상기 나선축의 상단에 설치되는 제3 풀리와, 상기 제3 풀리와 상기 제3 고정플레이트에 설치되는 제3 서보모터를 연결하는 타이밍벨트를 포함하여 사출노즐을 상하로 이동시키는 노즐승강기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 전동사출장치.
제8 항에 있어서,
상기 제1 가이드로드의 하단에 형성된 스크루 축과, 상기 제1 고정플레이트에 고정되고 상기 스크루 축이 관통하고 회전에 의해서 상기 스크루 축을 상하로 이동시키는 너트와, 상기 스크루 축의 하단에 각각 설치된 기어와, 상기 제1 고정플레이트의 하면에 회전가능하게 설치되고 상기 다수의 기어와 동시에 맞물릴 수 있도록 형성된 링형 기어와, 상기 제1 고정플레이트에 설치되어 상기 링형 기어와 맞물리는 기어를 구비한 제5 서보모터를 포함하여 구성되어, 상기 제1 가동플레이트를 제1 가이드로드를 따라 상하로 이동시켜 상기 사출금형의 높이에 따라서 사출고정금형이 고정되는 제1 가동플레이트의 높이를 조정하는 플레이트승강기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 전동사출장치.
제4 항에 있어서,
상기 토글클램프는 상기 제1 고정플레이트의 상면과 제1 가동플레이트의 하면에 각각 형성되는 고정링크와, 상기 고정링크에 회전가능하게 연결되고 상,하측에 한 쌍씩으로 이루어진 토글링크와, 상기 토글링크에 회전가능하게 연결되는 한 쌍의 연결링크와, 상기 연결링크의 사이에 설치되는 크로스헤드와, 상기 크로스헤드에 결합된 상태로 상기 제1 고정플레이트를 관통하여 회전가능하게 설치되는 클램프로드와, 상기 크로스헤드의 중심에 결합 되어 있고 상기 클램프로드의 상단이 관통되어 상기 클램프로드의 회전에 의해서 상하로 이동하는 너트와, 상기 제1 고정플레이트의 가운데에 결합하고 상기 클램프로드가 자유롭게 회전하게 하는 부시와, 상기 클램프로드의 하단에 설치되는 제3 풀리와, 상기 제3 풀리와 타이밍벨트를 통해서 연결되는 제4 서보모터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직형 전동사출장치.