KR101847928B1 - 블로우 성형기의 금형개폐장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 블로우 성형기의 금형개폐장치로서, 금형(4,5)중 어느 하나의 외측에 배치되는 모터(12)와, 상기 모터(12)에 축결되어 회동하는 센터암(14)과 상기 센터암(14)의 일측으로 회동축에서 소정간격 이격된 지점에 일단부가 축결되고 타단부에는 상기 형고정판(7)이 축결되는 제1링크(16)와, 상기 센터암(14)의 타측으로 상기 소정간격과 동일한 간격으로 이격된 지점에 일단부가 축결되는 제2링크(17)와, 상기 제2링크(17)의 타단부에 그 작동단이 축결되는 유압실린더(22)와, 출력측이 상기 유압실린더(22)에 유압연결되며 입력측에는 에어압력이 인가되는 부스터실린더(24)를 포함한다.

Description

블로우 성형기의 금형개폐장치{A mold opening and closing device for blow molding apparatus}

본 발명은 블로우 성형기의 금형개폐장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세히는 블로우 성형기의 금형 개폐동작이 신속하면서도 형합되는 순간에 높은 체결력을 발휘하여 스크랩의 제거가 용이하고 불량품의 발생을 줄일 수 있고 작동소음이 작아서 작동의 신뢰성이 높으면서 작업환경이 쾌적한 새로운 구조의 블로우 성형기의 금형개폐장치에 관한 것이다.

통상적으로 블로우 성형기는 한 쌍의 금형 사이에 중공파이프 형태로 예비성형된 패리손을 투입하고 이 패리손에 고압의 에어를 주입하여 금형의 캐비티 내에 밀착시킴으로써 일정한 형태의 내부공간을 가진 통이나 관형태의 성형품을 제작하도록 된 것으로서, 대체로 패리손을 성형재료로서 공급하는 공급부와, 이 공급부의 하부에 위치되어 성형재료를 성형하도록 좌우로 개폐되는 한 쌍의 금형 및 상기 금형을 개폐하도록 된 개폐수단 등을 포함하여 구성된다.

그런데 이러한 블로우 성형기는 그 특성상 고압의 에어주입과정에서 그 팽창압에 의해 상호 밀착된 금형이 벌어질 우려가 있으며, 이를 방지하기 위해서 에어를 주입하는 압력에 비해 상대적으로 큰 힘으로 금형의 닫힘상태를 유지하도록 요구되는데, 만일 금형의 닫힘상태를 유지하는 체결력이 약한 경우에는 정확한 치수로의 성형이 곤란하고, 금형의 틈새가 벌어지면 불필요하게 큰 스크랩이 형성되기도 하며, 또한 제품과 스크랩 사이의 경계면인 파팅라인이 두껍게 형성되면 파팅라인을 따라 스크랩을 절단 제거하는데 어려움이 발생되어, 결과적으로 금형의 체결력이 약하면 다양한 성형불량의 원인이 된다.

그러므로 금형의 체결을 견고하게 하는 금형개폐수단이 요구되는데, 종래에는 체결력이 강한 유압실린더로 직접 블로우금형을 왕복이동시키면서 개폐하는 금형체결장치가 사용되었으나, 이는 유압의 작동특성상 금형의 개폐작업 및 금형의 성형과정에서의 지지작업을 지속하기 위해 유압모터나 유압펌프 및 유압라인 등의 유압장치들이 구비되어야 하므로 성형장치의 전체적인 구조를 복잡하게 할 뿐만 아니라, 유압실린더에 의핸 금형 개페는 신속하면서도 정밀한 개폐동작을 기대하기 어렵다는 문제점이 있었다.한편, 일본특허공개2001-88206에는 블로우금형의 계폐수단을 한 쌍의 내측금형 사이에 배치된 토글링크체와 이를 왕복구동하는 유압실린더에 의해 금형의 개폐 및 지지를 행하고, 외측 금형에는 에어실린더를 부가하여, 금형의 형합시에 추가적인 가압력을 부여하여 금형을 견고하게 체결하도록 된 블로우금형 체결장치가 소개되어 있다. 그러나 이것도 토글링크체를 유압실린더로 왕복구동하므로 역시 신속하고 정밀한 금형계폐동작을 기대하기 어려울 뿐만 아니라, 에어실린더에 의한 추가되는 가압력은 상대적으로 약하여 충분한 체결력을 발휘할 수 없어서 성형품질이나 스크랩 제거 등의 면에서 만족스러운 결과를 얻기 어려웠다.

일본특개2001-88206호 (2001.4.3.)

본 발명은 전술한 바와 같이 블로우 성형기의 금형체결상의 문제점에 착안하여 제안된 것으로서, 본 발명은 블로우 성형기의 금형 개폐동작이 신속하면서도 형합되는 순간에 높은 체결력을 발휘하여 스크랩의 제거가 용이하고 성형불량의 발생을 줄일 수 있고, 작동소음이 작아서 작동의 신뢰성이 높고 작업환경이 쾌적한 새로운 구조의 블로우 성형기의 금형개폐장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 본체(1)의 상부에 배치되는 패리손공급부(2)와, 상기 패리손공급부(2)의 측방에 배치되며 블로우에어를 급하는 블로우핀(3)과, 상기 패리손공급부(2)와 상기 블로우핀(3)의 하부에 배치되며 수평으로 전진하여 형합되거나 후퇴하여 분리되는 한 쌍의 금형(4,5)과, 상기 금형(4,5)이 착탈가능하게 고정되는 형고정판(6,7) 및 상기 형고정판(6,7)의 어느 하나의 외측에 장착되어 상기 금형(4,5)을 형합 또는 개방하도록 수평방향으로 왕복운동하는 금형개폐장치(10)를 포함하는 블로우 성형기에 있어서, 상기 금형개폐장치(10)는 상기 금형(4,5)중 어느 하나의 외측에 배치되는 모터(12)와, 상기 모터(12)에 축결되어 회동하는 센터암(14)과 상기 센터암(14)의 일측으로 회동축에서 소정간격 이격된 지점에 일단부가 축결되고 타단부에는 상기 형고정판(7)이 축결되는 제1링크(16)와, 상기 센터암(14)의 타측으로 상기 소정간격과 동일한 간격으로 이격된 지점에 일단부가 축결되는 제2링크(17)와, 상기 제2링크(17)의 타단부에 그 작동단이 축결되는 유압실린더(22)와, 출력측이 상기 유압실린더(22)에 유압연결되며 입력측에는 에어압력이 인가되는 부스터실린더(24)를 포함하며, 상기 모터(12)의 회전에 의해 제1링크(16)와 제2링크(17)가 수평으로 신장되어 상기 금형(4,5)이 근접되면 상기 부스터실린더(24)의 입력측에 에어압력이 인가되고 부스터실린더(24)의 출력측에는 배가된 유압력이 발생되어 이 배가된 유압력으로 상기 유압실린더(22)가 일측 금형(5)을 전진시켜서 금형을 형합시키는 것을 특징으로 하는 블로우 성형기의 금형 개폐장치가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 모터(12)에 의해 제1 링크(16)와 제2 링크(17)가 수평으로 최대신장된 길이만으로는 상기 금형(5,6)이 서로 접촉되지 않고, 상기 유압실린더(22)의 신장에 의해 상기 금형(5,6)이 기압접촉되는 것을 특징으로 하는 금형개폐장치가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 유압실린더(22)에 의한 금형의 이동속도는 상기 제1링크(16)와 제2링크(17)의 왕복운동에 의한 금형의 이동속도에 비해 상대적으로 저속인 것을 특징으로 하는 블로우 성형기의 금형 개폐장치가 제공된다.

본 발명에 따르면, 금형의 체결을 위해 일차적으로 고속회전이 가능한 모터(12)에 축결된 센터암(14)의 회전에 의해 고속으로 신장되는 제1링크(16)와 제2리으(16)에 의해 금형(4,5)을 고속으로 접근시킨 상태에서 부스터실린더(24)에 의해 인가된 에어압력에 비해 배가된 유압출력으로 금형(5)을 더욱 전진시켜 형합함으로써, 형합순간에 높은 체결력을 달성할 수 있어서, 스크랩의 제거가 용이하고 성형불량을 줄일 수 있다.

더욱이 모터(12)의 회전운동을 왕복운동으로 전환시키는 링크(16,17)의 최대신장점 근방에서의 신장속도는 최소화되는데, 이순간 짧은 이동구간만큼 배가된 유압으로 상대적인 저속으로 체결력을 가하므로, 금형의 체결순간에 충격이 작으면서도 강한 체결력을 발휘할 수 있어서 작동소음이 작고 원활한 금형개폐동작이 가능하므로 작업환경이 쾌적하면서 고품질의 성형이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 블로우 성형기의 정면도
도 2는 상기 실시예의 블로우 성형기의 측면도
도 3은 상기 실시예의 금형개폐장치의 구성도

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예의 블로우 성형기의 전체구성을 보여주는 정면도이고, 도 2는 그 측면도이며, 도 3은 상기 실시예의 금형개폐장치의 구성도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따르면, 블로우 성형기 본체(1)의 상부 중앙에 블로우 성형할 예비성형품, 즉 패리손을 공급하는 패리손공급부(2)가 배치되고, 이 패리손공급부(2)의 양측에는 블로우 금형에 블로우에어를 공급하는 블로우핀(3)이 한 쌍 배치된다. 상기 패리손공급부(2)는 대체로 예비성형품인 일단이 막힌 슬리브형상의 패리손을 압출성형하는 압출성형기로 이루어진다.

상기 패리손공급부(2)의 하부에는 좌우 두벌(4,5)의 금형이 배치된다. 이들 금형(4,5)은 횡방향이동기구(9)에 의해 교호로 패리손공급부(2)의 하부에 위치되어 패리손(2)을 금형 사이에 삽입수용하고, 이어서 블로우핀(3)의 하부로 횡방향 이동하여 고압이 블로우에어를 금형(4,5) 내로 취입하게 된다. 상기 횡방향이동기구(9)는 바람직하게는 볼스크류기구와 구동모터를 사용하지만, 다른 직선운동기구가 사용될 수 있음은 물론이다.

본 발명에 따른 금형은 내부에 캐비티가 형성되어 서로 형합되며 수직배치되어 수평방향으로 개폐되는 한 쌍의 마주보는 금형(4,5)으로 이루어지고, 이들 금형(4,5)의 배면에는 형고정판(6,7)이 배치되어 이들 금형(4,5)을 착탈가능하게 고정한다. 그리고 이들 금형(4,5)을 개폐하는 금형개폐기구는, 일측 금형(5)의 외측에 배치되는 모터(12)와, 이 모터(12)에 축결되는 센터암(14) 및 이 센터암(14)의 양단에 축결되는 제1링크(16) 및 제2링크(17)를 포함한다. 상기 모터는 도시안된 제어부에 의해 속도나 회전각도를 조절할 수 있는 제어모터로 구성된다, 상기 센터암(14)은 모터(12)의 축에서 회전하면서 상기 제1 및 제2 링크(16,17)를 크랭크작동에 의한 왕복운동시킬 수 있는 것으로서, 아암부재 또는 휠부재로 구성될 수 있다.

상기 제1 링크(16)의 일단은 상기 센터암(14)에 축결되고, 그 타단은 일측 형고정판(7)에 축결된다. 상기 제2 링크(17)의 일단은 상기 센터암(14)에 상기 제1 링크(16)의 축결위치에 대향하는 위치에 축결되고, 그 타단에는 유압실린더(22)의 작동단인 피스톤로드에 축결된다. 그리고 이 유압실린더(22)에는 유압라인을 통해 부스터실린더(24)가 연결된다. 이 부스터실린더(22)의 입력측에는 에어압력이 인가되고 출력측에는 입력된 에어압력에 비해 수배 내지 수십배로 배가된 유압이 출력된다.

이러한 구조를 가진 본 발명의 금형개폐동작은 먼저 모터(12)의 회전에 의해 제1 링크(16)와 제2 링크(17)가 수평으로 상기 금형(4,5)이 접근하여 근접되게 되면, 이어서 부스터실린더(24)가 작동을 개시한다. 이때 부스터실린더(24)의 입력측에는 에어압력이 인가되고, 부스터실린더(24)의 출력측에는 입력에 비해 배가된 유압출력이 발생한다. 그러면 배가된 유압력이 유압실린더(22)를 작동하여 일측 금형(5)을 전진시켜서 금형을 강력한 힘으로 체결하게 된다. 아울러, 이 유압실린더(22)에 의한 스트로크는 10~20mm 정도만으로도 금형의 체결이 가능하므로, 유압실린더의 구동을 에너지의 소모가 적어서 경제적이고, 유압실린더(22)의 유압원은 에어에 의해 작동하는 부스터실린더(24)이므로, 별도의 유압공급을 위한 유압펌프나 오일탱크 등이 불필요하므로 장치의 구조가 간단하게 된다.

한편, 바람직하게는 상기 모터(12)에 의해 제1 링크(16)와 제2 링크(17)가 수평으로 최대신장된 길이만으로는 상기 금형(5,6)이 서로 접촉되지 않고, 상기 유압실린더(22)의 신장에 의해 상기 금형(5,6)이 비로소 가압접촉되어 금형이 체결되게 된다. 이 경우 모터(12)는 고속회전이 가능하므로, 금형의 개폐를 위한 왕복운동이 빨라서 금형 개폐동작이 신속하여 그만큼 생산성을 높일 수 있고, 다만 금형(5,6) 직접 맞닿아 체결하는 순간에는 상대적으로 저속인 유압실린더(22)의 배가된 유압력으로 금형을 체결하므로, 강력한 힘으로 금형을 체결하열 수 있어서, 금형체결력의 미약으로 인한 성형불량이나 스크랩 제거의 곤란 등이 해결되고, 아울러 금형이 맞닿는 순간은 저속으로 접촉되므로 금형의 체결소음이 감소되어 쾌적한 작업환경을 달성할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 금형 체결력을 발휘하는 유압실린더(22)와 부스터실린더(24)를 본체(1)를 중심으로 외곽측에 위치한 금형(4)의 외측이 아니라 제2 링크(17)의 타측에 배치함으로써, 금형(4,5) 주변의 공간을 넓게 확보함으로써 금형에서 성형물을 빼내거나 금형의 교체나 유지보수 작업이 용이하게 된다.

2. 패리슨공급부 3. 블로우핀
4,5. 금형 6,7. 형고정판
10. 금형개폐장치 12. 모터
14. 센터암 16,17. 링크
22. 유압실린더 24. 부스터실린더

Claims (3)

1. 삭제
2. 본체(1)의 상부에 배치되는 패리손공급부(2)와, 상기 패리손공급부(2)의 측방에 배치되며 블로우에어를 급하는 블로우핀(3)과, 상기 패리손공급부(2)와 상기 블로우핀(3)의 하부에 배치되며 수평으로 전진하여 형합되거나 후퇴하여 분리되는 한 쌍의 금형(4,5)과, 상기 금형(4,5)이 착탈가능하게 고정되는 형고정판(6,7) 및 상기 형고정판(6,7)의 어느 하나의 외측에 장착되어 상기 금형(4,5)을 형합 또는 개방하도록 수평방향으로 왕복운동하는 금형개폐장치(10)를 포함하는 블로우 성형기에 있어서, 상기 금형개폐장치(10)는 상기 금형(4,5)중 어느 하나의 외측에 배치되는 모터(12)와, 상기 모터(12)에 축결되어 회동하는 센터암(14)과 상기 센터암(14)의 일측으로 회동축에서 소정간격 이격된 지점에 일단부가 축결되고 타단부에는 상기 형고정판(7)이 축결되는 제1링크(16)와, 상기 센터암(14)의 타측으로 상기 소정간격과 동일한 간격으로 이격된 지점에 일단부가 축결되는 제2링크(17)와, 상기 제2링크(17)의 타단부에 그 작동단이 축결되는 유압실린더(22)와, 출력측이 상기 유압실린더(22)에 유압연결되며 입력측에는 에어압력이 인가되는 부스터실린더(24)를 포함하며, 상기 모터(12)의 회전에 의해 제1링크(16)와 제2링크(17)가 수평으로 신장되어 상기 금형(4,5)이 근접되면 상기 부스터실린더(24)의 입력측에 에어압력이 인가되고 부스터실린더(24)의 출력측에는 배가된 유압력이 발생되어 이 배가된 유압력으로 상기 유압실린더(22)가 일측 금형(5)을 전진시켜서 금형을 형합시키고, 상기 모터(12)에 의해 제1 링크(16)와 제2 링크(17)가 수평으로 최대신장된 길이만으로는 상기 금형(4,5)이 서로 접촉되지 않고, 상기 유압실린더(22)의 신장에 의해 상기 금형(4,5)이 기압접촉되는 것을 특징으로 하는 금형개폐장치.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 유압실린더(22)에 의한 금형의 이동속도는 상기 제1링크(16)와 제2링크(17)의 왕복운동에 의한 금형의 이동속도에 비해 상대적으로 저속인 것을 특징으로 하는 블로우 성형기의 금형 개폐장치

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