KR200350154Y1 - 인서트사출 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 인서트사출 성형장치에 관한 것으로서, 테이블 상에 하부금형을 고정하고, 이 하부금형에 대응하는 상부금형을 동일개수로 형성하여 상기 상/하부금형의 후방에 주입 건을 전후좌우로 왕복하도록 구성함으로써, 테이블의 크기를 줄여 설치공간에 제약을 받지 않고, 보다 향상된 생산성을 제공함과 아울러 작업안전성을 향상시키는데 그 목적이 있다.

이러한 목적달성을 위한 본 고안은, 테이블(12) 상에 설치되는 복수의 하부금형(16), 이 하부금형(16)과 합체 및 분리되도록 수직이송실린더(24)의 피스톤로드에 의해 상하 이동되도록 설치된 상부금형(20), 상기 상/하부금형(20,16)이 합체된 그 성형공간부내의 인서트부재와 일체화시킬 수 있도록 수지용액을 공급하여 전/후진되는 주입 건(50)이 구비된 인서트사출 성형장치에 있어서, 상기 테이블(12)상의 하부플레이트(14)에 복수의 하부금형(16)이 직접적으로 고정 설치되고, 이 하부금형(16)에 대응하여 설치된 각각의 상부금형(20)이 수직이송실린더(24)의 피스톤로드 끝단에 고정되어 상하로 왕복되며, 상기 상/하부금형(20,16)이 합체되었을 때, 수지용액을 공급하는 주입 건(50)이 한 쌍을 이루는 상/하부금형(20,16)들에 대하여 전후 및 좌우로 이동되게 하는 이송수단(60)이 구비된 것을 특징으로 한다.

Description

인서트사출 성형장치{Apparatus for insert injection molding}

본 고안은 인서트사출 성형장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하부금형을 하부플레이트와 함께 테이블 상에 고정하고, 이 하부금형에 대응하는 상부금형을 동일개수로 형성하여 서로 쌍을 이루도록 한 상태에서 상기 상/하부금형의 후방에 전후 및 좌우로 왕복 운동하도록 주입 건을 마련함으로써, 테이블의 크기를 줄여 설치공간에 제약을 받지 않고, 보다 향상된 생산성을 제공함과 아울러 작업안전성을 높인 인서트사출 성형장치에 관한 것이다.

일반적으로, 인서트사출 성형장치는 금형 내에서 금속, 회로기판 등의 부품이나 이질, 이색의 수지 같은 각종 인서트부재에 수지를 사출하여 일체화 성형하는 것으로서, 방수, 강도, 재질 등 단독으로 얻기 어려운 성질을 서로 보완하기 위하여 다양한 용도로 이용되고 있다.

이러한 인서트사출 성형장치의 기본구조를 간략히 설명하면, 인서트부재가 놓이는 하부금형이 테이블 상에 이동가능하게 설치된 하부플레이트에 고정 설치되고, 상기 하부금형과 합체 및 분리되는 상부금형이 수직이송실린더의 로드에 의해 상하로 이동되는 상부플레이트에 고정 설치된다.

상기 상부플레이트의 이동으로 금형이 합체되고 프레임에 지지된 수직이송실린더의 가압력으로 금형의 체결력이 유지되었을 때 주입 건(Gun)에 의해 수지용액을 인서트부재가 내재된 금형 내부의 성형공간부로 공급함으로써 완제품의 인서트사출성형품을 얻는 구조이다.

상기 인서트사출 성형장치에서 사출성형품이 소형이고 수지용액이 핫멜트(hotmelt)인 경우 상/하부금형의 가압기구로 응답성이 빠른 에어실린더인 수직이송실린더를 사용하고 있다.

상기와 같은 인서트사출 성형장치는, 프레임에 지지된 수직이송실린더에 의해 수직으로 왕복하는 상부금형에 대하여 복수의 하부금형이 구비되고, 이에 상기 하부금형들이 수평이송실린더에 의해 수평 이동되면서 상기 상부금형과 순차적으로 합체 및 분리가 이루어지게 된다.

즉, 테이블 상에 2개의 하부금형이 각각 하부플레이트에 고정되고, 이 하부플레이트가 수평이송실린더에 의해 테이블 상에서 수평이동을 하게 되며, 이때 어느 하나의 하부금형이 상부금형과 수직선상에 놓이면 상기 상부금형이 수직이송실린더에 의해 하강되어 합체되는 것이다.

이와 같이 상부금형과 어느 하나의 하부금형이 합체되면, 후방에 전후진하도록 구성된 주입 건이 전진하여 수지용액을 인서트부재가 내재된 금형 내부의 성형공간부로 공급함으로써 완제품의 인서트사출성형품을 얻게 된다.

위와 같이, 금형의 성형공간부로 주입된 수지용액이 일정시간이 경과함에 따라 응고되면, 상기 주입 건이 후진한 후 상부금형이 다시 수직이송실린더에 의해 수직상승하고, 동시에 수평이송실린더가 작동하여 하부플레이트를 수평 이동시킴으로써, 상기 상부금형의 아래에 다른 하부금형이 놓이게 된다.

따라서, 상기 상부금형과 주입 건이 상기한 바와 같이 동일하게 작동하여 또 다른 인서트사출성형품을 완성하게 되는 것이다.

그러나, 상기와 같이 하나의 상부금형에 대하여 수평 이동하는 복수의 하부금형을 구비하여 인서트사출성형품을 완성하는 인서트사출 성형장치의 경우, 하부금형이 놓이는 하부플레이트가 수평 이동하는 관계로 테이블을 크게 제작할 수밖에 없어 결국 인서트사출 성형장치 자체가 커지는 문제점이 있었다.

다시 말해서, 일예로 상기 하부금형이 놓이는 하부플레이트의 좌우길이가 50cm라고 했을 때, 이러한 하부플레이트가 두 개 놓이려면 최소 1m의 테이블 좌우길이를 확보하여야 하며, 이와 같이 나란히 놓여진 하부플레이트들이 순차적으로 수평왕복운동을 하여 고정된 상부금형과 수직선상을 유지하기 위해서는 하나의 하부금형이 놓일 수 있는 여유 공간이 더 필요로 하게 된다.

따라서, 상기 하부플레이트가 이동가능하게 설치되는 테이블은 그 좌우길이가 적어도 하나의 하부플레이트에 대하여 3배에 해당하는 길이, 즉 최소 1m50cm 이상 크기로 구비되어야 한다. 이렇게 테이블이 커지면 인서트사출 성형장치 자체가 크게 제작될 수밖에 없어 좁은 공간에서는 설치가 곤란하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 상부금형과 어느 하나의 하부금형이 합체된 상태에서 주입 건이 수지용액을 금형내로 공급하여 인서트사출성형품이 완성된 상태에서 상기 상부금형이 수직상승하고, 다른 하부금형이 수평 이송되어 다시 합체를 이룬 후 주입 건이 수지용액을 금형내로 공급하여 다른 인서트사출성형품이 완성되는 바, 그 작업단계가 여러 단계로 이루어져서 결국 작업속도가 현저히 저하되어 생산성이 좋지 않은 문제점이 있었다.

그리고, 이러한 인서트사출 성형장치는 대체적으로 테이블의 전방에 하부금형이 설치된 하부플레이트가 구비되고, 그 후방에 주입 건이 구비되는데, 상기 하부금형이 설치된 하부플레이트가 계속적으로 수평이송을 하게 됨에 따라 작업자가 순간적인 부주의로 인하여 상기와 같이 이송하는 하부플레이트에 의해 상해를 입을 수 있는 심각한 문제점이 있었다.

이에, 본 고안은 상기와 같은 제반 문제점들에 기인하여 안출된 것으로서, 테이블 상에 하부금형을 직접적으로 고정시키고, 이 하부금형에 대응하는 상부금형을 동일개수로 형성하여 서로 쌍을 이룬 상태에서 상기 상/하부금형의 후방에 전후 및 좌우로 왕복하도록 주입 건을 구성함으로써, 테이블의 크기를 줄여 설치공간에 제약을 받지 않고, 보다 향상된 생산성을 제공함과 아울러 작업안전성을 향상시킨 인서트사출 성형장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 인서트사출 성형장치를 개략적으로 도시한 정면도.

도 2는 도 1의 측면도.

도 3은 본 고안에 따른 인서트사출 성형장치에서 주입 건의 설치관계를 나타낸 부분 사시도.

도 4는 본 고안에 따른 인서트사출 성형장치에서 다른 실시 예에 따라 주입 건이 설치된 관계를 도시한 부분 사시도.

도 5는 본 고안에 따른 인서트사출 성형장치에 적용되는 부스터실린더의 작동관계를 나타낸 회로도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 인서트사출 성형장치 12 : 테이블

14 : 하부플레이트 16 : 하부금형

20 : 상부금형 22 : 상부플레이트

24 : 수직이송실린더 50 : 주입 건

52 : 브래킷 60 : 이송수단

62 : 가이드 62a : 가이드레일

62b : 이송부재 64 : 전/후진 실린더

상기와 같은 목적달성을 위한 본 고안의 인서트사출 성형장치는, 테이블 상에 설치되는 복수의 하부금형, 이 하부금형과 합체 및 분리되도록 수직이송실린더의 피스톤로드에 의해 상하 이동되도록 설치된 상부금형, 상기 상/하부금형이 합체된 그 성형공간부내의 인서트부재와 일체화시킬 수 있도록 수지용액을 공급하여전/후진되는 주입 건이 구비된 인서트사출 성형장치에 있어서, 상기 테이블에 복수의 하부금형이 직접적으로 고정 설치되고, 이 하부금형에 대응하여 설치된 각각의 상부금형이 수직이송실린더의 피스톤로드 끝단에 고정되어 상하로 왕복되며, 상기 상/하부금형이 합체되었을 때, 수지용액을 공급하는 주입 건이 상기 쌍을 이루는 상/하부금형들에 대하여 전후 및 좌우로 이동되게 하는 주입 건 이송수단이 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 주입 건 이송수단은, 테이블의 후방에 고정 설치된 브래킷과, 이 브래킷에 수평방향으로 설치된 가이드와, 이 가이드가 수평방향으로 작동되도록 하는 실린더와, 상기 가이드에 고정 설치된 전/후진 실린더를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드는 상기 브래킷에 수평으로 설치된 가이드레일과, 이 가이드레일과 맞물려 수평 이동되며, 그 선단에 전/후진 실린더가 고정 설치되는 이송부재로 이루어진 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 주입 건 이송수단이, 테이블의 후방에 고정 설치된 브래킷과, 이 브래킷의 일측에 고정 설치된 모터와, 상기 모터의 축과 직선방향으로 연결 설치된 나선형 축과, 상기 나선형 축에 설치되어 모터의 회전에 따라 수평방향으로 이동되는 이송부재와, 이 이송부재에 고정 설치된 전/후진 실린더를 포함하여 이루어질 수도 있다. 상기 모터는 정확한 제어가 가능한 서보모터나 스텝핑모터를 채택함이 바람직하다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 인서트사출 성형장치의 정면도이고, 도 2는 도 1의 측면도이다.

도시된 바와 같이, 각종 조작스위치와 각 실린더들의 제어부 및 냉각기구가 구비된 테이블(12)의 상단에 복수의 하부금형(16)이 설치된 하부플레이트(14)와 함께 고정 설치되어 있다.

또한, 상기 하부금형(16)의 수직선상 상측에는 각각 프레임(18)에 고정 설치된 수직이송실린더(24)가 고정 설치되어 있으며, 이 수직이송실린더(24)들의 단부에는 상기 하부플레이트(14)에 설치된 하부금형(16)과 합체 및 분리되는 상부금형(20)이 상부플레이트(22)와 함께 고정 설치되어 있다.

즉, 상기 상부금형(20)이 설치된 상부플레이트(22)는 수직이송실린더(24)의 피스톤로드(26)와 결합되고, 그 양측에 가이드 봉(28)과 결합되어 상기 수직이송실린더(24)의 작동에 의해 수직왕복운동을 하게 된다.

한편, 상기 테이블(12)의 후방 즉, 상부금형(20)과 하부금형(16)의 후방에는 전후방향으로 직선왕복운동 및 좌우방향으로 수평왕복운동을 하는 주입 건(50)이 설치되어 있다.

도 3은 상기 주입 건이 설치된 상태를 개략적으로 도시한 부분사시도로서, 도시된 바와 같이, 테이블(12)의 후방에 일정높이만큼 브래킷(52)이 고정 설치되어 있고, 이 브래킷(52)의 전면에 상기 주입 건(50)을 전후 및 좌우로 왕복시키기 위한 이송수단(60)이 설치되어 있다.

상기 주입 건(50)의 이송수단(60)은 이 주입 건(50)을 좌우로 왕복시키기 위한 가이드(62)와, 이 가이드(62)의 이송부재(62b)를 가이드레일(62a)에 대하여 수평방향으로 슬라이드 시키기 위한 실린더(70)와, 상기 주입 건(50)을 전후로 왕복시키기 위한 전/후진 실린더(64)로 구성된다.

상기 가이드(62)는 직선안내장치로서, 클리어런스(clearance) 없이 가볍게 움직이고, 주행정도를 내기 쉬우며, 위치결정 정도가 높고, 모든 방향으로 강성이 높음과 아울러 허용하중이 크고, 장기간 고정도 유지가 가능하며, 고속성이 우수한 장점이 있으며, 그 구조적 특성에 따라 여러 사양이 있고 또한 그 용도가 다양한 것이다.

따라서, 본 고안에서는 상기와 같은 장점을 활용하기 위하여 가이드를 적용한 것이며, 어느 특정 사양의 제품에 한정하지 않고 다양한 종류의 것을 적용 가능함은 물론이다.

상기 가이드(62)는 상기한 바와 같이, 브래킷(52)에 대하여 수평방향으로 설치된 가이드레일(62a)과, 이 가이드레일(62a)과 맞물려 수평방향으로 슬라이딩되는 이송부재(62b)로 이루어져 있다.

상기 이송부재(62b)의 하부에는 고정편(72)이 연장 형성되어 있으며, 이 고정편(72)에 실린더(70)의 피스톤로드(74) 끝단이 고정되어 있다.

한편, 상기 가이드(62)의 이송부재(62b)에는 전/후진 실린더(64)가 고정 설치되어 있으며, 이 전/후진 실린더(64)의 피스톤로드 선단에 주입 건(50)이 고정 설치되어 있다.

참고로, 상기 실린더(70)와, 전/후진 실린더(64)는 유압식 또는 공압식을 선택적으로 사용할 수 있음은 물론이다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 인서트사출 성형장치(10)의 작동관계를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 작동신호 인가에 따라 하나의 수직이송실린더(24)가 작동하여 상부플레이트(22)를 수직하강시킴에 따라 그 하부에 설치된 상부금형(20)이 하부플레이트(14) 상의 하부금형(16)과 합체를 이루고, 이렇게 상/하부금형(20,16)이 합체되고 나면 주입 건(50)이 가이드(62)를 타고 설정된 위치(일측의 한 쌍을 이루는 상/하부금형의 후방)로 수평이동 된다.

즉, 실린더(70)의 작동으로 피스톤로드(74)가 신장되어 이 피스톤로드(74)의 단부에 고정된 이송부재(62b)의 고정편(72)을 밀음에 따라 이 이송부재(62b)가 가이드레일(62a)을 따라 수평으로 이동되는 것이다.

한편, 이 경우 상기 실린더(70)의 피스톤로드(74) 단부를 이송부재(62b)의 하측에 연장된 고정편(72)에 고정시키지 않고, 이송부재(62b)에 직접 고정시킴으로써, 상기 고정편(72)의 구성을 배제할 수도 있을 것이다.

이러한 상태에서 가이드(62)의 이송부재(62b)에 설치된 전/후진 실린더(64)가 작동하여 그 피스톤로드 선단에 장착된 주입 건(50)이 전진되게 되고, 이렇게 전진된 주입 건(50)은 합체된 상/하부금형(20,16) 내부의 성형공간부와 연통되는 주입구로 삽입되게 되며 이후에 주입 건(50)의 밸브를 일정시간동안 개방시켜 수지용액을 공급하게 된다.

이와 같이 수지용액의 공급이 끝나면, 다시 전/후진 실린더(64)가 작동하여 후진되고 난후에 가이드(62)의 이송부재(62b)가 실린더(70)의 작동으로 가이드레일(62a)을 따라 안내되어 타측의 상/하부금형(20,16)쪽으로 이동되게 된다.

그리고, 다시 전/후진 실린더(64)가 작동하여 전진됨으로써, 주입 건(50)이 합체된 타측의 상/하부금형(20,16) 내부에 형성된 성형공간부로 수지용액을 공급하게 된다.

상기에서 상부금형()을 승강시키는 수직이송실린더(24), 가이드(62)를 수평 이동시키는 실린더(70)의 작동 및 전/후진 실린더(64)의 전후진은 제어부에 의하여 그 작동이 제어되며, 이러한 제어방법은 이미 널리 공지된 것인 바, 본 고안에서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

한편, 도 4는 본 고안에 따른 인서트사출 성형장치에서 다른 실시 예에 따라 주입 건이 설치된 관계를 도시한 일부 사시도로서, 도시된 바와 같이, 주입 건(50)의 이송수단을 볼 스크루방식으로 할 수도 있다.

즉, 브래킷(52)의 일측에 서보모터나 스텝핑모터(80)를 고정설치하고, 이 모터(80)의 축에 나선형 축(82)을 연결설치하며, 전/후진 실린더(64)의 후측에는 이 나선형 축(82)엔 이 나선형 축(82)의 회전에 따라 좌우로 수평 이동하는 이송부재(84)를 설치한 구성인 볼 스크루방식으로 구성할 수도 있는 것이다.

또한, 상기 주입 건(50)의 이송수단에 대하여 나선형 축과 모터를 이용한 것으로만 도시하고 설명하였으나, 상기 나선형 축의 한쪽끝단에 풀리를 마련하고 상기 나선형 축과 평행하게 서보모터나 스텝핑모터를 설치하여 타이밍벨트를 걸어 구동시키는 구성으로 마련할 수도 있을 것이다.

한편, 본 고안의 인서트사출 성형장치(10)는 주입 건(50)에서 수지용액을 공급하는 압력이 저압(15~40bar)이어서 비교적 크기가 작은 사출성형품을 제작하는 경우에 사용하는 것으로서, 상기 수직이송실린더(24)를 부스터(booster)실린더로 제공하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 수직이송실린더가 유압 작동실린더인 경우, 이들의 상당한 고압이기 때문에 성형재료를 주형에 부드럽게 주입할 수 있으나, 유압 실린더는 유압을 조절하기 위하여 오일펌프, 오일탱크, 오일 냉각기 및 기타 장치들이 필요하기 때문에 필연적으로 전체 장치의 크기가 커지는 바, 본 고안과 같이 크기가 작은 사출성형품을 제작하기 위한 인서트사출 성형장치에는 적합하지 않다.

또한, 상기 수직이송실린더가 공압 작동실린더인 경우, 오직 공기압축기만 필요하므로 전체 장치의 크기를 소형으로 할 수 있으나, 공압 작동실린더 자체만으론 압력이 작기 때문에, 상/하부금형을 제대로 가압할 수 없어 상기 상/하부금형의 성형공간부로 공급된 수지용액에 의한 압력으로 들뜸 현상이 발생될 수 있고 이로 인해 온전한 형상의 사출성형품을 얻을 수 없다.

따라서, 본 고안에 따른 인서트사출 성형장치(10)에는 공압 동력원으로 유압의 고압을 얻음으로써, 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있는 부스터실린더를 적용한 것이다.

참고로, 도 5는 상기 부스터실린더의 개략적인 유공압회로도로서, 솔레노이드(44,46)들의 작동에 따라 오일탱크(32)의 입구측(P3)에 공압이 주어지면, 공유압 변환장치(48)를 통해 급유되어 유압피스톤(40)이 급속 전진된다. 이때의 압력은 공압과 동일하다.

다음에, 실린더부(30)의 헤드커버(34) 입구측(P1)으로 공압이 주어지면 파스칼의 원리에 의해 유압은 증압되고 유압피스톤(40)은 고출력으로 전진된다.

한편, 상기 솔레노이드(44,46)들의 작동에 따라 실린더부(30)의 중간커버(36) 입구측(P2)과 로드커버(38) 입구측(P4)으로 공압이 주어지면 증압피스톤(42)과 유압피스톤(40)이 후진하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안의 인서트사출 성형장치에 의하면, 테이블 상에 하부금형을 고정하고, 이 하부금형에 대응하는 상부금형을 동일개수로 형성하여 서로 쌍을 이룬 상태에서 상기 상/하부금형의 후방에 전후 및 좌우로 왕복하도록 주입 건을 마련함으로써, 상기 하부금형을 이동시킬 필요가 없어 테이블(하부금형)이 이동되는 여유 공간만큼의 테이블을 크게 형성하지 않아도 되며, 결국 테이블의 크기가 줄어들어 전체적인 인서트사출 성형장치의 크기가 작아지므로 장치의 설치공간에 제약을 받지 않게 되는 효과가 있다.

또한, 상/하부금형이 합체된 상태에서 주입 건이 신속하게 전후 및 좌우로 이송되면서 상/하부금형에 수지용액을 공급하여 인서트 성형제품을 생산하는 것이므로, 종래에서와 같이 상부금형이 수직방향으로 승하강하고, 하부금형이 수평방향으로 이동하는 등 여러 단계가 단순화됨으로써, 그 제품생산속도가 빨라져 결국 생산성이 향상되는 효과도 있다.

또한, 본 고안은 테이블의 전방위치에 설치되는 하부금형을 포함하는 하부플레이트가 좌우로 이동하지 않고, 테이블의 후방에서 주입 건이 이동되는 것이므로 작업자가 부주의로 인한 산업재해의 우려가 없는 매우 유용한 효과도 있다.

Claims (3)

1. 테이블(12) 상에 설치되는 복수의 하부금형(16), 이 하부금형(16)과 합체 및 분리되도록 수직이송실린더(24)의 피스톤로드에 의해 상하 이동되도록 설치된 상부금형(20), 상기 상/하부금형(20,16)이 합체된 그 성형공간부내의 인서트부재와 일체화시킬 수 있도록 수지용액을 공급하여 전/후진되는 주입 건(50)이 구비된 인서트사출 성형장치에 있어서,

   상기 테이블(12)상의 하부플레이트(14)에 복수의 하부금형(16)이 직접적으로 고정 설치되고, 이 하부금형(16)에 대응하여 설치된 각각의 상부금형(20)이 수직이송실린더(24)의 피스톤로드 끝단에 고정되어 상하로 왕복되며, 상기 상/하부금형(20,16)이 합체되었을 때, 수지용액을 공급하는 주입 건(50)이 한 쌍을 이루는 상/하부금형(20,16)들에 대하여 전후 및 좌우로 이동되게 하는 이송수단(60)이 구비된 것을 특징으로 하는 인서트사출 성형장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 주입 건의 이송수단(60)은, 테이블(12)의 후방에 고정 설치된 브래킷(52)과, 이 브래킷(52)에 수평방향으로 설치된 가이드(62)와, 이 가이드(62)를 좌우로 작동되도록 하는 실린더(70)와, 상기 가이드(62)에 고정 설치된 전/후진 실린더(64)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인서트사출 성형장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 주입 건의 이송수단(60)은, 테이블(12)의 후방에 고정 설치된 브래킷(52)과, 이 브래킷(52)의 일측에 고정 설치된 모터(80)와, 이 모터(80)의 축과 직선방향으로 연결 설치된 나선형 축(82)과, 이 나선형 축(82)엔 모터(80)의 회전에 따라 이동되도록 설치된 이송부재(84)와, 이 이송부재(84)에 고정 설치된 전/후진 실린더(64)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인서트사출 성형장치.