KR20040085038A - 회전식 역류방지장치를 갖는 사출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수지를 금형에 사출시키는 사출장치에 관한 것으로서, 계량시에는 스페이서에 형성된 제 1 유로와 스크류헤드에 형성된 제 2 유로를 연결시키고, 사출시에는 스페이서에 형성된 제 1 유로와 스크류헤드에 형성된 제 2 유로를 차단시켜 수지가 역류하는 것을 방지하기 위하여, 스크류헤드의 축과 스크류 사이에 비틀림 스프링과 같은 스프링 수단을 장착하여 수지 계량 종료시 스프링의 복원력에 의해 즉시 용융수지의 유동을 차단하도록 하는 사출장치에 관한 것이다.

Description

회전식 역류방지장치를 갖는 사출장치{Injection unit having rotatable device for preventing reverse flow}

본 발명은 제작하고자 하는 제품의 형상에 따라 만들어진 금형에 수지를 사출하기 위한 사출장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수지를 계량하여 축적시키는 경우에는 수지가 통과하는 유로를 통하게 하고, 수지를 축적한 후 금형에 수지를 사출할 경우에는 유로를 차단시키도록 회전식 장치를 갖는 수지의 역류를 방지하기 위한 사출장치에 관한 것이다.

일반적으로, 사출장치는 성형하고자 하는 제품의 형상에 맞게 제작된 금형내로 수지를 주입시키기 위한 장치로서, 고체상태의 수지 알갱이를 배럴내에 설치된 스크류 회전에 의한 기계적인 에너지와 배럴외부에 장착된 히터에 의한 열에너지에 의해 용융시켜 성형하고자 하는 제품의 형상에 맞게 제작된 금형내로 용융수지를 주입, 고화시켜 원하는 형상의 제품을 얻어내는 장치이다.

이때, 배럴내에 설치된 스크류는 고체 수지 알갱이의 이송 및 용융을 위한 스크류 부분과 금형내로 용융수지를 주입할 때 수지의 역류를 방지하기 위한 스크류헤드부로 구성된다.

이에 따라, 호퍼(hopper)를 통해 공급된 알갱이 수지를 히터(heater)가 장착된 배럴(barrel)로 투입시키고, 배럴내에서는 유압모터나 전기모터에 연결된 사출 스크류가 회전하면서 스크류에 발생하는 전단열과 히터의 열로 수지가 용융된다. 그 후, 용융된 수지는 사출스크류의 헤드부를 통과하여 헤드의 전단부에 쌓이게 된다.

이때 스크류헤드 전단부에 쌓이는 용융수지의 압력이 이미 설정된 스크류의 배압보다 크게 되면, 스크류는 그 용융수지의 압력배압에 의해 축방향을 따라 수지가 공급되는 호퍼방향으로 후퇴하게 되고, 연속적으로 수지가 스크류헤드 전단부에쌓여나가게 된다. 쌓인 용융수지가 계속해서 스크류헤드 전반부에 지정된 양으로 용융수지가 쌓이게 되어 계량이 완료되면, 스크류는 회전을 멈추고, 성형조건에 맞는 압력과 속도를 가지고 축방향으로 전진하여 용융수지를 금형내로 밀어내게 된다.

이때 밀어낸 용융수지가 호퍼방향으로 역류하게 되면, 정량에 부족하는 편차가 발생하게 된다. 이와 같은 문제점을 이를 해결하기 위해, 다양한 용융수지 역류방지장치를 갖는 사출장치가 개발되어 왔다.

종래 개발된 플라스틱 사출장치의 용융수지 역류방지장치가 도 1 및 도 2에 개시되어 있다.

이들 기술들은 용융수지의 역류를 방지하기 위해 첵밸브의 구조를 갖는 것이 공통된 특징이다.

이러한 첵밸브의 구조에서는 사출스크류가 정량의 용융수지를 최종적으로 금형에 밀어낼 경우 밸브 자체가 축방향으로 이동하여 스크류헤드측의 용융수지 유로를 차단시킨다. 그러므로 축방향 이동시 일시적으로 소량의 용융수지가 사출스크류 측으로 역류하게 되어 실질적으로 정량에서 편차가 발생되는 문제를 갖고 있다.

이는 종래 기술인 도 1 및 도 2를 참조하면 명확하게 알 수 있다.

도 1의 경우에 도시된 종래의 사출스크류(3)가 회전할 경우 배럴(2)로 공급된 용융수지는 사출스크류(3)의 나사산을 따라 스크류헤드(7)방향으로 이동된다. 이에 따라, 용융수지는 스페이서(6)와 체크링(5) 사이의 공간으로 유동되고, 연속적으로 체크링(5)과 스크류헤드(7) 사이의 경로를 따라 유동된다. 이와 같이 체크링(5)과 스크류헤드(7) 사이를 통과한 용융수지는 체크링(5)과 스페이서(6) 및 스크류헤드(7)와의 사이에 형성된 유로를 통해 배럴(2)의 전단부내에 점차 쌓이게 되고, 그에 따라 쌓인 용융수지에 의한 배압이 형성된다. 이 배압으로 스크류(3)는 후퇴 이동하면서 정량적인 용융수지를 배럴(2)의 전단부내에 채워 넣은 후 스크류(3)는 정지한다. 용융수지의 사출을 위하여, 사출스크류(3)는 다시 전진하여 용융수지를 금형내로 밀어 넣는다. 이 때, 체크링(5)이 스페이서(6)에 접하여 용융수지의 유로를 차단함으로서 용융수지의 역류를 방지할 수 있다.

그러나 체크링(5)의 경우, 용융수지의 유로 차단시 축방향으로 이동하는 구간을 갖게 되고, 그 결과 이동 구간과 유로 단면적과의 곱에 대한 체적만큼의 용융수지가 역류되는 것을 방지할 수는 없으며, 또한, 체크링(5)이 차단되는 타이밍이 용융수지의 점도, 온도등에 의하여 변할 수 있기 때문에, 매번 동일한 양의 계량이 불가능하다.

도 2에 도시된 종래의 사출스크류(3)는 사출스크류(3)가 회전할 경우 배럴(2)로 공급된 용융수지가 스크류헤드(7)의 유로측에 구비된 볼밸브(8)를 통과한 후 배럴(2)의 전단부 내측에 점차 쌓인다. 사출스크류(3)는 쌓여진 용융수지의 배압에 의해 일정량 후퇴 이동한 후 정량의 용융수지를 금형내로 밀어낸다.

그러나 이 경우에도 볼밸브(8)가 후퇴하는 구간과 그 통로와의 곱에 해당하는 체적을 갖는 용융수지가 역류하게 되어 정량 공급에 편차를 일으키게 된다. 또한, 볼밸브(8)를 통해 용융수지의 유로를 차단하는 타이밍이 용융수지의 점도, 온도등에 의하여 변할 수 있기 때문에, 용융수지의 양에 편차가 발생할 수 있다.

한편, 다른 종래 기술로서 미국특허 US 5,164,207호는, 계량시 포핏이 스프링 탄성력보다 큰 힘으로 가압하여 스프링력을 이기고 용융수지 유로가 열리고, 계량 종료시에는 스프링의 복원력의 작용에 의해 축방향으로 후퇴하는 포핏이 후퇴에 의하여 유동로를 막아주는 구조가 개시되어 있다.

그러나 상기 미국특허 US 5,164,207호에 개시된 발명은 포핏이 후퇴하는 동안 포핏과 유로와의 접합되는 통로에 채워진 용융수지가 유동하게 되어 정량의 수지 사출을 어렵게 한다.

즉, 종래의 기술들을 정리하여 보면, 계량후 용융수지의 사출 직전에 사출스크류에서 밀어낸 용융수지는 밸브의 축방향 유동에 따라 역류하게 되어, 결과적으로 원하는 정량으로 사출할 수 없는 문제점을 가져 계량시마다 용융수지의 양적 변화가 생기게 된다.

나아가 종래 기술들은 밸브의 유동에 의한 유로의 차단시기가 용융수지의 점도, 온도 및 사출시 스크류의 가속도 등의 원인에 따라 변화하게 되어 정량으로 공급될 수지의 양에 편차를 발생시키는 문제점을 갖는다.

이러한 용융수지의 양적 편차로 인해 종래 기술들에 의하여 제조되는 사출품은 원하는 중량으로 제작될 수 없고, 치수가 일정치 않게 제작될 수 있기 때문에, 중량 편차와 치수 안정성에 문제를 갖게 된다.

또한, 종래 기술들은 일반적으로 첨가제 또는 착색제를 수지에 혼련(mixing)하는 경우, 추가적인 믹싱 노즐 또는 믹싱 스크류를 사용해야 하기 때문에 추가적인 비용이 들고 경우에 따라서는 스크류를 교체해야 하는 문제점을 갖는다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 제 1 목적은 사출장치에 있어서 용융수지가 역류되는 것을 방지하기 위하여, 스크류헤드에 비틀림 스프링을 장착하여 수지 계량 종료시 스프링의 복원력에 의해 자동으로 용융수지의 유동을 차단하는 것이다.

본 발명의 제 2 목적은 수지와 첨가제, 착색제를 혼련시키는데 별도의 비용이 들지 않고 스크류를 교체할 필요가 없도록 하기 위하여, 수지에 첨가제 또는 착색제를 혼련시키는 장치가 내장된 사출장치를 제공하는 것이다.

이를 위하여, 본 발명의 사출장치는 원통형 배럴내에서 수지를 주입시키기 위하여 회전가능하게 설치된 사출스크류, 사출스크류의 일단부에 설치되어 일체로 회전운동하고 원주상에 소정의 간격으로 배치된 적어도 하나의 제 1 유로를 갖는 스페이서, 스페이서를 관통하여 사출스크류에 회전가능하게 지지되고 원주상에 소정의 간격으로 배치되어 제 1 유로에 대응되는 적어도 하나의 제 2 유로를 갖는 스크류헤드, 일단이 사출스크류에 부착되고 타단이 스크류헤드에 부착되어 사출스크류의 회전시 탄성 축적하고 사출스크류의 정지시 탄성 복원을 하는 스프링수단, 및 사출스크류의 회전시 제 1 유로의 위상을 제 1 방향으로 회전시켜 제 2 유로의 위상과 일치시키고, 사출스크류의 정지시 제 1 유로의 위상을 제 1 방향의 반대방향인 제 2 방향으로 회전시켜 제 2 유로의 위상과 불일치시키기 위하여, 스페이서에 대하여 스크류헤드를 회전가능하게 연결하는 유로위상제어수단을 포함한다.

여기에서, 사출스크류는 그것의 원주상으로 배치된 스크류산을 갖는 것이 바람직하다.

유로위상제어수단은 제 1 유로의 위상과 제 2 유로의 위상의 차이를 소정의 범위로 한정한다. 이를 위하여, 유로위상제어수단은 스페이서에 설치된 스크류헤드 고정용핀과 고정용핀이 삽입되어 원주방향으로 고정용핀의 원주상 회전각도를 한정하도록 스크류헤드의 원주방향으로 형성된 핀 안내홈으로 구성되는 것이 바람직하다. 원주상으로 배치된 상기 제 1 유로와 상기 제 2 유로의 개수는 서로 동일하고, 상기 제 1 유로와 상기 제 2 유로는 각각 적어도 하나 이상으로 형성되는 것이 바람직하다

이 경우, 각 유로 사이의 각도에 따라서, 고정용핀의 원주상의 회전각도를 결정하고, 일반적으로 각 유로 사이의 각도의 1/2의 각도로 회전하는 것이 바람직하다.

본 발명은 스크류헤드의 회전축에 설치되어 용융된 수지를 혼련시키기 위한 수지혼련용 믹서축을 더 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 믹서축에는 격자형으로 배열되는 믹싱핀이 형성되는 것이 바람직하고, 형성되는 격자는 원주를 따라서 믹싱핀 배열의 제 1 열과 제 2열이 서로 엇갈려 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 그밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

도 1은 용융수지 역류방지를 위해 체크링을 갖는 종래의 사출장치이다.

도 2는 용융수지 역류방지를 위해 볼밸브를 갖는 종래의 사출장치이다.

도 3은 본 발명에 따른 회전식 역류방지장치를 갖는 사출장치의 구성도이다.

도 4는 본 발명에 따른 회전식 역류방지장치를 갖는 사출장치의 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 회전식 역류방지장치를 갖는 사출장치의 분해도이다.

도 6a는 제 1 유로와 제 2 유로가 연결된 상태를 나타내는 도 4의 A-A단면도이고, 도 6b는 제 1 유로와 제 2 유로가 연결된 상태를 나타내는 도 4의 B-B단면도이다.

도 7a는 제 1 유로와 제 2 유로가 차단된 상태를 나타내는 도 4의 A-A단면도이고, 도 7b는 제 1 유로와 제 2 유로가 차단된 상태를 나타내는 도 4의 B-B단면도이다.

도 8은 수지를 혼련시키기 위한 장치가 장착된 본 발명의 사출장치의 실시예이다.

도 9a는 본 발명에 따른 믹서축의 구성도이고, 도 9b는 본 발명에 따른 믹서축의 단면도이다.

<도면의 주요부분에 관한 부호의 설명>

2 : 배럴 3 : 사출스크류

5 : 체크링 6 : 스페이서

7 : 스크류헤드 8 : 볼밸브

101 : 배럴 102 : 베어링

103 : 스크류헤드 전단부 110 : 사출스크류

111 : 스크류산 113 : 스프링 지지홈

120 : 스페이서 121 : 제 1 유로

130 : 스크류헤드 131 : 제 2 유로

132a : 제 1 회전축 132b : 제 2 회전축

134 : 돌출부 136 : 스프링 지지부

137a : 암나사부 137b : 숫나사부

140 : 비틀림 스프링 160 : 유로위상 제어수단

161 : 고정용 핀 162 : 핀 안내홈

163 : 유로개방측 164 : 유로폐쇄측

170 : 믹서축 171 : 믹싱핀

이하에서는 본 발명에 따른 회전식 역류방지장치를 갖는 사출장치에 관하여첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.

도 3은 본 발명에 따른 회전식 역류방지장치를 갖는 사출장치의 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 회전식 역류방지장치를 갖는 사출장치의 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 회전식 역류방지장치를 갖는 사출장치의 분해도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 사출장치는 내부에 구멍이 형성되고 외부에 스크류산(111)이 형성된 사출스크류(110), 사출스크류(110)의 내부에 형성된 구멍의 일단에 비틀림 스프링(140)에 의하여 끼움결합되고 제 2 유로(131)가 형성된 스크류헤드(130), 상기 사출스크류(110)와 스크류헤드(130) 사이의 공간에 삽입되고 제 1 유로(121)가 형성된 스페이서(120), 및 제 1 유로(121)와 제 2 유로(131) 사이의 위상 일치/불일치를 제어하는 유로위상제어수단(160)을 포함한다.

사출을 위하여, 사출스크류는 원통형의 배럴(101)내에 설치된다.

여기에서, 본 발명에 따른 스크류헤드(130)는 일반적으로 사출하고자 하는 방향으로 직경이 감소하는 원뿔형 부재(130a)와 그 원뿔형 부재(130a)의 밑면으로부터 연장하는 원통형 부재(130b)로 구성된다. 상기와 같은 형상을 갖는 스크류헤드(130)에는 그 중심으로부터 소정의 거리로 떨어져 축방향으로 평행하게 원주상으로 일정 간격으로 배치된 적어도 하나 이상의 제 2 유로(131)가 형성된다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 스크류헤드(130)는 사출스크류(110)에 형성된 구멍에 끼워지도록 축방향으로 중심부에 제 1 회전축(132a)과 상기 제 1 회전축(132b)에 연결되는 제 2회전축(132b)을 갖는다. 제 1 회전축(132a)과 제 2 회전축(132b)은 서로 회전방향으로 미끄러지지 않게 결합된다. 본 발명에 따른 사출장치에서, 제 1 회전축(132a)에는 소정의 깊이로 파인 암나사부(137a)가 형성되고 제 2 회전축(132b)에는 상기 소정의 깊이만큼 돌출된 숫나사부(137b)가 형성된다. 이에 따라, 스크류헤드(130)의 제 1 회전축(132a)과 제 2 회전축(132b)은 착탈이 가능하도록 결합된다.

사출스크류(110)에 끼워지는 제 2회전축(132b)의 단부에는 그 중심에 소정의 돌출부(134)가 형성되고 가장자리에 스프링 지지부(136)가 형성된다. 비틀림 스프링(140)은 상기 돌출부(134)에 끼워지고 상기 스프링 지지부(136)에 일단이 부착 지지된다.

상기와 같이 결합된 제 1 회전축(132a)과 제 2 회전축(132b)은 고정된 축상에서 회동이 가능하도록 베어링(102)에 끼워진다. 이 경우, 제 2회전축(132b)에는 베어링(102)과 스페이서(120)에 걸려 고정되도록 돌출된 걸림부(135)가 형성된다.

본 발명에 따른 스페이서(120)는 일단부에 볼트부(125a)가 형성되어 사출스크류(110)의 너트부(115a)에 나사결합되어 있고, 원주상에 일정 간격으로 배치되어 축방향에 대하여 기울어진 적어도 하나의 제 1 유로(121)를 포함한다. 제 1 유로(121)는 제 2 유로(131)와 연결되도록 제 2 유로(131)와 동일한 수로 형성되고, 스크류헤드(130)와 스페이서(120)가 부착되는 면에서 제 1 및 제 2 유로(121, 131)가 서로 통하도록 제 2 유로(131)와 동일한 원주상에 배치된다.

본 발명의 일실시예는 제 1 유로(121) 및 제 2 유로(131)를 90°간격마다 배치시켜 각각 4개의 유로를 갖는다.

사출스크류(110)는 그 외부에 원주상으로 나사산형태로 배치된 스크류산(111)이 형성되고 그 내부에 상기 제 2회전축(132b)에 끼움 결합되도록 원통형홈(114)이 형성된다. 원통형홈(114)의 일단에 홈형태로 파인 스프링 지지홈(113)이 형성된다. 상기 스프링 지지홈(113)은 상기 비틀림 스프링(140)의 스프링 지지부(136)에 결합된 일단의 타단을 지지한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 사출동작은 다음과 같다.

먼저, 사출스크류(110)가 회전하여 배럴(101)과 사출스크류(110) 사이의 공간(112)으로 용융수지가 스크류헤드(130)방향으로 진행한다. 용융수지는 이와 같이 진행하여 제 1 유로(121)를 통해 스페이서(120)를 통과하고, 제 1 유로(121)와 연결된 제 2 유로(131)를 통해 스크류헤드(130)를 통과한다. 스크류헤드(130)를 통과한 용융수지는 배럴(101)내의 스크류헤드 전단부(103)에 차례로 적층된다.

이와 같이 적층된 용융수지에 의하여 수지를 사출하는 방향과 반대 방향으로 압력이 작용하게 된다. 이 용융수지의 압력은 사출장치를 사출 반대방향으로 후퇴시키게 된다. 이 후, 스크류헤드 전단부(103)에 용융수지가 원하는 양만큼 채워졌을 때, 본 발명에 따른 사출장치는 그것의 축에 연결된 모터장치(미도시)와 같은 수단이 동작을 멈춤에 따라 정지하게 된다.

본 발명에 따른 사출장치는 상기 정지와 동시에 비틀림 스프링(140)의 탄성복원력에 의하여 상기 제 1 유로(121)와 제 2 유로(131) 사이의 연결을 차단시키고, 용융수지의 사출을 위하여 사출방향으로 전진하게 된다.

본 발명에 따른 사출장치의 동작을 자세하게 설명하기 위하여 이하에서는 도6a 내지 도 7b를 참조하여 사출장치의 동작을 설명하고자 한다.

도 6a는 제 1 유로와 제 2 유로가 연결된 상태를 나타내는 도 4의 A-A단면도이고, 도 6b는 제 1 유로와 제 2 유로가 연결된 상태를 나타내는 도 4의 B-B단면도이다. 도 7a는 제 1 유로와 제 2 유로가 차단된 상태를 나타내는 도 4의 A-A단면도이고, 도 7b는 제 1 유로와 제 2 유로가 차단된 상태를 나타내는 도 4의 B-B단면도이다.

도 6a와 도 7a에 도시된 바와 같이, 사출스크류(110)와 스크류헤드(130)의 사이에는 스프링수단으로 비틀림 스프링(140)이 설치되어 있다. 상기 비틀림 스프링(140)은 스크류헤드(130)의 제 2회전축(132b) 단부에 형성된 돌출부(134)에 끼워진다. 또한, 상기 비틀림 스프링(140)은 그 일단이 사출스크류(110)의 스프링 지지홈(113)의 내면에 지지되어 있고 그 타단이 스크류헤드(130)의 제 2회전축(132b) 끝단에 형성된 스프링 지지부(136)의 내면에 지지되어 있다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 스프링 지지홈(113)의 내면은 스프링 지지부(136)의 내면과 일치하는 형태로 구성된다.

이와 같은 연결에 따라서, 상기 비틀림 스프링(140)은 사출스크류(110)의 회전력을 스크류헤드(130)에 전달할 수 있다.

여기서, 비틀림 스프링(140)은, 사출스크류(110)가 회전하는 경우, 도 6a에 도시된 바와 같이, 탄성 압축된다. 반면에, 사출스크류(110)가 정지하는 경우, 도 7a에 도시된 바와 같이, 탄성 복원된다.

본 발명은 이같이 비틀림 스프링(140)에 의해 스크류헤드(130)가 회전하는정도에 한정을 가하여, 사출스크류(110) 정지시 제 1 유로(121)와 제 2 유로(131)의 연결통로를 차단하고, 사출스크류(110)의 회전시 일정한 회전 각도에서 상기 제 1 유로(121)와 제 2 유로(131)를 연통시키는 유로위상제어수단(160)을 갖는다.

본 발명의 유로위상제어수단(160)은 상기 스페이서(120)의 전단면에 설치되어 스페이서(120)와 일체로 회전하는 스크류헤드 고정용 핀(161)과, 상기 고정용 핀(161)이 끼워져서 스크류헤드(130)를 원주상 일정 각도 범위내에서 회전시키기 위하여 상기 스크류헤드(130)측에 원주방향으로 형성된 핀 안내홈(162)으로 구성된다.

상기 핀 안내홈(162)은 제 1 유로(121)와 동수로 형성된 제 2 유로(131)의 개수에 따라서, 다른 원호각을 갖는다. 본 발명의 일실시예에 따른 핀 안내홈은 제 1 유로(121)와 제 2 유로(131)가 각기 4개로 구성되어 있어 각 유로 사이각의 절반인 45°의 원호각을 갖고 있다.

따라서, 본 발명은, 도 6b에 도시된 바와 같이, 스페이서(120)에 형성된 고정용 핀(161)이 핀 안내홈(162)의 유로개방측(163)에 걸림되면 제 1 유로(121)와 제 2 유로(131)가 연통되고, 도 7b에 도시된 바와 같이, 스페이서(120)에 형성된 고정용 핀(161)이 핀 안내홈(162)의 유로폐쇄측(164)에 걸림되면 제 1 유로(121)와 제 2 유로(131)가 서로 어긋난 위치에 도달하여 연결통로는 차단된다.

이와 같은 유로위상제어수단(160)을 갖는 본 발명의 사출장치에 따른 사출 동작은 다음과 같다.

본 발명의 사출장치를 동작시키지 않을 경우에, 비틀림 스프링(140)의 탄성력에 의해, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 제 1 유로(121)와 제 2 유로(131)는 차단된 상태로 유지된다.

본 발명의 사출장치를 동작시키기 위하여, 먼저, 용융수지를 스크류헤드 전단부(103)에 쌓는다. 이를 위하여 사출스크류(110)가 도 7a상태에서 반시계방향으로 회전하면, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 스프링 지지홈(113)이 도면의 시계방향으로 회전하여 고정용 핀(161)이 유로개방측(163)에 걸리게 된다. 이와 같이 걸림된 상태에서는 제 1 유로(121)와 제 2 유로(131)가 서로 통하게 된다.

이 경우, 사출스크류(110)와 스크류헤드(130)는 일체로 회전하면서 용융수지를 스크류헤드(130) 방향으로 제 1 유로(121)를 통해 전달하고, 연속적으로 제 1 유로(121)와 연결된 제 2 유로(131)를 통해 전달한다. 이에 따라, 수지는 스크류헤드 전단부(103)로 압송된다.

이때 도 6a에 도시된 유로 개방상태에서는 비틀림 스프링(140)이 탄성가압되는 바, 사출스크류(110) 회전 방향의 반대로 반발력이 작용하기 때문에, 도 6a와 같은 유로 개방상태를 지속적으로 유지하기 위해서는 전동모터(미도시)와 같은 장치로 사출스크류(110)를 회전시키는 힘이 비틀림 스프링(140)의 탄성반발력보다 더 커야 한다.

결과적으로, 사출스크류(110)가 회전하게 되면, 고정용 핀(161)에 의해 회전된 스크류헤드(130)의 제 2 유로(131)가 스페이서(120)의 제 1 유로(121)와 연통하므로, 사출스크류(110)의 스크류산(111)에 의해 압송되는 수지는 서로 연결된 제 1 유로(121)와 제 2 유로(131)를 거쳐 스크류헤드 전단부(103)에 쌓이게 된다.

이와 같이 스크류헤드 전단부(103)에 수지가 쌓여 수지에 의한 압력이 어느 정도 올라가면, 사출스크류(110)가 일정량 후퇴이동한다.

사출스크류(110)는 용융수지를 원하는 양만큼 쌓았을 경우, 외부의 전동모터(미도시)와 같은 장치의 정지로 인하여 정지하게 된다. 수지의 쌓인 양은 직접적으로 측정될 수도 있고, 사출스크류(110)가 후퇴한 거리를 통해 추정될 수도 있다.

이와 같이 사출스크류(110)가 정지하게 되면, 사출스크류(110)의 정지와 동시에 사출스크류(110)와 함께 회전하던 비틀림 스프링(140)은 비틀림으로 축적된 탄성반발력에 의하여, 도 7a에 도시된 바와 같이, 초기화 상태로 되돌아가게 된다.

즉, 도 7b에 도시된 바와 같이, 제 1 유로(121)와 제 2 유로(131)는 서로 어긋난 위상에 위치하여 서로 차단되고, 그에 따라 제 2 유로(131) 내의 수지는 제 1 유로(121)로 역류할 수 없다.

따라서 사출스크류(110)가 정지한 후 사출 방향으로 직선 이동하여 스크류헤드(130)의 전단부에 쌓인 수지를 금형으로 밀어내는 사출 동작을 할 경우, 본 발명에 따른 사출장치는 수지의 역류현상없이 수지를 사출할 수 있다.

도 8은 수지를 혼련시키기 위한 장치가 장착된 본 발명의 사출장치의 실시예이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 사출장치에는 혼련공간(172)이 형성될 수 있다. 여기에서, 스크류헤드(130)는 제 2 유로(131)를 거쳐 나온 용융수지를 상기 혼련공간(172)내에서 혼련시켜 주기 위해 하나 이상의 수지혼련용믹서축(170)이 포함될 수 있다.

상기 수지혼련용 믹서축(170)은 스크류헤드(130)의 제 1 및 제 2회전축(132a, 132b)과 연결되어 있다. 이에 따라, 제 1 및 제 2 회전축(132a, 132b)이 회전하는 경우 수지를 혼련하기 위한 믹서축(170)도 회전하게 된다.

도 9a는 본 발명에 따른 믹서축의 구성도이고, 도 9b는 본 발명에 따른 믹서축의 단면도이다.

믹서축(170)은, 도 9a, 9b에 도시된 바와 같이, 그 원주면에 방사상으로 설치된 믹싱핀(171)을 포함한다. 믹싱핀(171)은 복수로 격자형 배열로 배치된다. 격자형 배열은 축을 따라서 제 1열(173)과 제 2열(174)로 나뉘어 배치되고, 이 경우 제 1열(173)과 제 2열(174)은 서로 원주상으로 교대로 배치되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 본 발명은 수지를 전단부로 쌓는 과정에서 믹서축(170)을 회전시켜 쌓인 수지와 착색제, 첨가제를 고르게 혼련시킬 수 있다.

본 발명의 변형예로서, 본 발명은 스크류헤드와 사출스크류가 고정 결합되고, 스페이서가 서로 고정된 스크류헤드와 사출스크류에 대하여 일정 각도 범위내에서 회동할 수 있다. 이에 따라, 스크류헤드에 형성된 유로와 스페이서에 형성된 유로는, 상기한 본 발명의 동작 원리에서와 같이, 서로 연결되거나 또는 차단될 수 있다.

또한, 본 발명은 상기한 제 1 유로와 제 2 유로가 각각, 예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5, 6 등과 같이, 다양한 개수로 형성될 수 있다. 이 경우에, 각 유로 사이의 간격은 일정하게 형성되고, 형성된 간격에 해당하는 각도의 1/2만큼의 각도로 핀안내홈이 형성될 수 있다. 나아가, 핀안내홈의 각도는 각 유로 사이의 간격에 해당하는 각도보다 상대적으로 더 작게, 예를 들어 1/3, 2/3과 같은 값을 갖도록 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 회전식 역류방지장치를 갖는 사출장치는 스크류헤드에 비틀림 스프링을 장착하여 수지 계량 종료시 스프링의 복원력에 의해 자동으로 용융수지의 유동을 차단하여 수지의 역류를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 회전식 역류방지장치를 갖는 사출장치는 수지에 첨가제 또는 착색제를 혼련시키는 장치가 내장되어 스크류를 교체할 필요가 없기 때문에 수지와 첨가제, 착색제를 혼련시키는데 별도의 비용이 들지 않는다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (12)

1. 원통형 배럴내에서 수지를 주입시키기 위하여 회전가능하게 설치된 사출스크류;

   상기 사출스크류의 일단부에 설치되어 일체로 회전운동하고, 원주상에 소정의 간격으로 배치된 적어도 하나의 제 1 유로를 갖는 스페이서;

   상기 스페이서를 관통하여 상기 사출스크류에 회전가능하게 지지되고, 원주상에 상기 소정의 간격으로 배치되어 상기 제 1 유로에 대응되는 적어도 하나의 제 2 유로를 갖는 스크류헤드;

   일단이 상기 사출스크류에 부착되고 타단이 상기 스크류헤드에 부착되어 상기 사출스크류의 회전시 탄성 축적하고 상기 사출스크류의 정지시 탄성 복원을 하는 스프링수단; 및

   상기 사출스크류의 회전시 상기 제 1 유로의 위상을 제 1 방향으로 회전시켜 상기 제 2 유로의 위상과 일치시키고, 상기 사출스크류의 정지시 상기 제 1 유로의 위상을 제 1 방향의 반대방향인 제 2 방향으로 회전시켜 상기 제 2 유로의 위상을 불일치시키기 위하여, 상기 스페이서에 대하여 상기 스크류헤드를 회전가능하게 연결하는 유로위상제어수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 역류방지장치를 갖는 사출장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 사출스크류는 원주상으로 배치된 스크류산을 갖는 것을 특징으로 하는 회전식 역류방지장치를 갖는 사출장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 유로위상제어수단은 상기 제 1 유로의 위상과 상기 제 2 유로의 위상의 차이를 소정의 범위로 한정하는 것을 특징으로 하는 회전식 역류방지장치를 갖는 사출장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 유로위상제어수단은 상기 스페이서에 설치된 스크류헤드 고정용핀; 및

   상기 고정용핀이 삽입되어 원주방향으로 상기 고정용핀의 원주상 회전각도를 한정하도록 상기 스크류헤드의 원주방향으로 형성된 핀 안내홈;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 회전식 역류방지장치를 갖는 사출장치.
5. 제 1항에 있어서, 원주상으로 배치된 상기 제 1 유로와 상기 제 2 유로의 개수는 서로 동일하고, 상기 제 1 유로와 상기 제 2 유로는 각각 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 회전식 역류방지장치를 갖는 사출장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 유로위상제어수단은 상기 제 1 유로의 위상과 상기 제 2 유로의 위상의 차이를 소정의 범위로 한정하는 것을 특징으로 하는 회전식 역류방지장치를 갖는 사출장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 유로위상제어수단은 상기 스페이서에 설치된 스크류헤드 고정용핀; 및

   상기 고정용핀이 삽입되어 원주방향으로 상기 고정용핀의 원주상 회전각도를 한정하도록 상기 스크류헤드의 원주방향으로 형성된 핀 안내홈;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 회전식 역류방지장치를 갖는 사출장치.
8. 제 7항에 있어서, 상기 핀 안내홈은 각 유로 사이의 각도의 1/2의 각도로 형성되는 것을 특징으로 하는 회전식 역류방지장치를 갖는 사출장치.
9. 제 1항에 있어서, 상기 스크류헤드의 회전축에 설치되어 수지를 혼련시키기 위한 수지혼련용 믹서축을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 역류방지장치를 갖는 사출장치.
10. 제 9항에 있어서, 상기 수지혼련용 믹서축은 원주상으로 배치된 복수의 믹싱핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 역류방지장치를 갖는 사출장치.
11. 제 10항에 있어서, 상기 복수의 믹싱핀은 격자형 배열로 배치되는 것을 특징으로 하는 회전식 역류방지장치를 갖는 사출장치.
12. 제 11항에 있어서, 상기 복수의 믹싱핀의 배열은 축방향으로 배열된 제 1열과 상기 제 1열에 엇갈리게 배열된 제 2열로 구성되는 것을 특징으로 하는 회전식 역류방지장치를 갖는 사출장치.