KR20060049626A - 몰드크램핑장치 - Google Patents

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KR20060049626A
KR20060049626A KR1020050052456A KR20050052456A KR20060049626A KR 20060049626 A KR20060049626 A KR 20060049626A KR 1020050052456 A KR1020050052456 A KR 1020050052456A KR 20050052456 A KR20050052456 A KR 20050052456A KR 20060049626 A KR20060049626 A KR 20060049626A
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히로시 요코야마
신야 이타니
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도시바 기카이 가부시키가이샤
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Abstract

직압으로 몰드조임하여 공간을 절약할 수 있고, 타이바 인발이 가능하며, 또 가동다이플레이트의 후퇴동작과 타이바 인발을 동시에 동작시켜 줌으로써 금형교환시간을 단축시킬 수 있는 신규한 몰드크램핑장치를 제공하기 위한 것으로, 금형교환시에만 타이바(18)를 고정다이플레이트(10)에서 뽑아낼 수 있도록 고정다이플레이트 내에 몰드조임용 실린더를 이루는 환상피스톤(36)이 설치되고서, 이 환상피스톤(36)에 인접하여 1쌍의 하프너트(48A, 48B)가 배치되어, 상기 타이바의 고정다이플레이트쪽 단부에 형성된 걸림부(18A)와는 인발시 이외에는 항상 걸림상태로 있도록 되어 있다. 상기 타이바의 오른쪽 단면이 스토퍼 플레이트(46)에 접촉했을 때 상기 하프너트와의 상대위치가 걸려질 수 있는 상태가 되도록 설정되어 있다. 그러한 걸림상태에서 몰드조임 승압을 할 때에는 몰드개방의 초기동작용으로 상기 환상피스톤을 구동해서 타이바로 힘을 전달하게 된다.

Description

몰드크램핑장치{CLAMPING MACHINE}
도 1은, 본 발명에 따른 몰드크램핑장치의 평면도,
도 2는, 도 1에서의 결합수단의 상세한 기구를 나타낸 도면,
도 3은, 본 발명에 따른 몰드크램핑장치의 몰드개폐 및 몰드조임동작에서의 1싸이클 중의 최초 4개의 상태(숫자 1 ~ 4로 표시)를 예시한 몰드크램핑장치를 간략화한 평면도,
도 4는, 본 발명에 따른 몰드크램핑장치의 몰드개폐 및 몰드조임동작에서의 1싸이클 중의 4개의 상태(숫자 5 ~ 8로 표시)를 예시한 몰드크램핑장치를 간략화한 평면도,
도 5는, 본 발명에 따른 몰드크램핑장치의 몰드개폐 및 몰드조임동작에서의 1싸이클 중의 3개의 상태(숫자 9 ~ 11로 표시) 및, 타이바의 닫힘 및 조임상태를 예시한 몰드크램핑장치를 간략화한 평면도,
도 6은, 본 발명에 따른 몰드크램핑장치의 몰드개폐 및 몰드조임동작에서의 1싸이클 중의 2개의 상태(숫자 12 및 13으로 표시) 및, 타이바의 인발상태를 예시한 몰드크램핑장치를 간략화한 평면도,
도 7은, 종래의 몰드크램핑장치에서의 고정다이플레이트로부터 타이바가 인발된 상태를 나타낸 몰드크램핑장치의 정면도,
도 8은, 도 7의 몰드크램핑장치에서의 몰드닫힘 직전의 상태를 나타낸 도면이다.
(부호의 설명)
10 - - - - 고정다이플레이트 12 - - - - 가동다이플레이트
14 - - - - 고정금형 16 - - - - 이동금형
18 - - - - 타이바 20 - - - - 타이바 가이드
24 - - - - 서보모터 32A, 32B, 48A, 48B - - - - 하프너트
36 - - - - 환상피스톤 38, 40 - - - - 유실
42 - - - - 발판 44 - - - - 유압실린더
46 - - - - 스토퍼용 플레이트 52A, 52B, 52C - - - - 플레이트
본 발명은 다이캐스트 머신이나 사출성형기(이하 단지 다이캐스트 머신 등이라고 함)에서의 몰드크램핑장치에 관한 것으로, 특히 타이바(tie bar)의 인발(引拔)을 가동다이플레이트의 구동기구를 이용해서 실행하는 몰드크램핑장치에 관한 것이다.
다이캐스트 머신(die-cast machine) 등에 쓰이는 몰드크램핑장치에서는, 금형교환작업을 할 때 타이바가 신구(新舊)의 금형과 간섭하는 일이 있게 되고, 특히 다이캐스트 머신에서는 금형에 1개 또는 복수의 중심실린더를 수평방향으로 설치하 고 있는 경우가 많아서, 이와 같은 경우 어떻게 하더라도 금형교환작업 전에 고정다이플레이트로부터 타이바를 뽑아내는 작업이 필요하게 된다.
종래의 다이캐스트 머신 등에서는, 타이바를 뽑아내기 위해 전용의 유압실린더를 갖도록 되어 있으나, 그 실린더스트로크가 길고, 뽑아내면 타이바가 상당히 뒤쪽으로 이동하기 때문에, 미리 정해진 스페이스를 머신 후방에다 확보해 두어야만 하였다. 특히 대형의 다이캐스트 머신에서는, 상기 전용의 유압실린더의 스트로크가 길게 되어 있음은 물론, 타이바의 중량도 크기 때문에 타이바의 이동에 요하는 시간도 길어지고, 더구나 금형교환작업의 종료 후 다시 타이바를 인발하는 작업이 있기 때문에, 1회의 금형교환에 요하는 작업시간이 대단히 길어지게 된다.
한편, 종래의 몰드크램핑장치에서는 그 구동장치로 토글기구(toggle link mechanism)를 널리 채택하고 있다. 이렇게 다이캐스트 머신 등에서 토글기구를 채용하게 되는 경우에는, 몰드두께조정을 위해 링크하우징(link housing)이 설치되어야 해서, 머신 전체의 길이가 길어진다고 하는 문제점이 있게 된다. 그런데, 몰드개폐동작과 몰드조임동작 양쪽 모두를 토글기구로 실행되도록 하면 유리함에도 불구하고, 최근에는 몰드개폐용 구동기구와 몰드조임용 구동기구를 다른 구동수단으로 실행하는 일이 있다.
그 경우에는, 몰드조임용 구동수단으로서의 몰드조임용 실린더를 고정다이플레이트쪽 또는 가동다이플레이트쪽에 설치하게 된다. 이 경우에 몰드조임용 실린더는 몰드두께의 조정을 동시에 할 수가 없기 때문에, 몰드두께의 조정과 관련해서 여러 가지 메카니즘이 제안되어 있기도 하다.
그러나, 앞에서 설명한 타이바 인발작업(drawing-out operation)의 효율성이나 메카니즘의 단순성이 배려된 몰드크램핑장치에 대해서는 아직 본 출원인으로서는 알고 있지 못하다.
다만, 고정다이플레이트쪽에 몰드조임용 실린더를 갖춘 것으로서, 타이바를 가동다이플레이트의 몰드개폐동작으로 뽑아내기 쉽도록 한 예가 일본국 등록특허공보 특공평8-5060호로 제안되어 있다.
도 7 및 도 8은 상기 일본국 특공평8-5060호 공보에서의 몰드크램핑장치를 그대로 도시한 것으로, 도 7은 고정다이플레이트로부터 타이바가 뽑아내어진 상태를 나타낸 몰드크램핑장치의 정면도이고, 도 8은 도 7의 몰드크램핑장치에서의 몰드가 닫히기 직전의 상태를 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8에서, 참조부호 201은 고정다이플레이트로서, 이는 베이스(도시되지 않음)의 일단에 고정됨과 더불어, 고정금형(202)이 설치되어 있다. 203은 가동다이플레이트로서, 이동금형(204)이 설치됨과 더불어, 상기 베이스 상에 전후진 할 수 있게 재치되어 있다. 또, 205는 타이바로서, 너트(207)에 의해 가동다이플레이트(203)에 고정되어 있고, 그 선단부에는 하프너트(208)와 나사결합되는 나사부(206)가 형성되어 있다. 하프너트(208)는, 고정다이플레이트(201)의 금형설치면 뒤쪽의 하프너트 부착판(210)에 각각 타이바(205)에 대응해서 형성되어 있는바, 이 하프너트(208)는 예컨대 유압실린더(209) 등에 의해 개폐되고, 상기 타이바의 나사부(206)와 서로 나사결합되도록 되어 있다. 또, 하프너트 부착판(210)은 고정다이플레이트(201) 아래쪽 면에 갖춰진 리니어 가이드(211)나 측면의 리니어 가이드(부 시 등;212)에 의해 가동다이플레이트(203)의 진행방향과 같은 방향으로 수평이동할 수 있게 고정다이플레이트에 설치되어 있다.
리니어 가이드(212)는, 하프너트 부착판(210)에 고정된 가이드바(213)와, 고정다이플레이트(201)에 고정된 부시(214) 및, 이들 가이드바(213)와 부시(214) 사이에 설치된 압축스프링(215)으로 구성되고, 이 압축스프링(215)에 의해 하프너트 부착판(210)에는 고정다이플레이트(201) 쪽으로 항상 밀어붙여지도록 하는 힘이 작용하도록 되어 있다.
참조부호 216은 몰드두께조정장치로서, 금형의 두께가 바뀌더라도 타이바의 나사부(206)와 하프너트(208)의 나사부가 항상 서로 나사결합될 수 있는 위치로 오도록 조정하기 위한 장치이다. 또, 가동다이플레이트(203)의 하부면에 부착된 선반(217)에는 스크류(218)가 직결된 펄스모터(220)가 회전할 수 있게 설치되어 있다. 참조부호 221은 몸체로서, 이는 너트(219)를 보유지지함과 더불어, 고정다이플레이트(201)쪽에 돌출한 로드(222)가 고정되어 있다.
참조부호 230은 몰드개폐용 실린더로서, 고정다이플레이트(201)와 가동다이플레이트(203)의 사이에 설치되어 이 가동다이플레이트(203)를 전후진시키기 위한 것이다. 참조부호 231은 고정다이플레이트(201)에 내장된 몰드조임용 승압실린더이다. 또 232는 램으로서, 이는 몰드조임 승압시에 유실(油室;234)로 압유를 보냄으로써 도 7의 오른쪽 방향으로 이동하게 되어, 그 선단부(233)에서 하프너트 부착판(209)을 누르기 위한 것이다. 한편 이 경우, 하프너트(208)는 타이바의 나사부(206)와 서로 맞물림 상태로 있게 됨으로써 몰드를 조이는 힘이 발생하게 된다. 참 조부호 235는 유실이다.
다음에는 상기와 같이 구성된 몰드크램핑장치의 작용에 대해 설명한다.
몰드개폐실린더(230)의 로드쪽으로 압유(壓油)를 보내면, 가동다이플레이트(203)가 고정다이플레트(201)쪽으로 전진하게 되어 몰드닫힘동작이 이루어지게 된다. 도 8은 몰드가 개방되기 직전의 상태로서, 몰드두께조정장치(216)의 로드(rod;222) 앞끝이 하프너트 부착판(210)에 접촉하게 된 순간을 나타낸 것이다. 이 상태에서 다시 몰드개방동작이 계속되어, 상기 로드(222)의 앞끝이 하프너트 부착판(210)을 누르게 되고, 이 부착판(210)은 리니어 가이드(211, 212)에 안내되어 수평방향으로 이동하게 된다. 고정금형(202)과 이동금형(204)이 완전히 합쳐진 상태에서 몰드닫힘동작은 끝나게 된다. 따라서 하프너트 부착판(210)의 수평이동도 정지된다.
도 8에서는, 타이바의 나사부(206)의 나사산과 하프너트(208)의 나사산이 대략 같은 위치에 위치하고 있는바, 그 상태에서 하프너트를 닫으려 하여도 나사산과 나사산이 서로 부딪쳐 하프너트(208)가 닫혀지지 않는 상태를 나타내고 있다. 그리고 이 로드(222)와 하프너트 부착판(210)이 접촉한 순간부터 몰드닫힘이 완료되기까지의 사이에 하프너트 부착판(210)이 이동한 거리는, 타이바의 나사부(206)와 하프너트(208)의 나사가 적정하게 맞물려지도록 하기 위해 조정해야 할 거리로서, 이는 금형두께(L1)에 따라 자동적으로 정해지게 된다. 예컨대, 가동다이플레이트(203)의 금형설치면에서부터 타이바의 나사부(206)의 시작점까지의 거리(Lo)는 미리 알 수가 있기 때문에, 나사골의 위치도 미리 알 수가 있다.
한편, 금형을 닫았을 때 하프너트 부착판(210)이 수평이동하지 않은 경우의 하프너트 오목부의 위치도, 금형두께(Ll), 고정다이플레이트(201)의 금형설치면으로부터 하프너트 부착판(210)의 하프너트 설치면까지의 길이(L2)도 미리 알 수가 있는바, 그들의 중첩(Ll + L2)으로 하프너트(208)의 나사골의 위치도 미리 알 수가 있다. 따라서, 타이바(205)의 나사의 나사산과 하프너트(208)의 나사골의 위치를 비교해서, 맞물림위치로부터의 편차량을 알 수가 있게 된다. 이것이 바로 조정량으로서, 하프너트 부착판(210)의 이동량으로 된다. 즉, 금형두께(Ll)까지 알게 되면 거기에 상응한 조정량이 저절로 결정될 수 있게 된다.
이 조정량, 즉 부착판(210)의 이동량은, 가동다이플레이트(203)의 금형설치면으로부터 몰드두께조정장치(216)의 로드(221)의 선단까지의 거리(L3)로 정해지게 되는바, 그 위치는 조정량에 상응한 펄스신호를 펄스모터(220)로 송신해서 스크류(218)를 회전시켜줌으로써 전후로 로드(222)를 이동시켜 설정할 수가 있게 된다. 따라서, 금형설치 직후의 몰드닫힘동작에서는, 상기 거리(L3)를 원점위치에다 세트시켜 놓고서, 몰드개방이 완료된 상태에 이르면 도시되지 않은 자동독취장치로 금형두께(Ll)를 검출하고, 그에 따라 조정량을 산출하고, 펄스모터(220)를 구동하여 로드(222)를 돌출시켜 하프너트를 거리만큼 이동시킨다. 여기서, 이동을 끝마친 로드(222)는, 동일 금형을 사용하는 한 다시 이동시킬 필요가 없으므로, 고정된 그대 로 반복해서 몰드개방과 닫힘이 이루어지게 된다. 금형이 닫혀져 하프너트(208)가 이동한 거리에서 하프너트(208)가 유압실린더(209)에 의해 닫혀지게 된다.
다음 유압실린더(231)의 유실(234)로 압유를 보내면, 램(232)이 하프너트 부착판(210)쪽으로 이동해서 그 선단(232)으로 이 부착판을 누르게 된다. 이렇게 해서 부착판(210)과 함께 하프너트(208)가 타이바의 나사부(206)와 맞물린 채로 오른쪽 방향으로 밀게 된다. 따라서 금형에 대한 몰드조임 힘이 발생하게 된다.
다음 성형이 끝나 몰드를 개방할 때는, 먼저 유압실린더(231)의 압유(234)의 압력을 낮춘 다음, 하프너트(208)를 유압실린더(209)에 의해 열려지도록 한 후, 몰드개폐용 실린더(230)의 헤드쪽으로 압유를 보내면, 가동다이플레이트(203)가 왼쪽 방향으로 이동해서 몰드를 개방시킨다. 동시에 하프너트 부착판(210)은, 압축스프링(215)이 뻗게 됨으로써 고정다이플레이트(201)쪽으로 밀어붙여져 원래의 위치로 되돌려지게 된다. 한편 이 경우, 압축스프링(215)의 신장력에 더해 유압실린더(231)의 유실(235)로 압유를 보내 적극적으로 복원력을 가속시켜도 좋다. 또, 타이바의 나사부(206) 및 하프너트(208)는, 복수 열의 원주형 홈으로 바꾸어도 좋음은 말할 필요도 없다.
그러나, 상기 일본국 특공평8-5060호 공보에 개시된 몰드크램핑장치에 있어서는, 다음의 4가지 점에서 문제가 있다. 즉,
(1) 타이바(205)가 가동다이플레이트(203)에 고정되어 있기 때문에, 성형 운전 중 가동다이플레이트(203)에 의한 몰드개폐동작마다 고정다이플레이트(201)로부 터 뽑아내도록 하고 있어서 에너지소비가 많게 된다.
(2) 타이바(205)가 가동다이플레이트(203)에 의해 한쪽만 지지되어 있어서 당해 타이바가 밑으로 쳐질 염려가 있다.
(3) 타이바(205)의 나사부(206)와 걸려진 하프너트(208)는 고정다이플레이트(201)쪽에 설치되어 있으나, 한쪽 몰드의 두께를 조정할 때 하프너트 고정판(210)의 하부를 로드(222)를 매개로 스프링(215)의 탄발력에 대항해서 거리(△)만큼 변위시켜주는 몰드두께조정장치(216)가 가동다이플레이트(203)쪽에 형성되어 있어서, 메카니즘이 복잡하다.
(4) 몰드조임 승압실린더(231)의 피스톤인 램(232)이 몰드조임 승압시에 그 오른쪽 단면이 하프너트 부착면(210)을 압압하게 되어, 그 힘이 하프너트(208)와 걸어맞춰져 있는 나사부(206)를 매개로 타이바(205)를 오른쪽으로 신장시켜 줌으로써 몰드체결력을 가동다이플레이트(203)로 부여하게 된다. 그러나, 성형 후 몰드를 개방할 때에는, 몰드조임 승압실린더(231)의 피스톤인 램(232)이 압력이 빠지게 되지만, 이 초기의 몰드열림동작에는 관여하지 않게 된다. 즉, 몰드개폐실린더(230)에 의해 이루어지게 된다. 이 초기의 몰드열림 동작에는 큰 힘을 필요로 하기 때문에, 실린더(230)로는 가동다이플레이트(203)를 단지 이동시키기 위한 힘 이상의 힘을 발생할 수 있도록 큰 출력이어야만 한다.
이에 본 출원인은, 앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위해 예의 검토하고 노력한 결과, 고정다이플레이트쪽에 환상의 피스톤을 형성한 몰드조임용 실린더를 갖도록 해서, 금형교환시의 타이바 인발작업 이외에는 당해 몰드조임용 실린더의 피 스톤에 인접해서 타이바의 한쪽 단부를 하프너트와 항상 걸려져 있도록 함으로써 상기 문제가 해결될 수 있음을 알게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 직압몰드조임이 가능하고 공간절약을 할 수 있으면서 타이바의 인발이 가능하고, 더구나 가동다이플레이트의 후퇴동작과 타이바인발을 동시에 이루어질 수 있게 함으로써 타이바인발 전용의 인발실린더를 설치하지 않고, 금형교환시간을 단축할 수 있도록 하는 신규의 몰드크램핑장치를 제공함에 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 몰드크램핑장치는, 베이스프레임 상에 고정되어 입설되고서 그 금형부착면에 고정금형을 탑재할 수 있는 고정다이플레이트와, 이 고정다이플레이트에 대향해서 상기 베이스프레임 상을 이동할 수 있게 배치되어 그 금형부착면에 이동금형을 설치할 수 있는 가동다이플레이트를 갖춘 고정몰드와 가동몰드로 이루어져, 피성형물을 다이캐스팅하는데 사용되는 다이캐스트 머신 등의 몰드크램핑장치에서,
상기 가동다이플레이트를 고정다이플레이트를 향해 진퇴이동시켜 몰드개폐동작을 하도록 하는 몰드개폐수단과,
이 가동다이플레이트 및 고정다이플레이트를 관통하여 몰드개폐동작에 수반해서 가동다이플레이트를 미끄럼이동할 수 있게 안내함과 더불어, 고정다이플레이트쪽 단부에는 소정 길이에 걸쳐 제1걸림부가 형성되고서, 가동다이플레이트쪽 단부에는 소정 길이에 걸쳐 제2걸림부가 형성된 타이바,
이 타이바가 미끄럼이동할 수 있게 동심적으로 결합된 환형피스톤과, 이 환형피스톤의 한쪽에 노출된 큰 면적의 수압면을 갖고서 이 수압면에 압유가 작용하면 고정금형과 이동금형을 몰드닫힘되도록 조여주는 힘을 생성시키는 유실 및, 상기 환형피스톤의 다른쪽에 작은 면적의 수압면을 갖고서 이 수압면에 압유가 작용하면 고정금형과 이동금형을 초기의 몰드개방이 이루어지도록 하는 힘을 생성시키는 유실을 갖춘 몰드크램핑실린더,
상기 고정다이플레이트 내에서 상기 타이바 외주를 미끄럼이동할 수 있게 지지하는 환상피스톤을 수용하도록 형성된 몰드조임용 실린더를 가진 제2구동수단과, 상기 고정다이플레이트의 반대금형설치면쪽에 배치되어 상기 제1걸림부와 결합되도록 상기 타이바의 축과 수직방향으로 진퇴할 수 있도록 된 제1걸림수단,
상기 가동다이플레이트의 금형부착면과의 반대쪽에 배치되어 상기 제2걸림부와 결합되도록 상기 타이바의 축과 수직방향으로 진퇴할 수 있게 상기 가동다이플레이트쪽에 상기 제2걸림부를 연결하기 위한 하프너트를 가진 제2걸림수단 및,
이들 몰드크램핑실린더와 제1걸림수단이 함께 이동해서, 상기 제1걸림수단과 협력하여 상기 타이바를 상기 가동다이플레이트를 향해 밀어주는 힘과 상기 타이바를 상기 고정다이플레이트를 향해 당겨 몰드를 조이는 힘을 각각 타이바에 대해 관련되는 방향으로 전달하도록 상기 몰드크램핑실린더와 상기 제1걸림수단을 연결하는 힘전달수단을 갖추어 이루어진 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 구성된 본 발명에 의하면, 타이바의 인발작업이 가동다이플레이트의 몰드개폐작용을 위한 구동수단에 의해 이루어지기 때문에, 타이바를 인발하기 위한 별도의 실린더가 필요치 않게 되어, 구성이 단순해짐에 따른 운용비의 절감을 기할 수 있게 된다.
통상적인 조작으로는, 타이바를 고정다이플레이트에 연결하기만 하면 되고, 몰드를 교환할 때에만 타이바를 인발하는 조작을 하기만 하면 되어, 에너지가 절감될 수 있게 된다. 또, 타이바의 인발작업이 단지 타이바를 상기 고정다이플레이트쪽 제1걸림수단인 하프너트의 원주방향 단부에서 벗겨내기만 하면 되므로, 몰드를 교체하기 위한 작업을 시작하는데 소요되는 시간이 대폭 줄어들 수 있게 된다.
또, 몰드교환이 끝난 후 타이바를 삽입하는 작업으로는, 타이바의 축의 위치를 단지 타이바의 단부를 스토퍼에다 접촉시키기만 하면 위치결정이 될 수 있게 된다.
(실시예)
이하 본 발명의 실시예에 대해 도 1 ~ 도 5를 참조로 해서 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 몰드크램핑장치(CLM)의 평면도로서, 베이스프레임(BF) 상에는, 이 베이스프레임(BF)에 입설되어 고정되고서 고정금형(14)을 금형설치면에 설치한 고정다이플레이트(10)와, 이 고정다이플레이트(10)를 마주보고 기계중심축(M/C)의 방향, 즉 몰드개폐방향으로 미끄럼이동할 수 있는 이동금형(16)을 금형설치면에 설치한 가동다이플레이트(12)가 설치되어 있다.
한편, 도 1에 도시되어 있듯이, 기계중심축(M/C) 보다 윗쪽에 있는 구성부분과 하부에 있는 구성부분이 같기 때문에, 이하에서는 기계중심축(M/C) 보다 윗쪽에 있는 구성부분에 대해서만 설명하기로 한다.
참조부호 18은 타이바로서, 그 왼쪽 끝부분에는 유압실린더(32)에 의해 상기 기계중심축(M/C)과 수직방향으로 진퇴할 수 있도록 된 1쌍의 가동다이플레이트쪽 하프너트(32A, 32B)와 걸어맞춰지는 걸림부(18B)가 형성되어 있다. 이 타이바(18)는 가동다이플레이트(12)를 관통하고서 그 관통구멍에 미끄럼이동할 수 있게 끼워지도록 되어 있다. 타이바(18)의 오른쪽 단부에도 걸림부(18A)가 형성되어 있다.
참조부호 20은, 도시된 것과 같이 타이바(18)가 고정다이플레이트(10)에서 인발된 상태에서 한쪽만 지지된 상태로 되는 것을 방지하는 타이바 지지가이드이다. 참조부호 34는, 이동금형(16)쪽에 붙은 성형품을 이동금형(16)에서 이탈시키기 위한 압출핀을 구동하는 유압실린더이다. 가동다이플레이트(12)에 부착되어 있는 지지판(22) 상에는 볼너트(28)가 고정되어 있다.
참조부호 26은 볼나사축으로, 볼너트(28)와 나사결합되고서 서보모터(24)에 의해 회전구동하도록 된 것이다. 그리고, 서보모터(24)는 베이스프레임(BF)에 고정되어 부착된 지지대(도시되지 않음)에 부착되어 있다. 이와 같이 구성된 몰드크램핑장치에서, 가동다이플레이트(12)를 구동하기 위한 구동기구로서 전기 몰드개폐기구가 설치되게 된다. 볼너트(28)가 볼나사축(26)에 결합되게 된다. 그리고, 지지프레임(도시되지 않음)에는 서보모터(24)가 설치되어 있다.
따라서, 서보모터(24)에 의해 볼나사축(26)이 소정 방향으로 회전하게 됨으로써, 볼너트(28)를 매개로 가동다이플레이트(12)가 타이바(18)에 안내되어 기계중심축(M/C) 방향으로 진퇴이동을 할 수 있게 된다.
참조부호 TCL은 타이바(18)의 중심축을 나타낸다.
다음에는 몰드크램핑실린더(44)에 대해 설명한다. 여기서는 직압형(direct-hydraulic type) 몰드크램핑실린더(44)가 몰드가 닫혀진 후의 몰드조임을 하기 위해 사용된다. 참조부호 36은 고정다이플레이트(10) 내에 형성된 몰드조임용 실린더의 환상피스톤을 나타낸다. 즉, 이 환상피스톤(36)의 중심의 구멍(H)에 상기 타이바(18)가 미끄럼이동할 수 있게 삽통하도록 되어 있다. 참조부호 38 및 40은 몰드조임용 실린더의 유실(油室)이다.
상기 환상피스톤(36)의 오른쪽 단면에 인접해서 1쌍의 하프너트(48A, 48B)가 배치되어 있다. 이들 하프너트(48A, 48B)는 유압실린더(44)의 피스톤로드에 결합되어, 타이바(18)의 중심축(TCL)과 수직인 방향으로 진퇴이동할 수 있도록 구성되어 있다.
도 1에서 참조부호 30은 엔코더(encoder)로서, 볼나사축(26)의 회전량을 그 회전방향으로 판별해서 검출하는 검출기인바, 그 검출신호는 제어장치(60)로 부여되어 가동다이플레이트(12)의 기계중심축(M/C) 방향에서의 현재위치를 생성하게 된다. 상기 제어장치(60)는 피드백 정보의 검출신호를 받아 가동다이플레이트(12)의 위치와 속도를 조절하게 된다. 참조부호 55는 시퀀서(sequencer)로서, 몰드개폐동작과 몰드조임동작을 포함한 몰드싸이클의 설정된 순서에 따라 하프너트(32A, 32B) 및 하프너트(48A, 48B)의 동작을 조정하도록 된 것이다.
참조부호 56 및 57은 각각 전자기 방향제어밸브를 나타낸다. 이들 밸브(56, 57) 중 방향제어밸브(56)는 가동다이플레이트(12)쪽에 하프너트(32A 32B)를 개폐시키기 위한 실린더(32)로 연결되어 있는 한편, 방향제어밸브(57)는 고정다이플레이 트(10)쪽에 하프너트(48A, 48B)를 개폐시키기 위한 실린더(44)와 연결되도록 되어 있다. 또한, 참조부호 58은 조임실린더(60)에 공급되는 압유의 흐름방향을 제어하는 전자기 방향제어밸브이다.
도 2는, 도 1의 고정다이플레이트쪽에서의 타이바(18)의 걸림부(18A)에 걸려진 1쌍의 하프너트(48A, 48B)의 구체적인 구조를 나타낸 것으로, 몰드크램핑실린더(44)가 일체로 설치되어 타이바에 대해 각 방향으로 몰드를 개방하기 위한 초기동작을 하도록 몰드조임과 몰드이형동작을 위한 힘을 부여하도록 되어 있다.
한편, 도 2에서, 볼트에 의해 환상피스톤(36)의 단면에 대해 조여지게 되는 플레이트(52A)와, 이 플레이트(52A)에 하프너트(48B)가 미끄럼접촉할 수 있는 간격을 두고서 평행하도록 설치된 플레이트(52B) 및, 이들 플레이트(52A, 52B)의 간격을 유지하도록 하는 플레이트(52C)가 결합되어, 발판(42)의 가이드(42A) 상에서 타이바(18)의 축(TCL) 방향으로 이동할 수 있게 배치되어 있다. 이 경우, 도 1에 도시된 플레이트(46)와 마찬가지로, 몰드가 교체된 후 타이바(18)의 단면이 가동다이플레이트(12) 내로 들어가면, 플레이트(52B)가 타이바(18)의 단면에 접촉해서 축방향으로의 타이바(18)의 위치를 제한하는 스토퍼로서의 기능을 겸하게 된다.
다음에는 도 2를 이용해서 몰드크램핑실린더(44)의 동작에 대해 설명한다. 이 경우, 상기 타이바(18)의 걸림부(18A)의 단면이 플레이트(52B)와 걸려지고, 하프너트(48A 48B)가 상기 걸림부(18A)에 연결되어 있는 것으로 한다.
가동몰드(16)가 고정몰드(16)에 닿고서 조임압력이 상승하면 압유가 유실(39)로 공급된다. 유실(39) 내의 유압이 환형피스톤(36)의 단부에 가해지면 환형피 스톤(36)을 오른쪽으로 이동시키는 힘이 생성된다. 이 힘이 몰드를 조여주는 힘으로서, 플레이트(52A)를 거쳐 하프너트(48A, 48B)로 전달되어, 타이바(18)를 인발하여 고정다이플레이트 내로 신장시키게 된다.
한편, 몰드가 강고하게 조여진 후 고정몰드(14)로부터 가동몰드(16)를 이격시키기 위해 타이바(18)를 매개로 상대적으로 강한 힘을 상기 가동다이플레이트(12)에 가해줌으로써 몰드개방의 초기동작을 실행한다. 몰드가 개방되면 압유가 유실(38)로 공급되어 환상피스톤(36)의 단면으로부터 왼쪽으로 이격되는 힘(개방력)이 플레이트(52B, 52C)를 거쳐 하프너트(48A, 48B)로 전달되어 타이바(18)를 왼쪽으로 끌어들이게 된다.
이 힘이 플레이트(52B, 52C) 사이에 위치한 하프너트(48A, 48B)로 전달된 다음 타이바(18)로 전달되어, 이 타이바(18)가 가동다이플레이트(12)쪽으로 밀려지게 된다. 이 상태에서 유실(39)쪽 단부와 유실(40)쪽 단부가 비교되는바, 후자인 유실(40)쪽 단부가 압력(유압)을 받는 면적이 보다 넓게 되어 있다. 따라서, 유실(40)쪽의 힘이 커지게 되고, 이러한 힘의 차이가 몰드를 조이거나 이격시키는 힘에서 차이를 나타내도록 한다.
한편, 타이바(18)의 걸림부(18A, 18B) 및 하프너트(32A, 32B, 48A, 48B)의 걸림부에는 예컨대 톱날모양이나 각이진 파형홈이 형성되어 있다.
도 3 ~ 도 5는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 몰드크램핑장치의 몰드개폐 및 몰드조임동작에서의 l싸이클 중의 대표적인 11개의 상태(숫자 1 ~ 11로 표시)를 예시하는 몰드크램핑장치를 간략화한 평면도이다. 한편, 상기 11개의 도면 모두에 도 시되어 있듯이, 고정다이플레이트(10)쪽 하프너트(48A 48B)는 타이바의 걸림부(18A)와 항상 걸림상태를 유지하도록 되어 있다.
도 3에서, 동작 1 ~ 4 중 최초의 동작 1에서는 고속의 몰드닫힘동작이 이루어진다. 이 동작에서 볼나사가 서보모터(24)에 의해 빠른 속도로 회전을 해서, 가동다이플레이트(12)가 빠른 속도로 이동하게 되어 몰드의 닫힘동작이 이루어진다. 이 가동다이플레이트(12)가 동작 2에 나타내어진 소정의 위치까지 도달하면, 동작 2에서 저속의 몰드닫힘동작으로 바뀌게 된다. 이러한 빠른 속도에서 느린 속도로 몰드닫힘동작이 바뀌는 것은 도 1에 도시된 제어장치(60)로부터 지시를 받게 된다.
다음, 저속의 몰드개폐동작이 진행되어, 동작 3에서 볼 수 있듯이 가동몰드(16)가 고정몰드(14)에 접촉하기 직전의 상태에서 저압의 몰드조임상태로부터 몰드접촉상태로 된다. 이 상태에서, 상기 서보모터(24)가 정지하게 되어 가동다이플레이트(12)의 몰드닫힘이동이 끝나게 된다.
동작 4에는, 몰드두께의 조정이 확인된 후 가동다이플레이트쪽의 하프너트가 닫혀져 있는 것이 나타내어져 있다. 이 동작 4에서는, 타이바(18)의 걸림부(18B)와 하프너트(32A, 32B)가 걸림해제상태로 있게 된다. 몰드두께의 조정은, 양 금형이 접촉된 후, 타이바의 위치를 몰드조임용 실린더의 크램핑실린더(40)를 미세하게 이동시켜 타이바(18)의 위치를 이 타이바(18)의 홈과 하프너트(32A, 32B)의 상대위치를 미세하게 조정함으로써 이루어지도록 한다. 이러한 동작은 도시되지 않은 센서를 가진 모니터에 의해 이루어진다. 이 센서는 예컨대 타이바(18)의 걸림부(18B)와 하프너트(32A, 32B)의 상대적인 위치를 검출하는 것으로, 걸림부(18B)의 공간에 설 치되어 있다. 몰드두께의 조정이 확정된 후, 시퀀서(55)가 전자기 방향제어밸브(56)로 하여금 하프너트(32A, 32B)를 닫혀지도록 바꾸게 된다. 그리하여, 하프너트(32A, 32B)와 걸림부(18B) 사이의 걸림상태가 몰드를 개방할 때까지 유지된다.
다음, 도 4 및 도 5는 각각 피성형물의 조임과 배출까지의 몰딩싸이클의 동작을 차례로 나타낸 것이다.
도 4의 동작 5에서는, 앞에서 설명하였듯이 몰드조임이 이루어지게 되는바, 즉 압유가 몰드크램핑실린더(44)의 유실(39)로 공급되어, 상기 환형피스톤(36)이 도면 중 화살표로 지시한 방향으로 이동해서 압력을 높여 몰드조임상태를 유지하게 된다. 다음, 캐비티 내로 성형재료가 사출되어 충전이 실행되게 한다. 캐비티 내에서 성형품이 응고하면 유실(40)로 압유가 공급되는 것이 정지되어, 몰드크램핑실린더(44)에서 압력이 빠져나가게 된다. 다음, 동작 6에서 유실(38)로 압유가 공급되어 성형품을 끄집어내기 위해 몰드를 개방하기 위한 초기동작이 실행된다. 앞에서 설명한 바와 같이, 상기 환형피스톤(36)이 화살표로 지시된 방향으로 이동해서 타아바(18)로 몰드를 해제시키는 힘이 전달되어 가동다이플레이트(12)를 왼쪽으로 밀게 된다. 이렇게 해서 몰드조임에 의해 고정몰드에 밀착되어 있는 가동몰드(16)가 고정몰드(14)로부터 떨어지게 된다. 다음, 이 가동몰드(16)가 고정몰드(14)로부터 완전히 분리될 때까지 상기 고압의 몰드개방동작이 계속되게 된다.
상기와 같은 고압의 몰드개방동작이 이루어지는 동안에는 상기 서보모터(30)는 토크프리(torque-free)상태를 유지하게 된다. 가동다이플레이트(12)가 수축되면, 볼너트(28)가 볼나사축(26)을 회전시키고, 상기 서보모터(30)가 상기 볼나사축 (26)의 회전에 따라 저항없이 회전하도록 한다. 이렇게 해서, 상기 가동몰드(16)가 초기동작에 의해 수축되어 양 몰드가 소정의 양만큼 개방되게 된다.
다음, 초기 동작에 의해 소정량의 몰드개방이 이루어지면, 동작 7에서 서보모터(30)에 의해 구동되는 전자기 몰드개폐기구에 의해 몰드개방이 시작된다. 이 경우, 도 1에 도시된 시퀀서(55)가 전자기 방향제어밸브(58)의 방향을 바꿔 몰드크램핑실린더(44)의 유실(38)로의 압유의 공급을 정지시키는 한편, 전자기 방향제어밸브(56)의 방향을 바꿔 하프너트(32A, 32B)를 열어, 가동다이플레이트(12)와 타이바(18)의 결합을 해제하게 된다. 이 상태에서, 상기 고정다이플레이트(10)와 타이바(18)는 하프너트(48A, 48B)에 의해 상호 연결된 상태를 유지하고 있게 된다.
다음, 동작 8에서 서보모터(30)가 시동되어 저속으로 몰드를 개방하는 동작으로 이행한다. 이때 상기 타이바(18)의 선단이 고정다이플레이트(10)에 고정되어 있어서, 상기 가동다이플레이트(12)가 후퇴하여, 타이바(18) 주위를 미끄럼이동하게 된다. 상기 가동다이플레이트(12)가 동작 8에 도시된 위치로 후퇴하였을 때는 서보모터(30)의 회전속도가 고속으로 바뀌고, 동작이 고속의 몰드개방동작으로 바뀌게 된다.
다음, 도 5에서 볼 수 있듯이, 상기 가동다이플레이트(12)가 동작 9에 도시된 소정의 후퇴위치 가까이에 이르면, 동작이 다시 저속의 몰드개방동작으로 바뀌고, 동작 10에 도시된 것과 같이 소정의 위치에서 정지하게 된다. 이렇게 소정 위치에서 정지하게 되면, 동작 11에서 볼 수 있듯이 가동몰드(16) 내에 남아있는 성형품을 밀어내라는 지령이 내려져 이동금형 내에 있는 형품이 압출용 핀에 의해 밀 어내어져 가동금형(16)으로부터 분리된다. 그리고, 시퀀서(55)로부터 다음 싸이클의 지령이 주어질 때까지 양 금형캐비티 내의 스프레이 및 에어블로우가 이루어지게 된다. 이어지는 싸이클에서는, 동작 4에서의 몰드두께를 조정하는 동작이 필요하지 않고, 다른 동작들인 동작 1 ~3 및 동작 5 ~ 11이 되풀이되게 된다.
도 6에서 동작 12 및 동작 13은 상기 동작 1 ~ 11의 싸이클과는 다른 금형교환시의 상태를 나타낸다. 가동다이플레이트(12)를 이동시켜 타이바(18)를 고정다이플레이트(10)에서 떼어내기 위해, 도 1에 도시된 시퀀서(55)로 하여금 전자기 방향제어밸브(56, 57)를 바꿔 하프너트(32A, 32B 및 48A, 48B)와 타이바(18) 사이의 걸림상태를 몰딩싸이클의 같은 상태와 다른 상태(뒤에 설명되는)로 바뀌게 한다. 즉, 고정다이플레이트(10)쪽의 하프너트(48A, 48B)가 개방되어 각각 타이바(18)의 걸림부(18A)에서 걸림이 해제된다. 한편, 이러한 동작이 이루어지는 동안, 가동다이플레이트(12)쪽 하프너트(32A, 32B)는 타이바(18)의 걸림부(18B)에 걸려진 상태를 그대로 유지하게 된다. 이어, 동작 13에서 볼 수 있듯이, 상기 가동다이플레이트(12)는 서보모터(30)에 의해 구동되는 볼나사축(26)에 의해 타이바(18)와 함께 후퇴해 있게 된다. 가동다이플레이트(12)가 후퇴함에 따라 타이바(18)가 고정다이플레이트(10)에서 인발되게 된다. 즉, 동작 13에서 볼 수 있듯이, 가동다이플레이트(12)가 후퇴해서 몰드교체가 이루어지는 동안에는, 각 타이바(18)의 무게를 지지가이드(20)가 지지하고 있기 때문에, 타이바가 휘어지지 않게 된다.
도 1에서 몰드교체작업이 끝나면, 상기 가동다이플레이트(12)가 전진해서 타이바(18)의 선단이 스토퍼(46)에 닿을 때까지 고정다이플레이트(10) 내로 삽입되게 된다. 이어 하프너트(48A, 48B)가 타이바(18)의 걸림부(18A)에 걸려지는 한편, 다른 하프너트(32A, 32B)가 타이바(18)의 다른 걸림부(18B)에서 벗어나게 된다. 그리하여, 동작 1에 도시된 상태로부터 몰드닫힘, 몰드두께조정, 몰드조임, 성형물몰딩, 몰드개방의 연속적인 동작이 되풀이된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 타이바의 인발동작에서, 가동다이플레이트의 몰드개폐동작용 구동수단에 의해 행해지기 때문에 타이바인발 전용의 유압실린더가 필요하지 않아, 기구의 간소화에 의한 저비용화가 실현될 수 있게 된다.
또, 통상의 운전에서는 타이바를 보유지지한 그대로는 이동하지 않은, 즉 타이바의 인발은 금형교환시에만 이루어지게 되므로 에너지절약이 실현될 수 있고, 타이바의 인발동작이 고정다이플레이트쪽의 제1걸림수단인 하프너트의 타이바 선단부와의 걸림상태를 해제하기만 하면 개시될 수 있기 때문에, 금형교환 동작에 들어갈 때까지의 시간을 큰 폭으로 단축할 수 있게 된다.
또, 금형교환 후 타이바를 인발하는 동작은, 당해 타이바의 선단부를 스토퍼에 당접시키기만 하면 타이바의 축방향 위치를 설정할 수 있게 된다.

Claims (11)

  1. 베이스프레임 상에 고정되어 입설되고서 그 금형부착면에 고정금형을 탑재할 수 있는 고정다이플레이트와, 이 고정다이플레이트에 대향해서 상기 베이스프레임 상을 이동할 수 있게 배치되어 그 금형부착면에 이동금형을 설치할 수 있는 가동다이플레이트를 갖춘 고정몰드와 가동몰드로 이루어져 피성형물을 다이캐스팅하는데 사용되는 다이캐스트 머신 등의 몰드크램핑장치에서,
    상기 가동다이플레이트를 고정다이플레이트로 향해 진퇴이동시켜 몰드개폐동작을 하도록 하는 몰드개폐수단과,
    상기 가동다이플레이트 및 고정다이플레이트를 관통하여 몰드개폐동작에 수반해서 가동다이플레이트를 미끄럼이동할 수 있게 안내함과 더불어, 고정다이플레이트쪽 단부에는 소정 길이에 걸쳐 제1걸림부가 형성되고, 가동다이플레이트쪽의 단부에는 소정 길이에 걸쳐 제2걸림부가 형성된 타이바,
    이 타이바가 미끄럼이동할 수 있게 동심적으로 결합된 환형피스톤과, 이 환형피스톤의 한쪽에 노출된 큰 면적의 수압면을 갖고서 이 수압면에 압유가 작용하면 고정금형과 이동금형을 몰드닫힘되도록 조여주는 힘이 생성되도록 하는 유실 및, 상기 환형피스톤의 다른쪽에 작은 면적의 수압면을 갖고서 이 수압면에 압유가 작용하면 고정금형과 이동금형을 초기의 몰드개방이 되도록 하는 힘이 생성되도록 하는 유실을 갖춘 몰드크램핑실린더,
    상기 고정다이플레이트 내에서 상기 타이바 외주를 미끄럼이동할 수 있게 지 지하는 환상피스톤을 수용하도록 형성된 몰드조임용 실린더를 가진 제2구동수단과, 상기 고정다이플레이트의 반대금형설치면쪽에 배치되어 상기 제1걸림부와 결합되도록 상기 타이바의 축과 수직방향으로 진퇴할 수 있도록 된 제1걸림수단,
    상기 가동다이플레이트의 금형부착면과의 반대쪽에 배치되어 상기 제2걸림부와 결합되도록 상기 타이바의 축과 수직방향으로 진퇴할 수 있도록 상기 가동다이플레이트쪽에 상기 제2걸림부를 연결하기 위한 하프너트를 가진 제2걸림수단 및,
    이들 몰드크램핑실린더와 제1걸림수단이 함께 이동하여, 상기 제1걸림수단과 협력해서 상기 타이바를 상기 가동다이플레이트를 향해 밀어주는 힘과 상기 타이바를 상기 고정다이플레이트를 향해 당겨 몰드를 조이는 힘을 각각 타이바에 대해 관련되는 방향으로 전달하도록 상기 몰드크램핑실린더와 상기 제1걸림수단을 연결하도록 된 힘전달수단을 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 몰드크램핑장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 각 몰드개폐수단이, 볼나사축과 너트 및 상기 볼나사축을 구동하는 서보모터를 갖추고서, 상기 너트가 상기 가동다이플레이트쪽에 부착된 것을 특징으로 하는 몰드크램핑장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1걸림수단이, 상기 하프너트를 상기 타이바의 축에 대해 수직방향으로 개폐시키도록 구성되고서, 제1걸림부와 걸려진 상태를 유지하고 해제하기 위한 액츄에이터를 구비한 것을 특징으로 하는 몰드크램핑장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2걸림수단이, 상기 타이바의 축에 대해 수직방향으로 하프너트를 개폐시키도록 구성되고서, 제2걸림부와 걸려진 상태를 유지하고 해제하기 위한 액츄에이터를 구비한 것을 특징으로 하는 몰드크램핑장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 힘전달수단이, 환형피스톤의 한쪽 단부에 접촉된 측면을 가진 제1플레이트와, 상기 제1플레이트에 평행하게 배치되고서 그 한쪽 면에 하프너트의 다른쪽 면이 미끄럼이동할 수 있게 배치된 제2플레이트 및, 상기 제1 및 제2플레이트가 고정되도록 하고서 타이바의 축방향으로 이동할 수 있도록 된 제3플레이트를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 몰드크램핑장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2플레이트가 상기 타이바의 제1걸림부의 한쪽 단부의 위치를 규제하는 스토퍼로 기능하도록 한 것을 특징으로 하는 몰드크램핑장치.
  7. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 제2걸림수단이 하프너트가 타이바의 제2걸림부에 걸려져 있는 동안 상기 제1걸림수단의 하프너트와 타이바의 제1걸림부를 선택적으로 걸리게 하거나 걸림해제하고, 몰딩이 이루어지는 동안 몰드의 개방과 닫힘동작을 제어하기 위한 시퀀스 제어수단이 더 갖춰진 것을 특징으로 하는 몰드크램핑장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 시퀀스 제어수단이, 상기 가동다이플레이트가 사용된 몰드를 새 몰드로 교체하기 위해 이동했을 때, 상기 제2걸림수단의 하프너트와 타이바의 제2걸림부 사이의 걸림상태가 해제되는 한편, 상기 제1걸림수단의 하프너트는 타이바의 제1걸림부에 걸려지도록 하는 동작을 제어하는 것임을 특징으로 하는 몰드크램핑장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1걸림부 및 제2걸림부가, 각각 타이바의 축방향을 따라 소정의 피치로 연속 형성된 톱날모양 또는 각진 파형모양의 복수의 홈으로 이루어진 것을 특징으로 하는 몰드크램핑장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 홈을 이용하여, 몰드의 교환에 의해 몰드의 두께가 달라지면 상기 하프너트에 대해 상기 홈을 이동함으로써 상기 하프너트의 위치를 조정함으로써 몰드두께가 조정되도록 구성된 것을 특징으로 하는 몰드크램핑장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 가동다이플레이트에 지지부재가 부착되어, 이 가동다이플레이트에 상기 타이바가 미끄러져 삽입되어 상기 지지부재에 의해 지지되도록 구성된 것을 특징으로 하는 몰드크램핑장치.
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