KR20110097401A

KR20110097401A - Low inertia electric injection unit

Info

Publication number: KR20110097401A
Application number: KR1020100017226A
Authority: KR
Inventors: 박경호; 장병근
Original assignee: 엘에스엠트론 주식회사
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2011-08-31
Also published as: KR101154073B1

Abstract

본 발명은 저관성 전동식 사출장치에 관한 것으로서, 사출하고자 하는 원료의 계량동작을 위한 전동모터를 이동시키지 않고 고정된 상태로 유지하여 사출장치의 관성을 대폭 감소시켜서 전동모터의 과부하를 방지하면서 사출장치의 제어를 정밀하게 수행할 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 배럴의 내부에 구비되는 스크류와, 이 스크류와 연결된 스크류 연결축이 관통결합되는 스러스트 박스와, 이 스러스트 박스의 일측에 구비되어 스크류를 회전시키는 전동모터와, 사출동작을 위해 스크류를 전진이동시키는 사출용 전동모터로 이루어진 전동식 사출장치에 있어서,
상기 스크류를 회전시키는 전동모터는, 사출동작을 위한 사출용 전동모터의 가동으로 스크류가 전진이동할때, 함께 이동되는 스러스트 박스와는 별개로 고정된 상태를 유지하도록 분리되어서 지지대에 설치된 구조를 가진다.
이러한 구조를 가지는 본 발명은 사출작업시 전동모터를 이동시키지 않고 고정된 상태를 유지할 수 있어 사출장치의 동작시, 사출장치의 관성을 대폭 감소시킬 수 있으며, 이러한 관성의 감소로 인해 사출하고자 하는 원료의 계량동작 및 사출동작시 사출장치의 제어를 종래의 사출장치에 비해 정밀하게 할 수 있는 효과가 있도록 한 것이다.The present invention relates to a low-inertia electric-power injection apparatus, in which an electric motor for metering operation of a raw material to be injected is maintained in a fixed state without being moved, thereby greatly reducing inertia of the injection apparatus, So as to precisely control the operation of the apparatus.
The present invention relates to a thrust box having a screw provided inside a barrel, a thrust box through which a screw connection shaft connected to the screw is inserted, an electric motor provided at one side of the thrust box for rotating the screw, A motor-driven injection device comprising an electric motor for injection,
The electric motor for rotating the screw has a structure in which the screw is separated from the thrust box and separated from the thrust box to be moved together when the screw is moved forward by the operation of the injection electric motor for the injection operation.
According to the present invention having such a structure, it is possible to maintain the fixed state without moving the electric motor during the injection operation, so that the inertia of the injection apparatus can be greatly reduced during operation of the injection apparatus, And the control of the injection apparatus during the injection operation can be performed more precisely than in the conventional injection apparatus.

Description

Low Inertia Electric Injection Unit < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 저관성 전동식사출장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사출하고자 하는 원료의 계량동작을 위한 전동모터를 이동시키지 않고 고정된 상태로 유지하여, 사출장치의 관성을 대폭 감소시켜서 전동모터의 과부하를 방지하면서 사출장치의 제어를 정밀하게 수행할 수 있도록 한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a low inertia electromechanical injection apparatus, and more particularly, to a low inertia electromechanical injection apparatus which is capable of maintaining a fixed state without moving an electric motor for metering operation of a raw material to be injected, So that the control of the injection apparatus can be performed precisely.

일반적으로, 사출장치는 가소화작업과 사출작업을 하게 되는데, 가소화 작업은 호퍼를 통해 사출하고자 하는 원료(수지)가 배럴의 내부에 유입되어 배럴내에 구비된 스크류의 회전으로 마찰에너지 및 히터의 열을 이용하여 원료를 용융시키는 작업이고, 사출작업은 가소화 과정을 통해 용융된 원료를 배럴의 배출구를 통해 금형으로 배출시키는 작업이다. Generally, the injection apparatus performs the plasticizing operation and the injection operation. In the plasticizing operation, the raw material (resin) to be injected through the hopper flows into the inside of the barrel, and the rotation of the screw provided in the barrel causes friction energy and heat The process of melting the raw material by using heat is an operation of discharging the molten raw material through the discharge port of the barrel to the mold through the plasticizing process.

최근에는 유압만을 이용하는 사출장치외에, 전동식 또는 유압과 전동식의 장점을 가지는 하이브리드 사출장치가 개발되었는데, 하이브리드 사출장치에서 가소화 과정은 전동식, 사출과정은 유압식으로 하며, 유압식에서의 유압모터를 전동식 모터와 감속장치로 대체하는 방식이 주로 이용되고 있다. In recent years, a hybrid injection apparatus having merits of electric or hydraulic and electric type has been developed in addition to an injection apparatus using only hydraulic pressure. In the hybrid injection apparatus, the plasticizing process is an electric type, the injection process is a hydraulic type and the hydraulic motor in a hydraulic type is an electric motor And a decelerating device.

도 1a를 참조하여 종래의 전동식 사출장치(1)에 대하여 설명하면, 스크류(10)가 내장된 배럴(20)과, 이 배럴(20)의 일측면에 결합된 스크류 연결축이 관통,결합되어 이동가능하도록 구비된 스러스트 박스(thrust box)(30)와, 이 스러스트 박스(30)의 일측에 갖추어지면서 동력을 전달하는 전동모터(40)로 이루어지고, 배럴(10)의 일측에는 사출동작을 위해 스크류를 이동시키도록 하는 사출용 전동모터(50) 및 동력전달용 벨트(51)가 갖추어져 있다.A conventional electric injection apparatus 1 will now be described with reference to FIG. 1A. Referring to FIG. 1, a conventional electric injection apparatus 1 includes a barrel 20 having a screw 10 therein and a screw connection shaft connected to one side of the barrel 20, A thrust box 30 which is provided so as to be movable and an electric motor 40 which is provided on one side of the thrust box 30 and transmits power. And an injection electric motor 50 and a power transmission belt 51 for moving the screw.

상기 사출용 전동모터(50)는 동력전달용 벨트(51)를 통해 동력전달을 하는데, 이 동력전달용 벨트(51)는 풀리를 통해 볼스크류(52)와 결합되어 있다. The injection electric motor 50 transmits power through a power transmission belt 51. The power transmission belt 51 is coupled to the ball screw 52 through a pulley.

이 볼스크류(52)는 도 2a에 도시된 바와 같이, 스러스트 박스(30)의 양측에서 2개가 결합되어 사출용 전동모터(50)로부터 동력을 전달받아 회전하고, 볼스크류(52)의 회전에 따라 스러스트 박스(30)(도시되지 않았지만, 내부에 볼스크류(52)와 결합되는 볼너트가 구비됨)가 도 1b에 도시된 바와 같이, 직선 이동을 하는 것이다.As shown in FIG. 2A, the ball screw 52 is coupled to two sides of the thrust box 30 to receive power from the injection electric motor 50 and rotate. The ball screw 52 is rotated Accordingly, the thrust box 30 (though not shown, provided with a ball nut coupled with the ball screw 52 therein) makes a linear movement as shown in Fig. 1B.

상기 2개의 볼스크류(52)의 사이에 스크류(10)와 연결되는 스크류 연결축이 스러스트박스(30)와 함께 이동가능하도록 결합되어 있다. A screw connecting shaft connected to the screw 10 is movably coupled together with the thrust box 30 between the two ball screws 52.

또한, 상기 스러스트 박스(30)와 전동모터(40)와 사출용 전동모터(50)는 베이스(60)상에 갖추어지고, 스러스트 박스(30)의 하부는 지지프레임(60)의 상면에 형성된 리니어가이드(61)상에서 이동가능하게 결합되어 있다.
The thrust box 30, the electric motor 40 and the electric motor 50 for injection are provided on the base 60. The lower portion of the thrust box 30 is provided on the upper surface of the support frame 60, And is movably coupled on the guide 61.

이러한 구성을 가지는 종래의 전동식 사출장치(1)는 사출하고자 하는 원료, 예를 들어 수지를 배럴(20)의 내부에 투입한 다음, 전동모터(40)를 가동시켜서 스크류(10)와 연결된 스크류 연결축을 회전시키면, 배럴(20)의 내부에 구비된 스크류(10)가 회전되어 수지를 용융시키면서 압송하여 계량동작을 수행한다.In the conventional electric injection apparatus 1 having such a configuration, the raw material to be injected, for example, resin, is injected into the barrel 20, and then the electric motor 40 is operated to connect the screw 10 When the shaft is rotated, the screw 10 provided in the barrel 20 is rotated, and the resin is melted and pressure-fed to perform the metering operation.

스크류(20)가 후진하면서 계량동작이 완료되고, 이어서 스크류(20)를 정지시킨 다음, 전동모터(50)를 가동시켜서 벨트(51)를 통해 동력을 전달하여 2개의 볼스크류(52)를 회전시키면, 도 1b 또는 도 2b에 도시된 바와 같이, 스러스트 박스(30)가 직선 이동하게 되면서 연결된 스크류(10)도 함께 전진,이동하여 사출동작이 이루어지도록 한다. The screw 20 is retracted and the weighing operation is completed and then the screw 20 is stopped and then the electric motor 50 is operated to transmit the power through the belt 51 to rotate the two ball screws 52 As shown in FIG. 1B or FIG. 2B, the thrust box 30 linearly moves, and the screw 10 connected to the thrust box 30 advances and moves together to perform the injection operation.

이러한 일련의 사출동작을 수행하는 과정에서, 스크류(10)를 회전시키기 위한 전동모터(40)는 스러스트 박스(30)의 측면에 결합되어 있다. In the course of performing such a series of injection operations, the electric motor 40 for rotating the screw 10 is coupled to the side surface of the thrust box 30.

따라서, 사출동작을 위해 스크류(10)를 전진이동시, 도 1b 또는 도 2b에 도시된 바와 같이, 스러스트 박스(30)와 함께 전동모터(40)도 이동되는데, 이 전동모터(40)의 중량이 상당히 크기 때문에, 스크류(10)를 전진이동시키는 사출용 전동모터(50)에 상당한 부하가 걸리고, 이동에 따른 사출장치의 관성이 커져서 그 만큼 수지의 계량동작 및 사출동작시 사출장치의 제어를 정밀하게 하기 어려운 문제점이 있었다.
1B or 2B, the electric motor 40 is moved together with the thrust box 30. When the weight of the electric motor 40 is lower than the weight of the thrust box 30, A considerable load is applied to the injection electric motor 50 for advancing the screw 10 and the inertia of the injection apparatus due to the movement becomes large so that the metering operation of the resin and the control of the injection apparatus during the injection operation are performed precisely There was a problem that was difficult to make.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 사출용 전동모터에 의해 스크류 이동시, 저관성이 되어 사출동작시 정밀제어가 가능하도록 한 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the related art as described above, and a problem to be solved by the present invention is to enable precision control during injection operation by low inertia when a screw is moved by an injection electric motor .

본 발명의 과제 해결수단은, 배럴의 내부에 구비되는 스크류와, 이 스크류와 연결된 스크류 연결축이 관통결합되는 스러스트 박스와, 이 스러스트 박스의 일측에 구비되어 스크류를 회전시키는 전동모터와, 사출동작을 위해 스크류를 전진이동시키는 사출용 전동모터로 이루어진 전동식 사출장치에 있어서, A thrust box having a screw provided inside the barrel and a screw connecting shaft connected to the screw is inserted into the thrust box; an electric motor provided at one side of the thrust box to rotate the screw; And an injection electric motor for advancing and moving the screw for the injection,

상기 스크류를 회전시키는 전동모터는, 사출동작을 위한 사출용 전동모터의 가동으로 스크류가 전진이동할때, 함께 이동되는 스러스트 박스와는 별개로 고정된 상태를 유지하도록 분리되어서 지지대에 설치되는 구조이다. The electric motor for rotating the screw is separated from the thrust box, which is moved together with the thrust box, when the screw is moved forward by the operation of the injection electric motor for the injection operation, and is separated from the thrust box to be installed on the support.

상기 스크류 연결축상에는 스플라인 돌기가 형성되고, 전동모터의 내부에 구비되는 커플링에 스플라인 홈이 형성되거나, 또는 그 반대로 스크류 연결축상에는 스플라인 홈이 형성되고, 전동모터의 내부에 구비되는 커플링에는 스플라인 돌기가 형성되어서 스크류 연결축과 커플링이 스플라인 결합되어 동력전달이 이루어지도록 된 구조이다. Spline protrusions are formed on the screw connecting shaft, spline grooves are formed in a coupling provided inside the electric motor, or vice versa, spline grooves are formed on the screw connecting shaft, and a coupling provided inside the electric motor Spline projections are formed so that the screw connecting shaft and the coupling are spline-coupled to transmit power.

또한, 상기 전동모터는 중공형모터이다.
The electric motor is a hollow motor.

이와 같이, 본 발명은 사출작업시 모터를 이동시키지 않고 고정된 상태를 유지할 수 있어 사출장치의 동작시, 사출장치의 관성을 대폭 감소시킬 수 있으며, 이러한 관성의 감소로 인해 사출하고자 하는 원료의 계량동작 및 사출동작시 사출장치의 제어를 종래의 사출장치에 비해 정밀하게 할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to maintain the fixed state without moving the motor during the injection operation, so that the inertia of the injection apparatus can be greatly reduced during operation of the injection apparatus, and the weight of the raw material to be injected There is an effect that the control of the injection apparatus during operation and injection operation can be performed more precisely than in the conventional injection apparatus.

또한, 사출장치를 지지하는 지지프레임의 강성을 완화시킬 수 있어 제작비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
In addition, the rigidity of the support frame supporting the injection apparatus can be alleviated, and the manufacturing cost can be reduced.

도 1a는 종래의 전동식 사출장치를 나타낸 개략도이다.
도 1b는 도 1a의 상태에서 사출용 전동모터의 가동으로 스크류 및 스러스트 박스와 전동모터가 이동된 모습을 도시한 도면이다.
도 2a는 종래의 전동식 사출장치의 평면도이다.
도 2b는 도 2a의 상태에서 사출용 전동모터의 가동으로 스크류 및 스러스트 박스와 전동모터가 이동된 모습을 도시한 평면도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 저관성 전동식 사출장치를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 3b는 도 3a의 상태에서 사출용 전동모터의 가동으로 스크류 및 스러스트 박스가 이동되고, 전동모터는 고정된 상태를 유지하는 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 다른 전동모터의 설치구조를 확대도시한 단면도이다. 1A is a schematic view showing a conventional electric injection apparatus.
FIG. 1B is a view showing a state in which the screw, the thrust box and the electric motor are moved by the operation of the injection electric motor in the state of FIG. 1A.
2A is a plan view of a conventional electric injection apparatus.
FIG. 2B is a plan view showing a state in which the screw, the thrust box and the electric motor are moved by the operation of the injection electric motor in the state of FIG. 2A.
FIG. 3A is a schematic cross-sectional view of a low inertial motor-driven injection apparatus according to the present invention.
FIG. 3B is a view illustrating a state in which the screw and the thrust box are moved by the operation of the injection electric motor in the state of FIG. 3A, and the electric motor is maintained in a fixed state.
4 is an enlarged cross-sectional view of an installation structure of an electric motor according to the present invention.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

상기 종래기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명하고, 상세한 설명은 생략하며, 새로운 구성요소에 대해서는 새로운 부호를 부여하여 상세하게 설명한다. The same reference numerals are given to the same constituent elements as those of the conventional art, and a detailed description thereof will be omitted.

도 3a는 본 발명에 따른 저관성 전동식 사출장치를 나타낸 개략적인 단면도로서, 도면에 도시된 바와 같이, 종래와 마찬가지로, 스크류(10), 배럴(20), 스러스트 박스(30)는 전동모터(40)가 갖추어지고, 사출용 전동모터(50)와 벨트(51)도 갖추어져 있다. As shown in the figure, the screw 10, the barrel 20 and the thrust box 30 are connected to an electric motor 40 (see FIG. 3A) And an injection electric motor 50 and a belt 51 are also provided.

여기서, 본 발명은 사출동작을 위해 이동하는 스러스트 박스(30)와 독립적으로 상기 전동모터(40)가 구비되는데, 상기 전동모터(40)는 지지 프레임(61)상에 결합되어 있는 지지대(70)상에 설치되어 스러스트 박스(30)가 이동할때, 고정된 상태를 유지한다. The electric motor 40 includes a supporter 70 coupled to the support frame 61. The thrust box 30 is movable in the direction of the axis of the thrust box 30, When the thrust box 30 moves, it remains in a fixed state.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 전동모터(40)는 중공형 모터이다. In the embodiment of the present invention, the electric motor 40 is a hollow motor.

전동모터(40)에 의한 동력전달구조는 도 4에 잘 나타나 있는데, 전동모터(40)는 중공형 모터로서, 그 내부에 커플링(41)이 구비되고, 이 커플링(41)의 스플라인 홈(41a)과 스크류 연결축(11)상에 형성된 스플라인 돌기(11a)가 스플라인 결합되어 동력전달이 이루어지도록 되어 있다. The power transmission structure of the electric motor 40 is well shown in Fig. 4. The electric motor 40 is a hollow motor having a coupling 41 therein, And the spline protrusion 11a formed on the screw connecting shaft 11 is spline-coupled to transmit power.

그러나, 이에 한정되지 않고, 상기 커플링(41)의 내부에 스플라인 돌기를 형성하고, 스크류 연결축(11)상에 스플라인 홈을 형성하여도 무방하다. However, the present invention is not limited to this, and a spline projection may be formed inside the coupling 41 and a spline groove may be formed on the screw connecting shaft 11. [

도 4에서는 스크류 연결축(11)상의 스플라인 돌기(11a)에 스플라인 결합되는 커플링(41)의 스플라인 홈(41a)이 도면상 약간 여유공간을 두는 것으로 도시되어 있지만, 이것은 커플링(41)의 스플라인 홈(41a)을 명확하게 드러내기 위해 도시한 것이며, 커플링(41)과 스큐류 연결축(11)이 헐겁게 끼워져 있음을 나타내는 것은 아니다. 4 shows the spline groove 41a of the coupling 41 which is splined to the spline projection 11a on the screw connecting shaft 11 to have a slight clearance in the drawing, And is not intended to show that the coupling 41 and the skew-link connecting shaft 11 are loosely fitted.

물론, 커플링(41)의 외주면에는 전동모터(40)의 회전자(40a)가 구비되어 동력전달이 커플링(41)에 전달되도록 결합되어 있다.
Of course, the rotor 40a of the electric motor 40 is provided on the outer circumferential surface of the coupling 41 so that the power transmission is transmitted to the coupling 41.

이러한 구성을 가지는 본 발명은 사출장치의 작동시, 전동모터(40)의 가동으로 회전자(40a)가 회전하면서 커플링(41)이 동시에 회전하고, 그에따라 커플링(41)의 스플라인 홈(41a)과 스크류 연결축(11)의 스플라인 돌기(41a)간의 스플라인 결합에 의해 스크류 연결축(11)에 회전력이 전달되어서 결국 스크류(10)가 회전하게 되며, 배럴(20)안에 투입된 수지가 용융되면서 압송되어 계량동작이 이루어진다. In the present invention having such a configuration, when the injection apparatus is operated, the rotor 40a is rotated by the operation of the electric motor 40 so that the coupling 41 is rotated at the same time, The screw 10 is rotated by the spline coupling between the spline projections 41a of the screw connection shaft 11 and the spline projections 41a of the screw connection shaft 11 so that the resin injected into the barrel 20 is melted The metering operation is performed.

계속해서 계량동작이 완료되면, 스크류(10)는 후진한 상태에서 정지하고, 이 상태에서 전진이동하게 되는데, 사출용 전동모터(50)의 가동으로 스크류(10)가 전진이동하게 되고, 그에따라 스크류 연결축(11)과 스러스트 박스(30)도 동시에 전진이동하게 된다(도면상 좌측방향으로). When the weighing operation is completed, the screw 10 is stopped in the reverse state and is moved forward in this state. The screw 10 is moved forward by the operation of the injection electric motor 50, The screw connecting shaft 11 and the thrust box 30 are simultaneously moved forward (toward the left in the drawing).

그러면, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 스러스트 박스(30)는 스크류(10)의 이동과 동시에 리니어가이드(61)의 안내를 받으면서 이동되는데, 이때 전동모터(40)는 별도의 지지대(70)상에서 움직이지 않고 고정된 상태를 유지한다. 2 (b), the thrust box 30 is moved while being guided by the linear guide 61 at the same time as the screw 10 is moved. At this time, the electric motor 40 is mounted on a separate support 70) and remain stationary.

다시 말해서, 스크류 연결축(11)이 이동할때, 스크류 연결축(11)과 스플라인(42)을 통해 결합된 커플링(41)은 그대로 있게되고, 스크류 연결축(11)만 축방향으로 이동하게 되어 결국 전동모터(40)는 이동하지 않고 그대로 있게 되는 것이다. In other words, when the screw connecting shaft 11 moves, the coupling 41 coupled via the screw connecting shaft 11 and the spline 42 remains unchanged, and only the screw connecting shaft 11 moves in the axial direction So that the electric motor 40 does not move and remains.

따라서, 사출동작을 위해 사출용 전동모터(50)의 가동시, 중량이 많이 나가는 전동모터(40)는 함께 이동되지 않으므로, 그 만큼 종래에 비해 대폭 경량화된 상태로 스크류(10)가 이동하며, 이러한 경량화에 의한 움직임은 저관성으로 되어 수지의 계량동작 및 사출동작시 사출장치의 제어를 정밀하게 할 수 있는 것이다.
Accordingly, when the injection electric motor 50 is operated for the injection operation, the heavy electric motor 40 is not moved together. Therefore, the screw 10 moves in a state of being much lighter than the conventional electric motor 40, Such movement by lightening becomes low inertia so that the metering operation of the resin and the control of the injection apparatus during the injection operation can be precisely performed.

본 발명은 편의상 첨부된 예시도면에 의거 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 이에 국한되지 않고 본 발명의 기술적 사상의 범주내에서 여러가지 변형 및 수정이 가능함은 자명한 사실이다.
While the invention has been shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that numerous modifications and variations are possible in light of the above teachings.

1 : 사출장치
10 : 스크류
11 : 스크류 연결축
11a : 스플라인 돌기
20 : 배럴
30 : 스러스트 박스
40 : 전동모터
41 : 커플링
41a : 스플라인 홈
50 : 사출용 전동모터
51 : 벨트
52 : 볼스크류
60 : 지지프레임
61 : 리니어가이드
70 : 지지대1: Injection device
10: Screw
11: Screw connection axis
11a: spline projection
20: Barrel
30: Thrust box
40: Electric motor
41: Coupling
41a: Spline groove
50: Electric motor for injection
51: Belt
52: Ball Screw
60: Support frame
61: Linear guide
70: Support

Claims

A thrust box in which a screw provided inside the barrel and a screw connection shaft connected to the screw are coupled to each other, an electric motor provided at one side of the thrust box to rotate the screw, and an injection A motor-driven injection device comprising an electric motor,
The electric motor for rotating the screw is separated from the thrust box to be moved together and separated from the thrust box when the screw is moved forward by the operation of the injection electric motor for the injection operation, Low inertia electric injection apparatus.

The method according to claim 1,
Spline protrusions are formed on the screw connecting shaft, spline grooves are formed in a coupling provided inside the electric motor, or vice versa, spline grooves are formed on the screw connecting shaft, and a coupling provided inside the electric motor Wherein a spline projection is formed so that a screw connecting shaft and a coupling are spline-coupled to transmit power.

The method according to claim 1 or 2,
Wherein the electric motor is a hollow motor.