KR20170014710A

KR20170014710A - 전동식 사출성형기의 사출장치

Info

Publication number: KR20170014710A
Application number: KR1020150108509A
Authority: KR
Inventors: 김윤하; 이선우
Original assignee: 엘에스엠트론 주식회사
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2015-07-31
Publication date: 2017-02-08
Also published as: KR102167886B1

Abstract

본 발명은 전동식 사출성형기의 사출장치에 관한 것으로서, 특히 두 대의 모터로부터 하나의 출력이 이루어지도록 구현하여 두 대의 모터 사이에서 발생할 수 있는 제어 변수 및 출력의 불일치에 따른 출력 왜곡 현상을 미연에 방지하며 그로 인한 사출장치의 에너지 효율과 기구적 안전성을 향상시킬 수 있게 구성한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전동식 사출성형기의 사출장치는 배럴의 내부에서 전후진 이동하는 스크류와 연결되어 회전하며 전후진하는 볼스크류와, 볼스크류에 체결된 볼너트와, 볼너트가 자유롭게 회전 가능하도록 지지하는 지지부와, 지지부에 장착되며 볼너트를 유성기어의 캐리어로 하여 회전시키는 유성기어세트와, 유성기어세트의 선기어를 회전시키는 제1모터와, 유성기어세트의 링기어를 회전시키는 제2모터를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

전동식 사출성형기의 사출장치{Injection unit of electric plastic injection molding machine}

본 발명은 전동식 사출성형기의 사출장치에 관한 것으로서, 특히 두 대의 모터로부터 하나의 출력이 이루어지도록 구현하여 두 대의 모터 사이에서 발생할 수 있는 제어 변수 및 출력의 불일치에 따른 출력 왜곡 현상을 미연에 방지하며 그로 인한 사출장치의 에너지 효율과 기구적 안전성을 향상시킬 수 있게 구성한 것이다.

사출성형기는 배럴(barrel) 내에 용융된 수지를 고압으로 사출하여 금형장치 내에 형성된 캐비티(cavity)에 충진하고, 이후 용융된 수지를 캐비티 내에서 냉각 고화(固化)시켜 성형품을 제작하는 장치이다.

이와 같은 사출성형기는 금형장치, 형체(型締)장치 및 사출장치를 가지며, 사출장치는 수지를 가열하여 용융시키는 배럴과 용융된 수지를 사출하는 사출노즐을 구비한다.

배럴 내에 위치한 스크류가 회전과 더불어 전후 이동하면서 배럴 내에 용융된 수지를 사출노즐 방향으로 가압 배출하며, 배출된 수지는 고정금형과 가동금형 사이의 캐비티에 충진된다.

형체장치는 구동원으로 가동형판을 앞뒤로 이동시켜 가동형판의 가동금형과 고정형판의 고정금형을 밀착시킴으로써 형폐 및 형개 동작을 수행하고, 밀착된 가동금형과 고정금형에 의해 캐비티가 형성된다.

도면에서 도 1에 도시된 바와 같이, 사출성형기는 크게 사출장치(51)와 형체장치(53) 및 고정금형(11)과 가동금형(12)을 구비한 금형장치(52)로 구분된다.

앞서 설명한 바와 같이 형체장치(53)는 구동원으로 가동형판을 앞뒤로 이동시켜 가동형판의 가동금형과 고정형판의 고정금형을 밀착시킴으로써 형폐 및 형개 동작을 수행한다. 형폐 시에는 형체장치(53)의 맞은편에 위치한 사출장치(51)는 배럴(56) 내부에 융융된 수지를 금형장치(52) 내 캐비티에 융융된 수지를 가압 충진한다..

여기에서, 사출장치(51)는 실린더 부재로서의 배럴(56), 배럴(56) 내에서 회전 및 전후진 이동가능한 스크류(57), 상기 배럴(56)의 전단(前端)에 형성된 사출노즐(58), 상기 배럴(56)의 후단(後端)부에 설치된 호퍼(59), 스크류(57)의 후단에 연장되어 형성된 스크류축(61), 하중검출부로서의 로드셀(70)을 통하여 연결된 전측(前側) 지지부(71) 및 후측(後側) 지지부(72)를 구비함과 더불어, 진퇴 가능하게 설치되고 상기 스크류축(61)을 회전 가능하게 지지하는 압력 플레이트(62), 전측 지지부(71)에 장착되어 풀리·벨트식의 회전전달계(65)를 통하여 스크류축(61)과 연결된 계량용 모터(66), 상기 성형기 프레임(fr1)에 장착되어 풀리·벨트식의 회전전달계(68)를 통하여 운동방향 변환부로서의 볼나사(75)와 연결된 사출용 모터(69) 등을 구비한다.

따라서 호퍼(59)에서 공급된 수지원료는 배럴(56) 내로 유입되고 계량용 모터(66)에 의해 회전하는 스크류(57)의 마찰열과 도면에는 도시되지 않았지만 배럴(56)에 위치하는 히터의 열에 의해 용융된다.

이와 함께 사출용 모터(69)가 작동하여 압력 플레이트(62)를 전진시키면, 배럴(56) 내에 용융된 수지는 스크류(57)의 회전 및 직선이동(전진)에 의해 사출노즐(58)을 통해 금형장치(52) 내의 캐비티에 충진된다.

한편, 도 2는 종래 기술에 따른 사출장치의 동력전달구조를 나타낸 부분 개념도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 사출장치(10)는 배럴(11)과, 상기 배럴(11) 내부에서 회전 및 전후진 이동 가능한 스크류(57), 상기 배럴(11) 내의 스크류(13)에 연결되어 배럴(11)의 후방으로 연장된 볼스크류(17)와, 볼스크류(17)가 관통하는 지지부(도 1의 71)와, 상기 지지부(71)에 회전 가능하게 장착된 상태로 볼스크류(17)와 체결되어 볼스크류(17)를 전후방향으로 이송하는 볼너트(30)를 포함하며, 지지부(71)에 장착된 2대의 모터(40)에 의해 볼너트(30)가 회전한다.

2대의 모터(40)에 의해 볼너트(30)를 회전시키는 동력전달구조를 살펴보면, 지지부(71)에 장착된 2대의 모터(40) 각각에는 풀리(41)가 장착되며 각 풀리(41)를 감싸는 벨트(43)가 볼너트(30)의 외주면을 감싼다. 여기에서 풀리(41)와 벨트(43)는 타이밍풀리 및 타이밍벨트인 것이 바람직하며, 볼너트(30)의 외주면에는 타이밍벨트를 통해 동력을 전달받을 수 있게 치가 형성되는 것이 바람직하다.

따라서 2대의 모터(40)가 동시에 작동함에 있어 모터(40)의 동력은 벨트(43)를 통해 볼너트(30)로 전달되며, 볼너트(30)의 회전방향에 의해 체결된 볼스크류(17)가 전후방향으로 이동한다.

이때 볼스크류(17)가 전방으로 전진하면 앞서 설명한 바와 같이, 배럴(11)의 내부에 충진된 용융 수지가 스크류(13)의 가압력에 의해 사출노즐을 통해 금형장치의 캐비티에 충진된다.

이와 같이 종래 기술에 따른 사출장치(10)는 볼스크류(17)를 전후진 시키기 위한 동력이 2대의 모터(40)에서 발생한다.

2대의 모터(40)를 사용하는 이유는 용량이 상대적으로 큰 1대의 모터를 사용하는 것보다 용량이 작은 2대의 모터를 사용함으로써, 용량이 큰 1대의 모터에 비해 경제적이라는 측면에서 구성된 것이며, 또한 모터(40)가 장착되는 지지부(71)의 공간활용도 측면에서 용량이 작은 모터 2대를 사용하는 것이 유리하기 때문이다.

하지만, 2대의 모터(40)를 하나의 회전체 즉 볼너트(30)를 회전시킴에 있어서, 2대의 모터 드라이버가 각각 토크, 속도, 위치 제어를 행하게 됨에 따라 2대의 모터 사이의 제어 변수가 달라지는 현상이 빈번하게 발생하며, 이는 기구적 스트레스나 에너지의 낭비의 문제점이 발생한다.

대한민국 공개특허공보 특2003-0051059호(공개일; 2003.06.25)

본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 두 대의 모터로부터 입력되는 동력을 유성기어세트의 출력단으로 출력하여 두 대의 모터의 제어 변수 및 출력의 불일치를 통한 출력 왜곡 현상을 차단하며, 그로 인한 사출장치의 에너지 효율과 기구적 안전성을 향상시킬 수 있게 구성한 사출장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 금형 내부의 캐비티로 용융 수지를 충진하기 위해 배럴 내부에 위치한 용융 수지를 가압하여 용융 수지를 캐비티로 배출시키는 사출장치로서, 배럴, 배럴 내부에서 회전 및 전후진 가능한 스크류, 유성기어세트와, 배럴을 향해 위치하며 유성기어세트의 출력단에 연결된 볼스크류와, 볼스크류를 지지하며 유성기어세트가 장착된 지지부와, 유성기어세트의 입력단과 연결되어 동력을 공급하는 구동부를 포함하며, 유성기어세트의 입력단으로 입력된 동력이 출력단으로 출력되면서 고정된 지지부를 기준으로 볼스크류가 배럴길이 방향으로 전후진하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 유성기어세트는 선기어와, 상기 선기어의 둘레에 위치하는 복수의 유성기어와, 안쪽에 형성된 내륜기어에 복수의 유성기어가 맞물려 위치하며 외주면에는 외륜기어가 형성된 링기어 및 복수의 유성기어와 연결된 캐리어를 구비하며, 구동부는 모터로서, 입력단인 선기어 또는 캐리어에 동력을 입력하는 제1모터와, 입력단인 링기어에 동력을 입력하는 제2모터를 포함하며, 제1모터의 동력을 입력하는 입력단이 선기어일 경우 캐리어가 출력단이 되고, 제1모터의 동력을 입력하는 입력단이 캐리어일 경우 선기어가 출력단이 된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 지지부는 사출장치의 프레임에 고정되고, 볼스크류는 선기어의 축방향으로 관통하며, 캐리어는 볼스크류와 연결되며, 제1모터의 동력은 선기어에 입력되고 제2모터의 동력은 링기어에 입력되어 제1모터와 제2모터의 동력이 합산되어 캐리어를 회전시킴으로써 캐리어와 체결된 볼스크류가 볼스크류 길이방향을 기준으로 전후방향으로 이동한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 지지부는 사출장치의 프레임에 고정되고, 선기어의 축방향으로 위치한 볼스크류는 선기어와 연결되어 관통하며, 캐리어에는 피동기어가 형성되고, 제1모터의 동력은 피동기어를 통해 캐리어에 입력되고 제2모터의 동력은 링기어에 입력되어 제1모터와 제2모터의 동력이 합산되어 선기어를 회전시킴으로써 선기어와 연결된 볼스크류가 볼슈크류 길이방향을 기준으로 전후방향으로 이동한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 지지부는 사출장치의 프레임에 배럴 길이방향으로 이동 가능하며, 사출장치의 프레임에 고정된 볼스크류는 선기어의 축방향으로 관통하고, 캐리어는 볼스크류와 연결되며, 제1모터의 동력은 선기어에 입력되고 제2모터의 동력은 링기어에 입력되어 제1모터와 제2모터의 동력이 합산되어 캐리어를 회전시킴으로써, 고정된 볼스크류의 길이방향으로 지지부가 전후방향으로 이동한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 지지부는 사출장치의 프레임에 배럴 길이방향으로 이동 가능하며, 사출장치의 프레임에 고정된 볼스크류는 선기어와 연결되어 관통하며, 캐리어에는 피동기어가 형성되고, 제1모터의 동력은 피동기어를 통해 캐리어에 입력되고 제2모터의 동력은 링기어에 입력되어 제1모터와 제2모터의 동력이 합산되어 선기어를 회전시킴으로써 고정된 볼스크류의 길이방향으로 지지부가 전후방향으로 이동한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 선기어의 선단에는 복수의 유성기어가 위치하며 선기어의 후단에는 제1모터의 제1구동기어가 맞물려 위치한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 링기어의 외륜기어에는 제2모터의 제2구동기어가 맞물려 위치한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 볼스크류의 선단은 배럴에 삽입되는 스크류와 연결된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 볼스크류를 따라 이동하는 지지부에는 지지부의 이동거리를 확보하기 위한 케이스가 형성되며 케이스의 선단에 배럴에 삽입되는 스크류가 연결된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 케이스는 캐리어의 선단에 고정되어 배럴 방향으로 연장된다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전동식 사출성형기의 사출장치는 2대의 모터에서 발생하는 각각의 동력을 유성기어세트를 통해 합산시켜 출력함에 따라 두 모터 사이의 제어 변수 및 출력의 불일치 및 이로 인한 출력 왜곡현상을 근본적으로 차단할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 전동식 사출성형기의 사출장치는 두 모터의 제어 변수가 달라지더라도 상위 제어기는 출력의 합만을 제어함에 따라 기계적 스트레스나 전기 에너지의 낭비를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 전동식 사출성형기의 사출장치는 두 모터의 동력 입력단에서 출력단까지의 기어비가 다름에 따라 최적화된 모터의 사양을 선정할 수 있는 폭이 넓어지며, 그에 따라 모터의 선정이 용이하며 에너지 소비 절감의 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 사출성형기의 기본적인 개념을 나타낸 도면이고,
도 2는 종래 기술에 따른 사출장치의 동력전달구조를 나타낸 부분 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 사출장치의 모터 및 동력전달관계의 예를 나타낸 개략도이고,
도 4는 도 3에 도시된 유성기어의 동력전달관계를 설명하는 개략도이며,
도 5는 도 3에 도시된 사출장치의 모터의 구동에 따른 스크류의 전후진 이동관계를 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 사출장치의 모터 및 동력전달관계의 예를 나타낸 개념도이고,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 사출장치의 모터 및 동력전달관계의 예를 나타낸 개념도이고,
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 사출장치의 모터 및 동력전달관계의 예를 나타낸 개념도이며,
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 사출장치의 모터 및 동력전달관계의 예를 나타낸 개념도이다.

유선기어세트는 중심에 선 기어가 고정되어 있고, 선 기어와 링 기어 중간에 유성기어가 설치되어 있으며, 유성 기어를 동일한 간격으로 지지하는 유성 기어 캐리어, 외주에 있는 큰 내면 기어의 링 기어로 구성되어, 동력을 전달하는 장치를 말한다. 유성기어세트는 유성기어세트 1개로 구성되는 단순 유성기어세트와 유성기어세트 2개 이상으로 구성되는 복합 유성기어세트로 구분되며, 선 기어와 링 기어 및 유성 기어를 동시에 구동하는 것과 고정하는 것으로 감속, 증속 등을 원활하게 할 수 있는 특징이 있다.

아래에서는 본 발명에 따른 전동식 사출성형기의 사출장치의 양호한 실시예들을 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

[제1실시예]

도면에서, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 사출장치의 모터 및 동력전달관계의 예를 나타낸 개략도이고, 도 4는 도 3에 도시된 유성기어의 동력전달관계를 설명하는 개략도이며, 도 5는 도 3에 도시된 사출장치의 모터의 구동에 따른 스크류의 전후진 이동관계를 나타낸 개략도이고, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 사출장치의 모터 및 동력전달관계의 예를 나타낸 개념도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 사출장치는 배럴(110)과, 배럴(110)의 내부에 위치하여 배럴(110)의 길이방향으로 전후진 이동하는 스크류(113)와, 스크류(113)와 연결되어 후방으로 연장된 볼스크류(117)와, 볼스크류(117)에 연결되며 사출장치의 지지부(119)에 회전 가능하게 지지된 상태로 2대의 모터(141, 142)의 동력을 캐리어(130)로 출력하는 유성기어세트(120)를 포함하며, 유성기어세트(120)는 선기어(121)와, 선기어(121)의 둘레에 위치하는 복수의 유성기어(123)들과, 유성기어(123)들을 감싸는 형태의 링기어(125)를 구비하고, 복수의 유성기어(123)들을 구속하고 볼너트로서 볼스크류(117)와 연결되는 캐리어(130)로 구성된다.

여기에서, 링기어(125)와 선기어(121)는 유성기어세트(120)의 입력단에 해당하며, 입력단을 통해 입력된 동력은 링기어(125), 선기어(121) 및 유성기어(123)들의 회전을 통해 캐리어(130)인 유성기어세트(120)의 출력단으로 출력된다.

아래에서는 이와 같이 구성된 사출장치에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 캐리어(130)와 연결된 볼스크류(117)의 선단에는 스크류(113)가 연결되며, 볼스크류(117)와 스크류(113)의 사이에는 로드셀(115)이 장착되어 배럴(110)의 내부에서 전후진 이동하는 스크류(113)에 의한 사출압력을 측정한다.

한편, 캐리어(130)의 후면에는 복수의 핀(131)들이 형성되며, 핀(131)들은 각 유성기어(123)들의 중심에 삽입되어 유성기어(123)들이 회전 가능하도록 지지하며 유성기어(123)들을 구속한다. 따라서 캐리어(130)는 유성기어(123)들의 공전에 의해 회전하며, 특히 본 발명에 따른 사출장치는 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 캐리어(130)의 후방에 선기어(121)가 위치하며 캐리어(130)에 연결된 볼스크류(117)가 중공(121H) 형태의 선기어(121)를 관통해 후방으로 연장된다.

그리고 선기어(121)의 선단 둘레에는 복수의 유성기어(123)들이 위치하고, 캐리어(130)의 핀(131)들이 각 유성기어(123)의 중심에 삽입되어 위치함으로써, 유성기어(130)들의 위치를 캐리어(130)가 구속한다.

그리고 선기어(121)의 후단에는 제1모터(141)가 위치하며 제1모터(141)의 축에 고정된 제1구동기어(141G)가 선기어(121)와 맞물려 위치한다.

따라서 제1모터(141)의 동력에 의해 선기어(121)는 회전하고 선기어(121)의 회전에 의해 유성기어(123)들은 선기어(121)를 중심으로 공전하며, 유성기어(123)의 공전에 의해 캐리어(130)는 회전하게 된다.

한편, 지지부(119)에 장착된 링기어(125)는 내륜기어(125I)와 외륜기어(125E)가 형성되며, 내륜기어(125I)에는 복수의 유성기어(123)들이 맞물려 연동한다.

그리고 링기어(125)의 외측에는 제2모터(142)가 위치하며 제2모터(142)의 축에 고정된 제2구동기어(142G)가 링기어(125)의 외륜기어(125E)와 맞물려 위치한다.

따라서 제2모터(142)의 동력에 의해 링기어(125)가 선기어(121)를 중심으로 자전하면, 링기어(125)의 내부에 위치한 유성기어(123)들은 선기어(121)를 중심으로 공전하게 된다. 이와 같이 유성기어(123)들이 공전함에 따라 캐리어(130) 또한 회전하게 된다.

이와 같이 구성된 유성기어세트(120)의 특징에 따라 도 5에 도시된 바와 같이, 제1모터(141)에 의해 회전하는 선기어(121)와 제2모터(142)에 의해 회전하는 링기어(125)는 유성기어(123)들을 공전시키며 유성기어(123)의 공전에 따라 유성기어세트(120)의 출력단인 캐리어(130)는 회전 가능하게 된다.

본 발명에 따른 사출장치에 있어서, 제1모터(141)와 제2모터(142)의 동력은 유성기어(123)들을 통해 합산되어 캐리어(130)의 회전으로 출력된다.

따라서 2대의 모터(141, 142)의 출력 사이에 불일치가 발생하더라도 제1모터(141)와 제2모터(142)의 동력이 합산되어 출력됨에 따라 기구적인 응력(stress) 발생을 미연에 방지할 수 있어 출력 불일치에 따른 출력 왜곡현상을 미연에 방지할 수 있고, 원활한 동력 전달에 따른 에너지 낭비의 문제점을 해결할 수 있다.

또한 제1모터(141)와 제2모터(142)의 제어 변수에서 발생할 수 있는 편차를 유성기어세트 즉 기구적인 메커니즘을 통해 조정함으로써, 제1모터(141)와 제2모터(142)의 선택범위가 넓어질 수 있으며, 또한 입력단 즉 링기어(125)와 선기어(121) 그리고 유성기어(123)의 기어비가 다름에 따라 최적화된 모터의 사양 선택이 용이하다.

[제2실시예]

앞서 설명한 제1실시예에 따른 사출장치는 유성기어세트를 장착한 지지부가 사출장치에 고정된 상태로, 제1모터(141)와 제2모터(142)의 동력에 의해 캐리어(130)가 정위치에서 회전하면, 그에 따라 볼스크류(117)가 전후진 이동하는 것으로 설명하고 있으나, 아래에서 설명하는 제2실시예에 따른 사출장치는 볼스크류(117)가 사출장치의 프레임에 고정된 상태로 유성기어세트(120)가 장착된 지지부(119)가 볼스크류(117)의 길이방향으로 볼스크류(117)를 따라 이동하도록 구성한 것이다.

도면에서, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 사출장치의 모터 및 동력전달관계의 예를 나타낸 개념도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 볼스크류(117)는 사출장치의 프레임(10F)에 후단이 고정된 상태로 볼스크류(117)는 회전하지 않는 반면에, 지지부(119)는 유성기어세트(120)에서 출력되는 동력에 의해 캐리어(130)가 회전하게 되고, 고정된 볼스크류(117)에 체결된 캐리어(130)가 회전하면서 볼스크류(117)의 길이방향으로 이동하게 됨에 따라 지지부(119) 또한 볼스크류(117)의 길이방향으로 이동 가능하게 된다. 도면에는 도시하지 않았으나 지지부(119)는 사출장치의 바닥 프레임에 고정된 레일 등에 안착되어 용이하게 이동할 수 있게 구성된다.

한편, 유성기어세트(120)는 제1실시예에서 설명한 바와 같이, 지지부(119)에 장착된다.

중공(121H)의 선기어(121)를 관통하여 볼스크류(117)가 위치하고, 선기어(121)의 후단에는 제1모터(141)의 제1구동기어(141G)가 맞물리며, 선기어(121)의 선단 둘레에는 복수의 유성기어(123)가 위치하고, 복수의 유성기어(123)는 링기어(125)의 내륜기어(125I)와 맞물려 장착된다. 그리고 링기어(125)의 외륜기어(125E)에는 제2모터(142)의 제2구동기어(142G)가 맞물려 위치한다.

또한, 볼스크류(117)에 연결된 캐리어(130)는 복수의 유성기어(123)에 연결되어 제1모터(141)와 제2모터(142)의 합산된 동력으로 회전하게 되고, 캐리어(130)는 회전하면서 고정된 볼스크류(117)의 길이방향을 따라 전후방향으로 이동한다.

한편, 캐리어(130)는 도 7에 보이듯이 전방 즉 배럴(110)의 방향으로 케이스(133)가 형성되며, 케이스(133)의 선단에 배럴(110)에 삽입되는 스크류(113)가 연결되며, 스크류(113)와 케이스(133)의 사이에 로드셀(115)이 위치한다.

케이스(133)는 지지부(119)가 고정된 볼스크류(117)를 따라 이동함에 있어 지지부(119)의 이동거리를 확보하기 위한 것으로서, 지지부(119)가 후방으로 이동할수록 볼스크류(117)의 선단은 케이스(133)의 내부로 진입하게 되고, 반대로 지지부(119)가 전방으로 이동할수록 볼스크류(117)의 선단은 케이스(133)의 바깥방향으로 이동하게 된다.

앞서 설명한 제1실시예와 제2실시예에서는 유성기어세트(120)의 입력단이 선기어(121)와 링기어(125)이고, 유성기어세트(120)의 출력단은 캐리어(130)이며, 유성기어세트(120)가 장착된 지지부(119)와 볼스크류(117) 중 어느 한 구성을 위치 고정할 경우 상대적으로 다른 구성이 이동하게 되고, 이동하는 구성에 스크류(113)를 연결함으로써, 배럴(110) 내의 수지를 가압할 수 있게 구성된 것이다.

[제3실시예]

앞서 설명한 제1실시예와 제2실시예에서는 유성기어세트(120)의 입력단이 선기어(121)와 링기어(125)이고 출력단이 캐리어(130)인 것으로 설명하였으나, 아래에서 설명하는 제3실시예 및 제4실시예에서는 유성기어세트(120)의 입력단이 링기어(125)와 캐리어(130)이며, 출력단은 선기어(121)이다.

도면에서, 도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 사출장치의 모터 및 동력전달관계의 예를 나타낸 개념도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 유성기어세트(120)는 지지부(119)에 장착되며, 지지부(119)는 사출장치의 프레임에 고정된다.

유성기어세트(120)의 선기어(121)에는 그 중심축을 따라 볼스크류(117)가 관통하며, 선기어(121)와 볼스크류(117)는 연결되어 선기어(121)가 회전함에 따라 볼스크류(117)가 볼스크류(117) 길이방향을 따라 전후방으로 이동한다.

한편, 선기어(121)의 둘레에는 유성기어(123)들이 위치하며, 유성기어(123)의 외측에는 링기어(125)가 위치하고, 링기어(125)의 외륜기어(125E)에는 제2모터(142)의 제2구동기어(142G)가 맞물리도록 장착된다.

그리고 유성기어(123) 각각에는 캐리어(130)의 핀(131)들이 삽입되며, 캐리어(130)의 선단은 배럴(110)을 향하며 중공 형태의 캐리어(130)에는 볼스크류(117)가 관통한다.

또한 캐리어(130)의 선단 외주면에는 피동기어(135)가 형성되며, 피동기어(135)에는 제1모터(141)의 제1구동기어(141G)가 맞물려 위치한다. 피동기어(135)는 유성기어세트(120)의 기어비를 맞추기 위해 필요한 기어이다.

따라서 제1모터(141)에 의해 회전하는 캐리어(130)와 제2모터(142)에 의해 회전하는 링기어(125)는 유성기어세트(120)의 입력단이 되고, 볼스크류(117)와 연결된 선기어(121)는 출력단이 된다.

이와 같이 구성된 유성기어세트(120)에 있어서, 제1모터(141)가 구동하게 되면, 유성기어(123)들은 캐리어(130)의 회전에 의해 자전과 공전을 함께 하며 동력을 선기어(121)로 전달한다.

한편, 제2모터(142)가 구동하면 링기어(125)가 자전하게 되고, 링기어(125)의 자전에 의해 유성기어(123) 또한 자전과 공전을 함께 하면서 동력을 선기어(121)로 전달한다.

이와 같이 제1모터(141)의 동력과 제2모터(142)의 동력은 유성기어(123)에 의해 합산되어 선기어(121)로 출력된다.

제1모터(141)와 제2모터(142)의 합산된 동력으로 선기어(121)가 회전하면 나사 체결된 볼스크류(117)는 전방 또는 후방으로 이동하게 된다.

이와 같이 볼스크류(117)가 전방 또는 후방으로 이동함에 따라 볼스크류(117)의 선단에 연결된 스크류(113) 또한 배럴(110)의 내부에서 전후진하게 된다.

[제4실시예]

상기 제3실시예에서는 유성기어세트(120)가 지지부(119)에 의해 정위치한 상태에서 제1모터(141)와 제2모터(142)의 구동에 의해 볼스크류(117)가 전후진하는 구성에 대해 설명하고 있으나, 아래에서 설명하는 제4실시예에서는 볼스크류(117)가 고정된 상태로 지지부(119)가 전후진 이동하도록 구성된 것이다.

도면에서, 도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 사출장치의 모터 및 동력전달관계의 예를 나타낸 개념도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 선기어(121)를 관통한 볼스크류(117)는 선기어(121)와 연결된 상태이며, 선기어(121)의 둘레에 위치한 복수의 유성기어(123)들은 캐리어(130)에 의해 구속된 상태로 선기어(121)의 둘레를 자전 및 공전하면서 회전하게 된다. 그리고 복수의 유성기어(123)는 링기어(125)의 내륜기어(125I)에 맞물려 위치한다.

상기 제3실시예에서 설명했던 바와 같이, 캐리어(130)의 선단에는 피동기어(135)가 형성되며, 피동기어(135)에는 제1모터(141)의 제1구동기어(141G)가 장착되고, 링기어(125)의 외륜기어(125E)에는 제2모터(142)의 제2구동기어(142G)가 장착된다.

한편, 지지부(119)는 제2실시예에서 설명했던 바와 같이 사출장치의 프레임에 이동 가능하게 장착된 상태이며, 볼스크류(117)의 후단은 사출장치의 프레임(10F)에 고정된다.

따라서 제1모터(141)와 제2모터(142)의 구동에 의해 유성기어(123)가 선기어(121)의 둘레를 회전하게 되면, 고정된 볼스크류(117)의 길이방향을 따라 전후방향으로 선기어(121)가 이동하게 된다.

선기어(121)의 이동에 따라 지지부(119) 또한 볼스크류(117)의 길이방향으로 이동한다.

한편, 캐리어(130)에는 배럴 방향으로 케이스(133)가 형성되며, 케이스(133)의 선단에 배럴(110)의 스크류(113)가 연결되며, 케이스(133)와 스크류(113)의 사이에는 로드셀(115)이 위치한다.

이와 같이 구성된 사출장치의 작동관계는 제2실시예에서 설명한 바와 같이, 캐리어(130)를 통해 유성기어(123)로 전달되는 제1모터(141)의 동력과 링기어(125)를 통해 유성기어(123)로 전달되는 제2모터(142)의 동력은 합산되어 출력단인 선기어(121)로 출력된다.

이와 같이 본 발명에 따른 유성기어세트(120)의 입력단은 링기어(125)와 선기어(121) 또는 링기어(125)와 캐리어(130)가 될 수 있으며, 출력단은 캐리어(130) 또는 선기어(121)가 될 수 있다. 이 외에도 유성기어세트(120)의 특징에 따라 입력단과 출력단을 링기어(125), 유성기어(123), 선기어(121) 및 캐리어(130)로 다양하게 변경 가능할 것이다.

또한 유성기어세트(120)가 장착된 지지부(119)를 고정하고 볼스크류(117)를 전후진 이동하도록 구성하거나 또는 볼스크류(117)를 고정하고 지지부(119)가 전후진 이동하도록 구성할 수 있다.

110 : 배럴
113 : 스크류
115 : 로드셀
117 : 볼스크류
120 : 유성기어세트
121 : 선기어
123 : 유성기어
125 : 링기어
130 : 캐리어
131 : 핀
141, 142 : 모터
141G, 142G : 구동기어

Claims

금형 내부의 캐비티로 용융 수지를 충진하기 위해 배럴 내부에 위치한 용융 수지를 가압하여 용융 수지를 캐비티로 배출시키는 사출장치로서,
유성기어세트(120)와, 배럴(110)을 향해 위치하며 유성기어세트(120)의 출력단에 체결된 볼스크류(117)와, 볼스크류(117)를 지지하며 유성기어세트(120)가 장착된 지지부(119)와, 유성기어세트(120)의 입력단으로 동력을 입력하는 구동부(141, 142)를 포함하며,
유성기어세트(120)의 입력단으로 입력된 동력이 출력단으로 출력되면서 고정된 지지부(119)를 기준으로 볼스크류(117)가 배럴(110)의 방향으로 전후진하거나 고정된 볼스크류(117)를 기준으로 지지부(119)가 배럴의 방향으로 볼스크류(117)를 따라 전후진하는 것을 특징으로 하는 사출장치.
제1항에 있어서,
유성기어세트(120)는 선기어(121)와, 상기 선기어(121)의 둘레에 위치하는 복수의 유성기어(123)와, 안쪽에 형성된 내륜기어(125I)에 복수의 유성기어(123)가 맞물려 위치하며 외주면에는 외륜기어(125E)가 형성된 링기어(125) 및 복수의 유성기어(123)와 연결된 캐리어(130)를 구비하며,
구동부는 모터(141, 142)로서, 입력단인 선기어(121) 또는 캐리어(130)에 동력을 입력하는 제1모터(141)와, 입력단인 링기어(125)에 동력을 입력하는 제2모터(142)를 포함하며,
제1모터(141)의 동력을 입력하는 입력단이 선기어(121)일 경우 캐리어(130)가 출력단이 되고, 제1모터(141)의 동력을 입력하는 입력단이 캐리어(130)일 경우 선기어(121)가 출력단이 되는 것을 특징으로 하는 사출장치.
제2항에 있어서,
지지부(119)는 사출장치의 프레임에 고정되고, 볼스크류(117)는 선기어(121)의 축방향으로 관통하며, 캐리어(130)는 볼스크류(117)와 나사 체결되고, 제1모터(141)의 동력은 선기어(121)에 입력되며 제2모터(142)의 동력은 링기어(125)에 입력되어 제1모터(141)와 제2모터(142)의 동력이 합산되어 캐리어(130)를 회전시킴으로써 나사 체결된 볼스크류(117)가 지지부(119)를 기준으로 전후방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 사출장치.
제2항에 있어서,
지지부(119)는 사출장치의 프레임에 고정되고, 선기어(121)의 축방향으로 위치한 볼스크류(117)는 선기어(121)와 나사 체결되어 관통하며, 캐리어(130)에는 피동기어(135)가 형성되고, 제1모터(141)의 동력은 피동기어(135)를 통해 캐리어(130)에 입력되고 제2모터(142)의 동력은 링기어(125)에 입력되어 제1모터(141)와 제2모터(142)의 동력이 합산되어 선기어(121)를 회전시킴으로써 나사 체결된 볼스크류(117)가 지지부(119)를 기준으로 전후방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 사출장치.
제2항에 있어서,
지지부(119)는 사출장치의 프레임에 배럴(110)의 방향으로 이동 가능하며, 사출장치의 프레임에 고정된 볼스크류(117)는 선기어(121)의 축방향으로 관통하고, 캐리어(130)는 볼스크류(117)와 나사 체결되며, 제1모터(141)의 동력은 선기어(121)에 입력되고 제2모터(142)의 동력은 링기어(125)에 입력되어 제1모터(141)와 제2모터(142)의 동력이 합산되어 캐리어(130)를 회전시킴으로써, 고정된 볼스크류(117)의 길이방향으로 지지부(119)가 전후방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 사출장치.
제2항에 있어서,
지지부(119)는 사출장치의 프레임에 배럴(110)의 방향으로 이동 가능하며, 사출장치의 프레임에 고정된 볼스크류(117)는 선기어(121)와 나사 체결되어 관통하며, 캐리어(130)에는 피동기어(135)가 형성되고, 제1모터(141)의 동력은 피동기어(135)를 통해 캐리어(130)에 입력되고 제2모터(142)의 동력은 링기어(125)에 입력되어 제1모터(141)와 제2모터(142)의 동력이 합산되어 선기어(121)를 회전시킴으로써 고정된 볼스크류(117)의 길이방향으로 지지부(119)가 전후방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 사출장치.
제3항 또는 제4항에 있어서,
선기어(121)의 선단에는 복수의 유성기어(123)가 위치하며 선기어(121)의 후단에는 제1모터(141)의 제1구동기어(141G)가 맞물려 위치하는 것을 특징으로 하는 사출장치.
제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
링기어(125)의 외륜기어(125E)에는 제2모터(142)의 제2구동기어(142G)가 맞물려 위치하는 것을 특징으로 하는 사출장치.
제3항 또는 제4항에 있어서,
볼스크류(117)의 선단에는 배럴(110)에 삽입된 스크류(113)와 연결된 것을 특징으로 하는 사출장치.
제5항 또는 제6항에 있어서,
볼스크류(117)를 따라 이동하는 지지부(119)에는 지지부(119)의 이동거리를 확보하기 위한 케이스(133)가 형성되며 케이스(133)의 선단에 배럴(110)에 삽입된 스크류(113)가 연결된 것을 특징으로 하는 사출장치.
제5항 또는 제6항에 있어서,
케이스(133)는 캐리어(130)의 선단에 고정되어 배럴(110) 방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 사출장치.