KR20170096271A - 사출 성형기 - Google Patents

Abstract

중공형 전동식 사출 성형기에 있어서 사출용 모터를 대형화하지 않고 사출 속도를 높여 초고속 사출을 가능하게 하는 사출 성형기가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 사출 성형기는, 제 1 회전 동력을 발생시키는 제 1 중공 모터; 제 2 회전 동력을 발생시키는 제 2 중공 모터; 상기 제 1, 2 중공 모터를 관통하여 배치되어 상기 제 1 회전 동력에 의해 회전하는 스크루축; 상기 제 1, 2 회전 동력을 합산하는 동력 합산 수단; 상기 합산된 회전 동력을 직선 동력으로 변환하는 운동 변환 수단;을 포함하고, 상기 스크루축은, 상기 운동 변환 수단에 의해 변환된 직선 동력에 의해 전진한다.

Description

사출 성형기{INJECTION MOLDING APPARATUS}

본 발명은 사출 성형기에 관한 것으로, 보다 구체적으로 중공형 전동식 사출 성형기에 관한 것이다.

사출 성형기는 가열 실린더 내에서 가열되어 용융된 수지를 고압으로 금형 장치의 캐비티 공간에 사출한 후 상기 캐비티 공간 내에서 냉각하여 고화시키는 것에 의해 성형품을 얻을 수 있는 장치이다. 이를 위해서 사출 성형기는 형체 장치 및 사출 장치를 구비하고, 상기 형체 장치는 고정플래튼 및 가동플래튼을 구비하며, 형체용 실린더가 가동플래튼을 전후진시키는 것에 의해 형폐, 형체 및 형개를 수행할 수 있도록 되어 있다. 상기 사출 장치는 호퍼에서 공급된 수지를 가열하여 용융시키는 가열 실린더 및 용융된 수지를 사출하는 사출 노즐을 구비하고, 상기 가열 실린더 내에 스크루가 회전이 자유롭게 되도록, 또한 전후진이 자유롭게 되도록 설치된다. 그리고 상기 스크루를 전진시켜서 사출 노즐에 의해 수지를 사출함과 동시에 스크루를 후퇴시킴으로써 수지를 계량하도록 되어 있다. 이러한 사출 성형기로 전동식 사출 성형기가 제공되고 있다.

이러한 전동식 사출 성형기는 수지를 계량하기 위한 계량용 모터와 수지를 금형 장치로 사출하기 위한 사출용 모터로 구성된다. 그리고 기본적인 전동식 사출 성형기는 계량용 모터 및 사출용 모터로서 서보 모터를 이용하고 계량용 모터 및 사출용 모터의 회전이 감속기구, 풀리(pulley) 등을 통하여 스크루에 전달되도록 구성되어 있다. 그런데 이러한 방식의 전동식 사출 성형기는 회전이 감속기구, 풀리(pulley) 등을 통하여 스크루에 전달되기 때문에 기계 효율이 낮고 동시에 관성(inertia)이 크다. 그 결과 사출 공정에서의 사출 속도를 높이거나 변경하는 데 필요한 시간이 길어짐과 동시에 토크(torque)가 커지게 된다. 또한, 사출 공정에서 보압 공정으로의 전환에 필요한 시간도 길어지는 문제점이 있다. 이에 따라 스크루와 중공 타입의 사출용 모터 및 계량용 모터를 동일 축 상에 설치한 중공형 사출 성형기가 제공되고 있다.

그런데 중공형 사출 성형기도 문제점을 가지고 있다. 즉 수지를 가소화 및 계량하는 계량 공정에서 오직 계량용 모터만을 이용하고, 수지를 사출하는 사출 공정에서는 오직 사출용 모터만 사용하고 있어, 구동력에 있어서 한계가 있다. 즉 초고속 사출을 위해서는 사출 공정에서 큰 구동력을 필요로 하는데 하나의 사출용 모터로는 한계가 있어 초고속 사출을 달성하는데 한계가 있다. 물론, 사출용 모터를 대형화하여 사출 속도의 고속화를 도모할 수 있지만 이렇게 하면 비용이 증가하고 또는 무게가 증가하여 사출 성형기를 소형화하기 어렵다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 중공형 전동식 사출 성형기에 있어서 사출용 모터를 대형화하지 않고 사출 속도를 높여 초고속 사출을 가능하게 하는 사출 성형기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 사출 성형기는, 제 1 회전 동력을 발생시키는 제 1 중공 모터; 제 2 회전 동력을 발생시키는 제 2 중공 모터; 상기 제 1, 2 중공 모터를 관통하여 배치되어 상기 제 1 회전 동력에 의해 회전하는 스크루축; 상기 제 1, 2 회전 동력을 합산하는 동력 합산 수단; 상기 합산된 회전 동력을 직선 동력으로 변환하는 운동 변환 수단;을 포함하고, 상기 스크루축은, 상기 운동 변환 수단에 의해 변환된 직선 동력에 의해 전진한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 사출 성형기는 제 1 회전 동력을 발생시키는 제 1 중공 모터; 제 2 회전 동력을 발생시키는 제 2 중공 모터; 상기 제 1, 2 중공 모터를 관통하여 배치되는 스크루축; 상기 제 1 회전 동력을 직선 동력으로 변환하는 볼너트 및 볼나사축을 포함하는 운동 변환 수단; 및 상기 스크루축 또는 상기 볼나사축 중 어느 하나에 선택적으로 연결되어 상기 제 2 회전 동력을 상기 스크루축에 전달하거나 상기 볼나사축에 전달하는 트랜스미션;을 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 사출 성형기는, 제 1 회전 동력을 발생시키는 제 1 중공 모터; 제 2 회전 동력을 발생시키는 제 2 중공 모터; 상기 제 1, 2 중공 모터를 관통하여 배치되는 스크루축; 상기 제 1 회전 동력을 직선 동력으로 변환하는 볼너트 및 볼나사축을 포함하는 운동 변환 수단; 및 상기 스크루축 또는 상기 볼 너트 중 어느 하나에 선택적으로 연결되어 상기 제 2 회전 동력을 상기 스크루축에 전달하거나 상기 볼 너트에 전달하는 트랜스미션;을 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 사출 성형기는, 제 1 회전 동력을 발생시키는 계량 중공 모터; 제 2 회전 동력을 발생시키는 사출 중공 모터; 상기 계량 중공 모터를 관통하여 배치되고 상기 제 1 회전 동력에 의해 회전하는 스크루축; 상기 스크루축과 일체로 형성되어 상기 제 2 회전 동력에 따라 회전하는 볼나사축; 상기 볼나사축에 결합되어 상기 볼나사축과 함께 회전할 수 있는 볼너트; 및 상기 볼너트의 상기 볼나사축과의 동시 회전을 설정하거나 해제하는 브레이크;를 포함한다.

본 발명은 수지의 계량 공정에서는 계량용 모터만을 이용하고 사출 공정에서는 계량용 모터와 사출용 모터의 구동력을 합산하여 수지를 사출함으로써 사출 속도를 높일 수 있고 관성을 줄일 수 있다.

본 발명은 사출 공정에서 계량용 모터와 사출용 모터의 구동력을 합산함으로써 동일한 사출 속도를 나타내는 사출 성형기보다 작은 크기의 사출용 모터를 사용할 수 있어 사출 성형기의 크기를 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출 성형기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사출 성형기의 계량 공정시의 단면도이다.
도 3은 도 2의 사출 성형기의 사출 공정시의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출 성형기의 계량 공정시의 단면도이다.
도 5는 도 4의 사출 성형기의 사출 공정시의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사출 성형기의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출 성형기를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 사출 성형기는, 스크루와 계량용 모터(1) 그리고 사출용 모터(2)가 동일 축상에 설치된 전동식 사출 성형기로서, 상기 계량용 모터(1)와 상기 사출용 모터(2)는 중공형 모터이고, 운동 변환 수단(3)과 동력 합산 수단(4)을 포함한다. 운동 변환 수단(3)은 회전 동력을 직선 동력으로 변환하는 것으로, 대표적으로 볼나사 기구를 들 수 있다.

상기 계량용 모터(1)는 회전 동력을 스크루와 연결된 스크루축에 전달하여 스크루축을 회전시킨다. 계량용 모터(1)로부터 공급되는 회전 동력에 의해 상기 스크루축은 회전하고 따라서 상기 스크루축의 전단에 연결된 스크루도 회전한다. 따라서 호퍼로부터 공급되는 수지는 스크루의 회전에 의해 전단 노즐 부분에 충전된다.

상기 사출용 모터(2)는 회전 동력을 상기 운동 변환 수단(3)에 전달한다. 그러면 상기 운동 변환 수단(3)에 의해 회전 동력이 직선 동력으로 변환되어 상기 스크루축을 진퇴시킨다. 이때 상기 동력 합산 수단(4)은 사출 공정시에 상기 계량용 모터(1)의 회전 동력을 상기 운동 변환 수단(3)에 전달하여 상기 사출용 모터(2)의 회전 동력과 합산되도록 한다. 사출 공정에서 상기 동력 합산 수단(4)에 의해 상기 사출용 모터(2) 및 상기 계량용 모터(1)의 회전 동력이 합산되고, 그 합산된 회전 동력은 상기 운동 변환 수단(3)에 의해 직선 동력으로 변환되어 상기 스크루축을 전진시키고 이에 따라 스크루도 전진하여 그 전단에 충전된 수지를 금형 장치의 캐비티 공간으로 사출한다.

이상의 도 1을 참조하여 설명한 사출 성형기의 구체적인 실시예를 아래에서 설명한다.

< 트랜스미션을 이용한 사출 성형기의 제 1 예 >

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사출 성형기의 계량 공정시의 단면도이고, 도 3은 도 2의 사출 성형기의 사출 공정시의 단면도이다.

도 2에서 참조번호 12는 가열 실린더이고, 그 가열 실린더(12)의 전단(도면의 좌단)에 사출 노즐(12a)이 설치된다. 상기 가열 실린더(12) 내에는 스크루(22)가 회전이 자유롭게 되도록 또한 전후진(도면의 좌우방향으로 이동)이 자유롭게 되도록 설치된다. 상기 스크루(22)는 전단에 스크루 헤드(22a)를 가짐과 동시에 상기 가열 실린더(12) 내에서 뒤쪽(도면의 오른쪽)으로 연장되어 후단(도면의 우단)에서 제1스플라인축(63)과 연결된다.

따라서, 계량 공정시에 상기 스크루(22)를 회전시키면 도시되지 않은 호퍼에서 펠릿(pellet)의 수지가 공급되고 그 수지는 가열 실린더(12) 내에서 가열되고 용융되어 스크루(22)의 후퇴에 따라 스크루 헤드(22a)의 전방(도면의 왼쪽)에 모인다. 또한, 사출 공정시에 상기 스크루(22)를 전진(도면의 왼쪽으로 이동)시키면, 상기 스크루 헤드(22a)의 전방에 모여있던 수지는 사출 노즐(12a)에서 사출되어 도시되지 않은 금형장치의 캐비티 공간에 충전된다.

상기 가열 실린더(12)의 후단에는 구동부 케이스(11)가 고정되고, 그 구동부 케이스(11)의 전방부(도면의 왼쪽부)에 계량용 모터(44)가, 후방부(도면의 오른쪽부)에 사출용 모터(45)가 서로 동일축상에 설치된다. 상기 계량용 모터(44)는 고정자(stator)(46) 및 회전자(rotor)(47)로 이루어지며, 상기 사출용 모터(45)도 고정자(stator)(48) 및 회전자(rotor)(49)로 이루어진다.

구체적으로, 상기 구동부 케이스(11)는 프런트 커버(11a), 센터 커버(11b) 및 리어(rear) 커버(11c)로 이루어지고, 상기 프런트 커버(11a)의 전단에 가열 실린더(12)가 고정된다. 상기 계량용 모터(44)는 슬리브상의 고정자 프레임(46a)에 의해, 사출용 모터(45)는 슬리브상의 고정자 프레임(48a)에 의해 각각 둘러싸여 있다.

상기 계량용 모터(44)와 상기 사출용 모터(45) 사이의 상기 센터 커버(11b) 내부에 볼너트(69)가 고정되어 설치되고 상기 볼너트(69)와 볼나사축(65)이 나사 결합된다. 따라서, 상기 볼나사축(65)에 회전력이 전달되면, 상기 볼너트(69) 및 상기 볼나사축(65)에 의해 회전 동력이 직선 동력으로 변환되어, 그 결과 볼나사축(65)이 전후진된다. 즉 볼나사축(65)에 회전 동력이 전달되면, 상기 볼너트(69)는 회전하지 않도록 고정되어 있으므로 상기 볼나사축(65)이 직선 운동을 하게 된다.

계량용 모터(44)의 상기 회전자(47)는 구동부 케이스(11)에 대하여 회전이 자유롭게 되도록 지지된다. 이를 위해서 회전자(47)에 중공(hollow) 제1로터샤프트(56)가 끼워 넣어져서 고정되고, 그 제1로터샤프트(56)는 베어링(51)(52)에 의해 지지된다. 한편, 사출용 모터(45)의 상기 회전자(49)도 구동부 케이스(11)에 대하여 회전이 자유롭게 되도록 지지된다. 이를 위해서 회전자(49)에 중공 제2로터샤프트(57)가 끼워 넣어져서 고정되고, 그 제2로터샤프트(57)는 베어링(53)(54)에 의해 지지된다.

한편, 상기 제2로터샤프트(57)의 후단에 고리 모양의 베어링 리테이너(bearing retainer)(64)가 고정된다. 그 베어링 리테이너(64)의 내주에는 스플라인이 형성되고 그 내주에 제2스플라인축(68)이 끼워 넣어져 상기 베어링 리테이너(64)와 스플라인 연결된다. 그리고 상기 제2스플라인축(68)의 전단은 상기 볼나사축(65)과 연결된다. 따라서 상기 제2스플라인축(68) 및 상기 볼나사축(65)은 구동부 케이스(11)에 대하여 회전이 자유롭게 되도록 지지된다. 즉, 상기 제2스플라인축(68) 및 상기 볼나사축(65)은 베어링 리테이너(64)를 통하여 베어링(66)에 의해, 또 그 베어링(66)보다 뒤쪽에 설치된 베어링(67)에 의해 구동부 케이스(11)에 대하여 회전이 자유롭게 되도록 지지된다. 이때, 베어링(67)도 내주에 스플라인이 형성되어 제2스플라인축(68)과 스플라인 결합된다. 제1스플라인축(63), 볼나사축(65) 및 제2스플라인축(68)은 스크루축을 형성한다.

상기 볼나사축(65)의 전단에 베어링박스(72)가 고정되고, 그 베어링박스(72) 내의 전방에 스러스트 베어링(thrust bearing)(73)이, 후방에 베어링이 설치된다. 따라서 상기 제1스플라인축(63)은 스러스트 베어링(73) 및 상기 후방에 설치된 베어링에 의해 상기 볼나사축(65)에 대하여 상대적으로 회전이 자유롭게 되도록 지지된다. 그리고 상기 베어링박스(72)의 외주면에는 스플라인이 형성되어 있다.

상기 제1로터샤프트(56)와 상기 제1스플라인축(63)의 사이에 트랜스미션(62)이 설치된다. 상기 제1로터샤프트(56)의 내주면에는 스플라인이 형성되어 있고, 상기 트랜스미션(62)의 내주면과 외주면에는 모두 스플라인이 형성되어 있다. 따라서 상기 제1로터샤프트(56)와 상기 트랜스미션(62)이 스플라인 연결되고, 또한 상기 트랜스미션(62)과 상기 제1스플라인축(63) 역시 스플라인 연결된다. 이때 상기 트랜스미션(62)은 전후 이동이 가능하여 계량 공정시에는 상기 제1스플라인축(63)에 스플라인 연결되고 사출 공정시에는 상기 베어링박스(72)의 외주 스플라인에 스플라인 연결된다. 트랜스미션(62)은 도 2에 도시된 바와 같이 레버(61)에 연결되어 그 레버(61)의 동작에 따라 전후 이동하여 제1스플라인축(63)에 연결되거나 베어링박스(72)에 연결된다. 여기서 트랜스미션(62)의 모드 변경을 가능하게 하는 모드 변경 수단으로서 레버(61)를 예로 들어 설명하지만, 기어 등과 같이 트랜스미션(62)을 전후 이동 제어할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않는다.

이하에서 도 2 및 도 3을 참조하여 사출 성형기의 계량 공정 및 사출 공정을 설명한다.

우선 계량 공정에서 트랜스미션(62)을 제1스플라인축(63)에 연결한다. 그리고 계량용 모터(44)의 고정자(46)에 전류를 공급하면 회전자(47)가 회전하고 그 회전자(47)의 회전이 제1로터샤스트(56) 및 트랜스미션(62)을 통해 상기 제1스플라인축(63)에 전달된다. 따라서 상기 제1스플라인축(63)과 그 제1스플라인축(63)의 전단에 연결된 스크루(22)가 함께 회전하여 스크루(22)의 전방에 수지가 충전된다. 이 경우, 제1스플라인축(63)과 볼나사축(65)은 베어링박스(72)를 통하여 상대적으로 회전이 자유롭도록 연결되어 있으므로, 제1스플라인축(63)에 전달된 회전은 볼나사축(65)에는 전달되지 않으나, 가열 실린더(12) 내의 수지 압력이 베어링박스(72)를 통하여 볼나사축(65)에 전달된다. 따라서, 볼나사축(65) 및 제2스플라인축(68)은 회전하면서 후퇴하고, 이에 따라서 스크루(22)도 회전하면서 후퇴한다. 또한, 상기 스크루(22)가 후퇴할 때 수지의 압력에 저항하여 스크루(22)에 배압이 가해질 수 있다. 배압은 볼나사축(65)이나 제2스플라인축(68)이 회전하지 못하게 하거나 사출용 모터(45)를 구동하여 볼나사축(65)을 회전시킴으로써 가할 수 있다.

다음으로 사출 공정에서 도 3에 도시된 바와 같이 트랜스미션(62)을 베어링박스(72)에 연결한다. 따라서 트랜스미션(62)은 제1스플라인축(63)과의 연결이 해제된다. 그리고 계량용 모터(44)와 사출용 모터(45)의 고정자(46, 48)에 전류를 공급하면 회전자(47, 49)가 회전한다. 상기 회전자(47)의 회전은 제1로터샤프트(56) 및 트랜스미션(62)을 통해 상기 베어링박스(72)로 전달되고, 상기 회전자(49)의 회전은 제2로터샤프트(57) 및 베어링 리테이너(64)를 통하여 제2스플라인축(68)으로 전달된다. 이에 따라 계량용 모터(44) 및 사출용 모터(45)의 회전 동력은 모두 볼나사축(65)에 전달되고, 볼나사축(65) 및 볼너트(69)에 의해 회전 동력이 직선 동력으로 변환되어, 그 결과 볼나사축(65)이 전진한다. 볼나사축(65)이 전진함에 따라 베어링박스(72)도 전진하고 따라서 제1스플라인축(63) 및 스크루(22)도 전진하여 스크루(22)의 전단에 충전된 수지가 금형장치의 캐비티 공간으로 사출된다.

이상과 같이 도 2를 참조하여 설명한 실시예의 사출 성형기는 계량 공정시에는 계량용 모터(44)만을 사용하고 사출 공정시에는 계량용 모터(44)와 사출용 모터(45)를 동시에 사용함으로써 사출 공정시에 큰 사출력을 발생시킬 수 있고 따라서 큰 사출력을 얻으면서도 사출 모터의 크기를 작게 할 수 있다.

< 트랜스미션을 이용한 사출 성형기의 제 2 예 >

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출 성형기의 계량 공정시의 단면도이고, 도 5는 도 4의 사출 성형기의 사출 공정시의 단면도이다. 도 4 및 도 5에서 도 2 및 도 3과 동일한 참조번호는 동일한 기능 및 동작을 수행하고 여기서는 그 상세한 설명은 생략하고, 차이점만을 설명한다.

도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 사출 성형기에서 볼너트(69)는 계량용 모터(44)와 사출용 모터(45) 사이의 센터 커버(11b) 내부에 고정되어 설치됨으로써 회전이 안 된다. 그러나 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하는 본 실시예의 사출 성형기에서 중공의 볼너트(401)는 사출용 모터(45)의 회전자(49)에 고정 설치되어 회전자(49)의 회전시 상기 볼너트(401)도 함께 회전한다.

또한, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 사출 성형기에서 볼나사축(65)의 후단에 연결되는 제2스플라인축(68)은 사출용 모터(45)의 회전자(49)의 회전시 함께 회전한다. 그러나 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하는 본 실시예의 사출 성형기에서 제2스플라인축(402)은 회전이 이루어지지 않으면서 직선 운동만 가능하도록 리어 커버(11c)에 형성된 지지부(403)에 지지된다. 이때 제2스플라인축(402)과 맞닿는 구동부 케이스(11) 및 지지부(403)의 내주면에는 스플라인이 형성된다.

또한, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 사출 성형기에서 트랜스미션(62)은 계량 공정시에는 제1스플라인축(63)에 연결되고 사출 공정시에는 베어링박스(72)에 연결된다. 그러나, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하는 사출 성형기에서 트랜스미션(404)은 계량 공정시에 제1스플라인축(63)에 연결되고 사출 공정시에는 볼너트(401)에 연결된다. 트랜스미션(404)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 레버(61)에 연결되어 그 레버(61)의 동작에 따라 전후 이동하여 제1스플라인축(63)에 연결되거나 볼너트(401)에 연결된다. 여기서 트랜스미션(404)의 모드 변경을 가능하게 하는 모드 변경 수단으로서 레버(61)를 예로 들어 설명하지만, 기어 등과 같이 트랜스미션(404)을 전후 이동 제어할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 트랜스미션(404)과 제1스플라인축(63)은 스플라인 연결되나, 트랜스미션(404)과 볼너트(401)는 클로(claw)로 서로 맞물린다. 즉 트랜스미션(404)의 상기 볼너트(401)에 대향하는 면과, 상기 볼너트(401)의 상기 트랜스미션(404)에 대양하는 면에는, 각각 클로(claw)가 형성되어 있고 그 클로(claw)를 서로 맞물리게 하여 연결한다.

이하에서 도 4 및 도 5을 참조하여 사출 성형기의 계량 공정 및 사출 공정을 설명한다.

우선 계량 공정에서 트랜스미션(404)을 제1스플라인축(63)에 연결한다. 그리고 계량용 모터(44)의 고정자(46)에 전류를 공급하면 회전자(47)가 회전하고 그 회전자(47)의 회전이 상기 트랜스미션(404)을 통해 상기 제1스플라인축(63)에 전달된다. 따라서 상기 제1스플라인축(63)과 그 제1스플라인축(63)의 전단에 연결된 스크루(22)가 함께 회전하여 스크루(22)의 전방에 수지가 충전된다. 이 경우, 제1스플라인축(63)과 볼나사축(65)은 베어링박스(72)를 통하여 상대적으로 회전이 자유롭도록 연결되어 있으므로, 제1스플라인축(63)에 전달된 회전은 볼나사축(65)에는 전달되지 않는다. 한편, 가열 실린더(12) 내에 수지 압력이 생성되면 스크루(22)는 수지를 충전하면서 후퇴하고 이 수지 압력에 의한 힘이 베어링박스(72)를 통하여 볼나사축(65)에 전달된다. 이때 볼너트(401)는 회전이 자유로운 상태이므로 따라서 상기 수지 압력에 의해 볼나사축(65)이 뒤로 밀릴 때 볼너트(401)는 회전을 하게 되어 볼나사축(65) 및 제2스플라인축(402)은 후퇴한다. 또한, 상기 스크루(22)가 후퇴할 때 수지의 압력에 저항하여 반대로 압력을 가해야 할 경우가 있고 이를 위해 스크루(22)를 활용하여 배압을 가한다. 이를 위해 사출용 모터(45)를 구동하여 볼너트(401)를 회전 제어한다. 이에 따라, 스크루(22)에 도면 상에서의 좌측 방향으로 힘이 가해진다.

다음으로 사출 공정에서 도 5에 도시된 바와 같이 트랜스미션(404)을 도면의 우측으로 이동시켜 볼너트(401)에 맞물리도록 한다. 트랜스미션(404)은 도 5에 도시된 바와 같이 레버(61)에 연결되어 그 레버(61)의 동작에 따라 이동하여 볼너트(401)에 연결된다. 여기서 트랜스미션(404)의 모드 변경을 가능하게 하는 모드 변경 수단으로서 레버(61)를 예로 들어 설명하지만, 기어 등과 같이 트랜스미션(404)을 전후 이동 제어할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 따라서 트랜스미션(404)은 제1스플라인축(63)과의 연결이 해제되는 반면, 제1로터샤프트(56)와 스플라인 결합된 채로 볼너트(401)와는 클로(claw)로 결합된다. 그리고 계량용 모터(44)와 사출용 모터(45)의 고정자(46, 48)에 전류를 공급하면 회전자(47, 49)가 회전한다. 상기 회전자(47)의 회전은 제1로터샤프트(56)와 트랜스미션(404)을 통해 볼너트(401)로 전달되고, 또한 상기 회전자(49)의 회전은 상기 볼너트(401)로 직접 전달된다. 즉 볼너트(401)로 계량용 모터(44)와 사출용 모터(45)의 회전 동력이 합산되어 전달되는 것이다. 이에 따라 계량용 모터(44) 및 사출용 모터(45)의 회전 동력은 모두 볼너트(401)에 전달되고, 이때 볼나사축(65)은 회전하지 못하게 리어 커버(11c)에 형성된 지지부(403)에 의해 스플라인 결합되어 있으므로, 상기 볼너트(401)의 회전 동력이 볼나사축(65)의 직선 동력으로 변환되어, 그 결과 볼나사축(65)이 전진한다. 즉 볼나사축(65)이 회전이 되지 않는 상태에서 볼너트(401)가 회전하므로 볼나사축(65)이 전진하는 것이다. 볼나사축(65)이 전진함에 따라 베어링박스(72)도 전진하고 따라서 제1스플라인축(63) 및 스크루(22)도 전진하여 스크루(22)의 전단에 충전된 수지가 금형장치의 캐비티 공간으로 사출된다.

이상과 같이 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 실시예의 사출 성형기는 계량 공정시에는 계량용 모터(44)만을 사용하고 사출 공정시에는 계량용 모터(44)와 사출용 모터(45)를 동시에 사용함으로써 사출 공정시에 큰 사출 압력을 발생시킬 수 있고 따라서 같은 크기의 사출력을 발생시키더라도 사출 모터의 크기를 더 작게 할 수 있다.

< 브레이크를 이용한 사출 성형기 >

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사출 성형기의 단면도이다. 도 6에서 도 2와 동일한 참조번호는 동일한 기능 및 동작을 수행하고 여기서는 그 상세한 설명은 생략하고, 차이점만을 설명한다.

도 2를 참조하여 설명한 사출 성형기에서 제1로터샤프트(56)와 제1스플라인축(63)의 사이에 트랜스미션(62)이 설치되고 그 트랜스미션(62)은 제1스플라인축(63)과 베어링박스(72) 중 어느 하나에 선택적으로 연결될 수 있도록 움직인다. 그러나 도 6을 참조하여 설명하는 본 실시예의 사출 성형기에서 제1로터샤프트(56)와 제1스플라인축(63)은 연결 부재(601)로 연결된다. 연결 부재(601)는 그 외주면이 제1로터샤프트(56)에 고정되고 그 내주면에는 스플라인이 형성되어 제1스플라인축(63)과 스플라인 연결된다.

또한, 도 2를 참조하여 설명한 사출 성형기에서 볼너트(69)는 계량용 모터(44)와 사출용 모터(45) 사이의 센터 커버(11b) 내부에 고정되어 설치됨으로써 회전이 안 된다. 그러나 도 6을 참조하여 설명하는 본 실시예의 사출 성형기에서 중공의 볼너트(602)는 센터 커버(11b) 내부에 회전이 자유롭게 설치되고 브레이크(603)에 의해 필요시 회전이 정지된다. 이때 볼너트(602)는 회전은 자유롭되 직선 운동은 이루어지지 않도록, 상기 센터 커버(11b)에는 상기 볼너트(602)를 일부 감싸는 형태로 걸림턱(604)이 형성되어 있다.

또한, 도 2를 참조하여 설명한 사출 성형기에서 제1스플라인축(63)과 볼나사축(65)은 베어링박스(72)로 연결된다. 그러나 도 6을 참조하여 설명하는 본 실시예의 사출 성형기에서 제1스플라인축(63)과 볼나사축(65)은 직접 연결된 일체형이다.

이하에서 도 6을 참조하여 본 실시예의 사출 성형기의 계량 공정 및 사출 공정을 설명한다.

우선 계량 공정에서 브레이크(603)를 해제한다. 그리고 계량용 모터(44)의 고정자(46)에 전류를 공급하면 회전자(47)가 회전하고 그 회전자(47)의 회전이 제1로터샤프트(56) 및 연결 부재(601)를 통해 상기 제1스플라인축(63)에 전달된다. 따라서 상기 제1스플라인축(63)과 그 제1스플라인축(63)의 전단에 연결된 스크루(22)가 함께 회전하여 스크루(22)의 전방에 수지가 충전된다. 이 경우, 제1스플라인축(63)에 연결된 볼나사축(65)도 회전하게 되고 따라서 볼너트(602)에 회전하려는 힘이 전달된다. 그런데 브레이크(603)가 볼너트(602)를 잡지 않으므로 볼나사축(65) 및 볼너트(602)는 스크루(22) 및 제1스플라인축(63)과 함께 회전한다. 한편, 가열 실린더(12) 내의 수지 압력이 볼나사축(65)에 전달되어 볼나사축(65)에는 후퇴하려는 힘이 작용하는데, 이때 볼너트(602)는 회전이 자유롭지만 걸림턱(604)에 의해 후퇴는 안 된다. 따라서 볼나사축(65)의 후퇴하려는 힘에 의해 볼너트(602)는 상대적으로 반대 회전을 하게 되고, 따라서 볼나사축(65)은 최종적으로 후퇴하게 된다. 또한, 상기 스크루(22)가 후퇴할 때 수지의 압력에 저항하여 스크루(22)에 배압이 가해져야 하는 경우가 있는데, 배압은 브레이크(603)를 통해 볼너트(602)를 회전 제어함으로써 가할 수 있다.

다음으로 사출 공정에서는 브레이크(603)를 설정한다. 그리고 계량용 모터(44)와 사출용 모터(45)의 고정자(46, 48)에 전류를 공급하면 회전자(47, 49)가 회전한다. 상기 회전자(47)의 회전은 제1로터샤프트(56) 및 연결 부재(601)를 통해 상기 제1스플라인축(63)에 전달되고, 또한 상기 회전자(49)의 회전은 제2로터샤프트(57) 및 제2스플라인축(68)을 통해 상기 볼나사축(65)에 전달된다. 제1스플라인축(63)과 볼나사축(65)은 일체형으로 연결되어 있으므로, 결국 계량용 모터(44)와 사출용 모터(45)의 회전력이 합산되어 하나의 축(스플라인축(63)과 볼나사축(65))으로 전달되는 것이다. 이에 따라 볼나사축(65) 및 볼너트(602)에 의해 회전 동력이 직선 동력으로 변환되어 그 결과 볼나사축(65) 및 제1스플라인축(63)이 전진한다. 즉 볼너트(602)는 브레이크(603)로 고정되어 회전이 되지 않으므로 볼나사축(65)이 전진하는 것이다. 볼나사축(65)이 전진함에 따라 제1스플라인축(63) 및 스크루(22)도 전진하여 스크루(22)의 전단에 충전된 수지가 금형장치의 캐비티 공간으로 사출된다.

이상과 같이 도 6을 참조하여 설명한 실시예의 사출 성형기는 계량 공정시에는 계량용 모터(44)만을 사용하고 사출 공정시에는 계량용 모터(44)와 사출용 모터(45)를 동시에 사용함으로써 사출 공정시에 큰 사출 압력을 발생시킬 수 있고 따라서 같은 사출력을 발생시킬 때 사출 모터의 크기를 작게 할 수 있다.

본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절히 결합되어 구현될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

12 : 가열 실린더
22 : 스크루
11a, 11b, 11c : 구동부 케이스
44 : 계량용 모터
45 : 사출용 모터
46, 48 : 고정자
47, 49 : 회전자
69, 401 : 볼너트
63 : 제1스플라인축
65 : 볼나사축
68 : 제2스플라인축
72 : 베어링 박스
62, 404 : 트랜스미션

Claims (1)

1. 제 1 회전 동력을 발생시키는 제 1 중공 모터;
   제 2 회전 동력을 발생시키는 제 2 중공 모터;
   상기 제 1, 2 중공 모터를 관통하여 배치되어 상기 제 1 회전 동력에 의해 회전하는 스크루축;
   상기 제 1, 2 회전 동력을 합산하는 동력 합산 수단;
   상기 합산된 회전 동력을 직선 동력으로 변환하는 운동 변환 수단;을 포함하고,
   상기 스크루축은, 상기 운동 변환 수단에 의해 변환된 직선 동력에 의해 전진하는 것을 특징으로 하는 사출 성형기.

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