KR20170096273A - 사출 성형기 및 사출 성형기의 계량용 모터 - Google Patents

사출 성형기 및 사출 성형기의 계량용 모터 Download PDF

Info

Publication number
KR20170096273A
KR20170096273A KR1020160017317A KR20160017317A KR20170096273A KR 20170096273 A KR20170096273 A KR 20170096273A KR 1020160017317 A KR1020160017317 A KR 1020160017317A KR 20160017317 A KR20160017317 A KR 20160017317A KR 20170096273 A KR20170096273 A KR 20170096273A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
motor
injection
injection molding
molding machine
screw shaft
Prior art date
Application number
KR1020160017317A
Other languages
English (en)
Inventor
김상우
안호승
김만수
Original Assignee
김상우
안호승
김만수
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김상우, 안호승, 김만수 filed Critical 김상우
Priority to KR1020160017317A priority Critical patent/KR20170096273A/ko
Publication of KR20170096273A publication Critical patent/KR20170096273A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/03—Injection moulding apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/18—Feeding the material into the injection moulding apparatus, i.e. feeding the non-plastified material into the injection unit
    • B29C45/1808—Feeding measured doses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/20—Injection nozzles
    • B29C45/23—Feed stopping equipment
    • B29C45/231—Needle valve systems therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/27—Sprue channels ; Runner channels or runner nozzles
    • B29C45/28—Closure devices therefor
    • B29C45/2806—Closure devices therefor consisting of needle valve systems
    • B29C45/281—Drive means therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/06—Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/27—Sprue channels ; Runner channels or runner nozzles
    • B29C45/28—Closure devices therefor
    • B29C45/2806—Closure devices therefor consisting of needle valve systems
    • B29C45/281—Drive means therefor
    • B29C2045/2824—Needle valves driven by an electric motor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

중공형 전동식 사출 성형기에 있어서 사출 성형기의 무게를 줄이고 사출 속도를 높여 초고속 사출을 가능하게 하는 사출 성형기 및 그 사출 성형기의 계량용 모터가 개시된다. 본 발명에 따른 사출 성형기는, 제 1 회전 동력을 발생시키는 사출용 모터; 상기 제 1 회전 동력을 직선 동력으로 변환하는 운동변환수단; 스크루축이 삽입 관통하고 상기 스크루축으로 제 2 회전 동력을 전달하는 계량용 모터; 및 상기 운동변환수단과 상기 스크루축 사이에 배치되는 베어링 박스;를 포함하고, 상기 계량용 모터는, 고정자; 상기 고정자와 전자기 커플링되고 상기 고정자보다 길이가 짧으며, 상기 스크루축과 일체로 형성된 회전자;를 포함하고, 상기 회전자는 상기 고정자와의 전자기 커플링에 의해 회전되고, 직선 동력에 의해 상기 고정자의 영역 내에서 진퇴한다.

Description

사출 성형기 및 사출 성형기의 계량용 모터{INJECTION MOLDING APPARATUS AND MOTOR FOR METERING THEROF}
본 발명은 사출 성형기에 관한 것으로, 보다 구체적으로 전동식 사출 성형기 및 그 사출 성형기의 계량용 모터에 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. 이렇게 하여 계량 시에는 스크루 전단에 모인 용융된 수지에 의해 스크루가 후퇴되도록 하여 수지를 계량하고, 사출 시에는 상기 후퇴된 스크루를 전진시켜서 사출 노즐을 통해 수지를 사출한다. 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. 전동식 사출 성형기는 계량용 모터 및 사출용 모터로서 서보 모터를 이용하고 계량용 모터 및 사출용 모터의 회전이 감속기구, 풀리(pulley) 등을 통하여 스크루에 전달되도록 구성하는 풀리 방식과, 스크루와 중공형의 사출용 모터 또는 계량용 모터를 동일 축 상에 설치하는 중공 방식으로 나눌 수 있다.
전동식 사출 성형기는 여전히 초고속 사출을 달성하는데 한계가 있다. 스크루를 회전시키기 위해 많은 부품이 사용되어 사출 성형기가 대형화되고, 많은 부품으로 인해 무게가 증가하여, 사출 속도의 고속화를 달성하기가 어렵고 사출 성형기의 비용이 증가한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 중공형 모터를 도입하여 사출 속도를 향상시키고자 하는 방안이 제안되었지만 사출 시의 큰 힘을 위해서는 사출 모터의 크기가 커야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 전동식 사출 성형기에 있어서 사출 시 이동 부재를 최소화하여 사출 속도를 높이는 사출 성형기 및 그 사출 성형기의 계량용 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 전동식 사출 성형기에 있어서 사출 시 이동 부재를 최소화함과 동시에 계량 모터의 힘이 사출 모터의 힘에 합산되어 작용하도록 하여 사출 속도를 높이면서도 사출 모터의 크기를 최소화한 사출 성형기 및 그 사출 성형기의 계량용 모터를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 사출 성형기의 계량용 모터는, 고정자; 및 상기 고정자와 전자기 커플링되고 상기 고정자보다 길이가 짧으며, 스크루축과 일체로 형성된 회전자;를 포함하고, 상기 회전자는 상기 고정자와의 전자기 커플링에 의해 회전하고, 직선 동력에 의해 상기 고정자의 영역 내에서 진퇴한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 사출 성형기는, 제 1 회전 동력을 발생시키는 사출용 모터; 상기 제 1 회전 동력을 직선 동력으로 변환하는 운동변환수단; 스크루축이 삽입 관통하고 상기 스크루축으로 제 2 회전 동력을 전달하는 계량용 모터; 및 상기 운동변환수단과 상기 스크루축 사이에 배치되는 베어링 박스;를 포함하고, 상기 계량용 모터는, 고정자; 상기 고정자와 전자기 커플링되고 상기 고정자보다 길이가 짧으며, 스크루축과 일체로 형성된 회전자;를 포함하고, 상기 회전자는 상기 고정자와의 전자기 커플링에 의해 회전되고, 직선 동력에 의해 상기 고정자의 영역 내에서 진퇴한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 사출 성형기는, 제 1 회전 동력을 발생시키는 계량용 모터; 제 2 회전 동력을 발생시키는 사출용 모터; 상기 계량용 모터를 관통하여 배치되고 상기 제 1 회전 동력에 의해 회전하는 스크루축; 상기 스크루축과 일체로 형성되어 상기 제 2 회전 동력에 의해 회전하는 볼나사축 및 상기 볼나사축에 결합되어 상기 볼나사축과 함께 회전할 수 있는 볼너트를 포함하는 운동변환수단; 및 상기 볼너트의 상기 볼나사축과의 동시 회전을 설정하거나 해제하는 브레이크;를 포함하고, 상기 계량용 모터는, 고정자; 상기 고정자와 전자기 커플링되고 상기 고정자보다 길이가 짧으며, 상기 스크루축과 일체로 형성된 회전자;를 포함하고, 상기 회전자는 상기 스크루축과 일체로 형성되어 회전하고, 상기 운동변환수단에서 발생하는 직선 동력에 의해 상기 고정자의 영역 내에서 진퇴한다.
본 발명은 계량용 모터의 구조를 단순화하여 사출 공정시에 이동하는 부재를 줄여 사출 속도를 높이고 사출 성형기의 무게를 줄여 사출 성형기의 제작 비용 및 운전 비용을 낮출 수 있다.
또한, 종래 사출 성형기에서 수지의 계량 공정에 사용하는 계량용 모터는 사출 시에는 정지된 상태로 전혀 활용되지 않는다. 그러나 본 발명의 실시예에 따른 계량용 모터는 사출 시에도 가동되어 그 힘이 사출 모터의 힘에 합산됨으로써 사출 모터의 크기를 크게 하지 않으면서도 사출 속도를 높이고 구조도 단순화되어 사출 성형기의 제작 비용과 운전 비용을 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출 성형기의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출 성형기의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사출 성형기의 단면도이다.
도 4는 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.
<축 분리형 : 사출 모터로서 중공형 모터 사용>
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출 성형기의 단면도이다.
도 1에서 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. 제1스플라인축(63)은 스크루축이다.
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)에 의해 스크루 헤드(22a)의 전방(도면의 왼쪽)에 모이고, 이렇게 모인 용융 수지에 의해 스크루 헤드(22a)는 후방(도면의 오른쪽)으로 후퇴한다. 그 후, 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 그 고정자(46)와 전자기 커플링되는 회전자(rotor)(47)로 이루어지며, 상기 사출용 모터(45)는 중공형 모터로서 고정자(48) 및 회전자(49)로 이루어진다. 이때 상기 계량용 모터(44)의 회전자(47)는 축 방향 길이에서 고정자(46)보다 짧고, 그 고정자(46)의 축 방향 길이 범위 내에서 직선 운동을 하며 자유롭게 회전할 수 있다. 그리고 계량용 모터(44)의 회전자(47)는 스크루축, 즉 제1스플라인축(63)과 일체로 형성될 수 있다.
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 회전 동력이 전달되면, 상기 볼너트(69) 및 상기 볼나사축(65)에 의한 볼-나사 기구에 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.
사출용 모터(45)의 회전자(49)는 구동부 케이스(11)에 대하여 회전이 자유롭게 되도록 지지된다. 이를 위해서 회전자(49)에 중공 로터샤프트(57)가 끼워 넣어져서 고정되고, 그 로터샤프트(57)는 베어링(53)(54)에 의해 지지된다. 한편, 계량용 모터(44)의 회전자(47)는 제1스플라인축(63)과 일체로 형성되고, 제1스플라인축(63)은 구동부 케이스(11)에 대하여 회전이 자유롭게 되도록 베어링(61)에 의해 지지된다. 그리고 베어링(61)과 제1스플라인축(63)은 스플라인 연결된다. 제1스플라인축(63)은 스크루(22)와 연결되어 스크루축을 형성한다.
상기 로터샤프트(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.
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 그 후방의 베어링에 의해 상기 볼나사축(65)에 대하여 상대적으로 회전이 자유롭게 되도록 지지된다.
이하에서 도 1을 참조하여 사출 성형기의 계량 공정 및 사출 공정을 설명한다.
우선 계량 공정에서 계량용 모터(44)의 고정자(46)에 전류를 공급하면 회전자(47)가 회전하고 그 회전자(47)의 회전이 그 회전자(47)와 일체로 형성된 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. 수지가 충전됨에 따라 스크루(22)가 후퇴하고 이에 따라 제1스플라인축(63)도 후퇴하며 제1스플라인축(63)과 일체로 형성된 계량 모터(44)의 회전자(47)도 후퇴한다. 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. 볼너트(69)는 회전이 안 되도록 고정되어 있으므로, 따라서, 제1스플라인축(63)의 후퇴에 따라 볼나사축(65) 및 제2스플라인축(68)은 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 반대로 회전시킴으로써 가할 수 있다.
다음으로 사출 공정에서 사출용 모터(45)의 고정자(48)에 전류를 공급하면 회전자(49)가 회전한다. 상기 회전자(49)의 회전은 로터샤프트(57) 및 베어링 리테이너(64)를 통하여 제2스플라인축(68)으로 전달된다. 이에 따라 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 계량용 모터(44)의 회전자(47)와 일체로 형성된 제1스플라인축(63) 및 이 제1스플라인축(63)과 연결된 스크루(22)도 전진하여 스크루(22)의 전단에 충전된 수지가 금형장치의 캐비티 공간으로 사출된다. 이와 같이, 도 1의 사출 성형기에서, 계량용 모터(44)의 회전자(47)는, 제1스플라인축(63)과 일체로 형성된 상태에서 고정자(46)에 비해 길이가 짧게 형성되어 있기 때문에 고정자(46)의 물리적 간섭 없이 계량용 모터(44)의 직선 스트로크 내에서 자유롭게 전후 직선 왕복 운동이 가능하다.
이상과 같이 도 1을 참조하여 설명한 실시예의 사출 성형기의 계량용 모터(44)의 회전자(47)와 제1스플라인축(63)은 일체로 형성됨으로써 종래의 사출 성형기에 채용되는 중공형의 계량용 모터에 비해 부품의 개수가 감소한다. 따라서 사출 성형기의 무게를 줄여 큰 사출 압력을 발생시킬 수 있고 관성을 작게 할 수 있다.
<축 분리형 : 사출 모터로서 서보 모터를 사용>
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출 성형기의 단면도이다. 도 2에서 도 1과 동일한 참조번호는 동일한 기능 및 동작을 수행하고 여기서는 그 상세한 설명은 생략하고, 차이점만을 설명한다.
도 1을 참조하여 설명한 사출 성형기에서 사출용 모터(45)로서 중공 타입의 모터를 사용한다. 반면, 도 2를 참조한 본 실시예의 사출 성형기에서 사출용 모터(201)로서 서보 모터를 사용한다. 그리고 사출용 모터(201)와 볼나사축(65)은 타이밍 벨트(202)를 통해 연결된다. 한편, 도 1을 참조한 실시예에서 볼너트(69)는 전후 이동이 안 되도록 고정되고 볼나사축(65)이 전후 이동하는 형태이나, 도 2를 참조한 본 실시예에서 볼나사축(65)은 회전만 하고 볼너트(69)가 전후 이동한다. 그리고 도 2를 참조한 본 실시예에서 베어링박스(72)와 볼너트(69)는 중공의 제2스플라인축(203)으로 연결된다. 그리고 중공의 제2스플라인축(203)은 센터 커버(11b)에 의해 지지되는데 이때 제2스플라인축(203)의 외주면과 센터 커버(11b)의 내주면은 스플라인 연결된다.
이하에서 도 2를 참조하여 도 2에 도시된 사출 성형기의 계량 공정 및 사출 공정을 설명한다.
우선 계량 공정에서 계량용 모터(44)의 고정자(46)에 전류를 공급하면 회전자(47)가 회전하고 그 회전자(47)의 회전이 그 회전자(47)와 일체로 형성된 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. 수지가 충전됨에 따라 스크루(22)가 후퇴하고 이에 따라 제1스플라인축(63)도 후퇴하며 제1스플라인축(63)과 일체로 형성된 계량 모터(44)의 회전자(47)도 후퇴한다. 이 경우, 제1스플라인축(63)과 제2스플라인축(203)은 베어링박스(72)를 통하여 상대적으로 회전이 자유롭도록 연결되어 있으므로, 계량용 모터(44)에 의한 제1스플라인축(63)의 회전 운동은 제2스플라인축(203)에 전달되지 않으나, 스크루(22)가 후퇴하는 것에 의한 제1스플라인축(63)의 직선 운동은 베어링박스(72)를 통해 제2스플라인축(203)에 전달된다. 따라서, 제1스플라인축(63)의 후퇴에 따라 제2스플라인축(203) 및 볼너트(69)는 후퇴한다. 제2스플라인축(203) 및 볼너트(69)는 회전이 안 되므로, 후퇴를 위해 사출용 모터(201)는 구동하지 않고 볼나사축(65)이 회전을 하게 된다. 또한, 상기 스크루(22)가 후퇴할 때 금형 내 수지의 압력을 원하는 상태로 유지하기 위해 스크루(22)에 배압, 즉 후퇴하지 못하게 하는 힘을 가애햐 할 경우가 있다. 이 배압은 사출용 모터(201)를 구동하여 볼나사축(65)을 회전하지 못하게 하거나 반대로 회전시킴으로써 가할 수 있다.
다음으로 사출 공정에서는 사출용 모터(201)에 전류를 공급한다. 사출용 모터(201)는 타이밍 벨트(202)에 의해 볼나사축(65)에 연결되어 있으므로, 사출용 모터(201)의 회전은 타이밍 벨트(202)를 통해 볼나사축(65)에 전달되어 볼나사축(65)이 회전한다. 볼나사축(65)은 전후 이동이 안 되고 회전만 가능하므로 볼나사축(65)의 회전에 따라 회전 동력이 볼너트(69)에 의해 직선 동력으로 변환되어 볼너트(69)가 전진을 한다. 볼너트(69)의 전진에 따라 제2스플라인축(203)도 함께 전진하고 베어링박스(72)도 전진한다. 그리고 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 성형기의 계량용 모터(44)의 회전자(47)와 제1스플라인축(63)은 일체로 형성됨으로써 종래의 사출 성형기에 채용되는 중공형의 계량용 모터에 비해 부품의 개수가 감소한다. 따라서 사출 성형기의 무게를 줄여 큰 사출 압력을 발생시킬 수 있고 관성을 작게 할 수 있다.
<축 일체형 : 사출 모터로서 중공형 모터를 사용>
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사출 성형기의 단면도이다. 도 3에서 도 1과 동일한 참조번호는 동일한 기능 및 동작을 수행하고 여기서는 그 상세한 설명은 생략하고, 차이점만을 설명한다.
도 1을 참조하여 설명한 사출 성형기에서 제1스플라인축(63)과 볼나사축(65)은 베어링박스(72)로 연결된다. 그러나 도 3을 참조하여 설명하는 본 실시예의 사출 성형기에서 제1스플라인축(63)과 볼나사축(65)은 직접 연결된다. 바람직하게, 제1스플라인축(63)과 볼나사축(65)은 일체로 형성될 수 있다.
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 3을 참조하여 설명하는 본 실시예의 사출 성형기에서 중공의 볼너트(69)는 센터 커버(11b) 내부에 회전이 자유롭게 설치되고 브레이크(301)에 의해 필요시 회전이 정지된다. 이때 볼너트(69)는 회전은 자유롭되 직선 운동은 이루어지지 않도록, 상기 센터 커버(11b)에는 상기 볼너트(69)를 일부 감싸는 형태로 걸림턱(302)이 형성되어 있다.
이하에서 도 3을 참조하여 본 실시예의 사출 성형기의 계량 공정 및 사출 공정을 설명한다.
우선 계량 공정에서 브레이크(301)를 해제한다. 그리고 계량용 모터(44)의 고정자(46)에 전류를 공급하면 회전자(47)가 회전하고 그 회전자(47)와 일체로 연결된 상기 제1스플라인축(63)에 회전 동력이 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(69)에 회전하려는 힘이 전달된다. 그런데 브레이크(301)가 볼너트(69)를 잡지 않으므로 볼나사축(65) 및 볼너트(69)는 스크루(22) 및 제1스플라인축(63)과 함께 회전한다. 한편, 가열 실린더(12) 내의 수지 압력이 볼나사축(65)에 전달되어 후퇴하게 되는데, 이때 볼너트(69)는 회전이 자유롭지만 걸림턱(302)에 의해 후퇴는 안 된다. 따라서 볼나사축(65)의 후퇴하려는 힘에 의해 볼너트(69)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 가해진다. 배압은 브레이크(301)를 통해 볼너트(69)를 회전 제어함으로써 가할 수 있다.
다음으로 사출 공정에서 브레이크(301)를 설정한다. 그리고 사출용 모터(45)의 고정자(48)에 전류를 공급하면 회전자(49)가 회전한다. 상기 회전자(49)의 회전은 로터샤프트(57), 베어링 리테이너(bearing retainer)(64) 및 제2스플라인축(68)을 통해 상기 볼나사축(65)에 전달된다. 이에 따라 볼나사축(65) 및 볼너트(69)에 의해 회전 동력이 직선 동력으로 변환되어 그 결과 볼나사축(65) 및 제1스플라인축(63)이 전진한다. 즉 볼너트(69)는 브레이크(301)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. 이 사출 공정에서 계량용 모터(44)도 동작시키면, 계량용 모터(44)의 회전자(47)의 회전력이 제1스플라인축(63)에 연결된 볼나사축(65)에 작용하게 되므로, 사출용 모터(45)의 힘과 합산되어, 볼나사축(65)의 회전 속도가 빨라지게 되고 이에 따라 볼나사축(65)과 제1스플라인축(63) 및 스크루(22)의 직선 운동 속도가 빨라져 사출 속도가 빨라지게 된다.
이상과 같이 도 3을 참조하여 설명한 실시예의 사출 성형기의 계량용 모터(44)의 회전자(47)와 제1스플라인축(63)은 일체로 형성됨으로써 종래의 사출 성형기에 채용되는 중공형의 계량용 모터에 비해 부품의 개수가 감소한다. 또한 사출 시에 계량용 모터(44)와 사출용 모터(45)를 함께 구동함으로써 큰 힘으로 사출 속도를 빠르게 한다. 따라서 사출 성형기의 무게와 크기를 줄이고 효율도 높일 수 있다.
<축 일체형 : 사출 모터로서 서보 모터를 사용>
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사출 성형기의 단면도이다. 도 4에서 도 3과 동일한 참조번호는 동일한 기능 및 동작을 수행하고 여기서는 그 상세한 설명은 생략하고, 차이점만을 설명한다.
도 3을 참조하여 설명한 사출 성형기에서 사출용 모터(45)로서 중공형의 모터를 사용한다. 반면, 도 4를 참조한 본 실시예의 사출 성형기에서 사출용 모터(401)로서 서보 모터를 사용한다. 그리고 사출용 모터(401)와 제2스플라인축(68)은 타이밍 벨트(402)와 제2스플라인축(68)에 스플라인 연결된 풀리(Pulley)를 통해 연결된다.
이하에서 도 4에 도시된 사출 성형기의 계량 공정 및 사출 공정을 설명한다.
우선 계량 공정에서 브레이크(301)를 해제한다. 그리고 계량용 모터(44)의 고정자(46)에 전류를 공급하면 회전자(47)가 회전하고 그 회전자(47)와 일체로 연결된 상기 제1스플라인축(63)에 회전력이 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(69)에 회전하려는 힘이 전달된다. 그런데 브레이크(301)가 볼너트(69)를 잡지 않으므로 볼나사축(65) 및 볼너트(69)은 스크루(22), 제1스플라인축(63)과 함께 회전한다. 한편, 스크루 전단(22a)에 용융 수지의 양이 증가하면 그 수지 압력이 스크루(22)를 밀어 후퇴시키고, 이어서 수지 압력이 볼나사축(65)에 전달되어 후퇴하게 되는데, 이때 볼너트(69)는 회전이 자유롭지만 걸림턱(302)에 의해 후퇴는 안 된다. 이 때문에 볼나사축(65)의 후퇴하려는 힘이 볼너트(69)에 작용하게 되고 볼너트(69)는 상대적으로 반대 회전을 하게 된다. 이러한 작용에 따라 볼나사축(65)은 최종적으로 후퇴하게 된다. 또한, 상기 스크루(22)가 후퇴할 때 수지의 압력에 저항하여 스크루(22)에 배압이 가해질 수 있다. 배압은 브레이크(301)를 통해 볼너트(69)를 회전 제어함으로써 가할 수 있다.
다음으로 사출 공정에서 브레이크(301)를 설정하여 볼너트(69)가 회전하지 못하게 한다. 사출용 모터(401)는 타이밍 벨트(402)와 제2스플라인축(68)에 스플라인 연결된 풀리를 통해 제2스프라인축(68)에 연결되어 있으므로, 사출용 모터(401)의 회전은 타이밍 벨트(402)를 통해 제2스플라인축(68)에 전달되어 이에 연결된 볼나사축(65)이 회전한다. 이때, 볼나사축(65) 및 볼너트(69)에 의해 회전 동력이 직선 동력으로 변환되어 그 결과 볼나사축(65) 및 제1스플라인축(63)이 전진한다. 즉 볼너트(69)는 브레이크(301)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. 이 사출 공정에서 계량용 모터(44)도 동작시키면, 계량용 모터(44)의 회전자(47)의 회전력이 제1스플라인축(63)에 연결된 볼나사축(65)에 작용하게 되므로, 사출용 모터(45)의 힘과 합산되어, 볼나사축(65)의 회전 속도가 빨라지게 되고 이에 따라 볼나사축(65)과 제1스플라인축(63) 및 스크루(22)의 직선 운동 속도가 빨라져 사출 속도가 빨라지게 된다.
이상과 같이 도 4를 참조하여 설명한 실시예의 사출 성형기의 계량용 모터(44)의 회전자(47)와 제1스플라인축(63)은 일체로 형성됨으로써 종래의 사출 성형기에 채용되는 중공형의 계량용 모터에 비해 부품의 개수가 감소한다. 또한 사출 시에 계량용 모터(44)도 동작시켜 사출력도 크게 할 수 있다. 따라서 사출 성형기의 무게를 줄이고 크기도 작게 할 수 있으며 사출 속도를 빠르게 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 : 볼너트
63 : 제1스플라인축
65 : 볼나사축
68 : 제2스플라인축
72 : 베어링 박스

Claims (1)

  1. 제 1 회전 동력을 발생시키는 사출용 모터;
    상기 제 1 회전 동력을 직선 동력으로 변환하는 운동변환수단;
    스크루축이 삽입 관통하고 상기 스크루축으로 제 2 회전 동력을 전달하는 계량용 모터; 및
    상기 운동변환수단과 상기 스크루축 사이에 배치되는 베어링 박스;를 포함하고,
    상기 계량용 모터는,
    고정자;
    상기 고정자와 전자기 커플링되고 상기 고정자보다 길이가 짧으며, 상기 스크루축과 일체로 형성된 회전자;를 포함하고,
    상기 회전자는 상기 고정자와의 전자기 커플링에 의해 회전되고, 직선 동력에 의해 상기 고정자의 영역 내에서 진퇴하는 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
KR1020160017317A 2016-02-15 2016-02-15 사출 성형기 및 사출 성형기의 계량용 모터 KR20170096273A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160017317A KR20170096273A (ko) 2016-02-15 2016-02-15 사출 성형기 및 사출 성형기의 계량용 모터

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160017317A KR20170096273A (ko) 2016-02-15 2016-02-15 사출 성형기 및 사출 성형기의 계량용 모터

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170096273A true KR20170096273A (ko) 2017-08-24

Family

ID=59758132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160017317A KR20170096273A (ko) 2016-02-15 2016-02-15 사출 성형기 및 사출 성형기의 계량용 모터

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170096273A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7234928B2 (en) Injection molding machine
EP0967064B1 (en) Injection apparatus
JP3321452B2 (ja) 電動射出成形機
US20070009630A1 (en) Electric injection molding device and molding method using the same
JP3255591B2 (ja) 射出成形機
KR20170096273A (ko) 사출 성형기 및 사출 성형기의 계량용 모터
JPH11198199A (ja) ビルトインモータ型射出装置
JP2013000984A (ja) 射出装置及びその芯調整方法
KR20170096271A (ko) 사출 성형기
JPH0839631A (ja) 電動射出成形機の射出装置
JP3256785B2 (ja) 射出成形機のエジェクタ装置
KR20170096275A (ko) 사출 성형기
CN108927966B (zh) 高性能注塑成型机
JP3140996B2 (ja) 電動射出成形機の射出装置
JP4033993B2 (ja) 電動射出成形機
JP3262224B2 (ja) 電動射出成形機
JP2001225345A (ja) 電動射出成形機
JP3878936B2 (ja) 電動射出成形機の射出装置
CN108943625B (zh) 高性能电动注塑装置
JP3247678B2 (ja) 射出成形機
JP3130824B2 (ja) エジェクタ装置
JPH10225965A (ja) エジェクタ装置
JP3137949B2 (ja) 射出成形機
TWI583527B (zh) Injection molding machine
JP3153775B2 (ja) 型締装置