KR20170096275A - 사출 성형기 - Google Patents

Abstract

하나의 중공형 모터를 이용하여 계량과 사출 공정을 모두 수행하여 축 방향 길이를 줄이며 소형화를 달성할 수 있는 사출 성형기가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 사출 성형기는, 회전 동력을 발생시키는 중공형 모터; 상기 중공형 모터의 로터와 결합되어 상기 회전 동력에 의해 회전하는 볼너트; 상기 중공형 모터 및 상기 볼너트를 관통하여 배치되고 상기 볼너트와 결합되는 볼나사축; 상기 볼나사축의 전단에 일체로 형성되는 스크루; 상기 볼나사축의 후단에 연결되는 스플라인축; 및 계량 동작시 상기 스플라인축으로부터 해제되고 사출 동작시 상기 스플라인축의 회전을 저지하고 직선 운동만 가능하게 하는 브레이크 조립체;를 포함한다.

Description

사출 성형기{INJECTION MOLDING APPARATUS}

본 발명은 사출 성형기에 관한 것으로, 보다 구체적으로 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. 가열 실린더에 의해 가열되어 용융된 수지는 스크루가 회전하면서 잘 혼합되고 동시에 가열 실린더 내에 용융된 수지가 증가하면 스크루가 후퇴하면서 수지를 계량한다. 그리고 사출 시에는 스크루를 전진시켜 용융된 수지를 밀게 하고 밀린 수지는 사출 노즐을 통해 사출된다. 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 크고 계량용 모터와 사출용 모터가 연결된 축방향 길이가 길어지는 문제가 있다. 그 결과 사출 공정에서의 사출 속도를 높이거나 변경하는 데 필요한 시간이 길어짐과 동시에 사출 속도를 높이거나 변경하는데 필요한 토크(torque)가 커지게 된다. 또, 사출 공정에서 보압 공정으로의 전환에 필요한 시간도 길어지는 문제점이 있다. 이에 따라 스크루와 중공 타입의 사출용 모터 또는 계량용 모터를 동일 축 상에 설치한 중공형 사출 성형기가 제공되고 있다.

그러나 중공형 사출 성형기도 여전히 계량용 모터와 사출용 모터가 연결된 축방향 길이가 길어지는 문제는 해결하지 못하고 있다. 즉 계량용 모터와 사출용 모터를 모두 구비하므로 축 방향의 길이는 중공형 사출 성형기도 이전의 사출 성형기와 같거나 비슷한 상태이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 하나의 중공형 모터를 이용하여 계량 공정과 사출 공정을 모두 수행하여 축 방향 길이를 줄이며 소형화를 달성할 수 있는 사출 성형기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 사출 성형기는, 회전 동력을 발생시키는 중공형 모터; 상기 중공형 모터의 회전자와 결합되어 상기 회전 동력에 의해 회전하는 볼너트; 상기 중공형 모터 및 상기 볼너트를 관통하여 배치되고 상기 볼너트와 결합되는 볼나사축; 상기 볼나사축의 전단에 일체로 형성되는 스크루축; 상기 볼나사축의 후단에 연결되는 스플라인축; 및 계량 동작시 상기 스플라인축으로부터 해제되고 사출 동작시 상기 스플라인축의 회전을 저지하고 직선 운동만 가능하게 하는 브레이크 조립체;를 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 사출 성형기는 회전 동력을 발생시키는 중공형 모터; 상기 회전 동력에 의해 회전하는 볼나사축; 상기 볼나사축의 전단에 일체로 형성되는 스크루축; 상기 볼나축에 결합되어 상기 볼나사축과 함께 회전할 수 있는 볼너트; 및 상기 볼너트의 상기 볼나사축과의 동시 회전을 설정하거나 해제하는 브레이크;를 포함한다.

본 발명은 하나의 중공 모터를 사용하여 수지의 계량과 사출을 모두 수행할 수 있어 사출 성형기의 전체적인 길이를 줄임으로써 사출 성형기를 소형화할 수 있고, 동시에 사출 속도를 높여 관성을 줄이고 사출 성형기의 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.

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 스크루(22)와 연결된 스크루축이다.

따라서, 계량 공정 시에는 상기 스크루(22)를 회전시키면 도시되지 않은 호퍼에서 펠릿(pellet)의 수지가 공급되고, 그 수지는 가열 실린더(12) 내에서 가열되고 용융되어 스크루 헤드(22a)의 전방(도면의 왼쪽)에 모이게 되고, 이렇게 모인 용융 수지의 힘에 의해 스크루(22)가 후방(도면의 오른쪽)으로 후퇴하게 된다. 사출 공정 시에는 후방으로 밀린 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(11a, 11c)가 고정되고, 그 구동부 케이스(11a, 11c)의 중간에 중공형 모터(45)가 설치된다. 상기 중공형 모터(45)는 고정자(stator)(48) 및 그 고정자(48)와 전자기 커플링되는 회전자(rotor)(49)로 이루어진다. 상기 구동부 케이스(11a, 11c)는 프런트 커버(11a) 및 리어(rear) 커버(11c)로 이루어지고, 상기 프런트 커버(11a)의 전단에 가열 실린더(12)가 고정된다. 상기 중공형 모터(45)는 슬리브상의 고정자 프레임(48a)에 의해 둘러싸여 있다.

클러치 디스크(71)와 브레이크(72)는 브레이크 조립체를 구성한다. 클러치 디스크(71)는 제2스플라인축(68)과 스플라인 연결되어 브레이크(72)가 해제되어 있을 경우 제2스플라인축(68)이 회전할 때 함께 회전한다. 반면, 브레이크(72)가 설정되어 있으면 클러치 디스크(71)는 제2스플라인축(68)를 회전하지 못하도록 잡는다. 한편, 클러치 디스크(71)는 제2스플라인축(68)과 스플라인 연결되어 있어 브레이크(72)에 의해 제2스플라인축(68)을 회전하지 못하도록 잡더라도 제2스플라인축(68)의 직선 운동을 방해하지 않는다.

중공형 모터(45)의 회전자(49)는 구동부 케이스(11a, 11c)에 대하여 회전이 자유롭게 되도록 지지된다. 이를 위해서 회전자(49)에 원통형의 볼너트(69)가 끼워 넣어져서 고정되고, 원통형의 볼너트(69)는 베어링(53)(54)에 의해 지지된다. 볼너트(69)와 볼나사축(65)은 나사 결합된다. 사출 공정 시에 볼나사축(65)이 클러치 디스크(71) 및 브레이크(72)에 의해 회전이 되지 않도록 고정된 후 상기 볼너트(69)에 회전력이 전달되면 상기 볼너트(69) 및 상기 볼나사축(65)에 의해 회전 동력이 직선 동력으로 변환되어 그 결과 볼나사축(65)이 전진한다. 그리고 스크루(22)의 후단에 연결된 제1스플라인축(63)은 구동부 케이스(11a)에 대하여 회전이 자유롭게 되도록 베어링(61)에 의해 지지된다. 그리고 베어링(61)과 제1스플라인축(63)은 스플라인 연결된다.

볼나사축(65)의 전단은 제1스플라인축(63)이 연결되고, 제1스플라인축(63)은 구동부 케이스(11a)에 대하여 회전이 자유롭게 되도록 지지된다. 이를 위해 제1스플라인축(63)은 내부에 스플라인이 형성된 슬리브(도면에는 베어링(61)과 일체로 표현되어 있음)에 의해 지지되고 이 슬리브는 베어링(61)에 의해 지지되어 제1스플라인축(63)은 전후 이동을 할 수 있다.

볼나사축(65)의 후단은 제2스플라인축(68)이 연결되고, 제2스플라인축(68)은 리어 커버(11c)에 대하여 회전이 자유롭게 되도록 지지된다. 이를 위해 제2스플라인축(68)은 내부에 스플라인이 형성된 슬리브(도면에는 베어링(67)과 일체로 표현되어 있음)에 의해 지지되고 이 슬리브는 베어링(67)에 의해 지지된다. 그리고 제2스플라인축(68)과 베어링(67)은 스플라인 연결되어 제2스플라인축(68)은 전후 이동을 할 수 있다. 바람직하게, 제1스플라인축(63)과, 볼나사축(65) 그리고 제2스플라인축(68)은 일체로 형성될 수 있다.

이하에서 도 1을 참조하여 사출 성형기의 계량 공정 및 사출 공정을 설명한다.

계량 공정 시에는 먼저 브레이크 조립체(71, 72)를 해제한다. 즉 클러치 디스크(71)와 브레이크(72)의 접촉을 해제하여 제2스플라인축(68)과 그에 연결된 볼나사축(65) 및 제1스플라인축(63)의 회전이 자유롭도록 한다. 이렇게 한 다음 중공형 모터(45)의 고정자(48)에 전류를 공급하면 회전자(49)가 회전하고 그 회전자(49)의 회전이 그 회전자(49)에 일체로 형성된 볼너트(69)에 전달된다. 볼너트(69)에 전달된 회전력은 볼나사축(65)에 전달되는데, 볼나사축(65)과 제2스플라인축(68) 및 제1스플라인축(63)은 회전이 자유롭게 되어 있는 상태이므로, 볼너트(69)의 회전력에 의해 볼나사축(65)과 제1스플라인축(63) 및 제2스플라인축(68)이 함께 회전하게 된다. 따라서 제1스플라인축(63)의 전단에 연결된 스크루(22)가 함께 회전하여 스크루(22)의 전방에 수지가 충전된다. 스크루(22)의 전방에 수지가 충전됨에 따라 생성된 압력에 의해 스크루(22)에는 후퇴하는 힘이 작용한다. 스크루(22)에 후퇴하는 힘이 작용하게 되면 그 힘이 제1스플라인축(63)을 통해서 볼나사축(65)에 전달되고, 따라서 볼나사축(65)도 후퇴(도면에서 우측 방향 이동)하는 힘이 작용한다. 이때 볼나사축(65)이 볼나사(69)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전하여 볼나사축(65)의 회전 속도와 볼나사(69)의 회전 속도 간에 차이가 발생하게 되고, 이 회전 속도 차이 때문에 스크루(22)와 그에 연결된 제1스플라인축(63)과 볼나사축(65) 및 제2스플라인축(68)이 후퇴할 수 있게 된다. 이때 발생하는 회전 속도 차이는 중공형 모터(45)의 회전 속도를 조정해서 보상할 수 있다.

다음으로 사출 공정 시에는 브레이크(72)가 클러치 디스크(71)와 접촉하여 클러치 디스크(71)가 회전하지 못하게 한다. 즉 클러치 디스크(71)가 회전하지 못하므로 제2스플라인축(68)이 회전하지 못하게 된다. 중공형 모터(45)의 고정자(48)에 전류를 공급하면 회전자(49)가 회전하고 그 회전자(49)의 회전이 그 회전자(49)에 일체로 형성된 볼너트(69)에 전달된다. 제2스플라인축(68)이 회전되지 않도록 되어 있으므로 볼너트(69)의 회전에 따라 볼나사축(65)은 전진한다. 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 1을 참조하여 설명한 실시예의 사출 성형기는 하나의 중공형 모터(45)를 이용하여 계량과 사출을 모두 수행함으로써 종래의 계량용 모터와 사출용 모터를 채용하는 사출 성형기에 비해 부품의 개수가 감소하고 무게가 감소하고, 축방향 길이도 감소한다. 따라서 사출 성형기의 제작 비용을 줄일 수 있고 설치 공간을 줄일 수 있다.

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 2를 참조한 본 실시예의 사출 성형기는 배압 장치를 더 포함한다.

사출 성형을 할 때 금형 내의 수지에 일정한 압력을 인가해야 하는 제품이나 조건이 존재할 때가 있다. 이러한 경우 종래의 사출기는 대부분 스크루(22)를 후퇴하지 못하게 해서 스크루 헤드(22a) 전단에 모인 수지에 힘을 가해서 압력을 형성하도록 구성되어 있다. 이렇게 스크루(22)가 후퇴하지 못하게 하는 방법으로서 제2스플라인축(68) 후단에 배압 장치를 설치한다..

배압 장치는 배압용 중공형 모터(83) 및 볼나사축(82)을 포함한다. 배압용 중공형 모터(83)는 고정자(stator)(84) 및 그 고정자(84)와 전자기 커플링되는 회전자(rotor)(85) 그리고 회전자(85)에 고정된 볼너트(86)를 포함한다. 그리고 볼나사축(82)과 제2스플라인축(68)은 베어링 박스(81)로 연결된다. 베어링 박스(81)는 볼나사축(82)의 회전을 흡수하여 제2스플라인축(68)으로 전달되지 않도록 하고, 또한 제2스플라인축(68)의 회전을 흡수하여 볼나사축(82)으로 전달되지 않도록 한다.

앞서 설명한 수지를 가소화시키는 계량 공정에서 스크루(22)의 전방에 수지가 충전됨에 따라 압력에 의해 스크루(22)가 후진할 때, 금형 내 수지의 압력을 일정하기 유지하도록 하기 위해 스크루(22)가 후진되지 않는 힘이 가해져야 한다. 계량 공정에서 스크루(22)가 후진할 때, 배압용 중공형 모터(83)의 고정자(84)에 전류를 공급하면 회전자(85)가 회전하고 그 회전자(85)의 회전이 그 회전자(85)에 일체로 형성된 볼너트(86)에 전달된다. 따라서 볼너트(86)는 회전하고 볼나사축(82)에 의해 회전 동력이 직선 동력으로 전환되어 볼나사축(82)이 전진한다. 볼나사축(82)의 전진하는 힘은 베어링 박스(81)를 통해 제2스플라인축(68)에 가해지고, 따라서 최종적으로 스크루(22)에 힘이 가해진다. 스크루(22)가 후퇴하지 못하게 하여 스크루 헤드(22a) 전단에 있는 수지에 압력을 가해서 금형 내의 수지가 원하는 압력을 유지하게 된다.

스크루(22)를 후퇴하지 못하게 하는 방법은 모터와 볼스크루를 활용하는 상기 방법 외에도 유압이나 공압을 활용하거나 전자석을 활용하여 제2스플라인축(68)의 후진을 조종하는 방법을 적용할 수 있다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사출 성형기의 단면도이다.

도 3에서 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 스크루(22)와 연결된 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)의 회전에 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(11a, 11c)가 고정되고, 그 구동부 케이스(11a, 11c)의 중간에 중공형 모터(45)가 설치된다. 상기 중공형 모터(45)는 고정자(stator)(48) 및 그 고정자(48)와 전자기 커플링되는 회전자(rotor)(49)로 이루어진다. 상기 구동부 케이스(11a, 11c)는 프런트 커버(11a) 및 리어(rear) 커버(11c)로 이루어지고, 상기 프런트 커버(11a)의 전단에 가열 실린더(12)가 고정된다. 상기 중공형 모터(45)는 슬리브상의 고정자 프레임(48a)에 의해 둘러싸여 있다.

중공형 모터(45)의 회전자(49)는 구동부 케이스(11a, 11c)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. 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 연결되고, 볼나사축(65)은 제1스플라인축(63)과 연결된다. 상기 제2스플라인축(68)의 후단은 리어 커버(11c) 내의 베어링(67) 내부에 설치된 슬리브와 스플라인 결합됨으로써 구동부 케이스(11c)에 대하여 회전이 자유롭게 되도록 지지된다. 상기 제1스플라인축(63)은 베어링(61) 내부에 설치된 슬리브와 스플라인 결합에 의해 지지되어 구동부 케이스(11a)에 대하여 회전이 자유롭게 되도록 지지된다. 따라서 상기 제1스플라인축(63)과 볼나사축(65) 및 제2스플라인축(68)은 구동부 케이스(11a, 11c)에 대하여 회전이 자유롭게 되도록 지지된다.

도 1을 참조하여 설명한 사출 성형기에서 볼너트(69)는 중공형 모터(45)의 회전자(49)에 직접 연결되었으나, 도 3을 참조하여 설명하는 본 실시예의 사출 성형기에서 중공의 볼너트(301)는 프런트 커버(11a) 내부에 회전이 자유롭게 설치되고 브레이크(302)에 의해 필요시 회전이 정지된다. 이때 볼너트(301)는 회전은 자유롭되 직선 운동은 이루어지지 않도록, 상기 프런트 커버(11a)에는 상기 볼너트(301)의 일부를 감싸는 형태로 걸림턱(303)이 형성되어 있다.

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

계량 공정 시에는 먼저 브레이크(302)를 해제한다. 그리고 중공형 모터(45)의 고정자(48)에 전류를 공급하면 회전자(49)가 회전하고 그 회전자(49)의 회전은 로터샤프트(57), 베어링 리테이너(64) 및 제2스플라인축(68)을 통해 볼나사축(68)에 전달된다. 따라서 볼나사축(68)에 연결된 상기 제1스플라인축(63)과 그 제1스플라인축(63)의 전단에 연결된 스크루(22)가 함께 회전하여 스크루(22)의 전방에 수지가 충전된다. 이때, 브레이크(302)가 볼너트(301)를 잡지 않아 볼너트(301)는 회전이 자유롭게 되어 있으므로 볼나사축(68)과 함께 회전한다. 가열 실린더(12)의 전단에 모인 수지에 의해 생성된 압력이 스크루(22)에 작용하게 되어 볼나사축(65)이 후퇴하게 되는데, 이때 볼너트(301)는 걸림턱(303)에 의해 후퇴는 되지 않지만 자유롭게 회전을 해서 볼나사축(65)가 후퇴할 수 있게 해준다.

다음으로 사출 공정 시에는 브레이크(302)가 볼너트(301)를 잡게 한다. 즉 볼너트(301)가 회전하지 못하도록 한다. 그리고 중공형 모터(45)의 고정자(48)에 전류를 공급하면 회전자(49)가 회전한다. 상기 회전자(49)의 회전은 로터샤프트(57), 베어링 리테이너(64) 및 제2스플라인축(68)을 통해 상기 볼나사축(65)에 전달된다. 이에 따라 볼나사축(65) 및 볼너트(301)에 의해 회전 동력이 직선 동력으로 변환되고 그 결과 볼나사축(65) 및 제1스플라인축(63)이 전진한다. 즉 볼너트(301)는 브레이크(302)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 3을 참조하여 설명한 실시예의 사출 성형기는 하나의 중공형 모터(45)를 이용하여 계량과 사출을 모두 수행함으로써 종래의 계량용 모터와 사출용 모터를 채용하는 사출 성형기에 비해 부품의 개수가 감소하고 무게가 감소하며 축방향의 길이도 감소한다.

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.

수지를 가소화시키는 계량 공정에서 스크루(22)의 전방에 수지가 충전됨에 따라 생긴 압력에 의해 스크루(22)가 후진할 때 그 압력을 원하는 대로 유지하도록 하기 위해, 스크루(22)의 뒤로 밀리지 못하는 장치를 배압 장치라 한다.

도 4를 참조한 본 실시예의 사출 성형기는 배압 장치를 더 포함한다. 이 배압 장치는 배압용 중공형 모터(83) 및 볼나사축(82)을 포함한다. 배압용 중공형 모터(83)는 고정자(stator)(84) 및 그 고정자(84)와 전자기 커플링되는 회전자(rotor)(85) 그리고 회전자(85)에 고정된 볼너트(86)를 포함한다. 그리고 볼나사축(82)과 제2스플라인축(68)은 베어링 박스(81)로 연결된다. 베어링 박스(81)는 볼나사축(82)의 회전을 흡수하여 제2스플라인축(68)으로 전달되지 않도록 하고, 또한 제2스플라인축(68)의 회전을 흡수하여 볼나사축(82)으로 전달되지 않도록 한다.

도 4를 참조하여 동작을 설명하면, 계량 공정 시에 스크루(22)의 전방에 수지가 충전됨에 따라 압력에 의해 스크루(22)가 후진할 때, 배압용 중공형 모터(83)의 고정자(84)에 전류를 공급하면 회전자(85)가 회전하고 그 회전자(85)의 회전이 그 회전자(85)에 일체로 형성된 볼너트(86)에 전달된다. 따라서 볼너트(86)는 회전하고 볼나사축(82)에 의해 회전 동력이 직선 동력으로 전환되어 볼나사축(82)이 전진한다. 볼나사축(82)의 전진하는 힘은 베어링 박스(81)를 통해 제2스플라인축(68)에 가해지고, 따라서 최종적으로 스크루(22)에 배압이 가해진다.

스크루(22)를 후퇴하지 못하게 하는 방법은 모터와 볼스크루를 활용하는 상기 방법 외에도 유압이나 공압을 활용하거나 전자석을 활용하여 제2스플라인축(68)이 후진을 조종하는 방법을 적용할 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, 11c : 구동부 케이스
45 : 중공형 모터
48 : 고정자
49 : 회전자
69, 301 : 볼너트
63 : 제1스플라인축
65 : 볼나사축
68 : 제2스플라인축
71 : 클러치 디스크
72, 302 : 브레이크

Claims (1)

1. 회전 동력을 발생시키는 중공형 모터;
   상기 중공형 모터의 로터와 결합되어 상기 회전 동력에 의해 회전하는 볼너트;
   상기 중공형 모터 및 상기 볼너트를 관통하여 배치되고 상기 볼너트와 결합되는 볼나사축;
   상기 볼나사축의 전단에 일체로 형성되는 스크루축;
   상기 볼나사축의 후단에 연결되는 스플라인축; 및
   계량 동작시 상기 스플라인축으로부터 해제되고 사출 동작시 상기 스플라인축의 회전을 저지하고 직선 운동만 가능하게 하는 브레이크 조립체;를 포함하는 사출 성형기.

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