KR20170133929A

KR20170133929A - 사출성형기의 실린더장치

Info

Publication number: KR20170133929A
Application number: KR1020160065363A
Authority: KR
Inventors: 이형훈
Original assignee: 이형훈
Priority date: 2016-05-27
Filing date: 2016-05-27
Publication date: 2017-12-06
Also published as: KR101846463B1

Abstract

사출성형기의 실린더장치가 개시된다. 개시된 내용은 사출성형기를 구성하는 상형과 하형 중 어느 하나를 개폐작동시키는 것으로, 실린더본체, 실린더본체의 일측에 연결되는 연결관, 연결관에 결합되는 입구측 본체, 실린더본체와 연결관, 입구측 본체에 삽입되는 피스톤 로드를 포함하고, 실린더본체 및 입구측 본체에는 유압공급부가 연결되어 유압이 공급됨으로써 피스톤 로드의 인출 또는 인입작동이 이루어질 수 있고, 피스톤 로드의 외주면에 밀착되어 록킹상태가 되거나 분리되어 해제 상태가 되어 피스톤 로드의 인출작동 후 록킹상태를 유지할 수 있도록 하는 록킹부재를 포함하여 이루어진다.
이에 따르면, 사출성형기를 구성하는 상형과 하형 중 어느 하나를 개폐작동시켜 용융된 플라스틱 원재료를 캐비티에 주입할 수 있고, 상형과 하형이 결합되어 폐쇄된 상태로 일정 시간 경화시켜 사출성형하는 과정에서 피스톤 로드가 움직이지 않도록 록킹될 수 있어 상,하형간의 미세한 벌어짐이 발생되지 않도록 하여 누설을 방지하여 불량 발생률을 현저히 낮출 수 있는 효과가 있다.

Description

사출성형기의 실린더장치{Cylinder Apparatus of the Injection Molding Machine}

본 발명은 사출성형기의 실린더장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유압에 의해 인출 및 인입 작동되는 피스톤 로드가 구비되고 피스톤 로드가 금형을 개폐시키도록 하는 사출성형기의 실린더장치에 관한 것이다.

원료와 금형기술의 발전으로 사출성형(射出成形)의 기술은 날로 발전하고 있으며, 제품 역시 다양하고 높은 정밀도를 요하고 있다.

사출성형기의 작동은 두 부분으로 나누어진 금형을 장착한 형반이 두 개가 있으며, 한쪽은 고정이며 다른 한 부분이 열리고 닫힌다.

즉 금형을 닫고 여는 것을 형개폐라 한다.

닫겨진 금형 내로 용융된 플라스틱 원재료를 사출기 실린더와 스크류를 통하여 투입하는 것을 사출이라하며, 사출성형기 실린더 내에서 스크류가 회전하면서 플라스틱 원재료를 전단력인 마찰과 열로 녹이면서 다음 사출을 위한 원하는 양의 녹은 원재료를 준비하는 것을 계량이라 한다.

사출된 원재료는 금형 내로 투입되어서 일정의 모양을 가지는 사출제품이 성형되며, 소정의 냉각 시간을 소모한 후에 형개되고 이후에 금형 내에 있는 제품을 떼어내는 작업을 에젝팅이라 한다.

즉 사출성형기의 일반적 동작 순서는 형폐, 사출, 계량, 형개, 에젝팅의 순서로 반복하면서 양산 제품을 생산한다.

한편 사출성형기의 금형이 내부에서 생성된 고압의 가스로 인해 밀폐상태를 유지하지 못할 경우 누설이 발생되고, 불량품이 발생되는 문제점이 있어 금형의 밀폐상태를 안정적으로 유지시킬 수 있는 실린더장치가 요구되었다.

국내 특허출원 10-2005-0067713호.

개시되는 내용은 사출성형기를 구성하는 상형과 하형 중 어느 하나를 개폐작동시킬 수 있고, 일단 상형과 하형이 결합되어 폐쇄된 후에는 벌어짐이 발생되지 않도록 하여 밀폐력이 월등히 향상될 수 있어 잠김상태가 안정적으로 유지될 수 있도록 하는 사출성형기의 실린더장치와 관련된다.

사출성형기를 구성하는 상형과 하형 중 어느 하나를 개폐작동시키는 것으로, 실린더본체, 실린더본체의 일측에 연결되는 연결관, 연결관에 결합되는 입구측 본체, 실린더본체와 연결관, 입구측 본체에 삽입되는 피스톤 로드를 포함하고, 실린더본체 및 입구측 본체에는 유압공급부가 연결되어 유압이 공급됨으로써 피스톤 로드의 인출 또는 인입작동이 이루어질 수 있고, 피스톤 로드의 외주면에 밀착되어 록킹상태가 되거나 분리되어 해제 상태가 되어 피스톤 로드의 인출작동 후 록킹상태를 유지할 수 있도록 하는 록킹부재를 포함한다.

개시된 실시예에 따르면, 사출성형기를 구성하는 상형과 하형 중 어느 하나를 개폐작동시켜 용융된 플라스틱 원재료를 캐비티에 주입할 수 있고, 상형과 하형이 결합되어 폐쇄된 상태로 일정 시간 경화시켜 사출성형하는 과정에서 피스톤 로드가 움직이지 않도록 록킹될 수 있어 상,하형간의 미세한 벌어짐이 발생되지 않도록 하여 누설을 방지하여 불량 발생률을 현저히 낮출 수 있는 효과가 있다.

도 1은 실시예에 따르는 사출성형기의 실린더장치를 나타낸 사시도,
도 2 내지 도 4는 실시예에 따르는 사출성형기의 실린더장치를 나타낸 분해사시도,
도 5는 도 1에서 'C-C' 선 단면도로써 피스톤 로드가 인입된 상태를 나타낸다.
도 6은 도 1에서 'A-A'선 단면도로써 피스톤 로드가 인입된 상태를 나타낸다.
도 7은 도 1에서 'B-B'선 단면도로써 피스톤 로드가 인출된 상태를 나타낸다.

이하 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

하기에서 설명될 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 함을 밝혀둔다.

첨부된 도면 중에서, 도 1은 실시예에 따르는 사출성형기의 실린더장치를 나타낸 사시도, 도 2 내지 도 4는 실시예에 따르는 사출성형기의 실린더장치를 나타낸 분해사시도, 도 5는 도 1에서 'C-C' 선 단면도, 도 6은 도 1에서 'A-A'선 단면도, 도 7은 도 1에서 'B-B'선 단면도이다.

도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 실시예에 따르는 사출성형기의 실린더장치는, 사출성형기를 구성하는 상형과 하형 중 어느 하나를 개폐작동시키는 것으로, 실린더본체(2), 실린더본체(2)의 일측에 연결되는 연결관(4), 연결관(4)에 결합되는 입구측 본체(6), 실린더본체(2)와 연결관(4), 입구측 본체(6)에 삽입되는 피스톤 로드(8)를 포함하고, 실린더본체(2) 및 입구측 본체(6)에는 유압공급부(미도시)가 연결되어 유압이 공급됨으로써 피스톤 로드(8)의 인출 또는 인입작동이 이루어지게 된다.

피스톤 로드(8)의 일단에는 상형 또는 하형이 연결되며, 설명의 편의상 하형이 연결된 것으로 정한다.

따라서 피스톤 로드(8)가 인출되면 하형이 이동되면서 폐쇄상태가 되고, 이와 반대로 피스톤 로드(8)가 인입되면 하형이 반대반향으로 이동되면서 개방상태가 된다.

실린더본체(2)는 대략 직사각형의 육면체로 형성되며, 양측에 개구부(22)가 형성되고, 양측 개구부(22)를 연결하는 통로(24)가 내부에 직선형태로 형성되며, 상기 통로(24)와 통하며 일측면의 통공과 연결되는 유체이송로(26)가 형성된다.

유체이송로(26)는 통로(24)의 내주벽과 일단이 통하도록 형성되고 대략 ㄱ자 형상으로 실린더본체(2) 내에 형성된 후 타단이 개구부(22)의 일측에 형성된 통공(27)에 연결되어 형성된다.

실린더본체(2)의 상면에는 통로(24)와 통하는 제1유입구(25)가 형성된다. 통로(24)에는 환형의 돌출턱(23)이 형성되고, 제1유입구(25)는 돌출턱(23)을 관통하여 통로(24)까지 통하도록 형성되며, 제1유입구(25)를 통해 외부 유체공급부(미도시)로부터 고압의 유체가 공급되어 통로(24)에 유입될 수 있다.

통로(24)에 유입된 고압 유체는 제2피스톤(88)을 일측으로 밀어 캠(9)과 분리되도록 한다. 이는 해제된 상태가 되는 것이며 이에 대해서는 후술하기로 한다.

연결관(4)은 양단이 개구되고 내부에 통로(24)가 형성된 원통체이며, 실린더본체(2)의 일측 개구부(22)에 연결된다.

연결관(4)의 외측에는 길이방향으로 레일부재(43)가 형성되고, 레일부재(43)에 결합되어 위치가 조절되도록 근접센서(45)가 구비된다. 근접센서(45)는 마그네틱 센서가 적용된다.

입구측 본체(6)는 연결관(4)을 사이에 두고 실린더본체(2)와 이격되어 결합된다.

입구측 본체(6)는 연결관(4)의 일단이 끼워지도록 안착홈(60)이 일측에 형성되고, 상부에는 안착홈(60)과 통하며 외부에서 유체가 유입되는 제2유입구(62)가 형성되며, 상기 안착홈(60)과 통하며 유체가 배출되는 유체배출구(64)가 형성된다.

유체이송관(64)은 입구측 본체(6)의 유체배출구(64)에 일단이 연결되고, 상기 실린더본체(2)의 유체이송로(26)와 통하도록 연결된다. 따라서 입구측 본체(6)에서 실린더본체(2)로 유체를 공급하거나 또는 이와 반대로 유체를 공급하는 역할을 하게 된다. 이는 연결관(4)을 통하지 않고 우회해서 유체의 이송이 가능하도록 하는 것이다.

체결부재(65)는 상기 입구측 본체(6)와 실린더본체(2)를 연결하는 일정 길이로 된 볼트이며, 연결관(4)의 외측에 대략 방사상으로 배치된다. 바람직하게는 4개가 결합되어 안정적인 결합상태가 유지될 수 있도록 한다.

피스톤 로드(8)는 일정 길이를 갖는 봉체이며, 일단 외주면이 절삭되어 피스톤캡(86)과 제1피스톤(85)이 안착되는 제1끼움부(81)가 형성되고, 제1끼움부(81)로부터 일정 거리를 두고 이격되어 요홈부(84)가 형성되며, 타단 외주면이 절삭되어 제2끼움부(82)가 형성된다. 제2끼움부(82)에 하형이 결합될 수 있을 것이다.

피스톤 로드(8)는 실린더본체(2)의 타측 개구부를 통해 통로(24)에 결합되며 상기 연결관(4)에 끼워지고, 입구측 본체(6)의 안착홈(60)에 일단이 삽입된다.

요홈부(84)는 피스톤 로드(8)의 외주면을 일정한 깊이로 원주방향으로 절삭하여 형성되며, 요홈부(84)의 양측에는 경사면(842)이 형성되도록 하여 캠(9)이 요홈부(84)의 구간으로 슬라이드되어 들어오거나 빠져나가기 용이해질 수 있다.

록킹부재(L)는 피스톤 로드(8)의 외주면에 밀착되어 록킹상태가 되거나 분리되어 해제 상태가 되어 피스톤 로드(8)의 인출작동 후 록킹상태를 유지할 수 있도록 한다.

록킹상태라 함은 피스톤 로드(8)의 움직임이 정지된 상태를 의미하고, 해제 상태는 피스톤 로드(8)가 자유롭게 인출 및 인입작동될 수 있는 상태를 의미한다.

록킹부재(L)는, 피스톤 로드(8)의 외주면에 결합되며 상기 연결관(4)의 내주면에 밀착되게 삽입되는 제1피스톤(85)과 피스톤 캡(86); 피스톤 로드(8)의 외주면에 결합되며, 상기 실린더본체(2)의 통로(24)의 내주면에 밀착되게 삽입되는 제2피스톤(88); 피스톤 로드(8)의 외주면에 결합되며, 상기 제2피스톤(88)의 내측으로 끼워지거나 해제 작동되어 피스톤 로드(8)와 협지 또는 해제 작동되는 캠(9); 피스톤 로드(8)의 외주면에 결합되며, 상기 캠(9)을 지지하는 캠 스토퍼(87);를 포함하여 구성된다.

피스톤 캡(86)과 제1피스톤(85)은 피스톤 로드(8)의 제1끼움부(81)에 결합되며, 연결관(4)의 내주면에 제1피스톤(85)이 밀착된 상태로 피스톤 로드(8)의 움직임에 동반하여 이동하면서 연결관(4) 내에 차있는 유체를 일측 또는 타측으로 밀어 유압의 이동을 유발하게 된다.

제2피스톤(88)은 양단이 개구된 원통형상이되 일측 개구부는 내주면에 경사면(882)이 형성된다.

경사면(882)을 타고 캠(9)이 이동함으로써 제2피스톤(88)의 내부에 삽입되어 구속되거나 이와 반대로 외측으로 빠져나가게 된다.

피스톤 로드(8)의 외주면 일측에는 오목하게 원주방향으로 요홈부(84)가 형성되고, 상기 요홈부(84)의 양측에는 경사면(842)이 형성되며,

상기 캠(9)이 요홈부(84)에 대응되게 결합되며, 요홈부(84)의 구간을 따라 이동되면서 피스톤 로드(8)의 외주면에 밀착되거나 이격되어 고정 및 해제작동될 수 있다.

캠(9)은 호형의 분할편(92)이 다수로 연결되어 링형태로 형성되며, 오므려지거나 벌어지게된다.

즉 제2피스톤(88)의 내부에 삽입되면 캠(9)을 구성하는 다수의 분할편(92)이 오므려지면서 직경이 축소되고 이 상태에서 피스톤 로드(8)의 요홈부(84)에 밀착됨으로써 피스톤 로드(8)의 인입 및 인출작동이 정지된다.

이와 반대로 제2피스톤(88)으로부터 빠져나오면 캠(9)을 구성하는 다수의 분할편(92)이 벌어지면서 피스톤 로드(8)의 외주면에 접촉되어 있되 밀착상태가 아니므로 미끄러질 수 있어 피스톤 로드(8)의 인입 및 인출작동을 허용하게 된다.

상기 제1피스톤(85), 피스톤 캡(86), 캠 스토퍼(87)에는 유체가 통과되는 제1홀(861),제 2홀(852), 제 3홀(873)이 각기 형성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

실린더본체(2)의 일측 개구부에 연결관의 일단을 끼우고, 연결관(4)의 타단에 입구측 본체(6)를 끼운 후 입구측 본체(6)와 실린더본체(2)를 다수의 체결부재(65)를 이용하여 결합한다.

실린더본체(2)의 통로(24)에 캠 스토퍼(9)가 삽입되어 돌출턱(23)에 밀착되도록 한다.

이후 피스톤 로드(8)의 일측 제1끼움부(81)에 제1피스톤(85)을 끼우고 피스톤 캡(86)을 끼운다.

피스톤 로드(8)의 요홈부(84)에 캠(9)을 배치시키고, 그 외측에 제2피스톤(88)을 결합한 후 조립된 피스톤 로드(8)를 실린더본체(2)의 통로(24)에 삽입시킨 다음 로드커버(89)를 실린더본체(2)의 타측 개구부에 결합시켜 마감시킨다.

이후 조립이 완료된 실린더장치의 실린더본체(2)를 사출성형기를 구성하는 상형에 결합시키고, 피스톤 로드(8)의 제2끼움부(82)를 하형에 결합시킨다.

이후 제1유입구(25) 및 제2유입구(62)에 각기 유압공급부가 연결된다.

[작동 설명]

도 5 및 도 6은 피스톤 로드(8)가 인입된 상태이다. 이는 상형과 하형이 분리되어 개방된 상태이다.

제1유입구(25)로 유입된 유체 중 일부가 캠스토퍼(87)의 제3홀(873)을 통과하여 실린더본체(2)의 통로(24) 내부에 공급되고, 유압에 의해 제2피스톤(88)을 밀어 도면상 우측으로 밀어냄으로써 캠과 분리된다.

아울러 제1유입구(25)로 유입된 유체 중 나머지는 연결관(4)의 내부에 유입된다.

한편 제2유입구(62)로 유체가 유입된다면, 유입된 유체의 일부는 연결관(4)으로 유입되어 제1피스톤(85)의 전진에 의해 피스톤 로드(8)가 전진하게 되어 인출작동된다.

여기서 유체의 나머지는 유체이송관(64)을 통해 유체이송로(26)로 유입된 후 실린더본체(2)의 통로(24)에 공급되므로 제2피스톤(88)을 밀어 후진시키게 된다.

후진된 제2피스톤(88)의 내부로 캠(9)이 삽입되고, 캠(9)은 직경이 축소되면서 피스톤 로드(8)의 외주면에 밀착되어 고정력을 발휘하게 된다.

따라서 인출된 피스톤 로드(8)는 하형을 작동시키게 되고, 이에 따라 하형이 상형과 결합되어 밀폐된 상태가 되는 것이다.

이렇게 피스톤 로드(8)가 인출작동된 상태에서 캠(9)의 고정력에 의해 피스톤 로드(8)는 견고하게 유지될 수 있어 밀폐 상태가 안정적으로 지속될 수 있으므로 누설을 방지할 수 있게 된다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

2 : 실린더본체 4 : 연결관
6 : 입구측 본체 8 : 피스톤 로드
22 : 개구부 24 : 통로
26 : 유체이송로 27 : 통공
23 : 돌출턱 45 : 근접센서
62 : 제2유입구 25 : 제1유입구
64 : 유체이송관 65 : 체결부재
84 : 요홈부 85 : 제1피스톤
86 : 피스톤 캡 88 : 제2피스톤
9 : 캠 87 : 캠 스토퍼

Claims

사출성형기를 구성하는 상형과 하형 중 어느 하나를 개폐작동시키는 실린더장치에 있어서,
양측에 개구부가 형성되고, 양측 개구부를 연결하는 통로가 내부에 형성되며, 상기 통로와 통하며 일측면의 통공과 연결되는 유체이송로가 형성되고, 상기 통로와 통하는 제1유입구가 형성된 실린더본체;
상기 실린더본체의 일측 개구부에 연결되며 양단이 개구되고 내부에 통로가 형성된 연결관;
상기 연결관의 일단이 끼워지도록 안착홈이 형성되고, 일측에는 안착홈과 통하며 외부에서 유체가 유입되는 제2유입구가 형성되며, 상기 안착홈과 통하며 유체가 배출되는 유체배출구가 형성된 입구측 본체;
상기 입구측 본체의 유체배출구에 일단이 연결되고 상기 실린더본체의 유체이송로와 통하는 유체이송관;
상기 입구측 본체와 실린더본체를 연결하는 체결부재;
상기 실린더본체의 타측 개구부를 통해 통로에 결합되며 상기 연결관에 끼워지고, 입구측 본체의 안착홈에 일단이 삽입되는 피스톤 로드;
상기 피스톤 로드의 외주면에 밀착되어 록킹상태가 되거나 분리되어 해제 상태가 되어 피스톤 로드의 인출작동 후 록킹상태를 유지할 수 있도록 하는 록킹부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 실린더장치.
제 1항에 있어서,
상기 록킹부재는,
상기 피스톤 로드의 외주면에 결합되며 상기 연결관의 내주면에 밀착되게 삽입되는 제1피스톤과 피스톤 캡;
상기 피스톤 로드의 외주면에 결합되며, 상기 실린더본체의 통로의 내주면에 밀착되게 삽입되는 제2피스톤;
상기 피스톤 로드의 외주면에 결합되며, 상기 제2피스톤의 내측으로 끼워지거나 해제 작동되어 피스톤 로드와 협지 또는 해제 작동되는 캠;
상기 피스톤 로드의 외주면에 결합되며, 상기 캠을 지지하는 캠 스토퍼;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 실린더장치.
제 1항에 있어서,
상기 피스톤 로드의 외주면 일측에는 오목하게 원주방향으로 요홈부이 형성되고, 상기 요홈부의 양측에는 경사면이 형성되며,
상기 캠이 요홈부에 대응되게 결합되며, 요홈부의 구간을 따라 이동되면서 피스톤 로드의 외주면에 밀착되거나 이격되어 고정 및 해제작동되는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 실린더장치.
제 3항에 있어서,
상기 캠은 호형의 분할편이 다수로 연결되어 링형태로 형성되며, 피스톤 로드의 요홈부에 결합되는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 실린더장치.
제 2항에 있어서,
상기 제2피스톤의 일측 개구부의 내주면에는 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 사출성형기의 실린더장치.
제 2항에 있어서,
상기 제1피스톤, 피스톤 캡, 캠 스토퍼에는 유체가 통과되는 제1홀, 제2홀, 제 3홀이 각기 형성되는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 실린더장치.