KR20180102512A - 사출성형기 - Google Patents

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KR20180102512A
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mold
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KR1020180026812A
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고키 야마시타
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스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
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Abstract

전체 길이를 단축시킬 수 있는 사출성형기를 제공한다.
고정자 및 회전자를 포함하는 모터와, 상기 모터에 의하여 회전되는 회전전달축과, 상기 회전전달축의 회전에 의하여 회전되는 나사축과, 상기 나사축에 나사결합되어, 상기 나사축의 회전에 의하여 진퇴되는 나사너트를 갖고, 상기 모터, 상기 회전전달축, 상기 나사축, 및 상기 나사너트는 동일 직선 상에 배치되며, 상기 회전전달축은, 상기 회전자의 내부에 있어서 상기 회전자와 결합되는 결합축부를 갖는 사출성형기.

Description

사출성형기{INJECTION MOLDING MACHINE}
본 출원은 2017년 3월 7일에 출원된 일본 특허출원 제2017-043251호에 근거하여 우선권을 주장한다. 그 출원의 전체 내용은 이 명세서 중에 참고로 원용되어 있다.
본 발명은 사출성형기에 관한 것이다.
특허문헌 1에 기재된 사출성형기는, 사출구동용 나사축측의 스플라인과 서로 맞물리는 모터축측의 스플라인을, 그 모터축과는 별개의 베어링통의 내주면에 마련함으로써, 양축의 스플라인에 의한 연결을 가능하게 한다.
일본 공개특허공보 2002-355867호
종래, 모터의 외부에 있어서 모터측의 부품과 나사축측의 부품이 결합되어 있어, 사출성형기의 전체 길이가 길다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 전체 길이를 단축시킬 수 있는 사출성형기의 제공을 주된 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 양태에 의하면,
고정자 및 회전자를 포함하는 모터와,
상기 모터에 의하여 회전되는 회전전달축과,
상기 회전전달축의 회전에 의하여 회전되는 나사축과,
상기 나사축에 나사결합되어, 상기 나사축의 회전에 의하여 진퇴되는 나사너트를 갖고,
상기 모터, 상기 회전전달축, 상기 나사축, 및 상기 나사너트는 동일 직선 상에 배치되며,
상기 회전전달축은, 상기 회전자의 내부에 있어서 상기 회전자와 결합되는 결합축부를 갖는 사출성형기가 제공된다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 전체 길이를 단축시킬 수 있는 사출성형기가 제공된다.
도 1은 일 실시형태에 의한 사출성형기의 형개방완료 시의 상태를 나타내는 도이다.
도 2는 일 실시형태에 의한 사출성형기의 형체결 시의 상태를 나타내는 도이다.
도 3은 도 2에 나타내는 사출장치의 구조의 일례를 나타내는 상면도이다.
도 4는 도 3의 IV-IV선을 따른 사출장치의 단면도이다.
도 5는 도 3의 V-V선을 따른 사출장치의 단면도이다.
도 6은 제1 실시예에 의한 사출장치의 주요부와, 제2 실시예에 의한 사출장치의 주요부를 비교하는 단면도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명하지만, 각 도면에 있어서, 동일하거나 또는 대응하는 구성에 대해서는 동일하거나 또는 대응하는 부호를 붙여 설명을 생략한다.
(사출성형기)
도 1은 일 실시형태에 의한 사출성형기의 형개방완료 시의 상태를 나타내는 도이다. 도 2는 일 실시형태에 의한 사출성형기의 형체결 시의 상태를 나타내는 도이다. 도 1~도 2에 나타내는 바와 같이, 사출성형기는, 형체결장치(100)와, 이젝터장치(200)와, 사출장치(300)와, 이동장치(400)와, 제어장치(700)를 갖는다. 이하, 사출성형기의 각 구성요소에 대하여 설명한다.
(형체결장치)
형체결장치(100)의 설명에서는 형폐쇄 시의 가동플래튼(120)의 이동방향(도 1 및 도 2 중 우측방향)을 전방으로 하고, 형개방 시의 가동플래튼(120)의 이동방향(도 1 및 도 2 중 좌측방향)을 후방으로 하여 설명한다.
형체결장치(100)는 금형장치(10)의 형폐쇄, 형체결, 형개방을 행한다. 형체결장치(100)는, 예를 들면 수평형으로서, 형개폐방향이 수평방향이다. 형체결장치(100)는 고정플래튼(110), 가동플래튼(120), 토글서포트(130), 타이바(140), 토글기구(150), 형체결모터(160), 운동변환기구(170), 및 형두께 조정기구(180)를 갖는다.
고정플래튼(110)은 프레임(Fr)에 대하여 고정된다. 고정플래튼(110)에 있어서의 가동플래튼(120)과의 대향면에 고정금형(11)이 장착된다.
가동플래튼(120)은 프레임(Fr)에 대하여 형개폐방향으로 이동 가능하게 된다. 프레임(Fr) 상에는 가동플래튼(120)을 안내하는 가이드(101)가 부설(敷設)된다. 가동플래튼(120)에 있어서의 고정플래튼(110)과의 대향면에 가동금형(12)이 장착된다.
고정플래튼(110)에 대하여 가동플래튼(120)을 진퇴시킴으로써, 형폐쇄, 형체결, 형개방이 행해진다. 고정금형(11)과 가동금형(12)으로 금형장치(10)가 구성된다.
토글서포트(130)는 고정플래튼(110)과 간격을 두고 연결되어, 프레임(Fr) 상에 형개폐방향으로 이동 가능하게 올려 놓아진다. 다만, 토글서포트(130)는 프레임(Fr) 상에 부설되는 가이드를 따라 이동 가능하게 되어도 된다. 토글서포트(130)의 가이드는 가동플래튼(120)의 가이드(101)와 공통의 것이어도 된다.
다만, 본 실시형태에서는 고정플래튼(110)이 프레임(Fr)에 대하여 고정되어, 토글서포트(130)가 프레임(Fr)에 대하여 형개폐방향으로 이동 가능하게 되지만, 토글서포트(130)가 프레임(Fr)에 대하여 고정되어 고정플래튼(110)이 프레임(Fr)에 대하여 형개폐방향으로 이동 가능하게 되어도 된다.
타이바(140)는 고정플래튼(110)과 토글서포트(130)를 형개폐방향으로 간격(L)을 두고 연결한다. 타이바(140)는 복수 개 이용되어도 된다. 각 타이바(140)는 형개폐방향으로 평행이고, 형체결력에 따라 신장한다. 적어도 1개의 타이바(140)에는 타이바(140)의 변형을 검출하는 타이바변형 검출기(141)가 마련된다. 타이바변형 검출기(141)는 그 검출결과를 나타내는 신호를 제어장치(700)에 보낸다. 타이바변형 검출기(141)의 검출결과는 형체결력의 검출 등에 이용된다.
다만, 본 실시형태에서는 형체결력을 검출하는 형체결력 검출기로서, 타이바변형 검출기(141)가 이용되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 형체결력 검출기는 변형게이지식에 한정되지 않고, 압전식, 용량식, 유압식, 전자식 등이어도 되며, 그 장착위치도 타이바(140)에 한정되지 않는다.
토글기구(150)는 가동플래튼(120)과 토글서포트(130)의 사이에 배치되어 토글서포트(130)에 대하여 가동플래튼(120)을 형개폐방향으로 이동시킨다. 토글기구(150)는 크로스헤드(151), 한 쌍의 링크군 등으로 구성된다. 각 링크군은 핀 등으로 굴신(屈伸) 가능하게 연결되는 제1 링크(152) 및 제2 링크(153)를 갖는다. 제1 링크(152)는 가동플래튼(120)에 대하여 핀 등으로 요동 가능하게 장착되고, 제2 링크(153)는 토글서포트(130)에 대하여 핀 등으로 요동 가능하게 장착된다. 제2 링크(153)는 제3 링크(154)를 통하여 크로스헤드(151)에 장착된다. 토글서포트(130)에 대하여 크로스헤드(151)를 진퇴시키면, 제1 링크(152) 및 제2 링크(153)가 굴신되어, 토글서포트(130)에 대하여 가동플래튼(120)이 진퇴한다.
다만, 토글기구(150)의 구성은 도 1 및 도 2에 나타내는 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면 도 1 및 도 2에서는 각 링크군의 절점의 수가 5개이지만, 4개여도 되고, 제3 링크(154)의 일단부가, 제1 링크(152)와 제2 링크(153)의 절점에 결합되어도 된다.
형체결모터(160)는 토글서포트(130)에 장착되어 있어, 토글기구(150)를 작동시킨다. 형체결모터(160)는 토글서포트(130)에 대하여 크로스헤드(151)를 진퇴시킴으로써, 제1 링크(152) 및 제2 링크(153)를 굴신시켜, 토글서포트(130)에 대하여 가동플래튼(120)을 진퇴시킨다. 형체결모터(160)는 운동변환기구(170)에 직결되지만, 벨트나 풀리 등을 통하여 운동변환기구(170)에 연결되어도 된다.
운동변환기구(170)는 형체결모터(160)의 회전운동을 크로스헤드(151)의 직선운동으로 변환한다. 운동변환기구(170)는 나사축(171)과 나사축(171)에 나사결합하는 나사너트(172)를 포함한다. 나사축(171)과 나사너트(172)의 사이에는 볼 또는 롤러가 개재되어도 된다.
형체결장치(100)는 제어장치(700)에 의한 제어하에서, 형폐쇄공정, 형체결공정, 형개방공정 등을 행한다.
형폐쇄공정에서는 형체결모터(160)를 구동하여 크로스헤드(151)를 설정속도로 형폐쇄완료위치까지 전진시킴으로써, 가동플래튼(120)을 전진시켜, 가동금형(12)을 고정금형(11)에 터치시킨다. 크로스헤드(151)의 위치나 속도는 예를 들면 형체결모터(160)의 인코더(161) 등을 이용하여 검출한다. 인코더(161)는 형체결모터(160)의 회전을 검출하고, 그 검출결과를 나타내는 신호를 제어장치(700)에 보낸다.
형체결공정에서는 형체결모터(160)를 더 구동하여 크로스헤드(151)를 형폐쇄완료위치로부터 형체결위치까지 더 전진시킴으로써 형체결력을 발생시킨다. 형체결 시에 가동금형(12)과 고정금형(11)의 사이에 캐비티공간(14)이 형성되고, 사출장치(300)가 캐비티공간(14)에 액상의 성형재료를 충전한다. 충전된 성형재료가 고화됨으로써, 성형품이 얻어진다. 캐비티공간(14)의 수는 복수여도 되고, 그 경우, 복수의 성형품이 동시에 얻어진다.
형개방공정에서는 형체결모터(160)를 구동하여 크로스헤드(151)를 설정속도로 형개방완료위치까지 후퇴시킴으로써, 가동플래튼(120)을 후퇴시켜, 가동금형(12)을 고정금형(11)으로부터 이격시킨다. 그 후, 이젝터장치(200)가 가동금형(12)으로부터 성형품을 취출한다.
형폐쇄공정 및 형체결공정에 있어서의 설정조건은 일련의 설정조건으로서, 일괄적으로 설정된다. 예를 들면, 형폐쇄공정 및 형체결공정에 있어서의 크로스헤드(151)의 속도나 위치(속도의 전환위치, 형폐쇄완료위치, 형체결위치를 포함함)는 일련의 설정조건으로서, 일괄적으로 설정된다. 다만, 크로스헤드(151)의 속도나 위치 등 대신에, 가동플래튼(120)의 속도나 위치 등이 설정되어도 된다.
그런데, 토글기구(150)는 형체결모터(160)의 구동력을 증폭시켜 가동플래튼(120)에 전달한다. 그 증폭배율은 토글배율이라고도 불린다. 토글배율은 제1 링크(152)와 제2 링크(153)가 이루는 각(θ)(이하, "링크각도(θ)"라고도 부름)에 따라 변화한다. 링크각도(θ)는 크로스헤드(151)의 위치로부터 구해진다. 링크각도(θ)가 180°일 때, 토글배율이 최대가 된다.
금형장치(10)의 교환이나 금형장치(10)의 온도변화 등에 따라 금형장치(10)의 두께가 변화한 경우, 형체결 시에 소정의 형체결력이 얻어지도록, 형두께 조정이 행해진다. 형두께 조정에서는, 예를 들면 가동금형(12)이 고정금형(11)에 터치하는 형 터치의 시점에서 토글기구(150)의 링크각도(θ)가 소정의 각도가 되도록, 고정플래튼(110)과 토글서포트(130)의 간격(L)을 조정한다.
형체결장치(100)는 고정플래튼(110)과 토글서포트(130)의 간격(L)을 조정함으로써, 형두께 조정을 행하는 형두께 조정기구(180)를 갖는다. 형두께 조정기구(180)는 타이바(140)의 후단부에 형성되는 나사축(181)과, 토글서포트(130)에 회전 가능하게 유지되는 나사너트(182)와, 나사축(181)에 나사결합하는 나사너트(182)를 회전시키는 형두께 조정모터(183)를 갖는다.
나사축(181) 및 나사너트(182)는 타이바(140)별로 마련된다. 형두께 조정모터(183)의 회전은 벨트나 풀리 등으로 구성되는 회전전달부(185)를 통하여 복수의 나사너트(182)에 전달되어도 된다. 복수의 나사너트(182)를 동기하여 회전시킬 수 있다. 다만, 회전전달부(185)의 전달경로를 변경함으로써, 복수의 나사너트(182)를 개별적으로 회전시키는 것도 가능하다.
다만, 회전전달부(185)는 벨트나 풀리 등 대신에, 기어 등으로 구성되어도 된다. 이 경우, 각 나사너트(182)의 외주에 수동기어가 형성되고, 형두께 조정모터(183)의 출력축에는 구동기어가 장착되며, 복수의 수동기어 및 구동기어와 서로 맞물리는 중간기어가 토글서포트(130)의 중앙부에 회전 가능하게 유지된다.
형두께 조정기구(180)의 동작은 제어장치(700)에 의하여 제어된다. 제어장치(700)는 형두께 조정모터(183)를 구동시켜, 나사너트(182)를 회전시킴으로써, 나사너트(182)를 회전 가능하게 유지하는 토글서포트(130)의 고정플래튼(110)에 대한 위치를 조정하여, 고정플래튼(110)과 토글서포트(130)의 간격(L)을 조정한다.
다만, 본 실시형태에서는 나사너트(182)가 토글서포트(130)에 대하여 회전 가능하게 유지되고, 나사축(181)이 형성되는 타이바(140)가 고정플래튼(110)에 대하여 고정되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
예를 들면, 나사너트(182)가 고정플래튼(110)에 대하여 회전 가능하게 유지되고, 타이바(140)가 토글서포트(130)에 대하여 고정되어도 된다. 이 경우, 나사너트(182)를 회전시킴으로써, 간격(L)을 조정할 수 있다.
또, 나사너트(182)가 토글서포트(130)에 대하여 고정되고, 타이바(140)가 고정플래튼(110)에 대하여 회전 가능하게 유지되어도 된다. 이 경우, 타이바(140)를 회전시킴으로써, 간격(L)을 조정할 수 있다.
또한, 나사너트(182)가 고정플래튼(110)에 대하여 고정되고, 타이바(140)가 토글서포트(130)에 대하여 회전 가능하게 유지되어도 된다. 이 경우, 타이바(140)를 회전시킴으로써 간격(L)을 조정할 수 있다.
간격(L)은 형두께 조정모터(183)의 인코더(184)를 이용하여 검출한다. 인코더(184)는 형두께 조정모터(183)의 회전량이나 회전방향을 검출하고, 그 검출결과를 나타내는 신호를 제어장치(700)에 보낸다. 인코더(184)의 검출결과는, 토글서포트(130)의 위치나 간격(L)의 감시나 제어에 이용된다.
형두께 조정기구(180)는 서로 나사결합하는 나사축(181)과 나사너트(182) 중 일방을 회전시킴으로써, 간격(L)을 조정한다. 복수의 형두께 조정기구(180)가 이용되어도 되고, 복수의 형두께 조정모터(183)가 이용되어도 된다.
다만, 본 실시형태의 형두께 조정기구(180)는 간격(L)을 조정하기 위하여, 타이바(140)에 형성되는 나사축(181)과 나사축(181)에 나사결합되는 나사너트(182)를 갖지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
예를 들면, 형두께 조정기구(180)는 타이바(140)의 온도를 조절하는 타이바 온도조절기를 가져도 된다. 타이바 온도조절기는 각 타이바(140)에 장착되고, 복수 개의 타이바(140)의 온도를 연계하여 조정한다. 타이바(140)의 온도가 높을수록, 간격(L)이 커진다. 복수 개의 타이바(140)의 온도는 독립적으로 조정하는 것도 가능하다.
타이바 온도조절기는 예를 들면 히터 등의 가열기를 포함하고, 가열에 의하여 타이바(140)의 온도를 조절한다. 타이바 온도조절기는 수랭재킷 등의 냉각기를 포함하고, 냉각에 의하여 타이바(140)의 온도를 조절해도 된다. 타이바 온도조절기는 가열기와 냉각기의 양방을 포함해도 된다.
다만, 본 실시형태의 형체결장치(100)는 형개폐방향이 수평방향인 수평형이지만, 형개폐방향이 상하방향인 수직형이어도 된다. 수직형의 형체결장치는 하측 플래튼, 상측 플래튼, 토글서포트, 타이바, 토글기구, 및 형체결모터 등을 갖는다. 하측 플래튼과 상측 플래튼 중 어느 일방이 고정플래튼, 나머지 일방이 가동플래튼으로서 이용된다. 하측 플래튼에는 하측 금형이 장착되고, 상측 플래튼에는 상측 금형이 장착된다. 하측 금형과 상측 금형으로 금형장치가 구성된다. 하측 금형은 로터리테이블을 통하여 하측 플래튼에 장착되어도 된다. 토글서포트는 하측 플래튼의 하방에 배치된다. 토글기구는 토글서포트와 하측 플래튼의 사이에 배치되어, 가동플래튼을 승강시킨다. 형체결모터는 토글기구를 작동시킨다. 타이바는 상하방향으로 뻗어 있고, 하측 플래튼을 관통하여, 상측 플래튼과 토글서포트를 연결한다. 형체결장치가 수직형인 경우, 타이바의 개수는 통상 3개이다. 다만, 타이바의 개수는 특별히 한정되지 않는다.
다만, 본 실시형태의 형체결장치(100)는 구동원으로서, 형체결모터(160)를 갖지만, 형체결모터(160) 대신에, 유압실린더를 가져도 된다. 또, 형체결장치(100)는 형개폐용으로 리니어모터를 갖고, 형체결용으로 전자석을 가져도 된다.
(이젝터장치)
이젝터장치(200)의 설명에서는 형체결장치(100)의 설명과 동일하게, 형폐쇄 시의 가동플래튼(120)의 이동방향(도 1 및 도 2 중 우측방향)을 전방으로 하고, 형개방 시의 가동플래튼(120)의 이동방향(도 1 및 도 2 중 좌측방향)을 후방으로 하여 설명한다.
이젝터장치(200)는 금형장치(10)로부터 성형품을 취출한다. 이젝터장치(200)는 이젝터모터(210), 운동변환기구(220), 및 이젝터로드(230) 등을 갖는다.
이젝터모터(210)는 가동플래튼(120)에 장착된다. 이젝터모터(210)는 운동변환기구(220)에 직결되지만, 벨트나 풀리 등을 통하여 운동변환기구(220)에 연결되어도 된다.
운동변환기구(220)는 이젝터모터(210)의 회전운동을 이젝터로드(230)의 직선운동으로 변환한다. 운동변환기구(220)는 나사축과 나사축에 나사결합하는 나사너트를 포함한다. 나사축과 나사너트의 사이에는, 볼 또는 롤러가 개재되어도 된다.
이젝터로드(230)는 가동플래튼(120)의 관통구멍에 있어서 진퇴 가능하게 된다. 이젝터로드(230)의 전단부는, 가동금형(12)의 내부에 진퇴 가능하게 배치되는 가동부재(15)와 접촉한다. 이젝터로드(230)의 전단부는, 가동부재(15)와 연결되어 있어도 되고, 연결되어 있지 않아도 된다.
이젝터장치(200)는 제어장치(700)에 의한 제어하에서, 취출공정을 행한다.
취출공정에서는, 이젝터모터(210)를 구동하여 이젝터로드(230)를 설정속도로 전진시킴으로써, 가동부재(15)를 전진시켜, 성형품을 취출한다. 그 후, 이젝터모터(210)를 구동하여 이젝터로드(230)를 설정속도로 후퇴시켜, 가동부재(15)를 원래의 위치까지 후퇴시킨다. 이젝터로드(230)의 위치나 속도는 예를 들면 이젝터모터(210)의 인코더(211)를 이용하여 검출한다. 인코더(211)는 이젝터모터(210)의 회전을 검출하고, 그 검출결과를 나타내는 신호를 제어장치(700)에 보낸다.
(사출장치)
사출장치(300)의 설명에서는 형체결장치(100)의 설명이나 이젝터장치(200)의 설명과는 달리, 충전 시의 스크루(330)의 이동방향(도 1 및 도 2 중 좌측방향)을 전방으로 하고, 계량 시의 스크루(330)의 이동방향(도 1 및 도 2 중 우측방향)을 후방으로 하여 설명한다.
사출장치(300)는 프레임(Fr)에 대하여 진퇴 가능한 슬라이드베이스(301)에 설치되어, 금형장치(10)에 대하여 진퇴 가능하게 된다. 사출장치(300)는 금형장치(10)에 터치되어, 금형장치(10) 내의 캐비티공간(14)에 성형재료를 충전한다. 사출장치(300)는, 예를 들면 실린더(310), 노즐(320), 스크루(330), 계량모터(340), 사출모터(350), 압력검출기(360) 등을 갖는다.
실린더(310)는 공급구(311)로부터 내부로 공급된 성형재료를 가열한다. 공급구(311)는 실린더(310)의 후측부에 형성된다. 실린더(310)의 후측부의 외주에는, 수랭실린더 등의 냉각기(312)가 마련된다. 냉각기(312)보다 전방에 있어서, 실린더(310)의 외주에는, 밴드히터 등의 가열기(313)와 온도검출기(314)가 마련된다.
실린더(310)는 실린더(310)의 축방향(도 1 및 도 2 중 좌우방향)으로 복수의 존으로 구분된다. 각 존에 가열기(313)와 온도검출기(314)가 마련된다. 존별로, 온도검출기(314)의 검출온도가 설정온도가 되도록, 제어장치(700)가 가열기(313)를 제어한다.
노즐(320)은 실린더(310)의 전단부에 마련되어, 금형장치(10)에 대하여 압박된다. 노즐(320)의 외주에는, 가열기(313)와 온도검출기(314)가 마련된다. 노즐(320)의 검출온도가 설정온도가 되도록, 제어장치(700)가 가열기(313)를 제어한다.
스크루(330)는 실린더(310) 내에 있어서 회전 가능하고 또한 진퇴 가능하게 배치된다. 스크루(330)를 회전시키면, 스크루(330)의 나선형상의 홈을 따라 성형재료가 전방으로 보내진다. 성형재료는 전방으로 보내지면서, 실린더(310)로부터의 열에 의하여 서서히 용융된다. 액상의 성형재료가 스크루(330)의 전방으로 보내지고 실린더(310)의 전측부에 축적됨에 따라, 스크루(330)가 후퇴된다. 그 후, 스크루(330)를 전진시키면, 스크루(330) 전방에 축적된 액상의 성형재료가 노즐(320)로부터 사출되어, 금형장치(10) 내에 충전된다.
스크루(330)의 전측부에는, 스크루(330)를 전방으로 밀 때에 스크루(330)의 전방에서 후방을 향하는 성형재료의 역류를 방지하는 역류방지밸브로서, 역류방지링(331)이 진퇴 가능하게 장착된다.
역류방지링(331)은 스크루(330)를 전진시킬 때에, 스크루(330) 전방의 성형재료의 압력에 의하여 후방으로 밀려, 성형재료의 유로를 막는 폐색위치(도 2 참조)까지 후퇴한다. 이로써, 스크루(330) 전방에 축적된 성형재료가 후방으로 역류되는 것을 방지한다.
한편, 역류방지링(331)은 스크루(330)를 회전시킬 때에, 스크루(330)의 나선형상의 홈을 따라 전방으로 보내지는 성형재료의 압력에 의하여 전방으로 밀려, 성형재료의 유로를 개방하는 개방위치(도 1 참조)까지 전진한다. 이로써, 스크루(330)의 전방으로 성형재료가 보내진다.
역류방지링(331)은 스크루(330)와 함께 회전하는 공회전타입과, 스크루(330)와 함께 회전하지 않는 비공회전타입 중 어느 것이어도 된다.
다만, 사출장치(300)는 역류방지링(331)을 개방위치와 폐색위치의 사이에서 진퇴시키는 구동원을 갖고 있어도 된다.
계량모터(340)는 스크루(330)를 회전시킨다. 스크루(330)를 회전시키는 구동원은, 계량모터(340)에는 한정되지 않고, 예를 들면 유압펌프 등이어도 된다.
사출모터(350)는 스크루(330)를 진퇴시킨다. 사출모터(350)와 스크루(330)의 사이에는, 사출모터(350)의 회전운동을 스크루(330)의 직선운동으로 변환하는 운동변환기구 등이 마련된다. 운동변환기구는, 예를 들면 나사축과 나사축에 나사결합하는 나사너트를 갖는다. 나사축과 나사너트의 사이에는, 볼이나 롤러 등이 마련되어도 된다. 스크루(330)를 진퇴시키는 구동원은, 사출모터(350)에는 한정되지 않고, 예를 들면 유압실린더 등이어도 된다.
압력검출기(360)는 사출모터(350)와 스크루(330)의 사이에서 전달되는 압력을 검출한다. 압력검출기(360)는 사출모터(350)와 스크루(330)의 사이의 압력의 전달경로에 마련되어, 압력검출기(360)에 작용하는 압력을 검출한다.
압력검출기(360)는 그 검출결과를 나타내는 신호를 제어장치(700)에 보낸다. 압력검출기(360)의 검출결과는, 스크루(330)가 성형재료로부터 받는 압력, 스크루(330)에 대한 배압, 스크루(330)로부터 성형재료에 작용하는 압력 등의 제어나 감시에 이용된다.
사출장치(300)는 제어장치(700)에 의한 제어하에서, 충전공정, 보압공정, 계량공정 등을 행한다.
충전공정에서는, 사출모터(350)를 구동시켜 스크루(330)를 설정속도로 전진시켜, 스크루(330)의 전방에 축적된 액상의 성형재료를 금형장치(10) 내의 캐비티공간(14)에 충전시킨다. 스크루(330)의 위치나 속도는, 예를 들면 사출모터(350)의 인코더(351)를 이용하여 검출한다. 인코더(351)는 사출모터(350)의 회전을 검출하고, 그 검출결과를 나타내는 신호를 제어장치(700)에 보낸다. 스크루(330)의 위치가 설정위치에 도달하면, 충전공정으로부터 보압공정으로의 전환(이른바, V/P전환)이 행해진다. V/P전환이 행해지는 위치를 V/P전환위치라고도 부른다. 스크루(330)의 설정속도는, 스크루(330)의 위치나 시간 등에 따라 변경되어도 된다.
다만, 충전공정에 있어서 스크루(330)의 위치가 설정위치에 도달한 후, 그 설정위치에 스크루(330)를 일시정지시키고, 그 후에 V/P전환이 행해져도 된다. V/P전환의 직전에 있어서, 스크루(330)의 정지 대신에, 스크루(330)의 미속전진 또는 미속후퇴가 행해져도 된다.
보압공정에서는, 사출모터(350)를 구동시켜 스크루(330)를 전방으로 밀어, 스크루(330)의 전단부에 있어서의 성형재료의 압력(이하, "유지압력"이라고도 부름)을 설정압으로 유지하고, 실린더(310) 내에 남는 성형재료를 금형장치(10)를 향하여 민다. 금형장치(10) 내에서의 냉각수축에 의한 부족분의 성형재료를 보충할 수 있다. 유지압력은, 예를 들면 압력검출기(360)를 이용하여 검출한다. 압력검출기(360)는 그 검출결과를 나타내는 신호를 제어장치(700)에 보낸다. 유지압력의 설정값은, 보압공정의 개시부터의 경과시간 등에 따라 변경되어도 된다.
보압공정에서는 금형장치(10) 내의 캐비티공간(14)의 성형재료가 서서히 냉각되어, 보압공정 완료 시에는 캐비티공간(14)의 입구가 고화한 성형재료로 막힌다. 이 상태는 게이트시일이라고 불리고, 캐비티공간(14)으로부터의 성형재료의 역류가 방지된다. 보압공정 후, 냉각공정이 개시된다. 냉각공정에서는, 캐비티공간(14) 내의 성형재료의 고화가 행해진다. 성형사이클의 단축을 위하여, 냉각공정 중에 계량공정이 행해져도 된다.
계량공정에서는, 계량모터(340)를 구동시켜 스크루(330)를 설정회전수로 회전시키고, 스크루(330)의 나선형상의 홈을 따라 성형재료를 전방으로 보낸다. 이에 수반하여, 성형재료가 서서히 용융된다. 액상의 성형재료가 스크루(330)의 전방으로 보내져 실린더(310)의 전측부에 축적됨에 따라, 스크루(330)가 후퇴된다. 스크루(330)의 회전수는, 예를 들면 계량모터(340)의 인코더(341)를 이용하여 검출한다. 인코더(341)는 그 검출결과를 나타내는 신호를 제어장치(700)에 보낸다.
계량공정에서는, 스크루(330)의 급격한 후퇴를 제한시키기 위하여, 사출모터(350)를 구동시켜 스크루(330)에 대하여 설정배압을 가해도 된다. 스크루(330)에 대한 배압은, 예를 들면 압력검출기(360)를 이용하여 검출한다. 압력검출기(360)는 그 검출결과를 나타내는 신호를 제어장치(700)에 보낸다. 스크루(330)가 계량 완료위치까지 후퇴하여, 스크루(330)의 전방에 소정량의 성형재료가 축적되면, 계량공정이 완료된다.
다만, 본 실시형태의 사출장치(300)는 인라인·스크루방식이지만, 프리플라스티케이팅방식 등이어도 된다. 프리플라스티케이팅방식의 사출장치는, 가소화 실린더 내에서 용융된 성형재료를 사출실린더에 공급하고, 사출실린더로부터 금형장치 내에 성형재료를 사출한다. 가소화 실린더 내에는 스크루가 회전 가능하거나 또는 회전 가능하고 또한 진퇴 가능하게 배치되며, 사출실린더 내에는 플런저가 진퇴 가능하게 배치된다.
(이동장치)
이동장치(400)의 설명에서는, 사출장치(300)의 설명과 동일하게, 충전 시의 스크루(330)의 이동방향(도 1 및 도 2 중 좌측방향)을 전방으로 하고, 계량 시의 스크루(330)의 이동방향(도 1 및 도 2 중 우측방향)을 후방으로 하여 설명한다.
이동장치(400)는 금형장치(10)에 대하여 사출장치(300)를 진퇴시킨다. 또, 이동장치(400)는 금형장치(10)에 대하여 노즐(320)을 압박하여, 노즐터치압력을 발생시킨다. 이동장치(400)는 액압펌프(410), 구동원으로서의 모터(420), 액압액추에이터로서의 액압실린더(430) 등을 포함한다.
액압펌프(410)는 제1 포트(411)와, 제2 포트(412)를 갖는다. 액압펌프(410)는 양방향 회전 가능한 펌프이며, 모터(420)의 회전방향을 전환함으로써, 제1 포트(411) 및 제2 포트(412) 중 어느 일방으로부터 작동액(예를 들면 오일)을 흡입하여 타방으로부터 토출시켜 액압을 발생시킨다. 다만, 액압펌프(410)는 탱크(413)로부터 작동액을 흡인하여 제1 포트(411) 및 제2 포트(412) 중 어느 일방으로부터 작동액을 토출시킬 수도 있다.
모터(420)는 액압펌프(410)를 작동시킨다. 모터(420)는 제어장치(700)로부터의 제어신호에 따른 회전방향 및 회전토크로 액압펌프(410)를 구동한다. 모터(420)는 전동모터여도 되고, 전동서보모터여도 된다.
액압실린더(430)는 실린더본체(431), 피스톤(432), 및 피스톤로드(433)를 갖는다. 실린더본체(431)는 사출장치(300)에 대하여 고정된다. 피스톤(432)은 실린더본체(431)의 내부를, 제1실(室)로서의 전실(前室)(435)과, 제2실로서의 후실(後室)(436)로 구획한다. 피스톤로드(433)는 고정플래튼(110)에 대하여 고정된다. 피스톤로드(433)가 전실(435)을 관통하고 있기 때문에, 전실(435)의 단면적은 후실(436)의 단면적보다 작다.
액압실린더(430)의 전실(435)은 제1 유로(401)를 통하여, 액압펌프(410)의 제1 포트(411)와 접속된다. 제1 포트(411)로부터 토출된 작동액이 제1 유로(401)를 통하여 전실(435)에 공급됨으로써, 사출장치(300)가 전방으로 밀린다. 사출장치(300)가 전진되어, 노즐(320)이 고정금형(11)에 압박된다. 전실(435)은 액압펌프(410)로부터 공급되는 작동액의 압력에 의하여 노즐(320)의 노즐터치압력을 발생시키는 압력실로서 기능한다.
한편, 액압실린더(430)의 후실(436)은 제2 유로(402)를 통하여 액압펌프(410)의 제2 포트(412)와 접속된다. 제2 포트(412)로부터 토출된 작동액이 제2 유로(402)를 통하여 액압실린더(430)의 후실(436)에 공급됨으로써, 사출장치(300)가 후방으로 밀린다. 사출장치(300)가 후퇴되어, 노즐(320)이 고정금형(11)으로부터 이격된다.
제1 릴리프밸브(441)는 제1 유로(401) 내의 압력이 설정값을 넘은 경우에 개방되어, 제1 유로(401) 내의 여분의 작동액을 탱크(413)로 되돌리고, 제1 유로(401) 내의 압력을 설정값 이하로 유지한다.
제2 릴리프밸브(442)는 제2 유로(402) 내의 압력이 설정값을 넘은 경우에 개방되어, 제2 유로(402) 내의 여분의 작동액을 탱크(413)로 되돌리고, 제2 유로(402) 내의 압력을 설정값 이하로 유지한다.
플러싱밸브(443)는 전실(435)의 단면적과 후실(436)의 단면적의 차에 기인하는 작동액의 순환량의 과부족을 조정하는 밸브이며, 예를 들면 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 3위치 4포트의 스풀밸브로 구성된다.
제1 체크밸브(451)는 제1 유로(401) 내의 압력이 탱크(413) 내의 압력보다 낮은 경우에 개방되어, 탱크(413)로부터 제1 유로(401)에 작동액을 공급한다.
제2 체크밸브(452)는 제2 유로(402) 내의 압력이 탱크(413)의 압력보다 낮은 경우에 개방되어, 탱크(413)로부터 제2 유로(402)에 작동액을 공급한다.
전자전환밸브(453)는 액압실린더(430)의 전실(435)과 액압펌프(410)의 제1 포트(411)의 사이의 작동액의 흐름을 제어하는 제어밸브이다. 전자전환밸브(453)는 예를 들면 제1 유로(401)의 도중에 마련되어, 제1 유로(401)에 있어서의 작동액의 흐름을 제어한다.
전자전환밸브(453)는, 예를 들면 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 2위치 2포트의 스풀밸브로 구성된다. 스풀밸브가 제1 위치(도 1 및 도 2 중 좌측의 위치)인 경우, 전실(435)과 제1 포트(411)의 사이의 양방향의 흐름이 허용된다. 한편, 스풀밸브가 제2 위치(도 1 및 도 2 중 우측의 위치)인 경우, 전실(435)로부터 제1 포트(411)로의 흐름이 제한된다. 이 경우, 제1 포트(411)로부터 전실(435)로의 흐름은 제한되지 않지만, 제한되어도 된다.
제1 압력검출기(455)는 전실(435)의 액압을 검출한다. 전실(435)의 액압에 의하여 노즐터치압력이 발생하기 때문에, 제1 압력검출기(455)를 이용하여 노즐터치압력을 검출할 수 있다. 제1 압력검출기(455)는, 예를 들면 제1 유로(401)의 도중에 마련되어, 전자전환밸브(453)를 기준으로 하여 전실(435)측의 위치에 마련된다. 전자전환밸브(453)의 상태에 관계없이, 노즐터치압력을 검출할 수 있다.
제2 압력검출기(456)는 제1 유로(401)의 도중에 마련되어, 전자전환밸브(453)를 기준으로 하여 제1 포트(411)측의 위치에 마련된다. 제2 압력검출기(456)는 전자전환밸브(453)와 제1 포트(411)의 사이에 있어서의 액압을 검출한다. 전자전환밸브(453)가 제1 포트(411)와 전실(435)의 사이의 양방향의 흐름을 허용하는 상태인 경우, 제1 포트(411)와 전자전환밸브(453)의 사이에 있어서의 액압과, 전자전환밸브(453)와 전실(435)의 사이에 있어서의 액압은 동일하다. 따라서, 이 상태의 경우, 제2 압력검출기(456)를 이용하여 노즐터치압력을 검출할 수 있다.
다만, 본 실시형태에서는 제1 유로(401)의 도중에 마련되는 압력검출기를 이용하여 노즐터치압력을 검출하지만, 예를 들면 노즐(320)에 마련되는 로드셀 등을 이용하여 노즐터치압력을 검출해도 된다. 즉, 노즐터치압력을 검출하는 압력검출기는 이동장치(400), 사출장치(300) 중 어느 것에 마련되어도 된다.
다만, 본 실시형태에서는, 이동장치(400)로서, 액압실린더(430)가 이용되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
(제어장치)
제어장치(700)는 도 1~도 2에 나타내는 바와 같이 CPU(Central Processing Unit)(701)와, 메모리 등의 기억매체(702)와, 입력인터페이스(703)와, 출력인터페이스(704)를 갖는다. 제어장치(700)는 기억매체(702)에 기억된 프로그램을 CPU(701)에 실행시킴으로써, 각종의 제어를 행한다. 또, 제어장치(700)는 입력인터페이스(703)로 외부로부터의 신호를 수신하고, 출력인터페이스(704)로 외부로 신호를 송신한다.
제어장치(700)는 조작장치(750)나 표시장치(760)와 접속되어 있다. 조작장치(750)는 유저에 의한 입력조작을 받아들여, 입력조작에 따른 신호를 제어장치(700)로 출력한다. 표시장치(760)는 제어장치(700)에 의한 제어하에서, 조작장치(750)에 있어서의 입력조작에 따른 조작화면을 표시한다. 조작화면은 사출성형기의 설정 등에 이용된다. 조작화면은 복수 준비되어, 전환되어 표시되거나, 중첩되어 표시되거나 한다. 유저는 표시장치(760)로 표시되는 조작화면을 보면서, 조작장치(750)를 조작함으로써 사출성형기의 설정(설정값의 입력을 포함함) 등을 행한다. 조작장치(750) 및 표시장치(760)는, 예를 들면 터치패널로 구성되어, 일체화되어도 된다. 다만, 본 실시형태의 조작장치(750) 및 표시장치(760)는 일체화되어 있지만, 독립적으로 마련되어도 된다. 또, 조작장치(750)는 복수 마련되어도 된다.
(사출장치의 구조)
도 3은 일 실시형태에 의한 사출장치의 구조의 일례를 나타내는 상면도이다. 도 4는 도 3의 IV-IV선을 따른 사출장치의 단면도이다. 도 5는 도 3의 V-V선을 따른 사출장치의 단면도이다.
사출장치(300)는 실린더(310)의 후단부를 유지하는 전방 서포트(302)와, 전방 서포트(302)의 후방에 마련되는 후방 서포트(303)를 갖는다. 전방 서포트(302) 및 후방 서포트(303)는 슬라이드베이스(301) 상에 고정된다.
전방 서포트(302)와 후방 서포트(303)의 사이에는 가동플레이트(304)가 진퇴 가능하게 마련된다. 가동플레이트(304)의 가이드(305)는 전방 서포트(302)와 후방 서포트(303)의 사이에 걸쳐진다. 다만, 가이드(305)는 슬라이드베이스(301) 상에 부설되어도 된다.
계량모터(340)는 가동플레이트(304)에 장착되어도 된다. 계량모터(340)의 회전운동은 벨트나 풀리 등의 회전전달기구(342)에 의하여 스크루(330)에 전달된다. 다만, 계량모터(340)는 스크루(330)의 연장축에 직결되어도 되고, 스크루(330)와 동일 직선 상에 배치되어도 된다.
사출모터(350)는 후방 서포트(303)에 장착되어도 된다. 사출모터(350)의 회전운동은 운동변환기구(370)에 의하여 가동플레이트(304)의 직선운동으로 변환된 후에, 스크루(330)에 전달된다.
운동변환기구(370)는 사출모터(350)에 의하여 회전되는 회전전달축(371)과, 회전전달축(371)의 회전에 의하여 회전되는 나사축(372)과, 나사축(372)에 나사결합되어, 나사축(372)의 회전에 의하여 진퇴되는 나사너트(373)를 갖는다.
회전전달축(371)은, 예를 들면 사출모터(350)의 회전자의 내부에 있어서 회전자와 스플라인결합된다. 회전전달축(371)은 외주부에, 둘레방향으로 간격을 두고 복수의 키를 갖는다. 한편, 사출모터(350)의 회전자는 내주부에, 복수의 키가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 복수의 키홈을 갖는다. 키의 수나 키홈의 수는 1개여도 된다.
다만, 본 실시형태의 회전전달축(371)은 사출모터(350)의 회전자의 내부에 있어서 회전자와 스플라인결합되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 회전전달축(371)은 사출모터(350)의 회전자와 마찰력으로 결합되어도 된다. 이 경우, 회전전달축(371)과 회전자의 사이에, 쐐기 등이 박혀 들어가도 된다.
회전전달축(371)은 나사축(372)과 일체로 형성되어도 되고, 나사축(372)과 별도로 형성되어, 나사축(372)과 연결되어도 된다.
회전전달축(371)이나 나사축(372)은, 도 5에 나타내는 바와 같이 베어링(374), 베어링(374)의 외륜을 유지하는 베어링홀더(375)를 통하여, 후방 서포트(303)에 대하여 진퇴 불가능하고 또한 회전 가능하게 장착된다. 한편, 나사너트(373)는 가동플레이트(304)에 대하여 고정된다.
운동변환기구(370), 베어링(374), 베어링홀더(375) 등으로 운동변환기구 어셈블리가 구성된다. 운동변환기구 어셈블리는, 미리 장착된 후에, 사출모터(350)를 통하여 후방 서포트(303)에 장착된다. 예를 들면 사출모터(350)는 볼트 등으로 후방 서포트(303)에 고정되고, 베어링홀더(375)는 사출모터(350)의 전측 플랜지(355)(도 6의 (a) 참조)에 인롱(印籠) 끼워맞춤된다. 전측 플랜지(355)는 전후방향으로 뻗어 있는 복수의 구멍벽면(395, 396)과 복수의 구멍벽면(395, 396)의 사이에 단차를 형성하는 단차면(397)을 갖는다. 전측 플랜지(355)의 전측의 구멍벽면(395)과 베어링홀더(375)의 외주면이 접촉하고, 또한 전측 플랜지(355)의 단차면(397)과 베어링홀더(375)의 후단면이 접촉한다. 이로써, 운동변환기구 어셈블리와 사출모터(350)의 센터링과 전후방향 위치결정이 이루어진다.
다만, 사출모터(350)의 전측 플랜지(355)(보다 상세하게는 후술하는 전측 플랜지 본체부(391))는, 후방 서포트(303)에 인롱 끼워맞춤되어도 된다. 예를 들면, 후방 서포트(303)는 전후방향으로 뻗어 있는 복수의 구멍벽면과 복수의 구멍벽면의 사이에 단차를 형성하는 단차면을 갖는다. 후방 서포트(303)의 후측의 구멍벽면과 전측 플랜지(355)의 외주면이 접촉하고, 또한 후방 서포트(303)의 단차면과 전측 플랜지(355)의 전단면이 접촉한다. 이로써, 후방 서포트(303)와 사출모터(350)의 센터링과 전후방향 위치결정이 이루어진다.
사출모터(350)를 구동하여 회전전달축(371)을 회전시키면, 나사축(372)이 회전되어, 나사너트(373)가 진퇴된다. 이로써, 가동플레이트(304)가 진퇴되어, 실린더(310)의 내부에 있어서 스크루(330)가 진퇴된다.
사출모터(350) 및 운동변환기구(370)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 스크루(330)의 중심선을 중심으로 대칭으로 배치되어도 된다. 다만, 사출모터(350) 및 운동변환기구(370)의 수는 1개여도 되고, 사출모터(350) 및 운동변환기구(370)는 스크루(330)의 중심선 상에 배치되어도 된다.
도 6은 제1 실시예에 의한 사출장치의 주요부와, 제2 실시예에 의한 사출장치의 주요부를 비교하는 단면도이다. 도 6의 (a)는 제1 실시예에 의한 사출장치의 주요부를 나타내는 단면도로서, 도 5에 나타내는 사출장치의 일부를 확대하여 나타내는 단면도이다. 도 6의 (b)는 제2 실시예에 의한 사출장치의 주요부를 나타내는 단면도이다.
사출모터(350)는 고정자(352)와, 회전자(353)와, 고정자(352)에 대하여 회전자(353)를 회전 가능하게 지지하는 모터베어링(354)과, 전측의 모터베어링(354)을 유지하는 전측 플랜지(355)와, 후측의 모터베어링(354)을 유지하는 후측 플랜지(356)를 갖는다. 고정자(352)는 고정자(352)보다 전방의 전측 플랜지(355)와, 고정자(352)보다 후방의 후측 플랜지(356) 사이에 두어 유지된다.
고정자(352)는, 예를 들면 고정자코어(381), 및 고정자코일(382)을 갖는다. 고정자코어(381)는 전자강판을 적층한 것이어도 된다. 고정자코일(382)은 회전자계를 형성하는 것이다. 고정자코일(382)은 고정자코어(381)의 슬롯 내에 배치된다. 다만, 고정자코일(382) 대신에, 영구자석이 이용되어도 된다.
회전자(353)는, 예를 들면 회전자코어(383), 및 자석부로서의 영구자석(384)을 갖는다. 회전자코어(383)는 전후 양단부에 있어서 모터베어링(354)의 내륜을 유지한다. 회전자코어(383)의 중앙부에는 영구자석(384)이 장착된다. 영구자석(384)은 고정자코일(382)의 회전자계에 의하여 회전되는 것이다. 영구자석(384)은 회전자코어(383)의 외주에 장착된다. 다만, 자석부로서 영구자석 대신에 전자석이 이용되어도 된다.
모터베어링(354)은 고정자(352)에 대하여 회전자(353)를 회전 가능하게 지지한다. 모터베어링(354)은 회전자(353)의 전후 양단부에, 각각 마련된다. 모터베어링(354)의 수는, 도 6의 (a)에서는 2개이지만, 3개 이상이어도 된다. 모터베어링(354)은 나사축(372)의 베어링(374)과는 별도로 마련되어도 된다.
전측 플랜지(355)는 회전자(353)의 전단부를 회전 가능하게 지지하는 모터베어링(354)을 유지한다. 전측 플랜지(355)는, 도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 링형상의 전측 플랜지 본체부(391)와, 전측 플랜지 본체부(391)로부터 후방으로 돌출되는 전측 플랜지 외륜유지부(392)를 갖는다. 전측 플랜지 본체부(391)는 고정자코일(382)보다 전방에 마련되고, 후방 서포트(303)의 후면에 장착된다. 한편, 전측 플랜지 외륜유지부(392)는 고정자코일(382)보다 전방으로부터 고정자코일(382)의 직경방향 내측으로 삽입되어 있어, 회전자(353)의 전단부를 회전 가능하게 지지하는 모터베어링(354)의 외륜을 유지한다.
후측 플랜지(356)는 회전자(353)의 후단부를 회전 가능하게 지지하는 모터베어링(354)을 유지한다. 후측 플랜지(356)는, 도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 링형상의 후측 플랜지 본체부(393)와, 후측 플랜지 본체부(393)로부터 전방으로 돌출되는 후측 플랜지 외륜유지부(394)를 갖는다. 후측 플랜지 본체부(393)는 고정자코일(382)보다 후방에 마련된다. 한편, 후측 플랜지 외륜유지부(394)는 고정자코일(382)보다 후방으로부터 고정자코일(382)의 직경방향 내측으로 삽입되어 있어, 회전자(353)의 후단부를 회전 가능하게 지지하는 모터베어링(354)의 외륜을 유지한다.
전측 플랜지 본체부(391)와 후측 플랜지 본체부(393)는, 고정자(352)를 전후 양측으로부터 사이에 두어 유지한다. 전측 플랜지 본체부(391)와 후측 플랜지 본체부(393)의 사이에, 회전자(353)의 영구자석(384)이 마련된다. 즉, 영구자석(384)은 전측 플랜지 본체부(391)보다 후방, 또한 후측 플랜지 본체부(393)보다 전방에 배치된다.
사출모터(350)의 회전운동은, 회전전달축(371)을 통하여 나사축(372)에 전달되어, 나사축(372)에 나사결합되는 나사너트(373)의 직선운동으로 변환된다. 사출모터(350)와, 회전전달축(371)과, 나사축(372)과, 나사너트(373)는, 동일 직선 상에 배치된다.
회전전달축(371)은 회전전달축(371)보다 전방에 배치되는 나사축(372)으로부터 후방을 향하여 뻗는 연장축부(376)와, 연장축부(376)로부터 후방을 향하여 뻗어 회전자(353)의 내부에 있어서 회전자(353)와 결합되는 결합축부(377)를 갖는다. 이로써, 사출모터(350)의 축방향과 직교하는 방향(예를 들면 도 6의 (a)에 있어서 상하방향)에서 보았을 때에 사출모터(350)와 운동변환기구(370)의 일부를 오버랩시킬 수 있어, 사출장치(300)의 전후 길이를 단축시킬 수 있다. 따라서, 사출성형기의 전체 길이를 단축시킬 수 있다.
회전전달축(371)의 결합축부(377)는, 예를 들면 사출모터(350)의 회전자(353)의 내부에 있어서 회전자(353)와 스플라인결합된다. 회전전달축(371)의 결합축부(377)는 외주부에, 둘레방향으로 간격을 두고 복수의 키를 갖는다. 한편, 회전자(353)는 내주부에, 복수의 키가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 복수의 키홈을 갖는다. 키의 수나 키홈의 수는 1개여도 된다.
다만, 회전전달축(371)의 결합축부(377)는, 사출모터(350)의 회전자(353)의 내부에 있어서 회전자(353)와 스플라인결합되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 회전전달축(371)의 결합축부(377)는, 사출모터(350)의 회전자(353)와 마찰력으로 결합되어도 된다. 이 경우, 회전전달축(371)의 결합축부(377)와 회전자(353)의 사이에, 쐐기 등이 박혀 들어가도 된다.
회전전달축(371)은 나사축(372)과 일체로 형성되어도 되고, 나사축(372)과 별도로 형성되어, 나사축(372)과 연결되어도 된다.
회전전달축(371)의 적어도 일부는, 사출모터(350)의 영구자석(384)보다 사출모터(350)의 직경방향 내측에 배치되어, 사출모터(350)의 축방향에 직교하는 방향(예를 들면 도 6의 (a)에 있어서 상하방향)에서 보았을 때, 영구자석(384)과 오버랩된다. 이로써, 사출장치(300)의 전후 길이를 보다 단축시킬 수 있다. 영구자석(384)은 상술한 바와 같이, 전측 플랜지 본체부(391)보다 후방, 또한 후측 플랜지 본체부(393)보다 전방에 배치된다.
모터베어링(354)의 적어도 일부는, 고정자코일(382)보다 사출모터(350)의 직경방향 내측에 배치되어, 사출모터(350)의 축방향에 직교하는 방향(예를 들면 도 6의 (a)에 있어서 상하방향)에서 보았을 때, 고정자코일(382)과 오버랩된다. 이로써, 사출장치(300)의 전후 길이를 보다 단축시킬 수 있다.
예를 들면, 전측 플랜지(355)로 유지되는 모터베어링(354)은, 고정자코일(382)보다 사출모터(350)의 직경방향 내측에 배치되어, 사출모터(350)의 축방향에 직교하는 방향에서 보았을 때, 고정자코일(382)과 오버랩된다. 이 오버랩을 위하여, 도 6의 (a)에 나타내는 제1 실시예의 사출모터(350)는, 도 6의 (b)에 나타내는 제2 실시예의 사출모터(350A)와는 다른 하기의 (1)~(5)의 구조를 갖는다. 하기의 (1)~(5)의 구조에 의하면, 사출모터(350)의 직경방향 치수의 확대를 억제하면서, 사출모터(350)의 축방향에 있어서 모터베어링(354)과 고정자코일(382)을 오버랩시킬 수 있다.
(1) 제1 실시예의 전측 플랜지(355)는, 도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 링형상의 전측 플랜지 본체부(391)와, 전측 플랜지 본체부(391)로부터 후방으로 돌출되는 통형상의 전측 플랜지 외륜유지부(392)를 갖는다. 전측 플랜지 본체부(391)는 고정자코일(382)보다 전방에 마련된다. 한편, 전측 플랜지 외륜유지부(392)는 고정자코일(382)보다 전방으로부터 고정자코일(382)의 직경방향 내측에 삽입되어, 회전자(353)의 전단부를 회전 가능하게 지지하는 모터베어링(354)의 외륜을 유지한다. 모터베어링(354)은 고정자코일(382)의 직경방향 내측에 있어서, 전측 플랜지 외륜유지부(392)로 유지된다. 이로써, 모터베어링(354)을 사출모터(350)의 축방향에 있어서 고정자코일(382)과 오버랩시킬 수 있다. 그 결과, 사출장치(300)의 전후 길이를 단축시킬 수 있다.
이에 대하여, 제2 실시예의 전측 플랜지(355A)는, 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 고정자코일(382A)보다 전방에 있어서, 회전자(353A)의 전단부를 회전 가능하게 지지하는 모터베어링(354A)의 외륜을 유지한다. 따라서, 모터베어링(354A)은 사출모터(350A)의 축방향에 있어서 고정자코일(382A)과 오버랩되지 않는다.
(2) 제1 실시예의 전측 플랜지(355)로 유지되는 모터베어링(354)은, 도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 회전자(353)보다 직경방향 외측으로 돌출되지 않도록 배치되고, 회전자(353)의 영구자석(384)의 외주보다 직경방향 내측에 배치된다. 이로써, 전측 플랜지(355)로 유지되는 모터베어링(354)을 고정자코일(382)과 간섭하지 않도록 고정자코일(382)의 내측에 배치할 수 있어, 모터베어링(354)을 사출모터(350)의 축방향에 있어서 고정자코일(382)과 오버랩시킬 수 있다. 그 결과, 사출장치(300)의 전후 길이를 단축시킬 수 있다.
이에 대하여, 제2 실시예의 전측 플랜지(355A)로 유지되는 모터베어링(354A)은, 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 회전자(353A)(상세하게는 영구자석(384A)의 외주)보다 직경방향 외측으로 돌출된다. 이로 인하여, 전측 플랜지(355A)로 유지되는 모터베어링(354A)을 후방으로 시프트시켜 고정자코일(382A)의 내측에 배치하려고 하면, 고정자코일(382A)과 간섭한다.
(3) 제1 실시예의 회전자코어(383)는, 그 외주에, 전측 플랜지(355)로 유지되는 모터베어링(354)과의 사이에 간극을 형성하는 단차면(385)을 갖는다. 단차면(385)보다 전측인 부분(모터베어링(354)의 내륜을 유지하는 부분)은, 단차면(385)보다 후측인 부분(영구자석(384)이 장착되는 부분)보다 외경이 작다. 따라서, 단차면(385)보다 전측인 부분과, 고정자코일(382)의 직경방향에 있어서의 간격이 크고, 고정자코일(382)과 간섭하지 않도록 고정자코일(382)의 내측에 모터베어링(354)을 배치할 수 있어, 모터베어링(354)을 사출모터(350)의 축방향에 있어서 고정자코일(382)과 오버랩시킬 수 있다. 그 결과, 사출장치(300)의 전후 길이를 단축시킬 수 있다.
이에 대하여, 제2 실시예의 회전자코어(383A)는, 그 외주에, 전측 플랜지(355A)로 유지되는 모터베어링(354A)과의 사이에 간극을 형성하는 단차면을 갖지 않는다. 이로 인하여, 회전자코어(383A)와 고정자코일(382A)의 직경방향에 있어서의 간격이 작고, 고정자코일(382A)과 간섭하지 않도록 고정자코일(382A)의 내측에 모터베어링(354A)을 배치하는 것이 곤란하다.
(4) 제1 실시예의 회전자코어(383)의 전단부는, 연장축부(376)와 직경방향에 있어서 오버랩된다. 따라서, 회전자코어(383)의 전단부와 고정자코일(382)의 직경방향에 있어서의 간격이 크고, 고정자코일(382)과 간섭하지 않도록 고정자코일(382)의 내측에 모터베어링(354)을 배치할 수 있어, 모터베어링(354)을 사출모터(350)의 축방향에 있어서 고정자코일(382)과 오버랩시킬 수 있다. 그 결과, 사출장치(300)의 전후 길이를 단축시킬 수 있다.
이에 대하여, 제2 실시예의 회전자코어(383A)의 전단부는, 연장축부(376A)보다 직경방향 외측에 배치된다. 이로 인하여, 회전자코어(383A)의 전단부와 고정자코일(382A)의 직경방향에 있어서의 간격이 작고, 고정자코일(382A)과 간섭하지 않도록 고정자코일(382A)의 내측에 모터베어링(354A)을 배치하는 것이 곤란하다. 이로 인하여, 모터베어링(354A)을 사출모터(350A)의 축방향에 있어서 고정자코일(382A)과 오버랩시킬 수 없다.
(5) 제1 실시예의 회전전달축(371)은, 연장축부(376)와 결합축부(377)의 사이에 단차면(378)을 갖는다. 결합축부(377)의 외경은, 연장축부(376)의 외경보다 작다. 따라서, 결합축부(377)와 고정자코일(382)의 직경방향에 있어서의 간격이 크고, 고정자코일(382)과 간섭하지 않도록 고정자코일(382)의 내측에 모터베어링(354)을 배치할 수 있어, 모터베어링(354)을 사출모터(350)의 축방향에 있어서 고정자코일(382)과 오버랩시킬 수 있다. 그 결과, 사출장치(300)의 전후 길이를 단축시킬 수 있다.
이에 대하여, 제2 실시예의 회전전달축(371A)은, 연장축부(376A)와 결합축부(377A)의 사이에 단차면을 갖지 않는다. 결합축부(377A)의 외경은, 연장축부(376A)의 외경과 대략 동일하다. 결합축부(377A)와 고정자코일(382A)의 직경방향에 있어서의 간격이 작고, 고정자코일(382A)과 간섭하지 않도록 고정자코일(382A)의 내측에 모터베어링(354A)을 배치하는 것이 곤란하다. 이로 인하여, 모터베어링(354A)을 사출모터(350A)의 축방향에 있어서 고정자코일(382A)과 오버랩시킬 수 없다.
다만, 도 6의 (a)에 나타내는 제1 실시예의 사출모터(350)는, 상기의 (1)~(5)의 구조를 갖지만, 상기의 (1)~(5)의 구조 중 적어도 1개를 갖고 있어도 된다. 사출모터(350)의 직경방향 치수의 확대를 억제하면서, 사출모터(350)의 축방향에 있어서 모터베어링(354)과 고정자코일(382)을 오버랩시킬 수 있으면 된다.
마찬가지로, 후측 플랜지(356)로 유지되는 모터베어링(354)은, 고정자코일(382)보다 사출모터(350)의 직경방향 내측에 배치되어, 사출모터(350)의 축방향에 직교하는 방향에서 보았을 때, 고정자코일(382)과 오버랩된다. 이 오버랩을 위하여, 도 6의 (a)에 나타내는 제1 실시예의 사출모터(350)는, 도 6의 (b)에 나타내는 제2 실시예의 사출모터(350A)와는 다른 하기의 (6)~(9)의 구조를 갖는다. 하기의 (6)~(9)의 구조에 의하면, 사출모터(350)의 직경방향 치수의 확대를 억제하면서, 사출모터(350)의 축방향에 있어서 모터베어링(354)과 고정자코일(382)을 오버랩시킬 수 있다.
(6) 제1 실시예의 후측 플랜지(356)는, 도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 링형상의 후측 플랜지 본체부(393)와, 후측 플랜지 본체부(393)로부터 전방으로 돌출되는 통형상의 후측 플랜지 외륜유지부(394)를 갖는다. 후측 플랜지 본체부(393)는 고정자코일(382)보다 후방에 마련된다. 한편, 후측 플랜지 외륜유지부(394)는 고정자코일(382)보다 후방으로부터 고정자코일(382)의 직경방향 내측에 삽입되어, 회전자(353)의 후단부를 회전 가능하게 지지하는 모터베어링(354)의 외륜을 유지한다. 모터베어링(354)은 고정자코일(382)의 직경방향 내측에 있어서, 후측 플랜지 외륜유지부(394)로 유지된다. 이로써, 모터베어링(354)을 사출모터(350)의 축방향에 있어서 고정자코일(382)과 오버랩시킬 수 있다. 그 결과, 사출장치(300)의 전후 길이를 단축시킬 수 있다.
이에 대하여, 제2 실시예의 후측 플랜지(356A)는, 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 고정자코일(382A)보다 후방에 있어서, 회전자(353A)의 후단부를 회전 가능하게 지지하는 모터베어링(354A)의 외륜을 유지한다. 따라서, 모터베어링(354A)은 사출모터(350A)의 축방향에 있어서 고정자코일(382A)과 오버랩되지 않는다.
(7) 제1 실시예의 후측 플랜지(356)로 유지되는 모터베어링(354)은, 도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 회전자(353)보다 직경방향 외측으로 돌출되지 않도록 배치되고, 회전자(353)의 영구자석(384)의 외주보다 직경방향 내측에 배치된다. 이로써, 후측 플랜지(356)로 유지되는 모터베어링(354)을 고정자코일(382)과 간섭하지 않도록 고정자코일(382)의 내측에 배치할 수 있어, 모터베어링(354)을 사출모터(350)의 축방향에 있어서 고정자코일(382)과 오버랩시킬 수 있다. 그 결과, 사출장치(300)의 전후 길이를 단축시킬 수 있다.
이에 대하여, 제2 실시예의 후측 플랜지(356A)로 유지되는 모터베어링(354A)은, 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 회전자(353A)보다 직경방향 외측으로 돌출되어 있다. 이로 인하여, 후측 플랜지(356A)로 유지되는 모터베어링(354A)을 전방으로 시프트시켜 고정자코일(382A)의 내측에 배치하려고 하면, 고정자코일(382A)과 간섭되어 버린다.
(8) 제1 실시예의 회전자코어(383)는, 그 외주에, 후측 플랜지(356)로 유지되는 모터베어링(354)과의 사이에 간극을 형성하는 단차면(386)을 갖는다. 단차면(386)보다 후측인 부분(모터베어링(354)의 내륜을 유지하는 부분)은, 단차면(386)보다 전측인 부분(영구자석(384)이 장착되는 부분)보다 외경이 작다. 따라서, 단차면(386)보다 후측인 부분과, 고정자코일(382)의 직경방향에 있어서의 간격이 크고, 고정자코일(382)과 간섭하지 않도록 고정자코일(382)의 내측에 모터베어링(354)을 배치할 수 있어, 모터베어링(354)을 사출모터(350)의 축방향에 있어서 고정자코일(382)과 오버랩시킬 수 있다. 그 결과, 사출장치(300)의 전후 길이를 단축시킬 수 있다.
이에 대하여, 제2 실시예의 회전자코어(383A)는, 그 외주에, 후측 플랜지(356A)로 유지되는 모터베어링(354A)과의 사이에 간극을 형성하는 단차면을 갖지 않는다. 이로 인하여, 회전자코어(383A)와 고정자코일(382A)의 직경방향에 있어서의 간격이 작고, 고정자코일(382A)과 간섭하지 않도록 고정자코일(382A)의 내측에 모터베어링(354A)을 배치하는 것이 곤란하다.
(9) 제1 실시예의 회전자코어(383)의 후단부는, 연장축부(376)와 직경방향에 있어서 오버랩된다. 따라서, 회전자코어(383)의 후단부와 고정자코일(382)의 직경방향에 있어서의 간격이 크고, 고정자코일(382)과 간섭하지 않도록 고정자코일(382)의 내측에 모터베어링(354)을 배치할 수 있어, 모터베어링(354)을 사출모터(350)의 축방향에 있어서 고정자코일(382)과 오버랩시킬 수 있다. 그 결과, 사출장치(300)의 전후 길이를 단축시킬 수 있다.
이에 대하여, 제2 실시예의 회전자코어(383A)의 후단부는, 연장축부(376A)보다 직경방향 외측에 배치된다. 이로 인하여, 회전자코어(383A)의 후단부와 고정자코일(382A)의 직경방향에 있어서의 간격이 작고, 고정자코일(382A)과 간섭하지 않도록 고정자코일(382A)의 내측에 모터베어링(354A)을 배치하는 것이 곤란하다. 이로 인하여, 모터베어링(354A)을 사출모터(350A)의 축방향에 있어서 고정자코일(382A)과 오버랩시킬 수 없다.
다만, 도 6의 (a)에 나타내는 제1 실시예의 사출모터(350)는, 상기의 (6)~(9)의 구조를 갖지만, 상기의 (6)~(9)의 구조 중 적어도 1개를 갖고 있어도 된다. 사출모터(350)의 직경방향 치수의 확대를 억제하면서, 사출모터(350)의 축방향에 있어서 모터베어링(354)과 고정자코일(382)을 오버랩시킬 수 있으면 된다.
(변형 및 개량)
이상, 사출성형기의 실시형태 등에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태 등에 한정되는 것은 아니고, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서, 다양한 변형, 개량이 가능하다.
상기 실시형태에서는 본 발명을 사출모터(350)에 적용한 예에 대하여 설명했지만, 본 발명을 다른 모터에 적용해도 된다. 본 발명을 적용할 수 있는 모터로서는, 예를 들면 형체결모터(160), 이젝터모터(210) 등을 들 수 있다. 모터는 회전전달축을 통하여 나사축을 회전시킴으로써, 나사축에 나사결합되는 나사너트를 진퇴시키는 것이면 된다. 본 발명을 형체결모터(160)에 적용하는 경우, 형체결장치(100)의 전후 길이를 단축시킬 수 있다. 또, 본 발명을 이젝터모터(210)에 적용하는 경우, 이젝터장치(200)의 전후 길이를 단축시킬 수 있다.
100 형체결장치
160 형체결모터
170 운동변환기구
171 나사축
172 나사너트
200 이젝터장치
210 이젝터모터
220 운동변환기구
300 사출장치
302 전방 서포트
303 후방 서포트
304 가동플레이트
340 계량모터
350 사출모터
352 고정자
353 회전자
354 모터베어링
355 전측 플랜지
356 후측 플랜지
370 운동변환기구
371 회전전달축
372 나사축
373 나사너트
377 회전전달축의 결합축부
381 고정자코어
382 고정자코일
383 회전자코어
384 영구자석(자석부)

Claims (5)

  1. 고정자 및 회전자를 포함하는 모터와,
    상기 모터에 의하여 회전되는 회전전달축과,
    상기 회전전달축의 회전에 의하여 회전되는 나사축과,
    상기 나사축에 나사결합되어, 상기 나사축의 회전에 의하여 진퇴되는 나사너트를 갖고,
    상기 모터, 상기 회전전달축, 상기 나사축, 및 상기 나사너트는 동일 직선 상에 배치되며,
    상기 회전전달축은, 상기 회전자의 내부에 있어서 상기 회전자와 결합되는 결합축부를 갖는 사출성형기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고정자는 회전자계를 형성하는 코일을 포함하고, 상기 회전자는 상기 회전자계에 의하여 회전되는 자석부를 포함하는 사출성형기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 회전전달축의 적어도 일부는 상기 모터의 축방향에 있어서, 상기 자석부와 오버랩되는 사출성형기.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 모터는 상기 고정자에 대하여 상기 회전자를 회전 가능하게 지지하는 모터베어링을 갖고, 상기 모터베어링의 적어도 일부는 상기 모터의 축방향에 있어서, 상기 코일과 오버랩되는 사출성형기.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전전달축의 상기 결합축부는 상기 회전자의 내부에 있어서 상기 회전자와 스플라인결합되는 사출성형기.
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