KR100690168B1 - 형체장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 형체결 및 승압 작동에 요구되는 작동유의 사용량을 최소화하고 제작시 가공 용이성 및 공간 효율을 극대화할 수 있으며 안정적인 형개폐 과정을 담보할 수 있는 형체장치에 관한 것으로서,

본 발명에 따른 형체장치는 이격되어 평행하게 배치되는 제 1 고정형판, 제 2 고정형판과, 상기 제 1 고정형판과 제 2 고정형판 사이의 공간을 왕복, 이동하는 이동형판과, 상기 이동형판과 제 1 및 제 2 고정형판을 일체형으로 연결하며 상기 이동형판의 이동을 가이드하는 타이바와, 일단이 상기 이동형판과 연결되어 있으며, 축 방향을 따라 표면 상에 요철 형상을 이루는 컬럼치와 체결 홈부가 순차적으로 배열되어 있는 컬럼과, 중앙 부위에 상기 컬럼의 관통, 이동이 가능하도록 중앙 개구부가 형성되어 있으며, 상기 컬럼에 형체결력을 전달하는 역할을 수행하는 형체 피스톤과, 상기 형체 피스톤의 내측에 원주 방향을 따라 구비되며, 상기 컬럼의 컬럼치 및 체결 홈부와의 선택적 착탈이 가능한 복수의 체결치와, 상기 각각의 체결치에 물리적으로 접촉하여 상기 체결치에 회전 구동력을 전달하여 상기 체결치의 컬럼 중심 방향으로의 직선 왕복 운동을 가능하도록 하여 상기 체결치와 컬럼의 체결 여부를 진행시키는 캠장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

형체, 사출, 형체결, 금형

Description

형체장치{Clamping system}

도 1은 본 발명에 따른 형체장치의 정단면도.

도 2는 본 발명에 따른 형체장치의 컬럼 및 캠장치를 나타낸 사시도.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 형체장치의 동작을 설명하기 위한 참고도.

도 4a 내지 도 4c는 도 3a 내지 도 3c에 따른 본 발명의 형체장치의 컬럼과 체결치의 체결 과정을 나타낸 참고도.

도 5a 및 도 5b는 각각 도 3a의 A-A`선, 도 3c의 B-B`선에 따른 단면도.

도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 캠장치 구동 방식을 나타낸 단면도.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 캠장치 구동 방식을 나타낸 단면도.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 체결장치를 나타낸 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

100 : 형체장치 101 : 타이바

102 : 형판 이송 실린더 110 : 제 1 고정형판

111 : 제 1 금형 120 : 이동형판

121 : 제 2 금형 130 : 제 2 고정형판

140 : 컬럼 141 : 컬럼치

142 : 체결 홈부 150 : 형체 피스톤

151 : 체결치 151a : 체결치 돌출부

151b : 컬럼치 홈부 152 : 제 2 체결치 가이드 부재

153 : 체결치 안착홈 154 : 제 1 유실

155 : 제 2 유실 160 : 캠장치

161 : 구동캠 162 : 캠 회전축

163 : 제 1 체결치 가이드 부재

164 : 링크 부재 165 : 구동 벨트

171 : 피니언 172 : 구동 기어

173 : 랙 174 : 구동 수단

본 발명은 형체장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 형체결 및 승압 작동에 요구되는 작동유의 사용량을 최소화하고 제작시 가공 용이성 및 공간 효율을 극대화할 수 있으며 안정적인 형개폐 과정을 담보할 수 있는 형체장치에 관한 것이다.

사출 성형기는 크게 사출장치와 형체장치로 구성되며, 상기 형체장치는 기본적으로 금형의 개폐 동작 즉, 형개(型開) 및 형폐(型閉) 동작을 제어하는 역할을 수행한다. 형체장치의 형폐 동작이 완료된 상태에서 상기 사출장치로부터 상기 금형 내로 소정의 용융 재료가 사출되는데 이 때, 상기 금형 내로 유입되는 용융 재료는 통상, 고압의 상태로 유입된다. 따라서, 상기 고압의 용융 재료에 의해 금형이 열리지 않도록 금형이 강력히 체결되어야 한다.

종래의 대부분의 형체장치는 금형의 강력한 체결을 위해 소정의 체결 수단을 필수적으로 구비하고 있다. 그러나, 종래의 형체장치의 구비되는 체결 수단은 고속 동작에 적합하지 않거나 가공 과정이 복잡하여 장치의 원가를 상승시키는 단점 등이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 형체결 및 승압 작동에 요구되는 작동유의 사용량을 최소화하고 제작시 가공 용이성 및 공간 효율을 극대화할 수 있으며 안정적인 형개폐 과정을 담보할 수 있는 형체장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 형체장치는 이격되어 평행하게 배치되는 제 1 고정형판, 제 2 고정형판과, 상기 제 1 고정형판과 제 2 고정형판 사이의 공간을 왕복, 이동하는 이동형판과, 상기 이동형판과 제 1 및 제 2 고정형판을 일체형으로 연결하며 상기 이동형판의 이동을 가이드하는 타이바와, 일단이 상기 이동형판과 연결되어 있으며, 축 방향을 따라 표면 상에 요철 형상을 이루는 컬럼치와 체결 홈부가 순차적으로 배열되어 있는 컬럼과, 중앙 부위에 상기 컬럼의 관통, 이동이 가능하도록 중앙 개구부가 형성되어 있으며, 상기 컬럼에 형체결력을 전달하는 역할을 수행하는 형체 피스톤과, 상기 형체 피스톤의 내측에 원주 방향을 따라 구비되며, 상기 컬럼의 컬럼치 및 체결 홈부와의 선택적 착탈이 가능한 복수의 체결치와, 상기 각각의 체결치에 물리적으로 접촉하여 상기 체결치에 회전 구동력을 전달하여 상기 체결치의 컬럼 중심 방향으로의 직선 왕복 운동을 가능하도록 하여 상기 체결치와 컬럼의 체결 여부를 진행시키는 캠장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 캠장치는 구동캠과, 상기 구동캠의 일측에 구비되어 상기 구동캠에 회전 구동력을 인가하는 캠 회전축으로 구성된다.

바람직하게는, 상기 구동캠의 일측에 제 1 체결치 가이드 부재가 구비되고, 상기 체결치의 일측에 제 2 체결치 가이드 부재가 구비되며 상기 제 1 체결치 가이드 부재와 제 2 체결치 가이드 부재는 링크 부재에 의해 일체형으로 연결된다.

바람직하게는, 상기 캠 회전축과 제 1 체결치 가이드 부재는 상기 구동캠 일측의 동일 평면 상에 구비되며, 상기 캠 회전축과 제 1 체결치 가이드 부재는 이격되어 위치된다.

바람직하게는, 상기 각각의 캠 회전축의 일단이 고정, 연결되는 구동 벨트가 더 구비되며, 상기 구동 벨트의 제 1 방향 또는 제 2 방향으로의 운동에 따라 상기 구동캠이 그에 상응하게 회전한다.

바람직하게는, 상기 체결치는 상기 컬럼의 컬럼치와 체결 홈부에 상응하는 형상을 갖는 컬럼치 홈부와 체결치 돌출부를 구비한다.

바람직하게는, 상기 중앙 개구부와 공간적으로 접하는 상기 형체 피스톤의 내측에는 상기 중앙 개구부의 둘레를 따라 고리 형상으로 체결치 안착홈이 구비되어 원주방향으로 복수개의 체결치가 상기 체결치 안착홈에 안착된다.

바람직하게는, 상기 각각의 캠 회전축의 둘레를 따라 피니언이 구비되고, 상기 복수개의 피니언과 맞물리는 원형의 구동 기어가 더 구비되며, 상기 구동 기어의 일측에 구동 기어의 회전 구동력을 인가하는 랙(rack)이 더 구비된다.

바람직하게는, 상기 제 1 방향과 제 2 방향은 서로 다른 회전 방향이며, 상기 제 1 방향과 제 2 방향은 시계 방향 또는 반시계 방향 중 어느 한 방향이다.

바람직하게는, 상기 구동 벨트가 제 1 방향으로의 이동에 의해 캠 회전축 및 구동캠이 제 1 방향으로 회전하면, 상기 캠 회전축의 중심은 상기 컬럼의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 이동하게 되고, 상기 구동캠의 일측에 구비된 제 1 체결치 가이드 부재는 상기 컬럼의 중심을 향하여 이동하게 되어, 상기 구동캠과 물리적으로 접촉하고 있는 체결치를 컬럼의 중심 방향으로 직선 이동시킴으로써 상기 체결치와 컬럼이 체결된다.

바람직하게는, 상기 체결치와 컬럼이 체결된 상태에서 상기 구동 벨트가 제 2 방향으로의 이동에 의해 캠 회전축 및 구동캠이 제 2 방향으로 회전하면, 상기 캠 회전축의 중심은 상기 컬럼의 중심을 향하여 이동하게 되고, 상기 제 1 체결치 가이드 부재는 상기 컬럼의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 이동하게 되어, 링크 부재를 매개로 상기 제 1 체결치 가이드 부재와 연결되어 있는 상기 제 2 체결치 가이드 부재가 상기 컬럼의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 이동하게 됨에 따라 상기 체결치와 컬럼 사이의 체결이 해제된다.

본 발명의 특징에 따르면, 캠장치를 이용하여 복수개의 체결치가 컬럼에 체결되는 방식을 택함에 따라, 체결 관련 장치를 간략하게 구성할 수 있고 상기 체결치의 관성이 크지 않아 고속 동작에 유리하며 컬럼의 가공 공정을 단순화시킬 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 형체장치를 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명에 따른 형체장치의 정단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 형체장치의 컬럼 및 캠장치를 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 캠장치 구동 방식을 나타낸 단면도이고, 도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 캠장치 구동 방식을 나타낸 단면도이며, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 체결장치를 나타낸 사시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 형체장치(100)는 제 1 고정형판(110), 이동형판(120) 및 제 2 고정형판(130)을 구비한다. 상기 제 1 고정형판(110), 이동형판(120) 및 제 2 고정형판(130)은 순차적으로 배열되며 타이바(tie bar)(101)에 의해 일체형으로 연결된다. 상기 제 1 고정형판(110)과 이동형판(120) 의 서로 마주보는 면상에는 각각 제 1 금형(111)과 제 2 금형(121)이 구비된다.

상기 이동형판(120)은 상기 타이바(101)를 따라 상기 제 1 고정형판(110)과 제 2 고정형판(130) 사이를 이동하며 이에 따라, 상기 이동형판(120)의 제 2 금형(121)과 상기 제 1 고정형판(110)의 제 1 금형(111) 사이의 형체결 여부가 진행된다. 여기서, 상기 이동형판(120)의 전후이동은 상기 이동형판(120)과 제 1 고정형판(110)의 일측에 구비된 형판 이송 실린더(102)에 의해 가능하게 된다.

한편, 상기 이동형판(120)의 일측 정확히는, 상기 제 2 금형(121)이 구비된 면의 반대측의 이동형판(120)에는 봉(棒) 형상의 컬럼(column)(140)이 구비된다. 상기 컬럼(140)의 단면은 일 예로, 원형의 형상으로 구현될 수 있으며, 상기 컬럼(140)의 표면 상에는 컬럼(140)의 축 방향을 따라 요철 형상을 이루는 컬럼치(141)와 체결 홈부(142)가 순차적으로 배열되어 있다. 여기서, 상기 컬럼치(141)의 폭과 체결 홈부(142)의 폭은 동일한 크기를 갖지 않을 수도 있다.

상기 제 2 고정형판(130)은 전술한 바와 같이 기본적으로 상기 제 1 고정형판(110)과 타이바(101)에 의해 연결되고, 상기 타이바(101)는 상기 이동형판(120)의 제 1 고정형판(110)과 제 2 고정형판(130) 사이에서의 이동을 가이드하는 역할을 수행한다.

상기 제 2 고정형판(130)의 내측 중심 부위에는 형체 피스톤(150)이 구비되며 상기 형체 피스톤(150)의 중앙 부위는 상기 컬럼(140)의 관통이 가능하도록 개구되어 있다. 여기서, 상기 형체 피스톤(150)의 중앙 개구부의 단면 형상은 상기 컬럼(140)의 단면 형상에 상응할 수 있다.

한편, 도 2 및 도 5a에 도시한 바와 같이 상기 형체 피스톤(150)의 내측에는 후술하는 체결치(151)가 안착되는 공간인 체결치 안착홈(153)이 구비된다. 상기 체결치 안착홈(153)은 상기 형체 피스톤(150)의 중앙 개구부와 공간적으로 접하며, 상기 중앙 개구부의 둘레를 따라 고리 형상으로 구현될 수 있다. 상기 체결치 안착홈(153)에 원주 방향으로 복수개의 체결치(151)가 안착, 구비되는데 상기 각각의 체결치(151)는 상기 컬럼(140)의 컬럼치(141)와 체결 홈부(142)에 상응하는 형상을 갖는 체결치 돌출부(151a) 및 컬럼치 홈부(151b)를 구비할 수 있다. 즉, 상기 체결치(151)의 표면 상에는 요철 형상을 이루는 체결치 돌출부(151a)와 컬럼치 홈부(151b)가 컬럼(140)의 축 방향으로 반복적으로 배치될 수 있다. 물론, 상기 체결치(151)는 상기 컬럼치 홈부(151b) 없이 하나의 체결치 돌출부(151a)만으로도 구성이 가능하다. 상기 체결치(151)의 개수는 다양하게 구성될 수 있으며 도 8에 도시한 바와 같이 3개의 체결치(151)로 구성할 수도 있다.

한편, 상기 각각의 체결치(151)의 일측 정확히는, 상기 체결치(151)와 체결치 안착홈(153) 사이에 상기 체결치(151)와 물리적으로 접촉한 상태를 이루는 캠장치(160)가 구비된다. 여기서, 통상의 캠장치(160)의 원리를 원용하자면, 상기 체결치(151)는 상기 캠장치(160)의 회전 구동에 의해 직선운동을 하게 되는 일종의 종동체(從動體)에 해당된다 할 수 있다. 상기 캠장치(160)와 체결치(151) 사이의 연동 관계 및 동작에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

상기 캠장치(160)는 크게 구동캠(161)과 상기 구동캠(161)에 회전 구동력을 직접적으로 인가하는 캠 회전축(162)으로 구성된다. 상기 구동캠(161)은 상기 캠 회전축(162)과 후술하는 제 1 체결치 가이드 부재(163)가 소정 거리 이격된 위치에 구비됨을 전제로, 다양한 형상을 가질 수 있으며 일 실시예로 타원 형상의 단면을 갖는 판상(板狀)으로 구현되거나 원형 등의 형상으로 구성될 수도 있다.

또한, 상기 구동캠(161)은 상기 체결치(151)와 단순히 물리적으로 접촉한 상태를 이룰 뿐, 상기 체결치(151)에 고정되어 있는 것은 아니다. 다만, 상기 구동캠(161)의 회전 구동시에도 상기 체결치(151)와 구동캠(161)의 접촉 상태는 계속 유지되어야 한다.

상기 구동캠(161)의 일측에 구비된 캠 회전축(162)은 구동 벨트(165)에 연결, 고정되어 있으며 상기 구동 벨트(165)의 시계 방향 또는 반시계 방향으로의 운동에 따라 그에 상응하게 움직이며, 이에 따라 궁극적으로 상기 구동캠(161)이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하게 된다. 여기서, 상기 체결치(151)는 상술한 바와 같이 복수개가 구비됨에 따라 상기 캠장치(160) 역시 상기 체결치(151)의 개수만큼 구비되고 각각의 캠장치(160)에 구비된 캠 회전축(162)은 모두 상기 구동 벨트(165)에 연결, 고정된다. 또한, 상기 구동 벨트(165)는 구동 모터 등과 같은 소정의 구동 수단(도시하지 않음)에 의해 구동된다.

한편, 상기 구동캠(161)의 일측 정확히는, 상기 캠 회전축(162)과 소정 거리 이격된 위치에 제 1 체결치 가이드 부재(163)가 구비되며 또한, 상기 체결치(151)의 일측에 제 2 체결치 가이드 부재(152)가 구비된다. 상기 제 1 체결치 가이드 부재(163)와 제 2 체결치 가이드 부재(152)는 링크 부재에 의해 일체형으로 연결된다.

상기 체결치(151)와 컬럼(140)이 체결되지 않은 상태에서의 상기 캠 회전축(162), 제 1 및 제 2 체결치 가이드 부재(163)(152)의 위치 관계를 정리하면, 상기 캠 회전축(162)과 제 1 체결치 가이드 부재(163)는 비교적 수평선 상에 가깝게 위치되며, 상기 제 1 체결치 가이드 부재(163)와 제 2 체결치 가이드 부재(152)는 비교적 수직선 상에 가깝게 위치된다. 반면, 상기 체결치(151)와 컬럼(140)이 체결된 상태에서는, 상기 캠 회전축(162)과 제 1 체결치 가이드 부재(163) 그리고 상기 제 1 체결치 가이드 부재(163)와 제 2 체결치 가이드 부재(152)는 모두 비교적 수직선 상에 가깝게 위치된다. 즉, 상기 체결치(151)와 컬럼(140)이 체결되지 않은 상태에서는 상기 캠 회전축(162), 제 1 및 제 2 체결치 가이드 부재(163)(152)는 굴절된 형태를 갖으며, 체결된 상태에서는 상기 캠 회전축(162), 제 1 및 제 2 체결치 가이드 부재(163)(152)가 일직선 상에 도열되는 형태를 갖는다.

상기 캠장치(160)와 체결치(151)가 상술한 바와 같은 구성을 갖는 상태에서 상기 캠장치(160)와 체결치(151) 사이의 연동 관계를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 상기 체결치(151)와 컬럼(140)이 체결되지 않은 상태에서 상기 캠 회전축(162)의 일단이 고정되어 있는 구동 벨트(165)가 반시계 방향으로 회전하게 되면 상기 캠 회전축(162)과 연결되어 있는 구동캠(161) 역시 반시계 방향으로 회전하게 된다. 참고로, 상기 구동 벨트(165)의 회전 방향은 상기 캠 회전축(162)과 상기 제 1 체결치 가이드 부재(163)의 위치 관계에 따라 선택적으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 설정될 수 있다. 이하의 설명에서는 반시계 방향은 체결, 시계 방향은 체결 해제되는 방식으로 기술하기로 한다.

한편, 상기 구동 벨트(165)가 반시계 방향으로 회전하고 구동캠(161)이 반시계 방향으로 회전함에 따라, 상기 캠 회전축(162)의 중심은 상기 컬럼(140)의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 이동하게 되고, 상기 구동캠(161)의 일측에 구비된 제 1 체결치 가이드 부재(163)는 상기 컬럼(140)의 중심을 향하여 이동하게 된다. 이를 달리 표현하면, 비교적 동일 수평선 상에 위치하던 캠 회전축(162)과 제 1 체결치 가이드 부재(163)가 비교적 동일 수직선 상에 위치되는 것이다.

한편, 상기 체결치(151)와 캠장치(160)는 물리적으로 접촉하고 있는 바, 상기 구동캠(161)의 회전에 의해 상기 제 1 체결치 가이드 부재(163)의 위치가 컬럼(140)의 중심으로 이동하게 되면, 상기 체결치(151)를 컬럼(140)의 중심 방향으로 밀어내게 된다. 즉, 상기 구동캠(161)의 회전 구동력이 상기 체결치(151)에 전달되어 상기 체결치(151)가 상기 컬럼(140)의 중심 방향으로 직선 이동하게 되는 것이다. 상기 체결치(151)가 컬럼(140)의 중심 방향으로 직선 이동함에 따라 궁극적으로 상기 체결치(151)의 체결치 돌출부(151a)는 컬럼(140)의 체결 홈부(142)에 맞물리고, 상기 체결치(151)의 컬럼치 홈부(151b)는 컬럼(140)의 컬럼치(141)와 맞물리게 되어 상기 컬럼(140)과 체결치(151)가 체결된다. 이 때, 상기 캠 회전축(162), 제 1 및 제 2 체결치 가이드 부재(163)(152)는 동일 수직선 상에 가깝게 정렬된다.

상기 컬럼(140)과 체결치(151)의 체결 해제 동작은 상기 체결 동작의 역순으로 진행되는데, 구체적으로 상기 컬럼(140)과 체결치(151)가 체결된 상태 즉, 상기 캠 회전축(162), 제 1 및 제 2 체결치 가이드 부재(163)(152)가 동일 수직선 상에 가깝게 위치된 상태에서 상기 구동 벨트(165)가 시계 방향으로 회전하게 되면 캠 회전축(162)을 매개로 상기 구동캠(161) 역시 시계 방향으로 회전하게 된다.

이에 따라, 상기 제 1 체결치 가이드 부재(163)는 상기 컬럼(140)의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 이동하게 된다. 이 때, 상기 제 1 체결치 가이드 부재(163)는 상기 체결치(151)의 일측에 구비된 제 2 체결치 가이드 부재(152)와 링크 부재를 매개로 연결되어 있기 때문에 상기 제 1 체결치 가이드 부재(163)의 이동시 상기 제 2 체결치 가이드 부재(152) 역시 상기 컬럼(140)의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 이동하게 되며 결과적으로, 상기 체결치(151)와 컬럼(140)의 체결 상태를 해제된다. 이 때의 캠 회전축(162), 제 1 및 제 2 체결치 가이드 부재(163)(152)의 위치 관계는 전술한 바와 같이 전체적으로 굴절된 형태를 이루게 된다.

한편, 상술한 바와 같이 상기 구동캠(161)은 구동 벨트(165)에 캠 회전축(162)이 연결, 고정되어 상기 구동 벨트(165)의 회전에 의해 상기 구동캠(161)에 회전 구동력이 인가되는 방식(도 6 참조)을 기술하였으나, 본 발명에서는 상기의 구동 벨트(165)를 이용한 구동캠(161) 구동 방식 이외에 변형된 실시예에 따른 구동캠 구동 방식을 제안한다.

구체적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동캠 구동 방식을 설명하면 다음과 같다. 설명의 편의상, 상기 구동 벨트를 이용한 구동캠 구동 방식을 제 1 실시예라 하고 이하의 다른 실시예를 제 2 실시예라 칭하기로 한다.

먼저, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 구동캠 구동 방식은 상기 제 1 실시예에서 적용되는 캠 회전축(162), 제 1 및 제 2 체결치 가이드 부재(163)(152)의 구성이 동일하게 적용됨이 전제된다. 이와 같은 전제 하에, 도 7에 도시한 바와 같이 본 발명의 제 2 실시예에 따른 구동캠 구동 방식에 따르면, 먼저 상기 캠 회전축(162)의 둘레를 따라 미세 기어를 갖는 피니언(pinion)(171)이 구비된다. 그리고, 상기 피니언(171)과 맞물리는 구동 기어(172)가 구비된다. 여기서, 상기 체결치(151)는 상술한 바와 같이 복수개가 구비되고 상기 캠장치(160) 및 캠 회전축(162) 역시 상기 체결치(151)의 개수만큼 구비됨에 따라, 상기 구동 기어(172)와 맞물리는 피니언(171)의 개수는 상기 체결치(151)의 개수에 상응한다. 또한, 상기 구동 기어(172)의 일측에는 랙(rack)(173)이 구비되며 상기 랙(173)은 유압 실린더, 구동 모터 등의 구동 수단(174)과 연결되어 있다.

제 2 실시예에 따른 구동캠 구동 방식은 상기와 같은 구성을 갖으며 동작 설명을 간략히 하면, 상기 유압 실린더, 구동 모터 등의 구동 수단(174)의 구동에 의해 상기 랙(173)(rack)이 움직이며 이에 따라, 상기 랙(173)과 맞물려있는 구동 기어(172)가 작동하게 된다. 또한, 상기 구동 기어(172)에는 복수개의 피니언(171)이 맞물려 있기 때문에 상기 구동 기어(172)의 작동에 의해 각각의 피니언(171)은 구동 기어(172)를 따라 시계 방향 또는 반시계 방향으로 이동하게 되어 결과적으로 피니언(171) 내부의 캠 회전축(162)이 상기 제 1 실시예에서처럼 컬럼(140)의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 움직이거나 컬럼(140)의 중심을 향하여 움직이게 된다. 상기 캠 회전축(162)의 회전에 따른 후속 동작은 상기 제 1 실시예에 따른 구동캠(161) 구동 방식과 동일하므로 이에 대한 반복적인 설명은 생략하기로 한다.

한편, 상기 형체 피스톤(150)의 일측에는 제 1 유실(154)과 제 2 유실(155)이 구비된다. 상기 제 1 유실(154)은 고압의 작동유가 공급되는 공간으로서 상기 제 1 유실(154)에 고압의 작동유가 공급되면 작동유의 압력에 의해 제 1 금형(111)과 제 2 금형(121) 사이의 형체결이 공고히 될 수 있다. 반면, 상기 제 2 유실(155)은 저압의 작동유가 공급되는 공간으로서 상기 제 2 유실(155)에 작동유가 공급되면 상기 형체 피스톤(150)의 후진 이동이 가능하게 된다.

이상의 설명에 있어서, 본 발명에 따른 형체장치는 사출 성형기에 적용됨을 일 예로 하여 기술하였으나 본 발명에 따른 형체장치는 사출 성형기 이외에 형체결이 요구되는 제반 산업기기에 적용 가능함은 물론이다.

이상과 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 형체장치의 동작을 설명하면 다음과 같다. 도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 형체장치의 동작을 설명하기 위한 참고도이고, 도 4a 내지 도 4c는 도 3a 내지 도 3c에 따른 본 발명의 형체장치의 컬럼과 체결치의 체결 과정을 나타낸 참고도이고, 도 5a 및 도 5b는 각각 도 3a의 A-A`선, 도 3c의 B-B`선에 따른 단면도이다.

본 발명에 따른 형체장치의 동작은 크게 금형 체결이 해제된 상태인 형개(型開) 상태와 금형이 체결된 형폐(型閉) 상태로 구분된다. 먼저, 형개 상태를 살펴보면 다음과 같다. 형개 상태는 전술한 바와 같이 금형 체결이 해제된 상태로서, 도 3a에 도시한 바와 같이 상기 제 1 고정형판(110)의 제 1 금형(111)과 이동형판(120)의 제 2 금형(121)이 떨어져 위치된다. 또한, 상기 이동형판(120)은 상기 제 2 고정형판(130)에 상대적으로 가깝게 위치하며 상기 이동형판(120)에 구비된 컬럼(140)의 일부는 상기 제 2 고정형판(130)의 중앙 개구부를 관통하여 돌출된다. 이 때의 상기 컬럼(140)과 캠장치(160)의 상호 관계는 도 4a 및 도 5a에 도시한 바와 같다.

이와 같은 형개 상태에서 형폐 과정이 진행되는데, 상기 형폐 과정은 세부적으로 고속 이송 과정, 체결 과정 및 승압 과정으로 구분할 수 있다.

먼저, 상기 고속 이송 과정은 상기 형개 상태에서 상기 이동형판(120) 및 제 1 고정형판(110)의 일측에 구비된 형판 이송 실린더(102)에 의해 상기 이동형판(120)이 상기 타이바(101)를 따라 상기 제 1 고정형판(110)으로 고속으로 이송되는 과정을 일컫는다. 상기 고속 이송 과정을 통해 상기 이동형판(120)의 제 2 금형(121)과 제 1 고정형판(110)의 제 1 금형(111)은 도 3b에 도시한 바와 같이 서로 근접하게 되나 접촉하지 않는 상태를 이루게 된다. 즉, 급격한 금형 체결로 인한 금형 손상을 방지하기 위해 상기 고속 이송 과정의 완료시 상기 이동형판(120)의 제 2 금형(121)과 제 1 고정형판(110)의 제 1 금형(111)은 미세 거리(d)를 유지한 채로 이격된다. 이 때, 상기 고속 이송 과정의 진행으로 인해 상기 이동형판(120)에 구비된 컬럼(140) 역시 상기 이동형판(120)과 함께 상기 제 1 고정형판(110)을 향하여 이동하게 되어 상기 컬럼(140)의 컬럼치(141)가 상기 형체 피스톤(150)의 중앙 개구부에 위치하게 된다.

한편, 상기 고속 이동 과정이 완료된 상태에서 상기 캠 회전축(162), 제 1 및 제 2 체결치 가이드 부재(163)(152)의 위치 관계를 살펴보면, 상기 캠 회전축(162)과 제 1 체결치 가이드 부재(163)는 비교적 수평선 상에 가깝게 위치되고 상기 제 1 체결치 가이드 부재(163)와 제 2 체결치 가이드 부재(152)는 비교적 수직 선 상에 가깝게 위치되어 상기 캠 회전축(162), 제 1 및 제 2 체결치 가이드 부재(163)(152)는 전체적으로 굴절된 형상을 이루게 된다.

상기 고속 이송 고정이 완료된 상태에서 체결 과정이 본격적으로 진행되는데, 상기 체결 과정은 상기 컬럼(140)과 형체 피스톤(150)이 체결되는 과정을 일컫는다. 이를 위해 먼저, 소정의 구동 수단을 이용하여 상기 캠 회전축(162)의 일단이 고정되어 있는 구동 벨트(165)를 반시계 방향으로 회전시킨다. 이 때, 전술한 바와 같이 상기 구동 벨트(165)의 회전 방향은 상기 캠 회전축(162)과 상기 제 1 체결치 가이드 부재(163)의 위치 관계에 따라 선택적으로 설정될 수 있으며, 이하의 설명에서는 반시계 방향은 체결, 시계 방향은 체결 해제되는 방식을 중심으로 기술하기로 한다.

상기 구동 벨트(165)가 반시계 방향으로 이동함에 의해 상기 구동 벨트(165)의 일측에 고정되어 있는 캠 회전축(162) 및 구동캠(161)이 반시계 방향으로 회전하게 된다. 이에 따라, 도 3c, 도 4c 및 도 5b에 도시한 바와 같이 상기 구동캠(161)의 일측에 구비된 제 1 체결치 가이드 부재(163)는 상기 컬럼(140)의 중심을 향하여 이동하게 된다. 이를 달리 표현하면, 비교적 동일 수평선 상에 위치하던 캠 회전축(162)과 제 1 체결치 가이드 부재(163)가 비교적 동일 수직선 상에 위치되는 것이다.

한편, 상기 체결치(151)와 캠장치(160)는 물리적으로 접촉하고 있는 바, 상기 구동캠(161)의 회전에 의해 상기 제 1 체결치 가이드 부재(163)의 위치가 컬럼(140)의 중심으로 이동하게 되면, 상기 체결치(151)를 컬럼(140)의 중심 방향으로 밀어내게 된다. 즉, 상기 구동캠(161)의 회전 구동력이 상기 체결치(151)에 전달되어 상기 체결치(151)가 상기 컬럼(140)의 중심 방향으로 직선 이동하게 되는 것이다. 상기 체결치(151)가 컬럼(140)의 중심 방향으로 직선 이동함에 따라 궁극적으로 상기 체결치(151)의 체결치 돌출부(151a)는 컬럼(140)의 체결 홈부(142)에 맞물리고, 상기 체결치(151)의 컬럼치 홈부(151b)는 컬럼(140)의 컬럼치(141)와 맞물리게 되어 상기 컬럼(140)과 체결치(151)가 체결된다. 이 때, 상기 캠 회전축(162), 제 1 및 제 2 체결치 가이드 부재(163)(152)는 동일 수직선 상에 가깝게 정렬된다.

상기 체결 과정에 있어서, 제 1 실시예에 따른 구동캠(161) 구동 방식을 중심으로 기술하였으나 본 발명의 제 2 실시예에 따른 구동캠(161) 구동 방식의 적용 가능함은 물론이다.

상기 체결 과정 즉, 상기 컬럼(140)과 형체 피스톤(150) 사이의 체결이 완료된 상태에서 승압 과정이 진행된다. 먼저, 상기 형체 피스톤(150)의 일측에 구비된 제 1 유실(154)에 고압의 작동유가 공급되면 상기 작동유의 유압에 의한 하중이 상기 형체 피스톤(150)에 가해진다. 이 때, 상기 형체 피스톤(150)과 컬럼(140)은 체결된 상태이기 때문에 상기 형체 피스톤(150)에 가해진 하중은 컬럼(140)으로도 전달되며 또한, 상기 컬럼(140)은 이동형판(120)과 연결되어 있음에 따라 상기 작동유에 의해 하중은 최종적으로 상기 이동형판(120)의 제 2 금형(121)으로 전달된다. 이에 따라, 상기 제 1 고정형판(110)의 제 1 금형(111)과 이동형판(120)의 제 2 금형(121)이 형체결되며, 참고로 상기 제 1 유실(154)로의 고압의 작동유 유입에 의해 상기 이동형판(120)이 전진 미세 이동될 수 있다.

이상의 일련의 과정 즉, 고속 이송 과정, 체결 과정 및 승압 과정을 통해 형폐 과정이 완료된다. 한편, 형폐 과정 이후의 형개 과정은 상기 형폐 과정을 역순으로 진행하면 된다. 구체적으로, 상기 제 1 유실(144)의 작동유를 방출시킨 다음, 상기 제 2 유실(145)에 저압의 작동유를 공급하여 상기 형체 피스톤(140)을 후진 이동시키고 이어, 상기 회전판(150)을 회전시켜 상기 체결치(142)와 타이바(130) 사이의 체결상태를 해제시킨다. 이 때, 상기 체결치(151)와 컬럼(140)의 체결 해제 동작은 상기 체결 동작의 역순으로 진행되며, 상기 체결치(151)와 컬럼(140)이 체결된 상태 즉, 상기 캠 회전축(162), 제 1 및 제 2 체결치 가이드 부재(163)(152)가 동일선 상에 가깝게 위치된 상태에서 상기 구동 벨트(165)가 시계 방향으로 회전하게 되면 상기 캠 회전축(162)을 매개로 상기 구동캠(161) 역시 시계 방향으로 회전하게 된다. 이 때의 캠 회전축(162), 제 1 및 제 2 및 체결치 가이드 부재(163)(152)의 위치 관계는 전체적으로 굴절된 상태를 이루게 된다.

본 발명에 따른 형체 장치는 다음과 같은 효과가 있다.

캠장치를 이용하여 복수개의 체결치가 컬럼에 체결되는 방식을 택함에 따라, 체결 관련 장치를 간략하게 구성할 수 있고 상기 체결치의 관성이 크지 않아 고속 동작에 유리하며 컬럼의 가공 공정을 단순화시킬 수 있다. 또한, 적은 양의 작동유를 사용하여 승압 과정을 진행시킴에 따라 에너지 효율이 높고, 작동유를 저장하는 유실 및 형체 피스톤의 크기가 작아 장치의 설치 면적이 작은 장점이 있다.

이에 덧붙여, 고속 이송 과정과 승압 과정이 분리 진행됨에 따라 형개폐를 위한 이송 속도가 빠르며, 금형 체결시 금형 전면에 걸쳐 균일한 형체결력을 인가할 수 있게 되어 작업 신뢰도를 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (11)

1. 이격되어 평행하게 배치되는 제 1 고정형판과 제 2 고정형판;

   상기 제 1 고정형판과 제 2 고정형판 사이의 공간을 왕복, 이동하는 이동형판;

   상기 이동형판과 제 1 및 제 2 고정형판을 일체형으로 연결하며 상기 이동형판의 이동을 가이드하는 타이바;

   일단이 상기 이동형판과 연결되어 있으며, 축 방향을 따라 표면 상에 요철 형상을 이루는 컬럼치와 체결 홈부가 순차적으로 배열되어 있는 컬럼;

   중앙 부위에 상기 컬럼의 관통, 이동이 가능하도록 중앙 개구부가 형성되어 있으며, 상기 컬럼에 형체결력을 전달하는 역할을 수행하는 형체 피스톤;

   상기 형체 피스톤의 내측에 원주 방향을 따라 구비되며, 상기 컬럼의 컬럼치 및 체결 홈부와의 선택적 착탈이 가능한 복수의 체결치;

   상기 각각의 체결치에 물리적으로 접촉하여 상기 체결치에 회전 구동력을 전달하여 상기 체결치의 컬럼 중심 방향으로의 직선 왕복 운동을 가능하도록 하여 상기 체결치와 컬럼의 체결 여부를 진행시키는 캠장치를 포함하여 이루어지며,

   상기 캠장치는 구동캠과, 상기 구동캠의 일측에 구비되어 상기 구동캠에 회전 구동력을 인가하는 캠 회전축으로 구성되는 것을 특징으로 하는 형체장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 구동캠의 일측에 제 1 체결치 가이드 부재가 구비되고, 상기 체결치의 일측에 제 2 체결치 가이드 부재가 구비되며 상기 제 1 체결치 가이드 부재와 제 2 체결치 가이드 부재는 링크 부재에 의해 일체형으로 연결되는 것을 특징으로 하는 형체장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 캠 회전축과 제 1 체결치 가이드 부재는 상기 구동캠 일측의 동일 평면 상에 구비되며, 상기 캠 회전축과 제 1 체결치 가이드 부재는 이격되어 위치되는 것을 특징으로 하는 형체장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 캠 회전축의 일단이 고정, 연결되는 구동 벨트가 더 구비되며, 상기 구동 벨트의 제 1 방향 또는 제 2 방향으로의 운동에 따라 상기 구동캠이 그에 상응하게 회전하며,

   상기 제 1 방향과 제 2 방향은 서로 다른 회전 방향이며, 상기 제 1 방향과 제 2 방향은 시계 방향 또는 반시계 방향 중 어느 한 방향인 것을 특징으로 하는 형체장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 체결치는 상기 컬럼의 컬럼치와 체결 홈부에 상응하는 형상을 갖는 컬럼치 홈부와 체결치 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 형체장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 중앙 개구부와 공간적으로 접하는 상기 형체 피스톤의 내측에는 상기 중앙 개구부의 둘레를 따라 고리 형상으로 체결치 안착홈이 구비되어 원주방향으로 복수개의 체결치가 상기 체결치 안착홈에 안착되는 것을 특징으로 하는 형체장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 캠 회전축의 둘레를 따라 피니언이 구비되고, 상기 복수개의 피니언과 맞물리는 원형의 구동 기어가 더 구비되며, 상기 구동 기어의 일측에 구동 기어의 회전 구동력을 인가하는 랙(rack)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 형체장치.
9. 삭제
10. 제 5 항에 있어서, 상기 구동 벨트가 제 1 방향으로의 이동에 의해 캠 회전축 및 구동캠이 제 1 방향으로 회전하면,

    상기 캠 회전축의 중심은 상기 컬럼의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 이동하게 되고, 상기 구동캠의 일측에 구비된 제 1 체결치 가이드 부재는 상기 컬럼의 중심을 향하여 이동하게 되어,

    상기 구동캠과 물리적으로 접촉하고 있는 체결치를 컬럼의 중심 방향으로 직선 이동시킴으로써 상기 체결치와 컬럼이 체결되는 것을 특징으로 하는 형체장치.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 체결치와 컬럼이 체결된 상태에서 상기 구동 벨트가 제 2 방향으로의 이동에 의해 캠 회전축 및 구동캠이 제 2 방향으로 회전하면,

    상기 캠 회전축의 중심은 상기 컬럼의 중심을 향하여 이동하게 되고, 상기 제 1 체결치 가이드 부재는 상기 컬럼의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 이동하게 되어,

    링크 부재를 매개로 상기 제 1 체결치 가이드 부재와 연결되어 있는 상기 제 2 체결치 가이드 부재가 상기 컬럼의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 이동하게 됨에 따라 상기 체결치와 컬럼 사이의 체결이 해제되는 것을 특징으로 하는 형체장치.

Images