KR101471360B1 - 수직 사출성형기의 사출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수직 사출성형기의 사출장치에 관한 것으로서, 중앙의 연결몸체 양단에 수직 하방으로 제1몸체와 제2몸체가 형성되고 제1몸체와 제2몸체의 내부는 격벽에 의해 상하가 구획되는 사출장치 본체와, 연결몸체에 호퍼를 설치하기 위하여 연결몸체의 전면에 구비되는 호퍼 연결부와, 제1몸체와 제2몸체 내부의 격벽을 중심으로 하측에 위치되며 상조방과 각각 연결되는 노즐피스톤이 포함된 노즐실린더와, 제1몸체와 제2몸체 내부의 격벽을 중심으로 상측에 위치되며 연결몸체를 수직관통하는 사출스크류를 통해 노즐부로 사출액을 공급하기 위한 사출부와 각각 연결되는 사출피스톤이 포함된 사출실린더를 포함하여 구성된다.
이러한 본 발명은 사출장치의 사출실린더와 노즐실린더가 최소의 길이를 가지면서 하나의 몸체에 수직으로 배치됨에 따라 사출장치의 부피를 줄여 설치공간의 효과적으로 확보할 수 있으며, 수직 사출성형기의 전고를 높아지게 되는 것이 방지될 수 있어 수직 사출성형기의 설치 공간을 보다 효율적으로 활용할 수 있는 것이며, 사출장치의 외관을 보기 좋게 할 수 있고, 사출장치의 유지 및 관리 또한 용이하게 할 수 있는 효과가 있다

Description

수직 사출성형기의 사출장치{Injection Apparatus In An Injection Molding Machine}

본 발명은 금형에 사출액을 주입하기 위한 사출장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수직 사출성형기의 전고를 최소화시키며 외관을 미려하게 할 수 있도록 한 수직 사출성형기의 사출장치에 관한 것이다.

수직 사출성형기는 열가소성의 플라스틱 원료를 가열 용융해서 노즐을 통해 높은 압력으로 금형에 사출함으로써, 다양한 부품을 대량으로 생산하기 위해 사용된다.

수직 사출성형기의 구성은 크게 가소화기구와 구동기구 등에 연계하여 작동하는 사출장치와 형체결 장치로 구분될 수 있다.

형체결 장치는 서로 맞물리는 금형 간의 개폐를 목적으로 하는 기능과 함께 사출장치는 베럴 내에서 가열되어 용융된 수지를 사출노즐을 통해 금형 내에 사출시키는 기능을 수행하며, 이러한 사출장치와 관련된 선행기술로는 국내 등록특허 10-0355740호를 통해 개시된 바 있다.

한편, 종래 수직 사출성형기의 사출장치는 사출실린더와 노즐실린더가 개별적으로 병렬 설치됨에 따라 사출장치의 전체적인 부피와 커져 작업공간을 많이 차지하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 사출장치의 공간활용도를 높이기 위하여 노즐실린더와 사출실린더가 수직방향으로 일직선상에 설치되는 직립형 구조인 경우 수직 사출성형기 전고가 높아지게 되면서 설치공간에 제약이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 사출장치의 사출실린더와 노즐실린더가 최소의 높이를 가지면서 수직으로 배치될 수 있도록 구성함으로써, 수직 사출성형기의 부피는 물론 높이를 최소화시켜 수직 사출성형기의 설치를 위한 공간의 활용도를 극대화시킬 수 있는 수직 사출성형기의 사출장치에 관련된 것이다.

바람직한 일 실시 예에 따른 본 발명은, 중앙의 연결몸체 양단에 수직 하방으로 제1몸체와 제2몸체가 형성되고 제1몸체와 제2몸체의 내부는 격벽에 의해 상하가 구획되는 사출장치 본체와, 연결몸체에 호퍼를 설치하기 위하여 연결몸체의 전면에 구비되는 호퍼 연결부와, 제1몸체와 제2몸체 내부의 격벽을 중심으로 하측에 위치되며 상조방과 각각 연결되는 노즐피스톤이 포함된 노즐실린더와, 제1몸체와 제2몸체 내부의 격벽을 중심으로 상측에 위치되며 연결몸체를 수직관통하는 사출스크류를 통해 노즐부로 사출액을 공급하기 위한 사출부와 각각 연결되는 사출피스톤이 포함된 사출실린더와 관련된다.

더 바람직하게 본 발명은, 사출장치 본체를 구성하는 연결몸체와 제1몸체와 제2몸체는 하나의 주물로 제작되는 것과 관련된다.

더 바람직하게 본 발명은, 사출장치 본체를 구성하는 연결몸체와 제1몸체와 제2몸체는 조립형태로 제작되는 것과 관련된다.

더 바람직하게 본 발명은, 제1몸체와 제2몸체는 내부에 형성되는 사출실린더와 노즐실린더의 길이방향 중심축이 서로 엇갈려 배치되도록 구성된 것과 관련된다.

본 발명에 따른 수직 사출성형기의 사출장치는 다음과 같은 효과를 가진다.

즉, 본 발명은 사출장치의 사출실린더와 노즐실린더가 최소의 길이를 가지면서 하나의 몸체에 수직으로 배치됨에 따라 사출장치의 부피와 높이를 줄여 수직 사출성형기의 설치를 위한 공간확보에 유리한 효과를 가진다.

또한, 사출장치의 외관을 보기 좋게 할 수 있으며, 사출장치의 유지 및 관리 또한 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 이러한 기재된 내용의 효과는 발명자가 인지하는지 여부와 무관하게 기재된 내용의 구성에 의해 당연히 발휘되게 되는 것이므로 상술한 효과는 기재된 내용에 따른 몇 가지 효과일 뿐 발명자가 파악한 또는 실재하는 모든 효과를 기재한 것이라 인정되어서는 안 된다.

또한, 기재된 내용의 효과는 명세서의 전체적인 기재에 의해서 추가로 파악되어야 할 것이며, 설사 명시적인 문장으로 기재되어 있지 않더라도 기재된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 명세서를 통해 그러한 효과가 있는 것으로 인정할 수 있는 효과라면 본 명세서에 기재된 효과로 보아야 할 것이다.

도 1 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사출장치의 요부 정단면도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사출장치의 요부 측단면도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따라 수직 사출 성형기에 설치된 사출장치를 예시한 정면도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이는 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 한다.

우선, 본 발명은 수직 사출성형기의 사출장치에 관한 것으로서, 사출장치는 연결몸체와 제1몸체와 제2몸체로 구성되는 사출장치 본체와, 연결몸체에 구비되는 호퍼 연결부와, 상조방과 연결되는 노즐피스톤을 포함하는 노즐실린더와, 사출부와 연결되는 사출피스톤을 포함하는 사출실린더로 크게 구분될 수 있으며, 이하 각 구성에 예시된 도면을 통해 상세히 설명하면 다음과 같다.

사출장치 본체(100)는,

도 1 및 도 2 에 예시한 바와 같이 후술되는 노즐실린더(300)와 사출실린더(400)와 호퍼 연결부(200)가 설치되는 부분으로, 일정한 길이로 수평하게 구성되는 연결몸체(110)와, 그러한 연결몸체(110)를 중심으로 그 양단에 수직 하방으로 일정한 길이를 가지며 대향되게 형성되고, 각각의 내부에는 소정의 공간부가 구비되는 제1몸체(120)와 제2몸체(130)를 포함한다.

연결몸체(110)의 상부로는 계량모터(423)와 베어링축(424) 및 베어링축(424)에 연결되는 사출스크류(422)를 포함하는 사출부(420)가 구비되며, 이때 사출부(420)의 사출스크류(422)는 연결몸체(110)를 관통하여 하향 설치된다.

연결몸체(110)의 하부로는 사출스크류(422)가 내재되는 베럴(421)이 설치되며, 베럴(421)의 외부에는 베럴(421)에 공급되는 수지 알갱이를 일정한 온도로 용융시키기 위한 히터(도면중 미도시)가 설치되고, 베럴(421)의 하단에는 노즐부(430)가 구비되며, 노즐부(430)는 사출스크류(422)와 연결된다.

제1몸체(120)의 내부는 격벽(121)에 의해 내부의 공간이 상하로 구획되며, 제2몸체(130) 또한 격벽(131)에 의해 내부의 공간이 상하로 구획된다.

제1몸체(120)와 제2몸체(130)의 격벽(121)(131)을 통해 상하로 구획되는 공간은 후술되는 노즐실린더(300)와 사출실린더(400)가 설치되는 공간이다.

사출장치 본체(100)는 연결몸체(110)와 격벽(121)(131)이 각각 구비되는 제1몸체(120) 및 제2몸체(130)가 하나의 주물로 제작될 수 있으며, 필요에 따라서는 연결몸체(110)로부터 제1몸체(120)와 제2몸체(130)가 조립되는 형태로 구성될 수도 있고, 연결몸체(110)의 사용없이 제1몸체(120)와 제2몸체(130)에 의해서만 구성될 수도 있다.

사출장치 본체(100)는 한 쌍의 제1몸체(120)와 제2몸체(130)로 한정될 필요는 없으며, 필요한 사출조건에 따라 단수 또는 다수개의 몸체로 구성될 수도 있다.

제1몸체(120)와 제2몸체(130)는 내부에 상하로 구비되는 사출실린더(400)와 노즐실린더(300)의 길이방향 중심축이 서로 동일 선상에 놓여지도록 구성됨이 바람직하지만, 제1몸체(120) 또는 제2몸체(130)는 사출실린더(400)와 노즐실린더(300)의 길이방향 중심축이 서로 엇갈려 배치되도록 변형되어 구성될 수도 있다.

호퍼 연결부(200)는,

사출스크류(422)가 내재되는 베럴(421) 내부에 수지 알갱이를 공급하기 위한 호퍼(210)가 연결되는 부분으로서, 이러한 호퍼 연결부(200)는 전술한 사출장치 본체(100)의 연결몸체(110) 전면에 형성될 수 있다.

호퍼 연결부(200)는 연결몸체(110) 전면에 형성되는 주입공(111)을 포함하며, 그러한 주입공(111)은 사출스크류(422)가 내재되는 베럴(421)의 내부와 연결됨에 따라 호퍼(210)가 호퍼 연결부(200)를 통해 주입공(111)과 연결되면 호퍼(210)의 수지 알갱이는 주입공(111)을 통해 베럴 내부로 공급된다.

베럴(421) 내부에 공급된 수지 알갱이는 베럴(421)에 내재된 사출스크류(422)의 회전에 의한 기계적인 에너지와 베럴(421)의 외부에 장착된 히터에 의한 열에너지에 통해 용융되어 사출액으로 만들어지고, 만들어진 사출액은 베럴(421)의 하단에 모여지게 되며, 모여진 사출액의 계량이 완료되면서 사출스크류(422)는 회전을 멈추게 되고, 성형조건에 맞는 압력과 속도를 가지면서 베럴(421)의 하단에 연결되는 노즐부(430)를 통해 금형내로 사출된다.

호퍼 연결부(200)는 주입공(111)의 바깥쪽 사방에 형성되는 다수의 체결공(도면부호 미표시)을 포함하며, 이러한 체결공에 호퍼의 브래킷(도면부호 미표시)이 안착되면서 체결수단(도면부호 미표시)을 통해 체결될 수 있다.

호퍼(210)와 호퍼 연결부(200)의 체결수단은 어느 하나로 정해질 필요는 없으며, 볼트나 클램프나 자석가 같은 다양한 형태로 변형 실시될 수 있다.

노즐실린더(300)는,

노즐부(430)와 금형간의 접촉을 제어하는 역할을 하는 것으로서, 노즐실린더(300)는 노즐피스톤(310)을 통해 사출장치 본체(100)를 상하방향으로 승강시키게 되며, 이때 사출장치 본체(100)와 연결된 사출부(420) 및 베럴(421)과 노즐부(430)가 함께 승강된다.

즉, 금형내로 사출액을 주입하기 전에는 노즐실린더(300)의 작동에 따라 사출부(420)와 베럴(421)과 노즐부(430)를 포함하는 사출장치 본체(100)가 상승하게 되고, 금형내로 사출액을 주입하는 경우에는 노즐실린더(300)의 작동에 따라 사출부(420)와 베럴(421)과 노즐부(430)를 포함하는 사출장치 본체(100)가 하강하게 되면서 노즐부(430)가 소정의 압력을 유지하면서 금형의 내부로 연결된다.

노즐실린더(300)는 사출장치 본체(100)의 제1몸체(120) 및 제2몸체(130)의 내부 중 격벽(121)(131)에 의해 구획된 하측에 각각 내재되며, 노즐실린더(300)의 노즐피스톤(310)은 상조방(500)과 결합됨에 따라 상조방(500)과 함께 고정된 노즐피스톤(310)을 중심으로 노즐실린더(300)가 승강되면 사출장치 본체(100)와 사출부(420)와 베럴 및 노즐부(430)가 함께 승강하게 되는 것이며, 노즐피스톤(310)을 중심으로 노즐실린더(300)가 하강되며 사출장치 본체(100)와 사출부(420)와 베럴(421) 및 노즐부(430)는 함께 하강하게 된다.

도면중 미설명 부호 (320)은 노즐실린더 커버이다.

사출실린더(400)는,

사출부(420)와 함께 사출스크류(422)의 승강을 제어하는 역할을 한다.

사출실린더(400)는 사출피스톤(410)을 통해 사출부(420)와 연결되며, 사출실린더(400)의 작동에 따라 사출피스톤(410)과 함께 사출부(420)가 상하방향으로 승강된다.

즉, 호퍼(210)에 의해 수지 알갱이가 베럴(421) 내부로 공급되면 수지 알갱이는 소정 시간 혼련되면서 히터에 의해 가열되고 가소화되어 사출액이 되고, 이러한 사출액의 소정량이 베럴(421)의 하단에 모이게 되면서 베럴(421)의 하부에 압력이 발생되면 반작용에 의해 사출스크류(422)가 상측으로 밀리는 배압이 발생하게 되고, 이러한 배압에 상응하여 사출실린더(400)가 사출스크류(422)와 함께 사출부(420)를 상측으로 소정 길이 만큼 이동시켜주게 된다.

그리고 일정시간 가소화를 통해 정확하게 계량된 양의 사출액이 베럴(421)의 하단에 모여 계량이 완료되면 사출실린더(400)의 작동에 따라 사출부(420)와 함께 사출스크류(422)가 하강되면서 사출액이 노즐부(430)를 통해 금형내로 공급된다.

도면중 미설명 부호 (440)은 사출실린더 커버이다.

이와 같은 본 발명에 따른 사출성형기의 사출장치가 작동되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

즉, 호퍼 연결부(200)에 설치되는 호퍼(210)를 통해 수지 알갱이가 연결몸체(110)의 주입공(111)을 거쳐 사출스크류(422)가 내재된 베럴(421) 내로 공급되면 수지 알갱이는 히터와 사출스크류(422)의 회전에 의해 용융되면서 베럴(421)의 하측으로 이동된다.

용융된 사출액이 베럴(421)의 하단에 모여지면서 발생되는 압력에 의해 사출스크류(422)가 상측으로 압압되어 배압이 발생되므로 이러한 배압에 상응하여 사출실린더(400)의 사출피스톤(410)이 작동되면서 사출부(420)와 사출스크류(422)를 상승시켜 배압을 조절하게 된다. 이때 계량모터(423)는 사출스크류(422)를 계속 회전시켜 준다.

융융된 사출액이 베럴(421)에 설정된 양으로 모여져 계량이 완료되면 사출스크류(422)가 회전을 멈춘 상태에서 사출실린더(400)의 사출피스톤(410)의 작동에 따라 사출부(420)와 함께 사출스크류(422)가 하강되며, 이에 따라 설정된 압력과 속도로 사출액이 노즐부(430)로 이동된다.

노즐부(430)를 통한 사출액의 공급 준비가 완료되면 노즐피스톤(310)을 중심으로 상승되어 있던 노즐실린더(300)가 하강하게 되고, 노즐실린더(300)의 하강은 사출부(420)와 베럴(421)과 노즐부(430)를 포함하는 사출장치 본체(100)가 전체적으로 하강됨에 따라 베럴(421)의 하단에 위치한 노즐부(430)가 금형의 내부에 연결되며, 연결 후에는 소정의 압력을 유지하면서 노즐부(430)를 통해 베럴(421)의 사출액이 금형 내로 공급된다.

사출액의 공급이 완료되면 노즐실린더(300)의 작동에 따라 사출부(420)와 베럴(421)과 노즐부(430)를 포함하는 사출장치 본체(100)는 다시 승강을 하게 되고, 이후 다음 사출공정을 반복하여 수행하게 된다.

한편, 전술한 바와 같이 사출장치 본체(100)에 구비되는 노즐실린더(300)와 사출실린더(400)가 수직의 배치구조를 가짐에 따라 수직 사출성형기의 전고가 높아질 수도 있다.

따라서 도 3 에 예시한 바와 같이 형체실린더(710)의 피스톤로드(711) 하단에 상하방향으로 소정의 간격을 가지는 다수의 체결홈(712)을 형성하고, 하조방(600)에는 형체결수단(610)을 구비함에 따라 금형의 높이에 따라 하조방(600)과 함께 형체결수단(610)을 승강시키면서 피스톤로드(711)의 선택된 어느 하나의 체결홈(712)에 형체결수단(610)을 체결함으로써, 금형에 높이에 따라 수직 사출성형기의 전고가 높아지는 현상을 방지할 수도 있다.

아울러 전술한 체결홈(712)은 피스톤로드(711)에 직접 형성될 수도 있지만, 피스톤로드(711)의 하단에 도면으로 예시하지 않은 별도의 형체봉을 탈착 가능하게 설치하고, 그러한 형체봉에 상하방향으로 소정의 간격을 가지는 다수의 체결홈을 형성할 수도 있다.

또한 형체결수단(610)의 실시 예로는 도면으로 예시하지 않았지만 셔터 가이드와 셔터 판과 셔터 실린더를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 셔터 가이드는 한 쌍으로 이루어져 피스톤로드(711) 또는 형체봉의 대향된 양측에 각각 위치하도록 하조방(600)의 상면에 결합되며, 셔터 판이 끼어져 슬라이딩 되는 가이드홈이 서로 마주하도록 대략 "ㄷ" 형상의 단면구조를 가질 수 있다.

셔터 판은 셔터 가이드의 가이드홈에 양단이 끼워져 양방향을 따라 슬라이딩되며, 셔터 판의 중앙부는 셔터 가이드의 길이방향에 대하여 수직방향으로 이분되면서 마주하는 접면부 중심에 함몰된 형상의 체결부가 각각 대향되어 형성될 수 있다.

대향된 체결부로 전술한 피스톤로드(711) 또는 형체봉이 상하로 관통되면서 셔터 판의 슬라이딩 작용에 따라 체결부가 피스톤로드(711)의 체결홈(712) 또는 형체봉의 체결홈에 체결될 수 있다.

체결부는 피스톤로드(711) 및 형체봉의 외주면 형상과 상응하는 형상으로 구성됨이 바람직하며, 피스톤로드(711) 및 형체봉의 외주면 곡률과 상응하는 곡률를 가지는 호형으로 구성됨이 바람직하다.

셔터 실린더는 한 쌍의 셔터 판에 고정된 셔터 가이드봉을 양방향으로 작동시키면서 셔터 판의 체결부를 피스톤로드(711)의 체결홈(712) 또는 형체봉의 체결홈에 체결시키거나, 체결홈(712)에 체결된 체결부를 다시 분리시켜주는 역할을 한다.

도면중 미설명 부호(700)은 형체실린더(710)의 상부에 고정되는 베이스이고, (800)은 상조방(500)과 하조방(600)을 연결해주는 타이바이며, (900)은 베이스(700)의 하부에 설치되며, 상조방(510)과 하조방(520)을 연결하는 타이바(800)가 관통되는 베이스프레임이다.

이와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관한 방법을 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100 : 사출장치 본체 110 : 연결몸체
111 : 주입공 120 : 제1몸체
121,131 : 격벽 130 : 제2몸체
200 : 호퍼 연결부 210 : 호퍼
300 : 노즐실린더 310 : 노즐피스톤
320 : 노즐실린더 커버 400 : 사출실린더
410 : 사출피스톤 420 : 사출부
421 : 베럴 422 : 사출스크류
423 : 계량모터 424 : 베어링축
430 : 노즐부 440 :사출실린더 커버
500 : 상조방 600 : 하조방
610 : 형체결수단 700 : 베이스
710 : 형체실린더 711 : 피스톤로드
712 : 체결홈 800 : 타이바
900 : 베이스프레임

Claims (4)

1. 일정 길이로 수평하게 구성되는 연결몸체를 중심으로 그 양단에 수직 하방으로 일정한 길이를 가지는 제1몸체 및 제2몸체가 주물 성형에 의해 하나로 제작되어 일체형으로 이루어지되, 상기 제1몸체와 제2몸체의 각 내부에는 가로 방향의 격벽에 의해 구획되어 상,하 방향으로 개방된 공간부가 형성되어 이루어지며, 상기 격벽에 인접된 위치와 공간부 입구에 인접된 위치에 상기 공간부와 통하는 유압 포트가 수평으로 구비된 주물형 사출장치 본체;
   상기 연결몸체에 호퍼를 설치하기 위하여 상기 연결몸체의 전면에 구비되는 것으로서, 사출 수지를 베럴 내부로 주입하기 위한 상기 호퍼 출구와 연결되는 주입공을 가지며, 상기 호퍼의 최상단부가 사출부의 계량모터 상단부 위로 돌출되지 않도록 경사지게 설치되기 위한 호퍼연결부;
   상기 제1몸체와 제2몸체의 상기 격벽의 하측 공간부에 구비되는 것으로, 상조방과 각각 연결되는 노즐피스톤을 안내하며 상기 하측 공간부를 밀폐하는 노즐실린더커버가 포함된 한 쌍의 노즐실린더; 및
   상기 제1몸체와 제2몸체의 상기 격벽의 상측 공간부에 구비되는 것으로, 상기 연결몸체를 수직 관통하는 사출스크류를 통해 노즐부로 사출액을 공급하기 위한 사출부와 각각 연결되는 사출피스톤을 안내하며 상기 상측공간부를 밀폐하는 사출실린더커버가 포함된 한 쌍의 사출실린더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 사출성형기의 사출장치.
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