KR100872323B1 - 성형방법 및 성형기 - Google Patents

Abstract

형체용 구동부에 가하여지는 부하를 작게 할 수 있는 성형방법, 성형기 및 성형품을 제공한다.

복수회에 걸쳐서 캐비티 공간에 성형재료를 충전하고, 성형재료가 충전될 때마다 형체를 행하며, 소정의 타이밍에서, 베이스 플레이트를 소정의 형두께 조정량만큼 후퇴시켜서, 토글기구의 원점(原点)위치를 조정한다.

이 경우, 복수회에 걸쳐서 캐비티 공간에 성형재료가 충전되고, 성형재료가 충전될 때마다 형체가 행하여지며, 소정의 타이밍에서, 베이스 플레이트가 소정의 형두께 조정량만큼 후퇴되어, 토글기구의 원점위치가 조정된다. 따라서, 압축력이 커지므로, 형체용 구동부에 가하여지는 부하를 작게 할 수 있다.

Description

성형방법 및 성형기{Molding method and molding machine}

본 발명은, 성형방법, 성형기 및 성형품에 관한 것이다.

종래, 성형기, 예컨대, 사출성형기에 있어서는, 가열실린더 내에 있어서 가열되어 용융된 수지를, 고압으로 사출하여 금형장치의 캐비티 공간에 충전하고, 이 캐비티 공간 내에 있어서 냉각하여 고화(固化)시킨 후, 성형품을 인출하도록 되어 있다.

상기 사출성형기는 금형장치, 형체(型締)장치 및 사출장치를 가지며, 상기 금형장치는 고정(固定)금형 및 가동(可動)금형으로 이루어지는 금형을 구비하고, 형체장치는, 고정플래튼, 가동플래튼, 형체용 구동부로서의 형체용 모터, 토글기구 등을 구비한다. 그리고, 상기 형체용 모터를 구동하여, 볼나사를 작동시켜서 크로스헤드를 진퇴시키면, 토글기구가 작동하여, 가동플래튼을 진퇴시켜서, 형폐(型閉), 형체(型締) 및 형개(型開)를 행한다. 한편, 상기 사출장치는, 호퍼로부터 공급된 수지를 가열하여 용융시키는 상기 가열실린더, 및 용융된 수지를 사출하는 사출노즐을 구비하고, 상기 가열실린더 내에 스크루가 회전 가능하게, 또한, 진퇴 가능하게 설치된다. 그리고, 계량용 모터를 구동하여, 상기 스크루를 회전시킴으로써, 스크루의 전방에 수지를 모으고, 사출용 모터를 구동하여, 상기 스크루를 전진시킴으로써, 사출노즐로부터 수지를 사출한다.

그런데, 캐비티 공간을 미리 압축값(compression allowance)만큼 오픈한 상태로 하여 수지를 충전하고, 이어서, 가동플래튼을 전진시켜서 캐비티 공간 내의 수지를 압축하도록 한 압축성형방법이 제공되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조. ).

[특허문헌 1] 일본국 특허공개 평11-115010호 공보

[발명의 개시]

[발명이 해결하고자 하는 과제]

그러나, 상기 종래의 압축성형방법에 있어서는, 압축 스트로크가 3[㎜] 이상이 되면, 수지를 압축할 때에 토글기구에 의하여 발생되는 압축력이 작아지고, 상기 볼나사에 가하여지는 축력(軸力)이 그만큼 커져서, 형체용 모터에 가하여지는 부하가 과잉으로 커져 버린다.

본 발명은, 상기 종래의 압축성형방법의 문제점을 해결하여, 형체용 구동부에 가하여지는 부하를 작게 할 수 있는 성형방법, 성형기 및 성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

이를 위해서, 본 발명의 성형방법에 있어서는, 복수회에 걸쳐서 캐비티 공간에 성형재료를 충전하고, 이 성형재료가 충전될 때마다 형체를 행하며, 소정의 타이밍에서, 베이스 플레이트를 소정의 형두께 조정량만큼 후퇴시켜서, 토글기구의 원점(原点)위치를 조정한다.

[발명의 효과]

본 발명에 의하면, 성형방법에 있어서는, 복수회에 걸쳐서 캐비티 공간에 성형재료를 충전하고, 이 성형재료가 충전될 때마다 형체를 행하며, 소정의 타이밍에서, 베이스 플레이트를 소정의 형두께 조정량만큼 후퇴시켜서, 토글기구의 원점위치를 조정한다.

이 경우, 복수회에 걸쳐서 캐비티 공간에 성형재료가 충전되고, 성형재료가 충전될 때마다 형체가 행하여지며, 소정의 타이밍에서, 베이스 플레이트가 소정의 형두께 조정량만큼 후퇴되어, 토글기구의 원점위치가 조정된다.

따라서, 압축력이 커지므로, 형체용 구동부에 가하여지는 부하를 작게 할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 사출성형기의 개략도이다.

도 2는, 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 성형기 제어장치의 블럭도이다.

도 3은, 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 금형장치의 요부를 나타낸 단면도이다.

도 4는, 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 성형품의 사시도이다.

도 5는, 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 사출성형기의 동작을 나타낸 타임차트이다.

도 6은, 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 토글기구의 특성도이다.

도 7은, 본 발명의 제2 실시예에 있어서의 금형장치의 요부를 나타낸 단면도이다.

도 8은, 본 발명의 제2 실시예에 있어서의 성형품의 사시도이다.

도 9는, 본 발명의 제2 실시예에 있어서의 사출성형기의 동작을 나타낸 타임차트이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 고정(固定)금형

12 : 가동(可動)금형

91 : 고정플래튼

92 : 토글 서포트

94 : 가동플래튼

95 : 토글기구

96 : 형체용 모터

122 : 형두께 모터

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 사출성형기의 개략도이다.

도면에 있어서, 51은 사출장치, 52는 제1 금형으로서의 고정(固定)금형(11) 및 제2 금형으로서의 가동(可動)금형(12)으로 이루어지는 금형장치, 53은 사출장치(51)와 대향시켜서 설치된 형체장치, 54는 상기 사출장치(51)를 진퇴 가능하게 지지하는 가소화 이동장치, 55는 이젝터장치, 60은 토글 조정장치로서 기능하는 형두께 조정장치, fr1은 상기 사출장치(51), 형체장치(53), 가소화 이동장치(54) 등을 지지하는 성형기 프레임이다.

상기 사출장치(51)는, 실린더부재로서의 가열실린더(56), 이 가열실린더(56) 내에 있어서, 회전 가능하게, 또한, 진퇴 가능하게 설치된 사출부재로서의 스크루(57), 상기 가열실린더(56)의 전단에 장착된 사출노즐(58), 상기 가열실린더(56)의 후단 근방에 설치된 호퍼(59), 상기 스크루(57)의 후단에 돌출시켜서 형성된 스크루축(61), 하중검출부로서의 로드셀(70)을 통하여 연결된 프론트 지지부(71) 및 리어 지지부(72)를 구비함과 함께, 진퇴 가능하게 설치되고, 상기 스크루축(61)을 회전 가능하게 지지하는 프레셔 플레이트(62), 상기 프론트 지지부(71)에 장착되고, 풀리ㆍ벨트식 회전전달계(구동요소로서의 구동 풀리, 종동요소로서의 종동 풀리, 및 구동 풀리와 종동 풀리의 사이에 장력을 가지도록 설치된 전동(傳動)부재로서의 타이밍 벨트로 이루어짐)(65)를 통하여 스크루축(61)과 연결된 계량용 구동부 로서의 계량용 모터(66), 상기 성형기 프레임(fr1)에 장착되고, 풀리ㆍ벨트식 회전전달계(구동요소로서의 구동 풀리, 종동요소로서의 종동 풀리, 및 구동 풀리와 종동 풀리의 사이에 장력을 가지도록 설치된 전동부재로서의 타이밍 벨트로 이루어짐)(68)를 통하여 운동방향 변환부로서의 볼나사(75)와 연결된, 사출용 구동부로서의 사출용 모터(69) 등을 구비한다. 상기 볼나사(75)는, 회전운동을 직진운동으로 변환하는 운동방향 변환부로서 기능하고, 회전전달계(68)와 연결된 제1 변환요소로서의 볼나사축(73), 및 리어 지지부(72)에 장착되고, 상기 볼나사축(73)과 나사결합되는 제2 변환요소로서의 볼너트(74)를 구비한다.

또한, 상기 가소화 이동장치(54)는, 가이드 유닛(fr2), 이 가이드 유닛(fr2)에 장착되고, 가소화 이동용 구동부로서의 모터(77), 상기 가이드 유닛(fr2)의 길이방향을 따라서 설치되고, 프론트 지지부(71) 및 리어 지지부(72)를 안내하는 가이드(78), 가이드 유닛(fr2)에 대하여 회전 가능하게 설치되고, 모터(77)를 구동함으로써 회전되는 제1 변환요소로서의 볼나사축(81), 이 볼나사축(81)과 나사결합되는 제2 변환요소로서의 볼너트(82), 상기 가열실린더(56)의 후단에 장착된 브래킷(83), 상기 볼너트(82)와 브래킷(83)의 사이에 설치되는 바이어싱 부재(biasing member)로서의 스프링(84) 등을 구비한다. 다만, 상기 볼나사축(81) 및 볼너트(82)에 의하여 볼나사(86)가 구성되고, 이 볼나사(86)는, 회전운동을 직진운동으로 변환하는 운동방향 변환부로서 기능한다.

또한, 상기 형체장치(53)는, 성형기 프레임(fr1)에 장착된 제1 플래튼으로서의 고정플래튼(91), 베이스 플레이트로서의 토글 서포트(92), 상기 고정플래튼(91) 과 토글 서포트(92)의 사이에 가설된 타이바(93), 고정플래튼(91)과 대향시키고, 또한, 타이바(93)를 따라서 진퇴 가능하게 설치된 제2 플래튼으로서의 가동플래튼(94), 및 이 가동플래튼(94)과 토글 서포트(92)의 사이에 설치된 토글기구(95), 형체용 구동부로서의 형체용 모터(96), 이 형체용 모터(96)를 구동함으로써 발생된 회전을 토글기구(95)에 전달하는 풀리ㆍ벨트식 회전전달계(구동요소로서의 구동 풀리, 종동요소로서의 종동 풀리, 및 구동 풀리와 종동 풀리의 사이에 장력을 가지도록 설치된 전동부재로서의 타이밍 벨트로 이루어짐)(97), 이 회전전달계(97)와 연결된 운동방향 변환부로서의 볼나사(98), 이 볼나사(98)와 연결된 크로스헤드(99) 등을 구비한다. 그리고, 상기 고정플래튼(91) 및 가동플래튼(94)에, 서로 대향시켜서 고정금형(11) 및 가동금형(12)이 각각 장착된다.

상기 볼나사(98)는, 회전운동을 직진운동으로 변환하는 운동방향 변환부로서 기능하고, 회전전달계(97)와 연결된 제1 변환요소로서의 볼나사축(101), 및 크로스헤드(99)에 장착되고, 상기 볼나사축(101)과 나사결합되는 제2 변환요소로서의 볼너트(102)를 구비한다.

또한, 상기 토글기구(95)는, 크로스헤드(99)에 대하여 요동 가능하게 지지된 토글 레버(105), 토글 서포트(92)에 대하여 요동 가능하게 지지된 토글 레버(106), 및 가동플래튼(94)에 대하여 요동 가능하게 지지된 토글 아암(107)을 구비하고, 토글 레버(105, 106) 사이, 및 토글 레버(106)와 토글 아암(107)의 사이가 각각 링크 결합된다.

상기 토글기구(95)는, 상기 형체용 모터(96)를 구동하여 크로스헤드(99)를 토글 서포트(92)와 가동플래튼(94)의 사이에서 진퇴시킴으로써 가동플래튼(94)을 타이바(93)를 따라서 진퇴시켜서, 가동금형(12)을 고정금형(11)에 대하여 접근 이격시켜서, 형폐, 형체 및 형개를 행한다.

또한, 상기 이젝터장치(55)는, 가동플래튼(94)의 후단면에 설치되고, 가동플래튼(94)에 대하여 진퇴 가능하게 설치된 크로스헤드(111), 돌출용 구동부로서의 돌출용 모터(112), 상기 크로스헤드(111)에 대하여 회전 가능하게 설치된 제1 변환요소로서의 볼나사축(113), 상기 크로스헤드(111)에 장착되고, 상기 볼나사축(113)과 나사결합되는, 제2 변환요소로서의 볼너트(114), 상기 돌출용 모터(112)를 구동함으로써 발생된 회전을 볼나사축(113)에 전달하는 풀리ㆍ벨트식 회전전달계(구동요소로서의 구동 풀리, 종동요소로서의 종동 풀리, 및 구동 풀리와 종동 풀리의 사이에 장력을 가지도록 설치된 전동부재로서의 타이밍 벨트로 이루어짐)(116), 상기 크로스헤드(111)의 진퇴에 수반하여 진퇴되는 도시되지 않은 이젝터 로드 및 이젝터 핀 등을 구비한다. 다만, 상기 볼나사축(113) 및 볼너트(114)에 의하여 볼나사(115)가 구성되고, 이 볼나사(115)는, 회전운동을 직진운동으로 변환하는 운동방향 변환부로서 기능한다.

그리고, 상기 형두께 조정장치(60)는, 각 타이바(93)의 후단에 형성된 나사부와 나사결합되고, 토글조정부재로서의, 또한, 형두께 조정부재로서의 조정 너트(121), 토글 조정용, 또한, 형두께 조정용 구동부로서의 형두께 모터(122), 이 형두께 모터(122)를 구동함으로써 발생된 회전을 각 조정 너트(121)에 전달하는 전동(傳動)부재로서의 타이밍 벨트(123) 등을 구비하고, 토글 서포트(92)를 고정플래 튼(91)에 대하여 진퇴시켜서 형두께 조정을 행한다.

상기 구성의 사출장치(51)에 있어서, 모터(77)를 구동하면, 이 모터(77)의 회전은 볼나사축(81)에 전달되어, 볼너트(82)가 진퇴된다. 그리고, 볼너트(82)의 추력(推力)이 스프링(84)을 통하여 브래킷(83)에 전달되어, 사출장치(51)가 진퇴된다.

그리고, 계량공정에 있어서, 계량용 모터(66)를 구동하고, 회전전달계(65)를 통하여 스크루축(61)에 회전을 전달하여, 스크루(57)를 회전시키면, 호퍼(59)로부터 공급된 성형재료로서의 수지는, 가열실린더(56) 내에 있어서 가열되고 용융되고, 전방으로 이동하여, 스크루(57)의 전방에 모인다. 이에 수반하여, 스크루(57)는, 소정의 위치까지 후퇴된다.

또한, 사출공정에 있어서, 사출노즐(58)을 고정금형(11)에 밀어붙이고, 사출용 모터(69)를 구동하고, 회전전달계(68)를 통하여 볼나사축(73)을 회전시킨다. 이때, 로드셀(70)은 볼나사축(73)의 회전에 수반하여 이동하고, 스크루(57)를 전진시키므로, 스크루(57)의 전방에 모여 있는 수지는 사출노즐(58)로부터 사출되어, 고정금형(11)과 가동금형(12)의 사이에 형성된 캐비티 공간에 충전된다. 그때의 반력을, 로드셀(70)이 받고, 이 로드셀(70)에 의하여 압력이 검출된다.

다음으로, 상기 구성의 형체장치(53) 및 이젝터장치(55)에 있어서, 형체용 모터(96)를 구동하면, 이 형체용 모터(96)의 회전은, 회전전달계(97)를 통하여 볼나사축(101)에 전달되고, 볼너트(102)가 진퇴되어, 크로스헤드(99)도 진퇴된다. 그리고, 이 크로스헤드(99)의 전진에 수반하여, 토글기구(95)가 신장되어, 가동플래 튼(94)이 전진되어서 형폐가 행하여지고, 고정금형(11)에 가동금형(12)이 맞닿는다. 이어서, 형체용 모터(96)를 더욱 구동하면, 토글기구(95)에 있어서 형체력(型締力)이 발생되고, 이 형체력으로 고정금형(11)에 가동금형(12)이 밀어붙여지고, 고정금형(11)과 가동금형(12)의 사이에 캐비티 공간이 형성된다. 또한, 크로스헤드(99)의 후퇴에 수반하여, 토글기구(95)가 굴곡되면, 가동플래튼(94)이 후퇴되어, 형개가 행하여진다.

이어서, 돌출용 모터(112)가 구동되고, 이 돌출용 모터(112)를 구동함으로써 발생된 회전은, 회전전달계(116)를 통하여 볼나사축(113)에 전달되고, 크로스헤드(111)가 진퇴되어서, 상기 이젝터 로드가 진퇴된다. 그리고, 형개가 행하여지는 것에 수반하여, 돌출용 모터(112)를 구동하여 크로스헤드(111)를 전진시키면, 상기 이젝터 핀이 전진되어, 성형품이 돌출된다.

다음으로, 상기 구성의 형두께 조정장치(60)에 있어서, 형두께 모터(122)를 구동하면, 형두께 모터(122)의 회전은, 타이밍 벨트(123)를 통하여 각 조정 너트(121)에 전달되고, 이 각 조정 너트(121)는, 회전되는 것에 수반하여 타이바(93)에 대하여 진퇴되어서, 토글 서포트(92)를 진퇴시킨다. 그 결과, 형두께가 조정됨과 함께, 토글기구(95)의 기준위치가 조정된다.

그런데, 본 실시예에 있어서는, 캐비티 공간을 미리 압축값만큼 오픈한 상태로 하여 수지를 충전하고, 이어서, 가동플래튼(94)을 전진시켜서 캐비티 공간 내의 수지를 압축하도록 한 압축성형방법으로 성형이 행하여지도록 되어 있다.

이 경우, 캐비티 공간에 수지를 충전한 후, 장시간에 걸쳐서 큰 보압력으로 보압을 행하고, 수지를 냉각하면, 수지는, 금속과 비교하여, 열전도율이 낮고 수축률이 높으므로, 성형품의 중심부까지 냉각 및 고화가 진행되지 않는다. 그 결과, 성형품의 치수가 작아질 뿐만 아니라, 균등하게 냉각되지 않으므로, 성형품에 수축 캐비티, 공동(空洞), 변형, 휨 등이 발생하여, 성형품의 품질이 저하되어 버린다.

그래서, 수지의 충전 및 압축을 복수회에 걸쳐서 반복함으로써, 복수의 층으로 이루어져, 적층구조를 가지는 성형품을 성형하도록 하고 있다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 성형기 제어장치의 블럭도이다.

도면에 있어서, 10은 제어부이며, 이 제어부(10)는, 계량용 모터(66), 사출용 모터(69), 모터(77), 형체용 모터(96), 돌출용 모터(112) 및 형두께 모터(122)에 접속된다. 상기 제어부(10)는, 도시되지 않은 CPU, RAM, ROM 등을 구비하고, ROM에 기록된 데이터, 프로그램 등에 따라서 컴퓨터로서 기능하여, 각종 연산을 행한다.

다음으로, 적층구조를 가지는 성형품의 성형방법에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 금형장치의 요부를 나타낸 단면도, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 성형품의 사시도, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 사출성형기의 동작을 나타낸 타임차트, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 토글기구의 특성도이다. 다만, 도 6에 있어서, 가로축에 압축 스트로크를, 세로축에 압축력을 취하고 있다.

도 3에 있어서, 11은 고정금형, 12는 가동금형이며, 고정금형(11)과 가동금형(12)을 접근 이격시킴으로써, 금형장치(52)의 형폐, 형체 및 형개가 행하여지고, 상기 고정금형(11)과 가동금형(12)의 사이에 캐비티 공간이 형성된다.

그리고, 상기 고정금형(11)에, 노즐 하우징(15)이 형성되고, 노즐 하우징(15) 내에, 밸브 게이트 바디(14)가 설치된다. 이 밸브 게이트 바디(14)는, 노즐 하우징(15) 내에 뻗어 있도록 설치된 노즐(21), 이 노즐(21) 내에 뻗어 있게 되며, 또한, 진퇴 가능하게 설치된 밸브 핀(22), 상기 노즐(21)의 외주면에 설치된 가열부재로서의 히터(23) 등을 구비한다. 상기 노즐(21)은, 전단부에 설치된 원추형 부분 및 이 원추형 부분에 인접시켜서 설치된 원통형상 부분을 구비한다. 상기 밸브 핀(22)의 후방에는, 밸브 핀(22)을 진퇴시키기 위하여, 게이트 개폐용 구동부로서의 도시되지 않은 밸브 실린더가 설치되고, 이 밸브 실린더는, 공기 실린더로 이루어지며, 구동에 수반하여 상기 밸브 핀(22)을 진퇴시켜서, 노즐(21)의 전단(도 3에 있어서 좌측단)에 형성된 밸브 게이트(g)를 개폐한다. 따라서, 상기 사출노즐(58)(도 1)로부터 사출된 수지는, 도시되지 않은 러너를 통하여 노즐(21)에 공급되고, 밸브 게이트(g)가 개방되는 것에 수반하여, 캐비티 공간 내에 진입한다.

또한, 상기 가동금형(12)은, 상기 고정금형(11)과 대향시켜서 설치된 형판(mold plate; 型板)(31), 받이판(receiving plate)(32), 상기 형판(31)과 받이판(32)의 사이에 소정의 간격을 형성하기 위하여 설치된 스페이서 블럭(spacer block)(33), 형개가 행하여지는 것에 수반하여, 상기 캐비티 공간 내에 형성된 성형품(m)을 돌출하는 이젝터 핀 이송장치(34)를 구비한다. 여기서, 이 이젝터 핀 이송장치(34), 크로스헤드(111), 돌출용 모터(112), 볼나사(115), 회전전달계(116) 등에 의하여 이젝터장치(55)가 구성된다.

상기 이젝터 핀 이송장치(34)는, 상기 받이판(32)을 관통하여 뻗고, 상기 볼나사축(113)의 직진운동을 받아서 진퇴되는 이젝터 로드(35), 상기 형판(31)과 받이판(32) 사이의 공간에, 상기 이젝터 로드(35)의 전단(도 3에 있어서 우측단)에 맞닿게 하여 설치되고, 이젝터 로드(35)가 전진(도 3에 있어서 우측방향으로 이동)되는 것에 수반하여 전진되고, 도시되지 않은 리턴 스프링의 가압력에 의하여 후퇴(도 3에 있어서 좌측방향으로 이동)되는 이젝터 플레이트(36), 이 이젝터 플레이트(36)에 장착되고, 전단을 상기 캐비티 공간을 향하도록 하여 설치되며, 이젝터 플레이트(36)의 진퇴에 수반하여 진퇴되는 이젝터 핀(37) 등을 구비한다.

그리고, 상기 이젝터 플레이트(36)는, 두 개의 판 부재(38, 39)를 결합함으로써 형성되고, 상기 이젝터 핀(37)의 후단(도 3에 있어서 좌측단)에 형성된 헤드부(h)가 두 개의 판 부재(38, 39)에 의하여 끼워져 있다.

그런데, 성형품(m)은 적층구조를 가져서, 두 개의 층(Ri(i＝1, 2))으로 이루어지고, 상술된 바와 같이, 충전이 복수회, 본 실시예에 있어서는, 2회 행하여진다.

이를 위해서, 도 5에 나타낸 바와 같이, 타이밍 t0에서, 제어부(10)(도 2)의 형폐(型閉)처리수단(형폐처리부)은, 형폐처리를 행하고, 금형장치(52)에 있어서 형폐를 개시하고, 형체용 모터(96)를 구동하여, 토글기구(95)를 작동시켜서, 가동플래튼(94)을 형개한계위치(q1)로부터 전진시킨다. 그리고, 고정금형(11)과 가동금형(12)의 사이에 캐비티 공간이 되는 제1 충전공간(C1)이 형성된다. 여기서, 사출장치(51)에 있어서는, 타이밍 t0에서 계량이 종료되고, 스크루(57)는 후퇴한계위 치(r1)에 놓여진다. 다만, 제1 충전공간(C1)의 외주둘레를 구획하여 밀봉하기 위하여, 가동금형(12)의 전단부(도 3에 있어서 우측단부)에 밀봉부재로서의 인서트 블럭(41)이 매설된다. 이 인서트 블럭(41)은, 상기 제1 충전공간(C1)의 외주둘레를 따라서 뻗어 있게 되고, 성형품(m)의 외주둘레의 형상에 대응한 형상을 가진다. 또한, 상기 고정금형(11)에는, 인서트 블럭(41)과 대응하는 위치에, 이 인서트 블럭(41)을 수용하기 위한 홈(43)이 형성된다.

이어서, 타이밍 t1에서, 가동플래튼(94)이 1샷째의 충전을 개시하기 위한 제1 충전개시위치(q2)에 도달하면, 상기 제어부(10)의 사출처리수단(사출처리부)은, 사출처리를 행하고, 사출장치(51)에 있어서 사출용 모터(69)를 구동하여, 스크루(57)를 전진시키고, 1샷째의 사출을 개시하여, 상기 제1 충전공간(C1)에 수지를 충전한다. 이에 수반하여, 상기 제어부(10)의 형체(型締)처리수단(형체처리부)은, 형체처리를 행하고, 형체용 모터(96)를 더욱 구동하여, 가동플래튼(94)을 더욱 전진시켜서, 형체를 행하여, 제1 충전공간(C1) 내의 수지를 압축한다.

그 동안에, 상기 스크루(57)가 전진한계위치(r2)에 도달하면, 상기 제어부(10)의 보압(保壓)처리수단(보압처리부)은, 보압처리를 행하고, 사출장치(51)에 있어서 사출용 모터(69)를 계속해서 구동하여, 제1 충전공간(C1) 내의 수지의 압력을 유지한다. 이어서, 제1 충전공간(C1)에 충전된 수지의 냉각 및 수축에 수반하여, 타이밍 t2에서 가동플래튼(94)이 제1 압축한계위치(q3)에 도달하고, 정지된 후에도, 상기 형체처리수단은, 형체용 모터(96)를 더욱 계속해서 구동하여, 제1 충전공간(C1) 내의 수지를 계속해서 압축한다. 또한, 이 동안, 상기 수지가 냉각되어, 층 R1이 형성된다.

다음으로, 타이밍 t3에서 제어부(10)의 형개(型開)처리수단(형개처리부)은, 형개처리를 행하고, 금형장치(52)에 있어서 형개를 개시하여, 형체용 모터(96)를 역방향으로 구동하고, 토글기구(95)를 작동시켜서, 가동플래튼(94)을 형폐한계위치(q3)로부터 후퇴시킨다. 또한, 타이밍 t3에서, 제어부(10)의 계량(計量)처리수단(계량처리부)은, 계량처리를 행하고, 계량을 개시하여, 스크루(57)를 회전시키면, 스크루(57)의 전방에 모인 수지에 의하여 스크루(57)가 후퇴된다. 그리고, 타이밍 t4에서, 가동플래튼(94)이 상기 제1 충전개시위치(q2)보다 후방의, 2샷째의 충전을 개시하기 위한 제2 충전개시위치(q4)에 도달하면, 상기 형체처리수단은 형체용 모터(96)의 구동을 정지시킨다. 이때, 고정금형(11) 및 가동금형(12)에 의하여, 고화(固化)된 수지의 층 R1의 후방에 캐비티 공간이 되는 제2 충전공간(C2)이 형성된다.

이어서, 타이밍 t5에서, 상기 사출처리수단은, 사출장치(51)에 있어서 사출용 모터(69)를 구동하여, 스크루(57)를 전진시키고, 2샷째의 사출을 개시하여, 상기 제2 충전공간(C2)에 수지를 충전한다. 이에 수반하여, 상기 형체처리수단은, 형체용 모터(96)를 정방향으로 구동하여, 가동플래튼(94)을 전진시켜서, 제2 충전공간(C2) 내의 수지를 압축한다. 이어서, 타이밍 t6에서 가동플래튼(94)이 제1 압축한계위치(q3)보다 후방의 제2 압축한계위치(q5)에 도달하고, 이 제2 압축한계위치(q5)에서 정지된 후에도, 상기 형체처리수단은, 형체용 모터(96)를 더욱 계속하여 구동하여, 제2 충전공간(C2) 내의 수지를 계속하여 압축한다. 또한, 이 동안, 상기 수지가 냉각되고, 층 R1에 겹쳐서 층 R2가 형성된다.

다음으로, 타이밍 t7에서, 상기 형개처리수단은, 금형장치(52)에 있어서 형개를 개시하여, 형체용 모터(96)를 역방향으로 구동하여, 토글기구(95)를 작동시켜서, 가동플래튼(94)을 상기 제2 압축한계위치(q5)로부터 형개한계위치(q1)까지 후퇴시킨다. 그리고, 도시되지 않은 인출기는, 금형장치(52)로부터 성형품(m)을 인출한다. 또한, 타이밍 t7에서, 상기 계량처리수단은, 계량을 개시하여, 스크루(57)를 회전시키면, 스크루(57)의 전방에 모인 수지에 의하여 스크루(57)가 후퇴된다.

그런데, 도 6의 선(L1)으로 나타낸 바와 같이, 토글기구(95)에 있어서는, 신장되어서 압축 스트로크가 짧아질수록 형폐력(型閉力), 즉, 성형품을 압축하는 압축력이 커지고, 압축 스트로크가 제로가 되면, 압축력은 최대값(f1)이 되지만, 굴곡되어서 압축 스트로크가 길어질수록 압축력이 작아진다. 따라서, 토글기구(95)가 굴곡되어서 가동플래튼(94)이 제2 충전개시위치(q4)에 놓인 상태에서 압축 스트로크가 값(σ), 예컨대, 3[㎜] 이상이 되면, 2회째의 샷에서 수지를 압축할 때에, 토글기구(95)를 신장시켜서 가동플래튼(94)을 제2 충전개시위치(q4)로부터 제2 압축한계위치(q5)까지 이동시켜도, 압축력이, 예컨대, 값(f2)과 같이 작아지고, 상기 볼나사(98)에 가하여지는 축력이 그만큼 커져서, 형체용 모터(96)에 가하여지는 부하가 과잉으로 커져 버린다.

그래서, 본 실시예에 있어서는, 소정의 타이밍에서 형두께 조정을 행하도록 하고 있다. 즉, 타이밍 t4에서 가동플래튼(94)이 제2 충전개시위치(q4)에 놓이면, 가동플래튼(94)의 위치를 검출하는 제1 위치검출기로서의 도시되지 않은 가동플래 튼 위치검출기의 검출값에 따라서, 상기 제어부(10)의 형두께 조정처리수단(형두께 조정처리부)은, 형두께 조정처리를 행하고, 형두께 조정장치(60)에 있어서 형두께 모터(122)를 구동하여, 토글 서포트(92)의 위치를 검출하는 제2 위치검출기로서의 도시되지 않은 형두께 조정부 위치검출기의 검출값에 따라서, 토글 서포트(92)를 상기 값(σ)과 같은, 토글 서포트(92)의 후퇴량, 즉, 형두께 조정량(δ)만큼 후퇴시킨다. 그 결과, 토글기구(95)의 원점위치가 상기 형두께 조정량(δ)만큼 조정되어, 후퇴되므로, 압축 스트로크와 압축력의 관계는 도 6의 선(L2)으로 나타낸 바와 같이 된다. 이때, 형두께 모터(122)와 형체용 모터(96)는, 동시에 또는 번갈아 서로 연동시켜서 구동된다. 다만, 가동플래튼(94)이 제2 충전개시위치(q4)에 유지되도록 형두께 모터(122) 및 형체용 모터(96)를 구동하면, 토글 서포트(92)의 위치를 가장 용이하게 재설정할 수 있다.

따라서, 토글기구(95)를 신장시켜서 가동플래튼(94)을 제2 충전개시위치(q4)로부터 제2 압축한계위치(q5)까지 이동시키면, 압축력은 화살표로 나타낸 바와 같이 커져서, 최대값(f1)이 된다. 그 결과, 상기 볼나사(98)에 가하여지는 축력(軸力)이 그만큼 작아져서, 형체용 모터(96)에 가하여지는 부하를 작게 할 수 있다.

그리고, 다음 성형 사이클에서 형폐가 종료되기 전의 소정의 타이밍, 본 실시예에 있어서는, 형폐가 개시되기 전인 타이밍 t8에서, 상기 형두께 조정처리수단은, 형두께 모터(122)를 구동하여, 토글 서포트(92)를 상기 형두께 조정량(δ)만큼 전진시켜서 원래의 위치, 즉, 초기위치로 되돌린다. 여기서, 상기 형두께 조정량(δ)은, 각 층(Ri)의 두께에 대응시켜서, 즉, 각 층(Ri)의 두께에 압축값을 더하여 설정된다. 또한, 상기 형두께 조정량(δ)을 형체력에 대응시켜서 설정할 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 있어서는, 상기 타이밍 t3에서 형개가 행하여진 후, 타이밍 t4에서 형두께 조정처리가 행하여지도록 되어 있으므로, 형두께 모터(122)를 구동할 때에, 각 타이바(93)와 조정 너트(121)의 사이에 큰 응력이 발생하고 있지 않아, 형체용 모터(96)에 가하여지는 부하를 작게 할 수 있다. 또한, 1층째와 2층째의 사이에 인서트 컴포넌트를 삽입할 수도 있다. 이 경우, 상기 형두께 조정량(δ)은, 2층째의 압축값에 인서트 컴포넌트의 두께를 더한 양이 된다.

또한, 수지의 충전 및 압축이 복수회에 걸쳐서 반복됨으로써, 복수의 층(Ri)으로 이루어지고, 적층구조를 가지는 성형품(m)이 형성되므로, 이 성형품(m)에 수축 캐비티, 공동(空洞), 변형, 휨 등이 발생하는 것을 방지할 수 있어서, 성형품(m)의 품질을 향상시킬 수 있다.

다음으로, 두 개의 다른 수지를 이용하여 적층구조를 가지는 성형품을 성형하도록 한 본 발명의 제2 실시예에 대하여 설명한다. 여기서, 제1 실시예와 동일 구조를 가지는 것에 대하여는, 동일 부호를 부여함으로써 그 설명을 생략하고, 동일 구조를 가지는 것에 의한 발명의 효과에 대하여는 동 실시예의 효과를 원용한다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 있어서의 금형장치의 요부를 나타낸 단면도, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 있어서의 성형품의 사시도, 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 있어서의 사출성형기의 동작을 나타낸 타임차트이다.

이 경우, 하나의 금형장치(52)에 대하여 복수의, 본 실시예에 있어서는, 제1, 제2 사출장치가 설치되고, 이 각 제1, 제2 사출장치의 사출노즐로부터 두 개의 다른 성형재료로서의 제1, 제2 수지가 사출된다. 또한, 상기 고정금형(11)에, 두 개의 노즐 하우징(15)이 형성되고, 각 노즐 하우징(15) 내에, 두 개의 밸브 게이트 바디(14)가 설치된다. 다만, 제1 수지로서 리사이클(재활용)재를, 제2 수지로서 버진(최초사용)재를 사용할 수 있다. 그리고, 제1, 제2 수지가 사출됨으로써, 두 개의 층(Rj(j＝11, 12))으로 이루어져, 적층구조를 가지는 성형품(m1)이 형성된다.

이를 위하여, 타이밍 t1에서, 상기 제어부(10)의 형폐처리수단은, 형폐처리를 행하고, 금형장치(52)에 있어서 형폐를 개시하여, 형체용 모터(96)를 구동하고, 토글기구(95)를 작동시켜서, 가동플래튼(94)을 형개한계위치(q11)로부터 전진시킨다. 그리고, 고정금형(11)과 가동금형(12)의 사이에 캐비티 공간이 되는 제1 충전공간(C1)이 형성된다. 한편, 제1, 제2 사출장치에 있어서는, 타이밍 t10에서 계량이 종료되어, 각 스크루(57)는 후퇴한계위치(r11)에 놓인다.

이어서, 타이밍 t11에서, 가동플래튼(94)이 제1 충전개시위치(q12)에 도달하면, 상기 제어부(10)의 사출처리수단은, 사출처리를 행하고, 제1 사출장치에 있어서 사출용 모터(69)를 구동하여, 스크루(57)를 전진시키고, 제1 수지의 사출을 개시하여, 상기 제1 충전공간(C1)에 수지를 충전한다. 이에 수반하여, 상기 제어부(10)의 형체처리수단은, 형체처리를 행하고, 형체용 모터(96)를 더욱 구동하여, 가동플래튼(94)을 더욱 전진시켜서, 제1 충전공간(C1) 내의 수지를 압축한다.

그 동안에, 제1 사출장치에 있어서 상기 스크루(57)가 전진한계위치(r12)에 도달하면, 상기 제어부(10)의 보압처리수단은, 보압처리를 행하고, 사출용 모터(69)를 계속하여 구동하여, 제1 충전공간(C1) 내의 수지의 압력을 유지한다. 이어서, 타이밍 t12에서 가동플래튼(94)이 제1 압축한계위치(q13)에 도달하고, 정지된 후에도, 상기 형체처리수단은, 형체용 모터(96)를 더욱 계속하여 구동하여, 제1 충전공간(C1) 내의 수지를 계속하여 압축한다. 또한, 이 동안, 상기 수지가 냉각되어, 층 R11이 형성된다.

다음으로, 타이밍 t13에서 제어부(10)의 형개처리수단은, 형개처리를 행하고, 금형장치(52)에 있어서 형개를 개시하여, 형체용 모터(96)를 역방향으로 구동하고, 토글기구(95)를 작동시켜서, 가동플래튼(94)을 형폐한계위치(q13)로부터 후퇴시킨다. 또한, 타이밍 t13에서, 제어부(10)의 계량처리수단은, 계량처리를 행하고, 제1 사출장치에 있어서 계량을 개시하여, 스크루(57)를 회전시키면, 스크루(57)의 전방에 모인 수지에 의하여 스크루(57)가 후퇴된다. 그리고, 타이밍 t14에서, 가동플래튼(94)이 상기 제1 충전개시위치(q12)보다 후방의 제2 충전개시위치(q14)에 도달하면, 상기 형체처리수단은 형체용 모터(96)의 구동을 정지시킨다. 이때, 고정금형(11) 및 가동금형(12)에 의하여, 고화된 수지의 층 R11 후방에 제2 충전공간(C2)이 형성된다. 또한, 타이밍 t14에서, 상기 사출처리수단은, 제2 사출장치에 있어서 사출용 모터(69)를 구동하여, 스크루(57)를 전진시키고, 제2 수지의 사출을 개시하여, 상기 제2 충전공간(C2)에 수지를 충전한다. 그리고, 제2 사출장치에 있어서 상기 스크루(57)가 전진한계위치(r12)에 도달하면, 상기 제어부(10)의 보압처리수단은, 보압처리를 행하고, 사출용 모터(69)를 계속하여 구동하여, 제2 충전공간(C2) 내의 수지의 압력을 유지한다.

이어서, 타이밍 t15에서, 상기 형체처리수단은, 형체용 모터(96)를 정방향으로 구동하여, 가동플래튼(94)을 전진시켜서, 제2 충전공간(C2) 내의 수지를 압축한다. 또한, 타이밍 t15에서, 상기 계량처리수단은, 계량을 개시하고, 제2 사출장치에 있어서 스크루(57)를 회전시키면, 스크루(57)의 전방에 모인 수지에 의하여 스크루(57)가 후퇴된다. 이어서, 타이밍 t16에서 가동플래튼(94)이 제1 압축한계위치(q13)보다 후방의 제2 압축한계위치(q15)에 도달하고, 이 제2 압축한계위치(q15)에서 정지된 후에도, 상기 형체처리수단은, 형체용 모터(96)를 더욱 계속하여 구동하여, 제2 충전공간(C2) 내의 수지를 계속하여 압축한다. 또한, 이 동안, 상기 수지가 냉각되어, 층 R11에 겹쳐서 층 R12가 형성된다.

다음으로, 타이밍 t17에서, 상기 형개처리수단은, 금형장치(52)에 있어서 형개를 개시하고, 형체용 모터(96)를 역방향으로 구동하고, 토글기구(95)를 작동시켜서, 가동플래튼(94)을 제2 압축한계위치(q15)로부터 형개한계위치(q11)까지 후퇴시킨다. 그리고, 도시되지 않은 인출기는, 금형장치(52)로부터 성형품(m1)을 인출한다.

그리고, 다음 성형 사이클에서 형폐가 종료되기 전의 소정의 타이밍, 본 실시예에 있어서는, 형폐가 개시되기 전인 타이밍 t18에서, 상기 형두께 조정처리수단은, 형두께 모터(122)를 구동하여, 토글 서포트(92)를 상기 형두께 조정량(δ)만큼 전진시켜서 초기위치로 되돌린다.

그런데, 제1 실시예와 마찬가지로, 토글기구(95)가 굴곡되어서 가동플래 튼(94)이 제2 충전개시위치(q4)에 놓인 상태에서 압축 스트로크가 3[㎜] 이상이 되면, 제2 수지를 압축할 때에, 토글기구(95)를 신장시켜서 가동플래튼(94)을 제2 충전개시위치(q4)로부터 제2 압축한계위치(q5)까지 이동시켜도, 압축력이 작아지고, 상기 볼나사(98)에 가하여지는 축력(軸力)이 그만큼 커져서, 형체용 모터(96)에 가하여지는 부하가 과잉으로 커져 버린다.

그래서, 본 실시예에 있어서는, 타이밍 t14에서 가동플래튼(94)이 제2 충전개시위치(q4)에 놓이면, 제어부(10)의 형두께 조정처리수단은, 형두께 조정처리를 행하고, 형두께 조정장치(60)에 있어서 형두께 모터(122)를 구동하여, 토글 서포트(92)를 형두께 조정량(δ)만큼 후퇴시킨다. 그 결과, 토글기구(95)의 원점위치가 상기 형두께 조정량(δ)만큼 후퇴된다. 이때, 형두께 모터(122)와 형체용 모터(96)는, 동시에 또는 번갈아 서로 연동시켜서 구동된다. 다만, 가동플래튼(94)이 제2 충전개시위치(q4)에 유지되도록 형두께 모터(122) 및 형체용 모터(96)를 구동하면, 토글 서포트(92)의 위치를 가장 용이하게 재설정할 수 있다.

따라서, 토글기구(95)를 신장시켜서 가동플래튼(94)을 제2 충전개시위치(q4)로부터 제2 압축한계위치(q5)까지 이동시키면, 압축력은 커지고, 그 결과, 상기 볼나사(98)에 가하여지는 축력(軸力)이 그만큼 작아져, 형체용 모터(96)에 가하여지는 부하를 작게 할 수 있다.

또한, 수지의 충전 및 압축이 복수회에 걸쳐서 반복됨으로써, 복수의 층(Rj)으로 이루어져서, 적층구조를 가지는 성형품(m1)이 형성되므로, 다른 수지의 비율이 30[％]를 넘어도, 층 R12에 의하여 구성되는 외측 표면이 파손되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 성형품(m1)의 외관을 양호하게 할 수 있다.

다만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지에 근거하여 다양하게 변형시키는 것이 가능하며, 그들을 본 발명의 범위에서 배제하는 것이 아니다.

본 발명을 사출성형기에 적용할 수 있다.

Claims (7)

1. 고정(固定)플래튼, 이 고정플래튼에 장착된 고정금형, 베이스 플레이트, 상기 고정플래튼과 베이스 플레이트 사이에서 진퇴 가능하게 설치된 가동(可動)플래튼, 이 가동플래튼에 장착된 가동금형, 및 상기 베이스 플레이트와 가동플래튼 사이에 설치된 토글기구를 갖는 성형기의 성형방법에 있어서,

   ⒜ 복수회에 걸쳐서, 상기 고정금형과 가동금형 사이에 형성되는 캐비티 공간에 성형재료를 충전하고,

   ⒝ 이 성형재료가 충전될 때마다 형체(型締)를 행하며,

   ⒞ 초회(初回)의 충전이 종료된 후의 소정의 타이밍에서, 상기 베이스 플레이트를 소정의 형두께 조정량만큼 후퇴시켜서, 상기 토글기구의 원점(原点)위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 성형방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 형두께 조정량은, 복수의 층으로 이루어지는 적층구조를 가지는 성형품을 성형할 때에, 각 층의 두께에 대응시켜서 설정되는 것을 특징으로 하는 성형방법.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 형두께 조정량은, 상기 각 층의 두께에 압축값(compression allowance)을 더하여 설정되는 것을 특징으로 하는 성형방법.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 형두께 조정량은, 형체력(型締力)에 대응시켜서 설정되는 것을 특징으로 하는 성형방법.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 베이스 플레이트는, 늦어도 다음 성형 사이클의 형폐가 종료되기 전에 초기 위치로 되돌려지는 것을 특징으로 하는 성형방법.
6. ⒜ 고정(固定)플래튼과,

   ⒝ 이 고정플래튼에 장착된 고정금형과,

   ⒞ 베이스 플레이트와,

   ⒟ 상기 고정플래튼과 베이스 플레이트 사이에서 진퇴 가능하게 설치된 가동(可動)플래튼과,

   ⒠ 이 가동플래튼에 장착된 가동금형과,

   ⒡ 상기 베이스 플레이트와 가동플래튼 사이에 설치된 토글기구와,

   ⒢ 이 토글기구를 작동시켜서, 형폐(型閉), 형체(型締) 및 형개(型開)를 행하기 위한 형체용 구동부와,

   ⒣ 상기 베이스 플레이트를 고정플래튼에 대하여 진퇴시켜서, 형두께 조정을 행하기 위한 형두께 조정용 구동부와,

   ⒤ 복수회에 걸쳐서, 상기 고정금형과 가동금형 사이에 형성되는 캐비티 공간에 성형재료를 충전하는 사출처리수단과,

   ⒥ 상기 성형재료가 충전될 때마다 형체를 행하는 형체처리수단과,

   ⒦ 초회의 충전이 종료된 후의 소정의 타이밍에서, 상기 베이스 플레이트를 소정의 형두께 조정량만큼 후퇴시켜서, 상기 토글기구의 원점위치를 조정하는 형두께 조정 처리수단을 가지는 것을 특징으로 하는 성형기.
7. 삭제

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