KR20050097408A - 수지압 감지를 위한 전동 사출기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수지압 감지를 위한 전동 사출기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사출 시 보다 정확한 수지압의 감지를 하기 위해 종래의 로드셀이 설치된 위치보다 앞으로 배치하여 스크류에 걸리는 압력을 직접 받을 수 있도록 하여 제어의 신뢰성을 높일 수 있는 수지압 감지를 위한 전동 사출기에 관한 것이다. 따라서 본 발명에 의하면, 종래의 전동 사출기에서 2개의 볼 스크류를 구비하던 구조를 하나의 볼 스크류를 갖는 구조로 변경함으로써 고속 전진시 발생하는 양축의 위상차를 없앨 수 있다. 그리고 본 발명에 의하면, 볼 스크류, 하우징 및 스크류가 축선방향으로 연장 형성된 구조에서 스크류의 일측에 로드셀을 설치함으로써 볼 스크류에 의한 힘이 하우징을 통해 바로 로드셀에 힘의 전달구조가 간소화되어 전달되도록 하여 종래의 전동 사출기보다 적은 노이즈를 갖는 압력신호를 감지할 수 있다.

Description

수지압 감지를 위한 전동 사출기{An Electric Molding Machine For Sensing Resin Pressure}

본 발명은 수지압 감지를 위한 전동 사출기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사출 시 보다 정확한 수지압의 감지를 하기 위해 종래의 로드셀이 설치된 위치보다 앞으로 배치하여 스크류에 걸리는 압력을 직접 받을 수 있도록 하여 제어의 신뢰성을 높일 수 있는 수지압 감지를 위한 전동 사출기에 관한 것이다.

도 1은 종래의 전동 사출기에 대한 구성도이고, 도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 전동 사출기는 로드셀(load cell)(7)을 인젝션 브라켓(4)의 중앙에 설치하여 수지압이 스크류 샤프트(5a) 및 베어링(6)을 통해 전달되도록 구성하였다.

보다 상세히 설명하면, 종래의 전동 사출기는 2개의 볼 스크류(3)가 좌우 대칭으로 설치되어 있고, 로드셀(7)은 중앙에 설치되어 있다.

상기 사출기가 사출을 할 경우 먼저 사출 구동모터(미도시)가 회전하여 사출 풀리(1)를 회전시키면 이에 따라 타이밍 벨트(2)도 회전하게 된다. 따라서 타이밍 벨트(2)로 연결된 좌우 볼 스크류(3)가 회전되면서 인젝션 브라켓(4)을 전진시킨다.

이렇게 인젝션 브라켓(4)이 앞으로 전진되면 스크류(5)가 전진되면서 수지를 사출하게 된다. 이 때, 스크류(5)에 걸리는 수지압이 스크류 샤프트(5a)와 베어링(6)에 전달되어 최종적으로 압력감지장치인 로드셀(7)에 전달된다. 이 감지된 압력으로 상기 사출기의 사출압을 알맞은 수지압을 갖도록 제어하게 된다.

그런데 종래의 전동 사출기는 2개의 볼 스크류(3)를 구비하고, 볼 스크류(3)는 타이밍 벨트(2)로 연결되어 있는데, 볼 스크류(3)의 최고 속도가 300m/sec이므로 타이밍 벨트(2)와의 정확한 조립이 되지 않았을 경우 고가의 볼 스크류(3)에 손상을 입힐 수 있으며, 따라서 볼 스크류(3)의 수명이 짧아지는 문제점이 있다.

그리고 볼 스크류(3)를 2개 설치함으로써 이에 따른 벨트(2) 길이도 늘어나게 되고, 알루미늄을 재질로 하는 사출 풀리(1)도 2개가 필요하므로 원가 측면에서 불리하다는 단점이 있다.

또한 수지압을 감지해내는 로드셀(7)도 압력이 스크류 샤프트(5a)와 이에 조립된 베어링(6)을 통해 전달된 압력을 읽게 되므로 실제보다 낮은 압력 또는 노이즈가 많은 압력데이터를 읽을 수 있다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 본 발명의 제 1 목적은, 종래의 전동 사출기에서 2개의 볼 스크류를 구비하는 구조를 하나의 볼 스크류를 갖는 구조로 변경함으로써 고속 전진시 발생하는 양축의 위상차를 없앨 수 있는 수지압 감지를 위한 전동 사출기을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2 목적은, 볼 스크류, 하우징 및 스크류가 축선방향으로 연장 형성된 구조에서 스크류의 일측에 로드셀을 설치함으로써 볼 스크류에 의한 힘이 하우징을 통해 바로 로드셀에 힘의 전달구조가 간소화되어 전달되도록 하여 종래의 전동 사출기보다 적은 노이즈를 갖는 압력신호를 감지할 수 있는 수지압 감지를 위한 전동 사출기을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적들은, 전동 사출기에 있어서,

외주연에는 수나사가 형성되고 제 1전동모터에 연결되어 회전하는 볼 스크류 샤프트 및

상기 볼 스크류 샤프트의 수나사에 대응하는 암나사가 형성되어 상기 볼 스크류 샤프트의 회전에 따라 전/후 구동되는 볼 스크류 너트를 포함하는 볼 스크류;

제 2전동모터에 의해 회전력을 전달받아 용융된 수지를 선단으로 사출하도록 상기 제 2전동모터에 연결되는 스크류;

일단은 상기 스크류에 연결되고 타단은 상기 볼 스크류 너트에 연결되어 상기 볼 스크류 너트의 전/후진 구동력에 의해 상기 스크류를 전/후진 구동하는 하우징; 및

상기 하우징의 전진에 의해 상기 스크류에 가해지는 압력을 측정하도록 상기 스크류의 외주연에 외장되는 로드셀;에 의하여 달성될 수 있다.

그리고 상기 스크류는, 후단에 축선방향으로 연장되어 상기 제 2전동모터에 의해 회전력을 전달받는 연장축을 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한 상기 하우징은, 상기 볼 스크류 너트에 의한 전/후 구동력을 상기 연장축에 전달하도록 상기 연장축과의 대면부에 베어링을 더 구비하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 로드셀은, 상기 연장축의 외주연에 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 목적들, 분명한 장점들 및 신규한 특징들은 이하의 상세한 설명 및 첨부된 도면들에 따른 바람직한 실시예들로 부터 더 분명해 질것이다.

본 발명에 따른 수지압 감지를 위한 전동 사출기에 관하여 첨부되어진 도면과 더불어 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 전동 사출기에 대한 구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 사출기(100)는 크게 볼 스크류(10), 스크류(20), 하우징(30) 및 로드셀(40)로 구성된다.

볼 스크류(10)는 외주연에 수나사가 형성되고 제 1전동모터(50)에 연결되어 회전하는 볼 스크류 샤프트(11) 및 볼 스크류 샤프트(11)의 수나사에 대응하는 암나사가 형성되어 볼 스크류 샤프트(11)의 회전에 따라 전/후진 구동되는 볼 스크류 너트(13)로 구성된다.

즉, 볼 스크류(10)는 제 1전동모터(50)의 회전 운동을 전/후 왕복 운동으로 변경하는 구성요소이다.

그리고 볼 스크류 샤프트(11)의 일단은 인젝션 브라켓(80)을 관통하도록 구성된다.

스크류(20)는 제 2전동모터(60)에 의하여 회전력을 전달받아 용융된 수지(미도시)를 선단으로 사출하도록 제 2전동모터(60)에 연결된다. 그런데 스크류(20)는 외주연에 돌출부(미도시)가 구비되어 수지를 회전에 의해 밀어낼 수 있도록 구성되므로 이하에서 설명될 하우징(30)과 연결되기에는 적당하지 않다. 따라서 스크류(20)는 후단에 축선방향으로 연장되어 부착되는 연장축(21)을 더 구비한다. 이 때 회전력을 전달받기 위한 제 2전동모터(60)와의 연결은 연장축(21)에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.

하우징(30)은, 일단은 스크류(20)에 연결되고 타단은 볼 스크류 너트(13)에 연결되어 볼 스크류 너트(13)의 전/후진 구동력에 의해 스크류(20)를 전/후진 구동한다. 보다 정확히 설명하면, 일단은 스크류(20)에 연장 형성된 연장축(21)에 연결되고 타단은 볼 스크류 너트(13)에 연결되어 볼 스크류 너트(13)의 구동력을 연장축(21)에 전달하여 스크류(20)가 전/후진 구동되게 한다.

이 때 하우징(30)과 연장축(21)의 연결은 베어링(31)에 의해서 이루어진다. 즉, 하우징(30)은 볼 스크류 너트(13)에 의해 전/후진 구동되고, 연장축(21)은 제 2전동모터(60)에 연결되어 스크류(20)와 동시에 회전운동되므로 베어링(31)에 의해 하우징(30)과 연장축(21)을 연결하여 하우징(30)의 압력이 연장축(21)에 전달되도록 하는 것이다.

로드셀(40)은 하우징(30)의 전진에 의해 스크류(20)에 가해지는 압력을 측정하도록 스크류(20)의 외주연에 외장된다.

그런데 상기에서 언급한 바와 같이, 스크류(20)의 후단에 연장축(21)이 구비되어 베어링(31)에 의해 하우징(30)에 연결되므로 로드셀(40)은 연장축(21)에 외주연에 고정되는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성은, 베럴 브라켓(70)을 관통하여 수지를 사출하도록 외주연에 돌출부가 형성되어 있는 스크류(20)에 구비되는 것보다는 하우징(30)과 연결되고 외주연에 밀착될 수 있는 연장축(21)에 외장되어 하우징(30)의 압력을 직접 받도록 하는 것이 압력을 보다 정확히 감지할 수 있기 때문이다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 수지압 감지를 위한 전동 사출기의 동작에 관하여 설명하기로 한다.

먼저 제 1전동모터(50)의 회전에 의해 볼 스크류 샤프트(11)가 회전된다.

볼 스크류 샤프트(11)는 외주연에 수나사가 형성되고, 볼 스크류 샤프트(11)의 외주연에는 볼 스크류 샤프트(11)의 수나사에 대응하는 암나사가 형성된 볼 스크류 너트(13)가 구비되므로 볼 스크류 샤프트(11)가 볼트 결합에서 볼트를 푸는 방향으로 제 1전동모터(50)에 의해 회전하면 볼 스크류 너트(13)는 전진하게 된다.

따라서 볼 스크류 너트(13)에 축선방향으로 결합되어 있는 하우징(30)도 동시에 전진하게 된다.

그리고 이 때 제 2전동모터(60)가 회전하여 제 2전동모터(60)에 연결되는 연장축(21)을 회전시키게 되고 연장축(21)의 회전에 따라 동시에 스크류(20)도 회전하면서 스크류(20)에 형성된 돌출부에 의해 수지를 사출한다.

그런데 스크류(20)에 의한 수지의 사출은 회전에 의해서만 달성되는 것이 아니라 일정한 압력으로 수지를 밀어낼 수 있도록 스크류(20)의 후단에서 스크류(20)를 전진시킬 수 있는 힘이 필요하다.

따라서 제 1전동모터(50)에 의한 하우징(30)의 전진운동을 스크류(20)에 전달시키도록 하우징(30)과 연장축(21)을 베어링(31)에 의해 연결한다.

그러므로 하우징(30)의 전진운동이 회전하고 있는 연장축(21)에 전달되어 스크류(20)는 수지를 회전 뿐만 아니라 전진하는 힘에 의해 사출하게 된다.

이 때 사출되는 사출압을 알맞은 수지압을 갖도록 제어하여야 하는데, 이러한 기능을 로드셀(40)이 하게 된다. 즉, 로드셀(40)은 연장축(21)에 외장되어 연장축(21)이 하우징(30)으로부터 압력을 받게 될 때 상기 압력을 측정하게 된다. 이렇게 측정된 압력은 제어부(미도시)에 전달되고, 제어부는 수지압이 허용치를 초과나면 제 1전동모터(50)를 제어하여 수지압을 하강시키고, 수지압이 적정치 미만이면 제 1전동모터(50)를 제어하여 수지압을 증가시키게 된다. 이 때 수지압의 제어는 제 1전동모터(50)의 회전속도를 증감시켜 조절하게 된다.

따라서 본 발명에 따른 사출기(100)는, 로드셀(40)을 스크류(20)과 하우징(30)을 연결하는 연장축(21)에 외장되게 설치하여 하우징(30)에 의한 압력을 직접 전달받을 수 있으므로 보다 정밀한 압력 측정이 가능한 것이다.

이상에서와 같은 본 발명에 따른 수지압 감지를 위한 전동 사출기(100)에서, 로드셀(40)은 연장축(21)의 외주연에 설치되었으나 이에 한정되지 않고 볼 스크류(10), 하우징(30), 연장축(21) 및 스크류(20)로 연결되는 축 상에서 다른 지점, 예를 들면 볼 스크류 너트(13)와 하우징(30) 사이에 설치되어 볼 스크류(10)의 압력을 측정하는 것도 가능하다.

상기와 같은 본 발명에 따른 연선된 도체의 수밀장치에 의하면, 종래의 전동 사출기에서 2개의 볼 스크류를 구비하던 구조를 하나의 볼 스크류를 갖는 구조로 변경함으로써 고속 전진시 발생하는 양축의 위상차를 없앨 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명에 의하면, 볼 스크류, 하우징 및 스크류가 축선방향으로 연장 형성된 구조에서 스크류의 일측에 로드셀을 설치함으로써 볼 스크류에 의한 힘이 하우징을 통해 바로 로드셀에 힘의 전달구조가 간소화되어 전달되도록 하여 종래의 전동 사출기보다 적은 노이즈를 갖는 압력신호를 감지할 수 있는 장점이 있다.

비록 발명이 상기에서 언급된 바람직한 실시예에 관해 설명되어졌으나, 발명의 요지와 범위를 벗어남이 없이 많은 다른 가능한 수정과 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 첨부된 청구범위는 발명의 진정한 범위내에서 속하는 이러한 수정과 변형을 포함할 것으로 예상된다.

도 1은 종래의 전동 사출기에 대한 구성도,

도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 전동 사출기에 대한 구성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 볼 스크류 20 : 스크류

21 : 연장축 30 : 하우징

31 : 베어링 40 : 로드셀

50 : 제 1전동모터 60 : 제 2전동모터

100 : 수지압 감지를 위한 전동 사출기

Claims (4)

1. 전동 사출기에 있어서,

   외주연에는 수나사가 형성되고 제 1전동모터(50)에 연결되어 회전하는 볼 스크류 샤프트(11) 및

   상기 볼 스크류 샤프트(11)의 수나사에 대응하는 암나사가 형성되어 상기 볼 스크류 샤프트(11)의 회전에 따라 전/후 구동되는 볼 스크류 너트(13)를 포함하는 볼 스크류(10);

   제 2전동모터(60)에 의해 회전력을 전달받아 용융된 수지를 선단으로 사출하도록 상기 제 2전동모터(60)에 연결되는 스크류(20);

   일단은 상기 스크류(20)에 연결되고 타단은 상기 볼 스크류 너트(13)에 연결되어 상기 볼 스크류 너트(13)의 전/후진 구동력에 의해 상기 스크류(20)를 전/후진 구동하는 하우징(30); 및

   상기 하우징(30)의 전진에 의해 상기 스크류(20)에 가해지는 압력을 측정하도록 상기 스크류(20)의 외주연에 외장되는 로드셀(40);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수지압 감지를 위한 전동 사출기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스크류(20)는, 후단에 축선방향으로 연장되어 상기 제 2전동모터(60)에 의해 회전력을 전달받는 연장축(21)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수지압 감지를 위한 전동 사출기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 하우징(30)은, 상기 볼 스크류 너트(13)에 의한 전/후 구동력을 상기 연장축(21)에 전달하도록 상기 연장축(21)과의 대면부에 베어링(31)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수지압 감지를 위한 전동 사출기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 로드셀(40)은, 상기 연장축(21)의 외주연에 형성되는 것을 특징으로 하는 수지압 감지를 위한 전동 사출기.