KR20160063644A

KR20160063644A - 부분 교체가 가능한 사출기용 배럴

Info

Publication number: KR20160063644A
Application number: KR1020140167143A
Authority: KR
Inventors: 서정환
Original assignee: 엘에스엠트론 주식회사
Priority date: 2014-11-27
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2016-06-07
Also published as: KR101967009B1

Abstract

본 발명은 부분 교체가 가능한 사출기용 배럴에 관한 것이다. 본 발명의 배럴은, 내부에 용융 수지를 이송하는 사출 스크루가 회전 가능하게 삽입되는 배럴로서, 배럴을 축방향으로, 사출기 측에 장착되는 고정용 몸통부(100)와, 상기 고정용 몸통부(100)의 전방 쪽에 배치되는 교체용 몸통부(110)로 분할하여, 상기 교체용 몸통부(110)의 후단을 상기 고정용 몸통부(100)의 선단에 분리 가능하게 결합한 것을 특징으로 한다. 이러한 본 발명에 의하면, 배럴을 축방향으로 고정용 몸통부와 교체용 몸통부로 분할하여 분리 가능하게 결합한 구조를 가지므로, 고정용 몸통부를 공통으로 한 채, 다양한 길이의 교체용 몸통부를 교체할 수 있으며, 그에 따라 스크루의 길이 변경에 따라 배럴의 길이를 변경하고자 하는 경우, 배럴 전체를 교체하지 않고 교체용 몸통부만 교체하면 되므로, 고정용 몸통부만큼의 재료를 절감할 수 있고, 배럴 교체 작업을 더욱 쉽게 할 수 있다.

Description

부분 교체가 가능한 사출기용 배럴{PARTIALLY REPLACEABLE BARREL FOR INJECTION MOLDING MACHINE}

본 발명은 부분 교체가 가능한 사출기용 배럴에 관한 것으로서, 특히 길이 방향으로 분할하여 분리 가능하게 결합한 구조를 가져, 사출 스크루의 길이를 변화시킬 때마다 배럴 전체를 교체하지 않고 일부분만을 교체하여 대응할 수 있도록 함으로써, 재료비를 절감하고 교체 작업을 쉽게 할 수 있도록 한 것이다.

특허문헌 1 내지 2에서 잘 알 수 있는 바와 같이, 사출기는 배럴(barrel)에 고체 알갱이 형태의 원료 수지를 공급하고, 공급된 원료 수지를 배럴에 가해지는 히터 열과 사출 스크루의 회전에 의해 용용 및 이송시킨 후, 사출 스크루의 전진에 의해 배럴 전방의 노즐을 통해 금형 안에 고압으로 주입하는 장치이다.

특허문헌 2에는, 본 출원인에 의해 제안된 구조로서, 사출품의 종류나 성형 조건의 변화에 따라 사출기 전체를 교체하지 않고 스크루만 쉽게 교체하여 사용할 수 있도록 함으로써, 1대의 사출기로 여러 가지 성형 조건의 성형품을 제조할 수 있도록 하는 스크루 장착 구조가 개시되어 있다.

특허문헌 2에 의하면, 다른 규격의 사출 스크루들을 하나의 회전축에 결합할 수 있도록 함으로써, 성형품의 품질은 그대로 유지하면서도 사출기의 수를 줄여 설비비용을 줄일 수 있게 된다.

이처럼, 특허문헌 2는 다양한 지름의 사출 스크루를 회전축에 장착할 수 있어 종래에 달성할 수 없었던 많은 장점들을 갖추게 되었지만, 사출 스크루와 배럴의 지름 변화 없이 길이만 변화시켜야 하는 경우에는 적절히 대응하기 어렵다.

예를 들어, 사출 스크루와 배럴의 지름은 변화시키지 않고 그것들의 길이만을 변화시키는 것이, 원료 수지의 종류, 사출품의 구조, 사출압력, 사출속도 등의 성형 조건들을 최적화시키는데 더 유효한 경우가 있다.

이 경우, 특허문헌 2에 의하면, 사출 스크루를 장착할 회전축은 변화시키지 않고 길이만 다른 것으로 교체하여 장착하면 되므로, 사출 스크루 교체는 편리하게 수행할 수 있지만, 배럴은 다른 길이를 가지는 것으로 교체하여야 한다.

이 때문에, 사출조건의 변화에 대비하여, 지름은 동일하지만 길이가 다른 여러 개의 배럴들을 더 준비해 두어야 함으로써, 재료의 낭비가 심하고 설비비용이 증가한다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 길이가 다른 여러 가지의 사출 스크루(13, 13a, ...) 각자에 알맞은 길이를 가지는 여러 가지의 배럴(16, 16a, ...)들을 별도로 준비해 두어야 한다. 도 1에서 배럴(16)(16a) 선단에 구비된 것은 노즐(16-1)(16-2)이다.

또한, 교체 시에는 배럴 전체를 분리하고 다시 장착하여야 함으로써, 교체 작업이 어렵고 시간도 많이 소요된다.

등록특허공보 등록번호 제10-1325822호 등록특허공보 등록번호 제10-0931805호

본 발명은 위와 같은 문제들을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 배럴의 지름의 변화 없이 길이만을 변경시키고자 하는 경우 배럴 전체를 교체하지 않고 일부분만을 교체할 수 있도록 함으로써, 배럴의 준비에 필요한 재료비를 절감하고 배럴 교체 작업을 쉽게 할 수 있도록 하는 부분 교체가 가능한 사출기용 배럴을 제공하는 것에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 부분 교체가 가능한 사출기용 배럴은, 내부에 용융 수지를 이송하는 사출 스크루가 회전 가능하게 삽입되는 배럴로서, 배럴을 축방향으로, 사출기 측에 장착되는 고정용 몸통부(100)와, 상기 고정용 몸통부(100)의 전방 쪽에 배치되는 교체용 몸통부(110)로 분할하여, 상기 교체용 몸통부(110)의 후단을 상기 고정용 몸통부(100)의 선단에 분리 가능하게 결합한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 부분 교체가 가능한 사출기용 배럴에 있어서, 상기 고정용 몸통부(100)의 선단이나 상기 교체용 몸통부(110)의 후단 중 어느 한쪽의 단부에 원료 이송공(102)보다 지름이 크게 확장되는 결합공(200)을 형성하고, 나머지 한쪽의 단부에는 상기 결합공(200)에 삽입되는 결합축(300)을 형성하며; 상기 결합공(200)과 결합축(300)에 암나사부(202)와 수나사부(302)를 형성하여 나사 결합하도록 구성할 수 있다.

본 발명에 따른 부분 교체가 가능한 사출기용 배럴에 있어서, 상기 결합공(200)의 내주면과 상기 결합축(300)의 외주면 사이에 밀봉 씰(401)을 설치하거나, 상기 결합공(200)의 내측 단부면(204)과 상기 결합축(300)의 단부면(304) 사이에 밀봉 씰(402)을 설치하거나, 상기 두 가지 밀봉 씰(401)(402)을 모두 설치할 수 있다.

본 발명에 의하면, 배럴을 축방향으로 고정용 몸통부와 교체용 몸통부로 분할하여 분리 가능하게 결합한 구조를 가지므로, 고정용 몸통부를 공통으로 한 채, 다양한 길이의 교체용 몸통부를 교체할 수 있다.

따라서, 스크루의 길이 변경에 따라 배럴의 길이를 변경하고자 하는 경우, 배럴 전체를 교체하지 않고, 일부분인 교체용 몸통부만 교체하면 되므로, 고정용 몸통부만큼의 재료를 절감할 수 있고, 배럴 교체 작업을 더욱 쉽게 할 수 있으며, 1대의 사출기에서 다양한 길이의 배럴을 사용하여 사출할 수 있다.

도 1은 종래의 배럴 및 사출 스크루의 형태를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명이 적용될 사출성형기의 일례를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 배럴 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 배럴의 구조를 보인 단면도이다.
도 5는 도 4의 고정용 몸통부와 교체용 몸통부의 결합부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5에서 고정용 몸통부와 교체용 몸통부가 분리된 상태로 나타낸 도면이다.

이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다.

도 2에는 본 발명이 적용될 사출성형기의 일례를 보여주는 도면이 도시되어 있고, 도 3에는 도 1의 배럴 부분을 확대하여 도시한 도면이 도시되어 있다.

도 2 내지 도 3에서는 토글식 형체장치를 가지는 사출성형기를 도시하여 설명하지만, 본 발명이 적용되는 사출성형기의 종류는 이에 제한되는 것은 아님을 밝혀둔다. 즉, 유압식 또는 기계식 형체장치를 가지는 사출성형기에도 동일한 형태로 적용 가능하다.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 사출성형기(1)는, 사출장치(2) 및 형체장치(3)로 구성된다. 상기 사출장치(2)는 배럴(16)을 구비하고, 상기 배럴(16)에는 고체 수지의 유입 통로인 호퍼(12)가 설치된다. 상기 배럴(16)의 내부에는 스크류(13)가 전후진 또는 회전 가능하게 설치된다. 또한 상기 스크류(13)의 후단은 지지부재(14)에 의하여 회전 가능하게 지지된다. 지지부재(14)에는 서보모터 등의 계량모터(15)가 구동부로서 장착되어 있다. 상기 계량모터(15)의 회전은 출력축에 장착된 타이밍 벨트를 통하여 피구동부의 스크류(13)로 전달하여 상기 스크류(13)의 전후진 이동을 가능하게 한다.

또한, 상기 사출장치(2)는 상기 스크류(13)와 평행하게 배치되는 나사축(17)을 가진다. 상기 나사축(17)의 후단은 타이밍 벨트에 의해 사출모터(19)의 출력축과 연결된다. 따라서 상기 사출모터(19)에 의해 상기 나사축(17)이 회전될 수 있다. 상기 나사축(17)의 전단은 상기 지지부(14)에 고정된 너트와 맞물려 있다. 이에 따라 상기 타이밍 벨트를 통해 상기 나사축(17)을 회전시키면, 상기 지지부재(14)가 전진 또는 후진 이동하게 되고, 그 결과, 상기 스크류(13)의 전후진 이동이 가능하게 되는 것이다.

형체장치(3)는, 이동형판(10)이 장착되는 이동플래튼(22)과, 고정형판(11)이 장착되는 고정플래튼(24)을 가진다. 상기 이동형판(10)과 상기 고정형판(11)에는 제조하고자 하는 제품에 대응하는 형상을 가지는 하나의 금형 내의 복수의 제품 성형부가 형성된다. 따라서 상기 고정형판(11) 및 상기 고정형판(11)에 대해 이동 가능한 이동형판(10)을 통칭하여 금형장치(9)라 이름할 수 있다.

상기 이동플래튼(22)과 고정플래튼(24)은 타이 바(29)에 의해 연결된다. 상기 이동플래튼(22)은 상기 타이 바(29)를 따라 슬라이딩 이동이 가능하다. 또한, 상기 형체장치(3)는, 일단이 상기 이동플래튼(22)에 연결되고 타단이 토글서포트와 연결되는 토글기구(28)를 가진다. 형체장치가 유압식 또는 기계식 장치로 이루어진다면, 상기 토글기구(28)는 유압 작동기구와 기계 작동기구로 이루어지게 된다.

토글기구(28)의 후단에는 상기 토글기구(28)의 위치를 잡아주는 서포터부(26)가 형성된다. 또한 상기 토글기구(28)는 복수의 링크를 가지고, 상기 복수의 링크 사이의 상호 이동에 따라 상기 금형장치(9)의 형폐 또는 형개가 수행될 수 있다.

상기 사출장치(2)와 형체장치(3) 사이에는 수지의 이동 경로를 제공하는 노즐(27)이 설치된다. 구체적으로, 상기 호퍼(12)를 통해 상기 배럴(16) 내부로 고체 수지가 이동된다. 상기 고체 수지는 상기 스크류(13)의 전진 이동 및 상기 배럴(16) 내에서의 가열에 의해 용융된다. 용융된 수지는 상기 스크류(13)의 전단에 쌓이게 되고, 상기 노즐(27)을 통해 상기 형체기구(3)의 제품 성형부들로 이동된다.

상기 사출성형기(1)의 사출 공정은 배럴(16) 내의 스크류(13)의 회전에 의해 상기 배럴(16) 안으로 공급되는 수지가 용융되고, 상기 배럴(16) 내의 압력에 의해 상기 스크류(13)가 계량 설정 위치로 후퇴되며, 상기 스크류(13)의 회전이 정지됨에 따라 상기 수지의 양을 계량하는 계량 단계를 포함한다. 상기 계량 단계는 계량 시작 시점부터 설정된 계량 양에 도달되는 시점까지의 제1 구간과 상기 설정된 계량 양에 도달되는 시점부터 계량이 완료되는 시점까지의 제2 구간으로 구분할 수 있다.

도 4에는 본 발명에 따른 부분 교체가 가능한 사출기용 배럴의 구조가 도시되어 있다. 도 4의 위쪽에 도시한 배럴은 길이가 긴 규격의 것이고 아래쪽에 도시한 배럴은 지름은 위쪽의 것과 동일하지만 길이는 짧은 규격의 것이다. 본 발명은 이처럼 지름은 같지만 길이가 상이한 배럴로 교체할 때, 배럴의 일부분만을 분리하여 교체함으로써 길이를 증감시킬 수 있도록 한 것이다.

도 4를 참조하면, 배럴의 내부에는 용융 수지를 이송하는 사출 스크루(13 또는 13a)가 회전 가능하게 삽입되어 있으며, 배럴의 선단부에는 노즐(121 또는 122)이 구비되어 있다.

본 발명에 따른 배럴은, 축방향으로 복수 개로 분할하여 결합하거나 분리할 수 있는 형태로 구성한 것으로서, 배럴은 축방향으로, 사출기 측에 장착되는 고정용 몸통부(100)와, 고정용 몸통부(100)의 전방 쪽에 배치되는 교체용 몸통부(110)로 분할되어, 교체용 몸통부(110)의 후단을 고정용 몸통부(100)의 선단에 분리 가능하게 결합한 구조로 이루어진다.

이에, 도 4에 도시한 2개의 배럴은, 공통의 고정용 몸통부(100)를 가지고, 거기에 각기 다른 교체용 몸통부(110), 즉 교체용 몸통부(111)와 교체용 몸통부(112)를 바꾸어 결합하여 사용할 수 있다.

도 4에서 교체용 몸통부(110)는 단일의 부재로 이루어져 있지만, 다시 축방향으로 여러 개로 분할하여 분리 가능하게 결합한 구성으로 만들 수도 있다. 이 경우, 분리 가능하게 결합하는 구성은, 고정용 몸통부(100)와 교체용 몸통부(110)의 결합 방식을 따르면 된다.

이와 같이, 스크루의 길이 변경에 따라 배럴의 길이를 변경하고자 하는 경우에는, 고정용 몸통부(100)를 사출기에 그대로 장착해 둔 채, 어느 하나의 교체용 몸통부(111)(또는 교체용 몸통부(112))를 분리해 낸 후 길이가 다른 교체용 몸통부(112)(또는 교체용 몸통부(111))로 교체할 수 있다.

따라서 위와 같은 본 발명에 의하면, 배럴의 지름의 변화 없이 길이만을 변경시키고자 하는 경우, 배럴 전체를 교체하지 않고 일부분만, 즉 교체용 몸통부(110)만 교체하면 되므로, 고정용 몸통부(100)만큼의 재료를 절감할 수 있으며 배럴 교체 작업을 더욱 쉽게 할 수 있다.

본 발명에 있어서, 고정용 몸통부(100)와 교체용 몸통부(110)의 분할 지점은, 고정용 몸통부(100)와 교체용 몸통부(110)의 분할에 의해 배럴의 원료 이송공(102)(도 5 및 도 6 참조), 즉 사출 스크루(13 또는 13a)가 끼워지는 가운데 통로에 형성되는 분할 라인(SL)이 가급적 사출 스크루(31)의 공급영역(Lf)(스크루의 축이 직선인 구간)에 위치하도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 분할 라인(SL)이 공급영역(Lf)을 지나 압축영역(Lc)(스크루의 축의 지름이 전방으로 갈수로 커지도록 테이퍼 진 부분)을 침범하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 공급영역(Lf)이나 계량역역(Lm)에서는 원료가 모두 또는 거의 용융된 상태를 유지하고 압력도 높기 때문에, 그 영역에 분할 라인(SL)이 형성되는 경우는 압축영역(Lc)에 형성되는 경우에 비해 분할 라인(SL)을 통한 원료 누출의 염려를 최소화할 수 있다.

다음으로, 도 5 및 도 6은 고정용 몸통부(100)와 교체용 몸통부(110)의 결합부분을 확대하여 나타낸 것으로서, 도 5에는 결합상태의 도면이 도시되어 있고, 도 6에는 분리된 상태의 도면이 도시되어 있다.

도 5 및 도 6를 참조하면, 고정용 몸통부(100)와 교체용 몸통부(110)의 결합은, 고정용 몸통부(100)의 선단이나 교체용 몸통부(110)의 후단 중 어느 한쪽의 단부에 원료 이송공(102)보다 지름이 크게 확장되는 결합공(200)을 형성하고, 나머지 한쪽의 단부에는 결합공(200)에 삽입되는 결합축(300)을 형성하는 한편, 결합공(200)과 결합축(300)에 암나사부(202)와 수나사부(302)를 형성하여 나사 결합하는 구조로 이루어진다.

도 5 및 도 6에서는, 결합공(200)은 고정용 몸통부(100)에 형성하고 결합축(300)은 교체용 몸통부(110)에 형성한 구성을 일례로 들어 도시하였지만, 이와는 반대로 결합공(200)을 교체용 몸통부(110)에 형성하고 결합축(300)을 고정용 몸통부(100)에 형성하여도 좋다.

또한, 결합공(200)의 내주면과 결합축(300)의 외주면 사이에 밀봉 씰(401)을 설치하여 누출을 차단하거나, 결합공(200)의 내측 단부면(204)과 결합축(300)의 단부면(304) 사이에 밀봉 씰(402)을 설치하여 누출을 차단하는 것이 바람직하다.

또는 위의 두 가지 밀봉 씰(401)(402)을 각 지점에 모두 설치하여도 좋다. 밀봉 씰(401)(402)은 고무, 펠트(felt), 금속 등 적절한 것을 선택한다.

더 나아가서, 결합공(200)의 내주면과 내측 단부면(204)이 만나는 모서리 부분과, 결합축(300)의 외주면과 내측 단부면(306)이 만나는 모서리 부분에는, 각각 릴리프 그루브(relief groove)(208)(308)를 형성하는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 의하면, 결합공(200)과 결합축(300)을 조립 할 때 릴리프 그루브(208)(308)에 의해 결합축(300)과 결합공(200)의 모서리끼리의 간섭을 피할 수 있다.

따라서, 결합축(300)의 단부면(304)이 결합공(200)의 내측 단부면(204)에 틈새 없이 긴밀하게 밀착하고, 결합공(200)의 단부면(206)이 결합축(300)의 내측 단부면(306)에 틈새 없이 긴밀하게 밀착하여, 밀봉을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

100: 고정용 몸통부
102: 원료 이송공
110(111, 112): 교체용 몸통부
200: 결합공
202: 암나사부
204, 306 : 내측 단부면
206, 304 : 단부변
208, 308 : 릴리프 그루브
300: 결합축
302: 수나사부
401, 402: 밀봉 씰

Claims

내부에 용융 수지를 이송하는 사출 스크루가 회전 가능하게 삽입되는 배럴로서,
배럴을 축방향으로, 사출기 측에 장착되는 고정용 몸통부(100)와, 상기 고정용 몸통부(100)의 전방 쪽에 배치되는 교체용 몸통부(110)로 분할하여, 상기 교체용 몸통부(110)의 후단을 상기 고정용 몸통부(100)의 선단에 분리 가능하게 결합한 것을 특징으로 하는 부분 교체가 가능한 사출기용 배럴.
제1항에 있어서,
상기 고정용 몸통부(100)의 선단이나 상기 교체용 몸통부(110)의 후단 중 어느 한쪽의 단부에 원료 이송공(102)보다 지름이 크게 확장되는 결합공(200)을 형성하고, 나머지 한쪽의 단부에는 상기 결합공(200)에 삽입되는 결합축(300)을 형성하며,
상기 결합공(200)과 결합축(300)에 암나사부(202)와 수나사부(302)를 형성하여 나사 결합하는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부분 교체가 가능한 사출기용 배럴.
제2항에 있어서,
상기 결합공(200)의 내주면과 상기 결합축(300)의 외주면 사이에 밀봉 씰(401)을 설치하거나, 상기 결합공(200)의 내측 단부면(204)과 상기 결합축(300)의 단부면(304) 사이에 밀봉 씰(402)을 설치하거나, 상기 두 가지 밀봉 씰(401)(402)을 모두 설치하는 것을 특징으로 하는 부분 교체가 가능한 사출기용 배럴.