KR870000197B1 - 사출 성형기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

사출 성형기

제1도는 본 발명의 사출 성형기의 기본적인 구조를 보여주는 개략적인 종단면도.

제2도는 본 발명에 따른 기계의 배압제의 장치 및 힘 보유 장치로서 사용되는 전자 브레이크의 단면도.

제3도는 마찬가지의 클러치의 단면도.

제4도는 본 발명의 사출 성형기의 구체적인 구조를 도시하는 사출 성형 기구의 종단면도.

제5도는 제4도의 V-V선 단면도.

제6도는 제4도의 VI-VI선 단면도.

제7도는 제4도의 VII-VII선 단면도.

제8도는 사출 나사의 회전 및 전진 기구의 다른 실시예를 도시하는 횡단면도.

제9도는 전류 검출 및 제어 장치의 블록도.

제10도는 돌출 장치를 보여주는 형 체결기구의 일부 종단면도.

제11도는 제10도의 XI-XI선 단면도.

제12도는 다른 실시예의 돌출 장치를 도시하는 형 체결기구의 일부 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 형 체결기구 2 : 사출 기구

3 : 베드 10, 11 : 고정판

12 : 연결봉 13 : 가동판

14 : 금형 15 : 플런저

16 : 회전판 20 : 사출 나사

21 : 사출 가열통 22 : 하우징

25 : 가동부재 30, 31 : 전동축

32 : 클러치 기구 32a : 클러치 부재

32b : 클러치 축 32c : 커플링

33 : 조인트 36, 37 : 전동치차

40 : 서보 모터 41 : 회전계용 발전기

42 : 힘 보유장치 42a : 브레이크 부재

42b : 커플링 46 : 전동축

52 : 노즐 접촉부재 53 : 클러치 기구

59 : 전류 검출기 60 : 비교기

62 : 위치 검출기 64 : 배압 제어 증폭기

본 발명은 형 체결기구와 사출기구 모두를 동일전동기에 의해 작동하여, 사출기구측의 용융수지를 형 체결기구측의 금형에 주입하는 사출 성형기에 관한 것이다.

일반적으로, 사출 성형기는 유압을 구동원으로서 사용하고 있다. 그러나, 유압의 사용은 많은 문제점을 수반하며, 특히 작동유의 점도 변화가 기계의 작동에 주는 불안정은 수지의 사출 성형에 커다란 영향을 끼치고 있다. 또한, 고가의 유압 기기, 예를들어 유압 펌프, 각종 유압 제어 밸브, 유압실린더, 유압 모터, 열 교환기등이 필요하며, 게다가 작동유의 온도나 오염등의 관리 그리고 질 저하로 인한 작동유의 교환등도 필요하게 되어 있다.

이와 같은 유압을 구동원으로 하는 경우의 문제를 해결하는 하나의 수단으로서, 전동기에 의해 기계를 작동시키는 것을 생각할 수가 있다. 사실, 사출 성형기에 전동기를 사용한 것이 일부에서 제안되었지만, 그것은 사출 성형기 전체를 전동기에 의해 작동한다고 하는 것이 아니며, 형 체결기구는 사출기구의 나사를 회전하기 위한 수단으로서 사용한 것으로 단지 유압과 연합하여 사용하는데 지나지 않았다.

사출 성형기에 있어서 하나의 전동기에 의해 공정 전체를 수행하는 것의 곤란성은 통상의 전동기의 응답성에 있다. 물체의 절삭가공등과는 달리, 사출 성형에서는 한 성형 사이클중에 속도 제어 영역과 힘 제어 영역이 존재한다. 따라서, 그 영역에 응답하여 전동기가 작동하지 않는한, 하나의 전동기에 의해 사출 성형기를 작동시킬 수는 없다.

본 발명은 공작기계등에 사용되고 있는 서보 모터를 사출 성형기의 구동에 사용하여, 금형의 형 체결로부터 용융수지의 사출에 이르기까지의 공정을 연속적으로 수행해주므로서, 종래의 유압에 의해 야기되었던 제반 문제를 해결하고자 하는 것이다. 또한, 본 발명은 소요갯수의 클러치와 브레이크등을 사용하여 서보 모터의 회전을 힘으로 변환시키므로서, 유압을 사용한 경우와 동등한 형 체결력이나 사출력등을 발생시켜, 유압을 사용하지 않고도 사출 성형이 가능한 기계를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 형 체결기구측과 사출기구측 양쪽을 하나의 서보 모터에 의해 작동시키도록 구성되어 있다. 서보모터는 저속에서 가동할때 상당히 큰 토오크를 얻을 수 있으며, 감속 기어의 사용 없이 직접 구동될 수가 있다. 또한, 서보 모터는 커다란 토오크 관성율과 넓은 범위의 가변 속도를 가지므로서, 사출 속도를 적절히 제어할 수가 있다. 사출력 및 형 체결력의 안정화를 성취하기 위해서는 피드백 제어가 채용될 수도 있을 것이다. 이로 인해, 동력을 절감할 수가 있고 장치도 간략회되어, 기계는 경제성이 뛰어난 것으로 된다. 게다가, 작동유가 전혀 불필요하기 때문에 동력 전달 효율이 유압 시스템에 비해 높아지므로, 전력 절감이 될 뿐 아니라 기계의 보수 관리등도 극히 용이하게 된다.

또, 본 발명은 서보 모터에 의해 작동하는 전동축에 금형을 개폐 및 형 체결해주는 치차 수단과 사출 나사를 회전 또는 전진시키는 치차 수단을 클러치를 거쳐서 연합 설치하고, 그 클러치의 작동에 의해 일련의 사출 성형 공정을 행하는 구성으로 되어 있다.

게다가, 본 발명은 전자 브레이크에 의한 배압 제어장치 및 힘 보유장치를 구비하고, 이것에 의해 유압을 사용함이 없이 임의로 그리고 정밀하게 배압 또는 보유압을 제어할 수 있게 되어 있다. 특히, 자기 이력 브레이크는 배압을 제어하기 위해서만 사용되는데, 본 발명에 있어서 배압을 제어하기 위해 자기 이력 브레이크를 사용하는 것은 최상의 방책이다. 또, 본 발명에서는 서보 모터의 회전을 나사축에 의한 사출기구의 이동으로 변환시킬 수 있는 구조를 갖추고,이것에 의해 형체결공정, 노즐 접촉 공정, 사출 공정의 일련의 공정을 연속적으로 수행할 수가 있다. 형 체결기구의 나사축 및 플런저 주변에 형성된 나삿니는 양호하게는 볼나삿니로 되어 있다. 슬롯에 끼워진 수용 부재측의 볼과 나삿니들 사이의 접촉부에서 발생하는 마찰은 구름마찰의 형태를 띠며, 이는 나삿니들 사이의 맞물림으로 인한 전달 효율이 통상의 나삿니들에서 보다 훨씬 크고 힘의 손실이 작기 때문이다.

본 발명에 사용되는 서보 모터는 일반적으로 사용되고 있는 규격을 갖춘 통상의 것일 수도 있으며, 전자 클러치나 전자 브레이크등도 시판되고 있는 것을 그대로 채용할 수가 있다.

게다가, 본 발명에서는 유압 수단에 의해 작동되던 부분이 기계적 수단으로 작동되고, 다른 부분의 구성이 종래의 것과 완전히 동일하며, 서보 모터의 정격 출력에 따라 사출용량 5cm³의 소형에서 비교적 대형의 사출 성형기를 마련할 수가 있다.

본 발명을 보다 명료히 이해하기 위해, 이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 사출 성형기의 기본적인 구조를 개략적으로 도시한 것으로서, 1은 형 체결기구를, 2는 사출기구를 각각 나타낸 것이다. 상기 형 체결기구(1)는 기계 베드(3)상에 대향으로 설치된 한쌍의 고정판(10, 11)과, 그 고정판(10, 11)위에 걸쳐 설치된 소요갯수의 연결봉(12)및, 이 연결봉(12)에 이동 가능하게 장착된 가동판(13)을 포함한다. 상기 한쪽의 고정판(11)과 가동판(13) 사이의 대향면에는 각각 금형(14)이 제공되며, 또 가동판(13)의 대향면에는 측면에 볼나삿니를 형성한 큰 직경의 플런저(15)가 연결되어 있다. 볼 나삿니는 전달효율이 높고, 또 기동 마찰이 작다. 이 플런저(15)는 고정 부재를 형성하는 고정판(10)에 볼 베어링등을 사용하여 회전 가능하게 설치된 회전판(16)내부의 나삿니 수용부재(16b)속에 나사 결합하고, 회전판(16)의 회전에 의해 축방향으로 이동된다. 또, 회전판(16)에는 후술하는 전동 치차와 맞물려져 있는 치차(17)가 설치된다.

사출 기구(2)는 사출 나사(20)를 내장한 사출 가열통(21)과, 사출 가열통(21)을 보유지지해주는 작용을 하는 기계베드(3)상의 하우징(22)을 갖는다. 이 하우징(22)의 내부에는 나사축(23)을 구비한 회전축(24)이 측방향으로 설치되어 있으며, 그 나사축(23)에 가동부재(25)가 나사결합되어 있다. 또, 나사(20)의 후단부에는 상기 가동부재(25)에 선단을 수납한 연장축(26)이 나사(20)와 일체로 연결되어 있다. 회전축(24)과 연장축(26)에는 서로 간섭하지 않는 위치에 나사 전진용 치차(27)와 나사 회전용 치차(28)를 가지며, 또한 회전축(24)의 단부에는 하우징 벽부(22a)에 고정된 전자 브레이크에 의해 배압제어장치(29)가 부착되어 있다.

상기 하우징(22)의 하부내에는 상기 회전축(24)및 연장축(26)과 평행한 전동축(31)이 하우징(22)을 관통하여 설치되어 있다. 또한, 상기 형 체결기구(1)의 하방에도 상기 플런저(15)와 평행한 전동축(30)이 상기 한쌍의 고정판(10, 11)을 관통하여 설치되어 있다. 이들 형 체결기구측과 사출기구측의 2개의 전동축(30, 31)은 클러치 기구(32)를 거쳐서 서로 접근 및 분리 가능하게 연합되어 있다.

상기 클러치 기구(32)는 전동축(31)의 단부에 고정된 클러치 부재(32a)와, 전동축(31)의 연장축심상에 배치되어 하우징 벽부에 회전 가능하게 부착된 클러치 축(32b)및, 이 클러치 축(32b)의 내단부에 고정된 커플링(32c)으로 이루어지고, 또한 그 여자부분은 하우징측에 고정되어 있다. 그리고, 이 클러치 축(32b)의 외단부에 전동축(30)을 접속하기 위한 조인트(33)가 설치되어 있다. 이 조인트(33)와 전동축(30)의 접속은 축방향으로 이동을 허용하는 스플라인 또는 키이와 같은 수단(34)에 의해 행해지며, 따라서 형 체결기구(1)에 대해 사출기구(2)가 전진 또는 후퇴 이동할때에, 클러치 축(32b)에 의해 상호 접속된 전동축(30, 31)이 그 이동을 방해하지 않도록 하고 있다.

상기 전동축(30)에는 고정판(10)의 내측에 인접하여 상기 회전판(16)의 치차(17)와 맞물린 전동치차(35)가 설치되고, 이 전동치차(35)에 의해 전동축(30)의 회전력이 회전판(16)에 전달되어, 그 회전판(16)과 나사 결합한 상기 플런저(15)가 회전판(16)의 회전에 의해 축방향으로 인도되므로서, 가동판(13)이 연결봉(12)을 거쳐서 금형 폐쇄 또는 개방 방향으로 이동하게 된다.

또, 상기 전동축(31)에는 치차(27, 28)와 각각 맞물리는 전동치차(36, 37)가 클러치 부재(38, 39)를 거쳐서 설치되어 있다. 이 클러치 부재(38, 39)는 상기 전동치차(36, 37)에 연합된 커플링과 하우징축에 고정된 여자부를 포함하며, 그 내부에 제공된 클러치판과 여자부의 작용에 의해 상기 전동치차(36, 37)와 전동축(31)의 결합 혹은 해제가 이루어지도록 되어 있다.

게다가, 전동축(31)의 하우징 벽부(22a)로부터 외부로 돌출한 축부는 하우징 벽부(22a)에 고정된 회전계용 발전기(41)를 구비한 서보 모터(40)와 연결되어 있다.

또, 상기 클러치축(32b)에는 형 체결력을 보유지지하기 위한 장치(42)가 제공되어 있다. 이 힘 보유장치(42)는 하우징 벽부(22a)에 고정된 전자 작동식 브레이크 부재(42a)와, 클러치축측에 설치된 커플링(42b)으로 구성되어 있다.

제2도는 상술한 배압 제어 장치(29)로서 사용되는 브레이크의 일예(MWB형 브레이크, 오구라 클러치캄파니, 리미티드제)를 도시한 것이다. 이 브레이크는 회전축(24)의 외단부에 키이 고정된 내부 드라이버(29a), 아마추어(29b), 내외로 분리된 다수의 제동판(29c) 및, 그 제동판(29c)에 인접하며 코일(29d)을 내장한 필드 코어(29e)로 이루어지며, 상기 필드 코어(29e)는 볼 베어링(29f)에 의해 상기 회전축(24)에 끼워지고 또한 케이싱을 거쳐서 하우징 벽부(22a)에 고정되어 있다.

이와같은 브레이크에 있어서는, 코일(29d)에의 통전에 의해 생기는 자속에 의해서 상기 아마추어(29b)와 제동판(29c) 사이가 결합되고, 그 마찰력으로 회전축(24)의 회전이 제어된다. 또한, 이러한 브레이크는 힘 보유장치로서도 사용될 수가 있음을 주목해야 할 것이다.

제3도는 상기 전동치차(36, 37)의 클러치 부재(38, 39)및 클러치 기구(32)용으로 특히 사용되는 클러치의 일예(MWC형 클러치, 오구라 클러치 캄파니, 리미티드제)를 도시한 것이다. 이를 클러치 부재(38)에 대하여 설명한다.

이 클러치는 전동축(31)에 키이 고정된 내부 드라이버(38a), 그 내부 드라이버(38a)의 외주면에 형성된 스플라인에 끼워 맞춰진 아마추어(38b), 다수의 내외판으로 구성된 클러치판(38c), 회전자(38d)및, 내부 드라이버(38a)에 인접한 필드 코어(38e)로 이루어지며, 상기 필드 코어(38e)는 코일(38f)을 내장하고, 볼 베어링(38g)을 거쳐서 전동축(31)에 끼워지며 또 전동축(31)과 함께 회전되지 않도록 하우징측에 고정되어 있다.

또, 상기 전동치차(36)는 측면에 커플링(36a)을 갖고, 볼 베어링(36b)에 의해 전동축(31)에 회전가능하게 설치되어 있다. 상기 커플링(36a)은 상기 클러치판(38c)의 외판에 연결되며, 상기 코일(38f)에 통전하였을 때에 생기는 자력에 의해 아마추어(38b)와 클러치판(38c)및 회전자(38d)가 결합되었을때, 거기에서 생기는 마찰력에 의해 내부 드라이버(38a)와 함께 회전하도록 되어 있다.

다음에, 사출성형 동작에 대해 설명한다.

먼저, 클러치 기구(32)에 통전을 행하여 클러치 부재(32a)에 클러치판(32c)을 흡착시켜, 클러치축(32b)에 의해 전동축(30, 31)을 일체적으로 접속한다. 한편, 전동축(31)측에서는 클러치 부재(38, 39)로의 통전을 정지하여, 전동치차(36, 37)를 전동축(31)에 대해 자유롭게 해둔다. 이와같이 준비된 상태에 있어서, 상기 서보모터(40)를 정회전 작동한다. 이 회전작동에 의해 2개의 전동축(30, 31)은 동시에 동일 방향으로 회전하고, 전동축(30)측의 치차(35)도 또한 회전한다. 상기 전동치차(35)에는 회전판(16)의 치차(17)가 맞물려 있기 때문에, 회전판(16)도 회전하기 시작하여, 플런저(15)를 가동판(13)과 함께 금형 폐쇄방향, 즉 제1도에 있어서 오른쪽 방향으로 밀어붙혀준다. 이 가동판(13)의 이동에 의해, 금형(14)은 고정판(11)과 가동판(13)사이에서 폐쇄되어, 더욱 강하게 형 체결된다. 이 형 체결압력은 상기 서보 모터(40)에 있어서의 전류치에 의해 검출된다.

다음에, 플런저(15)의 편향력에 의해 형 체결압력이 설정 압력에 도달하면, 힘 보유장치(42)에 통전이 개시되어 내부 제동판의 결합에 의해, 전동축(30)은 클러치축(32b)과 커플링(42b)을 거쳐서 하우징측에 고정된다. 이러한 고정 동작에 연속하여, 클러치 기구(32)에서는 클러치부재(32a)로의 통전이 정지되어, 따라서, 내부 클러치판이 자유롭게 되어서 2개의 전동축(30, 31) 사이의 접속을 해제해준다. 이결과, 형 체결기구(1)의 측의 전동축(30)은 설정 압력을 검출한 시점에서 고정되어지고, 그 전동축(30)에 접속된 다양한 부품들은 고정되어 형 체결압력이 유지된다.

사출기구(2)측에서는, 클러치 부재(32a)로의 통전이 정지됨과 동시에 클러치 부재(39)에 통전이 생기고, 내부 클러치판이 자력에 의해 결합하며, 전동치차(37)는 커플링(37a)을 거쳐 전동축(31)에 고정되어 정회전을 시작한다.

이 전동치차(37)의 회전에 따라, 상기 치차(27)가 회전축(24)과 함께 역방향, 즉 반시계 방향으로 회전하여, 나사축(23)에 나사결합된 상기 가동부재(25)를 제1도에 있어서 왼쪽으로 보내준다. 이 가동부재(25)에는 사출 나사(20)의 연장축(26)이 회전 가능하게 부착되어 있기 때문에, 가동부재(25)의 이동에 의해 사출나사(20)도 왼쪽 방향, 즉 전방으로 이동하여, 사출 가열통(21)의 선단부내에 미리 계량하여 둔 용융 수지를 노즐로부터 금형(14)에 의해 형성된 공동 속으로 주입해준다.

용융 수지의 주입이 완료하면, 서보 모터(40)도 정지한다. 이 정지는 종래의 사출 성형기에서 통상적으로 사용되고 있는 전기적 검출 수단과 검출시에 발신된 신호에 의해 작동하는 전기 제어 수단을 채용하므로서 용이하게 실시할 수가 있다.

상기 서보 모터(40)의 정지 작동과 거의 동시에, 여자 작동하고 있는 클러치 부재(39)로의 통전이 정지되고, 그 결과 전동치차(37)는 자유상태로 되고 회전축(24)도 정지한다. 이 정지작동에 연속하여, 다른 클러치 부재(38)가 통전을 받아 내부 클러치판(38c)이 결합하여, 커플링(36a)을 거쳐 전동축(31)을 고정하면서 전동치차(36)가 회전한다. 이러한 일련의 클러치 동작이 완료하였을때에, 재차 서보 모터(40)를 회전 작동한다. 이 회전방향은 전번과는 역의 방향, 즉 반시계 방향으로, 이에 따라 전동치차(36)도 전동축(31)과 함께 역회전하여 치차(28)를 시계방향으로 회전시킨다. 이 치차(28)는 상기 사출 나사(20)의 연장축(26)에 고정되어 있기 때문에, 사출 나사(20)도 역시 시계방향으로 회전하여 호퍼(43)로부터의 재료 수지를 나사에 의해 전방으로 압송한다. 이 재료 수지는 상기 사출 가열통(21)에 의해 용융되고 가소 되어서 사출 나사(20)의 선단에 체류한다. 이 용융 수지의 증가에 따라, 사출 나사(20)는 회전하면서 수지압에 의해 후퇴하도록 된다. 이 사출 나사(20)의 후방부는 연장축(26)을 거쳐서 가동부재(25)에 회전 가능하게 연결되어 있기 때문에, 가동부재(25)는 사출 나사(20)및 연장축(26)의 치차(28)와 함께 제1도에 있어서 오른쪽 방향으로 이동되고, 후퇴력이 가동부재(25)에 가해져서 더욱 나사축(23)에 작용하여 나사 리이드에 의해 회전축(24)을 회전시킨다. 이때에, 상기 배압 제어 장치(29)를 작동시켜 회전축(24)에 소정의 회전 저항을 부여하면, 거기에 나사 배압이 발생하여, 일정한 나사 배압하에서 재료 수지의 가소화와 계량이 수행된다.

상기 가동부재(25)가 소정의 위치 즉 원래의 위치로 되돌아왔을때, 서보 모터(20)는 정지됨과 동시에 상기 클러치 부재(38)의 통전은 정지되어서, 전동치차(36)가 자유상태로 되며, 치차(28)를 거쳐 사출나사(20)의 회전이 정지되어, 사출 나사(20)의 후퇴가 없어지므로서 계량이 완료된다. 이 계량동작에 뒤이어서, 상기 힘 보유장치(42)로의 통전이 정지하여, 클러치축(32b)과 함께 전동축(30)이 자유상태로 되고, 다음에 클러치 기구(32)의 클러치 부재(32a)가 통전에 의해 작동하여 전동축(31)및 클러치축(32b)과 접속한다. 이에 따라, 재차 2개의 전동축(30, 31)이 클러치축(32b)을 거쳐 일체로 접속되어, 서보 모터(40)를 역회전 시켜 전동축(30)을 역회전되게 해준다.

이 전동축(30)의 재회전에 의해, 전동치차(35)및 치차(17)를 거쳐 접속된 회전판(16)이 상기와는 반대로 반시계 방향으로 회전하여, 나사 리이드에 의해 플런저(15)를 원래의 위치로 이동한다. 이에 따라, 가동판(13)도 한쪽의 금형(14)과 함께 후퇴 이동하여, 금형 개방이 발생한다. 상기 가동판(13)이 원래의 위치에 도달한 것이 전기적으로 검출되면, 서보 모터(40)가 정지하여 1사이클의 사출성형이 종료한다.

제4도 이하에 도시된 예는 사출 기구측을 더욱 구체화한 것이고, 서보 모터(산요 덴끼 캄파니, 리미티드제, 직류형 CN-2000형)에 의해 사출기구의 이동도 가능하게 한 것이다.

또한, 형 체결기구의 구체적인 구조는 제12도를 참조하면 명확히 알 수가 있다.

이하, 상기 실시예와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 붙여서 상술한다.

사출기구(2)의 사출 나사(20)를 내장한 사출 가열통(21)을 보유 지지하는 하우징(22)는 제7도에 도시한 바와같이 기계 베드(3)의 상부 양측에 형성된 안내 레일(44)에 하부 양측을 끼워 맞추어, 형 체결기구(1)에 대해 이동가능하게 배치되어 있다.

이 하우징(22)의 내부 상방에는, 사출 나사(20)의 후단부에 설치된 연장축(26)이 나사 회전용의 치차(28)를 부착하여 위치되어 있다. 또, 연장축(26)의 단부는 나사를 전진시키기 위한 가동부재(25)에 회전가능하게 연결되어 있다. 이 가동부재(25)는 제5도에 도시한 바와 같이 하우징(22)의 전후벽에 걸쳐 수평으로 설치된 한쌍의 안내봉(45)에 양측부를 미끄럼 가능하게 삽입 관통시켜 보유 지지되고 있다. 도한, 가동부재(25)의 후방부내에는, 나삿니 수용부재(25a)를 거쳐서 하우징 벽부(22a)에 회전가능하게 보유지지된 나사축(23)이 나사식으로 연결되어 있으며, 또 나사축(23)의 회전축(24)에는 나사 전진용의 치차(27)가 부착되어 있다. 또, 나사축(23)의 축부 외단부는 하우징 벽부(22a)에 고정된 브레이크를 갖는 배압 제어 장치(29)에 연결되어 있다.

상기 하우징(22)의 하부내에는, 제6도에 도시한 바와 같이 한쌍의 평행한 전동축(31, 46)이 회전가능하게 설치되어 있다. 이 전동축(31, 46)은 각각에 부착된 치차(47, 48)의 맞물림에 의해 동시에 회전하도록 되어 있다. 또, 한쪽 전동축(46)의 외단부에는 상기 하우징(22)의 하면에 부착된 서보 모터(40)가 접속되어 있다. 이 접속은 각각의 축단에 설치된 벨트 휘일(49, 50)에 구동용 벨트(51)를 걸어서 행하고, 상기 서보 모터(40)의 회전에 전동축(31, 46)이 동조하도록 하고 있다.

상기 전동축(31)에는 클러치 부재(39)를 거쳐서 상기 나사 전진용의 치차(27)와 맞물리는 전동치차(37)가 부착되어 있으며, 또 상기 전동축(46)에는 클러치 부재(38)를 거쳐서 상기 나사 회전용의 치차(28)와 맞물리는 전동치차(36)가 부착되어 있다.

상기 전동축(31)의 내단부는 형 체결기구(1)측의 전동축(30)과 접근 및 분리가능하도록 클러치축(32b)을 거쳐서 그리고 클러치 기구(32)에 의해 접속한다. 또, 클러치축(32b)에는 제1도의 경우와 마찬가지로 조인트(33)와 힘 보유장치(42)가 제공되어 있다.

또, 상기 전동축(46)의 내단부에는, 형 체결기구(1)측의 고정판(11)과 하우징(22)을 연결해주는 노즐접촉기구(52)가 상기 하우징(22)을 관통함과 동시에 벽부(22a)에 대해 회전 가능하게 지지되어 설치되어 있다.

이 노즐접촉 기구(52)는 축부(52a)와 고정판(11)에 부착된 너트 형상의 나삿니 수용부재(52c)에 나사 결합하는 나사축(52b)으로 이루어지며, 또 축부(52a)와 전동축(46)의 내단부와에 걸쳐 클러치 기구(53)가 설치되어 있다. 이 클러치 기구(53)는 상기 전동축(46)에 설치된 전자 작동식 클러치 부재(53a)와, 축부(52a)의 단부에 접속된 커플링(53b)을 포함하며, 그 클러치 부재(53a)의 여자에 의해 전동축(46)과 축부(52a)가 접속하여, 나사축(52b)을 회전시키고, 나사 리이드에 의해 하우징(22)을 사출 기구와 함께 형 체결기구측으로 이동시켜 노즐접촉을 수행한다.

또, 노즐 접촉 기구(52)에는, 전자 작동식 브레이크로 구성된 노즐 접촉형 힘 보유장치(54)가 하우징 벽부(22a)와 결부(52a)에 걸쳐 배치되어 있다.

제8도에 도시된 예는 상기 사출 기구(2)측의 가동부재(25)의 다른 이동 수단을 나타낸 것이다. 이 실시예는 상기 안내봉(45)의 회전에 의해 가동부재(25)를 이동시키고자 하는 것이다. 이를 위해, 상기 안내봉(45)을 회전가능하게 하우징 벽부(22a)에 장착함과 동시에, 그 중간부에 나사축(45a)을 형성하고, 가동부재(25)의 양단의 부재(25b)에 뚫인 구멍내에도 나삿니를 형성하여, 이 나삿니와 상기 나사축(45a)을 나사 결합해 주므로서, 나사 리이드에 의해 가동부재(25)를 전진시키도록 되어 있다. 또, 안내봉(45)의 회전은 가동부재(25)의 후방부 중앙에, 회전가능하게 돌출된 상기 회전축(24)의 치차(27)와 맞물리는 치차(45b)를 부착해주므로서 행해진다.

다음에, 상기 실시예의 사출기구의 동작에 대하여 상세히 설명한다.

클러치 기구(32)에 의해 그리고 클러치축(32b)을 거쳐 전동축(30, 31)을 접속한 상태에서, 서보 모터(40)를 정회전시킨다. 이때, 사출기구(2)측에서는 클러치 부재(38, 39)의 개방 작동에 의해 전동치차(36, 37)를 자유 상태로 해둔다. 또한, 전동축(46)과 노즐접촉 기구(52)사이의 클러치 기구(53)도 개방 작동하여 양자의 접속을 끊어놓는다. 형 체결기구측에서는, 제1도의 경우와 마찬가지로 전동축과 전동치차(35)및 치차(17)에 의해 회전판(16)이 회전하여, 플런저(15)가 송출된다. 이 결과, 가동판(13)이 전진 이동하여 금형(14)이 폐쇄되고 더욱 강력한 형 체결이 이루어진다. 형 체결 압력이 소정 압력에 도달하면, 힘 보유장치(42)를 전자식으로 작동시켜 전동축(30)을 클러치축(32b)과 함께 하우징측에 고정하여 서보 모터(40)의 회전을 정지시키고, 또한 클러치기구(32)를 개방 작동하여 전동축(31)과의 접속을 끊는다. 이 작동에 연속하여, 사출기구측에서는 지령에 의해 클러치 기구(53)가 폐쇄 작동되므로서, 전동축(46)과 노즐 접촉 기구(52)의 축부(52a)가 접속하여, 서보 모터(40)의 회전에 의해 나사축(52b)과 함께 동시에 회전을 한다. 이 회전에 의해, 나사축(52b)은 고정판내로 진입하여 하우징(22)을 끌어당긴다. 이때, 전동축(30)은 조인트(33)를 거쳐 축방향으로 미끄럼 가능하게 접속되어 있기 때문에, 하우징(22)은 전동축(30)에 관계없이 기계 베드상에서 고정판(11)을 향해 이동하고, 그곳에서 노즐 접촉이 일어난다.

상기 노즐 접촉이 센서와 같은 위치 검출기에 의해 확인되면, 노즐 접촉형 힘 보유 장치(54)가 작동되고 서보 모터(40)의 회전이 정지되어 클러치 기구(53)는 개방 작동하며, 다음에 클러치 부재(39)가 지령에 의해 폐쇄 작동하여, 전동축(31)과 전동치차(37)를 접속함과 동시에 서보 모터(40)를 회전시켜, 사출용의 치차(27)를 접속함과 동시에 서보 모터(40)를 회전시켜, 사출용의 치차(27)를 나사축(23)과 함께 회전시켜 준다. 이러한 나사축(23)의 회전에 의해, 가동 부재(25)가 전진하여 나사(20)를 밀어주므로서 사출이 달성된다.

상기 사출이 완료하면, 서보 모터(40)가 정지함과 동시에 지령에 의해 클러치 부재(39)가 개방 작동하여, 전동축(31)에 대해 전동치차(37)를 자유상태로 놓이게 해준다. 또, 전동축(46)에서는 클러치 부재(38)가 폐쇄 작동하여 전동축(46)과 전동치차(36)를 접속시켜 준다. 그리고, 지령에 의해 서보 모터(40)가 역회전하면, 전동치차(36)에 의해 나사 회전용 치차(28)가 연장축(26)가 함께 회전하고, 나사(20)도 함께 회전하여 재료의 충진이 개시된다. 이때, 배압 제어 장치(29)를 작용시켜 나사 배압을 발생시킨다. 호퍼로부터의 재료는 나사(20)이 회전에 의해 나사 선단으로 용융 압송되고, 그때의 압력으로 나사(20)는 가동부재(25)와 함께 후퇴한다. 이 후퇴는 전기적으로 확인되며, 재료의 계량이 완료하면 서보 모터(40)는 일시 정지하고, 다음에 노즐 접촉형 힘 보유장치(54)가 개방 작동되고 클러치 기구(53)가 폐쇄 작동된 후 서보 모터(40)가 재차 역회전하면, 나사축(52b)도 역회전하여 하우징(22)을 원래의 위치로 강제로 되돌려 주므로서 노즐 접촉을 끊는다. 이 확인은 센서에 의해 행해지며, 따라서, 이렇게 해서 1사이클의 사출 성형 공정이 끝난 다음, 각 부품은 다음의 사출 공정을 위해 교환된다.

상기 형 체결 및 사출시의 서보 모터(40)에 흐르는 전류의 출력은 제9도에 도시된 장치에 의해 검출될 수 있고, 그 출력 검출에 의해 제어를 수행할 수가 있다. 이 장치에서는 집중 제어 장치(55)와 서보 모터(40)및 회전계용 발전기(41)를 접속한 모터 제어 증폭기(56)와의 사이에 속도 설정기(57)와 토오크 설정기(58)를 병렬로 설치하고 있다. 또, 서보 모터(40)의 회로중에 설치된 전류 검출기(59)에는 비교기(60)를 거쳐서 전류 설정기(61)가 접속되어 있으며, 그 비교기(60)는 상기 집중 제어 장치(55)에 접속되어 있다.

또한, 집중 제어 장치(55)에는 상기 클러치 기구(32), 형 체결력 보유장치(42), 위치 검출기(62), 조작스위치(63), 상기 배압 제어 장치(29)의 배압제어 증폭기(64)가 각각 접속되어 있다.

다음에, 형 체결력 보유에 있어서의 힘의 검출에 대해 설명하면, 클러치 기구(32)에 의해 그리고 클러치축(32b)을 거쳐 전동축(30, 31)을 접속한 상태에서, 서보 모터(40)를 정회전 시킨다.

가동판(13)이 이동하여 금형(14)이 폐쇄되면, 커다란 토오크가 발생하고 전류가 상승한다. 이때, 원하는 토오크에 적합하게 토오크 설정이 이루어진 전류 설정기(61)와 전류 검출기(59)에 있어서의 검출 전류를 비교기(60)에서 비교하여, 일치된 확인 신호가 발생하면, 집중 제어 장치(55)에 의해 형 체결력 보유장치(42)가 여자되고, 전동축(30)은 하우징측에 고정된다. 이 전동축(30)의 고정에 의해, 가동판(13)은 형 체결상태를 유지하게 된다.

또한, 형 체결력 보유장치(42)의 여자에 이어서, 클러치 기구(32)를 전기적으로 개방하여 전동축(31)과의 접속을 끊는다. 그리고, 서보 모터(40)에 의한 회전력은 노즐 접촉이나 사출을 위해 사용된다.

상기 실시예는 사출 성형기에 있어서의 형 체결력을 검출하는 경우이지만, 동일한 수단을 갖고 노즐 접촉력이나 사출 압력 및 나사 회전력의 검출을 행하고 제어하는 것도 가능하다.

제10도 및 11도는 모터에 의한 성형품 돌출 장치를 도시한 것이다. 이 돌출장치는 상기 가동판(13)의 배면부에 설치된 플런저(15)의 연결부재(65)에 뚫려 설치된 돌출핀(66)과, 기동판(13)의 하단부에 설치된 회전 구동 장치(67)및, 회전축(68)을 구비한다. 또한, 회전판(16)은 볼 베어링을 갖고 고정판(10)에 회전 가능하게 장착되며, 플런저(15)는 회전판내에 고정된 나삿니 부용부재(16b)에 나사 결합된다.

상기 회전 구동 장치(67)는 전동 모터와 변속 및 감속기로 이루어지며, 전동 모터의 회전을 성형품에 따라 적절히 변속 또는 감속하여 회전축(68)에 전달해주고, 그 회전축(68)에 의해 상기 돌출핀(66)을 전진 및 후퇴 이동시킨다.

또, 회전축(68)과 돌출핀(66)의 연락은 치차 수단을 갖고 행한다. 도시한 예는 돌출핀(66)의 후방부 측면에 랙(69)을 설치하는 한편, 회전축(68)에 피니언(70)을 구비한 축(71)을 결합시켜서, 상호 맞물리는 상기랙(69)과 피니언(70)에 의해 돌출핀의 전진 및 후퇴 이동을 행하고 있다.

제12도는 다른 실시예의 형 체결기구(1)와 돌출 장치를 도시한 것이다. 형 체결기구(1)의 회전판(16)은 고정판(10)에 베어링을 갖고 회전 가능하게 관통 삽입하여 보유 지지된 회전통(16a)과, 그 회전통(16a)의 내단부에 끼워진 나삿니 수용부재(16b)로 이루어지며, 그 외단부에는 상기 전동축(30)의 치차(35)와 맞물리는 치차(17)가 장착되어 있다. 또, 나삿니 수용부재(16b)의 내측면에는 상기 플런저(15)의 외주측의 볼 나사(15a)와 맞물린 다수의 볼(16c)이 제공된다. 상기 돌출 장치는 돌출봉(72)이 상기 플런저(15)로부터 가동판(13)까지 뚫린 구멍을 통해 연장하도록 구성되어 있다. 이 돌출봉(72)의 후방 단부는 상기 고정판(10)에 부착되며, 또한 프런저(15)의 외부단과의 사이에 소정의 간격을 두고 설치된 덮개를 겸한 수용 부재(73)의 중앙에 너트(74)를 거쳐 연결되므로써, 상기 가동판(13)및 플런저(15)에 대해 고정된 상태에 있다. 따라서 금형 개방시마다 돌출봉(72)의 선단부는 가동판(13)으로부터 돌출하게 된다. 또한, 돌출봉(72)의 가동판(13)으로부터의 돌출량은 돌출봉 후방단의 나사축(72a)과 너트(74)에 의해 임의로 조정할 수 있도록 되어 있다.

상기 실시예에 있어서의 서보 모터(40)는 모두 사출기구(2)측의 전동축에 연결되어 있지만, 그 설치위치는 형 체결기구(1)측이라도 좋고, 그때에는 모터는 전동축(30)에 연결된다. 따라서, 서보 모터의 설치 위치는 특히 한정되는 것이 아니다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 사출 성형기는 전혀 유압 장치를 사용하지 않은 합성수지용 성형기로서 유용하며, 특히 유압을 동력으로 사용한 경우에 작동유의 점도 변화가 기계에 미치는 불안정성을 해소할 수있고 또 동력 전달 효율이 유압에 의한 것에 해 높아져서 전력의 절약화를 꾀할 수 있는 최적의 성형기로서 적용될 수가 있다.

Claims (7)

1. 기계 베드(3)에 설치된 고정판(11)과 연결봉(12)등을 안내부재로 하여 상기 고정판(11)에 대해 전진 및 후퇴 가능하게 배치된 가동판(13)과 상기 고정판과 가동판 사이의 대향면에 부착된 금형(14)과 상기 가동판(13)의 반대면에 결합되고 주위에 나삿니가 형성된 형 체결용의 플런저(15)와 그 플런저에 내부적으로 나사 결합하여 플런저를 축방향으로 이동시켜주는 회전판(16)및 그 회전판(16)을 보유 지지하는 가동판(13) 후방의 고정부재를 형성해주는 고정판(10)으로 이루어진 형 체결기구(1)와, 상기 형 체결기구(1)에 인접하여 기계베드(3)에 고정 또는 이동가능하게 설치된 하우징(22)과 그 하우징(22)의 상기 고정판(11)측에 부착되어 위치하고 사출 나사(20)를 내장한 사출 가열통(21)으로 이루어진 사출기구(2)를 구비한 합성수지의 사출 성형기에 있어서,

   상기 형 체결기구(1)와 사출기구(2)에 걸쳐 전동축(30, 31)을 갖고 그 전동축의 형 체결기구(1)측에 위치하는 부분과 상기 회전판(16)에 걸쳐 설치된 치차(17, 35)를 포함하는 전동 수단과, 상기 하우징(22)에 설치된 회전축(24)과 치차(27, 28)에 의한 사출 나사의 전진 및 회전 작동수단과, 상기 전동축(30, 31)의 사출기구(2) 측에 위치하는 부분에 전자 자동식 클러치 부재(38, 39)와 함께 설치되고 상기 사출 나사(20)의 전진 및 회전 작동 수단이 갖는 복수의 치차(27, 28)와 각각 맞물리는 전동 치차(36, 37)를 포함하는 전동 수단과, 상기 전동축(30, 31)을 구동해주는 구동원으로서 작동하는 서보 모터(40)와, 상기 서보 모터(40)에 의한 형체결기구(1)측으로의 회전력의 적용을 일시적으로 정지해주는 전자 작동식 클러치 기구(32)및, 상기 일시적인 정지동안 형 체결력을 보유 지지하는 전자 작동식 브레이크 부재(42a)에 의한 힘 보유장치(42)로 구성된 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
2. 제1항에 있어서, 상기 사출 나사의 전진 및 회전 작동 수단은 사출 나사(20) 후방부의 연장축(26)과 이 연장축에 평행한 하우징(22)내의 회전축(24)의 나사축(23)에 걸쳐 이동가능하게 설치된 가동부재(25)와, 상기 연장축(26)에 고착된 사출 나사 회전용 치차(28)및, 상기 회전축(24)에 고착된 사출 나사 전진용 치차(27)를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
3. 제1항에 있어서, 상기 사출나사(20)의 전진 및 회전 작동 수단의 회전축(24)에 직접 또는 다른 소자를 거쳐서 설치되어, 상기 회전축(24)을 통해 사출 나사(20)의 회전을 제어하고, 상기 사출나사(20)의 후퇴시에 배압을 부여해주는 전자 브레이크로 이루어진 배압 제어 장치(29)를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
4. 제1항에 있어서, 상기 전동축(30, 31)은 형 체결기구(1)측과 사출 기구(2)측으로 나뉘어 배치되고, 그 양쪽은 클러치 기구(32)와 전동축 상호의 축방향 이동을 허용하는 클러치축(32b)단부의 조인트(33)를 거쳐 접속되어 있는것을 특징으로 하는 사출 성형기.
5. 제1항에 있어서, 상기 서보 모터(40)는 하우징(22)에 고정되고, 사출기구(2)측의 전동축(31)에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
6. 제1항에 있어서, 상기 사출기구(2)측의 전동축은 상기 하우징(22)내에 평행하게 설치된 2개의 전동축(31, 46)을 포함하고, 그들 전동축은 치차(47, 48)에 의해 서로 연결되며, 그중 한 전동축(31)은 상기 클러치 기구(32)와 축방향 이동을 허용하는 조인트(33)를 거쳐 상기 형 체결기구(1)측의 전동축(30)과 접속하고, 다른 전동축(46)은 형 체결기구(1)측의 나삿니 수용부재에 나사 결합하는 나사축(52b)을 가진 축부(52a)와 이 축부 및 상기 하우징(22)측에 걸쳐 설치된 노즐 접촉형 힘 보유장치(54)로 이루어진 노즐 접촉 기구(52)에 전자 작동식 클러치 기구(53)를 거쳐 접속되는 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
7. 제1항에 있어서, 상기 형 체결기구(1)측의 전동축(30)과 사출기구(2)측의 전동축(31) 사이에 배치된 클러치 기구(32)와 형 체결기구(1)측의 힘 보유장치(42)와 노즐 위치 검출기(62)및 배압제어 장치(29)의 각각을 접속한 집중제어 장치(55)와, 서보 모터(40) 및 회전계용 발전기(41)를 접속한 모터제어 증폭기(56)와, 상기 집중 제어 장치(55)와 모터제어 증폭기(56) 사이에 병렬로 설치된 속도 설정기(57)및 토오크 설정기(58)와, 상기 집중 제어 장치(55)에 접속된 비교기(60)를 거쳐서 상기 서보 모터(40)의 회로중에 설치된 전류 검출기(59)에 접속된 전류 설정기(61)와로 이루어진 출력 검출 및 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출 성형기.

Images