KR940009897B1 - 사출성형기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

사출성형기

[도면의 간단한 설명]

제 1 도는 종래의 사출성형기에 있어서 사출 성형된 하나의 제품의 개략적 사시도.

제 2 도는 종래의 사출성형기에 있어서의 사출 스크류 위치와 사출 스크류 이동속도 및 사출속도의 관계를 도시하는 그래프.

제 3 도는 본 발명의 사출성형기에 한 구체예에 관한 개략적 전체 구성 단면도.

제 4 도는 제 3 도에 도시한 사출성형기에 관한 가는 구멍 개도와 사출 스크류 위치의 관계를 도시하는 그래프.

제 5 도는 본 발명의 사출성형기의 제 2 구체예에 관한 개략적 전체 구성 단면도.

제 6 도, 제 7 도 및 제 8 도는 각각 본 발명의 사출성형기의 제 3, 제 4 및 제 5 구체예를 도시한 개략적 전체 구성 설명도.

제 9 도는 본 발명의 사출성형기의 제 6 구체예를 도시한 개략적 전체구성 설명도.

제 10 도, 제 11 도 및 제 12 도는 제 9 도에 도시한 사출성형기에 있어서 보압시간에 대한 각각 노즐 밸브 개도, 사출 스크류 선단부의 용융수지 압력 및 금형 공동내 보압력의 관계를 도시한 그래프.

제 13 도는 본 발명의 사출성형기의 제 7 구체예를 도시한 개략적 전체구성 설명도.

제 14 도, 제 15 도 및 제 16 도는 제 13 도에 도시한 사출성형기에 있어서 보압시간에 대한 노즐 밸브 개도. 사출 스크류 선단부의 용융수지 압력 및 금형 공동내 보압력의 관계를 각각 도시하는 그래프.

[발명의 상세한 설명]

[발명의 기술분야]

본 발명은 용유수지를 금형 공동내에 충전하는 사출성형기에 관한 것으로, 특히 요 충전공정중에 있어서의 용융수지 사출속도 제어장치와 용융수지 충전 완료후에 있어서의 보압 제어장치를 구비한 사출성형기에 관한 것이다.

[발명의 배경 기술]

종래, 예를 들면 일본 특허공보 제 57-59060 호에 기재된 바와 같이, 하우징내에 회전구동가능하면서 왕복운동가능하게 설치되는 사출 나사를 상기 스크류의 기단부 후방에 위치하는 사출 실린더의 역할에 의해 전진 이동되어 사출노즐로부터 금형 고동내의 용융수지를 사출하고 충전하는 사출성형기가 알려져 있다.

일반적으로, 사출성형기에 있어서는 용융수지를 금형 공동내에 충전하는 사출속도를 사출 스크류 위치에 따라 제어할 필요가 있다.

전술한 종래의 사출성형기에 있어서의 사출속도는 사출 스크류의 이동속도, 즉 사출 실린더의 확장속도에 따라 결정되므로 사출속도를 제어하기 위해서는 예를 들면 일본특허출원 공개공보 제 59-64337호에 제시되어 있는 바와 같이, 사출 스크류의 위치에 따라 사출실린더의 확장 압력실내에 공급되는 유량을 제어하여 사출실린더의 확장 속도를 변화시킬 수밖에 없다.

그러나 사출 실린더의 확장 속도가 변화하고 나서 사출노즐을 통해 금형 공동내에 유입하는 용융수지의 유입속도와 유량이 변화하기까지는 약간의 시간차가 있으므로 사출속도를 사출 스크류의 위치에 따라 신속하고 고정밀도로 제어할 수가 없다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 용융수지는 그 자체 압축성을 가지므로 사출 스크류의 이동속도와 용융수지 사출 노즐로부터의 사출속도가 반드시 맞지않는 일이 있으며 사출 스크류의 이동속도를 고정밀도로 제어해도 사출속도의 제어 정밀도를 높일 수 없게 되고, 스크류 위치에 따른 미리 설정된 사출속도가 되는 제어를 달성할 수 없는 경우가 있다.

즉, 예를 들면 용융수지의 충전공정중에 사출 스크류가 용융수지를 밀고 있을때는 사출 스크류의 선단 하우징 내부의 용융수지 압력은 상승되어 있다. 이 상태에서 사스크류의 전진 이동을 정지했다해도 하우징 내부의 압축된 용융수지는 그 압력이 금형내의 부하 압력에 상당하는 압력으로 감소되기까지는 사출 노즐로 부터 금형 공동내로 유출하게 되며, 사출속도가 0으로 될때까지는 약간의 응답 지연이 있다.

또, 사출 스크류의 이동속도가 절환된 상태로부터 상기 스크류의 이동속도를 급가속시키고 사출속도를 급가속시키는 경우에는 사출 스크류의 이동속도에 맞는 만큼의 사출속도를 순간적으로 얻을 필요가 있으나, 그를 위해서는 하우징 내부의 용융수지 압력도 상응하여 상승해야 한다. 그러나, 실제로는 용융수지 압력 상승에는 약간 시간적 지연이 있으며, 그만큼 사출속도 상승에 응답 지연이 생긴다.

구체적으로는, 예를 들면 제 1 도에 도시한 바와 같이 형상의 급격 변화부가 2개소 있는 제품을 사출성형에 의해 작성할때는 금형 공동내에의 용융수지 유입 흐뜨러짐에 의해 발생하는 표면 흐림등의 표면 불량을 방지하기 위해 사출속도 패턴을 제 2 도에 도시하는 바와 같이 4개소의 사출 스크류 위치 A,B,C,D 에 각각 대응하는 4단계의 사출속도 V₁,V₂,V₃,V₄를 얻을 필요가 있으며, 거기에 있어서, V₁,V₃를 저속으로, 또 흐름자국이 생기지 않도록 V₂,V₄를 고속으로 각각 설정하고 있다.

이와 같이 사출속도를 제어하는데는 사출 스크류위치 A,B,C,D를 검출하였으면 사실시예를 위한 유압 회로중에 설치된 하나의 유량 제어밸브를 조작함으로써 사출 실린더의 확장 속도를 변화시켜서 사출 스크류의 이동속도를 제 2 도에 파선으로 도시한 바와 같이 제어하지만 전술한 응답 지연에 의해 상기 사출 스크류의 이동속도와 제 2 도에 있어서 실선으로 도시한 사출속도는 그들 각각의 입상부 및 입하부의 변화부에 있어서 각각 다르다.

사출 스크류의 이동속도에 대한 사출속도의 전술한 응답 지연이 있기 때문에 사출 스크류 이동속도를 급격히 변화시켜도 사출속도는 V₁→V₂및V₃→V₄로 서서히절환되게 되며, 제품표면에 흐름자국이 발생하는 동시에 입하시에 있어서의 V₂→V₃변화에서는사출속도가 급격히 저하해도 용융수지 압력이 금형 공동 내의 부하 압력과 동일해질 때까지는 사출속도가 빨라져서 서서히 V₂→V₃로 절환되기 때문에 표면 흐름이 발생해 버린다. 이를 방지하기 위해 V₂→V₃의 절환시의 사출 스크류 위치 B보다 바로앞의 위치에서 사출 스크류의 이동속도를 절환하면 흐름 자국이 생겨 버린다.

또, 용융수지가 응고할 때의 변형을 방지하도록 용융수지 충전 완료후에 사출 실린더의 확장 압력실에 소정 압력을 거는 소위 보압전에 사출 스크류의 이동속도를 감소해도 사출 스크류에 작용하는 모터등의 하중에 의한 관성에 의해 피크치 V'가 생기고, 그 결과 제품에 플러쉬가 생긴다.

이 보압에 관한 제어장치의 하나의 종래예가 또 전술한 일본 특허출우너 공개 공보 제59-64336호 공보에 기재되어 있다.

이 보압 제어장치에 따르면 사출 스크류를 전진 이동시켜서 용융수지를 금형 공동내에 소정 압력으로 사출 스크류 위치에 따라 단계적으로 사출속도를 절환하면서 차례로 용융금속을 공동내에 충전하고, 충전 완료 후 사출 스크류 위치를 위치 검출기로 검출함으로써 사출 스크류의 전진이동속도를 감속시키는 동시에 타이머를 이용하여 사출 스크류에 연결된 사출 실린더에의 가압을 단계적으로 감압시킴으로써 금형에 작용하는 보압력을 절환하고 있다.

이와 같은 보압 제어장치에 있어서는 사출성형기를 보압 상태로 하기 위해 사출 스크류의 이동을 정지하여 사실시예의 설정압대로 절환했다해도 사출 스크류의 선단부에는 압축된 용융수지가 있으며 사출 스크류에 작용하는 모터등의 관성력에 의해 사출 스크류 선단부의 용융수지의 압력은 순간에 미리 설정한 보압력으로 되지 않고 약간의 타임랙을 경과한 후 설정한 보압력이 되는 동시에 보압공정으로 절환한 초기에 피크압이 생기게 되며 용융수지가 금형의 공동내에 여분으로 충전되는 소위 용융수지의 과충전이 일어나 버린다.

그 결과 용융수지가 응고하기 전에 과잉 보압력이 작용하여 제품의 용융수지 충전 말단부나 환형 구멍부에 플래쉬가 생겨버린다.

전술한 초기 피크압을 방지하기 위해, 보압 절환시의 사출 스크류위치를 빨리하는 것이 생각되지만, 이렇게 하면 금형 공동내에 용융수지가 미충만인 상태 그대로 보압공정으로 옮겨지게 되므로 용융수지 충전 말단부에 있어서의 유속이 저하하여 제품에 흐름자국이 생기기 쉬워진다.

또 보압 상태로 절환한뒤, 단계적으로 보압을 변화시킬 때 그 입상시와 입하시에 타임랙이 발생하는 동시에 입상시와 입하시의 압력구배를 제어할 수 없다. 이 때문에 제품 형상에 따라서, 급격한 압력 구배가 구해지는 경우도 있으며, 한편 완만한 압력구배가 구해지는 경우도 있으나, 이와 같은 제어를 실시할 수 없기 때문에 제품에 플래쉬나 흐름자국이 생기는 수가 종종 일어난다.

[발명의 전개]

본 발명은 전술한 종래의 사출성형기에 있어서의 사정에 비추어 이루어진 것이며, 그 제 1 목적은 사출성형기의 위치 검출후에 시간 지연없이 사출 노즐로부터 사출되는 용융수지의 유량과 유속을 제어할 수 있고 신속하고도 고정밀도의 사출속도 제어를 가능케 한 사출성형기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 하나의 목적은 사출속도의 입상부 및 입하부의 변화부에 있어서, 용융수지의 압축성의 여향을 받지않고 사출 스크류의 이동속도에 대한 사출속도의 응답성을 현저히 개량한 사출속도 제어장치를 구비한 사출성형기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 하나의 목적은 사출 스크류에 작용하는 모터등의 관성력의 영향을 받지않는 동시에 보압공정 초기에 있어서 금형 공동내 보압력에 피크압이 생기지 않게 한 보압 제어장치를 구비한 사출성형기에 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 모든 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면 하우징내에 회전가능하고 또 하나의 사출피스톤 실린더 유니트에 의해 왕복동 가능하게 설치된 한개의 사출 스크류와 하우징 선단에 설치되어 금형 공동내에 용융수지를 사출하는 하나의 사출 노즐사이에 상기 사출 스크류로부터 상기 사출 노즐을 향해 흐르는 용융수지의 유량을 제어하는 하나의 유량 제어장치를 포함하는 사출성형기기 제공된다.

또 본 발명에 따르면 상기 유량 제어장치가 상기 하우징내의 선단부에 형성되고, 상기 사출 스크류가 삽입된 하우징내의 중간구멍과 상기 사출 노즐을 연통하기 위한 한개의 가는 구멍을 갖는 부분과, 상기 가는 구멍의 중간부에 위치되고 회전가능하게 하우징내에 설치된 하나읜 노즐 밸브와 상기 가는 구멍의 개구면적을 중감 제어하도록 상기 노즐 밸브를 회전 구동시키는 하나의 작동기와, 그리고 상기 작동기와 상기 노즐밸브를 연결시키는 연결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형기가 제공된다.

또 본 발명에 따르면 상기 노즐 밸브의 개도가 상기 사출 피스톤 실린더 유니트의 피스톤 로드에 연결되는 하나의 사출 스크류 위치 검출기와, 마찬가지로 상기 피스톤 로드에 연결되는 하나의 사출 스크류 이동 속도 검출기와, 그리고 이들 두개의 검출기로부터의 각각의 검출 신호와 미리 설정한 사출 스크류 위치신호 및 미리 설정한 사출 스크류 이동속도 신호를 각각 비교하면서 상기 작동기의 구동을 제어하기 위한 하나의 제어기를 포함하는 하나의 사출속도 제어장치에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 사출성형기가 제공된다.

또 본 발명에 따르면 상기 사출 스크류가 미리 설정된 위치가 되면 상기 노즐 밸브가 미리 정한 개도가 되도록 상기 유량 제어장치에 제어 신호를 출력하고 또 상기 미리 정해진 개도가 된때, 상기 사출 피스톤 실린더 유니트의 확장 압력실내의 압력을 미리 선정한 보압력이 되도록 제어하는 보압 제어장치를 또 포함하는것을 특징으로 하는 사출성형기가 제공된다.

상기 및 다른 본 발명의 장점, 형태, 그리고 목적은 본 발명의 원리에 합치하는 적합한 구체예가 실시예로서 기재되어 있는 이하의 기술 및 첨부도면과 청구범위에 관련하여 설명함으로써 그 기술 숙달자에게 있어서 명백해질 것이다.

[발명의 개량형태의 설명]

이하, 제 3 도에서 제 16 도를 참조하여 본 발명의 사출성형기에 관한 제 1 내지 제 7 구체예를 차례로 설명한다.

또, 이하의 설명에 있어서는 사출 스크류는 단순히 스크류 사출 노즐은 단순히 노즐, 사출 피스톤 실린더 유니트는 단순히 사출실린더로 각각 약칭하기로 한다.

제 1 구체예의 전체 구성을 묘시한 제 3 도에 있어서 하우징(1)의 중간부 구멍(1a)내에는 스크류(2)가 미끄럼 및 회전가능하게 삽입되고, 그 스크류(2)의 선단부(2a)는 원추형으로 되어 있는 동시에 후단부(2b)는 대직경이 되어 호퍼(3)내의 용융수지가 후단측으로 새지않게 되어 있는 동시에 스플라인축(4)이 연결되고, 이 스플라인축(4)은 드러스트 베어링(5)을 거쳐 사출실린더(6)의 피스톤로드(7)에 연결되어 있는 동시에 스플라인축(4)은 도시하지 않은 회전 구동원에 연결하고 있다.

상기 피스톤로드(7)에는 래크 로드(8)가 연결되고 이 래크 로드(8)에 맞물리는 피니온(9)이 회전센서(10)에 연결되어 스크류(2)의 위치를 검출하는 기구를 구성하고 있는 동시에, 상기 중간부 구멍(1a)은 유량 제어기구(11)를 거쳐서 노즐(12)에 연결하고 노즐(12)이 금형(13)의 공동(14)에 연통하게 하고 있다.

상기 유량 제어기구(11)는 주안부 구멍(1a)과 노즐(12)을 연통하는 가는구멍(15a,15b)을 비례 솔레노이드(16a,16b)로 출입하는 스풀(17a,17b)로 조이도록 한 것이다.

즉, 하우징(1)의 선단부(1b)에는 중간부 구멍(1a)과 노즐(12)를 연통하는 길이가 다른 제 1, 제 2 가는구멍(15a,15b)이 형성되어 있는 동시에, 이 제 1,제 2 가는구멍(15a,15b)과 직교하는 가로구멍(18)이 형성되고, 이 가로구멍(18)이 형성되고 이 가로구멍(18)내에는 제 1,제 2 스풀(17a,17b)이 끼원진 슬리이브(19)가 끼워져 있으며, 이 슬리이브(10)의 양단부에 제 1,제 2 비례 솔레노이드(16a,16b)가 설치되고, 입력 전류에 따른 스트로크만큼 제 1,제 2 스풀(17a,17b)에는, 제 1,제 2 가는구멍(15a,15b)을 연통하는 제 1,제 2 구멍(20a,20b)이 형성되고, 또 제 1,제 2 스풀(17a,17b)에는 제 1,제 2 흐뜨러짐부(소직경 요부)(21a,21b)가 개구면적을 증감하여 조이도록 하고 있다.

이러하므로 사출실린더(6)의 확장속도, 즉 확장 압력실(6a)에 공급하는 유량을 일정하게 하여 스크류(2)의 이동속도를 일정하게 해도 제 1,제 2 비례 솔레노이드(16a,16b)에 공급하는 전류치를 변경하겨 제 1,제 2 가는구멍(15a,15b)의 조임을 변경하면 노즐(12)로 보내지는 용융수지의 속도와 유량을 변경할 수 있다.

따라서, 상기 회전 센서(10)의 검출 신호에 의해 스크류(2)의 위치를 검출하고, 그 위치에 따라 도시하지 않은 제어기에 의해 제 1,제 2 비례 솔레노이드(16a,16b)에 공급하는 전류치를 제어함으로써 사출속도를 제어할 수 있는 동시에, 제 1,제 2 가는구멍(15a,15b)의 조임을 변경하고 나서 노즐(12)을 통과하는 용융수지의 속도와 유량이 변화하기까지는 극히 작은 실제로는 무시할 수 있을 정도의 시간 지연밖에 없으므로 사출속도를 고정밀도, 고속도로 제어할 수 있다.

또, 길이가 다른 제 1,제 2 가는구멍(15a,15b)을 설치한 것은 노즐(12)로 흐르는 용융수지의 유량, 속도를 보다 정밀도 좋게 제어하기 위한 것이며, 하나의 가는 구멍만으로도 좋음은 물론이다.

다음에 용융수지의 충전동작을 설명한다. 도시하지 않은 구동장치에 의해 스크류(2)를 회전시켜서 하우징(1)내의 용융수지가 소정계량치로 되도록 스크류(2)를 소정 계량위치 S'로 한다. 이어서 제 1,제 2 솔레노이드(16a,16b)에 전류를 공급하여 제 1,제 2 스풀(17a,17b)에서 제 1,제 2 가는구멍(15a,15b)을 폐쇄하고, 동시에 사출실린더(6)의 신장실(6a)에 유압을 공급하여 스크류(2)를 이동시켜 용융수지를 민다. 이리하여 용융수지를 압축하고, 그 쿠션, 즉 탄성변위를 방지한다.

이 압축 종료한 스크류(2)의 위치 S₀를 원점으로 하여 제어기에 세트하고, 동시에 제 1,제 2 가는구멍(15a,15b)의 개구면적을 제 4a 도가 되도록 제 1,제 2 비례 솔레노이드(16a,16b)에 전류를 공급한다.

스크류(2)의 위치를 검출하여 S'의 위치가 되면 제 1,제 2 가는구멍(15a,15b)의 개구면적이 제 4b 도가 되도록 제 1,제 2 비례 솔레노이드(16a,16b)에 전류를 공급하고 스크류(2)가 S₂의 우치가 되면 제 1,제 2 가는구멍(15a,15b)의 개구면적을 제 4a 도가 되도록 제 1,제 2 비례 솔레노이드(16a,16b)에 전류를 공급하고, 행정단부 S₃가 되면 제 1,제 2 가는구멍(15a,15b)을 폐쇄하게 된다.

이와같은 제어를 행함으로써 용융수지의 탄성변형에 의한 스크류(2)의 위치와 사출되는 용융수지의 유량, 속도의 오차가 흡수되고, 보다 고정밀도로 사출 제어할 수 있다.

또, 금형(13)의 공동(14)내에 용융수지를 충전 종료되면 사출 실린더(6)의 피스톤로드(7)를 일정압으로 신장하여 유지압을 결제한다.

상기 유량 제어기구(11)를 제 5 도에 도시한 바와 같이 가는구멍(15)의 중간에 회전 노즐밸브(22)를 설치하고, 이 회전 노즐밸브(22)를 레버(23)을 거쳐서 실린더(24a)와 피스톤로드(24b)를 갖는 공압 또는 유압 피스톤 실린더 유니트(23)를 거쳐서 회전 노즐밸브(22)를 회전하여 가는구멍(15)의 개구면적을 점차 감소하게 해도 좋다.

이상의 실시예에서는 사출속도를 단계적으로 제어하였으나, 이에 한정되지 않고 최초가 늦고 중간이 빠르며 최후가 느리게 무단계로 제어해도 좋다.

다음에 본 발명의 제 3,제 4 및 제 5 구체예가 제 6 도, 제 7 도 및 제 8 도에 각각 도시된다.

또, 상기한 제 1 및 제 2 구체예를 도시하는 제 3 도 및 제 5 도에 있어서의 부호 및 기호와 동일 부호 및 동일 기호로 표시되는 각 부는 동일 기능을 갖는 동일 구성요소이므로 중복을 피하기 위해 설명을 생략한다.

본 발명의 제 3 구체예의 전체 구성 개략도인 제 6 도에 있어서 사출 실린더(6)의 피스톤 로드(7)에는 예를 들면 유압 모터(7a)등으로 회전되는 구동축(7b)이 스플라인 결합되어 있는 동시에 사출 실린더(6)의 확장 압력실(6a)내에는 도시하지 않은 절환 밸브를 거쳐 유압원(25)의 유압이 공급되고, 또 그압력은 압력 제어밸브(26a)로 제어가능하게 구성되어 있다.

상기 노즐(12)에는 그 개구면적을 제어하는 유량 제어기구, 예를 들면 노즐 밸브(22)가 설치되고, 상기 노즐 밸브(22)는 레버(23), 로드(27b)를 거쳐 노즐밸브 구동기구, 예를 들면 비례 솔레노이드(27)에 연결하고 비례 솔레노이드(27)에 공급하는 전류를 제어함으로서 노즐 밸브(22)의 개도를 변경할 수 있고, 그로써 노즐(12)의 개구면적을 제어하게 하고 있다.

상기 피스톤 로드(7)에는 래크 로드(8)가 연결되고, 이 래크 로드(8)에 맞물리는 피니온(9)에 전위차계동의 회전센서(10)가 설치되어 래크위치 검출기 E₁을 구성하고 있는 동시에 상기 래크 로드(8)에 맞물린 다른 피니온(28)에는 회전 펄스 발생기(29)가 설치되어 있어 스크류 속도 검출기 E₂를 구성하고 있다.

그리고, 사출속도는 제어기(30a)에 의해 제어된다.

상기 제어기(30a)는 스크류 위치설정기(31)와 사출속도설정기(32)와 위치 배교기(33) 및 속도 비교기(34)를 구비하고, 스크류 위치 설정기(31)에는 사출속도를 절환하는 스크류위치를 임의로 설정할수 있는 동시에 사출속도설정기(32)에는 복수의 사출속도를 상기 설정한 스크류 위치에 대응하는 임의로 설정할 수 있다.

상기한 구성을 갖는 제 3 구체예에 있어서의 용융수지의 사출속도에 관한 제어 동작은 다음과 같다.

입력 제어밸브(26a)의 설정 압력을 일정하게 하여 사출 실린더(6)의 확장 압력실(6a)에 일정 압력의 압유를 공급함으로써 피스톤 로드(7)를 신장하여 스크류(2)를 전진시키고, 하우징(1)의 스크류(2)의 선단측의 내부(1a)내에 용융수지를 압축하여 노즐(12)로부터 금형(13)의 공동내에 충전한다. 또, 부호 7a는 스크류(2)의 회전 구동장치이지만, 반드시 도시한 위치에 설치되는 것에 한정되지는 않는다.

이때 확장 압력실(6a)내의 압력은 일정하므로 내부(1a)내의 용융수지의 압축 압력도 일정해지며, 사출속도는 노즐 밸브(22)의 개도에 의해 결정되고, 그 개도가 크면 사출속도가 빠르고, 개도가 작으면 사출속도가 늦어진다.

즉, 노즐밸브(22)의 개도가 크면 노즐(12)을 유통하는 용융수지 저항이 작으므로 스크류(2)는 빨리 이동하여 사출속도가 빨라지며 노즐밸브(22)의 개도가 작으면 노즐(12)을 유통하는 용융수지 저항이 커져서 스크류(2)는 빨리 이동할 수 없고 사출속도가 늦어진다.

또 이때, 유압원(25)의 구동 에너지를 감소하기 위해 속도 비교기(34)와 유압원의 토출량 변경부재(34a)를 일점 쇄선과 같이 결합하고, 유압원의 토출량을 제어하고 압력 제어 밸브(26a)로부터의 릴리이프량을 감소시킬 수도 있다.

즉, 유압원(25)의 토출량은 사출실린더 속도 필요량 + 릴라이프량이며, 스크류(2)의 이동속도가 늦으면 사출 실린더 속도 필요량이 감소하므로 그만큼 릴라이프량이 증가하므로 이때는 유압원의 토출량을 제어하여 릴리이프량을 감소시킨다.

그리고, 스크류 위치 검출기 E₁에서 검출한 실제 스크류 위치와 스크류 위치 설정기(31)로 설정한 스크류 위치를 위치 비교기(33)로 비교하고, 양자가 일치하면 사출속도 설정기(32)에 독출 신호를 발하여 그 사출속도 설정기 (32)에 미리 설정한 상기 스크류 위치에 대응하는 사출속도를 속도 비교기(34)로 보내어 스크류 이동속도 검출기 E₂로부터 검출한 실 스크류 이동속도와 비교하고, 양자가 일치할 때까지 비례 솔레노이드(27)에 제어 전류를 공급하여 노즐 밸브(22)의 개도를 증감 제어한다.

즉, 실 스크류 속도가 설정된 사출속도보다 빠른 경우는 노즐 밸브(22)의 개도를 작게하고, 늦은 경우에는 노즐밸브(22)의 개도를 크게 한다.

이상과 같이 노즐밸브(22)의 개도를 변경함으로써 사출속도를 제어하므로 사출속도의 입상, 입하의 변화부에 있어서 스크류 이동속도에 대한 응답지연이 극히 작아지며, 신속하게 사출속도를 저하하거나 증가 할 수 있으므로 제품에 흐름자국이나 표면 흐름이 발생되는 일을 방지할 수 있는 도이에 노즐 밸브(22)를 닫으면 용융수지가 금형(13)의 공동(14)내로 흐르지 않게 되므로 보압을 걸때 피크치가 발생하거나 플래쉬가 발생하거나 하는 일이 없다.

또, 사출 실린더(6)의 확장 압력실(6a)내의 압력은 일정하고 용융수지의 누름도 일정해져서 내부(1a)의 용융수지 압력이 일정하게 되어 있으며 종래와 같이 용융수지 압축 또는 용융수지 압력 저하에 의한 응답지연이 없어져서 사출속도를 신속하게 증감할 수 있는 동시에 종래의 것과 비교하여 스크류 위치, 속도를 보다 정확히 제어할 수 있다.

또는 하우징(1)의 내부(1a)의 용융수지압력이 일정하므로 스크류(2)의 선단에 설치한 역지 밸브(2a)의 전후 차압도 항상 일정해져서 이 역지 밸브(2a)로부터의 용융수지 누설량이 일정해져서 정밀도 높은 제어를 행할 수 있다.

제 7 도는 제 4 실시예를 도시한 제어기(30b)내의 사출속도 설정기(32)로부터 비례 솔레노이드(27)에 직접 전기신호를 출력하여 노즐밸브(22)의 개도를 미리 설정한 사출속도에 어울리는 개도로 하는 동시에 사출속도 설정기(32)로 설정한 사출속도와 스크류이동속도 검출기 E₂로 검출한 실 스크류 이동속도를 속도 비교기(34)로 비교하고, 양자의 편차가 없어지도록 압력 제어밸브(26a)의 압력 설정부(26b)에 제어 신호를 출력하여 설정 압력을 중간 제어하게 하고 있다.

예를 들면, 설정한 사출속도보다 실 스크류 이동속도가 빠른 경우에는 압력 제어밸브(6a)의 설정 압력을 낮추어 사출실린더(6)의 확장 압력실(6a)내의 압력을 저하하고, 스크류(2)에 의한 용융수지의 압력을 저감하여 내부(1a)내의 용융수지 압력을 저하시킴으로써 사출속도를 감속하여 실 스크류 이동속도가 늦은 경우에는 압력 제어밸브(26a)의 설정 압력을 올려서 사출 실린더(6)의 확장 압력실(6a)내의 압력을 증가시키고 스크류(2)에 의한 용융수지의 압력을 증대한 내부(1a)내의 용융수지의 압력을 증대시킴으로써 사출속도를 증속하여 실 스크류 이동속도를 증속하고 설정한 사출속도와 일치시킨다.

이렇게 하면 압력 제어 밸브(26a)의 압력은 스크류(2)를 미는 속도에 어울리만큼 제어하면 되므로 불필요한 높은 유압력을 작용시키는 일이 없고 유압원(25)을 구동 에너지를 감소시켜 에너지 절약을 도모할 수 있다.

제 8 도는 제 5 실시예를 표시하며, 비례 솔레노이드(27)의 가동부(27a)에 설치한 래크 로드(36) 피니온(37)을 맞물리게 하고, 그 피니온(37)에 전위차계등의 회전 센서(38)를 설치하여 노즐 밸브의 개도 검출기(39)를 구성하는 동시에 유압원(25)의 확장 압력실(6a)에 공급하게 하고, 제어기(30c)에는 노즐 밸브 전환위치 설정기(40), 노즐 밸브 개도 지령기(41), 노즐백브 개도 설정기(42), 스크류 속도 절환 지령기(43), 제 1,제 2 비교기(44,45)를 설치하고 있다.

상기 노즐 밸브 절환위치 설정기(40)는 상기 스크류 위치 설정기(31)와 마찬가지이고 노즐밸브 개도 설정기(42)는 상기 사출속도 설정기(32)와 마찬가지여서 각각 사출속도를 절환하는 스크류 위치 및 사출속도에 알맞는 노즐 밸브 개도가 설정되게 하고 있다.

그리고 스크류 위치 검출기 E₁에서 검출된 실 스크류 위치와 노즐 밸브 절환위치 설정기(40)의 설정 노즐 밸브 절환위치를 제 1 비교기(44)로 비교하고, 양자가 일치하면 노즐 밸브 개도 절환지령기(41)에 신호를 발하고, 노즐 밸브 개도 설정기(42)로부터 설정 노즐 밸브 개도를 독출하여 비례 솔레노이드(27)에 전기 신호로서 출력하여 노즐 밸브(22)의 개도를 변경함으로써 사출속도를 제어한다.

이와 동시에 노즐 밸브 개도 설정기(42)로부터 스크류 속도 속도 절환 지령기(43)에 신호를 발하는 동시에 노즐 밸브 개도 설정기(39)로부터의 실 노즐 밸브 개도와 노즐 밸브 개도 설정기(42)의 설정 노즐 밸브 개도를 제 2 비교기(45)로 비교하고, 양자가 일치할 때까지 스크류 이동속도 절환 지령기(43)에 속도 절환 지령을 출력한다.

스크류 이동속도 절환기(43)는 노즐 밸브 개도가 개방측인지 폐쇄측으로 절환되어 있는지를 판단하고, 개방측일때는 유량 제어밸브(35a)의 제어부(35b)에 중량 신호를 보내어 확장 압력실(6a)내로의 공급 유량을 증량하고, 폐쇄측에는 감량 신호를 보내어 감량한다.

즉, 노즐밸브(22)의 개도를 개방측으로 절환하는 것은 사출속도를 증속하는 것이므로 사출 실린더(6)의 확장 압력실(6a)에의 공급 유량을 늘려서 스크류(2)의 이동속도를 증가하고 폐쇄측으로 절환하는 것은 사출속도를 감속하는 것이므로 사출 실린더(6)의 확장 압력실(6a)에의 공급 유량을 감소시켜 스크류(2)의 이동속도를 감속한다.

이렇게 함으로써, 보다 한층 신속하게 사출속도를 증속하거나 감속하거나 할 수 있다.

이어서, 제 9 도로부터 제 16 도까지를 참조하여 보압 제어장치를 구비한 본 발명의 제 6 및 제 7 구체예를 이하에 차례로 설명한다. 또, 이들 도면에 있어서도 상기 구체예를 도시한 도면에 있어서의 부호 및 기호와 동일 부호 및 동일 기호로표시되는 각부는 동일 기능을 갖는 동일 구성요소이므로 중복을 피하기 위해 그들의 설명은 이하의 설명에 있어서도 생략한다.

우선, 제 6 구체예의 전체 개략 구성도인 제 9 도에 있어서, 보압 제어는 스크류 위치 검출기 E₁과 노즐 밸브 개도 검출기(39)와 제어기(30d)의 관련 동작에 의해 달성된다.

따라서 보압 제어장치는 제어기(30d)의 상세한 구성을 그 동작과 함께 이하에 설명한다.

스크류 위치 검출기 E₁에서 검출한 실 스크류 위치 S_x와 스크류 위치 설정기(31)에서 설정한 보압 개시 스크류 위치 S₁을 제 1 비교기(33)로 비교하고, 양자가 일치하면 보압전 노즐 밸브 개도 설정기(46)에 지령을 부여하고, 비례 솔레노이드(27)에 설정한 보압전 개도 O₀라 한다. 이때 노즐 밸브 개도 검출기(39)에서 검출한 실 개도 O₁과 상기 설정한 보압전 개도 O₀를 제 2 비교기(47)로 비교하고 양자가 일치하면 보압시 노즐 밸브 개도 설정기(48)와 보압시간 설정기(49)에 지령을 부여한다.

이에 의해 보압시 노즐 밸브 개도 설정기(48)로부터 보압 개도 O_p가 되도록 비례 솔레노이드(27)에 제어전류를 발하여 보압개도 O_p라 한다.

한편, 보압시간 설정기(49)로부터 보압력 설정기(50)에 지령을 부여하고 압력 제어 밸브(26a)의 제어부(26b)에 제어 전류를 발하여 설정 압력을 미리 설정한 압력으로 하고, 이로써 사출 실린더(6)의 확장 압력실(6a)내의 압력이 변화하여 스크류(2)의 압력이 변화하고 스크류 선단부의 용융수지 압력이 보압력 설정기(50)로 설정한 값이 되며, 이로서 금형내 보압력도 설정한 값이 되어 보압할 수 있다.

구체적으로는 사출 실린더(6)의 확장 압력실(6a)내의 압력은 제 10 도 실선으로 표시한 바와 같이 P₁,P₂,P₃,로 변화하고, 보압 절환점에 있어서 피크치 P_x가 생기고, 스크류 선단부 용유수지 압력은 제 11 도에 도시한 바와 같이 되어 보압 절환점에 있어서 피크치가 생기지만 이때는 노즐 밸브(14)의 개도가 O_p로 작으므로 금형내 보압력에 영향을 미치지 않고 제 12 도에 도시한 바와 같이 금형내 보압력은 보압 절환점에 있어서 피크압이 생기지 않게 된다.

이와 같이 보압을 행하기 이전에 노즐 밸브(22)의 개도를 작게 하고, 그후에 사출 실린더(6)의 확장 압력실(6a)의 압력을 제어함으로써 금형내 보압력을 설정치로 하므로 노즐(12)의 개구면적이 작아지고 나서 보압 동작을 행하게 되며, 스크류(2)가 관성으로 이동해도 스크류 선단부 용융수지의 노즐(12)를 유통하는 저항이 커져서 금형 공동내에 용융수지가 유입하는 일이 없어져 용융 수지의 금형내 과충전이 방지되는 동시에 노즐 선단부 용융수지의 압축이나 피크압이 발생해도 그 영향이 금형내에 미치지 않고, 성형품의 구멍부나 충전 완료점의 플래쉬 발생을 방지할 수 있다.

또, 충전공정부터 보압 공저응로의 절환점은 노즐 밸브(22)의 개도가 충분히 작아진 점, 즉 금형에의 용융수지 유압 속도가 충분히 감속된 점이며, 충전공정부터 보압 공정으로의 절환점은 금형내의 용융수지 유동 거동으로부터 보아 명확해진다.

보압 절환후의 보압력 절환은 제 12 도에 도시한 바와 같이 노즐 밸브(22)를 O_p의 개도로 조임으로써 보압시에 있어서의 노즐 밸브(22)로부터 금형으로의 유입 수지량을 제어할 수 있으므로 금형내 보압력이 입상시, 입하시의 시간 t₁, t₂를 제어할 수가 있다.

제 13 도는 제 7 실시예를 도시한 것으로 제어기(30e)내의 보압시 노즐 밸브 개도 설정기(48)의 신호 입력측에 노즐 밸브 제도 지연시간 설정기(51)를 설치하고, 제 2 비교기(47)로부터 지령 신호가 출력되면 노즐밸브 개도 지연 시간 설정기(51)가 작동하여 설정시간 경과후에 보압시 노즐 밸브 개도 설정기(48)에 지령 신호를 출력하여 개도를 크게 하고 있다.

이리하여 보압 절환점, 즉 노즐 밸브(22)의 개도가 보압전 노즐 밸브 개도 설정기(46)에서 설정한 값이 된 시점으로부터 설정시간 만큼은 그 개도를 유지하고 설정시간 경과 후에 보압시 노즐 밸브 개도 설정기(48)로 설정한 개도가 되므로 이 설정시간중에 스크류 선단부 용융수지 압력이 저하하여 과대한 압력이 금형내에 작용하지 않게 할 수 있다.

또, 상기 설정시간은 보압 절환점으로부터 사출 실린더(6)의 확장 압력실(6a)의 유압력이 보압 설정기(50)로 설정한 보압 설정치가 되는 시간, 즉 스크류 선단 용융수지압이 보압 설정치에 대응하기까지의 시간으로 되어 있다.

예를 들면, 제 14 도에 도시한 바와 같이 노즐 밸브(22)의 개도가 O₀로 되고 나서 T₀시간 경과후에 개도를 O'_p로 크게 하면 노즐 선단 용융수지 압력은 제 15 도에 도시한 바와 같이 부드럽게 보압 설정치에 알맞는 값이 되어 금형내 보압력은 제 16 도에 도시한 바와 같이 설정치에 알맞는 값이 되지만 전술한 시간 T₀를 경과하기 이전에 개도를 곧바로 O'_p로하면 제 15 도에 가상선으로 표시한 바와 같이 피크압이 발생해 버린다.

또, 보압후에 단게적인 절환시에도 지연시간 설정기에 의해 지연시간을 설치하여 급격한 절환을 행하지 않음으로써 절환시의 압력 변화를 부드럽게 행하고, 피크압이 발생을 방지할 수있다.

또, 두말할 나위도 없으나 상기한 제 3 내지 제 7 구체예에 있어서의 제어기(30a,30b,30c,30d,30e)에 관해서는 제어기(30d,30e)각각이 제어기(30a,30b,30c)와 각각 합체되어 각각 하나의 사출성형기의 제어기로서 이용될 수 있음은 당해 기술자에게 있어서 용이하게 이해될 수 있다.

또 상기한 각 구체예에 있어서의 스크류 위치 검출기 E₁, 스크류 이동속도 검출기 E₂및 노즐 밸브 개도 검출기(39)는 모두 래크와 피니온을 조합시킨 회전센서(10)를 이용한 것이다. 이에 한하지 않고 선형 전위 차계나 선형 엔코더 등도 당연히 이용가능하다.

상기한 설명은 단순히 본 발명의 적합한 구체예의 예로서 든 것이며, 본 발명의 범위는 이에 한정되는 것이 아니라 본발명에 관한 더 많은 변형에, 개조예가 본 발명의 범위를 이탈하지 않고 당해 기술 숙달자에게는 용이하게 추정될 것이다.

Claims (14)

1. 하우징내에 회전가능하고 또 하나의 사출피스톤 실린더 유니트에 의해 왕복등 가능하게 설치된 한개의 사출 스크류와 하우징 선단에 설치되어 금형 공동내에 용융 수지를 사출하는 하나의 사출 노즐 사이에 상기 사출 스크류로부터 상기 노즐을 향해 흐르는 용융수지의 유량을 제어하는 하나의 유량 제어장치를 포함하는 사출성형기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 유량 제어장치가, (가) 상기 하우징의 선단부에 형성되고 상기 사출 스크류가 삽입된 하우징내의 중간 구멍과 상기 노즐을 연통하기 위한 서로 길이가 다른 제 1 및 제 2 가는 구멍을 갖는 부분과, (나) 이들 가는 구멍의 중간부에 위치되고 이들 가는 구멍과 직교하도록 상기 하우징에 설치되는 가로 구멍을 갖는 부분과, (다) 상기 가로구멍내에 끼워지고 상기 제 1 및 제 2 가는 구멍에 대응하는 위치에 각각 제 1 및 제 2 연통구멍을 갖는 하나의 슬리이브와, (라) 상기 슬리이브 양단에 각각 설치되는 제 1 및 제 2 비례 솔레노이드와, (마) 각각 선단부에 있어서 서로 대향하도록 상기 슬리이브내에 끼워 맞추어 지고 각각의 중간부에 소경 요부를 갖고 그리고 각각의 가단부에 있어서 상기 제 1 및 제 2 비례 솔레노이드와 각각 연결되는 제 1 및 제 2 스풀을 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 유량 제어장치가, (가) 상기 하우징의 선단부에 형성되고, 상기 사출 스크류가 삽입된 하우징내의 중간 구멍과 상기 노즐을 연통하기 위한 하나의 가는구멍을 갖는 부분과, (나) 상기 가는구멍 중간부에 위치되고 회전 가능하게 하우징내에 설치된 제 1 노즐 밸브와, (다) 상기 가는구멍 개구면적을 중감 제어하도록 상기 노즐밸브를 회전 구동시키는 하나의 작동기와, 그리고 (라) 상기 작동기와 상기 노즐 밸브를 연결하는 연결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 작동기가 하나의 유압 도는 공압 피스톤 실린더 유니트인 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 작동기가 하나의 비례 솔레노이드인 것을 특징으로 하는 사출 성형기.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 노즐 백브 개도가, 상기 사출 피스톤 실린더 유니트의 피스톤 로드에 연결되는 하나의 사출 스크류 위치 검출기와, 마찬가지로 상기 피스톤 에 연결되는 하나의 스크류 사출 이동속도 검출기와 그리고 이들 두 검출기로부터의 각각의 검출 신호와 미리 설정한 사출 스크류 위치 신호 및 설정한 사출 스크류 이동속도 신호와 각각 비교하면서 상기 작동기의 구동을 제어하기 위한 하나의 제어기를 포함하는 하나의 사출속도 제어장치에 의해 제어되는 것을 특징로 하는 사출성형기.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 제어기가 상기 노즐밸브 개도를 제어하는 동시에 상기 사출 피스톤 실린더 유니트에 공급되는 압력 유체의 공급량도 제어하는 것을 특징로 하는 사출성형기.
8. 제 3 항에 있어서 상기 노즐밸브 개도가 상기 사출 피스톤 유니트의 피스톤 로드에 연결되는 하나의 사출 스크류 위치 검출기와, 상기 작동기 가동부에 연결되는 하나의 노즐 밸브 개도 검출기와, 그리고 하나의 노즐 밸브 절환위치 설정기와, 상기 작동기에 지령 신호를 보내는 하나의 노즐 밸브 개도 절환 지령기와, 상기 지령기에 설정 신호를 보내는 하나의 노즐 밸브 개도 설정기와, 그리고 하나의 사출 스크류 속도 절환 지령기를 갖고, 상기 노즐 개도 절환 지령기를 작동하도록 상기 사출 스크류 위치 검출기로부터의 검출 신호와 상기 노즐밸브 절환위치 설정기로부터의 설정 신호를 비교하는 동시에 상기 사출스크류 속도절환 지령기를 작동시키도록 상기 노즐 밸브 개도 검출기로부터의 검출 신호와 상기 노즐밸브 개도 설정기로부터의 설정 신호를 비교하면서 상기 작동기의 구동을 제어하기 위한 하나의 제어기를 포함하는 하나의 사출속도 제어장치에 의해 제어되는 것을 특징으로하는 사출성형기.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 제어기 상기 노즐밸브 개도를 제어하는 동시에 상기 사출 피스톤 실린더 유니트에 공급되는 압력 유체의 공급량도 제어하는 것을 특징으로하는 사출성형기.
10. 제 3 항에 있어서, 상기 사출스크류가 미리 정해진 위치가 되면 상기 노즐밸브가 미리 정해진 개도로 되도록 상기 유량 제어장치에 제어신호를 출력하고 또 미리 정해진 개도로 된 때 상기 사출 피스톤 실린더 유니트의 확장 압력실내의 압력을 미리 정해진 보압력이 되도록 제어하는 보압 제어장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형기.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 보압 제어장치가 상기 사출 피스톤 실린더 유니트의 피로에 연결되는 하나의 사출 스크류 위치 검출기와 상기 작동기의 가동부에 연결되는 하나의 노즐 밸브 개도 검출기와, 그리고 하나의 사출 스크류 위치 설정기와, 상기 작동기에 설정 신호를 보내는 하나의 보압전 노즐밸브 개도 설정기와, 상기 작동기에 설정 신호를 보내는 하나의 보압시 노즐밸브 개도 설정기와, 그리고 상기 보압시 설정기의 출력 신호를 받는 하나의 보압 설정기를 갖고, 상기 보압전 노즐 밸브 개도 설정기를 작동하도록 상기 사출 스크류 위치 검출기부터의 검출 신호와 상기 사출 스크류 위치 설정기로부터의 설정 신호를 비교하는 동시에 상기 보압시 노즐 밸브 개도 설정기와 상기 보압시간 설정기를 작동하도록 상기 노즐밸브 개도 검출기부터의 검출 신호와 상기 보압전 노즐밸브 개도 설정기로부터의 상기 설정 신호를 비교하면서 상기 작동기의 구동을 제어하기 위한 하나의 제어기를 포함하는 것을 특징을 하는 사출성형기.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 제어기가 상기 작동기의 구동을 제어하는 동시에 보압력을 제어하도록 상기 사출 피스톤 실린더 유니트의 확장 압력실에 공급되는 압력 유체의 공급량도 제어하는 것을 특징으로하는 사출성형기.
13. 제 11 항에 있어서 상기 제어기가 상기 노즐 밸브 개도 검출기로부터의 검출 신호와 상기 보압전 노즐 밸브 개도 설정기의 설정 신호를 비교하는 비교기로부터의 출력 신호를 입력한는 상기 보압시 노즐 밸브 개도 설정기의 입력측에 하나의 노즐 밸브 개도 지연시간 설정기를 더 포함하는 것을 특징으로하는 사출성형기.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 제어기가 상기 작동기의 구동을 제어하는 동시에 보압력을 제어하도록 상기 사출 피스톤 실린더 유니트의 확장 압력실에 공급되는 압력 유체 공급량도 제어하는 것을 특징으로 하는 사출성형기.

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