CN101977745A - 合模装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种合模装置，其通过三相交流式直线电动机进行开闭模动作，具有温度监控机构，该温度监控机构对所述直线电动机的三相各自的线圈中最有助于送模时的加速度的相所涉及的线圈的温度进行监控。通过以上适当地防止由直线电动机的线圈温度上升引起的异常的产生。

Description

合模装置

技术领域

本发明涉及一种合模装置，尤其涉及一种通过三相交流式直线电动机进行开闭模动作的合模装置。

背景技术

以往，在注射成型机中，通过从注射装置的注射喷嘴注射树脂而填充(添加)至定模与动模之间的腔空间，并使之固化而获得成型品。而且，为了使动模相对于所述定模移动来进行闭模、合模及开模而配设合模装置。

该合模装置有通过向液压缸供给油而驱动的液压式合模装置、及通过电动机驱动的电动式合模装置，该电动式合模装置可控性高，不会污染周围，并且，能量效率高，所以被广泛利用。此时，通过驱动电动机使滚珠螺杆旋转而产生推力，并通过肘式机构扩大该推力而产生大的合模力(例如，专利文献1)。

但是，在上述结构的电动式合模装置中，由于使用肘式机构，所以在该肘式机构的特性上难以变更合模力，响应性及稳定性差，成型中无法控制合模力。因此，提供有能够使通过滚珠螺杆产生的推力直接作为合模力使用的合模装置。此时，电动机的转矩与合模力成比例，所以成型中可以控制合模力。

然而，在所述以往的合模装置中，不仅滚珠螺杆的耐荷载性低且无法产生大的合模力，而且合模力由于电动机中产生的转矩脉动而发生变动。并且，为了产生合模力需始终对电动机供给电流，电动机的耗电量及发热量增多，所以需将电动机的额定输出加大与其对应的量，而导致合模装置的成本变高。

因此，研究了开闭模动作时使用直线电动机，而合模动作时使用电磁铁的吸附力的合模装置(例如专利文献2)。在这种合模装置中，从成型周期的效率化等观点考虑，开闭模时(送模时)的直线电动机的最佳速度模式在加速区间以最大加速度加速之后，以等速移动，在减速区间以最大减速度减速，在闭模位置停止。在合模装置的直线电动机中，基于这种速度模式的开闭模动作被准确地控制，并根据成型周期反复进行。

专利文献1：国际公开第06/098321号小册子

专利文献2：国际公开第05/090052号小册子

但是，供给至三相交流式直线电动机的各相的电流，根据直线电动机的位置而不同。并且，如上述每次都准确地控制直线电动机的动作模式。另外，直线电动机的加速区间及减速区间的距离通常短于直线电动机的磁极对间距。

从而，在合模装置的直线电动机中，分别在加速区间、减速区间，被供给大电流的相成为固定。其结果，被供给大电流的相所涉及的线圈的温度异常上升，有可能招致线圈的破损等。

此外，肘式机构的合模装置中所使用的旋转式电动机时，磁极对间距相对于加速区间及减速区间的距离非常短，所以特定相的温度异常上升的可能性低。

发明内容

本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于，提供一种可适当地防止由直线电动机的线圈温度的上升引起的异常产生的合模装置。

因此，为了解决上述课题，本发明的合模装置通过三相交流式直线电动机进行开闭模动作，其特征在于，具有温度监控机构，该温度监控机构对所述直线电动机的三相各自的线圈中最有助于送模时的加速度的相所涉及的线圈的温度进行监控。

并且，本发明的特征在于，所述直线电动机的永久磁铁的磁极对间距长于从送模的开始位置至加速度峰值的到达位置的距离。

并且，本发明的特征在于，所述磁极对间距长于送模的加速区间的距离及减速区间的距离的至少任意一方。

并且，本发明的特征在于，根据通过所述温度监控机构监控的温度而停止送模。

并且，本发明的特征在于，在所述直线电动机的三相的所有线圈具有检测该线圈温度的温度检测机构。

并且，本发明的特征在于，所述温度监控机构对基于所述温度检测机构的检测值选择的相所涉及的线圈的温度进行监控。

发明效果：根据本发明，可提供一种能适当地防止由直线电动机的线圈温度的上升引起的异常的产生的合模装置。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式中的模具装置及合模装置的闭模时的状态的侧视图。

图2是表示本发明的实施方式中的模具装置及合模装置的开模时的状态的侧视图。

图3是表示热敏电阻与控制部的关系的图。

图4是表示在开闭模动作中所使用的直线电动机的动作模式的例子的图。

图5是用于说明送模时通过控制部执行的处理顺序的图。

图中：10-合模装置，11-固定压板，12-可动压板，13-后压板，13a-脚部，14-连接杆，15-定模，16-动模，17-注射装置，18-注射喷嘴，19-模具装置，22-吸附板，28-直线电动机，29-动子，31-定子，32-永久磁铁，33-磁极齿，34-磁芯，35-线圈，37-电磁铁单元，39-杆，41、42-孔，43-螺纹，44-螺母，46-磁芯，47-磁轭，48-线圈，49-电磁铁，51-吸附部，60-控制部，61-切换器，62u、62v、62w-热敏电阻，81-空间，Fr-框架，Gd-导轨，Gb-导轨底座，Sb-滑动底座。

具体实施方式

参照附图对本发明的实施方式进行说明。首先，参照图1及图2对应用本发明的注射成型机的合模装置进行说明。图1是表示本发明的实施方式中的模具装置及合模装置的闭模时的状态的侧视图。图2是表示本发明的实施方式中的模具装置及合模装置的开模时的状态的侧视图。

图1及图2所示的合模装置10，支承于由设置于注射成型机的框架Fr上的2条轨道构成的导轨Gd上。固定压板11载置于导轨Gd上，相对于框架Fr及导轨Gd固定。与固定压板11隔着预定间隔，并且与固定压板11对置而配设后压板13。在固定压板11与后压板13之间架设4条作为连结部件的连接杆14(图中仅示出2条)。可动压板12在与固定压板11对置的状态下沿连接杆14向开闭模方向进退自如(图中向左右方向移动自如)地配设。为此，在可动压板12形成连接杆14所贯穿的导孔(未图示)。

此外，在本说明书中，将开闭模方向，即可动压板12的移动方向称为水平方向，将与可动压板12的移动方向垂直的方向称为垂直方向。

在连接杆14的前端部(图中为右端部)形成第1螺纹部(未图示)，连接杆14通过将螺母n1螺合于第1螺纹部而紧固来固定于固定压板11。在各连接杆14的后端部(图中为左端部)一体地形成有外径小于连接杆14的导柱21。导柱21从后压板13的后端面(图中为左端面)朝向后方突出而延伸。在各导柱21的、后压板13后端面附近形成第2螺纹部(未图示)，固定压板11和后压板13通过将螺母n2螺合于第2螺纹部而紧固来固定。虽然将导柱21与连接杆14一体形成，但也可以与连接杆14独立地形成导柱21。

在固定压板11固定定模15，而在可动压板12固定动模16。由定模15及动模16构成模具装置19。通过可动压板12的进退使动模16相对于定模15移动，并进行闭模、合模及开模。此外，若进行合模，则在定模15与动模16之间形成腔空间，从注射装置17的注射喷嘴18注射的作为成型材料的树脂填充于腔空间。

在比后压板13更靠后方沿各导柱21进退自如地配设与可动压板12平行配设的作为磁性体的吸附板22，并由导柱21引导。此外，在吸附板22上，在与各导柱21对应的部位形成导柱21所贯穿的导孔23。导孔23包含向前端面(图中为右端面)开口的大直径部24和与此相连的小直径部25。大直径部24容纳螺母n2。小直径部25向吸附板22的后端面开口，具有导柱21所滑动的滑动面。为了使可动压板12进退，作为开闭模用驱动部在连结于可动压板12的吸附板22与框架Fr之间配设三相交流式直线电动机28。直线电动机28具备：定子31，在框架Fr上与导轨Gd平行地并且与吸附板22的移动范围对应地配置；动子29，固定于吸附板22下端被固定的滑动底座Sb，并与定子31对置且在预定范围形成。滑动底座Sb如图2所示，在其两侧支承于导轨Gd上，并沿定子31可移动地支承动子29。滑动底座Sb覆盖动子29上面而沿导轨Gd的延伸方向延伸。为此，在后压板13下端，形成导轨底座Gb及滑动底座Sb所通过的空间81的脚部13a设置于两侧。

定子31具备：磁芯34，朝向动子29突出并且以预定间距形成多个磁极齿33；线圈35，卷装于各磁极齿33。此外，磁极齿33向相对于可动压板12的移动方向成直角的方向相互平行地形成。动子29具备相对于导轨底座Gb以预定间隔配设的永久磁铁(未图示)。

从而，若向线圈35供给预定电流来驱动直线电动机28，则动子29进退移动。伴随此，滑动底座Sb、固定于滑动底座Sb的吸附板22、以及通过杆39连结于吸附板22的可动压板12进退移动，从而进行闭模及开模。

可动压板12前进(图中向右方向移动)而动模16抵接于定模15，则结束闭模。在后压板13与吸附板22之间配设作为合模用驱动部的电磁铁单元37，以使可后续闭模而进行合模。并且，连结可动压板12和吸附板22的杆39贯穿后压板13及吸附板22而延伸。杆39在闭模时及开模时，与吸附板22的进退联动而使可动压板12进退移动，在合模时，将通过电磁铁单元37产生的合模力传递至可动压板12。此外，由框架Fr、固定压板11、可动压板12、后压板13、吸附板22、直线电动机28、电磁铁单元37、杆39等构成合模装置10。

电磁铁单元37具有配设于后压板13侧的电磁铁49及配设于吸附板22侧的吸附部51。在后压板13后端面的预定部分，即在比杆39稍靠上方及下方相互平行地形成有两个具有沿水平方向延伸的矩形剖面形状的作为线圈配设部的槽45。在槽45之间形成具有矩形剖面形状的磁芯46，在后压板的除磁芯46以外的部分形成磁轭47。在磁芯46卷装线圈48。

并且，作为吸附板22前端面的预定部分，在吸附板22包围杆39，在与电磁铁49对置的部分设置吸附部51。此外，后压板13的磁芯46及磁轭47以及吸附板22由通过层压由强磁性体组成的薄板形成的电磁层压钢板形成。并且，与后压板13分开配设电磁铁49，并与吸附板22分开配设吸附部51，但也可以作为后压板13的一部分形成电磁铁，并作为吸附板22的一部分形成吸附部。并且，未必一定要使用电磁层压钢板，也可以使用由相同部件构成的铁芯形成磁芯46及磁轭47。这可以精密度良好地设定缝隙之间的距离。

从而，在电磁铁单元37中，若向槽45内的线圈48供给电流，则电磁铁49被励磁，吸附部51被吸附而产生合模力。

杆39在后端部(图中为左端部)与吸附板22连结，而在前端部与可动压板12连结。杆39通过闭模时吸附板22前进而前进，由此使可动压板12前进。并且，杆39通过开模时吸附板22后退(图中向左方向移动)而后退，由此可动压板12后退。

为此，在后压板13的中央部分设置用于使杆39贯穿的孔41。并且，在吸附板22的中央部分形成用于使杆39贯穿的孔42。另外，面向孔41的前端部的开口而配设滑动自如地支承杆39的轴衬等轴承部件Br1。并且，在杆39的后端部形成螺纹43，相对于吸附板22旋转自如地支承的作为模厚调整机构的螺母44螺合于螺纹43。

在闭模结束时刻，吸附板22靠近后压板13，在后压板13与吸附板22之间形成缝隙(间隙)δ。若缝隙δ过于变小或过于变大，则无法充分吸附吸附部51，导致合模力变小。缝隙δ的最佳值(距离或尺寸)随着模具装置19厚度的变化而变化。

因此，在螺母44的外周面形成大直径的齿轮(未图示)，在吸附板22配设模厚调整用电动机(未图示)而作为模厚调整用驱动部，安装于模厚调整用电动机的输出轴的小直径的齿轮啮合于形成在螺母44外周面的齿轮。

若与模具装置19的厚度对应而驱动模厚调整用电动机，使作为模厚调整机构的螺母44相对于螺纹43旋转预定量，则调整杆39对吸附板22的位置，并调整吸附板22对固定压板11及可动压板12的位置而可将缝隙δ设为最佳值。即，通过改变可动压板12与吸附板22的相对位置来进行模厚调整。

该模厚调整是对伴随模厚变化的间隙δ的距离进行粗调的调整，例如0.1mm单位的微调通过变更在滑动底座Sb上的吸附板22的位置或变更导轨Gd上的后压板13的位置来进行。在合模装置10中，在从滑动底座Sb垂直竖起安装的安装板27上安装有吸附板22，通过调整夹入吸附板22与安装板27之间的垫片厚度来微调间隙δ的距离。此外，安装板27具有肋27a，并构成为即使合模力的反作用力作用于安装板27，也不会在安装板27的安装面产生歪斜而维持垂直度。

并且，为了保持电磁铁与吸附板的平行度，优选夹入与电磁铁或吸附板的面整体相同大小的垫片，但难以使用与这种大小一样厚度的垫片。因此，例如用螺栓紧固大致四边形吸附板的四角附近时，仅在紧固的4个部位附近夹入小垫片。此时，在未夹入有垫片的部分形成间隙而存在产生吸附板变形而平面度变差，或对底座的平行度变差的问题的危险。

此外，由模厚调整用电动机、齿轮、螺母44、杆39等构成模厚调整装置。并且，由齿轮构成将模厚调整用电动机的旋转传递至螺母44的旋转传递部。而且，由螺母44及螺纹43构成运动方向转换部，在运动方向转换部中，螺母44的旋转运动转换成杆39的直线运动。

合模装置10的直线电动机28及电磁铁49的驱动通过控制部60控制。控制部60具备CPU及存储器等，还具备用于根据由CPU运算的结果将电流供给至直线电动机28的线圈35或电磁铁49的线圈48的电路。并且，控制部60作为温度监控机构与配设于直线电动机28的作为温度检测机构的热敏电阻(温度传感器)相连接。此外，控制部60在图2中为了方便而被省略。

图3是表示热敏电阻与控制部的关系的图。该图中放大示出直线电动机28中的动子29和定子31。该图中在与图1或图2相同部分附加相同标记而适当地省略其说明。

在图3中，三个热敏电阻62u、62v及62w(以下，统称时称为“热敏电阻62”。)分别配设成可检测U相线圈35、V相线圈35及W相线圈35w的温度。即，对三相所有的线圈配设热敏电阻62。

控制部60与热敏电阻62通过切换器61连接。切换器61向与从三相中作为监控对象选择的相对应的热敏电阻62切换控制部60的接入点。控制部60对由通过切换器61连接的热敏电阻62检测出的温度进行监控，并根据该温度进行后述的控制。基于切换器61的接入点的切换可以通过控制部60的控制自动进行，也可以通过手动进行。后者(手动)时，切换器61可以是理论上的切换器。即，不通过切换器61而可以直接连接与作为监控对象选择的相对应的热敏电阻62和控制部60。此外，切换器61例如可以由一般开关构成。

取哪一个相作为监控对象根据在试验性进行的开闭模动作时通过三个热敏电阻62检测出的检测值来选择。即，对在该开闭模动作时通过所有热敏电阻62检测出的温度进行监控。其结果，将检测出最高温度的热敏电阻62(的温度)作为监控对象来选择。

然而，在图3中，在动子29上永久磁铁32以等间隔配设(配置)为N极及S极的各磁极成为交替。在此，将相同极的永久磁铁的间隔称为“磁极对间距”。在该图中，以磁极对间距2P示出。从而各永久磁铁32之间的间隔成为“磁极对间距2P/2”。

该图中还示出合模装置10的开闭模时(送模时)的加减速距离L。加减速距离L是指送模时加速的区间(加速区间)的距离(从送模开始至成为等速状态的距离)，或者减速的区间(减速区间)的距离(从等速状态至成为停止状态的距离)。此外，图示的加减速距离L是为了示出与磁极对间距2P的相对关系而记载其长度的距离，并非是表示加减速距离L的绝对区间(位置)的距离。即，图中示出磁极对间距2P长于加减速距离L(加速区间的距离及减速区间的距离的至少任意一方)的情况。

在这种直线电动机28中具有加减速时的电流供给集中于特定相的倾向。其结果，该特定相的温度与其他相相比有可能变得非常高。尤其是在注射成型机的合模装置中，由于在批量生产成型中根据成型条件决定开模位置及闭模位置，所以直线电动机28在相同区间重复加减速。此时，集中于特性相而电流流过的危险较高。

因此，在本实施方式中，将在试验性进行的开闭模动作时检测出最高温度的热敏电阻62(的温度)作为监控对象来选择。通过这样做可适当地防止异常的检测遗漏。即，这是因为如下：任意选择监控对象时，选择所述特定相以外的相作为监控对象，其结果有可能无法检测该特定相的温度异常变高，但根据本实施方式的监控方法不会有这种现象。

并且，根据本实施方式的监控方法，一般运用时只有一个相(所述特定的相)成为监控对象，所以与将所有的相设为监控对象时相比可使温度监控中所花费的成本降低。这是因为用于连接控制部60和热敏电阻62的设施或设备等仅对所述特定的相设置即可。

此外，加减速距离L不限于加速度完全成为0为止的距离。虽然也可以设想送模开始后以较大加速度进行加速之后，通过较小加速度进行加速的速度模式，但在这种速度模式中，加减速距离L是也包含从送模的开始位置至加速度下降的距离，或者从送模的开始位置至加速度峰值的到达位置的距离的概念。

接着，参照图4对合模装置10的动作进行说明。图4是表示开闭模动作时使用的直线电动机的动作模式的例子的图。在该图中，(A)表示直线电动机28的动子29的位置与速度的关系的例子。(B)表示直线电动机28的动子29的位置与加速度的关系的例子。(C)表示直线电动机28的动子29的位置与供给至直线电动机28的线圈35的电流值的关系的例子。(D)表示直线电动机28的动子的位置与供给至直线电动机28的三相(U相：单点划线，V相：实线，W相：虚线)各自的线圈35的电流的相位的例子。此外，(A)、(B)、(C)及(D)中横轴(位置)一致。

在图2所示的状态中，控制部60向线圈35供给电流。由此驱动直线电动机28而使可动压板12与吸附板22一同前进。控制部60在加速区间将用于得到最大加速度的电流供给至线圈35。从而，直线电动机28的动子29在加速区间以最大加速度进行加速。此时，对U相线圈35外加对应于开模位置的电流值Ua。相同地，对V相线圈35外加电流值Va，对W相外加电流值Wa。外加于W相的电流值Wa如图表般微小。之后，如(A)所示般若持续加速，则可动压板12的闭模速度逐渐增加。而且，如(D)所示般在U相流过的电流值也增加。另一方面，在V相流过的电流渐渐接近0[A]。此时，加速时向U相的电流量变得最多，而U相的发热量与其他相相比变得比较大。

若直线电动机28的位置超过加速区间，则控制部60使电流的供给量下降。其结果直线电动机28以等速移动。

接着，若直线电动机28的动子29到达减速区间的开始位置，则控制部60将用于得到最大减速度的电流(与加速区间反方向的电流)供给至线圈35。此时，对U相的线圈35外加对应于减速开始位置的电流值Ub。相同地，对V相线圈35外加电流值Vb，对W相外加电流值Wb。外加于V相的电流值Vb如图表所示般微小。之后如(A)所示般若持续减速，则可动压板12的闭模速度逐渐减少。而且如(D)所示般在U相流过的电流值增加。另一方面，在W相流过的电流渐渐接近0[A]。此时，减速时向U相的电流量也变得最多，U相的发热量与其他相相比变得比较大。之后，直线电动机28的动子29以最大减速度进行减速，在闭模位置停止。停止时的各相的电流值为Uc、Vc、Wc。

接着，控制部60向线圈48供给电流。由此作为磁性体的吸附板22的吸附部51通过电磁铁49的吸附力进行吸附。其结果，吸附力作为合模力通过吸附板22及杆39传递至可动压板12并进行合模。

并且，控制部60决定供给至线圈48的电流值，以使合模力成为目标设定值，并通过将该电流供给至线圈48控制合模。在进行合模期间，注射装置17中熔融的树脂从注射喷嘴18注射而填充至模具装置19的腔空间。

若腔空间内的树脂固化，则在图1所示的状态下，控制部60停止向线圈48的电流供给。此时，即使停止向线圈48的电流供给，在吸附部51还残留磁性，所以向进行合模时的相反的方向对线圈48供给电流而消除残留于吸附部51的磁性。接着，控制部60向线圈35供给与闭模时反方向的电流。此时，使电流对应于与对应于闭模位置的电流值Uc(参照(D))上下反方向的波形而外加于U相线圈35。

由此，驱动直线电动机28使可动压板12后退，如图2所示，动模16移动至后退限位并进行开模。这样在开模动作时，波形也仅成为与(D)上下对称，所以向U相的电流量变得最多，U相的发热量与其他相相比变得比较大。之后控制部60在开模时，也根据与闭模时相同的速度模式控制直线电动机28。

在以上的闭模时及开模时(送模时)，控制部60也并行执行以下处理。图5是用于说明送模时通过控制部执行的处理顺序的图。

在步骤S101中，控制部60由通过切换器61连接的热敏电阻62(即，与作为监控对象预先选择的相对应的热敏电阻62)接收检测值(线圈35的检测温度)的输入。根据图4(D)，在本实施方式中在加速区间被供给最大电流的是U相。从而通过U相所涉及的热敏电阻62u输入检测温度。

接着，控制部60计算从初始状态的上升温度(S102)。初始状态是指向线圈35供给电流之前的状态。即，控制部60保持初始状态的检测温度(初始温度)，通过从步骤S101输入的检测温度减去初始温度来计算上升温度。

接着，控制部60判定上升温度是否超过预先设定的临界值(S103)。此外，步骤S101～S103在送模时反复执行。上升温度超过临界值时(在S103为Yes)，控制部60使直线电动机28的送模停止(S104)。

此外，在图5中对将上升温度与临界值作比较的例子进行了说明，但也可以将检测温度与临界值作比较。

如上所述，根据本实施方式中的合模装置10，在三相中为得到加速度而被供给最多电流的相(即，最有助于加速度的相)作为监控对象选择，所以可适当地防止由线圈35的发热引起的异常的产生。

此外，在加速区间和减速区间，被供给最多电流的相即使不同的情况下，也只要将在实验性开闭模动作时检测出的温度最高的相作为监控对象即可。并且，当实验性开闭模动作时检测出的温度最高的相有两个时，将任意一方作为监控对象即可。这是因为在任意一种情况下都可以对最高温度进行监控。

以上，对本发明的实施例进行了详细叙述，但本发明不限于这种特定的实施方式，在专利权利要求范围中记载的本发明的宗旨范围内可以进行各种变形或变更。

本国际申请主张基于2008年4月8日申请的日本专利申请2008-100266号的优先权，将2008-100266号的全部内容援用于本国际申请。

Claims (6)

1.一种合模装置，通过三相交流式直线电动机进行开闭模动作，其特征在于，

具有温度监控机构，所述温度监控机构对所述直线电动机的三相各自的线圈中最有助于送模时的加速度的相所涉及的线圈的温度进行监控。

2.如权利要求1所述的合模装置，其特征在于，

所述直线电动机的永久磁铁的磁极对间距长于从送模的开始位置至加速度峰值的到达位置的距离。

3.如权利要求1或2所述的合模装置，其特征在于，

所述磁极对间距长于送模的加速区间的距离及减速区间的距离的至少任意一方。

4.如权利要求1至3中的任一项所述的合模装置，其特征在于，

根据通过所述温度监控机构监控的温度而停止送模。

5.如权利要求1至4中的任一项所述的合模装置，其特征在于，

在所述直线电动机的三相的所有线圈具有检测该线圈温度的温度检测机构。

6.如权利要求5所述的合模装置，其特征在于，

所述温度监控机构对基于所述温度检测机构的检测值选择的相所涉及的线圈的温度进行监控。

Images