CN102672919B - 注射成型机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可更灵活地控制合模中基于模具型芯的熔融树脂的压缩的注射成型机。本发明的注射成型机(100)将熔融树脂(HR)填充于型腔空间(CV)，该型腔空间由定模(21)的端面(SF1)、动模(22)的端面(SF2)及安装成可相对于动模(22)向X1-X2方向滑动的框形型芯(22f)的内面(SF3)形成，所述注射成型机具备对型腔空间(CV)内的熔融树脂(HR)按压动模(22)的模具型芯(22a)的合模装置(10)和可对熔融树脂(HR)基于模具型芯(22a)的压缩力及压缩速度的至少一方进行可变控制的压缩控制部(52)。

Description

注射成型机

技术领域

本申请主张基于2011年3月9日申请的日本专利申请第2011-052206号的优先权。其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

本发明涉及一种通过模具型芯压缩利用基于合模装置的合模力填充于模具型腔内的熔融树脂的注射成型机。

背景技术

以往，已知有具备对填充于模具型腔内的熔融树脂进行压缩的模具型芯的注射压缩成型用模具(例如参考专利文献1)。

该注射压缩成型用模具的动模包括安装于可动座的第1部件(安装板)及与定模接触的第2部件(模具)，在第1部件与第2部件之间配置有弹簧。

该弹簧为了形成压缩余量而配置，该压缩余量能够在第2部件与定模接触之后使一体形成于第1部件的模具型芯对填充于模具型腔内的熔融树脂进行压缩。

专利文献1：日本特开平8-156037号公报

然而，专利文献1的注射压缩成型用模具因为利用弹簧形成压缩余量，因此无法改变阻力(基于弹簧的力)相对于基于合模缸的合模力(基于模具型芯的压缩力)的转移模式，且无法灵活地控制熔融树脂基于模具型芯的压缩。

发明内容

鉴于上述问题点，本发明的目的在于提供一种可更灵活地控制合模中熔融树脂基于模具型芯的压缩的注射成型机。

为了实现上述目的，本发明的实施例所涉及的注射成型机将熔融树脂填充于由定模、动模及安装成可相对于该动模向模具移动方向滑动的框形型芯形成的型腔空间，其特征在于，具备：压缩力生成装置，对所述型腔空间内的熔融树脂，按压形成于所述动模的端面的模具型芯；及压缩控制部，可对熔融树脂基于所述模具型芯的压缩力及压缩速度的至少一方进行可变控制。

发明效果

根据上述构成，本发明能够提供一种可更灵活地控制合模中熔融树脂基于模具型芯的压缩的注射成型机。

附图说明

图1是表示本发明的实施例所涉及的注射成型机的主要部分结构例的概要侧视图。

图2是图1中用虚线圆表示的部分的放大截面图。

图3是模具接触前的模具装置的放大截面图。

图4是模具接触后注射熔融树脂时的模具装置的放大截面图。

图5是由动模压缩熔融树脂时的模具装置的放大截面图。

图6是由动模进一步压缩熔融树脂时的模具装置的放大截面图。

图7是表示搭载于本发明的实施例所涉及的注射成型机的液压回路的结构例的液压回路图(其1)。

图8是表示控制装置的结构例的功能块图。

图9是表示压缩力或压缩速度控制处理的流程的流程图。

图10是表示搭载于本发明的实施例所涉及的注射成型机的液压回路的结构例的液压回路图(其2)。

图中：10-合模装置，11-固定压板，12-可动压板，13-肘节支架，14-连接杆，16-肘节机构，16a-十字头，17-合模马达，20-模具装置，21-定模，22-动模，22a-模具型芯部，22b-基础部，22c-活塞，22c1-活塞部，22c2-杆部，22d、22e-压力油管路，22f-框形型芯，30-液压回路，31-马达，32-双向旋转液压泵，32a-第1端口，32b-第2端口，33-压力传感器，35a、35b-安全阀，36-冲洗阀，37a、37b-单向阀，38-压力油罐，40-液压回路，41-马达，42-单向旋转液压泵，42a-吐出口，43-压力传感器，44、45a、45b-电磁切换阀，47-安全阀，48-压力油罐，50-控制装置，51-合模判定部，52-压缩速度控制部，100-注射成型装置，C0-缸部，C1-杆侧油室，C2-头侧油室，CD1～CD5-压力油管路，CV-型腔空间，HR-熔融树脂，PC-流入端口，S1-合模力传感器，S2-位置传感器，S3-存在探测传感器，SF1-定模端面，SF2-动模端面，SF3-框形型芯内面，SR-合模判定用传感器。

具体实施方式

以下，参考附图对实施本发明的实施例进行说明。

[实施例1]

图1是表示本发明的实施例所涉及的注射成型机100的主要部分结构例的概要侧视图，注射成型机100主要由合模装置10、模具装置20、注射装置(未图示)及控制装置50构成。

合模装置10主要由固定压板11、可动压板12、肘节支架13、连接杆14、肘节机构16及合模马达17构成。

固定压板11为固定于框架Fr的固定部件，例如在图的X2方向侧的面安装定模21。

动模12为在框架Fr上配置成可向X1-X2方向滑动的可动部件，例如在与安装于固定压板11的定模21相对向的一侧(X1方向侧)的面安装动模22。

与固定压板11相同，肘节支架13为固定于框架Fr的固定部件，可伸缩地保持肘节机构16。

并且，从固定压板11观察，肘节支架13在X2方向侧隔着预定距离而配置，以可动压板12在固定压板11与肘节支架13之间水平滑动这样的位置关系配置于框架Fr上。

连接杆14为连结固定压板11与肘节支架13的连结部件，例如由相互连结固定压板11的四角与肘节支架13的四角的4根棒状部件构成(仅图示其中的2根)。

肘节机构16为用于减少或增大固定压板11与可动压板12之间的间隔(即进行闭模或开模)的机构，包括十字头16a及多个肘节操纵杆组。

合模马达17为用于产生合模力的装置，例如由伺服马达构成，通过驱动肘节机构16来产生合模力。

合模马达17的旋转力例如通过滚珠丝杠机构转换成轴向力，转换后的轴向力使十字头16a向X1-X2方向平行移动，从而驱动肘节机构16。

模具装置20为用于构筑收容从注射装置注射出的熔融树脂的型腔空间的装置，由安装于固定压板11的定模21及安装于可动压板12的动模22构成。

合模力传感器S1为用于检测合模力的传感器，例如根据安装于连接杆14表面的应变仪的伸缩度(连接杆14的伸缩度)检测合模力的应变感传器，对控制装置50输出检测出的值。

位置传感器S2为用于检测可动压板12的位置的传感器，例如为用于检测合模马达17的旋转位置的旋转编码器，对控制装置50输出检测出的值。

存在探测传感器S3为用于探测动模22是否存在于预定位置的传感器。

存在探测传感器S3例如为通过安装于框架Fr的开关和从可动压板12延伸的棒状体接触来探测可动压板12的存在的极限开关，对控制装置50输出探测信号。

并且，存在探测传感器S3也可为以非接触探测探测对象靠近的情况的接近开关或间隙传感器。

接着，参考图2～图6对模具装置20进行详细说明。图2是图1中用虚线圆表示的部分的放大截面图。

并且，图3～图6为分别与图2对应的图，图3表示模具接触前的模具装置20的状态，图4表示模具接触后注射熔融树脂时的模具装置20的状态。另外，图5表示由动模22压缩熔融树脂时的模具装置20的状态，图6表示由动模22进一步压缩熔融树脂时的模具装置20的状态。

定模21其内部具有填充从注射装置注射的熔融树脂的直浇道SP，其X2方向侧端面SF1形成型腔空间CV的一个边界面。

动模22由与定模21相对向来形成型腔空间CV的模具型芯部22a及与可动压板12抵接的基础部22b构成。

模具型芯部22a上形成用于分别容纳2个活塞22c的2个缸部C0，2个缸部C0分别隔着活塞22c分割成杆侧油室C1及头侧油室C2。

并且，模具型芯部22a在其内部具有与2个杆侧油室C1分别连通的2个压力油管路22d。另外，使2个压力油管路22d分别连通成2个杆侧油室C1各自的内部压力分别相等。

并且，模具型芯部22a由其X1方向侧端面SF2形成型腔空间CV的一个边界面。

基础部22b其内部具有与2个头侧油室C2分别连通的2个压力油管路22e。另外，使2个压力油管路22e分别连通成，2个头侧油室C2各自的内部压力分别相等。

活塞22c为通过在缸部C0内流出流入的压力油相对于模具型芯部22a向X1-X2方向移动的部件。

具体而言，活塞22c基于通过压力油管路22d流入杆侧油室C1内的压力油相对于模具型芯部22a向X2方向移动，基于通过压力油管路22e流入头侧油室C2内的压力油相对于模具型芯部22a向X1方向移动。

并且，活塞22c由活塞部22c1与从活塞部22c1向X1方向延伸的杆部22c2构成，杆部22c2的X1方向侧端部固定安装有框形型芯22f。

本实施例中，动模22具有2个活塞22c，通过安装于这2个活塞22c各自的X1方向侧端部的框形型芯22f与定模21接触。然而，动模22可通过安装于单活塞的框形型芯22f与定模21接触。并且，动模22也可通过安装于3个以上的活塞的框形型芯22f与定模21接触。

型腔空间CV由定模21的X2方向侧端面SF1、模具型芯部22a的X1方向侧端面SF2及框形型芯22f的内面SF3规定，构筑平板状的空间。

如图3所示，注射成型机100在使压力油以预定压力流入头侧油室C2，使活塞部22c1在缸部C0内移动至X1方向侧端的基础上，通过合模马达17(参考图1)使可动压板12及动模22向X1方向滑动。另外，箭头AR1表示可动压板12及动模22的移动方向。

之后，如图4所示，注射成型机100在使框形型芯22f与定模21的X2方向侧端面SF1接触来进行模具接触后，通过注射装置将熔融树脂HR填充于直浇道SP及型腔空间CV内。另外，注射成型机100也可在进行模具接触之前通过注射装置将熔融树脂HR填充于直浇道SP及型腔空间CV内。

之后，如图5所示，注射成型机100通过合模马达17(参考图1)产生所希望的合模力(压缩力)F1的同时，使压力油以所希望的流量流入杆侧油室C1并在缸部C0内以保持设定压的状态使活塞部22c1向X2方向移动。另外，箭头AR2表示可动压板12及动模22的移动方向，箭头AR3表示活塞部22c1相对于缸部C0的移动方向。并且，控制装置50(参考图1)对合模马达17输出基于合模力传感器S1(参考图1)的检测值的控制信号，控制合模马达17的转矩，以便维持所希望的合模力(压缩力)F1。

其结果，注射成型机100能够以所希望的压缩力及所希望的压缩速度对型腔空间CV内的熔融树脂HR按压模具型芯部22a。

之后，如图6所示，注射成型机100通过合模马达17(参考图1)继续产生所希望的合模力(压缩力)F1的同时，使压力油以所希望的流量流入杆侧油室C1并在缸部C0内以保持压力的状态使活塞部22c1进一步向X2方向移动。另外，箭头AR4表示可动压板12及动模22的移动方向，箭头AR5表示活塞部22c1相对于缸部C0的移动方向。

并且，图6中的向活塞部22c1的相对于缸部C0的向X2方向的移动速度，即模具型芯部22a向X1方向的移动速度可与图5中的移动速度相同，也可不同。

这样，注射成型机100能够通过控制流入到杆侧油室C1与头侧油室C2的压力油的流量来控制模具型芯部22a对型腔空间CV内的熔融树脂的压缩力及压缩速度的至少一方。

接着，参考图7对驱动活塞22c的液压回路30进行说明。另外，图7是表示搭载于注射成型机100的液压回路30的结构例的液压回路图。

液压回路30主要由马达31、双向旋转液压泵32、压力传感器33、安全阀35a、35b、冲洗阀36、单向阀37a、37b及压力油罐38构成。

马达31是用于驱动双向旋转液压泵32的马达，例如为电动伺服马达，实现与来自控制装置50的控制信号对应的旋转方向、转速或者转矩。

双向旋转液压泵32通过马达31驱动，第1端32a与杆侧油室C1连通，第2端口32b与头侧油室C2连通。另外，双向旋转液压泵32可为固定容量泵，也可为可变容量泵。

压力传感器33为用于检测连结双向旋转液压泵32的第2端口32b和头侧油室C2的压力油管路CD2内的压力的传感器，对控制装置50输出检测出的值。

安全阀35a、35b为用于在压力油管路CD1、CD2内的压力成为预定压力以上时，使压力油管路CD1、CD2内的压力油向压力油罐38流出的阀。另外，压力油管路CD1为连结杆侧油室C1与双向旋转液压泵32的第1端口32a的管路。

冲洗阀36为用于校正杆侧油室C1与头侧油室C2之间的体积差的三位四通滑阀。

单向阀37a、37b为用于在压力油管路CD1、CD2内的压力小于压力油罐38的压力时，从压力油罐38向压力油管路CD1、CD2供给压力油的阀。

接着，参考图8对搭载于注射成型机100的控制装置50的结构例进行说明。另外，图8是表示控制装置50的结构例的功能块图。

控制装置50为具备CPU、RAM、ROM等的计算机，从ROM读取分别与合模判定部51及压缩控制部52对应的程序，展开在RAM并使CPU执行与各部对应的处理。

并且，控制装置50接受合模判定用传感器SR及压力传感器33的输出，执行分别与合模判定部51及压缩控制部52对应的处理，根据需求对合模马达17及马达31等输出控制信号。

合模判定部51为用于判定是否已开始合模的功能要件，例如，当作为合模判定用传感器SR的一例的合模力传感器S1(参考图1)的检测值成为预定值以上时判定为已开始合模。

并且，当根据作为合模判定用传感器SR的其他例子的位置传感器S2(参考图1)的检测值探测到动模22在预定位置这一情况时合模判定部51判定为已开始合模也可以。

并且，当根据作为合模判定用传感器SR的另外其他例子的存在探测传感器S3参考图1)的输出探测到可动压板12存在于预定位置时，合模判定部51判定为已开始合模也可以。

并且，合模判定部51也可在满足上述多个条件的一部分或全部时判定为已开始合模。

压缩控制部52为用于控制合模中熔融树脂基于模具型芯部22a(参考图2)的压缩力及压缩速度的至少一方的功能要件，例如当通过合模判定部51判定为已开始合模时，使熔融树脂基于模具型芯部22a的压缩力及压缩速度的至少一方成为所希望的值。

具体而言，当通过合模判定部51判定为已开始合模时，压缩控制部52控制框形型芯22f(参考图2)相对于模具型芯部22a的相对移动，使基于模具型芯部22a的压缩力、压缩速度成为设定压力、设定速度。

本实施例中，压缩控制部52根据压力传感器33参考图7)的检测值，即头侧油室C2内的压力，改变双向旋转液压泵32的吐出量的同时，使压力油流入杆侧油室C1。

或者，不管压力传感器33参考图7)的检测值如何，压力控制部52都可以以双向旋转液压泵32的吐出量成为预定值的方式控制马达31的转矩。此时，压缩控制部52也可在预定时刻(例如从合模开始经过预定时间时)将双向旋转液压泵32的吐出量改变成其他的预定值。

这样，控制装置50能够使活塞22c以所希望的压力及速度相对于缸部C0向X2方向移动，进而控制框形型芯22f相对于模具型芯部22a的向X2方向的移动。其结果，控制装置50使产生所希望的合模力(压缩力)的模具型芯部22a以所希望的压力及速度向X1方向移动，从而能够以所希望的压力及速度按压熔融树脂。

这样，压缩控制部52通过控制双向旋转液压泵32的吐出量来控制框形型芯22f相对于模具型芯部22a的相对移动，使熔融树脂基于模具型芯部22a的压缩力及压缩速度的至少一方成为所希望的值。

另外，压缩控制部52可通过控制电磁驱动器机构、滚珠丝杠机构等其他机构来控制框形型芯22f相对于模具型芯部22a的相对移动，使熔融树脂基于模具型芯部22a的压缩力及压缩速度的至少一方成为所希望的值。

接着，参考图9对控制装置50控制模具型芯部22a的压缩力及压缩速度的处理(以下作为“压缩力或压缩速度控制处理”)的流程进行说明。另外，图9是表示压缩力或压缩速度控制处理的流程的流程图，控制装置50以预定周期反复执行该压缩力或压缩速度控制处理。

首先，控制装置50通过合模判定部51判定是否已开始合模(步骤ST1)。

当判定为已开始合模时(步骤ST1的是)，控制装置50对马达31(参考图7)输出控制信号，使马达31以转速V1旋转，使压力油以所希望的流量从双向旋转液压泵32的第1端32a吐出(步骤ST2)。这是为了通过使压力油以恒定流量流入头侧油室C1，使活塞22c以恒定速度相对于缸部C0向X2方向移动，从而将模具型芯部22a以恒定速度对熔融树脂进行按压。

之后，控制装置50监控从合模开始的经过时间是否达到阈值D_TH(步骤ST3)。当经过时间达到阈值D_TH时(步骤ST3的是)，控制装置50对马达31输出控制信号，使马达31以转速V2旋转，改变从双向旋转液压泵32的第1端口32a吐出的压力油的流量(步骤ST4)。这是为了改变模具型芯部22a相对于熔融树脂的按压力及按压速度的至少一方。

另外，控制装置50不仅可以根据从合模开始的经过时间，还根据模具型芯部22a的位置改变模具型芯部22a相对于熔融树脂的按压力及按压速度的至少一方。

并且，本实施例中，控制装置50通过2阶段改变合模中的模具型芯部22a的按压力及按压速度的至少一方，但也可通过3阶段以上改变，也可连续改变。并且，控制装置50也可使合模中的模具型芯部22a的按压力及按压速度的至少一方不变。

根据以上结构，第1实施例所涉及的注射成型机100通过控制马达31来控制缸部C0内的压力，从而能够灵活地控制合模中熔融树脂基于模具型芯部22a的压缩状态。

并且，注射成型机100能够通过将模具型芯部22a的按压力、按压速度作为所希望的按压力模式、所希望的按压速度模式，更适当地控制合模中熔融树脂基于模具型芯部22a的压缩状态。

并且，注射成型机100能够根据各熔融树脂的特性适当地控制合模中熔融树脂基于模具型芯部22a的压缩状态，因此能够防止成型品上发生毛刺、翘曲、扭曲或缩痕等。并且，注射成型机100能够促进成型品的薄壁化，且能够提高尺寸精确度及转印性等。

[实施例2]

接着，参考图10对本发明的实施例所涉及的其他液压回路40的结构例进行说明。另外，图10是表示搭载于注射成型机100的液压回路40的结构例的液压回路图。

液压回路40主要由马达41、单向旋转液压泵42、压力传感器43、电磁切换阀44、45a、45b、安全阀47及压力油罐48构成。

马达41为用于驱动单向旋转液压泵42的电动马达，例如为电动伺服马达，实现基于来自控制装置50的控制信号的旋转方向、转速或转矩。

单向旋转液压泵42由马达41驱动，吐出口42a与电磁切换阀44的流入端口PC连通。另外，单向旋转液压泵42可为固定容量泵，也可为可变容量泵。

压力传感器43为用于检测连结单向旋转液压泵42的吐出口42a与电磁切换阀44的流入端口PC的压力油管路CD3内的压力的传感器，对控制装置50输出检测出的值。

电磁切换阀44为切换向杆侧油室C1及头侧油室C2流出流入的压力油的流动的三位四通滑阀。

当电磁切换阀44被设于图中左侧的阀位置时，通过压力油管路CD4使单向旋转液压泵42吐出的压力油流入头侧油室C2，通过压力油管路CD5使杆侧油室C1中的压力油向压力油罐48流出。此时，活塞22c会相对于缸部C0向X1方向滑动。

并且，当电磁切换阀44被设于图中右侧的阀位置时，通过压力油管路CD5使由单向旋转液压泵42吐出的压力油流入杆侧油室C1，通过压力油管路CD4使头侧油室C2中的压力油向压力油罐48流出。此时，活塞22c会相对于缸部C0向X2方向滑动。

并且，当电磁切换阀44被设于图中中央的阀位置时，能够使杆侧油室C1及头侧油室C2双方的压力油向压力油罐48流出。

电磁切换阀45a、45b分别配置于压力油管路CD4、CD5，切换压力油管路CD4、CD5各自的截断和连通。另外，电磁切换阀45a能够通过截断压力油管路CD4来保持头侧油室C2内的压力。同样，电磁切换阀45b能够通过截断压力油管路CD5来保持杆侧油室C1内的压力。

安全阀47为在压力油管路CD3内的压力成为预定压力以上时使压力油管路CD3内的压力油向压力油罐48流出的阀。

当通过合模判定部51判定为已开始合模时，控制装置50对电磁切换阀44输出控制信号，将电磁切换阀44设于图中右侧的阀位置。

并且，控制装置50对电磁切换阀45a、45b输出控制信号，使压力管路CD4及CD5分别连通。

并且，控制装置50对马达41输出控制信号，使压力油以所希望的流量从单向旋转液压泵42的吐出口42a吐出。

具体而言，控制装置50的压缩控制部52根据压力传感器43的检测值，即杆侧油室C1内的压力，改变单向旋转液压泵42的吐出量的同时，使压力油流入杆侧油室C1。

或者，不管压力传感器43的检测值如何，压缩控制部52都以单向旋转液压泵42的吐出量成为预定值的方式控制马达41的转矩也可以。此时，压力控制部52可在预定的时刻(例如，从合模开始经过预定时间时)使单向旋转液压泵42的吐出量改变成其他的预定值。

这样，控制装置50能够使活塞22c以所希望的压力及速度相对于缸部C0向X2方向移动，进而使产生所希望的压缩力的模具型芯部22a以所希望的压力及速度向X1方向移动，从而能够以所希望的压力及速度按压熔融树脂。

根据以上结构，搭载液压回路40的注射成型机100能够实现与搭载液压回路30的注射成型机100相同的效果。

以上，对本发明的优选实施例进行了详细说明，但是本发明不限于上述的实施例，在不脱离本发明的范围内可以对上述的实施例追加各种变形及置换。

例如，上述的实施例中，注射成型机100利用2个由缸部C0、活塞部22c1及杆部22c2构成的液压驱动器来控制模具型芯部22a的压缩速度。然而，注射成型机100可利用1个液压驱动器来控制模具型芯部22a的压缩速度，也可利用3个以上的液压驱动器来控制模具型芯部22a的压缩速度。

另外，权利要求书中的“压缩力生成装置”设为包括上述实施例中的“合模装置”。

Claims (2)

1.一种注射成型机，其将熔融树脂填充于由定模、动模及安装成能够相对于该动模向模具移动方向滑动的框形型芯形成的型腔空间，其特征在于，具备：

压缩力生成装置，通过按压形成于所述动模的端面的模具型芯来压缩所述型腔空间内的熔融树脂；及

压缩控制部，能够对熔融树脂基于所述模具型芯的压缩力及压缩速度的至少一方进行可变控制，

所述压缩控制部控制所述框形型芯相对于所述模具型芯的相对移动，并且使熔融树脂基于所述模具型芯的压缩力以及压缩速度中的至少一方多阶段地变换。

2.一种注射成型机，其将熔融树脂填充于由定模、动模及安装成能够相对于该动模向模具移动方向滑动的框形型芯形成的型腔空间，其特征在于，具备：

压缩力生成装置，通过按压形成于所述动模的端面的模具型芯来压缩所述型腔空间内的熔融树脂；及

压缩控制部，能够对熔融树脂基于所述模具型芯的压缩力及压缩速度的至少一方进行可变控制，

所述压缩控制部控制所述框形型芯相对于所述模具型芯的相对移动，并且使熔融树脂基于所述模具型芯的压缩力以及压缩速度中的至少一方连续地变换。