CN103302828A - 注射成形机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够减小能量使用量的注射成形机。注射成形机(10)向模具(30)内填充熔融的树脂来进行成形。注射成形机(10)的特征在于包括供给树脂的缸体(42)、加热缸体(42)的加热器(91～94)、在缸体(42)内对树脂进行计量的螺杆(52)、以及通过冷却气体冷却通过螺杆(52)的树脂供给部(52Z1)输送的树脂的冷却器(70)。

Description

注射成形机

技术领域

本发明涉及一种注射成形机。

背景技术

注射成形机包括向模具装置内注射熔融的树脂的注射装置。模具装置由定模及动模构成，合模时在定模与动模之间形成型腔空间。注射装置从缸体的顶端上所设置的喷嘴注射在缸体内熔融的树脂，并填充到模具装置内的型腔空间。在型腔空间冷却固化的树脂在开模后作为成形品而被取出。

注射装置包括在缸体内旋转自如且往返移动自如地配设的螺杆。在螺杆的一端部，从料斗供给树脂颗粒(树脂材料)。若螺杆旋转，则螺杆的刮板(螺纹牙)移动，螺杆的螺纹槽内所填充的树脂颗粒从料斗侧向喷嘴侧输送。

缸体的喷嘴侧的温度维持为树脂的熔融温度。另一方面，缸体的料斗侧的温度保持为树脂不软化、不熔融的温度，以防止产生树脂的搭接(块化)。树脂颗粒一边从料斗侧向喷嘴侧移动，一边软化并熔融(例如参照专利文献1)。

专利文献1：国际公开2007/105646号

以往，在缸体的喷嘴侧设置有加热器，在缸体的料斗侧设置有水冷缸，加热器的热向水冷缸流入，因此所使用的能量中存在浪费。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于提供一种能够减小能量使用量的注射成形机。

为了解决上述问题，本发明的一个方式的注射成形机，向模具内填充熔融的树脂来进行成形，其特征在于，包括：缸体，被供给树脂；加热器，加热该缸体；螺杆，在该缸体内对树脂进行计量；以及冷却器，通过冷却气体冷却通过该螺杆的树脂供给部所输送的树脂。

发明效果：

根据本发明，能够提供一种能够减小能量使用量的注射成形机。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的注射成形机的概略的图。

图2是表示一个实施方式的注射成形机的要部的图。

图3是第1变形例的冷却器的说明图。

图4是第2变形例的冷却器的说明图。

图5是第3变形例的冷却器的说明图。

图6是第4变形例的冷却器的说明图。

符号说明

10   注射成形机

30   模具装置

32   定模

33   动模

40   注射装置

41   缸体

42   喷嘴

52   螺杆

52Z1 供给部(树脂供给部)

61   缸体保持部件

62   树脂供给口

63   冷却气体的流入口

64   冷却气体的流出口

70   冷却器

71   供给管

75   流出口开闭阀

76   排气管

具体实施方式

以下，参照附图说明用于实施本发明的方式，在各图中，对相同或对应的结构标以相同或对应的符号并省略说明。此外，以注射装置注射树脂的方向为前方，以与注射方向相反的方向为后方来进行说明。

图1是表示本发明的一个实施方式的注射成形机的概略的图。图1表示合模的状态。

注射成形机10包括框架11、固定在框架11上的固定压板12、以及从固定压板12延伸的多个(例如四个)连接杆16。此外，注射成形机10还包括可动压板13，该可动压板13与固定压板12对置地配设，且被配设为能够沿着连接杆16移动(向图中的左右方向移动)。在可动压板13的与固定压板12的对置面上安装有动模33，在固定压板12的与可动压板13的对置面上安装有定模32。由定模32和动模33构成模具装置30。通过使可动压板13与固定压板12接触分离，进行闭模、合模及开模。在合模状态的动模33与定模32之间形成型腔空间C。

注射成形机10还包括注射装置40，该注射装置40从喷嘴42注射缸体41内所熔融的树脂，并填充到模具装置30内的型腔空间C。注射装置40包括注射用马达43。注射用马达43的旋转传递到滚珠丝杠轴44。通过滚珠丝杠轴44的旋转而前进后退的滚珠丝杠螺母45固定在压盘46上。压盘46能够沿着基架(未图示)上所固定的导向杆47、48移动。压盘46的前进后退运动经由轴承49、测压元件50、注射轴51传递到螺杆52。螺杆52在缸体41内旋转自如且在轴向上移动自如地配设。在螺杆52的后端部，从料斗53供给树脂颗粒(树脂材料)。经由带及滑轮等连结部件54向注射轴51传递计量用马达55的旋转运动。即，通过计量用马达55，注射轴51被旋转驱动，从而螺杆52旋转。

在计量工序中，驱动计量用马达55，使螺杆52旋转，向螺杆52的前方输送供给到螺杆52的后端部的树脂颗粒。在该过程中，树脂颗粒软化并熔融。由于树脂蓄积到螺杆52的前方，因此螺杆52后退。在注射工序中，驱动注射用马达43，使螺杆52前进，推压树脂而从喷嘴42注射。树脂经由定模32上所形成的浇口S，被压入到定模32与动模33之间所形成的型腔空间C。按压树脂的力由测压元件50作为反作用力而被检测出来。即，检测出来自喷嘴42的树脂的注射压。所检测的注射压被输入到控制装置80。此外，在型腔空间C内，树脂由于冷却而热收缩，因此为了补充热收缩量的树脂，在保压工序中，树脂的注射压被保持为预定的压力。

在压盘46上安装有用于检测螺杆52的移动量的位置检测器57。位置检测器57的检测信号输入到控制装置80。位置检测器57的检测信号还可以用于检测螺杆52的移动速度。

注射用马达43及计量用马达55分别可以是伺服马达，包括用于检测转速的编码器43a、55a。通过编码器43a、55a检测的转速分别被输入到控制装置80。控制装置80根据编码器43a、55a的检测结果对注射用马达43及计量用马达55进行反馈控制。

控制装置80控制注射成形机10的各种动作。控制装置80由微型计算机等构成，例如具有CPU、存储器、定时器、计数器、输入接口及输出接口等。

图2是表示一个实施方式的注射成形机的要部的图。

缸体41贯通缸体保持部件61。缸体保持部件61保持缸体41的后端部的外周。在缸体保持部件61及缸体41上形成有树脂供给口62。经由树脂供给口62从料斗53向缸体41内供给的树脂颗粒P被填充到螺杆52的螺纹槽内。若螺杆52旋转，则螺杆52的刮板(螺纹牙)52a移动，树脂颗粒P在螺杆52的螺纹槽内向前方被送出。

在缸体41的外周设置有多个加热器91～94，将缸体41加热到预定的温度。在缸体41内向前方移动的树脂通过来自加热器91～94的热被加热。树脂随着向缸体41的前方移动而成为熔融状态。在缸体41的顶端部，树脂成为完全熔融的状态。并且，随着在螺杆52的前方蓄积熔融树脂，螺杆52后退。若螺杆52后退预定距离，在螺杆52的前方蓄积预定量的树脂，则螺杆52的旋转停止。并且，在将螺杆52的旋转停止的状态下，螺杆52前进，从而熔融树脂从喷嘴42向模具装置30内注射。

螺杆52沿着轴向从后方(树脂供给侧)到前方(喷嘴侧)划分为供给部(树脂供给部)52Z1、压缩部52Z2、计量部52Z3。供给部52Z1是被供给树脂并向前方输送的部分。压缩部52Z2是压缩并熔融所供给的树脂的部分。计量部52Z3是对熔融的树脂按一定量分别计量的部分。螺杆52的螺纹槽的深度在供给部52Z1处深，在计量部52Z3处浅，在压缩部52Z2处，越靠向前方越浅。

在缸体41中，比缸体保持部件61靠前方的部分被分割为多个(例如4个)区段，与多个区段对应地设置有多个加热器91～94。向各加热器91～94供给的供给电流由控制装置80独立控制，缸体41按各区段分别被加热。各加热器91～94被设置为包围缸体41的外周。另外，虽然没有图示，但在喷嘴42的外周也可以设置加热器。

缸体41的喷嘴42侧的温度被维持为树脂的熔融温度。另一方面，缸体41的料斗53侧的温度保持为树脂不软化、不熔融的温度，以防止产生树脂的搭接（ブリッジ）。

因此，注射成形机10还包括通过冷却气体冷却在螺杆52的供给部52Z1中输送的树脂的冷却器70。冷却器70由向缸体41内供给冷却气体的供给管71等构成。如图1所示，供给管71的顶端部插入到料斗53内，供给管71的基端部与作为气体供给源的气瓶72连接。在供给管71的中途设置有流量调节器73及供给用开闭阀74。供给用开闭阀74在控制装置80的控制下切换为打开状态和关闭状态。

若供给用开闭阀74成为打开状态，则如图2所示从供给管71的顶端部排出冷却气体。冷却气体通过料斗53内所储存的树脂颗粒P的间隙，并经由树脂供给口62流入到缸体41内。冷却气体在缸体41的内壁与螺杆52的供给部52Z1之间的空间朝向前方流动。在螺杆52的比供给部52Z1靠前方具有由熔融的树脂填充的区域，因此冷却气体向后方返回，经由树脂供给口62向外部放出。树脂供给口62为冷却气体的出入口。在树脂供给口62附近所附着的树脂的微粉被冷却气体吹飞，因此树脂的滞留得到抑制，由树脂的热引起的变质减少。

作为冷却气体，为了防止树脂的氧化，可以使用氮等不活泼性气体。根据树脂的种类，也可以使用空气作为冷却气体。从供给管71排出的冷却气体的温度低于螺杆52的供给部52Z1的温度。

缸体41的后端部与螺杆52之间的间隙通过环状的密封部件63封闭。这样，冷却气体容易向比树脂供给口62更靠前方流入。因此，通过螺杆52的供给部52Z1输送的树脂被高效地冷却。

这样，本实施方式的冷却器70通过向缸体41内流入冷却气体而冷却通过螺杆52的供给部52Z1输送的树脂。作为制冷剂的冷却气体与树脂接触，因此与如以往那样作为制冷剂的冷却水在缸体保持部件61的流路中流动而不与树脂接触的情况相比，能够降低用于冷却树脂的能量使用量。由于用于冷却树脂的能量使用量减小，因此缸体41的温度被保持为高温，还能够降低用于加热缸体41的能量使用量。

[第1变形例]

图3是第1变形例的冷却器的说明图。在第1变形例中，供给管71的顶端部与缸体41的后端部连接。沿着缸体41的轴向向缸体41内流入冷却气体，到达螺杆52的供给部52Z1(参照图2)。之后，冷却气体经由树脂供给口62向外部放出。树脂供给口62为冷却气体的流出口。树脂供给口62附近所附着的树脂的微粉被冷却气体吹飞，因此树脂的滞留得到抑制，由树脂的热引起的变质减少。

在第1变形例中，也通过向缸体41内流入冷却气体来冷却通过螺杆52的供给部52Z1输送的树脂。作为制冷剂的冷却气体与树脂接触，因此用于冷却树脂的能量使用量减少。由于用于冷却树脂的能量使用量减少，因此缸体41的温度保持为高温，还能够减小用于加热缸体41的能量使用量。

此外，在第1变形例中，沿着缸体41的轴向向缸体41内流入冷却气体，因此冷却气体容易向树脂供给口62的前方流入，能够切实地冷却通过螺杆52的供给部52Z1输送的树脂。

[第2变形例]

图4是第2变形例的冷却器的说明图。在第2变形例中，在缸体保持部件61及缸体41上形成有冷却气体的流入口64。冷却气体的流入口64被配置为与树脂供给口62对置。

冷却气体在缸体41的内壁与螺杆52的供给部52Z1之间的空间流动，从树脂供给口62向缸体保持部件61的外部放出。树脂供给口62为冷却气体的流出口。

在第2变形例中，也通过在缸体41内流动冷却气体来冷却通过螺杆52的供给部52Z1输送的树脂。作为制冷剂的冷却气体与树脂接触，因此用于冷却树脂的能量使用量减小。由于用于冷却树脂的能量使用量减小，因此缸体41的温度被保持为高温，还能够减小用于加热缸体41的能量使用量。

此外，第2变形例中，由于冷却气体的流出口即树脂供给口62与冷却气体的流入口64对置地配置，因此冷却气体的流动被整流化，树脂的微粉被切实地吹飞。

[第3变形例]

图5是第3变形例的冷却器的说明图。图5表示流出口开闭阀为关闭状态时的状态。另外，流出口开闭阀为打开状态时的状态与图4相同，因此省略图示。

在第3变形例中，在冷却气体的流出口即树脂供给口62设置有流出口开闭阀75。流出口开闭阀75在控制装置80的控制下切换为打开状态和关闭状态。若流出口开闭阀75成为打开状态，则来自缸体41内的冷却气体能够流出。此外，若流出口开闭阀75成为关闭状态，则来自缸体41内的冷却气体的流出被阻止。

在从料斗53向缸体41内供给树脂颗粒P时，流出口开闭阀75被设置为打开状态，与图4所示的第2变形例同样，从作为流出口的树脂供给口62向外部放出冷却气体。

另一方面，为了关闭注射成形机10或更换树脂等，排出缸体41内的残留树脂之后，流出口开闭阀75被设置为关闭状态。作为流出口的树脂供给口62封闭，因此从流入口64向缸体41内流入的冷却气体向前方流动，并从喷嘴42向外部放出。由于冷却气体在整个缸体41中流动，因此能够在短时间内快速冷却缸体41。

另外，也可以在缸体41内的残留树脂的排出中途将流出口开闭阀75设置为关闭状态。

[第4变形例]

图6是第4变形例的冷却器的说明图。在第4变形例中，使用排气管76来代替供给管71。排气管76的一端部例如如图6所示与缸体保持部件61及缸体41上所形成的冷却气体的流出口65连接，排气管76的另一端部与作为负压源的真空泵77连接。在排气管76的中途设置有流量调节器78及排气用开闭阀79。真空泵77由控制装置80控制。此外，排气用开闭阀79在控制装置80的控制下切换为打开状态和关闭状态。

若真空泵77作动，排气用开闭阀79成为打开状态，则缸体41内的气体向排气管76排气。此时，缸体41内的气压成为负压，从外部向缸体41内引入空气。该空气发挥冷却气体的作用。冷却气体通过料斗53内储存的树脂颗粒P的间隙，并经由树脂供给口62向缸体41内流入。在缸体41的内壁与螺杆52的供给部52Z1之间的空间流动之后，冷却气体被排气管76吸入。树脂供给口62成为冷却气体的流入口。树脂供给口62附近所附着的树脂的微粉被冷却气体吹飞，因此树脂的滞留得到抑制，由树脂的热引起的变质减少。

在第4变形例中，也通过缸体41内流动冷却气体来冷却通过螺杆52的供给部52Z1输送的树脂。作为制冷剂的冷却气体与树脂接触，因此用于冷却树脂的能量使用量减小。由于用于冷却树脂的能量使用量减小，因此缸体41的温度被保持为高温，还能够减小用于加热缸体41的能量使用量。

此外，在第4变形例中，由于设置有排气管76，因此能够向所期望的方向引导冷却气体的流动。例如如图6所示，若冷却气体的流出口65比冷却气体的流入口即树脂供给口62更靠前方设置，则冷却气体容易向比树脂供给口62更靠前方流动。

另外，在第4变形例中，使用排气管76代替供给管71，但也可以将供给管71和排气管76双方组合起来使用。

以上，说明了本发明的实施方式及其变形例，但本发明不限定于上述实施方式等，在技术方案中所记载的本发明的要旨的范围内，能够进行各种变形、置换。

例如，在上述实施形方式等的缸体保持部件61上没有形成制冷剂流路，但也可以形成有制冷剂流路。只要冷却气体与树脂接触，就能够减小能量使用量。

Claims (6)

1.一种注射成形机，向模具内填充熔融的树脂来进行成形，其特征在于，包括：

缸体，被供给树脂；

加热器，加热该缸体；

螺杆，在该缸体内对树脂进行计量；以及

冷却器，通过冷却气体冷却通过该螺杆的树脂供给部输送的树脂。

2.根据权利要求1所述的注射成形机，其特征在于，

上述冷却器包括向上述缸体内供给上述冷却气体的供给管。

3.根据权利要求2所述的注射成形机，其特征在于，

上述冷却器还包括开闭阀，该开闭阀切换为能够从上述缸体上所形成的开口部向外部流出上述冷却气体的状态和阻止上述流出的状态。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的注射成形机，其特征在于，

上述冷却器包括向外部排出上述缸体内的上述冷却气体的排气管。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的注射成形机，其特征在于，

上述缸体上的上述冷却气体的流入口或/及流出口为向上述螺杆的树脂供给部供给树脂材料的树脂供给口。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的注射成形机，其特征在于，

上述冷却气体为不活泼性气体。

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