CN103978648A - 注射成型机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够削减使螺杆前进的注射马达的消耗能量的注射成型机。注射成型机（10）具备：被供给成型材料的缸体（11）；被配设成在缸体（11）内旋转自如且进退自如的螺杆（13）；使螺杆（13）旋转的计量马达（15）；和配设在螺杆（13）的轴向后方并将计量马达（15）的旋转传递给螺杆（13）的旋转传递部（26）。旋转传递部（26）在从计量马达15向螺杆13的旋转传递路径上具备配设在计量马达（15）侧的第1传递部件（24）和配设于螺杆（13）侧的第2传递部件（23）。第1传递部件（24）与第2传递部件（23）相对移动自如地连接。

Description

注射成型机

技术领域

本申请主张基于2013年2月13日申请的日本专利申请第2013-026039号的优先权。该申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

本发明涉及一种注射成型机。

背景技术

注射成型机具备向内部供给成型材料（例如树脂颗粒）的缸体、被配设成在缸体内旋转自如且进退自如的螺杆、使螺杆旋转的计量马达、使螺杆前进的注射马达（例如参照专利文献1）。计量马达使螺杆旋转并将供给到形成于螺杆的螺旋状的槽内的成型材料向前方输送。在缸体的外周设置有多个带式加热器，多个带式加热器的热传递给缸体并使在缸体内前进的成型材料逐渐熔融。熔融的成型材料被向螺杆的前方输送，随着蓄积在缸体前部，螺杆后退。接着，注射马达使螺杆前进，将在螺杆的前方蓄积的成型材料从设置在缸体前部的喷嘴吐出，并填充到模具装置内的型腔空间。

专利文献1：日本特开2011－183705号公报

以往，注射马达使螺杆前进时，与螺杆一起使计量马达前进，由此，在消耗能量上存在浪费。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而做出的，其目的在于提供一种能够削减使螺杆前进的注射马达的消耗能量的注射成型机。

为了解决上述课题，根据本发明的一形式，提供下述的注射成型机，其特征在于，具备：

缸体，被供给成型材料；

螺杆，被配设成在该缸体内旋转自如且进退自如；

计量马达，使该螺杆旋转；以及

旋转传递部，被配设在上述螺杆的轴向后方并将上述计量马达的旋转传递给上述螺杆，

该旋转传递部在从上述计量马达向上述螺杆的旋转传递路径上具备配设在上述计量马达侧的第1传递部件和配设在上述螺杆侧的第2传递部件，

上述第1传递部件和上述第2传递部件相对移动自如地连接。

发明的效果：

根据本发明的一形态，能够提供一种能够削减使螺杆前进的注射马达的消耗能量的注射成型机。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的注射成型机的局部剖面图。

图2是图1的局部放大图。

图3是沿图2的III－III线的剖面图，表示将润滑油储存在花键连结机构的周围的储留空间的周边装置的图。

图4是图2的俯视图。

图5是从后方观察图2的后方支承件的图。

符号说明

10  注射成型机

11  缸体

12  喷嘴

13  螺杆

14  料斗

15  计量马达

16  注射马达

18  控制器

19  输出部

21  轴部

23  驱动轴（第2传递部件）

23a 花键螺母部

24  旋转轴（第1传递部件）

24a 花键轴部

26  旋转传递部

30  注射框架

31  基座

32  前方支承件

33  后方支承件（固定部件）

33b 凹部

35  压力板（可动部件）

34  导杆

36、37  轴承

41  伸缩部件

41a 可动侧筒状部

41b 固定侧筒状部

42  润滑油

43  储留空间

50  供给部

60  排出部

具体实施方式

以下参照附图对用于实施本发明的方式进行说明，在各图中，对于相同或对应的结构赋予相同或对应的符号并省略说明。并且，将从缸体吐出成型材料时的螺杆的移动方向作为前方、将在缸体前部蓄积成型材料时的螺杆的移动方向作为后方进行说明。

图1是表示本发明的一实施方式的注射成型机的局部剖面图。图2是图1的局部放大图。图3为沿图2的III－III线的剖面图，表示在花键连结机构的周周储存润滑油的储留空间的周边装置的图。图4是图2的俯视图。图5是从后方观察图2的后方支承件的图。

如图1以及图4所示，注射成型机10具备缸体11、在缸体11内配设的螺杆13、使螺杆13旋转的计量马达15以及使螺杆13前进的注射马达16等。

在缸体11的后部，设置有将成型材料（例如树脂颗粒）供给到缸体11的内部的作为材料供给部的料斗14。另外，本实施方式的材料供给部由料斗14构成，但是由能够调节供给量的进给螺杆等构成也可以。

螺杆13被配设成在缸体11内旋转自如且进退自如。在螺杆13上形成有螺旋状的槽13a，对槽13a内供给来自料斗14的成型材料。若螺杆13旋转，则将成型材料沿螺旋状的槽13a向前方输送。槽13a的深度可以一定，也可以根据场所不同而不同。

从螺杆13向后方延伸的轴部21经由联轴器22与驱动轴23连结。驱动轴23与螺杆13一起旋转，并与螺杆13一起进退。驱动轴23上连结有旋转轴24。螺杆13、轴部21、驱动轴23以及旋转轴24依次被同轴配设。并且，由驱动轴23以及旋转轴24等构成旋转传递部26（参照图1）。

旋转传递部26被配设在螺杆13的轴向后方，将计量马达15的旋转传递给螺杆13。旋转传递部26在从计量马达15向螺杆13的旋转传递路径上具有配设在计量马达15侧的作为第1传递部件的旋转轴24和配设在螺杆13侧的作为第2传递部件的驱动轴23。旋转轴24和驱动轴23相对移动自如地连接。

旋转轴24与驱动轴23一起旋转，并容许驱动轴23进退。例如如图2所示，形成于驱动轴23上的花键螺母部23a与形成于旋转轴24上的花键轴部24a啮合。例如如图3所示，花键轴部24a通过棒状部和设置在棒状部的外周的多个凸条部构成。花键螺母部23a例如由筒状部和设置在筒状部的内周的多个凹条部构成。花键螺母部23a的凹条部与花键轴部24a的凸条部啮合，由花键螺母部23a和花键轴部24a构成花键连结机构。

另外，驱动轴23以及旋转轴24的结构可以多种多样。例如，花键轴部24a与花键螺母部23a的配置可以相反，将花键轴部形成在驱动轴23上，将花键螺母部形成在旋转轴24上也可以。并且，花键轴部的棒状部的外周上只要设置1个以上的凸条部或1个以上的凹条部即可。花键轴部的棒状部的外周上设置凹条部时，花键螺母部的筒状部的内周上设置凸条部。进而，也可以在驱动轴23以及旋转轴24中的一个上固定销，另一个上形成与销卡合的凹条部。在一个上所固定的销进退自如地相对形成于另一个上的凹条部插入。

计量马达15（参照图4）在缸体11内使螺杆13旋转。计量马达15的旋转经由带或轮传递给减速机25。旋转轴24以与减速机25的减速比对应的扭矩旋转、且螺杆13与旋转轴24一起旋转。另外，也可以不设置带、轮、减速机25等，计量马达15的输出轴也可以相对旋转轴24同轴连结。

如图5所示，计量马达15相对于基座31固定，如图1或图2所示，在基座31上固定有前方支承件32以及后方支承件33。由于缸体11的喷嘴12相对于模具装置接触分离，因此基座31相对于注射成型机10的框架Fr进退自如。前方支承件32上安装有缸体11的后端部。前方支承件32和后方支承件33通过多根（例如4根）导杆34连结。导杆34引导配设在前方支承件32与后方支承件33之间的压力板35进退。压力板35上形成有供导杆34插通的插通孔。由基座31、前方支承件32、后方支承件33以及导杆34构成注射框架30。计量马达15可以相对于注射框架30固定，也可以固定在基座31、前方支承件32、后方支承件33以及导杆34的任意一个部件上。

另外，本实施方式的注射框架30由基座31、前方支承件32、后方支承件33以及导杆34构成，但是不限于该结构。例如，也可以代替导杆34，而将导轨设置在基座31上，导轨引导压力板35进退。

压力板35为相对于基座31进退自如的可动部件。压力板35如图2所示保持旋转自如地支承驱动轴23的轴承36、37，并相对基座31与驱动轴23一起进退。

注射马达16（参照图4）在缸体11内使螺杆13移动。注射马达16例如通过相对基座31使压力板35进退，由此使驱动轴23进退。注射马达16的旋转运动通过滚珠丝杠机构27转换成驱动轴23的直线运动，并且螺杆13与驱动轴23一起进退。此时，与驱动轴23连结的旋转轴24以及使旋转轴24旋转的计量马达15不进退。

滚珠丝杠机构27由滚珠丝杠轴27a和与滚珠丝杠轴27a螺合的滚珠丝杠螺母27b构成。滚珠丝杠轴24a虽然与注射马达16的输出轴同轴连结，但也可以经由带或轮等与注射马达16的输出轴连结。注射马达16相对于压力板35固定，滚珠丝杠螺母27b相对于前方支承件32固定。

若驱动注射马达16，则滚珠丝杠轴27a一边旋转一边进退，压力板35进退。另外，驱动注射马达16时的滚珠丝杠机构27的动作不限于上述动作。例如，也可以在驱动注射马达16时，滚珠丝杠轴27a旋转、滚珠丝杠螺母27b进退，由此压力板35进退。此时，例如可以举出将滚珠丝杠螺母27b固定于压力板35，将注射马达16固定于前方支承件32或后方支承件33的情况。并且，也可以在驱动注射马达16时，滚珠丝杠螺母27b旋转，滚珠丝杠轴27a进退，由此压力板35进退。此时，例如可举出旋转自如地支承从滚珠丝杠轴27a延伸的轴部的轴承被固定于压力板35，且旋转自如地支承滚珠丝杠螺母27b的轴承被固定于前方支承件32或后方支承件33的情况。

如图4所示，注射马达16可以设置多个，将注射马达16的旋转转换为压力板35的进退的滚珠丝杠机构27也可以设置多个。以螺杆13的中心线为中心对称地配设多个滚珠丝杠机构27。向前方推压压力板35的力以螺杆13的中心线为中心对称地产生，能够抑制螺杆13的挠性变形。

接着，说明注射成型机10的动作。注射成型机10进行关闭未图示的模具装置的闭模工序、锁紧模具装置的合模工序、向合模状态的模具装置内流入熔融的成型材料的填充工序、对流入的成型材料施加压力的保压工序、在保压工序后使成型材料在模具装置内固化的冷却工序、计量用于下一次成型品的成型材料的计量工序、打开模具装置的开模工序以及从开模后的模具装置顶出成型品的顶出工序。通过注射成型机10反复执行这些工序，来反复制造成型品。为了缩短成型周期，计量工序也可以在冷却工序期间进行。

在计量工序中，驱动计量马达15，使螺杆13旋转，将向形成于螺杆13的螺旋状的槽13a内供给的成型材料向前方输送。缸体11的外周上设置多个带式加热器17，多个带式加热器17的热量传递给缸体11并使在缸体11内前进的成型材料渐渐熔融。随着将熔融的成型材料向螺杆13的前方输送并蓄积于缸体前部，螺杆13后退。

在计量工序中，为了限制螺杆13的急剧后退，也可以驱动注射马达16来对螺杆13施加预定的背压。在螺杆13后退到预定位置并将预定量的成型材料蓄积在螺杆13的前方时，停止驱动计量马达15以及注射马达16。

填充工序中，驱动注射马达16，使螺杆13以设定速度前进，将蓄积在螺杆13前方的成型材料从设置在缸体前部的喷嘴12吐出，并填充到与喷嘴12接触的模具装置内的型腔空间。螺杆13前进到预定位置（所谓V/P切换位置）时，开始保压工序。另外，也可以在距填充工序开始的经过时间达到预定时间时开始保压工序。螺杆13的设定速度可以为一定，也可以按照螺杆位置或经过时间而变更。

在保压工序中，驱动注射马达16、以设定压力向前方推压螺杆13、并补充因型腔空间的成型材料冷却而产生的体积收缩量的成型材料。型腔空间的入口（所谓浇口）由固化的成型材料密封，并在防止来自型腔空间的成型材料的逆流后，开始冷却工序。在冷却工序期间，可以进行计量用于下次的成型品的成型材料的计量工序。螺杆13的设定压力可以为一定，也可以根据经过时间等而变更。

并且，如图1所示，配设于螺杆13的轴向后方且将计量马达15的旋转传递给螺杆13的旋转传递部26具有相互相对移动自如地连接的驱动轴23和旋转轴24。因此，在驱动注射马达16而使驱动轴23移动时，与驱动轴23连接的旋转轴24以及使旋转轴24旋转的计量马达15可以不移动。由此，与以往的注射马达使计量马达移动的情况相比，能够削减注射马达16的消耗能量。并且，可实现注射马达16的小型化。

并且，如图1以及图2所示，注射马达16被固定在压力板（可动部件）35上。注射马达16可以相对于基座31与压力板35一起进退，并在压力板35后退时（例如计量工序时）从前方插入到形成于后方支承件33的凹部33b中（参照图5）。注射马达16的移动距离一定时，能够缩短前方支承件32与后方支承件33之间的间隔，并能够缩短注射成型机10的全长。

如图1以及图2所示，导杆34相对于后方支承件（固定部件）33固定、并引导压力板35进退。如图5所示，导杆34相对于后方支承件33的供旋转轴24插通的插通孔33a在与连结该插通孔33a与凹部33b的方向（图5中左右方向）垂直的方向（图5中上下方向）上移动地被配设。导杆34避开凹部33b而配设于远离旋转轴24的位置，被导杆34前后引导的压力板35的姿势稳定。多根（例如4根）导杆34可以以旋转轴24的中心线为中心上下对称且左右对称地配置。

另外，导杆34可以相对于插通孔33a在与连接插通孔33a和凹部33b的方向垂直的方向（图5中上下方向）上移动地被配设，也可以在连结插通孔33a和凹部33b的方向（图5中左右方向）上移动地被配设。

如图2以及图3所示，注射成型机10具备在旋转轴24以及驱动轴23的周围形成存储润滑油42的储留空间43的伸缩部件41。伸缩部件41被配设在后方支承件33与压力板35之间，按照其间隔伸缩。伸缩部件41的一端部安装于后方支承件33上，伸缩部件41的另一端部安装于压力板35上。压力板35相对于后方支承件33的位置和驱动轴23相对于旋转轴24的位置连动地位移。

伸缩部件41为了防止润滑油42的飞散可以形成为筒状，以包围驱动轴23以及旋转轴24的周围。伸缩部件41例如可为伸缩型，由安装在压力板35上的可动侧筒状部41a和安装在后方支承件33上的固定侧筒状部41b构成。

伸缩部件41在压力板35与后方支承件33之间围绕驱动轴23以及旋转轴24形成储存润滑油42的储留空间43。润滑油42被供给到驱动轴23与旋转轴24之间，将驱动轴23与旋转轴24之间润滑。润滑油42可以与驱动轴23或旋转轴24的至少一部分接触。润滑油42能保持在储留空间43中，因此能够被保持于驱动轴23与旋转轴24之间。

储留空间43内的润滑油42可以被供给到旋转自如地支承驱动轴23的轴承36、37、以及旋转自如地支承旋转轴24的轴承38的滑动部分。例如滚动轴承时，外轮与内轮之间的空间与储留空间43连通，外轮与内轮之间所配设的转动体（转子或滚子）上被供给润滑油42。

驱动轴23被插通于形成在压力板35上的插通孔35a中，插通孔35a的壁面与驱动轴23之间的间隙通过密封件53堵塞。该密封件53被配设在驱动轴23的轴承36、37的前方，防止该轴承36、37的润滑油从与储留空间43相反的一侧流出。

同样，旋转轴24被插通于在后方支承件33上所形成的插通孔33a中，插通孔33a的壁面与旋转轴24之间的间隙被密封件54堵塞。该密封件54被配设在旋转轴24的轴承38的后方，该旋转轴24被设置在插通孔33a内，防止该轴承38的润滑油从与储留空间43相反的一侧流出。

如图3所示，供给部50向储留空间43供给润滑油42。供给部50例如由供给马达51、供给泵52、供给罐53以及供给管54等构成。供给马达51驱动供给泵52，并将蓄积在供给罐53内的润滑油输送到供给管54而向储留空间43供给。另外，供给部50的机构并不限于上述结构。例如，也可以不设置供给管54而将储留空间43的入口44与供给泵52直接连结。

储留空间43的入口44可以在形成于伸缩部件41上时，不形成于可动侧筒状部41a而形成于固定侧筒状部41b。供给泵52被固定于注射框架30上时，由于压力板35进退时供给泵52与储留空间43的入口44之间的位置关系不变，因此，供给泵52与储留空间43的入口44之间的连接容易。另外，储留空间43的入口44也可以形成在安装有固定侧筒状部41b的后方支承件33上。

排出部60从储留空间43向外部排出润滑油42。排出部60例如由排出管61等构成。排出管61通过重力将储留空间43内的余量的润滑油自然排出，并返回到供给罐53。伴随伸缩部件41的伸缩储留空间43的容积变动时，余量的润滑油42通过重力自然排出，能够自动调节储留空间43的润滑油42的量。润滑油42的量被自动调节，因此，供给部50可以对储留空间43以预定的流量连续供给润滑油42。

另外，排出部60的结构不限于上述结构。例如，排出部60可以包括吸引储留空间43内的润滑油42的排出泵和驱动排出泵的排出马达。储留空间43内的润滑油42的量超过上限值时，能够强制性地排出储留空间43内的润滑油42。并且，排出部60可以包括用于回收从储留空间43排出的润滑油的回収罐。

储留空间43内的润滑油42通过驱动轴23以及旋转轴24的运动而被搅拌加热。通过将润滑油42从储留空间43向外部排出，能够将热量带出到外部，并能够抑制储留空间43的温度上升。

可以设置从储留空间43排出的润滑油返回到供给罐53时冷却润滑油42的冷却器55。冷却器55例如被设置于供给管54，通过与供给管54热交换冷却润滑油。另外，冷却器55设置在润滑油的循环路径的哪里都可以。

储留空间43的出口45以驱动轴23或旋转轴24中的至少一部分浸在润滑油42中的方式设置在相比驱动轴23的下端或旋转轴24的下端还靠上方。储留空间43的出口45在形成于伸缩部件41上时，可以不形成在可动侧筒状部41a上，而是形成在固定侧筒状部41b上。供给罐53被固定于注射框架30上时，由于压力板35进退时供给罐53与储留空间43的出口45之间的位置关系不变，因此供给罐53与储留空间43的出口45之间的连结容易。另外，出口45可以形成在安装有固定侧筒状部41b的后方支承件33上而非固定侧筒状部41b上。

检测部46检测储留空间43的润滑油42的量。能够管理储留空间43的润滑油42的量。检测部46通过液位传感器等构成。液位传感器可以为非接触式、接触式中的任意一种。作为非接触式，例如有计测从朝向润滑油42的液面发送超音波等到接收反射波为止的时间的液位传感器。代替超音波可以使用光等电磁波。作为接触式，例如具有检测根据润滑油42的液面变动而上下移动的浮标位置的液位传感器。

检测部46可以检测经由流路47与储留空间43连通的检测空间48的润滑油的液位，由此检测储留空间43的润滑油42的液位。检测空间48形成在检测容器49内，并且检测空间48的容积被设为一定。伴随伸缩部件41的伸缩储留空间43的容积变动时，储留空间43的润滑油42的液位变动，润滑油42通过流路47。此时，产生流动阻力，能够抑制检测空间48的润滑油42的液位变动。液位的检测结果能够平滑化。

检测部46将检测结果输出到控制器18。控制器18具备ＣＰＵ或存储器等，通过由CPU执行存储在存储器等中的程序来实现各种功能。

控制器18基于检测部46的检测结果，使输出警报的输出部19动作。例如，控制器18在储留空间43的润滑油42的量脱离设定范围时（超过上限值时或低于下限值时）使输出部19工作。输出部19输出的警报以图象、文字或声音等形态发出。

并且，控制器18基于检测部46的检测结果，控制储留空间43的润滑油42的量。例如，控制器18在储留空间43的润滑油42的量低于下限值时，驱动供给马达51，增加储留空间43的润滑油42的量。并且，控制器18在储留空间43的润滑油42的量超过上限值时，驱动未图示的排出马达，减少储留空间43的润滑油42的量。

以上，对注射成型机的实施方式进行了说明，但是，本发明不限于上述实施方式，能够在技术方案的范围所记载的本发明的宗旨的范围内，进行各种变形、改良。

例如，上述实施方式的注射成型机10为同轴螺杆式，但也可为螺杆预塑式。在螺杆预塑式中，将在塑化缸体内熔融的成型材料供给到注射缸体，从注射缸体向模具装置内射出成型材料。由于塑化缸体与射出缸体分别设置，因此，能够在填充工序以及保压工序中旋转驱动配设在塑化缸体内的螺杆。

并且，上述实施方式的伸缩部件41、141为伸缩型，只要是伸缩的部件即可，例如可以为波纹管型。

并且，上述实施方式中，作为润滑剂使用润滑油，但也可以使用黄油。

Claims (10)

1.一种注射成型机，其特征在于，

具有：

缸体，被供给成型材料；

螺杆，被配设成在该缸体内旋转自如且进退自如；

计量马达，使该螺杆旋转；以及

旋转传递部，被配设在上述螺杆的轴向后方并将上述计量马达的旋转传递给上述螺杆，

该旋转传递部在从上述计量马达向上述螺杆的旋转传递路径上具有配设在上述计量马达侧的第1传递部件和配设在上述螺杆侧的第2传递部件，

上述第1传递部件和上述第2传递部件相对移动自如地连接。

2.如权利要求1所述的注射成型机，

其具备：

可动部件，相对于基架与上述第2传递部件一起进退；

固定部件，相对于上述基架固定，具备供上述第1传递部件插通的插通孔；以及

注射马达，使上述可动部件相对上述基架移动，并在上述缸体内使上述螺杆移动。

3.如权利要求2所述的注射成型机，

上述注射马达相对于上述可动部件固定，且与上述可动部件一起进退，在上述可动部件后退时从前方插入到形成于上述固定部件上的凹部中。

4.如权利要求3所述的注射成型机，

具备固定于上述固定部件且引导上述可动部件进退的导杆，

该导杆相对于上述插通孔在与连结上述插通孔和上述凹部的方向垂直的方向移动地配设。

5.如权利要求2-4中任意一项所述的注射成型机，

具备配设在上述可动部件与上述固定部件之间、按照上述可动部件与上述固定部件之间的间隔伸缩的伸缩部件，

该伸缩部件在上述第1传递部件以及上述第2传递部件的周围形成储存润滑油的储留空间。

6.如权利要求5所述的注射成型机，

具备对上述储留空间供给上述润滑油的供给部。

7.如权利要求5或6所述的注射成型机，

具备从上述储留空间向外部排出上述润滑油的排出部。

8.如权利要求5-7中任意一项所述的注射成型机，

具备检测上述储留空间的上述润滑油的量的检测部。

9.如权利要求8所述的注射成型机，

具备基于上述检测部的检测结果输出警报的输出部。

10.如权利要求7或8所述的注射成型机，

具备基于上述检测部的检测结果控制上述储留空间的上述润滑油的量的控制器。