CN104395017A - 射出装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及射出装置。在射出装置(100)中，驱动连接于射出柱塞的射出缸(1)的增速缸(2)以及增压缸(3)并列地连结于射出缸(1)。增速缸(2)的活塞(2P)以及增压缸(3)的活塞(3P)由马达(10)、滚珠丝杠(11)以及螺母(12)同步地驱动。在射出缸(1)的底部室(1B)与增速缸(2)的底部室(2B)之间设置有液控单向阀(4)以及流量调整回路(5)。由此，射出装置(100)借助单一的马达(10)的驱动力而利用增速缸(2)以及增压缸(3)双方高速地驱动射出缸(1)，且仅利用增压缸(3)以高压状态驱动射出缸(1)。

Description

射出装置

技术领域

本发明涉及射出装置。

背景技术

作为通过朝模具内射出成形材料并进行填充来成形所期望的产品的装置，公知有射出装置。进而，在近来的射出装置中，例如如专利文献1的射出装置那样，使用电动机对射出缸施加工作力。专利文献1的射出装置具备：射出缸装置，该射出缸装置使朝模具内射出成形材料的射出柱塞动作；以及转换缸装置，该转换缸装置朝射出缸装置供给工作油。进而，在专利文献1的射出装置中，在朝射出缸供给工作油之际，使用电动机来作为转换缸装置的转换活塞的驱动源。由此，在专利文献1的射出装置中，借助电动机的驱动力，转换缸装置的转换活塞动作，从而朝射出缸装置供给工作油，并且，借助所供给的工作油，射出缸装置的射出活塞朝成形材料的射出方向动作。

专利文献1：日本特开2010-115683号公报

然而，射出装置通常以低速工序、高速工序以及增压工序这三个工序动作，在上述各工序中使射出活塞以期望的速度、且以对模腔内的成形材料赋予期望的压力的方式动作。因此，在像专利文献1的射出装置那样借助电动机的驱动力使动作用缸体动作的情况下，与仅通过由液压泵等进行的工作油的流量控制而使上述动作用缸体动作的情况相比较，能够更细致地控制射出缸的动作量。然而，在专利文献1的射出装置中，在上述各工序中，在速度控制工序和压力控制工序中使用不同的驱动单元，因此分别需要驱动单元。因此，部件数量增加，并且射出装置的构造复杂化、大型化。

发明内容

本发明就是鉴于上述问题点而完成的，本发明的目的在于提供一种能够利用单一的驱动单元实现高射出速度和射出压力的射出装置。

为了解决上述课题，本发明的射出装置的特征在于，具备：射出缸，该射出缸驱动射出柱塞从而射出成形材料；第一缸，该第一缸连结于射出缸，朝射出缸供给工作油或将工作油从射出缸排出；第二缸，该第二缸与第一缸并列地连结于射出缸，朝射出缸供给工作油或将工作油从射出缸排出；单一的驱动单元，该驱动单元对第一缸的活塞以及第二缸的活塞进行驱动而使之进退自如；方向控制阀，该方向控制阀设置在射出缸的一端侧与第一缸的一端侧之间，允许从第一缸朝射出缸的工作油的流动，并切断从射出缸朝第一缸的工作油的流动；以及流量调整单元，该流量调整单元设置在方向控制阀与第一缸之间，并调整第一缸的一端侧与射出缸的一端侧之间的工作油的流量，驱动单元同步地驱动第一缸的活塞和第二缸的活塞。

根据本发明，能够提供能够利用单一的驱动单元实现高射出速度和射出压力的射出装置。

附图说明

图1是本发明的射出装置的回路图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式的射出装置进行说明。

作为射出装置的压铸机是朝由构成模具的固定模具和可动模具形成的模腔内射出并填充熔融的作为成形材料的金属材料(例如铝)的装置。朝模具内射出的成形材料在凝固后被取出，由此成为期望的成形品。参照图1，压铸机100具备射出缸1。射出缸1是对将朝与模腔连通的射出套筒内供给的金属材料挤出至模腔的射出柱塞进行射出驱动的部件。射出柱塞连结于射出缸1的活塞1P的活塞杆1Pa的前端。在射出缸1经由配管连结有供给或排出作为非压缩性流体(流体)的工作油的、作为第一缸的增速缸2以及作为第二缸的增压缸3。在射出缸1的底部室(bottom chamber)1B连结有增速缸2的底部室2B。并且，在射出缸1的底部室1B，与增速缸2的底部室2B并列地连结有增压缸3的底部室3B。在本实施方式中，增速缸2的活塞2P的行程与增压缸3的活塞3P的行程设定成相同程度。并且，增速缸2的直径D2设定成比增压缸3的直径D3大。增速缸2的活塞2P从活塞杆室2R侧连结于螺母12。并且，增压缸3的活塞3P从活塞杆室3R侧连结于螺母12。螺母12与滚珠丝杠11嵌合。滚珠丝杠11借助马达10旋转自如。在本实施方式中，马达10使用伺服马达。滚珠丝杠11和螺母12构成滚珠丝杠机构。螺母12形成为伴随着滚珠丝杠11的旋转而沿图1的左右方向移动的结构。活塞2P以及活塞3P借助螺母12而在增速缸2以及增压缸3内进退自如。另外，在本实施方式中，活塞2P以及活塞3P以当螺母12移动时该活塞2P以及活塞3P同步地移动相同量的方式连结于螺母12。并且，在本实施方式中，利用马达10、滚珠丝杠11以及螺母12构成驱动单元。并且，本实施方式的驱动单元是单一的。

在射出缸1的一端侧亦即底部室1B与增速缸2的一端侧亦即底部室2B之间的配管，作为方向控制阀设置有液控单向阀(pilot operationcheck valve)4。液控单向阀4允许工作液从增速缸2的底部室2B朝射出缸1的底部室1B的流动。并且，液控单向阀4切断从底部室1B朝底部室2B的流动。另外，在本实施方式的液控单向阀4连接有液控管路4P。液控管路4P是将连结射出缸1的活塞杆室4R与后述的供排机构20的管路的压力引导至液控单向阀4的管路。因此，当从液控管路4P朝液控单向阀4施加液控压力时，液控单向阀4打开，能够允许工作液从底部室1B朝底部室2B的流动。在液控单向阀4与增速缸2的底部室2B之间，作为流量调整单元设置有流量调整回路5。在流量调整回路5设置有缓冲罐15、液控切换阀16以及单向阀6。在缓冲罐15暂时地贮存有为了对增速缸2的工作油的多或少进行修正而所需要的量的工作油。单向阀6设置于从缓冲罐15朝液控单向阀4与增速缸2的底部室2B之间的配管延伸的配管。单向阀6是切断工作油从液控单向阀4与增速缸2的底部室2B之间的配管朝缓冲罐15的流动的部件。并且，单向阀6是允许工作油从缓冲罐15朝液控单向阀4与增速缸2的底部室2B之间的排管的流动的部件。单向阀6是工作油的补充用控制阀，是当液控单向阀4与增速缸2的底部室2B之间的工作油不足的情况下，朝液控单向阀4与增速缸2的底部室2B之间适当地供给缓冲罐15的工作油的部件。液控切换阀16设置于从液控单向阀4与增速缸2的底部室2B之间的配管朝缓冲罐15延伸的配管。液控切换阀16是对从液控单向阀4与增速缸2的底部室2B之间的配管朝缓冲罐15的工作油的流动的连通或者切断进行切换的部件。液控切换阀16通常由弹簧朝切断位置施力。在液控切换阀16连结有液控管路16P。液控管路16P是将射出缸1的底部室1B与液控单向阀4以及增压缸3的底部室3B之间的配管的压力朝液控切换阀16引导的部件。对于液控切换阀16的切换，在来自液控管路16P的液控压力大于弹簧的作用力时进行切换。液控切换阀16是在切换成连通状态时将工作油朝缓冲罐15排出的部件。在本实施方式中，液控压力设定成比利用增速缸2以及增压缸3所能够加压的最高压力小的值。

在射出缸1的活塞杆室1R连接有供排机构20。供排机构20是用于朝活塞杆室1R供给工作油或将工作油从活塞杆室1R排出的液压回路。供排机构20由电磁切换阀21、液压泵22以及工作油箱25构成。电磁切换阀21对连结射出缸1的活塞杆室1R与工作油箱25的管路的状态进行切换的部件。液压泵22设置于电磁切换阀21与工作油箱25之间的管路。液压泵22是将工作油箱25的工作油朝射出缸1的活塞杆室1R供给的泵。

其次，对本实施方式的作用进行说明。

射出装置100驱动射出缸1，以便利用射出柱塞射出成形材料。因此，射出装置100朝底部室1B供给工作油，以便使射出缸1的活塞1P移动而使底部室1B扩大。射出装置100首先驱动马达10而使滚珠丝杠11旋转。于是，嵌合于滚珠丝杠11的螺母12朝图1的左侧、即接近增速缸2以及增压缸3的方向移动。当螺母12移动时，连结于螺母12的活塞2P以及活塞3P分别在增速缸2以及增压缸3内移动。活塞2P以及活塞3P分别同步地被驱动，且移动相同距离。在增速缸2中，当活塞2P移动时，底部室2B内的工作油被朝射出缸1供给。从底部室2B被排出的工作油经过液控单向阀4朝射出缸1的底部室1B流动。另外，此时从底部室2B被排出的工作油并不朝流量调整回路5流动。在流量调整回路5中，液控切换阀16处于由弹簧朝切断位置施力的状态。并且，单向阀6切断从底部室2B朝缓冲罐15的工作油的流动。在增压缸3中，当活塞3P移动时，底部室3B内的工作油被朝射出缸1供给。从底部室3B被排出的工作油与从增速缸2的底部室2B被排出的工作油一起朝射出缸1的底部室1B流动。此处，在供排机构20中，电磁切换阀21使活塞杆室1R与工作油箱25连通，使得能够将活塞杆室1R内的工作油朝工作油箱25排出。在射出缸1中，从增速缸2以及增压缸3双方朝底部室1B供给工作油，并且活塞杆室1R内的工作油被朝工作油箱25排出，由此，活塞1P高速移动。由此，射出柱塞以高速被射出驱动。

当利用射出缸1以及射出柱塞将成形材料以高速射出时，成形材料被填充至模腔内。当填充完毕时，在射出柱塞以及射出缸1，相对于活塞1P的移动方向产生阻力。于是，在射出缸1的底部室1B内，借助从增速缸2以及增压缸3供给的工作油而工作油压力上升。射出装置100持续地驱动马达10，从而从增速缸2以及增压缸3持续地朝射出缸1供给工作油。当底部室1B内的压力上升时，液控管路16P内的压力也上升。进而，当液控管路16P内的压力超过规定值时，液控切换阀16从切断位置切换至连通位置。于是，射出缸1的底部室1B与液控单向阀4之间的工作油压力更高，因此从增速缸2的底部室2B被排出的工作油经由液控切换阀16朝缓冲罐15流动而被排出。另一方面，从增压缸3的底部室3B供给的工作油对射出缸1的底部室1B内的工作油进行加压。进而，持续地对模腔内的成形材料进行加压。另外，从底部室3B供给的工作油不会借助液控单向阀4朝缓冲罐15流动。在射出缸1中，当底部室1B内的压力成为液控切换阀16的液控压力以上时，朝底部室1B仅供给来自增压缸3的工作油。于是，与从增速缸2以及增压缸3供给工作油时相比工作油的供给量降低。在射出缸1中，借助增压缸3的工作油对活塞1P施加高压力。进而，利用射出缸1以及射出柱塞对模腔内施加压力。由此，对模腔内进行增压。借助该增压工序，成形材料在模腔内被加压而形成。

当射出柱塞以及射出缸1借助来自增压缸3的工作油对模腔内进行增压时，从模腔朝射出柱塞以及射出缸1的阻力增加。于是，阻力从射出缸1的底部室1B传递至增压缸3，从螺母12以及滚珠丝杠11成为马达10的负载阻力。在射出装置100中，监视马达10的负载扭距。进而，一旦马达10的负载扭距成为规定值以上，就判断为成形材料的填充已完毕。此外，射出装置100持续地驱动马达10，并在模腔内一规定扭距持续地对成形材料加压。然后，一旦成形材料凝固，射出装置100就停止马达10。射出装置100根据成形材料的凝固判断为成形完毕。进而，射出装置100将所成形的成形品取出。此时，当可动模具从固定模具离开时，射出装置100驱动马达10而对成形品的一部分施加负载，以便将成形品从固定模具推出。由此，成形品被从固定模具取下。

其次，射出装置100驱动马达10而使马达10反转。进而，使射出柱塞以及射出缸1后退。当使马达10反转时，增速缸2的活塞2P以及增压缸3的活塞3P借助滚珠丝杠11以及螺母12朝反方向移动。于是，在增速缸2中，活塞杆室2R缩小，底部室2B扩大。与此同时，在增压缸3中，活塞杆室3R缩小，底部室3B扩大。射出装置100驱动供排机构20的液压泵22，从而工作油流入射出缸1的活塞杆室1R。当朝活塞杆室1R供给工作油、进而增速缸2的底部室2B以及增压缸3的底部室3B扩大时，工作油从射出缸1的底部室1B留出。另外，此时，液控单向阀4经由液控管路4P被赋予液控压力而打开，允许从底部室1B朝底部室2B的工作油的流动。由此，射出缸1的活塞杆室1R内的工作油增加，并使底部室1B内的工作油减少，活塞1P移动。进而，射出缸1以及射出柱塞后退。一旦射出柱塞以及射出缸1后退至规定位置，工作油就变得无法从射出缸1的底部室1B留出。此时，增速缸2的活塞2P以及增压缸3的活塞3P并未返回至规定位置，并进一步继续返回至规定位置。经由单向阀6从缓冲罐15补充伴随着底部室2B以及底部室3B的扩大而不足的工作油。一旦增速缸2的活塞2P以及增压缸3的活塞3P后退至规定位置，射出成形的一个循环就结束。

本实施方式的射出装置100能够起到以下的效果。

(1)在本实施方式的射出装置100中，将增速缸2以及增压缸3在射出缸1并列配置。进而，利用马达10、滚珠丝杠11以及螺母12同步地驱动增速缸2以及增压缸3。因此，能够利用由单一的马达10、滚珠丝杠11以及螺母12构成的驱动单元实现高的射出速度和射出压力。

(2)射出装置100的驱动单元形成为由马达10、滚珠丝杠11以及螺母12构成的单一的结构。因此，与利用多个驱动单元驱动增速缸2以及增压缸3的情况相比较，能够减少部件数量并使射出装置100低成本化。并且，由于仅设置单一的驱动单元即可，因此能够使射出装置100节省空间化、小型化。

(3)在射出装置100设置流量调整回路5。能够利用流量调整回路5容易地切换增速缸2的工作油的流动。

(4)流量调整回路5由缓冲罐15、单向阀6以及液控切换阀16构成。液控切换阀16借助液控压力切换自如。因此，无需在流量调整回路5设置新的驱动单元等，能够将流量调整回路5形成为简单的构造。

(5)增速缸2的直径D2设定成比增压缸3的直径D3大。因此，当驱动射出缸1时，能够利用增速缸2的较大的直径D2的活塞2P供给更多的工作油而达成射出缸1的高速驱动，并且能够与增速缸2的直径D2无关地设定用于实现利用增压缸3对射出缸1内进行加压所需要的加压压力的增压缸3的直径D3。

本发明并不限定于上述的实施方式。以下记载本发明的变更例。

○实施方式的增速缸2和增压缸3采用不同直径的相同行程，但并不限定于此。两个缸的尺寸能够适当变更。例如，增速缸2的直径D2和增压缸3的直径D3也可以相同。并且，直径D2也可以比直径D3小。活塞2P、3P的直径可以根据射出缸1的活塞1P的直径D1适当设定。

○流量调整回路5并不限定于实施方式的结构。例如，也可以代替液控切换阀16而使用电磁切换阀。此外，也可以形成为利用限位开关等检测射出缸1的位置，并在规定位置对切换阀进行切换的结构。此外，也可以形成为在马达10设置编码器等，并根据马达10的驱动量等对切换阀进行切换的结构。并且，也可以代替单向阀6而使用切换阀。并且，也可以设置液压泵等来调节工作油的流量。

○实施方式的驱动单元并不限定于滚珠丝杠构造。只要能够利用马达10同步地驱动增速缸2的活塞2P以及增压缸3的活塞3P即可，结构能够适当变更。

○射出缸1的活塞杆室1R、增速缸2的活塞杆室2R以及增压缸3的活塞杆室3R也可以分别形成为朝内部供给工作油或从内部排出工作油的结构。

标号说明：

1：射出缸；1B：底部室；1P：活塞；1Pa：活塞杆；1R：活塞杆室；2：增速缸；2B：底部室；2P：活塞；2R：活塞杆室；3：增压缸；3B：底部室；3P：活塞；3R：活塞杆室；4：液控单向阀；4P：液控管路；5：流量调整回路；6：单向阀；10：马达；11：滚珠丝杠；12：螺母；15：缓冲罐；16：液控切换阀；16：液控管路；100：压铸机(射出装置)。

Claims (3)

1.一种射出装置，其特征在于，

所述射出装置具备：

射出缸，该射出缸驱动射出柱塞从而射出成形材料；

第一缸，该第一缸连结于所述射出缸，朝所述射出缸供给工作油或将工作油从所述射出缸排出；

第二缸，该第二缸与所述第一缸并列地连结于所述射出缸，朝所述射出缸供给工作油或将工作油从所述射出缸排出；

单一的驱动单元，该驱动单元对所述第一缸的活塞以及所述第二缸的活塞进行驱动而使之进退自如；

方向控制阀，该方向控制阀设置在所述射出缸的一端侧与所述第一缸的一端侧之间，允许从所述第一缸朝所述射出缸的工作油的流动，并切断从所述射出缸朝所述第一缸的工作油的流动；以及

流量调整单元，该流量调整单元设置在所述方向控制阀与所述第一缸之间，并调整所述第一缸的一端侧与所述射出缸的一端侧之间的工作油的流量，

所述驱动单元同步地驱动所述第一缸的活塞和所述第二缸的活塞。

2.根据权利要求1所述的射出装置，其特征在于，

所述流量调整单元具备：

能够暂时贮存工作油的缓冲罐；

液控切换阀，该液控切换阀能够将所述方向控制阀与所述第一缸之间的工作油朝所述缓冲罐排出；以及

补充用控制阀，当所述方向控制阀与所述第一缸之间的工作油不足的情况下，所述补充用控制阀将所述缓冲罐的工作油朝所述方向控制阀与所述第一缸之间供给。

3.根据权利要求1或2所述的射出装置，其特征在于，

所述第一缸的缸径比所述第二缸的缸径大。