CN104690929A - 注射成型机 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种在通过冷却气体对冷却块进行冷却时能够改善冷却气体的利用方法的注射成型机，具有：对填充到模具装置内的成型材料进行加热的缸体；和冷却该缸体的成型材料供给口的冷却块，所述冷却块的表面上形成有冷却气体流动的冷却气体流路，在所述冷却气体流路的至少一部分中，所述冷却气体流路的截面积变化。

Description

注射成型机

技术领域

本申请主张基于2013年12月4日申请的日本专利申请第2013-251482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。

本发明涉及注射成型机。

背景技术

注射成型机具备将填充到模具装置内的成型材料加热的缸体以及对缸体的成型材料供给口进行冷却的冷却块(例如参照专利文献1)。在冷却块的内部形成有冷却液(例如冷却水)流动的流路，缸体的成型材料供给口的温度被保持成成型材料(例如树脂颗粒)不熔融的温度。能够防止成型材料供给口的堵塞。

专利文献1：日本特开2005－103875号公报

在通过冷却气体冷却冷却块时，冷却气体的利用方法有待改善。

发明内容

本发明是鉴于上述课题做出的，其目的在于提供一种在通过冷却气体冷却冷却块时能够改善冷却气体的利用方法的注射成型机。

为了解决上述课题，根据本发明的一方式，提供一种注射成型机，具备：对填充到模具装置内的成型材料进行加热的缸体；以及对该缸体的成型材料供给口进行冷却的冷却块；在所述冷却块的表面上形成有冷却气体流动的冷却气体流路，在所述冷却气体流路的至少一部分中，所述冷却气体流路的截面积变化。

发明的效果

根据本发明的一方式，能够提供一种在用冷却气体冷却冷却块时能够改善冷却气体的利用方法的注射成型机。

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注射装置的截面图。

图2是表示图1的注射装置的要部的侧视图。

图3是表示除风部的变形例的侧视图。

图4是图2所示的冷却气体流路的纵截面图。

图5是图2所示的冷却气体流路的横截面图。

图6是表示第1变形例的冷却气体流路的图。

图7是第1变形例的冷却气体流路的横截面图。

图8是表示第2变形例的冷却气体流路的图。

图9是第3变形例的冷却气体流路的图。

图10是表示本发明另一实施方式的注射成型机的可变机构的俯视图。

图11是表示图10的散热部的旋转动作的俯视图。

图12是表示图11的散热部的翘起动作的俯视图。

图13是表示图12的散热部的直线移动动作的俯视图。

符号说明

40  注射装置

41  缸体

41a 成型材料供给口

43  螺杆

44  冷却块

44a 冷却块主体

44b 散热部

45  冷却扇(冷却气体供给部)

46  料斗(成型材料供给部)

47、47A、47B、47C  冷却气体流路

48  除风部

49  除风部

50  可变机构

53  旋转轴

54  旋转马达

55  驱动轴

56  驱动马达

57  铰链

58  铰链驱动马达

60  控制部

H1-H5  加热源

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，以填充工序中的螺杆的移动方向(图1以及图2中左方向)为前方、以计量工序中的螺杆的移动方向(图1以及图2中右方向)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图。图2是表示图1的注射装置的要部的侧视图。

如图1以及图2所示，注射成型机具备将成型材料填充到模具装置内的注射装置40。注射装置40包括缸体41、螺杆43、冷却块44、作为冷却气体供给部的冷却扇45、作为成型材料供给部的料斗46等。

缸体41通过从设计在缸体41的外周的加热器等加热源H1～H4所供给的热量对成型材料进行加热。在缸体41的后部形成有成型材料供给口41a，经由成型材料供给口41a从料斗46向缸体41内供给成型材料。

另外，本实施方式中，作为成型材料供给部使用料斗46，但是也可以使用能够控制成型材料的供给速度的进给螺杆等。

螺杆43在缸体41内被配设成旋转自如且进退自如。计量工序中，使螺杆43旋转，沿形成在螺杆43上的螺旋状的槽43a将供给到缸体41内的成型材料向前方输送，并使其渐渐熔融。伴随熔融的成型材料被向螺杆43的前方输送，蓄积到缸体41的前部，螺杆43后退。在螺杆43的前方蓄积设定量的成型材料时，螺杆43的旋转停止，计量工序结束。之后，在填充工序中，使螺杆43前进，从而将蓄积在螺杆43的前方的成型材料从设置在缸体41的前端的喷嘴42射出，并填充到模具装置内。喷嘴42的外周上设置有加热器等加热源H5。

螺杆43上所形成的螺旋状的槽43a的深度可以一定，也可以根据情况不同。

冷却块44具有供缸体41的后部插入的插入孔，并对形成在缸体41的后部的成型材料供给口41a进行冷却。成型材料供给口41a的温度被保持成成型材料(例如树脂颗粒)不会熔融的温度。能够防止成型材料供给口41a的堵塞。

冷却扇45喷出冷却冷却块44的冷却气体。从冷却扇45出来的冷却气体与冷却块44接触(相撞)，从而冷却气体的流动方向改变。从冷却扇45喷出的冷却气体沿冷却块44的表面流动，并夺去冷却块44的热量。冷却气体的种类没有特别限定，例如可以为空气。

来自冷却扇45的冷却气体的喷出方向(图2中垂直于纸面的方向)可以相对沿冷却块44的表面流动的冷却气体的流动方向(图2中的上下方向)垂直。能够通过冷却扇45的喷出口的大口径化从冷却扇45朝向冷却块44供给大量的冷却气体，容易冷却冷却块44。因此，在冷却块44的内部流动的冷却液的使用量减少，可能成为零。

另外，本实施方式的来自冷却扇45的冷却气体的喷出方向可以相对沿冷却块44的表面流动的冷却气体的流动方向垂直，只要不平行即可，也可以倾斜。倾斜时，通过冷却扇45的喷出口的大口径化，向冷却块44的冷却气体的供给量增加。

冷却扇45也可以由例如多个叶片45a以及与多个叶片45a一起旋转的旋转轴45b等构成，从旋转轴45b的轴向吸引冷却气体，向旋转轴45b的轴向喷出冷却气体。能够实现冷却扇45的薄型化，抑制注射装置40的大型化。

另外，冷却扇45可以多种多样，吸引方向和喷出方向可以不同，例如可以为西罗科风扇等。

冷却扇45例如可以隔着冷却块44而设置在左右两侧。冷却块44从左右两侧被冷却，冷却块44容易冷却。另外，冷却扇45的个数可以为三个以上，例如可以安装在冷却块的左右两侧面以及下面。并且，冷却扇45的个数也可以为一个。

冷却块44上可以形成冷却气体流动的冷却气体流路47。冷却气体流路47例如在冷却块44的表面形成为沟槽状。形成有冷却气体流路47的壁部起散热器的作用。冷却气体沿冷却气体流路47流动，因此流动稳定。

提高缸体41的温度的上调时或注射成型时，缸体41的一部分(相比冷却块44靠前方的部分)被加热。因此，在上调时或注射成型时，沿冷却气体流路47流动的冷却气体的流动方向可以相对缸体41的轴线垂直。从冷却块44朝向前方(加热源H1～H5)的冷却气体的流动不易形成。能够抑制基于冷却气体的加热源H1～H5的冷却，几乎不会阻碍加热效率。

另外，在上调时或注射成型时，沿冷却气体流路47流动的冷却气体的流动方向可以相对缸体41的轴线平行。只要形成从冷却块44朝向后方的流动即可。

冷却块44上可以设置遮挡从冷却块44朝向前方的冷却气体的流动的除风部48。除风部48例如安装在冷却块44的前面。多个(例如三个)除风部48从冷却块44的左右两侧面以及下面突出，并遮挡从冷却块44朝向加热源H1～H5的冷却气体的流动。

图3是表示除风部的变形例的侧视图。如图3所示，冷却块44上可以设置遮挡从冷却块44朝向上方的冷却气体的流动的除风部49。除风部49例如安装在冷却块44的上面，从冷却块44的左右两侧面向左右方向外侧突出。能够降低冷却气体对配设在冷却块44上方的成型材料干燥机等设备的影响。

图4是图2所示的冷却气体流路的纵截面图。图5是图2所示的冷却气体流路的横截面图。另外，在本说明书中，“冷却气体流路的截面积”是指相对冷却气体流路的流动方向垂直的截面的面积。

如图5所示，冷却气体流路47具有矩形状的截面形状。如图4所示，从冷却气体流路47的上端部到下端部，冷却气体流路47的沟槽深度连续变深。沟槽宽度可以为一定。因此，从冷却气体流路47的上端部到下端部，冷却气体流路47的截面积连续变大。冷却气体流路47的截面积越大，冷却气体的流动阻力越小，冷却气体容易朝向冷却气体流路47的截面积变大的方向流动。因此，冷却气体流路47中，相比朝上的流动，朝下的流动为主流。结果，能够减轻冷却气体对配设在冷却块44的上方的设备的影响。

图6是表示第1变形例的冷却气体流路的图。图6中省略冷却扇45的图示。图7是第1变形例的冷却气体流路的横截面图。

如图7所示，冷却气体流路47A具有矩形状的截面形状。如图6所示，从冷却气体流路47A的上端部到下端部，冷却气体流路47A的沟槽宽度连续扩宽。沟槽深度可以为一定。因此从冷却气体流路47A的上端部到下端部，冷却气体流路47A的截面积连续变大。因此，冷却气体流路47A中，相比朝上的流动，朝下的流动为主流。因此能够减轻冷却气体对配设在冷却块44的上方的设备的影响。

另外，冷却气体流路的截面形状不限于图5以及图7所示的矩形形状。例如冷却气体流路的截面形状也可以为三角形状、梯形状等。并且，也可以从冷却气体流路的上端部到下端部，沟槽深度和沟槽宽度都变化。进而，冷却气体流路的截面积的变化可以不连续而是断续的。并且，冷却气体流路的截面积变化的场所可以不为从冷却气体流路的一端部到另一端部的整体，只要是冷却气体流路的至少一部分即可。从冷却气体流路的中央部到下端部，冷却气体流路的截面积可以变化，以使得从冷却扇与冷却块的中央部接触(碰撞)的冷却气体容易向下流动。从冷却气体流路的中央部到上端部，冷却气体流路的截面积可以变化，以使得从冷却扇与冷却块的中央部接触的冷却气体难以向上流动。冷却气体流路的截面积变大的方向不限定于下方，可以根据减轻或增大基于冷却气体的影响的方向适当设定。从冷却气体流路的一端部到另一端部，冷却气体流路的截面积可以不持续变大。例如，为了增加冷却块的散热面积，从冷却气体流路的一端部到另一端部，沟槽深度可以一会变深一会变浅。以下的图8～图13中所示的冷却气体流路中同样如此。

图8是表示第2变形例的冷却气体流路的图。在图8中，省略冷却扇45的图示。

图8所示的冷却气体流路47B在冷却块44的表面形成为涡旋状。涡旋为一边旋转一边远离中心的曲线。能够沿冷却气体流路47B形成涡旋状的流动。

从冷却气体流路47B的内侧的端部到外侧的端部，冷却气体流路47B的截面积可以连续或断续地变大。从内侧向外侧的流动为主流。

另外，冷却气体流路47B的截面积一定时，也能沿冷却气体流路47B形成涡旋状的流动。

图9是表示第3变形例的注射装置的要部的侧视图。图9中，省略冷却扇45的图示。

图9所示的冷却气体流路47C在冷却块44的表面形成为放射状。放射状是指以一点为中心向四面八方延伸的形状，如图9所示也可以为在中心向四面八方延伸的直线相连的形状，也可以为不相连的形状。能够沿冷却气体流路47C形成放射状的流动。

从冷却气体流路47C的内侧的端部到外侧的端部，冷却气体流路47C的截面积可以连续或断续地变大。从内侧朝向外侧的流动为主流。

另外，冷却气体流路47C的截面积为一定时，能够沿冷却气体流路47C形成放射状的流动。

图10是表示本发明的另一实施方式的注射成型机的可变机构的俯视图。图10中除了可变机构以外，还图示有使可变机构工作的驱动装置以及控制该驱动装置的控制部。图11是表示图10的散热部的旋转动作的俯视图。图12是表示图11的散热部的翘起动作的俯视图。图13是表示图12的散热部的直线移动动作的俯视图。图10～图13中，省略加热缸体的加热源以及冷却扇45的图示。

冷却块44具有冷却块主体44a和散热部44b。冷却块主体44a具有供缸体41的后部插入的插入孔，用于冷却形成在缸体41的后部的成型材料供给口41a。在散热部44b的表面上形成有沟槽状的冷却气体流路47。冷却气体流路47被形成在散热部44b的散热片彼此之间。

形成在散热部44b上的冷却气体流路47被形成为直线状，从冷却气体流路47的一端部到另一端部，冷却气体流路47的沟槽深度连续变深。沟槽宽度为一定。另外，形成在散热部44b上的冷却气体流路可以为多种多样，例如可以为如图6以及图7所示的冷却气体流路47A、图8所示的冷却气体流路47B或者图9所示的冷却气体流路47C。

散热部44上固定有图2所示的冷却扇45。另外，冷却扇45相对散热部44b的配置可以为可变。冷却扇45相对散热部44b的配置可以根据散热部44b相对冷却块主体44a的配置而变更。

注射成型机具有使散热部44b相对冷却块主体44a的配置可变的可变机构50。“配置”可以包括朝向以及距离的至少一方。通过使上述配置可变，能够调整冷却气体的流动。可变机构50例如包括旋转轴53、驱动轴55以及铰链57。

旋转轴53被旋转自如地安装在冷却块主体44a上。冷却块主体44a可以保持旋转自如地支承旋转轴53的轴承。

驱动轴55与旋转轴53一起旋转。驱动轴55相对旋转轴53花键结合，沿驱动轴55的轴向直线移动自如。由旋转轴53以及驱动轴55构成伸缩自如的伸缩杆。

铰链57包括第1安装部57a以及第2安装部57b，第1安装部57a上固定有驱动轴55，第2安装部57b上固定有散热部44b。第2安装部57b成为以回转轴57c为中心相对第1安装部57a回转自如。

根据上述可变机构50，散热部44b以旋转轴53为中心相对冷却块主体44a旋转自如。由此，冷却气体流路47相对冷却块主体44a的朝向成为可变。

散热部44b在冷却气体流路47的冷却气体的朝向为上下方向的状态(例如图10所示的状态)和冷却气体流路47的冷却气体的朝向为前后方向的状态(例如图11所示的状态)之间旋转自如。“旋转”可以为不满一周的旋转，也可以为一周以上的旋转。旋转方向可以反转也可以不反转。

在上调时或注射成型时，缸体41的一部分(相比冷却块44靠前方的部分)被加热。此时，散热部44b可以为图10所示的状态。能够形成沿冷却气体流路47朝上的流动和朝下的流动。能够抑制朝前的流动，缸体41的加热效率良好。

在上调时或注射成型时，从各冷却气体流路47的上端部到下端部，各冷却气体流路47的截面积变化，以使得在冷却气体流路47中相比朝上的流动，朝下的流动成为主流。例如从各冷却气体流路47的上端部到下端部，各冷却气体流路47的沟槽深度连续变深。各冷却气体流路47的沟槽宽度可以为一定。能够降低冷却气体对配设在冷却块44的上方的设备的影响。

另一方面，在降低缸体41的温度的下调时，为了提高缸体41的冷却効率，散热部44b的状态可以为如图11所示的状态。沿冷却气体流路47形成有朝前的流动和朝后的流动。通过朝向前方的冷却气体，能够高效冷却缸体41。

下调时，从各冷却气体流路47的后端部到前端部，各冷却气体流路47的截面积变化，以使得各冷却气体流路47中，相比朝后的流动，朝前的流动成为主流。例如从各冷却气体流路47的后端部到前端部，各冷却气体流路47的沟槽深度连续变深。各冷却气体流路47的沟槽宽度可以为一定。能够进一步高效地冷却缸体41。

并且，根据上述可变机构50，散热部44b以铰链57的回转轴57c为中心回转自如。由此，散热部44b相对冷却块主体44a的朝向可变。

散热部44b在相对冷却块主体44a为平行的状态(例如图11所示的状态)和相对冷却块主体44a为倾斜的状态(例如图12所示的状态)之间回转自如。另外，散热部44b也可以相对冷却块主体44a为垂直的状态。

下调时，散热部44b可以代替图11所示的状态，而成为图12所示的状态。在冷却气体流路47中越朝向前方越形成接近缸体41的流动。由此，冷却气体容易接触缸体41。

另一方面，在上调(调试)时或注射成型时，散热部44b成为图10所示的状态，以使得容易从冷却块主体44a接收热。

另外，本实施方式的散热部44b可以从相对冷却块主体44a为平行的状态(例如图11所示的状态)成为以回转轴57c为中心向一方回转自如，但也可以向两方回转自如。散热部44b能够从相对冷却块主体44a平行的状态向两侧倾斜。此时，回转轴57c可以配设成通过散热部44b的中心附近。

进而，根据上述可变机构50，散热部44b相对冷却块主体44a直线移动自如。由此，散热部44b相对冷却块主体44a的距离可变。

散热部44b通过由旋转轴53以及驱动轴55构成的伸缩杆的伸缩，在接近冷却块主体44a的状态(例如图12所示的状态)与远离冷却块主体44a的状态(例如图13所示的状态)之间直线移动。

下调时，散热部44b可以替代图12所示的状态，成为图13所示的状态。朝前的冷却气体的流动很难被冷却块主体44a的周边部件遮挡。由此，能够进一步高效冷却缸体41。

并且，在关闭时，通过改变冷却块主体44a与散热部44b之间的距离，能够变更缸体41中的冷却气体接触的部位。该部位可以连续变化，也可以往复。另外，为了变更该部位可以使散热部44b相对冷却块主体44a的朝向变化。

另一方面，可以为图10所示的状态，以使得在上调时或注射成型时，散热部44b容易从冷却块主体44a接收热量。

可变机构50可以由马达等驱动装置驱动。作为驱动装置，例如如图10所示，可以使用旋转马达54、驱动马达56、铰链驱动马达58。

在驱动旋转马达54时，旋转轴53旋转。伴随旋转轴53的旋转，驱动轴55以及铰链57被旋转，铰链57的回转轴57c的朝向变化。

在驱动驱动马达56时，在滚珠丝杠机构中，基于驱动马达56的旋转运动被转化为直线运动，驱动轴55以及铰链57直线移动。结果，冷却扇45相对冷却块44直线移动。

在驱动铰链驱动马达58时，第2安装部57b相对第1安装部57a回转，冷却扇45相对冷却块44的朝向改变。

控制部60控制旋转马达54、驱动马达56以及铰链驱动马达58等驱动装置。控制部60具有存储器等存储部以及CPU，通过由CPU执行存储在存储部中的程序控制可变机构50的驱动装置。

控制部60可以通过温度传感器监视冷却块44的温度并基于监视结果控制可变机构50的驱动装置。例如控制可变机构50的驱动装置以使冷却块44的温度成为设定温度。

控制部60可以通过温度传感器监视缸体41的温度，并基于监视结果控制可变机构50的驱动装置。例如，可以控制可变机构50的驱动装置，以使缸体41的温度成为设定温度。

控制部60可以基于冷却块44的温度、以及缸体41的温度两者的监视结果，控制可变机构50的驱动装置。

另外，可变机构50的构成要素可以为多种多样。例如，可以单独使用旋转轴53、驱动轴55以及铰链57，也可以组合任意两个来使用。并且，也可以使用链杆机构代替铰链57。并且，作为可变机构50的驱动装置，可以使用液压缸等。并且，可变机构50可以通过手动驱动。

以上，对注射成型机的实施方式进行了说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在技术方案记载的本发明的主旨的范围内，能够进行各种变形、改良。

例如，上述实施方式的注射装置是同轴螺杆式，但也可以是螺杆预塑式。螺杆预塑式的注射装置，向注射缸供给在塑化缸内熔融的成型材料，从注射缸向模具装置内射出成型材料。螺杆预塑式中在塑化缸体内配设螺杆，柱塞·螺杆预塑式中在塑化缸体内配设柱塞。螺杆预塑式时，冷却块冷却塑化缸体。

Claims (6)

1.一种注射成型机，

具有：

对填充到模具装置内的成型材料进行加热的缸体；以及

冷却该缸体的成型材料供给口的冷却块；

在所述冷却块的表面上形成有冷却气体流动的冷却气体流路；

在所述冷却气体流路的至少一部分中，所述冷却气体流路的截面积变化。

2.如权利要求1所述的注射成型机，在所述冷却气体流路的至少一部分中，所述冷却气体流路的沟槽宽度发生变化。

3.如权利要求1或2所述的注射成型机，在所述冷却气体流路的至少一部分中，所述冷却气体流路的沟槽深度发生变化。

4.一种注射成型机，

具有：

对填充到模具装置内的成型材料进行加热的缸体；以及

冷却该缸体的成型材料供给口的冷却块；

在所述冷却块的表面上形成有冷却气体流动的冷却气体流路，所述冷却气体流路形成为涡旋状。

5.一种注射成型机，

具有：

对填充到模具装置内的成型材料进行加热的缸体；以及

冷却该缸体的成型材料供给口的冷却块，

在所述冷却块的表面上形成有冷却气体流动的冷却气体流路，所述冷却气体流路被形成为放射状。

6.如权利要求4或5所述的注射成型机，

在所述冷却气体流路的至少一部分中，所述冷却气体流路的截面积变化。