CN105922526A - 注射装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抑制成型不良的注射装置。本发明的注射装置具备：缸体，对向模具装置内供给的成型材料进行加热；及气体供给机构，将选自惰性气体和二氧化碳气体中的至少一种气体向所述缸体的内部供给，所述气体供给机构预先对所述气体进行加热。

Description

注射装置

技术领域

本申请主张基于2015年2月26日申请的日本专利申请第2015-036782号的优先权。该日本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装置。

背景技术

注射成型机具有向模具装置内供给成型材料的注射装置。注射装置具有对成型材料进行加热的缸体及配设成在缸体内旋转自如且进退自如的螺杆等(例如参考专利文献1)。

专利文献1：日本特开2011-183705号公报

成型材料在缸体内被加热，并产生气体。产生的气体可能会成为烧伤等成型不良的原因。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而完成的，其主要目的在于提供一种抑制成型不良的注射装置。

为了解决上述课题，根据本发明的一方式，提供一种注射装置，其具备：

缸体，对向模具装置内供给的成型材料进行加热；及

气体供给机构，将选自惰性气体和二氧化碳气体中的至少一种气体向所述缸体的内部供给，

所述气体供给机构预先对所述气体进行加热。

发明效果

根据本发明的一方式，可提供一种抑制成型不良的注射装置。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的注射装置的图。

图中：40-注射装置，41-缸体，411-材料供给口，412-材料供给部，413-主体部，51-冷却器，52-加热器，53-缸体温度计，60-气体供给机构，61-气体供给源，62-气体管，62-1-主管，62-2、62-3-分支管，63-流量控制阀，64-气体加热器，65-测量仪组，90-控制器。

具体实施方式

以下，参考附图对用于实施本发明的方式进行说明，在各附图中，对于相同或相应的结构标注相同或相应的符号并省略说明。

图1是表示搭载有本发明的一实施方式的注射装置的注射成型机的图。如图1所示，注射成型机具有注射装置40及控制器90等。

控制器90由存储器等存储介质92及CPU(Central Processing Unit)91等构成，使CPU91执行存储于存储介质92中的程序，由此控制注射装置40。

注射装置40接触模具装置，并向模具装置内供给成型材料。注射装置40例如具有缸体41、喷嘴42、螺杆43、计量马达45、注射马达46、压力检测器47、冷却器51及加热器52。以下，将进行填充时的螺杆43的移动方向(图1中为左方向)作为前方，而将进行计量时的螺杆43的移动方向(图1中为右方向)作为后方进行说明。

缸体41对向模具装置内供给的成型材料进行加热。缸体41具有形成材料供给口411的材料供给部412及比材料供给部412更靠前方的主体部413。

材料供给部412的外周设有水冷缸体等冷却器51。冷却器51具有水等制冷剂流动的流路511。冷却器51抑制材料供给部412的温度上升，并抑制在材料供给口411附近产生桥接。桥接是指构成成型材料的颗粒彼此溶化而粘合在一起的现象。控制器90控制冷却器51，以使材料供给部412的实际测量温度成为设定温度。

在主体部413的外周设有带式加热器等加热器52。加热器52沿缸体41的轴向隔着间隔设有多个。通过加热器52对主体部413进行加热，从而对成型材料进行加热。控制器90独立地控制各加热器52，以使主体部413的实际测量温度成为设定温度。

在缸体41上设有热电偶等缸体温度计53。缸体温度计53测量缸体41的温度。缸体温度计53沿缸体41的轴向隔着间隔设有多个，并测量缸体41的轴向的温度分布。

喷嘴42设置于缸体41的前端部，且按压于模具装置。喷嘴42从缸体41向模具装置注射成型材料。

螺杆43配设成在缸体41内旋转自如且进退自如。从材料供给口411向形成于螺杆43的螺旋状的槽供给成型材料。螺杆43朝向前方依次具有供给部43Z1、压缩部43Z2及计量部43Z3。供给部43Z1是将供给的成型材料输送至前方的部分。压缩部43Z2是一边压缩被供给的成型材料一边使其熔融的部分。计量部43Z3是按定量计量熔融的成型材料的部分。关于形成于螺杆43的螺旋状的槽的深度，在供给部43Z1中较深，在计量部43Z3中较浅，在压缩部43Z2中越朝向前方越浅。另外，形成于螺杆43的螺旋状的槽的深度可以为恒定。

计量马达45通过使螺杆43旋转，从而沿着螺杆43的螺旋状的槽将成型材料送至前方。成型材料一边被送至前方，一边被来自缸体41的热量逐渐熔融。随着液态成型材料被送至螺杆43的前方并蓄积在缸体41的前部，螺杆43后退。

注射马达46使螺杆43进退。注射马达46通过使螺杆43前进，而将蓄积在螺杆43的前方的液态成型材料填充到模具装置的型腔空间内。之后，注射马达46向前方按压螺杆43，而向型腔空间内的成型材料施加压力。能够补充不足部分的成型材料。在注射马达46与螺杆43之间设有将注射马达46的旋转运动转换成螺杆43的直线运动的运动转换机构。

压力检测器47例如配设于注射马达46与螺杆43之间，并检测螺杆43所受到的来自成型材料的压力及对于螺杆43的背压等。螺杆43所受到的来自成型材料的压力与从螺杆43作用于成型材料的压力相对应。

注射装置40的动作通过控制器90来控制。控制器90通过使CPU91执行存储于存储介质92中的程序，来进行填充工序、保压工序及计量工序等。

填充工序中，驱动注射马达46使螺杆43以设定速度前进，并将蓄积在螺杆43的前方的液态成型材料填充到模具装置内。螺杆43的位置和速度例如通过注射马达46的编码器46a来检测。螺杆43的位置到达规定位置时，填充工序向保压工序切换(所谓V/P切换)。

另外，在填充工序中，螺杆43的位置到达规定位置之后，也可以在该规定位置使螺杆43暂时停止，之后进行V/P切换。也可以在将要进行V/P切换之前，进行螺杆43的微速前进或微速后退，来代替螺杆43的停止。

保压工序中，通过驱动注射马达46而以设定压力向前方按压螺杆43，并向模具装置内的成型材料施加压力。能够补充不足部分的成型材料。成型材料的压力例如通过压力检测器47来检测。保压工序之后，开始进行冷却工序。冷却工序中，型腔空间内的成型材料被固化。也可以在进行冷却工序的过程中进行计量工序。

计量工序中，通过驱动计量马达45来使螺杆43以设定转速旋转，并沿着螺杆43的螺旋状的槽将成型材料送至前方。随此，成型材料逐渐熔融。螺杆43随着液态成型材料被送至螺杆43的前方并蓄积在缸体41的前部而后退。螺杆43的转速例如通过计量马达45的编码器45a来检测。

计量工序中，为了限制螺杆43急速后退，可以通过驱动注射马达46来向螺杆43施加设定背压。对螺杆43施加的背压例如通过压力检测器47来检测。螺杆43后退至规定位置，且规定量的成型材料蓄积在螺杆43的前方时，结束计量工序。

另外，本实施方式的注射装置40为同轴螺杆方式，但也可以是螺杆预塑方式。螺杆预塑方式的注射装置中，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注射成型材料。螺杆以旋转自如或旋转自如且进退自如的方式配设于塑化缸体内，柱塞以进退自如的方式配设于注射缸体内。在螺杆预塑方式的情况下，塑化缸体与权利要求书中所记载的缸体相对应。

但是，成型材料在缸体41内被加热而产生气体。由于将该气体强制排出到缸体41的外部，因此注射装置40具有气体供给机构60。

气体供给机构60将选自惰性气体和二氧化碳气体中的至少一种气体向缸体41内供给。惰性气体可以为氮气、稀有气体(例如氩气)的任一个。以下，将惰性气体及二氧化碳气体统称为稳定气体。

气体供给机构60具有气体供给源61、气体管62、流量控制阀63、气体加热器64及测量仪组65等。测量仪组65包含气体温度计、气体流量计及气体流速计。另外，测量仪组65可以由气体流量计和气体流速计中的一者及气体温度计构成。

气体供给源61经由气体管62向缸体41的内部供给稳定气体。在缸体41的气体供给位置形成有气体供给口。气体供给口并不特别限定，可以设置于缸体41的下部。

气体供给源61例如由气瓶等构成。另外，气体供给源61可以与气体供给源60分开设置，也可以由储气罐等构成。

气体管62连接气体供给源61与缸体41。气体管62可在从气体供给源61朝向缸体41的中途分支，例如由主管62-1与多个(图1中为2个)分支管62-2、62-3构成。另外，分支管的数量可以为3个以上。

主管62-1连接气体供给源61与分支点。一个分支管62-2连接分支点与缸体41的一个气体供给口。另一个分支管62-3连接分支点与缸体41的另一个气体供给口。

通过使气体管62在从气体供给源61朝向缸体41的中途分支，从而能够减少气体供给源61的数量。

另外，气体管62可以不分支。在该情况下，可使用与缸体41的气体供给口的数量相同的气体供给源61。

流量控制阀63设置于气体管62的中途，控制供给到缸体41的稳定气体的流量。由于可以控制流量，因此也能够控制流速。在流路的截面积相同的情况下，流量越大则流速越快。

流量控制阀63可以设置于多个分支管62-2、62-3各自的中途。能够独立地调整供给到缸体41的多个气体供给口的稳定气体的流量或流速。在向缸体41的多个气体供给口同时供给稳定气体时尤其有效。

流量控制阀63可以控制成测量仪组65中包含的气体流量计的实际测量值成为设定值。气体流量计可以设置于多个分支管62-2、62-3各自的中途，也可设置于各自的缸体41侧的端部附近。

另外，流量控制阀63可以控制成测量仪组65中包含的气体流量计的实际测量值成为设定值。气体流速计可以设置于多个分支管62-2、62-3各自的中途，也可设置于各自的缸体41侧的端部附近。

另外，不向缸体41的多个气体供给口同时供给稳定气体的情况下，可以在分支点设置方向控制阀，并在主管62-1的中途设置流量控制阀63。方向控制阀在多个分支管62-2、62-3中，切换与气体供给管61连通的分支管。使用方向控制阀与流量控制阀，能够独立地调整供给到缸体41的多个气体供给口的稳定气体的流量或流速。

气体加热器64设置于气体管62的中途，对供给到缸体41的稳定气体进行加热。气体加热器64例如可由带式加热器构成，也可卷绕在气体管62的外周。在该情况下，稳定气体一边在气体管62的内部流动，一边逐渐被加热。

气体加热器64可以设置于多个分支管62-2、62-3各自的中途。能够独立地调整供给到缸体41的多个气体供给口的稳定气体的温度。在向缸体41的多个气体供给口同时供给稳定气体时尤其有效。

气体加热器64可以控制成测量仪组65中包含的气体流量计的实际测量值成为设定值。气体温度计可以设置于多个分支管62-2、62-3各自的中途，也可设置于各自的缸体41侧的端部附近。

另外，不向缸体41的多个气体供给口同时供给稳定气体的情况下，可以在分支点设置方向控制阀，并在主管62-1的中途设置气体加热器64。方向控制阀在多个分支管62-2、62-3中，切换与气体供给源61连通的分支管。使用方向控制阀与气体加热器64，能够独立地调整供给到缸体41的多个气体供给口的稳定气体的温度。

上述结构的气体供给机构60将稳定气体向缸体41内供给。在该气体供给位置形成有气体供给口。气体供给口形成于构成成型材料的颗粒的至少一部分仍为固相状态的区间。稳定气体通过固相的颗粒彼此之间，朝向未图示的排气部移动，并将因加热成型材料而产生的气体进行稀释、置换。由此，能够抑制烧伤等成型不良。

而且，气体供给机构60预先将稳定气体加热至与缸体41的气体供给位置的温度相对应的温度。与向缸体41内供给室温的稳定气体的情况相比，能够避免成型材料的迅速冷却，且能够抑制成型不良。

缸体41的气体供给位置中的缸体41的温度(T1)与稳定气体的温度(T2)之差(T1-T2)根据缸体41的温度(T1)、成型材料的种类等适当设定。

在此，缸体41的温度(T1)可以为设定值、实际测量值中的任一个。实际测量值例如可以使用缸体温度计53来测量。

并且，稳定气体的温度(T2)可以为设定值、实际测量值中的任一个。实际测量值使用测量仪组65中包含的气体温度计来测量。

气体供给机构60例如可以通过气体管62等从沿缸体41的轴向隔着间隔配置的多个气体供给位置向缸体41的内部供给稳定气体。稳定气体可以从多个气体供给位置同时供给，也可以从多个气体供给位置依次供给。可以从与状况对应的气体供给位置供给稳定气体。

气体供给机构60例如可以通过气体加热器64等将一个气体供给位置的稳定气体的温度调整为高于成型材料的移动方向后方的另一个气体供给位置的稳定气体的温度。成型材料一边被送至前方，一边逐渐被加热，因此能够向缸体41的内部供给与成型材料的温度梯度对应的温度的稳定气体。

成型材料一边被送至前方，一边逐渐被加热，因此，越在前方，成型材料的温度越高，因加热成型材料而产生的气体的量越多。并且，越在前方，固相的比例越小，气体通路越窄。

因此，气体供给机构60例如可以通过流量控制阀63等将一个气体供给位置的稳定气体的流速调整为快于成型材料的移动方向后方的另一个气体供给位置的稳定气体的流速。能够使在较窄的部位中大量产生的气体朝向排气部有效地移动。

并且，气体供给机构60例如可以通过流量控制阀63等将一个气体供给位置的稳定气体的流量调整为大于成型材料的移动方向后方的另一个气体供给位置中的稳定气体的流量。能够使在较窄的部位大量产生的气体朝向排气部有效地移动。

计量工序中，成型材料一边被送至前方，一边逐渐被加热。因此，计量工序中，与其他工序相比，因加热成型材料而产生的气体的量较多。

因此，气体供给机构60至少在计量工序中，可将预先加热的稳定气体向缸体41的内部供给。

以上，对注射装置的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，在权利要求书中所记载的本发明的宗旨范围内可加以各种变形、改良。

Claims (7)

1.一种注射装置，其具备：

缸体，对向模具装置内供给的成型材料进行加热；及

气体供给机构，将选自惰性气体和二氧化碳气体中的至少一种气体向所述缸体的内部供给，

所述缸体具备：材料供给口，供给所述成型材料；及气体供给口，比所述材料供给口更靠前方形成，并且供给所述气体，

所述气体供给机构具备对所述气体进行加热的气体加热器。

2.根据权利要求1所述的注射装置，其中，

所述气体加热器将所述气体加热至与所述缸体的气体供给位置的温度相对应的温度。

3.根据权利要求2所述的注射装置，其中，

所述气体供给机构从沿所述缸体的轴向隔着间隔配置的多个所述气体供给位置向所述缸体的内部供给所述气体。

4.根据权利要求3所述的注射装置，其中，

所述气体供给机构将一个所述气体供给位置的所述气体的温度调整为高于所述成型材料的移动方向后方的另一个所述气体供给位置的所述气体的温度。

5.根据权利要求3或4所述的注射装置，其中，

所述气体供给机构将一个所述气体供给位置的所述气体的流速调整为快于所述成型材料的移动方向后方的另一个所述气体供给位置的所述气体的流速。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的注射装置，其中，

所述气体供给机构将一个所述气体供给位置的所述气体的流量调整为大于所述成型材料的移动方向后方的另一个所述气体供给位置的所述气体的流量。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的注射装置，其中，

所述气体供给机构至少在计量工序中将加热的所述气体向所述缸体的内部供给。