CN106476227B - 注射装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种注射马达的驱动对象的惯性较小且能够精确地检测作用于成型材料的压力的注射装置。本发明的注射装置具有：注射架，固定有计量马达的定子及注射马达的定子；旋转移动轴，相对于所述计量马达的转子进退自如地连结且与所述计量马达的转子一同旋转；驱动轴，相对于所述注射架进退自如，且将基于所述注射马达的推动力传递给所述旋转移动轴；及压力检测器，配设于所述旋转移动轴与所述驱动轴之间。

Description

注射装置

技术领域

本申请主张基于2015年8月31日于日本申请的日本专利申请第2015-171518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

注射成型机具有进行模具装置的闭模、合模及开模的合模装置以及向模具装置内填充成型材料的注射装置等。注射装置具有缸体、喷嘴、螺杆、计量马达、注射马达及压力检测器。

缸体对供给到内部的成型材料进行加热。喷嘴设置于缸体的前端部，并被按压于模具装置。螺杆在缸体内被配设成旋转自如且进退自如。

计量马达使螺杆旋转，从而沿着螺杆的螺旋状的槽向前方输送成型材料。成型材料被输送到前方的同时逐渐熔融。螺杆随着液态的成型材料蓄积在缸体的前部而后退。

注射马达使螺杆进退。注射马达使螺杆前进，从而使蓄积在螺杆前方的液态的成型材料从喷嘴注射并填充到模具装置内。

压力检测器配设于注射马达与螺杆之间，并检测螺杆从成型材料受到的压力及对于螺杆的背压等。螺杆从成型材料受到的压力与从螺杆作用于成型材料的压力对应。

但是，当注射马达不仅使螺杆前进还带动计量马达一起前进时，由于计量马达较重，因此注射马达的驱动对象的惯性较大。因此，开发出将计量马达固定在注射架上的注射装置(例如，参考专利文献1)。

注射架由前方注射座、后方注射座及连结它们的杆构成。在前方注射座上固定有计量马达的定子，在后方注射座上经由压力检测器固定有注射马达的定子。

专利文献1：国际公开第2005/037519

以往，在后方注射座与注射马达之间配设有压力检测器，压力检测器与蓄积在螺杆前方的液态的成型材料离得较远。因此，作用于成型材料的压力的检测精度较低。

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注射马达的驱动对象的惯性较小，并且能够精确地检测作用于成型材料的压力的注射装置。

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，其具有：

注射架，固定有计量马达的定子及注射马达的定子；

旋转移动轴，相对于所述计量马达的转子进退自如地连结且与所述计量马达的转子一同旋转；

驱动轴，相对于所述注射架进退自如，且将基于所述注射马达的推动力传递给所述旋转移动轴；及

压力检测器，配设于所述旋转移动轴与所述驱动轴之间。

发明效果

根据本发明的一方式，提供一种注射马达的驱动对象的惯性较小，并且能够精确地检测作用于成型材料的压力的注射装置。

附图说明

图1为表示一实施方式的注射成型机的图。

图2为表示一实施方式的注射装置的详细结构的图。

图中：40-注射装置，41-缸体，42-喷嘴，43-螺杆，45-计量马达，45a-计量马达的定子，45b-计量马达的转子，46-注射马达，46a-注射马达的定子，46b-注射马达的转子，47-压力检测器，51-注射架，52-旋转移动轴，53-驱动轴，54-滚珠丝杠螺母，56-第1轴承，57-第2轴承，58-旋转限制机构。

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，在各附图中对相同或相对应的结构标注相同或相对应的符号以省略说明。

图1为表示一实施方式的注射成型机的图。注射成型机具有框架Fr、合模装置10、注射装置40及控制器90。

首先，对合模装置10进行说明。在合模装置10的说明中，将闭模时的可动压板13的移动方向(图1中为右方向)作为前方，将开模时的可动压板13的移动方向(图1中为左方向)作为后方来说明。

合模装置10进行模具装置30的闭模、合模及开模。合模装置10具有固定压板12、可动压板13、辅助压板15、连接杆16、肘节机构20、合模马达21及运动转换机构25。

固定压板12固定于框架Fr。固定压板12的与可动压板13对置的面上安装有定模32。

可动压板13沿着铺设于框架Fr上的引导件(例如导轨)17移动自如，且相对于固定压板12进退自如。可动压板13的与固定压板12对置的面上安装有动模33。

通过使可动压板13相对于固定压板12进退来进行闭模、合模及开模。由定模32与动模33构成模具装置30。

辅助压板15与固定压板12隔着间隔连结，且以在模开闭方向上移动自如的方式载置于框架Fr上。另外，辅助压板15可以沿着铺设于框架Fr上的引导件移动自如。辅助压板15的引导件可以与可动压板13的引导件17通用。

另外，在本实施方式中，固定压板12固定于框架Fr，辅助压板15相对于框架Fr向模开闭方向移动自如，但也可以是辅助压板15固定于框架Fr，固定压板12相对于框架Fr向模开闭方向移动自如。

连接杆16隔着间隔连结固定压板12与辅助压板15。可以使用多根连接杆16。各连接杆16与模开闭方向平行，且根据合模力而延伸。至少在1根连接杆16上设有合模力检测器18。合模力检测器18可以是应变仪式，通过检测连接杆16的变形来检测合模力。

另外，合模力检测器18并不限定于应变仪式，也可以是压电式、电容式、液压式、电磁式等，且其安装位置也不限定于连接杆16。

肘节机构20配置于可动压板13与辅助压板15之间。肘节机构20由十字头20a、多个连杆20b、20c等构成。其中一个连杆20b摆动自如地安装于可动压板13，另一个连杆20c摆动自如地安装于辅助压板15。这些连杆20b、20c通过销等被连结成伸缩自如。通过使十字头20a进退，多个连杆20b、20c进行伸缩，由此使可动压板13相对于辅助压板15进退。

合模马达21安装于辅助压板15，通过使十字头20a进退来使可动压板13进退。在合模马达21与十字头20a之间设有通过将合模马达21的旋转运动转换成直线运动以传递到十字头20a的运动转换机构25。运动转换机构25例如由滚珠丝杠机构构成。十字头20a的速度通过合模马达21的编码器21a等来检测。

合模装置10的动作通过控制器90而被控制。控制器90控制闭模工序、合模工序及开模工序等。

在闭模工序中，驱动合模马达21来使可动压板13前进，由此使动模33与定模32接触。

在合模工序中，通过进一步驱动合模马达21来产生合模力。合模时在动模33与定模32之间形成型腔空间34，且液态的成型材料被填充到型腔空间34。型腔空间34内的成型材料经过固化而成为成型品。

在开模工序中，通过驱动合模马达21来使可动压板13后退，由此使动模33与定模32分离。

另外，本实施方式的合模装置10作为驱动源具有合模马达21，但也可以具有液压缸，以代替合模马达21。并且，合模装置10具有模开闭用的线性马达，也可以具有合模用的电磁铁。

接着，对注射装置40进行说明。在注射装置40的说明中，不同于合模装置10的说明，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，将进行计量时的螺杆43的移动方向(图1中为右方向)作为后方来说明。

注射装置40设置于相对于框架Fr进退自如的滑座Sb上，且相对于模具装置30进退自如。注射装置40接触模具装置30，向模具装置30内填充成型材料。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及压力检测器47。

缸体41对从供给口41a供给到内部的成型材料进行加热。供给口41a形成于缸体41的后部。在缸体41的外周设置有加热器等加热源。

喷嘴42设置于缸体41的前端部，且被按压于模具装置30。

螺杆43在缸体41内被配设成旋转自如且进退自如。

计量马达45通过使螺杆43旋转，由此沿着螺杆43的螺旋状的槽将成型材料输送到前方。成型材料在被送往前方的同时通过来自缸体41的热量而逐渐熔融。螺杆43随着液态的成型材料被送往螺杆43的前方并蓄积在缸体41的前部而后退。

注射马达46使螺杆43进退。注射马达46通过使螺杆43前进，而从缸体41注射蓄积在螺杆43的前方的液态的成型材料并将其填充到模具装置30内。之后，注射马达46向前方按压螺杆43，对模具装置30内的成型材料施加压力。由此能够补充不够充足的成型材料。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，检测螺杆43从成型材料受到的压力及对于螺杆43的背压等。螺杆43从成型材料受到的压力与从螺杆43作用于成型材料的压力对应。

注射装置40的动作通过控制器90而被控制。控制器90控制填充工序、保压工序及计量工序等。

在填充工序中，通过驱动注射马达46来使螺杆43以设定速度前进，并将蓄积在螺杆43的前方的液态的成型材料填充到模具装置30内。螺杆43的位置和速度例如通过注射马达46的编码器来检测。若螺杆43的位置到达规定位置，则从填充工序切换成保压工序(所谓V/P切换)。

另外，在填充工序中，可以在螺杆43的位置到达规定位置之后，在该规定位置使螺杆43暂时停止，之后进行V/P切换。在V/P切换之前，也可以不使螺杆43停止，而使螺杆43以微速前进或以微速后退。

在保压工序中，通过驱动注射马达46来以设定压力向前方按压螺杆43，并向模具装置30内的成型材料施加压力。由此能够补充不够充足的成型材料。成型材料的压力例如通过压力检测器47来检测。在保压工序中，模具装置30内的成型材料逐渐被冷却，在保压工序结束时，型腔空间34的入口被固化的成型材料堵住。该状态被称为门封闭(gate seal)，防止成型材料从型腔空间34逆流。保压工序之后，开始进行冷却工序。在冷却工序中，对型腔空间34内的成型材料进行固化。为了缩短成型周期，也可以在冷却工序中进行计量工序。

在计量工序中，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到前方。随此，成型材料逐渐熔融。螺杆43随着液态的成型材料被送往螺杆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的编码器来检测。

在计量工序中，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。若螺杆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，则结束计量工序。

控制器90具有CPU(Central Processing Unit)及存储器等存储介质。控制器90通过使CPU执行存储于存储介质中的程序来控制合模装置10、注射装置40等。

图2为表示一实施方式的注射装置的详细结构的图。注射装置40除了缸体41、喷嘴42、螺杆43、计量马达45、注射马达46及压力检测器47之外，还具有注射架51、旋转移动轴52、驱动轴53、滚珠丝杠螺母54、联轴器55、第1轴承56、第2轴承57、旋转限制机构58等。

注射架51由前方座部51a、后方座部51b及连结部51c构成。连结部51c隔着间隔连结前方座部51a与后方座部51b，在前方座部51a上固定有计量马达45的定子45a，在后方座部51b上固定有注射马达46的定子46a。由于固定有计量马达45，因此注射马达46的驱动对象的惯性较小，且螺杆43开始前进时的加速较快。

另外，本实施方式的计量马达45固定于前方座部51a，但其固定位置并没有特别限定，例如计量马达45也可以固定于后方座部51b。同样地，本实施方式的注射马达46虽然固定于后方座部51b，但其固定位置并没有特别限定，例如注射马达46也可以固定于前方座部51a。

旋转移动轴52相对于计量马达45的转子45b进退自如地连结，且与计量马达45的转子45b一同旋转。旋转移动轴52相对于计量马达45的转子45b旋转受到限制，通过计量马达45而旋转。旋转移动轴52经由联轴器55与螺杆43连结，并将计量马达45的旋转运动传递给螺杆43。

旋转移动轴52插入于计量马达45的转子45b的内侧。转子45b形成为筒状。在转子45b的内周形成有花键螺母，在旋转移动轴52的外周形成有花键轴，转子45b与旋转移动轴52花键结合。

另外，本实施方式的旋转移动轴52虽然插入于转子45b的内侧，但也可以配设于转子45b的外部。即，旋转移动轴52的中心线也可以与转子45b的中心线偏移。此时，除转子45b之外，另外还设有与旋转移动轴52花键结合的花键螺母。该花键螺母被安装成相对于注射架51旋转自如且无法进退，在该花键螺母与转子45b之间也可以配设有传递转子45b的旋转的传递部件。作为传递部件使用皮带或带轮等。并且，作为传递部件也可以使用齿轮，此时，齿轮可以形成于花键螺母的外周。

驱动轴53相对于注射架51进退自如，并将基于注射马达46的推动力传递给旋转移动轴52。被传递的推动力从旋转移动轴52进一步传递到螺杆43。

驱动轴53自后方朝向前方，例如依次具有花键轴53a、滚珠丝杠轴53b、直线轴53c。花键轴53a、滚珠丝杠轴53b、直线轴53c配设于同一条直线上，呈一体化。

花键轴53a配设于注射马达46的转子46b的内侧。转子46b形成为筒状。在转子46b的内周形成有花键螺母，转子46b与花键轴53a呈花键结合。花键轴53a相对于注射马达46的转子46b旋转受到限制，通过注射马达46而旋转。

滚珠丝杠轴53b配设于花键轴53a的前方。在滚珠丝杠轴53b上螺合有滚珠丝杠螺母54，滚珠丝杠螺母54固定于注射架51。由此，注射马达46的旋转运动被转换成驱动轴53的旋转直线运动。滚珠丝杠轴53b与请求范围中记载的螺纹轴对应，滚珠丝杠螺母54与请求范围中记载的螺母对应。另外，在螺纹轴与螺母之间也可以不夹装滚珠。

直线轴53c配设于滚珠丝杠轴53b的前方，且相对于旋转移动轴52旋转自如地连结。由此，在驱动注射马达46时，能够使驱动轴53的旋转直线运动转换成旋转移动轴52的直线运动。并且，在驱动计量马达45时，能够限制旋转移动轴52的旋转运动传递到驱动轴53。

直线轴53c配设于旋转移动轴52的内侧。旋转移动轴52具有圆筒部52a及堵住圆筒部52a的前侧的盖部52b。在盖部52b经由联轴器55连结有螺杆43，在圆筒部52a的内周经由第1轴承56及第2轴承57连结有直线轴53c。

另外，本实施方式中，注射马达46的旋转运动被转换成驱动轴53的旋转直线运动，但是也可以被转换成驱动轴53的直线运动。例如也可以是滚珠丝杠螺母54被安装成相对于注射框架51旋转自如且无法进退，由注射马达46使滚珠丝杠螺母54旋转，由此使包含滚珠丝杠轴53b的驱动轴53进退。此时，由注射马达46使滚珠丝杠螺母54旋转，因此，驱动轴53不具有花键轴53a。并且，此时注射马达46也可以经由皮带或带轮等与滚珠丝杠螺母54连结。

压力检测器47配设于旋转移动轴52与驱动轴53之间。与以往的压力检测器47配设于后方座部51b与注射马达46之间相比，压力检测器47离蓄积在螺杆43的前方的液态的成型材料更近。因此，能够精确地检测作用于成型材料的压力。

压力检测器47也可以配设于第1轴承56与第2轴承57之间。第1轴承56支承旋转移动轴52使其相对于压力检测器47旋转自如。在通过计量马达45使旋转移动轴52进行旋转运动时，能够限制压力检测器47的旋转。另一方面，第2轴承57支承驱动轴53使其相对于压力检测器47旋转自如。在通过注射马达46使驱动轴53进行旋转直线运动时，能够限制压力检测器47的旋转。

压力检测器47可以形成为环状，且可以配设于旋转移动轴52的圆筒部52a的内周面与驱动轴53的直线轴53c的外周面之间。第1轴承56的外圈固定于圆筒部52a的内周，第1轴承56的内圈固定于压力检测器47。并且，第2轴承57的外圈固定于压力检测器47，第2轴承57的内圈固定于驱动轴53的直线轴53c的外周。作为第1轴承56或第2轴承57例如使用滚子轴承或球轴承等。第1轴承56及第2轴承57为支承单一方向的轴向力的轴承时，也可以再设置一个支承相反方向的轴向力的轴承。轴承的个数并没有特别限定。

另外，压力检测器47也可以配设于旋转移动轴52的盖部52b的后端面与驱动轴53的直线轴53c的前端面之间。此时，第1轴承56设置于盖部52b的后端面，第2轴承57安装于直线轴53c的前端面，在第1轴承56与第2轴承57之间配设有压力检测器47。作为第1轴承56或第2轴承57例如使用推力轴承等。此时，压力检测器47可以形成为环状，例如也可以形成为板状。

旋转限制机构58限制压力检测器47的旋转。当压力检测器47进行有线通信时，容易进行通信线缆的布线。另外，当压力检测器47进行无线通信时，压力检测器47的旋转也可以不受限制。

旋转限制机构58例如与压力检测器47和滚珠丝杠螺母54这两个卡合。旋转限制机构58例如由带长孔的筒状部58a及插入于筒状部58a的长孔中的销部58b构成。

筒状部58a固定于压力检测器47，销部58b固定于滚珠丝杠螺母54。另外，也可以将筒状部58a与销部58b的配置调换过来，也可以是筒状部58a固定于滚珠丝杠螺母54，销部58b固定于压力检测器47。

能够通过形成于筒状部58a的长孔及插入于长孔中的销部58b来限制压力检测器47的旋转，并且能够允许压力检测器47进退。另外，形成有长孔的部件可以是筒状，例如也可以是棒状等。

另外，本实施方式的旋转限制机构58由带长孔的筒状部58a及销部58b构成，但该结构并没有特别限定。例如旋转限制机构58也可以由花键轴及与该花键轴花键结合的花键螺母构成。此时，也能够限制压力检测器47的旋转，并且也能够允许压力检测器47进退。

以上，对注射装置的实施方式等进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式等，在请求范围中记载的本发明的宗旨范围内能够进行各种变形及改进。

Claims (4)

1.一种注射装置，具有：

注射架，固定有计量马达的定子及注射马达的定子；

旋转移动轴，相对于所述计量马达的转子进退自如地连结且与所述计量马达的转子一同旋转；

驱动轴，相对于所述注射架进退自如，且将基于所述注射马达的推动力传递给所述旋转移动轴；及

压力检测器，配设于所述旋转移动轴与所述驱动轴之间，

所述旋转移动轴具有圆筒部，

在所述圆筒部的内侧配设有所述压力检测器。

2.根据权利要求1所述的注射装置，其中，

所述注射马达的旋转运动被转换成所述驱动轴的旋转直线运动，

所述压力检测器配设于第1轴承与第2轴承之间，其中，所述第1轴承支承所述旋转移动轴使其相对于所述压力检测器旋转自如，所述第2轴承支承所述驱动轴使其相对于所述压力检测器旋转自如。

3.根据权利要求1或2所述的注射装置，具有：旋转限制机构，限制所述压力检测器的旋转。

4.根据权利要求3所述的注射装置，其中，

所述驱动轴包括螺纹轴，螺合于所述螺纹轴的螺母固定于所述注射架，

所述旋转限制机构与所述压力检测器和所述螺母这两个卡合。