CN108016002B - 注射装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种注射装置，抑制了计量马达的转子与联轴器的卡止的产生。该注射装置具备：缸体；在所述缸体的内部以旋转自如且进退自如的方式配设的螺杆；使所述螺杆旋转的计量马达；使所述螺杆进退的注射马达；与所述螺杆连结，且包括以向所述螺杆传递所述计量马达的驱动力及所述注射马达的驱动力的方式在所述计量马达的筒状转子的内侧相对于所述转子花键连接的花键轴的联轴器；保持于所述转子及所述联轴器中的一方且以滑动自如的方式与另一方接触，而对所述转子与所述联轴器的间隙进行密封的环状衬垫；及保持于所述转子及所述联轴器中的一方且以滑动自如的方式与另一方接触，而使所述转子的中心线与所述联轴器的中心线对齐的滑动环。
Description
本申请主张基于2016年10月31日申请的日本专利申请第2016-213820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。
技术领域
本发明涉及一种注射装置。
背景技术
专利文献1中所记载的电动注射成型机具有在模具装置的型腔空间填充树脂的注射装置。注射装置具备对树脂进行加热而使其熔融的加热缸、在加热缸内以旋转自如且进退自如的方式配设的螺杆、使螺杆旋转的计量用电动机、及使螺杆进退的注射用电动机。螺杆、计量用电动机及注射用电动机配设在同一轴线上，因此惯性较小，且响应性良好。
专利文献1：国际公开第2005/037519号
以往，设置有相对于计量马达的筒状转子花键连接，且将计量马达的驱动力及注射马达的驱动力传递至螺杆的花键轴。花键轴与螺杆通过联轴器连结，联轴器配设于计量马达的转子的内侧。
以往，计量马达的转子与联轴器之间容易产生卡止，从而维护频度较高。
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了计量马达的转子与联轴器的卡止的产生的注射装置。
为了解决上述问题，根据本发明的一方式，提供一种注射装置，其具备：
缸体，对成型材料进行加热；
螺杆，在所述缸体的内部以旋转自如且进退自如的方式配设；
计量马达，使所述螺杆旋转；
注射马达，使所述螺杆进退；
联轴器，与所述螺杆连结，且包括以向所述螺杆传递所述计量马达的驱动力及所述注射马达的驱动力的方式在所述计量马达的筒状转子的内侧相对于所述转子花键连接的花键轴；
环状衬垫，保持于所述转子及所述联轴器中的一方且以滑动自如的方式与另一方接触，而对所述转子与所述联轴器的间隙进行密封；及
滑动环，保持于所述转子及所述联轴器中的一方且以滑动自如的方式与另一方接触，而使所述转子的中心线与所述联轴器的中心线对齐。
发明效果
根据本发明的一方式，提供一种抑制了计量马达的转子与联轴器的卡止的产生的注射装置。
附图说明
图1是表示基于一实施方式的注射成型机的填充结束时的状态的图。
图2是表示基于一实施方式的注射成型机的计量结束时的状态的图。
符号说明
40-注射装置，41-缸体，43-螺杆，45-计量马达，45a-转子，45b-定子，46-注射马达，51-联轴器，53-计量花键轴，61-环状衬垫，62-滑动环，90-控制装置。
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。在各图中，对相同的或相对应的结构标注相同的或相对应的符号，并省略说明。
图1是表示基于一实施方式的注射成型机的填充结束时的状态的图。图2是表示基于一实施方式的注射成型机的计量结束时的状态的图。
注射成型机具有框架Fr、注射装置40及控制装置90。以下，将填充时的螺杆43的移动方向(图1及图2中左方向)设为前方，将计量时的螺杆43的移动方向(图1及图2中右方向)设为后方来进行说明。
注射装置40设置于相对于框架Fr进退自如的滑动底座Sb，且设成相对于模具装置进退自如。注射装置40与模具装置接触而向模具装置内的型腔空间填充成型材料。通过使型腔空间中所填充的成型材料冷却固化，得到成型品。注射装置40例如具有缸体41、喷嘴42、螺杆43、冷却器44、计量马达45、注射马达46、压力检测器47、加热器48及温度检测器49等。
缸体41对从供给口41a供给至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的后部的外周设置有水冷缸体等冷却器44。在比冷却器44更靠前方，在缸体41的外周设置有带式加热器等加热器48及温度检测器49。
缸体41沿缸体41的轴向(图1及图2中左右方向)划分为多个区域。在各区域设置有加热器48及温度检测器49。控制装置90控制加热器48，以使在每个区域，温度检测器49的检测温度成为设定温度。
喷嘴42设置于缸体41的前端部，且压接于模具装置。在喷嘴42的外周设置有加热器48及温度检测器49。控制装置90控制加热器48，以使喷嘴42的检测温度成为设定温度。
螺杆43在缸体41内以旋转自如且进退自如的方式配设。若使螺杆43旋转，则成型材料沿着螺杆43的螺旋状槽被输送到前方。成型材料被输送到前方的同时，通过来自缸体41的热量而逐渐熔融。随着液状成型材料被输送到螺杆43的前方而蓄积于缸体41的前部，而使螺杆43后退。然后，若使螺杆43前进，则螺杆43前方的成型材料从喷嘴42注射，而填充于模具装置内。螺杆43、计量马达45及注射马达46配设在同一直线上。
计量马达45使螺杆43旋转。计量马达45的旋转运动传递到与计量马达45的转子45a花键连接的联轴器51，并从联轴器51传递到螺杆43。
如图1及图2所示，联轴器51例如具有安装螺杆43的螺杆安装部52及与转子45a花键连接的计量花键轴53。在图1及图2中，计量花键轴53与螺杆安装部52另行形成且与螺杆安装部52连结，但也可以与螺杆安装部52形成为一体。
计量花键轴53配设于计量马达45的筒状转子45a的内侧，且相对于转子45a花键连接。计量花键轴53在外周部沿周向隔着间隔具有多个键53a。计量马达45的转子45a在内周部具有供多个键53a以滑动自如的方式插入的多个键槽。键53a的数量及键槽的数量可以是1个。如图1及图2所示，计量花键轴53的键53a可以配置在联轴器51的后部(更优选为后端)，转子45a的键槽可以配置在转子45a的后部(更优选为后端)。
计量马达45相对于与滑动底座Sb一同进退的注射框架54被固定。注射框架54具有前方支架54a、后方支架54b及连结前方支架54a与后方支架54b的连杆54c。缸体41的后端部及计量马达45的定子45b相对于前方支架54a被固定。注射马达46的定子46b相对于后方支架54b被固定。
注射马达46相对于注射框架54被固定，而使螺杆43进退。注射马达46的旋转运动转换为与注射马达46的转子46a花键连接并且与后述的丝杠螺母58螺合的驱动轴55的旋转直线运动，并且转换为保持以旋转自如的方式支承驱动轴55的轴承56的联轴器51的直线运动。伴随联轴器51的进退，而螺杆43进退。
驱动轴55具有与注射马达46的转子46a花键连接的注射花键轴55a、与相对于后方支架54b被固定的丝杠螺母58螺合的丝杠轴55b、及以旋转自如的方式支承于轴承56的旋转轴55c。注射花键轴55a、丝杠轴55b及旋转轴55c从后侧朝向前侧依次排列在同一直线上。另外，在丝杠轴55b与丝杠螺母58之间可以存在滚珠或滚子。
通过驱动轴55进行旋转直线运动，而联轴器51进行直线运动。联轴器51与计量马达45花键连接，因此当联轴器51进退时，计量马达45不会进退。在注射马达46的驱动对象中不包括计量马达45，因此注射马达46的驱动对象的惯性较小，螺杆43开始前进时的加速较快。
压力检测器47设置于注射马达46与螺杆43之间的力的传递路径上，且检测作用于压力检测器47的荷载。例如，压力检测器47安装于后方支架54b及丝杠螺母58，且检测作用于压力检测器47的荷载。另外，压力检测器47的位置并无特别限定。
压力检测器47将表示其检测结果的信号传送至控制装置90。压力检测器47的检测结果用于控制及监视螺杆43从成型材料受到的压力、相对于螺杆43的背压及从螺杆43作用于成型材料的压力等。
如图1及图2所示，控制装置90具有CPU(中央处理器(Central Proces singUnit))91、存储器等存储介质92、输入接口93及输出接口94。控制装置90通过使CPU91执行存储介质92中所存储的程序，进行各种控制。并且，控制装置90通过输入接口93接收来自外部的信号，通过输出接口94向外部发送信号。控制装置90对填充工序、保压工序及计量工序等进行控制。
在填充工序中，驱动注射马达46而以设定速度使螺杆43前进，以将蓄积在螺杆43的前方的液状成型材料填充于模具装置内的型腔空间。螺杆43的位置及速度例如使用注射马达46的编码器46c来检测。编码器46c检测注射马达46的旋转，并将表示其检测结果的信号传送至控制装置90。若螺杆43的位置到达设定位置，则进行从填充工序向保压工序的切换(所谓的V/P切换)。螺杆43的设定速度可以根据螺杆43的位置及时间等而改变。
另外，也可以在填充工序中螺杆43的位置到达设定位置之后，使螺杆43暂停在该设定位置，然后进行V/P切换。也可以在将要进行V/P切换之前，代替螺杆43的停止，进行螺杆43的微速前进或微速后退。
在保压工序中，驱动注射马达46而以设定压力向前方按压螺杆43，且对模具装置内的成型材料施加压力。能够补充由冷却收缩导致的不足量的成型材料。成型材料的压力例如使用压力检测器47来检测。压力检测器47将表示其检测结果的信号传送至控制装置90。
在保压工序中，模具装置内的型腔空间的成型材料逐渐被冷却，而当保压工序结束时型腔空间的入口被已固化的成型材料封住。该状态被称为门封，防止来自型腔空间的成型材料的逆流。在保压工序之后，开始冷却工序。在冷却工序中，进行型腔空间内的成型材料的固化。为了缩短成型周期，可以在冷却工序中进行计量工序。
在计量工序中，驱动计量马达45而以设定转速使螺杆43旋转，将成型材料沿着螺杆43的螺旋状槽向前方传送。伴随于此，成型材料逐渐熔融。随着液状成型材料被输送至螺杆43的前方而蓄积于缸体41的前部，而使螺杆43后退。螺杆43的转速例如使用计量马达45的编码器来检测。编码器将表示其检测结果的信号传送至控制装置90。
在计量工序中，为了限制螺杆43的急剧的后退，可以驱动注射马达46而对螺杆43施加设定背压。对螺杆43的背压例如使用压力检测器47来检测。压力检测器47将表示其检测结果的信号传送至控制装置90。若螺杆43后退至设定位置而在螺杆43的前方蓄积规定量的成型材料，则结束计量工序。
以下，再次参考图1及图2对注射装置40再度进行说明。
注射装置40具有与螺杆43连结的联轴器51。联轴器51包括在计量马达45的转子45a的内侧相对于转子45a花键连接的计量花键轴53。计量花键轴53将计量马达45的驱动力及注射马达46的驱动力传递至螺杆43。计量花键轴53与技术方案中所记载的花键轴对应。在联轴器51的外周面形成有供环状衬垫61嵌入的环状槽及供滑动环62嵌入的环状槽。
环状衬垫61例如保持于联轴器51，且以滑动自如的方式与计量马达45的转子45a接触，而对转子45a与联轴器51的间隙进行密封。由此，能够防止供给至计量花键轴53的润滑剂向螺杆43侧泄露。
环状衬垫61安装于比计量花键轴53的键53a更靠前方即可，也可以安装于计量花键轴53，但如图1及图2所示，也可以安装于螺杆安装部52。螺杆安装部52可以具有安装螺杆43的小径部52a及大于小径部52a的大径部52b。在大径部52b的前部可以配置环状衬垫61。大径部52b的后端部与计量花键轴53连结。另外，如上所述，计量花键轴53可以与螺杆安装部52形成为一体。
作为环状衬垫61，例如可使用截面形状为圆形的O型环等，且适当地压缩来使用。环状衬垫61为了确保密封性而由比滑动环62更柔软的材料来形成。作为环状衬垫61的材料，例如可举出丁基橡胶等橡胶。
另外，在本实施方式中，环状衬垫61保持于联轴器51，但也可以保持于计量马达45的转子45a，且以滑动自如的方式与联轴器51接触，而对转子45a与联轴器51的间隙进行密封。
滑动环62例如保持于联轴器51，且以滑动自如的方式与计量马达45的转子45a接触，而使转子45a的中心线与联轴器51的中心线对齐。由此，能够抑制转子45a与联轴器51之间的卡止。并且，能够抑制偏心荷载施加于环状衬垫61。
滑动环62抑制转子45a与联轴器51的偏心，因此由比环状衬垫61更硬的材料形成。作为滑动环62的材料，可使用自润滑性优异的结晶性树脂等。作为结晶性树脂，例如可举出聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰胺(PA)、聚酯(PEs)及聚乙烯(PE)等。结晶性的程度越大，自润滑性越大。滑动环62可以由结晶性树脂以外的树脂形成，例如可以由加入布的酚醛树脂形成。
滑动环62与环状衬垫61不同，不是确保密封性的，因此在周向一部分中具有切口。该切口为了安装或拆卸滑动环62而形成，当进行安装或拆卸时扩大，然后通过滑动环62的弹性复元力而恢复原样。
另外，在本实施方式中，滑动环62保持于联轴器51，但也可以保持于计量马达45的转子45a，且以滑动自如的方式与联轴器51接触，而使转子45a的中心线与联轴器51的中心线对齐。并且，滑动环62的数量可以是多个。
如图1及图2所示，从计量花键轴53的键53a侧(后侧)朝向螺杆43侧(前侧)依次配设有滑动环62及环状衬垫61。环状衬垫61防止供给至计量花键轴53并通过了滑动环62的润滑剂向螺杆43侧的泄漏。将润滑剂供给至滑动环62而能够减少滑动环62的滑动阻力，且能够抑制向螺杆43侧的润滑剂的泄漏。在此，供给至计量花键轴53的润滑剂通过滑动环62与计量马达45的转子45a之间、滑动环62与联轴器51之间及形成于滑动环62中的切口等。
以上，对注射成型机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，在技术方案中所记载的本发明的主旨范围内，能够进行各种变形、改良。
Claims (3)
1.一种注射装置，其具备：
缸体，对成型材料进行加热；
螺杆，在所述缸体的内部以旋转自如且进退自如的方式配设；
计量马达，使所述螺杆旋转；
注射马达，使所述螺杆进退；
联轴器，与所述螺杆连结，且包括以向所述螺杆传递所述计量马达的驱动力及所述注射马达的驱动力的方式在所述计量马达的筒状转子的内侧相对于所述转子花键连接的花键轴；
环状衬垫，保持于所述转子及所述联轴器中的一方且以滑动自如的方式与另一方接触，而对所述转子与所述联轴器的间隙进行密封；及
滑动环，保持于所述转子及所述联轴器中的一方且以滑动自如的方式与另一方接触，而使所述转子的中心线与所述联轴器的中心线对齐。
2.根据权利要求1所述的注射装置，其中，
所述滑动环的硬度硬于所述环状衬垫的硬度。
3.根据权利要求1或2所述的注射装置，其中，
从所述花键轴的键侧朝向所述螺杆侧，依次配设有所述滑动环及所述环状衬垫，
所述环状衬垫防止供给至所述花键轴并通过了所述滑动环的润滑剂向所述螺杆侧的泄漏。
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