CN117620122A - 驱动机构、注射装置及注射成型机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及实现注射装置、注射成型机的小型化的驱动机构、注射装置及注射成型机。一个实施方式的注射装置包括缸体(20)、设置在缸体(20)内的螺杆(21)、和使螺杆旋转、前进及后退的驱动机构(22)。驱动机构具有：活塞(40)，其包含中空的活塞杆(42)；连结杆(70)，其一端侧插入于活塞杆，能够相对于活塞旋转且能够与活塞一体地在活塞杆的中心轴方向上移动；以及旋转体(50)，其配置在连结杆的周围，以连结杆的中心轴为旋转轴被旋转驱动。连结杆上设有在该连结杆的中心轴方向上延伸的多个外齿(75)，旋转体(50)上设有与外齿啮合的多个内齿(51)。另外，螺杆(21)无法旋转地连结于从活塞杆(42)突出的连结杆的另一端侧。

Description

驱动机构、注射装置及注射成型机

技术领域

本发明涉及注射成型机。

背景技术

已知制造希望形状的树脂部件、金属部件的注射成型机。通常的注射成型机包含合模装置和注射装置。合模装置保持模具并使所保持的模具开闭。注射装置使树脂材料、金属材料熔融并将熔融的材料向合模装置供给。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019-171784号公报

发明内容

发明要解决的课题

注射装置包括缸体、螺杆、驱动机构等。驱动机构使螺杆在缸体内旋转、前进及后退。为了实现注射装置、注射成型机的小型化，要求削减注射装置所具备的驱动机构的小型化。

其他课题和新的特征可从本说明书的描述及附图获知。

用于解决课题的手段

一个实施方式的注射装置包括：缸体；螺杆，其设置于所述缸体内；以及驱动机构，其使所述螺杆旋转、前进及后退。所述驱动机构具有：活塞，其包含中空的活塞杆；连结杆，其一端侧插入于所述活塞杆，能够相对于所述活塞旋转且与所述活塞一体地在所述活塞杆的中心轴方向上移动；以及旋转体，其配置在所述连结杆的周围，以所述连结杆的中心轴为旋转轴被旋转驱动。所述连结杆上设有在该连结杆的中心轴方向上延伸的多个外齿，所述旋转体上设有与所述外齿啮合的多个内齿。另外，所述螺杆无法旋转地连结于所述连结杆的从所述活塞杆突出的另一端侧。

发明效果

根据一个实施方式，能够实现注射装置、注射成型机的小型化。

附图说明

图1是示意性示出一个实施方式的注射成型机的说明图。

图2是示意性示出一个实施方式的注射装置的说明图。

附图标记说明

注射成型机

2 合模装置

3 注射装置

4 底座

11、12模具

13 固定板

14 合模外壳

15 可动板

16 系杆

17 合模机构

20 缸体

21 螺杆

22 驱动机构

23 料斗

24 加热器

40 活塞

41 活塞头

41a 上表面

41b 下表面

42 活塞杆

45 插入孔

46 轴承

50 旋转体

51 内齿

52 支承部

53 轴承

60 液压室

60a 前壁

60b 后壁

60c 侧壁

61 上室

62 下室

63、64 端口

65 密封部件

70 连结杆

71 插入部

72 突出部

73 凸缘部

74 防脱环

75 外齿

X-X 假想线

具体实施方式

以下，基于附图详细说明一个实施方式。需要说明的是，在用于说明实施方式的全部附图中，对具有相同或实质相同的功能的部件、设备使用相同的附图标记。另外，对说明过的部件、设备原则上不作重复说明。

＜注射成型机＞

图1是示意性示出本实施方式的注射成型机1的说明图。注射成型机1包含合模装置2和注射装置3。在合模装置2上安装有模具11、12。合模装置2使所安装的模具11、12开闭。注射装置3将材料(例如镁、镁合金等金属材料)加热为熔融状态或半熔融状态。进而注射装置3将熔融状态或半熔融状态的金属材料(熔融金属)向合模装置2供给。更具体来说，注射装置3将熔融金属注入模具11、12的腔室内。也就是说，本实施方式的注射成型机1是金属注射成型机。

＜合模装置＞

合模装置2具备设置在底座4之上的固定板13、合模外壳14及可动板15。固定板13固定于底座4。另一方面，合模外壳14及可动板15能够在底座4上滑动。

固定板13与合模外壳14通过贯通可动板15的多根系杆16相互连结。更具体来说，固定板13与合模外壳14通过四根系杆16连结。可动板15能够在固定板13与合模外壳14之间在二者的相对方向上滑动。

在合模外壳14与可动板15之间设有合模机构17。更具体来说，在合模外壳14与可动板15之间设有连杆式的合模机构17。从另一个角度来说，在合模外壳14与可动板15之间设有肘节机构。需要说明的是，合模机构17能够置换为直压式。

合模机构17使安装于可动板15的模具11相对于安装于固定板13的模具12进退。若模具11与模具12相接，则模具11、12闭合。另一方面，若模具11与模具12分离，则模具11、12打开。合模机构17能够在使模具11、12闭合的期间将模具11按压于模具12，以免模具11、12打开。

＜注射装置＞

注射装置3包含缸体20、螺杆21、驱动机构22、料斗23等。料斗23是用于向缸体20供给金属材料的供给口，设置在缸体20的后部。螺杆21设置在缸体20的内部，相对于缸体20旋转及移动。更具体来说，螺杆21以缸体20的中心轴为旋转轴被旋转驱动。另外，螺杆21在缸体20的中心轴方向上被直线驱动。从另一个角度来说，螺杆21在缸体20内在向合模装置2接近的方向(前方)和远离合模装置2的方向(后方)上被直线驱动。

上述螺杆21的动作(旋转、前进、后退)通过驱动机构22实现。驱动机构22的详细后面再次说明。

经由料斗23供给到缸体20的金属材料被加热而熔融。在缸体20的周围设有用于加热缸体20的加热器。在本实施方式中，多个加热器24卷绕在缸体20的外周面上。供给到缸体20的金属材料被加热器24的发热、通过螺杆21旋转而产生的剪切发热加热而熔融。

＜成型品的制造方法＞

使用图1所示的注射成型机1制造金属部件等成型品的工序与已知工序相同或实质相同。由此，省略制造工序的详细说明，制造工序例如包含下述工序的一个或两个以上。

(工序1)将供给到缸体20的金属材料(例如加工为粉状或颗粒状的镁、镁合金)加热为熔融状态或半熔融状态的工序

(工序2)使螺杆21旋转而将熔融状态或半熔融状态的金属材料向缸体20的前端侧输送的工序

(工序3)使螺杆21前进而从注射喷嘴向模具11、12的腔室内注入(注射)金属材料的工序

(工序4)使螺杆21后退来缓和注射喷嘴内的金属材料的压力的工序

通过重复进行包含上述工序中的一个或两个以上工序的工艺，从而连续地制造相同形状的金属部件(成型品)。也就是说，实现希望形状的金属部件(成型品)的量产。

＜驱动机构＞

图2是示意性示出注射装置3的说明图。如前所述，注射装置3具备使螺杆21旋转、前进及后退的驱动机构22。驱动机构22具有活塞40、旋转体50及连结杆70。

＜活塞＞

活塞40包含一体的活塞头41及活塞杆42，在液压的作用下，在活塞杆42的中心轴方向上移动。也就是说，活塞40是液压活塞。需要说明的是，图2中的X-X线是表示活塞杆42及连结杆70的中心轴的假想线。

从另一个角度来说，活塞40向与图1所示的合模装置2接近的方向(前方)和远离合模装置2的方向(后方)移动。螺杆21借助连结杆70与活塞40连接。因此，若活塞40前后移动，则螺杆21也前后移动。更具体来说，若活塞40向前方移动，则螺杆21前进。另一方面，若活塞40向后方移动，则螺杆21后退。

活塞40例如在执行上述工序3时向前方移动。也就是说，在上述工序3中，通过使活塞40向前方移动而使螺杆21前进，从注射喷嘴注射金属材料。

活塞40例如在执行上述工序4时向后方移动。也就是说，在上述工序4中，通过使活塞40向后方移动而使螺杆21后退，以缓和注射喷嘴内的金属材料的压力。通过缓和注射喷嘴内的金属材料的压力来防止金属材料漏出。使螺杆21后退以防止金属材料漏出的上述工序4有时被称为“回吸”。

＜活塞头＞

活塞头41收容在由前壁60a、后壁60b及侧壁60c包围的液压室60中。活塞头41在液压室60内能够前后移动且能够旋转。

液压室60由活塞头41划分为上室61和下室62。从另一个角度来说，活塞头41后方(右侧)的空间是上室61，活塞头41前方(左侧)的空间是下室62。需要说明的是，上室61及下室62的容积随着活塞头41的移动而增减。

液压室60经由两个端口63、64与液压系统相连。若从端口63向上室61供给工作油，则活塞头41的上表面41a受到压力，活塞40前进(活塞40被推出。)。此时，下室62内的工作油通过端口64从下室62排出。

另一方面，若从端口64向下室62供给工作油，则活塞头41的下表面41b受到压力，活塞40后退(活塞40被推回。)。此时，上室61内的工作油通过端口63从上室61排出。

＜活塞杆＞

活塞杆42是中空的。更具体来说，活塞杆42具有一端侧(基端侧)被活塞头41封堵的圆筒形状。从另一个角度来说，活塞杆42从活塞头41的下表面41b向前方延伸。另外，在活塞杆42的内侧设有在中心轴方向上延伸的插入孔45，插入孔45的底部由活塞头41封堵。

换言之，活塞头41设置于活塞杆42的基端侧。也就是说，设有活塞头41一侧是活塞杆42的基端侧。另外，设有活塞头41一侧的相反侧是活塞杆42的前端侧。需要说明的是，活塞头41与活塞杆42同轴。

活塞杆42贯通前壁60a向前壁60a的前方突出。在前壁60a与活塞杆42之间配置有防止工作油泄漏的密封部件65。

＜连结杆＞

连结杆70是圆柱状。连结杆70的一端侧(基端侧)插入于活塞杆42的插入孔45，连结杆70的另一端侧(前端侧)从活塞杆42突出。在以下的说明中，有时区分地将连结杆70的插入于活塞杆42的基端侧称为“插入部71”，将连结杆70的从活塞杆42突出的前端侧称为“突出部72”。

连结杆70的插入部71的外径大于突出部72的外径。其结果，在插入部71与突出部72之间存在层差。也就是说，连结杆70是阶梯杆。从另一个角度来说，插入部71的前端面向突出部72的径向外侧扩展，形成凸缘部73。

连结杆70能够相对于活塞杆42旋转。更具体来说，连结杆70的插入部71能够旋转地插入到活塞杆42的插入孔45中。需要说明的是，在插入孔45的内周面与插入部71的外周面之间配置有轴承46。轴承46将连结杆70能够旋转地支承，并使活塞杆42与连结杆70的中心轴一致。换言之，轴承46进行连结杆70的定心。轴承46既可以是滑动轴承也可以是滚动轴承，从定心精度的角度出发，优选滑动轴承。

另一方面，连结杆70无法相对于活塞杆42进退。更具体来说，跨于活塞杆42的前端面和连结杆70的凸缘部73的防脱环74螺栓紧固于活塞杆42。另外，连结杆70的后端面抵接于插入孔45的底部。

也就是说，活塞40与连结杆70能够相对旋转，并一体地在前后方向(中心轴方向)上移动。

在连结杆70的外周面上设有多个外齿75。更具体来说，在连结杆70的从活塞杆42突出的突出部72的外周面上设有多个外齿75。

各外齿75在连结杆70的中心轴方向上延伸。另外，多个外齿75在连结杆70的周向上邻接且相互平行。

＜旋转体＞

旋转体50配置在连结杆70的周围，包围连结杆70。更具体来说，旋转体50配置在突出部72的周围，包围突出部72。也就是说，旋转体50是环状或圆筒状的部件，具有连结杆70的突出部72能够穿插的内径。

旋转体50配置在注射装置3的前方。更具体来说，旋转体50在连结杆70的中心轴方向上配置在该连结杆70的基端与前端之间。从另一个角度来说，旋转体50配置在活塞40的前方且在螺杆21的后方。

在旋转体50的与连结杆70的外周面相对的内周面上设有多个内齿51。各内齿51与外齿75同向延伸。另外，多个内齿51在旋转体50的周向(旋转方向)上邻接且相互平行。

设置于旋转体50的内齿51与设置于连结杆70的外齿75啮合。也就是说，旋转体50与连结杆70花键嵌合。从另一个角度来说，连结杆70是在外周面上形成有键齿的花键轴，旋转体50是在内周面上形成有键槽的花键凸台或套筒。

设置于连结杆70的外齿75及设置于旋转体50的内齿51在连结杆70的中心轴方向上延伸，且相互啮合。因此，连结杆70与旋转体50无法相对旋转，另一方面，连结杆70能够相对于旋转体50在中心轴方向上移动。也就是说，连结杆70能够与旋转体50一体地旋转，另一方面，能够独立于旋转体50进退。

此外，如前所述，活塞40与连结杆70能够相对旋转，另一方面，连结杆70能够与活塞40一体地在中心轴方向上移动。其结果，旋转体50及连结杆70能够独立于活塞40一体地旋转。另一方面，活塞40及连结杆70能够独立于旋转体50一体地进退。

旋转体50借助轴承53以旋转自如的方式安装于从前壁60a的前表面突出的支承部52。旋转体50由马达以连结杆70的中心轴为旋转轴旋转驱动。例如，从电动马达输出的转矩借助包含带、带轮、齿轮等的传递机构、减速机构输入至旋转体50。输入至旋转体50的转矩传递至连结杆70，使该连结杆70旋转。此时，活塞40不旋转。需要说明的是，马达不限于电动马达，也可以是例如液压马达。

如前所述，螺杆21借助连结杆70与活塞40连接。更具体来说，螺杆21无法旋转地连结于连结杆70的突出部72的前端。因此，若连结杆70旋转，则螺杆21也旋转。更具体来说，若连结杆70顺时针旋转，则螺杆21也顺时针旋转。另一方面，若连结杆70逆时针旋转，则螺杆21也逆时针旋转。连结杆70的旋转方向切换通过旋转体50的旋转方向切换来实现，旋转体50的旋转方向切换通过马达的旋转方向切换来实现。

连结杆70例如在执行上述工序1、上述工序2时旋转。也就是说，在上述工序1中，通过使连结杆70旋转而使螺杆21旋转，对金属材料赋予剪切应力。另外，在上述工序2中，通过使连结杆70旋转而使螺杆21旋转，将金属材料向缸体20的前端侧输送。

如上所述，在本实施方式的注射装置3中，用于使连结杆70旋转的旋转体50配置在装置前方，与旋转体50的内齿51啮合的外齿75设置于连结杆70的前端侧。另一方面，在旋转体50配置在装置后方的情况下，需要使连结杆70、活塞40向后方延长，并将外齿75设置在连结杆70的基端侧、活塞头41的后方。在该情况下，注射装置3的全长延长，注射装置3大型化。此外，注射装置3的大型化导致包含注射装置3的注射成型机1的大型化。也就是说，在本实施方式中，实现了注射装置3及注射成型机1的小型化。

另外，在本实施方式的注射装置3中，在螺杆21前后进退时移动的部件仅有该螺杆21、活塞40及连结杆70。从另一个角度来说，在螺杆21前后进退时，旋转体50不移动。由此，前后移动的重量少，螺杆21的制动性能提高。也就是说，能够缩短螺杆21的制动距离，并且，能够使螺杆21准确地在希望的位置停止。

此外，活塞40前后移动但不旋转。因此，设置在活塞40上的密封部件仅在前后方向上滑动。其结果，与活塞40旋转的情况相比，能够防止或抑制设置在活塞40上的密封部件破损、劣化。例如，能够防止或抑制配置在活塞杆42与前壁60a之间的密封部件65破损、劣化。

以上基于实施方式对本申请发明人提出的发明具体地进行了说明，但本发明并非限定于上述实施方式，当然能够在不脱离其要旨的范围内进行多种变更。例如，注射装置3能够置换为将熔融树脂注入安装于合模装置2的模具11、12的注射装置(树脂注射装置)。

Claims (6)

1.一种驱动机构，其特征在于，对注射装置的螺杆进行驱动，

所述驱动机构具有：

活塞，其包含中空的活塞杆和设置于所述活塞杆的基端侧的活塞头，在液压的作用下，所述活塞在所述活塞杆的中心轴方向上移动；以及

连结杆，其一端侧插入于所述活塞杆，能够相对于所述活塞旋转且与所述活塞一体地在所述活塞杆的中心轴方向上移动；以及

旋转体，其配置在所述连结杆的周围，以所述连结杆的中心轴为旋转轴被旋转驱动，

所述连结杆上设有在该连结杆的中心轴方向上延伸的多个外齿，

所述旋转体上设有与所述外齿啮合的多个内齿，

所述螺杆无法旋转地连结于所述连结杆的从所述活塞杆突出的另一端侧。

2.根据权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，

所述连结杆是圆柱状，

所述旋转体是包围所述连结杆的环状或圆筒状，

所述外齿设置于所述连结杆的外周面，

所述内齿设置在所述旋转体的与所述连结杆的所述外周面相对的内周面上。

3.根据权利要求2所述的驱动机构，其特征在于，

多个所述外齿在所述连结杆的周向上邻接且相互平行，

多个所述内齿在所述旋转体的周向上邻接且相互平行。

4.根据权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，

所述旋转体在所述连结杆的中心轴方向上配置在所述连结杆的一端与另一端之间。

5.一种注射装置，其特征在于，使材料熔融并进行注射，

所述注射装置包括：

缸体；

螺杆，其设置于所述缸体内；以及

驱动机构，其使所述螺杆旋转、前进及后退，

所述驱动机构具有：

活塞，其包含中空的活塞杆和设置于所述活塞杆的基端侧的活塞头，在液压的作用下，所述活塞在所述活塞杆的中心轴方向上移动；

连结杆，其一端侧插入于所述活塞杆的内侧，能够相对于所述活塞旋转且与所述活塞一体地在所述活塞杆的中心轴方向上移动；以及

旋转体，其配置在所述连结杆的周围，以所述连结杆的中心轴为旋转轴被旋转驱动，

所述连结杆上设有在该连结杆的中心轴方向上延伸的多个外齿，

所述旋转体上设有与所述外齿啮合的多个内齿，

所述螺杆无法旋转地连结于所述连结杆的从所述活塞杆突出的另一端侧。

6.一种注射成型机，其特征在于，包括用于安装模具的合模装置和向所述模具注入熔融金属或熔融树脂的注射装置，

所述注射装置包括：

缸体；

螺杆，其设置于所述缸体内；以及

驱动机构，其使所述螺杆旋转、前进及后退，

所述驱动机构具有：

活塞，其包含中空的活塞杆和设置于所述活塞杆的基端侧的活塞头，在液压的作用下，所述活塞在所述活塞杆的中心轴方向上移动；以及

连结杆，其一端侧插入于所述活塞杆的内侧，能够相对于所述活塞旋转且与所述活塞一体地在所述活塞杆的中心轴方向上移动；以及

旋转体，其配置在所述连结杆的周围，以所述连结杆的中心轴为旋转轴被旋转驱动，

所述连结杆上设有在该连结杆的中心轴方向上延伸的多个外齿，

所述旋转体上设有与所述外齿啮合的多个内齿，

所述螺杆无法旋转地连结于所述连结杆的从所述活塞杆突出的另一端侧。