TW201311428A - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種能夠保持必需的合模力且有效率地冷卻線圈之射出成形機。本發明之射出成形機具備：第1固定構件，安裝有定模；第2固定構件，配設為與前述第1固定構件對置；第1可動構件，安裝有動模；及第2可動構件，與前述第1可動構件連結並與前述第1可動構件一同移動，由前述第2固定構件與前述第2可動構件構成可產生合模力之合模力產生機構，構成前述合模力產生機構之前述第2固定構件或前述第2可動構件上形成有電磁鐵，並在形成有前述電磁鐵之前述第2固定構件或前述第2可動構件的內部形成有讓冷卻用流體通過之流體通道。

Description

射出成形機

本發明係有關一種具備驅動合模動作之電磁鐵之射出成形機。

以往，在射出成形機中，從射出裝置的射出噴嘴射出樹脂，並填充於定模與動模之間的模穴空間，並且使其固化，從而得到成形品。並且，為了相對於定模移動動模來進行閉模、合模及開模而配設合模裝置。

該合模裝置包含：藉由向液壓缸供給油來驅動之液壓式合模裝置、及藉由電動機驅動之電動式合模裝置，其中，該電動式合模裝置由於可控性高，不會污染周邊，且能量效率較高，因此被廣泛利用。此時，藉由驅動電動機使滾珠螺桿旋轉來產生推力，藉由肘節機構放大該推力而產生較大的合模力。

但是，在這種結構的電動式合模裝置中，由於使用肘節機構，因此在該肘節機構的特性上很難變更合模力，響應性及穩定性較差，無法在成形中控制合模力。於是，能夠將藉由滾珠螺桿產生之推力直接作為合模力使用之合模裝置被提出。此時，由於電動機的轉矩和合模力成比例，因此能夠在成形中控制合模力。

然而，在習知的合模裝置中，滾珠螺桿的耐荷重性較低，無法產生較大的合模力，而且合模力會因產生於電動 機之轉矩脈動而變動。並且，為了產生合模力，需要始終向電動機供給電流，電動機的耗電量及發熱量變多，因此需要將電動機的額定輸出加大相應量，導致合模裝置的成本變高。

因此，針對模開閉動作使用線性馬達而針對合模動作利用電磁鐵的吸附力之合模裝置被提出(例如，專利文獻1)。

(先前技術文獻) (專利文獻)

專利文獻1：國際公開第05/090052號小冊子

然而，當使用如專利文獻1中記載之利用電磁鐵的吸附力之合模裝置時，線圈由於電磁鐵的驅動成為高溫，而有可能產生線圈燒毀等問題點。

因此，本發明的目的在於提供一種能夠保持必需的合模力且有效率地冷卻線圈之射出成形機。

為了實現上述目的，依本發明的一態樣，提供一種射出成形機，其特徵為，該射出成形機具備：第1固定構件，安裝有定模； 第2固定構件，配設為與前述第1固定構件對置；第1可動構件，安裝有動模；及第2可動構件，與前述第1可動構件連結並與前述第1可動構件一同移動，由前述第2固定構件與前述第2可動構件構成可產生合模力之合模力產生機構，構成前述合模力產生機構之前述第2固定構件或前述第2可動構件上形成有電磁鐵，並在形成有前述電磁鐵之前述第2固定構件或前述第2可動構件的內部形成有讓冷卻用流體通過之流體通道。

依本發明，可得到一種能夠保持必需的合模力且有效率地冷卻線圈之射出成形機。

以下，參考附圖，對用於實施本發明之最佳方式進行說明。另外，本實施方式中，關於合模裝置，將進行閉模時的可動壓板的移動方向設為前方，進行開模時的可動壓板的移動方向設為後方，關於射出裝置，將進行射出時的螺桿的移動方向設為前方，進行計量時的螺桿的移動方向設為後方來說明。

第1圖係表示本發明的實施方式的射出成形機中的合模裝置閉模時的狀態之圖，第2圖係表示本發明的實施方 式的射出成形機中的合模裝置開模時的狀態之圖。另外，在第1圖及第2圖中，畫有陰影線之構件表示主要截面。

圖中，10為合模裝置，Fr為射出成形機的框架(支架)，Gd為相對於該框架Fr活動之導引件，11為載置於未圖示之導引件上或框架Fr上之固定壓板，與該固定壓板11隔著既定間隔且與固定壓板11對置而配設後壓板13，固定壓板11與後壓板13之間架設4根繫桿14(圖中，只示出4根繫桿14中的2根)。另外，後壓板13相對於框架Fr固定。

並且，沿繫桿14與固定壓板11對置且向模開閉方向進退自如地配設可動壓板12。因此，可動壓板12固定於導引件Gd上，在可動壓板12中與繫桿14對應之部位形成用於使繫桿14貫穿之未圖示之導引孔。另外，導引件Gd上還固定後述的吸附板22。

並且，在固定壓板11上固定定模15，在可動壓板12上固定動模16，隨著可動壓板12的進退，定模15和動模16相接觸或分離，進行閉模、合模及開模。另外，隨著進行合模，在定模15與動模16之間形成未圖示之模穴空間，從射出裝置17的射出噴嘴18射出之未圖示之樹脂填充於模穴空間。另外，由定模15及動模16構成模具裝置19。

吸附板22與可動壓板12平行地固定於導引件Gd上。藉此，吸附板22在比後壓板13更靠後方進退自如。吸附板22可由磁性材料形成。例如，吸附板22可以是藉由 層疊強磁性體構成之薄板來形成之電磁層疊鋼板。

線性馬達28為了使可動壓板12進退而設置於導引件Gd上。線性馬達28具備定子29及可動件31，定子29形成為在框架Fr上與導引件Gd平行且與可動壓板12的移動範圍對應，可動件31形成為在可動壓板12的下端與定子29對置且遍及既定範圍。

可動件31具備磁心34及線圈35。並且，磁心34具備朝向定子29突出且以既定間距形成之複數個磁極齒33，線圈35捲繞於各磁極齒33上。另外，在相對於可動壓板12的移動方向垂直的方向上，磁極齒33形成為相互平行。並且，定子29具備未圖示之磁心及在該磁心上延伸而形成之未圖示之永久磁鐵。該永久磁鐵藉由使N極及S極的各磁極交替且以與磁極齒33相同之間距磁化來形成。藉由向線圈35供給既定電流來驅動線性馬達28，使可動件31進退，隨此，藉由導引件Gd使可動壓板12進退，而能夠進行閉模及開模。

另外，本實施方式中，將永久磁鐵配設於定子29上，並將線圈35配設於可動件31上，但亦能夠將線圈配設於定子上，並將永久磁鐵配設於可動件上。此時，線圈不會隨著線性馬達28的驅動而移動，因此能夠輕鬆地進行用於向線圈供給電力之配線。

另外，不限於在導引件Gd上固定可動壓板12和吸附板22之結構，亦可設為將線性馬達28的可動件31設置於可動壓板12或吸附板22上之結構。並且，作為模開閉 機構不限於線性馬達28，亦可為液壓式或電動式等。

若可動壓板12前進而動模16與定模15相抵接，則進行閉模，接著，進行合模。並且，為了進行合模，在後壓板13與吸附板22之間配設電磁鐵單元37。並且，進退自如地配設貫穿後壓板13及吸附板22而延伸且連結可動壓板12和吸附板22之中心桿39。該中心桿39在閉模時及開模時與可動壓板12的進退連動而使吸附板22進退，在合模時將由電磁鐵單元37產生之合模力傳遞至可動壓板12。

另外，由固定壓板11、可動壓板12、後壓板13、吸附板22、線性馬達28、電磁鐵單元37及中心桿39等構成合模裝置10。

電磁鐵單元37包括形成於後壓板13側之電磁鐵49及形成於吸附板22側之吸附部51。並且，在後壓板13的後端面的既定部分，本實施方式中為在中心桿39周圍形成溝槽45，在比溝槽45更靠內側形成磁心(內極)46，而且在比溝槽45更靠外側形成磁軛(外極)47。並且，在溝槽45內，繞著磁心46捲繞線圈48。另外，磁心46及磁軛47可由鑄件的一體結構構成，或者，亦可為藉由層疊強磁性體構成之薄板來形成之電磁層疊鋼板。

另外，本實施方式中，可與後壓板13分開形成電磁鐵49，並與吸附板22分開形成吸附部51，亦可將電磁鐵作為後壓板13的一部分形成，並將吸附部作為吸附板22的一部分形成。並且，亦可相反配置電磁鐵和吸附部。例 如，可在吸附板22側設置電磁鐵49，在後壓板13側設置吸附部。

電磁鐵單元37中，若向線圈48供給電流，則電磁鐵49被驅動而對吸附部51進行吸附，藉此產生合模力。

中心桿39配設成在後端部與吸附板22連結且在前端部與可動壓板12連結。因此，中心桿39在閉模時與可動壓板12一同前進而使吸附板22前進，而在開模時與可動壓板12一同後退而使吸附板22後退。因此，在後壓板13的中央部分形成用於使中心桿39貫穿之孔41，與孔41的前端部的開口面對配設滑動自如地支撐中心桿39之襯套等軸承構件Br1。

由控制部60控制合模裝置10的線性馬達28及電磁鐵49的驅動。控制部60具備CPU及記憶體等，還具備用於根據由CPU運算出之結果向線性馬達28的線圈35及電磁鐵49的線圈48供給電流之電路。控制部60上還連接荷重檢測器55。荷重檢測器55在合模裝置10中設置於至少1根繫桿14的既定位置(固定壓板11與後壓板13之間之既定位置)，檢測施加於該繫桿14之荷重。圖中示有在上下2根繫桿14上設置荷重檢測器55之例子。荷重檢測器55例如包括檢測繫桿14的伸長量之感測器。由荷重檢測器55檢測出之荷重送至控制部60。另外，為方便起見在第2圖中省略了控制部60。

接著，對合模裝置10的動作進行說明。

由控制部60的模開閉處理部61控制閉模製程。在第 2圖的狀態(開模時的狀態)下，模開閉處理部61向線圈35供給電流。接著，線性馬達28被驅動而使可動壓板12前進，如第1圖所示，動模16與定模15相抵接。此時，在後壓板13與吸附板22之間，亦即在電磁鐵49與吸附部51之間形成間隙δ。另外，與合模力相比，閉模所需之力非常小。

接著，控制部60的合模處理部62控制合模製程。合模處理部62向線圈48供給電流，藉由電磁鐵49的吸附力對吸附部51進行吸附。隨此，合模力經吸附板22及中心桿39傳遞至可動壓板12，從而進行合模。開始合模時等之合模力發生變化時，合模處理部62進行控制，將為了產生應藉由該變化得到之目標合模力、亦即穩定狀態下的目標合模力所需之穩定電流值供給至線圈48。

另外，合模力由荷重檢測器55檢測。檢測出之合模力送至控制部60，在控制部60中，為了使合模力成為設定值而調整供給至線圈48之電流，並進行反饋控制。在此期間，在射出裝置17中熔融之樹脂從射出噴嘴18射出，並填充於模具裝置19的模穴空間。

若模穴空間內的樹脂冷卻並固化，則模開閉處理部61控制開模製程。在第1圖的狀態下，合模處理部62停止向線圈48供給電流。隨此，線性馬達28被驅動而使可動壓板12後退，如第2圖所示，使動模16位於後退極限位置而進行開模。

在此，參考第3圖以後之部分，對本發明的特徵構造 進行說明。

第3圖表示一實施例(實施例1)之具備冷卻水路70之後壓板13的單項圖，第3圖(A)係從吸附板22側朝向合模方向觀察後壓板13之俯視圖，第3圖(B)係後壓板13的主要部分截面圖，且為沿第3圖(A)的線A-A之截面圖。第4圖係概略地表示形成於後壓板13與吸附板22上之磁迴路之截面圖。第4圖中概略地表示合模時由電磁鐵單元37產生之磁通的流動(吸附板22與後壓板13內的磁通迴路R)。亦即，界定從磁心46經間隙δ到達吸附板22並通過吸附板22的內部經間隙δ到達磁軛47之迴路。

如上述，後壓板13在吸附板22側的表面具備容納線圈48之溝槽45。另外，溝槽45的截面形狀或配置位置可為任意。

本實施例中，如第3圖所示，後壓板13具備讓用於冷卻線圈48之冷卻水通過之冷卻水路70。冷卻水路70形成於後壓板13的內部。例如冷卻水路70可以藉由在構成電磁層疊鋼板之各鋼板上形成相互連通之孔來形成。冷卻水路70可形成於後壓板13內部的任意位置。在第3圖所示之例子中，冷卻水路70設置於後壓板13的上下方向的兩角部。這種角部如第4圖所示鮮少使用於電磁鐵單元37的主要磁迴路，因此能夠實質上不影響合模力地形成冷卻水路70。

冷卻水路70可在後壓板13內部朝任意方向形成。當 後壓板13由電磁層疊鋼板形成時，從生產性的觀點考慮，冷卻水路70較佳為形成朝電磁層疊鋼板的層疊方向延伸(亦即，朝與構成電磁層疊鋼板之各鋼板之表面垂直之方向延伸)。在第3圖所示之例子中，後壓板13是由朝與合模方向垂直的水平方向(第3圖(A)的紙面的上下方向)層疊各鋼板之電磁層疊鋼板所形成，與此相對應，冷卻水路70沿電磁層疊鋼板的層疊方向直線延伸。

冷卻水路70可在後壓板13的外部連接於未圖示之冷卻水供給手段。冷卻水供給手段可包含管、泵、熱交換器(散熱器)等。流過冷卻水路70之水的流量(流速)可以是恆定的，亦可以是可變的。例如流過冷卻水路70之水的流量可以按照電磁鐵單元37的溫度而改變，例如亦可以按照線圈48的發熱量(溫度)而改變。另外，線圈48的溫度可利用熱敏電阻器等檢測。並且，在冷卻水路70中，可以在射出成形機運轉時始終循環水，或者，亦可當線圈48的溫度超過既定臨限值時循環。

本實施例中，若電磁鐵單元37驅動，則引起線圈48發熱。來自線圈48的熱量傳遞至後壓板13的內部，並移動至流過冷卻水路70之水中。如此，能夠有效地實現線圈48的冷卻，並防止線圈48的燒毀等。

如此，依本實施例1，藉由在後壓板13的內部設置冷卻水路70能使來自線圈48的熱量經冷卻水路70內的水移動至外部，並能夠有效地冷卻線圈48。並且，由於冷卻水路70形成於後壓板13的內部，因此不需要新的空間。 並且，冷卻水路70能夠一體地形成於電磁層疊鋼板內，此時，能夠不利用有可能引起激磁干擾之銅管或冷卻板等而構成。並且，冷卻水路70能夠在後壓板13的內部利用鮮少使用為磁迴路之部位(或不會阻礙磁迴路形成之部位)而形成，並無需增大後壓板13的體積而能夠保持必需之合模力。並且，由於冷卻水路70形成於後壓板13的內部，因此還能夠藉由在冷卻水路70中循環水來謀求後壓板13的溫度的穩定化。

第5圖表示其他實施例(實施例2)之具備冷卻水路71之後壓板13的單項圖，第5圖(A)係從吸附板22側朝向合模方向觀察後壓板13之俯視圖，第5圖(B)係後壓板13的主要部分截面圖，且為沿第5圖(A)的線A-A之截面圖。

本實施例中，冷卻水路71以形成於線圈48的背面之方式形成於溝槽45的正下方。亦即，朝向合模方向觀察時(第5圖(A))，冷卻水路71設置於與溝槽45重疊之位置。另外，冷卻水路71可以如第5圖(A)所示以整體上與溝槽45重疊之態樣形成，或者亦可以以與溝槽45局部性重疊之態樣形成。並且，冷卻水路71與溝槽45之間的距離(合模方向的距離)為任意，但從冷卻效率的觀點考慮，可以盡可能設定得較小。

在本實施例2中亦能夠得到實質上與上述實施例1相同的效果。並且，依本實施例2，由於冷卻水路71設置於線圈48的正下方，因此能夠更有效地冷卻線圈48。

另外，本實施例2之冷卻水路71還能夠與上述實施例1之冷卻水路70組合來使用。第6圖係表示這些冷卻水路的組合態樣的一例之圖，且為後壓板13與吸附板22的截面圖。如第6圖所示，冷卻水路70及冷卻水路71可在兩側分別形成複數條。在此情況也是，只要將冷卻水路70及冷卻水路71設置成實際上不遮斷磁迴路(磁通的流動R)即可。

另外，上述實施例1、2中，申請專利範圍中的“第1固定構件”對應固定壓板11，申請專利範圍中的“第1可動構件”對應可動壓板12。並且，申請專利範圍中的“第2固定構件”對應後壓板13，申請專利範圍中的“第2可動構件”對應吸附板22。但是，作為變形例，可在吸附板22側設置電磁鐵49，並在後壓板13側設置吸附部，當為該變形例時，“第2固定構件”對應吸附板22，而申請專利範圍中的“第2可動構件”對應後壓板13。

以上，對本發明的較佳實施例進行了詳細說明，但本發明不限於上述之實施例，在不脫離本發明的範圍內，能夠對上述實施例做各種變形及置換。

例如上述實施例中使用了水作為冷卻用流體，但亦可以使用水以外的流體(例如，油或氣體等)。

並且，上述實施例中，在後壓板13的內部形成冷卻水路71，但亦可以在吸附板22的內部形成相同的冷卻水路。這是因為，吸附板22亦有可能藉由線圈48的發熱從後壓板13移動熱量而成為高溫。

並且，上述實施例中，後壓板13的內部形成有直線冷卻水路71，但冷卻水路71可在後壓板13的內部向任意方向彎曲。

並且，上述實施例中，後壓板13上形成有一極電磁鐵49，但亦可在後壓板13上以形成複數個極之方式設置電磁鐵(亦即，亦可實現多極化)。

並且，上述中例示了特定結構的合模裝置10，但合模裝置10只要是利用電磁鐵進行合模者即可，可以為任意結構。

Br1‧‧‧軸承構件

Fr‧‧‧框架

Gd‧‧‧導引件

10‧‧‧合模裝置

11‧‧‧固定壓板

12‧‧‧可動壓板

13‧‧‧後壓板

14‧‧‧繫桿

15‧‧‧定模

16‧‧‧動模

17‧‧‧射出裝置

18‧‧‧射出噴嘴

19‧‧‧模具裝置

22‧‧‧吸附板

28‧‧‧線性馬達

29‧‧‧定子

31‧‧‧可動件

33‧‧‧磁極齒

34‧‧‧磁心

35‧‧‧線圈

37‧‧‧電磁鐵單元

39‧‧‧中心桿

41‧‧‧孔

45‧‧‧溝槽

46‧‧‧磁心

47‧‧‧磁軛

48‧‧‧線圈

49‧‧‧電磁鐵

51‧‧‧吸附部

55‧‧‧荷重檢測器

60‧‧‧控制部

61‧‧‧模開閉處理部

62‧‧‧合模處理部

70、71‧‧‧冷卻水路

第1圖係表示本發明的實施方式的射出成形機中的合模裝置閉模時的狀態之圖。

第2圖係表示本發明的實施方式的射出成形機中的合模裝置開模時的狀態之圖。

第3圖表示一實施例之具備冷卻水路70之後壓板13的單項圖，第3圖(A)係從吸附板22側朝向合模方向觀察後壓板13之俯視圖，第3圖(B)係後壓板13的主要部分截面圖。

第4圖係概略地表示形成於後壓板13與吸附板22上之磁迴路之截面圖。

第5圖表示其他實施例之具備冷卻水路71之後壓板13的單項圖，第5圖(A)係從吸附板22側朝向合模方向觀察後壓板13之俯視圖，第5圖(B)係後壓板13的 主要部分截面圖。

第6圖係表示冷卻水路70與冷卻水路71的組合態樣的一例之圖，且為後壓板13與吸附板22的截面圖。

13‧‧‧後壓板

45‧‧‧槽

70‧‧‧冷卻水路

Claims (3)

1. 一種射出成形機，其特徵在於，係具備：第1固定構件，安裝有定模；第2固定構件，配設為與前述第1固定構件對置；第1可動構件，安裝有動模；及第2可動構件，與前述第1可動構件連結並與前述第1可動構件一同移動，由前述第2固定構件與前述第2可動構件構成可產生合模力之合模力產生機構，構成前述合模力產生機構之前述第2固定構件或前述第2可動構件上形成有電磁鐵，並在形成有前述電磁鐵之前述第2固定構件或前述第2可動構件的內部形成有讓冷卻用流體通過之流體通道。
2. 如申請專利範圍第1項所述之射出成形機，其中，形成有前述電磁鐵之前述第2固定構件或前述第2可動構件具備容納線圈之溝槽，朝向合模方向觀察時前述流體通道設置於與前述溝槽重疊之位置。
3. 如申請專利範圍第1項所述之射出成形機，其中，流過前述流體通道之冷卻用流體的流量是按照前述電磁鐵的溫度而變化。