注射成型機的製作方法

2023-07-12 02:50:36 2

本申請主張基於2016年3月25日申請的日本專利申請第2016-062411號的優先權。該日本申請的全部內容通過參考援用於本說明書中。

本發明涉及一種注射成型機。

背景技術：

專利文獻1所記載的注射成型機具有加熱筒、沿軸向進退自如地插入並設置於加熱筒內的注射螺杆及將注射螺杆固裝於延長軸上的聯軸器。延長軸、聯軸器等構成將注射螺杆連結於推板的連結部件。通過使推板前進而注射螺杆前進，貯存於注射螺杆的前方的熔融樹脂從加熱筒注射於模具內。

專利文獻1：日本特開2002-307516號公報

圖5為連結現有的注射螺杆與延長軸的聯軸器的剖視圖。圖5中紙面垂直方向為注射螺杆、延長軸的移動方向，且為聯軸器100的移動方向。

現有的聯軸器100具有將法蘭分割而得到的多個分割體101、102。多個分割體101、102由螺栓103緊固。螺栓103的軸向與分割體101、102的移動方向垂直。分割體101、102隔著邊界在兩側具有螺合螺栓103的絲槓軸部103a的螺栓孔104。並且，分割體101、102隔著邊界在與螺栓孔104相反的一側具有直孔105。直孔105配設於螺栓孔104的延長線上。

直孔105的壁面在與螺栓103的絲槓軸部103a之間形成較大的間隙。該較大的間隙也形成於分割體101、102的移動方向上。因此，由於移動及停止的反覆而導致的衝擊，有時分割體101、102沿移動方向偏離。該問題也可在螺栓103的軸向相對於分割體101、102的移動方向傾斜時發生。

注射成型機在各個部位具有軸向相對於移動方向垂直或傾斜的螺栓以及由該螺栓緊固的第1可動部件及第2可動部件，從而具有相同的問題。

技術實現要素：

本發明是鑑於上述課題而完成的，其主要目的在於提供一種注射成型機，其由軸向相對於移動方向垂直或傾斜的螺栓緊固且能夠抑制第1可動部件及第2可動部件的移動方向上的偏離。

為了解決上述課題，根據本發明的一方式，提供一種注射成型機，其具有：

沿規定方向移動的第1可動部件及第2可動部件、及

緊固所述第1可動部件與所述第2可動部件的螺栓，

所述螺栓的軸向相對於所述規定方向垂直或傾斜，

所述螺栓從前端側以同軸的方式依次具有絲槓軸部、第1直線軸部及第2直線軸部，

所述第1可動部件及所述第2可動部件隔著邊界至少在單側具有螺孔及第1直孔，隔著所述邊界在與所述第1直孔相反的一側具有第2直孔，且在所述螺孔處與所述絲槓軸部螺合，並由所述第1直孔的壁面承受所述第1直線軸部的外周面，由所述第2直孔的壁面承受所述第2直線軸部的外周面。

發明效果

根據本發明的一方式，提供一種注射成型機，其由軸向相對於移動方向垂直或傾斜的螺栓緊固且能夠抑制第1可動部件及第2可動部件的移動方向上的偏離。

附圖說明

圖1是表示一實施方式的注射成型機的開模結束時的狀態的圖。

圖2是表示一實施方式的注射成型機的合模時的狀態的圖。

圖3是一實施方式的連結螺杆與驅動軸的連結件的剖視圖。

圖4是沿圖3中的iv-iv線的剖視圖。

圖5是現有的連結注射螺杆與延長軸的聯軸器的剖視圖。

標號說明

10-合模裝置，13-可動壓板，40-注射裝置，41-缸體，42-噴嘴，43-螺杆，45-計量馬達，46-注射馬達，50-驅動軸，51-連結件，52-聯軸器，53-聯軸螺栓，55-按壓法蘭，551-分割體，552-分割體，553-螺孔，554-第1直孔，555-第2直孔，56-壓緊螺栓，57-緊固螺栓，571-絲槓軸部，572-第1直線軸部，573-第2直線軸部。

具體實施方式

以下，參考附圖對用於實施本發明的方式進行說明，但在各附圖中，對相同或相應的結構標註相同或相應的符號並省略其說明。

圖1是表示一實施方式的注射成型機的開模結束時的狀態的圖。圖2是表示一實施方式的注射成型機的合模時的狀態的圖。如圖1及圖2所示，注射成型機具有框架fr、合模裝置10、注射裝置40及控制裝置90。

首先，對合模裝置10進行說明。在合模裝置10的說明中，將閉模時的可動壓板13的移動方向(圖1及圖2中為右方向)設為前方，將開模時的可動壓板13的移動方向(圖1及圖2中為左方向)設為後方進行說明。

合模裝置10進行模具裝置30的閉模、合模及開模。合模裝置10具有固定壓板12、可動壓板13、輔助壓板15、連接杆16、肘節機構20、合模馬達21及運動轉換機構25。

固定壓板12固定於框架fr上。在固定壓板12的與可動壓板13對置的面安裝有定模32。

可動壓板13通過螺栓131等固定於可動基板ba。可動基板ba沿鋪設在框架fr上的導件(例如導軌)17移動自如，可動壓板13相對於固定壓板12進退自如。在可動壓板13中的與固定壓板12對置的面安裝有可動模具33。

通過使可動壓板13相對於固定壓板12進退，從而進行閉模、合模及開模。由定模32和動模33構成模具裝置30。

輔助壓板15與固定壓板12隔著間隔連結，且在框架fr上以在模開閉方向移動自如的方式被載置。另外，輔助壓板15也可以沿鋪設在框架fr上的導件移動自如。輔助壓板15的導件也可以與可動壓板13的導件17共用。

另外，在本實施方式中，固定壓板12固定於框架fr上，而輔助壓板15相對於框架fr在模開閉方向移動自如，但也可以是輔助壓板15固定於框架fr上，而固定壓板12相對於框架fr在模開閉方向移動自如。

連接杆16隔著間隔連結固定壓板12和輔助壓板15。連接杆16可以使用多根。各連接杆16與模開閉方向平行，且根據合模力延長。至少一根連接杆16上設有合模力檢測器18。合模力檢測器18通過檢測連接杆16的應變來檢測合模力，並將表示檢測結果的信號輸送到控制裝置90。

另外，合模力檢測器18並不限定於應變儀式，也可以是壓電式、電容式、液壓式及電磁式等，其安裝位置也並不限定於連接杆16。

肘節機構20使可動壓板13相對於固定壓板12移動。肘節機構20配設於可動壓板13與輔助壓板15之間。肘節機構20由十字頭20a及一對連杆組等構成。各連杆組具有通過銷等伸縮自如地連結的多個連杆20b、20c。一側的連杆20b以擺動自如的方式安裝於可動壓板13，另一側的連杆20c以擺動自如的方式安裝於輔助壓板15。若使十字頭20a進退，則多個連杆20b、20c伸縮，可動壓板13相對於輔助壓板15進退。

合模馬達21安裝於輔助壓板15，使肘節機構20進行動作。合模馬達21通過使十字頭20a進退，從而使連杆20b、20c伸縮，使可動壓板13進退。

運動轉換機構25將合模馬達21的旋轉運動轉換成直線運動並傳遞至十字頭20a。運動轉換機構25由例如滾珠絲槓機構等構成。

合模裝置10的動作通過控制裝置90來控制。控制裝置90控制閉模工序、合模工序及開模工序等。

在閉模工序中，通過驅動合模馬達21使十字頭20a以設定速度前進，從而使可動壓板13前進，使動模33與定模32接觸。十字頭20a的位置和速度例如由合模馬達21的編碼器21a等來檢測。表示其檢測結果的信號被輸送到控制裝置90。

在合模工序中，通過進一步驅動合模馬達21使十字頭20a進一步前進到設定位置而產生合模力。進行合模時，在動模33與定模32之間形成型腔空間34，在型腔空間34內填充有液態的成型材料。通過填充的成型材料固化而得到成型品。型腔空間34的個數可以是多個，此時，可以同時得到多個成型品。

在開模工序中，通過驅動合模馬達21使十字頭20a以設定速度後退，從而使可動壓板13後退，使動模33與定模32分開。

另外，本實施方式的合模裝置10作為驅動源具有合模馬達21，但也可以具有液壓缸而代替合模馬達21。並且，合模裝置10可以具有用於模開閉的線性馬達，也可以具有用於合模的電磁鐵。

並且，本實施方式的合模裝置10是模開閉方向為水平方向的臥式，但也可以是模開閉方向為鉛垂方向的立式。

接著，對注射裝置40進行說明。在注射裝置40的說明中，與合模裝置10的說明不同，將填充時的螺杆43的移動方向(圖1及圖2中為左方向)設為前方，將計量時的螺杆43的移動方向(圖1及圖2中為右方向)設為後方進行說明。

注射裝置40通過螺栓401等固定於滑動基板sb上，滑動基板sb沿鋪設在框架fr上的導件進退自如。由此，注射裝置40相對於模具裝置30進退自如。注射裝置40觸碰模具裝置30並將成型材料填充到模具裝置30內。

注射裝置40例如具有缸體41、噴嘴42、螺杆43、冷卻器44、計量馬達45、注射馬達46、壓力檢測器47、加熱器48及溫度檢測器49。

缸體41對從供給口41a供給到內部的成型材料進行加熱。供給口41a形成於缸體41的後部。在缸體41的後部的外周設有水冷缸等冷卻器44。在比冷卻器44更靠前方，缸體41的外周設有帶式加熱器等加熱器48和溫度檢測器49。

在缸體41的軸向(圖1及圖2中為左右方向)上，缸體41被劃分為多個區域。在各區域設有加熱器48和溫度檢測器49。控制裝置90按各區域以使溫度檢測器49的實際測量溫度成為設定溫度的方式控制加熱器48。

噴嘴42設置於缸體41的前端部，且被推壓至模具裝置30。在噴嘴42的外周設有加熱器48和溫度檢測器49。控制裝置90以噴嘴42的實際測量溫度成為設定溫度的方式控制加熱器48。

螺杆43旋轉自如且進退自如地配設於缸體41內。螺杆與技術方案中所記載的注射部件相對應。

計量馬達45通過使螺杆43旋轉，將成型材料沿螺杆43的螺旋狀的槽輸送至前方。成型材料一邊被輸送至前方，一邊通過來自缸體41的熱量而逐漸熔融。隨著液態的成型材料被輸送至螺杆43的前方且蓄積在缸體41的前部，使螺杆43進行後退。

注射馬達46使螺杆43進退。注射馬達46通過使螺杆43前進，將蓄積在螺杆43前方的液態的成型材料從缸體41注射並填充到模具裝置30內。然後，注射馬達46向前方推壓螺杆43，並向模具裝置30內的成型材料施加壓力。能夠補充不足部分的成型材料。在注射馬達46與螺杆43之間，設有將注射馬達46的旋轉運動轉換成螺杆43的直線運動的運動轉換機構。該運動轉換機構由滾珠絲槓機構等構成。

壓力檢測器47例如配設於注射馬達46與螺杆43之間，檢測螺杆43從成型材料承受的壓力及對於螺杆43的背壓等。螺杆43從成型材料承受的壓力與從螺杆43作用於成型材料的壓力相對應。壓力檢測器47將表示其檢測結果的信號輸送到控制裝置90。

注射裝置40的動作通過控制裝置90來控制。控制裝置90控制填充工序、保壓工序及計量工序等。

在填充工序中，驅動注射馬達46使螺杆43以設定速度前進，並將蓄積在螺杆43前方的液態的成型材料填充到模具裝置30內。螺杆43的位置、速度例如通過注射馬達46的編碼器46a來檢測。表示其檢測結果的信號被輸送到控制裝置90。螺杆43的位置達到設定位置時，進行從填充工序向保壓工序的切換(所謂v/p切換)。螺杆43的設定速度可以根據螺杆43的位置和時間等而改變。

另外，在填充工序中，螺杆43的位置達到設定位置之後，也可以在該設定位置使螺杆43暫時停止，之後進行v/p切換。也可以在將要進行v/p切換之前，進行螺杆43的微速前進或微速後退來代替螺杆43的停止。

在保壓工序中，驅動注射馬達46而以設定壓力向前方推壓螺杆43，並向模具裝置30內的成型材料施加壓力。能夠補充不足部分的成型材料。成型材料的壓力例如通過壓力檢測器47來檢測。表示其檢測結果的信號被輸送到控制裝置90。

在保壓工序中，模具裝置30內的成型材料逐漸被冷卻，在保壓工序結束時，型腔空間34的入口被固化的成型材料堵住。該狀態被稱為澆口密封，防止來自型腔空間34的成型材料的逆流。保壓工序之後，開始進行冷卻工序。在冷卻工序中，進行型腔空間34內的成型材料的固化。為了縮短成型周期，也可以在冷卻工序中進行計量工序。

在計量工序中，驅動計量馬達45使螺杆43以設定轉速旋轉，並沿螺杆43的螺旋狀的槽將成型材料輸送至前方。隨此，成型材料逐漸熔融。隨著液態的成型材料被輸送至螺杆43的前方並蓄積在缸體41的前部而使螺杆43後退。螺杆43的轉速例如通過計量馬達45的編碼器45a來檢測。表示其檢測結果的信號被輸送到控制裝置90。

在計量工序中，為了限制螺杆43的急速後退，可以通過驅動注射馬達46來向螺杆43施加設定背壓。相對於螺杆43的背壓例如通過壓力檢測器47來檢測。表示其檢測結果的信號被輸送到控制裝置90。若螺杆43後退至設定位置，且規定量的成型材料蓄積在螺杆43的前方，則結束計量工序。

如圖1及圖2所示，控制裝置90具有cpu(centralprocessingunit)91、存儲器等存儲介質92、輸入接口93及輸出接口94。控制裝置90通過使cpu91執行存儲於存儲介質92的程序來進行各種控制。並且，控制裝置90通過輸入接口93接收來自外部的信號，通過輸出接口94向外部發送信號。

然而，注射成型機在各個部位具有軸向相對於移動方向垂直或傾斜的螺栓以及由該螺栓緊固的第1可動部件及第2可動部件。以下，對第1可動部件、第2可動部件及螺栓用於連結螺杆43與驅動軸的情況進行說明。

圖3為一實施方式的連結螺杆與驅動軸的連結件的剖視圖。圖3中，螺杆43、驅動軸50、連結件51的移動方向為左右方向。如圖3所示，注射裝置40具有連結螺杆43與驅動軸50的連結件51。

螺杆43從前側朝向後側以同軸的方式依次具有螺杆軸431、中間軸432及花鍵軸433。螺杆軸431插入於缸體41內且形成輸送供給至缸體41內的成型材料的螺旋狀的槽。中間軸432形成於螺杆軸431與花鍵軸433之間，且具有小於螺杆軸431、花鍵軸433的外徑。花鍵軸433從缸體41向後方突出。

驅動軸50驅動螺杆43。例如，驅動軸50向螺杆43傳遞計量馬達45(參考圖1及圖2)的驅動力及注射馬達46(參考圖1及圖2)的驅動力。驅動軸50從後方按壓螺杆43的後端部(更詳細而言為花鍵軸433的後端部)。

連結件51連結螺杆43與驅動軸50。連結件51例如具有聯軸器52、聯軸螺栓53、按壓法蘭55、壓緊螺栓56及緊固螺栓57(參考圖4)。

聯軸器52具有與花鍵軸433相對應的花鍵孔。花鍵軸433插入於花鍵孔，且花鍵緊固於聯軸器52，並與聯軸器52一同旋轉。

聯軸螺栓53將聯軸器52固定在驅動軸50。聯軸螺栓53與螺杆43平行，且圍繞螺杆43隔開間隔配設有多個。

另外，聯軸器52在圖3中與驅動軸50分體形成，但也可以一體形成。

按壓法蘭55在中央具有貫穿孔。按壓法蘭55的內徑大於中間軸432的外徑，且小於花鍵軸433的外徑。另一方面，按壓法蘭55的外徑大於花鍵軸433的外徑。

按壓法蘭55嵌入於形成在螺杆軸431與花鍵軸433之間的槽434。因此，按壓法蘭55沿周向被分割，且具有多個分割體551、552(參考圖4)。多個分割體551、552的一個與技術方案中所記載的第1可動部件相對應，多個分割體551、552的另一個與技術方案中所記載的第2可動部件相對應。

壓緊螺栓56將按壓法蘭55固定在聯軸器52。壓緊螺栓56與螺杆43平行，且圍繞螺杆43隔開間隔配設有多個。

通過擰緊壓緊螺栓56，按壓法蘭55能夠將花鍵軸433按壓在驅動軸50。由此，驅動軸50與螺杆43之間沒有間隙，能夠抑制由於反覆進退及停止而導致的驅動軸50與螺杆43的衝突，並能夠降低異常磨損、異常變形等故障。

在按壓法蘭55將花鍵軸433按壓在驅動軸50的狀態下，按壓法蘭55與聯軸器52之間可以形成間隙。與沒有間隙的情況相比，擰緊壓緊螺栓56的力能夠有效地轉換為將花鍵軸433按壓在驅動軸50的力。

圖4為沿圖3中的iv-iv線的剖視圖。圖4中，連結件51的移動方向為紙面垂直方向。

緊固螺栓57緊固多個分割體551、552。緊固螺栓57的軸向與多個分割體551、552的移動方向垂直。緊固螺栓57與技術方案中所記載的螺栓相對應。另外，緊固螺栓57的軸向可以相對於多個分割體551、552的移動方向傾斜。

緊固螺栓57從前端側以同軸的方式依次具有絲槓軸部571、第1直線軸部572、第2直線軸部573及頭部574。第1直線軸部572與第2直線軸部573可以具有同一軸徑。第1直線軸部572、第2直線軸部573與絲槓軸部571不同，在外周不具有螺紋槽，例如形成為圓柱狀。

多個分割體551、552隔著邊界至少在單側(在圖4中為兩側)具有螺孔553及第1直孔554，隔著邊界在與第1直孔554相反的一側具有第2直孔555。第2直孔555配設於第1直孔554的延長線上。第1直孔554、第2直孔555與螺孔553不同，在壁面不具有螺紋槽。其壁面可以為圓柱面。

多個分割體551、552在螺孔553處與絲槓軸部571螺合，並由第1直孔554的壁面承受第1直線軸部572的外周面，由第2直孔555的壁面承受第2直線軸部573的外周面。

為了嵌合，第1直線軸部572的軸徑(直徑)稍微小於第1直孔554的孔徑(直徑)。第1直線軸部572的軸徑例如為第1直孔554的孔徑的98％以上。並且，關於第1直線軸部572的軸徑，例如以第1直孔554的孔徑為基準，為0.2mm以下的範圍，較小。

同樣地，為了嵌合，第2直線軸部573的軸徑稍微小於第2直孔555的孔徑。第2直線軸部573的軸徑例如為第2直孔555的孔徑的98％以上。並且，關於第2直線軸部573的軸徑，例如以第2直孔555的孔徑為基準，為0.2mm以下的範圍，較小。

如以上說明那樣，本實施方式的分割體551、552由第1直孔554的壁面承受第1直線軸部572的外周面，並且由第2直孔555的壁面承受第2直線軸部573的外周面。因此，與以往不同，在緊固螺栓57與分割體551、552之間幾乎不存在沿移動方向擴展的間隙，能夠抑制多個分割體551、552的移動方向上的偏離。由此，能夠抑制緊固螺栓57的變形，並能夠提高緊固螺栓57的耐久性。

如此，根據本實施方式，由於能夠抑制多個分割體551、552的移動方向(圖3中為左右方向)的偏離，因此能夠高精度地調整形成於按壓法蘭55與聯軸器52之間的間隙。因此，能夠通過壓緊螺栓56的緊固力將花鍵軸433可靠地按壓在驅動軸50，且能夠進一步抑制由於反覆進退及停止而導致的驅動軸50與螺杆43的衝突，並能夠進一步降低異常磨損、異常變形等故障。

並且，根據本實施方式，第1直線軸部572與第2直線軸部573具有同一軸徑。通過第1直線軸部572與第2直線軸部573之間無階梯差，能夠抑制應力集中在其之間，並能夠提高緊固螺栓57的耐久性。尤其，如圖5所示的現有螺栓103那樣，與絲槓軸部103a橫切分割體101、102的邊界的情況不同，由於在邊界附近無螺紋、螺谷，因此能夠降低集中在邊界附近的應力，並能夠抑制緊固螺栓57的折彎。

以上，對注射成型機的實施方式等進行了說明，但本發明並不限定於上述實施方式等，在技術方案中記載的本發明的主旨範圍內，可以進行各種變形、改良。

例如，在上述實施方式中，對連結螺杆43與驅動軸50的連結件51適用本發明的情況進行了說明，但本發明並不限於此。例如，技術方案中所記載的螺栓可以為緊固可動壓板13與可動基板ba的螺栓131，也可以為緊固注射裝置40與滑動基板sb的螺栓401。

上述實施方式的注射裝置40為同軸螺杆式，但也可以為預塑式。預塑式的注射裝置將在塑化缸體內熔融的成型材料供給至注射缸體，並從注射缸體向模具裝置內注射成型材料。在塑化缸體內以旋轉自如的方式或旋轉自如且進退自如的方式配設有螺杆，在注射缸體內以進退自如的方式配設有柱塞。注射缸體及塑化缸體的至少一個與技術方案中所記載的缸體對應，螺杆及柱塞的至少一個與技術方案中所記載的注射部件相對應。