应变传感器的安装结构以及应变测定装置的制作方法

本发明涉及安装在注射成型机的构成要件即应变测量对象部件上的应变传感器的安装结构以及应变测定装置。

背景技术：

一直以来，已知一种应变传感器的安装结构：将通过磁力而吸附设置在应变测量对象部件上的磁铁与保持部件结合，并且设置一端作用于应变传感器侧、另一端作用于保持部件侧的弹簧，通过磁铁的吸附力将保持部件拉到应变测量对象部件侧，通过随之压缩的弹簧的反作用力将应变传感器按压到应变测量对象部件上(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2005-114403号公报

然而，在上述专利文献1记载的结构中，间接地使用磁铁的吸附力，最终通过弹簧的反作用力，将应变传感器按压到应变测量对象部件上，因此存在结构复杂，部件数量变多这样的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供能够以更简单、部件数量较少的形式，将应变传感器按压到应变测量对象部件上的应变传感器的安装结构以及应变测定装置。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种应变传感器的安装结构，是安装在注射成型机的构成要件即应变测量对象部件上的应变传感器的安装结构，其特征在于，具备通过磁力吸附设置在上述应变测量对象部件上的磁铁，上述应变传感器设置为，夹在上述应变测量对象部件的表面和上述磁铁之间。

发明的效果:

根据本发明，能够得到以更简单、部件数量较少的形式，将应变传感器按压到应变测量对象部件上的应变传感器的安装结构以及应变测定装置。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的注射成型机的合模装置合模时的状态的图。

图2是表示本发明实施方式的注射成型机的合模装置开模时的状态的图。

图3是表示负荷检测器55的一个例子的立体图。

图4是负荷检测器55的安装部分的截面图。

图5是表示安装有负荷检测器55的注射装置17的一个例子的图。

附图标记的说明

fr框架

gd引导器

10合模装置

11固定压板

12可动压板

13后压板

14连接杆

15固定模

16可动模

17注射装置

18注射喷嘴

19模装置

22吸附板

28线性马达

29定子

31动子

33磁极齿

34铁芯

35线圈

37电磁铁单元

39中心杆

41孔

44模厚调整机构

45槽

46铁芯

47磁轭

48线圈

49电磁铁

51吸附部

55负荷检测器

60控制部

61开闭模处理部

62合模处理部

111伺服马达

112滚珠丝杠

113螺母

114压力板

114框架

115、116导向杆

117轴承

119注射轴

120螺杆

121加热缸

122料斗

123连结部件

124伺服马达

552金属板

553应变传感器

554磁铁

556磁轭

558托架

558a纵壁部

558b孔

560螺栓

561螺母

562信号线

具体实施方式

以下，参照附图，对用于实施本发明的最佳方式进行说明。另外，在本实施方式中，对于合模装置，将进行闭模时的可动压板的移动方向设为前方，将进行开模时的可动压板的移动方向设为后方，对于注射装置，将进行注射时的螺杆的移动方向设为前方，将进行计量时的螺杆的移动方向设为后方进行说明。

图1是表示本发明实施方式的注射成型机的合模装置合模时的状态的图，图2是表示本发明实施方式的注射成型机的合模装置的开模时的状态的图。另外，在图1以及图2中，带有剖面线的部件表示主要剖面。

在图中，10为合模装置，fr为注射成型机的框架(架台)，gd为相对于该框架fr可动的引导器，11是载放在未图示的引导器上或者框架fr上的固定压板，与该固定压板11隔开规定间隔、并且与固定压板11对置地配设有后压板13，在固定压板11和后压板13之间架设有4根连接杆14(在图中，仅表示4根连接杆14中的2根)。另外，后压板13相对于框架fr固定。

在连接杆14的前端部(图中的右端部)形成有螺纹部(未图示)，在该螺纹部上螺合而紧固螺母n1，由此连接杆14的前端部固定在固定压板11上。连接杆14的后端部固定在后压板13上。

然后，沿着连接杆14与固定压板11对置地配设有可动压板12，该可动压板12能够沿开闭模方向进退自如。因此，可动压板12固定在引导器gd上，在可动压板12的与连接杆14对应的位置上，形成有用于贯通连接杆14的未图示的孔或者切口部。另外，在引导器gd上还固定有后述的吸附板22。如图示那样，引导器gd也可以相对于吸附板22和可动压板12的各自分别设置，相对于吸附板22和可动压板12通过共用的一体件构成也可以。

此外，分别在固定压板11上固定有固定模15，在可动压板12上固定有可动模16，伴随着可动压板12的进退，固定模15与可动模16接触或分离，进行闭模、合模以及开模。另外，伴随着进行合模，在固定模15和可动模16之间形成未图示的型腔空间，从注射装置17的注射喷嘴18射出的未图示的树脂被填充到型腔空间。此外，通过固定模15以及可动模16构成模装置19。

吸附板22与可动压板12平行地固定在引导器gd上。由此，吸附板22能够在比后压板13靠后方进退自如。吸附板22可以由磁性材料形成。例如，吸附板22也可以由电磁层叠钢板构成，该电磁层叠钢板通过将由强磁性体形成的薄板层叠而形成。或者，吸附板22也可以通过铸造形成。

为了使可动压板12进退，线性马达28被设置在引导器gd上。线性马达28具备定子29以及动子31，在框架fr上与引导器gd平行且与可动压板12的移动范围对应地形成定子29，在可动压板12的下端与定子29对置且跨规定范围地形成动子31。

动子31具备铁芯34以及线圈35。然后，铁芯34具备朝向定子29突出、以规定齿距形成的多个磁极齿33，线圈35卷绕在各磁极齿33上。另外，磁极齿33在相对于可动压板12的移动方向为直角的方向上相互平行地形成。此外，定子29具备未图示的铁芯、以及在该铁芯上延伸而形成的未图示的永久磁铁。该永久磁铁通过使n极以及s极的各磁极交替着磁而形成。当通过对线圈35供给规定电流而驱动线性马达28时，使动子31进退，随此，通过引导器gd，可动压板12进退，能够进行闭模以及开模。

另外，在本实施方式中，在定子29上配设永久磁铁，在动子31上配设线圈35，但也能够在定子上配设线圈，在动子上配设永久磁铁。在该情况下，线圈不伴随着线性马达28被驱动而移动，因此能够容易地进行用于向线圈供电的布线。

另外，不限于在引导器gd上固定可动压板12和吸附板22的结构，也能够构成为在可动压板12或者吸附板22上设置线性马达28的动子31。此外，作为开闭模机构，不限定于线性马达28，也可以为液压式、电动式等。

当可动压板12前进而可动模16与固定模15抵接时，进行闭模，接着进行合模。在后压板13和吸附板22之间，配设有用于进行合模的电磁铁单元37。此外，中心杆39被配设为能够进退自如，该中心杆39贯通后压板13以及吸附板22而延伸，并且将可动压板12和吸附板22连结。该中心杆39在闭模时以及开模时，与可动压板12的进退连动而使吸附板22进退，在合模时，将由电磁铁单元37产生的吸附力传递到可动压板12。

另外，通过固定压板11、可动压板12、后压板13、吸附板22、线性马达28、电磁铁单元37以及中心杆39等构成合模装置10。

电磁铁单元37由形成在后压板13侧的电磁铁49以及形成在吸附板22侧的吸附部51构成。此外，在后压板13后端面的规定部分，在本实施方式中，在中心杆39周围形成有槽45，在比槽45靠内侧形成有铁芯46、且在比槽45靠外侧形成有磁轭47。然后，在槽45内、在铁芯46周围卷绕有线圈48。另外，铁芯46以及磁轭47由铸造件的一体结构构成，但也能够将由强磁性体形成的薄板层叠而形成，并构成电磁层叠钢板。

另外，在本实施方式中，也可以在后压板13以外形成电磁铁49，在吸附板22以外形成吸附部51，也能够作为后压板13的一部分而形成电磁铁，作为吸附板22的一部分而形成吸附部。此外，电磁铁和吸附部的配置也可以相反。例如，也可以在吸附板22侧设置电磁铁49，在后压板13侧设置吸附部。

在电磁铁单元37中，当向线圈48供给电流时，电磁铁49被驱动，能够对吸附部51进行吸附，产生合模力。

中心杆39被配设为，在后端部与吸附板22连结，在前端部与可动压板12连结。由此，中心杆39在闭模时与可动压板12一起前进而使吸附板22前进，在开模时与可动压板12一起后退而使吸附板22后退。因此，在后压板13的中央部分，形成有用于使中心杆39贯通的孔41。

合模装置10的线性马达28以及电磁铁49的驱动，由控制部60控制。控制部60具备cpu以及存储器等，还具备用于根据由cpu计算的结果、向线性马达28的线圈35、电磁铁49的线圈48供给电流的电路。控制部60还连接有负荷检测器55。负荷检测器55在合模装置10中，设置在至少1根连接杆14的规定位置(固定压板11与后压板13之间的规定位置)，检测对该连接杆14施加的负荷。在图中，表示了在上下两根连接杆14上设置了负荷检测器55的例子。负荷检测器55例如由对连接杆14的伸长量进行检测的传感器构成。由负荷检测器55检测的负荷(应变)，被输送到控制部60。控制部60根据负荷检测器55的输出，检测合模力。另外，在图2中为了方便而省略控制部60。

另外，在图示的例子中，在吸附板22的后方侧，设置有模厚调整机构44。模厚调整机构44是如下机构：与模装置19的厚度对应，对可动压板12和吸附板22之间的相对位置(即它们之间的距离)进行调整。模厚调整机构44的构成本身可以为任意。例如，模厚调整机构44通过未图示的模厚调整用马达使中心杆39相对于吸附板22的位置可变。由此，中心杆39相对于吸附板22的位置被调整，可动压板12相对于固定压板11的位置被调整。即，通过改变可动压板12和吸附板22之间的相对位置，能够进行模厚的调整。

接着，说明合模装置10的动作。

通过控制部60的开闭模处理部61控制闭模工序。在图2的状态(开模时的状态)下，开闭模处理部61向线圈35供给电流。接着，线性马达28被驱动，使可动压板12前进，如图1所示那样，使可动模16与固定模15抵接。此时，在后压板13与吸附板22之间、即电磁铁49与吸附部51之间，形成有间隙δ。另外，闭模所需要的力，与合模力比较十分小。

接着，控制部60的合模处理部62控制合模工序。合模处理部62向线圈48供给电流，通过电磁铁49的吸附力对吸附部51进行吸附。随之，合模力经由吸附板22以及中心杆39传递到可动压板12，进行合模。在合模开始时等，在使合模力变化时，合模处理部62进行控制，以便向线圈48供给所需的恒定的电流值，该恒定的电流值用于产生通过该变化而应得到的目标的合模力、即在恒定状态下成为目标的合模力。

另外，通过负荷检测器55检测合模力。所检测的合模力被输送到控制部60，在控制部60中，以合模力成为设定值的方式调整向线圈48供给的电流，并进行反馈控制。在该期间，在注射装置17中熔融的树脂从注射喷嘴18射出，并填充到模装置19的型腔空间中。

当型腔空间内的树脂冷却固化时，开闭模处理部61控制开模工序。合模处理部62在图1的状态下，停止向线圈48的电流供给。随之，线性马达28被驱动，使可动压板12后退，如图2所示那样，可动模16位于后退极限位置，进行开模。

在此，参照图3以后的图，对本发明的特征性结构进行说明。

图3是表示负荷检测器55的一个例子的立体图。图4是负荷检测器55的安装部分的截面图。另外，如上所述，负荷检测器55设置在连接杆14上。因此，在本例中，连接杆14对应于“应变测量对象部件”。在图示的例中，负荷检测器55分别设置在连接杆14周围的对角位置上。

负荷检测器55具备应变传感器553。应变传感器553是对应变测量对象部件(在本例中为连接杆14)的应变进行测量的传感器，例如可以为应变仪、半导体(应变)仪、金属丝(应变)仪(線ゲージ)等。

在图示的例中，应变传感器553经由橡胶等弹性部件通过粘合等保持在板状的金属板552上。另外，金属板552也可以被由铝、塑料等那种不带磁性的材质构成的板状部件代替。在金属板552上，还可以安装有调整电阻等，但也可以省略这些。此外，在应变传感器553上连接有与控制部60连接的信号线562(参照图3)。信号线562也可以为屏蔽线，但也可以是不为屏蔽线的简单结构。

负荷检测器55具备通过磁力吸附设置在连接杆14上的磁铁(永久磁铁)554。磁铁554如下地起作用：通过其吸附力，将应变传感器553按压到连接杆14的表面上。即，如在图4中由箭头f所示那样，在磁铁554和连接杆14之间，在磁铁554被吸引到连接杆14的方向上产生吸附力f。利用该吸附力f，应变传感器553被按压到连接杆14的表面上。由此，能够实现连接杆14的应变测量所需要的连接杆14的表面与应变传感器553之间的按压力。另外，为了确保需要的吸附力f，磁铁554也可以具备由磁性体构成的磁轭556。磁轭556与磁铁554被一体地结合。

更具体地说，应变传感器553被设置为夹在连接杆14的表面和磁铁554之间。磁铁554从连接杆14的径向外侧重叠在金属板552上。由此，在实际上，能够使吸附力f直接作用在应变传感器553上。因此，能够去掉在现有技术中使用的弹簧，能够实现简易、部件数量较少的结构。

磁铁554优选具有与金属板552实质相同的外形。由此，通过后述的托架558的纵壁部558a，能够同时实现磁铁554以及金属板552双方的定位。

负荷检测器55优选通过托架558安装在连接杆14上。如图4所示那样，托架558是沿着连接杆14的表面、围绕在连接杆14周围的环状部件。托架558也可以具有挠性。托架558也可以将端部彼此通过螺栓560以及螺母562紧固，由此安装在连接杆14周围。托架558优选具备：与金属板552的外形对应的孔558b(更正确地、是比金属板552的外形稍微大的孔558b)；以及纵壁部558a，形成在孔558b周围，在从连接杆14的表面离开的方向上延伸。纵壁部558a优选与托架558一体形成。例如，纵壁部558a也可以通过托架558的弯曲加工来形成。

纵壁部558a也可以遍及孔558b周围的整周设置，也可以如图示的例那样，在孔558b周围的多个规定位置上离散地设置。在图示的例中，纵壁部558a以具有用于取出信号线562的间隔的形式，在信号线562的取出侧设置有两个，并在其它三侧各设置有一个。其中，纵壁部558a的位置、数量为任意。其中，纵壁部558a的位置、数量优选被决定为：能够与托架558一体形成，且形成用于将信号线562取出的间隔。

如图3以及图4所示那样，孔558b周围的各纵壁部558a协动，而起到对金属板552以及磁铁554进行定位的作用。

在组装时，首先，相对于连接杆14的表面安装有托架558。接着，在由托架558的各纵壁部558a围起的空间内插入金属板552。此时，金属板552的外形比孔558b稍小，因此金属板552相对于连接杆14的表面能够在连接杆14的径向上移动。接着，安装磁铁554和磁轭556的一体件。此时，磁铁554被安装为进入由托架558的各纵壁部558a围起的空间内。磁铁554在载放在金属板552上的状态下吸附在连接杆14上，因此不需要将磁铁554和磁轭556的一体件进行保持等的增加的部件。此外，磁铁554吸附在连接杆14上，因此金属板552相对于连接杆14的表面不能够在连接杆14的径向上移动。此外，在磁铁554被吸引到连接杆14上的方向上，通过吸附力实现连接杆14的应变测量所需要的连接杆14的表面与应变传感器553之间的按压力。如此，通过简单的组装工序，能够将负荷检测器55组装在连接杆14上。另外，磁铁554与磁轭556以及金属板552(以及此处所保持的应变传感器553)，也可以在组装前被一体化，在一体化的状态下安装到由托架558的各纵壁部558a围起的空间内。

另外，在以上说明的实施例中，应变测量对象部件为连接杆14，但应变测量对象部件为任意，根据测定的应变而检测的负荷的种类也为任意。例如，应变测量对象部件也可以为中心杆39。此外，应变测量对象部件的剖面不需要为圆形，也可以为矩形、多边形等。此外，应变测量对象部件也可以是注射成型机中的合模装置以外的装置的部件。例如，如图5所示那样，负荷检测器55以同样的形式安装在注射装置17的框架114a上也可以。

对图5所示的注射装置17进行大概说明，注射装置17具备注射用的伺服马达111。注射用的伺服马达111的旋转被传递到滚珠丝杠112。通过滚珠丝杠112的旋转而前进后退的螺母113被固定在压力板114上。压力板114能够沿着固定在底座框架(未图示)上的导向杆115、116移动。压力板114的前进后退运动经由轴承117、注射轴119传递到螺杆120。螺杆120在加热缸121内被配置为能够旋转，并且能够在轴向上移动。在加热缸121中的螺杆120的后部，设置有树脂供给用的料斗122。螺杆旋转用的伺服马达124的旋转运动，经由带、带轮等连结部件123传递到注射轴119。即，通过螺杆旋转用的伺服马达124使注射轴119旋转驱动，由此螺杆120旋转。在增塑/计量工序中，通过在加热缸121中螺杆120边旋转边后退，由此在螺杆120的前部、即加热缸121的注射喷嘴18侧储存熔融树脂。在注射工序中，将螺杆120前方所储存的熔融树脂向模内填充，通过加压进行成型。此时，按压树脂的力通过负荷检测器55作为反作用力被检测。即，检测到螺杆前部的树脂压力。所检测出的压力被输入控制部60。此外，在保压工序中，向模内填充的树脂被保持为规定压力。

另外，在图5所示的例子中，在压力板114的框架114a上安装有负荷检测器55，但只要是施加同样的轴向力的部位，则也可以在其他部位安装负荷检测器55。

以上，对本发明的优选实施例进行了详细说明，但本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明范围的情况下，能够对上述实施例施加各种变形以及置换。

例如，在上述中，例示了特定结构的合模装置10，但合模装置10可以是利用电磁铁进行合模的任意结构。并且，合模装置10也可以是利用电磁铁进行合模以外的结构，例如也可以为肘节式结构，也可以为电动式和肘节式的复合型。在这些情况下，负荷检测器55能够以与上述同样的形式设置在连接杆等上。