专利名称：注射装置的制作方法
技术领域：
本发明是注射成型机注射装置的发明。
传统上，注射成型机是用下述方法制作成型件的，即将加热缸筒内被加热溶化的树脂高压注射到模具装置的空腔内并将其填充，然后在该空腔内冷却使其固化，就可以得到成型件。
上述注射成型机具有合模装置和注射装置，上述合模装置具有固定模板和活动模板，合模用缸筒通过活动模板的进退进行关模，合模和开模等动作。
另一方面，上述注射装置具有将料斗供给的树脂加热溶化的加热缸筒和将溶化后的树脂射出的注射喷咀，上述加热缸筒内配置有可自由旋转且可自由进退的螺杆。当该螺杆前进时由注射喷咀将树脂射出，当该螺杆后退时进行树脂的计量。
为了使上述螺杆作前进和后退运动，提出了使用电动机的电动注射成型机的注射装置。
图1是传统的电动注射成型机注射装置的结构示意图。
该图中，2是注射装置，4是注射装置基架，在该注射装置基架4的前方(图中左侧)固定有加热缸筒21，该加热缸筒21的前端(图的左端)配置有注射喷咀21a。在上述加热缸筒21上设置有料斗21b，同时，该加热缸筒21内配置有可自由旋转且可自由进退(即在图中左右方向上移动)的螺杆20，该螺杆20的后端(图中的右端)由支架5支承且可自由旋转。
该支架5上安装着带有减速机构的计量马达6，该计量马达6的旋转通过同步皮带7a传递给上述螺杆20。
与上述螺杆20平行配置着可自由旋转的园头螺栓(ball screwshaft)8，该园头螺栓8的后端通过同步皮带7b与带有减速机构的注射马达9相连接，通过该注射马达9能够使园头螺栓8作转。该园头螺栓8的前端与固定在支架5内的滚珠螺母5a螺旋啮合。这样，当驱动上述注射马达9时，由同步皮带7b带动园头螺栓8转动，从而使滚珠螺母5a沿轴向移动。此外，上述支架5和滚珠螺母5a之间配置有压力传感器5b。当处于计量工序时，在上述注射装置2中，通过驱动计量马达6所产生的旋转，由同步皮带7a传递给螺杆20，该螺杆20按设定量后退(即向图中所示右侧移动)的同时，由料斗21b供给所需树脂，该树脂在加热缸筒21内加热溶化后聚积在上述螺杆20的前方。
在注射工序中，通过驱动注射马达9所产生的旋转由同步皮带7b传递给园头螺栓8，随着该园头螺栓8的转动，上述滚珠螺母5a及支架5向前运动(在图中左侧方向上移动)，与此同时，上述螺杆20也向前运动，聚积在该螺杆20前方的树脂由注射喷咀21a射出，填充图中未示的模具型腔空间。
这时，使滚珠螺母5a前进的力，即作用于螺杆20上的注射压力可由压力传感器5b测得。
上述传统的注射装置2中，由于上述注射压力是通过园头螺栓8的旋转产生的，所以，在上述滚珠螺母5a上附加作用有与园头螺栓8和滚珠螺母5a螺旋啮合角相对应的扭矩，因此降低了压力传感器5b的注射压力检测精度。
本发明的目的在于提供一种注射装置，能够解决上述传统注射装置所存在的问题，提高注射压力检测精度。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案。
一种注射装置，其特征在于具有a)缸筒部件；b)进退自由地设置在该缸筒部件内的注射部件；c)旋转自由地支承该注射部件的第1支承件；
d)驱动装置；e)与上述注射部件相连接并可相对自由旋转，且具有传递上述驱动部件的旋转的旋转传递部件和将旋转运动转换为直线运动的运动方向转换部件的传动轴；f)允许上述注射部件和传动轴相对旋转的第2支承件；g)设置在上述第1支承件和第2支承件之间的负荷检测装置。
记述的注射装置，其特征在于具有a)计量马达；b)将该计量马达的旋转传递给上述注射部件的传动装置。
记述的注射装置，其特征在于上述旋转传递部件由上述传动轴的花键轴部形成。
记述的注射装置，其特征在于上述运动方向转换部件由上述传动轴的园头螺栓部件形成。
一种注射装置，其特征在于具有a)加热缸筒；b)进退自由地设置在该加热缸筒内的螺杆；c)旋转自由地支承该螺杆的支承板；d)注射马达；e)与上述螺杆相连接且可相对自由旋转，并具有传递上述注射马达的旋转的旋转传递部件和将旋转运动转换为直线运动的运动方向转换部件的传动轴；f)允许上述螺杆和传动轴相对旋转的轴承箱；g)设置在上述支承板和轴承箱之间的负荷检测装置。
记述的注射装置，其特征在于上述旋转传递部件由上述传动轴的花键轴部形成。
记述的注射装置，其特征在于上述运动方向转换部件由上述传动轴的园头螺栓部件形成。
在本发明的注射装置中，具有缸筒部件、进退自由地设置在该缸筒部件内的注射部件、旋转自由地支承该注射部件的第1支承件、驱动装置、与上述注射部件相连接且可相对自由旋转，并具有传递上述驱动部件旋转的旋转传递部件和将旋转运动转换为直线运动的运动方向转换部的传动轴、允许上述注射部件与传动轴相对旋转的第2支承件和设置在上述第1支承件与第2支承件之间的负荷检测装置。
这种情况下，当上述驱动部件的旋转通过旋转传递部件传递给传动轴时，由运动方向转换部件将旋转运动转换为直接运动，上述注射部件向前移动并进行注射。这时，由负荷检测装置检测出注射力。
由于该负荷检测装置设置在上述第1支承件与第2支承件之间，所以在注射部件和旋转不会对负荷检测装置附加扭矩。此外，由于上述负荷检测装置通过第2支承件与传动轴相连接，所以传动轴的旋转不会对负荷检测装置附加扭矩。
这样可以提高负荷检测装置的注射力检测精度。
本发明的另一种注射装置中还具有计量马达和将该计量马达的旋转传递给上述注射部件的传动装置。
本发明的其它注射装置中还具有加热缸筒、进退自由地设置在该加热缸筒内的螺杆、旋转自由地支承该螺杆的支承板、注射马达、与上述螺杆相连接且可相对自由旋转，并具有传递上述注射马达旋转的旋转传递部件和将旋转运动转换为直线运动的运动方向转换部件的传动轴、允许上述螺杆和传动轴相对旋转的轴承箱，和设置在上述支承板和轴承箱之间的负荷检测装置。
本发明的其它注射装置中，在上述旋转传递部件在上述传动轴的花键轴部上形成。
本发明的其它注射装置中，在上述运动方向转换部件在上述传动轴的园头螺栓部件上形成。
以下，对本发明实施例参照附图进行说明。
图1是传统的电动注射成型机注射装置的结构示意图。
图2是本发明的实施形式1有关的内装电机式注射装置的剖面示意图。
图3是本发明实施形式2有关的内装电机式注射装置的剖面示意图。
下面参考图面详细说明本发明的实施形式。
图2是本发明实施形式1有关的内装电机式注射装置的剖面示意图。
在图2中，12是作为缸筒部件的加热缸筒，该加热缸筒12的前端处(图中左端)设置有注射喷咀12a，该加热缸筒12内，设置有作为注射部件的螺杆22，该螺杆22可自由旋转和自由进退。(即沿图中左右方向移动)。
该螺杆22的前端具有螺杆端头22a，同时向上述加热缸筒12内部的后方(图中的右侧)延伸，在后端(图中的右端)处固定有作为第2支承部件的轴承箱13。此外，上述螺杆22的周围形成有螺旋状的螺旋片23，由该螺旋片23形成沟槽26。
在上述加热缸筒12的相关部位处形成有图中未示的树脂供给口，该树脂供给口处设置了图中未示的料斗。在螺杆22处于加热缸筒12内最前端(图中的左侧)状态时，该树脂供给口在上述沟槽26后端部(图中右端部)对应部位上形成。此外，在上述加热缸筒12的周围设置有图中未示的加热器。
在计量工序中，当上述螺杆22一边旋转一边按设定量后退(向图中右侧移动)时，由上述料斗向加热缸筒12内供给颗粒状树脂，该树脂由上述加热器加热并溶化后沿沟槽26向前移动(向图中左侧移动)。这样，在上述螺杆端头22a的前方聚积了一次注射用的被溶化的树脂。
其后，在注射工序中，当上述螺杆22向前移动时，上述螺杆端头22a前方聚积的树脂由注射喷咀12a射出，并填充在图中未示的模具型腔空间。
在上述加热缸筒12的后方，设置有驱动上述螺杆22旋转或进退的驱动部15。该驱动部15具有基架17、相对于该基架17可自由移动地设置的作为第1驱动装置的计量马达81和固定在上述基架17上的作为第2驱动装置的注射马达82，该注射马达82与螺杆22在同一轴线上配置。
在上述基架17中设置了与上述螺杆22平行延伸的导向杆83，以使上述计量马达81能沿该导向杆83移动。为此，配置了作为第一支承件的支承板84，使其能够相对于上述导向杆83作自由滑动，在该支承板84上安装了计量马达81，同时，上述支承板84通过轴承106支承着从动皮带轮88。
在上述计量马达81的输出轴85上固定安装了主动皮带轮86，该主动皮带轮86与上述从动皮带轮88之间张设了由同步皮带89。在上述支承板84的后面(图中右侧)，通过作为负荷检测装置的压力传感器105安装了轴承箱13。此外，由主动皮带轮86、从动皮带轮88以及同步皮带89组成了传动装置。
另一方面，上述注射马达82由固定在上述基架17上的定子91和配置在该定子91内周一侧的转子92组成，该转子92相对于基架17被旋转自由地支承。为此，在该转子92内嵌入并固定中空的转子轴93，该转子轴93的两端分别通过轴承94、95分别支承在基架17上。
在上述轴承箱13内设置了作为支承装置的轴承96和97，通过该轴承96和97，螺杆22和作为传动轴的园头螺栓/花键轴组件98连接起来且可相对自由旋转，上述基架17上固定的滚珠螺母99和上述园头螺栓/花键轴组件98的前半部形成的园头螺栓部件98a螺旋啮合在一起。通过上述园头螺栓部件98a构成了将旋转运动转换为直线运动的运动方向转换部件，而滚珠螺母99和上述园头螺栓/花键轴组件98构成了运动方向转换装置。
在计量工序中，通过驱动上述计量马达81所产生的旋转，经过主动皮带轮86、同步皮带89、从动皮带轮88及螺杆22依次传递，该螺杆22旋转的同时向后移动，从而使一次注射用的树脂聚积在螺杆端头22a的前方。这种情况下，由于螺杆22与园头螺栓/花键轴组件98是通过支承板84、压力传感器105以及轴承箱13相连接且可作相对自由旋转，所以向从动皮带轮88传递的旋转不会传递给园头螺栓/花键轴组件98，而加热缸筒12内的树脂压力则通过支承板84、压力传感器105以及轴承箱13传递给园头螺栓/花键轴组件98。这样，园头螺栓/花键轴组件98旋转的同时向后移动，从使螺杆22亦向后移动。而且，该螺杆22向后移动时，由于克服树脂的压力形成了对该螺杆22的背压。
另一方面，在上述注射马达82中，通过向定子91供给设定频率的电流即可使上述螺杆22向前移动。为此，在上述转子轴93内侧大约中央位置处固定着环状的定位部件101，该定位部件101内周形成的花键102与上述园头螺栓/花键轴组件98的后半部形成的花键轴部98b相配合。通过该花键轴部98b构成了传递注射马达82的旋转的旋转传递部件，而由定位部件101以及园头螺栓/花键轴组件98构成了旋转传递装置。
在注射工序中，通过驱动上述注射马达82所产生的旋转，经转子轴93、定位部件101及园头螺栓/花键轴组件98依次传递园头螺栓。由于上述滚珠螺母99固定在上述基架17上，所以上述园头螺栓/花键轴组件98在旋转的同时向前移动，从而使螺杠22向前移动。这时，由螺杆22产生的注射力通过从动皮带轮88传递给压力传感器105，并由压力传感器105检测出来。
如上所述，由于注射马达82的旋转不通过减速机构、皮带轮等传递，而是直接传递给园头螺栓/花键轴组件98，所以，不仅可以提高机械效率，而且能够减小惯量。这样，在注射工序中，不仅可以缩短注射速度上升或变更过程所必须的时间，而且能够减小注射速度上升或变更所必须的扭矩。此外，还可以缩短由注射工序到保压工序转换的必要时间。
由于上述定位部件101设置在转子轴93内侧的大致中间位置上，所以在转子92内侧，花键轴部98b可在前后方向上移动。将为了计量马达81的旋转向螺杆22传递的主动皮带轮86、从动皮带轮88以及同步皮带89在轴线方向上与轴承箱13重迭布置，所以能够减小内装电机式注射装置的轴向尺寸。
由于上述压力传感器105安装在支承板84上，所以，螺杆22和从动皮带轮88旋转不会对压力传感器105附加扭矩。又因为上述压力传感器105通过轴承箱13与园头螺栓/花键轴组件98相连接，所以在园头螺栓/花键轴组件98的旋转也不会对压力传感器105附加扭矩。
这样，可以提高压力传感器105的注射压力检测精度。
下面说明本发明的实施形式2。
图3是本发明实施形式2的内装电机式注射装置的剖面示意图。
该图中，181是前盖(front plate)、182是安装在该前盖181上的水冷外罩、223是尾部壳体，该尾部壳体223由筒状部件226和复盖该筒状部件226两端的端盖(end plate)224、225组成。上述尾部壳体223内设置有作为第2驱动部件的注射马达145。
在前盖181和端盖224之间，设置有与图中未示的作为注射部件的螺杆平行延伸的导向杆183，作为第1驱动部件的计量马达201可沿该导向杆183移动。为此，设置了作为第1支承部件的支承板184，使其能够在上述导向杆183上自由滑动，在该支承板184上安装了计量马达201。该计量马达201配置在与上述螺杆不同但与其平行的轴线上，而上述注射马达145配置在与上述螺杆同一轴线上。
上述计量马达201的输出轴202上安装了主动齿轮203，该主动齿轮203与支承在图中未示的前部壳体上且可自由旋转的惰轮204相啮合。从动齿轮205通过轴承213、214设置在上述支承板184上，上述从动齿轮205与上述惰轮204相啮合。这样，通过驱动上述计量马达201而产生的旋转经过主动齿轮203、惰轮204以及从动轮205传递给连杆(rod)114。由主动齿轮203、惰轮204以及从动轮205组成了传动装置。
在上述支承板184的后面(图中右侧)通过作为负荷检测装置的压力传感器105安装有作为第2支承件的轴承箱231。
通过驱动上述注射马达145，即可使上述螺杆向前移动(向图中左侧移动)。为此，在上述轴承箱231内设置有轴承166、167和推力轴承168，通过上述轴承166、167，作为传动轴的园头螺栓/花键轴组件165的前端(图中左端)被旋转自由地支承，而轴向推力由上述推力轴承168承受。上述端盖224的前面(图中左侧)固定安装有滚珠螺母169，该滚珠螺母169与在园头螺栓/花键轴组件165前半部形成的园头螺栓部件123螺旋啮合。由该园头螺栓部件123和滚珠螺母169构成了将旋转运动转换为直线运动的运动方向转换部件，由上述滚珠螺母169和园头螺栓/花键轴组件165构成了运动方向转换装置。
在转子轴157的后端(图中右端)处安装有筒状的定位部件121，该定位部件121由上述转子轴157的后端部(图中右端部)延伸至大约中间位置处，其内周前端部处形成有花键122。通过该花键122，上述定位部件121和在园头螺栓/花键轴组件165后半部形成的花键轴部124进行花键连接。也就是说，园头螺栓/花键轴组件165，其前端由轴承箱231，其后端部通过定位部件121和转子轴157由轴承153、154，分别可自由旋转地支承。由上述花键轴部123形成了传递注射马达145的旋转的旋转传递部件，由定位部件121和园头螺栓/花键轴组件165形成了旋转传递装置。
上述转子轴157的后端部处固定安装有端盖131，通过该端盖131，使上述转子轴157内部得以密闭，用以防止转子轴157内进入图中未示的异物。在上述端盖131上安装有编码盘132，通过该编码盘132可直接检测出园头螺栓/花键轴组件165的旋转圈数。因此，在图中未示的控制装置中，可根据上述园头螺栓/花键组件165的旋转圈数计算出园头螺栓/花键轴组件165的位置。
这种情况下，转子149的旋转经过转子轴157以及定位部件121传递给园头螺栓/花键轴组件165，然后由上述园头螺栓部件123和滚珠螺母169将旋转运动转换为直线运动，即可使滚珠线杠/花键轴组件165前后移动。这样，驱动上述注射马达145带动转子149旋转，则可使园头螺栓/花键轴组件165向前移动，并推动螺杆向前移动，因此能够进行注射。此外，148是定子。
下面说明具有上述结构的注射装置动作原理。
首先，在计量工序中，通过驱动上述计量马达201所产生的旋转，经过主动齿轮203、惰轮204、从动齿轮205、连杆114及螺杆依次传递，该螺杆在旋转的同时向后移动(向图中右侧移动)，使一次注射用的树脂聚积在图中未示的螺杆端头前方(图中左侧)。这种情况下，螺杆与园头螺栓/花键轴组件165之间通过连杆114、从动齿轮205、支承板184、压力传感器105以及轴承箱231连接起来且可相对自由旋转，所以，传递给从动齿轮205的旋转并不传递给园头螺栓/花键轴组件165，而图中未示的作为缸筒部件的加热缸筒内的树脂压力经过连杆114、从动齿轮205、支承板184、压力传感器105以及轴承箱231传递给园头螺栓/花键轴组件165。这样，园头螺栓/花键轴组件165在旋转的同时向后移动，使螺杆亦向后移动。此外，该螺杆向后移动时，由于克服树脂的压力而产生了对该螺杆的背压。
另一方面，在注射工序中，通过驱动上述注射马达145所产生的旋转经过转子轴157、定位部件121及园头螺栓/花键轴组件165依次传递园头螺栓。由于上述滚球螺母169固定在端盖224上，所以园头螺栓/花键轴组件165在旋转的同时向前移动，使螺杆亦向前移动。
在本实施形式中，由于上述压力传感器105安装在支承板184上，所以在螺杆以及从动齿轮205的旋转不会对压力传感器105附加扭矩。并且，由于上述压力传感器105通过轴承箱231与园头螺栓/花键轴组件165相连接，所以，园头螺栓/花键轴组件165的旋转不会对压力传感器105附加扭矩。
这样能够提高压力传感器105的注射压力检测精度。
在上述各实施形式中，使用了螺杆作为注射部件，也可以用柱塞代替螺杆。
此外，本发明并不限定于上述实施形式，也可以有基于本发明主要思路的各种其它形式，这些形式也不应排除在本发明的范围之外。
权利要求
1.一种注射装置，其特征在于具有a)缸筒部件；b)进退自由地设置在该缸筒部件内的注射部件；c)旋转自由地支承该注射部件的第1支承件；d)驱动装置；e)与上述注射部件相连接并可相对自由旋转，且具有传递上述驱动部件的旋转的旋转传递部件和将旋转运动转换为直线运动的运动方向转换部件的传动轴；f)允许上述注射部件和传动轴相对旋转的第2支承件；g)设置在上述第1支承件和第2支承件之间的负荷检测装置。
2.根据权利要求1记述的注射装置，其特征在于具有a)计量马达；b)将该计量马达的旋转传递给上述注射部件的传动装置。
3.根据权利要求1记述的注射装置，其特征在于上述旋转传递部件由上述传动轴的花键轴部形成。
4.根据权利要求1记述的注射装置，其特征在于上述运动方向转换部件由上述传动轴的园头螺栓部件形成。
5.一种注射装置，其特征在于具有a)加热缸筒；b)进退自由地设置在该加热缸筒内的螺杆；c)旋转自由地支承该螺杆的支承板；d)注射马达；e)与上述螺杆相连接且可相对自由旋转，并具有传递上述注射马达的旋转的旋转传递部件和将旋转运动转换为直线运动的运动方向转换部件的传动轴；f)允许上述螺杆和传动轴相对旋转的轴承箱；g)设置在上述支承板和轴承箱之间的负荷检测装置。
6.根据权利要求5记述的注射装置，其特征在于上述旋转传递部件由上述传动轴的花键轴部形成。
7.根据权利要求5记述的注射装置，其特征在于上述运动方向转换部件由上述传动轴的园头螺栓部件形成。
全文摘要
本发明公开一种注射装置,其具有缸筒部件、进退自由地设置在该缸筒部件内的注射部件、旋转自由地支承该注射部件的第1支承件、驱动装置、与上述注射部件相对地旋转自由地连接,并具有传递上述驱动装置的旋转的旋转传递部件和将旋转运动转换为直线运动的运动方向转换部件的传动轴、允许上述注射部件与传动轴相对旋转的第2支承件和设置在上述第1支承件与第2支承件之间的负荷检测装置。
文档编号B29C45/76GK1240703SQ99109369
公开日2000年1月12日 申请日期1999年6月25日 优先权日1998年6月26日
发明者江本敦史 申请人:住友重机械工业株式会社