CN101856862B - 能够控制背压的注射装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供通过利用油压控制背压而使背压连续且保持恒定，从而能够良好的进行注射作业的注射装置。本发明的注射装置具有螺杆、旋转用马达、进退用马达、滚珠螺杆、滚珠螺母、连接构件，在所述螺杆的一端连接有连杆构件，该连杆构件随着所述螺杆的往复运动而一起运动，在所述连杆构件的一端连接有背压控制缸体部，所述背压控制缸体部经配管与工作油储存容器连接。根据具有这种结构的本发明的注射装置，在注射树脂作业时，通过缸体部能够控制产生的背压，使背压连续且将其保持为恒定。

Description

能够控制背压的注射装置

技术领域

本发明涉及能够控制背压的注射装置，更详细地说涉及能够在进行树脂计量时连续控制背压的注射装置。

背景技术

通常，注射成形机是用于向按照要成形的产品的形状而制造的模具内注入树脂的装置，由注射装置和合模装置构成。其中的所述注射装置是如下的装置：通过设置于筒部(barrel)内部的螺杆的旋转产生的机械能和安装于筒部外部的加热器产生的热能，使固体状的树脂粒子熔化，将熔化了的树脂注入按照要成形的产品的形状而制造的模具内并使其固化，从而获得期望形状的产品。

此时，设置于筒部内部的螺杆由螺杆部和螺杆头部构成，其中，所述螺杆部用于输送固体状树脂粒子及使固体状树脂粒子熔化，所述螺杆头用于防止在向模具内注入溶融树脂时树脂逆向流动。

为了使树脂熔化，将从料斗供给的树脂粒子投入安装了加热器的筒部，在筒部内，与液压马达或电动马达连接的螺杆进行旋转。利用由这样的螺杆产生的剪切热和加热器产生的热使树脂熔化。然后，通过螺杆头使熔化了的树脂堆积在螺杆头的前段部。

此时，在压送溶融树脂的情况下，螺杆一边后退一边向螺杆头输送从料斗供给的树脂。由此，使树脂连续向螺杆头的前段部堆积。当在螺杆头的前段部堆积规定量的所述溶融树脂并完成计量时，螺杆停止旋转，以适于成形条件的压力和速度沿轴向前进，将溶融树脂从筒部的排出口推入模具内。

下面，参照示出了这种现有的注射装置的图1进行更具体地说明。

现有的注射装置100基本由滚珠螺杆10、螺杆20、壳体30及测压装置(load cell)40构成。

滚珠螺杆10由滚珠螺杆轴11及滚珠螺杆螺母13构成，其中，所述滚珠螺杆轴11与第一电动马达50连接而进行旋转，所述滚珠螺杆螺母13随着滚珠螺杆轴11的旋转而被驱动进行进退。

即，滚珠螺杆10使第一电动马达50的旋转运动转化为进退往复运动。

另外，滚珠螺杆轴11的一端构成为贯通注射托架(injection bracket)80。

螺杆20与第二电动马达60连接，通过从马达60传递旋转力，螺杆20将已经熔化的树脂(未图示)向前端注射。但是，螺杆20在外周边具有突出部(未图示)，通过螺杆20的旋转能够将树脂挤出，因此螺杆20不适合连接在后述的壳体30上。

因而，螺杆20在后端还具有沿轴向延伸的延长轴21，螺杆20经该延长轴21与第二电动马达60连接，从而使第二电动马达60的旋转力传递至螺杆20。

壳体30的一端与螺杆20连接，壳体30的另一端与滚珠螺杆螺母13连接，通过滚珠螺杆螺母13的进退驱动力驱动螺杆20进行进退。

更准确地说，壳体30的一端与延长形成在螺杆20上的延长轴21连接，壳体30的另一端与滚珠螺杆螺母13连接，滚珠螺杆螺母13的驱动力传递至延长轴21，由此驱动螺杆20进行进退。

此时，通过轴承31连接壳体30与延长轴21。即，壳体30被滚珠螺杆螺母13驱动进行进退，延长轴21与第二电动马达60连接，并与螺杆20同时转动。由此，经轴承31将壳体30与延长轴21连接在一起，从而壳体30的压力传递至延长轴21。

测压装置40安装在螺杆20的外周边上，对通过壳体30前进而施加于螺杆20上的压力进行测定。

但是，如上所述，在螺杆20的后端具有延长轴21，延长轴21经轴承31与壳体30连接，因此，优选将测压装置40固定在延长轴21的外周边上。

这是因为，与测压装置40安装于在外周边形成有突出部的螺杆20上的情况相比，测压装置40安装在与壳体30连接的延长轴21的外侧而直接受到壳体30的压力，能够更准确地检测压力。

根据具有这种结构的现有的注射器100，通过第一电动马达50使滚珠螺杆轴11旋转，由此滚珠螺杆螺母13前进移动。

随之，在轴线方向上与滚珠螺杆螺母13结合的壳体30也同时前进。此时，第二电动马达60进行旋转而使延长轴21进行旋转，随着延长轴21的旋转，螺杆20也同时旋转，由此进行注射作业。

但是，通过螺杆20注射树脂不是仅通过旋转来进行，而需要能够从螺杆20的后段使螺杆20前进的力，使得螺杆20以一定的压力挤出树脂。因此，为了将通过所述第一电动马达50使壳体30进行的前进运动传递至螺杆20，经轴承31将壳体30与延长轴21连接在一起。

所述壳体30的前进运动传递至旋转着的延长轴21，螺杆20不仅具有旋转力，还具有前进力，由此注射树脂。

此时，需要对注射时的注射压进行控制以形成适当的树脂压，测压装置40发挥与上述相关的功能。即，测压装置40安装在延长轴21的外侧，在延长轴21受到来自壳体30的压力时对该压力进行测定。

这样测定的压力传递至控制部(未图示)，当树脂压超过允许值时，控制部控制第一电动马达50降低树脂压，当树脂压低于合理值时，控制部控制第一电动马达50升高树脂压。此时，通过增减调节第一电动马达50的旋转速度，对树脂压进行控制。

因而，根据现有的注射装置100，测压装置40安装在将螺杆20与壳体30连接的延长轴21的外侧，直接受壳体30的压力来对压力进行测定。

在使树脂可塑化的计量工序中，螺杆后退时，控制用于使筒部内的压力保持恒定的背压很重要。

特别是，在进行发泡注射成形时，在树脂计量中需要通过背压使筒部内的压力提高为一定的压力(能够发泡的压力)以上，使得在筒部内与发泡剂混合的树脂不会发泡。此时，筒部内的压力必须在不会明显地偏离目标压力的情况下，保持在恒定。

但是，在现有的注射装置100中，利用测压装置40在恒定的时间周期读取筒部内的压力与目标背压进行比较，当筒部内的压力大于目标背压时，为了将筒部内的压力调节为目标压力而调节螺杆的位置。在这样的过程中存在如下的问题，即，筒部内的压力不能保持在恒定，需要阶段性地调节压力，但这样不规则的压力调节使筒部内的压力不均衡，并且这样不规则的压力调节使筒部内的树脂发泡。

发明内容

因此，本发明是为了解决上述的现有问题而作出的，其目的在于提供通过利用油压控制背压而使背压连续并保持恒定，从而能够进行良好的注射作业的注射装置。

用于实现上述目的的本发明的能够控制背压的注射装置，具有：螺杆，在筒部内压送及计量树脂来进行注射，旋转用马达，与所述螺杆的末尾连接，使所述螺杆旋转，进退用马达，传递动力以使所述螺杆能够进退，滚珠螺杆，与所述进退用电动马达连接，受该进退用马达的旋转力而进行旋转，滚珠螺母，配置在所述滚珠螺杆的轴上，随着所述滚珠螺杆的旋转进行进退运动，连接构件，与所述滚珠螺母连接，进行往复运动；在所述螺杆的一端连接有连杆构件，该连杆构件随着所述螺杆的往复运动而一起运动，在所述连杆构件的一端连接有背压控制缸体部，所述背压控制缸体部经配管与工作油储存容器连接。

另外，优选在螺杆的端部具有注射压控制缸体部，所述注射压控制缸体部的一侧与所述连接构件结合，所述注射压控制缸体部经配管与工作油储存容器连接。

另外，优选在所述配管上分别具有开关用放泄阀(waste valve)。

另外，优选所述连杆构件的一端与结合在所述螺杆上的轴承结合，所述连杆构件的另一端与所述背压控制缸体部的活塞结合。

另外，优选所述注射压控制缸体部经轴承与所述螺杆的端部结合。

在本发明的注射装置中，在进行树脂的注射作业时，通过缸体部能够控制产生的背压，使背压连续并将其保持为恒定。

附图说明

图1是表示现有的注射装置的设置状态的剖视图。

图2是表示本发明的一个实施方式的注射装置的概略图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的优选的一个实施方式进行说明。另外，虽然参考附图示出的实施方式对本发明进行说明，但该实施方式仅作为一个实施方式而进行说明，不会由此对本发明的技术构思、本发明的核心结构及作用进行限制。

图2是表示本发明的一个实施方式的注射装置200的概略图。

本实施方式的注射装置200具有：筒部210；螺杆220，在筒部210内压送及计量树脂来进行注射；旋转用马达230，与螺杆220的末尾连接，使螺杆220旋转；进退用马达240，传递动力以使螺杆220能够进退；滚珠螺杆250，与进退用马达240连接，受进退用马达240的旋转力进行旋转；滚珠螺母260，配置在滚珠螺杆250的轴上，随着滚珠螺杆250的旋转而进退移动；连接构件270，与滚珠螺母260连接，进行往复运动。

根据本实施方式，在所述螺杆220的一端经轴承281连接有连杆构件280，所述连杆构件280随着螺杆220的往复运动而一起运动，连杆构件280的一端连接有背压控制缸体部290。

所述背压控制缸体部290具有缸体291和与所述连杆构件280结合而能够与其连动的活塞292。

另外，所述螺杆220的端部具有能够使螺杆220旋转的轴承221，在轴承221的一侧具有注射压控制缸体部300。注射压控制缸体部300具有缸体301和能够在缸体301的内部移动的活塞302，活塞302与所述连接构件270连接。

另外，所述背压控制缸体部290经配管290a、290b与工作油储存容器310连接，并且注射压控制缸体部300经配管300a、300b与工作油储存容器310连接。在配管290a上具有放泄阀320，在配管300a上具有放泄阀330。

所述旋转用马达230构成为通过带轮231、232和传动带233传递动力。所述旋转用马达230经导杆(未图示)等能够顺畅地移动。

另外，进退用马达240也构成为通过带轮241、242和传动带243传递动力。

所述带轮232与螺杆220的端部连接，所述带轮242与滚珠螺杆250的端部连接。

但是，动力传递装置不限于上述的带轮和传动带，也可以使用其它结构的动力传递装置。

根据这样的结构，流入筒部210内的树脂一边被压送一边熔化而向筒部210的前段部堆积，当施加的溶融树脂压超过已设定为能够抵抗溶融树脂压的背压时，打开放泄阀320，螺杆220在旋转的状态下在筒部210内后退。

此时，连杆构件280也连动而移动，而且与连杆构件280连接的背压控制缸体部290的活塞292也在缸体291内移动。于是，缸体291内的流体从配管290a被送至工作油储存容器310。

另外，在螺杆220的端部一侧结合有轴承221及注射压控制缸体部300，随着螺杆220的运动，轴承221及注射压控制缸体部300也同时后退移动。缸体301与活塞302进行相对运动，由此缸体301内的流体从配管300a通过打开的放泄阀330被送至工作油储存容器310。

当然，与带轮231、232及传动带233连接着的旋转用马达230也同时移动。

此时，连接构件270、滚珠螺杆250、滚珠螺母260及进退用马达240不运动，保持它们的配置状态。

另一方面，对于注射时作用的注射压，进退用马达240运转，经带轮241、242及传动带243将动力传递至滚珠螺杆250，在滚珠螺杆250进行旋转时滚珠螺母260进行直线移动，与滚珠螺母260结合的连接构件270也同时进行移动。

于是，与所述连接构件270结合的注射压控制缸体部300的活塞302也受到被按压的力，此时，缸体301内部的压力(油压)由放泄阀330保持为恒定压力(目标注射压)，在目标注射压的范围内，活塞302不移动而缸体301、轴承221移动，并且螺杆220在筒部210内移动进行注射动作。

此时，在注射动作发生异常时(例如，进退用马达240的异常动作)，即，当因由滚珠螺杆250旋转所引起的滚珠螺母260的变化后的移动速度，滚珠螺母260以目标注射压以上的压力推动活塞302时，放泄阀330打开，活塞302在缸体301内移动。与对应于活塞302在缸体301内移动的距离的缸体301体积相当的流体从配管300a送入工作油储存容器310内，并从配管300b向活塞302的末尾一侧的缸体301内供给流体，且供给的流体的量与对应于活塞302移动的距离的缸体301体积相当。

在此，检测活塞302的动作或者缸体301内的油压或者检测放泄阀330的动作，由此控制部(未图示)对进退用马达240的动作进行控制，从而调节注射压。

在所述螺杆220为了进行注射动作而前进移动时，连杆构件280也同时移动，与连杆构件280连接着的活塞292也在缸体291内移动(在图中，从右侧向左侧移动)，在放泄阀320打开的状态下，工作油储存容器310内的流体从配管290a送入缸体291内，然后流体再从配管290b送入工作油储存容器310而进行储存。

以上，为了方便而基于例示附图对本发明的实施方式进行说明，但本发明不限于此，能够在本发明的技术构思的范围内进行各种变形及修正。

Claims (4)

1.一种能够控制背压的注射装置，具有：

螺杆（220），在筒部（210）内压送及计量树脂来进行注射，

旋转用马达（230），与所述螺杆（220）的末尾连接，使所述螺杆（220）旋转，

进退用马达（240），传递动力以使所述螺杆（220）能够进退，

滚珠螺杆（250），与所述进退用马达（240）连接，受该进退用马达（240）的旋转力进行旋转，

滚珠螺母（260），配置在所述滚珠螺杆（250）的轴上，随着所述滚珠螺杆（250）的旋转进行进退运动，

连接构件（270），与所述滚珠螺母（260）连接，进行往复运动；其特征在于，

在所述螺杆（220）的一端连接有连杆构件（280），该连杆构件（280）随着所述螺杆（220）的往复运动而一起运动，在所述连杆构件（280）的一端连接有背压控制缸体部（290），

所述背压控制缸体部（290）经配管（290a、290b）与工作油储存容器（310）连接，

在所述螺杆（220）的端部具有注射压控制缸体部（300），所述注射压控制缸体部（300）的一侧与所述连接构件（270）结合，所述注射压控制缸体部（300）经配管（300a、300b）与工作油储存容器（310）连接。

2.如权利要求1所述的能够控制背压的注射装置，其特征在于，

在所述配管（290a、300a）上分别具有开关用放泄阀（320、330）。

3.如权利要求1所述的能够控制背压的注射装置，其特征在于，

所述连杆构件（280）的一端与结合在所述螺杆（220）上的轴承（281）结合，所述连杆构件（280）的另一端与所述背压控制缸体部（290）的活塞（292）结合。

4.如权利要求1所述的能够控制背压的注射装置，其特征在于，

所述注射压控制缸体部（300）经轴承（221）与所述螺杆（220）的端部结合。

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