CN104395018A - 注射装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种注射装置(100)，其将对连结于注射柱塞的注射缸(1)进行驱动的增速缸(2)以及增压缸(3)并列地连结于注射缸(1)。增速缸(2)的活塞(2P)以及增压缸(3)的活塞(3P)被马达(10)、滚珠丝杠(11)以及螺母(12)同步地驱动。在注射缸(1)的底室(1B)与增速缸(2)的底室(2B)之间设置有引导操作单向阀(4)以及流量调整回路(5)。另外，在注射缸(1)的活塞杆室(1R)与增速缸(2)的活塞杆室(2R)以及增压缸(3)的活塞杆室(3R)之间设置有流量调整回路(7)。注射装置(100)通过马达(10)的驱动力并通过增速缸(2)以及增压缸(3)双方使注射缸(1)高速驱动，仅通过增压缸(3)以高压状态驱动注射缸(1)。

Description

注射装置

技术领域

本发明涉及一种注射装置。

背景技术

作为通过向模具内注射、填充成型材料来成型所希望的产品的装置，公知有注射装置。而且，在近来的注射装置中，例如专利文献1的注射装置那样，进行使用电动机对注射缸施加动作力的动作。专利文献1的注射装置具备使向模具内注射成型材料的注射柱塞动作的注射缸装置以及向注射缸装置供给工作油的转换缸装置。而且，在专利文献1的注射装置中，在向注射缸供给工作油时，使用电动机作为转换缸装置的转换活塞的驱动源。由此，在专利文献1的注射装置中，通过电动机的驱动力使转换缸装置的转换活塞动作从而向注射缸装置供给工作油，并且通过该被供给的工作油使注射缸装置的注射活塞向成型材料的注射方向动作。

专利文献1：日本特开2010-115683号公报

然而，对于注射装置而言，通常，通过低速工序、高速工序以及增压工序这三个工序使之动作，在这些各工序中，使注射活塞以所希望的速度且以对型腔内的成型材料施加所希望的压力的方式进行动作。因此，如专利文献1的注射装置那样，通过电动机的驱动力使动作用缸动作与仅通过基于油压泵等的工作油的流量控制使该动作用缸动作的情况相比，能够更加致密地对注射缸的动作量进行控制。对于注射装置而言，若由成型材料成型所希望的产品，则使注射活塞后退。注射活塞的后退动作不需要致密控制。因此，以往在后退动作中使用油压泵。在注射活塞的后退动作中使用油压泵的注射装置需要由油压泵以及工作油箱构成的油压单元。因此，部件件数增加并且注射装置的构造复杂化，从而大型化。

发明内容

本发明是鉴于上述的问题点而完成的，本发明的目的在于提供一种在注射活塞的后退动作中不使用油压单元的注射装置。

为了解决上述的课题，本发明的注射装置的特征在于，具备：注射缸，其对注射柱塞进行驱动而注射成型材料；第一缸，其与上述注射缸连结，并向上述注射缸供给、使上述注射缸排出工作油；第二缸，其与上述第一缸并列地与上述注射缸连结，并向上述注射缸供给、使上述注射缸排出工作油；驱动机构，其将上述第一缸的活塞以及上述第二缸的活塞驱动为能够进退；方向控制阀，其设置于上述注射缸的一端侧与上述第一缸的一端侧之间，并允许工作油从上述第一缸朝向上述注射缸的流动，切断工作油从上述注射缸朝向上述第一缸的流动；第一流量调整机构，其设置于上述方向控制阀与上述第一缸之间，并对上述第一缸的一端侧与上述注射缸的一端侧之间的工作油的流量进行调整；以及第二流量调整机构，其设置于上述注射缸的另一端侧与上述第一缸的另一端侧之间以及上述注射缸的另一端侧与上述第二缸的另一端侧之间，并对上述第一缸的另一端侧与上述注射缸的另一端侧之间以及上述第二缸的另一端侧与上述注射缸的另一端侧之间的工作油的流量进行调整。

根据本发明，能够提供一种注射活塞的后退动作不使用油压单元的注射装置。

附图说明

图1是本发明的注射装置的回路图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式的注射装置进行说明。

作为图1所示的注射装置的压铸机100是一种向由构成模具的固定金属模具与可动金属模具形成的型腔内注射、填充作为已熔融的成型材料的金属材料(例如铝)的装置。被注射至模具内的成型材料在凝固后被取出，从而成为所希望的成型品。压铸机100具备注射缸1，该注射缸1对注射柱塞进行注射驱动，该注射柱塞将被供给至与型腔连通的注射套筒内的金属材料向型腔推出。注射柱塞与注射缸1的活塞1P的活塞杆1Pa的前端连结。注射缸1经由配管与作为第一缸的增速缸2以及作为第二缸的增压缸3连结，其中作为第一缸的增速缸2向注射缸1供给、使注射缸1排出作为非压缩性流体(流体)的工作油。增速缸2的底部室2B与注射缸1的底部室1B连结。另外，增压缸3的底部室3B与增速缸2的底部室2B并列地与注射缸1的底部室1B连结。在本实施方式中，增速缸2的活塞2P的行程与增压缸3的活塞3P的行程被设定为相同的长度。另外，增速缸2的直径D2被设定为比增压缸3的直径D3大。增速缸2的活塞杆室2R经由配管与注射缸1的活塞杆室1R连结。另外，增压缸3的活塞杆室3R也经由配管与注射缸1的活塞杆室1R连结。增速缸2的活塞杆室2R与增压缸3的活塞杆室3R相对于注射缸1的活塞杆室1R并列。增速缸2的活塞2P从活塞杆室2R侧与螺母12连结。另外，增压缸3的活塞3P从活塞杆室3R侧与螺母12连结。螺母12嵌合于滚珠丝杠11。滚珠丝杠11通过马达10能够自由旋转。滚珠丝杠11与螺母12构成滚珠丝杠机构。螺母12是伴随着滚珠丝杠11的旋转而沿图1的左右方向移动的结构。活塞2P以及活塞3P通过螺母12能够在增速缸2以及增压缸3内进退。此外，在本实施方式中，活塞2P以及活塞3P以若螺母12移动则它们同步地移动相同的距离的方式与螺母12连结。另外，在本实施方式中，由马达10、滚珠丝杠11以及螺母12构成驱动机构。另外，本实施方式的驱动机构较单一。

在作为注射缸1的一端侧的底部室1B与作为增速缸2的一端侧的底部室2B之间的配管设置先导操作单向阀4作为方向控制阀。先导操作单向阀4允许工作油从增速缸2的底部室2B朝向注射缸1的底部室1B的流动。另外，先导操作单向阀4切断工作油从底部室1B朝向底部室2B的流动。先导操作单向阀4与引导先导压力的先导管路4P连接。先导管路4P与注射缸1的活塞杆室1R和增速缸2的活塞杆室2R之间的配管以及注射缸1的活塞杆室1R和增压缸3的活塞杆室3R之间的配管连接。在先导操作单向阀4与增速缸2的底部室2B之间的配管设置有流量调整回路5作为第一流量调整机构。在流量调整回路5设置有缓冲箱15、先导切换阀16以及单向阀6。缓冲箱15能够供补充增速缸2的工作油的不足部分程度的工作油暂时存积。单向阀6设置于从缓冲箱15向先导操作单向阀4与增速缸2的底部室2B之间的配管延伸的配管。单向阀6切断工作油从先导操作单向阀4与增速缸2的底部室2B之间的配管向缓冲箱15的流动。另外，单向阀6允许工作油从缓冲箱15向先导操作单向阀4与增速缸2的底部室2B之间的配管的流动。单向阀6为工作油的补充用控制阀，在增速缸2的底部室2B的工作油不足时，适当地供给工作油。先导切换阀16设置于从先导操作单向阀4与增速缸2的底部室2B之间的配管向缓冲箱15延伸的配管。先导切换阀16对工作油从先导操作单向阀4与增速缸2的底部室2B之间的配管向缓冲箱15的流动的连通或切断进行切换。先导切换阀16平时被弹簧向切断位置施力。先导切换阀16与先导管路16P连结。先导管路16P将注射缸1的底部室1B与先导操作单向阀4之间的配管的压力以及注射缸1的底部室1B与增压缸3的底部室3B之间的配管的压力向先导切换阀16引导。先导切换阀16的切换在来自先导管路16P的先导压力比弹簧的作用力大时进行。先导切换阀16在切换成连通状态时将工作油向缓冲箱15排出。在本实施方式中，切换先导切换阀16的先导管路16P的先导压力被设定为比通过增速缸2以及增压缸3能够加压的最大压力小的值。

在作为注射缸1的另一端侧的活塞杆室1R与作为增速缸2的另一端侧的活塞杆室2R之间的配管设置有流量调整回路7作为第二流量调整机构。设置有流量调整回路7的位置也存在于注射缸1的活塞杆室1R与作为增压缸3的另一端侧的活塞杆室3R之间的配管。在流量调整回路7设置有缓冲箱15、先导切换阀17以及单向阀8。在缓冲箱15存积有对增速缸2以及增压缸3、甚至各活塞杆室1R、2R、3R的工作油的不足部分进行补充的程度的工作油。单向阀8设置于从缓冲箱15向注射缸1的活塞杆室1R与增速缸2的活塞杆室2R之间的配管以及注射缸1的活塞杆室1R与增压缸3的活塞杆室3R之间的配管延伸的配管。单向阀8是工作油的补充用控制阀，切断工作油从注射缸1的活塞杆室1R与增速缸2的活塞杆室2R之间的配管以及注射缸1的活塞杆室1R与增压缸3的活塞杆室3R之间的配管向缓冲箱15的流动。另外，单向阀8允许工作油从缓冲箱15向注射缸1的活塞杆室1R与增速缸2的活塞杆室2R之间的配管以及注射缸1的活塞杆室1R与增压缸3的活塞杆室3R之间的配管的流动。单向阀8在增速缸2以及增压缸3、甚至各活塞杆室1R、2R、3R的工作油不足时，适当地供给工作油。先导切换阀17设置于从注射缸1的活塞杆室1R与增速缸2的活塞杆室2R之间的配管以及注射缸1的活塞杆室1R与增压缸3的活塞杆室3R之间的配管向缓冲箱15延伸的配管。先导切换阀17对工作油从注射缸1的活塞杆室1R与增速缸2的活塞杆室2R之间的配管以及注射缸1的活塞杆室1R与增压缸3的活塞杆室3R之间的配管向缓冲箱15的流动的连通或切断进行切换。先导切换阀17平时被弹簧向切断位置施力。先导切换阀17与先导管路17P连结。先导管路17P将注射缸1的活塞杆室1R与增速缸2的活塞杆室2R之间的配管的压力以及注射缸1的活塞杆室1R与增压缸3的活塞杆室3R之间的配管的压力向先导切换阀17引导。先导切换阀17的切换在来自先导管路17P的先导压力比弹簧的作用力大时进行。先导切换阀17在切换成连通状态时将工作油向缓冲箱15排出。

接下来，对本实施方式的作用进行说明。

注射装置100为了通过注射柱塞注射成型材料而对注射缸1进行驱动。因此，对注射装置100而言，为了以使注射缸1的底部室1B扩大的方式使活塞1P向注射柱塞侧移动，而向底部室1B供给工作油。注射装置100首先对马达10进行驱动而使滚珠丝杠11旋转。于是，与滚珠丝杠11嵌合的螺母12向接近增速缸2以及增压缸3的方向移动。若螺母12移动，则与螺母12连结的活塞2P以及活塞3P分别在增速缸2以及增压缸3内移动。活塞2P以及活塞3P分别被同步地驱动，从而移动相同的距离。在增速缸2中，若活塞2P移动，则底部室2B内的工作油被向注射缸1供给。被从底部室2B排出的工作油通过先导操作单向阀4流向注射缸1的底部室1B。此外，此时从底部室2B被排出的工作油不向流量调整回路5流动。在流量调整回路5中，先导切换阀16呈被弹簧向切断位置施力的状态。另外，单向阀6切断工作油从底部室2B向缓冲箱15的流动。在增压缸3中，若活塞3P移动，则底部室3B内的工作油被向注射缸1供给。被从底部室3B排出的工作油与被从增速缸2的底部室2B排出的工作油一起流向注射缸1的底部室1B。

注射缸1通过从增速缸2以及增压缸3双方向底部室1B供给的工作油使活塞1P高速移动。由此注射柱塞高速注射成型材料。此外，在注射缸1中，活塞1P高速移动时，活塞杆室1R缩小。若活塞杆室1R缩小，则活塞杆室1R内的工作油被从活塞杆室1R排出，而流向增速缸2的活塞杆室2R以及增压缸3的活塞杆室3R。此时，在流量调整回路7中，在各活塞杆室1R、2R、3R内的工作油压力上升的情况下，先导切换阀17被向连通位置切换。然后，工作油被向缓冲箱15排出。另外，在各活塞杆室1R、2R、3R内的工作油的流量不足的情况下，能够从缓冲箱15经由单向阀8适当地供给工作油。

若注射柱塞通过注射缸1高速注射成型材料，则成型材料被填充到型腔内。填充结束时，在注射柱塞以及注射缸1相对于活塞1P的移动方向产生阻力。于是，注射缸1的底部室1B内的工作油压力由于被从增速缸2以及增压缸3供给的工作油而上升。注射装置100对马达10继续进行驱动，从而继续从增速缸2以及增压缸3向注射缸1供给工作油。若底部室1B内的压力上升，则先导管路16P内的压力也上升。然后，若先导管路16P内的压力超过规定值，则先导切换阀16从切断位置向连通位置切换。于是，由于注射缸1的底部室1B与先导操作单向阀4之间的工作油压力变高，所以被从增速缸2的底部室2B排出的工作油经由先导切换阀16向缓冲箱15流动而被排出。另一方面，被从增压缸3的底部室3B供给的工作油对注射缸1的底部室1B内的工作油进行加压。然后，对型腔内的成型材料继续进行加压。

被从底部室3B供给的工作油由于先导操作单向阀4而不向缓冲箱15流动。在注射缸1中，若底部室1B内的压力成为先导切换阀16的先导压力以上，则向底部室1B仅供给来自增压缸3的工作油。于是，工作油的供给量与从增速缸2以及增压缸3供给有工作油时相比降低。在注射缸1中，通过增压缸3的工作油来对活塞1P施加较高的压力。然后，通过注射缸1以及注射柱塞对型腔内增加压力。由此，对型腔内进行增压。通过该增压工序，成型材料在型腔内被加压而形成。

若注射柱塞以及注射缸1通过来自增压缸3的工作油对型腔内进行增压，则从型腔向注射柱塞以及注射缸1的阻力增加。于是，阻力从注射缸1的底部室1B向增压缸3传递，从而成为螺母12以及滚珠丝杠11至马达10的负荷阻力。在注射装置100中，对马达10的负荷扭矩进行监视。然后，若马达10的负荷扭矩成为规定值以上，则判断为成型材料的填充结束。并且，注射装置100对马达10继续进行驱动，从而在型腔内以规定扭矩对成型材料继续进行加压。之后，若成型材料凝固，则注射装置100使马达10停止。注射装置100通过成型材料的凝固而判断为成型结束。然后，注射装置100取出成型后的成型品。这里，在使可动金属模具从固定金属模具分离时，注射装置100为了将成型品从固定金属模具推出，对马达10进行驱动而对成型品的一部分施加负荷。由此，能够将成型品从固定金属模具取下。

接下来，注射装置100将马达10驱动为反转。然后，使注射柱塞以及注射缸1后退。若使马达10反转，则通过滚珠丝杠11以及螺母12使增速缸2的活塞2P以及增压缸3的活塞3P向反向移动。于是，在增压缸3中，活塞杆室3R缩小而底部室3B扩大。与此同时，在增速缸2中，活塞2P移动而使活塞杆室2R缩小。然后，增速缸2的底部室2B扩大。若活塞杆室2R以及活塞杆室3R缩小，则被从活塞杆室2R以及活塞杆室3R排出的工作油流向注射缸1的活塞杆室1R。若工作油流入注射缸1的活塞杆室1R，则对注射缸1的活塞1P施加压力。于是，连接活塞杆室1R与活塞杆室2R的管路以及连接活塞杆室1R与活塞杆室3R的管路内的压力上升，从而先导压力从先导管路4P以打开先导操作单向阀4的方式作用于先导操作单向阀4。注射缸1的活塞1P以工作油流入活塞杆室1R从而使底部室1B缩小的方式移动。于是，伴随着底部室1B的缩小，底部室1B内的工作油流向增速缸2的底部室2B以及增压缸3的底部室3B。由此，注射缸1的活塞杆室1R内的工作油增加，并且底部室1B内的工作油减少从而活塞1P移动。然后，注射缸1以及注射柱塞后退。若注射柱塞以及注射缸1后退至规定位置，则工作油不从注射缸1的底部室1B流出。此时，增速缸2的活塞2P以及增压缸3的活塞3P未返回至规定位置，而继续朝向规定位置返回。伴随着底部室2B以及底部室3B的扩大，通过缓冲箱15经由单向阀6来补充不足的工作油。若增速缸2的活塞2P以及增压缸3的活塞3P后退至规定位置，则注射成型的一个周期结束。

本实施方式的注射装置100起到以下的效果。

(1)在本实施方式的注射装置100中，将增速缸2以及增压缸3与注射缸1并列地配置。而且，通过马达10、滚珠丝杠11以及螺母12同步驱动增速缸2以及增压缸3。因此，能够通过单一的由马达10、滚珠丝杠11以及螺母12构成的驱动机构实现高注射速度与注射压力。

(2)注射装置100的驱动机构形成由马达10、滚珠丝杠11以及螺母12构成的单一的结构。因此，与使用多个驱动机构对增速缸2以及增压缸3进行驱动的情况相比，能够减少部件件数，从而使注射装置100低成本化。另外，由于仅设置单一的驱动机构即可，所以能够使注射装置100省空间化、小型化。

(3)注射装置100的注射缸1由增速缸2、增压缸3、流量调整回路5以及流量调整回路7构成，并被马达10驱动。因此，注射缸1的后退动作也较容易，不需要针对后退动作设置油压泵等。另外，与设置油压泵的情况相比，能够实现注射装置100的低成本化以及小型化。

(4)在注射装置100设置流量调整回路5以及流量调整回路7。因此，即使因从注射装置100的各部的密封件泄露等而使工作油量变化，也能够使工作油量恢复原状，从而注射装置100能够得到稳定的动作。

(5)在注射装置100设置流量调整回路5。通过流量调整回路5能够容易地切换增速缸2的工作油的流动。

(6)流量调整回路5由缓冲箱15、单向阀6以及先导切换阀16构成。先导切换阀16能够通过先导压力自由切换。因此，不需要在流量调整回路5设置新的驱动机构等，而能够将流量调整回路5形成为简单的构造。另外，流量调整回路7也与流量调整回路5相同，能够形成简单的结构，从而不需要设置新的驱动机构。

(7)增速缸2的直径D2设定为比增压缸3的直径D3大。因此，在驱动注射缸1时，能够通过增速缸2的较大的直径D2的活塞2P供给更多的工作油而实现注射缸1的高速驱动。

本发明不限定于上述的实施方式。以下记载本发明的变更例。

○实施方式的增速缸2与增压缸3采用直径不同的相同行程，但不限定于此。两缸的尺寸能够适当地变更。例如，增速缸2的直径D2与增压缸3的直径D3也可以相同。另外，直径D2也可以比直径D3小。活塞2P、3P的直径也可以与注射缸1的活塞1P的直径D1相应地适当地设定。并且，活塞2P的行程与活塞3P的行程也可以不相同。

○流量调整回路5不限定于实施方式的结构。例如，代替流量调整回路5也可以使用电磁切换阀。并且，也可以构成为通过限位开关等对注射缸1的位置进行检测并在规定位置切换切换阀。并且，也可以构成为在马达10设置编码器等，通过马达10的驱动量等切换切换阀。另外，代替单向阀6也可以使用切换阀。

○实施方式的驱动机构不限定于滚珠丝杠构造。只要通过马达10能够对增速缸2的活塞2P以及增压缸3的活塞3P进行驱动可以适当地改变结构。另外，可以设置多组滚珠丝杠11以及螺母12。

○注射装置100的驱动机构也可以不是单一的。例如，也可以通过不同的驱动机构对增速缸2以及增压缸3进行驱动。增速缸2以及增压缸3只要取得流量的平衡，则也可以单独地进行驱动。

○使用先导操作单向阀4作为方向控制阀，但不限定于此。也可以使用电磁切换阀。

符号说明

1...注射缸；1B...底部室；1P...活塞；1Pa...活塞杆；1R...活塞杆室；2...增速缸；2B...底部室；2P...活塞；2R...活塞杆室；3...增压缸；3B...底部室；3P...活塞；3R...活塞杆室；4...先导操作单向阀；4P...先导管路；5...流量调整回路；6...单向阀；7...流量调整回路；8...单向阀；10...马达；11...滚珠丝杠；12...螺母；15...缓冲箱；16...先导切换阀；16P...先导管路；17...先导切换阀；17P...先导管路；100...压铸机(注射装置)。

Claims (3)

1.一种注射装置，其特征在于，具备：

注射缸，其对注射柱塞进行驱动而注射成型材料；

第一缸，其与所述注射缸连结，并向所述注射缸供给、使所述注射缸排出工作油；

第二缸，其与所述第一缸并列地与所述注射缸连结，并向所述注射缸供给、使所述注射缸排出工作油；

驱动机构，其将所述第一缸的活塞以及所述第二缸的活塞驱动为能够进退；

方向控制阀，其设置于所述注射缸的一端侧与所述第一缸的一端侧之间，并允许工作油从所述第一缸朝向所述注射缸的流动，并切断工作油从所述注射缸朝向所述第一缸的流动；

第一流量调整机构，其设置于所述方向控制阀与所述第一缸之间，并对所述第一缸的一端侧与所述注射缸的一端侧之间的工作油的流量进行调整；以及

第二流量调整机构，其设置于所述注射缸的另一端侧与所述第一缸的另一端侧之间以及所述注射缸的另一端侧与所述第二缸的另一端侧之间，并对所述第一缸的另一端侧与所述注射缸的另一端侧之间以及所述第二缸的另一端侧与所述注射缸的另一端侧之间的工作油的流量进行调整。

2.根据权利要求1所述的注射装置，其特征在于，

所述第一流量调整机构具备：

缓冲箱，其能够供工作油暂时存积；

先导切换阀，其使将所述方向控制阀与所述第一缸的一端侧之间的工作油向所述缓冲箱排出成为可能；以及

补充用控制阀，其使向所述方向控制阀与所述第一缸的一端侧之间供给所述缓冲箱的工作油成为可能。

3.根据权利要求1或2所述的注射装置，其特征在于，

所述第二流量调整机构具备：

缓冲箱，其能够供工作油暂时存积；

先导切换阀，其使将所述注射缸的另一端侧与所述第一缸的另一端侧之间以及所述注射缸的另一端侧与所述第二缸的另一端侧之间的工作油向所述缓冲箱排出成为可能；以及

补充用控制阀，其使向所述注射缸的另一端侧与所述第一缸的另一端侧之间以及所述注射缸的另一端侧与所述第二缸的另一端侧之间供给工作油成为可能。