本申請主張基于2016年3月24日申請的日本專利申請第2016-060668號的優先權。其申請的全部內容通過參考援用于本說明書中。

本發明涉及一種注射裝置。

背景技術：

專利文獻1中所記載的注射裝置具備：固定有螺桿的第1支承體；固定有缸體的第2支承體；作為用于前后驅動螺桿的驅動源的馬達；及將基于馬達的旋轉運動轉換為直線運動并使第1支承體前后移動的滾珠絲杠。滾珠絲杠具有貫穿第1支承體的絲杠軸及設置于絲杠軸并且固定于第1支承體的后部的螺母。

專利文獻1：日本特開2014-100864號公報

注射裝置具有負載檢測器，其檢測為了進行各種控制而作用于螺桿等注射部件的負載。負載檢測器設置于注射部件與其驅動源之間的力的傳遞路徑上。負載檢測器組裝于注射裝置，因此注射裝置的前后方向尺寸長。

技術實現要素：

本發明是鑒于這種課題而完成的，其主要目的在于提供一種能夠縮短前后方向尺寸的注射裝置。

根據本發明的一方式，提供一種注射成型機，其具有：

缸體，內部供給有成型材料；

前方支撐件，安裝有所述缸體的后端部；

注射部件，在所述缸體的內部旋轉自如且進退自如；

旋轉驅動部，使所述注射部件旋轉；

后方支撐件，支承所述旋轉驅動部及所述注射部件，并且在所述前方支撐件的后方相對于所述前方支撐件進退；及

負載檢測器，在所述旋轉驅動部的前方安裝于所述后方支撐件，并檢測作用于所述注射部件的負載。

發明效果

根據本發明的一方式，提供一種能夠縮短前后方向尺寸的注射裝置。

附圖說明

圖1是搭載有基于第1實施方式的注射裝置的注射成型機的內部結構的側視圖。

圖2是搭載有基于第1實施方式的注射裝置的注射成型機的側視圖。

圖3是搭載有基于第1實施方式的注射裝置的注射成型機的俯視圖。

圖4是將基于第2實施方式的注射裝置的一部分截斷表示的側視圖。

圖中：40-注射裝置，41-缸體，42-噴嘴，43-螺桿，45-計量馬達，46-注射馬達，47-負載檢測器，51-前方支撐件，53-后方支撐件，61-輸出軸，62-軸承，63-軸承架，90-控制裝置。

具體實施方式

以下，參考附圖對本發明的實施方式進行說明，但在各附圖中，對相同或相對應的結構標注相同或相對應的符號并省略說明。

[第1實施方式]

圖1是搭載有基于第1實施方式的注射裝置的注射成型機的內部結構的側視圖。圖2是搭載有基于第1實施方式的注射裝置的注射成型機的側視圖。圖3是搭載有基于第1實施方式的注射裝置的注射成型機的俯視圖。在各圖中，x方向、y方向及z方向為彼此垂直的方向，x方向為缸體41的軸向，y方向為與框架fr上的導向件gd的固定面平行的方向，z方向為與框架fr上的導向件gd的固定面垂直的方向。

注射成型機具有框架fr、注射裝置40及控制裝置90。以下，將填充時的螺桿43的移動方向(圖1及圖2中的左方向)作為前方，將計量時的螺桿43的移動方向(圖1及圖2中的右方向)作為后方來進行說明。

注射裝置40相對于框架fr進退自如，并且相對于模具裝置進退自如。注射裝置40與模具裝置接觸，并向模具裝置內的模腔空間填充成型材料。通過使填充到模腔空間的成型材料冷卻固化來獲得成型品。注射裝置40例如具有缸體41、噴嘴42、螺桿43、冷卻器44、計量馬達45、注射馬達46、負載檢測器47、加熱器48及溫度檢測器49等。

缸體41對從供給口41a供給至內部的成型材料進行加熱。供給口41a形成于缸體41的后部。缸體41的后部的外周設置有水冷缸體等冷卻器44。在比冷卻器44更靠前方處，缸體41的外周設置有帶式加熱器等加熱器48和溫度檢測器49。

缸體41在缸體41的軸向(圖1及圖2中的左右方向)上被劃分為多個區域。各區域設置有加熱器48和溫度檢測器49。控制裝置90控制加熱器48，以使在每個區域，溫度檢測器49的實測溫度成為設定溫度。缸體41的后端部安裝于前方支撐件51。安裝有前方支撐件51的前方滑塊52沿著固定于框架fr的導向件gd而滑動。

噴嘴42設置于缸體41的前端部并被按壓到模具裝置。噴嘴42的外周設置有加熱器48和溫度檢測器49?？刂蒲b置90控制加熱器48，以使噴嘴42的實測溫度成為設定溫度。

螺桿43旋轉自如且進退自如地配設于缸體41內。若旋轉螺桿43，則成型材料沿著螺桿43的螺旋狀槽被輸送到前方。成型材料被輸送到前方的同時被來自缸體41的熱逐漸熔融。隨著液態的成型材料被輸送到螺桿43的前方并蓄積在缸體41的前部，使螺桿43后退。之后，若使螺桿43前進，則從噴嘴42射出螺桿43前方的成型材料并填充于模具裝置內。螺桿43與權利要求書中所記載的注射部件對應。

計量馬達45使螺桿43旋轉。如圖1所示，計量馬達45與保持旋轉自如地支承計量馬達45的輸出軸61的軸承62的軸承架63一同安裝于后方支撐件53。安裝有后方支撐件53的后方滑塊54在比前方滑塊52更靠后方處沿著導向件gd滑動。計量馬達45與權利要求書中所記載的旋轉驅動部對應。

計量馬達45的輸出軸61與螺桿43的延長軸配設在同一直線上。計量馬達45的輸出軸61在軸承62的前方具有嵌合螺桿43的延長軸的嵌合部61a。嵌合部61a具有供螺桿43的延長軸插入的插入孔，并具有大于螺桿43的延長軸的直徑。

注射馬達46使螺桿43進退。如圖2所示，注射馬達46安裝于前方支撐件51。注射馬達46的旋轉運動通過運動轉換機構55轉換為后方支撐件53相對于前方支撐件51的直線運動。注射馬達46與權利要求書中所記載的進退驅動部對應。

運動轉換機構55具有絲杠軸56及螺合于絲杠軸56的絲杠螺母57。絲杠軸56與絲杠螺母57之間可夾入滾珠或滾子。

圖2中，絲杠軸56連結于注射馬達46的輸出軸，絲杠螺母57固定于后方支撐件53。若驅動注射馬達46來使其輸出軸旋轉，則絲杠軸56進行旋轉，絲杠螺母57進行進退，從而后方支撐件53和螺桿43進退。

另外，絲杠軸56和絲杠螺母57的配置并不限定于圖2的配置。作為絲杠軸56和絲杠螺母57的配置，除了圖2的配置之外，例如還可舉出下述(1)的配置或下述(2)的配置。在后述的圖4中相同。

(1)可以為如下，即在固定于前方支撐件51的注射馬達46的輸出軸上固定有絲杠螺母57，在后方支撐件53上固定有絲杠軸56。此時，驅動注射馬達46來使其輸出軸旋轉時，絲杠螺母57進行旋轉，并且絲杠軸56進行進退，由此后方支撐件53或螺桿43進行進退。

(2)可以為如下，即在固定于前方支撐件51的注射馬達46的輸出軸上花鍵結合有絲杠軸56的前端部，絲杠軸56的后端部旋轉自如地被后方支撐件53支承，絲杠螺母57固定于前方支撐件51。此時，驅動注射馬達46來使其輸出軸旋轉時，絲杠軸56旋轉的同時進行進退，由此后方支撐件53或螺桿進行進退。

另外，本實施方式的注射馬達46安裝于前方支撐件51，但也可安裝于后方支撐件53。根據注射馬達46的配置，可適當變更絲杠軸56和絲杠螺母57的配置。

另外，本實施方式的注射馬達46的輸出軸配置在與絲杠軸56和絲杠螺母57相同的直線上，但也可錯開配置。此時，注射馬達46的旋轉運動經由傳送帶或帶輪等旋轉傳遞部件傳遞到運動轉換機構55。

如圖3所示，注射馬達46和運動轉換機構55可以以多組使用，也可設置于隔著缸體41的兩側。另外，注射馬達46和運動轉換機構55的組數沒有特別限定，例如可以是1組。

負載檢測器47設置于注射馬達46與螺桿43之間的力的傳遞路徑上，并檢測作用于螺桿43的負載。例如，從成型材料作用于螺桿43的負載經由螺桿43的延長軸或計量馬達45的輸出軸61、軸承62、軸承架63等傳遞到負載檢測器47。另一方面，使螺桿43進退的注射馬達46的驅動力經由運動轉換機構55和后方支撐件53等傳遞到負載檢測器47。

負載檢測器47將表示該檢測結果的信號發送到控制裝置90。負載檢測器47的檢測結果用于控制和監視螺桿43從成型材料接受的壓力、對螺桿43的背壓、從螺桿43作用于成型材料的壓力等。

如圖1和圖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?？刂蒲b置90通過使cpu91執行存儲于存儲介質92的程序來進行各種控制。并且，控制裝置90通過輸入接口93接收來自外部的信號，并通過輸出接口94向外部發送信號?？刂蒲b置90控制填充工序、保壓工序、計量工序等。

在填充工序中，驅動注射馬達46來使螺桿43以設定速度前進，并將蓄積到螺桿43的前方的液態的成型材料填充于模具裝置內的模腔空間。螺桿43的位置和速度例如使用注射馬達46的編碼器46a來檢測。編碼器46a檢測注射馬達46的旋轉，并將表示該檢測結果的信號發送到控制裝置90。螺桿43的位置達到設定位置時，進行從填充工序到保壓工序的切換(所謂v/p切換)。螺桿43的設定速度可根據螺桿43的位置和時間等而改變。

另外，也可在填充工序中螺桿43的位置到達設定位置之后，使螺桿43暫時停止在該設定位置，然后進行v/p切換?？稍诩磳⑦M行v/p切換之前，代替螺桿43的停止而進行螺桿43的緩慢前進或緩慢后退。

在保壓工序中，驅動注射馬達46來以設定壓力向前方按壓螺桿43，并對填充于模具裝置內的模腔空間的成型材料施加壓力。能夠補充因冷卻收縮而產生的不足量的成型材料。成型材料的壓力例如使用負載檢測器47進行檢測。

在保壓工序中，模腔空間的成型材料被逐漸冷卻，保壓工序結束時，模腔空間的入口被已固化的成型材料堵住。該狀態被稱作澆口密封，并防止成型材料從模腔空間逆流。保壓工序之后開始冷卻工序。在冷卻工序中，進行模腔空間內的成型材料的固化。為了縮短成型周期，可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來使螺桿43以設定速度旋轉，并沿著螺桿43的螺旋狀槽將成型材料輸送到前方。隨此，成型材料逐漸被熔融。隨著液態的成型材料被輸送到螺桿43的前方并蓄積在缸體41的前部，使螺桿43后退。螺桿43的轉速例如使用計量馬達45的編碼器45a進行檢測。編碼器45a將表示該檢測結果的信號發送到控制裝置90。

在計量工序中，為了限制螺桿43的急劇后退，可驅動注射馬達46來對螺桿43施加設定背壓。對螺桿43的背壓例如使用負載檢測器47進行檢測。螺桿43后退至設定位置，并且在螺桿43的前方蓄積規定量的成型材料時，計量工序結束。

因此，如圖1所示，本實施方式的負載檢測器47在計量馬達45的前方安裝于后方支撐件53。例如，負載檢測器47安裝于在后方支撐件53的貫穿孔的壁面所形成的臺階部和軸承架63的前表面這兩者上。由此，能夠使負載檢測器47的前后方向位置與輸出軸61的嵌合部61a的前后方向位置重疊，并能夠縮短注射裝置40的前后方向尺寸。

另外，只要能夠使負載檢測器47的前后方向位置與輸出軸61的嵌合部61a的前后方向位置重疊即可，后方支撐件53的形狀和軸承架63的形狀沒有特別限定，負載檢測器47的安裝位置也沒有特別限定。

例如，在圖1中，形成于后方支撐件53的貫穿孔的壁面上的臺階部為向前方向，在向前方向的臺階部安裝有負載檢測器47的后表面，但上述臺階部可以為向后方向，也可在向后方向的臺階部上安裝有負載檢測器47的前表面。

并且，在圖1中，設置于軸承架63的前端部的前側凸緣部63a配置在負載檢測器47的后方，負載檢測器47的后表面安裝于前側凸緣部63a的前表面，但也可以是前側凸緣部63a配置于負載檢測器47的前方，負載檢測器47的前表面安裝于前側凸緣部63a的后表面。

[第2實施方式]

圖4是將基于第2實施方式的注射裝置的一部分截斷表示的側視圖。本實施方式的注射裝置40a中，與上述第1實施方式的注射裝置40不同，注射馬達46經由負載檢測器47安裝于前方支撐件51。以下，主要對不同點進行說明。

負載檢測器47設置于注射馬達46與螺桿43之間的力的傳遞路徑上，并檢測作用于螺桿43的負載。例如，從成型材料作用于螺桿43的負載經由螺桿43的延長軸或計量馬達45的輸出軸61、軸承62、軸承架63、后方支撐件53、運動轉換機構55、注射馬達46等傳遞到負載檢測器47。

負載檢測器47安裝于前方支撐件51和注射馬達46這兩者上。例如，負載檢測器47被夾在前方支撐件51和注射馬達46上，并安裝于前方支撐件51的前表面和注射馬達46的后表面上。因此，能夠使負載檢測器47的前后方向位置與缸體41或冷卻器44的前后方向位置重疊，并能夠縮短注射裝置40a的前后方向尺寸。

另外，只要能夠使負載檢測器47的前后方向位置與缸體41或冷卻器44的前后方向位置重疊即可，前方支撐件51的形狀和注射馬達46的形狀沒有特別限定，負載檢測器47的安裝位置也沒有特別限定。

例如，在圖4中，負載檢測器47被前方支撐件51和注射馬達46夾住，也可不被夾住。例如，可在注射馬達46的后端部設置后側凸緣部，并且在該后側凸緣部的前表面和前方支撐件51的前表面安裝負載檢測器47?；蛘?，也可以是注射馬達46被插入到前方支撐件51的貫穿孔中，在注射馬達46的前表面和前方支撐件51的前表面安裝負載檢測器47。

另外，本實施方式的注射馬達46安裝于前方支撐件51上，但也可以安裝于后方支撐件53上。此時，負載檢測器47可以安裝于后方支撐件53和注射馬達46這兩者上。

另外，本實施方式的計量馬達45被后方支撐件53支承且相對于框架fr進退自如，但也可在比后方支撐件53更靠后方固定于框架fr。在后者的情況下，計量馬達45的輸出軸與螺桿43的延長軸花鍵結合。

另外，本實施方式的計量馬達45的輸出軸配置在與螺桿43的延長軸相同的直線上，但也可錯開配置。后者的情況下，計量馬達45的旋轉運動經由傳送帶或帶輪等旋轉傳遞部件傳遞到螺桿43。

以上，對注射成型機的實施方式等進行了說明，但本發明不限定于上述實施方式等，在權利要求書中所記載的本發明的宗旨范圍內，可進行各種變形、改良。

例如，上述實施方式的注射裝置40是缸體41的軸向為水平方向的臥式，但也可以是缸體41的軸向為上下方向的立式。

上述實施方式的注射裝置40為同軸螺桿式，螺桿與權利要求書中所記載的注射部件對應，但本發明不限定于此。例如，注射裝置40可以為螺桿預塑式。螺桿預塑式的注射裝置將在塑化缸內熔融的成型材料供給至注射缸體中，并從注射缸體向模具裝置內注射成型材料。螺桿以旋轉自如的方式或旋轉自如且進退自如的方式配設于塑化缸內，柱塞以進退自如的方式配設于注射缸體內。螺桿及柱塞的至少一個與權利要求書中所記載的注射部件對應。