專利名稱：注射裝置及注射方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種注射裝置及注射方法背景技術(shù)以往，在成形機，例如注射模塑成形機中，使在加熱缸內(nèi)加熱的溶融樹脂通過高壓注射并填充模具裝置的模腔空間，在該模腔空間中冷卻并固化后，取出成形品。
前述注射模塑成形機由模具裝置、合模裝置及注射裝置構(gòu)成，前述模具裝置具有固定模及可動模，前述合模裝置具有固定臺板、可動臺板、合模用電機等，驅(qū)動該合模用電機，通過使可動臺板相對于固定臺板進退進行前述模具裝置的模具的關(guān)閉、合模及開模。
另一方面，前述注射裝置具有將由料斗供給的樹脂加熱并溶融的加熱缸、用于注射溶融的樹脂的噴嘴等，前述加熱缸內(nèi)可自由進退并自由回轉(zhuǎn)地設(shè)置著作為注射部件的螺桿。并且，在注射工序中通過驅(qū)動注射用電機產(chǎn)生回轉(zhuǎn)力，由滾珠絲杠等運動方向變換裝置將回轉(zhuǎn)運動變換為直線運動，通過使螺桿前進以從注射噴嘴注射樹脂，在計量工序中通過驅(qū)動計量用電機而使其回轉(zhuǎn)，并隨之使其后退以進行樹脂的計量。
可是，由于是通過運動方向變換裝置將回轉(zhuǎn)運動變換為直線運動的，在回轉(zhuǎn)運動變換為直線運動時會發(fā)生能量損失，從而降低了注射裝置的效率。
再者，由于滾珠絲杠等運動方向變換裝置起到了減速機構(gòu)的作用，雖然能夠以小的回轉(zhuǎn)力得到大的推力，但響應(yīng)性降低。
此外，由于在作為驅(qū)動部的電機與作為被驅(qū)動部的螺桿之間設(shè)置了滾珠絲杠等運動方向變換裝置，會產(chǎn)生間隙，降低了作為被驅(qū)動部的螺桿的停止位置精度。
為此，提供了一種在加熱缸的后端設(shè)置作為注射用驅(qū)動部的直線電機裝置，通過驅(qū)動該直線電機裝置使螺桿前進的注射裝置。在此情況下，螺桿與前述直線電機裝置的直線電機連接，通過驅(qū)動直線電機裝置，能夠使螺桿直接前進。
但是，在前述結(jié)構(gòu)的注射裝置中，由于在計量工序中必須將通過驅(qū)動計量用電機產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)傳遞到螺桿上，需要在計量用電機與螺桿之間形成預(yù)定的回轉(zhuǎn)傳遞系統(tǒng)。并且，在伴隨著直線電機裝置的驅(qū)動而使螺桿前進的情況下，可以使前述回轉(zhuǎn)傳遞系統(tǒng)也同樣地進退，因此包括螺桿的可動部分的重量較大，降低了注射裝置的響應(yīng)性。
此外，使用作為注射用驅(qū)動部的直線電機裝置時，雖然與回轉(zhuǎn)型的電機相比，響應(yīng)性得到提高，但由于通過驅(qū)動直線電機裝置產(chǎn)生的推力較小，從而由該推力使螺桿前進時產(chǎn)生的注射力也較小。因此，考慮加大直線電機的容量，但如果直線電機的容量加大，注射裝置的該部分變大，可動件的重量增加，響應(yīng)性必然降低。
此外，考慮通過減小螺桿的直徑來加大注射壓力，但如果螺桿的直徑較小，不但螺桿的耐久性降低，可塑化能力和計量穩(wěn)定性等也會降低。
發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種可以解決前述現(xiàn)有的注射裝置的問題，能夠提高效率、減小體積、提高注射部件的耐久性的注射裝置及注射方法。
因此，在本發(fā)明的注射裝置中，具有可自由進退地被設(shè)置于缸部件內(nèi)的注射部件、被驅(qū)動從而使該注射部件前進的直線電機裝置、可自由回轉(zhuǎn)地設(shè)置于缸部件內(nèi)的計量部件、使該計量部件回轉(zhuǎn)的計量用驅(qū)動裝置。
在此情況下，在注射工序中，通過驅(qū)動直線電機裝置能夠使注射部件直接前進從而進行注射，不需要使用注射用的電機。因而，由于不需要通過滾珠絲杠等運動方向變換裝置將回轉(zhuǎn)運動變換為直線來使注射部件前進，能夠防止能量損失的產(chǎn)生。其結(jié)果，能夠提高注射裝置的效率。
并且，在計量工序中，將來自計量用驅(qū)動裝置的回轉(zhuǎn)傳遞到計量部件，但注射部件與計量部件被獨立地設(shè)置，不需要在計量用驅(qū)動裝置與注射部件之間形成回轉(zhuǎn)傳遞系統(tǒng)。因而，能夠使注射部件與直線電機裝置之間的結(jié)構(gòu)簡單化，因此，能夠減小與注射部件、直線電機裝置等結(jié)合的可動部分的重量，并且能夠提高注射裝置的響應(yīng)性。
此外，雖然通過驅(qū)動前述直線電機裝置而產(chǎn)生的推力較小，但由于注射部件的直徑變小，能夠使注射壓力變大。并且，由于不需要在注射部件上形成刮板、槽等，能夠提高注射部件的耐久性。
再者，由于注射部件與計量部件被獨立地設(shè)置，能夠使可塑化能力不依賴注射部件的耐久性從而自由地選擇計量部件，并能夠充分確保計量穩(wěn)定性。此外，由于不使用滾珠絲杠等運動方向變換裝置，不會產(chǎn)生間隙，能夠提高注射部件的停止位置精度。并且，由于能夠使注射壓力充分大，直線電機的容量不需要太大。因而，能夠使注射裝置小型化。
在本發(fā)明的其他注射裝置中，進一步將前述注射部件與計量部件設(shè)置在不同的軸上。
在本發(fā)明的另一注射裝置中，進一步將前述注射部件與計量部件設(shè)置在同一軸上。
在此情況下，由于注射部件與計量部件被設(shè)置在同一軸上，能夠減小注射裝置在高度方向的尺寸。并且，由于能夠?qū)⒆⑸洳考c計量部件收容在共用的缸部件內(nèi)，能夠減少用于加熱缸部件的加熱器的數(shù)量。進而能夠減少用于構(gòu)成注射裝置的部件的數(shù)量。
在本發(fā)明的其他注射裝置中，進一步在前述注射部件與直線電機裝置之間設(shè)置檢測前述注射部件前方的成形材料的壓力的檢測裝置。并且前述注射部件、檢測裝置及直線電機裝置被設(shè)置在同一軸上。
在此情況下，在計量工序中，由于在注射部件后退時不需要回轉(zhuǎn)注射部件，能夠提高由檢測裝置進行的背壓的檢測精度。此外，由于是在注射工序中使注射部件前進，在保壓工序中向注射部件施加背壓，不需要將回轉(zhuǎn)運動變換為直線運動，因此能夠可靠地防止向被設(shè)置于直線電機裝置與注射部件之間的檢測裝置施加回轉(zhuǎn)方向的力。再者，由于在同步皮帶等回轉(zhuǎn)傳遞系統(tǒng)中產(chǎn)生的張力不會傳遞到滾珠絲杠軸等上，能夠防止由檢測裝置檢測出張力。并且，由于不需要設(shè)置運動方向變換裝置、回轉(zhuǎn)傳遞系統(tǒng)等，不僅能夠減少部件數(shù)量，而且注射部件、檢測裝置、直線電機裝置等能夠被設(shè)置在同一軸上，因此能夠防止各部件的撓曲、彎曲、變形等對檢測裝置的檢測的影響。
因此，由于能夠提高由檢測裝置進行的注射壓力和保持壓力的檢測精度，能夠很好地控制背壓、注射壓力和保持壓等。
在本發(fā)明的其他注射裝置中，前述直線電機裝置進一步具有可自由進退地設(shè)置的可動部件、包圍該可動部件的驅(qū)動部機架、被設(shè)置在該驅(qū)動部機架上的線圈部件、與前述線圈部件相對地被設(shè)置在前述可動部件上的磁鐵、以及支承前述可動部件的導(dǎo)向裝置。
在本發(fā)明的其他注射裝置中，進一步將前述線圈部件設(shè)置在驅(qū)動部機架的頂壁及底壁上。并且前述磁鐵被設(shè)置在可動部件的上面及下面。
在此情況下，不需要在可動部件的上面及下面與驅(qū)動部機架之間設(shè)置導(dǎo)向裝置，只在可動部件的側(cè)面和驅(qū)動部件機架之間設(shè)置導(dǎo)向裝置即可，因此能夠使設(shè)置可動部件的作業(yè)簡單化。另外，能夠減小可動部件的尺寸，并且能夠減小直線電機裝置的尺寸。
并且，由于只減小可動部件的尺寸就可減輕可動部件，能夠提高直線電機裝置的加、減速特性。
另外，在柱塞式的注射裝置中，必須在直線電機裝置的上方設(shè)置螺桿缸，但由于能夠減小直線電機裝置的尺寸，可以容易地將直線電機裝置用作柱塞式的注射裝置的驅(qū)動裝置。
在本發(fā)明的其他注射裝置中，前述導(dǎo)向裝置進一步被設(shè)置在前述可動部件的側(cè)面與驅(qū)動部機架之間。
在此情況下，由于前述導(dǎo)向裝置被設(shè)置于可動部件的側(cè)面與驅(qū)動部機架之間，能夠減小可動部件在寬度方向及高度方向的尺寸，并且能夠減小直線電機裝置在寬度方向及高度方向的尺寸。
此外，即使伴隨直線電機裝置的驅(qū)動，在驅(qū)動部機架上發(fā)生熱膨脹，在各導(dǎo)向裝置中，也能夠由滑塊可靠地保持導(dǎo)軌。因而，不僅能夠使可動部件順利地進退，而且還不會向?qū)蜓b置施加負荷。
另外，由于不需要在可動部件的左右側(cè)面上設(shè)置磁鐵，可容易地將可動部件設(shè)置為磁性的中立狀態(tài)。因而，可以減小施加在導(dǎo)向裝置上的負荷，并且能夠提高導(dǎo)向裝置的耐久性。
此外，由于前述導(dǎo)向裝置被設(shè)置在可動部件的側(cè)面與驅(qū)動部機架之間，通過調(diào)整滑塊的位置，能夠調(diào)整可動部件在高度方向的位置。
在本發(fā)明的其他注射裝置中，前述導(dǎo)向裝置被設(shè)置在前述可動部件的下面與驅(qū)動部機架之間。
在此情況下，由于前述導(dǎo)向裝置不是被設(shè)置于可動部件的上面與驅(qū)動部機架之間，而是被設(shè)置于可動部件的下面與驅(qū)動部機架之間，能夠減小可動部件在高度方向的尺寸，進而能夠減小直線電機裝置在高度方向的尺寸。
此外，在本發(fā)明的另一注射裝置中，前述導(dǎo)向裝置被設(shè)置在前述可動部件的上面與驅(qū)動部機架之間。
在此情況下，由于前述導(dǎo)向裝置不是被設(shè)置于可動部件的下面與驅(qū)動部機架之間，而是被設(shè)置于可動部件的上面與驅(qū)動部機架之間，能夠減小可動部件在高度方向的尺寸，進而能夠減小直線電機裝置在高度方向的尺寸。
在本發(fā)明的其他注射裝置中，前述導(dǎo)向裝置具有在前述可動部件的長度方向延伸設(shè)置的導(dǎo)軌，以及被安裝在前述驅(qū)動部機架上、把持前述導(dǎo)軌的滑塊。
在此情況下，由于在前述可動部件上設(shè)置導(dǎo)軌、在驅(qū)動部機架上設(shè)置滑塊，能夠減小可動部件在高度方向的尺寸，其結(jié)果，能夠減小直線電機裝置在高度方向的尺寸。
在本發(fā)明的另一注射裝置中，在前述滑塊與驅(qū)動部機架之間設(shè)置彈性裝置。
在本發(fā)明的另一注射裝置中，前述驅(qū)動部機架具有向外方突出而成的突出片。
在此情況下，由于前述驅(qū)動部機架具有向外方突出而成的突出片，該突出片具有作為加強部件的功能，驅(qū)動部機架不會變形。因而，由于能夠防止在前述可動部件的推力下產(chǎn)生變動，能夠使注射部件穩(wěn)定地前進。其結(jié)果，能夠提高成形品的質(zhì)量。
此外，由于前述突出片具有作為冷卻部件的功能，將驅(qū)動部冷卻，因而伴隨直線電機裝置的驅(qū)動產(chǎn)生的熱量不會通過驅(qū)動部機架傳遞給加熱缸。因而，能夠使加熱缸內(nèi)的成形材料的溫度穩(wěn)定，能夠提高成形品的質(zhì)量。
在本發(fā)明的其他注射裝置中，設(shè)置多個前述突出片。并且在該各突出片之間形成空氣流路。
在本發(fā)明的其他注射裝置中，前述驅(qū)動部機架具有側(cè)壁。并且在該側(cè)壁上設(shè)置用于吸引空氣的冷卻扇。
在此情況下，不會使伴隨直線電機裝置的驅(qū)動而產(chǎn)生的熱量通過驅(qū)動部機架傳遞到加熱缸中。因而，能夠穩(wěn)定加熱缸內(nèi)的成形材料的溫度，能夠提高成形品的質(zhì)量。
在本發(fā)明的其他注射裝置中，前述冷卻扇進一步由空冷用罩體包圍。
在此情況下，能夠使冷卻扇穩(wěn)定地工作。
在本發(fā)明的其他注射裝置中，前述突出片在垂直于前述可動部件的移動方向的方向上延伸設(shè)置。
在此情況下，由于前述突出片在垂直于前述可動部件的移動方向的方向上延伸設(shè)置，在將驅(qū)動部機架冷卻后的、溫度上升的空氣不會被送到前方的加熱缸的周圍。因而，能夠進一步穩(wěn)定加熱缸內(nèi)的成形材料的溫度，能夠進一步提高成形品的質(zhì)量。
在本發(fā)明的其他注射裝置中，具有檢測前述可動部件的位置的位置檢測裝置。
在本發(fā)明的其他注射裝置中，前述位置檢測裝置被設(shè)置于前述驅(qū)動部機架外。
在此情況下，由于位置檢測裝置被設(shè)置于驅(qū)動部機架外，不會受到因驅(qū)動直線電機裝置而產(chǎn)生的熱量及加熱器的熱量的影響使位置檢測裝置時而膨脹、時而收縮，不僅能夠提高位置檢測裝置的檢測精度，而且能夠容易地進行位置檢測裝置的維護、管理。此外，不需要在驅(qū)動部機架內(nèi)保證空間，能夠減小直線電機裝置的尺寸。
此外，在本發(fā)明的另一注射裝置中，前述位置檢測裝置具有被固定在前述驅(qū)動部機架上的第1檢測元件、以及被安裝在前述可動部件上的第2檢測元件。
此外，在本發(fā)明的另一注射裝置中，在前述驅(qū)動部機架上形成貫通部。并且，前述第2檢測元件被安裝在貫通前述貫通部并向驅(qū)動部機架外突出、并沿驅(qū)動部機架延伸的托架上。
在本發(fā)明的注射方法中，通過由計量用驅(qū)動裝置使計量部件回轉(zhuǎn)，將被供給到缸部件內(nèi)的成形材料熔融并向計量部件的前方輸送，蓄積在注射部件的前方，同時注射部件由于成形材料的壓力而后退。并且，通過驅(qū)動直線電機裝置使前述注射部件前進，將蓄積的成形材料注射。
此外，在本發(fā)明的其他注射方法中，通過檢測裝置檢測由前述注射部件傳遞的成形材料的壓力。并且，根據(jù)前述成形材料的壓力進行背壓的控制。
附圖的簡要說明

圖1為本發(fā)明第1實施例的注射裝置的正視圖，圖2為本發(fā)明第1實施例的直線電機裝置的要部的橫剖面圖，圖3為本發(fā)明第2實施例的直線電機裝置的要部的縱剖面圖，圖4為本發(fā)明第2實施例的直線電機裝置的要部的第1橫剖面圖，圖5為本發(fā)明第2實施例的直線電機裝置的要部的放大圖，圖6為本發(fā)明第2實施例的直線電機裝置的俯視圖，圖7為本發(fā)明第2實施例的直線電機裝置的要部的第2橫剖面圖，圖8為本發(fā)明第3實施例的直線電機裝置的要部的橫剖面圖，圖9為本發(fā)明第3實施例的直線電機裝置的要部的放大圖，圖10為本發(fā)明第4實施例的直線電機裝置的縱剖面圖，圖11為本發(fā)明第5實施例的直線電機裝置的縱剖面圖，圖12為本發(fā)明第6實施例的直線電機裝置的縱剖面圖，圖13為本發(fā)明第6實施例的直線電機裝置的橫剖面圖，圖14為本發(fā)明第7實施例的注射裝置的正視圖。
發(fā)明的
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細的說明。
圖1為本發(fā)明第1實施例的注射裝置的正視圖，圖2為本發(fā)明第1實施例的直線電機裝置的要部的橫剖面圖。
在圖1中，41為作為成形機臺的注射模塑成形機的機架，在該注射模塑成形機機架41的上面設(shè)置有注射裝置43、未圖示的模具裝置及未圖示的合模裝置。前述模具裝置由固定模及可動模構(gòu)成，前述合模裝置具有固定在前述注射模塑成形機機架41上的固定臺板、可動臺板、肘節(jié)機構(gòu)及驅(qū)動該肘節(jié)機構(gòu)的作為合模用的驅(qū)動裝置的合模用電機，通過驅(qū)動該合模用電機使肘節(jié)機構(gòu)動作以使可動臺板相對于固定臺板進退，進行前述模具裝置的模具關(guān)閉、合模及開模。此外，在進行合模時，在可動模和固定模之間形成模腔。在本實施例中，作為合模用的驅(qū)動裝置使用了合模用電機，但也可使用合模用的缸(シリンダ)。
前述注射裝置43具有作為第1缸部件的加熱缸47，被設(shè)置于該加熱缸47前端(第1圖中的左端)的注射噴嘴48，可自由進退地被設(shè)置于前述加熱缸47內(nèi)的作為注射部件的柱塞44，使該柱塞44進退的、作為注射用驅(qū)動部的直線電機裝置49，連接于前述加熱缸47的預(yù)定處、將作為成形材料的樹脂熔融并供給加熱缸47的作為可塑化裝置的螺桿缸51等，注射裝置43通過注射裝置移動機構(gòu)52相對于固定臺板進退(向圖1中左右方向移動)，在前進(向圖1中左方移動)時能夠進行噴射。因此，前述注射裝置移動機構(gòu)52具有被安裝于注射模塑成形機機架41上的2根導(dǎo)引桿71(在圖1中只顯示其中的一根)、可沿該導(dǎo)引桿自由移動地設(shè)置并支承前述直線電機裝置49的滑動基座72、作為注射裝置移動用的驅(qū)動裝置的電機73、通過驅(qū)動該電機73而回轉(zhuǎn)的作為第1變換元件的未圖示的滾珠絲杠軸、被安裝于前述滑動基座72上并與前述滾珠絲杠軸螺紋連接的作為第2變換元件的未圖示的圓頭螺母等。因而，驅(qū)動前述電機73使?jié)L珠絲杠軸回轉(zhuǎn)時，通過滑動基座72能夠使注射裝置43進退。此外，通過前述滾珠絲杠軸及圓頭螺母構(gòu)成將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動的運動方向變換裝置。在本實施例中，作為將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動的運動方向變換裝置使用了由滾珠絲杠軸及圓頭螺母構(gòu)成的滾珠絲杠，但也可使用滾柱式螺栓代替滾珠絲杠，該滾柱式螺栓具有作為第1變換元件的滾柱螺桿及與該滾柱螺桿螺紋連接的作為第2變換元件的滾柱螺母。
前述固定臺板與支承板55通過被設(shè)置于對角線上未圖示的可自由伸縮的連接桿連接，前述加熱缸47在后端(圖1的右端)通過支承板55支承。并且，前述螺桿缸51具有作為第2缸部件的缸體部57、連接該缸體部57的前端與前述加熱缸47的連接部件58、可自由回轉(zhuǎn)地被設(shè)置于前述缸體部57內(nèi)的作為計量部件及可塑化部件的螺桿45、作為使該螺桿45回轉(zhuǎn)的材料供給用及計量用的驅(qū)動裝置的電機59等，并從朝向前述加熱缸47的安裝位置向斜上方延伸。在前述螺桿45的外周面上形成螺旋狀的刮板，沿該刮板形成槽。此外，作為材料供給用及計量用的驅(qū)動裝置，可以使用液壓馬達代替電機59。再者，前述柱塞44與螺桿45至少一部分在軸向上相互重疊并被設(shè)置在不同軸上。
前述柱塞44通過轉(zhuǎn)接器61、作為檢測由前述直線電機裝置49產(chǎn)生的注射壓力、保持壓力及背壓的檢測裝置的測力計62、及作為可動支承部件的可動板64而與前述直線電機裝置49的輸出軸63相連接。此外，前述柱塞44、轉(zhuǎn)接器61、測力計62、輸出軸63、可動部件13等被設(shè)置于同一軸上。此外，作為前述檢測裝置，也可使用其他的測力計替代測力計62。再者，通過前述測力計62檢測出的注射壓力、保持壓力及背壓被送到未圖示的控制部。另外，注射壓力、保持壓力及背壓也可由柱塞44前方(圖1中的左方)的樹脂的壓力進行表示。
此外，為了使前述柱塞44沿加熱缸47的軸芯進退，在前述支承板55與被安裝在直線電機裝置49上的板65之間架設(shè)有4根導(dǎo)引桿66(在圖1中僅示出其中2根)，沿該導(dǎo)引桿66導(dǎo)引前述可動板64。
81為驅(qū)動部機架、該驅(qū)動部機架81具有頂壁91、底壁92、側(cè)壁93，94、前壁95及后壁96。在前述頂壁91上相互平行并相對于可動部件13的移動方向成直角地形成有用于提高結(jié)構(gòu)強度的同時、作為將由驅(qū)動直線電機裝置49產(chǎn)生的熱發(fā)散的多個突出片的加強肋101，其中可動部件13可自由進退(在相對于圖2的紙面的外方向及內(nèi)方向上移動)地被設(shè)置于驅(qū)動部機架81內(nèi)。同樣，在前述底壁92上相互平行并相對于可動部件13的移動方向成直角地形成有用于提高結(jié)構(gòu)強度的同時、作為將由驅(qū)動直線電機裝置49產(chǎn)生的熱發(fā)散的多個突出片的加強肋103。此外，131為被設(shè)置為包圍前述側(cè)壁94、并用于冷卻直線電機裝置49的空冷用罩體，在該空冷罩體131上形成空氣吸引口133。并且，包圍前述側(cè)壁93而設(shè)置有未圖示的空冷罩體，并在該空冷罩體上形成空氣排出口。在前述空氣吸引口133上配備有網(wǎng)，在前述側(cè)壁94的直線電機裝置49的軸向上的2處安裝有吸引式冷卻扇142。此外，在前述側(cè)壁93、94上相互平行并相對于可動部件13的移動方向成直角地形成有用于提高結(jié)構(gòu)強度的同時、作為將由驅(qū)動直線電機裝置49產(chǎn)生的熱發(fā)散的多個突出片的加強肋102。再者，加強肋101～103構(gòu)成向外突出從而形成的突出片，具有加強部件及冷卻部件的功能。
以下對前述直線電機裝置49進行說明。
前述直線電機裝置49具有前述驅(qū)動部機架81，可動部件13，作為可自由滑動地支承并導(dǎo)引該可動部件13的四個導(dǎo)引部件的導(dǎo)向裝置15，設(shè)置于前述驅(qū)動部機架81上、作為用于移動可動部件13的四個初級元件的線圈部件16，以及與各線圈部件16相對地被設(shè)置于前述可動部件13的上面及左右側(cè)面上的作為次級元件的磁鐵17。在前述可動部件13的前端形成輸出軸63，該輸出軸63通過可動板64、作為樹脂壓力檢測裝置的測力計62及轉(zhuǎn)接器61而與前述柱塞44連接。此外，由前述可動部件13及線圈部件16構(gòu)成直線電機。
并且，前述各導(dǎo)向裝置15具有在可動部件13的上面及下面向長度方向延伸設(shè)置的導(dǎo)軌33，以及在前述頂壁91的下面及底壁92的上面、與前述各導(dǎo)軌33相對應(yīng)，沿可動部件13長度方向的多處、本實施例中為2處，設(shè)有把持前述導(dǎo)軌33的滑塊34，圖中未示出的滾珠在形成于前述導(dǎo)軌33與滑塊34之間的滾動面上滾動。
此外，前述線圈部件16具有分別安裝于前述頂壁91、底壁92及側(cè)壁93、94上的鐵芯36，以及被卷裝在該鐵芯36上的線圈37。在通過例如未圖示的變換器產(chǎn)生各相的相電流、將各相電流向線圈37供給時，通過線圈部件16產(chǎn)生磁力線，該磁力線與磁鐵17交鏈。其結(jié)果，在線圈部件16與磁鐵17之間產(chǎn)生磁性的吸力及反作用力，由該吸力及反作用力對磁鐵17產(chǎn)生驅(qū)動力，該驅(qū)動力成為可動部件13的推力，使可動部件13進退。
在前述結(jié)構(gòu)的注射模塑成形機中，在計量工序時，前述控制部的計量裝置進行計算處理，在驅(qū)動前述電機59使前述螺桿45回轉(zhuǎn)時，從材料供給口46向缸部57內(nèi)供給的樹脂被熔融，沿螺桿45的槽前進，并通過連接部件58被供給到加熱缸47內(nèi)。其結(jié)果，在樹脂的壓力下，前述柱塞44后退(向圖1中右方移動)，樹脂蓄積在加熱缸47內(nèi)的柱塞44的前方。此時，計量處理裝置接收由前述測力計62檢測出的背壓，驅(qū)動直線電機裝置49從而控制施加于柱塞44上的背壓。此外，在前述連接部件58內(nèi)設(shè)置有用于選擇性連通加熱缸47和缸體部57的切換閥，通過減小切換閥的開度，能夠調(diào)整施加在螺桿45上的背壓。
在注射工序中，前述控制部的注射處理裝置進行注射處理，在驅(qū)動前述直線電機裝置49使柱塞44前進時，樹脂從注射噴嘴48射出，填充于前述模腔空間中。此時，注射處理裝置通過前述直線電機49進行速度控制，由前述測力計62檢測出由柱塞44產(chǎn)生的注射壓力。
此外，注射工序結(jié)束時，開始保壓工序，在該保壓工序中，前述控制部的保壓處理裝置進行保壓處理，驅(qū)動前述直線電機裝置49控制保持壓力。此時，保壓處理裝置接收由前述測力計62檢測出的保持壓力，驅(qū)動直線電機裝置49，控制由柱塞44產(chǎn)生的保持壓力。
這樣，在本實施例中，由于加熱缸47與缸體部57通過連接部件58被連接，同時朝向后方(圖1中的右方)并列地延伸，柱塞44與螺桿45在軸向上至少部分重疊地設(shè)置，能夠減小注射裝置43在軸向的尺寸。并且，能夠使柱塞44的從后退極限到前進極限的行程增加相應(yīng)程度的長度。
此外，在注射工序中，通過驅(qū)動直線電機裝置49使柱塞44直接前進，并能夠進行注射，其結(jié)果，由于不需要通過滾珠絲杠等運動方向變換裝置將回轉(zhuǎn)運動變換為直線運動以使柱塞44前進，能夠防止產(chǎn)生能量損失。因而，能夠提高注射裝置43的效率。
進而，由于柱塞44與螺桿45被獨立地設(shè)置，能夠自由地選擇可塑化能力不依賴于柱塞44的耐久性的螺桿45，并能夠充分確保計量穩(wěn)定性。此外，由于不使用滾珠絲杠等運動方向變換裝置，不會產(chǎn)生間隙，能夠提高柱塞44的停止位置精度。
并且，在計量工序中，由于在柱塞44后退時不需要使柱塞44回轉(zhuǎn)，能夠提高由測力計62進行的背壓檢測的精度。此外，由于是在注射工序中使柱塞44前進，在保壓工序中向柱塞44施加背壓，因此不需要將回轉(zhuǎn)運動變換為直線運動，能夠可靠地防止向被設(shè)置于直線電機裝置49與柱塞44之間的測力計62施加回轉(zhuǎn)方向的力。再者，由于在同步皮帶等回轉(zhuǎn)系產(chǎn)生的張力不會傳遞到滾珠絲杠軸等上，能夠防止由測力計62檢測出張力。并且，由于不需要運動方向變換裝置、回轉(zhuǎn)傳遞系統(tǒng)等，不僅能夠減少部件數(shù)量，而且柱塞44、轉(zhuǎn)接器61、測力計62、輸出軸63、可動部件13等可以被設(shè)置在同一軸上，因而能夠防止各部件的撓曲、彎曲、變形等對測力計62的檢測的影響。
從而，由于能夠提高測力計62對注射壓力及保持壓力的檢測精度，能夠良好地進行對背壓、注射壓力、保持壓力等的控制。
此外，在計量工序中，驅(qū)動電機59而產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)被傳遞到螺桿45上，但柱塞44與螺桿45被獨立地設(shè)置，不需要在電機59與柱塞44之間形成回轉(zhuǎn)傳遞系統(tǒng)。因而，由于能夠簡化柱塞44與可動部件13之間的結(jié)構(gòu)，因此能夠減小柱塞44、可動部件3等可動部分的重量，進而提高注射裝置43的響應(yīng)性。
此外，由驅(qū)動前述直線電機裝置49產(chǎn)生的推力較小，通過減小柱塞44的直徑，能夠增加注射壓力。并且，由于不需要在柱塞44上形成刮板、槽等，能夠提高柱塞44的耐久性。
并且，由于能夠使注射壓力充分大，直線電機的容量不需要太大。因而，能夠使注射裝置43小型化。
此外，即使柱塞44與螺桿45平行地設(shè)置，也能夠得到同樣的效果。
可是，由于在前述結(jié)構(gòu)的直線電機裝置49中，在可動部件13的上面、下面及左右的側(cè)面上設(shè)置了磁鐵17，用于設(shè)置可動部件13的作業(yè)變得復(fù)雜。
此外，在前述直線電機裝置49的上方需要設(shè)置螺桿缸51，但由于在直線電機裝置49中，在可動部件13與頂壁91及底壁92之間設(shè)置了導(dǎo)向裝置15，加大了高度方向的尺寸。
在此，對能夠簡化用于設(shè)置可動部件13的作業(yè)，并能夠減小直線電機49的尺寸的本發(fā)明的第2實施例進行說明。而且，對于具有與第1實施例相同結(jié)構(gòu)的部件注以相同的符號并省略其說明。
圖3為本發(fā)明第2實施例的直線電機裝置的要部的縱剖面圖，圖4為本發(fā)明第2實施例的直線電機裝置的要部的第1橫剖面圖，圖5為本發(fā)明第2實施例的直線電機裝置的要部的放大圖，圖6為本發(fā)明第2實施例的直線電機裝置的俯視圖，圖7為本發(fā)明第2實施例的直線電機裝置的要部的橫剖面圖。
圖中，49為使作為注射部件的柱塞44進退的直線電機裝置，該直線電機裝置49具有驅(qū)動部機架81、由該驅(qū)動部機架81包圍并可在驅(qū)動部機架81內(nèi)自由進退(向圖3中的左右方向移動)地設(shè)置的可動部件83、設(shè)置于該可動部件83的左右側(cè)面與驅(qū)動部機架81之間、作為支承并導(dǎo)引前述可動部件83并使其可自由滑動的導(dǎo)引裝置的導(dǎo)向裝置85、被設(shè)置于驅(qū)動部機架81的頂壁91及底壁92上、用于移動前述可動部件83的作為初級元件的線圈部件86、以及與各線圈部件86相對地設(shè)置于前述可動部件83的上面及下面的作為次級元件的磁鐵87。此外，在前述可動部件83的前端(圖3及圖6中左端)形成輸出軸63，該輸出軸63與前述柱塞44相連接。
并且，前述各導(dǎo)向裝置85具有在可動部件83的左右側(cè)面向長度方向上延伸設(shè)置的導(dǎo)軌113，及安裝于前述驅(qū)動部機架81上、在側(cè)壁93、94的內(nèi)面上、與前述各導(dǎo)軌113相對應(yīng)地設(shè)置于可動部件83的長度方向的多處、本實施例中為2處的、把持前述導(dǎo)軌113的滑塊114，未圖示的滾珠在形成于前述導(dǎo)軌113與滑塊114之間的滾動面上滾動。
此外，前述線圈部件86具有安裝于驅(qū)動部機架81的頂壁91及底壁92上的磁芯136、以及被卷裝在該磁芯136上的線圈137。在通過例如未圖示的變換器產(chǎn)生各相的相電流、并將各相電流向線圈137供給時，通過線圈部件86產(chǎn)生磁力線，該磁力線與磁鐵87交鏈。其結(jié)果，在線圈部件86與磁鐵87之間產(chǎn)生磁性的吸力及反作用力，通過該吸力及反作用力在前述磁鐵87上產(chǎn)生驅(qū)動力。該驅(qū)動力成為可動部件83的推力，使可動部件83直線地移動。
這樣，由于不需要在可動部件83的上面與頂壁91之間及可動部件83的下面與底壁92之間設(shè)置導(dǎo)向裝置，而只在可動部件83的左右側(cè)面和側(cè)壁93、94之間設(shè)置導(dǎo)向裝置85即可，能夠使設(shè)置可動部件83的作業(yè)簡單化，能夠減小可動部件83高度方向的尺寸。其結(jié)果，能夠減小直線電機裝置49的高度方向的尺寸。此外，由于不需要在可動部件83的左右側(cè)面上設(shè)置磁鐵，不需要在側(cè)壁93、94上設(shè)置線圈部件，能夠進一步減小直線電機裝置49在寬度方向的尺寸。
并且，由于在可動部件83的左右側(cè)面上設(shè)置有導(dǎo)軌113，在側(cè)壁93、94上設(shè)置有滑塊114，能夠減小可動部件83在高度方向的尺寸，其結(jié)果，能夠減小直線電機49在高度方向的尺寸。
此外，由于只使可動部件83在寬度方向及高度方向的尺寸減小就可減輕可動部件83的重量，能夠提高直線電機裝置49的加、減速特性。
而且，在柱塞式的注射裝置43(圖1)中，需要在前述直線電機裝置49的上方設(shè)置螺桿缸51，但由于能夠減小直線電機裝置49在高度方向的尺寸，可以容易地將直線電機裝置49用作柱塞式的注射裝置43的驅(qū)動裝置。
但是，由于伴隨著前述直線電機裝置49的驅(qū)動向線圈137中供給相電流，在線圈137中會產(chǎn)生熱量，隨之，頂壁91及底壁92發(fā)生熱膨脹。為此，為了能夠吸收在頂壁91及底壁92上產(chǎn)生的熱膨脹，在側(cè)壁93、94中至少一方、在本實施例中是在側(cè)壁93與導(dǎo)向裝置85之間，設(shè)置熱膨脹吸收裝置145。該熱膨脹吸收裝置145具有貫通側(cè)壁93并在垂直于導(dǎo)軌113的方向延伸設(shè)置并與滑塊114螺紋連接的螺栓b1；及在側(cè)壁93與滑塊114之間的間隙中包圍前述螺栓b1并在預(yù)先施加壓力的狀態(tài)設(shè)置的、作為彈性裝置的彈簧sp，在前述側(cè)壁93上形成用于支承前述螺栓b1并使其可自由滑動的插入孔161。此外，b2為作為用于連接側(cè)壁94與滑塊114的固定裝置的螺栓。在本實施例中，在側(cè)壁93與導(dǎo)向裝置85之間設(shè)置熱膨脹吸收裝置145，但也可以在側(cè)壁94與導(dǎo)向裝置85之間設(shè)置同樣的熱膨脹吸收裝置。
因而，隨著直線電機裝置49的驅(qū)動，頂壁91及底壁92發(fā)生熱膨脹時，前述滑塊114借助于彈簧sp的彈性力向可動部件83推壓，充分地保持導(dǎo)軌113。隨之，側(cè)壁93與滑塊114之間的間隙加大。此外，直線電機裝置49的驅(qū)動停止、不產(chǎn)生由線圈137引起的熱量時，頂壁91及底壁92冷卻并收縮，但仍保持導(dǎo)軌113的前述滑塊114克服彈簧sp的彈性力向側(cè)壁93推壓。隨之，側(cè)壁93與滑塊114之間的間隙變小。其結(jié)果，由于在各導(dǎo)向裝置85中，導(dǎo)軌113由滑塊114可靠地把持，能夠使可動部件83順利地進退。
再者，為了在高度方向調(diào)整前述可動部件83的位置，在滑塊114與底壁92之間設(shè)置支承滑塊147，由該支承滑塊147支承滑塊114。此外，在滑塊114與頂壁91之間設(shè)置了調(diào)整滑塊148，并設(shè)置有貫通該調(diào)整滑塊148的調(diào)整用螺栓b3。因而，通過改變前述支承滑塊147在高度方向的尺寸，回轉(zhuǎn)前述調(diào)整用螺栓b3，來改變調(diào)整用螺栓b3的下端的位置，就能夠調(diào)整滑塊114在高度方向的位置，并調(diào)整可動部件83在高度方向的位置。
前述導(dǎo)軌113相對于滑塊114可在長度方向上自由滑動。并且，由于不需要在可動部件83的左右側(cè)面上設(shè)置磁鐵，能夠?qū)⒖蓜硬考?3以磁性的中立狀態(tài)設(shè)置。因而，可以減小施加在導(dǎo)向裝置85上的負荷，能夠提高導(dǎo)向裝置85的耐久性。
但是，在前述頂壁91上以一定螺距相互平行并相對于可動部件83的移動方向成直角地形成有提高結(jié)構(gòu)強度的同時、用于散發(fā)因驅(qū)動直線電機裝置49而產(chǎn)生的熱量的多個加強肋101。同樣地，在前述底壁92上以一定螺距相互平行并相對于可動部件83的移動方向成直角地形成有提高結(jié)構(gòu)強度的同時、用于散發(fā)因驅(qū)動直線電機裝置49而產(chǎn)生的熱量的多個加強肋103。此外，在前述側(cè)壁93、94上相互平行并相對于可動部件83的移動方向成直角地形成有提高結(jié)構(gòu)強度的同時、用于散發(fā)因驅(qū)動直線電機裝置49而產(chǎn)生的熱量的多個加強肋。此外，在直線電機裝置49的上側(cè)與計量用電機59之間、直線電機裝置49的下側(cè)與成形機機架41之間可以形成用于冷卻直線電機裝置49的通風(fēng)路。并且，131為被設(shè)置為包圍前述側(cè)壁94、并用于冷卻直線電機裝置49的空冷用罩體，在該空冷用罩體131上形成空氣吸引口133(圖1)，在該空氣吸引口133上設(shè)置有網(wǎng)。另外，在前述側(cè)壁94上形成安裝部141，在該安裝部141上、直線電機裝置49的軸向的2處安裝有吸引式的冷卻扇142，通過驅(qū)動作為冷卻用驅(qū)動裝置的未圖示的吸引用電機而使該冷卻扇142回轉(zhuǎn)，伴隨著其回轉(zhuǎn)，從前述空氣吸引口133吸引空氣。被吸引的空氣將側(cè)壁94冷卻后，由前述加強肋101、103導(dǎo)引，沿著在各加強肋101之間形成的空氣流路及各加強肋103之間形成的空氣流路向圖6及圖7的箭頭方向流動。此外，加強肋101、103構(gòu)成朝向外方突出而成的突出片，具有作為加強部件及冷卻部件的功能。
在此情況下，伴隨著可動部件83被移動，在驅(qū)動部機架81上施加應(yīng)力，但由于在驅(qū)動部機架81上形成有加強肋101、103，驅(qū)動部機架81不會變形。因而，能夠防止前述可動部件83的推力產(chǎn)生變動，能夠使柱塞44穩(wěn)定地前進(在圖3及圖6中向左方移動)。其結(jié)果，不僅可以提高成形品的質(zhì)量，還能夠減小驅(qū)動部機架81的板厚，因而，能夠減小直線電機裝置49的重量，并能夠減小伴隨直線電機裝置49的驅(qū)動而產(chǎn)生的振動。
但是，通過驅(qū)動直線電機裝置49會產(chǎn)生熱量，而在該熱量通過驅(qū)動部機架81傳遞到作為第1缸部件的加熱缸47時，加熱缸47內(nèi)的作為成形材料的樹脂的溫度會產(chǎn)生變動，使成形品的質(zhì)量降低。但是，由于加強肋101、103具有作為冷卻部件的功能，將由冷卻風(fēng)扇142強制吸引的空氣送到各空氣流路中，使頂壁91及底壁92冷卻，因此，不會使伴隨直線電機裝置49的驅(qū)動而產(chǎn)生的熱量通過驅(qū)動部機架81傳遞到加熱缸47內(nèi)。因而，加熱缸47內(nèi)的樹脂的溫度不會產(chǎn)生變動，能夠提高成形品的質(zhì)量。
并且，由于前述加強肋101、103均在垂直于各可動部件83的移動方向的方向上形成，冷卻頂壁91及底壁92后的、溫度上升后的空氣不會被送到前方的加熱缸47的周圍。因而，能夠進一步穩(wěn)定加熱缸47內(nèi)的樹脂的溫度，從而能夠進一步提高成形品的質(zhì)量。
此外，由于前述安裝部141被設(shè)置在側(cè)壁94上，能夠設(shè)置多個作為熱輸送部件的冷卻扇142，以提高冷卻性能。并且，由于冷卻扇142被空冷用罩體131包圍，并且在空氣吸引口133上設(shè)置了網(wǎng)，能夠防止灰塵、垃圾等進入空冷用罩體內(nèi)。因而，能夠使冷卻風(fēng)扇142穩(wěn)定地工作。
以下，對本發(fā)明的第3實施例進行說明。對于其中具有與第1、第2實施例相同結(jié)構(gòu)的部件注以相同的符號并省略對其的說明。
圖8為本發(fā)明第3實施例的直線電機裝置的要部的橫剖面圖。圖9為本發(fā)明第3實施例的直線電機裝置的要部的放大圖。
在此情況下，直線電機裝置49具有驅(qū)動部機架81、可在驅(qū)動部機架81內(nèi)自由進退(相對于紙面在外方向及內(nèi)方向上移動)地設(shè)置的可動部件83，被設(shè)置于該可動部件83的下面與驅(qū)動部機架81之間，支承并導(dǎo)引前述可動部件83并使其可自由滑動的兩個作為導(dǎo)引裝置的導(dǎo)向裝置85，設(shè)置于驅(qū)動部機架81的頂壁91及底壁92上、用于移動前述可動部件83的二個作為初級元件的線圈部件86，以及與線圈部件86相對地被設(shè)置于前述可動部件83的上面及下面的作為次級元件的磁鐵87。此外，在前述可動部件83的前端(圖8中左端)形成輸出軸63。
前述驅(qū)動部機架81具有頂壁91、底壁92、側(cè)壁93，94和未圖示的前壁及后壁。
并且，前述各導(dǎo)向裝置85具有在可動部件83的下面在長度方向上延伸設(shè)置的導(dǎo)軌113，及在底壁92的上面、與前述各導(dǎo)軌113相對應(yīng)地被設(shè)置于可動部件83的長度方向的多處、本實施例中為2處的、把持前述導(dǎo)軌113的滑塊114。
在側(cè)壁93、94中至少一方，本實施例中在側(cè)壁93與導(dǎo)向裝置85之間設(shè)置有膨脹吸收裝置145，以吸收在前述底壁92上發(fā)生的熱膨脹。該熱膨脹吸收裝置145具有貫通側(cè)壁93并在垂直于導(dǎo)軌113的方向延伸設(shè)置的、與滑塊114螺紋連接的螺栓b11，及在側(cè)壁93與滑塊114之間的間隙中以包圍前述螺栓b11地方式并預(yù)先施加壓力的狀態(tài)設(shè)置的、作為彈性裝置的彈簧sp11。
在此情況下，由于不需要在可動部件83的上面與頂壁91之間設(shè)置導(dǎo)向裝置，只在可動部件83的下面和底壁92之間設(shè)置導(dǎo)向裝置85即可，能夠使設(shè)置可動部件83的作業(yè)簡單化。此外，由于不需要在可動部件83的上面與頂壁91之間設(shè)置導(dǎo)向裝置，能夠減小可動部件83在高度方向的尺寸，其結(jié)果，能夠減小直線電機裝置49在高度方向的尺寸。
在本實施例中，前述各導(dǎo)向裝置85設(shè)置在可動部件83的下面與驅(qū)動部機架81之間，但也可設(shè)置在可動部件83的上面與驅(qū)動部機架81之間。
在前述各實施例中，在注射工序時，需要根據(jù)作為注射部件的柱塞44(圖1)的位置對柱塞44前進的速度即柱塞速度進行控制。為此，對設(shè)有用于檢測前述柱塞44的位置的作為位置檢測裝置的位置傳感器的第4實施例進行說明。此外，對于具有與第1實施例相同結(jié)構(gòu)的部件注以相同的符號并省略對其的說明。
圖10為本發(fā)明第4實施例的直線電機裝置的縱剖面圖。
在此情況下，檢測注射部件的柱塞44的位置用的作為位置檢測裝置的位置傳感器105設(shè)置于驅(qū)動部機架81內(nèi)。前述位置傳感器105具有安裝于前述側(cè)壁93的內(nèi)周面的作為第1固定元件的固定件106、以及與該固定件106相對應(yīng)地被安裝于導(dǎo)軌113的預(yù)定處的作為第2固定元件的可動件107。前述固定件106具有與可動部件83的行程相等的長度，在長度方向的各滑塊114間與導(dǎo)軌113平行地設(shè)置。并且，伴隨前述可動部件83的移動，可動件107沿固定件106移動，根據(jù)可動件107相對于固定件106的相對移動量檢測出可動部件83的位置，并檢測出柱塞44的位置。
再者，前述滑塊114通過螺栓21、22分別被安裝于側(cè)壁93、側(cè)壁94上。
以下對本發(fā)明的第5實施例進行說明。對于具有與第1實施例相同結(jié)構(gòu)的部件注以相同的符號并省略其說明。
圖11為本發(fā)明第5實施例的直線電機裝置的縱剖面圖。
圖中，216為安裝在前壁95上的筒狀的連接部，通過該連接部216將作為第1缸部件的加熱缸47固定在前壁95上。并且，在前述連接部216的預(yù)定處形成缺口部217，在該缺口部217上設(shè)置作為位置檢測裝置的位置傳感器235。該位置傳感器235具有被安裝在前述連接部216的外周面的預(yù)定處的作為第1固定元件的固定件236、以及與該固定件236相對應(yīng)地被安裝于輸出軸63預(yù)定處的作為第2固定元件的可動件237。前述固定件236具有與可動部件83的行程相同的長度，沿連接部216并在輸出軸63的軸向上延伸。
但是，在前述第4實施例中，由于位置傳感器105(圖10)被設(shè)置于驅(qū)動部機架81內(nèi)，不僅由于受到由驅(qū)動直線電機裝置49產(chǎn)生的熱量的影響而使固定件106、可動件107等時而膨脹、時而收縮，并且由于被涂布或供給于前述滾動面上的潤滑油附著于固定件106、可動件107等上面，降低了位置傳感器105的檢測精度。
此外，由于位置傳感器105被設(shè)置在驅(qū)動部機架81內(nèi)，很難進行位置傳感器105的維護、管理。再者，需要保證驅(qū)動部機架81內(nèi)的空間來將傳感器105設(shè)置于驅(qū)動部機架81內(nèi)，加大了直線電機裝置49的尺寸。
并且，在前述第5實施例中，由于連接部216與加熱缸47相鄰地形成，受到被設(shè)置在加熱缸47中的未圖示的加熱器的熱的影響，固定件236、可動件237等時而膨脹、時而收縮，降低了位置傳感器105的檢測精度。
為此，對能夠提高位置檢測裝置的檢測精度，能夠容易地進行維護、管理，能夠減小直線電機裝置49的尺寸的本發(fā)明第6實施進行說明。對于具有與第1、第4、第5實施例相同結(jié)構(gòu)的部件注以相同的符號并省略其說明。
圖12為本發(fā)明第6實施例的直線電機裝置的縱剖面圖。圖13為本發(fā)明第6實施例的直線電機裝置的橫剖面圖。
圖中，49為直線電機裝置，該直線電機裝置49具有被設(shè)置成可自由進退(向圖12中的左右方向移動)的可動部件83，包圍該可動部件83的驅(qū)動部機架81，被設(shè)置于前述可動部件83的左右側(cè)面與驅(qū)動部機架81之間、作為支承并導(dǎo)引前述可動部件83并使其可自由滑動的導(dǎo)引裝置的導(dǎo)向裝置85，被設(shè)置于驅(qū)動部機架81的頂壁91及底壁92上的作為初級元件的線圈部件86，以及與各線圈部件86相對地設(shè)置于前述可動部件83的上面及下面的作為次級元件的磁鐵17。
并且，前述導(dǎo)向裝置85具有在可動部件83的左右側(cè)面向長度方向延伸設(shè)置的導(dǎo)軌113，及在前述驅(qū)動部機架81的側(cè)壁93、94上、與前述各導(dǎo)軌113相對應(yīng)地設(shè)置于可動部件83的長度方向的多處、本實施例中為2處的、把持前述導(dǎo)軌113的滑塊114，未圖示的滾珠在形成于前述導(dǎo)軌113與滑塊114之間的滾動面上滾動。此外，前述滑塊114分別通過螺栓b23、b24安裝在側(cè)壁93、94上。
但是，伴隨著前述直線電機裝置49的驅(qū)動而向線圈137中供給相電流，在線圈137中會產(chǎn)生熱量，受其影響，頂壁91及底壁92會產(chǎn)生膨脹。在此，為了能夠吸收頂壁91及底壁92產(chǎn)生的膨脹，在側(cè)壁93、94中至少一方、本實施例中在側(cè)壁93與導(dǎo)向裝置85之間，即側(cè)壁93與各滑塊114之間設(shè)有包圍前述螺栓b23并作為在預(yù)先施加壓力的狀態(tài)下被設(shè)置的彈性裝置的彈簧sp21。
因而，隨著直線電機裝置49的驅(qū)動，頂壁91及底壁92膨脹時，側(cè)壁93、94各自向外方偏移，但前述滑塊114因彈簧sp21的彈性力向可動部件83推壓，充分保持著導(dǎo)軌113。此外，直線電機裝置49的驅(qū)動停止、不產(chǎn)生由線圈137引起的熱量時，頂壁91及底壁92冷卻并收縮，側(cè)壁93、94各自向內(nèi)方偏移，而前述滑塊114克服彈簧sp21的彈性力向側(cè)壁93推壓，仍保持導(dǎo)軌113。
再者，為了調(diào)整前述可動部件83在高度方向的位置，在滑塊114與底壁92之間設(shè)置支承滑塊147，通過該支承滑塊147來支承滑塊114。此外，在滑塊114與頂壁91之間設(shè)置了調(diào)整滑塊148，貫通該調(diào)整滑塊148設(shè)置有調(diào)整用螺栓b25。因而，通過改變前述支承滑塊147在高度方向的尺寸、回轉(zhuǎn)前述調(diào)整用螺栓b25、改變調(diào)整用螺栓b25的下端的位置，就能夠調(diào)整滑塊114在高度方向的位置，并調(diào)整可動部件83在高度方向的位置。
但是，例如在注射工序時，需要根據(jù)作為注射部件的柱塞44的位置來控制柱塞速度。在此，向驅(qū)動部機架81外突出地設(shè)置有用于檢測前述可動部件83的位置的作為位置檢測裝置的位置傳感器205。因此，在驅(qū)動部機架81上的前述側(cè)壁93的與前述可動部件83高度相同的部分上，形成具有柱塞44及可動部件83的行程上加上預(yù)定余量的長度的、作為貫通部的狹縫204，該狹縫204被安裝于前述導(dǎo)軌113上的具有“L”字狀的托架208貫通。該托架208由被固定在前述導(dǎo)軌113上、貫通前述狹縫204并向驅(qū)動部機架81外突出的突出部p1，以及從該突出部p1的前端在垂直方向上沿前述驅(qū)動部機架81并平行于側(cè)壁93延伸的可動件安裝部p2構(gòu)成。
并且，前述位置傳感器205具有被固定在驅(qū)動部機架81上、被安裝于前述側(cè)壁93的外周面上的具有滑塊狀的形狀的作為第1檢測元件的固定件206，以及與該固定件206相對應(yīng)地安裝于前述托架208的預(yù)定處的具有桿狀的形狀的作為第2檢測元件的可動件207。該可動件207具有與柱塞44及可動部件83的行程相同的長度，沿驅(qū)動部機架81并平行于側(cè)壁93延伸。并且，隨著前述可動部件83的移動，可動件207相對于固定件206移動，根據(jù)可動件207相對于固定件206的相對移動量檢測出可動部件83的位置，并檢測出柱塞44的位置。此外，在本實施例中，前述可動件207通過托架208及導(dǎo)軌113被安裝在可動部件83上，但也可在可動部件83上形成預(yù)定形狀的突起，將可動件207安裝在該突起上。
在本實施例中，位置傳感器205具有具備滑塊狀的形狀的固定件206，以及具備桿狀的形狀的可動件207，但也可由具備滑塊狀的形狀的可動件206以及具備桿狀的形狀的固定件207構(gòu)成位置傳感器。
如此，由于位置傳感器205向驅(qū)動部機架81外突出地設(shè)置，不僅不會因受到驅(qū)動直線電機裝置49產(chǎn)生的熱量及加熱器的熱量的影響使固定件206、可動件207等時而膨脹、時而收縮，而且不會使被涂布或供給于前述滾動面上的潤滑油附著于固定件206、可動件207等上，能夠提高位置傳感器205的檢測精度。
此外，由于位置傳感器205向驅(qū)動部機架81外突出地設(shè)置，不僅容易進行位置傳感器205的維護、管理，而且不需要保證驅(qū)動部機架81的空間，能夠減小直線電機裝置49的尺寸。
以下，對本發(fā)明的第7實施例進行說明。對于具有與第1實施例相同結(jié)構(gòu)的部件注以相同的符號并省略對其的說明。
圖14為本發(fā)明第7實施例的注射裝置的正視圖。
注射裝置43具有作為缸部件的加熱缸347、設(shè)置于該加熱缸347前端(圖中左端)的注射噴嘴348、可自由進退(在圖中左右方向上移動)地設(shè)置于前述加熱缸347內(nèi)的作為注射部件的柱塞44、使該柱塞44進退的作為注射用的驅(qū)動部的直線電機裝置49、包圍前述柱塞44、可自由回轉(zhuǎn)并可自由進退地被設(shè)置在前述加熱缸347內(nèi)的作為計量部件及可塑化部件的螺桿345、使該螺桿回轉(zhuǎn)的作為計量用驅(qū)動裝置的電機359等，可通過注射裝置移動機構(gòu)52相對于未圖示的固定臺板進退，在前進(向圖中左方移動)時能夠進行噴射。前述加熱缸347具有本體部361及被設(shè)置于該本體部361的前方(圖中左方)的封口部362，在前述本體部361的軸向上的預(yù)定位置形成樹脂供給口363，在該樹脂供給口363上安裝有料斗364。此外，前述螺桿345具有筒狀的形狀，以使柱塞44能夠貫通其中，在螺桿345的外周面上形成螺旋狀的刮板，沿該刮板形成槽。再者，前述螺桿345具有未圖示的作為注射、計量切換用的驅(qū)動裝置的未圖示的切換用電機等，通過驅(qū)動該切換用電機，能夠選擇性地將螺桿345的前端置于與封口部362的內(nèi)周面接觸的注射位置，以及將螺桿345的前端置于僅離開封口部362的內(nèi)周面一定距離的計量位置。此外，前述柱塞44與螺桿345至少一部分在軸向上相互重疊，并被設(shè)置于同一軸上。
前述電機359被設(shè)置于前支承板366與后支承板367之間，具有未圖示的定子、轉(zhuǎn)子等，前述電機359的輸出軸的前端與前述螺桿345的后端(圖中右端)通過回轉(zhuǎn)連接部件371連接。通過驅(qū)動前述電機359而產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)被傳遞給回轉(zhuǎn)連接部件371。
前述柱塞44貫通螺桿345及回轉(zhuǎn)連接部件371并向后方(圖中右方)延伸，并通過轉(zhuǎn)接器61、作為檢測由前述直線電機裝置49產(chǎn)生的注射壓力、保持壓力及背壓的檢測裝置的測力計62、以及作為可動支承件的可動板64連接到前述直線電機裝置49的輸出軸63上。此外，前述螺桿345、柱塞44、轉(zhuǎn)接器61、測力計62、輸出軸63、可動部件13(圖2)等被設(shè)置在同一軸上。
在前述結(jié)構(gòu)的注射模塑成形機中，在計量工序時，未圖示的控制部的計量處理裝置進行計量處理，驅(qū)動前述切換用電機以將螺桿345置于計量位置，接著，在驅(qū)動電機359從而使螺桿345回轉(zhuǎn)時，將由料斗364經(jīng)樹脂供給口363向加熱缸347內(nèi)供給的作為成形材料的樹脂熔融，沿螺桿345的槽前進，并通過封口部362的內(nèi)周面與螺桿345的前端的間隙被供給到螺桿345內(nèi)。其結(jié)果，在樹脂的壓力下前述柱塞44后退(向圖中的右方移動)，樹脂被蓄積在螺桿345內(nèi)的柱塞44的前方。此時，計量處理裝置受到由前述測力計62檢測出的背壓，并驅(qū)動直線電機裝置49來控制施加在柱塞44上的背壓。
并且，在注射工序中，前述控制部的注射處理裝置進行注射處理，驅(qū)動前述切換用電機從而將螺桿345置于注射位置，接著，在驅(qū)動前述直線電機裝置49從而使柱塞44前進時，樹脂從注射噴嘴348射出，填充到未圖示的模具裝置的模腔空間中。此時，注射處理裝置由前述直線電機裝置49進行速度控制，由柱塞44產(chǎn)生的注射壓力由前述測力計62檢測出。
此外，在注射工序結(jié)束時，開始保壓工序，在該保壓工序中，前述控制部的保壓處理裝置進行保壓處理，驅(qū)動前述直線電機裝置49以控制保持壓力。此時，保壓處理裝置接受前述測力計62檢測出的保持壓力，并驅(qū)動直線電機裝置49從而控制由柱塞44產(chǎn)生的保持壓力。
在此情況下，由于前述柱塞44與螺桿345被設(shè)置在同一軸上，能夠減小注射裝置43在高度方向的尺寸。并且，由于能夠?qū)⒅?4與螺桿345收容在共用的加熱缸347內(nèi)，能夠減小用于加熱加熱缸347的加熱器的數(shù)量。進而，能夠減少用于構(gòu)成注射裝置43的部件的數(shù)量。
而且，本發(fā)明并不僅限于前述實施例，根據(jù)本發(fā)明的主旨，可以有多種變形，這些不能從本發(fā)明的范圍內(nèi)排除。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明可以利用在注射模塑成形機等成形機中。
權(quán)利要求
1.一種注射裝置，其特征為，具有(a)可自由進退地被設(shè)置于缸部件內(nèi)的注射部件，(b)被驅(qū)動從而使該注射部件前進的直線電機裝置，(c)可自由回轉(zhuǎn)地被設(shè)置于缸部件內(nèi)的計量部件，和(d)使該計量部件回轉(zhuǎn)的計量用驅(qū)動裝置。
2.按照權(quán)利要求1所述的注射裝置，其特征為，所述注射部件與計量部件被設(shè)置在不同的軸上。
3.按照權(quán)利要求1所述的注射裝置，其特征為，所述注射部件與計量部件被設(shè)置在同一軸上。
4.按照權(quán)利要求1～3中任意一項所述的注射裝置，其特征為，(a)在所述注射部件與直線電機裝置之間設(shè)置有檢測所述注射部件前方的成形材料的壓力的檢測裝置，(b)所述注射部件、檢測裝置及直線電機裝置被設(shè)置在同一軸上。
5.按照權(quán)利要求1～4中任意一項所述的注射裝置，其特征為，所述直線電機裝置具有可自由進退地設(shè)置的可動部件、包圍該可動部件的驅(qū)動部機架、被設(shè)置在該驅(qū)動部機架上的線圈部件、與所述線圈部件相對地被設(shè)置在所述可動部件上的磁鐵、以及支承所述可動部件的導(dǎo)向裝置。
6.按照權(quán)利要求5所述的注射裝置，其特征為，(a)所述線圈部件被設(shè)置在驅(qū)動部機架的頂壁及底壁上，(b)所述磁鐵被設(shè)置在可動部件的上面及下面。
7.按照權(quán)利要求5所述的注射裝置，其特征為，所述導(dǎo)向裝置被設(shè)置在所述可動部件的側(cè)面與驅(qū)動部機架之間。
8.按照權(quán)利要求5所述的注射裝置，其特征為，所述導(dǎo)向裝置被設(shè)置在所述可動部件的下面與驅(qū)動部機架之間。
9.按照權(quán)利要求5所述的注射裝置，其特征為，所述導(dǎo)向裝置被設(shè)置在所述可動部件的上面與驅(qū)動部機架之間。
10.按照權(quán)利要求5所述的注射裝置，其特征為，所述導(dǎo)向裝置具有在所述可動部件的長度方向上延伸設(shè)置的導(dǎo)軌，以及被安裝在所述驅(qū)動部機架上、把持所述導(dǎo)軌的滑塊。
11.按照權(quán)利要求10所述的注射裝置，其特征為，在所述滑塊與驅(qū)動部機架之間設(shè)置彈性裝置。
12.按照權(quán)利要求5所述的注射裝置，其特征為，所述驅(qū)動部機架具有向外方突出而成的突出片。
13.按照權(quán)利要求12所述的注射裝置，其特征為，(a)設(shè)置多個所述突出片，(b)在該各突出片之間形成空氣流路。
14.按照權(quán)利要求12所述的注射裝置，其特征為，(a)所述驅(qū)動部機架具有側(cè)壁，(b)在該側(cè)壁上設(shè)置用于吸引空氣的冷卻扇。
15.按照權(quán)利要求14所述的注射裝置，其特征為，所述冷卻扇由空冷用罩體包圍。
16.按照權(quán)利要求12所述的注射裝置，其特征為，所述突出片在垂直于所述可動部件的移動方向的方向上延伸設(shè)置。
17.按照權(quán)利要求5所述的注射裝置，其特征為，具有檢測所述可動部件的位置的位置檢測裝置。
18.按照權(quán)利要求17所述的注射裝置，其特征為，所述位置檢測裝置被設(shè)置于所述驅(qū)動部機架外。
19.按照權(quán)利要求17或18所述的注射裝置，其特征為，所述位置檢測裝置具有被固定在所述驅(qū)動部機架上的第1檢測元件、以及被安裝在所述可動部件上的第2檢測元件。
20.按照權(quán)利要求19所述的注射裝置，其特征為，(a)在所述驅(qū)動部機架上形成貫通部，(b)所述第2檢測元件被安裝在貫通所述貫通部并向驅(qū)動部機架外突出，沿驅(qū)動部機架延伸的托架上。
21.一種注射方法，其特征為，(a)通過由計量用驅(qū)動裝置使計量部件回轉(zhuǎn)，將被供給到缸部件內(nèi)的成形材料熔融并向計量部的前方輸送，并蓄積在注射部件的前方，隨之使注射部件由于成形材料的壓力而后退，(b)通過驅(qū)動直線電機裝置使所述注射部件前進，將被蓄積的成形材料射出。
22.按照權(quán)利要求21所述的注射方法，其特征為，(a)通過檢測裝置檢測由所述注射部件傳遞的成形材料的壓力，(b)根據(jù)所述成形材料的壓力進行背壓的控制。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠高效化、小型化、并提高注射部件的耐久性的注射裝置。具有可自由進退地被設(shè)置于缸部件內(nèi)的注射部件、被驅(qū)動從而使該注射部件前進的直線電機裝置(49)、可自由回轉(zhuǎn)地被設(shè)置于缸部件內(nèi)的計量部件、使該計量部件回轉(zhuǎn)的計量用驅(qū)動裝置。在此情況下，在注射工序中，由于通過驅(qū)動直線電機裝置(49)使注射部件直接前進并進行注射，能夠防止產(chǎn)生能量的損失。其結(jié)果，能夠提高注射裝置(43)的效率。
文檔編號B29C45/53GK1543394SQ02815970
公開日2004年11月3日 申請日期2002年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月17日
發(fā)明者葛見俊之, 金野武司, 司 申請人:住友重機械工業(yè)株式會社