注射装置的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求2018年11月21日提交的日本专利申请特愿2018-217875的优先权，其内容通过引用并入本文。

本公开涉及一种注射装置，该注射装置设置在注射模制机中并且具有加热筒中的特征，该加热筒包括注射装置和支撑该加热筒的支撑框架。此外，本公开涉及一种注射装置，该注射装置适合于注射金属材料的金属注射模制机的注射装置，但不限于此。

背景技术：

将注射材料注射到模具中的注射装置是与夹紧模具的模具夹紧装置一起构造注射模制机的主要装置。注射装置由加热筒、构造成在加热筒内部在轴向方向和旋转方向上被驱动的螺杆、支撑该加热筒的框架以及驱动螺杆的驱动机构等构成。总体上，框架由前板、通过预定的联接杆联接到前板的后板以及设置在所述前板和所述后板之间的中间板构成。所述加热筒的端部被固定到前板，以悬臂梁的形式由该框架支撑。螺杆的后端部被设置成在中间板上自由地旋转，使得通过设置在中间板上的旋转驱动机构来旋转该螺杆。所述螺杆还由设置在中间板与后板之间的轴向驱动机构在轴向方向上被驱动。

由于注射装置使远端的注射喷嘴以预定接触力接触模具，所以框架以预定的驱动力被向前驱动。此时，前板在轴向方向上推动加热筒，并且该加热筒受到轴向压缩。所述加热筒是所谓的长柱，该加热筒在轴向方向上的长度与横截面积相比较长，并且加热筒相对于屈曲的强度成为问题。在加热筒中的温度分布不对称的情况下，即，当顶侧温度与底侧温度之间存在差异时，可能由于屈曲发生加热筒的弯曲。在大型注射模制机中的长加热筒中容易发生这种弯曲。此外，在金属注射模制机的加热筒的情况下容易发生弯曲，其中加热筒必须由耐热金属形成。这是因为金属材料昂贵并且加热筒被形成得较薄以抑制成本。

在日本专利特许4219684(ptl1)中描述了一种注射装置，该注射装置防止由加热筒的屈曲引起的弯曲。尽管图3示意性地示出了ptl1中描述的注射装置50，但构成注射装置50的加热筒51由前部的第一筒部分52和后部的第二筒部分53构成。所述第一筒部分52被形成为具有较大外径，并且在所述第一筒部分52的后端部上形成有具有扩大的直径的凸缘部55。所述第二筒部分53的外径比第一筒部分52的外径小，并且在第二筒部分53的前端部分上形成有凸缘部56。在加热筒51中，第一筒部分52和第二筒部分53各自的凸缘部55和56通过螺栓彼此紧固成一体。在图3中未示出用于紧固的螺栓。由于以这种方式构造加热筒51，所以通过凸缘部55和56在沿轴向方向的靠近前部的中间部分处在加热筒51上形成具有扩大直径部。尽管在图3中仅部分地示出了支撑加热筒51的框架58(即，滑架组装体)，但该框架58设有预定的中空框架结构，即，存储加热筒51的中央部分附近的底端部分的支架60。第一联接部61被设置在支架60的远端部上，并且第二联接部62被设置在支架60的后端部上。为了将加热筒51附接到框架58，分别地，加热筒51的凸缘部55和56连接到支架60的第一联接部61，并且加热筒51的后端部连接到第二联接部62。设有开口部的预定的轭构件64从加热筒51的远端插入到加热筒51中，并且该轭构件64和第一联接部61通过使用螺栓而彼此固定。因此，凸缘部55、56介于轭构件64与第一联接部61之间，并且处于限制在轴向方向上的移动的状态。同时，加热筒51的后端部被插入到第二联接部62中，并且处于限制旋转的状态。换言之，加热筒51通过框架58被支撑在凸缘部55、56的沿轴向方向的移动被限制并且后端部的旋转被限制的状态。由于以这种方式支撑加热筒51，所以当向前驱动注射装置50以使注射喷嘴66接触模具时，作用在加热筒51上的轴向压缩力主要作用在第一筒部分52上，并且能够防止由屈曲引起的变形。ptl1描述了将轭构件64形成为预定厚度使得该轭构件64能够承受喷嘴接触力的必要性。

在ptl1中描述的注射装置50中，由于凸缘部55和56被形成在靠近加热筒51的前部的中央部分处，并且框架58在凸缘部55和56处支撑加热筒51，所以当注射装置50被向前驱动以使注射喷嘴66接触模具时，在加热筒51中不容易发生由屈曲引起的变形。换言之，与现有技术的注射装置相比，所述注射装置50是优异的。然而，发现了待解决的问题。首先，能够例示出的一点的是，尤其需要轭构件64来将加热筒51附接到框架58。由于轭构件64需要一定预定厚度，因此该轭构件64必然变大并且成本增加。当将加热筒51附接到框架58时，如前文描述的，必须从加热筒51的远端插入该轭构件64。因此，存在加热筒51的附接作业变得复杂的问题。类似地，加热筒51从框架58的移除作业也变得复杂。针对加热筒51的扭转，在专利文献1中描述的注射装置50的强度也发现了问题。加热筒51的后端部连接到第二联接部62，仅在该部分限制旋转，并且介于凸缘部55和56之间的第一联接部61和轭构件64不限制加热筒51的旋转。当注射材料被塑化时，未示出的螺杆被旋转，并且由扭转引起的剪切力作用在加热筒51上。尽管扭转力在轴向方向上以均匀的方式有效地作用在加热筒51上，但由于旋转的限制仅被施加到后端部，所以该从远端部到后端部均匀地作用的扭转力积聚在后端部处，并且由剪切力引起的应力集中。由于加热筒51被形成为使得第二筒部分53较薄，所以存在后端部附近容易发生由扭转引起的变形的问题。

技术实现要素：

本公开的说明性形态提供了一种注射装置，在该注射装置中，当注射喷嘴接触模具时，无需担心由加热筒的屈曲引起的变形，即使加热筒较长，也不需要特殊的构件，并且加热筒相对于框架的附接和移除容易，并且在加热筒的相对于扭转的强度方面没有问题。

本公开的说明性形态涉及作为目标的注射装置，所述注射装置由加热筒、设置成在所述加热筒的内部在轴向方向和旋转方向上可驱动的螺杆和支撑该加热筒的支撑框架构成，并且所述注射装置被构造成：在所述加热筒的纵向方向上的中央附近的预定支撑位置处限制在所述轴向方向上的移动和旋转的状态下，将所述加热筒支撑在所述支撑框架上。具体地，所述支撑位置是所述加热筒的长度的1/3至2/3处的位置。在所述加热筒上在所述支撑位置处形成凸缘，并且预定接合板附着到所述凸缘。所述支撑框架设有凸缘板。当将所述接合板固定到所述凸缘板以自由地附接和拆卸时，能够使所述支撑框架支撑所述加热筒。在所述接合板和所述凸缘板中的一者或两者上设置引导部，用于在附接和拆卸期间定位。

根据本公开的第一说明性形态，可以提供一种注射装置，包括：加热筒；螺杆，所述螺杆被设置成在所述加热筒的内部在轴向方向和旋转方向上可驱动；和支撑框架，所述支撑框架支撑所述加热筒，其中所述加热筒在所述轴向方向上的移动和旋转在支撑位置处被限制的状态下由所述支撑框架支撑，所述支撑位置是从所述加热筒的后端部向远端部靠近至所述加热筒的长度的1/3至2/3的位置。

根据本公开的第二说明性形态，在根据第一说明性形态的注射装置中，可以在所述加热筒上在所述支撑位置处形成凸缘，所述支撑框架可以包括凸缘板，并且由于所述凸缘被固定到所述凸缘板，所述加热筒可以由所述支撑框架支撑。

根据本公开的第三说明性形态，在根据第二说明性形态的注射装置中，接合板可被固定到所述凸缘，所述凸缘可经由所述接合板以可拆卸方式被固定到所述凸缘板，在所述接合板和所述凸缘板中的一者或两者上可以形成引导部，并且所述接合板可以在被固定到所述凸缘板时由所述引导部定位。

如上描述，本公开提供一种注射装置作为目标，该注射装置由加热筒、设置成在加热筒的内部在轴向方向和旋转方向上可驱动的螺杆以及支撑该加热筒的支撑框架构成。在本公开中，加热筒在轴向方向上的移动和旋转在预定的支撑位置处被限制的状态下由所述支撑框架支撑，该支撑位置是从加热筒的后端部向远端部靠近至加热筒的长度1/3至2/3的位置。因此，即使加热筒较长，由于加热筒在轴向方向上的移动在纵向方向上的中央附近被限制的状态下由所述支撑框架支撑，所以当在轴向方向上驱动支撑框架以使喷嘴接触模具时，作用在加热筒上的轴向力仅作用在从中央附近到远端的范围内。因此，即使加热筒较长，轴向力作用的范围也很短，并且能够防止由屈曲引起的加热筒的变形。尽管加热筒通过支撑框架被支撑在旋转被限制的状态，但仅中央附近的旋转被限制。因此，由作用在加热筒上的扭转引起的剪切应力很小，并且能够防止加热筒的变形。详细地说，在本公开的加热筒中以及在加热筒的后端部处旋转被限制的现有技术的加热筒中，通过螺杆旋转作用在整个加热筒上的扭转力是相等的。尽管扭转力积聚在中央附近并且甚至在本公开的加热筒中作用在支撑框架上，但扭转力的大小与现有技术的加热筒的扭转力的大小相等。然而，在本公开中，作用在加热筒本身上的剪切应力大约是现有技术的加热筒中的剪切应力的大小的一半。这是因为有助于剪切应力的扭转力仅等于加热筒的长度的一半。根据另一公开，在加热筒上支撑位置处形成有凸缘，支撑框架设置有凸缘板，并且由于凸缘被固定到凸缘板，所以加热筒通过支撑框架支撑。因为仅通过将凸缘固定到凸缘板就可以将加热筒固定到支撑框架，所以容易附接该加热筒，并且不需要特殊的构件。根据又一公开，预定接合板被固定到凸缘，该凸缘经由接合板以可拆卸方式固定到凸缘板，在接合板和凸缘板中的一者或两者上形成有引导部，并且接合板当被固定到凸缘板时由引导部定位。尽管在注射装置的维护期间必须相对于支撑框架对加热筒进行移除、附接等，但由于能够使用引导部执行定位，所以加热筒的附接和拆卸作业变得非常容易。

附图说明

将基于下列附图详细描述本公开的说明性实施例，其中：

图1是示出了根据本公开的说明性实施例的注射装置的立体图；

图2a和图2b是示出根据本公开的说明性实施例的注射装置的一部分的视图，其中图2a是示出加热筒的一部分和支撑框架的一部分的立体图，并且图2b是示出加热筒的一部分和支撑框架的一部分的正视截面图；并且

图3是示出了相关技术的注射装置的正视截面图。

具体实施方式

将描述本公开的说明性实施例。尽管根据本公开的注射装置可以被设置成用于注射树脂材料的常规注射模制机，但在本说明性实施例中，其被设置成用于注射金属材料的所谓金属注射模制机。如在图1中所示，根据本说明性实施例的注射装置1由加热筒2、支撑该加热筒2的支撑框架3等构成。尽管未在图1中示出，但是螺杆被设置在加热筒2内部，并且通过设置在支撑框架3的后端部上的预定驱动机构5在旋转方向和轴向方向上驱动该螺杆。

尽管根据本示例性实施例的注射装置1具有多个特征，但是注射装置1主要具有加热筒2中的特征。换言之，加热筒2由两个筒构件构成，即，靠前的前筒7和靠后的后筒8，并且这两者在纵向方向上彼此连接。如在图2b中所示，在前筒7上形成在后端部处具有扩大的外径的凸缘部10。在后端部处形成具有扩径钻孔的预定宽度的阶梯部11。类似地，具有扩大外径的凸缘部13以与在前筒7上相同的方式被形成在后筒8的远端部分上。在后筒8的远端的端表面上形成环状突出部14，该环状突出部14仅在该钻孔的附近以预定高度呈环形直立。阶梯部11和环状突出部14形成套筒接合，并且当前筒7和后筒8分别在凸缘部10、13处彼此抵靠时，环状突出部14被平滑地插入到阶梯部11中并与该阶梯部水密连接。如图在2a中所示，…在前筒7和后筒8的凸缘部10、13中沿周向方向开设多个螺栓孔18、18，所述凸缘部10、13通过螺栓而被固定到下文描述的接合板16，从而将前筒7和后筒8一体地彼此固定。如在图1中所示，喷嘴15以与现有技术的加热筒中相同的方式被设置在前筒7的前部上。如后文描述的，当使喷嘴15接触模具时，尽管加热筒2由支撑框架3向前驱动，但是这时，轴向力经由凸缘部10、13作用在加热筒2上。

如图在2a中所示，接合板16由具有预定板厚的矩形板形成，在接合板16的中央开设有圆形孔17，并且后筒8被插入到所述孔17中。在接合板16的一个表面上的孔17的周边形成有浅刻出的盘状的圆形阶梯部19。圆形阶梯部19的盘的直径略大于后筒8的凸缘部13，并且凸缘部13的一部分被平滑地装配到圆形阶梯部19中而没有明显的间隙。因此，可以使后筒8和接合板16精确地居中。如在图2b中所示，在接合板16的另一个表面上的孔17的周边还形成有浅刻出为圆形的圆形阶梯部20，并且支撑框架3的凸缘板25的预定部分(将在后文描述)被装配到圆形阶梯部20中并且居中，即，被定位。在圆形阶梯部19中，沿周向方向在接合板16中形成有多个螺栓孔21、21…。如在图1中所示，前筒7、后筒8和接合板16使用螺栓23、23…一体地彼此固定。在矩形的两个短边附近的接合板16中开设有螺栓孔24、24…，并且可以通过使用螺栓将接合板16固定到凸缘板25。

根据本说明性实施例的注射装置1也具有支撑框架3中的特征。除了在加热筒2的后端部处支撑加热筒2的中间板27和设有驱动螺杆的驱动机构5的驱动机构框架部28之外，支撑框架3在加热筒2的纵向方向上的中央附近设有支撑加热筒2的凸缘板25。中间板27和驱动机构框架部28，以及中间板27和凸缘板25通过在彼此之间使用多个杆来以固定的方式彼此联接。在本说明性实施例中，尽管在中间板27上设有支撑加热筒2的支撑机构29，但是仅通过松弛地支撑加热筒2的后端部，支撑机构29在该部分处不限制加热筒2在旋转方向和轴向方向上的移动。支撑机构29被简单地设置成使加热筒2的后端部和中间板27居中。

凸缘板25是根据本说明性实施例的注射装置1中的特征构件，并且如在图2a中所示，该凸缘板25是矩形的。由于在使喷嘴15接触模具时推动加热筒2，所以载荷作用在凸缘板25上。在注射期间，排斥力也作用在凸缘板25上。因此，凸缘板25被形成为预定的板厚。在凸缘板25中形成有从顶端到达中央部的相对较大的u形开口部31，并且加热筒2的后筒8被构造成插入到该u形开口部31中。在凸缘板25的前表面中形成有浅刻出的大矩形形状的阶梯部32，以在凸缘板25的前表面的中心部中留下圆形部分。当接合板16被插入到阶梯部32中时，该阶梯部32的两侧的端表面松弛地接触接合板16的一对侧表面。保留在阶梯部32的中央的圆形平台状的突出部33被构造成装配到形成在接合板16中的圆形阶梯部20中。凸缘板25侧的阶梯部32和突出部33以及接合板16的一对侧表面和圆形阶梯部20形成引导部，该引导部用于将接合板16精确地定位在凸缘板25上。在凸缘板25的阶梯部32中开设有用于固定接合板16的螺栓孔34、34…。

如在图1中所示，在设有该凸缘板25的支撑框架3上设置有一对活塞筒单元35、35。所述一对活塞筒单元35、35的活塞被连接到未示出的固定板。因此，当活塞筒单元35、35被驱动时，支撑框架3在轴向方向上被驱动，并且加热筒2被向前驱动，使得喷嘴15接触模具。

在注射装置1中，为了进行适当的维护，必须相对于支撑框架3移除和附接加热筒2和螺杆。将描述该方法。首先，组装加热筒2。换言之，使前筒7和后筒8分别邻接凸缘部10和13，并且将后筒8插入到接合板16的孔17中，以使接合板16抵靠后筒8的凸缘部13。因此，前筒7、后筒8和接合板16被精确地定位，即，居中。通过使用螺栓23、23…固定前筒7、后筒8和接合板16。组装加热筒2。在本说明性实施例中，只要不是必须的，就不会拆卸以这种方式组装的加热筒2，并且在相对于支撑框架3的附接和拆卸中，加热筒2以组装状态从支撑框架3上被移除和被附接到该支撑框架3。

加热筒2被附接到支撑框架3。螺杆被预先插入到加热筒2中，加热筒2的后筒8的本体部分被插入到凸缘板25的u形开口部31中，并且后筒8的后端部被插入到中间板27的支撑机构29中。因此，接合板16抵靠凸缘板25的阶梯部32并且被精确地定位，即，居中。如在图1中所示，接合板16通过使用多个螺栓36、36被固定到凸缘板25。因此，能够限制加热筒2在轴向方向(例如，在朝向远端的方向)上的移动和加热筒2的旋转。完成加热筒2的支撑框架3的附接。当从支撑框架3移除加热筒2时，可以执行相反的作业。

在根据本说明性实施例的注射装置1中，加热筒2在凸缘部10和13处由支撑框架3支撑，并且在凸缘部10和13处限制在轴向方向和旋转方向上的移动。同时，尽管加热筒2的后端部由中间板27的支撑机构29支撑，但在轴向方向和旋转方向上的移动不受限制。换言之，能够说，加热筒2以如下状态被支撑，在该状态中，在纵向方向的中央附近限制在轴向方向和旋转方向上的移动。因此，当驱动活塞筒单元35、35使喷嘴15接触模具时，作用在加热筒2上的轴向力基本上只作用在凸缘部10和13的前部部分，即，前筒7。即使轴向力作用在前筒7上，由于前筒7的长度短，所以不必担心由屈曲引起变形。当螺杆旋转并且注射材料被塑化时，尽管由旋转力引起的扭转力作用在加热筒2上，但作用在加热筒2本身上的剪切应力仅在凸缘部10和13附近达到最大，并且该剪切应力的大小相对较小。换言之，在根据本说明性实施例的注射装置1中，加热筒2相对于扭转具有很大的强度。尽管对凸缘部10和13在加热筒2的纵向方向上的位置，即，支撑位置在加热筒2的长度的中央附近的事实进行了宽泛的解释，但只要该支撑位置是从加热筒2的后端部向加热筒2的远端部靠近至加热筒2的长度的1/3至2/3的位置，就可以获得上述的效果。